TW215103B - - Google Patents

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經濟部中央標爭局員工消費合作社印*'1衣 215103 A6 ______B6 五、發明説明（1 ) 本發明係有關液晶顯示元件之透明導電膜的絕緣保護 膜，更詳而言，係塗佈於液晶顯示元件之透明導電膜，經 加熱硬化，形成優異絕緣性，表面硬度之被膜，可提高液 晶顯示元件之品質〃生產收率之塗佈液者。 隨液晶顯示元件之大型化，爲絕綠、保護透明電極， 通常以形成氧化物被膜行之。習知之氧化物被膜所形成 方法有蒸鍍法，濺鍍法等所代表之氣相法與使用形成氧化 物被膜用塗佈液之塗佈法，惟就生產效率，形成被膜於大 型基板之容易程度而言，通常多採用塗佈法。塗佈液則有 習知的四烷氧基矽烷之水解物及其他金屬醇塩或金屬螯合 物之複合物。 考量透明導電膜之電阻變化、節省能源、玻璃變形等 問題時，經由塗佈法形成絕緣被膜係以在3 0 0 °C以下溫 度加熱硬化較爲理想。使用四烷氧基矽烷之水解物爲塗佈 液時，3 0 0 °C以下溫度雖可完成有機基之分解，但卻獲 知結合於矽原子之羥基（所謂矽烷醇）會殘留。另一方面 如醇鈦一樣水解速度快者雖可以在較低溫去除羥基，但習 知者未分解之烷氧基或被螯合化時之螯合化合物在4 5 0 °C以上之高溫仍會殘留。 上述殘留羥基或未分解有機基之塗膜，其絕綠電阻低 ，使用彼等做爲液晶顯示元件用透明導電膜之絕緣保護膜 時，常會有液晶顯示元件之顯示不均勻，發生顯示缺陷等 之問題。 若以一烷基三烷氧基矽烷取代一部份或全部的四烷氧 (請先閲讀背面之注意事項再蜞窵本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公釐） 215103 A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印*'1衣 五、發明説明（2 ) 基矽烷使用於塗佈液時，由一烷基三烷氧基矽烷之水解速 度或縮合速度即可知，矽烷醇之殘存量可減少，但藉由水 解一烷基三烷氧基矽所得之硬化塗膜係在3 0 0 °C以下低 溫硬化時，表面之拒水性高，供做爲絕緣、保護膜時，會 顯著惡化液晶定向膜，尤其聚醯亞胺液晶定向膜之塗佈性 ，甚至有無法塗佈之問題。 本發明係有關由四烷氧基矽烷與三烷氧基矽烷之水解 物，與鋁塩與防析出劑所成塗佈液組成物，更可以賦予優 異之絕綠性，表面硬度，且聚醯亞胺液晶定向膜之塗佈性 優，做爲液晶顯示元件的絕緣被膜極有用的硬化被膜之有 關形成絕緣被膜用塗佈液者。 本發明之形成液晶顯示元件絕緣被膜的塗佈液，其特 徵係在有機溶劑中溶解有以下式〔1〕所示四烷氧基矽烷 Si ( 0 R ) 4 〔 1〕 (R係表示C i〜C 5之烷基） 與以下式〔2〕所示三烷氧基矽烷之水解物’ R 1 S i (OR2) a 〔2〕 (R Μ系表示烷基、烯基、芳基、r 2係表示C χ〜C 5之燒 基）以及鋁塩及防析出劑所成者。 本發明中所用四烷氧基矽烷係以式〔1〕所示，R係 本纸張&度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公货> {請先閱讀背面之注意事項再塡寫本頁) ;裝- .II. -線. 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 215103 A6 _B6 五、發明説明（3 ) 表示Cx— Cs之烷基，較佳係甲基、乙基。又，三烷氧基 矽烷係以式〔2〕所示，R1可爲甲基、乙基、丙基、丁 基、戊基、己基、庚基、辛基、硬脂基、乙烯基、3 —氣 丙基、3 —羥丙基、3 —環氧丙烷丙基、3 -甲基丙烯氧 丙基、苯基等。又R2係Ci〜C5之烷基，惟以甲基及乙 基爲宜。 上述四烷氧基矽與三烷氧基矽烷係對三烷氧基矽烷、 四烷氧基矽烷爲〇 .1〜2 . 0倍莫爾比範圍組成。 本發明之鋁塩係低溫硬化被膜時爲提高其硬度，以及 提高聚醯亞膜定向膜對於硬化塗膜之塗佈性而使用者，鋁 塩可爲氯化鋁、硝酸鋁、硫酸鋁、胺基磺酸鋁、醋酸鋁、 草酸鋁及此等之鹼性塩等。 上述鋁塩係對上述烷氧基矽烷以莫爾比而言，使用 0 .1〜1. 0倍莫爾範圍。 本發明所用防析出劑係爲防止塗佈乾燥時上述鋁塩會 變成結晶析出於塗膜面爲目的而使用者。防析出劑可用一 種以上乙二醇、N —甲基吡咯烷酮、二甲基甲醯胺、二甲 基乙醯胺及此等之衍生物，其使用量係將鋁塩換算爲 A义2〇3時，以重量比對A $2〇3至少使用1以上。 包含於本發明塗佈液中之四烷氧基矽烷與三烷氧基较 烷之水解物係在酸觸媒存在下，或鋁塩存在下，有機溶劑 中水解上述院氧基较院即可得。院氧基砂垸之水解係藉由 對烷氧基矽烷之總烷氧基莫爾數的0 . 5〜2 · 5倍莫爾 之水予以水解者。若鋁堉爲含水塩時，其水份亦應被算人 {請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) -裝. 訂, 線. 本纸張又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公笼） 21510^ A6 B6 經濟部中央標準局員工消#合作社印製 五、發明説明（4 ) 上述水解中所用水之量。 混合鋁塩與烷氧基矽烷之水解物時，可以如上述，在 烷氧基矽烷水解時予以混合，亦可以在烷氧基矽烷水解後 混合，其任一均可。 水解時所用之有機溶劑可爲例如甲醇、乙醇、丙醇、 丁醇等醇類、丙酮、甲·乙基酮等酮類、苯、甲苯、二甲 苯等芳香族烴類、乙二醇、丙二醇、己二醇等二醇類、2 _乙氧基乙醇、2 — 丁氧基乙醇、乙基卡必醇、丁基卡必 醇、二乙氧基乙醇、二乙基卡必醇等乙二醇。乙醚類、N —甲基吡咯烷酮、二甲基甲醯胺等，可用其一種或混合二 種以上、惟考慮轉印刷、旋轉塗佈等塗佈法時，則以沸點 1 2 0°C以上之乙二醇類及乙二醇乙醚類爲宜。水解用之 水通常係在室溫下添加，但亦可視其需要於加熱下添加。 此水解完畢後即可得本發明之塗佈液，惟在水解完畢後， 爲使其熟成，加熱至5 0 °C以上，1 5 0 °C以下溫度亦無 妨。又，爲使塗佈液成爲高沸點、高粘度、在水解完畢後 亦可蒸餾去除其副生之低沸點醇類。 本發明之塗佈液係分別將烷氧基矽烷換算爲S i Ο 2 ’銘1品換算爲A ]?2〇3，最好含固體成份爲1〜1 5重量 %範圍之S i 〇2+Aj?2〇3成份爲宜。 本發明之形成液晶顯示元件用絕緣膜塗佈液可以採用 浸漬、旋轉塗佈、轉印印刷、刷塗、輥塗、噴塗等一般所 用塗佈法，然後乾燥該塗膜後，加熱爲1 〇 〇 °C以上溫度 ，藉此即可製得聚醯亞胺定向膜之塗佈性優異，且對液晶 本紙張尺度適用中國國家標毕（CNS)甲4規格（210 X 297公贫) "~~^" (請先閲尊面之注意事項再塡寫本頁) .裝. '*τ. 線， A6 B6 經濟部中央標準局員工消費合作社印製 五、發明説明（5 ) 顯示元件之顯示性能不會有不良影響之絕綠性極佳的硬化 被膜。 本發明中所用四烷氧基矽烷與三烷氧基矽烷係對於三 烷氧基矽烷而言，若四烷氧基矽烷以0 .1〜2 . 0倍莫 爾範圍之莫爾比時，即可具有良好之絕緣性與塗膜形成性 能，並且做爲液晶顯示元件之絕緣膜使用時對顯示功能不 會不良影響。上述莫爾比若爲0 .1以下時，則會降低塗 佈塗佈液後加熱所得之硬化被膜的機械强度。另一方面， 2 . 0以上時無法凸顯使用三烷氧基矽烷之效果，對液晶 顯示元件之顯示性能有不良之影響。 對於烷氧基矽烷而言，若鋁塩之莫爾比爲0 .1以下 時，在3 0 0 °C以下低溫硬化塗佈時之硬化被膜機械强度 低，對聚醯亞胺定向膜之塗佈性亦差。另一方面，即使使 用1 . 0倍以上，不但無法提高硬化被膜之機械强度及定 向膜塗佈性，亦會降低硬化被膜之耐藥品性。 防析出劑係將鋁塩換算爲Α3?2〇3，對ΑΡ2〇3而言 爲1倍以下重量比時，防止塗膜乾燥時鋁塩結晶析出之效 果低，造成鋁塩成爲結晶，塗膜變白濁，無法得均匀之硬 化被膜。 水解時所用水若對於烷氧基矽烷之總烷氧基爲0 . 5 倍莫爾比以下時，水解會不完全，殘留多量烷氧基矽烷之 單體，塗佈液之成膜性不佳，亦無法改善所得硬化被膜之 機械强度，相反，若爲2 . 5倍時，塗佈液之貯藏安定性 不佳，增加塗佈液之粘度，引起凝膠化。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公货） A6 B6 五、發明説明（6 ) (請先閱讀背面之注意事項再場寫本頁) 本發明之塗佈液係將烷氧基矽烷換算爲S i 〇2，鋁 墙換算爲Α^2〇3,若s i 〇2+Ai?2〇3成份爲1重量％ 以下時，一次塗佈所得塗膜之厚度會太薄，爲得所定厚度 必須塗佈多次，效率差。另一方面，若爲1 5重量％以上 時，一次塗佈所得塗膜會太厚，很難得均匀之被膜，塗佈 液之貯藏安定性不佳，增加塗佈液之粘度，引起凝膠化。 (製造塗佈液） 實施例1 在附有回流管之反應燒瓶中，放入8 . 〇 g四乙氧基 砂烷做爲四烷氧基矽烷，10.2g甲基三乙氧基矽烷做 爲三烷氧基矽烷、6 5 . 5 g 2_ 丁氧基乙醇做爲溶劑， 使用磁性搅拌器予以撹拌，混合。加入溶解混合做爲鋁塩 之1 · 9g硝酸鋁9水合物於4 . 4g水與1 Og做爲防 析出劑乙二醇中者。添加混合後液溫係自2 〇 °C昇至2 8 °C繼續撹拌3 0分鐘，做爲塗佈液。 塗佈液之粘度、固體成份示於表〜1 。 實施例2〜7 經濟部中央標準局貝工消費合作社印制衣 使用與實施例1相同之製造方法製造各種組成之塗佈 液。示組成等於表-1。 比較例1 在附有回流管之反應燒瓶中，放入8 . 3g四乙氧基 本纸张尺度適用中國國家標準（cNs)子4規格（210 χ 297公货） ¥ Λ« Η6 五'發明説明（7 ) 矽烷做爲四烷氣基较烷，1 0 . 7 g甲基三乙氧基矽烷做 爲三烷氧基矽烷、6 6 · 4 g 2〜丁氧基乙醇做爲溶劑， 使用磁性搅拌器予以攪拌，混合。加入溶解混合0 . 5g 做爲觸媒之硝酸於4 . 6 g水，與X 〇g做爲防析出劑之乙 二醇中者。添加混合後液溫係自2 〇°c昇至2 8 °C繼續携 拌3 0分鐘，做爲塗佈液。 塗佈液之粘度、固體成份示於表-；L。 比較例2 使用與實施例1相同之製造方法，僅使用四乙氧基矽 烷做爲烷氧基矽烷，製造塗佈液，示組成等於表一1。 比較例3 與比較例1相同之製造方法，惟僅使用四乙氧基矽烷 做爲烷氧基矽烷，製造塗佈液，示組成等於表-1。 ----------.------^--------裝------·玎----^^ (請先M讀背面之·;i*.事項再塡寫本頁) 經濟部中央抒爭局κ工消f含作社印纪 8L;.3. 40,000 Ϊ λ η ΒΓ) 五、發明説明（7 表一1 塗佈液製造例 經濟部中央桴準局8工消費合作钍印製 四烷《J£^按 烷 m 防析出劑 H2〇 溶 劑 粘度 固釀^ 實施例] 四乙氧基砂焼 甲基三乙氧基砂焼 A 1 CNOa) 3· 9Ha〇 乙二醉 2-丁絲乙醉 8 . 0 g 1 0 . 2g 1 . 9s 1 Off 4.4G 6 5 . 5 g 6CPS 6¾ 寅施例2 四乙氧基较院 甲基三乙氧基较烷 A1 (N〇3>3* 9H»0 乙二醉 2-丁氧基乙醉 6.9s 8 . 8g 7,7s 1 0 3 3.8G 6 2 . 8 & 7CPS 6¾ 實施例3 四乙氣基砂焼 甲基三乙氧基较烷 A 1 (NOa) 3- 9H=0 乙二醉 2-丁栽基乙醉 4 . 5 g 5 . 8 g 2 0 . 3g 1 0 g 2.5G 5 6 . 9 g 10CPS 6¾ 寅施例4 四乙氧基砂烷 甲基三乙氧基较焼 A1 (Nods· 9H2〇 甲戡胳限 2-丁氧基乙醉 1 . 7 g 1 3 . 2g 7,7s 1 0 g 2.5G 6 4 . 9 g 7CPS 6¾ 實施例5 四乙氧基砂焼 甲基三乙氧基矽焼 A1 (N〇3) a- 9HsO 乙二醉 2-丁氧基乙醉 1 1 . 4 g 4 . 9 g 7 . 7g 1 〇8 4.1G 6 1 · 9 g 7CPS 6¾ 實施例6 四乙#基砂烷 甲1£三甲院 A1 (NOa) 3· 9H^O 二甲基甲曲胺 2-丁氧基乙醉 5 . 1 g 6 . 7g 7 . 7 g 1 0 g 4.1G 6 6 . 7 g 6CPS 6¾ 實施例7 四乙氧基抄院 甲基三乙院 A 1 2 (OH) a (CaO^) 2 乙二醉 2-丁氧基乙醉 6.9» 8 . 8 g • 9H2〇 4 . 4 g 1 0 g 3.8G 6 6 . 1 g 5CPS 6¾ 1 四乙氧基砂烷 甲基三乙氟»i?焼 乙二醉 2-丁氧基乙醉 8 . 3 g 1 0 . 7 g 1 0 s 4.6G 6 6 . 4 g 3CPS 6¾ imm 2 四乙氧基砂焼 A 1 (NOa) a - 9 HaO 乙二醉 2-丁氟基乙醉 1 7 . 2 g 7.7s 1 0 g A.6G 6 3.5a： 7CFS 6¾ mm 3 四乙氣基砂焼 2-丁氧基乙醉 2 0 . 8 g 5.4G 7 3 . 3 g 3CPS 6¾ (請先兄讀背面之;±意事項再壜寫未頁) .裝. .1Τ. -線. «|Ι|1_»Ι_Ι'ιΙ||_Μ—Μ——Μ»!»»··*·»· A6 B6 經濟部中央標準局貝工消費合作社印製 五、發明説明（9) (被膜試驗例） 在藉由濺鍍全面形成有1 . 1mm厚度I TO膜做爲 透明導電膜的玻璃基板上，使用旋轉塗佈機，以4 0 0 0 r pm旋轉數旋轉2 0 s e c，塗佈實施例所得塗佈液使 之成膜。在加熱板上於6 0°C乾燥3分鐘後，在潔淨烘箱 中加熱3 0 0 °C 3分鐘，使之成硬化被膜、測定被膜物性 0 再於所得硬化塗膜上旋轉塗敷聚醯亞胺定向膜（日產 化學工業公司製，S A NEVER SE— 15 0)，檢 討對聚醯亞胺定向膜之塗佈性，結果示於表一 2。 針對表一2所示試驗被膜項目說明如下。 硬度：依J I S K 5 4 Q 0鉛筆硬度試驗法測定加 熱硬化後之被膜表面硬度。 體積電阻：在被膜表面蒸鍍鉛做爲電極予以測定。 定向膜塗佈性：藉由目視觀察聚醯亞胺定向膜對硬化 被膜之塗佈性。塗佈性佳者以Ο，不佳以X表示。 (液晶晶室（c e 1 1 )之顯示性能試驗例） 旋轉塗佈實施例所得塗佈液於2片附I τ 0透明電極 之玻璃上（表面電阻3 0 Ω / 口，線寬2 5 0 #，線間 2 5 μ ) ，3 0 0 °C熱處理30分鐘，形成爲〇 . 1"絕 緣膜。再於絕緣膜上旋轉塗佈聚醢亞胺模脂SE- 1 5 0 ，於2 5 0 °C熱處理1小時形成爲〇 .〖#聚酿亞胺定向 膜。繼而旋予摩光處理，夾著間隔器，使摩光方向扭轉 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) 裝. ,iT‘ 本紙5艮尺度適用中國國家標準（CNS) T 4規格（210 X 297父货） A6 B6 五、發明説明（10) 2 4 0度’組合液晶晶室。 注入液晶（M e r· c k公司製Z L I — 2 2 9 3 )於此晶 室中，外加0 . 1Hz ，士 5V三角波，觀察其顯示。 於6 0 °C施加1 0 0 Η z ，土 5 V短形波1 5小時進 行老化試驗，其後接上述條件觀察其顯示。結果示於表-2。顯示不均匀者以X，顯示極佳者以0表示 (請先閲讀背面之注意事項再場寫本頁) 丨裝. 訂· 經濟部中央標準局員工消费合作社印製 本紙张又度適用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297么'釐） Τ7 A6 B6 五、發明説明（"） - 2 被膜試驗例及液晶晶室之顯示試驗例 經濟邡中央標準局I®工消費合作社印製

膜厚 (Μ ) 硬度 醴稹《阻率χ 1 0 13Ω · C m 定向膜 塗佈性 表示顔色 作成晶室 後 老化 試驗後 實施例1 0.10 9 Η 4 2 〇 0 〇 寅施例2 0.11 9 Η 2 0 〇 〇 〇 寅施例3 0.15 9 Η 1 0 〇 〇 〇 實施例4 0.13 9 Η 5 0 〇 〇 〇 寅施例5 0.10 9 Η 9 〇 〇 〇 實施例6 0.11 9 Η 2 0 〇 〇 〇 實施例7 0.10 9 Η 2 0 0 0 0 比較例1 0.10 6 Η 4 0 X 比較例2 0.11 9 Η 0 . 3 〇 〇 X 比較例3 0.10 5 Η 0 . 5 〇 X X -----h---:------^--------裝------.玎----1 ..^ (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度通用中國國家標準（CNS)甲4規格（210 X 297公发） 82.3. 40,000 A6 B6 五、發明説明（1含 本發明之塗佈液中雖含拒水性高之三烷氧基矽烷’但 其對聚醯亞胺定向膜之塗佈極優，可形成機械性强度優之 絕綠被膜。 又，使用此被膜做爲液晶顯示元件之絕緣膜時，絕緣 性高，對液晶顯示元件之顯示性能不會有不良影響，做爲 液晶顯示元件用絕緣膜極有用。 (請先閲讀背面之注意事項再塡寫本頁) .裝. . .線. 經濟部中央桴準局員工消骨合作社印¾ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNTS) T 4規格（210 X 297公釐） -14

Claims (1)

1. ^/ Λ· 沒秘77號專利中請裳（1"卞/月y 日修正/ A7 i7 i% -4- -riii lij i'^JL ^ 民國拉年 7月修 $ 六、申請專利範圍 1 .—種形成液晶顯示元件絕綠被膜用塗佈液，其特 徽爲在有機溶劑中溶解有以下式〔1〕所示四燒氧基砂燒 Si ( 0 R ) 4 〔" (R係表示Ci〜Cs之烷基） 與以·下式〔2〕所示三烷氧基矽烷之水解物， R 1 S i (〇 R {請先《讀背面之注意事項再磺艿本IK) 2 裝· ii濟部中央掹半局8工消贫合作社印？*«. (R 1係表示烷基、烯基、芳基、R 2係表示 基）以及鋁塩及防析出劑所成者。 2 .如申請專利範圍第1項之形成液晶 被膜用塗佈液，其中對於三烷氧基矽烷、四 以0 .1〜2 . 0倍莫爾之莫耳比含於其中 3 .如申請專利範圍第1項之形成液晶 被膜用塗佈液，其中鋁塩爲對烷氧基矽烷而 0 . 1〜1 . 0倍莫爾比。 4 .如申請專利範圍第1項之形成液晶 被膜用塗佈液，其中，防析出劑避2盖^矣省. ，對Aj?2〇3爲以重量比含1倍以上° 5 ·如申請專利範圍第1項之形成 '液晶 被膜用塗佈液，其中防析岀劑爲乙二薛、N 酮、二曱基宇醯胺、二曱基乙醯胺及彼等之 C C 5之院 顯示元件絕綠 烷氧基矽烷爲 〇 顯示元件絕緣 言，含有 顯示元件絕緣 爲A艾2 0 3時 顯示元件絕緣 —甲基社咯烷 衍生物。 訂- -15 -