KR102278227B1

KR102278227B1 - 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물

Info

Publication number: KR102278227B1
Application number: KR1020150033161A
Authority: KR
Inventors: 최한영; 김성식; 김병묵
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2015-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2021-07-16
Also published as: CN105969554B; KR20160109179A; CN105969554A

Abstract

본 발명은 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 구조를 갖는 용매를 통하여 세정성과 스웰링 억제성을 동시에 만족할 수 있다.

Description

광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물{Photodegradable polyimide alignment film for cleaning composition}

본 발명은 광배향된 폴리이미드를 얻을 수 있는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정 조성물에 관한 것이다.

액정텔레비전, 액정디스플레이 등에 사용되는 액정표시소자는 통상적으로 액정의 배열 상태를 제어하기 위한 액정 배향막이 소자 내에 형성되어 있다.

현재, 공업적으로 가장 보급되어 있는 액정 배향막은 전극 기판 상에 형성된 폴리아믹산 및/또는 이것을 이미드화한 폴리이미드로 이루어지는 막의 표면을 면, 나일론, 폴리에스테르 등의 천으로 일 방향으로 문지르는 이른바 러빙 처리를 실시함으로써 제조되고 있다.

액정 배향막의 배향 과정에 있어서의 막 면의 러빙 처리는, 간편하고 생산성이 우수한 공업적으로 유용한 방법이다. 그러나, 액정표시소자의 고성능화, 고정밀화, 대형화에 대한 요구는 더욱 더 높아져, 러빙 처리에 의해 발생하는 배향막의 표면의 흠집, 발진(發塵), 기계적인 힘이나 정전기에 의한 영향, 나아가서는, 배향 처리 면내의 불균일성 등의 여러 가지 문제가 분명해지고 있다.

러빙 처리를 대신하는 방법으로는, 편광된 방사선을 조사함으로써, 액정 배향능을 부여하는 광배향법이 알려져 있다.

광배향법에 의한 액정 배향 처리는, 광이성화 반응을 이용한 것, 광가교 반응을 이용한 것, 광분해 반응을 이용한 것 등이 제안되어있다.

한편, 폴리이미드를 광배향용 액정 배향막에 사용하는 경우, 다른 것에 비해서 높은 내열성을 갖는 점에서 그 유용성이 기대되고 있다.

이에 따라 대한민국 공개특허 제10-2014-0063795호(2014.05.27. 공개)에는 이방성을 높이고 처리에 의해 생기는 불균일을 억제할 수 있는 액정 배향막의 제조방법에 관한 것이다.

상기 선행기술은 광 배향법에 의해 얻어지는 액정 배향막의 이방성을 높이고, 처리과정에서 발생하는 불균일을 억제할 수 있으나 종래의 용매는 세정성과 광배향된 폴리이미드의 스웰링이 발생하지 않는 특징을 모두 만족하지 못하는 문제점이 있다.

대한민국특허공개 제10-2014-0063795호

본 발명은 특정 구조의 용매를 갖는 조성물을 통하여 세정성과 스웰링 억제 효과를 동시에 만족할 수 있는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물을 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 광분해성 폴리이미드 배향막 세정제 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 3차 히드록시기 용매를 포함할 수 있다.

[화학식 1]

(화학식 1에서, R₁은 탄소수 1~6의 지방족 탄화수소이다.)

상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시될 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 용매는 추가로 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올아세테이트, 부틸셀로솔브, 락트산에틸, 락트산메틸, 디아세톤알코올, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산시클로헥실, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 더 포함할 수 있다.

상기 조성물은 폴리이미드 배향막을 10∼80℃에서 10초∼1시간 접촉 처리할 수 있다.

상기 폴리이미드는 하기 화학식 12로 표시될 수 있다.

[화학식 12]

(화학식 12에서, R₂는 CH₂, O, S, SO, SO₂, CO, 또는 C(CH₃)₂이다.)

본 발명에서 제시하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물은 특정 구조의 용매를 통하여, 세정성을 향상시키고 스웰링 현상을 억제하는 두 가지 효과를 모두 얻을 수 있다.

본 발명은 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물에 관한 것이다.

광분해성 폴리이미드 배향막은 UV를 쪼이게 되면, 2,2-사이클로애디션 반응에 의해 고리가 깨지면서 광분해가 발생되며, 용매로 처리하면 광배향된 폴리이미드를 얻을 수 있다. 이때, 용매는 에틸 락테이트와 HBM을 혼합하여 사용할 수 있다.

보다 상세하게, 하기 반응식 1에서처럼, 분해반응이 일어날 수 있다.

[반응식 1]

(상기 반응식 1에서, R₂는 화학식 12에서 설명한 바를 따른다)

이때, 본 발명에서는 상기 분해된 것을 세정하기 위한 조성물로 하기 화학식 1로 표시되는 3차 히드록시기를 갖는 세정 조성물을 포함할 수 있다.

(화학식 1에서, R₁은 탄소수 1~6의 지방족 탄화수소이다.)

상기 화학식 1의 화합물은 선택적으로 분해된 것을 깨끗하게 제거하고, 분해되지 않은 폴리이미드는 스웰링을 억제하는 역할을 한다.

추가로 이러한 조성물은 공지에 따른 용매로 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올아세테이트, 부틸셀로솔브, 락트산에틸, 락트산메틸, 디아세톤알코올, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산시클로헥실, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 다른 용매를 혼합하여 사용할 수 있다.

이때, 화학식 1의 용매와 추가 용매의 혼합비는 용제 100질량부 대비, 화학식 1의 용매가 50 질량% 이상 혼합될 수 있으며, 화학식 1의 용매가 상기 범위 미만일 경우에는 세정성과 스웰링 억제성을 동시에 만족할 수 없다는 문제점이 발생 할수 있다.

광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물은 추가적으로 비이온성 계면활성제를 더 포함할 수 있다.

비이온성 계면활성제는 코팅두께의 균일성을 확보하는데 유리하며, 건조시 제거되는 특성을 만족시키기 위해서 끊는점이 300℃ 이하의 알킬렌옥사이드계 비이온성 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다.

전술한 바의 조성물을 이용한 폴리이미드 배향막의 세정은 하기 방식을 따른다.

상기 조성물은 폴리이미드 배향막을 10∼80℃에서 10초 내지 1시간 접촉 처리할 수 있다.

상기 용액의 접촉 처리는 침지 처리, 분무(스프레이) 처리 등의 폴리이미드 배향막과 용액이 바람직하게 충분히 접촉하는 처리로 실시된다. 그 중에서도 유기 용매를 포함하는 용액 중에 폴리이미드 배향막을 10초 내지 1시간 수행하는 것이 바람직하며, 1 내지 30분간 침지처리하는 방법이 보다 바람직하다.

또한, 접촉 처리는 상온에서도 가온해도 되지만, 바람직하게는 10 내지 80℃에서 수행하는 것이 바람직하며, 20 내지 50℃에서 수행하는 것이 보다 바람직하다.

접촉 처리 후에는 사용한 용액 중의 유기 용매를 제거할 목적으로 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등의 저비점 용매에 의한 헹굼(린스) 이나, 건조 중 하나 이상을 실시할 수 있다. 이때, 건조 온도는 80 내지 250℃에서 수행하는 것이 바람직하며, 80 내지 150℃로 수행하는 것이 보다 바람직하다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예 1 내지 2 및 비교예 1 내지 7

본 발명의 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물의 용매는 하기 화학식 2 내지 10으로 표현될 수 있다.

(1) 세정성 평가

세정성은 하기 화학식 11의 화합물이 NMP에 10% 농도로 희석된 용액을 건조 후 5㎛ 두께가 되도록 코팅하고, 100℃에서 10분간 건조한 뒤, 해당 용매에 상온에서 10분간 침적한 뒤, 광학현미경 및 육안으로 하기 화학식 11의 잔존을 확인하였으며, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

<평가 기준>

◎: 100% 제거됨(10분 이내에)

○: 80% 이상 제거됨(10분 이내에)

△: 80% 미만 제거됨(10분 이내에)

X: 제거가 거의 이루어지지 않음(10분 이내에)

상기 화학식 11은 하기 반응식 2와 같이 제조하였다.

[반응식 2]

(2) 스웰링 억제성

스웰링 억제성은 화학식 13(폴리아믹산)의 화합물이 NMP에 10% 농도로 희석된 용액을 건조 후 5㎛의 두께가 되도록 코팅하고, 100℃에서 10분간 건조한 뒤, 추가적으로 230℃에서 30분 경화하여, 화학식 12가 코팅된 도막 샘플을 얻었다. 이어, 샘플의 반쪽을 절단하여 SEM 분석하여 초기 두께를 측정하고, 나머지 반쪽의 샘플은 해당 용매에 상온에서 10분간 침적한 뒤, SEM으로 단면 분석하여 침적 후의 두께를 측정하여 스웰링성을 평가하였고, 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

(화학식 12 및 13에서, R₂는 CH₂, O, S, SO, SO₂, CO, 또는 C(CH₃)₂이다.)

<평가 기준>

두께 변화율 = {(침적 후 두께 - 초기 두께)/초기 두께} X 100%

◎: 두께 변화율 5% 이하

○: 두께 변화율 5% 초과 ~ 10% 이하

△: 두께 변화율 10% 초과 ~ 15% 이하

X: 15% 초과

	용제	세정성	스웰링억제성
실시예 1	화학식 2	◎	◎
실시예 2	화학식 3	◎	◎
비교예 1	화학식 4	△	◎
비교예 2	화학식 5	△	◎
비교예3	화학식 6	△	◎
비교예4	화학식 7	△	◎
비교예5	화학식 8	○	○
비교예6	화학식 9	◎	×
비교예7	화학식 10	◎	×

상기 표 1을 참조하면, 3차 히드록시기 함유 용제를 사용한 실시예 1 및 2는 두께 변화율이 5%이하로, 세정성과 스웰링 억제성이 모두 우수한 것을 알 수 있다.

그러나, 그 이외의 용제를 사용한 비교예 1 내지 7은 세정성과 스웰링 억제성이 동시에 우수하지 못한 것을 알 수 있다.

Claims

하기 화학식 1로 표시되는 3차 히드록시기 용매를 포함하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물:
[화학식 1]

(화학식 1에서, R₁은 탄소수 1~6의 지방족 탄화수소이다.)
제1항에 있어서,
상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 화합물인 것을 특징으로 하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물:
[화학식 2]

[화학식 3]
제1항에 있어서,
상기 용매는 추가로 1-메톡시-2-프로판올, 1-메톡시-2-프로판올아세테이트, 부틸셀로솔브, 락트산에틸, 락트산메틸, 디아세톤알코올, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 아세트산프로필, 아세트산부틸, 아세트산시클로헥실, 물, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 조성물은 폴리이미드 배향막을 10∼80℃에서 10초 내지 1시간 접촉 처리하는 것을 특징으로 하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 폴리이미드는 하기 화학식 12로 표시되는 것을 특징으로 하는 광분해성 폴리이미드 배향막 세정용 조성물.
[화학식 12]

(화학식 12에서 R₂는 CH₂, O, S, SO, SO₂, CO, 또는 C(CH₃)₂이다.)