KR100300426B1 - 칼라필터용 포토레지스트액 - Google Patents
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Abstract
목적 : 평판표시장치의 칼라필터의 제조에 적합하게 이용할 수 있는 칼라필터 포토레지스트액을 제공한다.
구성 : 포토레지스트액은 아크릴수지에 안료를 분산하고 광경화성 모노머, 광중합 개시제, 용제, 계면활성제 및 분산제를 포함하고, 여기에 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸-트리메톡시실란 또는 비닐-트리스(2-메톡시에톡시)-실란 화합물을 0.1∼5 wt% 첨가하여 이루어진다.
효과 : 포토레지스트액 중에서 중합체와 기재의 접착력을 향상시켜, 필터층의 형성과정 중의 노광시 별도의 베이킹 단계를 줄일 수 있으며, 아울러 현상 후 베이킹 시간을 줄일 수 있다. 또 실란계 화합물의 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도가 증가되며, 그 결과 필터층 패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
Description
본 발명은 평판표시장치의 칼라필터를 제조하는데 적합하게 이용할 수 있는 칼라필터용 포토레지스트 액에 관한 것으로서, 특히 기재에 대한 접착력을 높여 제조 공정을 용이하게 실현할 수 있는 포토레지스트액에 관한 것이다.
일반적으로, 평판표시장치의 대표적인 예인 액정표시소자는 백라이트에서 조사된 광 혹은 반사광을 액정층의 스위칭 작용에 의해 선택적으로 투과시켜 전면으로 출사하여 소망의 화상을 표시하는 것이며, 그 광의 투과 경로 상에 칼라필터를 설치하여 칼라 화상을 구현한다.
이러한 액정표시소자에서 칼라필터는 투명 글라스와 같은 기재에 블랙매트릭스를 형성하고, 그 블랙매트릭스에 의해 정의된 패턴에 적, 녹, 청 3색의 포토레지스트액을 각각 도포 및 형성한 후 경화하여 3색 필터층을 형성하고 있다.
여기서 포토레지스트액은 아크릴수지에 안료를 분산하고 광경화성 모노머와 광중합 개시제를 첨가하여 감광성 수지화한 것이며, 여기에 용제와 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 포토레지스트액을 안정화한다.
이렇게 제조된 포토레지스트액을 이용한 칼라필터 층의 형성 과정은, 먼저 기재에 포토레지스트액을 도포한 후 90℃의 분위기에서 2분간 소프트 베이킹(baking)하고, 노광(exposure)시 90∼115℃ 분위기에서 2분간 포스트 익스포저 베이킹하며, 현상(develop)과 린스(rinse) 후 다시 220℃ 분위기에서 40분간 베이킹하여 경화함으로써 이루어진다.
그러나 이와 같은 종래 기술에 의한 필터 층의 형성 과정은, 필터 층의 접착력과 경도를 높이기 위해 여러번의 베이킹 단계를 거치게 되어 공정이 복잡하고 시간이 많이 소요되는 문제점이 있다. 예를 들어 종래의 필터층 형성 과정에서는 트리아진(Triazine)계 개시제를 사용하므로 노광시 베이킹이 꼭 필요하며, 또한 현상 후에도 중합체의 가교반응을 위하여 베이킹 단계가 꼭 필요한 문제점이 있다.
특히 현상 후의 베이킹 단계는 220℃의 고온에서 이루어지므로, 포토레지스트액이 그 온도를 견딜 수 있는 내열성을 갖추어야만 하는 문제점을 수반하게 된다.
본 발명은 이상 설명한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 포토레지스트액의 접착력을 향상시킴으로써 다수의 베이킹 단계를 줄여 공정을 용이하게 실현하고, 아울러 필터층의 품질을 향상시키는 것을 그 목적으로 하고 있다.
상기 목적을 실현하기 위하여, 본 발명에서는 중합체와 기재의 접착력을 향상시키는 실란(silane)계 화합물을 첨가한 칼라필터용 포토레지스트액을 제공한다.
보다 구체적으로 본 발명의 포토레지스트 액은 아크릴수지에 안료를 분산하고, 광경화성 모노머, 광중합 개시제, 용제, 계면활성제 및 분산제를 포함하고, 여기에 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸-트리메톡시실란 또는 비닐-트리스(2-메톡시에톡시)-실란 화합물을 0.1∼5 wt% 첨가하여 이루어진다.
본 발명의 안료로서는 칼라필터에 사용되는 종래의 안료를 그대로 사용할 수 있으며, 예를 들어 적색 안료로서는 디안트라취논(Dianthra Quinone)계를, 청색 안료로서는 Cu-푸탈로시아닌(Phthalocyanine)계를, 녹색 안료로서는 할로(Halo)-Cu-푸탈로시아닌(Phthalocyanine)계를 사용할 수 있다.
또한, 광경화성 모노머로서는 다관능성 아크릴 모노머를, 광중합 개시제로서는 트리아진 트리할로 메틸(Triazine Trihalo Methyl)화합물을 사용할 수 있다.
본 발명의 포토레지스트액은 실란계 화합물의 알킬기가 중합체 매트릭스와 반응하고, 알킬기가 기재인 유리의 Si와 결합(bond)을 형성하므로, 기재에 대한 접착력을 향상시킬 수 있으며, 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도를 증가시킬 수 있다.
또한 상기한 실란계 화합물은 광경화성 모노머와 직접 반응하여 노광 부위의 접착력을 향상시키므로, 필터층 패턴의 품질을 향상시키게 된다.
이하, 본 발명을 실현하기 위한 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다.
실시예 1
메타크릴레이트 수지 5∼15%에 디안트라취논계 적색 안료 5∼15%를 분산하고 다관능성 아크릴 모노머 3∼13%와 트리아진 트리할로 메틸 화합물로된 광중합 개시제 1%이하를 첨가하여 레지스트화 한다.
여기에 용매 40∼60%와 계면활성제 및 분산제를 첨가하고, 다시 실란계 화합물로 N-(-아미노에틸(aminoethyl))--아미노프로필(aminopropyl)-트리메톡시실란(trimethoxysilane) 0.1∼5 wt% 첨가하여 혼합하고 교반하여 적색 칼라필터 포토레지스트 액을 얻었다.
동일한 방법으로, 청색안료로 Cu-푸탈로시아닌계를 사용하여 청색 칼라필터 포토레지스트 액을 었었고, 녹색 안료로 할로-Cu-푸탈로시아닌계를 사용하여 녹색 칼라필터 포토레지스트 액을 얻었다.
여기서 본 실시예의 N-(-아미노에틸)--아미노프로필 기는 중합체 매트릭스와 반응하여 접착력을 향상시킨다. 또 에톡시(ethoxy) 기는 유리의 Si와 결합을 형성하여 접착력을 향상시킨다.
그 결과 본 실시예의 포토레지스트 액은 필터층의 형성시 베이킹 단계와 시간을 줄일 수 있었다. 즉, 본 실시예의 포토레지스트 액을 투명 글라스와 같은 기재에 도포한 후, 90℃의 분위기에서 2분간 소프트 베이킹하고, 익스포저, 현상과 린스 후, 200℃ 분위기에서 20분간 베이킹하여 경화함으로써 필터층을 형성한다.
또한, 본 실시예에서는 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도를 증가시킬 수 있다.
실시예 2
본 실시예에서는 실란계 화합물로 2-(3,4-에폭시사이클로헥실(epoxycyclo hexyl))에틸(ethyl)-트리메톡시실란(trimethoxysilane)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 소망하는 칼라필터용 포토레지스트 액을 얻었다.
여기서 본 실시예의 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸 기는 중합체 매트릭스와 반응하여 접착력을 향상시킨다. 또 에톡시(ethoxy)기는 유리의 Si와 결합을 형성하여 접착력을 향상시킨다.
그 결과 본 실시예의 포토레지스트 액은 실시예 1과 마찬가지로 필터층의 형성시 베이킹 단계와 시간을 줄일 수 있다. 또 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도를 증가시킬 수 있다.
실시예 3
본 실시예에서는 실란계 화합물로 비닐(Vinyl)-트리스(tris)(2-메톡시에톡시(methoxyethoxy))-실란(silane)을 사용한 것을 제외하고, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 소망하는 칼라필터용 포토레지스트 액을 얻었다.
여기서 본 실시예의 Vinyl 기는 중합체 매트릭스와 반응하여 접착력을 향상시킨다. 또 메톡시에톡시(2-methoxyethoxy)기는 유리의 Si와 결합을 형성하여 접착력을 향상시킨다. 또한 본 실시예의 비닐-트리스(2-메톡시에톡시)-실란은 광경화성 모노머와 직접 반응하여 노광된 부위의 접착력을 향상시킨다.
그 결과 본 실시예의 포토레지스트 액은 실시예 1과 마찬가지로 필터층의 형성시 베이킹 단계와 시간을 줄일 수 있다. 또 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도를 증가시킬 수 있다.
이상 설명한 실시예를 통하여 알 수 있듯이, 본 발명에 의한 칼라필터용 포토레지스트 액은 실란계 화합물을 첨가하여 종래 기술의 문제점을 실질적으로 해결하고 있다.
즉 본 발명에 의하면 포토레지스트액 중에서 중합체와 기재의 접착력을 향상시키므로, 필터층의 형성 과정에서 트리아진계 개시제를 사용하더라도 노광시 별도의 베이킹 단계를 줄일 수 있으며, 아울러 현상 후 베이킹 시간을 줄일 수 있다. 따라서 본 발명에 의하면 필터층의 제조가 용이하게 실현되는 효과를 얻을 수 있다.
또한 본 발명에 의하면 실란계 화합물의 실리카 성분에 의해 필터층의 표면 경도를 증가시킬 수 있으며, 그 결과 필터층 패턴의 품질을 향상시킬 수 있다.
Claims (1)
- 아크릴수지에 안료를 분산하고, 광경화성 모노머, 광중합 개시제, 용제, 계면활성제 및 분산제를 첨가하여 얻어지는 칼라필터용 포토레지스트액에 있어서, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸-트리메톡시실란 또는 비닐-트리스(2-메톡시에톡시)-실란 화합물을 0.1∼5 wt% 첨가한 것을 특징으로 하는 칼라필터용 포토레지스트 액.
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