KR101652711B1 - 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 a) 아크릴계 공중합 수지 1-10 중량부; b) 아크릴 단량체 5-55 중량부; c) 2개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 단량체 0.9999-40 중량부; 및 d) 유기용매 5-93 중량부를 포함하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물에 관한 것이다.
본 발명의 잉크조성물은 롤 프린트 공법을 이용하여 전자소자의 유기절연막의 형성시 투과도, 내약품성, 고온 고압에 변형이 일어나지 않는 수축률, 다양한 기판과의 접착력 등의 특성이 개선되며, 열경화 또는 광경화에 적합하며, 박막의 정밀도를 증진시켜 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
롤 프린팅, 잉크조성물, 절연막
Description
본 발명은 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤 프린트 공법을 이용하여 전자소자의 유기절연막의 형성시 투과도, 내약품성, 고온 고압에 변형이 일어나지 않는 수축률, 다양한 기판과의 접착력 등의 특성이 개선되며, 열경화 또는 광경화에 적합하며, 박막의 정밀도를 증진시켜 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물에 관한 것이다.
일반적으로 정보저장, 소형 센서, 광결정 및 광학 소자, 미세 전자기계 소자, 표시 소자, 디스플레이 및 반도체에 적용되는 미세 패턴을 형성하는 공정은 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 포토리소그래피(Photolithography)를 이용한 방법이다.
종래 포토리소그래피 방법은 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 회로 선폭 또는 패턴 선폭이 결정된다. 현재의 기술 수준을 고려할 때 포토리소그래피 공정은 빛의 간섭 때문에 70 nm 이하의 미세 패턴을 기판 상에 형성하는 것은 어려운 상황이다. 또한, 패턴의 초미세화가 진행됨에 따라 노광 장비와 같이 고가의 장비로 인하여 초기 투자비용이 증가하고 고해상도의 마스크 가격도 급등하여 효율성이 떨어지는 단점이 있으며, 고가의 장비를 사용해야 하는 문제점은 결국 원가 상승을 일으키는 또 다른 요인으로 작용하고 있다. 뿐만 아니라, 패턴을 형성할 때마다 노광, 노광 후 베이크, 현상, 현상 후 베이크, 식각 공정, 세정 공정 등을 수행해야만 하기 때문에 공정 시간이 오래 걸리고, 다수회의 포토 공정을 반복해야만 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 부각되었다.
이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로 롤 프린팅 공법이 대두되었다. 롤 프린트 공법은 기존의 포토리소그래피에서 패턴을 형성시킬 때 사용되는 고해상도의 마스크 대신 무기물 및 고분자로 제조된 블랑켓과 클리체를 사용하여 미세 패턴을 형성하고자 하는 기판에 직접적으로 전사를 하여 패턴을 형성한다. 이러한 롤 프린트 공법은 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓을 이용하여 얼라인 및 이형성을 개선시키며, 열경화 공정을 적용함으로써 생산성 및 작업 능률을 향상시키며, 또한, 포토리소그래피의 노광이나 현상 작업과 같은 여러 공정을 거치면서 진행되는 복잡한 공정 및 그에 따라서 발생하는 부수적인 공정 비용을 획기적으로 줄일 수 있는 대안으로 제시되고 있다.
이러한 롤 프린트 공법은 대한민국특허출원 제2006-0005482호(공개특허공보 제10-2007-76292호)에는 롤 프린트 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조방법에 대하여 개시되어 있다. 상기 문헌에는 롤 프린트 공법이 FED(Field Emission Display), 유기EL(ElectroLuminescent), PDP(Plasma Display Panel) 장치에도 적용이 가능하고 제조 공정이 단순해 질 것이라고 언급하고 있으며, 반복 인쇄 후에도 패턴의 정밀도가 확보될 것이라 개시하고 있다.
롤 프린팅에 적용되는 잉크 조성물은 크게 열경화성 수지 조성물과 광경화성 수지 조성물로 구분할 수 있다. 열경화성 수지 조성물을 사용하기 위해서는 열경화성 수지 조성물을 특정 온도 이상으로 가열하여 유동성을 확보하면서 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓을 가압하여 박막 또는 미세 패턴을 형성하며 고온을 이용하므로 빠른 시간 내에 박막 또는 미세 패턴 확보에 용이하다. 또한, 광경화성 수지 조성물은 산소가 없는 질소 분위기 상태에서 광조사함으로써 박막 또는 미세 패턴을 형성하는 방식이다. 이 방식은 광경화성 수지 조성물에 가교가 일어남으로써, 박막 또는 미세 패턴의 정밀도를 증진시킬 수 있다.
롤 프린트 공법에 적용되는 잉크조성물은 TFT형 액정표시소자, 유기 TFT형 액정표시소자, OLED형 액정표시소자, 플렉시블 디스플레이를 위한 액정표시소자에 상용되는 패널에 유기절연막으로 적용시 광투과성을 방해하거나 차단하지 않는 광투과도가 우수하여야 하며, 산, 염기 또는 이들의 혼합액이 형성된 박막 또는 미세 패턴에 접촉할 경우 박막 또는 미세 패턴이 약품에 의해 변형이 일어나거나 벗겨지면 본래의 기능을 할 수 없으므로 약품에 견딜 수 있는 내화학성이 요청되며, 또한, 두께 평탄도 및 정밀성을 유지하기 위해서 열에 의한 수축률이 작을 것이 요청되며, 여러 번의 패턴 공정시 형성하고자 하는 박막 또는 미세 패턴이 유기막과 무기막 기판에서 일부분이 벗겨지거나 없어지면 유기절연막으로서의 기능을 할 수 없 으므로, 기판과의 우수한 접착력 등의 물성을 필요로 하나 종래 이러한 특성을 모두 만족시킬 수 있는 잉크 조성물은 없으며, 이에 대한 개발이 절실한 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 고려하여, 본 발명은 롤 프린트 공법을 이용하여 유기절연막의 형성시 투과도, 산, 염기 또는 이들의 혼합액의 약품에 견딜 수 있는 내약품성, 고온 고압에 변형이 일어나지 않는 수축률, 다양한 기판과의 접착력 등의 특성이 개선되며, 열경화 또는 광경화에 적합하며, 박막의 정밀도를 증진시켜 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 잉크조성물, 상기 잉크 조성물을 이용한 유기절연막 형성방법, 및 상기 유기절연막 형성방법에 의하여 형성된 유기절연막을 포함하는 전자소자를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은
a) 아크릴계 공중합 수지 1-10 중량부;
b) 아크릴 단량체 5-55 중량부;
c) 2개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 단량체 0.9999-40 중량부; 및
d) 유기용매 5-93 중량부
를 포함하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 잉크조성물을 롤 프린팅 공법에 적용하여 유기절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 유기절연막 형성방법을 제공한다.
또한 본 발명은 상기 전자소자의 유기절연막 형성방법에 의하여 형성된 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자를 제공한다.
본 발명에 따른 잉크조성물은 롤 프린트 공법을 이용하여 유기절연막의 형성시 투과도, 산, 염기 또는 이들의 혼합액의 약품에 견딜 수 있는 내약품성, 고온 고압에 변형이 일어나지 않는 수축률, 다양한 기판과의 접착력 등의 특성이 개선되며, 열경화 또는 광경화에 적합하며, 박막의 정밀도를 증진시켜 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물은 아크릴계 공중합 수지 1-10 중량부; 아크릴 단량체 5-55 중량부; 2개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 단량체 0.9999-40 중량부; 및 유기용매 5-93 중량부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다.
본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물에 있어서, 아크릴계 공중합 수지는 기판과의 접착력과 잉크의 가교 밀도를 높이는 역할을 한다. 상기 아크릴계 공중합 수지의 사용량은 바람직하게는 1-10 중량부, 더욱 바람직하게는 3-7 중량부로 사용하는 것이 좋다. 상기 아크릴계 공중합 수지의 사용량이 1 중량부 미만인 경우 접착력 및 경화도 개선 효과를 발현하지 못하고, 반면 10 중량부를 초과하는 경우 점도가 높아지고 유동성이 떨어지며 저장 안정성이 저하되는 경향이 있다.
상기 아크릴계 공중합 수지의 구체적인 예는, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(Mw)이 2,000 - 50,000인 것, 바람직하게는 15,000 - 25,000인 에폭시 아크릴레이트 수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 폴리에스터 아크릴레이트 수지, 실리콘 아크릴레이트 수지, 아미노 아크릴레이트 수지, 에폭시 메타아크릴레이트 수지, 우레탄 메타아크릴레이트 수지, 폴리에스터 메타아크릴레이트 수지, 실리콘 메타아크릴레이트 수지, 아미노 메타아크릴레이트 수지 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2 종 이상 혼합 사용할 수 있다.
본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물에 있어서, 상기 아크릴 단량체는 산, 염기 또는 혼합액의 약품에 견딜 수 있는 내성 및 형성하고자 하는 기판과의 접착력에도 영향을 준다. 상기 아크릴 단량체의 사용량은 5-55 중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20-30 중량부로 사용하는 것이 좋다. 상기 아크릴 단량체의 사용량이 5 중량부 미만인 경우는 얻어지는 박막 강도가 저하되어 산, 염기 또는 혼합액의 약품에 내성이 약해지는 경향이 있으며, 55 중량부를 초과하는 경우는 미반응물이 많아져 접착력이 저하되는 원인이 될 수 있다.
상기 아크릴 단량체의 구체적인 예는, 2-부톡시에틸아크릴레이트, 2-부톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 2-에톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르메타아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)메틸에테르메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 메틸아다멘틸아크릴레이트, 네오펜틸글리콜벤조네이트아크릴레이트, , 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 아다만틸메타아크릴레이트, 알릴메타아크릴레이트, 벤질메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐메타아크릴레이트, 에폭시시클로헥실메틸메타아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르메타아크릴레이트, 하이드록시부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 메틸아다멘틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 메틸글리시딜메타아크릴레이트; 이소부틸아크릴레이트, 터트-부틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 알킬아크릴레이트, 2-하이드록시아크릴레이트, 트리메톡시부틸아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 페녹시에틸아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레이트류; 3-플루오로에틸아크릴레이트, 4-플루오로프로필아크릴레이트와 같은 할로겐화합물을 포함하는 아크릴레이트 화합물 및 이들의 메타아크릴레이트류; 트리에틸실록실에틸아크릴레이트와 같은 실록산기를 포함하는 아크릴레이트 화합물 및 이들 의 메타아크릴레이트류 등이 있으며, 이들은 단독 또는 이종 이상 혼합 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물에 있어서, 상기 두 개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 모노머는 수지의 가교 밀도를 높여서 고온 고압에 변형이 일어나지 않게 수축이 일어나는 것을 최대한 억제시키는 지지체 역할을 하며, 형성하고자 하는 기판과의 접착력을 증진시키는 역할을 한다. 상기 가교성 모노머의 사용량은 바람직하게는 0.9999-40 중량부가 좋으며, 더욱 바람직하게는 5-20 중량부로 사용하는 것이 좋다. 상기 가교성 모노머의 사용량이 0.9999 중량부 미만인 경우는 경화도가 부족하여 미세 패턴 또는 박막 형성에 불리하고, 40 중량부를 초과하는 경우는 경화도 증가로 인하여 지나치게 경도가 높아지거나 오히려 미반응물이 많아져 수축의 원인이 될 수 있다.
상기 2개 이상의 이중결합을 포함하는 가교성 모노머의 구체적인 예는, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트 유도체, 트리메틸프로판트리아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레 이트류 등이 있으며, 이들을 단독 또는 이종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물에 있어서, 상기 유기용매는 상기 아크릴계 공중합 수지, 아크릴 단량체 및 가교성 단량체를 점도를 낮추는 역할 및 용해성을 더욱 좋게 할 수 있다. 상기 유기용매의 사용량은 5-93 중량부로 포함되는 것이 좋으며, 더욱 바람직하게는 20-50 중량부로 사용하는 것이 좋으며, 상기 범위 내인 경우 점도를 낮추어 잉크 조성물의 유동성을 확보하여 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓과의 이형성을 우수하게 할 수 있다.
상기 유기용매의 구체적인 예는, 아크릴로니트릴, 아세토니트릴, 글리세롤, 디메틸설폭사이드, 나이트로메탄, 디메틸포르아마이드, 페놀, N-메틸피롤리돈, 피리딘 퍼플로오로트리부틸아민, 퍼플르오로데칼린, 2-부타논, 메틸렌카보네이트; 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 프로필렌에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올, 벤질알코올, 헥실알코올, 알릴알코올 등의 알코올류; 프로필렌카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 메톡시벤젠, 1,4-디옥산, 1-메톡시-2-프로판올, 메톡시벤젠, 디부틸에테르, 디페놀에테르 등의 에테르류; 에틸아세테이트, 메틸아세테이트, 프로필아세테이트, 부틸아세테이트, 에틸프로피온, 에틸에스테르, 부틸에스테르, 메틸-2-하이드록시이소부티라트, 2-메톡시-1-메틸에틸에스테르, 2-메톡시에탄올아세테이트, 2-에톡시에탄올아세테이트 등의 에스테르류; 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 에틸렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 에틸렌글리콜에틸에테르프로피오네이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르프 로피오네이트류; 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트류; 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디포로필렌글리콜디에틸에테르 등의 디프로필렌글리콜알킬에테르류; 부틸렌글리콜모노메틸에테르, 부틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 부틸렌글리콜모노메틸에테르류; 및 디부틸렌글리콜디메틸에테르, 디부틸렌글리콜디에틸에테르 등의 디부틸렌글리콜알킬에테르류 등을 단독 또는 이종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물은 e) 개시제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 개시제는 열이나 광조사에 따른 상기 가교성 모노머의 중합을 개시하는 역할을 한다. 상기 개시제의 사용량은 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부가 좋으며, 더욱 바람직하게는 1 내지 5 중량부로 사용하는 것이 좋다. 상기 개시제의 사용량이 0.1 중량부 미만인 경우는 경도가 저하되어 미세 패턴 형성이 어려울 수 있고, 10 중량부를 초과하는 경우는 보존 안정성이 저하되거나 경화마진이 저하되는 경향이 있다.
상기 개시제의 구체적인 예는, 폴리[폴리옥시에틸렌 4,4'-아조비스-(4-시아노펜타노에이트), 2,2-아조비스이소부티로니트릴, 2,2-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2-아조비스(4-메톡시 2,4-디메틸발레로니트릴), 1,1-아조비스(시클로헥산-1-카르보니트릴), 디메틸 2,2-아조비스이소부틸레이트; 벤조일퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1-비스-(t-부틸포옥시)시클로헥산 또는 과산화수소나 과산화물을 포함한 산화 환원형 개시제 등을 사용할 수 있다. 또한, 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토 페논계 화합물; 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조 인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 화합물; 2,4,6,-트리클로로 s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 화합물등이 있으며, 이들을 단독 또는 이종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 또한 본 발명의 롤 프린트용 잉크 조성물은 계면활성제, 염료 등 잉크조성물에 통상적으로 포함될 수 있는 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 일예로 계면활성제는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에서 발생하는 잉크 재료의 얼룩 및 홀자국을 예방하고, 원만한 코팅성을 확보하며, 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓 와의 이형시 계면에너지를 낮추어 잉크 조성물과의 상용성을 증진시켜서, 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓와의 이형성을 크게 증가시키는 역할을 할 수 있다. 상기 계면활성제는 실리콘 계열 계면활성제 또는 퍼플로오로알킬올리고머와 같은 불소 계열의 계면활성제를 사용할 수 있으며, 그 함량은 0.0001 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1.0 중량부로 사용되는 것이 좋다. 상기 계면활성제의 사용량이 0.0001 중량부 미만인 경우는 극미량이므로 그 도입 효과를 보기 어렵고, 5 중량부를 초과하는 경우는 미반응물로 남아 경화를 방해하거나 후속 공정의 불량을 초래할 수 있다.
또한 발명은 상기 잉크조성물을 롤 프린팅 공법에 적용하여 유기절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 유기절연막 형성방법과 상기 형성된 유기절연막을 포함하는 전자소자를 제공하는 바, 상술한 잉크조성물을 롤 프린팅 공법에 적용하여 전자조사의 유기절연막을 형성하는 것 외에 공지의 롤 프린팅 공법을 이용할 수 있음은 물론이다
상기 전자소자의 유기절연막 형성방법의 일예로는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 코팅하고 미세 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 코팅한 후, 10초 내지 5분의 대기 시간, 바람직하게는 20초 내지 60초의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 형성하고자 하는 유기막 및 무기막 기판 위에 직접적으로 미세 패턴 전사 또는 박막을 형성하고, 열을 가하거나 광조사에 의해서 박막 또는 미세 패턴이 경화가 된다.
구체적인 예로, 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 0.1-10 ㎛의 두께로 상기 잉크조성물을 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 코팅한 후, 20-60초의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 형성하고자 하는 유기막 및 무기막 기판 위에 박막 또는 미세 패턴을 전사시킬 수 있다. 이어서, 자외선을 이용하여 산소가 없는 질소 분위기 상태에서 광경화 공정을 할 수 있으며, 또는 90-250 ℃의 온도를 가해주는 열경화 공정을 실시할 수 있으며, 또는 광경화 공정과 열경 화 공정을 병행하여 유기절연막 미세 패턴을 형성시킬 수 있다. 상기 열처리 공정은 잉크 조성물 중 고체 성분을 열분해 시키지 않으면서 용매를 증발시켜서 용매의 농도를 최소화하는 것으로 박막과 기판과의 접착력 및 내성을 증진시키는데 있다.
본 발명에 의하여 롤 프린트용 잉크조성물은 광투과도, 내화학성, 열에 의한 수축률 및 기판과의 우수한 접착력을 나타내어 TFT형 액정표시소자, 유기 TFT형 액정표시소자, OLED형 액정표시소자, 플렉시블 디스플레이를 위한 액정표시소자에 상용되는 패널의 유기절연막으로 적용시 특히 적합하다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
폴리스티렌 환산 중량평균분자량(Mw)이 15,000인 a) 우레탄 아크릴레이트 수지 3 중량부, b) 하이드록시에틸메타아크릴레이트 30 중량부, c) 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 20 중량부, d) 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 42 중량부, e) 개시제(폴리[폴리옥시에틸렌 4,4'-아조비스-(4-시아노펜타노에이트)) 5 중량부를 상온에서 12시간 이상 교반하여 롤 프린트용 잉크조성물을 제조하였다.
실시예 2
폴리스티렌 환산 중량평균분자량(Mw)이 15,000인 a) 폴리에스터 아크릴레이 트 수지 3 중량부, b) 글리시딜메타아크릴레이트 30 중량부, c) 펜타에리트리톨트리아크릴레이트 20 중량부, d) 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 42 중량부, e) 개시제(폴리[폴리옥시에틸렌 4,4'-아조비스-(4-시아노펜타노에이트)) 5 중량부, 및 계면활성제 1 중량부를 상온에서 12시간 이상 교반하여 롤 프린트용 잉크조성물을 제조하였다.
비교예 1
폴리스티렌 환산 중량평균분자량(Mw)이 15,000인 a) 우레탄 아크릴레이트 수지 20 중량부, b) 에폭시 메타아크릴레이트 수지 3 중량부, c) 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 67 중량부, d) 피그먼트블루 5 중량부, e) 개시제(폴리[폴리옥시에틸렌 4,4'-아조비스-(4-시아노펜타노에이트)) 5 중량부를 상온에서 12시간 이상 교반하여 롤 프린트용 잉크조성물을 제조하였다.
상기에서 제조한 실시예 1-2와 비교예 1의 잉크 조성물을 이용하여 다음과 같은 방법으로 물성을 평가하였다.
가. 투과도
무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 상기에서 제조한 실시예 1-2와 비교예 1의 잉크조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하고 60초의 대기 시간을 가진 후에 투명한 기판 위에 직접미세 패턴을 전사하고 경화 공정을 거친 뒤에, 미세 패턴 전사가 형성된 기판을 투과도 분석기기(UV/Vis Spectrometer Lambda 850, 퍼킨엘머)를 이용하여 투과도를 평가하였다. 결과는 하 기 표 1에 나타내었다.
(평가 기준)
A: 투과도가 90%-99.99%인 경우
B: 두께변화가 80% 이상, 90% 미만인 경우
C: 두께변화가 70% 이상, 80% 미만인 경우
D: 두께변화가 70% 미만인 경우
나. 내화학성
무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 상기에서 제조한 실시예 1-2와 비교예 1의 잉크조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하고 60초의 대기 시간을 가진 후에 투명한 기판 위에 직접미세 패턴을 전사하고 경화 공정을 거친 뒤에, 산, 염기의 화학용액(N-메틸피롤리돈, 5 중량% 염산, 3 중량% 옥살산, 5 중량% 수산화칼륨, 포토레지스트용 박리액, 포토레지스트용 현상액)에 30분 담군 뒤에 초기 박막 또는 미세 패턴 두께와 나중 박막 또는 미세 패턴 두께 변화의 차이를 통하여 내화학성을 평가하였다. 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(평가 기준)
A: 두께변화가 1%-0.0001%인 경우
B: 두께변화가 1% 이상, 5% 미만인 경우
C: 두께변화가 5% 이상, 10% 미만인 경우
D: 두께변화가 10% 이상인 경우
다. 수축률
무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 상기에서 제조한 실시예 1-2와 비교예 1의 잉크조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하고 60초의 대기 시간을 가진 후에 투명한 기판 위에 직접미세 패턴을 전사하고 경화 공정을 거친 뒤에, 130 ℃의 고온 조건에서 30분 동안 열을 가한 뒤에 초기 박막 또는 미세 패턴 두께와 나중 박막 또는 미세 패턴 두께와의 두께 변화율을 통하여 수축률을 평가하였다. 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(평가 기준)
A: 두께변화가 1%-0.0001%인 경우
B: 두께변화가 1% 이상, 5% 미만인 경우
C: 두께변화가 5% 이상, 10% 미만인 경우
D: 두께변화가 10% 이상인 경우
라. 접착력
무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 상기에서 제조한 실시예 1-2와 비교예 1의 잉크조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하고 60초의 대기 시간을 가진 후에 투명한 기판 위에 직접미세 패턴을 전사하고 경화 공정을 거친 뒤에, 박막을 1 mm2의 크기가 되도록 셀을 100개로 만들고, 접착평가 전용 테이프(610-1PK, 3M)를 사용하여 접착력 정도를 확인하였다. 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
(평가 기준)
A: 하나의 셀도 뜯겨져 나가지 않는 경우.
B: 1~10 개의 셀이 뜯겨져 나가지 않는 경우.
C: 10~99개의 셀이 뜯겨져 나가지 않는 경우
D: 모든 셀이 뜯겨져 나가는 경우.
[표 1]
| 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | |
| 투과도 | A | A | D |
| 내화학성 | A | A | D |
| 수출률 | A | A | C |
| 접착력 | A | A | B |
상기 표 1을 통하여, 본 발명의 실시예 1-2에 따라 제조된 롤 프린트용은 비교예 1에 비하여 투과도, 내화학성, 수출률 및 접착력이 동시에 현저히 우수함을 할 수 있으며, 따라서 롤 프린트 공법을 이용하여 전자소자의 유기절연막을 형성하기에 적합함을 알 수 있다.
Claims (12)
- a) 아크릴계 공중합 수지 1-10 중량부;b) 아크릴 단량체 20-30 중량부;c) 2개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 단량체 0.9999-40 중량부;d) 유기용매 20-50 중량부; 및e) 개시제 0.1-10 중량부를 포함하고,상기 아크릴 단량체는 2-부톡시에틸아크릴레이트, 2-부톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에톡시에틸아크릴레이트, 2-에톡시에틸메타아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-에틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 2-하이드록시에틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸아크릴레이트, 2-메틸-2-아다만틸메타아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)에틸에테르메타아크릴레이트, 디(에틸렌글리콜)메틸에테르메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르아크릴레이트, 하이드록시프로필아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 메틸아다멘틸아크릴레이트, 네오펜틸글리콜벤조네이트아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타아크릴레이트, 아다만틸메타아크릴레이트, 알릴메타아크릴레이트, 벤질메타아크릴레이트, 시클로헥실메타아크릴레이트, 디시클로펜타닐메타아크릴레이트, 에폭시시클로헥실메틸메타아크릴레이트, 에틸렌글리콜페닐에테르메타아크릴레이트, 하이드록시부틸메타아크릴레이트, 하이드록시프로필메타아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, 글리시딜메타아크릴레이트, 메틸아다멘틸메타아크릴레이트, 메틸메타아크릴레이트, 메틸글리시딜메타아크릴레이트; 이소부틸아크릴레이트, 터트-부틸아크릴레이트, 라우릴아크릴레이트, 알킬아크릴레이트, 2-하이드록시아크릴레이트, 트리메톡시부틸아크릴레이트, 에틸카르비톨아크릴레이트, 4-하이드록시부틸아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트; 3-플루오로에틸아크릴레이트, 4-플루오로프로필아크릴레이트; 및 트리에틸실록실에틸아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것이고,상기 2개 이상의 이중결합을 가지는 가교성 단량체는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트유도체, 및 트리메틸프로판트리아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항에 있어서,상기 아크릴계 공중합 수지는 에폭시아크릴레이트수지, 우레탄 아크릴레이트 수지, 폴리에스터 아크릴레이트 수지, 실리콘 아크릴레이트 수지, 아미노 아크릴레이트 수지, 에폭시 메타아크릴레이트 수지, 우레탄 메타아크릴레이트 수지, 폴리에스터 메타아크릴레이트 수지, 실리콘 메타아크릴레이트 수지 및 아미노 메타아크릴레이트 수지로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,첨가제를 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항에 있어서,무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 0.1-10 ㎛의 두께로 상기 잉크조성물을 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 상기 잉크 조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 코팅한 후, 10초 내지 5분의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 투명한 기판 위에 박막 또는 미세 패턴을 전사시키고, 자외선을 이용하여 산소가 없는 질소 분위기 상태에서 광경화하거나, 또는 90-250 ℃의 온도를 가하여 열경화 공정을 거친 뒤에, 미세 패턴 전사가 형성된 기판을 투과도 분석기기를 이용하여 투과도를 측정하였을 때 투과도가 90-99.99%인 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항에 있어서,무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 0.1-10 ㎛의 두께로 상기 잉크조성물을 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 코팅한 후, 10초 내지 5분의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 형성하고자 하는 유기막 및 무기막 기판 위에 박막 또는 미세 패턴을 전사시키고, 자외선을 이용하여 산소가 없는 질소 분위 기 상태에서 광경화하거나, 또는 90-250 ℃의 온도를 가하여 열경화 공정을 거친 뒤에, 미세 패턴 전사가 형성된 기판을 산, 염기의 화학용액에 30분 담군 뒤에 초기 박막 또는 미세 패턴 두께와 나중 박막 또는 미세 패턴 두께 변화의 차이가 0.0001-1%인 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항에 있어서,무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 0.1-10 ㎛의 두께로 상기 잉크조성물을 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 코팅한 후, 10초 내지 5분의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 형성하고자 하는 유기막 및 무기막 기판 위에 박막 또는 미세 패턴을 전사시키고, 자외선을 이용하여 산소가 없는 질소 분위기 상태에서 광경화하거나, 또는 90-250 ℃의 온도를 가하여 열경화 공정을 거친 뒤에, 미세 패턴 전사가 형성된 기판을 130 ℃의 고온 조건에서 30분 동안 열을 가한 뒤에 초기 박막 또는 미세 패턴 두께와 나중 박막 또는 미세 패턴 두께와의 두께 변화율이 0.0001-1%인 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항에 있어서,무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 0.1-10 ㎛의 두께로 상기 잉크조성물 을 도포한 후 패턴이 형성된 클리체를 접촉하거나 또는 무기물 및 고분자로 제조한 블랑켓에 잉크 조성물을 0.1-10 ㎛의 두께로 코팅한 후, 10초 내지 5분의 대기 시간을 가진 후에 박막 또는 미세 패턴을 형성하고자 하는 유기막 및 무기막 기판 위에 박막 또는 미세 패턴을 전사시키고, 자외선을 이용하여 산소가 없는 질소 분위기 상태에서 광경화하거나, 또는 90-250 ℃의 온도를 가하여 열경화 공정을 거친 뒤에, 박막을 1 mm2의 크기가 되도록 셀을 100개로 만들고, 접착평가 전용 테이프(610-1PK, 3M)를 사용하여 접착력 정도을 테스트 했을 때, 뜯겨져 나가는 셀의 개수가 0-10개인 것을 특징으로 하는 롤 프린트 공법에 적용되는 유기절연막 형성용 잉크조성물.
- 제1항, 제2항, 및 제6항 내지 제10항 중 어느 한 항 기재의 잉크조성물을 롤 프린팅 공법에 적용하여 유기절연막을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자소자의 유기절연막 형성방법.
- 제11항 기재의 전자소자의 유기절연막 형성방법에 의하여 형성된 유기절연막을 포함하는 것을 특징으로 하는 전자소자.
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