JP7036346B2 - 高分子樹脂化合物およびこれを含むブラックバンク用感光性樹脂組成物 - Google Patents

高分子樹脂化合物およびこれを含むブラックバンク用感光性樹脂組成物 Download PDF

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Description

本明細書は、２０１７年３月３日付で韓国特許庁に出願された韓国特許出願第１０－２０１７－００２７７５５号の出願日の利益を主張し、その内容のすべては本明細書に組み込まれる。
本明細書は、高分子樹脂化合物およびこれを含むブラックバンク用感光性樹脂組成物に関する。
ＯＬＥＤは自発光型表示装置であって、発光のためのバックライト（ｂａｃｋｌｉｇｈｔ）を必要とせず、視野角が広いだけでなく、応答速度が速いという利点があって次世代表示装置として注目されている。このようなＯＬＥＤ素子の発光体部分の構成は、一般的に、透明基板、透明電極層、有機発光層、金属電極層、および必要に応じて、電極上に絶縁膜と隔壁を含む。
前記絶縁膜としては、従来酸化シリコンや窒化シリコンなどの無機材料やポリイミド（ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）などの有機材料が使用されてきており、通常の無機、有機材料を用いて前記絶縁膜を形成する場合、一般的に、基板にフォトレジスト（ｐｈｏｔｏｒｅｓｉｓｔ、以下、「ＰＲ」という）を塗布し、露光、ＰＲ現像、エッチング（ｅｔｃｈｉｎｇ）およびＰＲ除去を実施する多段階の工程が必要で生産費用が増加する。このような問題を解決するために、感光性ポリイミドなどの感光性ポリマーなどが絶縁膜（透明バンク）として使用された。しかし、このような絶縁膜は、透明で遮光性を有しないことから、金属電極の外光反射による視認性が低下する問題点を抱えている。特に、太陽光に露出した屋外では、外光反射のために相対的な輝度とコントラスト比が急激に減少する。
従来、ＯＬＥＤのほとんどはこのコントラスト比の低下問題を解決するために、基板の表面に偏光板（ｐｏｌａｒｉｚｉｎｇ ｆｉｌｍ）を用いて外光反射によるコントラスト低下を低減している。しかし、偏光板を用いることは、有機発光層で発生する光の一部を遮断するので、輝度低下を防止することはできない。
ＯＬＥＤの絶縁膜にブラックバンクを適用すると、既存のポリイミド絶縁膜ではなかった遮光性を有することができて外光反射を低減可能であり、偏光板を用いなくても良いので、コスト節減はもちろん、輝度低下の恐れもない。
特に、モバイル用ブラックバンクの開発において狭いスリットマスクを用いたホール（ｈｏｌｅ）パターンを実現する技術が重要であるが、ホールパターンは、ＯＬＥＤ構造においてａｎｏｄｅでａｃｔｉｖｅ ａｒｅａになる。このようなホールパターンに残渣があれば素子寿命が減少し、直進性が良くなければ視認性が悪くなる。従来のカルド系バインダーを用いると、直進性が低下し、ホールに残渣が発生する問題点がある。
したがって、当技術分野では、ホール残渣および直進性が改善されたブラックバンク用感光性樹脂組成物に関する研究および開発が求められ続けている。
韓国特許出願公開第２００９－０００４０５４号
本明細書は、高分子樹脂化合物およびこれを含むブラックバンク用感光性樹脂組成物を提供しようとする。
本明細書は、下記化学式１の繰り返し単位を含む高分子樹脂化合物を提供する。
［化学式１］
Figure 0007036346000001
 前記化学式１において、
Ａ１およびＡ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のカルバメート基；またはヒドロキシ基であり、
前記Ａ１およびＡ２のいずれか１つがヒドロキシ基の場合、残りは、置換もしくは非置換のカルバメート基であり、
Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基；置換もしくは非置換のエチレンオキシド基；または置換もしくは非置換のプロピレンオキシド基であり、
Ｚは、置換もしくは非置換の２価のアルキル基；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキサン；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキシン；または置換もしくは非置換の２価のベンゼンであり、
Ｒ１～Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数３～１０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
ｒ１～ｒ４は、それぞれ独立に、１～４の整数であり、
ｒ１～ｒ４がそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、それぞれ互いに同一または異なり、
ｎは、２～５，０００であり、
ｎが２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なる。
また、本明細書は、前記高分子樹脂化合物、モノマー、光開始剤、着色剤、および溶媒を含むブラックバンク用感光性樹脂組成物を提供する。
また、本明細書は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物で製造されたブラックバンクを提供する。
さらに、本明細書は、１）前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物を基板上に塗布するステップと、２）前記塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物を露光および現像してパターニングするステップと、３）パターニングされたブラックバンク用感光性樹脂組成物を硬化させるステップとを含むブラックバンクの製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様に係るブラックバンク用感光性樹脂組成物は、化学式１で表される高分子樹脂化合物を含むことにより、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物を含むブラックバンクをＯＬＥＤの絶縁膜に適用する場合、遮光性を有することができて外光反射を低減可能であり、輝度低下を改善させる効果がある。
また、前記感光性樹脂組成物は、化学式１で表される高分子樹脂化合物を含むことにより、モバイル用ブラックバンクの性能を向上させるための狭いスリットを用いたホール（ｈｏｌｅ）パターンの実現に際して、ホール残渣および直進性を改善させることはもちろん、モバイル用ブラックバンクの素子寿命および視認性も向上させることができる。
本明細書の実験例１の直進性および現像マージン特性を示すものである。 本明細書の実験例２の直進性および現像マージン特性を示すものである。 本明細書の実験例３の直進性および現像マージン特性を示すものである。 本明細書の実験例４の直進性および現像マージン特性を示すものである。 本明細書の実験例５の直進性および現像マージン特性を示すものである。 本明細書の実験例１～５の残渣評価結果を示すものである。 本明細書の実験例６のむしれ評価結果を示すものである。
以下、本明細書についてより詳細に説明する。
本明細書は、前記化学式１で表される高分子樹脂化合物を提供する。
前記化学式１の高分子樹脂化合物は、コア構造のフルオレン構造によって現像性、接着性および感光性樹脂組成物の安定性に優れた特性があり、Ａ１およびＡ２の位置にカルバメート置換基を導入することにより、導入しない場合に比べて直進性に優れ、ホール残渣が改善される効果がある。
本明細書において、置換基の例示は以下に説明するが、これに限定されるものではない。
本明細書において、
Figure 0007036346000002
 は、連結される部位を意味する。
前記「置換」という用語は、化合物の炭素原子に結合した水素原子が他の置換基に変わることを意味し、置換される位置は、水素原子の置換される位置すなわち、置換基が置換可能な位置であれば限定せず、２以上置換される場合、２以上の置換基は、互いに同一または異なっていてもよい。
本明細書において、「置換もしくは非置換の」という用語は、重水素；ハロゲン基；ニトリル基；ニトロ基；アルキル基；シクロアルキル基；アミン基；アリールアミン基；シリル基；ホスフィンオキシド基；アリール基；およびＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｅ、およびＳｉ原子のうち１個以上を含むヘテロアリール基からなる群より選択された１または２以上の置換基で置換されているか、前記例示された置換基のうち２以上の置換基が連結された置換基で置換されるか、もしくはいずれの置換基も有しないことを意味する。
本明細書において、ハロゲン基の例としては、フッ素、塩素、臭素、またはヨウ素がある。
本明細書において、アルキル基は、直鎖もしくは分枝鎖であってもよく、炭素数は特に限定されないが、１～３０のものが好ましい。具体例としては、メチル、エチル、プロピル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ブチル、ｎ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、１－メチル－ブチル、１－エチル－ブチル、ペンチル、ｎ－ペンチル、イソペンチル、ネオペンチル、ｔｅｒｔ－ペンチル、ヘキシル、ｎ－ヘキシル、１－メチルペンチル、２－メチルペンチル、４－メチル－２－ペンチル、３，３－ジメチルブチル、２－エチルブチル、ヘプチル、ｎ－ヘプチル、１－メチルヘキシル、シクロペンチルメチル、シクロヘキシルメチル、オクチル、ｎ－オクチル、ｔｅｒｔ－オクチル、１－メチルヘプチル、２－エチルヘキシル、２－プロピルペンチル、ｎ－ノニル、２，２－ジメチルヘプチル、１－エチル－プロピル、１，１－ジメチル－プロピル、イソヘキシル、４－メチルヘキシル、５－メチルヘキシルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シクロアルキル基は特に限定されないが、炭素数３～６０のものが好ましく、具体的には、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、３－メチルシクロペンチル、２，３－ジメチルシクロペンチル、シクロヘキシル、３－メチルシクロヘキシル、４－メチルシクロヘキシル、２，３－ジメチルシクロヘキシル、３，４，５－トリメチルシクロヘキシル、４－ｔｅｒｔ－ブチルシクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチルなどがあるが、これらに限定されない。
本明細書において、シリル基は、Ｓｉを含み、前記Ｓｉ原子がラジカルとして直接連結される置換基であり、－ＳｉＲ２０１Ｒ２０２Ｒ２０３で表され、Ｒ２０１～Ｒ２０３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；アルキル基；アルケニル基；アルコキシ基；シクロアルキル基；アリール基；およびヘテロ環基のうちの少なくとも１つからなる置換基であってもよい。シリル基の具体例としては、トリメチルシリル基、トリエチルシリル基、ｔ－ブチルジメチルシリル基、ビニルジメチルシリル基、プロピルジメチルシリル基、トリフェニルシリル基、ジフェニルシリル基、フェニルシリル基などがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アリール基が単環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数６～３０のものが好ましい。具体的には、単環式アリール基としては、フェニル基、ビフェニル基、ターフェニル基、クォーターフェニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
前記アリール基が多環式アリール基の場合、炭素数は特に限定されないが、炭素数６～５０のものが好ましい。具体的には、多環式アリール基としては、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ピレニル基、ペリレニル基、クリセニル基、フルオレニル基などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、前記フルオレニル基は置換されていてもよいし、隣接した置換基が互いに結合して環を形成してもよい。
前記フルオレニル基が置換される場合、
Figure 0007036346000003
 などになってもよいが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、ヘテロアリール基は、異種原子としてＮ、Ｏ、Ｓ、Ｓｉ、およびＳｅのうち１個以上を含むヘテロ環基であって、炭素数は特に限定されないが、炭素数２～６０のものが好ましい。ヘテロアリール基の例としては、チオフェン基、フラン基、ピロール基、イミダゾール基、チアゾール基、オキサゾール基、オキサジアゾール基、トリアゾール基、ピリジル基、ビピリジル基、ピリミジル基、トリアジン基、アクリジル基、ピリダジン基、ピラジニル基、キノリニル基、キナゾリン基、キノキサリニル基、フタラジニル基、ピリドピリミジニル基、ピリドピラジニル基、ピラジノピラジニル基、イソキノリン基、インドール基、カルバゾール基、ベンズオキサゾール基、ベンズイミダゾール基、ベンゾチアゾール基、ベンゾカルバゾール基、ベンゾチオフェン基、ジベンゾチオフェン基、ベンゾフラニル基、フェナントロリン基（ｐｈｅｎａｎｔｈｒｏｌｉｎｅ）、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、オキサジアゾリル基、チアジアゾリル基、およびジベンゾフラニル基などがあるが、これらにのみ限定されるものではない。
本明細書において、ホスフィンオキシド基は、具体的には、ジフェニルホスフィンオキシド基、ジナフチルホスフィンオキシドなどがあるが、これらに限定されるものではない。
本明細書において、アルキレン基は、アルキル基に結合位置が２つあるもの、すなわち２価の基を意味する。これらは、それぞれ２価の基であることを除けば、前述したアルキル基の説明が適用可能である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａ１およびＡ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のカルバメート基またはヒドロキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａ１およびＡ２のいずれか１つがヒドロキシ基の場合、残りは、置換もしくは非置換のカルバメート基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａ１は、置換もしくは非置換のカルバメート基であり、Ａ２は、ヒドロキシ基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａ１は、ヒドロキシ基であり、Ａ２は、置換もしくは非置換のカルバメート基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ａ１およびＡ２は、置換もしくは非置換のカルバメート基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基；置換もしくは非置換のエチレンオキシド基；または置換もしくは非置換のプロピレンオキシド基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のメチレン基、置換もしくは非置換のエチレン基、または置換もしくは非置換のプロピレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ１およびＹ２は、メチレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ１およびＹ２は、エチレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ１およびＹ２は、プロピレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚは、置換もしくは非置換の２価のアルキル基；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキサン；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキシン；または置換もしくは非置換の２価のベンゼンである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚは、置換もしくは非置換のシクロヘキシンである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｚは、シクロヘキシンである。
本明細書の一実施態様において、Ｒ１～Ｒ１０は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数３～１０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、Ｒ１～Ｒ１０は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記カルバメート基は、下記化学式２で表されてもよい。
［化学式２］
Figure 0007036346000004
 前記化学式２において、
Ｙ３は、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基；置換もしくは非置換のエチレンオキシド基；または置換もしくは非置換のプロピレンオキシド基であり、
Ｒ１１およびＲ１４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
Ｒ１２およびＲ１３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｏ；Ｓ；ＮＲ１０１；またはＣＲ１０２Ｒ１０３であり、
前記Ｒ１０１～Ｒ１０３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式３で表されてもよい。
［化学式３］
Figure 0007036346000005
 前記化学式３において、
Ａ１、Ａ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１～Ｒ８、ｒ１～ｒ４およびｎに関する定義は、前記化
学式１で定義したものと同じである。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記化学式４～６のいずれか１つで表されてもよい。
［化学式４］
Figure 0007036346000006
 ［化学式５］
Figure 0007036346000007
 ［化学式６］
Figure 0007036346000008
 前記化学式４～６において、
Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１～Ｒ８およびｒ１～ｒ４およびｎに関する定義は、前記化学式１で定義したものと同じであり、
Ｙ３は、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基；置換もしくは非置換のエチレンオキシド基；または置換もしくは非置換のプロピレンオキシド基であり、
Ｒ１１、Ｒ１４、Ｒ２１およびＲ２４は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
Ｒ１２、Ｒ１３、Ｒ２２およびＲ２３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、Ｏ；Ｓ；ＮＲ１０１；またはＣＲ１０２Ｒ１０３であり、
前記Ｒ１０１～Ｒ１０３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；置換もしくは非置換のアルキル基；置換もしくは非置換のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ３は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のメチレン基、置換もしくは非置換のエチレン基、または置換もしくは非置換のプロピレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ３は、メチレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ３は、エチレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｙ３は、プロピレン基である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１１またはＲ１４は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２またはＲ１３は、Ｏである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２またはＲ１３は、Ｓである。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２またはＲ１３は、ＮＲ１０１である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１２またはＲ１３は、ＣＲ１０２Ｒ１０３である。
本明細書の一実施態様において、前記Ｒ１０１～Ｒ１０３は、水素である。
本明細書の一実施態様において、前記化学式１は、下記構造の中から選択されるいずれか１つである。
Figure 0007036346000009
Figure 0007036346000010
Figure 0007036346000011
本明細書の一実施態様において、前記高分子樹脂化合物の重量平均分子量は、１，０００～５０，０００である。好ましくは１，０００～１０，０００であり、さらに好ましくは１，０００～５，０００である。
高分子樹脂化合物の平均分子量によって、感光性樹脂組成物の現像速度が異なるが、前記分子量が１，０００未満の場合には、現像速度が速くなって安定したパターンを得ることができず、耐熱性が悪化し、前記分子量が５０，０００を超える場合には、現像速度が遅く、溶液の粘度が過度に増加して均一な塗布が難しいという欠点がある。
本明細書は、前記高分子樹脂化合物、モノマー、光開始剤、着色剤、および溶媒を含むブラックバンク用感光性樹脂組成物を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記高分子樹脂化合物の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、１～２０重量％である。
本明細書の一実施態様において、前記モノマーは、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能性モノマー、およびポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）などの多官能性モノマーからなる群より選択される１種以上を含むが、これに限定されるものではない。
多官能性モノマーは、単官能性モノマーに比べて露光時の架橋密度が増加してパターンの実現により容易であるという利点がある。本明細書のブラックバンクの場合、遮光特性によって減少する硬化性を向上させるために、単官能性モノマーに比べて多官能性モノマーがさらに適合するが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記多官能性モノマーは、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）、または前記ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）とジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）－４ＯＨである。
本明細書の一実施態様において、前記モノマーの含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、１～１０重量％である。前記モノマーの含有量範囲を外れる場合、現像性が悪化してパターンの実現が難しくなる。
本明細書の一実施態様において、前記光開始剤は、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、およびオキシム系化合物からなる群より選択される１種以上を含むが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記光開始剤の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、０．１～５重量％である。前記含有量範囲の時、パターンの実現時、現像マージンに優れてホールサイズ（ＣＤ）の変化幅が大きくない。
本明細書の一実施態様において、前記着色剤は、ラクタム系ブラック、アニリンブラック、アントラキノン系黒色顔料、ペリレン系黒色顔料、アゾメチン系黒色顔料などの各種無機顔料または有機顔料が挙げられるが、これに限定されるものではなく、赤色顔料、青色顔料および緑色顔料などの有機顔料、および／または無機顔料の混合物を使用してもよい。
好ましい有機顔料の具体例としては、２－ヒドロキシ－４－ｎ－オクトキシベンゾフェノン、メチル－２－シアノアクリレート、２，４－ビス［２－ヒドロキシ－４－ブトキシフェニル］－６－（２，４－ジブトキシフェニル）－１，３，５－トリアジン、Ｃ．Ｉ．ピグメントブラック１、６、７、１２、２０、３１、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６、ピグメントレッド２５４、ピグメントグリーン３６、ピグメントイエロー１５０などが挙げられ、１種を単独で使用するか２種以上を併用してもよい。
本明細書の一実施態様において、前記着色剤の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、５～１５重量％である。前記着色剤の含有量が５重量％未満の場合、十分な光学密度が確保されず、１５重量％を超える場合、光学密度は容易に確保されてもパターン工程性が低くなる。
本明細書の一実施態様において、前記溶媒は、アルキレングリコールアルキルエーテル類、アルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、アルコール類、ソルベントナフサ類などが挙げられる。なかでも、アルキレングリコールアルキルエーテル類、アルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、およびアルコール類からなる群より選択される１種以上の溶媒が好ましく、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、メチル３－メトキシプロピオネート、エチル３－エトキシプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、３－メトキシブチルアセテート、および２－プロパノールからなる群より選択される少なくとも１種の溶媒がさらに好ましい。
具体的には、メチル－３－メトキシプロピオネート（１４４℃）、エチレングリコールメチルエーテル（１２５℃）、エチレングリコールエチルエーテル（１３５℃）、エチレングリコールジエチルエーテル（１２１℃）、ジブチルエーテル（１４０℃）、エチルピルベート（１４４℃）、プロピレングリコールメチルエーテル（１２１℃）、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（１４６℃）、ｎ－ブチルアセテート（１２５℃）、イソブチルアセテート（１１６℃）、アミルアセテート（１４９℃）、イソアミルアセテート（１４３℃）、ブチルプロピオネート（１４６℃）、イソアミルプロピオネート（１５６℃）、エチルブチレート（１２０℃）、プロピルブチレート（１４３℃）、メチル－３－メトキシイソブチレート（１４８℃）、メチルグリコレート（１５０℃）、メチルラクテート（１４５℃）、エチルラクテート（１５４℃）、メチル－２－ヒドロキシイソブチレート（１３７℃）、エチルエトキシアセテート（１５６℃）、２－メトキシエチルアセテート（１４５℃）、エチレングリコールメチルエーテルアセテート（１４５℃）、２－エトキシエチルアセテート（１５６℃）、ジブチルエーテル（１４０℃）、シクロペンタノン（１３１℃）、シクロヘキサノン（１５５℃）、２－ヘキサノン（１２７℃）、３－ヘキサノン（１２３℃）、５－メチル－２－ヘキサノン（１４５℃）、２－ヘプタノン（１５０℃）、３－ヘプタノン（１４８℃）、４－ヘプタノン（１４５℃）、２－メチル－３－ヘプタノン（１５９℃）、１－メトキシ－２－プロパノール（１１８℃）、エチル－２－ヒドロキシ－プロピオネート（１５４℃）、エチル－３－メトキシプロピオネート（１５８℃）、２－メトキシエチルエーテル（１６２℃）、３－メトキシブチルアセテート（１７０℃）、２－エトキシエチルエーテル（１８５℃）、２－ブトキシエタノール（１７１℃）、３－エトキシ－プロパノール（１６１℃）、ジエチレングリコールドデシルエーテル（１６９℃）、ジプロピレングリコールメチルエーテル（１８８℃）、２，６－ジメチル－４－ヘプタノン（１６９℃）、２－オクタノン（１７３℃）、３－オクタノン（１６８℃）、３－ノナノン（１８８℃）、５－ノナノン（１８７℃）、４－ヒドロキシ－４－メチル－２－ペンタノン（１６６℃）、２－メチルシクロヘキサノン（１６３℃）、３－メチルシクロヘキサノン（１７０℃）、４－メチルシクロヘキサノン（１７０℃）、２，６－ジメチルシクロヘキサノン（１７５℃）、２，２，６－トリメチルシクロヘキサノン（１７９℃）、シクロヘプタノン（１７９℃）、ヘキシルアセテート（１６９℃）、アミルブチレート（１８５℃）、イソプロピルラクテート（１６７℃）、ブチルラクテート（１８６℃）、エチル－３－ヒドロキシブチレート（１７０℃）、エチル－３－エトキシプロピオネート（１７０℃）、エチル－３－ヒドロキシブチレート（１８０℃）、プロピル－２－ヒドロキシ－プロピオネート（１６９℃）、プロピレングリコールジアセテート（１８６℃）、プロピレングリコールブチルエーテル（１７０℃）、プロピレングリコールメチルエーテルプロピオネート（１６０℃）、ジエチレングリコールジメチルエーテル（１６２℃）、ジエチレングリコールジメチルエーテルアセテート（１６５℃）、ジプロピレングリコールメチルエーテル（１８８℃）、ジプロピレングリコールジメチルエーテル（１７１℃）、エチレングリコールブチルエーテル（１７１℃）、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル（１７６℃）、ジエチレングリコールメチルイソプロピルエーテル（１７９℃）、エチレングリコールジエチルエーテル（１８９℃）、ブチルブチレート（１６５℃）、エチル－３－エトキシプロピオネート（１７０℃）、ジエチレングリコールモノメチルエーテル（１９４℃）、４－エチルシクロヘキサノン（１９３℃）、２－ブトキシエチルアセテート（１９２℃）、ジエチレングリコールモノエチルエーテル（２０２℃）、ブチロールラクトン（２０４℃）、ヘキシルブチレート（２０５℃）、ジエチレングリコールメチルエーテルアセテート（２０９℃）、ジエチレングリコールブチルメチルエーテル（２１２℃）、トリプロピルグリコールジメチルエーテル（２１５℃）、トリエチレングリコールジメチルエーテル（２１６℃）、エチレングリコールエチルエーテルアセテート（２１７℃）、ジエチレングリコールブチルエーテルアセテート（２４５℃）、３－エポキシ－１，２－プロパンジオール（２２２℃）、エチル－４－アセチルブチレート（２２２℃）、ジエチレングリコールモノブチルエーテル（２３１℃）、トリプロピルグリコールメチルエーテル（２４２℃）、ジエチレングリコール（２４５℃）、２－（２－ブトキシエトキシ）エチルアセテート（２４５℃）、カテコール（２４５℃）、トリエチレングリコールメチルエーテル（２４９℃）、ジエチレングリコールジブチルエーテル（２５６℃）、トリエチレングリコールエチルエーテル（２５６℃）、ジエチレングリコールモノヘキチルエーテル（２６０℃）、トリエチレングリコールブチルメチルエーテル（２６１℃）、トリエチレングリコールブチルエーテル（２７１℃）、トリプロピルグリコール（２７３℃）、およびテトラエチレングリコールジメチルエーテル（２７６℃）からなる群より選択される１種以上の溶媒が好ましいが、これに限定されるものではない。
本明細書の一実施態様において、前記溶媒の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、６０～９０重量％である。
本明細書の一実施態様において、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物は、光架橋増感剤、硬化促進剤、密着促進剤、接着力増強剤、界面活性剤、酸化防止剤、熱重合防止剤、紫外線吸収剤、分散剤、およびレベリング剤からなる群より選択された１種以上の添加剤を追加的に含んでもよい。
前記光架橋増感剤は、ベンゾフェノン、４，４－ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４－ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２，４，６－トリメチルアミノベンゾフェノン、メチル－ｏ－ベンゾイルベンゾエート、３，３－ジメチル－４－メトキシベンゾフェノン、３，３，４，４－テトラ（ｔ－ブチルパーオキシカルボニル）ベンゾフェノンなどのベンゾフェノン系化合物；９－フルオレノン、２－クロロ－９－フルオレノン、２－メチル－９－フルオレノンなどのフルオレノン系化合物；チオキサントン、２，４－ジエチルチオキサントン、２－クロロチオキサントン、１－クロロ－４－プロピルオキシチオキサントン、イソプロピルチオキサントン、ジイソプロピルチオキサントンなどのチオキサントン系化合物；キサントン、２－メチルキサントンなどのキサントン系化合物；アントラキノン、２－メチルアントラキノン、２－エチルアントラキノン、ｔ－ブチルアントラキノン、２，６－ジクロロ－９，１０－アントラキノンなどのアントラキノン系化合物；９－フェニルアクリジン、１，７－ビス（９－アクリジニル）ヘプタン、１，５－ビス（９－アクリジニルペンタン）、１，３－ビス（９－アクリジニル）プロパンなどのアクリジン系化合物；ベンジル、１，７，７－トリメチル－ビシクロ［２，２，１］ヘプタン－２，３－ジオン、９，１０－フェナントレンキノンなどのジカルボニル化合物；２，４，６－トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキシド、ビス（２，６－ジメトキシベンゾイル）－２，４，４－トリメチルペンチルホスフィンオキシドなどのホスフィンオキシド系化合物；メチル－４－（ジメチルアミノ）ベンゾエート、エチル－４－（ジメチルアミノ）ベンゾエート、２－ｎ－ブトキシエチル－４－（ジメチルアミノ）ベンゾエートなどのベンゾエート系化合物；２，５－ビス（４－ジエチルアミノベンザル）シクロペンタノン、２，６－ビス（４－ジエチルアミノベンザル）シクロヘキサノン、２，６－ビス（４－ジエチルアミノベンザル）－４－メチル－シクロペンタノンなどのアミノシナジスト；３，３－カルボニルビニル－７－（ジエチルアミノ）クマリン、３－（２－ベンゾチアゾリル）－７－（ジエチルアミノ）クマリン、３－ベンゾイル－７－（ジエチルアミノ）クマリン、３－ベンゾイル－７－メトキシ－クマリン、１０，１０－カルボニルビス［１，１，７，７－テトラメチル－２，３，６，７－テトラヒドロ－１Ｈ，５Ｈ，１１Ｈ－Ｃ１］－ベンゾピラノ［６，７，８－ｉｊ］－キノリジン－１１－オンなどのクマリン系化合物；４－ジエチルアミノカルコン、４－アジドベンザルアセトフェノンなどのカルコン化合物；および２－ベンゾイルメチレン、３－メチル－ｂ－ナフトチアゾリンからなる群より選択される１種以上を使用することができる。
前記硬化促進剤としては、２－メルカプトベンゾイミダゾール、２－メルカプトベンゾチアゾール、２－メルカプトベンゾオキサゾール、２，５－ジメルカプト－１，３，４－チアジアゾール、２－メルカプト－４，６－ジメチルアミノピリジン、ペンタエリスリトール－テトラキス（３－メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトール－トリス（３－メルカプトプロピオネート）、ペンタエリスリトール－テトラキス（２－メルカプトアセテート）、ペンタエリスリトール－トリス（２－メルカプトアセテート）、トリメチロールプロパン－トリス（２－メルカプトアセテート）、およびトリメチロールプロパン－トリス（３－メルカプトプロピオネート）からなる群より選択される１種以上を使用することができる。
前記密着促進剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）－シラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２－（３，４－エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３－クロロプロピルトリメトキシシラン、３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、および３－メルカプトプロピルトリメトキシシランからなるグループより選択された１種以上のものを使用することができる。
前記接着力増強剤は、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２－メトキシエトキシ）－シラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ－（２－アミノエチル）－３－アミノプロピルメチルトリメトキシシラン、３－アミノプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、３－グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２－（３，４－エトキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３－クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３－クロロプロピルトリメトキシシラン、３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン、および３－メルカプトプロピルトリメトキシシランからなる群より選択される１種以上を使用することができる。また、これらにのみ限定されず、当技術分野で知られている接着力増強剤を使用してもよい。
前記酸化防止剤は、２，２－チオビス（４－メチル－６－ｔ－ブチルフェノール）、または２，６－ｇ，ｔ－ブチルフェノールなどを使用することができ、前記紫外線吸収剤は、２－（３－ｔ－ブチル－５－メチル－２－ヒドロキシフェニル）－５－クロロ－ベンゾトリアゾール、またはアルコキシベンゾフェノンなどを使用することができる。
前記熱重合防止剤としては、例えば、ｐ－アニソール、ヒドロキノン、ピロカテコール（ｐｙｒｏｃａｔｅｃｈｏｌ）、ｔ－ブチルカテコール（ｔ－ｂｕｔｙｌ ｃａｔｅｃｈｏｌ）、Ｎ－ニトロソフェニルヒドロキシアミンアンモニウム塩、Ｎ－ニトロソフェニルヒドロキシアミンアルミニウム塩、およびフェノチアジン（ｐｈｅｎｏｔｈｉａｚｉｎｅ）からなる群より選択された１種以上を含むことができるが、これらにのみ限定されるものではなく、当技術分野で一般的に知られているものを含むことができる。
前記紫外線吸収剤、分散剤、およびレベリング剤としては、当業界で一般的に用いられるものがすべて使用可能である。
その他、前記感光性樹脂組成物は、カーボンブラック分散物、機能性を有する樹脂バインダー、多官能性モノマー、感放射線性化合物、およびその他の添加剤からなる群より１種以上選択される二次添加剤を追加的に含んでもよい。
本明細書は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物で製造されたブラックバンクを提供する。
本明細書は、１）前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物を基板上に塗布するステップと、２）前記塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物を露光および現像してパターニングするステップと、３）パターニングされたブラックバンク用感光性樹脂組成物を硬化させるステップとを含むブラックバンクの製造方法を提供する。
本明細書の一実施態様において、前記塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物の現像時に使用する現像液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液である。
本明細書の一実施態様に係るブラックバンク用感光性樹脂組成物は、従来のブラックバンクの開発は、ＫＯＨ現像液に現像可能な感光性樹脂組成物とは異なり、ＴＦＴラインで使用するテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）現像液でパターンを実現するもので、実際のディスプレイパネルを作製するラインで既存の現像方式をそのまま使用できるため、ＫＯＨ現像ラインを追加しなければならない費用負担が減少できる。
本明細書に係るブラックバンクの製造方法において、前記１）ステップは、ブラックバンク用感光性樹脂組成物を塗布するステップであって、例えば、基板上に当技術分野で知られた方法を利用して塗布することができる。より具体的には、前記感光性樹脂組成物を塗布する方法は、スプレー（ｓｐｒａｙ）法、ロール（ｒｏｌｌ）コーティング法、回転（ｓｐｉｎ）コーティング法、バー（ｂａｒ）コーティング法、スリット（ｓｌｉｔ）コーティング法などを利用することができるが、これらにのみ限定されるものではない。
この時、前記基板は、金属、紙、ガラス、プラスチック、シリコン、ポリカーボネート、ポリエステル、芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミドなどを使用することができ、これらの基板は、目的に応じてシランカップリング剤による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング、スパッタリング、気相反応法、真空蒸着などの適切な前処理を実施することができる。
また、前記基板は、選択的に駆動用薄膜トランジスタが載せられていてもよいし、インジウムと酸化スズとの混合物（ＩＴＯ）がスパッタリングされていてもよい。
本明細書に係るブラックバンクの製造方法において、前記２）ステップは、塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物を露光および現像するステップである。
より具体的に説明すれば、プリベークされた塗布膜を所定のパターンマスクを介して紫外線を照射し、アルカリ水溶液によって現像して不必要な部分を除去してパターンを形成することができる。この時、現像方法としては、ディッピング（ｄｉｐｐｉｎｇ）法、シャワー（ｓｈｏｗｅｒ）法、およびパドル（ｐｕｄｄｌｅ）法などを制限なく適用可能である。現像時間は３０～１８０秒である。前記現像液には、アルカリ水溶液として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸ナトリウム、メタケイ酸ナトリウム、アンモニアなどの無機アルカリ類；エチルアミン、Ｎ－プロピルアミンなどの１級アミン類；ジエチルアミン、ジ－ｎ－プロピルアミンなどの２級アミン類；トリメチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエチルアミンなどの３級アミン類；ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリエタノールアミンなどの３級アルコールアミン類；ピロール、ピペリジン、ｎ－メチルピペリジン、ｎ－メチルピロリジン、１，８－ジアザビシクロ［５．４．０］－７－ウンデセン、１，５－ジアザビシクロ［４．３．０］－５－ノネンなどの環状３級アミン類；ピリジン、コリジン、ルチジン、キノリンなどの芳香族３級アミン類；テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシドなどの４級アンモニウム塩の水溶液などを使用することができる。
現像後、流水洗浄を約１０～５０秒間行い、空気または窒素で乾燥させることによりパターンを形成することができる。このパターンをホットプレート（ｈｏｔ ｐｌａｔｅ）、オーブン（ｏｖｅｎ）などの加熱装置を用いてポストベーク（ｐｏｓｔ－ｂａｋｅ）により完成した感光材パターンを得ることができる。この時、ポストベークの条件は、１５０～２３０℃で１０～９０分程度加熱することが好ましい。
本明細書の感光性樹脂組成物を硬化させるための光源には、例えば、波長が２５０～４５０ｎｍの光を発散する水銀蒸気アーク（ａｒｃ）、炭素アーク、Ｘｅアークなどがあるが、必ずしもこれらに限らない。
本明細書に係るブラックバンクは、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）現像液に対する適切な現像性、遮光性およびホールの形成が容易であるという利点がある。
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明するが、下記の実施例は本明細書を例示するためのものに過ぎず、これらに本明細書の範囲を限定するものではない。なお、以下に示す実験例のうち、実験例１および２は、本願の実施例に該当する。
＜実施例＞
下記の実験例１～８に使用されるバインダーの構造および合成法は、下記のとおりである。
Figure 0007036346000012
＜重合体Ａ＞
９，９－ビスフェノールフルオレンジグリシジルエーテル１１２ｇと４－シクロヘキセン－１，２－ジカルボン酸６３ｇを、３２５ｇのプロピレングリコールメチルエーテルアセテートと共に撹拌した。反応器の内部に窒素を流し、反応器を１２０℃に加熱した。２４時間後に反応を終了し、重合体Ａを得た。（Ｍｗ＝２，７１０ｇ／ｍｏｌ、８６ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｂ１＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、２－アクリロイルオキシエチルイソシアネート４ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート９ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｂ１を得た。（Ｂ１：Ｍｗ＝２，８４０ｇ／ｍｏｌ、８１ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｂ２＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、２－アクリロイルオキシエチルイソシアネート８ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート９ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｂ２を得た。（Ｂ２：Ｍｗ＝３，１００、７５ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｃ＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、４－メタクリロキシエチルトリメリティックアンハイドライド（４－ＭＥＴＡ）９ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート１７ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｃを得た。（Ｍｗ＝３，１５０ｇ／ｍｏｌ、９３ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｄ１＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、塩化メタクリロイル８ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート１７ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｄ１を得た。（Ｄ１：Ｍｗ＝２，７６０ｇ／ｍｏｌ）
＜重合体Ｄ２＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、塩化メタクリロイル１６ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート１７ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｄ２を得た。（Ｄ２：Ｍｗ＝２，８４０ｇ／ｍｏｌ、６７ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｄ３＞
前記重合体Ａ １５０ｇに、塩化メタクリロイル４０ｇとプロピレングリコールメチルエーテルアセテート１７ｇを入れて、８０℃に加熱した。１９時間後に反応を終了し、二重結合のある重合体Ｄ３を得た。（Ｄ３：Ｍｗ＝２，８９０ｇ／ｍｏｌ、４４ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｅ＞
（９Ｈ－フルオレン－９，９－ジイル）ビス（４，１－フェニレンビス（オキシ）ビス（２－ヒドロキシプロパン－３，１－ｄｉｙｌ））ジアクリレート２０２ｇ、イソホロンジイソシアネート３－イソシアナトメチル－３，５，５－トリメチルシクロヘキシルイソシアネート（エボニック社）１９ｇをＰＧＭＥＡ１８０ｇに入れて８０℃で１２時間撹拌後、テトラヒドロフタリック無水酸２２．５ｇを入れて追加的に１２時間撹拌して、重合体Ｅを合成した（Ｍｗ＝３，５００ｇ／ｍｏｌ、３０ＫＯＨｍｇ／ｇ）
＜重合体Ｆ＞
（９Ｈ－フルオレン－９，９－ジイル）ビス（４，１－フェニレンビス（オキシ）ビス（２－ヒドロキシプロパン－３，１－ｄｉｙｌ））ジアクリレート２００ｇと３，３，４，４－ビフェニルテトラカルボキシル無水酸１６ｇをＰＧＭＥＡ１８０ｇに入れて８０℃で１５時間撹拌後、テトラヒドロフタリック無水酸３０ｇを追加的に１２時間撹拌して、重合体Ｆを合成した。（Ｍｗ＝３，７００ｇ／ｍｏｌ、１００ＫＯＨｍｇ／ｇ＞
＜重合体Ｇ＞
アルドリッチ社（Ｃａｔ Ｎｏ．４７４５７６、モノマー比率（ｍｏｌ％）４－ビニルフェノール：メチルメタクリレート＝７５：２５）ポリ（４－ビニルフェノール－ｃｏ－メチルメタクリレート）１００ｇをＰＧＭＥＡ９００ｇに溶かして、固形分１０％の重合体Ｇを合成した。（Ｍｗ＝１１，０００ｇ／ｍｏｌ）
＜重合体Ｈ＞
２，２'－ビス－３－アミノ－４－ヒドロキシフェニル－ヘキサフルオロプロパン（３２０ｇ）と３，３'，４，４'－オキシジフタル無水酸（２１２ｇ）をＰＧＭＥＡ（１１８０ｇ）に入れて８０℃で撹拌した後、ガンマ－バレロラクタム（１６ｇ）、トリメリック無水酸（７４ｇ）、トリエチルアミン（５８ｇ）を入れて１７５℃で１２時間撹拌させた。この前駆体に２－アクリロイルオキシエチルイソシアネート（１９ｇ）を入れて８０℃で１９時間撹拌させて、重合体Ｈを得た。（Ｍｗ＝５，２００ｇ／ｍｏｌ、イミド化度＝９２％）
＜実験例１＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｅ ６０ｇ、重合体Ｆ １０ｇ、重合体Ｂ１ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３６ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例２＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｂ１ ６０ｇ、重合体Ｈ ８８ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３８ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例３＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｅ ６０ｇ、重合体Ｆ １０ｇ、重合体Ａ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３６ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例４＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｅ ６０ｇ、重合体Ｆ １０ｇ、重合体Ｂ２ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３６ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例５＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｅ ６０ｇ、重合体Ｆ １０ｇ、重合体Ｃ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３６ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート４３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例６＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｄ１ ７８ｇ、重合体Ｈ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３８ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例７＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｄ２ ７８ｇ、重合体Ｈ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３８ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
＜実験例８＞
ラクタムブラック（ＢＫ－５１０８、Ｔｏｋｕｓｈｉｋｉ社、含有量１６％）４００ｇ、アルカリ可溶性アクリルバインダーとして、重合体Ｇ（アルドリッチ社）１２０ｇ、重合体Ｄ３ ７８ｇ、重合体Ｈ ８０ｇ、多官能性モノマーとしてジペンタエリスリトールヘキサアクリレート３８ｇ、光重合開始剤としてＯＸＥ－０２（バスフ社）４ｇ、密着促進剤として３－メタアクリルオキシプロピルトリメトキシシラン５ｇ、レベリング剤としてＢＹＫ－３０７（アルタナ社）２ｇ、溶媒としてプロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート３３ｇ、および３－メトキシブチルアセテート２４０ｇを混合した。
その後、前記混合物を５時間撹拌して、感光性樹脂組成物を製造した。
前記実験例１～８で製造した感光性樹脂組成物溶液をＩＴＯ薄膜が蒸着されたガラス基板にスピンコーティングし、４０Ｐａまで減圧乾燥（ＶＣＤ）を進行させて溶媒を除去した後、約１００℃に２分間前熱処理して塗膜を形成した。現像密着性を見るために、フォトマスクを用いて、高圧水銀ランプ下、８０ｍＪ／ｃｍ２のエネルギーで露光させた。前記露光した基板を２２℃の温度で２．３８％のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液でパドル方式で現像した後、純水で２０秒間スピン＆スプレー方式で洗浄し、乾燥させて、２３０℃のコンベクションオーブンで３０分間ポストベーク（ｐｏｓｔ－ｂａｋｅ）して、厚さ２．５μｍおよび光学密度３．７５の基板を作製して、下記の評価例１～４を進行させた。
－現像時間：２．３８％ＴＭＡＨ水溶液でｐｕｄｄｌｅ現像する時間
－Ｈｏｌｅ：非露光部位で現像液によって洗い流された部分陽極（ａｎｏｄｅ）
－直進性：ホールが生成された両側面部の真っ直ぐな程度
－Ｔａｐｅｒ：ｈｏｌｅ形成後にコーティングされた面とホールをなす断面の角度
－１０μｍ：１０μｍサイズのｍａｓｋ非露光部で現像後に得られるホールパターンの大きさ
－１５μｍ：１５μｍサイズのｍａｓｋ非露光部で現像後に得られるホールパターンの大きさ
＜評価例１：直進性評価＞
ポストベーク後に得たフィルムは、膜厚さが約２．５μｍで非露光部位に活性領域（ａｃｔｉｖｅ ａｒｅａ＝ａｎｏｄｅ）のホールパターンが形成されている。ホールパターンの形成においてホール末端がマスク状に形成されたか、ホールをなしている断面の直進性を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）により評価した。
＜評価例２：現像マージン評価＞
現像を１０秒間隔にしてホールパターンのＣＤ変化率を評価した。
図１～図５は、実験例１～５の直進性および現像マージンの評価結果を示すものである。
図１は、実験例１で現像後の評価結果であって、５０゜以内のｔａｐｅｒ角度でホールが形成されたことが分かる。また、１０μｍのホールで現像時間が１０秒ずつ増加するにつれ、ホールサイズの変化が約０．１６μｍ程度と優れた現像マージンを有することが分かる。
図２は、実験例２で現像後の評価結果であって、５０゜以内のｔａｐｅｒ角度でホールが形成されたことが分かる。また、ホールの絶対的な大きさが実験例１よりは大きいものの、感度調節で解決することができ、１０μｍのホールで現像時間が１０秒ずつ増加するにつれ、ホールサイズの変化が約０．１６μｍ程度に形成されたことが分かる。
図３は、実験例３で現像後の評価結果であって、現像１１０ｓでの直進性が実験例１に比べて良くないことが分かる。また、１０μｍのホールパターンにおいて現像時間が１０秒ずつ増加するにつれ、ホールパターンの大きさの変化が約０．４０μｍと実験例１および２に比べて大きい。
図４は、実験例４で現像後の評価結果であって、ホールパターンおよび直進性が良くないことが分かる。また、１０μｍのホールで現像時間が１０秒ずつ増加するにつれ、ホールサイズの変化が約０．２６μｍと実験例１および２に比べて大きい。
図５は、実験例５で現像後の評価結果であって、実験例１は、本明細書の化学式１のＡ２がカルバメート基のＢ１が含まれるのに対し、実験例５の重合体Ｃは、エステルグループで置換基が連結されている。この場合、直進性は良いものの、１０μｍのホールで現像時間が１０秒ずつ増加するにつれ、ホールサイズの変化が約１．９９μｍ程度と実験例１に比べて大きいので、現像マージンが不十分であることが分かる。
＜評価例３：残渣評価＞
ポストベーク後に得たフィルムは、膜厚さが約２．５μｍと非露光部位にアクティブエリアのホールパターンが形成されている。前記ホールパターンに感光性樹脂組成物が残っているか否かを光学顕微鏡により評価した。
図６は、実験例１～５の残渣評価を示すものである。
図６で、実験例１および２は、ホール内部に残渣がなく、肉眼で直進性が良いことが確認されるのに対し、実験例３および５は、直進性はあるものの、残渣が観察され、実験例４は、残渣はないものの、直進性が良くないことを確認することができる。
＜評価例４：むしれ評価＞
現像直後に肉眼で全体ガラスのむしれの有無を確認した。
図７は、実験例６のむしれ評価結果を示すものである。実験例６～８は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）現像液に対して相溶性が低下してむしれる形態で、直進性および残渣確認の工程性評価ができないことが分かる。
前記評価例１～４の評価結果を下記表２に示した。
Figure 0007036346000013
 〇：良い、△：普通、×：悪い
前記表２に示されるように、本明細書の化学式１の繰り返し単位を有する高分子樹脂化合物を含むブラックバンク用感光性樹脂組成物である実験例１および２は、従来の実験例３および４に比べて直進性に優れていることが分かる。
また、ポストベーク後に得たフィルムの非露光部位に形成されるアクティブエリアのホールパターンは、ＩＴＯ薄膜があって陽極（ａｎｏｄｅ）として用いられるが、ホールパターンに感光性樹脂が残渣として残っていれば、不良画素、輝度低下および素子寿命低下の原因になる。前記実験例１および２は、従来の実験例３に比べて残渣が残っておらず、不良画素、輝度低下および素子寿命低下を防止するのに優れた効果があることが分かる。
さらに、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液を用いてパドル（ｐｕｄｄｌｅ）方式で現像をする場合、ガラス基板に塗布された感光性樹脂組成物が現像液と接触するのに時間差が発生するので、安定した現像マージンが必要である。前記実験例１および２は、１０秒あたりＣＤ変化率が０．１６μｍに過ぎず、実験例３～５に比べて現像マージンが安定的であるので、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）耐現像性に優れた効果があることが分かる。
また、感光性樹脂組成物は、組成物の現像能力によって現像時にむしれる形態の剥離が現れることがあり、この場合、正しいパターンを実現しにくい。したがって、ＩＴＯ薄膜が蒸着された基板に対する付着力が良くなければならず、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）現像液に対する耐現像性がなければならない。前記実験例１および２は、実験例６～８に比べてむしれる現象なしにパターンの実現が良くなることを確認することができる。
以上、本明細書の好ましい実施例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、特許請求の範囲と発明の詳細な説明の範囲内で多様に変形して実施することが可能であり、これも発明の範疇に属する。

Claims (15)

  1. 重量平均分子量が２，８４０（ｇ／ｍｏｌ）であって、下記化学式１の繰り返し単位を含む高分子樹脂化合物：
    ［化学式１］
    Figure 0007036346000014
     前記化学式１において、
    Ａ１およびＡ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換のカルバメート基；またはヒドロキシ基であり、
    前記Ａ１およびＡ２のいずれか１つ、または、前記Ａ１およびＡ２の両方が、置換もしくは非置換のカルバメート基であり、
    Ｙ１およびＹ２は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基であり、
    Ｚは、置換もしくは非置換の２価のアルキレン基；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキサン；置換もしくは非置換の２価のシクロヘキセン；または置換もしくは非置換の２価のベンゼンであり、
    Ｒ１～Ｒ８は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；ハロゲン基；置換もしくは非置換の炭素数１～１０のアルキル基；置換もしくは非置換の炭素数３～１０のシクロアルキル基；置換もしくは非置換のシリル基；置換もしくは非置換のホスフィンオキシド基；置換もしくは非置換のアリール基；または置換もしくは非置換のヘテロ環基であり、
    ｒ１～ｒ４は、それぞれ独立に、１～４の整数であり、
    ｒ１～ｒ４がそれぞれ２以上の場合、括弧内の構造は、それぞれ互いに同一または異なり、
    ｎは、２以上であって、前記高分子樹脂化合物の重量平均分子量が２，８４０（ｇ／ｍｏｌ）となる数であり
    ｎが２以上の場合、括弧内の構造は、互いに同一または異なり、
    前記カルバメート基は、下記化学式２で表されるものであり、
    ［化学式２］
    Figure 0007036346000015
     前記化学式２において、
    Ｙ３は、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基であり、
    Ｒ１１は、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数１～４のアルキル基であり、
    Ｒ１２は、ＣＲ１０２Ｒ１０３であり、
    Ｒ１３は、Ｏであり、
    Ｒ１４は、水素であり、
    Ｒ１０２およびＲ１０３は、水素である。
  2. 前記化学式１は、下記化学式３で表されるものである、請求項１に記載の高分子樹脂化合物：
    ［化学式３］
    Figure 0007036346000016
     前記化学式３において、
    Ａ１、Ａ２、Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１～Ｒ８、ｒ１～ｒ４およびｎに関する定義は、前記化学式１で定義したものと同じである。
  3. 前記化学式１は、下記化学式４～６のいずれか１つで表されるものである、請求項１に記載の高分子樹脂化合物：
    ［化学式４］
    Figure 0007036346000017
     ［化学式５］
    Figure 0007036346000018
     ［化学式６］
    Figure 0007036346000019
     前記化学式４～６において、
    Ｙ１、Ｙ２、Ｒ１～Ｒ８、ｒ１～ｒ４およびｎに関する定義は、前記化学式１で定義したものと同じであり、
    Ｙ３は、置換もしくは非置換の炭素数１～３のアルキレン基であり、
    Ｒ１１およびＲ２１は、互いに同一または異なり、それぞれ独立に、水素；重水素；または置換もしくは非置換の炭素数１～４のアルキル基であり、
    Ｒ１２およびＲ２２は、ＣＲ１０２Ｒ１０３であり、
    Ｒ１３およびＲ２３は、Ｏであり、
    Ｒ１４およびＲ２４は、水素であり、
    前記Ｒ１０２およびＲ１０３は、水素である。
  4. 請求項１～３のいずれか１項に記載の高分子樹脂化合物、モノマー、光開始剤、着色剤、および溶媒を含むブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  5. 前記高分子樹脂化合物の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、１～２０重量％である、請求項４に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  6. 前記モノマーは、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート、フェノキシエチル（メタ）アクリレート、ポリエチレングリコール（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、ネオペンチルグリコール（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）からなる群より選択される１種以上を含む、請求項４または５に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  7. 前記モノマーの含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、１～１０重量％である、請求項４～６のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  8. 前記光開始剤は、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、およびオキシム系化合物からなる群より選択される１種以上を含む、請求項４～７のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  9. 前記光開始剤の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、０．１～５重量％である、請求項４～８のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  10. 前記溶媒は、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルブチルエーテル、トリエチレングリコールメチルブチルエーテル、メチル３－メトキシプロピオネート、エチル３－エトキシプロピオネート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、３－メトキシブチルアセテート、および２－プロパノールからなる群より選択される１種以上を含む、請求項４～９のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  11. 前記溶媒の含有量は、前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物の総重量を基準として、６０～９０重量％である、請求項４～１０のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  12. 前記ブラックバンク用感光性樹脂組成物は、光架橋増感剤、硬化促進剤、密着促進剤、接着力増強剤、界面活性剤、酸化防止剤、熱重合防止剤、紫外線吸収剤、分散剤、およびレベリング剤からなる群より選択された１種以上の添加剤を追加的に含む、請求項４～１１のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物。
  13. 請求項４～１２のいずれか１項に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物を含むブラックバンク。
  14. １）請求項４に記載のブラックバンク用感光性樹脂組成物を基板上に塗布するステップと、
    ２）前記塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物を露光および現像してパターニングするステップと、
    ３）パターニングされたブラックバンク用感光性樹脂組成物を硬化させるステップとを含むブラックバンクの製造方法。
  15. 前記２）の前記塗布されたブラックバンク用感光性樹脂組成物の現像時に使用する現像液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）水溶液である、請求項１４に記載のブラックバンクの製造方法。
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