KR20070029291A - 액정 표시셀 - Google Patents

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KR20070029291A
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노부아키 요시다
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쇼꾸바이 카세이 고교 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 내찰상성, 내산성, 내알칼리성, 내수성, 절연성이 우수하고 전극막 혹은 폴리이미드 수지 등의 소수성이 강한 수지로 된 막(배향막) 등과 밀착성도 우수하며 더욱이 인성, 가뇨성도 우수한 투명 피막을 형성 가능한 투명 피막 형성용 도포액을 제공하는 것이다. 본 발명의 투명 피막 형성용 도포액은 밀과 무기 용매로 된 혼합용매에 매트릭스 형성성분이 분산되어 되는 투명 피막 형성용 도포액이며 이러한 매트릭스 형성성분이 가수분해성기를 2개 이상 지닌 유기규소화합물 혹은 그 가수분해물을 포함함을 특징으로 한다.
Figure 112007015221338-PAT00001
투명 피막, 도포액, 유기규소화합물, 액정, 표시셀, 기재

Description

액정 표시셀{Liquid crystal display cell}
도 1은 본 발명에 관한 제1의 액정 표시셀의 하나의 실시예의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명에 관한 제2의 액정 표시셀의 하나의 실시예의 개략적인 단면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명에 관한 제3의 액정 표시셀의 하나의 실시예의 개략적인 단면도를 나타낸다.
* 도면부호의 설명
1, 1', 1": 액정 표시셀 2, 2': 액정 표시셀
3,4: 편광판 5: 스페이스 입자
6: 액정
11: 글래스 기판 12: 투명 전극막
13: 투명 이온 게터막 14: 배향막
21: 전극판 21a: 글래스 기판
21b: 알칼리 페시베이션막 21c: 복수의 화소기판
21d: 투명 피막 21e: 배향막
22: 대향 전극판 22a: 글래스 기판
22b: 알칼리 페시베이션막 22c: 칼라 필터
22d: 투명 피막 22e: 투명 전극
22f: 배향막 23: 액정
31: 투명 절연성 기판 32: TFT 어레이
33: 투명 피막 34: 화소전극
35: 배향막 36: 절연막
41: 대향 기판 42: 검정 매트릭스(차폐막)
43: 칼라 필터 44: 투명 피막
45: 대향 전극 46: 배향막
51: 액정층
본 발명은 신규한 투명 피막 형성용 도포액으로부터 형성된 피막을 지닌 피막부 기재를 함유한 액정 표시셀에 관한 것이다. 더욱 구체적으로는 종래의 투명 피막 형성용 도포액에서는 얻기 곤란했던 가뇨성, 인성(靭性)이 뛰어나고 또 내찰상성이 뛰어난 투명 피막을 지닌 피막부 기재를 함유한 액정 표시셀에 관한 것이다.
종래에는 유리 기판의 표면에 ITO 등의 투명 전극막, 폴리이미드 등의 고분자로 된 배향막이 순차 적층된 한 대의 투명 전극부 기판을 각각의 투명 전극막끼리 마주보도록 스페이서를 개입시켜 대향시키고 이 스페이서에 의해 소정의 간격에 열린 틈새에 액정을 봉입한 액정 표시셀이 알려져 있다.
이 타입의 액정 표시셀에서는 제조공정에서 액정 셀 내부에 혼입한 이물이나 스페이서에 의해 배향막이 손상되고 이에 의해 상하의 전극간에 전류의 유출이 생기고 이 전류의 유출에 기인하는 표시불량이 발생하는 일이 있었다.
이 때문에 상기와 같은 액정 표시셀에서는 투명 전극부 기판의 투명 전극막과 배향막과의 틈에 투명한 절연막이 형성되어 있다(특개소 60-2600021호 공포, 특개평 1-150166호 공보, 특개평 2-221923호 공보 등 참조).
그런데 상기 배향막으로써는 폴리이미드 수지 등의 소수성이 강한 수지가 많 이 이용되고 있다. 이와 같은 소수성이 강한 수지로 된 배향막을 절연막 위에 형성하면 절연막과 배향막과의 밀착성이 불충분하게 되고 액정 표시셀에 러빙 상처 등에 의한 표시 얼룩이 생기는 일이 있었다. 이 때문에 본 출원인은 특허문헌 1(특개평 4-247427호 공보)에 배향막과의 밀착성이 뛰어난 절연막을 형성 가능한 도포액으로써 특정 입자크기를 갖는 무기 화합물을 함유하는 것을 제안하고 있다.
또한 투명 전극과 배향막과의 틈에 이러한 절연막을 형성하면 배향막의 러빙시에 발생하는 정전기 등에 의한 배향막에 손상이나 배향 불량 등이 생기는 일도 있었다. 이 때문에 본 출원인은 특허문헌 2(특개평 5-232459호 공보)에 도전성 입자와 매트릭스로부터 되는 한편 표면저항이 109∼1013Ω/□인 보호막을 투명 전극표면에 형성하는 것을 제안하고 있다.
그렇지만 요즘의 액정 표시장치의 박형화(薄型化), 고섬세화, 대화면화 등의 요망으로부터 배향막과의 밀착이 보다 높게 또 내찰상성이 높은 것이 요구되고 있다. 한편 플라스틱 등의 기판에서는 절연막 자체에 뛰어난 가뇨성이나 인성이 요구되고 있다.
또한 최근 몇 년 동안에는 TFT형 액정 표시장치가 넓게 사용되도록 되어 있다. TFT형 액정 표시장치는 투명 기판 위에 TFT(박막 트랜지스터) 소자, 데이터 전극 등의 TFT 어레이가 설치되어 있는 액정 표시셀이 사용되어 있다. 이 TFT 어레이에 의한 요철을 평탄화막을 설치하는 것으로 평탄화하고 그 위에 ITO 등의 표시 전극을 설치하는 것으로 TFT형 액정 표시장치의 개구율을 향상시키는 한편 TFT 어레이 요철에 의한 액정의 배향 혼란을 없애려고 하고 있다.
또한 칼라 필터를 갖는 액정 표시장치에 대해서도 칼라 필터를 평탄화하거나 액정 표시장치의 신뢰성을 향상시키거나 하기 위해 절연성 보호 피막이 설치되어 있다.
이와 같은 액정 표시장치에서 사용되는 평탄화 피막·절연성 보호 피막으로써는 예를 들면 아크릴계 수지, 폴리에스테르계 수지 등으로 된 유기수지 피막, SiO2, Si3N4 등의 무기계 피막, 알킬트리하이드록시실란의 중합물로 된 유기무기복합 피막 등이 이용되고 있다.
그렇지만 유기수지 피막에서는 내열성이 불충분하고 이 때문에 크랙이 발생하는 일이 있고 또 고온이 쬐어지면 가스 성분이 방출되거나 피막의 강도가 저하되거나 하는 일이 있다. 또한 이 유기수지 기판에서는 피막 위에 레지스트막을 형성하려고 해도 형성이 곤란하거나 하는 문제점이 있었다.
한편 무기계 피막에서는 피막자체에 흡습성의 문제가 있고 또 피막 위에 레지스트막을 형성하기 어렵고 또한 피막자체의 두께가 두꺼워지게 되어 버리는 등 많은 문제점이 있었다.
또한 유기무기 복합 피막에서는 피막이 약하고 또 표면에 긁힌 상처가 나기 쉽거나 하는 문제점이 있었고 이러한 피막 위에 레지스트막의 형성 등에 문제가 있었다(특허문헌 1: 특개평 4-247427호 공보, 특허문헌 2: 특개평 5-232459호 공보 참조)
본 발명자들은 이와 같은 정황 하에 상기 문제점을 해소하기 위해 예의 검토한 결과 특정 구조식을 갖는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물을 이용하는 것에 의해 내수성, 발수성, 인성, 가뇨성 등에 뛰어난 투명 피막을 얻는 것을 찾아내어 본 발명을 완성하게 되었다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술에 있어서도 문제점을 해결하기 위한 것으로 내찰상성, 내산성, 내알칼리성, 내수성, 절연성에 뛰어나고 전극막 혹은 폴리이미드 수지 등의 소수성이 강한 수지로 된 막(배향막) 등과의 밀착성에도 뛰어나고 또한 인성, 가뇨성 등에도 뛰어난 투명 피막을 형성 가능한 투명 피막 형성용 도포 액, 이와 같은 피막을 갖는 피막부 기재 및 액정 표시셀을 제공하는 것을 목적으로 한다.
[1] 적어도 한쪽의 기판 표면에 투명 전극막, 투명 피막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
[이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
-(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
-[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
-(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1∼30의 정수로 나타낸다].
n은 0∼3의 수를 나타낸다.
p는 0∼3의 수를 나타낸다.
단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
[2] 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지니는 [1]에 기재된 액정 표시셀
[3] 상기 매트릭스 형성성분은
a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
[여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 [1] 또는 [2]에 기재된 액정 표시셀
[4] 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 [1] 내지 [3] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시셀
[5] 적어도 한쪽의 기판 표면에 컬러 필터, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
[이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
-(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
-[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
-(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1 ∼30의 정수로 나타낸다].
n은 0∼3의 수를 나타낸다.
p는 0∼3의 수를 나타낸다.
단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
[6] 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지닌 [5]에 기재된 액정 표시셀
[7] 상기 매트릭스 형성성분은
a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
[여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 [5] 또는 [6]에 기재된 액정 표시셀
[8] 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 [5] 내지 [7] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시셀
[9] 적어도 한쪽의 기판 표면에 TFT 어레이, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
[이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
-(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
-[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
-(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1∼30의 정수로 나타낸다].
n은 0∼3의 수를 나타낸다.
p는 0∼3의 수를 나타낸다.
단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
[10] 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지닌 [9]에 기재된 액정 표시셀
[11] 상기 매트릭스 형성성분은
a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
[여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 [9] 또는 [10]에 기재된 액정 표시셀
[12] 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 [9] 내지 [10] 중 어느 하나에 기재된 액정 표시셀
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하 본 발명에 관계하는 투명 피막 형성용 도포액, 이러한 막부 기재 및 액정 표시셀에 대해 구체적으로 설명한다.
[투명 피막 형성용 도포액]
먼저 본 발명에 관계하는 투명 피막 형성용 도포액에 대해서 설명한다.
본 발명에 관계하는 투명 피막 형성용 도포액은 매트릭스 형성성분이 물과 유기용매로 된 혼합용매에 분산되게 한다.
매트릭스 형성성분
매트릭스 형성성분은 a) 하기 식(Ⅰ)으로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물, b) 하기 식 (Ⅱ)으로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물 혹은 c) 그들의 혼합물로부터 선택된 1종 이상을 포함한다.
R1-SiR2 m R3 (3-m) (Ⅰ)
[이 식 중 R1-은 R8-(CR9 2)n- 또는 R10X-이다.
R8은 가수분해성기, 수산기, 수소원자 또는 할로겐 원자를 나타낸다. 할로겐 원자로써는 불소, 염소, 브롬, 요오드가 예시된다.
여기에서 가수분해성기는 물과의 화학반응에 의해 수산기에 치환되는 원자 또는 원자단을 의미한다. 가수분해성기로써는 탄소수 1∼6의 알콕시기, 탄소수 2∼7의 알케닐옥시기, 탄소수 1∼9의 아릴알콕시기 및 탄소수 1∼9의 알킬아릴옥시기가 예시되며 바람직하게는 메톡시기, 에폭시기가 선택된다.
R9는 각각 독립적으로 수소원자 또는 할로겐 원자를 나타낸다. R9는 모두 수소 원자이어도 좋고 그 일부가 할로겐 원자이어도 좋으며 전부가 할로겐 원자이어도 관계없다. 헬로겐 원자로써는 불소, 염소, 브롬, 요오드가 예시된다.
n은 3∼30, 바람직하게는 3∼20, 더욱 바람직하게는 3∼12의 정수이다. 따라서 R8-(CR9 2)n- 의 전형적인 예로써는 알킬기, 할로겐화 알킬기, 특히 퍼플루오로알킬기를 들 수 있다.
R10은 메틸기, 수소원자 또는 가수분해성기에서 선택된다. 가수분해성기로써는 상기와 동일한 것이 예시되며 바람직하게는 탄소수 1∼6의 알콕시기로부터 선택된다. 알콕시기로써는 메톡시기, 에톡시기가 특히 바람직하다.
X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
-(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
-[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]- 및
-(CH2)q-(S)-(CH2)r-으로부터 선택된 2가기이다.
여기에서 q, r 및 y는 각각 독립적으로 1∼30, 바람직하게는 1∼20, 더욱 바람직하게는 2∼12의 정수이다.
X로써는 상기 2가기 중에서도 특히 -(CH2)q-, -(Ph)-가 바람직하다.
따라서 R10X-의 전형적인 예로써는, CH3O-(CH2)q-, C2H5O-(CH2)q-, CH3O-(Ph)-, C2H5O-(Ph)q-를 들 수 있다.
R2는 가수분해성기를 나타낸다. 가수분해성기로써는 상기와 동일한 것이 예시되며 바람직하게는 탄소수 1∼6의 알콕시기로부터 선택된다. 알콕시기로써는 메톡시기, 에톡시기가 특히 바람직하다.
R3은 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30, 바람직하게는 1∼20, 더욱 바람직하게는 1∼12의 유기기를 나타낸다. 이러한 유기기로써는 탄소수 1∼20의 알킬기, 탄소수 6∼20의 방향족탄화수소, 탄소수 7∼27의 알킬아릴기, 탄소수 7∼27의 아릴알킬기, 탄소수 2∼20의 알케닐기 및 탄소수 1∼20의 할로겐화알킬기가 예시된다. 또한 이러한 할로겐화알킬기의 할로겐 원자로써는 불소, 염소, 브롬, 요오드가 예시된다. 할로겐화알킬기는 모든 수소 원자가 할로겐원자로 치환되어도 좋으며 또한 일부의 수소 원자가 할로겐 원자로 치환되어도 좋다.
m은 1∼3, 바람직하게는 3의 수를 나타낸다.
또한 식(Ⅰ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2∼3개의 가수분해성기를 갖는다. 식(Ⅰ)에서 표시된 유기규소화합물로써는 1분자 중에 적어도 1개의 할로겐화알킬기를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같은 식(Ⅰ)에서 표시된 유기규소화합물로써는 3,3,3,-트리플루오로프로필트리메톡시실란, 메틸-3,3,3,-트리플루오로프로필디메톡시실란, 헵타데카트리 플루오로데실메틸디메톡시실란, n-퍼플루오로옥틸에틸트리에톡시실란, 헵타데카트리플루오로데실트리메톡시실란 등을 들 수 있다.]
R4 nR5 3-nSi-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
[식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가 유기기를 나타낸다.
가수분해성기 및 유기기의 구체적인 예는, 매우 적합하게는 상기 식(Ⅰ)과 관련하여 설명했던 것과 동일하다.
X도 상기 식(Ⅰ)과 관련하여 설명했던 것과 동일하며 또한 -(S)q-이어도 좋다. 여기에서 q는 상기와 동일하게 1∼30, 바람직하게는 1∼20, 더욱 바람직하게는 2∼12의 정수이다.
n은 0∼3, 바람직하게는 2 또는 3의 수를 나타낸다.
p는 0∼3, 바람직하게는 2 또는 3의 수를 나타낸다.
단, 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개 이상, 바람직하게는 3∼6개의 가수분해성기를 갖는다]
식(Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물로써는 비스(트리플루오로프로필디메톡시실 릴)헥산, 비스(트리메톡시실릴)에탄, 비스(트리메톡시실릴)프로필, 비스(트리메톡시실릴)부탄, (트리메톡시실릴)펜탄, 비스(트리메톡시실릴)헥산, 비스(트리메톡시실릴)헵탄, 비스(트리메톡시실릴)옥탄, 비스(트리메톡시실릴)노난, 비스(트리메톡시실릴)데칸, 비스(트리메톡시실릴)도데칸, 비스(트리메톡시실릴)헵타데칸, 비스(트리메톡시실릴)옥타데칸, 비스(트리에톡시실릴)헥산, 비스(트리프로폭시실릴)헥산, 비스(트리n-부톡시실릴)헥산, 비스(트리i-부톡시실릴)헥산, 비스(아릴디메톡시실릴)헥산, 비스(비닐디메톡시실릴)헥산, 비스(아크릴디메톡시실릴)헥산, 비스(3-트리에톡시실릴프로필)테트라설파이드, 1,4-비스(트리메톡시실릴에틸)벤젠 등을 들 수 있다.
이와 같은 특정 구조식을 갖는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물은 소수성이 높고 이 때문에 내수성, 발수성이 뛰어남과 동시에 인성, 가뇨성 등이 뛰어난 투명 피막을 얻을 수 있다. 또 내찰상성, 내산성, 내알칼리성, 내수성, 절연성이 우수하고 전극막 혹은 폴리이미드 수지 등의 소수성이 강한 수지로 된 막(배향막) 등과의 밀착성도 뛰어난 피막을 형성할 수 있다.
본 발명에서는 식(Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물이 매우 적합하게 사용된다.
식(Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물은 -(X)-를 갖고 X가 소수성이며 X의 사슬길 이가 커지게 되면 굴곡이 되는 경우도 있기 때문에 피막의 발수성, 가뇨성, 인성을 향상시키는 것이 가능하다. 또 식(Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물에서는 양쪽 말단이 가수분해성기이기 때문에 반응성이 높다.
본 발명에서는 상기 유기규소화합물은 그대로(즉, 가수분해되는 것 없이)사용하는 것이 가능하지만 가수분해물로 하여 사용하는 것도 가능하다. 가수분해물로 해 두면 보존 중에 반응해버리는 일이 없이 장기간 안정성이 뛰어난 도포액을 얻는 것이 가능함과 동시에 또한 균일한 피막을 형성하는 것도 가능하다.
가수분해물은 예를 들면 유기규소화합물의 물-알콜 혼합용매 중에서 산 촉매의 존재 하에 가수분해하는 것에 의해 얻어질 수 있다. 이와 같은 가수분해물은 부분 가수분해물이어도 가수분해물의 축중합물이어도 좋다.
상기 가수분해물은 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량이 500∼20,000, 특히 바람직하게는 700∼10,000의 범위가 바람직하다. 이와 같은 범위에 있으면 막강도, 기재의 밀착성이 모두 높고 도포액 내에서 안정하고 균일한 피막을 형성하는 것이 가능하게 된다.
가수분해물의 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량이 작으면 가수분해하지 않은 것과 실질적으로 변화하는 점이 없다. 가수분해물의 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량이 너무 커지면 도포액의 안정성이 짧아지게 되어 균일한 막 두께의 투명 피막을 얻을 수 없을 수가 있다.
상기 매트릭스 형성성분은 상기 식(Ⅰ)에 나타난 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물, 상기 식(Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물 혹은 그들의 혼합물에서 선택된 1종 이상 또는 하기 성분에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
a) 유기규소화합물[상기 식(Ⅰ) 및 상기 식 (Ⅱ)의 유기규소화합물과 균등한 것을 제외] ,
b) 아세틸아세토나트킬레이트 화합물,
c) 금속 알콕사이드 및
d) 폴리실라잔.
이하 이러한 성분에 대해서 구체적으로 설명한다.
(a) 유기규소화합물
매트릭스 형성성분으로써는 상기(Ⅰ), (Ⅱ)의 유기규소화합물에 더해 이것들 이외의 다른 유기규소화합물(이하, 유기규소화합물(a)로 표시)이 포함되어 있어도 좋다. 이와 같은 다른 유기규소화합물로써는 예를 들면 하기 식(Ⅲ)에서 나타난 유기규소화합물을 사용할 수 있다.
RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
[여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기에서 선택된다.
R'는 탄소수 1∼6의 알킬기, t는 0∼4의 정수]
이와 같은 유기규소화합물(a)로써는 구체적으로는 예를 들면, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 모노메틸트리메톡시실란, 모노에틸트리에톡시실란, 모노에틸트리메톡시실란, 모노메틸트리에톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 에폭시트리에톡시실란 등이 바람직하게 이용된다.
이들의 유기규소화합물(a)는 그 상태로도 혹은 가수분해하여 이용해도 좋다. 이와 같은 가수분해물은 종래부터 수행되고 있는 통상의 방법, 예를 들면 메탄올 또는 에탄올 등의 알콜에 유기규소화합물(a)를 혼합하여 물과 산을 첨가하여 가수분해하는 방법에 의해 얻어 질 수 있다.
상기 유기규소화합물(a)가 첨가된 본 발명과 관련한 투명 피막 형성용 도포액을 기재 위에 도포하고 얻어진 피막을 건조·소성하면 내찰상성, 내산성, 내알칼 리성, 내수성 및 절연성이 뛰어난 피막이 형성된다.
(b) 아세틸아세토나트킬레이트 화합물
아세틸아세토나트킬레이트 화합물(b)는 아세틸아세톤을 배위자로 하는 킬레이트 화합물로 하기 식(Ⅳ)로 표시되는 화합물 또는 그의 중합체이다.
[식 1]
Figure 112007015221338-PAT00002
(Ⅳ)
[다만, 식에서 a + b는 2∼4이고 a는 0∼3이고 b는 1∼4이고 R은 -CnH2n+1 (n=3 또는 4)이며 X는 -CH3, -OCH3, -C2H5 또는 -OC2H5 이다. M은 주기율표 2∼15족에서 선택된 원소 또는 바나듐(VO)이다. 이중 이들의 원소 등과 a, b의 바람직한 조합은 다음의 표와 같다.
a 0∼1 0∼2 0∼3
b 1∼2 1∼3 1∼4
a + b 2 3 4
M Co, Cu, Mg, Mn, Pb, Ni, Zn, Sn, Ba, Be, VO Al, Cr, Fe, V, Co, In, Ta, Y, B Ti, Zr, Hf, Sb
이와 같은 화합물의 구체적인 예로써는 예를 들면 디부톡시비스아세틸아세토나트지르코늄, 트리부톡시모노아세틸아세토나트지르코늄, 비스아세틸아세토나트납, 트리스아세틸아세토나트철, 디부톡시비스아세틸아세토나트하프늄, 모노아세틸아세토나트트리부톡시하프늄 등을 들 수 있다.
이와 같은 아세틸아세토나트킬레이트 화합물이 첨가된 투명 피막 형성용 도포액은 내알칼리성, 내산성, 내염수성, 내수성, 내용제성이 뛰어난 피막을 얻을 수 있다.
(c) 금속 알콕사이드
또한 금속 알콕사이드(c)로써는
M2(OR)n (Ⅴ)
(식에서 M2는 금속 원자이고 R은 알킬기 또는 -CmH2mO2(m=3∼10)이며 n은 M2의 원자가와 동일한 정수이다.)로 표시되는 화합물 또는 그들의 축합체가 바람직하고 이들의 화합물 또는 그의 축합체에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 조합을 이용하는 것이 가능하다. 상기 식에서 M2는 금속이면 특히 한정하는 것은 아니지만 바람직한 M2는 Be, Al, Sc, Ti, V, Cr, Fe, Ni, Zn, Ga, Ge, As, Se, Y, Zr, Nb, In, Sn, Sb, Te, Hf, Ta, W, Pb, Bi, Ce 또는 Cu이다.
이와 같은 금속 알콕사이드로써 구체적으로는 테트라부톡시지르코늄, 디이소프로폭시디옥틸옥시티타늄, 디에톡시납 등이 바람직하게 이용된다.
상기 금속 알콕사이드를 첨가한 본 발명과 관련한 투명 피막 형성용 도포액을 도포·건조·소성하면 이 금속 알콕사이드의 중합경화에 의해 내찰상성, 내염성, 내알칼리성, 내수성 및 절연성이 뛰어난 피막이 형성되었다.
(c) 폴리실라잔
또한 폴리실라잔(d)로써는 하기 식(Ⅵ)로 나타나는 반복 단위를 갖는 폴리실라잔이 이용된다.
[식 2]
Figure 112007015221338-PAT00003
(Ⅵ)
[다만, 식에서 R1, R2 및 R3은 각각 수소 원자 또는 탄소 원자수 1∼8의 알킬기이다.]
매트릭스 형성성분으로써 상기 식(Ⅵ)에 나타난 폴리실라잔을 이용하는 경우 알킬기가 메틸기, 에틸기 또는 프로필기인 폴리실라잔이 바람직하다. 이 경우에는 가열시에 분해하는 알킬기가 없고 가열시에 막의 수축이 적어지고 이 때문에 수축 스트레스시에 크랙이 생기는 일이 적게 되며 크랙이 거의 없는 투명 피막이 얻어진다.
또한 상기 식(Ⅵ)에 나타난 반복 단위를 갖는 폴리실라잔은 선형 사슬형이어도 고리형이어도 좋고 선형 사슬형의 폴리실라잔과 고리형의 폴리실라잔이 혼합하여 포함되는 것도 좋다.
더욱이 이러한 폴리실라잔의 폴리스티렌 환산의 수평균 분자량은 500∼10,000, 바람직하게는 1,000∼4,000의 단위가 바람직하다. 수평균 분자량이 500 미만에서는 가열 경화시에 저분자량의 폴리실라잔이 휘발하여 얻어진 투명 피막이 다공질이 되기 쉽고 또한 수평균 분자량이 10,000을 넘으면 도포액의 유동성이 저하하는 경향이 있다.
혼합용매
상기 매트릭스 형성성분은 물과 유기용매로 된 혼합용매에 분산되어 된다.
유기용매로써는 알콜류, 에틸류, 글리콜류, 케톤류 등에서 선택된 공지의 유기용매가 사용된다. 이와 같은 유기용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용하여도 좋다.
혼합용매 내 있어서 물의 비율은 특별하게 제한되는 것은 아니지만 바람직하게는 혼합용매 내 0.1∼10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1∼5 중량%의 범위이다.
무기화합물 입자
본 발명과 관련된 투명 피막 형성용 도포액은 또한 무기화합물 입자(이온 흡착성 입자)를 포함해도 좋다.
무기화합물 입자로써는 SiO2, Al2O3, ZrO2, TiO2, SnO2, In2O3, Sb2O5 등의 금속 산화물, SiO2·Al2O3, SiO2·TiO2, SiO2·SnO2, Sb2O5·SnO2, SnO2·In2O3·Sb2O5 등의 복합 금속 산화물 혹은 고용체, 제오라이트(결정성 알루미나 실리케이트) 등을 들 수 있다. 또한 이들의 2종 이상의 혼합물도 바람직하게 이용된다.
이들 무기혼합물 입자를 포함하고 있으면 예를 들면 액정 내에 존재하는 무기 양이온, 무기 음이온, 유기 양이온, 유기 음이온 등의 어느 하나에 속하는 가동(可動) 이온을 흡착하는 것이 가능하다. 이 때문에 액정 내의 가동 이온 농도를 저감하는 것이 가능하여 얻어지는 액정 표시장치는 고전압 보관 유지 특성이 뛰어나며 소비전력이 적고 만족하기 위해 전력효율이 높고 표시불량을 일으키는 일이 없으며 장기 신뢰성이 뛰어나다.
본 발명에서 사용된 무기화합물 입자의 평균 입자 크기는 1nm∼10㎛의 범위가 바람직하며 더욱 바람직한 범위는 10nm∼2㎛, 특히 바람직한 범위는 10nm∼0.5㎛의 범위이다. 무기화합물 입자의 평균 입자 크기가 1nm 미만이 되면 투명 피막의 표면에 폴리이미드 수지 등의 소수성이 강한 수지로 된 다른 막을 밀착성 좋게 형성하는 것이 가능하지 않는 경우가 있다.
또한 평균 입자 크기가 10㎛를 초과하면 이온 흡착용량 및 이온 흡착속도가 저하함과 동시에 투명 피막의 투명성이 저하하는 일이 있다.
무기화합물 입자의 평균 입자 크기가 상기 범위에 있으면 요철을 갖는 기판, 예를 들면 TFT 어레이부 기판 혹은 칼라 필터부 기판 위에 형성되는 투명 피막의 표면은 평탄화되어 있고 이 때문에 액정층과 접촉하는 배향막 표면도 평균화되어 있어 표면 형상에 기인하는 액정의 표시얼룩의 억제, 표시 도메인의 발생방지, 패널 표시시 광발의 저감 및 콘트라스트의 향상 등에 효과가 있다.
또한 가동 이온의 저감만을 목적으로 하는 경우는 종래 공지의 이온 교환수지 입자를 이용하는 것이 가능하다. 구체적인 양이온 교환수지로써 다이어 이온 SK시리즈(삼릉화학(주) 제조), 카르복시메틸 셀룰로오스, SE 셀롤로오스, P 셀룰로오스, 세파젝스(이상 활마시아 회사 제조) 등을 들 수 있다. 음이온 교환수지로써 다이어 이온 SA시리즈(삼릉화학(주) 제조), DEAE 셀롤로오스, 트리에틸암모늄에틸셀룰로오스, ECTEOLA 셀롤로오스, 세파젝스(이상 활마시아 회사 제조) 등을 들 수 있다. 또한 다이어 이온(삼릉화학(주) 제조) 등의 양이온 교환수지를 들 수 있다.
이와 같은 무기화합물 입자 또는 이온 교환수지 입자를 포함하는 투명 피막은 액정 표시셀 등에 사용되면 액정 내의 이온을 제거할 수 있어 투명 이온 게터막으로써 기능을 한다.
이와 같은 무기화합물 입자 혹은 이온 교환수지 입자의 이온 흡착용량은 0.1∼6.0 mmol/g 범위가 바람직하다.
이온 흡착용량이 0.1 mmol/g 보다 적으면 이온을 충분하게 흡착하는 것이 가능하지 않아 가동 이온에 의해 표시불량을 일으키거나 장기 신뢰성이 결여되고 6.0 mmol/g을 초과하는 이온 흡착체는 얻는 것이 곤란하다.
본 발명에 있어서 이온 흡착용량은 아래와 같은 방법으로 측정된다.
(1) 무기 양이온 흡착용량의 측정
농도 1 중량%의 NaCl 수용액 100g에 120℃에서 건조하여 일정케 한 무기 이온 흡착체 1.5g을 첨가해 실온(25℃)에서 15시간 교반한 후 여과시켜 여과액을 채취하고 여과액 내의 Na 이온 농도를 원자 흡광법에 의해 분석하여 원래의 NaCl 수용액의 Na 이온 농도와의 농도 차로부터 무기 이온 흡착체의 Na 이온 흡착량(mmol/g)을 구한다.
(2) 무기 음이온 흡착용량의 측정
농도 1 중량%의 NaCl 수용액 100g에 120℃에서 건조하여 일정케 한 이온 흡착성 미립자 1.5g을 첨가해 실온(25℃)에서 15시간 교반한 후 여과시켜 여과액을 채취하고 여과액 내의 Cl 이온 농도를 원자 흡광법에 의해 분석하여 원래의 NaCl 수용액의 Cl 이온 농도와의 농도 차로부터 이온 흡착성 미립자의 Cl 이온 흡착량(mmol/g)을 구한다.
(3) 유기 양이온 흡착용량의 측정
농도 1 중량%의 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 수용액 100g에 120℃에서 건조하여 일정케 한 이온 흡착성 미립자 1.5g을 첨가해 실온(25℃)에서 15시간 교반한 후 여과시켜 여과액을 채취하고 여과액 내의 테트라메틸암모늄 이온 농도를 이온크로마토법에 의해 분석하여 원래의 수용액과의 농도 차로부터 이온 흡착성 미립자의 유기 양이온 흡착량(mmol/g)을 구한다.
(4) 유기 음이온 흡착용량의 측정
농도 1 중량%의 초산 수용액 100g에 120℃에서 건조하여 일정케 한 이온 흡착성 미립자 1.5g을 첨가해 실온(25℃)에서 15시간 교반한 후 여과시켜 여과액을 채취하고 여과액 내의 초산 이온 농도를 이온크로마토법에 의해 분석하여 원래의 수용액과의 농도 차로부터 이온 흡착성 미립자의 유기 음이온 흡착량(mmol/g)을 구한다.
이온 흡착성 미립자로써의 무기화합물 입자는 액정 내의 이온의 종류, 액정 내에 용출하는 이온의 종류 이들 량의 비에 따라 여러 가지 혼합하여 이용하는 것이 가능하다. 필요에 따라 이들의 무기화합물 입자 이외의 절연성 또는 도전성의 무기화합물 미립자 혹은 수지 미립자를 이용하는 것도 바람직하다.
이와 같은 무기화합물 입자는 물 또는 유기 용매에 분산된 졸 상태로 이용하는 것이 바람직하지만 무기화합물 입자를 투명 피막 형성용 도포액 내에 단분산 또는 단분산에 가까운 상태로 분산이 가능하다면 졸 이외의 상태인 무기화합물 입자를 이용하는 것도 바람직하다.
도포액
투명 피막 형성용 도포액 내의 매트릭스 형성성분은 고형분 농도로써 15 중량% 이하가 바람직하다. 이 값이 15 중량%를 초과하면 도포액의 보존 안정성이 저하되는 경향이 생기는 한편 이 고형분 농도가 극단적으로 낮아지면 목적하는 막 두께를 얻으려면 여러 차례의 도포액 조작을 반복하는 것이 필수적이 되기 때문에 고형분 농도는 0.1 중량% 이하가 실용적이다.
투명 피막 형성용 도포액 내의 모든 고형분(매트릭스 성분, 무기화합물 입자·이온 교환입자 등의 합계량)에 대하여 식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물(가수분해물도 포함)의 양은 18 중량% 이상, 매우 적합하게는 40% 이상이 바람직하다. 이와 같은 범위라면 본 발명의 효과 즉, 발수성, 인성, 가뇨성이 뛰어난 투명 피막을 형성하는 것이 가능하다.
상기의 유기규소화합물(a), 아세틸아세토나트킬레이트 화합물(b), 금속 알콕사이드(c) 및 폴리실라잔(d)의 함유량은 모든 고형분 내의 75 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 1∼40 중량%의 범위이다. 또한 무기화합물 입자의 양은 모든 고형분 내의 70 중량% 이하, 더욱 바람직하게는 4.5∼50 중량%의 범위이다.
상기의 유기규소화합물(a), 아세틸아세토나트킬레이트 화합물(b), 금속 알콕사이드(c) 및 폴리실라잔(d)의 양 및 무기화합물 입자의 양이 많아지면 상기 식(Ⅰ) 또는 (Ⅱ)에 나타난 유기규소화합물이 적어지게 되어 이러한 유기규소화합물을 이용하는 효과 즉, 얻어진 투명 피막의 인성, 가뇨성, 내찰상성, 발수성 등이 불충분하게 된다.
[피막부 기재]
다음으로 본 발명과 관련한 피막부 기재에 대해 구체적으로 설명한다.
본 발명과 관련한 피막부 기재는 기재 표면에 상기 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 되는 투명 피막이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명과 관련한 투명 피막부 기재는 글래스, 플라스틱 등의 기재 표면에 상기와 같은 투명 피막 형성용 도포액을 디핑법, 스피나법, 스프레이법, 롤러코트법, 후레킹 인쇄 등의 방법으로 도포하고 그 다음에 이와 같이 하여 기재 표면에 형성된 피막을 상온∼80℃에서 건조시키고 필요에 따라 더욱이 120℃이상, 경우에 따라서는 30℃이하에서 가열하여 경화하는 등의 방법에 의해 형성된다.
또한 이 기재에 형성되어 있는 피막은 다음과 같은 방법으로 경화촉진처리가 행해지는 것도 좋다.
경화촉진처리로써는 구체적으로는 상기 도포액 공정 또는 건조 공정 후에 혹은 건조 공정 중에 미경화 단계의 피막에 가시광선 보다 파장이 짧은 전자파를 조사하거나 미경화 단계의 피막을 경화 반응을 촉진하는 가스 분위기 내에 조사하는 처리를 들 수 있다.
이와 같은 가열 전의 미경화 단계의 피막에 조사하는 전자파로써는 구체적으로는 자외선, 전자파, X파, γ선 등이 예시되며 특히 자외선이 바람직하다.
자외선 조사처리를 행하는 동안에는 예를 들면 발광강도가 약 250nm과 360nm에 대해 극대화 되고 광강도가 10mW/㎠ 이상인 고압수은 램프를 자외선원으로써 사용하고 100mJ/㎠ 이상, 바람직하게는 1000mJ/㎠ 이상의 에너지양의 자외선을 조사하는 것이 바람직하다.
또한 경화반응을 촉진하는 가스로써는 예를 들면 암모니아, 오존 등이 예시된다. 또 이와 같은 가스 처리를 행하는 경우에는 미경화 단계의 피막을 가스 농도가 100∼100,000ppm, 바람직하게는 1000∼10,000ppm인 상기 활성 가스 분위기 하에서 1∼60분 노출하는 것이 바람직하다.
또한 이 가스 처리는 가열 경화 후에 행해져도 동일한 효과를 얻을 수 있다.
상기 설명한 바와 같이 경화촉진처리를 행하면 투명피막 내에 포함되는 매트릭스 성분의 축중합, 복합화가 촉진되면 동시에 피막 내에 잔존하는 물 및 용매의 증발도 촉진된다. 이 때문에 다음의 가열공정에 대해 필요하다면 가열온도, 가열시간 등의 가열경화조건이 완화되고 본 발명에 관련한 투명 피막부 기재의 제조를 효율이 좋게 진행하는 것이 가능하다.
이상과 같은 공정에 의해 본 발명에 관련한 투명 피막부 기재가 얻어질 수 있지만 이 기재 위에 형성되는 피막은 인성, 가뇨성을 갖고 밀착성, 투명성이 뛰어남과 동시에 내찰상성, 내수성, 내알칼리성 등의 내구성도 뛰어나며 이온 흡착성 무기화합물 입자를 함유하는 경우는 액정 패널 내의 가동 이온을 효과적으로 저감이 가능하며 절연 저항이 높고 절연성 막으로써도 매우 적합하다.
[액정 표시셀]
다음으로 본 발명에 관련한 액정 표시셀에 대해 구체적인 설명을 한다.
본 발명에 관련한 액정 표시셀은 모두 상기 투명 피막 형성용 도포액을 사용하여 형성된 투명 피막을 갖는 투명 전극부 기판을 이용한 것이다.
본 발명에 관련한 제1의 액정 표시셀은 적어도 한 쪽의 기판의 표면에 투명 전극막, 투명 피막 및 배향막이 순차적으로 적층되어 되어 있고 한 대의 투명 전극부 기판이 각각의 투명 전극끼리 마주보도록 소정의 간격을 지녀 배치되고 이 한 대의 투명 전극부 기판의 사이에 위치한 간극에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀이다.
투명 피막이 상기 도포액을 이용한 이외는 기판, 투명 전극막, 배향막, 액정 등은 공지의 것을 특히 제한하지 않고 사용하는 것이 가능하다.
도 1은 본 발명에 관련한 제1의 액정 표시셀의 하나의 실시예를 모식적으로 나타낸 단면도이다.
이 액정 표시셀 1은 기판 11의 표면에 투명 전극막 12, 투명 피막 13 및 배향막 14가 순차적으로 적층되어 된 한 대의 투명 전극부 기판 2이 각각의 투명 전극막 12, 12끼리 마주보도록 복수의 스페이서 입자 5에 의해 소정의 간격 d를 지녀 배치되고 이 소정의 간격 d로 벌어진 투명 전극막 12, 12 사이의 간극에 액정 6이 봉입되어 형성되어 있다.
기판은 글래스 기판이어도 또한 플라스틱 기판이어도 좋다. 플라스틱 기판은 투명 수지로 된 것이라면 특히 제한되지는 않는다. 또한 폴리에틸렌텔레프탈레이트, 폴리에틸, 폴리카보네이트 등의 수지 필름도 기판으로써 사용하는 것이 가능하고 특히 가뇨성 수지라면 필름을 임의의 형태로 구부려서 사용하는 것도 가능하다.
투명 피막 13은 상기 투명 피막 형성용 도포액을 투명 전극막 12 위에 도포하는 것에 의해 형성된 막이고 이 막은 인성, 가뇨성, 발수성 등이 뛰어나며 투명성 및 내찰상성이 뛰어나고 절연저항이 높고 투명 피막 13과 배향막 14와의 밀착성이 양호하다.
또한 본 발명에 관련한 제1의 액정 표시셀에서는 기판 11과 투명 전극막 12와의 틈에 또한 SiO2 막 등의 알칼리 페시베이션막을 형성한 투명 전극부 기재를 이용하는 것도 좋고 다양한 형태가 가능하다.
본 발명에 관련한 제2의 액정 표시셀은 적어도 한 쪽 기판의 표면에 칼라 필터, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층되어진 한 대의 투명 전극부 기판이 각각의 투명 전극부끼리 마주보도록 소정의 간격을 지녀 배치되고 이 한 대의 투명 전극부 기판의 사이에 위치한 간극에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀이다.
도 2는 본 발명에 관련한 제2의 액정 표시셀의 하나의 실시예를 모식적으로 표시한 도면이다.
이 도 2에 그 특징적 부분이 나타나 있는 칼라 액정 표시장치 1'은 글래스 기판 21a 위에 알칼리 페시베이션막 21b, 복수의 화소전극 21c, 투명 피막 21d 및 배향막 21e이 순차적으로 적층된 전극판 21과 글래스 기판 22a 위에 알칼리 페시베이션 막 22b, 칼라 필터 22c, 투명 피막 22d, 투명 전극 22e 및 배향막 22f이 순차적으로 적층된 서로 마주보는 전극판 22를 갖는 액정 표시셀 2'와 이 액정 표시셀의 양측에 한 대의 편광판 3, 4를 갖추고 있다. 이 중 투명 피막 21d 및 22d는 상기 투명 피막 형성용 도포액을 도포하여 형성된 막이다.
상기 액정 표시셀 2의 전극판 21과 대향 전극판 22는 각각의 글래스 기판 21a 및 22a를 외측으로 하고 복수의 화소전극 21 각각과 복수의 칼라 필터 R, G, B 각각이 마주보도록 배치되어 있다. 또한 이 전극 21과 대향 전극판 22의 틈의 간극에는 액정 23이 봉입되어 있다.
또한 복수의 화소전극 21c 각각과 투명 전극 22e의 틈에는 도면에 나타나지는 않았지만 회로가 형성되고 이 회로는 칼라 액정 표시장치 1' 본체에 접속되어 이다. 또 대향 전극판 22의 알칼리 페시베이션막 22b 위에 형성된 칼라 필터 22c는 R(빨간색 필터), G(녹색 필터), B(파란색 필터)의 복수의 칼라 요소로 되고 각 칼라 요소가 교대로 인접하도록 올바른 규칙으로 배열되고 이에 의해 액정 표시장치 1' 본체로부터 보내져 온 표시신호에 의해 특정의 화소전극 21c과 투명전극 22e의 틈에 형성된 회로가 작동하여 표시신호에 대응한 칼라 화상이 대향 전극판 22의 외측에 배치된 편광판 4를 통해 관찰할 수 있도록 되어 있다.
본 발명에 관련한 제3의 액정 표시셀은 적어도 한 쪽 기판의 표면에 TFT 어레이, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층되어진 한 대의 투명 전극부 기판이 각각의 투명 전극부끼리 마주보도록 소정의 간격을 지녀 배치되고 이 한 대의 투명 전극부 기판의 사이에 위치한 간극에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀이다.
알칼리 페시베이션막, 화소전극, 배향막, 글래스 기판, 칼라 필터, 투명 전극, 편광판, 액정으로써는 공지의 것을 특히 제한하지 않고 사용하는 것이 가능하다.
도 3은 본 발명에 관련한 제3의 액정표시셀의 하나의 실시예를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
이 액정 표시셀 1"는 표면에 TFT 어레이 32가 형성되고 이 TFT 어레이 32 표면에 투명 피막 33, 화소전극 34 및 배향막 35가 순차적으로 적층된 투명 절연성 기판 31과 표면에 검정 매트릭스(차폐막) 42, 칼라 필터 43, 투명 피막 44, 대향 전극 45 및 배향막 46이 순차적으로 적층된 대향 기판 41과 액정층 51을 끼워서 배향막 35 및 46이 대치하도록 구성되어 있다.
또한 도 1과 같이 배향막 35 및 46의 사이에는 스페이스 입자가 개재하고 있어도 좋다.
TFT 어레이 32는 TFT(박막 트랜지스터) 소자, 데이터 전극, 보조용량 등으로 된 것이다.
화소전극, 배향막, 검정 매트릭스, 칼라 필터, 대향 전극, 기판으로써는 공지의 것을 특히 제한하지 않고 사용하는 것이 가능하다.
이상과 같은 본 발명에 관련한 액정 표시셀은 상기 투명 피막이 특정의 유기규소화합물로 되는 매트릭스 형성성분을 포함하여 구성되고 내수성, 발수성, 인성, 가뇨성 등이 뛰어나다.
또한 투명 피막이 이온 흡착성 무기화합물 입자를 포함하고 있는 경우는 액정 내의 가동 이온(이온성 불순물)이 감소되어 있다. 이 때문에 본 발명에 관련한 액정 표시셀은 고전압 보관 유지 특성이 뛰어나며 표시 불량이 생기는 일이 없고 장기간 신뢰성이 뛰어나며 게다가 소비전력이 적고 만족할 만한 전력효율을 높이는 것이 가능하다.
이하 본 발명을 실시예에 의해 설명하지만 본 발명은 이러한 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(실시예 1)
투명 피막 형성용 도포액(A)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 비스(트리메톡시실란)헥산(도레이·다우코닝·실리콘(주) 제조) 25.6g을 순수한 물 47.0g 및 에틸알콜 526.4g의 혼합용매에 첨가하고 여기에 농도 61 중량%의 초산 1.0g을 가하고 교반을 행하면서 60℃에서 24시간 동안 보관 유지하고 비스(트리메톡시실란)헥산의 부분가수분해물 용액(A-1)으로 했다. 실온에서 냉각 후 부분가수분해물 용액(A-1)에 양이온 교환수지(다이아 이온) 18g을 첨가하고 16시간 동안 실온에서 교반하여 이온을 제거한 후 이온 교환수지를 여과 분별하였다. 또한 이 용액에 헥실렌글리콜 85g을 첨가하고 감압 증류에 의해 헥실렌글리콜을 주용매 성분으로 한 고형분 농도 16 중량%의 가수분해물 용액(A-2)을 얻었다.
이 가수분해물 용액(A-2) 94.2g에 이온 흡착성 미립자로써 평균 입자 크기 20nm, Na 이온 흡착용량 2.4mmol/g의 Sb2O5·2.7H2O 미립자를 헥실렌글리콜 내에 균일하게 분산시켜 고형분 농도 10 중량%의 이온 흡착성 미립자 졸 42.2g를 가하여 1시간 동안 교반하고 그 다음에 테트라에톡시실란(SiO2로써 28.8 중량%) 7.3g과 헥실렌글리콜 206.1g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하여 고형분 농도 6 중량%의 투명 피막 형성용 도포액(A)을 제조하였다.
투명 피막(A)의 형성
패터닝된 ITO 표시전극이 붙어있는 글래스 기판(욱초자(주) 제조: 30Ω/□ 이하 제품) 위에 후레킹 인쇄에서 투명 피막 형성용 도포액(A)을 도포하고 얻어진 코팅 막을 90℃에서 5분간 건조시킨 후 고압수은 램프에서 적산광량 6,000mJ/㎠(365nm용 센서에서 측정)의 조건에서 자외선을 조사하여 그 다음에 200℃에서 30 분간 소성을 행하여 투명 피막(A)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(A)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 80nm이었다.
또한 다음과 같은 수직하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하여 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
수직하중 테스트
ITO 전극면과 투명 피막 윗면의 틈에 직류전압 12V의 전압을 흘린 곡률반경 1mm의 선단을 갖는 침을 투명 피막면에 눌러 전압이 3V가 되는 시점에서의 하중 치를 전기적 단락으로 간주하여 막의 수직방향의 하중 내성을 평가하였다. 투명 피막 위의 10 군데에 대해서 하중 내성을 측정하였다. 평균값을 표 2 및 표 3에 나타내었다.
스크래치 강도 측정
스크래치 강도를 스크래치 테스터(레스카(주) 제조: CSR-02)를 이용하여 투명 피막(A)의 스크래치 강도를 측정하였다. 평균값을 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(A)의 작성
다음으로 투명 피막(A) 위의 폴리이미드막 형성용 도료(일산화학(주) 제조: 산에버)를 후레킹 인쇄로 도포하고 100℃에서 5분간 건조시킨 후 200℃에서 30분간 가열 처리하여 폴리이미드막(배향막)을 형성하고 이어서 러빙처리를 행하였다.
이와 같이 하여 글래스 기판 위에 투명 전극, 투명 피막(A) 및 러빙처리 한 배향막이 순차적으로 적층된 한 대의 투명 전극부 기재를 얻었다. 얻어진 한 대의 투명 전극이 부착된 기판 내 한 쪽의 기판에는(2매의 기판간 거리에 상당하는 입자 크기)의 스페이스를 산포(散布)하고 다시 한 쪽의 기판에는 실링재를 인쇄하고 이들의 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 맞추어 STN 액정을 봉입하고 이어서 봉입구를 마감재로 마감시켜 액정 표시셀(A)을 작성하였다.
가동(可動) 이온량의 측정
얻어진 액정 표시셀(A) 중의 가동 이온량을 이온 밀도측정기(동양테크니카(주) 제조: MTR-1)를 이용하여 인가전압 10V, 삼각파 주파수 0.1Hz의 조건에서 측정하였다. 인가전압 0.8V 부근에서 가동 이온에 의한 피크가 검출되고 가동 이온량은 0.8nC/㎠이었다.
액정 표시셀의 표시 얼룩의 관찰
또한 상기 방법으로 30매의 액정 표시셀을 작성하고 점정 표시 테스트를 실시하여 표시 얼룩의 유무에 대해 눈으로 관찰하였다. 이 때 표시 얼룩이 발생한 패널의 매수를 세었다. 평균값을 표 2 및 표 3에 나타내었다.
장기 신뢰성의 평가
상기 방법에서 표시 얼룩이 발생하지 않았던 액정 표시셀(A)을 이용하여 10매에 대해 고온 환경(상대 습도 20%, 온도 80℃) 하에서, 다른 10매에 대해서는 고온 고습의 환경(상대 습도 95%, 온도 80℃)에서 500시간 처리한 후 액정 표시셀의 점정 표시 테스트를 실시하여 표시 얼룩의 유무에 대해 눈으로 관찰하였다. 이 때 표시 얼룩이 발생하지 않았던 패널 매수를 세었다. 평균값을 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(실시예 2)
투명 피막 형성용 도포액(B)의 제조
매트릭스 형성 성분으로써 실시예 1과 동일하게 제조한 가수분해물 용액(A-2) 94.2g에 이온 흡착성 미립자로써 평균 입자 크기 25nm, Na 이온 흡착용량 0.5 mmol/g의 SiO2·Al2O3 미립자를 헥실렌글리콜 내에 균일하게 분산시켜 고형분 농도 10 중량% 이온 흡착성 미립자 졸 42.2g을 가하여 1시간 교반하고 이어서 테트라이소프로폭시티타늄(TiO2로써 28 중량%) 7.5g과 헥실렌글리콜 205.9g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하여 고형분 농도 6 중량% 투명 피막 형성용 도포액(B)을 제조하였다.
투명 피막(B)의 형성
투명 피막 형성용 도포액(B)을 이용한 이외는 실시예 1과 동일하게 투명 피막(B)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(B)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 70nm이었다. 또한 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(B)의 작성
이어서 투명 피막(B) 위에 폴리이미드막의 형성 등을 행하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시셀(B)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(B)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기적 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(실시예 3)
투명 피막 형성용 도포액(C)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 실시예 1과 동일하게 제조한 가수분해물 용액(A-2) 94.5g에 이온 흡착성 미립자로써 평균 입자 크기 45nm, Cl 이온 흡착용량 0.3mmol/g의 MgO 미립자를 헥실렌글리콜 내에 균일하게 분산시킨 고형분 농도 10 중량%의 이온 흡착성 미립자 졸 42.2g을 가하여 1시간 동안 교반하고 이어서 디부톡시-비스아세틸아세토나트지르코늄(ZrO2로써 14 중량%) 15.1g과 헥실렌글리콜 198.3g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하고 고형분 농도 6중량%의 투명 피막 형성용 도포액(C)을 제조하였다.
투명 피막(C)의 형성
투명 피막 형성용 도포액(C)을 이용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 투명피막(C)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(C)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 90nm이었다. 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(C)의 작성
이어서 투명 피막(C) 위에 폴리이미드막의 형성 등을 행하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시셀(C)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(C)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기적 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(실시예 4)
투명 피막 형성용 도포액(D)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 실시예 1과 동일하게 제조한 가수분해물 용액(A-2) 53.8g에 테트라메톡시실란(SiO2로써 39.5 중량%) 32.1g과 헥실렌글리콜 264.3g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하고 고형분 농도 6중량%의 투명 피막 형성용 도포액(D)을 제조하였다.
투명 피막(D)의 형성
투명 피막 형성용 도포액(D)을 이용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 투명 피막(D)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(D)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 80nm이었다. 또한 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(D)의 작성
이어서 투명 피막(D) 위에 폴리이미드막의 형성 등을 행하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시셀(D)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(D)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(실시예 5)
투명 피막 형성용 도포액(E)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 실시예 1과 동일하게 제조한 가수분해물 용액(A-2) 121.1g에 이온 흡착성 미립자로써 평균 입자 크기 20nm, Na 이온 흡착용량 2.4mmol/g의 Sb2O5·2.7H2O 미립자를 프로필렌글레콜 내에 균일하게 분산시킨 고형분 농도 20 중량%의 이온 흡착성 미립자 졸 5.3g을 가하여 1시간 동안 교반하고 이어서 트리부톡시-모노아세틸아세토나트지르코늄의 부탄올 용액(ZrO2로써 10 중량%) 10.6g과 물 0.5g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하고 고형분 농도 15.6 중량%의 투명 피막 형성용 도포액(E)을 제조하였다.
투명 피막(E)의 형성
칼라 필터가 형성된 글래스 기판 위에 투명 피막 형성용 도포액(E)을 스핀 코팅법에 의해 1500 rpm, 10초간의 조건으로 도포하고 이어서 50℃에서 120분 동안 건조한 후 120℃에서 60분 동안 가열 처리를 행하여 투명 피막(E)을 형성하는 것에 의해 칼라 필터 표면의 오버 코트를 행하였다. 얻어진 투명 피막(E)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 2㎛이었다. 또한 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
또한 투명 피막(E) 위에 스패터링법에 의해 ITO 전극막을 형성하였다.
액정 표시셀(E)의 작성
이 ITO 전극막을 통상적인 방법에 의해 패터닝하여 표시전극을 형성하고 이 위에 실시예 1과 동일하게 폴리이미드 배향막을 형성하고 이어서 러빙 처리를 행하였다. 이와 같이 하여 글래스 기판 위의 칼라 필터, 투명 피막(E), 투명 전극 및 러빙 처리한 배향막이 순차적으로 적층된 한 대의 투명 전극부 기재를 얻었다.
이어서 마주보고 있는 공통 전극부 기판을 스페이서를 개입하여 실링재로 붙여 마주보게 하고 기판 사이의 간격에 STN 액정을 주입하고 주입구를 마감재로 마감하여 액정 표시셀(E)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(E)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기간 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(실시예 6)
투명 피막 형성용 도포액(I)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 실시예 1과 동일하게 제조한 가수분해물 용액(A-2) 94.2g에 헥실렌글리콜 155.0g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하고 고형분 농도 6중량%의 투명 피막 형성용 도포액(I)을 제조하였다.
투명 피막(I)의 형성
투명 피막 형성용 도포액(I)을 이용한 이외에는 실시예 1과 동일하게 투명 피막(I)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(I)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 80nm이었다. 또한 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(I)의 작성
이어서 투명 피막(I) 위에 폴리이미드막의 형성 등을 행하는 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 액정 표시셀(I)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(I)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
(비교예 1)
투명 피막 형성용 도포액(G)의 제조
매트릭스 형성성분으로써 테트라에톡시실란(SiO2로써 28.8 중량%) 51.3g을 순수한 물 9.0g 및 에틸알콜 432.2g과의 혼합 용매에 첨가하고 이것에 농도 61 중량%의 초산 0.2g을 가하여 교반을 행하면서 60℃에서 24시간 동안 보관 유지하고 테트라에톡시실란의 부분가수분해 용액(G-1)으로 하였다.
실온에서 냉각한 후 부분가수분해 용액(G-1)에 양이온 교환수지(다이어 이온) 18g을 첨가하고 16시간 동안 실온에서 교반한 후 이온 교환수지를 여과 분별하여 이온을 제가하였다. 또한 이 용액에 헥실렌글리콜 85g을 첨가하고 감압 증류에 의해 헥실렌글리콜을 주용매 성분으로 하는 고형분 농도 16 중량%의 테트라에톡시실란 가수분해 용액(G-2)을 얻었다.
이 가수분해 용액(G-2) 94.2g에 이온 흡착성 미립자로써 평균 입자 크기 20nm, Na 이온 흡착용량 2.4 mmol/g의 Sb2O5·2.7H2O 미립자를 헥실렌글리콜 내에 균일하게 분산시켜 고형분 농도 10 중량%의 이온 흡착성 미립자 졸 16.4g, 헥실렌글리콜 161.1g과 물 2.0g을 가하여 40℃에서 24시간 동안 교반을 행하여 고형분 농도 6 중량%의 투명 피막 형성용 도포액(G)을 제조하였다.
투명 피막(G)의 형성
투명 피막 형성용 도포액(G)을 이용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 투명 피막(G)을 형성하였다. 얻어진 투명 피막(G)의 막 두께를 촉침식 표면 형태 분석계로 측정한 것은 80nm이었다. 또한 수직 하중 테스트, 스크래치 강도 측정을 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
액정 표시셀(G)의 작성
이어서 투명 피막(G) 위에 폴리이미드막의 형성 등을 행한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 액정 표시셀(G)을 작성하였다. 얻어진 액정 표시셀(G)에 대해서 가동 이온량의 측정, 표시 얼룩의 관찰, 장기간 신뢰성의 평가를 행하였다. 결과를 표 2 및 표 3에 나타내었다.
Figure 112007015221338-PAT00004
Figure 112007015221338-PAT00005
이상의 설명에 따라 본 발명에 관계되는 투명 피막형성용 도포액은 특정의 유기규소화합물로 된 매트릭스 형성성분을 포함하고 있다.
이 때문에 얻어질 수 있는 투명 피막은 발수성, 인성, 가뇨성 등에 뛰어나다.
또한 이와 같은 투명 피막을 요철을 갖는 기판, 예를 들면 TFT 어레이부 기판 혹은 칼라 필터부 기판 위에 형성하면 표면을 지극히 평탄화하는 것이 가능하게 된다. 또한 이 투명 피막 표면에 평탄한 배향막을 형성하는 것도 가능하게 되어 표면 형태에 기인하는 액정의 표시 얼룩의 억제, 표시 도메인의 발생 방지, 패널 표시시 광발(光拔)의 저감 및 콘트라스트의 향상 등에 효과가 있다.

Claims (12)

  1. 적어도 한쪽의 기판 표면에 투명 전극막, 투명 피막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
    R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
    [이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
    R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
    X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
    -(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
    -[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
    -(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1 ∼30의 정수로 나타낸다].
    n은 0∼3의 수를 나타낸다.
    p는 0∼3의 수를 나타낸다.
    단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
  2. 제 1항에 있어서, 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지님을 특징으로 하는 액정 표시셀
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은
    a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
    RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
    [여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
  5. 적어도 한쪽의 기판 표면에 컬러 필터, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
    R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
    [이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
    R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
    X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
    -(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
    -[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
    -(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1∼30의 정수로 나타낸다].
    n은 0∼3의 수를 나타낸다.
    p는 0∼3의 수를 나타낸다.
    단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
  6. 제 5항에 있어서, 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지님을 특징으로 하는 액정 표시셀
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은
    a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
    RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
    [여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
  8. 제 5항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
  9. 적어도 한쪽의 기판 표면에 TFT 어레이, 투명 피막, 투명 전극막 및 배향막이 순차적으로 적층된 한 세트의 투명 전극부 기판을 투명 전극끼리 서로 마주보도록 소정의 간격으로 배치시키고 상기 한 세트의 투명 전극부 기판 사이의 간격에 액정이 봉입되어 있는 액정 표시셀에 있어서, 상기 투명 피막은 물과 유기용매의 혼합 용액에 하기 식(Ⅱ)로 표시되는 유기규소화합물 또는 그의 가수분해물로 구성된 매트릭스 형성성분을 분산시켜 제조된 투명 피막 형성용 도포액을 도포시켜 제조된 피막임을 특징으로 하는 액정 표시셀
    R4 nR5 3-n Si-(X)-SiR6 pR7 (3-p) (Ⅱ)
    [이 식에서, R4 및 R6은 독립적으로 가수분해성기를 나타낸다.
    R5 및 R7은 독립적으로 할로겐 원자를 포함해도 좋은 탄소수 1∼30의 1가의 유기기를 나타낸다.
    X는 -(CH2)q-, -(Ph)-[여기에서, Ph는 벤젠고리를 나타낸다],
    -(CH2)q-(Ph)-, -(CH2)q-(Ph)-(CH2)y-,
    -[(CH2)q(CF2)y(CH2)r]-,
    -(CH2)q-(S)-(CH2)r- 및 -(S)q로부터 선택된 2가기[여기에서 q, r 및 y는 1∼30의 정수로 나타낸다].
    n은 0∼3의 수를 나타낸다.
    p는 0∼3의 수를 나타낸다.
    단, 식(Ⅱ)은 1분자 중에 2개 이상의 가수분해성기를 갖는다.]
  10. 제 9항에 있어서, 상기 식(Ⅱ)의 유기규소화합물은 1분자 중에 2개를 초과하는 가수분해성기를 지님을 특징으로 하는 액정 표시셀
  11. 제 9항 또는 제 10항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은
    a) 하기 식(Ⅲ)으로 표시되는 유기규소화합물
    RtSi(OR')4-t (Ⅲ)
    [여기에서 R은 메틸기, 에틸기, 비닐기 또는 에폭시기로부터 선택된다. R'는 탄소수 1∼6의 알킬기. t는 0∼4의 수], b) 아세틸아세트나트킬레이트화합물, c) 금속 알콕시 및 d) 폴리실라잔에서 선택된 1종 이상을 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
  12. 제 9항 내지 제 11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 매트릭스 형성성분은 무기화합물 입자를 더욱 포함함을 특징으로 하는 액정 표시셀
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