KR101981408B1 - Coating material, pattern formation method, and electronic device and method for manufacturing same - Google Patents
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Abstract
도포 재료는, 타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성하기 위한 것으로서, 원료와 용해도 파라미터 SP값이 20.3MPa1/2 이하인 양용매인 2종류의 용매 A, 및 B를 함유하여 구성되며, 용매 A가, 용매 B보다 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높으며, 용매 체적 함유율로서 20% 이상 50% 이하 함유되어 있다. 패턴 형성 방법은, 이 도포 재료를 이용하여, 상술한 패턴을 형성한다. 전자 디바이스의 제조 방법은, 전자 디바이스의 적어도 한층을, 이 패턴 형성 방법을 이용하여 성막된 패턴에 의하여 제작한다.The coating material is for forming a pattern having the highest peak of the enemy within 20% from the center of the other enemy, and is composed of two kinds of solvents A and B, which are both solvents having a raw material and a solubility parameter SP value of 20.3 MPa 1/2 or less , And the solvent A has a surface tension higher than that of the solvent B and a high vapor pressure and a solvent volume content of 20% or more and 50% or less. In the pattern forming method, the above-described pattern is formed by using the coating material. A manufacturing method of an electronic device is such that at least one layer of an electronic device is formed by a pattern formed by using the pattern forming method.
Description
본 발명은, 도포 재료, 패턴 형성 방법 및 전자 디바이스의 그 제조 방법에 관한 것으로, 자세하게는, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 관한 잉크젯 프로세스에 있어서 커피 스테인 형상이 발생하지 않는 양호한 단면 패턴이 얻어지는 도포 재료, 이 도포 재료를 잉크젯용 잉크로서 이용한 패턴 형성 방법, 및 이 패턴 형성 방법을 이용하여 성막된 패턴에 의하여 제작된 기능층을 갖는 전자 디바이스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a coating material, a method of forming a pattern and a method of manufacturing an electronic device, and more particularly to a coating material in which a good cross-section pattern is obtained in an inkjet process in the field of printed electronics, A pattern forming method using a coating material as an ink jet ink, and a method of manufacturing an electronic device having a functional layer formed by a pattern formed by using the pattern forming method.
최근, 액체 프로세스 등의 획기적인 자원 절약·에너지 절약 기술에 의하여, 트랜지스터 등 전자 디바이스나 에너지 디바이스를 제작하는 연구 개발이 다양한 연구 기관에서 가속되고 있다. 이들 기술은, "프린티드 일렉트로닉스"라고 총칭되고 있으며, 차세대의 반도체 제작 프로세스 기술로서 큰 기대를 모으고 있다.In recent years, various research institutes have been accelerating research and development to manufacture electronic devices and energy devices such as transistors by the remarkable resource saving and energy saving techniques such as liquid process. These technologies are collectively referred to as " printed electronics " and are highly anticipated as next-generation semiconductor manufacturing process technologies.
프로세스로서 잉크젯을 이용했을 때에, 에지 부분에 "커피 스테인"이라고 불리는 현상, 즉 배선이나 전극의 주위나 단(端)이 융기되는 현상이 있다. 이들은 전극에 한정된 이야기가 아니며, 반도체 재료나 절연 재료에 있어서도 이와 같은 형상이 발생되는 것은 전자 디바이스에 있어서의 신뢰성의 관계상 바람직하지 않다.There is a phenomenon called " coffee stain " in the edge portion, that is, a phenomenon that the periphery or end of the wiring or the electrode rises when the inkjet is used as the process. These are not limited to electrodes, and it is not preferable in terms of reliability in electronic devices that such a shape is generated in a semiconductor material or an insulating material.
커피 스테인 형상의 발생 요인으로서는, 일반적으로 표면 장력의 농도 의존성에서 유래하는 마란고니 대류의 발생이 원인이라고 일컬어지고 있다. 일반적인 용액에서는, 표면 장력의 관계와 농도가 비례하는 관계에 있기 때문에, 건조에 의한 농도 상승이 일어나기 쉬운 액적의 단부의 표면 장력이 증대한다. 이로써, 액적 내에서 표면 장력의 구배가 발생하여, 액 전체가 단부로 끌어당겨지듯이 젖음 확산된다. 이로 인하여, 단부에 용질(溶質)이 집중되어, 에지가 융기하는 패턴 형상이 된다(특허문헌 1 참조).Generating factors of the coffee stain are generally said to be caused by the occurrence of Marangoni convection resulting from the concentration dependence of the surface tension. In the general solution, since the relationship between the relationship of the surface tension and the concentration is in a proportional relationship, the surface tension of the end portion of the droplet, which is likely to increase in concentration due to drying, increases. As a result, a gradient of the surface tension occurs in the droplet, and the liquid spreads as if the entire liquid is drawn to the end. As a result, a solute is concentrated at the end portion, and the edge becomes a patterned shape (see Patent Document 1).
이로 인하여, 특허문헌 1에 개시된 배선 패턴에서는, 젖음성 변화층에 대한 에너지의 부여에 의하여 저표면 에너지부로부터 변화하여 액체에 대한 젖음성이 향상된 고표면 에너지부 상에 도전성 액체에 의하여 형성된 도전 패턴층의 평면에서 본 형상을, 모서리부에 모따기가 실시된 라운드 형상의 단부를 갖는 직사각형의 배선 형상으로 하고 있다.Thus, in the wiring pattern disclosed in
이렇게 하여, 특허문헌 1에 개시된 기술에서는, 배선 패턴의 형성 프로세스에 있어서, 증발 속도가 느린 패턴 중앙으로부터 증발 속도가 빠른 패턴 주변부로 도포된 잉크의 흐름이 발생하여 잉크가 젖음 확산될 때, 도전 패턴층의 평면에서 본 직사각형의 배선 형상의 단부에 있어서의 증발 속도가 보다 높은 모서리부, 특히 뾰족한 직각의 모서리부의 잉크가 흘러, 특히, 모서리부의 막두께가 두꺼워져, 모서리부에 볼록 형상의 막두께 피크(볼록 형상 융기), 이른바 "융기"가 형성되는 것을 방지하고 있다.Thus, in the technique disclosed in
그러나, 특허문헌 1에 개시된 기술은, 도전 패턴층의 평면에서 본 직사각형의 배선 형상의 단부를 라운드 형상으로 함으로써, 평면에서 본 직사각형의 배선 형상의 단부의 뾰족한 모서리부에 있어서의 에지의 융기의 집중을 방지할 수 있지만, 이 평면에서 본 직사각형의 배선 형상에는, 라운드 형상이더라도 에지는 존재하고 있기 때문에, 낮아도 에지의 융기는 발생하고 있어, 에지의 융기 자체를 방지할 수 없다는 과제가 있다.However, in the technique disclosed in
또, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 있어서, 스핀 코트나 슬릿 코트 등의 일반적인 도포 프로세스에서 이용되는 용액은, 표면 장력의 관계와 농도가 비례하는 관계에 있는 용액 구성을 이용하는 경우가 많기 때문에, 일반적으로 "젖는다"라는 용액 구성을 이용한 경우, 에지 부분의 융기는 피할 수 없는 과제가 된다.Further, in the field of printed electronics, a solution used in a general coating process such as a spin coat or a slit coat often uses a solution composition in which the relationship between the surface tension and the concentration is proportional to each other. &Quot;, the rise of the edge portion becomes an inevitable problem.
또, 이상과 같은 과제를 해결하기 위하여, 표면 장력과 농도 의존성의 관계를 가능한 한 줄이도록 계면활성제 등이 첨가되는 케이스가 있지만, 이와 같은 경우, 계면활성제 자신이 전기 물성에 영향을 미칠 우려가 있다는 문제가 있기 때문에, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 있어서, 도포 재료에 첨가제를 첨가하는 것은 바람직하지 않다.In order to solve the above problems, there is a case where a surfactant or the like is added so as to reduce the relationship between the surface tension and the concentration dependency as much as possible. In such a case, there is a fear that the surfactant itself may affect the electrical properties In the field of printed electronics, it is not preferable to add an additive to a coating material because there is a problem.
또한, 이와 같은 에지의 융기 형상을 제어하기 위하여, 도포 프로세스를 고안함으로써 해결하고 있는 예도 있지만, 필연적으로 공정의 증가나 복잡화를 초래한다는 문제가 있어, 공정 삭감이 요구되고 있는 관계상, 가능한 한 새로운 프로세스를 부여하지 않는 것이 바람직하다.In order to control such a rising shape of the edge, there is an example in which a coating process is devised to solve the problem. However, there is a problem in that it causes an increase and complication of the process inevitably, It is preferable not to give a process.
본 발명은, 상기 종래 기술의 문제나 과제의 실정을 감안하여, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 있어서 이용되며, 패턴의 에지의 융기를 억제시켜 양호한 단면 패턴을 얻을 수 있는 도포 재료, 이 도포 재료를 이용한 패턴 형성 방법, 및 이 패턴 형성 방법을 이용하여 성막된 패턴에 의하여 제작된 전자 디바이스의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems and problems in the prior art, and it is an object of the present invention to provide a coating material which is used in the field of printed electronics and which can obtain a good cross- And a method of manufacturing an electronic device manufactured by a pattern formed by using the pattern forming method.
본 발명자들은, 상기 목적을 달성하기 위하여, 예의 연구를 거듭한 결과, 도포 재료의 용액의 용매를 2성분 이상으로 구성하고, 액적 건조 시의 표면 장력과 농도 의존의 관계를 반비례의 관계가 되게 함으로써, 에지 부분의 융기를 억제시켜 양호한 단면 패턴을 얻을 수 있는 것을 발견하여, 본 발명을 완성하기에 이른 것이다.As a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that a solvent of a solution of a coating material is composed of two or more components, and the relationship between the surface tension and the concentration dependency upon drying of the droplets is in inverse proportion , It is possible to obtain a good cross-section pattern by suppressing the ridges of the edge portions, and thus the present invention has been completed.
즉, 본 발명의 제1 양태에 관한 도포 재료는, 타적(打滴)의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성하기 위한 도포 재료로서, 원료와 용해도 파라미터 SP값이 20.3MPa1/2 이하인 양용매인 2종류의 용매 A, 및 B를 함유하여 구성되며, 용매 A가, 용매 B보다 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높으며, 용매 체적 함유율로서 20% 이상 50% 이하 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.That is, the coating material according to the first aspect of the present invention is a coating material for forming a pattern having the highest peak of the enemy within 20% from the center of the droplet ejection, and has a raw material and solubility parameter SP value of 20.3 Wherein the solvent A contains two kinds of solvents A and B which are both solvents having an MPa 1/2 or less and the solvent A has a surface tension higher than that of the solvent B and a vapor pressure higher than that of the solvent B and a solvent volume content of 20% .
여기에서, 용매 A가, 용매 B보다, 표면 장력이 1.17배 이상 높고, 또한 증기압이 1.57배 이상 높은 것이 바람직하다.Here, it is preferable that the solvent A has a surface tension higher by 1.17 times or more and a vapor pressure of 1.57 times or more higher than that of the solvent B.
또, 용매 A의 20℃에 있어서의 표면 장력이 27mN/m 이상이고, 또한 증기압이 1.1kPa 이상이며, 용매 B의 20℃에 있어서의 표면 장력이 23mN/m 이하이고, 또한 증기압이 0.7kPa 이하인 것이 바람직하다.When the surface tension of the solvent A at 20 캜 is 27 mN / m or more, the vapor pressure is 1.1 kPa or more, the surface tension of the solvent B at 20 캜 is 23 mN / m or less and the vapor pressure is 0.7 kPa or less .
또, 용매 A가, 용매 체적 함유율로서 35% 이상 50% 이하 함유되어 있는 것이 바람직하다.It is also preferable that the solvent A contains 35% or more and 50% or less of the solvent volume content.
또, 원료가 실라제인 화합물로 구성되어 있는 것이 바람직하다.It is also preferable that the raw material is composed of a silazane compound.
또, 잉크젯용 도포 재료인 것이 바람직하다.It is also preferable that the coating material is an inkjet coating material.
또, 본 발명의 제2 양태에 관한 패턴 형성 방법은, 상기 제1 양태에 관한 도포 재료를 이용하여, 타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성하는 것을 특징으로 한다.The pattern forming method according to the second aspect of the present invention is characterized by using the coating material according to the first aspect to form a pattern having the highest peak of the enemy within a range of 20% from the center of the other enemy .
여기에서, 타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴이, 타적의 중심으로부터 20% 이내에 있어서, 타적의 중심을 통과하고, 이 중심의 양측에 에지를 갖는 타적의 단면 프로파일의 최댓값을 갖는 패턴인 것이 바람직하다.Here, a pattern having the highest peak of another enemy within 20% from the center of another enemy is within 20% of the center of the other enemy, and the cross-sectional profile of the other enemy passing through the center of the other enemy, It is preferable that the pattern has a maximum value.
또, 타적의 단면 프로파일의 양측의 에지 부분이 둥글게 되어 있는 것이 바람직하다.It is also preferable that the edge portions on both sides of the cross-sectional profile of the other enemy are rounded.
본 발명의 제3 양태에 관한 전자 디바이스의 제조 방법은, 전자 디바이스의 적어도 한층이, 본 발명의 제2 양태에 관한 패턴 형성 방법에 의하여 제작되는 것을 특징으로 한다.The method for manufacturing an electronic device according to the third aspect of the present invention is characterized in that at least one layer of the electronic device is manufactured by the pattern forming method according to the second aspect of the present invention.
여기에서, 전자 디바이스의 적어도 한층이, 절연층, 보호층, 층간 절연층 중 적어도 한층인 것이 바람직하다.Here, it is preferable that at least one layer of the electronic device is at least one of an insulating layer, a protective layer, and an interlayer insulating layer.
또, 전자 디바이스가 박막 트랜지스터인 것이 바람직하다.It is also preferable that the electronic device is a thin film transistor.
본 발명에 의하면, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 있어서 이용되며, 용액의 용매를 2성분 이상으로 구성시키고, 액적 건조 시의 표면 장력과 농도 의존의 관계를 반비례의 관계가 되게 함으로써, 패턴의 에지의 융기를 억제시켜 양호한 단면 패턴을 얻을 수 있는 도포 재료, 이 도포 재료를 이용한 패턴 형성 방법, 및 이 패턴 형성 방법을 이용하여 성막된 패턴에 의하여 제작된 전자 디바이스의 제조 방법을 제공할 수 있다.According to the present invention, in the field of printed electronics, by making the solvent of the solution more than two components and making the relationship between the surface tension and the concentration dependency upon the droplet drying in an inverse relationship, A pattern forming method using the coating material, and a method of manufacturing an electronic device manufactured by a pattern formed by using the pattern forming method can be provided.
도 1은 본 발명에 관한 도포 재료를 이용한 패턴 형성 방법에 있어서 형성되는 타적의 패턴의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명법에 의하여 제조되는 전자 디바이스의 일 실시형태인 트랜지스터의 일 실시예의 단면 모식도이다.
도 3에 있어서, (A), (B) 및 (C)는, 실시예 1의 도포 재료를 이용하여 형성된 잉크젯 타적 패턴상(像)을 나타내는 모식도, 이 타적 패턴상의 단면 프로파일을 나타내는 그래프 및 실시예 1의 도포 재료를 이용하여 형성된 스핀 코트막의 도면 대용 사진이다.
도 4에 있어서, (A), (B) 및 (C)는, 비교예 1의 도포 재료를 이용하여 형성된 잉크젯 타적 패턴상을 나타내는 모식도, 이 타적 패턴상의 단면 프로파일을 나타내는 그래프 및 비교예 1의 도포 재료를 이용하여 형성된 스핀 코트막의 도면 대용 사진이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a pattern of another enemy formed in a pattern forming method using a coating material according to the present invention. FIG.
2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a transistor which is an embodiment of an electronic device manufactured by the method of the present invention.
3 (A), 3 (B) and 3 (C) are schematic diagrams each showing an inkjet special pattern image formed using the coating material of Example 1, a graph showing a cross-sectional profile on the special pattern, 1 is a photograph showing a spin coating film formed using the coating material of Example 1 in place of the drawing.
4 (A), 4 (B) and 4 (C) are schematic views showing an ink-jet pattern pattern formed using the coating material of Comparative Example 1, a graph showing a sectional profile on the pattern, 5 is a photograph showing a spin coating film formed by using a coating material.
이하에, 본 발명에 관한 도포 재료, 패턴 형성 방법 및 전자 디바이스의 그 제조 방법을 그 적합 실시형태에 근거하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, a coating material, a pattern forming method, and a manufacturing method of an electronic device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings based on the preferred embodiments.
(도포 재료)(Coating material)
본 발명에 관한 도포 재료는, 타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성하기 위한 것으로, 원료와, 용해도 파라미터 SP값이 20.3MPa1/2 이하인 양용매인 2종류의 용매 A, 및 B를 함유하여 구성되며, 용매 A가, 용매 B보다 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높으며, 용매 체적 함유율로서 20% 이상 50% 이하 함유되어 있는 것을 특징으로 한다.The coating material of the present invention, the other intended to form a pattern having an enemy other peaks in the region of less than 20% from the center of the enemy, the raw material, and a solubility parameter SP value of not more than 20.3MPa 1/2 dual chained two kinds of solvent A, and B, wherein the solvent A has a surface tension higher than that of the solvent B, a higher vapor pressure, and a solvent volume content of 20% or more and 50% or less.
본 발명에 관한 도포 재료는, 프린티드 일렉트로닉스 분야에 있어서, 박막 트랜지스터 등 전자 디바이스 등의 기능층을 적층할 때에, 이 기능층을 구성하는 소정의 패턴을 형성하는 데에 이용되는 액상의 도포 재료, 특히, 잉크젯용 도포 재료인 것이 바람직하다.The coating material according to the present invention is useful as a liquid coating material used for forming a predetermined pattern constituting the functional layer when laminating functional layers such as an electronic device such as a thin film transistor in the field of printed electronics, Particularly, it is preferable to be a coating material for inkjet.
또한, 본 발명에 있어서, 전자 디바이스는, 프린티드 일렉트로닉스 기술이 적용되는 전자 디바이스이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 박막 트랜지스터, 태양 전지, RFID, 온도 모니터, 가스 센서, 생체 센서, 압력 센서, 적외선 센서, 유기 EL 조명, 표시 디바이스 등을 들 수 있다.In the present invention, the electronic device is not particularly limited as long as it is an electronic device to which the printed electronic technology is applied. For example, a thin film transistor, a solar battery, a RFID, a temperature monitor, a gas sensor, An infrared sensor, an organic EL light, a display device, and the like.
또, 기능막으로서는, 전자 디바이스 등의 적어도 한층을 구성하는 기능막이면, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 절연층, 보호층, 층간 절연층, 가스 배리어층, 광학 박막 등을 들 수 있다.The functional film is not particularly limited as long as it is a functional film constituting at least one layer of an electronic device or the like, and examples thereof include an insulating layer, a protective layer, an interlayer insulating layer, a gas barrier layer and an optical thin film.
(타적 패턴)(Special pattern)
먼저, 본 발명에 관한 도포 재료에 의하여 형성되는 타적의 패턴에 대하여, 도 1을 참조하여 설명한다.First, patterns of other enemies formed by the coating material according to the present invention will be described with reference to Fig.
도 1은, 본 발명의 도포 재료를 이용한 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 형성되는 타적의 패턴 형상의 일례를 모식적으로 나타내는 단면도이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a pattern shape of an enemy object formed by the pattern forming method of the present invention using the coating material of the present invention. Fig.
도 1에 나타내는 바와 같이, 본 발명에 있어서 형성되는 타적(10)은, 기판(12) 상에 형성된 볼록 형상의 패턴, 바람직하게는 잉크젯에 의하여 기판(12) 상에 타적된 잉크 액적에 의하여 형성된 볼록 형상의 패턴을 갖는다. 이 타적(10)의 패턴의 상면은, 타적(10)의 바닥면, 즉 기판(12)의 표면에 수직인 방향으로 타적(10)의 중심(14)을 취할 때, 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 최고점을 갖는 볼록 형상의 패턴 형상이다.As shown in Fig. 1, the
구체적으로는, 타적(10)의 패턴은, 도 1에 나타내는 바와 같이, 이 타적(10)을, 그 중심(14)을 통과하고, 그 바닥면, 즉 기판(12)의 표면에 수직인 평면으로 절단한 단면 프로파일(18)에 있어서, 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 최고점을 갖는 볼록 형상의 패턴 형상인 것이 바람직하다.Specifically, the pattern of the
또한, 본 발명에 있어서는, 타적(10)의 패턴의 상면, 예를 들면 타적(10)의 단면 프로파일(18)은, 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 최고점을 갖고 있으면, 어떠한 패턴 형상이어도 되고, 어떠한 프로파일이어도 되며, 에지(16)의 부분이, 각져 있어도 되지만, 둥글게 되어 있는, 예를 들면 타적(10)의 중심(14)의 양측에 존재하는 타적(10)의 양 에지(16)로부터 그 중심(14)을 향하여 위로 볼록한 곡면 형상을 갖는 것이 바람직하고, 도 1에 나타내는 예와 같이, 타적(10)의 볼록 형상의 패턴의 상면, 및 단면 프로파일(18)이, 중심(14)의 양측에 존재하는 타적(10)의 에지(16)로부터 그 중심(14)을 향하여 위로 볼록한 곡면 형상을 가지며, 타적(10)의 중심(14)으로부터 20% 이내의 영역(20) 내인 중심(14)에 최고점을 갖는 것이 가장 바람직하다.In the present invention, the top surface of the pattern of the
여기에서, 타적(10)의 패턴은, 특별히 제한적이지 않지만, 잉크젯 방식에 의하여 형성되는 패턴인 것이 바람직한데, 잉크젯 방식에 의한 패턴이면 어떠한 것이어도 되며, 예를 들면 1개의 잉크젯 노즐로부터 토출된 단일의 잉크 액적에 의한 원 형상의 패턴이어도 되고, 또 선 형상의 패턴이어도 되며, 또 복수 개의 잉크젯 노즐로부터 토출된 복수의 잉크 액적에 의하여 형성된 원 형상 또는 타원 형상 등의 폐곡선(閉曲線) 형상의 패턴이어도 되고, 또 선 형상의 패턴이어도 된다.Here, the pattern of the
또, 본 발명에 있어서의 타적의 단면의 절단 방법은, 타적의 어떠한 패턴에 있어서도, 예를 들면 폐곡선 형상의 패턴에 있어서도, 선 형상의 패턴에 있어서도, 즉, 타적의 중심을 통과하고, 그 바닥면에 수직인 평면으로 절단하는 것이면, 어떠한 단면이어도 된다. 즉, 타적의 프로파일은, 어떠한 단면에 있어서의 프로파일이어도 된다.The cutting method of the cross section of the other enemies in the present invention can be applied to any pattern of other enemies, for example, in a closed-curve pattern, a linear pattern, that is, Any cross section may be used as long as it is cut in a plane perpendicular to the plane. That is, the profile of another enemy may be a profile in any cross section.
또한, 본 발명에 있어서의 단면 프로파일은 광간섭형 표면 조도계 Veeco사제 Wyko의 장치를 이용하여 측정하는 것이 가능하다. 백색 LED 및 녹색 LED(535nm) 광원의 광간섭법으로 얻어진 단면을 측정함으로써, 검출할 수 있다.In addition, the cross-sectional profile in the present invention can be measured using a device of Wyko manufactured by Veeco, an optical interference type surface roughness meter. Can be detected by measuring the cross section obtained by the optical interference method of a white LED and a green LED (535 nm) light source.
(용매)(menstruum)
본 발명에 있어서는, 이상과 같은 타적 패턴을 형성하기 위한 도포 재료는, 그 용액의 용매를 표면 장력 및 증기압이 다른 2종류의 용매 A 및 용매 B로 구성할 필요가 있다.In the present invention, it is necessary that the coating material for forming the above-mentioned special pattern is composed of two types of solvent A and solvent B having different surface tension and vapor pressure.
2종류의 용매 A 및 용매 B는, 도포 재료의 원료를 용해하기 쉬운 양용매이고, 용해도 파라미터(SP값)가 20.3MPa1/2 이하인 용매이며, 바람직하게는 14.1 이상 20.3 이하인 용매이다.The two kinds of solvents A and B are solvents having a solubility parameter (SP value) of not more than 20.3 MPa 1/2 , preferably not less than 14.1 and not more than 20.3, both of which are easy to dissolve the raw material of the coating material.
여기에서, 2종류의 용매 A 및 용매 B의 SP값을, 20.3MPa1/2 이하에 한정하는 이유는, SP값이 20.3MPa1/2 초과이면, 용해성이 저하되기 때문이다.Here, the SP value of the two solvents A and B is limited to 20.3 MPa < 1/2 > or less because if the SP value exceeds 20.3 MPa < 1/2 & gt ;, solubility decreases.
이와 같은 용매로서는, 예를 들면 펜테인(14.3), 헥세인(14.9), 헵테인(15.1), 옥테인(15.6), 및 도데케인(16.2) 등의 지방족 탄화 수소, 메틸사이클로헥세인(16.0), 사이클로헥세인(16.8), 및 사이클로펜테인(17.8) 등의 지환식 탄화 수소, 큐멘(16.8), 프로필벤젠(17.6), 에틸벤젠(18.0), p-자일렌(18.0), 메시틸렌(18.0), 톨루엔(18.2), 및 벤젠(18.8) 등의 방향족 탄화 수소, 염화 아이소뷰틸(16.6), 염화 아이소프로필(16.6), 1-클로로프로페인(17.4), 클로로폼(19.0), 및 클로로벤젠(19.4) 등의 할로젠화 탄화 수소, 다이아이소프로필에터(14.1), 다이에틸에터(15.1), 다이뷰틸에터(16.0), 다이프로필에터(16.0), 및 에틸렌글라이콜다이메틸에터(17.0) 등의 에터, 아세톤(20.3), MEK(9.3), 사이클로헥산온(20.3), 다이아이소뷰틸케톤(16.0), 메틸아이소뷰틸케톤(17.2), 및 다이에틸케톤(18.0) 등의 케톤과, 이들 유기 용매의 2 이상의 혼합 용매를 들 수 있다. 또한, 상기 유기 용매명의 뒤의 괄호 내의 숫자는 SP값(단위: MPa1/2)을 나타낸다.Examples of such solvents include aliphatic hydrocarbons such as pentane (14.3), hexane (14.9), heptane (15.1), octane (15.6) and dodecane (16.2), methylcyclohexane , Cyclohexane (16.8) and cyclopentane (17.8), cumene (16.8), propylbenzene (17.6), ethylbenzene (18.0), p-xylene (18.0), mesitylene (16.6), isopropyl (16.6) chloride, 1-chloropropane (17.4), chloroform (19.0), and the like, which are aromatic hydrocarbons such as benzene (18.0), toluene (14.1), diethyl ether (15.1), dibutyl ether (16.0), dipropyl ether (16.0), and ethylene glycol (14.0) such as chlorobenzene (20.3), MEK (9.3), cyclohexanone (20.3), diisobutyl ketone (16.0), methyl isobutyl ketone (17.2), and diethyl ketone 18.0), and the like And a mixed solvent of two or more of the foregoing solvents. In addition, the numbers in parentheses after the organic solvent name indicate the SP value (unit: MPa 1/2 ).
이와 같은 유기 용매의 SP값은, 예를 들면 "폴리머 핸드북(Polymer Handbook)", 제4판 VII-675페이지~VII-711페이지에 기재된 방법[특히, 676페이지의 (B3)식 및 (B8)식]에 의하여 구할 수 있다. 또, 유기 용매의 SP값으로서, 그 문헌의 표 1(VII-683페이지), 표 7~표 8(VII-688페이지~VII-711페이지)의 값을 채용할 수 있다. 유기 용매가 복수의 용매의 혼합 용매인 경우의 SP값은, 공지의 방법에 의하여 구할 수 있다. 예를 들면, 혼합 용매의 SP값은, 가성성이 성립된다고 하고, 각 용매의 SP값과 체적분율의 곱의 총합으로 하여 구할 수 있다.The SP value of such an organic solvent can be measured by a method described in, for example, "Polymer Handbook", Fourth Edition, pages VII-675 to VII-711 (particularly, Formula]. Values of Table 1 (VII-683) and Table 7 to Table 8 (pages VII-688 to VII-711) of the literature can be adopted as the SP value of the organic solvent. The SP value in the case where the organic solvent is a mixed solvent of a plurality of solvents can be determined by a known method. For example, the SP value of the mixed solvent can be determined as the sum of the product of the SP value and the volume fraction of each solvent, assuming that pseudo-property is established.
본 발명에 있어서, 양용매란, 용질이 되는 원료를 용해하기 쉬운 용매, 바람직하게는 상식적인 온도의 전체 범위에 걸쳐, 원료와 무제한으로 혼합되는 용매이며, 예를 들면 원료의 액체의 SP값과 그 SP값의 차가 10MPa1/2 이하인 용매가 바람직하다.In the present invention, the good solvent is a solvent which easily dissolves the starting material to be the solute, preferably a solvent which is mixed with the starting material in an unlimited manner over the entire range of the normal temperature. For example, A solvent whose difference in SP value is 10 MPa < 1/2 > or less is preferable.
본 발명에 있어서는, 상기와 같은 SP값을 갖는 양용매 중에서, 표면 장력 및 증기압이 다른 2종의 용매 A와 용매 B를 이용할 필요가 있다.In the present invention, it is necessary to use two kinds of solvents A and B different in surface tension and vapor pressure from the above-mentioned good solvent having an SP value.
이와 같은 2종류의 용매 A 및 용매 B에 있어서, 한쪽의 용매인, 예를 들면 용매 A가, 다른 한쪽의 용매인, 예를 들면 용매 B보다, 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높을 필요가 있다. 또한, 용매 A가, 용매 B보다, 표면 장력이 1.17배 이상 높고, 또한 증기압이 1.57배 이상 높은 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 표면 장력이 1.25배 이상 높고, 또한 증기압이 1.8배 이상 높은 것이 좋다. 또한 용매 A의 20℃에 있어서의 표면 장력이 27mN/m 이상이고, 또한 증기압이 1.1kPa 이상이며, 용매 B의 20℃에 있어서의 표면 장력이 23mN/m 이하이고, 또한 증기압이 0.7kPa 이하인 것이 보다 바람직하다.In the two kinds of solvents A and B, it is necessary that one of the solvents, for example, the solvent A, has a higher surface tension and a higher vapor pressure than the other solvent, for example, the solvent B. It is also preferable that the solvent A has a surface tension higher by 1.17 times or more and a vapor pressure of 1.57 times or more higher than the solvent B, more preferably a surface tension of 1.25 times or more and a vapor pressure of 1.8 times or more . It is also preferable that the solvent A has a surface tension of at least 27 mN / m at 20 ° C, a vapor pressure of 1.1 kPa or more, a surface tension of the solvent B at 20 ° C of 23 mN / m or less and a vapor pressure of 0.7 kPa or less More preferable.
또한, 용매 B에 대한 용매 A의 표면 장력 및 증기압의 비율의 상한값은, 특별히 제한적이지 않지만, 각각 예를 들면, 6배 이하 및 10배 이하인 것이 바람직하다.The upper limit value of the ratio of the surface tension and the vapor pressure of the solvent A to the solvent B is not particularly limited, but is preferably, for example, 6 times or less and 10 times or less, respectively.
또, 용매 A의 20℃에 있어서의 표면 장력 및 증기압의 상한값은, 특별히 제한적이지 않지만, 각각 예를 들면, 90mN/m 이하 및 100kPa 이하인 것이 보다 바람직하다. 또, 용매 B의 20℃에 있어서의 표면 장력 및 증기압의 하한값도, 특별히 제한적이지 않지만, 각각 예를 들면, 15mN/m 이상 및 0.1kPa 이상인 것이 보다 바람직하다.The upper limit of the surface tension and the vapor pressure of the solvent A at 20 캜 is not particularly limited, but is preferably 90 mN / m or less and 100 kPa or less, for example. The lower limit of the surface tension and the vapor pressure of the solvent B at 20 캜 is not particularly limited, but is preferably 15 mN / m or more and 0.1 kPa or more, for example.
또, 본 발명에서는, 도포 재료의 용액의 용매로서, 주(主)용매, 예를 들면 용매 B에 더하여, 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높은 용매 A를 용액에 첨가할 필요가 있다. 그 이유는, 이하와 같다.In addition, in the present invention, it is necessary to add, to the solution, a solvent having a high surface tension and a high vapor pressure in addition to the main solvent, for example, solvent B, as a solvent for the solution of the coating material. The reason is as follows.
2성분 이상의 용매를 이용한 경우, 용액의 표면 장력은, 그 성분 구성비를 가미한 가중 평균이 되어, 모든 용매가 동일한 휘발 속도로 건조된 경우에는, 종래 기술과 마찬가지로, 타적의 중앙 부분보다 에지 부분이 빨리 건조되어, 그 결과, 에지 부분에 있어서 농도 상승이 발생하여, 표면 장력이 증대되기 때문에, 표면 장력과 농도 의존성의 관계는 비례한다. 그 결과, 타적의 에지 부분이 융기되어, 커피 스테인 현상을 억제할 수 없게 되는 것이라고 생각된다.In the case where two or more components are used, the surface tension of the solution is a weighted average with the composition ratio thereof, and when all the solvents are dried at the same volatilization rate, And as a result, a concentration rise occurs at the edge portion, and the surface tension is increased, so that the relationship between the surface tension and the concentration dependency is proportional. As a result, it is considered that the edge portion of the other enemy rises and the coffee stain phenomenon can not be suppressed.
그러나, 각각의 용매의 휘발 속도는 증기압이 다른 것에 의하여 상이한 경우가 대부분이다.However, most of the volatilization rates of the respective solvents are different due to different vapor pressures.
이로 인하여, 건조 과정에 있어서, 표면 장력이 높고 또한 휘발성이 높은 용매 A의 효과의 영향이 커진 경우에는, 표면 장력의 농도 의존성의 관계는 반비례의 형태가 된다. 즉, 타적의 건조는 타적의 중앙 부분보다 에지 부분 쪽이 빠르기 때문에, 에지 부분의 용액에 있어서, 용액의 농도는 높아지지만, 표면 장력이 높고 또한 휘발성이 높은 용매 A가, 표면 장력이 낮고 또한 휘발성이 낮은 용매 B보다 빨리 증발되므로, 에지 부분의 용매에서는, 용매 A의 비율이 낮아져, 표면 장력이 낮고 또한 휘발성이 낮은 용매 B의 비율이 높아진다. 그 결과, 에지 부분에서는, 중앙 부분에 비하여 용매의 표면 장력은 낮아진다. 이로 인하여, 농도가 높아지는 액적 단부에 있어서 표면 장력이 작아지고, 액적 중앙부에 있어서 표면 장력이 커진다. 이로써 에지 부분의 융기를 억제하여, 커피 스테인 현상을 억제하는 것이 가능해진다.Therefore, when the effect of the solvent A having a high surface tension and a high volatility is large in the drying process, the relationship of the concentration dependence of the surface tension becomes inversely proportional. That is, since drying of the other enemies is faster at the edge portion than at the center portion of the other enemy, the concentration of the solution in the solution of the edge portion is increased, but the solvent A having a high surface tension and high volatility has a low surface tension, Is evaporated faster than the lower solvent B, the ratio of the solvent A in the solvent of the edge portion is lowered, and the ratio of the solvent B having a lower surface tension and lower volatility is increased. As a result, in the edge portion, the surface tension of the solvent is lower than in the center portion. As a result, the surface tension becomes small at the droplet end portion where the concentration becomes high, and the surface tension becomes large at the droplet center portion. As a result, it is possible to suppress the rising of the edge portion and suppress the coffee stain phenomenon.
그 결과, 본 발명의 도포 용액을 이용하여 형성한 패턴에서는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 가지게 되어, 커피 스테인 현상을 억제할 수 있게 된다.As a result, in the pattern formed using the coating solution of the present invention, as shown in Fig. 1, the highest peak of the enemy is within 20% from the center of the other enemy, and the coffee stain phenomenon can be suppressed.
또, 용매 B에 대한 용매 A의 표면 장력 및 증기압의 비율과, 용매 A의 표면 장력 및 증기압의 값 및 용매 B의 표면 장력 및 증기압의 값을 상술한 소정 범위에 한정하는 이유는, 상술한 바와 같은, 타적 내의 용액의 표면 장력의 농도 의존성의 관계를, 에지 부분의 융기를 억제하기에 적절한 반비례의 관계로 함에 있어서 바람직하기 때문이다.The reason why the ratio of the surface tension and the vapor pressure of the solvent A to the solvent B, the value of the surface tension and the vapor pressure of the solvent A, and the value of the surface tension and the vapor pressure of the solvent B are limited to the above- This is because the relationship between the concentration dependency of the surface tension of the solution in the other region is preferable in order to make the relationship in an inverse proportion to the rise of the edge portion in an appropriate manner.
또, 본 발명에서는, 도포 재료의 용액의 용매로서 2종류의 용매 A 및 용매 B를 이용하는 경우에, 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높은 용매 A가, 용액 중에 있어서의 용매 체적 함유율로서 20% 이상 50% 이하 함유되어 있을 필요가 있다.In the present invention, when two kinds of solvents A and B are used as the solvent of the solution of the coating material, it is preferable that the solvent A having a high surface tension and a high vapor pressure has a solvent volume content of not less than 20% By weight or less.
그 이유는, 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높은 용매 A의 용매 체적 함유율이 20%~50%의 범위 내에 들어가 있으면, 도 1에 나타내는 바와 같이, 타적(10)의 중심(14)으로부터 20% 이내의 영역 내에 최고점을 갖는, 본 발명에서 규정되는 패턴 형상을 갖는 타적(10)의 패턴을 형성할 수 있고, 커피 스테인 현상을 억제할 수 있지만, 20% 미만, 또는 50% 초과에서는, 커피 스테인 현상을 억제할 수 없어, 본 발명에서 규정되는 패턴 형상을 갖는 타적 패턴을 형성할 수 없게 되기 때문이다.The reason is that when the solvent volume content of the solvent A having a high surface tension and a high vapor pressure is within the range of 20% to 50%, as shown in FIG. 1, It is possible to form a pattern of the
또한, 본 발명에서는, 표면 장력이 높고 또한 증기압이 높은 용매 A의 용매 체적 함유율은, 35% 이상 50% 이하 함유되어 있는 것이 바람직하다. 이 경우에는, 타적(10)의 중심(14)으로부터 20% 이내의 영역 내에 최고점을 가질 뿐만 아니라, 에지(16)의 부분도 둥그스름한 볼록 형상의 타적 패턴을 형성할 수 있다.Further, in the present invention, it is preferable that the solvent volume content of the solvent A having a high surface tension and a high vapor pressure is contained in an amount of 35% or more and 50% or less. In this case, not only the highest point in the region within 20% from the center 14 of the
(원료)(Raw material)
본 발명에 관한 도포 재료의 원료로서는, 타적 패턴을 형성할 수 있으면 특별히 제한적이지 않지만, 박막 트랜지스터 등 전자 디바이스 등의 기능층을 구성하는 소정의 타적 패턴을 형성하기 위한 것인 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 예를 들면, 실라제인 화합물, 폴리스타이렌, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌 등을 들 수 있다.The raw material of the coating material according to the present invention is not particularly limited as long as it can form a special pattern, but it is preferable to form a predetermined special pattern constituting a functional layer such as an electronic device such as a thin film transistor, Examples thereof include a silazane compound, polystyrene, polycarbonate, polyethylene, and the like.
(실라제인 화합물)(Silazane compound)
실라제인 화합물이란, 그 구조 내에 규소와 질소의 결합(-SiN-)을 가진 화합물이며, 절연층, 보호층, 층간 절연층 등의 기능막이 되는 실리콘옥사이드막(이하 SiO2막이라고도 함)이나 실리콘옥시나이트라이드막(이하, SiON막이라고도 함)이나 실리콘나이트라이드막(이하 SiN막이라고도 함)을 형성할 때의 출발 원료가 되는 화합물이다.The silazane compound is a compound having a bond of silicon and nitrogen (-SiN-) in the structure thereof, and is a silicon oxide film (hereinafter also referred to as SiO 2 film) which is a functional film such as an insulating layer, a protective layer, (Hereinafter also referred to as a SiON film) or a silicon nitride film (hereinafter also referred to as a SiN film).
또한, 이와 같은 SiO2막, SiON막, SiN막은, 다양한 용도로 적합하게 이용할 수 있다. 예를 들면, 트랜지스터의 게이트 절연막, 층간 절연막, 가스 배리어막, 광학 박막 등을 들 수 있다.Such SiO 2 film, SiON film and SiN film can be suitably used for various purposes. For example, a gate insulating film of a transistor, an interlayer insulating film, a gas barrier film, and an optical thin film can be given.
실라제인 화합물로서는, 저분자 화합물이어도 되고, 고분자 화합물(소정의 반복 단위를 갖는 폴리머)이어도 된다. 저분자계의 실라제인 화합물로서는, 헥사메틸다이실라제인, 헥사페닐다이실라제인, 다이메틸아미노트라이메틸실라제인, 트라이실라제인, 사이클로트라이실라제인, 1,1,3,3,5,5-헥사메틸사이클로트라이실라제인 등을 들 수 있다.The silazane compound may be a low-molecular compound or a polymer compound (a polymer having a predetermined repeating unit). Examples of low molecular weight silazane compounds include hexamethyldisilazane, hexaphenyldisilazane, dimethylaminotrimethylsilazane, trisilazane, cyclotrisilazane, 1,1,3,3,5,5,5-hexa Methyl cyclotrisilazane, and the like.
고분자계의 실라제인 화합물(폴리실라제인 화합물)의 종류는 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 일본 공개특허공보 평8-112879호에 기재된 하기의 일반식 (1)로 나타나는 단위로 이루어지는 주골격을 갖는 화합물인 것이 바람직하다.The kind of the high-molecular-weight silazane compound (polysilazane compound) is not particularly limited. For example, a compound having a main skeleton composed of units represented by the following general formula (1) described in JP-A- Compound.
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 일반식에 있어서, R1, R2, 및 R3은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 알킬기, 알켄일기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알킬실릴기, 알킬아미노기, 또는 알콕시기를 나타낸다.In the above general formulas, R 1 , R 2 and R 3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, an aryl group, an alkylsilyl group, an alkylamino group or an alkoxy group.
폴리실라제인으로서는, 절연 특성이 보다 우수한 점에서, R1, R2, 및 R3 모두가 수소 원자인 퍼하이드로폴리실라제인(이하, "PHPS"라고도 칭함)인 것이 바람직하다.As the polysilazane, it is preferable that the polysilazane is a perhydro polysilazane (hereinafter also referred to as " PHPS ") in which all of R 1 , R 2 , and R 3 are hydrogen atoms.
퍼하이드로폴리실라제인은, 직쇄 구조와 6원환 및 8원환을 중심으로 하는 환 구조가 존재하는 구조로 추정되고 있다. 그 분자량은 수평균 분자량(Mn)으로 약 600~2000 정도(폴리스타이렌 환산)이며, 액체 또는 고체의 물질일 수 있다(분자량에 따라 다르다). 당해 퍼하이드로폴리실라제인은, 시판품을 사용해도 되고, 당해 시판품으로서는, 아쿠아미카 NN120, NN120-20, NN110, NAX120, NAX120-20, NAX110, NL120A, NL120-20, NL110A, NL150A, NP110, NP140(AZ 일렉트로닉 머티리얼즈 가부시키가이샤제) 등을 들 수 있다.Perhydro polysilazane is presumed to have a linear structure, a ring structure centered on a 6-membered ring and an 8-membered ring. The molecular weight is a number average molecular weight (Mn) of about 600 to 2000 (in terms of polystyrene), and may be a liquid or a solid substance (depending on the molecular weight). The perhydropolysilazane may be a commercially available product. Examples of commercially available products include Aquamica NN120, NN120-20, NN110, NAX120, NAX120-20, NAX110, NL120A, NL120-20, NL110A, NL150A, NP110, NP140 AZ Electronic Materials Co., Ltd.) and the like.
폴리실라제인의 다른 예로서는, 상기 일반식으로 나타나는 폴리실라제인에 규소 알콕사이드를 반응시켜 얻어지는 규소 알콕사이드 부가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평5-238827호), 글리시돌을 반응시켜 얻어지는 글리시돌 부가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평6-122852호), 알코올을 반응시켜 얻어지는 알코올 부가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평6-240208호), 금속 카복실산염을 반응시켜 얻어지는 금속 카복실산염 부가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평6-299118호), 금속을 포함하는 아세틸아세토네이트 착체를 반응시켜 얻어지는 아세틸아세토네이트 착체 부가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평6-306329호), 금속 미립자를 첨가하여 얻어지는 금속 미립자 첨가 폴리실라제인(예를 들면, 일본 공개특허공보 평7-196986호) 등을 들 수 있다.As another example of the polysilazane, a polysilazane having a silicon alkoxide additionally obtained by reacting a polysilazane represented by the above formula with a silicon alkoxide (for example, JP-A-5-238827) and glycidol (For example, JP-A-6-122852), an alcohol-added polysilazane obtained by reacting an alcohol (for example, JP-A-6-240208) (Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-299118), an acetylacetonate complex addition product obtained by reacting an acetylacetonate complex containing a metal and a metal carboxylate added polysilane obtained by reacting a metal carboxylate (For example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 6-306329), a metal fine particle-added polysilazane obtained by adding metal fine particles (for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 7-196986).
폴리실라제인 화합물의 분자량은 특별히 한정되지 않지만, 예를 들면 폴리스타이렌 환산 평균 분자량이 1,000~20,000의 범위에 있는 것이 바람직하고, 1,000~10,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직하다. 이들 폴리실라제인 화합물은 2종류 이상을 조합하여 이용할 수도 있다.The molecular weight of the polysilazane compound is not particularly limited. For example, the average molecular weight in terms of polystyrene is preferably in the range of 1,000 to 20,000, more preferably 1,000 to 10,000. These polysilazane compounds may be used in combination of two or more.
본 발명의 도포 재료 중에 있어서의 실라제인 화합물과 용매(용매 A 및 용매 B)의 질량비(실라제인 화합물의 질량/용매(용매 A 및 용매 B)의 질량)는 특별히 제한되지 않으며, 형성되는 기능막(도막)의 두께에 따라 적절히 최적인 질량비가 선택되는데, 타적성이 우수한 점에서, 0.01~0.50이 바람직하고, 0.05~0.20이 보다 바람직하다.The mass ratio of the silazane compound and the solvent (solvent A and solvent B) (mass of the silazane compound / mass of the solvent (solvent A and solvent B)) in the coating material of the present invention is not particularly limited, The optimum mass ratio is appropriately selected according to the thickness of the coating film (coating film), and is preferably 0.01 to 0.50, more preferably 0.05 to 0.20, from the standpoint of other suitability.
본 발명의 도포 재료는, 필요에 따라 기타 첨가제 성분을 함유할 수도 있다. 그와 같은 성분으로서, 예를 들면, 점도 조정제, 가교 촉진제 등을 들 수 있다.The coating material of the present invention may contain other additive components as required. Examples of such components include a viscosity adjusting agent and a crosslinking accelerator.
본 발명의 도포 재료는, 기본적으로 이상과 같이 구성된다.The coating material of the present invention is basically composed as described above.
(패턴 형성 방법)(Pattern forming method)
본 발명의 패턴 형성 방법은, 상술한 본 발명의 도포 재료를 이용하여, 도 1에 나타내는 바와 같은 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성하는 방법이다.The pattern forming method of the present invention is a method of forming a pattern having the highest peak of the enemy within the
본 발명의 패턴 형성 방법에 있어서는, 용매로서, 원료에 대하여 양용매이며, 또한 표면 장력 및 증기압이 모두 높은 용매 A와, 모두 낮은 용매 B의 2종류의 용매를 이용하고 있기 때문에, 형성된 타적 패턴은, 도 1에 나타내는 바와 같은 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴을 형성할 수 있다.In the pattern forming method of the present invention, since the solvent A is a good solvent for the raw material, and both the solvent A having a high surface tension and the vapor pressure and the low solvent B are both used, , It is possible to form a pattern having the highest peak of another enemy within the
본 발명의 도포 재료의 타적의 방법은, 특별히 제한적이지 않지만, 잉크젯 방식을 이용함으로써, 예를 들면 잉크젯 노즐로부터 본 발명의 도포 재료의 액적을 기판(12) 상에 토출하여 타적(10)을 형성할 수 있으면, 어떠한 방법이어도 된다.The other method of applying the coating material of the present invention is not particularly limited. However, by using the inkjet method, for example, a droplet of the coating material of the present invention is discharged onto the
상술한 바와 같이, 본 발명에 있어서 형성되는 타적(10)의 패턴은, 타적(10)의 중심으로부터 20% 이내의 영역(20) 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴이면, 1개 이상의 잉크젯 노즐로부터 토출된 1 이상의 잉크 액적에 의하여 형성된 원 형상 또는 타원 형상 등의 폐곡선 형상의 패턴이어도 되고, 선 형상의 패턴이어도 된다.As described above, in the present invention, the pattern of the
또, 본 발명에 있어서, 잉크젯 노즐로부터 본 발명의 도포 재료의 액적을 토출하여 기판(12) 상에 타적(10)의 패턴을 형성할 때에는, 고정된 기판(12)에 대하여 복수의 잉크젯 노즐을 장착한 캐리지를 이동시켜도 되고, 기판(12)을 간헐 반송시킴과 함께 캐리지를 이동시켜도 되며, 캐리지를 고정해 두고, 기판(12)을 반송시켜도 된다.In the present invention, when a droplet of the coating material of the present invention is discharged from the inkjet nozzle to form a pattern of the
본 발명의 도포 재료가 타적되어 타적의 패턴이 형성되는 기판, 그 형상, 구조, 크기에는, 특별히 제한적이지 않고, 목적에 따라 적절히 선택할 수 있다. 기판의 구조는 단층 구조여도 되고, 적층 구조여도 된다.The shape, structure and size of the substrate on which the coating material of the present invention is applied and on which other patterns are formed are not particularly limited and can be appropriately selected according to the purpose. The substrate may have a single-layer structure or a stacked-layer structure.
기판의 재질로서는 특별히 한정은 없으며, 예를 들면 유리, 알루미나, YSZ(이트륨 안정화 지르코늄) 등의 무기 재료, 수지 재료나, 그 복합 재료 등을 이용할 수 있다. 그 중에서도, 경량인 점, 가요성을 갖는 점에서 수지 기판이나 그 복합 재료가 바람직하다.The material of the substrate is not particularly limited. For example, inorganic materials such as glass, alumina, and YSZ (yttrium stabilized zirconium), resin materials, and composite materials thereof can be used. Among them, a resin substrate and a composite material thereof are preferable in that they are lightweight and have flexibility.
패턴 형성 후의 타적(10)의 패턴의 두께는, 기판(12) 상에 형성된 타적(10)의 패턴에 실시되는 후처리에 적합하도록, 예를 들면 자외선 조사 및/또는 가열 처리 시에 효율적으로 경화(전화(轉化))할 수 있도록 얇은 것이 바람직하다. 이로 인하여, 타적 패턴의 두께는 1.0μm 이하가 바람직하고, 0.5μm 이하가 보다 바람직하다. 한편, 타적 패턴의 두께에 하한은 없지만, 성막성의 점에서, 0.05μm 이상이 바람직하고, 0.1μm 이상이 보다 바람직하다.The thickness of the pattern of the resist
또, 기판으로서 가요성 기판을 이용하여, 본 발명의 도포 재료로서 실라제인 화합물을 포함하는 도포 재료를 이용할 때에는, 본 발명의 도포 재료에 의한 타적 패턴 형성 후에 SiO2막, SiON막, SiN막으로 전화할 때에 발생하는 체적 수축에 의한 기판의 휨을 억제하기 위하여, 기판의 양면에 본 발명의 도포 재료의 타적 패턴을 형성해도 된다.When a flexible substrate is used as the substrate and a coating material containing a silazane compound is used as the coating material of the present invention, the SiO 2 film, the SiON film, and the SiN film A special pattern of the coating material of the present invention may be formed on both sides of the substrate in order to suppress warpage of the substrate due to volumetric shrinkage that occurs when making a telephone call.
본 발명의 패턴 형성 방법은, 기본적으로 이상과 같이 구성된다.The pattern forming method of the present invention is basically configured as described above.
(전자 디바이스의 제조 방법)(Manufacturing Method of Electronic Device)
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은, 전자 디바이스를 구성하는 적어도 1층을, 상술한 본 발명의 패턴 형성 방법을 이용하여 형성된 타적 패턴에 의하여 기능막으로서 제작하는 방법이다.The method of manufacturing an electronic device of the present invention is a method of manufacturing at least one layer constituting an electronic device as a functional film by using a special pattern formed by the above-described pattern forming method of the present invention.
이하에서는, 전자 디바이스로서, 박막 트랜지스터를 대표예로 하고, 기능막으로서 박막 트랜지스터의 게이트 절연막을 대표예로 하며, 게이트 산화막으로서 실라제인 화합물을 원료로 하는 본 발명의 도포 재료에 의하여 형성되는 SiON막을 형성하는 예를 대표예로서 설명하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것은 물론이다.Hereinafter, as a typical example of a thin film transistor as an electronic device, a gate insulating film of a thin film transistor as a functional film is taken as a representative example, and a SiON film formed by the coating material of the present invention using a silane- However, it goes without saying that the present invention is not limited to this.
도 2는, 본 발명의 전자 디바이스의 1 실시형태인 박막 트랜지스터의 일 실시예의 단면 모식도이다.2 is a schematic cross-sectional view of one embodiment of a thin film transistor which is one embodiment of the electronic device of the present invention.
도 2에 있어서, 박막 트랜지스터(50)는, 기판(52)과, 기판(52) 상에 배치된 게이트 전극(54)과, 게이트 전극(54) 상에 배치된 게이트 절연막(56)과, 게이트 절연막(56) 상에 배치된 산화물 반도체층(58)과, 산화물 반도체층(58) 상에 배치된 소스 전극(60) 및 드레인 전극(62)을 적어도 구비한다.2, the
이 게이트 절연막(56)은, 실라제인 화합물을 원료로 하고, 원료에 대하여 양용매이며, 또한 표면 장력 및 증기압이 모두 다른 2종류의 용매를 포함하는 본 발명의 도포 재료를 이용하여 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 형성된 타적 패턴을 갖는 SiON막으로 형성된 것이다.The
박막 트랜지스터(50)는, 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터이다. 이하에서는, 보텀 게이트형의 박막 트랜지스터에 대해서만 상세하게 설명하지만, 탑 게이트형의 박막 트랜지스터의 게이트 절연막에 본 발명법에 의한 SiON막을 적용해도 된다. 게이트 절연막(56)은 산화물 반도체층(58)에 인접하여 배치되어, SiON막을 사용하면, 산화물 반도체층(58)과의 계면 특성이 보다 향상되고, 박막 트랜지스터로서의 성능이 보다 향상된다.The
또한, 산화 공정이 실시된 SiON막을 사용하는 경우는, 산화 공정이 실시된 표면을 산화물 반도체층(58)측에 배치하는 것이 바람직하다.In the case of using the SiON film subjected to the oxidation process, it is preferable that the surface subjected to the oxidation process is disposed on the oxide semiconductor layer 58 side.
또, 도 2에 있어서는, 산화물 반도체층을 이용한 산화물 박막 트랜지스터의 양태에 대하여 상세하게 설명하지만, 본 발명법에 의한 SiON막은 유기 반도체 재료를 포함하는 유기 반도체층을 이용한 유기 박막 트랜지스터의 게이트 절연막으로서도 적합하게 사용할 수 있다.Although the oxide thin film transistor using the oxide semiconductor layer is described in detail in Fig. 2, the SiON film according to the present invention method is also suitable as a gate insulating film of an organic thin film transistor using an organic semiconductor layer containing an organic semiconductor material Can be used.
본 발명법에 의한 전자 디바이스로서 박막 트랜지스터(50)를 제조할 때에는, 도 1에 나타내는 바와 같이, 먼저, 기판(52) 상에, 공지의 방법에 의하여, 예를 들면 전극 재료를 진공 증착 또는 스퍼터링하는 등에 의하여, 게이트 전극(54)을 형성한다.In manufacturing the
다음으로, 형성된 게이트 전극(54) 상에, 본 발명의 도포 재료를 이용하여 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 에지의 융기가 없는 타적 패턴을 형성한 후, 전화 처리를 행하여, SiON막을 게이트 절연막(56)으로서 형성한다.Next, a special pattern without edge ridges is formed on the formed
그 후, 게이트 절연막(56) 상에, 공지의 방법에 의하여 산화물 반도체층(58)을 형성하고, 형성된 산화물 반도체층(58) 상에 각각 게이트 전극(54)과 동일하게 하여, 패턴화되어 분리된 소스 전극(60) 및 드레인 전극(62)을 형성한다.Thereafter, an oxide semiconductor layer 58 is formed on the
이렇게 하여, 본 발명법에 의하여 박막 트랜지스터(50)를 제조할 수 있다.Thus, the
이하, 기판, 게이트 전극, 게이트 절연막, 산화물 반도체층, 소스 전극, 드레인 전극에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, the substrate, the gate electrode, the gate insulating film, the oxide semiconductor layer, the source electrode, and the drain electrode will be described in detail.
<기판><Substrate>
기판은, 후술하는 게이트 전극, 소스 전극, 및 드레인 전극 등을 지지하는 역할을 한다. 기판의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 상술한 기판 등도 들 수 있다.The substrate serves to support a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, and the like, which will be described later. The type of the substrate is not particularly limited, and the above-described substrate and the like are also exemplified.
<게이트 전극><Gate electrode>
게이트 전극의 재료로서는, 예를 들면 금(Au), 은, 알루미늄, 구리, 크로뮴, 니켈, 코발트, 타이타늄, 백금, 마그네슘, 칼슘, 바륨, 나트륨 등의 금속; In2O3, SnO2, ITO 등의 도전성의 산화물; 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리싸이오펜, 폴리아세틸렌, 폴리다이아세틸렌 등의 도전성 고분자; 실리콘, 저마늄, 갈륨 비소 등의 반도체; 풀러렌, 카본 나노튜브, 그라파이트 등의 탄소 재료 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 금속인 것이 바람직하고, 은, 알루미늄인 것이 보다 바람직하다.Examples of the material of the gate electrode include metals such as gold (Au), silver, aluminum, copper, chromium, nickel, cobalt, titanium, platinum, magnesium, calcium, barium and sodium; Conductive oxides such as In 2 O 3 , SnO 2 and ITO; Conductive polymers such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene, polyacetylene, and polydiacetylene; Semiconductors such as silicon, germanium, and gallium arsenide; Carbon materials such as fullerene, carbon nanotube, and graphite. Among them, a metal is preferable, and silver and aluminum are more preferable.
게이트 전극의 두께는 특별히 제한되지 않지만, 10nm 이상 1000nm 이하가 바람직하고, 50nm 이상 500nm 이하가 보다 바람직하다.The thickness of the gate electrode is not particularly limited, but is preferably 10 nm or more and 1000 nm or less, more preferably 50 nm or more and 500 nm or less.
게이트 전극을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 기판 상에, 전극 재료를 진공 증착 또는 스퍼터링하는 방법, 전극 형성용 조성물을 도포 또는 인쇄하는 방법 등을 들 수 있다. 또, 전극을 패터닝하는 경우, 패터닝하는 방법으로서는, 예를 들면 포트리소그래피법; 잉크젯 인쇄, 스크린 인쇄, 오프셋 인쇄, 볼록판 인쇄 등의 인쇄법; 마스크 증착법 등을 들 수 있다.The method for forming the gate electrode is not particularly limited, and examples thereof include a method of vacuum depositing or sputtering an electrode material on a substrate, a method of applying or printing a composition for forming an electrode, and the like. When the electrode is patterned, the patterning may be performed by, for example, a photolithography method; Printing methods such as inkjet printing, screen printing, offset printing, and relief printing; And a mask deposition method.
<게이트 절연막>≪ Gate insulating film &
게이트 절연막은, 상술한 SiO2막, SiON막, SiN막으로 형성된다.The gate insulating film is formed of the above-described SiO 2 film, SiON film, and SiN film.
여기에서, 절연막을 형성할 때에는, 실라제인 화합물을 원료로 하고, 원료에 대하여 양용매이며, 또한 표면 장력 및 증기압이 모두 다른 2종류의 용매를 포함하는 본 발명의 도포 재료를 이용하여 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 에지의 융기가 없는 타적 패턴을 형성한 후, 형성된 타적 패턴을, 건조 후, 혹은 건조시키지 않고, 타적 패턴에 대하여, 전화 처리를 실시한다.Here, when the insulating film is formed, the coating material of the present invention containing two kinds of solvents, which are silazane compounds as raw materials and are both good solvents for the raw materials and whose surface tension and vapor pressure are different from each other, After the formation of a special pattern free of edge ridges by the pattern formation method, the formed special pattern is subjected to the telephotographic treatment with respect to the special pattern without drying or drying.
비산화성 분위기하에서, 자외선을 조사하는, 및/또는 타적 패턴을 가열하는(가열 처리를 실시하는) 전화 처리(전화 공정)를 행한다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 실라제인 화합물로부터 원하는 SiON막, SiN막으로의 전화가 진행된다. 이렇게 하여, 에지의 융기가 없는 패턴 형상을 갖는 SiON막, SiN막을 게이트 절연막으로서 형성할 수 있다.(Telephone process) in which ultraviolet rays are irradiated and / or a special pattern is heated (heat treatment is performed) is performed in a non-oxidizing atmosphere. By carrying out such a treatment, a call from the silazane compound to the desired SiON film and SiN film proceeds. In this manner, the SiON film and the SiN film having the pattern shape without edge ridges can be formed as the gate insulating film.
산화성 분위기하에서, 자외선을 조사하는, 및/또는 타적 패턴을 가열하는(가열 처리를 실시하는) 전화 처리(전화 공정)를 행한다. 이와 같은 처리를 실시함으로써, 실라제인 화합물로부터 원하는 SiO2막으로의 전화가 진행된다. 이렇게 하여, 에지의 융기가 없는 패턴 형상을 갖는 SiO2막을 게이트 절연막으로서 형성할 수 있다.(Telephone process) in which an ultraviolet ray is irradiated and / or a special pattern is heated (a heating process is performed) is performed in an oxidizing atmosphere. By carrying out such a treatment, the dialysis from the silazane compound to the desired SiO 2 film proceeds. Thus, an SiO 2 film having a pattern shape without edge ridges can be formed as a gate insulating film.
게이트 절연막의 막두께는, 특별히 제한되지 않지만, 70~1000nm인 것이 바람직하다.The film thickness of the gate insulating film is not particularly limited, but is preferably 70 to 1000 nm.
또한, 도 2에 있어서는, 게이트 절연막이 SiON막인 양태를 나타내지만, 그 양태에는 한정되지 않으며, 예를 들면 본 발명의 도포 재료를 이용하여 본 발명의 패턴 형성 방법에 의하여 에지의 융기가 없는 타적 패턴 형상을 갖는 것이면, SiON막과 다른 게이트 절연막을 적층한 적층 절연막이어도 된다. 그 경우, 산화물 반도체층과 접하고 있는 부분이 본 발명의 SiON막인 것이 바람직하다.In addition, although FIG. 2 shows an embodiment in which the gate insulating film is a SiON film, the present invention is not limited to this embodiment. For example, by using the coating material of the present invention, It may be a laminated insulating film in which a SiON film and another gate insulating film are laminated. In this case, it is preferable that the portion in contact with the oxide semiconductor layer is the SiON film of the present invention.
상기 다른 게이트 절연막으로서는, 예를 들면 절연 재료로서 폴리머를 포함하는 폴리머 절연막을 들 수 있다. 예로서, 바이닐계 고분자, 스타이렌계 고분자, 아크릴계 고분자, 에폭시계 고분자, 에스터계 고분자, 페놀계 고분자, 이미드계 고분자, 및 사이클로알켄(Cycloalkene)으로 구성된 폴리머로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 폴리머를 포함하는 폴리머 절연막인 것이 바람직하다.Examples of the other gate insulating film include a polymer insulating film containing a polymer as an insulating material. Examples of the polymer include at least one polymer selected from the group consisting of a vinyl polymer, a styrene polymer, an acrylic polymer, an epoxy polymer, an ester polymer, a phenol polymer, an imide polymer, and a polymer composed of a cycloalkene. And the like.
더 상세하게는, 폴리머 절연막으로서는, 폴리에틸렌(PE), 폴리프로필렌(PP), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE), 폴리바이닐 클로라이드(PVC), 폴리바이닐알코올(PVA), 폴리바이닐페놀(PVP), 폴리바이닐피롤리돈, 폴리스타이렌(PS), 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴산 메틸(PMMA), 폴리아크릴로나이트릴(PAN), 폴리카보네이트(PC), 폴리테레프탈산 에틸렌(PET), 파릴렌, 폴리페닐렌설파이드(PPS), 폴리이미드(PI), 폴리벤조사이클로뷰텐(BCB), 폴리사이클로펜텐(CyPe), 및 폴리실세스퀴옥세인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 폴리머를 포함하는 폴리머 절연막인 것도 바람직하다.More specifically, examples of the polymer insulating film include films of polyethylene (PE), polypropylene (PP), polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinyl chloride (PVC), polyvinyl alcohol (PVA), polyvinyl phenol (PS), polyacrylate, polymethyl methacrylate (PMMA), polyacrylonitrile (PAN), polycarbonate (PC), polytetrafluoroethylene (PET), parylene, poly A polymer insulating film containing at least one polymer selected from the group consisting of phenylene sulfide (PPS), polyimide (PI), polybenzocyclobutene (BCB), polycyclopentene (CyPe), and polysilsesquioxane .
<산화물 반도체층><Oxide Semiconductor Layer>
산화물 반도체층은, 활성층(채널)으로서 기능하는 것이며, 예를 들면 인듐(In), 갈륨(Ga), 주석(Sn) 및 아연(Zn) 등 중 1종 또는 2종 이상의 혼합물의 산화물로 이루어진다. 이와 같은 산화물로서는, 예를 들면 산화 인듐 갈륨 아연(IGZO, InGaZnO)을 들 수 있다. 산화 인듐 갈륨 아연 이외에도, In-Al-Zn-O계, In-Sn-Zn-O계, In-Zn-O계, In-Sn-O계, Zn-O계, Sn-O계 등을 이용해도 된다.The oxide semiconductor layer functions as an active layer and is made of an oxide of one or more kinds of, for example, indium (In), gallium (Ga), tin (Sn) and zinc (Zn) Examples of such oxides include indium gallium gallium oxide (IGZO, InGaZnO). In addition to indium gallium indium oxide, it is possible to use indium zinc oxide, In-Sn-Zn-O alloy, In-Sn-Zn-O alloy, In-Zn-O alloy, In-Sn-O alloy, Zn- .
산화물 반도체층의 두께는, 특별히 제한되지 않지만, 5~300nm가 바람직하다.Although the thickness of the oxide semiconductor layer is not particularly limited, it is preferably 5 to 300 nm.
산화물 반도체층을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않으며, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 예를 들면, 스핀 코트, 잉크젯, 디스펜서, 스크린 인쇄, 볼록판 인쇄 또는 오목판 인쇄 등을 이용할 수 있다. 또, 스퍼터링법이나, 증착법 등의 기상법을 채용할 수도 있다.The method of forming the oxide semiconductor layer is not particularly limited, and a known method can be employed. For example, a spin coat, an ink jet, a dispenser, a screen printing, a relief printing, or a concave printing can be used. A vapor phase method such as a sputtering method or a vapor deposition method may be employed.
<소스 전극, 드레인 전극><Source Electrode, Drain Electrode>
소스 전극 및 드레인 전극의 재료의 구체예는, 상술한 게이트 전극과 동일하다.Specific examples of the material of the source electrode and the drain electrode are the same as those of the above-described gate electrode.
소스 전극 및 드레인 전극을 형성하는 방법은 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면 게이트 전극과 게이트 절연막과 산화물 반도체층이 형성된 기판 상에, 전극 재료를 진공 증착 또는 스퍼터링하는 방법, 전극 형성용 조성물을 도포 또는 인쇄하는 방법 등을 들 수 있다. 패터닝 방법의 구체예는, 상술한 게이트 전극과 동일하다.The method for forming the source electrode and the drain electrode is not particularly limited. For example, a method of vacuum depositing or sputtering an electrode material on a substrate having a gate electrode, a gate insulating film and an oxide semiconductor layer formed thereon, And a method of printing. A specific example of the patterning method is the same as the above-mentioned gate electrode.
소스 전극 및 드레인 전극의 채널 길이는 특별히 제한되지 않지만, 0.01~1000μm인 것이 바람직하다.The channel length of the source electrode and the drain electrode is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 1000 mu m.
소스 전극 및 드레인 전극의 채널 폭은 특별히 제한되지 않지만, 0.01~5000μm인 것이 바람직하다.The channel width of the source electrode and the drain electrode is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5000 mu m.
본 발명의 전자 디바이스의 제조 방법은, 기본적으로 이상과 같이 구성된다.The method of manufacturing an electronic device of the present invention is basically configured as described above.
실시예Example
이하, 실시예에 의하여, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.
(실시예 I)(Example I)
먼저, AZ-EM사제 폴리실라제인 용액(120 시리즈: 다이뷰틸에터 용매 및 110 시리즈: 자일렌 용매)을 원료로서 이용하고, 각종 용매를 용매 A 및 용매 B로 하여 체적비 1:1로 혼합시켜, 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 혼합 용액을 얻었다. 이들 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 혼합 용액을 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타내는 증기압, 표면 장력의 값은, 20℃에 있어서의 값이다.First, a polysilazane solution (120 series: dibutyl ether solvent and 110 series: xylene solvent) manufactured by AZ-EM was used as a raw material, and various solvents were mixed with solvent A and solvent B at a volume ratio of 1: 1 , The mixed solutions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8 were obtained. Table 1 shows the mixed solutions of Examples 1 to 2 and Comparative Examples 1 to 8. The values of the vapor pressure and the surface tension shown in Table 1 are values at 20 占 폚.
[표 1][Table 1]
얻어진 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 혼합 용액을 실리콘 기판 상에 스핀 코트함으로써, 젖음성의 확인을 실시했다.Wettability was confirmed by spin-coating the obtained mixed solutions of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8 on a silicon substrate.
고르고 균일하게 도포되어 있는 경우를 A, 도포 표면에 불균일이 있는 경우를 B라고 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.A and A were applied uniformly, and B was evaluated when there was unevenness on the coated surface. The results are shown in Table 1.
표 1에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 용매 B가 다이뷰틸에터일 때에, 용매 A가 각각 톨루엔, 클로로벤젠이며, 용매 A와 용매 B의 표면 장력비가 1.17 이상, 증기압비가 1.57 이상인 실시예 1 및 2에 있어서, 도 3(C)에 나타내는 바와 같이 스핀 코트막이 양호하지 않은 B 평가인 것이 확인되었다.As is apparent from the results shown in Table 1, in Examples 1 and 2 in which solvent A was toluene and chlorobenzene, solvent A and solvent B had a surface tension ratio of 1.17 or more, and a vapor pressure ratio was 1.57 or more when solvent B was dibutyl ether, As shown in Fig. 3 (C), it was confirmed that the spin coat film was in poor B evaluation.
한편, 용매 B가 다이뷰틸에터, 자일렌일 때에, 용매 A와 용매 B의 표면 장력비가 1.17 미만인 용매 A를 이용한 비교예 1~4 및 7~8, 또한 용매 A와 용매 B의 증기압비가 1.57 미만인 용매 A를 이용한 비교예 1 및 5~6, 따라서, 비교예 1~8에 있어서, 도 4(C)에 나타내는 바와 같이, 스핀 코트막이 양호한 A 평가인 것이 확인되었다.On the other hand, in Comparative Examples 1 to 4 and 7 to 8 using Solvent A having a surface tension ratio of Solvent A and Solvent B of less than 1.17 when solvent B was dibutyl ether or xylene and the vapor pressure ratio of Solvent A and Solvent B was less than 1.57 It was confirmed that the spin coat films were evaluated as good A in Comparative Examples 1 and 5 to 6 using Solvent A and therefore in Comparative Examples 1 to 8 as shown in Fig.
또, FUJIFILM DIMATIX사제 잉크젯 장치 DMP2830을 이용하여, 실시예 1~2 및 비교예 1~8의 혼합 용액을 토출하고, 토출된 타적의 패턴 형상, 즉 단면 프로파일을 확인했다. 또한, 단면 프로파일은, Veeco사제 Wyko로 광간섭상을 측정함으로써 확인했다.The mixed solution of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 8 was discharged using an inkjet apparatus DMP2830 manufactured by FUJIFILM DIMATIX, and the pattern shape of the discharged foreign object, that is, the cross-sectional profile was confirmed. Also, the cross-sectional profile was confirmed by measuring the optical interference phase with Wyko manufactured by Veeco.
타적 패턴의 중앙부로부터 20% 이내의 영역에 있어서 최댓값을 취하는 경우를 A, 중앙부로부터 20% 이외의 영역에 있어서 최댓값을 취하는 경우를 B라고 평가했다. 그 결과를 표 1에 나타낸다.A when the maximum value is taken in the region within 20% from the central portion of the special pattern, and B when the maximum value is taken in the region other than 20% from the central portion. The results are shown in Table 1.
표 1에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 스핀 코트에 있어서 막이 양호하게 형성되지 않았던 용액 구성인 실시예 1~2에 있어서, 도 3(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 형성된 잉크젯 패턴상에 있어서, 중심으로부터 20%의 영역에 있어서 최곳값을 갖고, 에지로부터 중심을 향하여 매끄러운 볼록 형상의 양호한 A 평가의 단면 프로파일이 얻어지는 것이 확인되었다.As apparent from the results shown in Table 1, in Examples 1 and 2 in which the film was not formed well in the spin coat, as shown in Figs. 3 (A) and 3 (B) , It was confirmed that a cross-sectional profile having a convex shape with a good A evaluation from the edge to the center was obtained with the maximum value in the region of 20% from the center.
한편, 스핀 코트막이 양호했던 비교예 1~8에 있어서, 도 4(A) 및 (B)에 나타내는 바와 같이, 형성된 잉크젯 패턴상에 있어서, 에지에 있어서 커피 스테인 현상의 발생에 의한 융기가 있다는 문제가 있는 B 평가의 단면 프로파일이 얻어지는 것이 확인되었다.On the other hand, as shown in Figs. 4 (A) and 4 (B), in Comparative Examples 1 to 8 in which the spin-coat film was satisfactory, there was a problem that there was a ridge due to the occurrence of a coffee stain phenomenon on the formed ink- It is confirmed that the cross-sectional profile of the B evaluation with the B evaluation is obtained.
표 1의 결과로부터, 실시예 1 및 2의 젖음 확산되지 않는 용액 구성이 양호한 단면 프로파일을 갖는 잉크젯 패턴 형성에 적합하다는 것이 확인되었다.From the results in Table 1, it was confirmed that the solution composition without wetting diffusion of Examples 1 and 2 is suitable for inkjet pattern formation having a good cross-sectional profile.
(실시예 II)(Example II)
다음으로, 실시예 1의 원료, 용매 A 및 용매 B의 조합에 있어서, 용매 A인 톨루엔과 용매 B인 다이뷰틸에터의 체적 함유율을 변화시킴으로써, 스핀 코트막의 젖음성 및 잉크젯 패턴상의 패턴 형상, 특히 그 에지 형상의 변화를 확인했다.Next, the wettability of the spin-coated film and the pattern shape on the ink-jet pattern, particularly the pattern shape on the ink-jet pattern, in particular, by changing the volume ratio of the toluene solvent A and the dibutyl ether solvent B in the combination of the raw material of Example 1, the solvent A and the solvent B And the change of the edge shape was confirmed.
스핀 코트막의 젖음성의 평가는, 실시예 I과 동일하게 평가했다.The wettability of the spin coat film was evaluated in the same manner as in Example I.
또, 잉크젯 패턴상의 패턴 형상은, 단면 프로파일에 있어서의 최댓값이, 타적 패턴의 중앙 부분(중심으로부터 20%의 영역 내)에 있고, 에지 부분이 둥글게 되어 있는 경우를 AA, 타적 패턴의 중앙 부분에 있으며, 에지 부분이 각져 있는 경우를 A, 타적 패턴의 에지 부분에 있는 경우를 B라고 평가했다. 또한, 단면 프로파일은, Veeco사제 Wyko로 광간섭상을 측정함으로써 확인했다.The pattern shape on the ink-jet pattern is AA when the maximum value in the cross-sectional profile is in the center portion (in the region of 20% from the center) of the special pattern, the edge portion is rounded, A was evaluated when the edge portion was observed, and B when the edge portion was present at the edge portion of the other pattern. Also, the cross-sectional profile was confirmed by measuring the optical interference phase with Wyko manufactured by Veeco.
그 결과를 표 2에 나타낸다.The results are shown in Table 2.
[표 2][Table 2]
표 2에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 용매 A인 톨루엔의 체적 함유율이 20% 이상~50% 이하의 영역에 들어가는 실시예 11~17에 있어서, 불균일이 없는 양호한 스핀 코트막이 형성되지 않아 B 평가이며, 패턴 형상은, 타적 패턴의 중앙 부분(중심으로부터 20%의 영역 내)에 프로파일의 최댓값을 취하여, 커피 스테인 현상을 억제할 수 있는 A 또는 AA 평가인 것을 확인할 수 있었다.As is clear from the results shown in Table 2, in Examples 11 to 17 in which the volumetric content of toluene as the solvent A was in the range of 20% or more and 50% or less, a good spin coat film free from unevenness was not formed, , It was confirmed that the pattern shape is the A or AA evaluation capable of suppressing the coffee stain phenomenon by taking the maximum value of the profile at the central portion (within 20% region from the center) of the special pattern.
한편, 용매 A인 톨루엔의 체적 함유율이 50% 초과인 비교예 11 및 20% 미만인 비교예 12~15에서는, 불균일이 없는 양호한 스핀 코트막을 형성할 수 있어 A 평가이며, 패턴 형상은, 타적 패턴의 중앙 부분(중심으로부터 20%의 영역 내)에 프로파일의 최댓값을 취할 수 없어, 커피 스테인 현상이 억제되어 있지 않은 B 평가인 것을 확인할 수 있었다.On the other hand, in Comparative Examples 11 and 12, in which the volume ratio of toluene as the solvent A was more than 50%, and Comparative Examples 12 to 15, which were less than 20%, a good spin coat film having no unevenness could be formed and evaluation A was obtained. It was confirmed that the maximum value of the profile can not be taken in the center portion (within the range of 20% from the center), and the evaluation is the B evaluation in which the coffee stain phenomenon is not suppressed.
또, 특히, 용매 A인 톨루엔의 체적 함유율이 35% 이상~50% 이하의 영역에 들어가는 실시예 11~14에 있어서, 패턴 형상은, 타적 패턴의 중앙 부분(중심으로부터 20%의 영역 내)에 프로파일의 최댓값을 취함과 함께, 에지 부분도 둥그스름하여, 양호한 형상을 얻을 수 있는 AA 평가라고 하는 것이 확인되었다.Particularly, in Examples 11 to 14 in which the volumetric content of toluene as the solvent A is in the range of 35% or more to 50% or less, the pattern shape is the center portion (in the region of 20% from the center) The maximum value of the profile is taken and the edge portion is also rounded to confirm that it is an AA evaluation that can obtain a good shape.
(실시예 III)(Example III)
다음으로, 와코 준야쿠제 폴리스타이렌(Mw=300)을 원료로서 이용하여, 각종 용매를 용매 A 및 용매 B로 하여 체적비 1:1로 혼합시켜, 실시예 21~22 및 비교예 21~22의 혼합 용액을 얻었다. 이들 실시예 21~22 및 비교예 21~22의 혼합 용액을 표 3에 나타낸다. 표 3에 나타내는 증기압, 표면 장력의 값은, 20℃에 있어서의 값이다.Next, a mixed solution of Examples 21 to 22 and Comparative Examples 21 to 22 was prepared by mixing various solvents at a volume ratio of 1: 1 using various solvents as Solvent A and Solvent B, using Wako Junyaku Polystyrene (Mw = 300) ≪ / RTI > The mixed solutions of these Examples 21 to 22 and Comparative Examples 21 to 22 are shown in Table 3. The values of the vapor pressure and the surface tension shown in Table 3 are values at 20 占 폚.
[표 3][Table 3]
얻어진 실시예 21~22 및 비교예 21~22의 혼합 용액을 실리콘 기판 상에 스핀 코트함으로써, 젖음성의 확인을 실시했다.The wettability was confirmed by spin-coating the obtained mixed solutions of Examples 21 to 22 and Comparative Examples 21 to 22 on a silicon substrate.
스핀 코트막의 젖음성의 평가는, 실시예 I과 동일하게 행했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.The wettability of the spin coat film was evaluated in the same manner as in Example I. The results are shown in Table 3.
표 3에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 용매 B가 다이뷰틸에터일 때에, 용매 A가 각각 톨루엔, 클로로벤젠이며, 용매 A와 용매 B의 표면 장력비가 1.17 이상, 증기압비가 1.57 이상인 실시예 21 및 22에 있어서, 스핀 코트막이 양호하지 않은 B 평가인 것이 확인되었다.As apparent from the results shown in Table 3, in Examples 21 and 22 in which solvent A was toluene and chlorobenzene, solvent A and solvent B had a surface tension ratio of 1.17 or more, and a vapor pressure ratio was 1.57 or more when solvent B was dibutyl ether, , It was confirmed that the spin coat film was in an unsatisfactory B evaluation.
한편, 용매 A가 톨루엔일 때에, 용매 A와 용매 B의 표면 장력비가 1.17 미만인 용매 B를 이용한 비교예 21~22, 또한 용매 A와 용매 B의 증기압비가 1.57 미만인 용매 B를 이용한 비교예 21, 따라서, 비교예 21~22에 있어서, 스핀 코트막이 양호한 A 평가인 것이 확인되었다.On the other hand, Comparative Examples 21 to 22 using Solvent B having a surface tension ratio of Solvent A and Solvent B of less than 1.17 when solvent A was toluene, Comparative Example 21 using Solvent B having a vapor pressure ratio of Solvent A and Solvent B of less than 1.57, , And in Comparative Examples 21 to 22, it was confirmed that the spin coat film was a good A evaluation.
또, 실시예 I과 동일하게, FUJIFILM DIMATIX사제 잉크젯 장치 DMP2830을 이용하여 실시예 21~22 및 비교예 21~22의 혼합 용액을 토출하고, 토출된 타적의 패턴 형상, 즉 단면 프로파일을 확인했다. 또한, 단면 프로파일은, Veeco사제 Wyko로 광간섭상을 측정함으로써 확인했다.In the same manner as in Example I, the mixed solution of Examples 21 to 22 and Comparative Examples 21 to 22 was ejected using an ink jet apparatus DMP2830 manufactured by FUJIFILM DIMATIX, and the pattern shape of the ejected droplet, that is, the cross-sectional profile was confirmed. Also, the cross-sectional profile was confirmed by measuring the optical interference phase with Wyko manufactured by Veeco.
타적의 패턴 형상(단면 프로파일)의 평가는, 실시예 I과 동일하게 행했다. 그 결과를 표 3에 나타낸다.Evaluation of the pattern shape (cross-sectional profile) of the other enemy was performed in the same manner as in Example I. The results are shown in Table 3.
표 3에 나타내는 결과로부터 명확한 바와 같이, 스핀 코트에 있어서 막이 양호하게 형성되지 않았던 용액 구성인 실시예 21~22에 있어서, 형성된 잉크젯 패턴상에 있어서, 중심으로부터 20%의 영역에 있어서 최곳값을 갖고, 에지로부터 중심을 향하여 매끄러운 볼록 형상의 양호한 A 평가의 단면 프로파일이 얻어지는 것이 확인되었다.As apparent from the results shown in Table 3, in Examples 21 to 22 in which the film was not formed satisfactorily in the spin-coat, in Examples 21 to 22, in the inkjet pattern formed, , It was confirmed that a cross-sectional profile of a smooth convex shape and good A evaluation from the edge toward the center was obtained.
한편, 스핀 코트막이 양호했던 비교예 21~22에 있어서, 형성된 잉크젯 패턴상에 있어서, 에지에 있어서 커피 스테인 현상의 발생에 의한 융기가 있다는 문제가 있는 B 평가의 단면 프로파일이 얻어지는 것이 확인되었다.On the other hand, it was confirmed that, in Comparative Examples 21 to 22 in which the spin-coat film was satisfactory, a cross-sectional profile of B evaluation was obtained, which had a problem that there was a ridge due to the occurrence of a coffee stain phenomenon on the formed inkjet pattern.
표 3의 결과로부터, 실시예 21 및 22의 젖음 확산되지 않는 용액 구성이 양호한 단면 프로파일을 갖는 잉크젯 패턴 형성에 적합하다는 것이 확인되었다.From the results in Table 3, it was confirmed that the solution composition without wetting diffusion of Examples 21 and 22 is suitable for inkjet pattern formation with a good cross-sectional profile.
이상의 결과로부터, 본 발명의 효과는 명확하다.From the above results, the effect of the present invention is clear.
10 타적
12 기판
14 중심
16 에지
18 단면 프로파일
20 중심으로부터 20% 이내의 영역
50 박막 트랜지스터
52 기판
54 게이트 전극
56 게이트 절연막
58 산화물 반도체층
60 소스 전극
62 드레인 전극10 Exclusive
12 substrate
14 Center
16 edges
18 Section Profile
20 Area within 20% from the center
50 thin film transistor
52 substrate
54 gate electrode
56 gate insulating film
58 oxide semiconductor layer
60 source electrode
62 drain electrode
Claims (12)
원료와, 용해도 파라미터 SP값이 20.3MPa1/2 이하인 양용매인 2종류의 용매 A, 및 B를 함유하여 구성되며,
용매 A가, 용매 B보다 표면 장력이 1.17배 이상 높고, 증기압이 1.57배 이상 높으며, 또한, 용매 체적 함유율로서 35% 이상 50% 이하 함유되어 있고,
용매 A의 20℃에 있어서의 표면 장력이 27mN/m 이상이고, 또한 증기압이 1.1kPa 이상이며, 또한, 용매 B의 20℃에 있어서의 표면 장력이 23mN/m 이하이고, 또한 증기압이 0.7kPa 이하이며,
원료가 폴리실라제인으로 구성되고, 상기 용매 A가 톨루엔, 상기 용매 B가 다이뷰틸에터인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 도포 재료.As a coating material for an ink jet for forming a pattern having the highest peak of an enemy within a range of 20% from the center of the other enemy,
And two kinds of solvents A and B, which are both solvents having a solubility parameter SP value of 20.3 MPa 1/2 or less,
The solvent A has a surface tension higher than that of the solvent B by 1.17 times or more, a vapor pressure of 1.57 times or more higher than that of the solvent B, and a solvent volume content of 35% to 50%
The surface tension of Solvent A at 20 占 폚 is 27 mN / m or more, the vapor pressure is 1.1 kPa or more, the surface tension of Solvent B at 20 占 폚 is 23 mN / m or less and the vapor pressure is 0.7 kPa or less Lt;
Wherein the raw material is composed of polysilazane, the solvent A is toluene, and the solvent B is dibutyl ether.
원료와, 용해도 파라미터 SP값이 20.3MPa1/2 이하인 양용매인 2종류의 용매 A, 및 B를 함유하여 구성되며,
용매 A가, 용매 B보다 표면 장력이 1.17배 이상 높고, 증기압이 1.57배 이상 높으며, 또한, 용매 체적 함유율로서 50% 함유되어 있고,
용매 A의 20℃에 있어서의 표면 장력이 27mN/m 이상이고, 또한 증기압이 1.1kPa 이상이며, 또한, 용매 B의 20℃에 있어서의 표면 장력이 23mN/m 이하이고, 또한 증기압이 0.7kPa 이하이며,
원료가 폴리실라제인으로 구성되고, 상기 용매 A가 클로로벤젠, 상기 용매 B가 다이뷰틸에터인 것을 특징으로 하는 잉크젯용 도포 재료.As a coating material for an ink jet for forming a pattern having the highest peak of an enemy within a range of 20% from the center of the other enemy,
And two kinds of solvents A and B, which are both solvents having a solubility parameter SP value of 20.3 MPa 1/2 or less,
The solvent A has a surface tension higher than that of the solvent B by 1.17 times or more, a vapor pressure of 1.57 times or more higher than that of the solvent B, and a solvent content of 50%
The surface tension of Solvent A at 20 占 폚 is 27 mN / m or more, the vapor pressure is 1.1 kPa or more, the surface tension of Solvent B at 20 占 폚 is 23 mN / m or less and the vapor pressure is 0.7 kPa or less Lt;
Wherein the raw material is composed of polysilazane, the solvent A is chlorobenzene, and the solvent B is dibutyl ether.
타적의 중심으로부터 20% 이내의 영역 내에 타적의 최고점을 갖는 패턴이, 타적의 중심으로부터 20% 이내에 있어서, 타적의 중심을 통과하고, 이 중심의 양측에 에지를 갖는 타적의 단면 프로파일의 최댓값을 갖는 패턴인, 잉크젯 패턴 형성 방법.The method of claim 3,
The pattern with the highest peak of the enemy within 20% from the center of the other enemy is within 20% of the center of the other enemy and has the maximum value of the cross-sectional profile of the other enemy passing through the center of the other enemy, Wherein the pattern is an inkjet pattern.
타적의 단면 프로파일의 양측의 에지 부분이 둥글게 되어 있는 잉크젯 패턴 형성 방법.The method of claim 4,
Wherein the edge portions on both sides of the cross-sectional profile of the other enemies are rounded.
전자 디바이스의 적어도 한층이, 청구항 3에 기재된 잉크젯 패턴 형성 방법에 의하여 제작되는 것을 특징으로 하는 전자 디바이스의 제조 방법.A method of manufacturing an electronic device,
Wherein at least one layer of the electronic device is manufactured by the ink jet pattern forming method according to claim 3.
전자 디바이스의 적어도 한층이, 절연층, 보호층, 층간 절연층 중 적어도 한층인 전자 디바이스의 제조 방법.The method of claim 6,
Wherein at least one layer of the electronic device is at least one of an insulating layer, a protective layer, and an interlayer insulating layer.
상기 전자 디바이스가, 박막 트랜지스터인 전자 디바이스의 제조 방법.The method of claim 6,
Wherein the electronic device is a thin film transistor.
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