KR20140127106A - 평탄막 형성용 대전방지 코팅 조성물 - Google Patents

평탄막 형성용 대전방지 코팅 조성물 Download PDF

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변자훈
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홍우성
박성연
이진규
김동민
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주식회사 동진쎄미켐
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Abstract

본 발명은 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물에 관한 것이다. 보다 구체적으로, 졸-겔법을 이용하여 제조된 고경도 실록산 바인더로 포함하여 투명도는 물론 시간이 경과하여도 기재 위에서의 표면경도 및 필름상태가 우수한 대전방지용 고경도 평탄화막을 제공할 수 있는 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물이 제공된다.

Description

평탄막 형성용 대전방지 코팅 조성물 {anti-ESD siloxane coating composition with hardness and leveling layer}
본 발명은 졸-겔법을 이용하여 제조된 고경도 실록산 바인더로 포함하는 평탄막 형성용 대전방지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 상기 바인더의 도입으로 시간이 경과하여도 기재 위에서의 표면경도 및 필름상태가 우수한 대전방지용 고경도 평탄화막을 제공할 수 있는 평탄막 형성용 대전방지 코팅 조성물에 관한 것이다.
사무 자동화(OA) 기기 및 전자 기기에 있어서, 소형화, 직접화 및 정밀화를 위한 기술 진보에 따라, 전기/전자 부품에 먼지 및 정전기의 피해를 최소화하려는 시장의 요구가 해마다 증가하고 있다. 예컨대, 이와 같은 요구는 반도체 소자, 웨이퍼, 컴퓨터 하드 디스크에 쓰이는 내부 부품 등에 사용되는 IC칩의 분야와 디스플레이 분야 등에 정전기 의한 단선, 액정 표시장치의 풀링 현상들을 방지하기 위한 대전 방지성 부여를 통해 해결해야 한다.
특히, 초 고정밀도가 필요한 반도체 공정에서는 먼지 및 정전기에 의한 불량 발생이 현저하므로, 반도체 칩의 제조 운반시 정전기에 의한 칩의 손상을 막 위해서 대전방지 처리된 쉬핑 틀레이라고 불리는 운반용기를 사용하거나 대전 방지 처리된 캐리어 테이프를 이용한 롤 형태로 운반하고 있다.
또한 액정 디스플레이 소자에서는 편광판의 보호 필름에 대전 방지 코팅을 하여 정전기에 의한 액정 셀 등의 민감한 부품의 손상을 방지하고자 하였다(한국공개특허 제10-2011-0119354호). 이때, 상기 대전 방지 코팅은 디스플레이 또는 회로에서 외부로부터 인가되는 정전기를 차단하는 역할을 한다.
또한 디스플레이에서 사용되는 ITO(Indium-tin-oxide) 또는 IZO(Indium-Zinc-oxide)의 경우 진공 증착 공정이 요구되며, 그 특성에 있어서 저항과 표면경도는 우수하지만 투과도는 뛰어나지 않다는 단점이 있다.
근래 인듐 자원의 고갈 위기가 다가옴으로써 ITO를 대체하기 위한 각종 투명전극재료의 개발이 이슈화되고 있지만, 지금까지 개발 중인 수많은 투명전극 재료들(예를 들면 전도성 고분자 또는 금속이나 금속산화물과 같은 무기도전성 조성물)의 경우 투과도에 있어서는 만족스럽지 못한 결과를 나타내고 있는 실정이다.
그 중 전도성 고분자를 이용한 코팅막의 경우 투과도는 우수하나 고경도 대전방지로 사용하기 위한 기재의 기인성, 도막 두께 문제점 및 고경도 구현이 어려움이 발생하고 있다.
본 발명의 목적은 투과도와 대전방지성은 물론 시간이 경과하여도 뛰어난 표면경도 및 필름 상태를 나타내는 평탄막 형성용 대전방지 코팅 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명은 a) 전도성 고분자 5 내지 30 중량%;
b) 고경도 가교 실록산 바인더 20 내지 70 중량%; 및
c) 용매 10 내지 60 중량%;를 포함하며,
상기 고경도 가교 실록산 바인더는 pH 2.5 내지 3이고, 고형분 함량이 16 내지 20 중량%인 졸-겔법에 의해 얻어진 고경도 가교 실록산 졸을 포함하는, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물을 제공한다.
상기 고경도 가교 실록산 바인더는 중량평균분자랑(Mw)이 1500 내지 5000일 수 있다.
상기 고경도 가교 실록산 바인더는 실란계 단량체, 물, 용매 및 촉매를 포함하는 가교 실록산 제조용 조성물을 졸-겔법에 의해 공중합하여 제조된 것일 수 있다.
또한, 상기 실란계 단량체는 테트라에틸옥시실란(TEOS), 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 폴리에틸렌옥사이드 변성 실란 단량체 및 폴리메틸에톡시실록산, 헥사메틸디실라잔으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상인 것이 바람직하다. 상기 실란계 단량체는 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%로 사용할 수 있다. 상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 1-메틸-2-피롤리딘온, 디프로필케톤, 에틸 락테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 전도성 고분자는, 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, π-π 컨쥬게이션된 이들의 유사체, 또는 이들 모노머의 유도체를 모노머로 사용하여 중합된 고분자를 포함할 수 있다.
상기 c)의 용매는 알코올류, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 디브로모에탄, 디브로모프로판, NMP, 디메틸설폭사이드, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민 및 크레졸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 대전방지 조성물 100 중량부에 대해 d) 표면 계면활성제 0.001 내지 1 중량부를 더 포함할 수 있다.
또한, 본 발명은 상술한 대전 방지 조성물을 기재 위에 코팅하여 고경도 평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 대전 방지막 형성방법을 제공한다.
본 발명의 고경도 평탄 대전방지 조성물은 조성물 내에서 전도성 고분자와 졸-겔법에 의한 고경도 가교 실록산의 사용량을 최적화함으로써 유리 기재뿐만 필름 기재에서 우수한 특성을 발휘할 수 있다. 특히, 본 발명의 조성물을 이용한 경우, 투과도와 대전방지성은 물론 시간이 경과하여도 뛰어난 표면경도 및 필름 상태를 나타내므로, 고경도 및 고 투과율를 요구하는 액정 표시 장치뿐만 아니라, 광학 제품의 표면 보호 장치에서 그 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 5에 대한 막두께를 측정한 전자현미경사진이다.
도 2는 비교예 2 및 본 발명의 실시예 4의 조성물에 대하여 바 코터를 이용한 코팅후의 표면 유관을 확인한 결과이다.
이하에서, 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다.
본 발명은 전도성 고분자를 이용한 코팅막을 형성시, 투과도가 우수하면서 고경도를 나타내며 기재의 종류에 무관하게 1um 이상의 도막 두께를 용이하게 형성할 수 있는 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물을 제공하고자 한다.
이러한 발명의 일 구현예에 따라, a) 전도성 고분자 5 내지 30 중량%; b) 고경도 가교 실록산 바인더 20 내지 70 중량%; 및 c) 용매 10 내지 60 중량%;를 포함하며, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 pH 2.5 내지 3이고, 고형분 함량이 16 내지 20 중량%인 졸-겔법에 의해 얻어진 고경도 가교 실록산 졸을 포함하는, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물이 제공된다.
본 발명에서 사용되는 상기 전도성 고분자는 도전성을 띠게 하는 기본적인 물질로 사용된다.
상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, π-π 컨쥬게이션된 이들의 유사체, 또는 이들 모노머(예를 들면, 아닐린, 피롤, 티오펜)의 유도체를 모노머로 사용하여 중합된 고분자 등이 사용될 수 있다. 상기 모노머의 유도체를 모노머로 사용하여 중합된 고분자의 예로는 티오펜의 유도체인 3,4-에틸렌 디옥시티오펜으로 중합된 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜) 등이 있다. 특히, 상기 전도성 고분자는 폴리(3,4-에틸렌 디옥시티오펜)(PEDOT, poly(3,4-ethlylene dioxythiophene))를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 전도성 고분자는 본 발명의 대전방지 조성물의 전체 중량을 기준으로 5 내지 30 중량%로 포함된다. 상기 전도성 고분자의 함량이 5 중량% 미만일 경우 저항이 급격히 높아지며, 30 중량%를 초과할 경우에는 투과도가 저하되며 분산특성과 조성물의 안정성이 유지되기 어렵다.
또한, 본 발명에 사용되는 상기 졸-겔법에 의해 합성된 고경도 가교 실록산 바인더는 조성물 내에서 전도성 고분자의 바인더, 도막두께 조절 및 고경도 구현하는 작용을 한다.
특히, 본 발명은 대전방지 조성물에 "졸-겔법에 의해 합성된 공중합체 상태"로 실록산을 이용하므로, 용이하게 고경도 평탄막을 제조할 수 있다. 기존 방법은 아크릴레이트 바인더와 실란커플링제 등을 이용하여 라디칼 중합되거나 이들을 바인더로 첨가한 바 있으나, 경도 저하(2H이하) 문제가 있었다. 하지만, 본 발명은 상기 특정한 실록산을 사용함에 따라, 기존 대비 현저하게 높은 경도를 가지는 평탄막을 제공할 수 있다.
이러한 본 발명에서 사용하는 "고경도 가교 실록산 바인더"는 실란계 단량체, 물, 용매 및 촉매를 포함하는 가교 실록산 제조용 조성물을 졸-겔법에 의해 공중합하여 제조될 수 있다. 그러므로, 본 발명에서 언급하는 "고경도 가교 실록산 바인더"는 8H 이상의 높은 경도를 나타내고, 상기 졸-겔법에 의해 합성된 고분자를 포함하는 의미이다.
구체적으로, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 알킬옥시 실란계, 아미노 실란계, 비닐 실란계, 에폭시 실란계, 메타크릴옥시 실란계, 이소시아네이트 실란, 불소 실란계 등을 이용한 공중합체가 될 수 있다. 특히, 상기 졸-겔법에 의해 제조된 고경도 가교 실록산은 단일 종류의 실란 단량체가 아니라, 2종 또는 그 이상의 실란계 단량체를 공중합하여 얻어진 폴리실록산일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 고경도 가교 실록산 바인더의 제조에 사용되는 실란계 단량체로는 테트라에틸옥시실란(TEOS), 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 폴리에틸렌옥사이드 변성 실란 단량체, 폴리메틸에톡시실록산, 헥사메틸디실라잔 등이 있으며, 이들은 2종 이상 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 가장 바람직하게, 상기 실란계 단량체는 테트라에틸옥시실란과 γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란을 혼합 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 실록산 바인더 제조시 1종만의 일반적인 실란 단량체를 사용할 경우, 경도 저하 또는 부착력 저하의 문제가 있다. 즉, 단량체의 특성에 따라, 경도 저하, 부착력 저하, 막두께의 제한(<1.5um) 등의 문제점을 가지므로, 상술한 본 발명의 실란계 단량체를 2종 이상 혼합해서 사용해야 한다.
상기 실란계 단량체의 사용량은 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로, 20 내지 50 중량%일 수 있다. 또한 2종 이상 혼합되는 실란계 단량체의 함량은 사용되는 실란계 단량체의 전체 함량 내에서 적절히 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게, 상기 실란계 단량체는 2종 혼합 사용할 수 있으며, 그 혼합비는 사용되는 실란계 단량체의 전체 함량을 기준으로 80:20 내지 50:50의 중량비일 수 있다.
상기 고경도 가교 실록산 바인더는 pH 2.5 내지 3이고, 고형분 함량이 16 내지 20 중량%인 졸-겔법에 의해 얻어진 고경도 가교 실록산 졸을 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 물 축중합으로 진행된 졸-겔법을 통해 제조될 수 있다. 따라서, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 몰비율 r(H2O/Si)이 2.28 내지 25일 수 있다. 즉, 졸-겔 법의 경우 알코올 축중합과 물 축중합으로 구분될 수 있는데, 상기에 표현된 r(H2O/Si)은 물과 Si의 몰 비율에 따라 2.28 이상을 물 축중합, 2.28 이하를 알코올 축중합으로 분리한다.
또한, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 중량평균분자랑(Mw)이 1500 내지 5000일 수 있다.
또한, 상기 물의 사용량은 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 40 중량%인 것이 바람직하다.
상기 졸-겔법에 사용되는 용매의 사용량은 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 40 중량%일 수 있다. 상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 1-메틸-2-피롤리딘온, 디프로필케톤, 에틸 락테이트가 사용 가능하며, 이들은 1종 이상 사용할 수 있다.
또한, 상기 촉매는 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로 0.05 내지 2.5 중량%로 사용할 수 있다. 상기 촉매는 물 축중합을 진행시 사용되는 물질이면 모두 사용 가능하고, 특별히 그 종류가 한정되지는 않는다. 예를 들면, 촉매는 아세트산, 염산, 황산 등이 사용 가능하다.
또한, 본 발명에서 졸-겔법에 의해 중합을 진행하는 경우 25 내지 70℃의 온도에서 1시간 내지 48시간 동안 수행하는 것이 바람직하다.
한편, 이러한 졸-겔법에 의한 고경도 가교 실록산은 대전방지 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 30 내지 60 중량%이다. 상기 함량이 20 중량% 미만일 경우에는 도막 두께 형성에 있어 두께 조절이 어려우며, 70 중량%를 초과하는 경우에는 저항이 높아지며 조성물의 안정성이 저하된다.
또한, 본 발명의 대전방지 조성물에 사용되는 용매는 수소를 내줄 수 있는 극성 용매 (Protic solvent)와 극성용매(Polar Solvent)를 사용할 수 있다. 용매의 예를 들면, 알코올류; NMP, 디메틸설폭사이드, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민등의 극성용매 등이 사용될 수 있다. 상기 알코올류로는 메틸알콜, 에틸알콜, 이소프로파놀, 에틸렌글리콜, 부탄디올, 네오펜틸글리콜, 1,3-펜탄디올, 1,4-사이클로헥산디메탄올, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 폴리부틸렌글리콜, 디메틸올프로판 및 트리메틸올프로판으로 이루어진 단량체 또는 그들의 유도체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 알코올, 디올 또는 폴리올의 에스테르화 반응에 의하여 제조된 것을 포함할 수 있다. 상기 용매는 단독 또는 1종 이상 혼합 사용 가능하다.
상기 용매는 대전 방지 조성물의 전체 중량을 기준으로 10 내지 60 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량이 10 중량% 미만인 경우에는 조성물의 점도 증가 안정성 저하가 되며, 60 중량%를 초과하는 경우에는 막형성시 신뢰성 저하와 막 두께 조절이 취약해진다.
또한, 본 발명에 따르면 대전방지 조성물 100 중량부를 기준으로 d) 표면 계면활성제 0.001 내지 1 중량부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 사용된 표면 계면활성제는 계면에 습윤(wetting) 및 레벨링(leveling)효과를 줄 수 있는 표면 활성제를 의미한다. 표면 계면활성제의 예를 들면, BYK사, Degussa TEGO 등의 표면장력 조절제가 있으며, 여기서 BYK-306, BYK-307, BYK-337, TEGO Glide 100, TEGO Glide 435 등이 사용될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 구현예에 따라, 상술한 대전 방지 조성물을 기재 위에 코팅하여 고경도 평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 대전 방지막 형성방법이 제공된다.
상기 대전 방지막 형성방법에서 상기 코팅은 통상의 코팅방법이 적용될 수 있으며, 일예로 스프레이법, 바 코팅법, 닥터 블레이드법, 롤 코팅법, 디핑법 등 당 업계에서 사용되는 통상의 코팅 방법이 적용될 수 있다.
상기 코팅은 기재 상에 5-40㎛ 두께로 코팅하는 것이 좋으며, 이후 110 ℃의 내외의 오븐에서 소프트 베이크(soft bake)하여 1-4㎛ 두께의 필름층을 형성한 후 기재에 따라 건조 또는 숙성시켜 고경도 평탄 대전방지막을 형성한다. 예를 들면, 유리 기재인 경우, 180℃ 내외의 오븐에서 건조시키며, 필름 소재의 경우 70℃ 내외의 온도에서 숙성시켜, 고경도 평탄 대전방지막을 형성시킨다.
이때, 상기 기재는 각종 반도체 소자 등에 사용되는 이 분야에 잘 알려진 소재가 모두 사용 가능하며, 그 종류가 특별히 한정되지 않는다.
상기와 같은 본 발명의 고경도 평탄화 대전방지 조성물은 전도성 고분자의 분산도와 졸-겔 법에 의한 고경도 가교 실록산의 함량이 최적화됨으로써 고 투과 대전방지막을 형성시킬 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 기재의 접착면의 결점이 없어, 코팅 면에서의 투과도를 비약적으로 개선할 수 있게 된다. 뿐만 아니라, 본 발명의 대전방지 조성물이 코팅된 대전방지막의 표면경도 또한 기존대비 우수하다.
따라서, 본 발명은 디스플레이에서 사용되는 ITO 또는 IZO와 같은 투명 전극 재료를 대체할 수 있는 대전 방지막을 제공할 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 및 비교예]
1. 졸-겔법 의한 고경도 가교 실록산 제조
실시예 1
TEOS (테트라에틸옥시실란) 24 중량%, GPTMS(글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 16 중량%, 물 29.5 중량%, PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르) 29.5 중량%, 아세트산 1 중량%를 50℃에서 3시간 반응하여, 고경도 가교 실록산 졸을 제조하였다.
이때, 몰비율 r(H2O/Si) = 20.28이며. pH 2.71이었고 고경도 가교 실록산 용액의 고형분은 16.8 wt%이었다.
상기에 표현된 r(H2O/Si)은 물과 Si의 몰 비율에 따라 2.28 이상을 물 축중합, 2.28 이하를 알코올 축중합으로 분리하며, 상기에서 적용된 졸-겔 법 구분 중 물 축중합으로 진행되었다. pH는 Orion사의 Star A11을 이용하여 측정 하였으며, 고형분은 중량법에 의한 ISO 759를 이용한 법을 사용하였다.
실시예 2
TEOS (테트라에틸옥시실란) 20 중량%, GPTMS(글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 20 중량%, 물 29.5 중량%, PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르) 29.5 중량%, 아세트산 1 중량%를 50℃에서 3시간 반응하여, 고경도 가교 실록산 졸을 제조하였다.
이때, 몰비율 r(H2O/Si) = 9.11이며, pH 2.68이었고 고경도 가교 실록산 용액의 고형분은 17.1 wt%이었다.
실시예 3
TEOS (테트라에틸옥시실란) 16 중량%, GPTMS(글리시드옥시프로필트리메톡시실란) 24 중량%, 물 29.5 중량%, PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르) 29.5 중량%, 아세트산 1 중량%를 50℃에서 3시간 반응하여, 고경도 가교 실록산 졸을 제조하였다.
이때, 몰비율 r(H2O/Si) = 8.71이며, pH 2.53이었고 고경도 가교 실록산 용액의 고형분은 17.8 wt%이었다.
비교예 1
TEOS (테트라에틸옥시실란) 40 중량%, 물 29.5 중량%, PGME(프로필렌글리콜모노메틸에테르) 29.5 중량%, 아세트산 1 중량%를 50℃에서 3시간 반응하여, 고경도 가교 실록산 졸을 제조하였다.
이때, 몰비율 r(H2O/Si) = 10.14이며, pH 2.47이었고 고경도 가교 실록산 용액의 고형분은 15.4 wt%이었다.
2. 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물
실시예 4
PEDOT-PSS 20 중량%, 실시예 1의 고경도 가교 실록산 졸 70 중량%, NMP(1-메틸-2-피롤리딘온) 10 중량% 및 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 고경도 평탄화 형성용 대전방지 조성물(도전성 조성물)을 제조하였다.
상기 조성물을 유리기판에 40㎛ 두께로 도포한 다음, 180 ℃의 핫 플레이트에서 10분 동안 소프트 베이크하여 2.02 ㎛ 두께의 필름층을 형성하였다.
또한 조성물을 75 ㎛ PET 필름 위에 41.15㎛(Bar#18) 두께로 도포한 다음, 80℃ 열풍 건조로에 60sec 베이크 한 후, 80℃에서 24시간 동안 숙성시켰다.
실시예 5
PEDOT-PSS 20 중량%, 실시예 2의 고경도 가교 실록산 졸 70 중량%, NMP(1-메틸-2-피롤리딘온) 10 중량% 및 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 고경도 평탄화 형성용 대전방지 조성물 제조하였다.
상기 조성물을 유리기판에 40㎛ 두께로 도포한 다음, 180 ℃의 핫 플레이트에서 10분 동안 소프트 베이크하여 2.12 ㎛ 두께의 필름층을 형성하였다.
또한 조성물을 75 ㎛ PET 필름 위에 41.15㎛(Bar#18) 두께로 도포한 다음, 80℃ 열풍 건조로에 60sec 베이크 한 후, 80℃에서 24시간 동안 숙성시켰다.
실시예 6
PEDOT-PSS 20 중량%, 실시예 2의 고경도 가교 실록산 졸 70 중량%, NMP(1-메틸-2-피롤리딘온) 10 중량% 및 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 고경도 평탄화 형성용 대전방지 조성물 제조하였다.
상기 조성물을 유리기판에 40㎛ 두께로 도포한 다음, 180 ℃의 핫 플레이트에서 10분 동안 소프트 베이크하여 2.24 ㎛ 두께의 필름층을 형성하였다.
실시예 7
PEDOT-PSS 30 중량%, 실시예 2의 고경도 가교 실록산 졸 60 중량%, NMP(1-메틸-2-피롤리딘온) 10 중량% 및 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 고경도 평탄화 형성용 대전방지 조성물 제조하였다.
상기 조성물을 유리기판에 40㎛ 두께로 도포한 다음, 180 ℃의 핫 플레이트에서 10분 동안 소프트 베이크하여 2.07 ㎛ 두께의 필름층을 형성하였다.
또한 조성물을 75 ㎛ PET 필름 위에 41.15㎛(Bar#18) 두께로 도포한 다음, 80℃ 열풍 건조로에 60sec 베이크 한 후, 80℃에서 24시간 동안 숙성시켰다.
비교예 2
PEDOT-PSS 20 중량%, 비교예 1의 고경도 실록산 졸 70 중량%, NMP(1-메틸-2-피롤리딘온) 10 중량% 및 상기 조성물 100 중량부를 기준으로 계면활성제 0.1 중량부를 혼합하여 고경도 평탄화 형성용 도전성 조성물 제조하였다.
상기 조성물을 유리기판에 40㎛ 두께로 도포한 다음, 180 ℃의 핫 플레이트에서 10분 동안 소프트 베이크하여, 1.4 ㎛ 두께의 필름층을 형성하였다.
또한 조성물을 75 ㎛ PET 필름 위에 41.15㎛(Bar#18) 두께로 도포한 다음, 80℃ 열풍 건조로에 60sec 베이크 한 후, 80℃에서 24시간 동안 숙성시켰다.
[실험예]
실시예 4 내지 7 및 비교예 2에 대하여, 다음 물성을 측정하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 평탄도
매우 우수(◎: 코팅두께 대비 2% 미만의 러프니스), 우수(○: 코팅두께 대비 2-5%의 러프니스), 불량(△: 코팅두께 대비 5% 초과의 러프니스)으로 평가하였다.
(2) 표면저항
표면저항은 미쯔비시 케미칼(MITSUBISHI CHEMICAL)사의 Loresta(4-point probe)를 사용하여 단위 면적당 표면저항을 평가하였다.
(3) 투과도
투과도는 UV-가시광선 스펙트로미터를 사용하여 380nm에서 780nm의 막평균 투과도를 평가하였다. (단위: 헤이즈)
(4) 막경도
막경도는 연필경도계를 이용하여 측정하였다.
(5) 필름 위 커링
필름 코팅 후 발생되는 커링에 대해서는 수평 평면 위에 끝단 휨을 거리로 측정하였다.
(6) 필름 부착성
필름 부착성은 이소프로필알코올(IPA) 용매에 각각의 필름층이 형성된 유리기판을 담근 후, 40℃에서 80분간 초음파 처리 후 표면의 박리를 유관치로 하여 기재 위에서의 필름 부착 유무를 판단하였다. 이때, 필름 부착성이 불량하면 "N.G"로 표시하고, 필름 부착성이 양호하고 우수하면 "O.K."로 표시하였다.
구분 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 2
평탄도 ◎ ◎ ◎ ◎ △
표면저항
(KΩ/sq)		 25 31 39 100 15
투과도
(380㎚~780㎚)		 96% 96% 96% 98% 93%
막 경도(1kgf) 9H 9H 9H 8H 7H
필름위 커링 2.5cm 2.0cm 1.0cm 0.7cm 4.8cm
필름 부착성 O.K O.K O.K O.K N.G
상기 표 1에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 4 내지 7는 비교예 2와 비교하여 평탄도 및 연필경도에 걸쳐 우수한 결과를 나타내었다. 또한, 실시예 4-7은 그 외 모든 항목(표면저항, 투과도, 연필경도)도 가장 우수한 결과를 나타냄을 확인할 수 있었다. 특히, 투과도에 있어서 본 발명의 실시예 4 내지 7는 96% 이상의 효과를 나타내었다.
또한, 실시예 4~7은 2um 이상의 막두께의 구현이 가능하나, 비교예 2의 경우는 1um 이상일 경우, 막표면이 깨짐이 관찰된다. 또한 유리 또는 필름 기재에 따른 편차가 상당히 큼을 확인하여, 실시예의 경우 우수한 막 특성을 나타낸다.
따라서, 본 발명은 반도체 소자, 웨이퍼, 컴퓨터 하드 디스크에 사용되는 투명 전극 재료로 사용이 적합한 대전 방지막을 제공할 수 있다.
반면, 비교예 2는 1.4㎛ 두께로 코팅은 가능하였지만, 막표면의 깨짐으로 최종 필름상태가 고르지 않는 바, 각종 기기의 투명 전극 재료로 사용하기 어렵다.

Claims (10)

  1. a) 전도성 고분자 5 내지 30 중량%;
    b) 고경도 가교 실록산 바인더 20 내지 70 중량%; 및
    c) 용매 10 내지 60 중량%;를 포함하며,
    상기 고경도 가교 실록산 바인더는 pH 2.5 내지 3이고, 고형분 함량이 16 내지 20 중량%인 졸-겔법에 의해 얻어진 고경도 가교 실록산 졸을 포함하는, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 중량평균분자랑(Mw)이 1500 내지 5000인 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 고경도 가교 실록산 바인더는 실란계 단량체, 물, 용매 및 촉매를 포함하는 가교 실록산 제조용 조성물을 졸-겔법에 의해 공중합하여 제조된 것인, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 실란계 단량체는 테트라에틸옥시실란(TEOS), 비닐트리에톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리스(β-메톡시에톡시)실란, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, γ-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, γ-머캅토프로필트리메톡시실란, γ-아미노프로필트리에톡시실란, N-β-(아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, γ-유레이드프로필트리에톡시실란, 페닐트리에톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 폴리에틸렌옥사이드 변성 실란 단량체 및 폴리메틸에톡시실록산, 헥사메틸디실라잔으로 이루어진 군에서 선택된 2종 이상인, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 실란계 단량체는 가교 실록산 제조용 조성물의 전체 중량을 기준으로 20 내지 50 중량%로 사용하는, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 1-메틸-2-피롤리딘온, 디프로필케톤, 에틸 락테이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 전도성 고분자는,
    폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아세틸렌, π-π 컨쥬게이션된 이들의 유사체, 또는 이들 모노머의 유도체를 모노머로 사용하여 중합된 고분자를 포함하는, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 용매는 알코올류, 클로로포름, 디클로로메탄, 테트라클로로에틸렌, 트리클로로에틸렌, 디브로모에탄, 디브로모프로판, NMP, 디메틸설폭사이드, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 트리옥틸아민 및 크레졸로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인, 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  9. 제1항에 있어서, 상기 대전방지 조성물 100 중량부에 대해 d) 표면 계면활성제 0.001 내지 1 중량부를 더 포함하는 고경도 평탄막 형성용 대전방지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항에 따른 대전 방지 조성물을 기재 위에 코팅하여 고경도 평탄층을 형성하는 단계를 포함하는 대전 방지막 형성방법.
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