KR20050057353A - 스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판 및 그것의 제조방법, 그것을 포함하는 장치 및 ｌｃｄ 기판 - Google Patents

스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판 및 그것의 제조방법, 그것을 포함하는 장치 및 ｌｃｄ 기판 Download PDF

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KR20050057353A
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지오반니 니사토
미쉘 엠 제이 데크레
바트-헨드릭 휘스만
페트루스 씨 피 보텡
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코닌클리즈케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이.
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Abstract

본 발명은 스페이서(1)에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법에 관한 것으로, 이 방법은 ① 제 1 층(3)이 중첩되고, 정전 대전될 수 있는 패터닝된 소수성 제 2 층(4) 또는 패터닝된 친수성 제 2 층(4)을 갖는 제 1 기판(2)을 제공하는 단계와, ② 패터닝된 친수성 제 3 층(5, 5)을 형성하기 위해, 상기 소수성 또는 친수성 제 2 층(4)으로 피복되지 않은 상기 제 1 층(3)의 부분을 선택적으로 처리하는 단계와, ③ 상기 제 1 층(2), 제 2 층(4) 및 제 3 층(5, 6)중 적어도 하나에 정전 전하를 제공하는 단계와, ④ 중합체 파티클을 반대로 대전된 층에 정전 접착하기 위해, 정전 대전된 패터닝된 제 1 기판(2)에 기능화되고 대전된 중립체 파티클(스페이서)의 분산물을 접촉시키는 단계와, ⑤ 기능화된 중합체 파티클(1)이 정전 접착되지 않은 부분으로부터 기능화된 중합체 파티클(1)을 선택적으로 제거하는 단계와, ⑥ 상기 제 1 기판(2)을 상기 제 2 기판에 접속하여 한 쌍의 기판을 제조하는 단계를 포함한다.

Description

스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판 및 그것의 제조 방법, 그것을 포함하는 장치 및 ＬＣＤ 기판{A PAIR OF SUBSTRATES SPACED FROM EACH OTHER BY SPACERS HAVING A PRE-DETERMINED PATTERN AND METHOD OF MAKING THEREOF}
본 발명은 스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판, 스페이서에 의해 서로 이격된 상기 한 쌍의 기판을 제조하는 방법, 스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 포함하는 장치 및 LCD 디스플레이에 관한 것이다.
액정 전자-광학 장치와 같은 장치의 액정 셀에 있어서, 셀내의 기판들 사이의 간격은 기판들 사이의 스페이서와 같이 약 수 마이크로미터의 직경을 갖는 산재된 산화 규소 구체(sphere)에 의해 대체로 일정하게 유지된다. 따라서, 스페이서들은 기판들 사이에 고정되어 기판들 사이의 거리를 일정한 값으로 유지한다. 이 거리는 스페이서의 직경에 의해 결정된다. 스페이서들은 기판들 사이의 최소 간격을 보장한다. 즉, 스페이서들은 기판들 사이의 거리가 감소하는 것을 방지한다. 규칙적인 기하학적 패턴을 따라 배치된 스페이서들은 특히 플라스틱 기판에 대하여 셀 갭을 균등하게 제어하는데 보다 효과적이다.
기판들 사이의 간격을 일정하게 유지하는데 그러한 스페이서가 사용되면, 특히 강유전성(ferro-electric) 액정과 같은 액정을 사용하는 큰 이미지 디스플레이 면적을 갖는 액정 디스플레이는 실시가 불가능한데, 그 이유는 디스플레이에 교란이 발생하기 때문이다. 이러한 문제는 강유전성 액정을 사용하는 액정 디스플레이에서 뿐만 아니라, 어떠한 종류의 액정 재료에서도 발생한다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 스페이서에 부가하여, 유기 수지계 접착 재료(액정 셀에 흩뿌려짐)가 기판들 사이의 간격을 고정하는데 사용된다. 이러한 타입의 유기 수지 접착제는 기판들 사이의 간격보다 큰 구체로서 제공되며, 그리하여 유기 수지 접착제는 변형될 수 있으며, 압력을 가함으로써 하나의 기판을 다른 기판에 밀착시킬 수 있다.
미국 특허 제 5,739,882 호에는 그러한 액정 전자-광학 장치를 제조하는 공정이 개시되어 있다. 이러한 제조 공정에 따르면, 경화되지 않은 수지로 기판의 소망 위치에 수지 컬럼을 준비하고 수지 재료를 경화시키면, 중합화된 스페이서가 형성된다. 그러나, 이러한 공정은 몇가지 단점을 갖는다. 먼저, 소망 위치에 컬럼형 스페이서가 형성되기 전에, 한 쌍의 기판이 "임시적인" 스페이서에 의해 소망의 소정 거리로 유지되어야 하는데, 상기 스페이서는 한 쌍의 기판들 사이에 무작위적으로 흩뿌려지며, 영구적으로 경화되는 수지 스페이서가 형성된 후에는 제거될 수가 없다. 그리하여, 2개의 기판은 밀봉 재료로서 2-액체 에폭시 수지를 이용하여 서로 접착함으로써 고정된다. 2-액체 에폭시 수지 접착제가 스크린-프린팅에 의해 기판들중 하나의 외주에 도포되며, 2개의 기판이 접착되어 고정된다. 스크린-프린팅을 위한 플레이트는 각각의 랩(wrap) 및 웨프트(weft)가 스캐닝 전극 및 신호 전극에 각각 대응하는 위치에 중첩될 수 있도록 기판에 대하여 배향된다. 다음으로, 종래 기술의 방법은 적어도 추가적인 생산 단계, 즉 기판들 사이에 임시적인 스페이서를 흩뿌리고, 컬럼형 스페이서를 얻기 위해 수지를 경화시키는 단계를 필요로 한다. 그러한 복잡한 제조 방법은 장치가 보다 비싸지게 한다. 또한, 이러한 방법은 중합화되지 않은 오염물을 발생시키며, 이것은 장치의 전자-광학 성능을 손상시킨다.
발명의 요약
따라서, 본 발명의 목적은 임시적인 스페이서를 사용하지 않고, 간단하게 기판의 쌍을 이격시키는 방법을 달성하고, 제조 방법을 현저하게 단순화시키는 것이다.
이를 위해, 스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 얻어는 공정은 다음과 같은 단계를 포함한다.
① 제 1 층이 중첩되고, 정전 대전될 수 있는 패터닝된 소수성 제 2 층 또는 패터닝된 친수성 제 2 층을 갖는 제 1 기판을 제공하는 단계와,
② 상기 제 2 층이 친수성 층인 경우, 상기 친수성 제 2 층에 의해 대전될 수 있는 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있는 패터닝된 친수성 제 3 층을 형성하기 위해, 상기 소수성 또는 친수성 제 2 층으로 피복되지 않은 상기 제 1 층의 부분을 선택적으로 처리하는 단계와,
③ 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나에 정전 전하를 제공하는 단계와,
④ 정전 대전된 패터닝된 제 1 기판에 중합체 파티클(스페이서)의 분산물을 접촉시키는 단계로서, 상기 중합체 파티클의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하가 제공된 층에 상기 중합체 파티클을 정전 접착하기 위해, 상기 중합체 파티클은 그 표면이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있도록 기능화되는 상기 단계와,
⑤ 상기 중합체 파티클이 정전 부착되지 않은 경우, 상기 기능화된 중합체 파티클이 정전 접착되지 않은 부분 및/또는 상기 소수성 또는 친수성 제 2 층으로부터 기능화된 중합체 파티클을 선택적으로 제거하는 단계와,
⑥ 상기 제 1 기판을 상기 제 2 기판에 접속하여 한 쌍의 기판을 제조하는 단계.
단계 ①에서, 제 1 층은 절연 영역을 노출된 상태로 남겨둠으로써 패턴화될 수 있다. 제 1 층은 어떠한 재료로도 이루어질 수 있지만, 통상적으로 화학적으로 패턴화될 수 있는 ITO층과 같은 전도성 또는 반전도성 층 또는 폴리이미드 등의 정렬층이다. 제 1 층은 정렬층이 중첩된 전도성 또는 반전도성층인 것도 가능하다. 제 1 층은 가요성 폴리머계 기판이나 또는 유리 기판과 같은 비가요성 기판의 일부일 수 있다. 제 1 층은 예를 들어 금속 기판의 최상층과 같이 기판과 일체인 부분일 수도 있다. 제 2 층은 소수성 또는 친수성 화합물로 제조될 수 있으며, 예를 들어 옥타데실트리클로로실란(OTS) 등의 보호된 소수성 분자의 패터닝된 SAM(Self-Assembled Monolayer)일 수 있으며, 이것은 실리콘 루버(rubber) 스탬프를 이용한 마이크로-컨택트 프린팅에 의한 것과 같이 기능공들에 의해 공지된 통상적인 방법으로 도포될 수 있다. 친수성층은 3-(2-아미노에틸아미노)프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필-3-메톡시실란 등과 같은 당업자에게 공지된 것들로 제조될 수 있다. 제 1 층이 전도성 또는 반전도성 층이면, 이 층은 예를 들어 염화수소로 ITO층을 처리하는 것과 같은 화학적 처리에 의해, 또는 전압을 인가하는 것에 의해 정전 대전될 수 있다. 친수성 제 2 층 및 제 3 층은 적절한 pH를 가함으로써 대전될 수 있고, 그 후 산성 또는 염기성 그룹이 각각 음이온 및 양이온 그룹으로 전환된다.
중합체 스페이서는 카르복시산, 술폰산, 포스포믹산 등의 산성 그룹과 같이 정전 대전될 수 있고 적절한 pH에서 각각 음으로 대전된 카르복실레이트, 술포네이트 및 포스포네이트 그룹으로 변환되는 그룹에 의해 최종-기능화된다. 최종 그룹은 아민, 바람직하게는 제 1 및 제 3 아민과 같은 아민과 같은 염기성 그룹일 수도 있으며, 이 그룹은 적절한 pH에서 양의 정전 대전될 수 있다. 구형 또는 구와 유사한 형상의 파티클이 바람직하며, 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 직경을 갖는 것이 보다 바람직하며, 그 이유는 용이하게 사용 가능하고 소정 장소에 유리하게 부착될 수 있기 때문이다. 이들 최종-기능화된 파티클을 사용하는 기판은 새로운 것이며, 본 발명의 실시예이기도 하다. 적절한 방법으로, 패터닝 후에, 기판은 물 현탁액(water suspension) 또는 그러한 파티클의 분산물에 딥핑된다. 적절한 실시예에서, 중합체 스페이서는 제 1 층의 비보호(비피복) 부분에 선택적으로 흡수되며, 잉여 스페이서는 용이하게 씻겨나갈 수 있다. 용액의 pH는 속도 및 상호작용 강도와 같은 하나 또는 그 이상의 특성이 공정을 최적화하기 위해 조절될 수 있다. 이러한 공정의 변형예는 스페이서와 접촉하기 전에 피복되지 않은 영역에 중간 SAM 또는 선형 또는 덴드리틱(dendritic) 폴리엘렉트롤라이트층을 부착하는 것이다. 이러한 변형예는 상이한 소프트리소그래픽 및 디포지션 단계의 조합을 포함한다는 것이 중요하다. 이러한 단계 후에, 액정 분자를 한 방향으로 배향(정렬)하기 위한 배향 수단이 한 쌍의 기판중 적어도 하나의 내부측상에 제공될 수 있으며, 그리하여 액정은 선택적으로는 정렬 전에 층을 러빙(rubbing)한 후에 배향된다.
스페이서의 클러스터는 장치의 광학적 성능을 간섭하지 않도록 위치되는 것이 바람직하다. 즉, 픽셀의 표면이 아니라 픽셀의 에지 또는 코너에만 위치되는 것이 바람직하다.
관련된 관점에서, 본 발명은 중합체 파티클(스페이서)에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판에 관한 것으로, 중합체 파티클은 한 쌍의 기판들 사이에 소정 패턴으로 위치되고, 그 표면에 정전 대전될 수 있는 그룹을 갖도록 기능화된다. 특히, 파티클은 중합체 파티클이 접촉되는 제 1, 제 2 또는 제 3 층중 적어도 하나에 의해 대전될 수 있는 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있다.
도 1은 소수성 제 2 층에 의해 패터닝된 대전된 제 1 층 및 기능화된 스페이서를 갖는 기판을 도시하는 도면,
도 2는 친수성 제 2 층 및 제 3 층을 갖는 도 1의 변형예를 나타내는 도면,
도 3은 친수성 제 3 층이 폴리엘렉트롤라이트 또는 덴드리머인 도 2의 변형예를 나타내는 도면,
도 4는 제 1 층 및 친수성 제 2 층 또는 제 3 층을 구비하고, 스페이서가 접착되어 있는 기판을 나타내는 도면.
도 1을 참조하면, 액정 전자-광학 장치의 일부가 도시되어 있으며, 이것은 구의 형상을 가진 기능화된 스페이서(1)를 이용하며, 투광성 기판(2)을 포함한다. 도 1 내지 도 4에는 제 1 기판상에 스페이서에 의해 소정 거리만큼 이격되어 배치된 제 2 기판, 선택적인 전극, 배향 필름, 액정 재료 및 밀봉 재료가 도시되어 있다. 스페이서는 예를 들어 정전 음전하를 가지며, 제 1 층(3)에 접착된다. 제 1 층(3)은 이러한 특정한 경우에 정전 양전하를 부여하기 위해 염화수소에 의해 화학적으로 변형되는 ITO층이다. 스페이서는 제 1 층(3)상에 패터닝된 소수성 제 2 층(4)(예를 들어 OTS층)과 상호작용을 갖지 않으며, 따라서 이들 영역에는 중합체 파티클(1)이 존재하지 않는다.
도 2에서, 제 2 층(4)은 (OTS와 같은) 소수성 층이 아니라, 음으로 대전된 친수성 층이다. 친수성 제 2 층(4)으로 커버되지 않은 제 1 층(3)의 영역에는 친수성 제 2 층의 전하와 반대로 양의 정전 전하를 갖는 친수성 제 3 층(5)이 제공된다. 음으로 대전된 스페이서는 양으로 대전된 제 3 층(5)에 부착되며, 음으로 대전된 제 2 층(4)에는 부착되지 않는다. 스페이서(1)의 접착후에, 제 2 층(4)은 선택적으로 제거될 수 있으며, 그 후 도 4에 도시된 구성이 얻어진다. 도 4에서 참조부호 "6"은 친수성 제 3 층(5)을 나타낸다.
도 3에는 도 2의 특별한 실시예가 도시되어 있으며, 여기에서 제 3 층(5)은 스페이서가 접착되는 고분자 전해질 또는 덴드리머(dendrimer)이다.
도 4는 소수성 또는 친수성 제 2 층(4)이 제거된 상태를 나타내며, 여기에서 참조부호 "6"은 제 3 층(5)(고분자 전해질 또는 덴드리머 타입일 수 있음)을 표시하며, 이것은 기능화된 중합체 파티클에 정전 접착된다.
도 4는 또한 정전 대전된 중합체 파티클(1)의 부호와 반대인 부호로 정전 대전된 그룹을 갖는 제 2 층(4)이 대전되지 않거나, 또는 정전 대전된 중합체 파티클(1)과 동일한 부호로 정전 대전된 제 1 층상에 패턴 형성되고, 그 후 기능화된 중합체 파티클(1)이 제 2 층(4)에 접착된다. 예를 들어, 이러한 실시예는 층(3)이 기판상에 직접 제공된 정렬층일 때 얻어진다. 이러한 실시예에 있어서, 제 2 층(4)(도 4에서 참조부호 "6"으로 표시됨)은 고분자 전해질 또는 덴드리머 타입일 수도 있다.
상술한 방법은 본 발명의 목적인 장치를 또한 제공한다. 따라서, 본 발명은 중합체 파티클(스페이서)(1)에 의해 서로 이격된 2개의 기판을 포함하고, 적어도 제 1 기판(2)에 제 1 층(3)이 중첩되고 소수성 또는 친수성 제 2 층(4)에 의해, 그리고 선택적으로는 제 2 층이 친수성 층이라면, 친수성 제 2 층의 정전 전하의 부호와 반대인 부호를 갖는 정전 전하를 갖는 친수성 제 3 층(5)에 의해 패턴이 형성되며, 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나는 정전 전하를 가지며, 한 쌍의 기판들 사이에 중합체 파티클이 소정 패턴으로 위치하고, 이것은 그 표면에서 중합체 파티클이 정전 접착된 제 1, 제 2 또는 제 3 층중 적어도 하나의 정전 전하의 부호와 반대인 부호를 갖는 정전 전하를 갖도록 기능화되는 것을 특징으로 하는 장치에 관한 것이기도 하다.
바람직하게는, 스페이서는 상술한 바와 같이 구형상 또는 구와 유사한 형상을 갖는다.
본 발명은 또한 LCD 디스플레이에 있어서의 응용예에 특히 유용하다. LCD 디스플레이는 당해 기술 분야에 잘 알려져 있으며, 예를 들어 "Liquid Crystal Devices"[Physics and Applications(Artech House Optoelectrics Library) Vladimir G. Chigrinov, pp. 215-2, Artech House; ISBN: 0890068984;(199년 4월)]를 참고하기 바란다.
그러한 LCD 디스플레이는 본 발명에 따른 한 쌍의 기판을 포함할 수 있고, 바람직하게는 한 쌍의 기판은 중합체 파티클(스페이서)에 의해 서로 이격되어 있고, 상기 중합체 파티클은 한 쌍의 기판들 사이에 소정 패턴으로 위치되고, 중합체 파티클은 그것이 접촉하는 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나에 의해 대전될 수 있는 정전 전하의 부호와 반대의 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있는 그룹을 그 표면에 갖도록 기능화된다.
중합체 파티클은 그 기능성 그룹을 통해 대전된 층에 정전 접착될 수 있으며, 또한 기능성 그룹이 이온화될 수 있는 매체내에 분산된 기능화된 파티클이 전압 인가에 의해 대전된 층에 정전 접착된다. 예를 들어, 전압 인가에 의해 금속층이 양으로 대전될 수 있고, 그 후 카르복실레이트(carboxylate)-기능성 중합체 파티클의 분산물이 상기 층에 정전 접착될 수 있다. 이러한 방식으로 파티클이 패턴 형성된 후, 전압이 제거될 수 있고, 그 후 상기 층은 더 이상 대전되지 않으며, 기능화된 파티클중 대전된 카르복실레이트 그룹은 대전되지 않은 카르복시산(carboxylic acid) 형태를 회복한다. 그러한 장치에 있어서, 파티클들은 소정 패턴으로 위치되지만, 최종 제품에는 더 이상 정전 부착되지 않을 수 있다.
본 실시예에 사용되는 액정 재료는 "Law Molecular Weight Liquid Crystals I"[Volume 2A, Handbook of Liquid Crystals by George W. Gray(편집자), John W. Goodby(편집자), Hans W. Speiss(편집자); Dietrich Demus, John Willey & Sons 편집; ISBN:3527292713; 1판(1998년 3월 10일)]. 상세하고 비한정적인 예는 치소 코포레이션(Chisso Corporation)에 의해 제조되는 E7(등록상표)(Merck의 제품) 및 CS1014와 같은 강유전성 액정이다.
ITO(Indium Tin Oxide)는 제 1 층으로서 사용하기 위해 선택된 전극 재료이며, 50㎚ 내지 200㎚, 상세하게는 100㎚의 두께로 스퍼터링 또는 증착함으로써 유리 기판상에 (10㎝ ×10㎝ 면적으로) 부착되며, 전극을 얻기 위해 통상적인 포토리소그래피에 의해 패터닝된다. 생성된 기판에는 스핀 코팅에 의해 폴리이미드가 도포될 수 있으며, 280℃에서 열처리된다. 배향 필름으로 사용하기에 적합한 폴리이미드에는 RN-305(닛산 화학 공업 주식회사의 제품) 및 LP-64(도레이 공업 주식회사의 제품)가 있다. LP-64는 특히 폴리이미드 필름(두께 15㎚)을 형성하는 실시예에 사용된다. 일반적으로, 폴리이미드 필름은 10㎚ 내지 80㎚의 두께를 갖는다. 다음으로, 생성된 기판은 러빙(rubbing) 공정에 의해 단축(uniaxial) 배향 처리되며, 소수성 또는 친수성 층이 도포된다. 적절한 층은 폴리스티렌 술포네이트, 폴리아크릴산, 나트륨염, 옥타데실트리클로로실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 및 3-아미노에틸-2-아미노프로필트리메톡시실란을 이용하여 얻어진다. Polybead(등록상표) 마이크로스피어(미국 Polyscience Inc.,의 제품), Microparticles GmbH의 기능화된 스피어(하이드록실, 카르복실, 황산염, 술포네이트, 아미노 그룹), Seradyn의 카르복시-변형 마이크로파티클, 또는 Kisker-Biotech의 아미노 및 카르복시 변형 마이크로파티클과 같은 아민 또는 카르복실레이트 그룹으로 기능화된 라텍스 파티클의 마이크로-스피어 중합체가 사용될 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 본 발명은 간단한 공정으로 단시간에 액정 전자-광학 장치를 제조하는 공정을 실현한다.
본 발명은 다음의 비한정적인 예에 의해 더 설명된다.
재료 및 화학물질
아래의 샘플들은 모두 제 1 층으로서 산화인듐(ITO) 전도성 층으로 코팅되었다.
샘플
사용된 기판은
a) 유리
b) TEIJIN의 합성 수지 포일(코드 DT 120 B60)
c) OIKE-PET의 합성 수지 포일(코드 LR-TS)
합성 수지 포일은 현미경 슬라이드를 이용하는 커터에 의해 소정 패턴으로 잘라냈다.
마이크로스피어(중합체 파티클, 스페이서)
2개의 상이한 기능성 그룹을 가진 Polybead(등록상표) 마이크로스피어(모노디스퍼스 폴리스티렌 라텍스 파티클)가 사용되었음.
아민-기능화물
카르복실레이트-기능화물
스피어는 이온이 제거된 물로 희석되었고, 방울의 형태로 측정되었다.
변경자(Modifier)
ITO-표면을 변형하기 위해, 정전 전하가 제공될 수 있는 친수성 제 2 층으로서 PSS(폴리스티렌 술포네이트), PM(폴리아크릴산, 나트륨염)와 같은 중합체가 그리고, OTS(옥타데실트리클로로실란), A1100(3-아미노플로필트리메톡실란), A1120(3-(2-아미노에틸아미노프로필)트리메톡시실란)이 소수성 제 2 층을 만들기 위해 사용되었다.
마이크로스피어 용액
용액 제조
마이크로스피어는 방울(방울 하나의 중량은 약 35mg임)의 형태로 측정되며, 이온이 제거된 물로 희석되고, 선택적으로는 HCL(아미노스피어용) 또는 HaOH(카르복시스피어용)와 같은 강산을 이용하여 대전(pH-변화)된다. 대부분 대전되지 않은 용액이 사용되었다.
용액의 사용
딥핑(dipping) 실험용의 마이크로스피어 용액은 랩 쿡커(lap cooker) 및 자기 교반기(magnetic stirrer)에 의해 교반되었다. 스핀 코팅 기술을 위해, 교반된 용액은 파스퇴르 피펫을 이용하여 적하되었다.
샘플 준비
샘플 기판은 실험을 시작하기 전에 상이한 세척 기술에 의해 세척되었다.
에탄올을 이용하여 세정하고 RT에서 공기중 건조하였다.
에탄올을 이용하여 세정하고, 킴벌리-클락 직물로 닦아내며, 오븐에서 건조하며(333K), 표면은 다음의 처리중 하나에 의해 활성화되었다.
UV-오존
플라즈마-산소
제 1, 제 2 또는 제 3 층중 적어도 하나에 대한 중합체 파티클의 정전 접착.
표면 변형 없이 마이크로스피어의 부착.
샘플은 마이크로스피어의 용액을 가진 플라스틱 비이커에 수직으로 배치되었다. 배쓰(bath) 처리 후에, 다음과 같은 몇 가지 세척 기술이 수행되었다.
- 이온이 제거된 물 및/또는 에탄올에 딥핑,
- 이온이 제거된 물 및/또는 에탄올을 스프레잉,
- 압축공기 분사.
다음으로, 실온(22℃)의 공기 또는 60℃ 내지 90℃의 오븐에서 샘플이 건조되었다.
표면 변형(딥핑) 및 마이크로스피어의 접착(딥핑)
ITO의 접착 능력을 증가시키기 위해 변형자가 사용되었다. 통상적인 딥핑 실험, 린싱(rinsing) 및/또는 세척 단계(물-에탄올) 및 60℃의 오븐에서 건조가 수행되었다. 접착 부분은 상술한 바와 동일하였다.
표면 변형(스탬핑) 및 마이크로스피어의 접착(딥핑)
실험에는 PDMS 스탬프가 사용되었다.[참고: Xia, Y.N. and G.M. Whiteside(1988)), "Soft lithography"(Annual Review of Materials Science 28: 153-184)]. 잉크(변형자)가 파스퇴르 피펫을 이용하여 스탬프상에 인가되었으며, 이 용액은 스핀 코팅에 의해 도포되었다. 스탬프를 완전히 건조시키고 지저분한 패턴을 방지하기 위해, 수초동안 압축 공기가 분사되었다. 다음으로, 스탬프가 회전되고, 핑거로 샘플상에 압축되며, 5초 후에 핀셋을 이용하여 제거되었다. 접착은 상술한 바와 같다.
표면 변형(스탬핑) 및 마이크로스피어의 접착(스핀 코팅)
스탬핑 부분은 상술한 것과 동일하다. 접착을 위해, 스탬핑된 샘플의 일부가 스핀 코터의 척상에 장착되었고, 파스퇴르 피펫에 의해 마이크로스피어 용액이 적하되었다. 표면에 부착될 수 있는 가능성을 스피어에 부여하기 위해, 대기 시간(침적 시간)이 도입된다. 다음으로, 용액을 제거하기 위해 저속(1000rpm)에서의 스핀 코팅이 이용된다. 샘플은 60℃의 오븐에 10분 내지 15분 동안 배치됨으로써 완전히 건조된다.
결과
표면 변형은 PSS, PAA, A1000 및 A1120을 이용하고, 0.01중량% 내지 5중량%의 농도와 5 내지 10 사이의 pH를 갖는 마이크로스피어 용액에 샘플을 딥핑함으로써 달성되었다. NaOH를 첨가함으로써, 카르복실레이트 스피어가 대전되고, HCL을 첨가함으로써 ITO층이 대전되었다. 유리-ITO 기판 및 0.01중량% 내지 5중량%의 카르복실레이트-기능화된 마이크로스피어를 사용하면, 양호한 피복을 나타내는데 5분의 딥핑 타임이면 충분하였다.
비접착 변형자 분자는 접착 실험동안 마이크로스피어 용액의 오염을 방지하게 위해 제거되었다. 이온이 제거된 물에 수초동안 반복하여 딥핑하는 것은 양호한 처리로 보인다. 흐르는 물에 린싱 또는 딥핑하는 등의 다른 기술도 수행될 수 있다. 접착되지 않은 마이크로스피어는 딥핑, 린싱 및 스프레잉에 의해, 또는 압축 공기 분사에 의해 제거될 수 있다. 표면 변형후에, 샘플은 60℃에서 건조되었다.

Claims (11)

  1. 스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법에 있어서,
    ① 제 1 층이 중첩되고, 정전 대전될 수 있는 패터닝된 소수성 제 2 층 또는 패터닝된 친수성 제 2 층을 갖는 제 1 기판을 제공하는 단계와,
    ② 상기 제 2 층이 친수성 층인 경우, 상기 친수성 제 2 층에 의해 대전될 수 있는 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있는 패터닝된 친수성 제 3 층을 형성하기 위해, 상기 소수성 또는 친수성 제 2 층으로 피복되지 않은 상기 제 1 층의 부분을 선택적으로 처리하는 단계와,
    ③ 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나에 정전 전하를 제공하는 단계와,
    ④ 정전 대전된 패터닝된 제 1 기판에 중합체 파티클(스페이서)의 분산물을 접촉시키는 단계로서, 상기 중합체 파티클의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하가 제공된 층에 상기 중합체 파티클을 정전 접착하기 위해, 상기 중합체 파티클은 그 표면이 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하로 대전될 수 있도록 기능화되는 상기 단계와,
    ⑤ 상기 중합체 파티클이 정전 부착되지 않은 경우, 상기 기능화된 중합체 파티클이 정전 접착되지 않은 부분 및/또는 상기 소수성 또는 친수성 제 2 층으로부터 기능화된 중합체 파티클을 선택적으로 제거하는 단계와,
    ⑥ 상기 제 1 기판을 상기 제 2 기판에 접속하여 한 쌍의 기판을 제조하는 단계를 포함하는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 전도성 또는 반전도성 층인
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 층은 정렬층인
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 전도성 또는 반전도성 층에는 정렬층이 중첩되는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한 항에 있어서,
    구형의 기능화된 중합체 파티클이 사용되는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 중합체 파티클은 약 1㎛ 내지 약 10㎛의 직경을 갖는 것이 사용되는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 파티클은 산성 그룹 또는 염기성 그룹으로 기능화되는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  8. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중합체 파티클은 카르복시산 또는 술폰산 그룹으로, 또는 아민 그룹으로 기능화되는
    스페이서에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판을 제조하는 방법.
  9. 중합체 파티클(스페이서)(1)에 의해 서로 이격된 2개의 기판을 포함하는 장치로서, 상기 적어도 하나의 기판(2)에는 제 1 층(3)이 중첩되고, 소수성 또는 친수성 제 2 층(4)에 의해 패터닝되고, 선택적으로는 상기 제 2 층이 친수성 층인 경우, 상기 친수성 제 2 층의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하를 갖는 제 3 층(5)에 의해 패터닝되고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 층중 적어도 하나가 정전 전하를 갖는 상기 장치에 있어서,
    상기 중합체 파티클은 상기 한 쌍의 기판들 사이에 소정 패턴으로 위치되고, 상기 중합체 파티클이 정전 접착되는 제 1, 제 2 또는 제 3 층중 적어도 하나의 정전 전하의 부호에 반대인 부호를 갖는 정전 전하를 그 표면에 갖도록 기능화되는
    중합체 파티클에 의해 서로 이격된 2개의 기판을 포함하는 장치.
  10. 중합체 파티클(스페이서)에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판에 있어서,
    상기 중합체 파티클은 상기 한 쌍의 기판들 사이에 소정 패턴으로 위치되고, 정전 전하가 대전될 수 있는 그룹을 그 표면에 갖도록 기능화되는
    중합체 파티클에 의해 서로 이격된 한 쌍의 기판.
  11. 제 10 항의 기판을 포함하는 LCD 기판에 있어서,
    상기 기판들중 적어도 하나에는 전극층 및 정렬층중 적어도 하나의 층이 선택적으로 제공될 수 있는
    LCD 기판.
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