KR20140093536A - Method of processing surface of transparent substrate and display device having processed transparent substrate - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 투명기판의 표면처리방법에 관한 것으로, 특히 불소계고분자 나노입자를 이용하여 투명기판을 처리함으로써 저반사 및 내오염이 가능한 투명기판의 표면처리방법 및 표면처리된 투명기판을 구비한 표시소자에 관한 것이다.The present invention relates to a surface treatment method of a transparent substrate, and more particularly to a surface treatment method of a transparent substrate capable of low reflection and contamination by treating a transparent substrate using fluorine-based polymer nanoparticles, .
근래, 핸드폰(mobile phone), PDA, 노트북컴퓨터와 같은 각종 휴대용 전자기기가 발전함에 따라 이에 적용할 수 있는 경박단소용의 평판표시장치(Flat Panel Display device)에 대한 요구가 점차 증대되고 있다. 이러한 평판표시장치로는 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), 유기전계발광 표시소자, 전기영동 표시소자 등과 같은 다양한 평판표시소자가 제안되고 있다.2. Description of the Related Art In recent years, various portable electronic devices such as a mobile phone, a PDA, and a notebook computer have been developed, and thus there is a growing need for a flat panel display device for a light and small-sized flat panel display device. Various flat panel display devices such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic light emitting display, and an electrophoretic display device have been proposed as flat panel display devices.
이러한 평판표시소자는 투명한 유리기판상에 박막트랜지스터와 각종 전극배선 및 컬러필터층이 형성되고 그 기판 사이에 액정층이나 전기영동층, 플라즈마층 또는 유기발광층이 형성되어 화상이 표시소자의 유리기판을 통해 출사됨으로써 화상을 구현할 수 있게 된다.In such a flat panel display device, a thin film transistor, various electrode wirings, and a color filter layer are formed on a transparent glass substrate, and a liquid crystal layer, an electrophoretic layer, a plasma layer or an organic light emitting layer is formed between the substrates, So that an image can be realized.
그런데, 상기와 같은 표시소자를 사용자가 사용할 때, 외부로부터 유리기판의 상면으로 광이 입사되는 경우, 유리기판의 반사에 의해 표시소자의 시인성이 저하된다. 특히 평판표시소자는 실내에서도 사용되지만 실외에서도 많이 사용되기 때문에, 세기가 큰 외부광의 반사로 인해 시인성이 저하되는 문제가 발생하게 된다.However, when light is incident on the upper surface of the glass substrate from the outside when the user uses such a display element, the visibility of the display element is lowered due to reflection of the glass substrate. Particularly, although the flat panel display device is used indoors as well, it is often used outdoors, so that visibility deteriorates due to reflection of strong external light.
이러한 문제를 해결하기 위해, 유리기판을 처리하여 반사율을 감소시키는 방법이 근래 연구되고 있다. 현재 이러한 유리기판의 처리는 MgF와 같은 반사저감물질을 단층으로 코팅하는 방법과 SiO2 및 TiO2를 다층으로 코팅하여 처리하는 방법이 있다. 이러한 반사저감물질에 의한 유리기판의 표면처리공정에 의해 가시광선의 투과율이 92%에서 98% 이상으로 향상되며, 그 결과 해상도와 선명도가 향상된다.In order to solve such a problem, a method of treating a glass substrate to reduce reflectance has been studied recently. Currently, such glass substrate processing includes a method of coating a reflection reducing material such as MgF with a single layer, and a method of coating SiO 2 and TiO 2 by coating multiple layers. The transmittance of the visible light ray is improved from 92% to 98% or more by the surface treatment process of the glass substrate by the reflection reducing material, and as a result, resolution and clarity are improved.
그러나, 상기와 같은 저반사물질에 의한 기판처리는 다음과 같은 문제가 있다. However, the above-mentioned substrate processing by the low reflection material has the following problems.
상기 MgF를 이용한 기판처리는 비록 MgF층을 단층으로 코팅하여, 유리와 MgF의 굴절률 차이에 의해 반사율을 저감시킨다. 그러나, 상기 MgF를 코팅하는 방법은 MgF의 광의 파장에 따른 굴절율의 변화로 인해 파장에 따른 반사율이 다르게 나타나는 문제가 있었다.Although the substrate treatment using MgF is coated with a MgF layer as a single layer, the reflectance is reduced due to the refractive index difference between glass and MgF. However, in the method of coating MgF, there is a problem that the reflectance depending on the wavelength is different due to the change of the refractive index depending on the wavelength of the light of MgF.
또한, SiO2 및 TiO2를 다층으로 형성하여 기판이 표면을 처리하는 방법은 절굴절율을 갖는 SiO2와 고굴절률을 갖는 TiO2를 교대로 증착시켜 저굴절 및 고굴절 재료를 다층 구성하여 층간의 굴절차를 발생시켜 반사율을 저하시킨다. 그러나, 이 방법에서는 다층을 형성해야만 하기 때문에, 증착방법에 의해 SiO2/TiO2의 코팅을 여러 차례 진행해야 하므로, 공정이 복잡해지고 공정단가가 증가하는 문제가 있었다.In addition, SiO 2 and TiO 2 are formed in multilayers and the surface of the substrate is treated by alternately depositing SiO 2 having a refractive index and TiO 2 having a high refractive index to form multi-layers of low refractive and high refractive materials, Thereby lowering the reflectance. However, in this method, since it is necessary to form multiple layers, the coating of SiO 2 / TiO 2 must be performed several times by the vapor deposition method, so that the process becomes complicated and the process cost increases.
한편, 표시소자의 시인성은 유리기판의 반사율에 의해서만 결정되는 것이 아니다. 예를 들어, 유리기판의 표면이 오염되는 경우 외부광이 오염물질에 의해 산란되어 난반사되기 때문에, 시인성이 저하된다. 이러한 유리기판의 오염은 유리기판을 처리하는 것에 의해 방지할 수 있다.On the other hand, the visibility of the display element is not determined only by the reflectance of the glass substrate. For example, when the surface of the glass substrate is contaminated, the external light is scattered by the contaminant and is diffused, thereby lowering visibility. Such contamination of the glass substrate can be prevented by treating the glass substrate.
현재 표면오염을 방지하기 위한 유리기판의 처리방법은 무기재료를 코팅하여 표면을 소수성 특성을 갖도록 하는 방법과 표면을 친수성 특성을 갖도록 하는 방법이 제안되고 있다. 소수성특성을 갖도록 하는 표면처리방법은 기판표면에 수분이 흡착되는 것을 방지하여 수분에 의한 오염을 방지하고 친수성 특성을 갖도록 하는 것은 기름이 기판표면에 흡착되는 것을 방지하여 기름에 의한 오염을 방지한다.Currently, a method of treating a glass substrate for preventing surface contamination has been proposed in which an inorganic material is coated to have a hydrophobic property on the surface and a method of making the surface hydrophilic. The surface treatment method having a hydrophobic property prevents water from being adsorbed on the surface of the substrate to prevent contamination by moisture and has a hydrophilic property to prevent oil from being adsorbed on the substrate surface to prevent contamination by oil.
이와 같이, 오염방지를 위한 기판처리방법에서는 오염유형별로 다른 처리방법을 실행해야만 하기 때문에 공정이 복잡해지며, 수분과 기름에 의한 오염을 모두 방지하기 위해서는 2회의 공정을 반복해야만 하기 때문에, 제조공정이 더욱 복잡해지고 제조비용이 증가하게 된다.As described above, the substrate processing method for preventing contamination complicates the process because different treatment methods must be performed for each type of contamination. In order to prevent both contamination by moisture and oil, the two steps must be repeated, Resulting in more complexity and increased manufacturing costs.
더욱이, 저반사코팅과 내오염코팅을 모두 적용하였을 경우 내오염 코팅막의 굴절율과 저반사 코팅막의 귤절율간의 굴절율 차이로 인해 외부광의 반사가 오히려 증가한다는 문제점도 있었다.Furthermore, when both the low reflection coating and the anti-contamination coating are applied, there is a problem that the reflection of external light is rather increased due to the difference in refractive index between the anti-fouling coating film and the low reflection coating film.
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 불소계 고분자 나노입자가 분산된 고분자층을 형성함으로써 기판의 표면을 저반사 및 내오염 처리할 수 있는 기판의 표면처리방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.An object of the present invention is to provide a method for surface treatment of a substrate, which can form a polymer layer in which fluorine-based polymer nanoparticles are dispersed, so that the surface of the substrate can be treated with low reflection and contamination resistance.
본 발명의 다른 목적은 표면처리된 기판이 적용된 표시소자 등을 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a display device or the like to which a surface-treated substrate is applied.
상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법은 불소계 고분자를 불소계 용매에 용해하여 불소계 고분자 용액을 형성하는 단계; 계면활성제 용액을 형성하는 단계; 상기 불소계고분자와 계면활성제 용액을 혼합하여 나노입자가 분산된 불소계 고분자 용액을 형성하는 단계; 및 기판상에 나노입자가 분산된 불소계 고분자 용액을 도포하여 불소계 고분자층을 형성하는 단계로 구성된다. In order to accomplish the above object, the present invention provides a method for treating a substrate, comprising the steps of: dissolving a fluorine-based polymer in a fluorine-based solvent to form a fluorine-based polymer solution; Forming a surfactant solution; Mixing the fluoropolymer with a surfactant solution to form a fluoropolymer solution in which nanoparticles are dispersed; And a step of applying a fluoropolymer solution in which nanoparticles are dispersed on a substrate to form a fluoropolymer layer.
상기 불소계 고분자는 폴리 헥사플루오르프로필렌 옥사이드 (poly(hexafluoropropylene oxide)), 폴리 테트라 플루오르-공동-헥사 플루오로 프로필렌(poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene), 폴리 데카플루오르 옥틸 아크릴레이트(poly(decafluorooctyl acrylate)), 폴리 테트라플루오르-3-(헵타플루오르프로폭시) 프로필 아크릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(heptafluoropropoxy)propyl acrylate), 폴리 테트라플루오르-3-(헵타플루오르에톡시) 프로필 아크릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(heptafluoroethoxy)propyl acrylate), 폴리 테트라플루오르에틸렌(poly(tetrafluoroehtylene)), 테트라플루오르에틸렌 헥사플루오르프로필렌 비닐리딘 불화물(tetrafluoroethylene hexafluoropropylene vinylidene fluoride), 폴리 운데카플루오르 아크릴레이트(poly(undecafluorohexyl acrylate)), 폴리 노나플루오르 펜틸 아클릴레이트(poly(nonafluoropentyl acrylate)), 폴리 테트라플루오르-3-(트리플루오르메톡시) 프로필 아클릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(trifluoromethoxy)propyl acrylate), 폴리 펜타플루오르비닐 프로피오네이트(poly(pentafluorovinyl propionate), 폴리헵타플루오르 아크릴레이트(poly(heptafluorobutyl acrylate)), 폴리 트리플루오르비닐 아세테이트(poly(trifluorovinyl acetate)), 폴리 1,1,1,3,3,3-헥사플루오르 아이소프로필 아크릴레이트(poly(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate), 폴리 옥타플루오르 펜틸 아크릴레이트(poly(octafluoropentyl acrylate)), 폴리 메틸 3,3,3-트리플루오르 프로필 실록사인(poly(methyl 3,3,3-trifluoropropyl siloxane), 폴리 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오르 부틸 메타아크릴레이트(poly(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate)), 폴리 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(poly(pentafluoropropyl acrylate), 폴리 2,2,3,3,3-펜타플루오르프로필 아크릴레이트(poly(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate)), 폴리 2-헵타플루오르 부톡시 에틸 아크릴레이트(poly(2-heptafluorobutoxy)ethyl acrylate), 폴리 클로로 트리 플루오르 에틸렌(poly(chlorotrifluoroethylene)), 폴리 1,1,1,3,3,3-헥사플루오르 아이소프로필 메타아크릴레이트(poly(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methaacrylate)로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진다.The fluorinated polymer may be at least one selected from the group consisting of poly (hexafluoropropylene oxide), polytetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene, poly (decafluorooctyl acrylate) , Polytetrafluoro-3- (heptafluoropropoxy) propyl acrylate, polytetrafluoro-3- (heptafluoropropoxy) propyl acrylate, polytetrafluoro- Poly (tetrafluoroethylacrylate), tetrafluoroethylene hexafluoropropylene vinylidene fluoride, poly (undecafluorohexyl acrylate), poly (tetrafluoroethylene), and the like. Poly (nonafluoropentyl acrylate)), < RTI ID = 0.0 > (Tetrafluoro-3- (trifluoromethoxy) propyl acrylate), poly (pentafluorovinyl propionate), polyheptafluoroacrylate (polytetrafluoroethoxy) propyl acrylate poly (trifluoromethyl) acetate, poly (heptafluorobutyl acrylate), poly (trifluorovinyl acetate), poly 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropylacrylate (poly 3,3-hexafluoroisopropyl acrylate, poly (octafluoropentyl acrylate), poly (methyl 3,3,3-trifluoropropyl siloxane), poly (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate), polypentafluoropropyl acrylate (poly (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate) (pentafluoropropyl acrylate),
상기 불소계 용매는 1,1,1,-트리클로로트리플루오로에탄(1,1,1-trichlorotrifluoroethane), 1,1,2,2-테트라플루오르에탄(1,1,2,2-tetrafluoroethane), 헥사플루오르프로판(hexafluoropropane), 헥사플루오르아이소프로판올(Hexafluoroisopropanol), 트리플루오르에탄(trifluoroethane), 트리플루오르에탄(trifluoroethane)로 구성된 일군으로부터 선택된 물질로 이루어진다.The fluorinated solvent may be at least one selected from the group consisting of 1,1,1-trichlorotrifluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, A material selected from the group consisting of hexafluoropropane, hexafluoroisopropanol, trifluoroethane, and trifluoroethane.
상기 나노입자는 50~400nm의 직경이며, 불소계 고분자층은 10-100㎛의 두께로 형성된다.The nanoparticles have a diameter of 50 to 400 nm, and the fluorine-based polymer layer has a thickness of 10 to 100 m.
또한, 본 발명에 따른 표시소자는 각종 전극이 형성된 투명기판을 포함하여 화상을 구현하는 표시패널; 및 상기 기판의 적어도 일면에 형성되며, 상기 불소계 고분자 및 불소계 계면활성제로 이루어진 불소계 나노입자가 분산된 불소계 고분자층으로 구성된다.Further, a display device according to the present invention includes a display panel including a transparent substrate on which various electrodes are formed to implement an image; And a fluorine-based polymer layer formed on at least one surface of the substrate, wherein the fluorine-based polymer layer and the fluorine-based surfactant are dispersed.
상기 표시패널은 액정표시패널, 유기전계발광 표시패널, 전기영동 표시패널, 플라즈마 표시패널을 포함한다.The display panel includes a liquid crystal display panel, an organic light emitting display panel, an electrophoretic display panel, and a plasma display panel.
그리고, 본 발명에 따른 터치패널은 표시소자 전면에 배치된 기판; 상기 기판의 적어도 일면에 형성되며, 상기 불소계 고분자 및 불소계 계면활성제로 이루어진 불소계 나노입자가 분산된 불소계 고분자층; 및 상기 기판에 X축방향 및 Y축방향을 따라 배치된 복수의 제1전극 및 제2전극으로 구성된다.A touch panel according to the present invention includes: a substrate disposed on a front surface of a display element; A fluorine-based polymer layer formed on at least one surface of the substrate and having fluorine-based nanoparticles dispersed therein, the fluorine-based polymer layer comprising the fluorine-based polymer and the fluorine-based surfactant; And a plurality of first electrodes and second electrodes arranged along the X-axis direction and the Y-axis direction on the substrate.
본 발명에서는 불소계 고분자 나노입자가 분산된 불소계 고분자층을 형성함으로써 기판을 저반사 및 내오염처리할 수 있게 되므로, 공정이 단순해지고 비용을 절감할 수 있게 된다.In the present invention, since the fluorine-based polymer layer in which the fluorine-based polymer nanoparticles are dispersed is formed, the substrate can be subjected to low-reflection and contamination-contamination treatment, so that the process can be simplified and the cost can be reduced.
도 1은 본 발명에 따른 기판의 표면처리방법을 나타내는 플로우챠트.
도 2는 본 발명에 따른 불소계 고분자층에 분산된 불소계 고분자 나노입자를 나타내는 도면.
도 3은 본 발명에 따른 표면처리된 기판을 나타내는 도면.
도 4는 본 발명의 표면처리된 투명기판이 적용된 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면.
도 5a 및 도 5b는 각각 본 발명의 표면처리된 투명기판이 적용된 터치패널의 전극구조를 나타내는 평면도 및 단면도.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a flow chart showing a method of surface treatment of a substrate according to the present invention; Fig.
2 is a view showing fluorine-based polymer nanoparticles dispersed in a fluorine-based polymer layer according to the present invention.
Figure 3 shows a surface treated substrate according to the invention.
4 is a view showing a structure of a liquid crystal display element to which a surface-treated transparent substrate of the present invention is applied.
5A and 5B are a plan view and a cross-sectional view, respectively, showing an electrode structure of a touch panel to which the surface-treated transparent substrate of the present invention is applied.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명에서는 저반사코팅과 내오염코팅을 하나의 공정에 의해 진행함으로써 투명 기판 또는 유리 표면의 반사율을 저감함과 동시에 오염물질이 기판의 표면에 달라붙는 것을 방지할 수 있게 된다. 따라서, 표면처리된 기판을 표시소자에 적용했을 때 저반사 및 오염물질의 난반사에 의해 시인감이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다.In the present invention, the low reflection coating and the anti-fouling coating are performed by a single process, thereby reducing the reflectance of the transparent substrate or the glass surface and preventing the contaminants from sticking to the surface of the substrate. Accordingly, when the surface-treated substrate is applied to a display device, it is possible to prevent a decrease in visibility due to low reflection and diffused reflection of contaminants.
이하의 설명에서는 이러한 기판처리방법을 표시소자 등에 사용되는 투명 기판에 특정하여 설명하지만, 본 발명이 이러한 특정한 제품에만 적용되는 기판에만 한정되는 것은 아니다.In the following description, such a substrate processing method is specifically described for a transparent substrate used for a display device or the like, but the present invention is not limited to a substrate applied to only such a specific product.
본 발명은 유리나 플라스틱과 같은 표시소자에 사용되는 투명기판뿐만 아니라 터치패널이나 3D용 패널의 기판을 표면처리하는 데에도 적용되며, 카메라의 투명렌즈 등의 표면처리에도 적용될 수 있을 것이다.The present invention can be applied not only to a transparent substrate used for a display device such as glass or plastic but also to a surface treatment of a substrate of a touch panel or a 3D panel, and also to a surface treatment of a transparent lens of a camera.
본 발명에서는 불소계 고분자를 이용하여 기판을 저반사 및 내오염 처리한다. 불소계 고분자는 수분 및 유기물에 대한 낮은 친화성을 가져 내오염 성질이 우수하며, 낮은 굴절율을 갖기 때문에 투명한 유리나 플라스틱에 층을 형성하는 경우 굴절율 차에 의해 2% 미만의 반사율을 가질 수 있게 된다. 따라서, 본 발명과 같이 불소계 고분자로 유리나 플라스틱의 표면을 처리하는 경우, 광의 반사나 난반사에 의한 시인성 저하를 방지할 수 있게 된다.In the present invention, the substrate is subjected to low reflection and contamination treatment using a fluorine-based polymer. The fluorine-based polymer has a low affinity for moisture and organic matters, and has excellent stain-resistance. Since the fluorine-based polymer has a low refractive index, when the layer is formed on transparent glass or plastic, the fluorine-based polymer can have a reflectance of less than 2% due to a difference in refractive index. Therefore, when the surface of glass or plastic is treated with a fluorine-based polymer as in the present invention, it is possible to prevent a decrease in visibility due to reflection or diffuse reflection of light.
특히, 본 발명에서는 불소계고분자를 불소계 용매에 불소계 용매에 용해하여 불소계 나노입자를 형성하여 투명기판상에 적층하여 기판의 표면을 처리하는데, 이와 같이 본 발명에서 불소계고분자를 나노입자 형태로 형성하여 표면처리를 하는 이유는 용매에 쉽게 용해되지 않고 유리나 플라스틱의 친화성이 낮기 때문이다. 즉, 유리와 플라스틱에 박막으로 잘 형성되지 않는 불소계고분자를 나노입자형태로 형성하여 적층함으로서 기판을 저반사 및 내오염처리하는 것이다.In particular, in the present invention, the fluorine-based polymer is dissolved in a fluorine-based solvent to form fluorine-based nanoparticles, and the fluorine-based polymer is laminated on a transparent substrate to treat the surface of the substrate. The reason for the treatment is that it is not easily dissolved in a solvent and the affinity of glass or plastic is low. That is, fluorine-based polymers that are not well formed as thin films on glass and plastic are formed in the form of nanoparticles and laminated to low-reflect and contaminate the substrate.
도 1은 본 발명에 따른 투명기판의 실제 처리과정을 나타내는 플러우챠트이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a flow chart showing an actual process of a transparent substrate according to the present invention; FIG.
도 1에 도시된 바와 같이, 우선 불소계고분자를 10ml의 불소계 용매에 용해하고 실온(room temperature)에서 1시간 이상 교반하여 불소계 고분자 용액을 형성한다(S101). 이때, 불소계고분자로는 폴리 헥사플루오르프로필렌 옥사이드 (poly(hexafluoropropylene oxide)), 폴리 테트라 플루오르-공동-헥사 플루오로 프로필렌(poly(tetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene), 폴리 데카플루오르 옥틸 아크릴레이트(poly(decafluorooctyl acrylate)), 폴리 테트라플루오르-3-(헵타플루오르프로폭시) 프로필 아크릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(heptafluoropropoxy)propyl acrylate), 폴리 테트라플루오르-3-(헵타플루오르에톡시) 프로필 아크릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(heptafluoroethoxy)propyl acrylate), 폴리 테트라플루오르에틸렌(poly(tetrafluoroehtylene)), 테트라플루오르에틸렌 헥사플루오르프로필렌 비닐리딘 불화물(tetrafluoroethylene hexafluoropropylene vinylidene fluoride), 폴리 운데카플루오르 아크릴레이트(poly(undecafluorohexyl acrylate)), 폴리 노나플루오르 펜틸 아클릴레이트(poly(nonafluoropentyl acrylate)), 폴리 테트라플루오르-3-(트리플루오르메톡시) 프로필 아클릴레이트(poly(tetrafluoro-3-(trifluoromethoxy)propyl acrylate), 폴리 펜타플루오르비닐 프로피오네이트(poly(pentafluorovinyl propionate), 폴리헵타플루오르 아크릴레이트(poly(heptafluorobutyl acrylate)), 폴리 트리플루오르비닐 아세테이트(poly(trifluorovinyl acetate)), 폴리 1,1,1,3,3,3-헥사플루오르 아이소프로필 아크릴레이트(poly(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl acrylate), 폴리 옥타플루오르 펜틸 아크릴레이트(poly(octafluoropentyl acrylate)), 폴리 메틸 3,3,3-트리플루오르 프로필 실록사인(poly(methyl 3,3,3-trifluoropropyl siloxane), 폴리 2,2,3,3,4,4,4-헵타플루오르 부틸 메타아크릴레이트(poly(2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate)), 폴리 펜타플루오르프로필 아크릴레이트(poly(pentafluoropropyl acrylate), 폴리 2,2,3,3,3-펜타플루오르프로필 아크릴레이트(poly(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate)), 폴리 2-헵타플루오르 부톡시 에틸 아크릴레이트(poly(2-heptafluorobutoxy)ethyl acrylate), 폴리 클로로 트리 플루오르 에틸렌(poly(chlorotrifluoroethylene)), 폴리 1,1,1,3,3,3-헥사플루오르 아이소프로필 메타아크릴레이트(poly(1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl methaacrylate) 등을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 1, the fluorinated polymer is dissolved in 10 ml of a fluorinated solvent and stirred at room temperature for 1 hour or more to form a fluorinated polymer solution (S101). In this case, the fluorine-based polymer may include poly (hexafluoropropylene oxide), polytetrafluoroethylene-co-hexafluoropropylene, poly (decafluorooctyl acrylate ), Polytetrafluoro-3- (heptafluoropropoxy) propyl acrylate, polytetrafluoro-3- (heptafluoroethoxy) propyl acrylate (poly tetrafluoro-3- (heptafluoroethoxy) propyl acrylate, poly (tetrafluoroehtylene), tetrafluoroethylene hexafluoropropylene vinylidene fluoride, poly (undecafluorohexyl acrylate) ), Poly (nonafluoropentyl acrylate) , Polytetrafluoro-3- (trifluoromethoxy) propyl acrylate, poly (pentafluorovinyl propionate), polyheptafluoroacrylate (polytetrafluoroethoxy) propyl acrylate, poly (trifluoromethyl) acetate, poly (heptafluorobutyl acrylate), poly (trifluorovinyl acetate), poly 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropylacrylate (poly 3,3-hexafluoroisopropyl acrylate, poly (octafluoropentyl acrylate), poly (methyl 3,3,3-trifluoropropyl siloxane), poly Poly (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate), polypentafluoropropyl acrylate (poly (2,2,3,3,4,4,4-heptafluorobutyl methacrylate) poly (pentafluoropropyl acrylate),
또한, 불소계 용매로는 1,1,1,-트리클로로트리플루오로에탄(1,1,1-trichlorotrifluoroethane), 1,1,2,2-테트라플루오르에탄(1,1,2,2-tetrafluoroethane), 헥사플루오르프로판(hexafluoropropane), 헥사플루오르아이소프로판올(Hexafluoroisopropanol), 트리플루오르에탄(trifluoroethane), 트리플루오르에탄(trifluoroethane)을 사용할 수 있다.Examples of the fluorine-based solvent include 1,1,1-trichlorotrifluoroethane, 1,1,2,2-tetrafluoroethane, Hexafluoropropane, hexafluoroisopropanol, trifluoroethane, and trifluoroethane may be used as the solvent.
이어서, 불소계 계면활성제를 50ml의 톨루엔 용액에 용해한다(S102). 이때, 불소계 계면활성제는 CnF2n +1-(Si(CH3)2O)m-SiH3의 구조를 가지며, 이때 n=4~10, m=4~20이다.Subsequently, the fluorine-based surfactant is dissolved in 50 ml of a toluene solution (S102). In this case, the fluorine-based surfactant has a structure of C n F 2n + - (Si (CH 3 ) 2 O) m -SiH 3 wherein n = 4 to 10 and m = 4 to 20.
그 후, 불소계 고분자 용액을 계면활성제가 용해된 톨루엔 용액에 혼합하여 불소계 고분자 나노입자를 형성한다(S103). 이때, 불소계 고분자용액과 톨루엔 용액은 분당 6ml (1:5 비율)로 혼합되며, 혼합된 용액을 실온에서 30분간 보관하여 고분자 나노입자를 성장시킨다.Thereafter, the fluorine-based polymer solution is mixed with the toluene solution in which the surfactant is dissolved to form fluorine-based polymer nanoparticles (S103). At this time, the fluoropolymer solution and the toluene solution are mixed at a rate of 6 ml per minute (1: 5 ratio), and the mixed solution is stored at room temperature for 30 minutes to grow the polymer nanoparticles.
도 2에 형성된 고분자 나노입자(1)가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 고분자 나노입자(1)는 구형상으로 이루어진 불소계고분자(2)와 상기 불소계고분자(2)의 외곽영역에 일정 두께로 형성된 불소계 계면활성층(4)으로 이루어진다.The polymer nanoparticles 1 formed in Fig. 2 are shown. 2, the polymer nanoparticle 1 comprises a spherical fluorinated
상기와 같이 제작된 고분자 나노입자(1)는 다양한 크기로 형성되는데, 본 발명에서 50~400nm의 직경을 갖는 나노입자만이 필요하게 되므로, 제작된 고분자 나노입자(1)를 0.45μm의 필터로 필터링하여 400nm 이상의 직경을 갖는 나노입자를 제거하고 50~400nm의 직경을 갖는 고분자 나노입자만이 남도록 한다(S104).The polymer nanoparticles 1 thus prepared are formed in various sizes. In the present invention, only nanoparticles having a diameter of 50 to 400 nm are required. Therefore, the prepared polymer nanoparticles (1) The nanoparticles having a diameter of 400 nm or more are removed and only polymer nanoparticles having a diameter of 50 to 400 nm are left (S104).
도 3에 도시된 바와 같이, 제작된 고분자 나노입자가 분산된 용액을 기판(10) 상에 도포하고 건조하여 기판(10)에 불소계 고분자층(12)을 형성한다(S105). 이때, 고분자 나노입자가 분산된 고분자용액의 도포는 스핀코팅, 롤코팅, 딥코팅, 스크린코팅과 같은 다양한 방법에 의해 이루어질 수도 있다. 스핀코팅은 기판을 일정 속도로 회전하는 회전판에 배치시킨 후, 회전하는 기판 상에 고분자 나노입자가 분산된 용액을 적하하여 적하된 고분자 나노입자가 분산된 용액이 퍼져 기판 전체에 도포되도록 한다. 또한, 롤코팅은 롤러의 표면에 고분자 나노입자가 분산된 용액을 도포한 후, 롤러를 기판에 접촉한 상태에서 상기 롤러를 진행하여 롤러 표면의 고분자 나노입자가 분산된 용액을 기판상에 전사함으로써 이루어진다. As shown in FIG. 3, a solution in which polymer nanoparticles are dispersed is coated on a
딥코팅은 고분자 나노입자가 분산된 용액을 용기에 채운 후, 기판을 용기에 넣어 적심으로서 기판에 고분자 나노입자가 분산된 용액을 도포한다. 또한, 스크린코팅은 기판 상에 개구영역이 형성된 스크린을 배치한 후, 그 위에 고분자 나노입자가 분산된 용액을 공급하고 스퀴즈 등에 의해 상기 고분자 나노입자가 분산된 용액에 압력을 인가하여 개구영역을 통해 상기 고분자 나노입자가 분산된 용액이 배출되도록 함으로써 기판 위에 나노물질을 도포할 수 있게 된다. 이러한 고분자 나노입자가 분산된 용액의 도포방법은 상기와 같은 특정 방법에 한정되는 것이 아니라, 다양한 방법을 이용할 수 있게 된다.In the dip coating, a solution in which the polymer nanoparticles are dispersed is filled in a container, and then the substrate is placed in a container and a solution in which the polymer nanoparticles are dispersed on the substrate is applied with wetting. The screen coating is performed by disposing a screen having an opening region on a substrate, supplying a solution in which the polymer nanoparticles are dispersed on the screen, applying pressure to a solution in which the polymer nanoparticles are dispersed by squeezing or the like, The solution in which the polymer nanoparticles are dispersed is discharged, so that the nanomaterial can be coated on the substrate. The method of applying the solution in which the polymer nanoparticles are dispersed is not limited to the above-mentioned specific method, but various methods can be used.
상기와 같이 도포된 고분자 나노입자가 분산된 0.1torr 압력의 감압오븐에서 50°C의 온도로 1시간 건조하여 용매를 제거함으로써 불소계 고분자층을 형성할수 있게 된다. 이때, 상기 불소계 고분자층(12)은 약 10-100㎛의 두께로 형성할 수 있다.The fluoropolymer layer can be formed by removing the solvent by drying at 50 ° C for 1 hour in a decompression oven at 0.1 torr pressure in which the polymer nanoparticles thus coated are dispersed. At this time, the fluorine-based polymer layer 12 may be formed to a thickness of about 10-100 탆.
도 3에 도시된 바와 같이, 기판(10) 위에 형성된 고분자층(12)에는 다양한 크기의 고분자나노입자(1)가 분산되어 있다. 상기 불소계 고분자층(12)은 수분이나 유기물과 친화력이 낮기 때문에, 수분이나 기름과 같은 유기물이 상기 불소계 고분자층(12)에 흡착되지 않게 되어, 수분이나 기름 등에 의한 오염을 방지할 수 있게 된다. 또한, 굴절률이 낮기 때문에, 유리나 플라스틱과 같은 투명기판에 형성할 때 반사율을 2% 이하로 저감할 수 있게 되므로, 표시소자 등에 적용하는 경우 외부광의 반사 및 산란에 의한 시인성저하를 방지할 수 있게 된다.As shown in FIG. 3, polymer nanoparticles 1 of various sizes are dispersed in the polymer layer 12 formed on the
이러한 본 발명의 기판처리방법은 다양한 기판에 적용될 수 있다. 예를 들면, 표시소자 등의 투명기판에 적용될 수도 있고 터치패널과 같은 기능성 패널의 투명기판에도 적용할 수 있으며, 카메라의 유리렌즈에도 적용될 수 있을 것이다.Such a substrate processing method of the present invention can be applied to various substrates. For example, it may be applied to a transparent substrate such as a display device, a transparent substrate of a functional panel such as a touch panel, or a glass lens of a camera.
이하에서는 상기와 같이 표면이 처리된 기판이 적용된 표시소자를 설명한다. 이하의 설명에서는 특정 표시소자에 대해서만 설명하지만, 이는 하나의 예만을 설명한 것으로서, 본 발명의 표면이 처리된 기판은 다양하게 적용될 수 있을 것이다.Hereinafter, a display device to which a surface-treated substrate is applied will be described. In the following description, only the specific display element is described, but only one example is described, and the substrate on which the surface of the present invention is processed may be variously applied.
도 4는 본 발명에 따른 불소계 고분자에 의해 표면처리된 기판이 적용된 액정표시소자의 구조를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the structure of a liquid crystal display device to which a substrate surface-treated with a fluorine-based polymer according to the present invention is applied.
도 4에 도시된 바와 같이, 유리나 플라스틱과 같은 투명한 제1기판(110)은 표면처리되어 그 일면에는 불소계고분자 나노입자로 이루어진 제1불소계고분자층(105a)이 형성되어 있다. 도면에서는 상기 제1불소계고분자층(105a)은 제1기판(110)의 외면, 즉 다른 구성들이 형성되지 않는 면에 형성되지만, 상기 제1불소계고분자층(105a)이 제1기판(110)의 내면, 즉 다른 구성들이 형성되는 면에 형성될 수도 있다.As shown in FIG. 4, the transparent
상기 표면처리된 제1기판(110)에는 박막트랜지스터가 형성된다. 상기 박막트랜지스터는 제1기판(110)위에 형성된 게이트전극(111)과, 상기 게이트전극(111)이 형성된 제1기판(110) 전체에 걸쳐 형성된 게이트절연층(122)과, 상기 게이트절연층(122) 위에 형성된 반도체층(112)과, 상기 반도체층(112)위에 형성된 소스전극(114) 및 드레인전극(115)으로 이루어진다.A thin film transistor is formed on the surface-treated
상기 박막트랜지스터 위에는 제1기판(110) 전체에 걸쳐 보호층(124)이 형성된다. 상기 보호층(124) 위에는 일정 폭을 갖는 띠형상의 공통전극(126) 및 화소전극(127)이 서로 평행하게 배치되어 제1기판(210)의 표면과 횡전계가 공통전극(126) 및 화소전극(127) 사이에 형성된다. 이때, 상기 화소전극(127)은 보호층(124)에 형성된 컨택홀(125)을 통해 박막트랜지스터의 드레인전극(115)과 전기적으로 접속되어 외부로부터 화상신호가 상기 박막트랜지스터를 통해 화소전극(127)에 인가된다. 상기 공통전극(126)과 화소전극(127)은 금속 또는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명한 금속산화물로 이루어진다.A
유리나 플라스틱과 같은 투명한 제2기판(130)은 표면처리되어 그 일면에는 불소계고분자 나노입자로 이루어진 제2불소계고분자층(105b)이 형성되어 있다. 이때 도면에는 상기 제2불소계고분자층(105b)은 제2기판(130)의 외면에만 형성되어 있지만, 상기 제2불소계고분자층(105b)은 제2기판(130)의 내면에도 형성될 수 있고 양면에 모두 형성될 수도 있다.A transparent
상기 제2기판(130) 내측에는 블랙매트릭스(134)와 컬러필터층(136)이 형성된다. 상기 블랙매트릭스(234)는 Cr이나 CrOx로 이루어진 것으로, 표시소자의 게이트라인과 데이터라인 형성영역, 박막트랜지스터 형성영역과 같이 화상비표시영역으로 광이 투과하는 것을 차단하여 화질이 저하되는 것을 방지한다. 컬러필터층(136)은 R,G,B 컬러필터층으로 이루어져 실제 화상을 구현한다.A
도면에는 도시하지 않았지만, 상기 컬러필터층(136) 위에는 컬러필터층(136)을 보호하고 표면을 편평하게 하기 위한 오버코터층(overcoat layer)가 형성될 수도 있다.Although not shown in the drawing, an overcoat layer may be formed on the
이와 같이, 본 발명에 따른 액정표시소자에서는 기판의 표면을 처리하여 불소계 나노입자가 분산된 고분자층을 형성함으로써 반사율을 저감시킴과 동시에 수분이나 기름 등에 의한 오염을 방지할 수 있게 되어 외부광의 산란 또는 난반사에 의한 시인성 저하를 방지할 수 있게 된다.As described above, in the liquid crystal display element according to the present invention, the surface of the substrate is treated to form a polymer layer in which the fluorine-based nanoparticles are dispersed, thereby reducing the reflectance and preventing contamination by moisture or oil, It is possible to prevent deterioration of visibility due to diffuse reflection.
한편 상술한 상세한 설명에서는 제1기판 및 제2기판이 둘다 표면처리되어 있지만, 제2기판만이 표면처리될 수도 있다. 실제 액정표시소자를 이용하여 화상을 구현하여 사용자가 이를 인식하는 경우, 사용자는 제2기판(130)의 외면을 통해 출사되는 화상을 인식하기 때문에, 외부광의 대부분은 상기 제2기판(130)에서 반사되거나 산란되어 사용자의 시인성을 저하시킨다. 따라서, 표시소자의 경우 외부광 반사의 주원인이 되는 기판의 표면만을 처리하여도 원하는 효과를 얻을 수 있을 것이다.On the other hand, in the above description, both the first substrate and the second substrate are surface-treated, but only the second substrate may be surface-treated. Since the user recognizes the image to be emitted through the outer surface of the
도 5는 본 발명의 표면처리된 투명기판이 적용된 터치패널의 구조를 나타내는 도면으로, 도 5a는 터치패널의 전극구조를 나타내는 평면도이고 도 5a의 I-I'선 단면도이다.5A is a plan view showing the electrode structure of the touch panel, and FIG. 5A is a sectional view taken along line I-I 'of FIG. 5A.
도 5a에 도시된 바와 같이, 터치패널은 복수의 제1전극(217)과 제2전극(221)이 각각 X축방향 및 Y축방향으로 배열되어 있으며, 복수의 제1전극(217)은 제1브릿지전극(213)에 의해 서로 전기적으로 연결되고 제2전극(221)은 제2브릿지전극(219)에 의해 서로 전기적으로 연결된다. 이러한 구조의 터치패널에서는 사람의 손 등이 접촉하는 경우 제1전극(217) 및 제2전극(221)에 정전용량의 변화가 발생하며, 이 변화된 정전용량이 라우팅전극(도면표시하지 않음)을 통해 감지부로 전달되어 접촉된 영역의 (x,y) 좌표가 인식된다.5A, a plurality of
도 5b에 도시된 바와 같이, 유리나 플라스틱과 같은 투명한 물질로 이루어진 기판(210)의 일면 또는 양면은 표면 처리되어 불소계 고분자 나노입자가 분산된 표면처리층(205)이 형성되는데, 이러한 표면처리층(205)에 의해 외부로부터 광이 입사되는 경우 반사율이 저감되고 기판(210)이 오염되는 것을 방지할 수 있게 된다.5B, one surface or both surfaces of a
표면처리된 기판(210) 상에는 X축방향으로 제1브릿지전극(213)이 연장되어 형성된다. 상기 제1브릿지전극(213) 위에는 절연층(215)이 형성되며, 이때 상기 절연층(215)의 일부가 제거되어 상기 제1브릿지전극(213)의 일부가 외부로 노출된다. 상기 절연층(215) 위에는 제1전극(217)이 형성되며, 이때 상기 제1전극(217)은 절연층(215)의 제거된 영역의 제1브릿지전극(213) 상부까지 형성되어 제1전극(217)이 상기 제1브릿지전극(213)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1브릿지전극(213)의 양단에는 상기와 같은 노출영역이 형성되고 이 영역에 각각 상기 제1브릿지전극(213)이 전기적으로 접촉되므로, 상기 제1브릿지전극(213)에 의해 서로 인접하는 제1전극(217)이 전기적으로 연결되며, X축방향을 따라 배열된 복수의 제1전극(217)이 전체적으로 전기적으로 연결된다.A
상기 절연층(215) 위에는 제2브릿지전극(219)이 형성된다. 이때, 상기 제2브릿지전극(219)은 절연층(215)을 두고 제1브릿지전극(213)과 서로 수직으로 배치된다. 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 절연층(215) 위에는 복수의 제2전극(221)이 형성되어 상기 제2브릿지전극(219)에 의해 전기적으로 연결된다. 이때, 상기 제2전극(221)과 제2브릿지전극(219)은 일체로 형성될 수 있다. 이와 같이 상기 제2브릿지전극(219)에 의해 서로 인접하는 제2전극(221)이 전기적으로 연결되므로, Y축방향을 따라 배열된 복수의 제2전극(221)이 전체적으로 전기적으로 연결된다.A
한편, 상술한 설명에서는 터치패널로서 저항막 방식의 외장형(add on type) 정전막 방식 터치패널에 대해서만 설명했지만, 본 발명의 전극구조가 이러한 특정 구조의 터치패널에만 적용되는 것이 아니라 외장형 저항막 방식, 온셀(on-cell)방식, 인셀(in-cell)방식 등 다양한 구조의 터치패널에 적용될 수 있을 것이다.In the above description, only the resistive membrane type add-on electrostatic-type touch panel is described as a touch panel. However, the electrode structure of the present invention is not limited to the touch panel having such a specific structure, , An on-cell method, an in-cell method, and the like.
상술한 바와 같이, 불소계 고분자 나노입자로 유리나 플라스틱 등의 표면을 처리하여 저반사 내오염 특성을 부여하고 이러한 특정을 가진 유리나 플라스틱을 액정표시소자, 유기전계발광 표시소자, 전기영동 표시소자, PDP 등과 같은 각종 표시소자의 기판으로 사용하며, 터치패널과 같은 기능성 패널의 기판으로도 사용될 수 있다. 또한, 렌즈 등의 표면처리에도 사용하고 강화유리 등에도 사용할 수 있다.As described above, the surface of glass or plastic is treated with fluorine-based polymer nanoparticles to impart low-reflection staining properties, and glass or plastic having such a specific property can be applied to liquid crystal display devices, organic electroluminescence display devices, electrophoretic display devices, It can also be used as a substrate for functional panels such as touch panels. It can also be used for surface treatment of lenses and the like, and can also be used for tempered glass and the like.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments.
따라서, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것이 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다. Therefore, the scope of the present invention is not limited thereto, and various modifications and improvements of those skilled in the art using the basic concept of the present invention defined in the following claims are also within the scope of the present invention.
1 : 나노입자 2 : 불소계 고분자
4 : 계면활성제 5 : 불소계 고분자층
10 : 기판 1: nanoparticle 2: fluorine-based polymer
4: Surfactant 5: Fluorine-based polymer layer
10: substrate
Claims (17)
계면활성제 용액을 형성하는 단계;
상기 불소계고분자와 계면활성제 용액을 혼합하여 나노입자가 분산된 불소계 고분자 용액을 형성하는 단계; 및
기판상에 나노입자가 분산된 불소계 고분자 용액을 도포하여 불소계 고분자층을 형성하는 단계로 구성된 기판의 표면처리방법.Dissolving the fluorine-based polymer in a fluorine-based solvent to form a fluorine-based polymer solution;
Forming a surfactant solution;
Mixing the fluoropolymer with a surfactant solution to form a fluoropolymer solution in which nanoparticles are dispersed; And
Comprising the steps of: applying a solution of a fluorine-based polymer having nanoparticles dispersed on a substrate to form a fluorine-based polymer layer.
상기 기판의 적어도 일면에 형성되며, 상기 불소계 고분자 및 불소계 계면활성제로 이루어진 불소계 나노입자가 분산된 불소계 고분자층으로 구성된 표시소자.A display panel for embodying an image including a transparent substrate on which various electrodes are formed; And
And a fluorine-based polymer layer formed on at least one surface of the substrate and having fluorine-based nanoparticles dispersed therein, the fluorine-based polymer layer comprising the fluorine-based polymer and the fluorine-based surfactant.
상기 기판의 적어도 일면에 형성되며, 상기 불소계 고분자 및 불소계 계면활성제로 이루어진 불소계 나노입자가 분산된 표면처리층; 및
상기 기판에 X축방향 및 Y축방향을 따라 배치된 복수의 제1전극 및 제2전극으로 구성된 터치패널.A substrate disposed on a front surface of the display element;
A surface treatment layer formed on at least one surface of the substrate and having fluorine-based nanoparticles composed of the fluorine-based polymer and the fluorine-based surfactant dispersed therein; And
And a plurality of first electrodes and second electrodes arranged on the substrate along the X-axis direction and the Y-axis direction.
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KR20100059881A (en) * | 2007-09-10 | 2010-06-04 | 유니마테크 가부시키가이샤 | Fluorine-containing polymer and surface modifier containing the same as active ingredient |
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- 2013-01-18 KR KR1020130006085A patent/KR102008301B1/en active IP Right Grant
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