KR101472126B1 - Composition for forming organic insulating film and display device having organic insulating film made therefrom - Google Patents
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Abstract
본 발명은 표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 표시장치는 트리아진기를 갖는 폴리아미드 또는 폴리티오에테르 화합물로부터 형성된 유기절연막으로 이루어진 보호막을 구비함에 따라, 본 발명의 표시장치는 단순한 공정을 통해 형성할 수 있으며, 신뢰성을 확보할 수 있다.The present invention relates to a display device, and a display device of the present invention includes a protective film composed of an organic insulating film formed from polyamide or polythioether compound having a triazine group, so that the display device of the present invention can be formed through a simple process And reliability can be secured.
폴리아미드, 폴리티오에테르, 트리아진, 유기 절연막 Polyamide, polythioether, triazine, organic insulating film
Description
표시장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 유기 절연막 형성용 조성물 및 이로부터 형성된 유기 절연막을 구비하는 표시장치에 관한 것이다.And more particularly to a display device having a composition for forming an organic insulating film and an organic insulating film formed therefrom.
오늘날, 표시장치는 사용자에게 영상을 통해 정보를 알려주는 기기이다. 최근 널리 사용되는 표시장치의 예로서는 액정표시장치, 유기발광다이오드 표시장치등일 수 있다.Today, the display device is a device that informs the user of the information through the image. Examples of recently widely used display devices include a liquid crystal display device, an organic light emitting diode display device, and the like.
액정 표시 장치(Liquid Crystal Display device ; LCD)는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display) 소자로 각광받고 있다. Liquid crystal display devices (LCDs) are attracting attention as next-generation advanced display devices with low power consumption, good portability, and high value-added.
이와 같은 액정 표시 장치는 광의 투과도에 따라 영상을 표시하는 액정패널 및 상기 액정 패널에 상기 광을 제공하는 백라이트를 포함한다.Such a liquid crystal display device includes a liquid crystal panel for displaying an image according to the transmittance of light and a backlight for providing the light to the liquid crystal panel.
상기 액정패널은 서로 마주하는 하부기판 및 상부기판, 상기 하부기판과 상기 상부기판사이에 개재된 액정층을 포함한다.The liquid crystal panel includes a lower substrate and an upper substrate facing each other, and a liquid crystal layer interposed between the lower substrate and the upper substrate.
상기 하부기판은 박막트랜지스터 및 화소전극을 포함한다. 상기 박막트랜지스터 및 상기 화소전극사이에 보호막이 개재되어 있다. 여기서, 상기 보호막은 상기 박막트랜지스터와 상기 화소전극을 서로 전기적으로 연결시키기 위한 콘택홀을 구비한다. 상기 보호막은 일반적으로 실리콘 질화막과 같은 무기막으로 형성된다. 이로써, 상기 콘택홀을 구비하는 보호막을 형성하기 위해서, 증착공정과 포토리소그래피 공정을 수행해야 한다. 상기 증착공정은 진공 챔버내에서 수행됨에 따라, 적용할 수 있는 기판 사이즈에 대한 한계가 있을 뿐만 아니라, 공정 설비가 비싸다는 문제점이 있다. 또한, 상기 포토리소그래피 공정은 성막공정, 노광공정, 현상공정 및 식각 공정을 포함함에 따라, 공정이 복잡하다. 이에 따라, 상기 보호막을 무기막으로 형성할 경우, 상기 표시장치를 형성하기 위한 공정이 복잡해질 뿐만 아니라, 공정 비용이 증가하는 문제점이 있다.The lower substrate includes a thin film transistor and a pixel electrode. And a protective film is interposed between the thin film transistor and the pixel electrode. Here, the protective layer may include a contact hole for electrically connecting the thin film transistor and the pixel electrode to each other. The protective film is generally formed of an inorganic film such as a silicon nitride film. Thus, in order to form a protective film having the contact holes, a deposition process and a photolithography process must be performed. As the deposition process is performed in a vacuum chamber, there is a limit to the applicable substrate size, and there is a problem that the process equipment is expensive. In addition, the photolithography process involves complicated processes, including a film forming process, an exposure process, a development process, and an etching process. Accordingly, when the protective film is formed of an inorganic film, the process for forming the display device is complicated and the process cost is increased.
상기 보호막을 유기막으로 형성할 경우, 상기 유기막은 코팅공정을 통해 형성할 수 있으므로, 표시장치의 공정을 단순화시킬 수 있다. 그러나, 액정표시장치는 공정중이나 공정후에 고온등의 가혹한 환경조건에 쉽게 노출되는데, 상기 유기막이 가혹한 환경에서 변형되거나 손상되는 문제점이 있었다. 또한, 상기 유기막은 상기 박막트랜지스터가 형성된 기판과의 접착력이 낮아 안정성이 낮다는 문제점이 있다. When the protective film is formed of an organic film, the organic film can be formed through a coating process, so that the process of the display device can be simplified. However, the liquid crystal display device is easily exposed to harsh environmental conditions such as high temperatures during or after the process, and the organic film is deformed or damaged in a harsh environment. In addition, the organic film has a low adhesion to a substrate on which the thin film transistor is formed and thus has a low stability.
또한, 상기 박막트랜지스터는 액정표시장치뿐만 아니라, 유기발광다이오드 표시장치에도 적용될 수 있다. 이로써, 상기 보호막을 유기막으로 적용하는 것은 단지, 상기 액정표시장치만의 문제는 아니다. 특히, 상기 유기발광다이오드 표시장치는 상기 유기막으로부터 발생하는 아웃갯싱에 의해, 수명이 저하되는 문제점이 있다. 이로써, 상기 유기발광다이오드 표시장치에 적용되는 유기막의 열안정성이 필수적으로 요구되는 물성이다.In addition, the thin film transistor can be applied not only to a liquid crystal display but also to an organic light emitting diode display. Thus, application of the protective film as an organic film is not limited to the liquid crystal display device alone. Particularly, the organic light emitting diode display device has a problem that the lifetime is reduced due to the outgassing generated from the organic layer. As a result, the thermal stability of the organic layer applied to the organic light emitting diode display device is essentially required.
즉, 상기 표시장치는 공정 수를 줄이기 위해 상기 보호막을 유기막으로 형성하려 하였으나, 상기 유기막은 상기 무기막에 비해 열적, 전기적, 화학적 및 물리적 특성이 낮아 표시장치의 신뢰성을 저하시키는 문제점이 있었다.That is, the display device attempts to form the protective film as an organic film in order to reduce the number of steps, but the organic film has a lower thermal, electrical, chemical, and physical characteristics than the inorganic film, which lowers the reliability of the display device.
본 발명의 하나의 과제는 열적, 전기적, 화학적 및 물리적 특성을 갖는 유기 절연막을 형성하기 위한 유기 절연막 형성 조성물을 제공함에 있다.One object of the present invention is to provide an organic insulating film forming composition for forming an organic insulating film having thermal, electrical, chemical and physical properties.
본 발명의 하나의 과제는 상기 유기 절연막 형성 조성물로부터 형성된 보호막을 구비하며, 공정 수를 저감하며 신뢰성을 확보할 수 있는 표시장치를 제공함에 있다.A further object of the present invention is to provide a display device having a protective film formed from the organic insulating film forming composition and capable of reducing the number of steps and ensuring reliability.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 유기 절연막 형성용 조성물을 제공한다. 상기 유기 절연막 형성용 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.According to one aspect of the present invention, there is provided a composition for forming an organic insulating layer. The organic insulating film forming composition includes a compound represented by the following formula (1).
상기 화학식 1에 있어서, m+n=1, O≤m≤1 그리고 O≤n≤1이다. R1은 각각 서로 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 (1) 내지 (4)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.M + n = 1, O ≤ m ≤ 1 and O ≤ And R 1 are each independently selected from the group consisting of compounds (1) to (4) represented by the following formula (2).
상기 화학식 2의 (1)에 있어서, X는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 어느 하나이다.In (1) of the above formula (2), X is any one of the compounds represented by the following formula (3).
상기 화학식 3에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. In Formula 3, m and n are each 0 to 10.
상기 화학식 2의 (1)에 있어서, Y는 하기 화학식 4로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In the formula (1) of formula (2), Y is any one selected from the group represented by the following formula (4).
상기 화학식 4에 있어서, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 화합물로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In Formula 4, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 are independently selected from the group consisting of compounds represented by Formula 5 below.
상기 화학식 5에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 상기 화학식 5에 있어서, A와 B는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.In Formula 5, m and n are each 0 to 10. In Formula 5, A and B are each independently selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF 3, and CH 3 .
상기 화학식 2의 (2)에 있어서, Y는 하기 화학식 6으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In the formula (2), Y is any one selected from the group consisting of the following formula (6).
상기 화학식 6에 있어서, n은 0~10이다. 상기 화학식 6에 있어서, 상기 1과 2는 하기 화학식 7로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In Formula 6, n is 0 to 10. In Formula 6, 1 and 2 are any one selected from the group consisting of Formula (7).
상기 화학식 7에 있어서, A는 H, F, CH3, CF3 및 CN으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.In Formula 7, A is any one selected from the group consisting of H, F, CH 3 , CF 3, and CN.
상기 화학식 2의 (3)과 (4)에 있어서, n은 0 내지 10이다. 상기 화학식 2의 (3)과 (4)에 있어서, 상기 1, 2, 3, 4, 5는 서로 독립적으로 하기 화학식 8로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In the above formulas (3) and (4), n is 0 to 10. In the above formulas (3) and (4), 1, 2, 3, 4, and 5 are independently selected from the group consisting of the following formula (8).
상기 화학식 8에 있어서, m과 n은 각각 0~10이며, A와 B는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.For Formula 8, m and n are each 0 to 10, A and B each independently is any one selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF 3 and CH 3.
상기 화학식 1에 있어서, R2 및 R3은 서로 독립적으로 하기 화학식 9로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In the above formula (1), R 2 and R 3 are independently selected from the group represented by the following formula (9).
상기 화학식 9에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 또한, 상기 화학식 9에 있어서, A 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 H, F, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.In Formula 9, m and n are each 0 to 10. In Formula 9, A and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 are each independently selected from the group consisting of H, F, CN, CF 3 and CH 3 .
상기 화학식 1에 있어서, R4와 R5는 서로 독립적으로 하기 화학식 10으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In formula (1), R4 and R5 are independently selected from the group consisting of the following formula (10).
상기 화학식 10에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 또한, 상기 화학식 9에 있어서, A 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 H, F, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나이다.In Formula 10, m and n are each 0 to 10. In Formula 9, A and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 and 8 are each independently selected from the group consisting of H, F, CN, CF 3 and CH 3 .
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 일 측면은 표시장치를 제공한다. 상기 표시장치는 박막트랜지스터가 형성된 제 1 기판, 상기 박막트랜지스터를 포함하는 상기 제 1 기판상에 배치되며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 형성된 보호막, 상기 보호막상에 배치된 화소전극을 포함한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a display device. The display device includes a first substrate on which a thin film transistor is formed, a protective film formed on the first substrate including the thin film transistor and formed from the compound represented by Formula 1, and a pixel electrode disposed on the protective film.
본 발명의 실시예에 따른 표시장치는 광활성기를 갖는 트리아진기가 도입된 폴리아미드계 화합물 또는 폴리티오에테르계 화합물로부터 형성된 유기절연막을 적용한 보호막을 구비함에 따라, 상기 보호막의 내열성, 내화학성 및 치수안정성을 향상시킬 수 있어, 표시장치의 신뢰성을 확보하며 단순한 공정을 거쳐 형성할 수 있다.A display device according to an embodiment of the present invention includes a protective film to which an organic insulating film formed from a polyamide-based compound or a polythioether-based compound having a triazine-based compound having a photoactive group is applied. Therefore, the protective film has heat resistance, chemical resistance, And the reliability of the display device can be ensured, and can be formed through a simple process.
또한, 상기 유기절연막의 유전율이 작으므로, 상기 유기절연막을 상기 보호막으로 적용함에 따라, 상기 보호막을 사이에 두고 배치된 박막트랜지스터와 화소전극을 중첩되게 형성할 수 있어, 표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.In addition, since the organic insulating layer has a small dielectric constant, the organic insulating layer is used as the protective layer, so that the thin film transistor and the pixel electrode disposed over the protective layer can be overlapped with each other to improve the aperture ratio of the display device. .
이하, 본 발명의 실시예들은 액정표시장치의 도면을 참고하여 상세하게 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되어지는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 장치의 크기 및 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings of a liquid crystal display device. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the size and thickness of an apparatus may be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 1를 참조하면, 액정표시장치는 제 1 기판(100), 제 1 기판(100)과 마주하는 제 2 기판(200), 제 1 기판(100)과 제 2 기판(200)사이에 개재된 액정층(300)을 포함한다.1, a liquid crystal display includes a
구체적으로, 상기 제 1 기판(100)은 영상을 표현하기 위한 다수의 화소들이 배치되어 있다. 여기서, 상기 각 화소는 상기 제 1 기판(100)상에 서로 교차하는 게이트 배선 및 데이터 배선(도면에는 도시되지 않음)에 의해 정의될 수 있다. 상기 각 화소에는 게이트 배선과 데이터 배선에 전기적으로 연결된 박막트랜지스 터(Tr)가 배치되어 있다. 여기서, 상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극(110), 게이트 전극(110)을 덮는 게이트 절연막(120), 게이트 전극(110)과 대응된 게이트 절연막(120)상에 배치된 반도체 패턴(130), 반도체 패턴(130)상에 배치된 소스전극(140a), 반도체 패턴(130)상에 배치되며 소스전극(140a)과 이격된 드레인 전극(140b)을 포함한다. Specifically, the
상기 제 1 기판(100)상에 상기 박막트랜지스터(Tr)를 덮는 보호막(150)이 배치되어 있다. 상기 보호막(150)은 상기 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(140b)의 일부를 노출하는 콘택홀을 구비한다.A
상기 보호막(150)은 상기 화학식 1로부터 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 형성할 수 있다. The
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서, m+n=1, O≤m≤1 그리고 O≤n≤1이다. R1은 각각 서로 독립적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물 (1) 내지 (4)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.M + n = 1, O ≤ m ≤ 1 and O ≤ R1 may be independently selected from the group consisting of compounds (1) to (4) represented by the following general formula (2).
[화학식 2](2)
상기 화학식 2의 (1)에 있어서, X는 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 어느 하나일 수 있다.In the formula (1), X may be any of the compounds represented by the following formula (3).
[화학식 3](3)
상기 화학식 3에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. In Formula 3, m and n are each 0 to 10.
상기 화학식 2의 (1)에 있어서, Y는 하기 화학식 4로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나이다.In the formula (1) of formula (2), Y is any one selected from the group represented by the following formula (4).
[화학식 4][Chemical Formula 4]
상기 화학식 4에 있어서, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 하기 화학식 5로 표시되는 화합물로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 4, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 may be independently selected from the group consisting of compounds represented by Formula 5 below.
[화학식 5][Chemical Formula 5]
상기 화학식 5에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 상기 화학식 5에 있어서, A와 B는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 5, m and n are each 0 to 10. In Formula 5, A and B may be independently selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF 3, and CH 3 .
상기 화학식 2의 (2)에 있어서, Y는 하기 화학식 6으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In the formula (2), Y may be any one selected from the group represented by the following formula (6).
[화학식 6][Chemical Formula 6]
상기 화학식 6에 있어서, n은 0~10이다. 상기 화학식 6에 있어서, 상기 1과 2는 하기 화학식 7로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 6, n is 0 to 10. In Formula 6, 1 and 2 may be any one selected from the group consisting of Formula (7).
[화학식 7](7)
상기 화학식 7에 있어서, A는 H, F, CH3, CF3 및 CN으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 7, A may be any one selected from the group consisting of H, F, CH 3 , CF 3, and CN.
상기 화학식 2의 (3)과 (4)에 있어서, n은 0 내지 10이다. 상기 화학식 2의 (3)과 (4)에 있어서, 상기 1, 2, 3, 4, 5는 서로 독립적으로 하기 화학식 8로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In the above formulas (3) and (4), n is 0 to 10. In the above formulas (3) and (4), 1, 2, 3, 4, and 5 may be independently selected from the group consisting of the following formula (8).
[화학식 8][Chemical Formula 8]
상기 화학식 8에 있어서, m과 n은 각각 0~10이며, A와 B는 서로 독립적으로 H, F, Cl, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 8, m and n are each 0 to 10, and A and B may be independently selected from the group consisting of H, F, Cl, CN, CF 3, and CH 3 .
상기 화학식 1에 있어서, R2 및 R3은 서로 독립적으로 하기 화학식 9로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 1, R 2 and R 3 may be independently selected from the group consisting of the following Formula (9).
[화학식 9][Chemical Formula 9]
상기 화학식 9에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 또한, 상기 화학식 9에 있어서, A 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 H, F, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 9, m and n are each 0 to 10. In Formula 9, A and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 may be independently selected from the group consisting of H, F, CN, CF 3, and CH 3 .
상기 화학식 1에 있어서, R4와 R5는 서로 독립적으로 하기 화학식 10으로 표시되는 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다.In formula (1), R4 and R5 may be independently selected from the group consisting of the following formula (10).
[화학식 10][Chemical formula 10]
상기 화학식 10에 있어서, m과 n은 각각 0~10이다. 또한, 상기 화학식 9에 있어서, A 및 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8은 서로 독립적으로 H, F, CN, CF3 및 CH3로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.In Formula 10, m and n are each 0 to 10. In Formula 9, A and 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, and 8 may be independently selected from the group consisting of H, F, CN, CF 3, and CH 3 .
상기 보호막(150)은 폴리아미드계 고분자 및 폴리티오에테르계 고분자 중 어느 하나의 주쇄에 광활성기를 갖는 트리아진 고리가 도입되어 있다. 상기 트리아진 고리는 질소 원자를 갖는 방향족 화합물로써, 상기 보호막(150)의 내열성 및 유전율 등의 물성을 향상시킨다. 또한, 상기 광활성기는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물 중 어느 하나로써, 광에 의해 가교 반응을 일으켜 상기 보호막(150) 자체의 내열성, 치수안정성, 기계적 성질 및 접착성과 같은 물성을 향상시킬 수 있다.The
또한, 상기 보호막(150)은 유기 절연막으로 형성함에 따라, 상기 보호막(150)은 평탄한 상면을 가질 수 있다. In addition, since the
상기 보호막(150)상에 상기 콘택홀을 통해 상기 드레인 전극(140b)과 전기적으로 연결된 화소전극(180)이 배치되어 있다.A
상기 화소전극(180)은 상기 박막트랜지스터(Tr), 게이트 배선 및 데이터 배선과 중첩되며, 상기 보호막(150)상에 배치될 수 있다. 이는 상기 보호막(150)은 실리콘계 무기막과 대비하여 유전율이 작은 유기절연막으로 형성됨에 따라, 상기 상기 화소전극(180)과 상기 박막트랜지스터(Tr), 게이트 배선 및 데이터 배선사이에 기생 캐패시턴스가 형성되는 것을 방지할 수 있기 때문이다. 이로써, 상기 액정표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.The
한편, 상기 제 2 기판(200)의 내측면에 색상을 구현하기 위한 컬러필터 패턴(220)이 배치되어 있다. 자세하게, 상기 제 2 기판(200)의 내측면에 빛샘을 방지 하기 위한 블랙매트릭스(210)가 배치되어 있다. 상기 블랙매트릭스(210)는 영상을 표시하기 위한 화소를 노출하는 개구부가 형성되어 있다. 상기 개구부, 즉 화소에 컬러필터 패턴(220)이 배치되어 있다. 상기 블랙매트릭스(210) 및 컬러필터 패턴(220)을 포함하는 제 2 기판(200)의 전면에 오버코트층(230)이 더 배치될 수 있다. 상기 오버코트층(230)은 평탄한 상면을 가짐에 따라 상기 블랙매트릭스(210) 및 컬러필터 패턴(220)에 의해 형성된 단차를 제거한다. On the other hand, a
상기 오버코트층(230)상에 공통전극(240)이 배치되어 있다. 여기서, 상기 공통전극(240) 및 화소전극(240)에 의해 형성된 전계에 의해 액정층(300)의 액정분자들은 구동된다.A
이에 더하여, 상기 게이트 절연막(120) 및 상기 오버코트층(250)은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 각각 형성할 수도 있다. In addition, the
이에 따라, 본 발명의 실시예에 따른 액정표시장치는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 조성물로부터 형성된 게이트 절연막, 보호막 및 오버코트층 중 적어도 어느 하나를 구비함에 따라, 액정표시장치의 제조 공정을 단순화하며 액정표시장치의 신뢰성을 확보할 수 있다.Accordingly, a liquid crystal display device according to an embodiment of the present invention includes at least one of a gate insulating film, a protective film, and an overcoat layer formed from a composition including the compound represented by Chemical Formula 1, And the reliability of the liquid crystal display device can be ensured.
본 발명의 제 1 실시예에서는 상기 화학식 1로 표시되는 유기절연막을 액정표시장치에 적용하는 것으로 한정하여 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 화학식 1로 표시되는 유기절연막은 다른 표시장치, 예컨대 유기발광다이오드 표시장치에 적용될 수도 있다.In the first embodiment of the present invention, the organic insulating layer represented by Formula 1 is applied to a liquid crystal display device, but the present invention is not limited thereto. That is, the organic insulating layer represented by Formula 1 may be applied to other display devices such as organic light emitting diode display devices.
도 2a 내지 도 2d들은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법을 도시한 단면도들이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
도 2a를 참조하면, 액정표시장치를 제조하기 위해, 다수의 화소들이 정의된 제 1 기판(100)상에 서로 교차하는 게이트 배선과 데이터 배선 및 상기 게이트 배선과 데이터 배선의 교차부에 박막트랜지스터(Tr)를 형성한다. 상기 박막트랜지스터(Tr)는 게이트 배선으로부터 분기된 게이트 전극(110), 게이트 전극(110)을 덮는 게이트 절연막(120), 게이트 전극(110)과 대응된 게이트 절연막(120)상에 배치된 반도체 패턴(130), 반도체 패턴(130)상에 배치된 소스전극(140a), 반도체 패턴(130)상에 배치되며 소스전극(140a)과 이격된 드레인 전극(140b)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2A, in order to manufacture a liquid crystal display, a gate wiring and a data wiring intersecting each other on a
상기 박막트랜지스터(Tr)를 제 1 기판(110)상에 보호막(150)을 형성한다. 상기 보호막(150)을 형성하기 위해, 먼저 상기 박막트랜지스터(Tr)를 제 1 기판(110)상에 유기절연막 형성용 조성물을 도포한다. 상기 유기절연막 형성용 조성물은 바인더 수지, 경화제, 개시제 및 용매를 포함할 수 있다. The
상기 바인더 수지는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하여, 상기 보호막(150)의 내열성, 내화학성, 치수 안정성과 같은 물성을 향상시킬 수 있다.The binder resin may include the compound represented by Formula 1 to improve physical properties such as heat resistance, chemical resistance and dimensional stability of the
상기 경화제는 광 또는 열에 의해 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 서로 가교시키는 역할을 할 수 있다. 상기 경화제로 사용되는 물질의 예로서는 에폭시계 화합물, 페놀계 화합물, 아민계 화합물, 말레산 무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물, 폴리에틸렌 글리콜 모노 아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜 모노 아크릴레이트, 트리메틸올 프로판트리아크릴레이트, 페타에리스리톨 트리메타아크릴레이트, 페타에리스리톨 테트라메타아크릴레이트, 페녹식에틸아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타메타아크릴레이트 및 디펜타이레스리톨 헥사메타아크릴레이트로등일 수 있다.The curing agent may function to cross-link the compound represented by Formula 1 by light or heat. Examples of the material used as the hardener include epoxy compounds, phenol compounds, amine compounds, maleic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, polyethylene glycol monoacrylate, polypropylene glycol monoacrylate, trimethylolpropane triacrylate, Erythritol trimethacrylate, erythritol trimethacrylate, petaerythritol tetramethacrylate, phenoxy ethyl acrylate, dipentaerythritol penta methacrylate and dipentaerythritol hexamethacrylate.
상기 개시제는 상기 경화제의 가교 반응을 활성화시키는 역할을 한다. 상기 개시제로 사용되는 재질의 예로서는 술포튬염계 화합물, 요오드늄염계 화합물, 포스핀계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 아세토페논계 화합물등일 수 있다.The initiator serves to activate the crosslinking reaction of the curing agent. Examples of the material used as the initiator include a sulfotitic salt-based compound, an iodonium salt-based compound, a phosphine-based compound, a benzoin-based compound, a benzophenone-based compound, and an acetophenone-based compound.
상기 용매는 휘발성이 뛰어난 재질일 수 있다. 상기 용매로 사용되는 재질의 예로서는 디에틸렌 글리콜, 메틸 에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모토메닐에테르, 프로필렌 글리콜, 메닐에틸케톤, 시클로헥산, 톨루엔 및 자일렌등일 수 있다.The solvent may be a material having excellent volatility. Examples of materials usable as the solvent may include diethylene glycol, methyl ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol motomonyl ether, propylene glycol, methyl ethyl ketone, cyclohexane, toluene and xylene.
상기 유기 절연막 조성물은 충전제, 계면 활성제, 산화방지제 및 응집 방지제 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.The organic insulating film composition may further include at least one of a filler, a surfactant, an antioxidant, and an antiflocculating agent.
상기 유기 절연막 조성물을 도포하는 방법의 예로서는 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 슬릿 코팅법, 잉크젯 프린팅법등일 수 있다.Examples of the method of applying the organic insulating film composition include a spin coating method, a spray coating method, a slit coating method, and an inkjet printing method.
도 2c를 참조하면, 상기 보호막(150)에 마스크를 이용한 노광 및 현상 공정을 수행하여, 상기 드레인 전극(140b)의 일부를 노출하는 콘택홀을 형성한다. Referring to FIG. 2C, the
상기 보호막(150)상에 상기 드레인 전극(140b)과 전기적으로 연결된 화소전극(180)을 형성한다. 상기 화소전극(180)을 형성하기 위해, 상기 보호막(150)상에 투명 도전막을 형성한다. 상기 투명 도전막은 증착법으로 형성할 수 있다. 상기 투 명 도전막의 재질의 예로서는 ITO 또는 IZO일 수 있다. 상기 투명 도전막을 식각하여, 화소전극(180)을 형성할 수 있다. A
이때, 상기 화소전극(180)은 상기 보호막(150)을 사이에 두고 상기 박막트랜지스터(Tr), 게이트 배선 및 데이터 배선과 중첩되도록 형성하여, 액정표시장치의 개구율을 향상시킬 수 있다.At this time, the
도 2c를 참조하면, 상기 제 1 기판(100)상에 박막트랜지스터(Tr)를 형성하는 것을 별개로 제 2 기판(200)을 제공한다.Referring to FIG. 2C, the
상기 제 2 기판(200)상에 다수의 개구부를 갖는 블랙매트릭스(210)를 형성한다. 즉, 상기 블랙매트릭스(210)는 상기 제 1 기판(100)의 게이트 배선 및 데이터 배선 및 박막트랜지스터와 대응하여 상기 제 2 기판(200)상에 배치된다.A
상기 블랙매트릭스(210)는 상기 제 2 기판(200)상에 블랙 수지막을 형성한 후, 상기 블랙 수지막을 노광 및 현상하여 형성할 수 있다. 이와 달리, 상기 블랙매트릭스(210)가 크롬과 같은 무기물질로 형성될 경우, 포토레지스트를 이용한 식각 공정으로 형성할 수 있다.The
상기 개구부에 컬러필터 패턴(220)을 형성한다. 상기 컬러필터 패턴(220)을 형성하기 위해, 상기 블랙매트릭스(210)를 포함하는 제 2 기판(200)상에 컬러필터 수지막을 형성한 후, 노광 및 현상 공정을 수행하여 상기 컬러필터 패턴(220)을 형성한다. A
상기 블랙매트릭스(210) 및 상기 컬러필터 패턴(220)을 포함하는 제 2 기판(200)상에 오버코트층(230)을 형성한다. An
상기 오버코트층(230)상에 공통전극(240)을 형성한다. 상기 공통전극(240)은 투명한 도전막, 예컨대 ITO 또는 IZO로 형성할 수 있다.A
도 2d를 참조하면, 상기 제 1 및 제 2 기판의 에지를 따라 밀봉부재(도면에는 도시하지 않음.)를 형성한다. 이후, 상기 제 1 및 제 2 기판상에 액정을 적하한 후, 상기 밀봉부재를 이용하여 상기 제 1 및 제 2 기판을 합착한다. 본 발명의 실시예에서, 상기 액정층을 형성하는 방법을 액정 적하방식으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 상기 액정층은 액정 주입법을 통해 형성할 수도 있다.Referring to FIG. 2D, a sealing member (not shown in the drawing) is formed along the edges of the first and second substrates. Thereafter, liquid crystal is dropped onto the first and second substrates, and then the first and second substrates are bonded together using the sealing member. In the embodiments of the present invention, the method of forming the liquid crystal layer has been described by the liquid crystal dropping method, but the present invention is not limited thereto. That is, the liquid crystal layer may be formed by a liquid crystal injection method.
본 발명의 실시예에서, 광활성기를 갖는 트리아진기가 도입된 폴리아미드계 화합물 또는 폴리티오에테르계 화합물로부터 형성된 유기절연막을 적용한 보호막을 구비함에 따라, 상기 보호막의 내열성, 내화학성, 전기적 특성 및 치수안정성을 향상시킬 수 있어, 액정표시장치의 개구율 및 신뢰성을 확보하며 단순한 공정을 거쳐 형성할 수 있다.In the embodiment of the present invention, by providing a protective film to which an organic insulating film formed from a polyamide-based compound or a polythioether-based compound having a triazine-based compound having a photoactive group is applied, the heat resistance, chemical resistance, Can be improved, and the aperture ratio and the reliability of the liquid crystal display device can be ensured and can be formed through a simple process.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 유기절연막 형성용 조성물에 포함된 상기 화학식 1로 표시되는 화합물들의 합성방법에 대해서 하기 실험예들을 통해 더욱 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the method of synthesizing the compounds represented by Formula 1 contained in the composition for forming an organic insulating layer according to an embodiment of the present invention will be described in more detail with reference to the following experimental examples.
실험예Experimental Example 1 One
본 발명의 실험예 1은 신나메이트 감광성 관능기를 갖는 폴리아미드계 감광성 고분자의 합성 및 이를 이용한 유기절연막의 형성 방법에 관한 것이다.Experimental Example 1 of the present invention relates to the synthesis of a polyamide-based photosensitive polymer having a cinnamate photosensitive functional group and a method of forming an organic insulating film using the same.
(1) 신나메이트 전구체 형성(1) Formation of a cinnamate precursor
질소가 충진된 둥근바닥 플라스크에 신나믹산 14.8g을 넣었다. 이후, 상기 신나믹산이 담긴 플라스크안에 티오닐클로라이드(SOCl2) 17.8g을 첨가한 후 교반을 시켰다. 그리고 상기 플라스크안에 디메틸포름아미드(DMF) 0.5ml를 추가로 첨가한 후 상온에서 24시간 반응시켰다. 반응을 종료시킨 후 감압 증류하여 신나메이트 전구체인 신나모일클로라이드 16g을 얻었다. 14.8 g of cinnamic acid was placed in a round bottom flask filled with nitrogen. Then, 17.8 g of thionyl chloride (SOCl2) was added to the flask containing the cinnamic acid, and the mixture was stirred. Then, 0.5 ml of dimethylformamide (DMF) was further added to the flask, and the reaction was allowed to proceed at room temperature for 24 hours. After completion of the reaction, distillation under reduced pressure yielded 16 g of cinnamoyl chloride as a cinnamate precursor.
(2) 트리아진 고리에 히드록시 관능기를 도입(2) introducing a hydroxy functional group into the triazine ring
질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 시아누릭 클로라이드 18.4g을 넣고 수분을 제거한 테트라히드로퓨란 200ml를 넣어 용해시켰다. 이 용액에 트리에틸아민 15.2g을 첨가한 후 온도를 -5℃로 낮춘다. 이후, 실험예1의 (1)에서 얻은 신나모일클로라이드에 수분을 제거시킨 테트라히드로퓨란 20ml를 넣에 희석시킨다. 이후, 희석된 신나믹클로라이드 용액을 상기 플라스크에 천천히 적하시키면서 격렬하게 12시간 교반시켜 반응시켰다. 반응을 종료시킨 후 반응용액을 감압증류하여 테트라히드로퓨란을 제거시킨후 메틸렌클로라이드에 녹인다. 이후, 상기 용액을 실리카젤로 충진된 필터를 통과시킨 후 다시 감압증류하여 용매를 제거시켰다. 마지막으로 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 1:1 혼합용매에서 재결정을 한 후, 감압여과하였다. 얻어진 고체상의 물질을 진공건조하여 2-신나모일-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진을 얻었다. 18.4 g of cyanuric chloride was added to a round bottom flask filled with nitrogen, and 200 ml of tetrahydrofuran in which moisture was removed was dissolved therein. To this solution, 15.2 g of triethylamine is added and the temperature is lowered to -5 ° C. Thereafter, 20 ml of tetrahydrofuran, from which moisture was removed, was added to the cinnamoyl chloride obtained in (1) of Experimental Example 1 to dilute it. Thereafter, the diluted cinnamic chloride solution was slowly added dropwise to the flask and stirred vigorously for 12 hours. After completion of the reaction, the reaction solution is distilled under reduced pressure to remove tetrahydrofuran and then dissolved in methylene chloride. Thereafter, the solution was passed through a filter packed with silica gel, and then distilled under reduced pressure to remove the solvent. Finally, recrystallization was performed in a 1: 1 mixed solvent of methylene chloride and n-hexane, followed by filtration under reduced pressure. The obtained solid substance was vacuum dried to obtain 2-cinnamoyl-4,6-dichloro-1,3,5-triazine.
(3) 두 개의 아민 관능기를 갖는 트리아진 단량체의 합성(3) Synthesis of triazine monomers having two amine functional groups
둥근바닥 플라스크안에서 실험예 1의 (2)에서 얻은 2-신나모일-4,6-디클로로-1,3,5-트리아진 29.6g을 클로로포름 300ml으로 용해시켜 제 1 용액을 형성하였다. 4-아미노페놀 32.8g과 수산화나트륨 12g을 브롬화세틸트리메틸암모늄 3g을 녹인 증류수 300ml에 녹여서 상기 제 1 용액과 섞어서 격렬하게 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 유기용액 상을 분리하여 분별 깔대기에 옮겨 놓고 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘 클로라이드로 수분을 제거하였다. 수분이 제거된 용액을 감압증류하여 유기용매인 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 혼합용매에서 재결정을 하였다. 석출된 결정을 감압여과한 후 진공건조하여 두 개의 아민 관능기를 갖는 트리아진 단량체를 얻었다. In a round bottom flask, 29.6 g of 2-cinnamoyl-4,6-dichloro-1,3,5-triazine obtained in (2) of Experimental Example 1 was dissolved in 300 ml of chloroform to form a first solution. 32.8 g of 4-aminophenol and 12 g of sodium hydroxide were dissolved in 300 ml of distilled water containing 3 g of cetyltrimethylammonium bromide, followed by vigorous reaction for 24 hours with the first solution. After the reaction was terminated, the organic phase was separated, transferred to a separating funnel, washed three times with distilled water to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. The water-free solution was distilled under reduced pressure to remove chloroform, which was an organic solvent, and recrystallized in a mixed solvent of methylene chloride and n-hexane. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain a triazine monomer having two amine functional groups.
(4) 시나메이트 감광성 관능기를 갖는 폴리아미드 고분자의 중합(4) Polymerization of polyamide polymers having cinnamate photosensitive functional groups
실험예 1의 (3)에서 얻은 두 개의 아민 관능기를 갖는 트리아진 단량체 44.144g을 질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 넣고 수분이 제거된 테트라히드로퓨란 400ml에 녹인다. 이 용액에 트리에틸아민 20.238g을 첨가하여 제 2 용액을 형성하였다. 테레프탈로일 클로라이드 20.3g을 수분을 제거한 테트라히드로퓨란 100ml에 용해시킨 후 상기 제 2 용액에 천천히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 12시간 반응을 시켰다. 반응종결 후 메탄올에 반응용액을 천천히 흘려 주며 침전을 시키고 여과하여 침전물을 진공건조시켰다. 얻어진 침전물을 다시 테트라히드로퓨란에 용해시킨 후 메탄올에 침전시키는 과정을 2회 반복 후 진공건조시켜 최종적으로 트리아진 고리를 이용하여 하기 화학식 11으로 표시되는 신나메이트 감광성 관능기를 갖는 폴리아미드계 고분자를 얻었다. 44.144 g of the triazine monomer having two amine functional groups obtained in (3) of Experimental Example 1 was placed in a round bottom flask filled with nitrogen and dissolved in 400 ml of water-free tetrahydrofuran. To this solution, 20.238 g of triethylamine was added to form a second solution. 20.3 g of terephthaloyl chloride was dissolved in 100 ml of tetrahydrofuran from which water had been removed, and the solution was slowly added dropwise to the second solution, followed by vigorous stirring for 12 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was slowly poured into methanol, precipitated, filtered and the precipitate was vacuum dried. The precipitate thus obtained was dissolved again in tetrahydrofuran and precipitated in methanol. This procedure was repeated twice, followed by vacuum drying. Finally, a polyamide-based polymer having a cinnamate photosensitive functional group represented by the following formula 11 was obtained using a triazine ring .
(5) 유기절연막 형성(5) Formation of organic insulating film
경화제, 개시제 및 용매를 포함하는 조성물 100g에 바인더 수지인 실험예 1의 (4)에서 얻은 폴리아미드계 고분자 8g을 혼합하여, 유기절연막 형성용 조성물을 형성하였다. 상기 유기절연막 형성용 조성물을 ITO가 형성된 기판위에 코팅하고 80~90℃에서 3분간 소성한 후 UV 조사를 실시하였다. 상기 UV 조사 파장은 365nm이었고, 상기 UV 조사에너지량은 50mJ/㎠이었다. 상기 UV 조사 완료후 다시 220℃에서 1시간 소성하여 유기 절연막을 완성하였다.8 g of the polyamide-based polymer obtained in (4) of Experimental Example 1, which is a binder resin, was mixed with 100 g of a composition containing a curing agent, an initiator and a solvent to form a composition for forming an organic insulating film. The composition for forming an organic insulating film was coated on a substrate on which ITO was formed, baked at 80 to 90 ° C for 3 minutes, and then subjected to UV irradiation. The UV irradiation wavelength was 365 nm and the UV irradiation energy amount was 50 mJ / cm 2. After completion of the UV irradiation, the resultant was further baked at 220 ° C for 1 hour to complete an organic insulating film.
실험예Experimental Example 2 2
본 발명의 실험예 2는 열경화형 트리아진계 폴리아미드 감광성 고분자의 합성 및 이를 이용한 유기절연막의 형성 방법에 관한 것이다.Experimental Example 2 of the present invention relates to the synthesis of a thermosetting triazine-based polyamide photosensitive polymer and a method of forming an organic insulating film using the same.
(1) N-히드록시 말레이미드의 합성(1) Synthesis of N-hydroxymaleimide
N-(페닐옥시카보닐옥시)말레이미드(Ⅱ) 42.26g을 취하여 500ml의 메탄올에 녹이고 3시간 환류시킨다. 반응후 메탄올을 증발시켜 제거한 다음 잔류액체를 벤젠에 부어 고체를 얻는다. 이 고체를 테트라히드로퓨란(THF)와 헥산의 혼합용매를 사 용하여 재결정하여 N-히드록시말레이미드 12.60g을 62%의 수율로 얻었다. 결정융점은 125℃로 측정되어 문헌에서(Akiyama, M., et al., J. Chem. Soc., Perkin 1 1980, 2122) 보고된 값(125-126℃)과 일치하였다.42.26 g of N- (phenyloxycarbonyloxy) maleimide (II) was dissolved in 500 ml of methanol and refluxed for 3 hours. After the reaction, the methanol is removed by evaporation, and the residue liquid is poured into benzene to obtain a solid. This solid was recrystallized using a mixed solvent of tetrahydrofuran (THF) and hexane to obtain 12.60 g of N-hydroxymaleimide in a yield of 62%. The crystalline melting point was measured at 125 캜 and agreed with the reported value (125-126 캜) in the literature (Akiyama, M., et al., J. Chem. Soc., Perkin 1 1980,2122).
(2) 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물의 합성(2) Synthesis of maleimide-substituted triazine compound
실험예 2의 (1)에서 얻은 N-히드록시말레이미드 11.3g을 THF 100ml에 녹여, 제 1 용액을 형성하였다. 상기 제 1 용액에 NaH 3g을 첨가한 후 2시간 동안 반응시킨 후, 상기 반응 용액을 트리아진 18.4g을 THF에 용해시킨 용액에 -20℃에서 천천히 적하시키면서 반응을 진행하였다. 여기서, 상기 반응 용액의 적하가 완료된 후 1시간 가량 반응을 더 진행시켰다. 반응이 종료된 용액에서 THF를 제거한 후 고체 상의 반응물 중 염 성분을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 혼합용액에서 재결정하여 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물을 제조하였으며 수율은 60%로서 15.7g을 얻었다.11.3 g of the N-hydroxymaleimide obtained in (1) of Experimental Example 2 was dissolved in 100 ml of THF to form a first solution. 3 g of NaH was added to the first solution, and the reaction solution was allowed to react for 2 hours. The reaction solution was slowly added dropwise to a solution of 18.4 g of triazine dissolved in THF at -20 ° C. After completion of the dropwise addition of the reaction solution, the reaction was further continued for about 1 hour. The THF was removed from the solution after the reaction was terminated, and the salt component was removed from the solid phase reaction product. The salt was recrystallized in a mixed solvent of methylene chloride and normal hexane to prepare maleimide-substituted triazine compound. The yield was 60% .
(3) 트리아진 단량체의 합성(3) Synthesis of triazine monomers
실험예 2의 (2)에서 얻은 말레이미드가 치환된 트리아진 화합물 26.1g을 클로로포름 200ml에 녹여 제 2 용액을 형성하였다. 4-아미노페놀 32.8g과 수산화나트륨 12g을 브롬화세틸트리메틸암모늄 3g을 녹인 증류수 300ml에 녹인여서 상기 제 2 용액과 섞어서 격렬하게 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 유기용액 상을 분리하여 분별깔대기에 옮겨 놓고 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘클로라이드로 수분을 제거하였다. 수분이 제거된 용액을 감압증류하여 유기용매인 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 혼합용매에서 재결정을 하였다. 석출된 결정을 감압여과한 후 진공건조하여 트리아진 단량체를 얻었다.26.1 g of the maleimide-substituted triazine compound obtained in (2) of Experimental Example 2 was dissolved in 200 ml of chloroform to form a second solution. 32.8 g of 4-aminophenol and 12 g of sodium hydroxide were dissolved in 300 ml of distilled water containing 3 g of cetyltrimethylammonium bromide, and the mixture was reacted vigorously for 24 hours with the second solution. After the reaction was terminated, the organic phase was separated, transferred to a separating funnel, washed three times with distilled water to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. The water-free solution was distilled under reduced pressure to remove chloroform, which was an organic solvent, and recrystallized in a mixed solvent of methylene chloride and n-hexane. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain a triazine monomer.
(4) 말레이미드기를 갖는 폴리아미드 고분자의 합성(4) Synthesis of polyamide polymer having maleimide group
실시예 2의 (3)에서 얻은 트리아진 단량체 40.24g을 질소가 충진된 둥근바닥플라스크에 넣고 수분이 제거된 톨루엔 400ml에 녹인다. 이 용액에 트리에틸아민 20.238g을 첨가한다. 테레프탈로일 클로라이드 20.3g을 톨루엔 100ml에 용해시킨 후 앞의 트리아진 단량체와 트리에틸 아민이 녹아있는 용액에 천천히 적하시키면서 격렬하게 교반시켜 12시간 반응을 시켰다. 반응종결 후 메탄올에 반응용액을 천천히 흘려주에 침전을 시키고 여과하여 침전물을 진공건조시켰다. 얻어진 침전물을 다시 테트라히드로퓨란에 용해시킨 후 메탄올에 침전시키는 과정을 2회 반복 후 진공건조시켜 최종적으로 트리아진 고리를 이용하여 하기 화학식 12로 표시되는 화합물, 즉 말레이미드 관능기를 갖는 폴리아미드계 고분자를 제조하였다.40.24 g of the triazine monomer obtained in (3) of Example 2 is placed in a round bottom flask filled with nitrogen and dissolved in 400 ml of toluene in which moisture is removed. To this solution, 20.238 g of triethylamine is added. 20.3 g of terephthaloyl chloride was dissolved in 100 ml of toluene, and the solution was stirred vigorously with slow dropwise addition to the above solution of the triazine monomer and triethylamine dissolved therein, followed by reaction for 12 hours. After the completion of the reaction, the reaction solution was slowly poured into methanol, precipitated in water, filtered and the precipitate was vacuum dried. The obtained precipitate was dissolved again in tetrahydrofuran and precipitated in methanol. This procedure was repeated twice, followed by vacuum drying. Finally, a compound represented by the following formula (12), i.e., a polyamide-based polymer having a maleimide functional group .
(5) 유기 절연막 형성 (5) Formation of organic insulating film
바인더 수지를 실험예 2의 (4)에서 얻은 말레이미드 관능기를 갖는 폴리아미드계 고분자로 이용하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 실험예 1의 (5)와 동일한 방법으로 유기 절연막을 형성하였다.An organic insulating film was formed in the same manner as in (5) of Experimental Example 1, except that the binder resin was used as the polyamide-based polymer having a maleimide functional group obtained in (4) of Experimental Example 2.
실험예Experimental Example 3 3
본 발명의 실험예 3는 칼콘 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자의 합성 및 이를 이용한 유기절연막의 형성 방법에 관한 것이다.Experimental Example 3 of the present invention relates to the synthesis of a polythioether-based polymer having a chalcone functional group and a method for forming an organic insulating film using the same.
(1) 칼콘 감광성 관능기의 합성(1) Synthesis of chalcone photosensitive functional group
4-메톡시칼콘 10g과 시안화나트륨 2.05g을 디메틸설폭시드 100ml에 용해시킨 후 24시간동안 반응을 시켰다. 반응종결 후 반응용액을 클로로포름에 혼합한 후 증류수와 교반시켜 불순물을 추출하였다. 수용액상을 제거한 후 상온에서 감압시켜 클로로포름을 제거하였다. 남아있는 고체상을 메탄올에서 재결정을 한 후 40℃에서 진공건조하여 광반응을 위한 측쇄 4-히드록시 칼콘을 얻었다. 10 g of 4-methoxycalcone and 2.05 g of sodium cyanide were dissolved in 100 ml of dimethyl sulfoxide and reacted for 24 hours. After completion of the reaction, the reaction solution was mixed with chloroform and stirred with distilled water to extract impurities. After the aqueous phase was removed, the chloroform was removed under reduced pressure at room temperature. The remaining solid phase was recrystallized from methanol and vacuum dried at 40 < 0 > C to obtain the side chain 4-hydroxycalcone for the photoreaction.
(2) 트리아진 고리에 칼콘 감광성 관능기의 도입(2) introduction of a chalcone photosensitive functional group into a triazine ring
실험예3의 (1)에서 얻은 4-히드록시칼콘 23.8g을 질소가 충진된 둥근 바닥플라스크에 넣고 수분을 제거한 테트라히드로퓨란 240ml에 녹인다. 여기에 수소화나트륨(NaH) 2.4g을 넣고 상온에서 6시간 반응시켜, 제 1 용액을 형성하였다. 트리아진 18.4g을 둥근바닥플라스크에 넣고 수분이 제거된 테트라히드로퓨란 200ml에 녹인 용액에 상기 제 1 용액을 -5°C에서 천천히 적하시키면서 격렬하게 교반하며 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 감압증류하여, 테트라히드로퓨란을 제거한후 얻어진 고체를 다시 클로로포름에 용해시켰다. 이 용액을 분별깔대기에서 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘 크로라이드로 수분을 제거하였다. 이 용액을 다시 감압증류하여 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말핵산의 혼합용매로 재결정을 하였다. 얻어진 물질을 감압여과한 후 진공건조하여 칼콘 감광성 관능 기를 갖는 트리아진을 얻었다.23.8 g of 4-hydroxycalcone obtained in (1) of Experimental Example 3 was placed in a round bottom flask filled with nitrogen and dissolved in 240 ml of tetrahydrofuran in which water was removed. 2.4 g of sodium hydride (NaH) was added thereto and reacted at room temperature for 6 hours to form a first solution. 18.4 g of triazine was placed in a round bottom flask and dissolved in 200 ml of tetrahydrofuran in which water was removed. The first solution was slowly dropped at -5 ° C while stirring vigorously and reacted for 24 hours. After the reaction was terminated, the tetrahydrofuran was removed by distillation under reduced pressure, and the obtained solid was dissolved again in chloroform. The solution was washed three times with distilled water in a separating funnel to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. This solution was again distilled under reduced pressure to remove chloroform, and recrystallized from a mixed solvent of methylene chloride and normal nucleic acid. The resulting material was filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain triazine having a chalcone photosensitive functional group.
(3) 두 개의 할라이드 관능기를 갖는 트리아진 단량체의 합성(3) Synthesis of triazine monomer having two halide functional groups
실험예3의 (2)에서 얻은 칼콘 감광성 관능기를 갖는 트리아진 38.6g을 400ml의 클로로포름에 녹였다. 4-클로로페놀 25.6g과 수산화나트륨 8g을 브롬화세틸트리메틸암모늄 3g을 녹인 증류수 300ml에 녹여서 앞의 트리아진 용액과 섞어서 격렬하게 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 유기용액 상을 분리하여 분별깔대기에 옮겨 놓고 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘클로라이드로 수분을 제거하였다. 수분이 제거된 용액을 감압증류하여 유기용매인 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 혼합용매에서 재결정을 하였다. 석출된 결정을 감압여과한 후 진공건조하여 트리아진 단량체를 얻었다.38.6 g of triazine having a chalcone photosensitive functional group obtained in (2) of Experimental Example 3 was dissolved in 400 ml of chloroform. 25.6 g of 4-chlorophenol and 8 g of sodium hydroxide were dissolved in 300 ml of distilled water containing 3 g of cetyltrimethylammonium bromide, mixed with the above triazine solution, and vigorously reacted for 24 hours. After the reaction was terminated, the organic phase was separated, transferred to a separating funnel, washed three times with distilled water to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. The water-free solution was distilled under reduced pressure to remove chloroform, which was an organic solvent, and recrystallized in a mixed solvent of methylene chloride and n-hexane. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain a triazine monomer.
(4) 칼콘 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에스터 고분자의 합성 (4) Synthesis of polythioester polymer having chalcone photosensitive functional group
실험예3의 (3)에서 얻은 트리아진 단량체 56.7g을 둥근바닥플라스크에 넣고 니트로벤젠 600ml에 녹인다. 1,4-페닐디티올 14.2g 과 수산화나트륨 8g, 그리고 세틸트리메틸암모늄브로미드 0.3g을 물 100ml에 녹여 앞의 트리아진 단량체가 녹아있는 니트로벤젠 용액에 혼합한 후 격렬하게 교반하여 24시간 반응을 시켰다. 반응종결 후 메탄올에 반응용액을 천천히 흘려주어 침전시킨 후, 이를 여과하여 얻은 침전물을 진공건조시켰다. 얻어진 침전물을 다시 테트라히드로퓨란에 용해시킨 후 메탄올에 침전시키는 과정을 2회 반복 후 진공건조시켜 최종적으로 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물 즉, 트리아진 고리를 이용하여 칼콘 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자를 합성하였다.56.7 g of the triazine monomer obtained in (3) of Experimental Example 3 was placed in a round bottom flask and dissolved in 600 ml of nitrobenzene. 14.2 g of 1,4-phenyldithiol, 8 g of sodium hydroxide and 0.3 g of cetyltrimethylammonium bromide were dissolved in 100 ml of water and mixed in a nitrobenzene solution in which the triazine monomer was dissolved, followed by vigorous stirring for 24 hours. . After completion of the reaction, the reaction solution was slowly poured into methanol to precipitate the precipitate. The precipitate obtained by filtration was vacuum dried. The resulting precipitate was dissolved again in tetrahydrofuran and then precipitated in methanol. This procedure was repeated twice, followed by vacuum drying. Finally, a compound represented by the following formula (13), that is, a polythioether-based compound having a chalcone photosensitive functional group The polymer was synthesized.
(5) 유기절연막의 형성(5) Formation of organic insulating film
바인더 수지를 실험예 3의 (4)에서 얻은 칼콘 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자로 이용하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 실험예 1의 (5)와 동일한 방법으로 유기 절연막을 형성하였다.An organic insulating film was formed in the same manner as in (5) of Experimental Example 1, except that the binder resin was used as the polythioether polymer having a chalcone photosensitive functional group obtained in (4) of Experimental Example 3.
실험예Experimental Example 4 4
본 발명의 실험예 4는 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자의 합성 및 이를 이용한 유기절연막의 형성 방법에 관한 것이다.Experimental Example 4 of the present invention relates to the synthesis of a polythioether polymer having a coumarin photosensitive functional group and a method for forming an organic insulating film using the same.
(1) 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 트리아진의 합성(1) Synthesis of triazine having a coumarin photosensitive functional group
7-히드록시쿠마린 16.2g과 수소화나트륨(NaH) 2.4g을 질소로 충진되어 있는 둥근바닥플라스크에 넣고 수분을 제거시킨 테트라히드로퓨란 160ml에 용해시킨 후 격렬하게 교반하여 6시간동안 반응시킨다. 이 용액을 트리아진 18.4g을 둥근바닥플라스크에 넣고 수분이 제거된 테트라히드로퓨란 200ml에 녹인 용액에 -5°C에서 천 천히 적하시키면서 격렬하게 교반하며 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 감압증류하여 테트라히드로퓨란을 제거하였으며 얻어진 고체를 다시 클로로포름에 용해시켰다. 이 용액을 분별깔대기에서 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘 크로라이드로 수분을 제거하였다. 이 용액을 다시 감압증류하여 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말핵산의 혼합용매로 재결정을 하였다. 얻어진 물질을 감압여과한 후 진공건조하여 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 트리아진을 얻었다.16.2 g of 7-hydroxy coumarin and 2.4 g of sodium hydride (NaH) were placed in a round bottom flask filled with nitrogen and dissolved in 160 ml of tetrahydrofuran in which moisture was removed, followed by vigorous stirring and reaction for 6 hours. This solution was reacted vigorously for 24 hours while slowly dropping the solution at -5 ° C in a solution of 18.4 g of triazine in a round bottom flask and dissolving in 200 ml of tetrahydrofuran in which water was removed. After completion of the reaction, tetrahydrofuran was removed by distillation under reduced pressure, and the resulting solid was dissolved again in chloroform. The solution was washed three times with distilled water in a separating funnel to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. This solution was again distilled under reduced pressure to remove chloroform, and recrystallized from a mixed solvent of methylene chloride and normal nucleic acid. The obtained material was filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain triazine having a coumarin photosensitive functional group.
(2) 두 개의 할라이드 관능기를 갖는 트리아진 단량체의 합성(2) Synthesis of triazine monomers having two halide functional groups
실시예3의 (1)에서 얻은 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 트리아진 단량체 31.1g을 400ml의 클로로포름에 녹였다. 4-클로로페놀 25.6g과 수산화나트륨 8g을 브롬화세틸트리메틸암모늄 3g을 녹인 증류수 300ml에 녹여서 앞의 트리아진 용액과 섞어서 격렬하게 24시간 반응시켰다. 반응을 종결시킨 후 유기용액 상을 분리하여 분별깔대기에 옮겨 놓고 증류수로 3회 씻어 불순물을 추출한 후 칼슘클로라이드로 수분을 제거하였다. 수분이 제거된 용액을 감압증류하여 유기용매인 클로로포름을 제거한 후 메틸렌클로라이드와 노말헥산의 혼합용매에서 재결정을 하였다. 석출된 결정을 감압여과한 후 진공건조하여 두 개의 할라이드 관능기를 갖는 트리아진 단량체를 얻었다31.1 g of the triazine monomer having the coumarin photosensitive functional group obtained in (1) of Example 3 was dissolved in 400 ml of chloroform. 25.6 g of 4-chlorophenol and 8 g of sodium hydroxide were dissolved in 300 ml of distilled water containing 3 g of cetyltrimethylammonium bromide, mixed with the above triazine solution, and vigorously reacted for 24 hours. After the reaction was terminated, the organic phase was separated, transferred to a separating funnel, washed three times with distilled water to remove impurities, and water was removed with calcium chloride. The water-free solution was distilled under reduced pressure to remove chloroform, which was an organic solvent, and recrystallized in a mixed solvent of methylene chloride and n-hexane. The precipitated crystals were filtered under reduced pressure and vacuum dried to obtain a triazine monomer having two halide functional groups
(3) 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 폴리이미드 감광성 고분자의 합성(3) Synthesis of polyimide photosensitive polymer having coumarin photosensitive functional group
실시예3의 (2)에서 얻은 트리아진 단량체 49.1g을 둥근바닥플라스크에 넣고 니트로벤젠 600ml에 녹인다. 1,4-페닐디티올 14.2g 과 수산화나트륨 8g, 그리고 세틸트리메틸암모늄브로미드 0.3g을 물 100ml에 녹여 앞의 트리아진 단량체가 녹아있 는 니트로벤젠 용액에 혼합한 후 격렬하게 교반하여 24시간 반응을 시켰다. 반응종결 후 메탄올에 반응용액을 천천히 흘려주에 침전을 시키고 여과하여 침전물을 진공건조시켰다. 얻어진 침전물을 다시 테트라히드로퓨란에 용해시킨 후 메탄올에 침전시키는 과정을 2회 반복 후 진공건조시켜 최종적으로 트리아진 고리를 이용하여 하기 화학식 14로 표시된 화합물, 즉 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자를 합성하였다.49.1 g of the triazine monomer obtained in Example 3 (2) was placed in a round bottom flask and dissolved in 600 ml of nitrobenzene. 14.2 g of 1,4-phenyldithiol, 8 g of sodium hydroxide, and 0.3 g of cetyltrimethylammonium bromide were dissolved in 100 ml of water, mixed with the nitrobenzene solution in which the triazine monomer was dissolved, vigorously stirred, and reacted for 24 hours Lt; / RTI > After the completion of the reaction, the reaction solution was slowly poured into methanol, precipitated in water, filtered and the precipitate was vacuum dried. The obtained precipitate was dissolved again in tetrahydrofuran and then precipitated in methanol. This procedure was repeated twice, followed by vacuum drying. Finally, a compound represented by the following chemical formula 14, namely, a polythioether polymer having a coumarin photosensitive functional group Were synthesized.
(5) 유기절연막의 형성(5) Formation of organic insulating film
바인더 수지를 실험예 4의 (4)에서 얻은 쿠마린 감광성 관능기를 갖는 폴리티오에테르계 고분자로 이용하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 실험예 1의 (5)와 동일한 방법으로 유기 절연막을 형성하였다.An organic insulating film was formed in the same manner as in (5) of Experimental Example 1, except that the binder resin was used as a polythioether polymer having a coumarin photosensitive functional group obtained in (4) of Experimental Example 4.
비교예Comparative Example 1 One
비교예 1에서는 상기 바인더 수지를 아크릴레이트계 화합물로 이용하는 것을 제외하고, 앞서 설명한 실험예 1의 (5)와 동일한 방법으로 유기 절연막을 형성하였다.In Comparative Example 1, an organic insulating film was formed in the same manner as in (5) of Experimental Example 1, except that the binder resin was used as an acrylate compound.
이하, 표 1은 실험예 1, 실험예 2, 실험예 3, 실험예 4 및 비교예 1로부터 각각 형성된 유기절연막들의 특성을 관찰한 결과이다.Table 1 below shows the results of observing the characteristics of the organic insulating films formed from Experimental Example 1, Experimental Example 2, Experimental Example 3, Experimental Example 4 and Comparative Example 1, respectively.
(포집무게)(mg)Degree of fume generation
(Collecting weight) (mg)
(3um, 400~800nm)Transmittance
(3 [mu] m, 400 to 800 nm)
(@100kHz)permittivity
(@ 100kHz)
(@250℃, 2hr)Thickness change rate
(@ 250 C, 2 hr)
Chemical resistance
상기 표 1에서와 같이, 실험예 1, 실험예 2, 실험예 3, 실험예 4 에서와 같이 본 발명에 따른 트리아진기를 갖는 폴리아미드 고분자 또는 폴리티오에테르 고분자로부터 유기절연막을 형성할 경우, 종래보다 유전율을 낮추며 내열성, 내화학성, 전기적 특성, 예컨대 낮은 유전율, 절연성등이 향상되는 것을 확인할 수 있었다.As shown in Table 1, when an organic insulating film is formed from a polyamide polymer or polythioether polymer having a triazine group according to the present invention as in Experimental Examples 1, 2, 3, and 4, It is confirmed that the dielectric constant is lowered and the heat resistance, chemical resistance, electrical characteristics such as low dielectric constant and insulation property are improved.
따라서, 본 발명의 액정표시장치의 보호막, 게이트 절연막 및 오버코트층 중 적어도 어느 하나를 트리아진기를 갖는 폴리아미드 고분자 또는 폴리티오에테르 고분자로부터 유기절연막으로 이용함에 따라, 공정 수를 절감하며 상기 액정표시장치의 신뢰성을 확보할 수 있다.Therefore, since at least one of the protective film, the gate insulating film and the overcoat layer of the liquid crystal display of the present invention is used as an organic insulating film from a polyamide polymer having a triazine group or a polythioether polymer, Can be secured.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 액정표시장치를 설명하기 위해 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2d들은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 액정표시장치의 제조 방법을 설명하기 위해 도시한 단면도들이다.2A to 2D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
(도면의 주요 부분에 대한 참조 부호의 설명) (Description of Reference Numbers to Main Parts of the Drawings)
100 : 제 1 기판 100: first substrate
112 : 게이트 절연막 112: gate insulating film
150 : 보호막 150: Shield
200 : 제 2 기판 200: second substrate
210 : 블랙매트릭스 210: Black Matrix
220 : 컬러필터 패턴 220: Color filter pattern
230 : 오버코트층 230: Overcoat layer
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