KR20180035590A - 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은, 소수성 유기 이물질 제거능력이 향상되고, 제거된 유기 이물질의 용해성이 높아 잔상 성능이 향상되며, 금속에 대한 부식성을 최소화할 수 있는 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제를 포함하고, 상기 유기용매의 함량이 50 중량% 내지 99 중량%일 수 있다.
Description
본 발명은 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 소수성 유기 이물질 제거능력이 향상되고, 제거된 유기 이물질의 용해성이 높으며, 금속에 대한 부식성을 최소화할 수 있는 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근 액정 디스플레이가 대형화되면서 모바일폰이나 노트북 등의 개인용에서 점차 벽걸이 TV 등의 가정용으로 용도가 확장됨에 따라 액정 디스플레이에 대해서는 고화질, 고품위화 및 광시야각이 요구되고 있다. 특히 박막트랜지스터에 의해서 구동되는 박막트랜지스터 액정 디스플레이(TFT-LCD)는 개개의 화소를 독립적으로 구동시키기 때문에 액정의 응답속도가 매우 뛰어나 고화질의 동화상을 구현할 수 있어 점차 응용범위가 확장되고 있다.
이러한 TFT-LCD에서 액정이 광스위치로서 사용될 수 있기 위해서는 디스플레이 셀의 가장 안쪽의 박막트랜지스터가 형성된 층 위에 액정이 일정 방향으로 초기 배향되어야만 하는데, 이를 위해 액정 배향막이 사용되고 있다.
통상, 이러한 배향을 위해서는, 액정층 상부 또는 하부에 배향막을 형성하고, 이러한 배향막에 물리적 또는 광학적 배향을 유도하여, 이렇게 배향된 배향막의 영향으로 상부의 액정층에 포함된 액정이 배향될 수 있다.
이와 같은 배향막 형성의 방법으로는 유리 등의 기판에 폴리이미드와 같은 고분자 막을 도포하는 코팅 공정이 대부분 사용되고 있다. 그러나, 기판 표면의 소수성 유기 이물질이 잔존하는 상태에서 고분자 막을 코팅하는 경우, 표면의 친수성이 감소함에 따라 표면 에너지 감소로 인해 코팅력이 감소하여, 핀홀 및 얼룩 불량 발생률이 높아지는 문제가 발생하였다.
또한, LCD 제품의 경우 오랜시간 동안 정지화상을 동작해야 하는데, 기판 표면의 소수성 유기 이물질이 잔존하는 상태에서 고분자 막을 코팅하는 경우, 정지화상으로 인해 생기는 잔상으로 인해, 고품질의 디스플레이 구현이 어려운 한계가 있었다.
이를 해결하기 위해, 고분자 막을 도포하기 전 기판 표면을 중성세제 또는 알칼리 세정제로 처리하여 기판 표면에 잔존하는 이물질을 제거하는 방법이 제안되었다. 하지만, 중성세제와 알칼리 세정제는 소수성 유기 이물질을 제거하는 능력이 약하며, 제거된 이물질이 잘 용해되지 않아 표면 흡착으로 인한 잔상 불량, 핀홀 및 얼룩 불량 발생률이 증가하는 한계가 있었다.
뿐만 아니라, 최근 디스플레이 장치 제조시 적용되는 배선 metal repair 공정에서 외부로 노출된 repair metal에 대하여 중성세제 또는 알칼리 세정제가 부식 반응을 유발하는 한계도 있었다.
이에, 소수성 유기 이물질 제거능력이 향상되고, 제거된 유기 이물질의 용해성이 높아 잔상 문제가 개선되며, 금속에 대한 부식성을 최소화할 수 있는 새로운 기판 세정용 조성물의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 소수성 유기 이물질 제거능력이 향상되고, 제거된 유기 이물질의 용해성이 높아 잔상 성능이 향상되며, 금속에 대한 부식성을 최소화할 수 있는 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 제공하기 위한 것이다.
또한, 본 발명은 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
본 명세서에서는, 1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제를 포함하고, 상기 유기용매의 함량이 50 중량% 내지 99 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 제공된다.
본 명세서에서는 또한, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 단계; 및 상기 세정된 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법이 제공된다.
이하 발명의 구체적인 구현예에 따른 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 대하여 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 명세서에서, '사슬형'은 탄소 원자가 사슬 모양으로 이어진 화학구조로서, 곧은 사슬 모양의 것과 분지한 모양의 것을 모두 포함하며, 고리 모양 구조와 대비하는 화학구조를 의미한다.
발명의 일 구현예에 따르면, 1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제를 포함하고, 상기 유기용매의 함량이 50 중량% 내지 99 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 제공될 수 있다.
본 발명자들은 상기 일 구현예의 특징적인 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은, 유기용매 함량이 극대화되어, 디스플레이 장치의 기판상에 잔존하는 소수성 유기 이물질에 대한 제거능력이 보다 향상될 뿐 아니라, 제거된 소수성 유기 이물질의 용해력 또한 향상되어 상기 양자성 유기 용매에 상기 아민 화합물 들의 용해도가 향상되어, 높아 잔상 성능이 향상되며 기판 상의 폴리이미드 코팅 효율이 높아진다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다.
종래에는 기판 세정을 위한 세정액에서 유기 용매보다 과량으로 물을 첨가하는 조성이 일반적으로 사용되었지만, 이와 같이 과량의 물을 첨가하게 될 경우 유기용매 함량 감소에 따른 소수성 유기물질에 대한 용해도가 감소하여 기판 표면의 유기 이물질에 대한 제거능력이 충분히 구현되기 어려운 한계가 있었다.
이에, 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에서는 물의 함량을 최소화하거나 또는 아예 물을 포함시키지 않는 방법을 통해 종래기술에 비해 현저한 유기 이물질 제거능력 향상 효과 및 이로 인한 기판 상의 고분자 코팅성 증가 및 잔상 개선의 효과를 구현할 수 있었다.
또한, 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 끓는점이 높은 성분을 사용함에 따라, 디스플레이 장치의 제조공정중에서 증발에 의한 손실량을 최소화할 수 있어, 공정효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 구체적으로, 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 포함된 아민 및 유기 용매는 약 160 ℃ 이상의 끓는점을 나타내어 종래 사용되던 다량의 물을 포함하는 세정용 조성물(끓는점 : 약 100 ℃)에 비해 높은 끓는점을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매를 전체 조성물 대비 50 중량% 내지 99 중량%, 또는 60 중량% 내지 99 중량%, 또는 79 중량% 내지 99 중량% 함량으로 포함할 수 있다. 즉, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 비수계성인 유기 용매로서, 선형 또는 고리형의 아마이드 용매와 함께 양자성 유기 용매를 혼합하여 사용하고 있으며, 선형 또는 고리형의 아마이드 용매와 양자성 유기 용매의 사용량의 총 합계가 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 중량 대비 50 중량% 내지 99 중량%, 또는 60 중량% 내지 99 중량%, 또는 79 중량% 내지 99 중량%를 만족할 수 있다.
여기서, 선형 또는 고리형의 아마이드 용매와 양자성 유기 용매간의 구체적인 혼합 비율은 상기 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 100 중량부 대비 양자성 유기 용매 50 중량부 내지 600 중량부일 수 있다. 상기 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 100 중량부 대비 양자성 유기 용매가 600 중량부를 초과할 경우, 상기 양자성 유기 용매가 지나치게 과량으로 첨가됨에 따라, 유기 이물질에 대한 용해력이 감소하여 공정시 이물질이 발생하는 등의 기술적 문제가 발생할 수 있다.
상기 선형 아마이드 용매는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1 내지 2치환된 아마이드 화합물을 포함할 수 있다. 상기 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1내지 2치환된 아마이드 화합물은 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 내에서 아민 화합물을 양호하게 용해시킬 수 있으며, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 기판 상에 효과적으로 스며들게 하여, 세정력을 향상시킬 수 있다.
구체적으로 상기 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1내지 2치환된 아마이드 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 가질 수 있다.
[화학식1]
상기 화학식 1에서 R1은 수소, 메틸기, 에틸기, 프로필기이고, R2 및 R3 중 적어도 하나는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기이고, 나머지는 수소이다. 상기 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기의 예가 한정되는 것은 아니나, 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 펜틸기 등을 사용할 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1내지 2치환된 아마이드 화합물의 예를 들면, N-메틸포름아마이드(NMF), N,N'-디에틸포름아마이드(DEF), N,N'-디메틸프로피온아마이드(DMP)등을 사용할 수 있다.
특히, 상기 선형 아마이드 용매로 바람직하게는 N,N'-디에틸포름아마이드(DEF)를 사용할 수 있으며, 상기 N,N'-디에틸포름아마이드(DEF)는 N-메틸포름아마이드(NMF) 또는 디메틸아세트아마이드 (DMAC) 등과 달리 생식 또는 생체 독성을 실질적으로 나타내지 않고, 아민 화합물의 경시적 분해를 거의 유발시키지 않아 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 장기간 동안 우수한 세정력을 유지하게 할 수 있다.
참고로, 디메틸포름아마이드(DMF) 및 디메틸아세트아마이드 (DMAC)의 경우, 생식 또는 생체 독성 문제로 인해 디스플레이 또는 소자 공정 중에 사용이 규제되고 있으며, 특히, DMF는 생식독성 및 특정 표적 장기 독성 물질로서 백혈병에 관련된 것으로 확인되어 사용이 규제되고 있다. 이에 비해, 상기 N,N'-디에틸포름아마이드(DEF)는 이러한 생식 및 생체 독성을 나타내지 않으면서도, 우수한 세정력 등 뛰어난 물성을 달성할 수 있다.
상기 선형 아마이드 용매로 N,N'-디에틸포름아마이드를 사용하는 경우, 상기 N,N'-디에틸포름아마이드 100 중량부 대비 양자성 유기 용매의 함량이 50 중량부 내지 600 중량부, 또는 150 중량부 내지 200 중량부일 수 있다.
한편, 상기 고리형 아마이드 용매의 예로는 N-메틸피롤리돈, 피롤리돈, N-에틸피롤리돈 등의 피롤리돈 용매를 사용할 수 있다.
상기 선형 또는 고리형의 아마이드 용매는 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 10중량% 내지 80중량%, 또는 15중량% 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위에 따라, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 우수한 세정력 등이 확보될 수 있고, 상기 세정력이 경시적으로 장기간 동안 유지될 수 있다.
한편, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 양자성 유기 용매를 포함할 수 있다. 상기 양자성 유기 용매는 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 기판 상에 보다 잘 스며들게 하여 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 우수한 세정력을 보조할 수 있으며, 기판 상의 얼룩을 효과적으로 제거해 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 린스력을 향상시킬 수 있다.
상기 양자성 유기 용매는 알킬렌글리콜 또는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르를 포함할 수 있다. 보다 구체적으로 상기 알킬렌글리콜 모노알킬에테르는 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 트리프로필렌글리콜 모노부틸에테르 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 우수한 젖음성 및 이에 따른 향상된 세정력과, 린스력 등을 고려하여, 상기 알킬렌글리콜 모노알킬에테르로는 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(MDG), 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(EDG) 또는 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(BDG) 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 양자성 유기 용매는 전체 조성물에 대해 10 중량% 내지 80 중량%, 또는 30 중량% 내지 80 중량%의 함량으로 포함될 수 있다. 상기 함량 범위를 만족함에 따라, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 우수한 세정력 등이 확보될 수 있고, 상기 세정력 및 린스력이 경시적으로 장기간 동안 유지될 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 1종 이상의 아민 화합물을 포함할 수 있다. 상기 아민 화합물은 세정력을 나타내는 성분으로서, 디스플레이 장치의 기판 상에 잔존하는 유기 이물질을 녹여 이를 제거하는 역할을 할 수 있다. 상기 1종 이상의 아민 화합물은 사슬형 아민 화합물 또는 고리형 아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 사슬형 아민 화합물은 (2-아미노에톡시)-1-에탄올, 아미노에틸에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸 디에탄올아민, 디에틸렌 트리아민, 다이에탄올아민, 디에틸아미노에탄올, 트리에탄올아민 및 트리에틸렌 테트라아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량(GPC측정) 95 g/mol이상의 사슬형 아민 화합물; 또는 1-아미노이소프로판올, 모노메탄올 아민, 모노에탄올 아민, 2-메틸아미노에탄올, 3-아미노프로판올 및 N-메틸에틸아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량 90 g/mol이하의 사슬형 아민 화합물을 포함할 수 있다.
상기 고리형 아민 화합물은 1-이미다졸리딘 에탄올(1-Imidazolidine ethanol; IME, LGA), 아미노 에틸 피페라진 (Amino ethyl piperazine; AEP), 히드록시 에틸피페라진 (hydroxyl ethylpiperazine; HEP) 또는 이들의 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 상기 1종 이상의 아민 화합물을 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 대비 0.1 중량% 내지 20 중량%로 포함할 수 있다. 상기 1종 이상의 아민 화합물이 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 0.1중량% 미만이면, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 세정력이 감소할 수 있다. 또한, 상기 아민 화합물이 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 20중량% 초과이면, 디스플레이 장치 제조시 적용되는 배선 metal repair 공정에서 외부로 노출된 repair metal에 대하여 부식이 초래될 수 있고, 이를 억제하기 위해 많은 양의 부식 방지제를 사용할 필요가 생길 수 있다. 이 경우, 많은 양의 부식 방지제에 의해 기판 표면에 상당량의 부식 방지제가 흡착 및 잔류하여 전기적 특성이 저하될 수 있다.
또한, 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 평균 끓는점이 160℃ 내지 230℃일 수 있다. 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 끓는점이 높은 성분을 사용함에 따라, 평균 끓는점이 향상되어 디스플레이 장치의 제조공정중에서 증발에 의한 손실량을 최소화할 수 있어, 공정효율을 높일 수 있는 장점이 있다. 상기 평균 끓는점이란 1기압하에서 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 50%가 기체상태로 분리되어 나오는 온도를 의미한다.
종래와 같이, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 중에 다량의 물을 포함하는 경우, 평균 끓는점이 약 100 ℃ 로 낮아져 디스플레이 장치의 제조공정에 적용시 증발로 의한 손실이 많아질 수 있다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 부식 방지제를 포함할 수 있다. 이러한 부식 방지제는 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 사용한 기판 상의 이물질 제거시 금속 성분에 대한 부식을 억제할 수 있다.
상기 부식방지제로는 벤즈이미다졸계 화합물, 트리아졸계 화합물 및 테트라졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 벤즈이미다졸계 화합물의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 벤즈이미다졸, 2-히드록시벤즈이미다졸, 2-메틸벤즈이미다졸, 2-(히드록시메틸)벤즈이미다졸, 2-머캡토벤즈이미다졸 등을 사용할 수 있고, 상기 테트라졸계 화합물의 예로는, 5-아미노테트라졸 또는 이의 수화물 등을 들 수 있다.
상기 트리아졸계 화합물은 하기 화학식 2의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R4는 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, a는 1 내지 4의 정수이다.
이러한 부식 방지제의 예가 크게 한정되는 것은 아니나, 예를 들어 벤조트리아졸 또는 테트라하이드로톨릴트리아졸 등의 트리아졸계 화합물, 5-아미토테트라졸 또는 이의 수화물과 같은 테트라졸계 화합물, 또는 상기 화학식2에서 R4는 메틸기이고, a는 1인 화합물 등을 들 수 있고, 상기 부식 방지제를 사용하여, 금속 성분의 부식을 효과적으로 억제하면서도, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 세정력 등을 우수하게 유지할 수 있다.
또한, 상기 부식 방지제는 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 0.01 중량% 내지 1중량로 포함될 수 있다. 상기 부식 방지제의 함량이 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 0.01중량% 미만이면, 부식을 효과적으로 억제하기 어려울 수 있다. 또한, 상기 부식 방지제의 함량이 전체 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 대해 0.5중량% 초과이면, 기판 상에 상당량의 부식 방지제가 흡착 및 잔류하여 전기적 특성을 저하시킬 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 필요에 따라 통상적인 첨가제를 추가로 더 포함할 수 있고, 상기 첨가제의 구체적인 종류나 함량에 대해서는 특별한 제한이 없다.
또한, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 상술한 각 성분을 혼합하는 일반적인 방법에 따라 제조될 수 있고, 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 구체적인 제조 방법에 대해서는 특별한 제한이 없다.
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 적용되는 디스플레이 장치의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 예를 들어, 반도체, LED 칩 등을 들 수 있다.
한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 단계; 및 상기 세정된 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법이 제공될 수 있다.
상기 다른 구현예의 디스플레이 장치의 제조방법은, 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계 이전에, 상기 일 구현예의 디스플레이 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 단계를 거침에 따라, 기판 표면의 유기 이물질이 제거되어 표면 친수성 향상에 따른 표면 에너지 증가로 인해, 배향막용 조성물의 코팅성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 최종적으로 제조된 디스플레이 장치는 핀홀 및 얼룩 불량이 현저히 감소되는 효과가 구현될 수 있다.
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 관한 내용은 상기 일 구현예에 관하여 상술한 내용을 포함한다.
상기 다른 구현예의 디스플레이 장치의 제조방법은 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 일 구현예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 방법의 구체적인 예는 크게 한정되는 것이 아니며, 일반적으로 사용되는 공지된 다양한 세정방법을 제한 없이 적용할 수 있다. 상기 기판으로는 디스플레이 장치에 사용되는 기판이면 본 발명이 속한 기술분야에서 사용되는 다양한 기판이 모두 사용될 수 있다.
또한, 상기 다른 구현예의 디스플레이 장치의 제조방법은 상기 세정된 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 배향막용 조성물의 예가 크게 한정되는 것은 아니며, 러빙 등을 통한 물리적 배향용 조성물 또는 UV 조사 등을 통한 광학적 배향용 조성물을 모두 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 소수성 유기 이물질 제거능력이 향상되고, 제거된 유기 이물질의 용해성이 높아 잔상 성능이 향상되며, 금속에 대한 부식성을 최소화할 수 있는 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이 제공될 수 있다.
발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
<
실시예
1 내지 3,
비교예
1 내지 4: 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 제조>
하기 표 1의 조성에 따라, 각 성분을 혼합하여 실시예 1 내지 3, 비교예 1 내지 4에 따른 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 각각 제조하였다. 상기 제조된 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 구체적인 조성은 하기 표1에 기재된 바와 같다.
| 구분 |
실시예 | 비교예 | |||||
| 실시예1 (wt%) |
실시예2 (wt%) |
실시예3 (wt%) |
비교예1 (wt%) |
비교예2 (wt%) |
비교예3 (wt%) |
비교예4 (wt%) |
|
| IME | 5 | - | - | - | - | - | - |
| AEE | - | - | - | - | - | - | - |
| AIP | - | 5 | - | - | - | - | - |
| DEA | - | - | - | - | - | - | 3 |
| MDEA | - | - | 5 | - | - | - | - |
| NMP | - | - | 15 | - | - | - | - |
| NMF | 57 | - | - | - | - | - | - |
| DEF | - | 35 | - | - | - | - | - |
| DMP | - | - | - | - | - | - | 20 |
| BDG | 37.8 | - | - | - | - | - | 41.8 |
| MDG | - | 59.8 | - | - | - | - | - |
| EDG | - | - | 79.8 | - | - | - | - |
| KOH | - | - | - | - | 5 | - | - |
| 계면활성제 | - | - | - | 5 | - | - | - |
| DIW | - | - | - | 95 | 95 | 100 | 35 |
| 부식방지제 | 0.2 | 0.2 | 0.2 | - | - | - | 0.2 |
* IME: 1-이미다졸리딘 에탄올
* AEE: (2-아미노에톡시)-1-에탄올
* AIP: (1-아미노)-아이소프로판올
* DEA: 디에탄올아민
* MDEA: N-메틸디에탄올아민
* NMF: N-메틸포름아마이드
* DEF: N,N'-디에틸포름아마이드
* DMP: N,N'-디메틸프로피온아마이드
* NMP: N-메틸피롤리돈
* BDG: 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
* EDG: 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르
* MDG: 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르
* KOH : 수산화칼륨
* 계면활성제: 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르(FN10)
* DIW: 증류수
<
실험예
:
실시예
및
비교예에서
얻어진 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 물성 측정>
상기 실시예 및 비교에에서 얻어진 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 또는 상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 처리된 기판의 물성을 하기 방법으로 측정하였으며, 그 결과를 표에 나타내었다.
1. 실리콘 세정력
실리콘 그리스 10g, 테트라하이드로퓨란(THF) 50g을 혼합한 후 일반적인 TFT glass '상판' 10cm x 10cm에 3.5mL 도포하고, 스핀 코팅 장치에서 400rpm의 속도 하에 코팅하여 실리콘 세정력 평가용 시편을 제조하였다.
이후, 상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 각각 300g씩 준비하고, 30 ℃ 온도로 유지시킨다음, 상기 실리콘 세정력 평가용 시편을 처리한 다음, 증류수로 60초간 세척 후 공기로 건조시켰다. 이때 상기 코팅된 실리콘이 완전히 박리 및 제거되는 세정 완료 시간을 측정하여 실리콘 세정력을 평가하였다. 실리콘의 박리 여부는 광학 현미경으로 실리콘 잔막 여부를 관찰하는 방법을 사용하였다.
위와 같은 방법으로 실시예 1 내지 3, 비교예 1, 2, 4의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 실리콘 세정력을 평가하여 하기 표 2에 나타내었다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 비교예 1 | 비교예 2 | 비교예4 |
| 세정완료시간(초) | 10 | 10 | 10 | 300 | 200 | 150 |
상기 표2에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 3의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물은 30초 미만의 매우 빠른 세정완료시간을 나타내어, 100초 이상의 긴 세정완료시간이 요구되는 비교예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물에 비해 우수한 실리콘 세정력을 나타냄을 확인할 수 있었다.
2. 표면 친수성
일반적인 TFT glass 최종막에 해당하는 '상판'과, 일반적인 TFT 기판 최종막에 해당하는 '하판'에 대하여, 30 ℃ 온도로 유지시킨 상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1, 3에서 얻어진 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 각각 300g씩에 60초간 침지시킨 다음, 증류수로 60초간 세척 후 공기로 건조시켰다.
이후, 실린지를 이용하여 증류수 3㎕를 적하하고, 물방울의 접촉각을 측정하고, 그 결과를 하기 표3에 기재하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 비교예 3 |
참고예 |
| 상판 접촉각(도) |
54 | 52 | 60 | 62 | 79 |
| 하판 접촉각 (도) | 55 | 54 | 79 | 75 | 81 |
* 참고예 : 세정되지 않은 시편
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예1 내지 2의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 처리된 기판은 상판과 하판 모두 60도 미만, 구체적으로 52도 내지 56도의 낮은 접촉각을 나타내어 표면이 높은 친수성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예 및 참고예의 경우, 60도 내지 81도로 실시예에 비해 높은 접촉각을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터, 실시예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 처리할 경우, 기판 표면의 유기물질의 제거능력이 향상됨에 따라, 표면의 친수성 또한 증가하게 됨이 확인되었다.
3. PI 퍼짐성
일반적인 TFT glass 최종막에 해당하는 '상판'과, 일반적인 TFT 기판 최종막에 해당하는 '하판'에 대하여, 30 ℃ 온도로 유지시킨 상기 실시예1 내지 2 및 비교예1에서 얻어진 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 각각 300g씩에 60초간 침지시킨 다음, 증류수로 60초간 세척 후 공기로 건조시켰다.
이후, 잉크젯프린터로 PI(배향막)을 10pm의 일정 간격으로 적하하고, 광학현미경으로 배향막의 지름을 측정하고, 그 결과를 하기 표4에 기재하였다.
| 구분 | 실시예 1 | 실시예 2 | 비교예 1 | 참고예 |
| 상판 배향막 지름(㎛) |
80 | 81 | 67 | 47 |
| 하판 배향막 지름(㎛) |
84 | 85 | 49 | 44 |
* 참고예 : 세정되지 않은 시편
상기 표 4에 나타난 바와 같이, 실시예1 내지 2의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 처리된 기판은 상판과 하판 모두 70㎛ 이상, 구체적으로 80㎛ 내지 85㎛의 긴 배향막 지름을 나타내어 향상된 퍼짐성을 나타냄을 확인할 수 있었다.
반면, 비교예1 및 참고예의 경우, 44㎛ 내지 67㎛로 실시예에 비해 짧은 배향막 지름을 나타냄을 확인할 수 있었다. 이러한 결과로부터, 실시예의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 처리할 경우, 기판 표면의 유기물질의 제거능력이 향상으로 표면의 친수성이 증가함에 따라, 배향막의 퍼짐성 또한 향상됨이 확인되었다.
4. 잔상 특성
상기 실시예 2 및 비교예 4의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 처리된 기판에 대하여, 흑백 모자이크 패턴 무늬를 패널(panel)에 인가하여, 흑백 스케일(총 255 scale) 중 회색 스케일(127 scale)을 걸고, 전압을 오프(off)시킨 후에 3 스케일로 돌아오는 시간을 측정하여 잔상 특성을 평가하였다.
| 구분 | 실시예 2 | 비교예 4 |
| 잔상시간(분) | 1 | 3 |
상기 표 5에 나타난 바와 같이, 실시예2의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물이 처리된 기판은 3 스케일까지의 소요 시간이 1분 이내로 빠르게 돌아오지만, 비교예4의 경우 소요 시간이 3분으로 실시예2에 비해 길게 측정되었다.
이에 따라, 실시예2의 디스플레이 기판 세정용 조성물을 처리할 경우 기판 표면의 유기물질의 제거능력이 향상되어, TFT 패널에 유기물이 남지 않아 액정 구동이 원활하게 되고 잔류 전하가 남지 않게 되어 잔상 특성이 개선됨을 확인할 수 있었다.
Claims (16)
1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제를 포함하고,
상기 유기용매의 함량이 50 중량% 내지 99 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 유기용매의 함량이 50 중량% 내지 99 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 100 중량부 대비 양자성 유기 용매의 함량이 50 중량부 내지 600 중량부인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 100 중량부 대비 양자성 유기 용매의 함량이 50 중량부 내지 600 중량부인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 선형 아마이드 용매는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1 내지 2치환된 아마이드 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 선형 아마이드 용매는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기가 질소에 1 내지 2치환된 아마이드 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 선형 아마이드 용매는 N,N'-디에틸포름아마이드를 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 선형 아마이드 용매는 N,N'-디에틸포름아마이드를 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제4항에 있어서,
상기 N,N'-디에틸포름아마이드 100 중량부 대비 양자성 유기 용매의 함량이 50 중량부 내지 600 중량부인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 N,N'-디에틸포름아마이드 100 중량부 대비 양자성 유기 용매의 함량이 50 중량부 내지 600 중량부인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 1종 이상의 아민 화합물의 함량이 0.1 중량% 내지 20 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 1종 이상의 아민 화합물의 함량이 0.1 중량% 내지 20 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 부식 방지제의 함량이 0.01 중량% 내지 1 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 부식 방지제의 함량이 0.01 중량% 내지 1 중량%인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 평균 끓는점이 160 ℃ 내지 230℃인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물의 평균 끓는점이 160 ℃ 내지 230℃인, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제로 이루어진, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 1종 이상의 아민 화합물; 선형 또는 고리형의 아마이드 용매 및 양자성 유기 용매를 포함한 유기용매; 및 부식 방지제로 이루어진, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 1종 이상의 아민 화합물은 사슬형 아민 화합물 또는 고리형 아민 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 1종 이상의 아민 화합물은 사슬형 아민 화합물 또는 고리형 아민 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제10항에 있어서,
상기 사슬형 아민 화합물은 (2-아미노에톡시)-1-에탄올, 아미노에틸에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸 디에탄올아민, 디에틸렌 트리아민, 다이에탄올아민, 디에틸아미노에탄올, 트리에탄올아민 및 트리에틸렌 테트라아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량 95 g/mol이상의 사슬형 아민 화합물; 또는 1-아미노이소프로판올, 모노메탄올 아민, 모노에탄올 아민, 2-메틸아미노에탄올, 3-아미노프로판올 및 N-메틸에틸아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량 90 g/mol이하의 사슬형 아민 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 사슬형 아민 화합물은 (2-아미노에톡시)-1-에탄올, 아미노에틸에탄올아민, 디에탄올아민, N-메틸 디에탄올아민, 디에틸렌 트리아민, 다이에탄올아민, 디에틸아미노에탄올, 트리에탄올아민 및 트리에틸렌 테트라아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량 95 g/mol이상의 사슬형 아민 화합물; 또는 1-아미노이소프로판올, 모노메탄올 아민, 모노에탄올 아민, 2-메틸아미노에탄올, 3-아미노프로판올 및 N-메틸에틸아민으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 중량평균 분자량 90 g/mol이하의 사슬형 아민 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제10항에 있어서,
상기 고리형 아민 화합물은 1-이미다졸리딘 에탄올, 아미노 에틸 피페라진 및 히드록시 에틸피페라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 고리형 아민 화합물은 1-이미다졸리딘 에탄올, 아미노 에틸 피페라진 및 히드록시 에틸피페라진으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 양자성 유기 용매는 알킬렌글리콜 또는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르를 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 양자성 유기 용매는 알킬렌글리콜 또는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르를 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제1항에 있어서,
상기 부식방지제는 벤즈이미다졸계 화합물, 트리아졸계 화합물 및 테트라졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
상기 부식방지제는 벤즈이미다졸계 화합물, 트리아졸계 화합물 및 테트라졸계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물.
제14항에 있어서,
상기 트리아졸계 화합물은 하기 화학식2의 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R4는 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
a는 1 내지 4의 정수이다.
상기 트리아졸계 화합물은 하기 화학식2의 화합물을 포함하는, 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물:
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R4는 수소 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고,
a는 1 내지 4의 정수이다.
제1항 내지 제15항의 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물을 이용하여 기판을 세정하는 단계; 및
상기 세정된 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
상기 세정된 기판상에 배향막용 조성물을 도포하는 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조방법.
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| KR1020160125882A KR102153087B1 (ko) | 2016-09-29 | 2016-09-29 | 디스플레이 장치의 기판 세정용 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 |
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- 2016-09-29 KR KR1020160125882A patent/KR102153087B1/ko active IP Right Grant
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