(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部から印加される静電気を遮断する役割を果たす液晶表示装置の背面電極の形成に用いられる導電性組成物の製造方法であって、
前記製造方法は、シランカップリング剤前駆体組成物１００重量部に対して、固形分含量が０．１乃至５．０ｗｔ％である伝導性高分子溶液５乃至４０重量部、及び酸発生剤０．００１乃至１．０重量部を添加した後、混合して、導電性組成物を製造する段階を含み、
前記シランカップリング剤前駆体組成物は、前記シランカップリング剤前駆体組成物の総重量を基準として、シランカップリング剤５乃至４０重量％、溶媒５０乃至９０重量％、ならびに、水９０乃至９９．９重量％および塩酸または酢酸０．１乃至１０．０重量％を含む水に稀釈された０．１乃至１０％の塩酸または酢酸稀釈溶液０．１乃至１０．０重量％、を含む混合物のゾルーゲル反応物であり、
前記伝導性高分子は、ドーパント物質をドーピングした伝導性高分子であり、
前記酸発生剤は、アミン遮断（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、共有結合遮断（ｃｏｖａｌｅｎｔ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、金属遮断（ｍｅｔａｌ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、および第４級アンモニウム遮断された（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｌｏｃｋｅｄ）熱酸発生剤（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）からなる群より選択された１種以上であり、
最終の導電性組成物全体に含まれる溶媒が、２０乃至６０重量部である
液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物の製造方法。
【請求項２】
前記溶媒は、ｉ）水、ｉｉ）アルコール系化合物、およびｉｉｉ）プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、アセチルアセトン、１−メチル−２−ピロリジノン、ジプロピルケトンおよびエチルラクテートからなる群より選択された１種以上の溶媒；を含む、請求項１に記載の液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物の製造方法。
【請求項３】
前記アルコール系化合物は、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロパノール、エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリブチレングリコール、ジメチロールプロパン、トリメチロールプロパンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された１種以上である、請求項２に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項４】
前記伝導性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された１種以上を含む、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項５】
前記伝導性高分子は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を含む、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項６】
前記ドーパント物質は、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、カンホスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、塩酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩化合物、２−スルホスクシン酸エステル塩、５−スルホイソフタル酸ソジウム塩、ジメチル−５−ソジウムスルホイソフタレート、５−ソジウムスルホ−ビス（β−ヒドロキシエチル）イソフタレートおよびポリ（４−スチレンスルホネート）からなる群より選択された１種以上である、請求項５に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項７】
前記伝導性高分子は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を用いる、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項８】
前記シランカップリング剤は、炭素数１乃至２０の炭化水素を有するアルキルオキシシラン系、アミノシラン系、ビニルシラン系、エポキシシラン系、メタクリルオキシシラン系、イソシアネートシランおよびフッ素シラン系からなる群より選択された１種以上である、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項９】
前記組成物全体１００重量部に対して界面活性剤０．１乃至１重量部をさらに含む、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項１０】
前記導電性組成物１００重量部に対して、
ポリアクリール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より選択された１種以上のバインダー樹脂０．１〜３０重量部をさらに含む、請求項１に記載の導電性組成物の製造方法。
【請求項１１】
基板に形成された電極上に請求項１の製造方法で製造した導電性組成物をコーティングし、熱処理する段階を含む、液晶表示装置用背面電極の形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コーティング膜の信頼性が優れた液晶表示装置の背面電極の形成に用いられる導電性組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
電極形成技術において、特に液晶表示装置における背面電極は外部から印加される静電気を遮断する役割を果たす。
従来の液晶ディスプレーにおいて背面電極（大韓民国登録特許第０６０３８２６号）として用いられたＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−ｔｉｎ−ｏｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−ｏｘｉｄｅ）の場合、真空蒸着工程が要求され、その特性において抵抗と表面硬度は優れているが、透過度は優れていないという短所がある。
近年、インジウム資源の枯渇の危機が到来することによってＩＴＯを代替するための各種透明電極材料の開発に対する関心が高まっている。しかし、現在まで開発中である幾多の透明電極材料、例えば、伝導性高分子または金属や金属酸化物のような無機導電性組成物の場合、透過度においては満足できない結果を示している実情である。
そのうち、伝導性高分子を用いたコーティング膜の場合、透過度は優れているが、電極形成材料として用いるための期間による面抵抗上昇による信頼性低下の問題点が発生している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】大韓民国登録特許第１０-０６０３８２６号公報
【特許文献２】大韓民国登録特許第１０-０５９２３２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記のような従来の技術の問題点を解決するために、本発明は、電極を形成するに当たり、特に液晶表示装置の背面電極の形成においてフィルム状態での信頼性を向上させることができる液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物およびこれを用いた液晶表示装置の背面電極を提供することを目的とする。
また本発明は、コーティング性、硬度の向上およびコーティング膜形成後の時間経過に応じた面抵抗上昇を最小化することができる方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、シランカップリング剤５乃至４０重量部、
溶媒５０乃至９０重量部、
塩酸または酢酸稀釈溶液０．１乃至１０．０重量部、
固形分０．１乃至５．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液５乃至４０重量部；および
酸発生剤０．００１乃至１．０重量部；
を含む、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を提供する。
【０００６】
前記酸発生剤は、アミン遮断（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、共有結合遮断（ｃｏｖａｌｅｎｔ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、金属遮断（ｍｅｔａｌ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、および第４級アンモニウム遮断された（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｌｏｃｋｅｄ）熱酸発生剤（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）からなる群より選択された１種以上であってもよい。
【０００７】
また、前記発生剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸、ｐ−トルエンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、およびその誘導体からなる群より選択された１種以上であってもよい。
【０００８】
前記溶媒は、ｉ）水、ｉｉ）アルコール系化合物、およびｉｉｉ）プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、アセチルアセトン、１−メチル−２−ピロリジノン、ジプロピルケトンおよびエチルラクテートからなる群より選択された１種以上の溶媒；を含むことが好ましい。
【０００９】
前記伝導性高分子溶液は、伝導性高分子の固形分が０．１乃至５重量％であり、溶媒９５乃至９９．９重量％を含むことができる。
【００１０】
前記伝導性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された１種以上を含むことができ、好ましくは、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）を含む。
【００１１】
また前記伝導性高分子は、ドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、カンホスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、塩酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩化合物、２−スルホスクシン酸エステル塩、５−スルホイソフタル酸ソジウム塩、ジメチル−５−ソジウムスルホイソフタレート、５−ソジウムスルホ−ビス（β−ヒドロキシエチル）イソフタレートおよびポリ（４−スチレンスルホネート）からなる群より選択された１種以上のドーパントをさらに含むことが好ましい。前記伝導性高分子は、ポリ（４−スチレンスルホネート）をドーパントとしてさらに含むことが好ましい。
【００１２】
前記伝導性高分子は、ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）：ポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳ）を用いることが好ましい。
【００１３】
前記シランカップリング剤は、炭素数１乃至２０の炭化水素を有するアルキルオキシシラン系、アミノシラン系、ビニルシラン系、エポキシシラン系、メタクリルオキシシラン系、イソシアネートシランおよびフッ素シラン系からなる群より選択された１種以上であってもよい。
【００１４】
また本発明によれば、前記組成物全体１００重量部に対して、界面活性剤０．１乃至１．０重量部をさらに含むことができる。
また前記導電性組成物１００重量部に対して、ポリアクリール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より選択された１種以上のバインダー樹脂０．１〜３０重量部をさらに含むことができる。
【００１５】
また本発明は、前述した導電性組成物を適用して形成された液晶表示装置用背面電極を提供する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明は、背面電極用導電性組成物内で特定の熱酸発生剤（ＴＡＧ、Ｔｈｅｒａｍｌ  Ａｃｉｄ  Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いることによって、コーティング後のベーク時に追加的な酸発生が可能であるため、未反応のシラン化合物（例えば、ＴＥＯＳ）の加水分解を追加的に進行してより堅固なシランカップリング剤間の架橋度を有するコーティング膜の形成が可能である。また、本発明は、背面電極用導電性組成物内で伝導性高分子の分散度を最適化することができる。したがって、本発明は、液晶表示装置（ＬＣＤ）、特にＩＰＳ、ＦＦＳなどの横電界方式の液晶表示装置でコーティング膜形成後の時間経過に応じた面抵抗上昇、つまり、信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を詳細に説明する。
発明の好ましい一実施形態により、シランカップリング剤５乃至４０重量部、溶媒５０乃至９０重量部、塩酸または酢酸稀釈溶液０．１乃至１０．０重量部、固形分０．１乃至５．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液５乃至４０重量部；および酸発生剤０．００１乃至１．０重量部；を含む、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物が提供される。
【００１８】
本発明は、背面電極形成用導電性組成物中の酸発生剤であるＴＡＧ（Ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）を用いることによって、背面電極コーティング膜の信頼性を向上させることができるという長所がある。このような導電性組成物は、シランカップリング剤前駆体組成物、伝導性高分子溶液および特定の酸発生剤を用いることができる。
【００１９】
前記シランカップリング剤前駆体組成物は、シランカップリング剤５乃至４０重量部、溶媒５０乃至９０重量部、塩酸または酢酸稀釈溶液０．１乃至１０．０重量部を含み、これらのゾル−ゲル反応で得られたものを意味する。また、前記伝導性高分子溶液は、伝導性高分子と溶媒を利用して、固形分含有量が０．１乃至５．０ｗｔ％である溶液を意味する。
【００２０】
また、本発明では、特定の酸発生剤の使用により導電性組成物の信頼性を大きく向上させることを特徴とする。前記酸発生剤は、熱により酸が発生される材料を用い、これは材料投入時期にアミン基が遮断されていることが好ましい。また、本発明で使用可能な酸発生剤は、金属イオン含有量が２ｐｐｍ以下に管理される熱酸発生剤（ＴＡＧ、ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）系からその以上に管理されるＣＸＣグレードまで幅広く用いることができる。好ましくは、前記酸発生剤は、１００乃至１５０℃のソフトベーク温度で酸発生が可能なものを用いる。
【００２１】
このような前記酸発生剤は、アミン遮断（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、共有結合遮断（ｃｏｖａｌｅｎｔ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、金属遮断（ｍｅｔａｌ  ｂｌｏｃｋｅｄ）、および第４級アンモニウム遮断された（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｌｏｃｋｅｄ）熱酸発生剤（ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）からなる群より選択された１種以上であってもよい。前記酸発生剤は、本発明で用いられる溶媒（例えば、ＩＰＡ、ＰＧＭＥ、または水など）に溶解可能であるかまたは溶解した製品を用いることができる。
【００２２】
また、前記酸発生剤は、ドデシルベンゼンスルホン酸（Ｄｏｄｅｃｙｌｂｅｎｚｅｎｅｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、ｐ−トルエンスルホン酸（ｐ−Ｔｏｌｕｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、トリフルオロメタンスルホン酸（Ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｍｅｔｈａｎｅ  ｓｕｌｆｏｎｉｃ  ａｃｉｄ）、およびその誘導体からなる群より選択された１種以上を用いることができる。前記酸発生剤は、Ｋｉｎｇ  ｉｎｄｅｒｓｔｒｉｅｓ社の全てのＣＸＣおよびＴＡＧグレードまで使用が可能である。
【００２３】
この時、前記導電性組成物において、信頼性改善を要求する場合、従来の電極組成物材料の組成ではその特性を合わせることができないため、本発明の特定の酸発生剤、つまり、ＴＡＧを追加的に用いなければならない。
【００２４】
また、ソルベント組成や伝導性高分子特性によりＴＡＧ使用する際、材料の変性が激しく起こり得るため、最適化していない組成では適用が不可能になり得る。例えば、最適化していない背面電極材料では、前記ＴＡＧの適用が不可能になり得る。ところで、本発明で用いられる特定の酸発生剤は、最適化した組成に含まれるものであるため、シナジー効果を奏し、信頼性を向上させるのに大きく寄与することができる。
【００２５】
一方、前記シランカップリング剤は、組成物内で伝導性高分子の分散性を向上させる作用をする。前記シランカップリング剤は、アルキルオキシシラン系、アミノシラン系、ビニルシラン系、エポキシシラン系、メタクリルオキシシラン系、イソシアネートシラン、フッ素シラン系などを用いることができる。より具体的に、前記シランカップリング剤としては、ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリス（β−メトキシエトキシ）シラン、γ−メタクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、β−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−ユレイドプロピルトリエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、ポリエチレンオキシド変性シラン単量体、ポリメチルエトキシシロキサン、ヘキサメチルジシラジンなどがあり、これらは１種以上選択して用いることができる。
【００２６】
前記シランカップリング剤は、導電性組成物全体に対して５乃至４０重量部で用いられることが好ましく、より好ましくは１０乃至３０重量部である。前記含有量が５重量部未満である場合には、コーティング層を形成した時、相分離による表面の染みが現れやすく、表面硬度が低下するおそれがあり、４０重量部を超える場合には、抵抗が高まり、組成物の安定性が低下する。
【００２７】
また本発明に用いられる溶媒は、ｉ）水、ｉｉ）アルコール系化合物、およびｉｉｉ）プロピレングリコールモノエチルエーテル、ジメチルホルムアミド、アセチルアセトン、１−メチル−２−ピロリジノン、ジプロピルケトンおよびエチルラクテートからなる群より選択された１種以上の溶媒；を含むことができる。
【００２８】
つまり、本発明に用いられる溶媒は、水、アルコール系化合物であり、水は、ＴＥＯＳの加水分解の主な溶媒として用いられ、溶媒含有量全体に対して１０乃至５０重量部が含まれ、アルコール系化合物は、主に１次および２次アルコールが用いられ、炭素数１乃至１０の沸点５０乃至２００℃のアルコールを溶媒含有量全体に対して１０乃至５０重量部になるように含まれ得る。アルコールは、ＴＥＯＳ反応以降、加水分解とエステル化反応が安定的に行われてＳｏｌ粒子の安定性を維持させるための溶媒として用いられる。またコーティング性を最適化させるために、沸点１００〜１６０度水準のメトキシ、エトキシ、プロピルエタノール類の溶媒が使用可能であり、溶媒含有量全体に対して１０乃至５０重量部が含まれ得る。
【００２９】
前記アルコール系化合物は、アルコール、ジオールまたはポリオールを含み、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロパノール、エチレングリコール、ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、１，３−ペンタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリブチレングリコール、ジメチロールプロパン、トリメチロールプロパンおよびこれらの誘導体からなる群より選択された１種以上を用いることができる。
【００３０】
また本発明では、必要に応じて、溶媒としてクロロホルム、ジクロロメタン、テトラクロロエチレン、トリクロロエチレン、ジブロモエタン、ジブロモプロパンなどのハロゲン類；ノーマルメチルピロリドン、ジメチルスルホキシド；トリエチルアミン、トリブチルアミン、トリオクチルアミン；クレゾールなどを追加的に用いることができる。
【００３１】
前記溶媒は、表面コーティングの際に発生する揮発度の差によるコーティングの不均一性を解消させることができ、ＴＥＯＳコーティング膜の膜密度を向上させて面抵抗信頼性を増加させることができる役割を担当する。
前記溶媒は、組成物全体に対して残量で含まれてもよいが、好ましくは導電性組成物の総重量を基準に５０乃至９０重量部で用いることができる。
【００３２】
前記塩酸または酢酸稀釈溶液は、加水分解を伴うゾル−ゲル反応を酸性雰囲気で行うために用いることができる。前記塩酸または酢酸稀釈溶液は、水で希釈された０．１乃至１０％の塩酸または酢酸稀釈溶液を用いることができるが、これに限定されるのではない。前記塩酸または酢酸稀釈溶液は、導電性組成物全体に対して０．１乃至１０．０重量部で用いる。
【００３３】
また本発明の導電性組成物を製造するために伝導性高分子溶液を用いるが、前述したとおり、固形分含有量が０．１乃至５．０ｗｔ％であることが好ましい。この時、前記伝導性高分子溶液で固形分の含有量が０．１重量％未満であれば電極の役割を喪失する問題があり、５重量％を超えればＴＥＯＳ  Ｓｏｌ前駆体組成物と凝集（ａｇｇｒｅｇａｔｉｏｎ）および伝導性高分子溶液自体のゲル化が促進されて製造の困難さがある。
【００３４】
前記伝導性高分子溶液は、導電性組成物全体に対して５乃至４０重量部で用いる。前記伝導性高分子溶液の含有量が５重量部未満である場合、抵抗が急激に高まり、４０重量部を超過する場合には、透過度が低下し、分散特性と組成物の安定性が維持され難い。
このような伝導性高分子溶液は、伝導性高分子の固形分が０．１乃至５重量％であり、溶媒９５乃至９９．９重量％を含み、あるいは５乃至６０重量％および溶媒４０乃至９５重量％を含むことができる。
また本発明に用いられる前記伝導性高分子は、有機物質でありながら、本発明の組成物が導電性を帯びるようにする基本的な物質である。
【００３５】
前記伝導性高分子が伝導性を有するためにはドーピング過程が必要であるが、このような過程は、非伝導性粉末形態またはフィルム形態で製作した後、これらを化学的にドーピングしたり非伝導性粉末とドーパントを混合して有機溶媒に溶かして伝導性を帯びるようにする方法がある。このうち、本発明では前記ドーパントを使用する方法を用いることができる。したがって、前記伝導性高分子は、ドーパントと混合された形態、つまり、伝導性高分子にドーパント物質をドーピングした高分子を用いることが好ましい。
【００３６】
例えば、基本的に伝導性高分子は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンとその誘導体、そのモノマー（アニリン、ピロール、チオフェン）の誘導体をモノマーで重合した高分子などを用いることができる。この時、前記モノマーの誘導体をモノマーで重合した高分子の例としては、チオフェンの誘導体である３，４−エチレンジオキシチオフェンで重合されたポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）（ｐｏｌｙ（３，４−ｅｔｈｙｌｅｎｅｄｉｏｘｙｔｈｉｏｐｈｅｎ）、ＰＥＤＯＴ）がある。前記ＰＥＤＯＴは、大気中で安定し、他の高分子に比べて常温電気伝導度が高い。
【００３７】
本発明では、このような伝導性高分子にドデシルベンゼンスルホン酸、トルエンスルホン酸、カンホスルホン酸、ベンゼンスルホン酸、塩酸、スチレンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸、これらの塩化合物、２−スルホスクシン酸エステル塩、５−スルホイソフタル酸ソジウム塩、ジメチル−５−ソジウムスルホイソフタレート、５−ソジウムスルホ−ビス（β−ヒドロキシエチル）イソフタレートおよびポリ（４−スチレンスルホネート）（ＰＳＳ、ｐｏｌｙ（４−ｓｔｙｒｅｎｅ  ｓｕｌｆｏｎａｔｅ））からなる群より選択された１種以上のドーパントをさらに含む混合物の形態で電極形成用組成物の製造に用いることができる。またドーパントは、ポリ（４−スチレンスルホネート）を用いることが好ましい。
【００３８】
したがって、本発明は、電極形成用導電性組成物の製造時、前記ＰＥＤＯＴにＰＳＳがドーピングされたＰＥＤＯＴ−ＰＳＳ（ＰＥＤＯＴ：ＰＳＳともいう）を用いることができ、これは電極や静電防止材料としてコーティング性が良く、界面特性と接着性にも優れている。
【００３９】
また本発明によれば、導電性組成物全体１００重量部に対して、界面活性剤０．１乃至１．０重量部をさらに含むことができる。前記シリコン系界面活性剤を使用可能であるが、その種類がこれに限定されるのではない。
【００４０】
また本発明は、必要に応じて、前記導電性組成物１００重量部に対して、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂およびポリエステル系樹脂からなる群より選択された１種以上のバインダー樹脂０．１〜３０重量部をさらに含むことができる。
【００４１】
一方、本発明は、導電性組成物の製造時、従来のように背面電極形成用組成に添加される各成分（例えば、伝導性高分子とＴＥＯＳのような物質）を一括投入して製造する方式を用いるのではなく、シランカップリング剤（ＴＥＯＳ）を高温でゾル−ゲル反応を行って前駆体溶液を製造した後に、伝導性高分子と酸発生剤を混合して電極形成用導電性組成物を製造することを特徴とする。次に、電極形成用導電性組成物を製造する各段階についてより具体的に説明する。
【００４２】
シランカップリング剤前駆体組成物の製造
本段階ではシランカップリング剤のゾル−ゲル反応を通じた前駆体製造工程を行う。
本発明の電極形成用導電性組成物は、最終の組成に伝導性高分子、ドーパント、シランカップリング剤、酸発生剤および溶媒を含むことができるが、このような組成を有することができるように本発明ではシランカップリング剤を用いた前駆体溶液を製造する過程を行う。
【００４３】
つまり、本発明は、従来の製造方式とは異なるシランカップリング剤のゾル−ゲル反応で得られた前駆体を先に製造した後、これを伝導性高分子と混合するため、フィルム状態で優れた表面硬度と時間による信頼性区間を満足しながらも、従来の一般的な常温製造方式に比べて優れた物性を示すことができる電極形成用導電性組成物を提供することができる。
【００４４】
特に本発明では、従来の常温条件での伝導性高分子とＴＥＯＳの重合で製造した方式と異なり、シラン系カップリング剤のゾル−ゲル反応で製造された背面電極形成用導電性組成物の前駆体を製造して用いる。したがって、本発明は、最終的に得られた背面電極での膜自体の架橋水準を高めることができ、それによる効果として硬度向上と互いに反対になる性質を有する伝導性高分子の表面密度を増加させて伝導性高分子の使用量を減少させることができ、表面に相対的に集中した伝導性高分子による信頼性の向上も可能である。
【００４５】
前記ゾル−ゲル反応は、よく知られているように、金属アルコキシドをアルコール溶媒下で加水分解−重縮合させて金属酸化物または水酸化物形態のセラミック粉末を合成する無機素材の製造に多く用いられる方法である。また前記ゾル−ゲル反応としては、ＴＥＯＳゾル−ゲル法が知られている。したがって、本発明では、このような点に着眼して、シランカップリング剤のゾル−ゲル反応を行うが、常温で反応を進行させるのではなく、常温より高い温度でゾル−ゲル反応を行って、金属上に膜形成時に架橋性を高めることができ、硬度を向上させることができる。つまり、本発明では、前記ゾル−ゲル反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物と後述する伝導性高分子の結合により、高分子の分散性を向上させ、機械的強度を向上させると同時に、熱的性質も向上させることができるため、電子材料に用いるに適した効果を提供する。このような構成は、有機−無機ハイブリッド複合材料を構成する性質を実現することができ、これによって、無機物質の剛性と熱的優秀性を確保し、また有機高分子物質の柔軟性と加工性などの物性も確保することができる。また本発明は、フィルムの形成後、信頼性評価を行った結果、信頼性確保および硬度の向上を確認した。
【００４６】
このような前記ゾル−ゲル反応は、シランカップリング剤および溶媒を高温で一定時間にかけてゾル−ゲル反応させてシランカップリング剤前駆体溶液（例えば、ＴＥＯＳ  ｓｏｌ溶液）を製造する。
【００４７】
この時、本発明で言及する高温は、常温より高い温度を意味する。好ましくは、前記ゾル−ゲル反応は、４０乃至７０℃の温度で１乃至５時間行う。最も好ましくは、前記ゾル−ゲル反応は、５０℃の温度で３時間行う。ここで、前記ゾル−ゲル反応が４０℃未満である場合、ＴＥＯＳの加水分解（Ｈｙｄｒｏｌｙｓｉｓ）水準の低下をもたらすことがあり、また、付加的に発生する縮合反応の速度が加水分解より速く行われ得るため、硬度およびＴＥＯＳ  ｓｏｌ粒子成長に問題があり得る。またＳｏｌ−Ｇｅｌ反応進行時、７０℃を超えれば加水分解の側面ではより確実な反応を進行させることができるが、以降、加水分解および縮合反応が進行されたＴＥＯＳ  ｓｏｌ粒子の成長速度が過度に速くてゲル化（Ｇｅｌｌａｔｉｏｎ）が急速に進行される問題が発生し得る。
【００４８】
またシランカップリング剤前駆体組成物を製造する段階において、界面活性剤をさらに添加して反応を進行することができる。
好ましくは、シランカップリング剤前駆体組成物を製造する段階において、前記シラン系カップリング剤前駆体組成物１００重量部に対して、界面活性剤０．１乃至１．０重量部をさらに添加することができる。
【００４９】
背面電極形成用導電性組成物の製造
本発明では前述した方法でシランカップリング剤前駆体組成物を製造した後に、固形分０．１乃至５．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液５乃至４０重量部と酸発生剤０．００１乃至１．０重量部を添加して混合する段階を行い、最終的に液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造する。
【００５０】
前記方法でシランカップリング剤前駆体組成物と伝導性高分子の混合は１０乃至４０℃の温度で行うことができる。
前述した方法により製造された最終の液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物は、固形分０．１乃至５．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液５乃至４０重量部；シランカップリング剤３乃至３０重量部；溶媒２０乃至６０重量部；および酸発生剤０．００１乃至１．０重量部を含むことができる。
【００５１】
最終の電極形成用導電性組成物において、前記伝導性高分子の含有量が５重量部未満である場合、抵抗が急激に高まり、４０重量部を超過する場合には、透過度が低下し、分散特性と組成物の安定性が維持され難い。
【００５２】
また前記シランカップリング剤は、本発明の最終の電極形成用組成物に対して３乃至３０重量部で含まれることが好ましく、より好ましくは５乃至２０重量部である。前記含有量が３重量部未満である場合には、コーティング層を形成した時、相分離による表面の染みが現れやすく、表面硬度が低下するおそれがあり、３０重量部を超える場合には、抵抗が高まり、組成物の安定性が低下する。
【００５３】
前記溶媒は、本発明の最終の電極形成用組成物に対して２０乃至６０重量部で含まれることが好ましい。前記含有量が２０重量部未満である場合には、組成物の安定性が低下し、６０重量部を超える場合には、抵抗が高いだけでなく、衝撃に脆弱になる。
【００５４】
前記の成分からなる本発明の導電性組成物は、必要に応じて、前述したバインダー樹脂をさらに含むことができる。前記バインダー樹脂は、ポリアクリール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエステル系樹脂などが用いることができ、その含有量は導電性組成物総１００重量部に対して最大０．１〜３０重量部さらに含まれ得る。
【００５５】
一方、本発明の他の実施形態により、前述した導電性組成物を適用して形成された液晶表示装置用背面電極が提供される。
本発明で説明する電極は、通常、液晶表示装置の背面電極だけでなく、従来の背面電極を代替できる導電性偏光板のコーティングフィルム（大韓民国登録特許第０５９２３２９号）を全て含む。好ましくは、本発明の伝導性組成物は、背面電極形成に用いることができる。
【００５６】
前記背面電極の形成方法は、基板に形成された電極上に前述した方法による背面電極形成用導電性組成物をコーティングし、熱処理する段階を含むことができる。
前記液晶表示装置の背面電極形成方法で前記コーティングは、通常のコーティング方法が適用可能であり、一例としてスプレー法、バーコーティング法、ドクターブレード法、ロールコーティング法、ディッピング法など当業界で用いられる通常のコーティング方法が適用され得る。
【００５７】
前記コーティングは、基板上に０．５乃至１μｍの厚さにコーティングすることがよく、以降、１００℃の内外のホットプレート（ｈｏｔ  ｐｌａｔｅ）でソフトベーク（ｓｏｆｔ  ｂａｋｅ）して３００〜５００ｎｍの厚さのフィルム層を形成して液晶表示装置の背面電極を形成させる。
【００５８】
このような本発明の電極形成用導電性組成物は、組成物内で伝導性高分子の分散度を最適化することによって背面電極の透過度を向上させることができる。また本発明の導電性組成物を基板との接着面で欠点がないようにコーティングすることができれば、その透過度は飛躍的に改善可能となる。しかも、本発明の導電性組成物がコーティングされた背面電極は表面硬度にも優れている。
【００５９】
［実施例］
以下、本発明の理解のために好ましい実施例を提示するが、下記の実施例は、本発明を例示するものに過ぎず、本発明の範囲が下記の実施例に限定されるのではない。
【００６０】
実施例１
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２６重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物１００重量部に対して固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部とアミン遮断された熱酸発生剤（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＴＡＧ  ２７１３Ｓ）１重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
この時、伝導性高分子溶液は、固形分伝導性高分子（ＥＤＯＴモノマーとドーパントとして用いられたＰＳＳＡの重合で製造されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）２重量％および水９８重量％を含む。
【００６１】
実施例２
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２６重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物１００重量部に対して実施例１と同様な固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部とアミン遮断された熱酸発生剤（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＣＸＣ  １８２０）１重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
【００６２】
実施例３
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２６重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物１００重量部に対して実施例１と同様な固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部とアミン遮断された熱酸発生剤（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＴＡＧ  １７６３）１重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
【００６３】
実施例４
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２６重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、前記組成物１００重量部に対して実施例１と同様な固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部とアミン遮断された熱酸発生剤（Ａｍｉｎｅ  ｂｌｏｃｋｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＴＡＧ  ２７１２）１重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
【００６４】
実施例５
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２６重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、実施例１と同様な固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部と第４級アンモニウム遮断された熱酸発生剤（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ａｍｍｏｎｉｕｍ  Ｂｌｏｃｋｅｄ  ｔｈｅｒｍａｌ  ａｃｉｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ、Ｋｉｎｇ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ社のＣＸＣ  １６１３）１重量部を添加し混合して、液晶表示装置の背面電極形成用導電性組成物を製造した。
【００６５】
比較例１
ＴＥＯＳ（テトラエチルオキシシラン）１５重量部、ＩＰＡ（イソプロピルアルコール）９重量部、プロピレングリコールモノメチルエーテル１３重量部、水２７重量部、アセチルアセトン５重量部、５．０％酢酸稀釈溶液（水溶液）１重量部を混合して５０℃温度条件で３時間にかけてゾルゲル反応を行った。
以降、前記反応で得られたシランカップリング剤前駆体組成物に、実施例１と同様な固形分２．０ｗｔ％を有する伝導性高分子溶液３０重量部を添加して導電性組成物を製造した。この時、伝導性高分子溶液は、固形分伝導性高分子（ＥＤＯＴモノマーとドーパントとして用いられたＰＳＳＡの重合で製造されたＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ）２．０重量％および水９８重量％を含む。
【００６６】
実験例
前記実施例１乃至５および比較例１の各導電性組成物を基板に形成された電極上に０．５μｍの厚さに塗布した後、１２０℃のホットプレートで６００秒間ソフトベークして３００ｎｍの厚さのフィルム層を形成した。
基板にコーティングされた背面電極形成用導電性材料の信頼性評価は、次の方法を用いた。その結果は表１に示した。
常温信頼性は、常温、湿度（Ｒｈ  ５０％以下、）の条件で評価した。高温信頼性は、８０℃オーブンで持続放置しながら評価した。また高温／高湿信頼性は、６５℃、Ｒｈ  ９０％の高温高湿オーブンを用いた。基板の表面抵抗は、ＳＩＭＣＯ社ＳＴ−４装備を用いて５００ｈｒにかけて評価した。
【００６７】
【表１】
0006728045.tif 000002
【００６８】
前記表１に示したとおり、ＴＡＧ（酸発生剤）を用いた実施例１乃至５の場合、酸発生剤を用いない比較例１と比較して５００ｈｒ経過による常温および高温、高温高湿の信頼性で優れた結果を示した。特に実施例１乃至２の結果が最も優れた信頼性を確保したものと現れた。
しかし、比較例１は、信頼性が不良で、電極形成に適しないことが分かる。