KR20090107336A - 잉크 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 잉크 조성물에 관한 것으로, 특히 실리콘 고분자를 사용하는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트를 이용한 패턴형성에 적용되며, 실리콘 고분자의 팽윤현상을 억제시킴과 동시에 잉크 조성물의 증발속도를 늦추며, 끈끈한 택성을 가지는 젤 상태를 유지시켜 실리콘 고분자의 대기시간 개선 및 사용빈도 횟수를 증가시킬 수 있으며, 또한 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트용 잉크 조성물에 관한 것이다.

잉크, 임프린트 리소그래피, 롤 프린트, 팽윤, 점착성 부여제

Description

잉크 조성물 {Ink composition}

본 발명은 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실리콘 고분자를 사용하는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트를 이용한 패턴형성에 적용되며, 실리콘 고분자의 팽윤현상을 억제시킴과 동시에 잉크 조성물의 증발속도를 늦추며, 끈끈한 택성을 가지는 젤 상태를 유지시켜 실리콘 고분자의 대기시간 개선 및 사용빈도 횟수를 증가시킬 수 있으며, 또한 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트용 잉크 조성물 및 이를 이용한 디스플레이 또는 반도체의 패턴형성방법에 관한 것이다.

일반적으로 정보저장, 소형 센서, 광결정 및 광학 소자, 미세 전자기계 소자, 표시 소자, 디스플레이 및 반도체에 적용되는 미세 패턴을 형성하는 공정은 빛을 이용하여 미세 패턴을 형성하는 포토리스그래피(photolithography)를 이용한 방법이다.

종래 포토리소그래피 방법은 노광 공정에 사용되는 빛의 파장에 의해 회로 선폭 또는 패턴 선폭이 결정된다. 현재의 기술 수준을 고려할 때 포토리소그래피 공정은 빛의 간섭 때문에 70 nm 이하의 미세 패턴을 기판 상에 형성하는 것은 어려운 상황이다. 또한, 패턴의 초미세화가 진행됨에 따라 노광 장비와 같이 고가의 장비로 인하여 초기 투자비용이 증가하고 고해상도의 마스크 가격도 급등하여 효율성이 떨어지는 단점이 있으며, 고가의 장비를 사용해야 하는 문제점은 결국 원가 상승을 일으키는 또 다른 요인으로 작용하고 있다.

뿐만 아니라, 패턴을 형성할 때마다 노광, 노광 후 베이크, 현상, 현상 후 베이크, 식각 공정, 세정 공정 등을 수행해야만 하기 때문에 공정 시간이 오래 걸리고, 다수회의 포토 공정을 반복해야만 하기 때문에 생산성이 저하되는 문제점이 부각되었다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 방법으로 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트 공법이 대두되었다. 임프린트 리소그래피는 나노 스케일을 각인하기 위해 미국 프린스턴 대학교의 스테판 쵸우(Stephen chou) 등에 의해 최초로 발명된 방법으로 상대적으로 강도가 강한 무기물 또는 고분자의 표면에 필요로 하는 형상을 미리 제작하여, 이를 다른 물질 위에 도장 찍는 듯이 하여 미세 패턴을 형성하는 것이다. 구체적으로, 원하는 미세 패턴을 미리 형성시킨 무기물 또는 고분자 몰드(Mold)를 사용하여 금속막 또는 유기막 위에 코팅된 경화성 조성물에 합착하고 열 또는 광경화시켜 패턴을 형성하는 공법으로 기존 포토리소그래피 방법에 비해서 공정 단순화 및 미세 패턴 형성에 유리한 이점이 있다.

또한 롤 프린트 공법은 대한민국특허출원 제2006-0005482호(공개특허공보 제10-2007-76292호)에 구체적으로 롤 프린트 장치 및 이를 이용한 표시 장치의 제조 방법에 대하여 개시되어 있다. 상기 종래기술에는 롤 프린트 공법이 FED(Field Emission Display), 유기EL(Electro Luminescent), PDP(Plasma Display Panel) 장치에도 적용이 가능하고 제조 공정이 단순해 질 것이라고 언급하고 있으며, 반복 인쇄 후에도 패턴의 정밀도가 확보될 것이라 개시하고 있다.

롤 프린트 공법은 기존의 포토리소그래피에서 패턴을 형성시킬 때 사용되는 고해상도의 마스크 대신 실리콘 고분자와 클리체를 사용하여 미세 패턴을 형성하고자 하는 기판에 직접적인 패턴 전사가 형성이 된다. 이러한 롤 프린트 공법은 스탬프인 실리콘 고분자를 사용하여 얼라인, 몰드와의 이형성을 개선시켰으며, 열경화 공정을 적용함으로써 생산성 및 작업 능률을 향상시켰다. 또한, 포토리소그래피의 노광이나 현상 작업과 같은 여러 공정을 거치면서 진행되는 복잡한 공정 및 그에 따라서 발생하는 부수적인 공정비용을 획기적으로 줄일 수 있는 대안으로 제시되고 있다.

그러나, 종래 임프린트공법 및 롤 프린트 공법을 이용하여 미세 패턴 형성 시 유동성 및 증발 속도가 빠른 잉크 조성물을 사용할 경우 블랑켓인 실리콘 고분자에 잉크 조성물이 스며들며, 이로 인한 실리콘 고분자의 오염으로 인해서 공정 대기시간 증가와 함께 실리콘 고분자를 반복적으로 사용하는데 있어서 사용 횟수가 감소하는 문제점이 있다. 또한, 실리콘 고분자의 오염으로 생긴 잉크 조성물의 이물을 제거하기 위해서 물리적인 접촉으로 세정 작업이 진행되면 마찰 등에 의해 표면이 쉽게 손상되는 문제점이 발생하며, 실리콘 고분자의 잉크 조성물이 제거되지 않은 상태로 임프린트 및 롤 프린트 공정이 진행되면 형성하고자 하는 기판 측에 잉크 조성물의 미세 패턴이 잘못 형성되거나 불량 품질이 과다하게 발생하는 요인이 된다는 문제점이 있었다. 따라서 연속해서 미세 패턴을 전사시키는데 한계가 있으며, 미세 패턴의 정밀도를 증진시키는데 어려움이 있었다.

상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 실리콘 고분자를 사용하는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트를 이용한 패턴형성에 적용되며, 실리콘 고분자의 팽윤현상을 억제시킴과 동시에 잉크 조성물의 증발속도를 늦추며, 끈끈한 택성을 가지는 젤 상태를 유지시켜 실리콘 고분자의 대기시간 개선 및 사용빈도 횟수를 증가시킬 수 있으며, 또한 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있는 잉크 조성물 및 상기 잉크 조성물을 이용한 디스플레이 또는 반도체의 패턴형성방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은

패턴이 형성된 실리콘 고분자에 잉크 조성물을 접촉시켜 기판 위에 패턴을 전사시키는 임프린트 리소그래피 공정 및 롤 프린트 공정에 사용되는 잉크 조성물에 있어서,

상기 잉크 조성물은 고분자 수지, 점착성 부여제 및 유기용매를 포함하며, 상기 실리콘 고분자의 상기 잉크 조성물에 대한 24 시간 후의 팽윤비가 0-5 %인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물을 제공한다.

상기 잉크 조성물은

a) 고분자 수지 5 내지 45 중량부;

b) 점착성 부여제 5 내지 45 중량부; 및

c) 유기용매 50 내지 90 중량부

를 포함하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명은 상기 잉크 조성물을 이용한 디스플레이 또는 반도체의 패턴형성방법을 제공한다.

본 발명의 잉크 조성물은 실리콘 고분자를 사용하는 임프린트 리소그래피 및 롤 프린트를 이용한 패턴형성에 적용되어 실리콘 고분자의 팽윤현상을 억제시킴과 동시에 잉크 조성물의 증발속도를 늦추며, 끈끈한 택성을 가지는 젤 상태를 유지시켜 실리콘 고분자의 대기시간 개선 및 사용빈도 횟수를 증가시킬 수 있으며, 또한 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

이하 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 잉크 조성물은 패턴이 형성된 실리콘 고분자에 잉크 조성물을 접촉시켜 기판 위에 패턴을 전사시키는 임프린트 리소그래피 공정 및 롤 프린트 공정 에 사용되며, 상기 잉크 조성물은 고분자 수지, 점착성 부여제 및 유기용매를 포함하며, 상기 실리콘 고분자의 상기 잉크 조성물에 대한 24 시간 후의 팽윤비가 0-5 %인 것을 특징으로 한다. 바람직하기로는 상기 잉크 조성물은 a) 고분자 수지 5 내지 45 중량부; b) 점착성 부여제 5 내지 45 중량부; 및 c) 유기용매 50 내지 90 중량부를 포함한다.

본 발명에 있어서 상기 실리콘 고분자의 잉크 조성물에 대한 24 시간 후의 팽윤비는 상기 실리콘 고분자를 잉크 조성물에 24 시간 담군 후 꺼내어 메탄올로 세정한 후 측정한 실리콘 고분자의 초기 무게와 세정한 후의 무게의 차이비를 의미하며{팽윤비(%) = [(실리콘 고분자의 세정 후 무게(g) - 실리콘 고분자의 초기무게(g))/실리콘 고분자의 초기무게(g)] X 100}, 본 발명의 잉크 조성물에 대한 상기 실리콘 고분자의 24 시간 후의 팽윤비가 0-5 %인 것을 특징으로 한다. 바람직하기로는 상기 24 시간 후의 팽윤비가 0-4 %인 것이 좋다.

본 발명의 잉크 조성물에서 상기 a) 고분자 수지는 통상의 잉크 조성물에 사용되는 노볼락 수지, 아크릴 수지 등을 사용할 수 있다. 상기 노볼락 수지는 메타 크레졸, 파라 크레졸, 2,3,5-트리메킬페놀, 2,3-자일렌, 3,5-자일렌 등의 방향족 알코올과 포름알데히드 또는 파라포름알데히드를 반응시켜 합성한 고분자를 사용할 수 있다. 또한 상기 아크릴 수지는 불포화 카르복실산, 방향족 단량체, 아크릴 단량체 등을 중합한 것을 사용할 수 있다.

상기 고분자 수지의 분자량은 2,000 내지 100,000인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 2,000 내지 45,000인 것이다.

상기 고분자 수지는 조성물 총 100 중량부에 대하여 5 내지 45 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7 내지 12.5 중량부로 포함되는 것이다. 상기 범위 내인 경우 패턴 지지체의 역할과 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 잉크 조성물은 상기 b) 점착성 부여제는 잉크 조성물의 점도, 택성 및 열적 안정성을 향상시키는 작용을 한다. 또한 임프린트 및 롤 프린트와의 이형성을 조절함으로써 패턴 지지체의 역할과 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킨다.

상기 점착성 부여제의 구제적인 예로는 부틸레이트하이드록시아니솔, 2,6-디-터트-부틸-4-하이드록시메틸페놀, 부틸레이트하이드록시톨루엔, 프로필갈레이트, 라우릴갈레이트, 옥틸갈레이트, 2,4,5-트리하이드록시부티로페논, 터트-부틸하이드로퀴논 3-아미노페놀, 4-아미노페놀, 4-메톡시페놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 2,4-디메틸페놀, 2,6-디메틸페놀, 폴리(4-비닐페놀), 4-브로모페놀 등의 페놀류; 에틸비닐에테르, 폴리(메틸비닐에테르), 폴리(이소부틸비닐에테르) 등의 에테르류; 폴리-(p-하이드록시)스티렌, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)데칸, 4,4-[1-[4-[1-(1,4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀, 4,4-[2-하이드록시페닐]메틸렌]비스[2,6-디메틸페놀], 테트라키스(메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시-하이드로시나메이 트))메탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,5-비스(1,1-디메틸프로필)-1,4-벤젠디올, 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-하이드록시-5-터트-부틸페닐)부탄, 트리에틸렌글리콜-비스(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-(1-메틸시클로헥실)-페놀), 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한, 로진계 수지로서 우드 로진, 검 로진, 톨유 로진 등의 로진류와 이외에, 이들의 미변성 로진을 중합, 불균화, 수첨화 등에 의해 변성한 중합 로진, 불균화 로진, 안정화 로진, 완전 수첨 로진, 부분 수첨 로진이나, 기타 화학적으로 수식된 로진 외에, 각종 로진 유도체 등의 공지된 로진계 수지를 선택하여 사용할 수도 있다. 상기 로진 유도체로, 로진 에스터계 수지, 불포화 지방산 변성 로진계 수지, 불포화 지방산 변성 로진 에스터계 수지, 로진 알코올계 수지, 로진계 수지의 금속염 등을 사용할 수 있다. 또한, 중량평균분자량이 200-5,000인 우레탄 올리고머 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 잉크조성물에 있어서 상기 점착성 부여제는 본 발명의 잉크 조성물에 5 내지 45 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 7 내지 12.5 중량부로 포함되는 것이다. 상기 범위 내인 경우 잉크 조성물의 택성 및 임프린트 및 롤 프린트와의 이형성을 조절 가능하게 하며, 패턴 지지체의 역할과 패턴 전사율을 높여서 수율 개선 및 공정의 효율성을 향상시킬 수 있다.

또한 본 발명의 잉크 조성물에서 상기 c) 유기용매는 고분자 수지 및 점착성 부여제와 필요에 따라 추가적으로 사용가능한 계면활성제 또는 첨가제의 용해가 용이하여야 하며, 또한 상기 실리콘 고분자의 유기용매에 대한 24 시간 후의 팽윤비가 0-5 %인 것을 사용한다.

바람직하기로 상기 유기용매는 아세토니트릴, 글리세롤, 디메틸설폭사이드, 나이트로메탄, 디메틸포르아마이드, 페놀, N-메틸피롤리돈, 피리딘 퍼플로오로트리부틸아민, 퍼플로오로데칼린, 2-부타논; 메탄올, 에탄올, 에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜, 테트라에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 부탄디올, 벤질알코올, 헥실알코올 등의 알코올류; 프로필렌카보네이트, 테트라하이드로퓨란, 메톡시벤젠, 1,4-디옥산, 1-메톡시-2-프로판올, 메톡시벤젠, 디부틸에테르, 디페놀에테르 등의 에테르류; 에틸렌글리콜메틸에테르, 에틸렌글리콜에틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르 등의 디에틸렌글리콜알킬에테르류; 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디포로필렌글리콜디에틸에테르 등의 디프로필렌글리콜알킬에테르류; 부틸렌글리콜모노메틸에테르, 부틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 부틸렌글리콜모노메틸에테르류; 디부틸렌글리콜디메틸에테르, 디부틸렌글리콜디에틸에테르 등의 디부틸렌글리콜알킬에테르류 등을 단독 또는 2종 이 상 혼합하여 사용할 수 있다.

특히, 상기 유기용매는 실리콘 고분자에 코팅성능을 개선하기 위하여 단일 용매를 사용하는 것보다 2 종 이상의 용매를 혼합해서 사용하는 것이 패턴 전사에 더욱 좋다.

상기 유기용매는 잉크 조성물에 대하여 50 내지 90 중량부로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 70 내지 80 중량부로 포함되는 것이다. 상기 범위 내인 경우 용해성, 공정의 효율성을 동시에 기여할 수 있다.

상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 잉크 조성물은 계면활성제 또는 첨가제로 밀착성 증감제나 시인성 화합물을 더욱 포함할 수 있다.

상기 계면활성제는 실리콘 고분자에서 발생하는 잉크 재료의 얼룩 및 홀자국을 예방하고, 원만한 코팅성을 확보하는 작용을 한다.

상기 계면활성제는 실리콘 계열 계면활성제 또는 퍼플로오로알킬올리고머와 같은 불소 계열의 계면활성제를 사용할 수 있으며, 그 함량은 잉크 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.01 내지 3 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 1.5 중량부로 사용되는 것이 좋다.

상기 밀착성 증감제는 상기 밀착성 증감제는 하부막에 대한 밀착 특성을 향상시키기 위해 사용된다. 상기 밀착성 증감제는 일반적인 멜라닌계 가교제를 사용할 수 있으며, 멜라닌계 가교제로는 요소와 포름알데히드의 축합생성물, 멜라민과 포름알데히드의 축합생성물, 알코올로부터 얻어진 메틸올요소알킬에테르류나 메틸올멜라민알킬에테르류 등을 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 요소와 포름알데히드의 축합생성물로는 모노메틸올요소, 디메틸올요소 등을 사용할 수 있다. 상기 멜라민과 포름알데히드의 축합생성물로는 헥사메틸올멜라민을사용할 수 있으며, 그밖에 멜라민과 포름알데히드의 부분적인 축합 생성물도 사용할 수 있다. 또한, 상기 메틸올요소알킬에테르류로는 요소와 포름알데히드의 축합생성물에 메틸올기의 부분 또는 전부에 알코올류를 반응시켜 얻어지는 것으로, 그 구체적 예로는 모노메틸요소메틸에테르, 디메틸요소메틸에테르 등을 사용할 수 있다. 상기 메틸올멜라민알킬에테르류로는 멜라민과 포름알데히드의 축합생성물에 메틸올기의 부분 또는 전부에 알코올류를 반응시켜 얻어지는 것으로, 그 구체적 예로서는 헥사메틸올멜라민헥사메틸에테르, 헥사메틸올멜라민헥사부틸에테르 등을 사용할 수 있다. 또한, 멜라민의 아미노기의 수소원자가 히드록시 메틸기 및 메톡시 메틸기로 치환된 구조의 화합물, 멜라민의 아미노기의 수소원자가 부톡시 메틸기 및 메톡시 메틸기로 치환된 구조의 화합물 등도 사용할 수 있으며, 특히, 메틸올멜라민알킬에테르류를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 밀착성 증감제를 사용할 경우 그 함량은 잉크 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.01 내지 5 중량부로 사용되는 것이 좋으며, 바람직하게는 0.5 내지 2.5 중량부로 사용되는 것이 좋다. 상기 범위 내인 경우 본 발명의 잉크 조성물이 하부기판과의 우수한 밀착성을 가지게 하며, 추후에 에칭 공정에서 패턴 아래 부분의 메탈층을 보호하는 역할을 한다.

또한 상기 시인성 화합물은 염료 내지 안료 내지 감광성 화합물을 사용하여 잉크 조성물의 시인성을 확보할 수 있으며, 고분자 수지와 용해하여 패턴 전사능을 우수하게 형성시키고, 원하고자 하는 기판과의 접착력 확보를 용이하게 하는 작용을 한다.

상기 시인성 화합물로는 디아지드계 화합물로 트리하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4-트리하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트, 테트라하이드록시 벤조페논과 2-디아조-1-나프톨-5-술폰산을 에스테르화 반응시켜 제조된 2,3,4,4-테트라하이드록시벤조페논-1,2-나프토퀴논디아지드-5-설포네이트 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 시인성 화합물을 사용할 경우 그 함량은 본 발명의 잉크 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.001 내지 3.0 중량부로 사용되는 것이 좋으며, 바람직하게는 0.001 내지 2.0 중량부로 사용하는 것이 좋다.

상기와 같은 성분을 포함하는 본 발명의 잉크 조성물은 공지된 통상의 임프린트 공정(일예로 대한민국특허공개공보 제10-2005-0019557호) 및 롤 프린트 공정(일예로 대한민국특허공개공보 제10-2007-0076292호)을 이용한 디스플레이 또는 반도체의 패턴 형성에 적용되어 기판에 패턴을 형성할 수 있다.

구체적인 예로, 스핀 도포, 롤러 도포, 슬릿 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 0.5-10 ㎛의 두께로 도포한 후 임프린트 공정에서는 형성하고자 하는 모양의 패턴을 가지고 있는 실리콘 고분자 스템프와 접촉한 후 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등의 기판 위에 패턴을 전사시킬 수 있으며, 롤 프린트 공정에서 는 형성하고자 하는 모양의 패턴을 가지고 있는 클리체를 이용하여 실리콘 고분자와 접촉한 후 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등의 기판 위에 패턴을 전사시킬 수 있다.

이어서, 자외선을 이용하여 광경화 공정을 할 수 있으며, 또는 90-200 ℃의 온도로 열처리하는 열경화 공정을 실시할 수 있으며, 또는 광경화 공정과 열경화 공정을 병행하여 실시할 수 있다. 상기 열처리 공정은 잉크 조성물 중 고체 성분을 열분해시키지 않으면서 용매를 증발시키기 위하여 실시하는 것이다. 일반적으로, 열처리 공정을 통하여 용매의 농도를 최소화하는 것이 바람직하며, 두께 10 ㎛ 이하의 잉크 막이 기판에 남을 때까지 실시하는 것이 바람직하다. 상기와 같은 공정은 잉크 막과 기판과의 접착성 및 내화학성을 증진시킨다. 상기와 같은 공정이 완료된 기판을 부식 용액 또는 기체 플라즈마로 처리하여 노출된 기판 부위를 처리하며, 이때 기판의 노출되지 않은 부위는 잉크 막에 의하여 보호된다. 이와 같이 기판을 처리한 후 적절한 스트리퍼로 잉크 막을 제거함으로써 기판에 미세 회로 패턴을 형성시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예]

실시예

하기 표 1과 같은 성분과 조성으로 혼합하여 상온에서 24 시간 이상 균일하게 혼합하여 실시예 1-2와 비교예 1-2의 잉크 조성물을 제조하였다. 하기 표 1의 단위는 g이다.

하기 표 1에서 사용한 고분자 수지는 중량평균분자량이 7000인 노볼락수지이고, 점착성 부여제는 부틸레이트하이드록시아니솔이고, 계면활성제는 실리콘계면활성제이고, 첨가제는 헥사메틸올멜라민헥사메틸에테르이며, 유기용매의 혼합비는 중량비율이다.

[표 1]

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
고분자 수지	10	10	10	20
점착성 부여제	10	10	10
유기용매	80	80	80	80
	아세토니트릴:트리에틸렌글리콜 = 9:1	아세토니트릴	에틸아세테이트:부틸아세테이트 = 9:1	에틸아세테이트
계면활성제	1	1	1	1
첨가제	3	3	3	3

상기 표 1에서 제조한 실시예 1 또는 2와 비교예 1 또는 2의 잉크 조성물을 이용하여 다음과 같은 방법으로 물성을 평가하였다.

가. 실리콘 고분자와 잉크 조성물의 팽윤비

실리콘 고분자를 50 x 50 mm 크기로 자른 뒤, 실시예 1-2와 비교예 1-2의 잉크 조성물에 24시간 동안 완전히 담군 것을 메탄올로 세정한 뒤에 나중 무게에서 초기 무게의 비를 통해서 팽윤비(%)를 측정하여 하기 표 2에 나타내었다.

팽윤비(%) = [(실리콘 고분자의 세정 후 무게(g) - 실리콘 고분자의 초기무게(g))/실리콘 고분자의 초기무게(g)] X 100

[표 2]

	초기무게(g)	세정 후 무게(g)	팽윤비(%)
실시예 1	4.018	4.033	0.4
실시예 2	3.886	3.898	0.3
비교예 1	3.985	4.048	1.6
비교예 2	3.941	3.995	1.4

상기 표 2에 나타난 바와 같이 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 잉크 조성물은 실리콘 고분자에 스며드는 현상이 극히 적음에 비하여 비교예 1 및 2의 경우에는 팽윤비가 1.4 이상으로 팽윤현상이 심함을 알 수 있었다.

나. 미세 패턴 전사율

패턴이 없는 실리콘 고분자 위에 상기 실시예 1-2와 비교예 1-2의 잉크 조성물을 코팅하였다. 20 초 동안 자연건조한 후 실리콘 고분자가 클리체를 지나면서 형성하고자 하는 기판에 미세 패턴을 전사시키고, 패턴의 전사율을 하기 표 3에 나타내었다. 패턴의 전사율은 1 × 1 ㎜의 크기를 가진 셀 100개 안에서 패턴 형성에 따라 0-100 %로 명시하였다.

[표 3]

구분	실시예 1	실시예 2	비교예 1	비교예 2
패턴 전사율 (%)	98	96	92	85

상기 표 3에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 잉크 조성물은 패턴 전사율이 96 % 이상으로 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다.

다. 패턴 형성 정밀도

패턴이 없는 실리콘 고분자 위에 상기 실시예 1-2와 비교예 1-2의 잉크 조성물을 코팅하였다. 잉크조성물의 자연건조한 후 실리콘 고분자가 클리체를 지나면서 형성하고자 하는 기판 위에 미세 패턴이 전사시켰다. 그 다음, 미세 패턴이 전사된 기판을 열처리한 뒤, 40 ℃의 알루미늄 에칭 용액에 담구었다가 꺼내어 건조시킨 후 주사전자현미경을 통해서 미세 패턴의 표면 분석을 하고, 그 결과를 각각 도 1 내지 4에 나타내었다.

도 1 내지 4를 통하여 나타나는 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1(도 1) 및 실시예 2(도 2)의 잉크 조성물은 균일한 패턴을 형성하여 패턴 형성의 정밀도가 우수함을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1(도 3) 및 2(도 4)의 경우에는 패턴 형성이 정밀하게 나타나지 않음을 볼 수 있었다.

라. 잉크 조성물의 대기 시간.

패턴이 없는 실리콘 고분자 위에 상기 실시예 1-2와 비교예 1-2의 잉크 조성물을 코팅하였다. 잉크 조성물을 자연 건조한 후 실리콘 고분자가 클리체를 지나면서 형성하고자 하는 기판 위에 미세 패턴이 전사시켰다. 그 다음, 미세 패턴이 전사된 기판을 열처리한 뒤, 40 ℃의 알루미늄 에칭 용액에 담구었다가 꺼내어 건 조시킨 후 패턴이 형성된 전사율을 통해서 대기시간을 측정하여 하기 표 4에 나타내었다. 하기 표 4에서 단위는 %이다.

[표 4]

시간 (sec)	0	5	10	15	20	25	30	40	90	150
실시예 1	94	95	98	97	94	95	92	91	90	0
실시예 2	94	95	93	96	95	94	93	91	90	0
비교예 1	82	93	95	94	57	42	30	0
비교예 2	80	82	84	85	35	20	11	0

상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 및 실시예 2의 잉크 조성물의 대기시간은 90 sec 이내의 경우에 패턴 전사율이 90% 이상으로 우수하게 나타남을 확인할 수 있었다. 반면, 비교예 1 및 2의 경우에는 잉크 조성물의 대기시간은 30 sec의 경우에 패턴 전사율이 각각 30%, 11%이며, 40 sec 이후에는 전사되지 않음을 확인할 수 있었으며, 따라서 본 발명의 잉크 조성물의 대기시간이 현저히 향상되었음을 확인할 수 있었다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 제조한 잉크 조성물을 이용하여 미세 패턴을 형성시킨 후 그 표면을 관찰한 주사전자현미경 사진들이다.

도 3 및 도 4는 비교예에 따라 제조한 잉크 조성물을 이용하여 미세 패턴을 형성시킨 후 그 표면을 관찰한 주사전자현미경 사진들이다.

Claims (8)

1. 패턴이 형성된 실리콘 고분자에 잉크 조성물을 접촉시켜 기판 위에 패턴을 전사시키는 임프린트 리소그래피 공정 및 롤 프린트 공정에 사용되는 잉크 조성물에 있어서,

   상기 잉크 조성물은 고분자 수지, 점착성 부여제 및 유기용매를 포함하며, 상기 실리콘 고분자의 상기 잉크 조성물에 대한 24 시간 후의 팽윤비가 0-5 %인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서,

   상기 잉크 조성물이

   a) 고분자 수지 5 내지 45 중량부;

   b) 점착성 부여제 5 내지 45 중량부; 및

   c) 유기용매 50 내지 90 중량부

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
3. 제1항에 있어서,

   상기 고분자 수지는 노볼락 수지, 아크릴 수지 및 이들의 혼합물로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
4. 제1항에 있어서,

   상기 점착성 부여제는 부틸레이트하이드록시아니솔, 2,6-디-터트-부틸-4-하이드록시메틸페놀, 부틸레이트하이드록시톨루엔, 프로필갈레이트, 라우릴갈레이트, 옥틸갈레이트, 2,4,5-트리하이드록시부티로페논, 터트-부틸하이드로퀴논 3-아미노페놀, 4-아미노페놀, 4-메톡시페놀, 2,3,5-트리메틸페놀, 2,4-디메틸페놀, 2,6-디메틸페놀, 폴리(4-비닐페놀), 4-브로모페놀 등의 페놀류; 에틸비닐에테르, 폴리(메틸비닐에테르), 폴리(이소부틸비닐에테르) 등의 에테르류; 폴리-(p-하이드록시)스티렌, 1,1-비스(4-하이드록시페닐)데칸, 4,4-[1-[4-[1-(1,4-하이드록시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀, 4,4-[2-하이드록시페닐]메틸렌]비스[2,6-디메틸페놀], 테트라키스(메틸렌(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시-하이드로시나메이트))메탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)벤젠, 트리스(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시벤질)이소시아누레이트, 옥타데실-3-(3,5-디-터트-부틸-4-하이드록시페닐)프로피오네이트, 2,5-비스(1,1-디메틸프로필)-1,4-벤젠디올, 1,1,3-트리스-(2-메틸-4-하이드록시-5-터트-부틸페닐)부탄, 트리에틸렌글리콜-비스(3-터트-부틸-4-하이드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트, 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-(1-메틸시클로헥실)-페놀), 트리스(2,4-디-터트-부틸페닐)포스파이트; 우드 로진, 검 로진, 톨유 로진, 이들의 미변성 로진을 중합, 불균화, 수첨화에 의해 변성한 중합 로진, 불균화 로진, 안정화 로진, 완전 수첨 로진, 부분 수첨 로진; 로진 에스터계 수지, 불포화 지방산 변성 로진계 수지, 불포화 지방산 변성 로진 에스터계 수지, 로진 알코올계 수지, 로진계 수지의 금속염; 중량평균분자량이 200- 5,000인 우레탄 올리고머로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
5. 제1항에 있어서,

   상기 유기용매는 아세토니트릴, 메탄올, 에탄올, 프로필렌카보네이트, 글리세롤, 디메틸설폭사이드, 나이트로메탄, 디메틸포르아마이드, 페놀, N-메틸피롤리돈, 피리딘 퍼플로오로트리부틸아민, 퍼플로오로데칼린, 2-부타논, 트리에틸렌글리콜 및 테트라에틸린글리콜로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
6. 제1항에 있어서,

   상기 잉크 조성물은 실리콘 계열 계면활성제 또는 불소 계열의 계면활성제를 잉크 조성물 총 100 중량부에 대하여 0.01 내지 3 중량부로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
7. 제1항에 있어서,

   상기 잉크 조성물은 잉크 조성물 총 100 중량부에 대하여 밀착성 증감제 0.01 내지 5 중량부 또는 시인성 화합물을 0.001 내지 3 중량부로 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항 기재의 잉크 조성물을 이용한 디스플레이 또는 반도체의 패턴형성 방법.

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