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KR101589309B1 - 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물 - Google Patents

알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물 Download PDF

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Abstract

본 발명은 조성물 총중량에 대하여, 유기산 0.1 내지 20중량%; 당알코올류 0.01 내지 5중량%; 및 물 잔량을 포함하는 것을 특징으로 하는 알루미늄산화아연(Aluminium-doped Zinc Oxide; AZO) 합금막용 식각액 조성물에 관한 것이다.
AZO, 투명전극, 화소전극

Description

알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물{A ETCHING COMPOSITION FOR ALUMINIUM-DOPED ZINC OXIDE ALLOY LAYER}
본 발명은 TFT-LCD 및 OLED와 같은 평판표시장치 제조용 식각액 조성물에 관한 것으로서, 특히 알루미늄산화아연(Aluminium-doped Zinc Oxide; AZO) 합금막을 선택적으로 식각할 수 있는 식각액 조성물에 관한 것이다.
TFT-LCD 및 OLED와 같은 평판표시장치 분야에서 투명전극은 반드시 필요한 전극으로, 이 투명 전극으로는, ITO(인듐, 주석 산화물)막, IZO(인듐, 아연 산화물)막 등의 투명 도전막이 넓게 사용하게 되고 있다. 이러한 ITO막, IZO막은 상당히 고가이기 때문에, 새로운 투명 전극이 여러 가지 제안되고 있다. 새롭게 제안되는 투명전극 중에서, 알루미늄산화아연(Aluminium-doped Zinc Oxide; AZO) 합금막은 저항이 낮고, 주목받고 있는 투명 전극이다. 상기 알루미늄산화아연 합금막은, 감광성 수지를 도포하고, 노광, 현상 후, 감광성 수지를 마스크로 하고 식각액을 이용하여 식각 후, 잔존하는 감광성 수지를 박리하여 형성하게 된다.
하지만 상기 알루미늄산화아연 합금막의 식각공정 중 식각잔사가 발생하게 되고 식각프로파일도 불량인 문제가 발생하게 된다.
본 발명은 알루미늄산화아연 합금막을 식각 잔사가 발생하지 않고 식각 프로파일이 우수한 식각액 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 조성물 총중량에 대하여, 유기산 0.1 내지 20중량%; 당알코올류 0.01 내지 5중량%; 및 물 잔량을 포함하는 알루미늄산화아연(Aluminium-doped Zinc Oxide; AZO) 합금막용 식각액 조성물에 관한 것이다.
본 발명의 식각액 조성물은 알루미늄산화아연 합금막을 용이하게 식각할 수 있으며, 식각된 후에 잔사가 남지 않는 우수한 식각 특성을 나타낸다. 따라서, 공정 진행에 용이하여 평판표시장치의 제조 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물에 대해 설명한다.
본 발명에 따른 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물은 조성물 총 중량에 대하여, 유기산 0.1 내지 20중량%; 당알코올류 0.01 내지 5중량% 및 물 잔량을 포함한다.
본 발명의 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물에 포함되는 유기산은 알루미늄산화아연 합금막을 식각하는 주성분으로 사용되며, 금속막에 대한 식각 선택성이 우수한 특성을 갖는다. 상기 유기산은 조성물 총 중량에 대하여, 0.1 내지 20 중량%로 포함된다. 상기 유기산이 0.1중량% 미만으로 포함되면 식각력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않는 문제가 발생될 수 있다. 또한, 상기 유기산이 20중량%를 초과하여 포함되면, 물에 잘 녹지 않는 문제가 발생될 수 있다.
상기 유기산은 글리콜산(Glycolic Acid), 초산(Acetic Acid), 젖산(Lactic Acid), 글루콘산(Gluconic Acid), 개미산(Formic Acid), 구연산(Citric Acid), 옥살산(Oxalic Acid), 말론산(Malonic Acid) 및 숙신산(Succinic Acid)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물에 포함되는 당알코올류는 식각시 잔사가 남지 않도록 하는 역할을 한다. 상기 당알코올류는 조성물 총 중량에 대하여, 0.01 내지 5중량%로 포함된다. 상기 당알코올류가 0.01중량% 미만으로 포함되면, 잔사제거력이 부족하여 충분한 식각이 이루어지지 않는 문제가 발생될 있다. 상기 당알코올류가 5중량%를 초과하여 포함되면, 잔사제거 성능향상에 더 이상 유효한 효과를 내지 않는다.
상기 당알코올류는 자일리톨(Xilitol), 만니톨(Mannitol) 및 솔비톨(Sorbitol)으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물에 포함되는 물은 특별히 한정되는 것은 아니나, 탈이온수를 사용하는 것이 바람직하며, 물속에 이온이 제거된 정도를 보여주는 물의 비저항 값이 18㏁/㎝이상인 탈이온수를 사용하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명에서 사용되는 유기산 및 당알코올류는 통상적으로 공지된 방법에 따라 제조가능하며, 특히 반도체 공정용 순도를 가지는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물은 식각 성능을 향상시키기 위하여 당업계에 공지되어 있는 임의의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제로는 계면 활성제, 금속이온 봉쇄제, 및 부식 방지제 등을 들 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 첨가제 중에서 계면 활성제는 표면장력을 저하시켜 식각의 균일성을 증가시키는 역할을 한다. 이러한 계면활성제로는 식각액에 견딜 수 있고 상용성이 있는 형태의 계면활성제가 바람직하며, 예를 들면, 임의의 음이온성, 양이온성, 양쪽 이온성 또는 비이온성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 또한, 계면활성제로서 불소계 계면활성제를 사용할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되 지 않고 다양하게 수정 및 변경될 수 있다.
실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 3: 식각액 조성물의 제조
하기 표 1 기재된 성분 및 함량에 따라 유기산, 당알코올류 및 잔량의 물로 구성된 식각액 조성물을 제조하였다.
No 조 성(중량%)
글루콘산 구연산 초산 솔비톨 글리콜산 젖산 물
실시예 1 0.5 - - 0.01 - - 잔량
실시예 2 2 - - 0.05 - - 잔량
실시예 3 5 - - 0.1 - - 잔량
실시예 4 - 1 - 0.1 - - 잔량
실시예 5 - 2 - 0.2 - - 잔량
실시예 6 - 5 - 0.3 - - 잔량
실시예 7 - 10 - 0.5 - - 잔량
실시예 8 - - 1 0.5 - - 잔량
실시예 9 - - 5 1 - - 잔량
실시예 10 - - 10 1.5 - - 잔량
비교예 1 - 1 - - - - 잔량
비교예 2 - - - - 2 - 잔량
비교예 3 - - - - - 2 잔량
시험예 1: 식각 특성 테스트
유리기판 위에 AZO을 증착하고, 통상의 방법으로, 포토레지스트를 코팅, 노광 및 현상하여 포토레지스트가 배선모양으로 패터닝된 기판을 준비하였다. 이 기판을 상기에서 제조된 식각액을 사용하여 30~40℃의 온도에서 스프레이 타입의 장비로 분사하여 식각하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
식각여부 잔사
실시예 1 양호 양호
실시예 2 양호 양호
실시예 3 양호 양호
실시예 4 양호 양호
실시예 5 양호 양호
실시예 6 양호 양호
실시예 7 양호 양호
실시예 8 양호 양호
실시예 9 양호 양호
실시예 10 양호 양호
비교예 1 양호 불량
비교예 2 양호 불량
비교예 3 양호 불량
표 2를 참조하면, 실시예 1 내지 10의 식각액을 사용하여 식각하면 식각 속도가 양호하고, 잔사가 발생하지 않는 것을 확인하였다. 또한, 실시예 5의 식각액 조성물으로 식각한 후, 탈이온수로 세정하고 건조한 후, SEM 평가 결과를 나타낸 도 1 및 도 2를 참조하면, 양호한 식각 특성을 나타냄을 확인할 수 있다.
반면에, 당알코올류가 들어가지 않은 비교예 1 내지 3의 식각액의 경우, 식각 후 잔사가 발생하였다. 또한, 비교예 2의 SEM 평가 결과를 나타낸 도 3을 참조하면, 식각 프로파일이 불량한 것을 알 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예 5의 식각액 조성물로 AZO막을 식각한 결과를 나타내는 SEM 이미지이다.
도 3은 비교예 2의 식각액 조성물로 AZO막을 식각한 결과를 나타내는 SEM 이미지이다.

Claims (5)

  1. 조성물 총중량에 대하여,
    유기산 0.1 내지 20중량%;
    당알코올류 0.01 내지 5중량%; 및
    물 잔량을 포함하는 알루미늄산화아연(Aluminium-doped Zinc Oxide; AZO) 합금막용 식각액 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기산은 글리콜산(Glycolic Acid), 초산(Acetic Acid), 젖산(Lactic Acid), 글루콘산(Gluconic Acid), 개미산(Formic Acid), 구연산(Citric Acid), 옥살산(Oxalic Acid), 말론산(Malonic Acid) 및 숙신산(Succinic Acid)으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 당알코올류는 자일리톨(Xilitol), 만니톨(Mannitol) 및 솔비톨(Sorbitol)로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 또는 2종 이상인 것을 특징으로 하는 알루미늄산화아연 합금막용 식각액 조성물.
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