KR20100062282A

KR20100062282A - 전자종이 격벽형성용 조성물

Info

Publication number: KR20100062282A
Application number: KR1020080120842A
Authority: KR
Inventors: 윤주표; 김병욱; 윤혁민; 구기혁; 여태훈; 신홍대; 이상훈; 김동명; 최상각; 최수연; 김진선
Original assignee: 주식회사 동진쎄미켐
Priority date: 2008-12-02
Filing date: 2008-12-02
Publication date: 2010-06-10
Also published as: KR101841665B1

Abstract

본 발명은 전자종이 격벽형성용 조성물에 관한 것으로, 특히 a) 알칼리 가용성 노볼락 수지; b) 광산 발생제; c) 가교 결합제; 및 d) 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물은 절연성, 내화학성, 내열성, 접착력이 우수하며, 감도 및 해상도가 뛰어나고, 버티컬 패턴 형성이 가능하여 20 um 이상의 전자종이 격벽을 형성하는데 특히 적합하다.

전자종이, 격벽, 버티컬 패턴, 감도, 노볼락수지

Description

전자종이 격벽형성용 조성물{A composition for barrier lib of electric paper}

본 발명은 전자종이 격벽형성용 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성, 내화학성, 내열성, 접착력이 우수하며, 감도 및 해상도가 뛰어나고, 버티컬 패턴 형성이 가능하여 20 um 이상의 전자종이 격벽을 형성하는데 특히 적합한 전자종이 격벽형성용 조성물에 관한 것이다.

최근 디스플레이 소자와 인쇄 종이의 장점을 가진 새로운 표시소자로 전자종이(Electric paper, e-paper)에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다. 전자종이는 반사형 디스플레이의 일종으로 백라이트(Back light)가 필요 없고 우수한 시야각과 해상도를 가진다. 또한 전자종이는 기존의 표시소자들 보다 얇고 대면적화가 유리하고, 소비전력과 제조비용 적으며 공정이 단순하여 큰 파급 효과가 기대된다.

전자 종이의 대표적인 제작 기술로 전기영동방식, 트위스트 볼 방식, 액정기술방식 등이 있다. 이중 전기영동방식은 양전하의 백색입자와 음전하의 흑색입자를 이용하여 상층과 하층의 전계에 따른 입자의 움직임으로 흑과 백의 색깔을 표시 하게 된다.

이러한 전기영동방식에서 색을 띤 입자들을 특정영역 안에 가두는 역할을 할 수 있는 20 um 이상의 두꺼운 전자종이용 격벽(Barrier Lib)이 필요하며, 입자의 상하이동에 영향을 주지 않도록 버티컬 패턴(Vertical Pattern)이 필요하게 되었고, 이러한 요구에 맞는 물질의 개발이 절실하게 요청되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 요청에 따라 절연성, 내화학성, 내열성, 접착력이 우수하며, 감도 및 해상도가 뛰어나고, 버티컬 패턴 형성이 가능하여 전자종이 격벽을 형성하는데 특히 적합한 전자종이 격벽형성용 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 상기 전자종이 격벽형성용 조성물을 이용한 전자종이 격벽 제조방법 및 상기 전자종이 격벽형성용 조성물의 경화체를 격벽으로 포함하는 전자종이를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은

a) 알칼리 가용성 노볼락 수지;

b) 광산 발생제;

c) 가교 결합제; 및

d) 용매

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물을 제공한다.

또한 본 발명은 상기 전자종이 격벽형성용 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 전자종이의 격벽형성방법을 제공한다.

또한 본 발명은 전자종이 격벽형성용 조성물의 경화체를 격벽으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 기판을 제공한다.

본 발명에 따른 전자종이 격벽형성용 조성물은 절연성, 내화학성, 내열성, 접착력이 우수하며, 감도 및 해상도가 뛰어나고, 버티컬 패턴 형성이 가능하여 전자종이 격벽을 형성하는데 특히 적합하다.

본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물은 a) 알칼리 가용성 노볼락 수지; b) 광산 발생제; c) 가교 결합제; 및 d) 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물에 포함되는 성분들을 상세히 설명한다.

a) 알칼리가용성 노볼락 수지

본 발명에 사용되는 노볼락 수지로는, 레지스트의 기술분야에서 널리 사용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 상기 노볼락 수지는 페놀류와 알데하이드류 또는 케톤류를 산성촉매의 존해 하에서 반응시켜 얻을 수 있다.

상기 페놀류로는 페놀, 오르토크레졸, 메타크레졸, 파라크레졸, 2,3-디메틸페놀, 3,4-디메틸페놀, 3,5-디메틸페놀, 2,4-디메틸페놀, 2,6-디메틸페놀, 2,3,6-트리메틸페놀, 2-t-부틸페놀, 3-t-부틸페놀, 4-t-부틸페놀, 2-메틸레졸시놀, 4-메틸레졸시놀, 5-메틸레졸시놀, 4-t-부틸카테콜, 2-메톡시페놀, 3-메톡시페놀, 2-프 로필페놀, 3-프로필페놀, 4-프로필페놀. 2-이소프로필페놀, 2-메톡시-5-메틸페놀, 2-t-부틸-5-메틸페놀, 티몰, 또는 이소티몰 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로, 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 알데하이드류로는 포름알데히드, 포르말린, 파라포름알데히드, 트리옥산, 아세트알데히드, 프로필알데히드, 벤즈알데히드, 페닐아세트알데히드, -페닐프로필알데히드, -페닐프로필알데히드, O-히드록시젠즈알데히드, m-히드록시벤즈알데히드, p-히드록시벤즈알데히드, O-클로로벤즈알데히드, m-클로로벤즈알데히드, p-클로로벤즈알데히드, O-메틸벤즈알데히드, m-메틸벤즈알데히드, p-메틸벤즈알데히드, p-에틸벤즈알데히드, p-n-부틸벤즈알데히드, 또는 테레프탈산알데히드 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 케톤류로는, 아세톤, 메틸에틸케톤, 디에틸케톤, 디페닐케톤을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

바람직하기로는 상기 기술한 것 중에서, 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 촉매와 축합반응시킨 노볼락 수지가 감도제어성 관점에서 바람직하다. 또한 내열성이 높은 노볼락수지를 얻기 위해서는 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 이들과 살리실릭알데하이드로 축합반응 시키는 좋이 좋으며, 내열성이 높지 않은 노볼락수지를 얻기 위해서는 메타크레졸과 파라크레졸을 병용하여 이들과 포름알데히드, 포르말린 또는 파라포름알데히드를 축합반응시킨 노볼락수지를 사용할 수 있다. 상기에서 메타크레졸과 파라크레졸의 혼합 중량비는 80:20~20:80, 바람직하게는 70:30~50:50인 것이 좋다.

상기 노볼락 수지의 평균분자량은, GPC에 의해 측정한 단분산 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량으로 3000~30000, 바람직하게는 3000~20000이다. 상기 노볼락 수지의 중량평균분자량이 너무 낮으면, 노광부의 가교반응이 일어나더라도 분자량 증대효과가 작아, 알칼리 현상액에 용해되기 쉬어질 수 있으며, 노볼락 수지의 중량평균분자량이 너무 높으면, 노광부와 미노광부의 알칼리 현상액에 대한 용해도의 차이가 작아져, 양호한 격벽패턴을 얻기 어려워질 수 있다.

가교성분

본 발명에서 사용하는 가교성분은 활성광선의 조사와 열처리에 의해 상기 노볼락 수지를 가교하는 성분이다. 가교성분의 작용에 의해, 노광영역의 알칼리 가용성 노볼락 수지의 분자량이 커져, 알칼리 현상액에 대한 용해속도가 저하된다. 이에 따른 가교 메커니즘에 따라 본 발명의 격벽형성용 조성물은, 알칼리 현상액에 의한 현상이 가능하게 된다.

가교성분으로는 활성광선의 조사에 의해 산을 발생하는 화합물(이하, 『광산발생제』라 칭함.)과 빛에 의해 생성된 산을 촉매로서 알칼리 가용성 수지를 가교하는 화합물(이하, 『가교 결합제』라 칭함.) 과의 조합을 들 수 있다.

b) 광산발생제

본 발명에서 광산발생제는 노광을 통해 산을 형성하는 화합물로는 활성화 방사선에 의해 노광되면 브뢴스테드산 또는 루이스산을 발생하는 물질이라면 특별한 제한은 없고, 오늄염, 할로겐화 유기 화합물, 퀴논디아지드 화합물, a,a'-비스(술포닐)디아조메탄계 화합물, 술폰 화합물, 유기산에스테르 화합물, 유기산아미드 화합물, 유기산이미드 화합물 등 공지된 것을 사용할 수 있다. 바람직하기로는 이들중에서도 방향족술폰산에스테르류, 방향족요오드늄염, 방향족술포늄염, 할로겐화알킬 잔기를 갖는 방향족 화합물 등이 바람직하다.

상기 오늄염으로는 디아조늄염, 암모늄염, 디페닐요오드늄트리플레이트 등의 요오드늄염, 트리페닐술포늄트리플레이트 등의 술포늄염, 포스포늄염, 아르소늄염, 옥소늄염 등을 들 수 있다.

상기 할로겐화 유기 화합물로는 할로겐함유 옥사디아졸계 화합물, 할로겐함유 트리아진계 화합물, 할로겐 함유 아세트페논계 화합물, 할로겐함유 벤조페논계 화합물, 할로겐함유 술폭사이드계 화합물, 할로겐함유 술폰계 화합물, 할로겐함유 티아졸계 화합물, 할로겐 함유 옥사졸계 화합물, 할로겐함유 트리아졸계 화합물, 할로겐 함유 2-피론계 화합물, 기타 할로겐 함유 헤테로환상 화합물, 할로겐함유 지방족 탄화수소 화합물, 할로겐함유 방향족 탄화수소 화합물, 술페닐할라이드 화합물 등을 들 수 있다.

상기 할로겐화 유기 화합물 구체적인 예로는 , 트리스(2,-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모프로필)포스페이트, 트리스(2,3-디브로모-3-클로로프로필)포스페이트, 테트라브로모클로로부탄, 2-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-S-트리아진, 헥사클로로벤젠, 헥사브로모벤젠, 헥사브로모시클로도데칸, 헥사브로모시클로도데센, 헥사브로모비페닐, 알릴트리브로모페닐 에테르, 테트라클로로비스페놀 A , 테트라브로모비스페놀 A, 테트라크로로비스페놀 A 의 비스 (클로로에틸)에테르, 테트라 클로로비스페놀 S, 테트라브로모비스페놀 S, 테트라클로로비스페놀 S의 테트라클롤비스페놀 A의 비스 (2,3-디클로로프로필)에테로, 테트라브로모비스페놀 A의 비스(2,3- 디브로모프로필)에테로, 테트라클로로비스페놀 S, 테트라브로모비스페놀 S, 테트라클로로비스페놀 S의 비스(클로로에틸)에테르, 테트라브로모비스페놀 S의 비스(브로모에틸)에테르, 비스페놀 S의 비스(2,3-디클로로프로필_에테르, 비스페놀 S의 비스(2,3-디브로모프로필)에테르, 트리스(2,3-디브로모프로필)이소시아누레이트, 2,2,-비스(4-히드록시-3,50디브로모페닐) 프로판, 2,2- 비스(4-(2-히드록시에톡시)-3,5-디브로모페닐)프로판 등의 할로겐계 난연제ㅣ 디클로로디페닐트리클로로에탄, 펜탁클로로페놀, 2,4,6-트리클로로페닐, 4- 니트로페닐엘, 2,4-디클로로페닐, 3'-메톡시-4'-니트로페닐에테르,2,4-디클로로페녹시아세트산, 45,6,7-테트라클로로프탈린, 1,1-비스(4-클로로페닐)에탈올, 1,1-비스(4-클로로페닐)-2,2,2-트리클로로에탄올, 2,4,4',5-테트라클로로디페닐술피드, 2,4,4'5-테트라클로로디페닐술폰 등의 유기 클로로계 농약 등을 사용할 수 있다.

상기 퀴논디아지드 화합물의 구체예로는 1,2-벤조퀴논디아지드-4-술폰산에스테르, 1,2-나프토퀴논디아지드-4-술폰산에스테르와 같은 퀴논디아지드 유도체의 술폰산에스테르; 1,2-벤조퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논-2-디아지드-4-술폰산클로라이드, 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산클로라이드 , 1,2-나프토퀴논-1-디아지드-6-술폰산클로라이드, 1,2-벤조퀴논-1-디아지드-5-술폰산클로 라이드 등의 퀴논디아지드 유도체의 술폰산클로라이드 등을 들 수 있다.

상기 a,a'-비스(술포닐)디아조메탄계 화합물로는, 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아프알킬기, 방향족기, 도는 헤테로환상기를 갖는 ,'-비스(술포닐)디아조메탄 등을 들 수 있다.

상기 a-카르보닐-a- 술포닐디아조메탄계 화합물의 구체예로는 , 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아르알킬기, 방향족기, 또는 헤테로환상기를 갖는 a-카르보닐-a- 술포닐디아조메탄 등을 들 수 있다.

상기 술폰 화합물의 구체예로는, 미치환, 대칭적 또는 비대칭적으로 치환된 알킬기, 알케닐기, 아르알킬기, 방향족기, 또는 헤테로환상기를 갖는 술폰 화합물, 디술폰 화합물 등을 들 수 있다.

상기 유기산에스테르로는 카르복실산에스테르, 술폰산에스테르, 인산에스테로 등을 들 수 있고, 유기산아미드로는, 카르복실산아미드, 술폰산아미드, 이산아미드 등을 들 수 있고, 유기산이미드로는 , 카르복실산이미드, 술폰산이미드, 인산이미드 등을 들 수 있다.

이 외에, 시클로헥실메틸(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 디시크로로헥실(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 2-옥소시클로헥실(2-노르보르닐)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 2-시클로헥실술포날시클로헥사논, 디메틸(2-옥소시클로헥실)술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄트리플루오로메탄술포네이트, 디페닐요오드늄트리플루오로메탄술포네이트, N-히드록시숙시이미디트리플루오로메탄술포네이트, 페닐파라톨루엔술포네이트 등을 들 수 있다. 이들 화합물을 단독 혹은 혼합물로 사용할 수 있다.

또한 광산발생제로 디아조설포닐 화합물, 설포닐옥시 이미트, 니트로벤질 설포네이트 에스테르를 들 수 있다. 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄 설포네이트, 디페닐요오도늄 노나플루오로부탄 설포네이트, 트리페닐설포늄 트리플루오로메탄 설포네이트, 트리아진, 옥사졸, 옥사디아졸, 티아졸, 페놀성 설폰산 에스테르, 비스-설포닐메탄, 비스-설포닐메탄, 비스-설포닐디아조메탄, 트리페닐설포늄 트리스 (트리플루오로메틸설포닐)메타이드, 디페닐 요오도늄 비스(트리플루오로메틸설포닐) 이미드 및 이들의 동족체 역시 광산발생제로서 사용될 수 있다.

상기 광산발생제는 상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 0.5-10 중량부, 바람직하게는 1-5 중량부의 비율로 사용된다. 상기 광산발생제의 비율에 따라 격벽 패턴의 형상이 생성이 되지 않거나 감도에 큰 영향을 미칠 수 있다. 특히 너무 크면 감도는 향상될 수 있으나, 역테이퍼 패턴이 생겨 해상도 및 버티컬 패턴 형성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다.

c) 가교 결합제

본 발명에서 가교 결합제는 활성광선의 노광에 의해 발생한 산의 존재 하에 알칼리 가용성 노볼락 수지를 가교할 수 있는 화합물이다. 이러한 가교 결합제로는 알콕시메틸화요소 수지, 알콕시메틸화멜라민 수지, 알콕시메틸화우론 수지, 알콕시메틸화글리콜우레아 수지 등의 알콕시메틸화아미노 수지 등의 산가교성 화합물을 들 수 있다. 그 외에, 알킬에테르화멜라민 수지, 벤조구아나민 수지, 알킬에테 르화벤조구아나민 수지, 우레아 수지, 알킬에테르화우레아 수지, 우레탄-포름알데히드 수지, 레졸형페놀포름알데하이드 수지, 알켈에테르화레졸형 페놀포름알데히드 수지, 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다. 특히 이들 중에서도, 알콕시메틸화아미노 수지가 바람직하고, 그 구체예로는, 메톡시메틸화아미노 수지, 에톡시메틸화아미노 수지, n-부톡시메틸화아미노 수지 등을 들 수 있다. 이들 중에서도 해상도가 양호하다는 점에서, 헥사메톡시메틸멜라민 등의 메톡시메틸화아미노 수지가 특히 바람직하다. 이들 가교 결합제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 가교 결합제는 알칼리 가용성 노볼락 수지 100 중량부에 대해 1-20 중량부, 바람직하게는 2-20 중량부, 보다 바람직하게는 3~10 중량부의 비율로 사용되는 것이 좋다. 상기 가교 결합제의 사용량이 너무 적으면, 가교반응이 충분히 진행되기 어려워져 알칼리 현상액을 사용한 현상액의 패턴의 잔막율이 현저하게 저하되거나, 패턴의 팽윤이나 사행 등의 변형이 발생하기 쉬워질 수 있다. 또한 가교 결합제의 사용량이 많으면, 해상도가 저하될 우려가 있으며, 기판과의 내박리성이 현저하게 높아져 식각이후 공정에서 문제가 될 수 있다.

또한 격벽 패턴의 내열성을 향상시키는 관점에서 광산발생제와 가교제의 조합이 바람직하며, 상기 광산발생제와 가교 결합제의 중량비는 통상 1:1-1:40 정도 이지만, 바람직하게는 1:2-1:20, 더욱 바람직하게는 1:3-1:10 이다. 상기 범위 내인 경우 격벽의 양호한 패턴의 해상도와 내열성을 얻을 수 있다.

d)용매

본 발명에서 용매는 상기 기술한 알칼리가용성 노볼락수지, 광산발생제, 및 가교 결합제를 용해시킬 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않으며, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔브아세 테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리 콜디메틸에테르 등의 디에틸렌글리콜류; 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌 글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류 ; 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프 로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜부 틸에테르프로피오네이트의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시 4-메틸 2-펜타논 등의 케톤류; 및 초산 메틸, 초산에틸, 초산 프로필, 초산 부틸, 2-히드록시 프로피온산 에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산 메틸, 2-히 드록시 2-메틸프로피온산 에틸, 히드록시초산 메틸, 히드록시초산 에틸, 히 드록시초산 부틸, 유산 메틸, 유산에틸, 유산 프로필, 유산 부틸, 3-히드록시 프로피온산 메틸, 3-히드록시프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산 프로필, 3- 히드록시프로피온산 부틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산 메틸, 메톡시초산 메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산 프로필, 메톡시초산 부틸, 에톡시초산 메틸, 에 시초산에틸, 에톡시초산 프로필, 에톡시초산 부틸, 프로폭시초산 메틸, 프로 폭시초산에틸, 프로폭시초산 프로필, 프로폭시초산 부틸, 부톡시초산 메틸, 부톡시초산 에틸, 부톡시초산 프로필, 부톡시초산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산 에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피 온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프 로피온산 프로필, 2-에톡시프로피온산 부틸, 2-부톡시프로피온산 메틸, 2-부 톡시프로피온산 에틸, 2-부톡시프로피온산 프로필, 2-부톡시프로피온산 부틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 프 로필, 3-메톡시프로피온산 부틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온 산 에틸, 3-에톡시프로피온산 프로필, 3-에톡시프로피온산 부틸, 3-프로폭시 프로피온산 메틸, 3-프로폭시프로피온산 에틸, 3-프로폭시프로피온산 프로필, 3-프로폭시프로피온산 부틸, 3-부톡시프로피온산 메틸, 3-부톡시프로피온산 에틸, 3-부톡시프로피온산 프로필, 3-부톡시프로피온산 부틸 등의 에스테르류 등을 사용할 수 있다. 바람직하게는 용해성, 각 성분과의 반응성 및 도포막의 형성이 용이한 글리콜에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류 및 디에틸렌글리콜류로 이루어진 군으로부터 선택하여 사용하는 것이 좋다.

본 발명에서 상기 용매는 알칼리 가용성 노볼락 수지 100 중량부에 대해 50-400 중량부, 바람직하게는 10-200 중량부의 비율로 사용된다. 상기 용매의 함량이 너무 작으면 격벽 형성용 조성물 제조시 고른 혼합이 되지 않고, 코팅시 막 표면이 고르지 않은 문제가 생길 수 있고, 너무 많으면 충분한 막두께가 형성이 어려운 문제가 발생할 수 있다.

또한 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물은 필요에 따라 염기성물질, 염료, 접착 증진제, 계면활성제 또는 감광제를 각각 독립적으로 알칼리 가용성 노볼락 수지 100 중량부에 대해 0.01-5 중량부의 비율로 더욱 포함할 수 있다.

상기에서 염기성물질은 패턴의 표면에 T-top 형성 억제 및 빛을 받지 않은 영역으로의 산의 확산 방지 목적으로 사용될 수 있으며, 바람직한 예로는 아민, 수산화암모늄 및 감광성 염기 등이 있다. 특히 바람직한 예로는 테트라부틸암모늄 하이드록시드, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 디에탄올 아민, 트리옥틸아민, n-옥틸아민, 트리메틸설포늄 하이드록시드, 트리페닐설포늄 하이드록시드 등이 있다.

또한 상기 염료는 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물의 콘트라스트를 조절하기 위해 사용하며, 용해성과 내열성의 관점에서 선정할 수 있다. 그 예로 피라졸아조계, 아닐리노아조계, 아릴아조계, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 안스라피리돈계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 피라졸트리아졸아조계, 피리돈아조계, 시아닌계, 페니티아딘계, 피롤피라졸아조메틴계, 크산텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계, 인디고계 등이 있다.

또한 본 발명은 상기 전자종이 격벽형성용 조성물을 이용한 전자종이의 격벽형성방법 및 상기 전자종이 격벽형성용 조성물의 경화체를 격벽으로 포함하는 전자 종이 기판을 제공하는 바, 본 발명의 전자종이의 격벽형성방법은 상기 전자종이 격벽형성용 조성물을 전자종이 기판위에 포토리소그라피 공정을 이용하여 격벽을 형성할 수 있다. 이때 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물을 사용하는 것을 제외하고 공지의 포토리소그라피의 각 공정이 사용될 수 있다.

구체적인 일예로 전자종이 기판위에 상기 격벽형성용 조성물을 스프레이법, 롤코터 법, 회전도포법에 의해 기판표면에 도포하여 프리베이크에 의해 용매를 제거 하여 20-100 um의 도포막을 형성한다. 상기 프리베이크의 조건은 70-110 ℃에서 1 ~ 15 분간 정도로 실시하는 것이 바람직하다.

그 다음, 미리 준비된 패턴에 따라 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, 엑스선 등을 상기 형성된 도포막에 조사하고, 현상액으로 현상하여 불필요한 부분을 제거함으로써 소정의 패턴을 형성한다.

상기 현상액은 알칼리 수용액을 사용하는 것이 좋으며, 구체적으로 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨 등의 무기 알칼리류; n-프로필아민 등의 1급 아민류; 디에틸아민, n-프로필아민 등의 2급 아민류; 트리메틸아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에틸아민, 트리에틸아민 등의 3급 아민류; 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 알콜아민류; 또는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드 등의 4급 암모늄염의 수용액 등을 사용할 수 있다. 이때, 상기 현상액은 알칼리성 화합물을 0.1-10 중량%의 농도로 용해시켜 사용되며, 메탄올, 에탄올 등과 같은 수용성 유기용매 및 계면활성제를 적정량 첨가할 수도 있다.

또한, 상기와 같은 현상액으로 현상한 후 초순수로 30-90 초간 세정하여 불 필요한 부분을 제거하고 건조하여 패턴을 형성하고, 상기 형성된 패턴에 자외선 등의 빛을 조사한 후, 패턴을 오븐 등의 가열장치에 의해 150-250 ℃의 온도에서 30-90 분간 가열처리하여 최종 격벽 패턴을 얻을 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예와 비교예를 제시한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

포름알데하이드 노볼락 레진, 즉 m-크레졸/p-크레졸 40/60 의 중량비로 포름알데하이드와 탈수 축합하여 얻은 중량평균분자량 4000의 알칼리 가용성 노볼락 수지 100 중량부에 대해 광산 발생제로서 트리아진계 STR-A 2 중량부, 가교 결합제로서 Cymel-303 (헥사메톡시메틸멜라민) 10 중량부, 아민첨가제로서 TOA를 1 중량부, 용매로서 프로필렌글리콜메틸에테르 아세테이트 200 중량부의 혼합물을 첨가하여 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물을 제조하였다.

실시예 2

상기 실시예 1에서 광산발생제로서 오늄염계 CGI-1397 2 중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전자종이 격벽형성용 조성물을 제조하였다.

실시예 3

상기 실시예 1에서 가교결합제로서 Cymel 370 (헥사메틸올멜라민 헥사메틸 에테르) 10 중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전자종이 격벽형성용 조성물을 제조하였다.

실시예 4

상기 실시예 1에서 광산 발생제로서 CGI-1397 2 중량부, 가교결합제로서 Cymel 370 (헥사메틸올멜라민 헥사메틸 에테르) 10 중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 전자종이 격벽형성용 조성물을 제조하였다.

비교예 1

실시예 1에서 광산발생제를 사용하지 않고, 대신 광감응반응제로서 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀 1몰과 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산[클로라이드] 2 몰을 축합반응시켜 제조된 4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 에스테르 30 중량부로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 방법으로 포지티브 포토레지스트 용액을 제조하였다.

상기 실시예 1-4 및 비교예 1에서 제조된 전자종이 격벽형성용 조성물에 대하여 감도, 해상도 및 테이퍼 각을 측정하였다. 측정방법은 하기와 같으며 그 결과는 하기 표 1에 나타내었다.

(1) 감도 및 해상도

노광량 변화에 따른 패턴의 형상과 감도 및 구현 가능한 해상도를 평가하였다. 구체적으로는 레지스트 패턴 형성을 위한 에너지의 3.5배에서 7.5배까지 0.5 배 간격으로 상승하여 50 um 라인 패턴 구현이 가능한 최소의 에너지량으로 감도를 평가하였고, 또한 구현 가능한 해상도를 평가하였다.

(2) 테이퍼 각

버티컬 패턴 구분의 척도로 최상의 해상도를 가지는 레지스트 패턴의 테이퍼 각을 평가하였다. 구체적으로는 시차주사현미경으로 패턴의 단면을 정면에서 보았을 때, 오른쪽과 왼쪽의 테이퍼 각을 평균값으로 평가하였다.

[표 1]

평가항목	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	비교예 1
감도(mJ)	500	700	900	1000	2000
해상도(um)	20	20	10	10	40
테이퍼각(도)	75	75	80	80	65

상기 표 1에 나타난 바와 같이 본 발명의 전자종이 격벽형성용 조성물을 사용한 실시예 1-4의 경우는 포지티브 포토레지스트를 사용한 비교예 1에 비하여 감도 및 해상도가 뛰어났으며, 특히 테이퍼 각이 우수하여 버티컬 패턴 형태의 전자종이 격벽형성에 적합함을 알 수 있다.

Claims

a) 알칼리 가용성 노볼락 수지;

b) 광산 발생제;

c) 가교 결합제; 및

d) 용매

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

a) 알칼리 가용성 노볼락 수지 100 중량부;

b) 광산 발생제 0.5-10 중량부;

c) 가교 결합제 1-20 중량부; 및

d) 용매 50-400 중량부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 a)의 알칼리 가용성 노볼락 수지가 알데히드류 화합물과 페놀류 화합물을 축합하여 제조되는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 a)의 알칼리 가용성 노볼락 수지의 폴리스티렌 환산 중량평균분자량이 3000 내지 30000인 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 b)의 광산발생제가 설포늄염, 요오드늄염, 설포니디아조메탄계 광산발생제, N-설포닐옥시이미드계 광산발생제, 벤조인설포네이트계 광산발생제, 니트로벤질설포네이트계 광산발생제, 설폰계 광산발생제, 그릴옥심계 광산발생제, 및 트리아진계 광산발생제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 c)의 가교결합제가 요소와 포름알데히드의 축합생성물, 멜라민과 포름알데히드의 축합생성물, 메틸올요소알킬에테르류, 및 메틸올멜라민알킬에테르류로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽 형성용 네가티브 포토레지스트 조성물.
제1항에 있어서,

상기 d)의 용매가 알코올류, 에테르류, 글리콜에테르류, 에틸렌글리콜알킬에테르 아세테이트류, 디에틸렌글리콜류, 프로필렌글리콜모노알킬에테르류, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 탄화수소 류, 케톤류, 에스테르류로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽 형성용 네가티브 포토레지스트 조성물.
제1항에 있어서,

아민, 수산화암모늄, 테트라부틸암모늄 하이드록시드, 트리에탄올아민, 디에탄올아민, 디에탄올 아민, 트리옥틸아민, n-옥틸아민, 트리메틸설포늄 하이드록시드 및 트리페닐설포늄 하이드록시드로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 염기성물질을 0.01-5 중량부 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

피라졸아조계, 아닐리노아조계, 아릴아조계, 트리페닐메탄계, 안트라퀴논계, 안스라피리돈계, 벤질리덴계, 옥소놀계, 피라졸트리아졸아조계, 피리돈아조계, 시아닌계, 페니티아딘계, 피롤피라졸아조메틴계, 크산텐계, 프탈로시아닌계, 벤조피란계 및 인디고계로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 염료를 0.01-5 중량부 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항에 있어서,

상기 b) 광산 발생제: c) 가교 결합제의 중량비가 1:1-1:40인 것을 특징으로 하는 전자종이 격벽형성용 조성물.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항 기재의 전자종이 격벽형성용 조성물을 이용하는 것을 특징으로 하는 전자종이의 격벽형성방법.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항 기재의 전자종이 격벽형성용 조성물의 경화체를 격벽으로 포함하는 것을 특징으로 하는 전자종이 기판.
제12항에 있어서,

상기 격벽의 두께가 20-100 um인 것을 특징으로 하는 전자종이 기판.