KR20190018668A - 마스크 세정액 조성물 - Google Patents

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KR20190018668A
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Abstract

본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

마스크 세정액 조성물{CLEANING SOLUTION COMPOSITION}
본 발명은 마스크 세정액 조성물, 구체적으로 증착 공정에서 사용되는 마스크 상의 각종 유기물을 제거하는 마스크 세정액 조성물에 관한 것이다.
평판 디스플레이(flat panel display, FPD)는 표시장치로서 주목받고 있으며, 그 중에서도 액정표시장치와 OLED(Organic Light Emitting Diode)가 관심의 대상이 되고 있다.
현재 디스플레이로서 가장 많이 사용되고 있는 액정표시장치는, 기존의 CRT (Cathode ray tube; 음극선관)에 비해 가볍고 부피가 작으며 저전력 등의 장점을 가지고 있다. 그러나 자체발광이 아니기 때문에 후면광(Backlight)을 사용하여야 하며, 액정을 사용하여 시야각이 제한을 받는 단점이 있다.
이에 비해 OLED 소자는 저전압구동, 높은 발광 효율, 넓은 시야각, 빠른 응답속도 등의 장점이 있으며, 무엇보다도 자체발광형이기 때문에 후면광 등이 필요하지 않은 장점이 있다. 이러한 OLED 소자는 자체발광을 하는 발광 유기물을 사용하여 음극과 양극으로부터 공급된 전자와 정공이 재결합되면서 발광이 일어나게 된다.
이런 OLED와 같은 반도체 디바이스 또는 평판 디스플레이는 제조 공정 중 각종 발광층, 정공 주입층, 정공 수송층, 전자 수송층, 전자 주입층 등과 같은 유기물층을 형성하기 위하여 마스크를 이용하여 유기물의 증착을 수행하게 된다. 이때, 마스크의 표면에도 유기물이 부착되게 되며, 이렇게 부착된 유기물로 인하여 마스크로 형성된 패턴의 형상이 변형될 수 있다. 이는, 증착공정의 효율 저하를 야기하며, 제조되는 반도체 디바이스 또는 평판 디스플레이의 성능에도 영향을 미칠 수 있으므로, 마스크에 증착된 유기물을 제거해야 할 필요가 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0095814호는 증착 재료 세정액 조성물 및 이를 이용한 세정 방법에 관한 것으로서, N-메틸-2-피롤리돈(N-Methyl-2-pyrrolidone); 및 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논(1,3-Dimethyl-2-imidazolidinone)을 포함하는 증착 재료 세정액 조성물에 관한 내용을 개시하고 있다.
대한민국 등록특허 제1388283호는 마스크 세정장치에 관한 것으로서, 초음파를 발생시켜 세정액에 잠겨있는 마스크를 세정하는 초음파 세정부; 상기 초음파 세정부의 세정액 배출과 공급을 위한 세정액 순환부를 포함하고, 상기 초음파 세정부에서의 초음파는 주파수가 75KHz이상 90KHz이하이며, 세기가 800W이상 1100W이하이고, 상기 세정액은 NMP(N-Methyl Pyrrolidinone; N-메틸피롤리딘온) 혼합물인 것을 특징으로 하는 마스크 세정장치에 관한 내용을 개시하고 있다.
그러나, 종래 마스크 세정액에 사용되던 N-메틸-2-피롤리돈(NMP)은 유독물질로서, 구체적으로 국립환경과학원 제2014-25호에 따르면 0.3 중량% 이상 함유시 유독물로 분류되는 물질이다. NMP가 포함된 마스크 세정액을 사용할 경우 인체에 유해할 뿐만 아니라 환경적인 측면에서도 좋지 않다.
또한, 마스크 세정 공정은 제조 공정 상황에 따라 가동 시간이 결정 되는 관계로 대기 상태에서 장기 보관 후 성능 저하가 발생 하지 않아야 한다. 특히 대기 중에 노출 되는 관계로 수분 흡수에 대하여 성능 저하가 발생 하지 않아야 한다.
그러므로, NMP와 같은 환경규제물질을 포함하지 않으면서도, 세정력이 우수하고 수분 흡수에 따른 성능 저하가 발생하지 않으며, 공정 운전에 용이한 마스크 세정액의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2011-0095814호 (2011.08.25.) 대한민국 등록특허 제1388283호 (2014.04.16.)
본 발명의 목적은 환경규제물질을 포함하지 않고도 양호한 세정력을 나타내는 세정액 조성물을 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 목적은 초음파 및 전해 세정이 불필요하며 안정성이 우수하여 공정 운전에 용이한 세정액 조성물을 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 세정액 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고,
R3는 수소; 또는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 포화 또는 불포화 탄화수소기;이며,
단, R1 및 R2가 메틸기인 경우,
R3는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C4의 포화 또는 C1 내지 C4의 불포화 탄화수소기이다.
본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 NMP와 같은 환경규제물질을 포함하지 않고도 양호한 세정력을 나타낼 수 있어 공정 운전에 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 수분 흡수에 따른 성능 저하가 억제되는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물을 이용하여 마스크를 세정할 경우 초음파 및 전해 세정이 불필요한 이점이 있다.
도 1 및 2는 마스크 세정액 흡습율 및 저장 안정성 평가에 따른 글래스를 예시한 도이다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명의 한 양태는, 하기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하는 마스크 세정액 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고,
R3는 수소; 또는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 포화 또는 불포화 탄화수소기;이며,
단, R1 및 R2가 메틸기인 경우,
R3는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C4의 포화 또는 C1 내지 C4의 불포화 탄화수소기이다.
본 발명에서 알콕시기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리쇄일 수 있다. 알콕시기의 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 1 내지 4인 것이 바람직하다. 구체적으로, 메톡시, 에톡시, n-프로폭시, 이소프로폭시, n-부톡시, 이소부톡시, tert-부톡시, sec-부톡시 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 포화 탄화수소기는 상기 탄소수를 만족하는 직쇄 또는 분지쇄 및 환상의 어느 것일 수 있다.
상기 직쇄 또는 분지쇄의 포화 탄화수소기로는, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 등의 직쇄상 알킬기; 이소프로필기, 이소부틸기 등의 분지쇄상 알킬기 등을 들 수 있다. 상기 포화 탄화수소기는 바람직하게는 탄소수 1 내지 4이며, 더욱 바람직하게는 탄소수 1 내지 3이다. 단, R1 및 R2가 모두 메틸기인 경우, 상기 포화 탄화수소기의 탄소수는 2 내지 4이다.
상기 환상의 포화 탄화수소기로는 시클로프로필기, 시클로부틸기 등을 들 수 있다.
본 발명에서 불포화 탄화수소기는 말단에 불포화기를 갖는 것으로, 탄소수 1 내지 4의 직쇄형 지방족 불포화 탄화수소기, 분지쇄형 지방족 탄화수소기일 수 있다. 상기 직쇄형 지방족 불포화 탄화수소기는 예컨대 비닐기, 프로페닐기(알릴기), 부티닐기 등을 들 수 있으며, 상기 분지쇄형 불포화 탄화수소기로는 예컨대, 1-메틸프로페닐기, 2-메틸프로페닐기 등을 들 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물 단독(neat) 상태일 수 있다. 요컨대, 본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물은 N,N-디메틸프로피온아미드, N,N-디메틸이소부틸아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디에틸프로피온아미드, N,N-디에틸이소부틸아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디에틸메타크릴아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드 및 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아미드로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상일 수 있으며, 예컨대, 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하기 때문에 마스크 세정력이 우수하고, 마스크, 예컨대 마스크를 이루고 있는 SUS, Invar 등의 물질에는 데미지를 입히지 않는 이점이 있으며, NMP와 같은 환경유해물질 대신 이용될 수 있기 때문에 환경적인 측면에서도 우수하고 공정적인 측면에서도 용이한 이점이 있다. 구체적으로, 본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 유기발광소자의 패턴 형성에 사용되는 Invar 재질의 마스크 및 상기 마스크를 지지하는 스테인레스(SUS 304, 316, 420 등) 기재 등에 부식 등과 같은 데미지를 주지 않는 이점이 있다.
요컨대, 본 발명에 따른 마스크 세정액 조성물은 상기 마스크에 부착되어 있는 각종 유기 물질에 대한 세정력이 우수하다.
상기 유기 물질은 예컨대, 적색, 녹색 및/또는 청색을 발광하는 발광층, 정공수송층(HTL), 정공주입층(HIL) 등을 이루는 물질일 수 있다. 상기 발광층은 적색, 녹색 및/또는 청색을 발광할 수 있으며 인광 물질 또는 형광 물질로 이루어질 수 있다. 이때 상기 발광 호스트 재료로는 CBP((carbazole-9-yl)biphenyl) 또는 mCP(1,3-bis(carbazol-9-yl)이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
적색 발광 도펀트로는 PIQIr(acac)(bis(1-phenylisoquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(acac)(bis(1-phenylquinoline)acetylacetonate iridium), PQIr(tris(1-phenylquinoline)iridium), PtOEP(octaethylporphyrin platinum)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)와 같은 형광 물질 등이 사용될 수 있다.
녹색 발광 도펀트로는 Ir(ppy)3(fac tris(2-phenylpyridine)iridium)와 같은 인광 물질이나, Alq3(tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum)와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
청색 발광 도펀트로는 (4,6-F2ppy)2Irpic와 같은 인광 물질이나, spiro-DPVBi, spiro-6P, 디스틸벤젠(DSB), 디스트릴아릴렌(DSA), PFO계 고분자, PPV계 고분자와 같은 형광 물질이 사용될 수 있으나, 이에만 한정된 것은 아니다.
정공수송층은 NPD(N,N'-Di(1-naphthyl)-N,N′'-diphenyl-(1,1'-biphenyl)-4,4'-diamine), TPD(N,N'-bis-(3-methylphenyl)-N,N'-bis-(phenyl)-benzidine), s-TAD 및 MTDATA(4,4',4"- Tris(N-3-methylphenyl-N-phenyl-amino)-triphenylamine)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상으로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 예컨대 정공수송층 재료로서 트라이아졸 유도체, 옥사다이아졸 유도체, 이미다졸 유도체, 폴리아릴알케인 유도체, 피라졸린 유도체 및 피라졸론 유도체, 페닐렌다이아민 유도체, 아릴아민 유도체, 아미노 치환 칼콘 유도체, 옥사졸 유도체, 스타이릴안트라센 유도체, 플루오렌온 유도체, 하이드라존 유도체, 스틸벤 유도체, 실라제인 유도체, 폴리실레인계, 아닐린계 공중합체, 도전성 고분자 올리고머(특히 싸이오펜 올리고머) 등을 들 수 있다.
또한, 그 외에도 정공저지층에 포함되는 옥사디졸 유도체나 트리아졸 유도체, 페난트롤린 유도체, BCP(2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline), 알루미늄 착물 등을 사용할 수 있으며, 정공 주입층에 재료로서 CuPc(copper phthalocyanine), PEDOT(poly(3,4)-ethylenedioxythiophene), PANI(polyaniline) 및 NPD로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상이 사용될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 마스크 세정액 조성물은 수용성 극성용매를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 수용성 극성용매는 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다.
구체적으로, 본 발명에 따른 수용성 극성용매는 양자성 극성용매와 비양자성 극성용매를 들 수 있으며, 이들을 각각 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 양자성 극성용매는 예컨대 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노이소프로필 에테르, 트리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노메틸 에테르, 폴리에틸렌글리콜 모노부틸 에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬 에테르; 및 테트라하이드로퍼푸릴 알코올; 등을 들 수 있으며, 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시에틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시프로필-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시부틸-2,2-디메틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2,2-디에틸-1,3-디옥솔란, 4-하이드록시메틸-2-메틸-2-에틸-1,3-디옥솔란 등의 하이드록시 디옥솔란계 화합물;을 들 수 있으며 이들은 1종 단독으로 또는 2종 이상이 함께 사용될 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며 당업계에서 통상적으로 사용되고, 본 발명의 목적을 저해하지 않는 양자성 극성용매를 사용할 수 있다.
상기 비양자성 극성용매는 예컨대 예로는 γ―부티로락톤 등의 락톤 화합물; 디메틸술폭사이드(DMSO), 술폴란 등의 설폭사이드 화합물; 트리에틸포스페이트, 트리부틸포스페이트 등의 포스페이트 화합물; 디메틸카보네이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 등의 카보네이트 화합물을 들 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다.
상기 수용성 극성용매는 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물과 함께 마스크에 잔류하는 유기소재를 용해 시키는 역할을 수행하며, 또한 세정 후 탈이온수의 린스 과정에서 물에 의한 세정액 제거를 수월하게 하여 제거된 유기소재의 재흡착/재부착을 최소화하거나 특정 유기소재의 제거력 향상에 구현할 수 있는 역할을 수행할 수 있다.
상기 수용성 극성용매는 추후 세정 공정에서 요구되는 성능에 따라 선택될 수 있으며, 상기 수용성 극성용매는 적당한 세정력 및 공정의 안정적 운영을 위해 비점이 낮지 않은 것이 바람직하다. 예컨대 150 내지 290 ℃의 비점을 가지는 것이 바람직하다. 상기 범위 내의 비점을 가지는 수용성 극성 용매를 사용하는 경우 환경적, 공정적인 측면에서 바람직할 수 있다.
상기 수용성 용매의 비점이 낮은 경우 세정 공정에서 휘발되어 공정 사용량이 많아 지고 작업 환경에 악영향을 미칠 수 있으므로 상기 범위 내의 비점을 가지는 수용성 극성 용매를 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명의 또 다른 실시형태에 있어서, 상기 수용성 극성용매는 상기 세정액 조성물 전체 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부, 바람직하게는 5 내지 40 중량부, 더욱 바람직하게는 5 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 수용성 극성용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 세정력이 우수하면서도, 세정 후 탈이온스의 린스 과정에서 제거가 용이한 세정액 조성물을 제조할 수 있는 이점이 있으므로 바람직하다.
본 발명에 따른 세정액 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하여 우수한 세정력을 가지기 때문에 초음파 및 전해 세정 등이 불필요한 이점이 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 및 비교예 : 세정액 조성물의 제조
하기 표 1의 구성 및 조성에 따라 실시예 및 비교예에 따른 세정액 조성물을 제조하였다.
구분 아미드계 화합물 수용성 극성용매
[중량%] [중량%]
실시예 1 DMPA 100 - -
실시예 2 DMIB 100 - -
실시예 3 DMAR 100 - -
실시예 4 DEAC 100 - -
실시예 5 MDMP 100 - -
실시예 6 DMPA 70 - -
DEAC 30
실시예 7 DMPA 85 EDG 15
실시예 8 DMPA 60 EDG 15
DEAC 25
실시예 9 DMPA 85 HMD 15
실시예 10 DMPA 85 PC 15
비교예 1 NMP 100 - -
비교예 2 NMF 100 - -
비교예 3 NEF 100 - -
비교예 4 NMPA 100 - -
비교예 5 DMDA 100 - -
비교예 6 DMF 100 - -
비교예 7 DMAC 100 - -
비교예 8 NMP 30 DMI 70
비교예 9 - - EDG 100
비교예 10 - - PC 100
비교예 11 - - DMSO 100
비교예 12 NMPA 85 EDG 15
비교예 13 NMF 85 PC 15
DMPA: N,N-디메틸프로피온아미드
DMIB: N,N-디메틸이소부틸아미드
DMAR: N,N-디메틸아크릴아미드
DEAC: N,N-디에틸아세트아미드
MDMP: 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드
EDG: 디에틸렌글리콜 모노에틸 에테르
HMD: 4-하이드록시메틸-1,3-디옥솔란
PC: 프로필렌카보네이트
NMF: N-메틸포름아미드
NEF: N-에틸포름아미드
NMPA: N-메틸프로피온아미드
DMDA: N,N-디메틸데칸아미드
DMF: N,N-디메틸포름아미드
DMAC: N, N-디메틸아세트아미드
NMP: N-메틸-2-피롤리돈
DMI: 1,3-디메틸-2-이미다조리디논
DMSO: 디메틸 설폭사이드
실험예 1: 유기소재 흡착 마스크 세정력 평가
실시예 및 비교예에 따른 마스크 세정액 조성물의 세정 효과를 확인하기 위하여 통상적인 방법에 따라 유기발광소자에 포함되는 발광층 및 전자/정공 수송층으로 사용되는 물질이 각각 별도로 흡착된 5종의 마스크(재질: Invar)에 대한 세정력 평가를 실시하였다. 제조한 마스크 세정액 조성물을 항온조를 이용하여 50 ℃로 승온 후 마스크 세정액 조성물(약액)을 교반하였다. 교반되고 있는 마스크 세정액 조성물에 2×2 cm 사이즈로 절단된 유기소재가 흡착된 마스크를 침적후 탈이온수로 1분 세정하여 SEM(주사현미경, Hitachi-4800) 을 이용하여 마스크 표면에 유기소재의 잔류 유무를 판단하여 세정력을 평가하였다. 마스크 세정액 침적 시간은 5분 단위로 진행되었으며, 마스크 표면에 잔류물이 잔류하지 않는 시간을 표시하여 세정력을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 마스크 세정력 평가
Mask 1 Mask 2 Mask 3 Mask 4 Mask 5
실시예 1 5분 15분 20분 5분 5분
실시예 2 5분 20분 20분 5분 5분
실시예 3 5분 20분 15분 5분 5분
실시예 4 5분 25분 20분 5분 5분
실시예 5 5분 25분 25분 5분 5분
실시예 6 5분 20분 25분 5분 5분
실시예 7 5분 15분 20분 5분 5분
실시예 8 5분 20분 20분 5분 5분
실시예 9 5분 15분 20분 5분 5분
실시예 10 5분 15분 20분 5분 5분
비교예 1 5 분 15분 20분 5분 5분
비교예 2 5분 45분 55분 5분 5분
비교예 3 5분 50분 50분 5분 5분
비교예 4 5분 45분 55분 5분 5분
비교예 5 30분초과 60분 초과 60분 초과 30분초과 30분초과
비교예 6 5분 30분 30분 10분 10분
비교예 7 10분 35분 25분 5분 5분
비교예 8 5분 40분 50분 5분 5분
비교예 9 30분초과 60분 초과 60분 초과 30분초과 30분초과
비교예 10 30분 초과 60분 초과 60분 초과 20분 20분
비교예 11 10분 40분 40분 10분 5분
비교예 12 5분 45분 55분 5분 5분
비교예 13 5분 50분 50분 10분 5분
Mask 1 흡착 물질: N,N′-Di(1-naphthyl)-N,N′-diphenyl-(1,1′-biphenyl)-4,4′-diamine(NPD)
Mask 2 흡착 물질: 2,9-dimethyl-4,7-diphenyl-1,10-phenanthroline(BCP)
Mask 3 흡착 물질: copper phthalocyanine (CuPc)
Mask 4 흡착 물질: tris-(8-hydroxyquinoline)aluminum (Alq3)
Mask 5 흡착 물질: tris(2-phenylpyridine)iridium [Ir(PPy)3]와 (carbazole-9-yl) biphenyl(CBP) 혼합물
표 2를 살펴 보면 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물, 아미드계 화합물 및 수용성 극성 용매를 혼합한 실시예에서는 Mask 1~5 모두 25분 이내로 세정 가능 함을 확인 할 수 있다.
하지만 환경 규제 물질을 포함하는 비교예 1을 제외하고는 한 개 이상의 Mask에서 30분 이상으로 세정력이 저하된 것을 확인 할 수 있다.
화학식 1에서 R1 및 R2가 메틸기 또는 에틸기가 아닌 아미드계 물질을 사용한 비교예 2~4에서는 Mask 2와 Mask 3의 세정력이 저하된 것을 확인 할 수 있다.
또한 화학식 1에서 R3가 C4 초과인 아미드계 물질의 비교예 5에서는 Mask 1~5의 모든 Mask에서 세정력 저하를 확인 할 수 있으며 R1 및 R2가 메틸기이며 R3가 수소 혹은 C1인 경우 Mask 2, 3에서의 제거력 저하를 확인 할 수 있다.
또한 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물을 포함하지 않고, 수용성 극성 용매만을 포함한 비교예 8, 9, 10, 11에서도 Mask 세정력 저하를 확인 할 수 있었며, 화학식 1에 포함되지 않는 아미드계 화합물과 극성 용매 혼합물의 비교예 12, 13에서도 세정력 저하를 확인 할 수 있다.
실험예 2: 유기발광소자 용해 안정성 평가
증착 공정 후 마스크로부터 유기소재를 분리한 후, 막자 사발을 이용하여 파우더 형태를 만들고 제조한 마스크 세정액 조성물의 중량으로 0.05%의 유기소재를 60℃에서 1시간 용해 후 유리재질의 투명 50ml 유리병으로 분취 후 상온에서 24시간 방치 후 실시예 1, 2, 4, 5, 6, 8, 10 및 비교예 2, 4, 6, 8, 11, 12 에 따른 마스크 세정액 조성물(약액)의 안정성(탁도 증가 및 침전물)을 평가 하여 하기 표 3에 나타내었다.
평가 기준은 하기와 같다.
육안으로 평가 시 약액의 투명도 변화 없음: ◎
육안으로 평가 시 탁도 약간 증가(투명): ○
육안으로 평가 시 탁도 증가(불투명): △
육안으로 평가 시 침전물 발생: ×
구분 용해 안정성
Mask 1분리 유기소재 Mask 2분리 유기소재 Mask 3분리 유기소재
실시예 1 ◎ ◎ ◎
실시예 2 ◎ ◎ ◎
실시예 4 ◎ ○ ○
실시예 5 ◎ ○ ○
실시예 6 ◎ ◎ ◎
실시예 8 ◎ ○ ○
실시예 10 ◎ ◎ ◎
비교예 2 ◎ × ×
비교예 4 ◎ △ ×
비교예 6 ◎ △ △
비교예 8 ◎ △ ×
비교예 11 ◎ △ ×
비교예 12 ◎ × ×
표3을 살펴 보면 화학식 1의 아미드계 화합물 및 수용성 극성 용매를 혼합한 실시예에서는 유기소재가 용해 후 약액의 투명도 변화가 적은 것으로 보아 세정액 내에서 안정성을 보여 기재(Invar, SUS)에 재흡착이 되지 않은 것을 알 수 있다. 그러나, 비교예 2, 4, 6, 8, 11, 12에서는 24시간 방치 후 Mask 2와 Mask 3에서 분리한 유기소재의 용해 후 안정성이 저하되는 것을 확인 할 수 있었다. 따라서, 반복세정 공정에서 세정 횟 수가 증가될 경우 기재에 재흡착 되어 2차 오염을 야기 시킬 수 있는 것을 확인하였다.
실험예 3: 마스크 세정액 흡습율 및 저장 안정성 평가
수분 흡습에 따른 세정 성능 저하를 확인 하기 위해서 마스크 세정액 조성물을 항온조를 이용하여 30 ℃로 승온 후 마스크 세정액 조성물(약액)을 48시간 방치 후 수분 측정기로 수분 함량을 측정 하여 흡습율을 계산 하였으며, 유기소재가 흡착된 Glass를 2×4cm 사이즈로 절단하여 하부의 Glass 부위를 세정액에 침적(Half dip)한 후 탈이온수로 1분 세정 후 UV Lamp(254nm)를 이용하여 육안으로 유기소재의 잔류 유무를 판단하여 세정력을 평가 하였다. 마스크 세정액 침적 기간은 15초 단위로 진행 되었으며, 마스크 표면에 잔류물이 잔류하지 않는 시간을 표시하여 세정력을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 도 1 및 도 2는 마스크를 UV Lamp 하에서 관찰한 도로, 예컨대, 도 1는 세정액에 침적된 Glass 하부에 유기 증착물이 잔류한 글래스이며, 도 2는 세정액에 침적된 Glass 하부에 유기 증착물이 잔류되지 않는 글래스이다.
구분 흡습율
(%)		 저장 안정성 평가
Glass 1 Glass 2 Glass 3 Glass 4
초기 48시간 후 초기 48시간 후 초기 48시간 후 초기 48시간 후
실시예1 1.6 60 60 90 90 90 90 120 120
실시예2 1.0 90 90 120 120 90 90 120 120
실시예4 1.2 75 75 90 90 90 90 105 105
실시예6 1.4 60 60 90 90 90 90 120 120
실시예8 1.6 75 75 90 90 90 90 105 105
실시예10 1.4 75 75 105 105 105 105 120 120
비교예1 7.8 90 90 120 135 120 120 120 135
비교예 8 7.2 90 90 135 150 135 150 90 105
Glass 1: Red Host와 Dopant가 증착된 Glass
Glass 2: Green Host와 Dopant가 증착된 Glass
Glass 3: Blue Host와 Dopant가 증착된 Glass
Glass 4: HTL(Hole Transfer Layer)가 증착된 Glass
상기 표 4를 보면, 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물, 아미드계 화합물 및 수용성 극성 용매를 혼합한 실시예에서는 120초 이내의 빠른 세정력을 보이며, 저장 안정성 평가 후 수분을 2% 미만으로 함유 하고 있으며 세정력 변화를 보이지 않는다.
하지만 NMP를 포함한 비교예 1, 8에서는 저장 안정성 평가 후 수분을 7% 이상 함유 하고 있으며 일부 유기 증착물의 제거 속도가 저하됨을 확인 할 수 있었다.

Claims (6)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물; 및 글리콜에테르계 화합물을 포함하는 마스크 세정액 조성물로서,
    상기 세정액 조성물 전체 100중량부에 대하여, 상기 아미드계 화합물을 50중량부 이상 100중량부 이하 그리고 물을 0중량부 이상 2중량부 미만으로 포함하는 마스크 세정액 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로 메틸기 또는 에틸기이고,
    R3는 수소; 또는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C4의 포화 또는 불포화 탄화수소기;이며,
    단, R1 및 R2가 메틸기인 경우,
    R3는 C1 내지 C4의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 C2 내지 C4의 포화 또는 C1 내지 C4의 불포화 탄화수소기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 아미드계 화합물은, N,N-디메틸프로피온아미드, N,N-디메틸이소부틸아미드, N,N-디메틸아크릴아미드, N,N-디메틸메타크릴아미드, N,N-디에틸포름아미드, N,N-디에틸아세트아미드, N,N-디에틸프로피온아미드, N,N-디에틸이소부틸아미드, N,N-디에틸아크릴아미드, N,N-디에틸메타크릴아미드, 3-메톡시-N,N-디메틸프로피온아미드 및 3-부톡시-N,N-디메틸프로피온아미드로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상인 것인 마스크 세정액 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    수용성 극성용매를 더 포함하는 것인 마스크 세정액 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 수용성 극성용매는 양자성 극성용매 및 비양자성 극성용매로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는 것인 마스크 세정액 조성물.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 수용성 극성용매는 상기 세정액 조성물 전체 100 중량부에 대하여 1 내지 50 중량부로 포함되는 것인 마스크 세정액 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 마스크 세정액 조성물은 유기 소재 진공 증착 공정에 사용되는 마스크를 세정하는 것인 마스크 세정액 조성물.
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