KR102293227B1 - 광분해성 조성물 및 이를 이용한 투명 도전체의 패턴 형성 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 금속 나노 와이어; 산에 의해 알칼리 가용성화되는 수지; 광산발생제; 및 용매를 포함함으로써, 감도가 우수하여 저노광량에서도 용이하게 패턴을 형성할 수 있고, 우수한 전도성, 투명성 및 내구성을 가질 뿐만 아니라, 패턴 형성 공정 효율을 현저히 개선할 수 있는 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.

Description

광분해성 조성물 및 이를 이용한 투명 도전체의 패턴 형성 방법 {POSITIVE TYPE COMPOSITION AND METHOD FOR PATTERN FORMATION OF TRANSPARENT CONDUCTORS USING THE SAME}

본 발명은 광분해성 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 투명성, 전도성, 내구성 및 패턴 형성이 우수한 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성방법에 관한 것이다.

반도체 장치나 액정 표시 디스플레이 등의 화상 표시 장치의 분야에서, 회로 형성을 위해 다양한 종류의 도전성 재료가 사용되고 있다. 최근, 이들 용도에서는 고밀도화 및 고정밀화가 진행되고, 도전성 재료를 포함하여 배선 형성 방법에도 높은 해상도성이나 신뢰성이 요구되고 있다.

종래, 전기·전자 부품에 장착되는 전극 기판의 분야에서, 높은 해상도성을 필요로 하는 경우에는, 주로, 포토리소그래피(photolithography)법에 의해, 소정 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 것이 많이 채용되고 있다.

포토리소그래피법을 이용한 회로 패턴의 형성은, 기판 상에 스퍼터링(sputtering)법 등으로 도전성 막을 형성하고, 도전성 막 상에 레지스트 재료(감광성 수지)를 성막하고, 노광·현상을 행하여 레지스트 패턴을 형성한 후, 이 레지스트 패턴을 마스크에 사용한 에칭에 의해, 레지스트 패턴으로부터 노출된 불필요한 부분의 도전성 막을 제거한다. 그 후, 레지스트 패턴을 제거함으로써, 원하는 회로 패턴을 형성한다. 상기 포토리소그래피법에 의하면, 매우 미세한 회로 패턴을 고해상도로 형성할 수 있다.

상기 도전성 막 형성용 조성물은 바인더로 셀룰로오스 수지 또는 수용성 아크릴계 수지를 함유하는 것을 사용한다(국제공개특허 제2010-82428호, 일본공개특허 제2011-216468호).

그러나, 상기 패턴 형성 방법은 단계 수가 매우 많으며 번잡할 뿐 아니라, 노광, 현상, 건조 등을 수행하는 일련의 포토리소그래피 단계는, 설비의 정밀도나 환경 관리가 매우 고도하여야 하므로, 규모가 커지게 된다.

또한, 스퍼터링법에 의해 도전성 막을 형성하는 경우에는, 성막 조건으로서 고온 처리가 필요하므로, 기판에 대한 열 부담이 매우 커지고, 당연히 기판의 열 팽창이나 열에 의한 열화(劣化)가 발생하게 된다. 그러므로, 포토리소그래피법에 의해 기판 상에 회로 패턴을 형성하는 경우에는, 기판의 선택이 매우 제약되는 상황이 되고 있다. 또한, 상기 에칭 단계에서 습식 에칭(wet etching)을 행하는 경우에는, 에칭액에 기판이 침지(浸漬)되므로, 기판이나 금속 막의 베이스층 등, 앞의 단계에 의해 제작된 개소의 손상과 결부된다.

국제공개특허 제2010-82428호 일본공개특허 제2011-216468호

본 발명은 투명성, 전도성, 내구성이 우수한 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 패턴 형성시에 기재의 열화 및 손상을 방지하고, 패턴 형성 공정 효율을 현저히 개선할 수 있는 광분해성 조성물 및 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

1. 금속 나노 와이어;

산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지;

광산발생제; 및

용매를 포함하는, 광분해성 조성물.

2. 위 1에 있어서, 상기 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지는 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기를 갖는 반복 단위를 포함하는, 광분해성 조성물.

3. 위 1에 있어서, 상기 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지는 화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 광분해성 조성물:

[화학식 1]

(식 중에서, R₁, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, l, m, n은 몰비로서, l: m: n=1~5:1~10:1~4임)

[화학식 2]

(식 중에서, R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, r, s는 몰비로서, r: s=1~5:5~1임).

4. 위 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어인, 광분해성 조성물.

5. 위 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 건조 후 고형분을 기준으로 광분해성 조성물 함량 100중량%에 대하여 5 내지 70중량%로 포함되는, 광분해성 조성물.

6. 위 1에 있어서, 상기 광산발산제는 하기 화학식 3으로 표시되는 이온성 화합물인, 광분해성 조성물:

[화학식 3]

(식 중에서, X는 황 원자 또는 요오드 원자이고,

R은

이고, R₆, R₇ 및 R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬카르보닐기, CN 또는 NO₂이고,

X가 요오드 원자이면 R은 존재하지 않으며,

Y^-는 F를 포함하는 음이온임).

7. 위 6에 있어서, 상기 화학식 3 중 Y^-는 BF₄ ^-, PF₆ ^-, SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, C₇H₄F₃O₃S^- _, SO₃CF₃ ^-, 및 N(SO₂CF₃)₂ ^-로 이루어지는 군에서 선택되는 것인, 광분해성 조성물.

8. 위 1에 있어서, 상기 용매는 에테르류, 아세테이트류, 에스테르류, 케톤류, 아미드류 및 락톤류로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 광분해성 조성물.

9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 광분해성 조성물이 경화된 도전층.

10. 지지체와 상기 지지체의 적어도 일면에 청구항 9의 도전층을 구비하는, 투명 전도체.

11. 지지체의 적어도 일면에 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 광분해성 조성물을 도포하는 단계;

광분해성 조성물을 프리베이크(pre-bake)하는 단계;

광분해성 조성물을 선택적으로 노광, 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및

광분해성 조성물을 전면 노광 및 열처리 또는 열처리만을 하는 단계:를 포함하는, 투명 도전체의 패턴 형성 방법.

12. 위 11의 방법으로 제조된 투명 도전체.

본 발명에 따른 광분해성 조성물은 내구성이 우수하여 고열 조건에 장시간 노출된 경우에도 우수한 전도성을 유지할 수 있는 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 광분해성 조성물은 감도가 우수하여, 저노광량에서도 용이하게 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 광분해성 조성물은 우수한 전도성 및 투명성을 동시에 만족하는 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명의 광분해성 조성물은 패턴 형성을 위해 포토레지스트, 에칭 등의 공정을 요하지 않으므로, 이에 의한 기재의 열화, 손상 등을 방지할 수 있고, 공정 효율을 현저히 개선할 수 있다.

본 발명은 금속 나노 와이어; 산에 의해 알칼리 가용성화되는 수지; 광산발생제; 및 용매를 포함함으로써, 감도가 우수하여 저노광량에서도 용이하게 패턴을 형성할 수 있고, 우수한 전도성, 투명성 및 내구성을 가질 뿐만 아니라, 패턴 형성 공정 효율을 현저히 개선할 수 있는 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성 방법에 관한 것이다.

이하, 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.

<광분해성 조성물>

본 발명의 광분해성 조성물은 금속 나노 와이어; 산에 의해 알칼리 가용성화되는 수지; 광산발생제; 및 용매를 포함하는, 광분해성 조성물이다.

본 발명에 따른 광분해성 조성물은 나노 크기의 금속 와이어를 포함함으로써 우수한 전도성 및 투명성을 동시에 만족하는 패턴을 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 나노 와이어에 사용되는 금속은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 금, 백금, 은, 팔라듐, 로듐, 리튬, 루테늄, 오스뮴, 철, 코발트, 구리, 주석을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다. 전도성 및 안정성 등을 고려하면 은과 은 이외의 금속을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하고, 은 단독을 사용하는 것이 보다 바람직하다.

또한, 상기 금속 나노 와이어는 긴 전기 전도 패스를 형성하기 위하여, 예를 들면 평균길이가 3 내지 500㎛일 수 있으며, 바람직하게는 3 내지 300㎛인 것이 좋다. 평균직경은 투명성을 고려하면 작은 것이 좋고, 전기 전도성을 고려하면 큰 것이 좋은데, 예를 들면 평균직경은 10 내지 300㎚일 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 200㎚일 수 있다.

상기 금속 나노와이어는 액상법, 기상법 등의 당 분야에서 일반적으로 사용되는 방법으로 제조될 수 있다. 예를 들면, 은 나노와이어는 Adv. Mater.,2002,14,833-837;Chem.Mater.,2002,14,4736-4745; 금 나노와이어는 일본특허공개 제2006-233252호; 구리 나노와이어는 일본특허공개 제2002-266007호; 코발트 나노와이어는 일본특허공개 제2004-149871호 등을 사용하여 제조할 수 있다.

본 발명에 따른 금속 나노 와이어의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 건조 후 고형분을 기준으로 광분해성 조성물 함량 100중량%에 대하여 5 내지 70중량%로 포함할 수 있다. 금속 나노 와이어의 함량이 5중량% 미만이면 전도성 개선효과가 부족하고, 70중량%를 초과하는 경우에는 투명성 저하가 발생할 수 있다. 바람직하게는 건조 후 고형분을 기준으로 광분해성 조성물 함량 100중량%에 대하여 30 내지 50중량%로 포함할 수 있다.

본 발명의 광분해성 조성물은 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지를 포함한다. 상기 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지는 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기를 갖는 반복 단위를 포함할 수 있다.

여기서 산 분해성기란 산의 존재 하에서 분해되는 것이 가능한 관능기를 의미한다. 즉, 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기는 산기를 생성할 수 있다.

상기 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기에서 산기 및 산 분해성기는 공지의 것을 사용할 수 있고, 특별히 한정되지 않는다. 구체적인 산기로는 카르복시기 및 페놀성 수산기를 바람직하게 들 수 있다. 또한, 산 분해성기로서는 예를 들면, 알콕시알킬기 등의 아세탈계 관능기나, t-부틸에스테르기 등의 제 3 급 알킬기, t-부틸카보네이트기 등의 제 3 급 알킬카보네이트기 등을 사용할 수 있다.

상기 알콕시알킬기의 구체적인 예를 들면, 1-에톡시에틸기, 1-메톡시에틸기, 1-n-부톡시에틸기, 1-이소부톡시에틸기, 1-(2-클로로에톡시)에틸기, 1-(2-에틸헥실옥시)에틸기, 1-n-프로폭시에틸기, 1-시클로헥실옥시에틸기, 1-(2-시클로헥실에톡시)에틸기, 1-벤질옥시에틸기 등을 들 수 있다 이들은 단독 또는 2종류 이상을 조합해서 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기를 갖는 반복 단위는 산 분해성기로 보호된, 보호 카르복시기를 갖는 반복 단위, 또는 산 분해성기로 보호된, 보호 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위인 것이 바람직하다.

상기 산 분해성기로 보호된, 보호 카르복시기를 갖는 반복 단위는 특별히 제한 없이 공지의 반복 단위를 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 하기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 사용할 수 있다.

[화학식 1]

(식 중에서, R₁, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, l, m, n은 몰비로서, l: m: n=1~5:1~10:1~4임).

보호 카르복시기를 갖는 반복 단위 중에서도 상기 화학식 1로 표시되는 반복 단위를 사용하는 것이 내구성를 현저히 개선하여 고온에서도 우수한 전도성을 유지할 수 있으므로 바람직하다.

화학식 1의 반복 단위를 포함하는 경우, 광산발생제로부터 발생한 산에 의해 보호기가 이탈되어 카르복시기를 많이 포함하게 되므로, 알칼리 가용성이 극대화되고 보다 용이하게 패턴을 형성할 수 있다.

상기 산 분해성기로 보호된, 보호 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위는 특별히 제한 없이 공지의 반복 단위를 사용할 수 있다. 구체적인 예를 들면, 히드록시스티렌계 반복 단위나 노볼락계의 수지에 있어서의 반복 단위를 들 수 있다. 구체적인 예를 들면, 하기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 사용할 수 있다.

[화학식 2]

(식 중에서, R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, r, s는 몰비로서, r: s=1~5:5~1임).

보호 페놀성 수산기를 갖는 반복 단위 중에서도 상기 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 사용하는 것이 감도를 현저히 개선하여 저노광량에서도 우수한 패턴 특성을 갖는 패턴을 형성할 수 있으므로 바람직하다.

화학식 2의 반복 단위를 포함하는 경우, 광산발생제로부터 발생한 산에 의해 보호기가 이탈되어 페놀성 수산기를 많이 포함하게 되므로, 알칼리 가용성이 극대화되고 보다 용이하게 패턴을 형성할 수 있다.

또한 화학식 2의 반복 단위에 포함되는 페놀성 수산기는 산화방지제로써, 산, 산소, 수분 등에 의한 금속의 부식을 억제하여 내구성을 높이고 전도성 저하를 억제하는데 기여할 수 있다.

상기 화학식 1 또는 2의 반복 단위를 포함하는 경우, 후술하는 광산발생제에 의해 발생된 산에 의하여 보호기가 분해되어 산기가 발생되므로 염기성 수용액에 대해 용해성이 커서 현상성이 우수하게 나타난다.

필요에 따라, 본 발명의 수지는 당 업계에서 통상적으로 사용되는 아크릴레이트계 모노머를 더 포함하여 공중합될 수 있다.

아크릴레이트계 모노머의 종류는 당업계에서 공지되어 통상적으로 사용되는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타) 아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, 이소프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, n-헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, t-부틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트, t-옥틸(메타)아크릴레이트, 도데실(메타)아크릴레이트, 옥타데실(메타)아크릴레이트, 아세톡시에틸(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-에톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-(2-메톡시에톡시)에틸(메타)아크릴레이트, 3-페녹시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 모노페닐에테르(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르(메타)아크릴레이트, β-페녹시에톡시에틸아크릴레이트, 노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 트리플루오로에틸(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 퍼플루오로옥틸에틸(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐옥시에틸(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 따른 수지의 중량평균 분자량은 5,000 내지 30,000인 것이 패턴 형성 시 해상도, 패턴 흐름 특성 등을 우수하게 유지하는 측면에서 바람직하다.

본 발명에 따른 수지는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 건조 후 고형분을 기준으로 광분해성 조성물 함량 100중량%에 대하여 30 내지 95중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 50 내지 70중량% 포함될 수 있다. 수지의 함량이 조성물 총 중량에 대하여 50 내지 70중량%로 포함되면 적정 점도를 가지고 감도가 향상되는 효과가 최대화될 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 광분해성 조성물은 광산발생제를 포함한다.

광산발생제는 활성광선 또는 방사선에 의해 산을 발생시키는 화합물이다.

광산발생제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 디아조늄염계, 포스포늄염계, 술포늄염계, 요오드늄염계, 이미드술포네이트계, 옥심술포네이트계, 디아조디술폰계, 디술폰계, 오르소-니트로벤질술포네이트계, 트라아진계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

광산발생제의 바람직한 예를 들면, 하기 화학식 3으로 표시되는 이온성 화합물을 들 수 있다.

[화학식 3]

식 중에서, X는 황 원자 또는 요오드 원자이고,

R은

이고, R₆, R₇ 및 R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬카르보닐기, CN 또는 NO₂이고, X가 요오드 원자이면 R은 존재하지 않는다.

상기 화학식 3 중 Y^-는 F를 포함하는 음이온으로서 특별히 한정되지 않으며 예를 들면 BF₄ ^-, PF₆ ^-, SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, C₇H₄F₃O₃S^- _, SO₃CF₃ ^-, N(SO₂CF₃)₂ ^-로 이루어지는 군에서 선택될 수 있다.

광산발생제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10중량부 포함될 수 있다. 광산발생제의 함량이 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 이상, 20중량부 이하로 포함되면 산의 촉매작용에 의한 화학 변화가 충분히 일어날 수 있고 조성물 도포시 균일하게 도포가 이루어질 수 있는 장점이 있다.

본 발명에 따른 광분해성 조성물은 용매를 포함한다.

용매의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 상기 언급한 성분들을 용해시킬 수 있고, 적합한 건조속도를 가지며, 용매의 증발 후에 균일하고 매끄러운 코팅막을 형성할 수 있는 것이라면 어떤 용매나 사용할 수 있다.

구체적인 예로는 에테르류, 아세테이트류, 에스테르류, 케톤류, 아미드류 및 락톤류 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

에테르류의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 에틸렌글리콜디프로필에테르 등의 에틸렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 디프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸메틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류 등을 들 수 있다.

아세테이트류의 구체적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 디에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 디프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류 등을 들 수 있다.

에스테르류의 구체적인 예로는 젖산메틸, 젖산에틸, 젖산n-프로필, 젖산이소프로필, 젖산n-부틸, 젖산이소부틸, 젖산n-아밀, 젖산이소아밀 등의 젖산에스테르류; 아세트산n-부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산n-아밀, 아세트산이소아밀, 아세트산n-헥실, 아세트산2-에틸헥실, 프로피온산에틸, 프로피온산n-프로필, 프로피온산이소프로필, 프로피온산n-부틸, 프로피온산이소부틸, 부티르산메틸, 부티르산에틸, 부티르산에틸, 부티르산n-프로필, 부티르산이소프로필, 부티르산n-부틸, 부티르산이소부틸 등의 지방족 카르복시산에스테르류; 히드록시아세트산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 2-히드록시-3-메틸부티르산에틸, 메톡시아세트산에틸, 에톡시아세트산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 3-메틸-3-메톡시부틸부티레이트, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 피르브산메틸, 피르브산에틸 등의 다른 에스테르류 등을 들 수 있다.

케톤류의 구체적인 예로는 메틸에틸케톤, 메틸프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 2-헵탄온, 3-헵탄온, 4-헵탄온, 시클로헥산온 등을 들 수 있다.

아미드류의 구체적인 예로는 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등을 들 수 있다.

락톤류의 구체적인 예로는 γ-부티로락톤을 들 수 있다.

용매는 바람직하게는 도전층 두께의 균일성 측면에서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌 글리콜 메틸 에틸 에스터 또는 이들의 혼합물일 수 있다.

용매는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 조성물 총 중량에 대하여 70 내지 97중량% 포함될 수 있고, 바람직하게는 80 내지 95중량% 포함될 수 있다. 용매의 함량이 조성물 총 중량에 대하여 대하여 80 내지 95중량%로 포함되면 고형분 함량 및 점도를 적정 수준으로 유지할 수 있어 코팅성이 증가되는 장점이 있다.

본 발명의 광분해성 조성물은 그 밖에 일반적으로 사용되는 광증감제, 염기성 화합물, 계면활성제, 밀착성 개량제, 열가교제, 광안정제, 광분해촉진제, 할레이션 방지제(레벨링제), 소포제 등과 같은 첨가제를 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 범위 내에서 더 포함할 수 있다.

광증감제는 활성 광선 또는 방사선을 흡수하여 전자 여기(勵起) 상태가 되고, 광산발생제와 접촉하여 전자 이동, 에너지 이동, 발열 등을 일으키며, 이에 의해 광산발생제의 분해가 촉진되므로, 감도를 향상시키는 역할을 한다.

광증감제의 종류는 상기의 광산발생제의 분해를 촉진할 수 있는 화합물이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 다핵 방향족류, 크산텐류, 크산톤류, 시아닌류, 옥소놀류, 티아진류, 아크리딘류, 아크리돈류, 안트라퀴논류, 스쿠알륨류, 스티릴류, 베이스스티릴류, 쿠마린류, 안트라센류 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 다핵 방향족류, 아크리돈류, 쿠마린류, 베이스스티릴류, 안트라센류 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

광증감제는 바람직하게는 상기 화합물 중에서 350 내지 450nm 역에 흡수 파장을 갖는 화합물일 수 있다.

다핵 방향족류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 피렌, 페릴렌, 트리페닐렌, 안트라센 등을 들 수 있다.

크산텐류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 플루오레세인, 에오신, 에리트로신, 로다민B, 로즈벵갈 등을 들 수 있다.

크산톤류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 크산톤, 티오크산톤, 디메틸티오크산톤, 디에틸티오크산톤 등을 들 수 있다.

시아닌류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 티아카르보시아닌, 옥사카르보시아닌, 멜로시아닌, 카르보멜로시아닌, 로다시아닌 등을 들 수 있다.

티아진류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 티오닌, 메틸렌 블루, 톨루이딘 블루 등을 들 수 있다.

아크리딘류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아크리딘 오렌지, 클로로플라빈, 아크리플라빈 등을 들 수 있다.

아크리돈류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 아크리돈, 10-부틸-2-클로로아크리돈 등을 들 수 있다.

쿠마린류 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 7-디에틸아미노4-메틸쿠마린일 수 있다.

광증감제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 60중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.02 내지 40중량부 포함될 수 있다. 광증감제의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01중량부 이상, 60중량부 이하로 포함되면 적정 감도와 투명성을 동시에 보유할 수 있다.

염기성 화합물의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 화학 증폭 레지스트로 사용되는 것 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 구체적인 예로는 지방족 아민, 방향족 아민, 복소환식 아민, 제4급 암모늄히드록시드, 카르복시산의 제4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

지방족 아민의 구체적인 예로는 트리메틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리-n-프로필아민, 디-n-펜틸아민, 트리-n-펜틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 디시클로헥실아민, 디시클로헥실메틸아민 등을 들 수 있다.

방향족 아민의 구체적인 예로는 아닐린, 벤질아민, N,N-디메틸아닐린, 디페닐아민 등을 들 수 있다.

복소환식 아민의 구체적인 예로는 피리딘, 2-메틸피리딘, 4-메틸피리딘, 2-에틸피리딘, 4-에틸피리딘, 2-페닐피리딘, 4-페닐피리딘, N-메틸-4-페닐피리딘, 4-디메틸아미노피리딘, 이미다졸, 벤즈이미다졸, 4-메틸이미다졸, 2-페닐벤즈이미다졸, 2,4,5-트리페닐이미다졸, 니코틴, 니코틴산, 니코틴산아미드, 퀴놀린, 8-옥시퀴놀린, 피라진, 피라졸, 피리다진, 푸린, 피롤리딘, 피페리딘, 피페라진, 모르폴린, 4-메틸모르폴린, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨, 1,8-디아자비시클로[5.3.0]-7-운데센 등을 들 수 있다.

제4급 암모늄히드록시드의 구체적인 예로는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드, 테트라-n-부틸암모늄히드록시드, 테트라-n-헥실암모늄히드록시드 등을 들 수 있다.

카르복시산의 제4급 암모늄염의 구체적인 예로는 테트라메틸암모늄아세테이트, 테트라메틸암모늄벤조에이트, 테트라-n-부틸암모늄아세테이트, 테트라-n-부틸암모늄벤조에이트 등을 들 수 있다.

염기성 화합물은 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.0001 내지 1중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.004 내지 0.5중량부 포함될 수 있다.

염기성 화합물의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.0001중량부 이상, 1중량부 이하로 포함되면 양호한 감도 및 보존안정성을 갖는 층간 절연막을 형성할 수 있는 장점이 있다.

계면활성제는 기판과 감광성 수지 조성물의 밀착성을 개선시키는 성분이다.

계면활성제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 불소 함유 계면활성제, 비이온 계면활성제, 양이온 계면활성제, 음이온 계면활성제 및 실리콘 계면활성제와 같은 각종 계면활성제를 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

불소 함유 계면활성제의 구체적인 예로는 MAGAFAC F171, F172, F173, F176, F177, F141, F142, F143, F144, R30, F437, F475, F479, F482, F554, F780 및 F781(상품명, DIC Corporation 제품), FLUORAD FC430, FC431 및 FC171(상품명, Sumitomo 3M Limited 제품), SURFLON S-382, SC-101, SC-103, SC-104, SC-105, SC1068, SC-381, SC-383, S393 및 KH-40(상품명, Asahi Glass Co., Ltd. 제품), SOLSPERSE 20000(상품명, Lubrizol Japan Limited 제품) 등을 들 수 있다.

비이온 계면활성제의 구체적인 예로는 글리세롤, 트리메틸롤프로판과 트리메틸롤 에탄 및 이들의 에톡실레이트 또는 프로폭시레이트(예를 들면, 글리세롤프로폭실레이트 또는 글리세린에톡실레이트); PLURONIC L10, L31, L61, L62, 10R5, 17R2 및 25R2, 및 TETRONIC 304, 701, 704, 901, 904 및 150R1(상품명, BASF 제품)과 같은 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌올레일에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 디스테아레이트, 소르비탄 지방산에스테르 등을 들 수 있다.

양이온 계면활성제의 구체적인 예로는 EFKA-745(상품명, Morishita & Co., Ltd. 제품)와 같은 프탈로사이아닌변성 화합물, KP341(상품명, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품)과 같은 오가노실록산 폴리머; POLYFLOW No.75, No.90, No.95(상품명, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. 제품)와 같은 (메타)아크릴산계 (코)폴리머, W001(상품명, Yusho Co., Ltd. 제품) 등을 들 수 있다.

음이온 계면활성제의 구체적인 예로는 W004, W005, W017(상품명, Yusho Co., Ltd. 제품) 등을 들 수 있다.

실리콘 계면활성제의 구체적인 예로는 TORAY SILICONE DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH21PA, SH28PA, SH29PA, SH30PA 및 SH8400(상품명, Dow Corning Toray Co., Ltd. 제품), TSF-4440, 4300, 4445, 4460 및 4452(상품명, Momentive Performance Materials Inc. 제품), KP341, KF6001 및 KF6002(상품명, Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제품), BYK307, 323 및 330(상품명, BYK Chemie 제품) 등을 들 수 있다.

계면활성제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.001 내지 3중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.001 내지 2중량부로 포함될 수 있다. 계면활성제의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.001 중량부 이상, 3중량부 이하로 포함되면 기판과 수지 조성물의 밀착성 또는 코팅성 개선효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.

밀착성 개량제는 기재가 되는 무기물, 예를 들면, 실리콘, 산화실리콘, 질화실리콘 등의 실리콘 화합물, 금, 구리, 알루미늄 등의 금속과 절연막과의 밀착성을 향상시키고, 기판과의 테이퍼각의 조정에도 유용하다.

밀착성 개량제의 종류는 특별히 한정되지 않으며 구체적인 예로는 실란 커플링제 또는 티올계 화합물를 들 수 있으며, 바람직하게는 실란 커플링제이다.

실란 커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 예로는 γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리알콕시실란, γ-글리시독시프로필알킬디알콕시실란, γ-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란, γ-메타크릴옥시프로필알킬디알콕시실란, γ-클로로프로필트리알콕시실란, γ-메르캅토프로필트리알콕시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리알콕시실란, 비닐트리알콕시실란 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 γ-글리시독시프로필트리알콕시실란 또는 γ-메타크릴옥시프로필트리알콕시실란이고, 보다 바람직하게는 γ-글리시독시프로필트리알콕시실란이다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

밀착성 개량제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.1 내지 20중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 10중량부 포함될 수 있다. 밀착성 개량제의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.1중량부 이상, 20중량부 이하로 포함되면 절연막과의 밀착성을 향상을 극대화할 수 있는 장점이 있다.

열가교제는 조성물로서 절연막을 형성할 때 UV조사와 열처리를 통하여 가교 반응이 원활하게 발생하도록 하며, 내열성을 향상시키는 성분이다.

열가교제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 예로는 폴리아크릴레이트 수지, 에폭시 수지, 히드록시수지, 멜라민 수지, 유기산, 아민 화합물, 무수 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

열가교제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 5중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 3중량부 포함될 수 있다. 열가교제의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01중량부 이상, 5중량부 이하로 포함되면 내열성 향상 효과가 최대화되는 장점이 있다.

광안정제는 감광성 수지 조성물의 내광성을 개선시키는 성분이다.

광안정제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 예로는 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계, 힌더드아미노에테르(hindered aminoether)계, 힌더드아민계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종이상 혼합하여 사용 가능하다.

광안정제는 그 기능을 할 수 있는 범위 내에서는 그 함량이 특별히 한정되지 않으나, 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01 내지 5중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 3중량부 포함될 수 있다. 광안정제의 함량이 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01중량부 이상, 5중량부 이하로 포함되면 내광성 개선 효과가 최대화되는 장점이 있다.

<도전층 및 투명 도전체의 패턴 형성 방법 >

또한, 본 발명은 투명 지지체의 적어도 일면에 상기 광분해성 조성물로 형성된 도전층 및 이를 구비하는 투명 도전체를 제공한다.

본 발명에 의한 투명 도전체의 패턴 형성 방법은, 본 발명의 광분해성 조성물을 지지체의 적어도 일면에 도포하는 단계; 광분해성 조성물을 프리베이크(pre-bake)하는 단계; 광분해성 조성물을 선택적으로 노광, 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및 광분해성 조성물을 전면 노광 및 열처리 또는 열처리만을 하는 단계를 포함한다.

투명 지지체는 특별히 한정되지 않고 투명 지지체에 통상적으로 사용되는 경성(rigid) 또는 연성(flexible) 소재로 이루어진 것을 사용할 수 있다. 지지체의 예를 들면, 유리, 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP) 등이 사용될 수 있다.

본 발명에 따른 투명 지지체는 적절한 두께를 가질 수 있으며, 예를 들면 50 내지 500㎛일 수 있으며, 바람직하게는 100 내지 200㎛일 수 있다.

광분해성 조성물을 지지체의 적어도 일면에 도포하는 단계에서, 광분해성 조성물을 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않으며 예를 들면 스프레이 코팅법, 롤 코팅법, 토출노즐식 도포법 등의 슬릿노즐을 이용한 코팅법, 중앙 적하 스핀법 등의 회전도포법, 익스트루젼 코팅법, 바 코팅법 등이 있으며, 두가지 이상의 코팅방법을 조합하여 코팅할 수 있다.

도포된 막 두께는 도포 방법, 조성물의 고형분 농도, 점도 등에 따라 달라지지만, 통상, 건조 후 막 두께가 0.5 내지 100㎛이 되도록 도포한다.

이후에 수행되는 프리베이크 단계는, 도막 형성 후에 유동성이 없는 도막을 얻기 위해 진공, 적외선, 또는 열을 가하여 용매를 휘발시키는 공정이다. 가열 조건은 각 성분의 종류나 배합 등에 따라 달라지지만, 열판(핫플레이트, hot plate) 가열의 경우에는 60 내지 130℃로 5 내지 500초간 수행될 수 있고, 열 오븐을 사용하는 경우에는 60 내지 140℃로 20 내지 1,000초간 수행될 수 있다.

다음, 선택적 노광 단계는 엑시머 레이저, 원자외선, 자외선, 가시광선, 전자선, X선 또는 g-선(파장 436nm), i-선(파장 365nm), h-선(파장 405nm) 또는 이들의 혼합 광선을 조사하면서 수행된다. 노광은 접촉식(contact), 근접식(porximity), 투영식(projection) 노광법 등으로 수행될 수 있다.

본 발명에서는 알칼리 현상을 수행한 후에 광분해성 조성물을 전면 노광 및 열처리(고온 소성)또는 열처리(고온소성)만을 하는 단계를 수행한다. 상기 고온 소성을 위한 광분해성 조성물의 구성에 열가교제 등이 적용되는 것이다. 상기 열처리 단계는 핫플레이트 또는 오븐 등의 가열장치를 이용하여 150 내지 350℃ 온도 하에서 10분 내지 3시간 수행될 수 있다. 상기 열처리를 마친 후에는 완전히 가교 경화된 패턴이 얻어진다.

본 발명의 광분해성 조성물과 이를 이용한 투명 도전체 패턴의 형성 방법은 종래 패턴 형성하기 위해 포토레지스트 및 에칭의 과정이 필요없는 바, 이에 의한 기재의 열화 및 손상 등을 방지할 수 있으며, 패턴을 형성하기 위한 공정을 감소시킬 수 있다.

본 발명의 투명 도전체는 전자 제품의 전극으로 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 전극이 적용될 수 있는 전자 제품으로는 터치 패널, 평판 디스플레이, 전자 논문, 플렉서블 디스플레이, 플렉서블 디스플레이를 위한 대전 방지 패널, 태양 전지판 등을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.

실시예

(1) 광분해성 조성물의 제조

하기 표 1에 기재된 조성 및 함량을 갖는 광분해성 조성물을 제조하였다.

구분	전도성 물질 (A)		수지 (B)		광산발생제/ 광활성화합물 (C)		용매 (D)
	성분	중량부	성분	중량부	성분	중량부	성분	중량부
실시예 1	A-1	4	B-1	6	C-1	0.5	D-1	200
실시예 2	A-1	4	B-2	6	C-1	0.5	D-1	200
실시예 3	A-1	4	B-3	6	C-2	0.5	D-2	200
실시예 4	A-1	4	B-4	6	C-2	0.5	D-2	200
실시예 5	A-1	4	B-1	6	C-3	0.5	D-1	200
실시예 6	A-1	11.5	B-1	3.5	C-1	0.32	D-1	200
실시예 7	A-1	0.2	B-1	5	C-1	0.4	D-1	120
실시예 8	A-1	4	B-5	6	C-1	0.5	D-1	200
실시예 9	A-1	4	B-6	6	C-1	0.5	D-1	200
실시예 10	A-1	4	B-1	6	C-5	0.5	D-1	200
비교예 1	A-1	4	B-7	6	C-4	0.5	D-1	200
비교예 2	A-1	4	B-8	6	C-4	0.5	D-1	200
비교예 3	A-2	4	B-1	6	C-1	0.5	D-1	200
1. 전도성 물질(A) A-1: 은 나노와이어(평균길이: 20um, 평균직경: 200nm) A-2: 폴리아닐린(알드리치사) 2. 수지 B-1: (a)/(b)/(c) = 3/5/2 B-3: (d)/(e) = 3/1 B-2: (a)/(b)/(c) = 3/3/4 B-4: (d)/(e) = 1/1 B-5: (l)/(m)/(n) = 3/5/2 B-6: (o)/(p) = 3/1 B-7: m-크레졸/p-크레졸/2,3,5-트리메틸페놀=40/35/25(몰비)의 혼합 페놀과 살리실알데히드/포름알데히드=1/5(몰비)의 혼합 알데히드가 중합된 노볼락 수지(중량평균 분자량: 5200) B-8: m-크레졸/p-크레졸=90/10(몰비)의 혼합 페놀과 프로피온알데히드/포름알데히드=2/7 (몰비)의 혼합 알데히드가 중합된 노볼락 수지(중량평균 분자량: 6000) 3. 광산발생제/광활성화합물(C) C-1: C-2: C-3: C-4: 비스(5-시클로헥실-4-히드록시-2-메틸페닐)-3,4-디히드록시페닐메탄 1몰과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술포닐클로라이드 2몰의 에스테르화 반응 생성물 C-5: 4. 용매(D) D-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 D-2: 프로필렌글리콜모노메틸에테르

(2) 투명 도전체의 제조

상기 광분해성 조성물을 제조한 뒤, 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 광분해성 조성물을 스핀코팅하여 적층한 후 120℃에서 30분간 가열하여, 도전층의 두께가 1㎛가 되도록 스핀코팅 하여 투명 도전체를 제조하였다.

실험예

실시예 및 비교예의 광분해성 조성물을 두께 100㎛의 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름상에 광분해성 조성물을 스핀 코팅하여 적층한 후 120℃에서 30분간 가열하여, 도전층의 두께가 1㎛가 되도록 스핀코팅 하여 투명 도전체를 제조하였다.

건조 후 투명 도전체를 1M농도의 수산화칼륨용액에 담구어 1시간 방치 후, 순수로 세정하여 광조사 전 용해성을 확인하였고, 투명 도전체를 퓨전사 자외선램프로 100mJ로 광조사 한 뒤, 1M농도의 수산화칼륨용액에 담구어 1시간 방치 후, 순수로 세정하여 광조사후 용해성을 확인하였다.

또한, 광조사전의 투명 도전체에 대해서, 하기와 같이 투명성, 전도성 및 내구성을 평가하였고 광조사후의 투명 도전체에 대해서 현상성을 평가하였다.

(1) 투명성 평가

제조된 투명 도전체의 투명성을 시마즈사제 UV-3100PC 장비를 이용하여, 500nm파장에서의 투과율로 측정하였다.

<평가 기준>

○: 투과율 90% 이상.

△: 투과율 85% 초과 내지 90% 미만.

Χ: 투과율 85% 이하.

(2) 전도성 평가

도전층의 표면 저항을, Loresta GP TCP-T250 [미쓰비시 화학 (주) 제조] 을 사용하여 4 단자법에 의해 측정하고, 얻어진 표면 저항값과 막 두께로부터, 전도성을 하기 수학식 1에 의해 산출하였다.

[수학식 1]

전도성 (S/㎝) = 1/{막두께(㎝) × 표면 저항 (Ω/□)}

<평가 기준>

○: 전도성 100(S/㎝) 이상.

△: 전도성 50(S/㎝) 이상 100(S/㎝) 미만.

Χ: 전도성 50(S/㎝) 미만.

(3) 내구성 평가

상기 전도성 평가에 있어 표면 저항을 측정한 도전층을, 125℃의 항온 건조기 내에서 240시간 연속하여 가열하였다. 가열 후 실온까지 방랭시켜, 가열 후의 표면 저항값을 상기 방법으로 측정하여 전도성을 산출하였다. 내열성 시험 전후의 전도성의 유지율로부터 내구성을 산출하였다.

<평가 기준>

○: 전도성 유지율 90% 이상.

△: 전도성 유지율 70% 이상 90% 미만.

Χ: 전도성 유지율 70% 미만.

(4) 현상성 평가

제조된 투명 도전체를 퓨전사 자외선램프로 100mJ로 광조사 한 뒤, 1M농도의 수산화칼륨용액에 담구어 1시간 방치 후, 순수로 세정하여, 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 잔존하는 도전층의 잔존량을 현미경으로 확인하여, 현상성을 평가하였다.

<평가 기준>

○: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 전도성층의 잔존이 육안으로 전혀 확인되지 않음.

△: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 전도성층이 제거 되었으나, 일부 잔존이 육안으로 확인됨.

Χ: 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름 위에 전도성층이 초기 대비 큰 변화 없이 잔존함.

(5) 감도 평가

제조된 투명 도전체를 직경 10㎛의 콘택트홀 패턴을 얻기 위해, 10㎛의 사각 패턴 개구부를 갖는 마스크를 이용하여 i선 스텝퍼(NSR-205i11D, 니콘(주))로 노광을 실시하였다.

노광 후의 기판을 2.38% 테트라메틸암모늄히드록시드 수용액을 현상액으로 23℃에서 40초 동안 퍼들 현상을 행하고, 230℃의 오븐에서 30분간 가열하여 경화된 막을 얻었다.

상기 콘택트홀의 얻어진 패턴을 수직으로 절삭하고 각 조성에서 10㎛ 콘택트홀이 되는 노광량을 감도로 선택하였다.

구분	투명성	전도성	내구성	현상성	감도(mJ/cm2)
실시예 1	○	○	○	○	13
실시예 2	○	○	○	○	15
실시예 3	○	○	○	○	10
실시예 4	○	○	○	○	11
실시예 5	○	○	○	○	14
실시예 6	△	○	○	○	15
실시예 7	○	△	○	○	16
실시예 8	○	○	○	○	20
실시예 9	○	○	○	○	22
실시예 10	○	○	○	△	25
비교예 1	△	○	○	△	120
비교예 2	△	○	○	△	130
비교예 3	Χ	△	○	△	16

표 2에서 알 수 있듯이, 본 발명의 광분해성 조성물의 경우, 우수한 투명성, 전도성, 내구성을 나타낼 뿐 아니라, 현상성이 현저히 향상되며 감도가 좋은 것을 확인할 수 있었다.

다만, 본 발명의 금속 나노 와이어를 다소 과량으로 포함한 실시예 6의 경우 투명성이 다소 저하되며, 본 발명의 금속 나노 와이어를 다소 소량으로 포함한 실시예 7의 경우 전도성이 다소 저하되었으나, 여전히 우수한 수준의 성능을 나타냈다.

하지만, 산에 의해 알칼리 가용성화 되지 않는 수지를 사용한 비교예 1 내지 2의 경우 실시예에 비하여 투명성 및 현상성이 저하되며 감도가 현저하게 저하되는 것을 확인할 수 있었고, 비교예 3의 경우에는 투명성이 현저하게 저하됨을 확인할 수 있었다.

Claims (12)

1. 금속 나노 와이어;
   화학식 1 또는 화학식 2로 표시되는 반복 단위를 포함하는, 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지;
   광산발생제; 및
   용매를 포함하는, 광분해성 조성물.
   [화학식 1]
   

   

   
   (식 중에서, R₁, R₂ 및 R₃은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, l, m, n은 몰비로서, l: m: n=1~5:1~10:1~4임)
   [화학식 2]
   

   

   
   (식 중에서, R₄ 및 R₅는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고, r, s는 몰비로서, r: s=1~5:5~1임).
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 산에 의해 알칼리 가용성화 되는 수지는 산기가 산 분해성기로 보호된 잔기를 갖는 반복 단위를 포함하는, 광분해성 조성물.
   
3. 삭제
4. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 은 나노 와이어인, 광분해성 조성물.
   
5. 청구항 1에 있어서, 상기 금속 나노 와이어는 건조 후 고형분을 기준으로 광분해성 조성물 함량 100중량%에 대하여 5 내지 70중량%로 포함되는, 광분해성 조성물.
   
6. 청구항 1에 있어서, 상기 광산발생제는 하기 화학식 3으로 표시되는 이온성 화합물인, 광분해성 조성물:
   [화학식 3]
   

   

   
   (식 중에서, X는 황 원자 또는 요오드 원자이고,
   R은

   

   이고, R₆, R₇ 및 R₈은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 1 내지 6의 알킬카르보닐기, CN 또는 NO₂이고,
   X가 요오드 원자이면 R은 존재하지 않으며,
   Y^-는 F를 포함하는 음이온임).
   
7. 청구항 6에 있어서, 상기 화학식 3 중 Y^-는 BF₄ ^-, PF₆ ^-, SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, C₇H₄F₃O₃S^- _, SO₃CF₃ ^-, 및 N(SO₂CF₃)₂ ^-로 이루어지는 군에서 선택되는 것인, 광분해성 조성물.
   
8. 청구항 1에 있어서, 상기 용매는 에테르류, 아세테이트류, 에스테르류, 케톤류, 아미드류 및 락톤류로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 광분해성 조성물.
   
9. 청구항 1 내지 2 및 4 내지 8 중 어느 한 항의 광분해성 조성물이 경화된 도전층.
   
10. 지지체와 상기 지지체의 적어도 일면에 청구항 9의 도전층을 구비하는, 투명 전도체.
    
11. 지지체의 적어도 일면에 청구항 1 내지 2 및 4 내지 8 중 어느 한 항의 광분해성 조성물을 도포하는 단계;
    광분해성 조성물을 프리베이크(pre-bake)하는 단계;
    광분해성 조성물을 선택적으로 노광, 현상하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    광분해성 조성물을 전면 노광 및 열처리 또는 열처리만을 하는 단계:를 포함하는, 투명 도전체의 패턴 형성 방법.
    
12. 청구항 11의 방법으로 제조된 투명 도전체.