JP6728045B2 - 液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物 - Google Patents
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Description
従来の液晶ディスプレーにおいて背面電極(大韓民国登録特許第0603826号)として用いられたITO(Indium−tin−oxide)またはIZO(Indium−Zinc−oxide)の場合、真空蒸着工程が要求され、その特性において抵抗と表面硬度は優れているが、透過度は優れていないという短所がある。
近年、インジウム資源の枯渇の危機が到来することによってITOを代替するための各種透明電極材料の開発に対する関心が高まっている。しかし、現在まで開発中である幾多の透明電極材料、例えば、伝導性高分子または金属や金属酸化物のような無機導電性組成物の場合、透過度においては満足できない結果を示している実情である。
そのうち、伝導性高分子を用いたコーティング膜の場合、透過度は優れているが、電極形成材料として用いるための期間による面抵抗上昇による信頼性低下の問題点が発生している。
また本発明は、コーティング性、硬度の向上およびコーティング膜形成後の時間経過に応じた面抵抗上昇を最小化することができる方法を提供することを目的とする。
溶媒50乃至90重量部、
塩酸または酢酸稀釈溶液0.1乃至10.0重量部、
固形分0.1乃至5.0wt%を有する伝導性高分子溶液5乃至40重量部;および
酸発生剤0.001乃至1.0重量部;
を含む、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を提供する。
また前記導電性組成物100重量部に対して、ポリアクリール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より選択された1種以上のバインダー樹脂0.1〜30重量部をさらに含むことができる。
発明の好ましい一実施形態により、シランカップリング剤5乃至40重量部、溶媒50乃至90重量部、塩酸または酢酸稀釈溶液0.1乃至10.0重量部、固形分0.1乃至5.0wt%を有する伝導性高分子溶液5乃至40重量部;および酸発生剤0.001乃至1.0重量部;を含む、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物が提供される。
前記溶媒は、組成物全体に対して残量で含まれてもよいが、好ましくは導電性組成物の総重量を基準に50乃至90重量部で用いることができる。
このような伝導性高分子溶液は、伝導性高分子の固形分が0.1乃至5重量%であり、溶媒95乃至99.9重量%を含み、あるいは5乃至60重量%および溶媒40乃至95重量%を含むことができる。
また本発明に用いられる前記伝導性高分子は、有機物質でありながら、本発明の組成物が導電性を帯びるようにする基本的な物質である。
本段階ではシランカップリング剤のゾル−ゲル反応を通じた前駆体製造工程を行う。
本発明の電極形成用導電性組成物は、最終の組成に伝導性高分子、ドーパント、シランカップリング剤、酸発生剤および溶媒を含むことができるが、このような組成を有することができるように本発明ではシランカップリング剤を用いた前駆体溶液を製造する過程を行う。
好ましくは、シランカップリング剤前駆体組成物を製造する段階において、前記シラン系カップリング剤前駆体組成物100重量部に対して、界面活性剤0.1乃至1.0重量部をさらに添加することができる。
本発明では前述した方法でシランカップリング剤前駆体組成物を製造した後に、固形分0.1乃至5.0wt%を有する伝導性高分子溶液5乃至40重量部と酸発生剤0.001乃至1.0重量部を添加して混合する段階を行い、最終的に液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造する。
前述した方法により製造された最終の液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物は、固形分0.1乃至5.0wt%を有する伝導性高分子溶液5乃至40重量部;シランカップリング剤3乃至30重量部;溶媒20乃至60重量部;および酸発生剤0.001乃至1.0重量部を含むことができる。
本発明で説明する電極は、通常、液晶表示装置の背面電極だけでなく、従来の背面電極を代替できる導電性偏光板のコーティングフィルム(大韓民国登録特許第0592329号)を全て含む。好ましくは、本発明の伝導性組成物は、背面電極形成に用いることができる。
前記液晶表示装置の背面電極形成方法で前記コーティングは、通常のコーティング方法が適用可能であり、一例としてスプレー法、バーコーティング法、ドクターブレード法、ロールコーティング法、ディッピング法など当業界で用いられる通常のコーティング方法が適用され得る。
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるのではない。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水26重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物100重量部に対して固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部とアミン遮断された熱酸発生剤(Amine blocked thermal acid generator、King Industries社のTAG 2713S)1重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
この時、伝導性高分子溶液は、固形分伝導性高分子(EDOTモノマーとドーパントとして用いられたPSSAの重合で製造されたPEDOT/PSS)2重量%および水98重量%を含む。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水26重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物100重量部に対して実施例1と同様な固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部とアミン遮断された熱酸発生剤(Amine blocked thermal acid generator、King Industries社のCXC 1820)1重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水26重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物100重量部に対して実施例1と同様な固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部とアミン遮断された熱酸発生剤(Amine blocked thermal acid generator、King Industries社のTAG 1763)1重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水26重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物100重量部に対して実施例1と同様な固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部とアミン遮断された熱酸発生剤(Amine blocked thermal acid generator、King Industries社のTAG 2712)1重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水26重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、実施例1と同様な固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部と第4級アンモニウム遮断された熱酸発生剤(Quaternary Ammonium Blocked thermal acid generator、King Industries社のCXC 1613)1重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
TEOS(テトラエチルオキシシラン)15重量部、IPA(イソプロピルアルコール)9重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル13重量部、水27重量部、アセチルアセトン5重量部、5.0%酢酸稀釈溶液(水溶液)1重量部を混合して50℃温度条件で3時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、実施例1と同様な固形分2.0wt%を有する伝導性高分子溶液30重量部を添加して導電性組成物を製造した。この時、伝導性高分子溶液は、固形分伝導性高分子(EDOTモノマーとドーパントとして用いられたPSSAの重合で製造されたPEDOT/PSS)2.0重量%および水98重量%を含む。
前記実施例1乃至5および比較例1の各導電性組成物を基板に形成された電極上に0.5μmの厚さに塗布した後、120℃のホットプレートで600秒間ソフトベークして300nmの厚さのフィルム層を形成した。
基板にコーティングされた背面電極形成用導電性材料の信頼性評価は、次の方法を用いた。その結果は表1に示した。
常温信頼性は、常温、湿度(Rh 50%以下、)の条件で評価した。高温信頼性は、80℃オーブンで持続放置しながら評価した。また高温/高湿信頼性は、65℃、Rh 90%の高温高湿オーブンを用いた。基板の表面抵抗は、SIMCO社ST−4装備を用いて500hrにかけて評価した。
しかし、比較例1は、信頼性が不良で、電極形成に適しないことが分かる。
Claims (11)
- 外部から印加される静電気を遮断する役割を果たす液晶表示装置の背面電極の形成に用いられる導電性組成物の製造方法であって、
前記製造方法は、シランカップリング剤前駆体組成物100重量部に対して、固形分含量が0.1乃至5.0wt%である伝導性高分子溶液5乃至40重量部、及び酸発生剤0.001乃至1.0重量部を添加した後、混合して、導電性組成物を製造する段階を含み、
前記シランカップリング剤前駆体組成物は、前記シランカップリング剤前駆体組成物の総重量を基準として、シランカップリング剤5乃至40重量%、溶媒50乃至90重量%、ならびに、水90乃至99.9重量%および塩酸または酢酸0.1乃至10.0重量%を含む水に稀釈された0.1乃至10%の塩酸または酢酸稀釈溶液0.1乃至10.0重量%、を含む混合物のゾルーゲル反応物であり、
前記伝導性高分子は、ドーパント物質をドーピングした伝導性高分子であり、
前記酸発生剤は、アミン遮断(Amine blocked)、共有結合遮断(covalent blocked)、金属遮断(metal blocked)、および第4級アンモニウム遮断された(Quaternary Ammonium Blocked)熱酸発生剤(thermal acid generator)からなる群より選択された1種以上であり、
最終の導電性組成物全体に含まれる溶媒が、20乃至60重量部である
液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物の製造方法。 - 前記溶媒は、i)水、ii)アルコール系化合物、およびiii)プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、アセチルアセトン、1−メチル−2−ピロリジノン、ジプロピルケトンおよびエチルラクテートからなる群より選択された1種以上の溶媒;を含む、請求項1に記載の液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物の製造方法。
- 前記アルコール系化合物は、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロパノール、エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、1,3−ペンタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリブチレングリコール、ジメチロールプロパン、トリメチロールプロパンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された1種以上である、請求項2に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記伝導性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された1種以上を含む、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記伝導性高分子は、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン)を含む、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記ドーパント物質は、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、カンホスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、塩酸、スチレンスルホン酸、2−アクリルアミド−2−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩化合物、2−スルホスクシン酸エステル塩、5−スルホイソフタル酸ソジウム塩、ジメチル−5−ソジウムスルホイソフタレート、5−ソジウムスルホ−ビス(β−ヒドロキシエチル)イソフタレートおよびポリ(4−スチレンスルホネート)からなる群より選択された1種以上である、請求項5に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記伝導性高分子は、ポリ(3,4−エチレンジオキシチオフェン):ポリ(4−スチレンスルホネート)(PEDOT:PSS)を用いる、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記シランカップリング剤は、炭素数1乃至20の炭化水素を有するアルキルオキシシラン系、アミノシラン系、ビニルシラン系、エポキシシラン系、メタクリルオキシシラン系、イソシアネートシランおよびフッ素シラン系からなる群より選択された1種以上である、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記組成物全体100重量部に対して界面活性剤0.1乃至1重量部をさらに含む、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。
- 前記導電性組成物100重量部に対して、
ポリアクリール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より選択された1種以上のバインダー樹脂0.1〜30重量部をさらに含む、請求項1に記載の導電性組成物の製造方法。 - 基板に形成された電極上に請求項1の製造方法で製造した導電性組成物をコーティングし、熱処理する段階を含む、液晶表示装置用背面電極の形成方法。
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