KR102542260B1 - 칼라필터용 박리액 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 레지스트를 빠른 시간 내 효율적으로 제거함과 동시에 칼라 필터 제거 공정 중 노출되는 금속배선의 손상을 최소화 할 수 있어, 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 재활용을 가능케 한다.

Description

칼라필터용 박리액 조성물{stripping composition FOR COLOR FILTER}
본 발명은 칼라 필터용 박리액 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게 TFT-LCD의 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 칼라 레지스트, 유기 절연막 및 투명 칼라 레지스트를 제거하기 위한 칼라 필터용 박리액 조성물에 관한 것이다.
칼라 필터(color filter)는 상보성 금속 산화막 반도체(complementary metal oxide semiconductor, CMOS) 또는 전하 결합 소자(charge coupled device, CCD)와 같은 이미지 센서의 칼라 촬영 장치 내에 내장되어 실제로 칼라 화상을 얻는데 이용될 수 있으며, 이밖에도 촬영소자, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP), 액정표시장치(LCD), 전계 방출 디스플레이(FEL) 및 발광 디스플레이(LED) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용범위가 급속히 확대되고 있다. 특히 최근에는 LCD의 용도가 더욱 확대되고 있으며, 이에 따라 LCD의 색조를 재현하는 있어서 칼라 필터는 가장 중요한 부품 중의 하나로 인식되고 있다.
한편, 칼라 필터 중에서는 제거가 보다 용이하여 유기 용제 기반의 박리액을 사용하여 60 ℃ 이하의 온도 조건에서 1분 이내 제거되는 칼라 필터가 있는 반면, 그 경화도가 높고 열처리 온도 및 시간이 강화되어 일반 유기 용제로 인한 박리가 어려운 칼라 필터가 존재한다. 이에 따라 열경화도가 강한 칼라 필터의 제거를 위해서는 70 ℃ 이상의 온도 조건에서 5분 이상의 시간이 소요되므로 보다 강력한 박리 성능이 요구된다. 현재 테이프티 엘시디 (TFT-LCD) 제조 공정에서, 칼라 필터의 코팅을 위해 유기 절연막이 사용되고 있다. 이때, 티에프티 엘시디 (TFT-LCD)의 칼라 필터 공정 중 RGB(Red+Green+Blue)가 코팅 불량하거나 유기 절연막의 코팅 불량이 발생될 경우, 글라스(Glass) 모두를 폐기하는 대신 코팅 불량면을 제거하는 공정을 거치면 공정의 수율 향상 및 원가 절감의 효과를 이룰 수 있기 때문에 칼라 필터의 재사용을 위해 RGB 칼라 레지스트를 동시에 제거할 수 있는 박리액 조성물이 요구되고 있다.
또한 OLED 패널의 광효율을 높이기 위한 4-픽셀구조를 이루는 WRGB(White+Red+Green+Blue)의 투명 칼라 필터의 경우 일반의 칼라 필터 보다 높은 경화도 뿐만 아니라 열안정성, 화학적 안정성이 높은 수지를 사용함에 따라, 이의 제거가 어렵다. 이러한 OLED 패널의 광효율을 높이기 위한 4-픽셀 구조의 칼라 필터 제조 공정 중 발생하는 불량 칼라 필터의 재사용을 위해서는 칼라 필터, 유기 절연막 및 투명 칼라 필터 모두를 효과적으로 제거할 수 있는 박리액 조성물이 필요하다.
이러한 이유로, 종래에는 무기계 박리액과 플라즈마를 이용한 RIE(reactive ion etching)을 사용하였다. (특허문헌 1 및 2). 무기계 박리액의 경우, 황산 질산, 발연 황산, 질산과 과산화수소의 혼합액 등을 120 ℃ 이상의 고온으로 가열하여 사용하게 되어 작업자들의 안전성에 악영향을 미칠 뿐 아니라 가열에 따른 화재 위험성 증대로 취급시에 세심한 주의를 요해야만 하는 불편함이 존재하였다. 즉, 종래의 칼라 레지스트 제거방법으로는 안정적으로 대량의 칼라 레지스트를 제거하는 것이 곤란하거나 작업자들의 안정성의 문제, 생산성 또는 수율 등이 저하되는 문제점을 가졌다.
이에, 본 출원인은 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 칼라 레지스트를 효율적으로 제거함과 동시에 칼라 레지스트 제거 공정 중 노출되는 절연막 및/또는 금속 배선의 손상을 최소화 할 수 있는 칼라 필터용 박리액 조성물을 제공하고자 본 발명을 완성하였다.
미국특허 제4165294호 유럽특허 제0119337호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, TFT-LCD의 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 칼라레지스트나 불필요하게 부착되어진 칼라 레지스트를 단시간 내에 효율적으로 제거할 수 있는 칼라 필터용 박리액 조성물을 제공하는 것이다. 특히, 본 발명의 목적은 유기계 박리액으로 용이하게 제거가 가능한 칼라 필터 보다 높은 경화도와 화학적, 열안정성이 높은 수지를 사용하는 투명 칼라 필터의 칼라 레지스트 제거에 효과적인 칼라 필터용 박리액 조성물을 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 칼라 필터용 박리액 조성물은, 하기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물, 알칼리 하이드록사이드, 아민 화합물 및 물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016084213526-pat00001
[상기 화학식 1에서,
R1은 (C4~C20)알킬, (C4~C20)알케닐 또는 (C4~C20)알키닐이고;
m은 1 내지 4의 정수이고;
n은 0 내지 4의 정수이다.]
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 상술된 조합을 가짐에 따라 TFT-LCD의 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 칼라 레지스트나 불필요하게 부착되어진 칼라 레지스트를 단시간 내에 제거할 수 있다. 특히, 투명 칼라 필터용 칼라 레지스트의 효과적인 제거 및 칼라 레지스트 제거 공정 중 노출되는 금속 배선의 손상을 최소화하기 위한 측면에서, 상기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물의 상기 R1은 직쇄 또는 분쇄의 (C8~C16)알킬이고, m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 무기 알칼리 하이드록 사이드, 알킬 하이드록사이드, 알킬 암모늄 하이드록 사이드 및 페닐 알킬 암모늄 하이드록 사이드 등에서 선택되는 하나 이상의 알칼리 하이드록 사이드; 알킬 아민 화합물, 알킬 히드록시 아민 화합물, 알콕시 아민 화합물, 복소환식 아민 화합물, 폴리 아민 화합물, 환상 아민 화합물 및 방향족 아민 화합물 등에서 선택되는 하나 이상의 아민 화합물; 및 상기 에틸렌 글리콜계 화합물을 조합하여 사용함에 따라 유기 절연막 및 칼라 레지스트에 대한 용해 능력이 비약적으로 향상됨을 발견하였다. 즉, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 사용된 감광성 수지의 종류, 목적하는 막의 제거 두께에 따라 적절하게 그 도포량 혹은 분사량을 조절하여 사용될 수 있으며, 침지와 같은 방법을 이용하여 TFT-LCD의 칼라 필터 공정 중 발생되는 불량 기판의 칼라 레지스트를 완벽하게 제거할 수 있다. 이때, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 에틸렌 글리콜계 화합물; 알칼리 하이드록사이드; 알칸올 아민 화합물, 방향족 아민 화합물 및 폴리 아민 화합물에서 선택되는 둘 이상의 아민 화합물; 및 물을 혼합하여 사용함으로써, 칼라 레지스트의 박리 효율을 획기적으로 높일 수 있어 본 발명에서 우선되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 알코올계 용제를 더 포함하여, 칼라 필터에 대한 침투가 용이하고, 칼라 레지스트에 대한 용해력을 향상시킬 수 있다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 에틸렌글리콜알킬에테르 화합물을 더 포함하여, 칼라 레지스트에 대한 용해도를 높임과 동시에 표면장력을 저하시는 능력이 뛰어나서 들떠있는 칼라 레지스트와 기판 일면에 작용하여 손쉽게 칼라 리제스트가 박리되도록 돕는다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 비이온계 계면활성제를 더 포함하여, 칼라 레지스트 제거 공정 중 노출되는 절연막 및/또는 금속 배선을 보호하여 이들의 부식을 획기적으로 억제할 수 있다.
본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 TFT-LCD의 칼라 필터 공정에서 발생되는 불량 기판에서 박막트랜지스터 (TFT) 배열 기판을 재사용하기 위해 칼라 레지스트를 빠른 시간 내 효율적으로 제거하고, 제거 공정 중 노출되는 절연막 및/ 또는 금속 배선의 손상을 최소화 할 수 있다.
도 1은 실시예 1의 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용하여 아크릴막 및 칼라 레지스트가 제거된 TFT-기판의 SEM 사진이다.
도 2는 실시예 1 및 비교예 1의 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용한 TFT-기판의 하부막의 SEM 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 이하 본 발명에 따른 TFT-LCD용 칼라 필터용 박리액 조성물에 관하여 상세히 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 레지스트 등의 제거에 있어 효과적이며, 제거 공정시 알루미늄 및/또는 구리 금속 배선 등에 손상을 주지 않으며, 상기 금속 배선의 부식을 최소화할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용함에 따라 칼라 필터 또는 유기 절연막의 코팅 불량 발생시, 빠른 시간 내에 불량면을 제거하는 공정을 거침에 따라 공정의 수율 향상과 원가 절감의 효과를 제공 할 수 있다.
특히, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 필터 및/또는 유기 절연막 보다 높은 경화도를 가지며, 열안정성, 화학적 안정성이 높은 수지를 사용하는 투명 칼라 필터의 칼라 레지스트를 잔여물 없이 효과적으로 제거할 수 있따.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물, 알칼리 하이드록사이드, 아민 화합물 및 물을 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016084213526-pat00002
[상기 화학식 1에서,
R1은 (C4~C20)알킬, (C4~C20)알케닐 또는 (C4~C20)알키닐이고;
m은 1 내지 4의 정수이고;
n은 0 내지 4의 정수이다.]
본 발명에서의 용어, “알킬”은 직쇄 또는 분쇄 형태를 모두 포함한다. 또한, 본 발명에 따른 알킬은 물에 대한 용해도 및 아민형 계면활성제로써의 강력한 수소결합을 나타내기 위한 측면에서 탄소수 8 이상의 장쇄의 알킬이 우선되나 탄소수 4 내지 7의 단쇄인 알킬 또한 본 발명의 일 양태임은 물론이며, 탄소수 1 내지 3의 알킬기는 아민형 계면활성제로써의 효율이 저하되어 제외된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물의 에틸렌 글리콜계 화합물은 강력한 수소결합을 갖고 있는 동시에 packing density을 높여주는 N-치환 에틸렌 글리콜계 화합물로, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물에 의해 공정 이후 생성된 불량기판으로부터 칼라 레지스트를 제거하는 공정에 효과적으로 사용할 수 있다. 이때, 상기 칼라 필터의 칼라 레지스트를 제거하는 공정에서 발생하는 하부 노출된 절연막 및/또는 금속배선 등을 상기 화학식 1의 에틸렌 글리콜계 화합물에 의해, 흡착-보호함으로써 강알리 특성을 가지는 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물로 인한 손상을 억제하여, 불량 기판으로부터 TFT 배열 기판을 효율적으로 분리 및 회수하고, 이를 다시 재활용 할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물은 바람직하게 R1은 (C7~C14)알킬이고, m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수에서 선택된다. 본 발명에서는 0.01 내지 5중량%로 포함될 수 있으며, 절연막 및/또는 금속 배선등의 손상없이 높은 박리속도와 후공정의 불량을 초래하지 않는 측면에서 바람직하게 0.5 내지 3중량%로 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 필터를 구성하는 수지성분으로의 침투 능력이 우수한 특성을 가진다. 이때, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 리튬 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드 등의 무기 알칼리 하이드록사이드; 테트라에틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드, 트리메틸벤질 암모늄 하이드록사이드 등의 알킬 암모늄 하이드록사이드; 및 벤질트리메틸암모늄하이드록사이드 등의 페닐알킬 암모늄 하이드록사이드에서 선택되는 하나 이상의 알칼리 하이드록사이드를 포함할 수 있으며, 바람직하게는 리튬 하이드록사이드, 소듐 하이드록사이드, 포타슘 하이드록사이드, 테트라에틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드, 테트라부틸 암모늄 하이드록사이드 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 알칼리 하이드록사이드는 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있으며, 단시간 내 칼라 레지스트를 제거하기 위한 측면에서는 4 내지 15 중량%로 포함되는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 아민 화합물을 포함한다. 상기 아민 화합물은 당업계에서 사용되는 알킬 아민 화합물, 알킬 히드록시 아민 화합물, 알칸올 아민 화합물, 알콕시 아민 화합물, 복소환식 아민 화합물, 폴리 아민 화합물, 환상 아민 화합물 및/또는 방향족 아민 화합물 등이라면 한정되지 않는다. 또한, 상기 폴리 아민 화합물, 환상 아민 화합물 및/또는 방향족 아민 화합물 등은 분자 구조 내에 산소를 포함하지 않고 질소를 2개 이상 포함하는 것으로, 칼라 레지스트의 분해를 촉진할 수 있다는 측면에서 우선된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 아민 화합물은 제한되지는 않으나 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 이때, 상기 아민 화합물의 알킬 아민 화합물은 탄소수 1 내지 10의 알킬 아민 화합물일 수 있으며, 이의 비한정적인 일예로는 메틸아민, 에틸아민, 프로필아민, 이소프로필아민, 부틸아민, t-부틸아민, 헥실아민, 디메틸아민, 디에틸아민, 디프로필아민, 디이소프로필아민, 디부틸아민 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 상기 알킬 히드록시 아민 화합물은 탄소수 1 내지 10의 알킬 히드록시 아민 화합물일 수 있으며, 이의 비한정적인 일예로는 디에틸하이드록실아민일 수 있으며, 상기 알칸올 아민 화합물은 탄소수 1 내지 10의 알칸올 아민 화합물일 수 있으며, 이의 비한정적인 일예로는 모노메탄올아민, 메틸메탄올아민, 모노에탄올 아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 모노프로판올아민, 2-아미노에탄올, 2-(에틸아미노)에탄올, 2-(메틸아미노)에탄올, N-메틸 디에탄올아민, N,N-디메틸에탄올아민, N,N-디에틸아미노에탄올, 2-(2-아미노에틸아미노)-1-1에탄올, 1-아미노-2-프로판올, 2-아미노-1-프로판올, 3-아미노-1-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 디부탄올아민 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으며, 상기 알콕시 아민 화합물은 탄소수 2 내지 15의 알콕시알킬아민으로 비한정적인 일예로는 메톡시에틸아민, 메톡시프로필아민, (부톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디에틸아민, (메톡시메틸)디메틸아민, (부톡시메틸)디메틸아민, (이소부톡시메틸)디메틸아민, (메톡시메틸)디에탄올아민, (하이드록시에틸옥시메틸)디에틸아민, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄, 메틸(메톡시메틸)아미노에탄올, 메틸(부톡시메틸)아미노에탄올, 2-(2-아미노에톡시)에탄올 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 복소환식 아민 화합물은 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, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨 및 1,8-디아자비시클로[5.3.0]-7-운데센 등으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 폴리 아민 화합물은 아민기를 둘 이상 포함하는 당업계의 물질이라면 한정되지 않으나, 이의 비한정적인 일예로는 디에틸렌트리아민, 디에틸렌테트라아민, 트리에틸렌테트라아민, 에틸렌디아민, 프로필렌디아민, 테트라에틸렌펜타아민, N,N-디에틸에틸렌디아민, N,N'-디에틸에틸렌디아민, 1,4-부탄디아민, N-에틸-에틸렌디아민, 1,2-프로판디아민, 1,3-프로판디아민 및 1,6-헥산디아미드 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 상기 환상 아민 화합물은 피페라진, N-메틸피페라진, N-에틸피페라진, N-프로필피페라진, N-부틸피페라진, , N-펜틸피페라진, N-헥실피페라진, N-비닐피페라진, N-비닐메틸피페라진, N-비닐에틸피페라진, N-비닐-N'-메틸피페라진, N-아크릴로일피페라진, N-아크릴로일-N'-메틸피페라진, 히드록시에틸피페라진, N-(2-아미노에틸)피페라진 및 N,N'-디메틸피페라진 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 또한, 상기 방향족 아민 화합물은 아닐린, 벤질아민, N,N-디메틸아닐린, 디페닐아민 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 폴리 아민 화합물은 다수의 -N기에 의해 칼라 레지스트가 제거되어 노출된 절연막 또는 금속 배선의 손상을 억제함과 동시에 제거된 칼라 레지스트의 분해를 촉진할 수 있어, 보다 우선된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 일반적으로 사용되는 칼라 필터용 박리액 조성물에서 사용되는 부틸글리콜, 부틸디글리콜, 메틸글리콜, 메틸디글리콜 등의 알킬글리콜에테르류; 디메틸설폭사이드, N-메틸-2-피롤리돈, N,N-디메틸아세트아마이드, N,N-디메틸포름아마이드, N,N-디메틸이미다졸리디논, γ-부티로락톤 등의 비양자성 극성용제류; 에서 선택되는 하나 이상의 극성용제로는 제거가 어려운 가교된 아크릴막 및 칼라 필터용 레지스트에 용이하게 침투하여 이에 대한 우수한 용해력으로 빠른 시간 내 제거가 가능하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 상술한 효과에 있어서, 하기 화학식 2로 표시되는 방향족 알코올 및 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리형 알코올에서 선택되는 하나 이상의 알코올계 용제를 더 포함함으로써, 박리 효율을 향상시킬 수 있을 뿐 아니라 종래의 극성용제의 사용에도 불구하고, 박리 효율에 있어서 시너지 효과를 나타낼 수 있음을 발견하였다.
[화학식 2]
Figure 112016084213526-pat00003
[화학식 3]
Figure 112016084213526-pat00004
[상기 화학식 2 및 3에서,
R11은 수소 또는 (C1-C4)알킬이고,
A는 -NH-, -S- 또는 -O-이고,
c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수에서 선택된다.]
상기 알코올계 용제의 구체적인 일예로는 페닐메탄올, 메틸페닐메탄올, 에틸페닐메탄올, 프로필페닐메탄올, 이스프로필페닐메탄올, 부틸페닐메탄올 등의 방향족 알코올; 테트라히드로퓨라닐메탄올, 테트라히드로퓨라닐에탄올, 테트라히드로퓨라닐프로판올, 테트라히드로퓨라닐부탄올, 테트라히드로티오페닐메탄올, 테트라히드로퍼퓨릴알코올, 테트라하이드로퓨릴에탄올, 테트라하이드로퓨릴프로판올, 테트라히드로티오페닐부탄올, 피페리딜메탄올, 피페리딜에탄올, 피페리딜프로판올, 피페리딜부탄올 등의 헤테로고리형 알코올에서 선택되는 하나 이상일 수 있다. 이때, 상기 알코올계 용제는 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 20 중량%로 혼합될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 레지스트에 대한 용해력과 표면장력을 저하시키기 위해, 에틸렌글리콜알킬에테르 화합물을 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 레지스트와 기판 사이에 작용하는 표면장력을 저하시켜 손쉽게 칼라 레지스트가 스트립되도록 돕는다. 특히, 투명 칼라 필터에서 가장 많이 사용되는 아크릴계 수지 등에 대한 용해력을 극대화시켜 이의 완벽 제거를 가능케 한다.
이때, 상기 에틸렌글리콜알킬에테르 화합물의 비한정적인 일예로는 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 에틸렌글리콜 프로필에테르 및 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 40 중량%로 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 1 내지 50 중량%의 물을 포함할 수 있다. 이때, 물 없이 알코올계 용제, 에틸렌글리콜알킬에테르 화합물 등을 용제로 제조된 칼라 필터용 박리액 조성물은 칼라 레지스트에 대한 박리력이 저하되어 이의 완벽한 제거가 불가 할 뿐 아니라 제거를 위한 시간이 오래 걸리는 문제점을 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 비이온계 계면활성제를 더 포함하여, 절연막 및/또는 금속배선을 보호하여 이들의 부식을 획기적으로 억제할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 강알칼리성의 칼라 필터용 박리액 조성물에 의한 손상을 감소시켜, 불량기판으로부터, TFT 배열기판을 효율적으로 분리 및 회수하여 재활용할 수 있어 좋다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 비이온계 계면활성제는 소수성의 층간 절연막에 대해 젖음성을 증가시켜, 칼라 레지스트 제거후 기판 등에 대한 표면얼룩을 방지하기 위해서 사용할 수 있으며, 본 발명에 사용될 수 있는 비이온계 계면활성제로는 통상적으로 업계에서 사용되는 것이면 제한 없이 사용될 수 있으나, 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르형, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시프로필렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌 폴리옥시부틸렌 알킬 에테르형, 폴리옥시에틸렌 알킬아미노 에테르형, 폴리옥시에틸렌 알킬아미도 에테르형, 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르형, 솔비탄 지방산 에스테르형, 폴리옥시에틸렌솔비탄지방산에스테르형, 글리세린 지방산 에스테르형, 알키롤아미드형 및 글리세린 에스테르형 계면활성제 등에서 선택되는 것일 수 있으며, 바람직한 일예로는 폴리에틸렌 글리콜 디라우레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트 등의 폴리에틸렌 글리콜 지방산 에스테르형이 좋으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 상기 비이온계 계면활성제는 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 5 중량%로 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 TFT-LCD의 칼라필터 공정에서 발생되는 불량 기판의 칼라 레지스트를 제거하여 상기 불량기판으로부터 TFT배열기판을 재활용할 수 있는 방법을 제공하며, 특히 높은 경화도를 가지는 아크릴계 수지, 노볼락계 페놀 수지 등을 포함하는 투명 칼라 필터에서도 높은 제거 속도로 효과적인 칼라 레지스트의 제거를 양호하게 완료 시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물을 이용하여 칼라 레지스트를 제거하는 방법에는 침적법, 분무법 등을 이용할 수 있다. 이때, 상기 침적, 분무의 수행온도는 제한되지는 않으나, 15 내지 100 ℃에서 수행될 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 70 ℃에서 30초 내지 40분, 바람직하게는 1분 내지 20분 동안 수행되는 것이 좋으나 당업자에 의해 용이한 그리고 적합한 조건으로 변경될 수 있음은 물론이다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있음은 물론이다.
(실시예)
하기 표 1에 기재된 성분과 함량을 혼합하여 칼라 필터용 박리액 조성물을 제조하였다.
Figure 112016084213526-pat00005
상기 표1에서 약어는 다음을 의미한다.
화학식 1 : polyoxyethylene　 dodecyl amine ether(m 및 n은 2이다.)
KOH : 포타슘 하이드록사이드
TMAH : 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드
MEA : 모노에탄올아민
BzA : 벤질아민
DETA : 디에틸렌테트라아민
DEA : 디에틸아민
DEHA : 디에틸하이드록실아민
EDA : 에틸렌디아민
MPA : 메톡시프로필아민
TEPA : 테트라에틸렌펜타아민
DMSO : 디메틸술폭시드
THFA : 테트라히드로퍼퓨릴알코올
PE : 피페리딜-1-에탄올
EDG : 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르
BDG : 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르
PEG-8 Dilaurate : 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트
[시험예 1] 유기 절연막 및 칼라 레지스트 제거 시험
상기 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 칼라 필터용 박리액 조성물을 하기의 방법으로 아크릴막을 포함하는 칼라레지스트 감광제가 생성된 기판으로 상기 칼라 필터용 박리액 조성물의 아크릴막 및 칼라레지스트 감광제 제거력을 평가하였다. 평가 방법은 유기 절연막 및 칼라 레지스트가 도포된 기판을 온도 70 ℃에서 각각의 칼라 필터용 박리액 조성물에 침지하여 기판에서 유기 절연막 및 칼라 레지스트가 완전히 박리되는 시간을 측정하였다.
상기 각각의 시편을 칼라 필터용 박리액 조성물로부터 꺼낸 후, 초순수로 수세하고 질소가스로 건조하고, 패턴 내에 칼라 레지스트가 잔류하는지 여부를 육안확인 및 광학현미경으로 확대하여 확인함으로써, 기판 내 잔류 아크릴막 및 칼라 레지스트의 여부를 관찰하였다. 하기 표 2는 아크릴막 및 칼라 레지스트가 완전히 박리되어 잔사가 발견되지 않는 시간을 측정하여 나타내었고, 실시예 1의 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용하여 아크릴막 및 칼라 레지스트가 제거된 TFT-기판의 SEM사진을 도 1에 나타내었다.
[시험예 2]: TFT-기판 하부막 손상 확인
유기 절연막 및 칼라 레지스트가 제거된 TFT-기판을 상기 시험예 1에서 사용한 각각의 실시예 1 내지 12 및 비교예 1 내지 8의 칼라 필터용 박리액 조성물에 추가로 60 분간 침지한 후 이를 초순수로 30초간 세정한 후 질소로 10초간 건조하였다. 건조된 각각의 시편을 SEM으로 표면과 단면을 관찰하여 하부막 부식 여부를 확인하여 표 2에 나타내었고, 실시예 1과 비교예 1의 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용한 TFT기판의 하부막에 대한 SEM사진을 도 2에 나타내었다.
도 2에 도시된 바에 따르면, 상기 비교예 1의 칼라 필터용 박리액 조성물을 사용할 경우, 유기 절연막 및 금속배선의 일부가 소멸되는 현상이 발견됨을 확인할 수 있었다.
상기 실험 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112016084213526-pat00006
상기 표 2에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 칼라 필터용 박리액 조성물은 유기 절연막 및/또는 칼라 레지스트의 구조적으로 침투가 용이하여, 유기 절연막 및/또는 칼라 레지스트에 대한 침투력이 우수하고, 박리력이 향상하게 되며, 하부막(절연막 및/또는 금속배선)에 대한 손상을 최소화하여, 칼라 필터 공정에서 발생된 불량기판으로부터 재사용이 양호한 상태의 배열기판을 얻어 재활용이 가능케 한다. 또한 비교예 8의 경우, 물의 함량이 적어 용제에 의해서만 유기 절연막 및/또는 칼라 레지스트를 제거 해야하는 단점이 있으며, 물에 의한 알칼리의 영향력을 보기 어려워 박리력이 상당히 저하되게 된다.

Claims (9)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물, 알칼리 하이드록사이드, 아민 화합물 및 물을 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112023007555922-pat00007

    [상기 화학식 1에서,
    R1은 (C4~C20)알킬, (C4~C20)알케닐 또는 (C4~C20)알키닐이고;
    m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 4의 정수이다.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 에틸렌 글리콜계 화합물의 R1은 (C7~C14)알킬인 칼라 필터용 박리액 조성물.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리 하이드록사이드는 무기 알칼리 하이드록사이드, 알킬 암모늄 하이드록사이드 및 페닐알킬 암모늄 하이드록사이드에서 선택되는 하나 이상인 칼라 필터용 박리액 조성물.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 아민 화합물은 알킬 아민 화합물, 알킬 히드록시 아민 화합물, 알콕시 아민 화합물, 복소환식 아민 화합물, 폴리 아민 화합물, 환상 아민 화합물 및 방향족 아민 화합물에서 선택되는 하나 이상인 칼라 필터용 박리액 조성물.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 칼라 필터용 박리액 조성물은 에틸렌 글리콜계 화합물 0.01 내지 5 중량%, 알칼리 하이드록사이드 1 내지 15 중량%, 아민 화합물 1 내지 60 중량% 및 물 1 내지 50 중량%를 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물.
  6. 제 1항에 있어서,
    하기 화학식 2로 표시되는 방향족 알코올 및 하기 화학식 3으로 표시되는 헤테로고리형 알코올에서 선택되는 하나 이상의 알코올계 용제를 더 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112016084213526-pat00008

    [화학식 3]
    Figure 112016084213526-pat00009

    [상기 화학식 2 및 3에서,
    R11은 수소 또는 (C1-C4)알킬이고,
    A는 -NH-, -S- 또는 -O-이고,
    c 및 d는 서로 독립적으로 0 내지 5의 정수에서 선택된다.]
  7. 제 1항에 있어서,
    에틸렌글리콜알킬에테르 화합물을 더 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 에틸렌글리콜알킬에테르 화합물은 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 에틸렌글리콜 프로필에테르 및 에틸렌글리콜 모노부틸에테르에서 선택되는 하나 이상인 칼라 필터용 박리액 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    비이온계 계면활성제를 더 포함하는 칼라 필터용 박리액 조성물.
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