KR20120103479A - 유무기 하이브리드 조성물, 유무기 하이브리드 절연막 및 이의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유무기 하이브리드 조성물, 유무기 하이브리드 절연막 및 이의 제조 방법을 제공한다. 이 유무기 하이브리드 조성물은 절연특성이 우수하며 상분리가 일어나지 않으며 균일하게 분산된 상태를 가진다. 또한 이 유무기 하이브리드 절연막은 상기 유무기 하이브리드 조성물을 이용하여 형성되므로, 유기 성분과 무기 성분이 고르게 분산되므로, 우수한 절연특성을 가진다. 또한 이 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법은 고분자를 이용하여 대면적 및 저가형 습식 공정이 가능하다.
Description
본 발명은 유무기 하이브리드 조성물, 유무기 하이브리드 절연막 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
최근 디스플레이를 포함한 표시소자에 대한 수요의 급격한 증가와 더불어 대면적화의 요구가 증가되고 있다. 이러한 요구조건을 충족시키기 위하여 대면적화가 가능한 재료의 개발에 대해 현재 활발한 연구가 진행 중에 있다.
대면적화를 위해 상압의 습식 공정 (프린팅 코팅, 스핀코팅, 바 코팅등)으로 박막 형성이 가능한 유기절연막에 대한 개발이 진행 중이다. 특히 플라스틱 기판을 이용한 연속공정 (Roll-to-Roll)이 가능하여 저가공정을 구현할 수 있다는 장점이 있다. 이러한 습식 공정을 위한 재료로서 전기전도율(electrical conductivity)이 낮고 내전율 (breakdown field) 특성이 높은 소재가 요구된다. 현재 사용되는 유기 고분자 절연막 재료로는 폴리이미드, 폴리비닐알코올, 폴리(비닐페놀-말레이이미드), 포토아크릴등이 있다. 그러나 기존의 무기 절연막을 대체할 정도의 절연 특성을 나타내지는 못하고 있다.
따라서, 유기 고분자 절연막의 공정성을 유지하면서 무기재료의 우수한 특성을 나타내는 유기고분자가 혼합된 유무기 하이브리드 재료의 개발이 진행되고 있다. 하지만 이러한 유무기 하이브리드 재료는 유기고분자와 무기재료의 혼합에 있어서 무기 재료의 침전과 유기고분자와의 상분리와 같은 치명적인 문제점뿐만 아니라, 무기재료와 유기 고분자 사이의 계면에서 존재하는 결함 등으로 인한 절연특성의 감소들의 문제를 나타내고 있다.
따라서 무기재료의 침전이나 상분리 없이 유기고분자와 혼합이 용이하며 기존의 유기고분자에 비해 절연특성이 우수한 유무기 하이브리드 절연소재의 개발이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 절연 특성이 우수하며 상분리가 없는 유무기 하이브리드 조성물을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 절연 특성이 우수한 유무기 하이브리드 절연막을 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또다른 과제는 대면적 및 저가형 습식 공정이 가능한 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법을 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 조성물은 폴리-4-비닐 페놀을 포함하는 유기 조성물, 및 나트륨 화합물 및 알루미늄 화합물을 포함하는 무기 조성물이 혼합된 유무기 하이브리드 조성물로서, 상기 폴리-4-비닐 페놀, 상기 나트륨 화합물 및 상기 알루미늄 화합물을 합한 총 중량에 대하여, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로; 상기 나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로; 그리고 상기 알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함한다.
상기 유기 조성물은, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 용해시키는 제 1 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 1 용매는 상기 유기 조성물의 총 중량의 50~95 중량%로 포함될 수 있다.
상기 유기 조성물은, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시키는 열경화성 가교제를 더 포함할 수 있으며, 상기 열경화성 가교제는 상기 유기 조성물의 총 중량의 10~30 중량%로 포함될 수 있다.
상기 무기 조성물은, 상기 나트륨 화합물과 상기 알루미늄 화합물을 용해시키는 제 2 용매를 더 포함할 수 있으며, 상기 제 2 용매는 상기 무기 조성물의 총 중량 대비 70% 이상으로 포함될 수 있다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 절연막은, 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로; 나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로; 그리고 알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함한다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법은, 유기 조성물을 제조하는 단계; 무기 조성물을 제조하는 단계; 상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하여 유무기 하이브리드 조성물을 제조하는 단계; 상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판상에 코팅하는 단계; 및 상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 형성하는 단계를 포함하되, 상기 유기 조성물은 폴리-4-비닐 페놀을 포함하며, 상기 무기 조성물은 나트륨 화합물과 알루미늄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하는 단계는, 상기 유기 조성물 대비 상기 무기 절연막의 부피비가 100:1 ~100:50이 되도록 혼합하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유기 조성물을 제조하는 단계는, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 제 1 용매에 용해시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 무기 조성물을 제조하는 단계는, 상기 나트륨 화합물과 상기 알루미늄화합물을 제 2 용매에 용해시키는 단계를 포함할 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하는 단계는, 상기 제 1 용매와 상기 제 2 용매를 증발시키고, 상기 열경화성 가교제가 상기 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시키는 단계를 포함할 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하는 단계는, 100~250℃의 온도에서 진행될 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 유무기 하이브리드 조성물에서는 유기 성분과 무기성분을 각각 잘 녹이는 용매를 포함하며, 유기 조성물과 무기 조성물의 혼합을 통한 유무기 하이브리드 절연막 재료로부터 유무기 하이브리드 절연막을 제조하여, 상분리가 발생하지 않는 균일한 절연막을 형성함으로써 절연막의 표면 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한 본 발명의 다른 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막은 상기 유무기 하이브리드 조성물을 이용하여 형성되므로, 유기 성분과 무기 성분이 고르게 분산되며 고유전율의 무기성분을 포함하므로, 우수한 절연특성을 가진다. 또한 유기 성분과 무기 성분의 몰비를 조절하여 원하는 유전상수를 가지는 유무기 하이브리드 절연막을 구현할 수 있다.
또한 본 발명의 또 다른 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법은 고분자를 이용하여 대면적 및 저가형 습식 공정이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따라 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막을 포함하는 유기박막트랜지스터의 단면도를 나타낸다.
도 3a는 비교예와 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 비교예와 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다.
도 4b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다.
도 5a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다.
도 5b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막을 포함하는 유기박막트랜지스터의 단면도를 나타낸다.
도 3a는 비교예와 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
도 3b는 비교예와 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다.
도 4a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다.
도 4b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다.
도 5a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다.
도 5b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전문에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 또한, 본 명세서에서, 어떤 막이 다른 막 또는 기판 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 막 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 막이 개재될 수도 있다는 것을 의미한다.
이하, 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 예에 따라 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법은, 유기 조성물을 제조하는 단계(S10), 무기 조성물을 제조하는 단계(S20), 상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하여 유무기 하이브리드 조성물을 제조하는 단계(S30), 상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판상에 코팅하는 단계(S40), 및 상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 형성하는 단계(S50)를 포함한다. 이때, 상기 유기 조성물은 폴리-4-비닐 페놀을 포함하며, 상기 무기 조성물은 나트륨 화합물과 알루미늄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 유기 조성물을 제조하는 단계(S10)에서는, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 제 1 용매에 용해시킨다. 상기 제 1 용매는 상기 유기 조성물의 총 중량의 50~95 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제 1 용매는, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 알콜 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 아세테이트 화합물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 유기 조성물을 제조하는 단계(S10)에서, 열경화성 가교제를 더 첨가할 수 있다. 상기 열경화성 가교제는 바람직하게는 상기 유기 조성물의 총중량의 10~30 중량%로 첨가될 수 있다. 상기 열경화성 가교제는 예를 들면, 폴리(멜라민-코-포름알데하이드)일 수 있다.
상기 무기 조성물을 제조하는 단계(S20)에서는, 상기 나트륨 화합물과 상기 알루미늄화합물을 제 2 용매에 용해시킨다. 상기 제 2 용매는 상기 무기 조성물의 총 중량 대비 70% 이상으로 포함될 수 있다. 상기 제 2 용매는 1-부탄올, 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 2-메톡시에탄올, 알콜 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 아세테이트 화합물, 글리콜 화합물 및 물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나일 수 있다. 상기 나트륨 화합물은 소듐 아세테이트, 소듐 설페이트, 소듐 아마이드, 소듐 벤조에이트, 소듐 바이카보네이트, 소듐 바이설페이트 및 소듐 카보네이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나, 또는 이의 수화물일 수 있다. 상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 브로마이드, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 플로라이드, 알루미늄 아이오드, 알루미늄 나이트레이트 및 알루미늄 설페이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나, 또는 이의 수화물일 수 있다.
상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하여 유무기 하이브리드 조성물을 제조하는 단계(S30)에서는, 상기 유기 조성물 대비 상기 무기 절연막의 부피비가 100:1 ~100:50이 되도록 혼합한다. 상기 유기성분은 상기 유기 성분을 잘 녹이는 제 1 용매에 용해되고, 상기 무기 성분은 상기 무기 성분을 잘 녹이는 제 2 용매에 용해된다. 또한 상기 무기 조성물과 상기 유기 조성물은 적절한 비율로 혼합되므로, 상기 유무기 하이브리드 조성물에서는 상분리가 일어나지 않으며 유기 성분인 폴리-4-비닐 페놀과, 무기 성분인 나트륨 화합물과 알루미늄 화합물이 고르게 분산될 수 있다. 상기 무기 조성물과 상기 유기 조성물의 혼합 비율을 벗어나면 상분리가 발생될 수 있다.
상기 유무기 하이브리드 조성물은, 상기 폴리-4-비닐 페놀, 상기 나트륨 화합물 및 상기 알루미늄 화합물을 합한 중량에 대하여, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로, 상기 나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로, 그리고 상기 알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함한다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 유무기 하이브리드 절연막을 포함하는 유기박막트랜지스터의 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 유무기 하이브리드 조성물을 제조하는 단계(S30) 후에, 상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판(1) 상에 코팅한다(S40). 상기 기판(1)에는 게이트 전극(3)이 미리 형성되어 있을 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판(1) 상에 코팅하는 단계(S40)는 스핀(Spin), 딥핑(Dipping), 프린트(Print) 또는 분무(Spray) 방식을 이용할 수 있다. 그리고 상기 유무기 하이브리드 조성물에 대해 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막(5)을 형성한다(S50). 상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하는 단계(S50)는, 바람직하게는 100~250℃의 온도에서 진행될 수 있다. 이 단계(S50)에서는 제 1 용매와 상기 제 2 용매를 증발시키고, 상기 열경화성 가교제가 상기 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시킨다. 이로써 가교된 폴리-4-비닐 페놀들 속에 균일하게 분산된 무기성분인 나트륨 화합물과 알루미늄 화합물을 포함하는 유무기 하이브리드 절연막(5)을 형성할 수 있다. 상기 용매들은 모두 증발되므로 상기 유무기 하이브리드 절연막(5)은 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로; 나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로; 그리고 알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함할 수 있다.
도 2를 참조하여, 상기 유무기 하이브리드 절연막(5)을 형성한 후에, 상기 유무기 하이브리드 절연막(5) 상에 반도체층(7), 소스 전극(9a) 및 드레인 전극(9b)을 형성하여 유기 박막 트랜지스터를 완성할 수 있다.
<실시예들>
먼저, 폴리-4-비닐페놀(poly-4-vinylphenol, PVP) 1g과 열경화성 가교제로 폴리멜라민-코-포름알데하이드 (poly(melamine-co-formaldehyde) 1.25g을 제 1 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (Propylene glycol monomethyl ether acetate) 5g에 녹여 유기 조성물을 제조하였다. 그리고 알루미늄 나이트레이트 노나하이드레이트 (Aluminum nitrate nonahydrate) 0.82g 과 소듐 바이설페이트 (sodium bisulfate) 0.02g을 제 2 용매로 2-메톡시에탄올(2-methoxy ethanol) 50ml에 녹여 무기 조성물을 제조하였다.
실시예 1: 상기 제조된 유기 조성물과 무기 조성물을 부피비로 9.5 대 0.5 비율로 섞어서 유무기 하이브리드 조성물을 제조하였다. 상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판 2000rpm 30초로 스핀코팅하여 박막을 형성 후 200℃에서 10분간 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 제조하였다.
실시예 2: 상기 제조된 유기 조성물과 무기 조성물을 부피비로 9 대 1 비율로 섞어서 유무기 하이브리드 조성물을 제조하였고, 실시예 1과 같은 방법으로 스핀코팅 및 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 제조하였다.
실시예 3: 상기 제조된 유기 조성물과 무기 조성물을 부피비로 8 대 2 비율로 섞어서 유무기 하이브리드 조성물을 제조하였고, 실시예 1과 같은 방법으로 스핀코팅 및 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 제조하였다.
실시예 4: 상기 제조된 유기 조성물과 무기 조성물을 부피비로 7 대 3 비율로 섞어서 유무기 하이브리드 조성물을 제조하였고, 실시예 1과 같은 방법으로 스핀코팅 및 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 제조하였다.
실시예 5: 상기 제조된 유기 조성물과 무기 조성물을 부피비로 5 대 5 비율로 섞어서 유무기 하이브리드 조성물을 제조하였고, 실시예 1과 같은 방법으로 스핀코팅 및 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 제조하였다.
<비교예>
먼저, 폴리-4-비닐페놀(poly-4-vinylphenol, PVP) 1g과 열경화성 가교제로 폴리멜라민-코-포름알데하이드 (poly(melamine-co-formaldehyde) 1.25g을 제 1 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (Propylene glycol monomethyl ether acetate) 5g에 녹여 유기 조성물을 제조하였다. 상기 유기 조성물을 기판 2000rpm 30초로 스핀코팅하여 박막을 형성 후 200℃에서 10분간 열처리하여 유기 절연막을 제조하였다.
아래 표 1은 비교예와 실시예 1 내지 5에 따라 형성된 유무기 하이브리드 절연막들의 유전상수들을 나타낸다.
| 비교예 | 실시예 1 | 실시예 2 | 실시예 3 | 실시예 4 | 실시예 5 | |
| 유기조성물:무기조성물 (부피비) |
100:0 | 95:5 | 90:10 | 80:20 | 70:30 | 50:50 |
| 유전상수 | 2.7 | 4.05 | 4.19 | 4.41 | 3.99 | 3.38 |
표 1을 살펴보면, 비교예에서 제조된 무기 성분을 포함하지 않는 절연막의 유전상수는 2.7로 매우 낮았다. 그러나, 본 발명의 실시예 1 내지 5에서 제조된 무기성분을 포함하는 유무기 하이브리드 절연막의 유전상수는 상기 비교예에서 제조된 절연막 보다 전체적으로 높아짐을 알 수 있다. 또한 유기 조성물과 무기 조성물의 부피 비에 따라 유전상수가 달라진다. 따라서 유기 성분과 무기 성분의 몰비를 조절하여 원하는 유전상수를 가지는 유무기 하이브리드 절연막을 구현할 수 있다.
실시예 1, 2 및 비교예에 따라 제조된 절연막들에 전압을 인가하면서 흐르는 전류의 양을 측정하여 절연성을 평가하였다. 도 3a는 비교예와 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다. 도 3b는 비교예와 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막의 전기장에 대한 전류밀도를 나타내는 그래프이다. 도 3a 및 3b를 참조하면, 전압 인가에 따라 실시예 1 및 2의 절연막들에서 검출되는 전류 밀도가 비교예의 절연막에서 검출되는 전류 밀도에 비하여 매우 작아짐을 알 수 있다. 도 3a의 실시예 1의 절연막의 전류 밀도는 10-10J 정도로 비교예의 경우인 10-8J에 비하여 2 오더(order) 이상 향상되었음을 알 수 있다. 도 3b의 실시예 2의 절연막의 전류 밀도는 10-9J 정도로 비교예의 경우인 10-8J에 비하여 1 오더 이상 향상되었음을 알 수 있다.
실시예 1 및 2에서 제조된 절연막들의 표면 상태를 SEM(Scaning Electron Microscope, 주사전자현미경)을 이용하여 측정하였다. 도 4a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다. 도 4b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 SEM 사진이다. 도 4a 및 4b를 참조하면, 전체적으로 절연막이 평탄하고 균열(crack) 없이 균일하게 형성됨을 알 수 있다.
실시예 1 및 2에서 제조된 절연막들의 거칠기를 AFM(Atomic Force Microscope, 원자간력현미경)을 이용하여 측정하였다. 도 5a는 실시예 1에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다. 도 5b는 실시예 2에 따라 제조된 유무기 하이브리드 절연막 표면의 AFM 사진이다. 도 5a의 실시예 1의 절연막의 평균 거칠기는 0.249nm이었고, 도 5b의 실시예 2의 절연막의 평균 거칠기는 0.258nm이었다. 이와 같이 표면 거칠기도 매우 작아 절연막으로 사용하기에 양호함을 알 수 있다.
Claims (18)
- 폴리-4-비닐 페놀을 포함하는 유기조성물, 및 나트륨 화합물 및 알루미늄 화합물을 포함하는 무기 조성물이 혼합된 유무기 하이브리드 조성물에 있어서,
상기 폴리-4-비닐 페놀, 상기 나트륨 화합물 및 상기 알루미늄 화합물을 합한 총 중량에 대하여, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로; 상기 나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로; 그리고 상기 알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 나트륨 화합물은 소듐 아세테이트, 소듐 설페이트, 소듐 아마이드, 소듐 벤조에이트, 소듐 바이카보네이트, 소듐 바이설페이트 및 소듐 카보네이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나, 또는 이의 수화물인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 아세테이트, 알루미늄 아세틸아세토네이트, 알루미늄 브로마이드, 알루미늄 클로라이드, 알루미늄 플로라이드, 알루미늄 아이오드, 알루미늄 나이트레이트 및 알루미늄 설페이트를 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나, 또는 이의 수화물인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 유기 조성물은 상기 폴리-4-비닐 페놀을 용해시키는 제 1 용매를 더 포함하되,
상기 제 1 용매는 상기 유기 조성물의 총 중량에 대하여 50~95 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 4 항에 있어서,
상기 제 1 용매는, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 알콜 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 및 아세테이트 화합물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 유기 조성물은 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시키는 열경화성 가교제를 더 포함하되,
상기 열경화성 가교제는 상기 유기 조성물의 총 중량에 대하여 10~30 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 6 항에 있어서,
상기 열경화성 가교제는 폴리(멜라민-코-포름알데하이드)인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 1 항에 있어서,
상기 무기 조성물은 상기 나트륨 화합물과 상기 알루미늄 화합물을 용해시키는 제 2 용매를 더 포함하되,
상기 제 2 용매는 상기 무기 조성물의 총 중량 대비 70% 이상으로 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 2 용매는, 1-부탄올, 2-부탄올, 1-프로판올, 이소프로판올, 에탄올, 메탄올, 2-메톡시에탄올, 알콜 화합물, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 아세테이트 화합물, 글리콜 화합물 및 물을 포함하는 그룹에서 선택되는 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 조성물. - 폴리-4-비닐 페놀을 69~99.89 중량%로;
나트륨 화합물을 0.01~1 중량%로; 그리고
알루미늄화합물을 0.1~30 중량%로 포함하는 유무기 하이브리드 절연막. - 유기 조성물을 제조하는 단계;
무기 조성물을 제조하는 단계;
상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하여 유무기 하이브리드 조성물을 제조하는 단계;
상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판상에 코팅하는 단계; 및
상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하여 유무기 하이브리드 절연막을 형성하는 단계를 포함하되,
상기 유기 조성물은 폴리-4-비닐 페놀을 포함하며,
상기 무기 조성물은 나트륨 화합물과 알루미늄 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 유기 조성물과 상기 무기 조성물을 혼합하는 단계는,
상기 유기 조성물 대비 상기 무기 절연막의 부피비가 100:1 ~100:50이 되도록 혼합하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 유기 조성물을 제조하는 단계는, 상기 폴리-4-비닐 페놀을 제 1 용매에 용해시키는 단계를 포함하며,
상기 제 1 용매는 상기 유기 조성물의 총 중량의 50~95 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 13 항에 있어서,
상기 유기 조성물을 제조하는 단계는 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시키는 열경화성 가교제를 첨가하는 단계를 더 포함하되, 상기 열경화성 가교제는 유기 조성물의 총 중량의 10~30 중량%로 첨가되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 14 항에 있어서,
상기 무기 조성물을 제조하는 단계는,
상기 나트륨 화합물과 상기 알루미늄화합물을 제 2 용매에 용해시키는 단계를 포함하며,
상기 제 2 용매는 상기 무기 조성물의 총 중량 대비 70% 이상으로 포함되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 15 항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하는 단계는,
상기 제 1 용매와 상기 제 2 용매를 증발시키고, 상기 열경화성 가교제가 상기 상기 폴리-4-비닐 페놀을 가교시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 16 항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드 조성물에 대하여 열처리하는 단계는, 100~250℃의 온도에서 진행되는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 유무기 하이브리드 조성물을 기판상에 코팅하는 단계는,
스핀(Spin), 딥핑(Dipping), 프린트(Print) 또는 분무(Spray) 방식을 이용하는 것을 특징으로 하는 유무기 하이브리드 절연막의 제조 방법.
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