KR100930668B1 - 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 - Google Patents

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것으로서, 상기 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 모노머, 광중합 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하며, 상기 착색제는 안료 및 하기 화학식 1의 염료를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112007095223811-pat00001
(상기 화학식 1에 있어서, 각 치환기의 정의는 상세한 설명에 기재된 바와 같다.)
색 재현성, 색 판별성, 감광성 수지 조성물, 알칼리 가용성 수지, 염료

Description

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR COLOR FILTER AND COLOR FILTER USING THE COMPOSITION}
본 발명은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색 재현성 및 색 판별성이 우수하며, 픽셀의 크기가 미세한 직사각형 모양의 패턴을 형성할 수 있는 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것이다.
이미지 센서란 수백만의 광전변환 소자들로 구성되어 있어 빛을 받으면 광량에 따라 빛을 전기적인 신호로 변환시켜 주는 장치이다. 이러한 이미지 센서는 디지탈 입력 장치들에 사용되어 디지탈화 이전 상태의 이미지들을 디지탈 이미지로 기록이 가능하도록 해주며, 시대의 급변하는 발전에 맞춰 각종 보안 장치 및 디지털 포터로서의 용도로 그 수요가 기하 급수적으로 증가하고 있는 실정이다.
이미지 센서는 화소 어레이, 즉 이차원적으로 매트릭스 형태로 배열된 복수개의 픽셀들로 이루어지며, 각 픽셀은 광감지 수단과 전송 및 신호 출력 디바이스들을 포함한다. 전송 및 신호출력 디바이스들에 따라 이미지 센서는 크게 전하 결합소자(CCD)형 이미지 센서와 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS)형 이미지 센서의 두 종류로 나눈다.
도 1은 종래 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS)형 이미지 센서의 구조를 개략 적으로 나타낸 모식도이다.
이미지 센서에서의 컬러필터의 역할을 도 1의 CMOS 이미지 센서(100)를 예를 들어 설명하면, 외부로부터 들어 오는 광은 마이크로렌즈(1) 및 제2오버코팅막(second overcoating layer)(3)을 통과하여 컬러필터(5)에 이르고, 상기 컬러필터(5)에서 각각의 R, G, B로 분리된 후 제1오버코팅막(first overcoating layer)(7), 패시베이션층(9), 및 메탈라인간 절연막(inter-metal dielectic layer)(11)을 거쳐 층간 절연막(interlayer dielectric layer)(15) 위에 형성된, 각각의 픽셀에 해당되는 포토다이오드(13)에 전송하기 위해 사용된다.
지금까지 액정표시장치 컬러필터용 알칼리 수용액 현상형의 감광성 수지 조성물에 대한 연구 개발은 활발히 진행되어 왔으나, 이미지 센서 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 대한 연구는 활발히 이루어지지 않고 있다.
특히 디지털 카메라 등의 화질을 개선하기 위한 일환으로 픽셀의 한 변의 크기가 종전의 5 내지 3㎛에서 최근에는 1㎛이하 까지 작아짐에 따라 이를 위한 관련 재료에도 많은 개선이 요구되어 지고 있다.
지금까지 출원된 이미지 센서 컬러필터 장치 및 공정에 대한 특허는 대한민국 특허공개 2002-039125, 대한민국 특허공개 1998-056215, 대한민국 특허공개 2003-056596, 대한민국 특허공개 2003-002899, 일본 특허 평 10-066094, 일본 특허 평7-235655, 일본 특허 2005-278213, 일본 특허 평11-354763 등이 있다. 또 한, 이미지 센서 컬러필터 조성물에 관한 특허로서 대한민국 특허공개 2006-0052171, 일본 특허공개 2004-341121, 및 일본 특허공개 평7-172032가 있으나, 대한민국 특허공개 2006-0052171 및 일본 특허공개 2004-341121은 고밀도의 픽셀을 제조하기 위하여 염료를 사용하는 것이 특징이며, 염료를 사용하는 경우, 내광성 및 내열성 등이 약하기 때문에 장기적인 신뢰성에 문제가 있다. 비록, 대한민국 특허공개 2006-0052171 및 일본 특허공개 2004-341121에서는 내열성 및 내광성이 확보된 염료를 사용한다고는 하지만, 기재된 데이터는 1시간에서 최대 20시간 내외로 확보된 데이터이기 때문에 장기적인 신뢰성이 있다고는 볼 수 없다.
또한, 시아닌 염료를 사용하는 경우, 하기 반응식 1과 같이 열분해되는 문제점이 있어, 컬러필터용 감광성 수지 조성물로 사용하기에는 부적합하다.
[반응식 1]
Figure 112007095223811-pat00002
(R은 수소 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고,
Y 는 N, O 또는 S이고,
Z 는 N, O 또는 S이고,
X 는 할로겐임.)
한편, 일본 특허 평7-172032에서는 R, G, 및 B 각 픽셀간의 혼색 및 위치 이탈 방지를 위해 블랙 매트릭스(Black Matrix)를 사용하는 것을 제시하고 있으나 이 방법 역시 블랙 매트릭를 제조하기 위한 추가 공정이 필요하며, 세밀하게 블랙 매트릭스를 제조하는 것은 실제적으로 불가능하다. 또한 블랙 매트릭스 도입에 따라 개구율이 작아지는 단점이 있다.
또한, 최근에는 색 재현성 및 색 판별성이 우수한 화질을 갖는 이미지 센서를 제조하기 위해 기존에 사용되는 색 특성과는 다른 새로운 색 특성을 갖는 조성물에 대한 요구가 늘어나고 있다. 구체적으로는 그린(G)과 블루(B)의 투과 곡선이 만나는 점(크로스 포인트(Cross Point))에서의 투과율을 40%이하로 요구하고 있으며, 또한 RGB 각 색상의 조성물의 파장영역(크로스 토크(Cross Talk))에 있어, 400~550nm 영역에서의 레드(R) 조성물의 투과율, 400~460nm 영역과 620~700nm 영역에서의 그린(G) 조성물의 투과율, 520~700nm 영역에서의 블루(B) 조성물의 투과율을 최소화하는 기술도 동시에 요구되고 있다.
본 발명은 색 재현성 및 색 판별성이 높은 초미세 픽셀을 제조할 수 있는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명은 또한, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조한 컬러필터(color filter)를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 모노머, 광중합 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하며, 상기 착색제는 안료 및 하기 화학식 1의 염료를 포함하는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007095223811-pat00003
(상기 화학식 1에 있어서,
R1은 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 헤테로 사이클로 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
A1 및 A2는 동일하거나 서로 독립적으로, CR2R3 또는 CR4R5이고,
상기 R2 내지 R5는 동일하거나 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 또는 상기 R2 및 R3 중 어느 하나와, 상기 R4 및 R5 중 어느 하나는 서로 연결되어 융합고리를 형성하는 것이고,
상기 X1 및 X2는 동일하거나 서로 독립적으로 NR6, O, S, CR7R8, 및 Se로 이루
어진 군에서 선택되는 것이고,
상기 R6 내지 R8은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 알킬아미노기, 알콕시아미노기, 및 치환 또는 비치환된 알칸올기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
상기 p은 0 내지 5이고,
상기 D는 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 나타내어지는 결합기이고,
[화학식 2]
Figure 112007095223811-pat00004
[화학식 3]
Figure 112007095223811-pat00005
상기 화학식 2 및 3에서,
m 및 n은 각각 1 내지 30이다.)
본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 패턴을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 염료와 안료를 혼합 사용함으로써 초미세 픽셀 제조가 가능하여 고해상도 이미지센서용 컬러필터 제조하는 데 효과적이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물의 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.
[A] 알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지는 카르복시기 함유 아크릴계 바인더 수지로서, 1개 이상의 카르복시기를 갖는 제1에틸렌성 불포화 모노머 및 이와 공중합 가능한 제2에틸렌성 불포화 모노머의 공중합체이다.
상기 제1에틸렌성 불포화 모노머로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산 등을 들 수 있으며, 상기 알칼리 가용성 수지는 이들 중 적어도 1종의 모노머를 포함한다.
상기 제1에틸렌성 불포화 모노머는 상기 알칼리 가용성 수지 총량에 대하여 10 내지 40중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 30중량%로 포함될 수 있다. 상기와 같은 함량 범위내로 포함될 때 아크릴계 바인더수지가 적정 산가를 갖게 되어 알칼리 현상액에 대한 현상성이 개선되고 안료 분산액을 안정화시킬 수 있어 바람직하다.
상기 제1에틸렌성 불포화 모노머와 공중합 가능한 제2에틸렌성 불포화 모노머로는, 불포화 카르본산 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물, 카르본산 비닐 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 또는 불포화 아미드류 화합물 등을 들 수 있다.
상기 불포화 카르본산 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 비닐 벤질 메틸 에테르, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 사이클로 헥실 아크릴레이트, 사이클로 헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 등이 있으며; 상기 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 카르본산 비닐 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는 초산비닐, 안식향산 비닐 등이 있고; 상기 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 시안화 비닐 화합물의 대표적인 예로는 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등이 있고; 상기 불포화 아미드류 화합물의 대표적인 예로는 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 알칼리 가용성 수지는, 상기 예시된 제2에틸렌성 불포화 모노머 중 적어도 1종을 포함한다.
상기 알칼리 가용성 수지의 대표적인 예로는, 메타크릴산/메틸 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타클릴레이트/스티렌 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 10,000 내지 70,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 것이 바람직하고, 20,000 내지 50,000의 중량 평균 분자량(Mw)을 갖는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내에서는 고해상도의 픽셀을 얻을 수 있어 바람직하다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 10 내지 120mg/KOH인 것이 바람직하고, 90 내지 120mg/KOH인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내에서는 패턴 형성부의 강도를 충분히 구현할 수 있고, 알칼리 현상액에 대한 비노광부의 현상성이 우수한 장점이 있어 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지는, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 알칼리 가용성 수지의 함량이 0.5중량% 미만인 경우, 알칼리 현상액에 현상이 되지 않는 문제점이 있으며, 30중량%를 초과하는 경우 가교성이 부족하여 표면 거칠기가 증가하는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.
[B] 광중합성 모노머
상기 광중합성 모노머는 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 아크릴계 광중합성 모노머로서 대표적으로는, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타 에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합성 모노머는, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 아크릴계 광중합성 모노머의 함량이 0.5중 량% 미만인 경우, 패턴의 모서리가 깨끗하게 형성되지 않는 문제점이 있으며, 30중량%를 초과하는 경우 알칼리 현상액에 현상되지 않는 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.
[C] 광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 광중합 개시제를 사용할 수 있다. 대표적으로는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 또는 트리아진계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는, 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로의 구체적인 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물의 구체적인 예로는, 티오크산톤, 2-크롤티오크산 톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 구체적인 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 화합물을 들 수 있다.
상기 예시된, 광중합 개시제외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계, 비이미다졸계 화합물 등도 광중합 개시제로서 사용 가능하다.
상기 광중합 개시제중 트리아진계 화합물이 보다 바람직하며, 상기 트리아진계 화합물 중에서도 픽셀 패턴의 성능에 가장 영향을 많이 미치는 최대 광흡수 파 장(λmax)이 340 내지 380nm의 트리아진계 화합물이 보다 바람직하다.
보다 더 바람직하게는 상기 트리아진계 화합물로서 2-피페로니로-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진(TPP), 2-[4-(4-에틸페닐)페닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진(STR-2BP), 2-(2-메톡시페닐)에틸렌-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진(TOMS), 2-(4-메톡시페닐)에틸렌-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진(TPMS) 중 1종 이상을 사용하는 것이 좋다.
상기와 같은 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량범위 내로 광중합 개시제가 포함될 경우 패턴 형성 공정에서 노광시 충분한 광중합이 일어날 수 있고, 또한 광중합후 남은 미반응 개시제가 투과율을 저하시킬 우려가 없어 바람직하다.
[D] 착색제
상기 착색제는 안료 및 염료를 포함한다. 상기 안료는 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 등의 축합다환 안료, 프탈로시아닌 안료, 아조계 안료 등을 각각 단독으로 사용할 수 있으며, 바람직하게는 최대 흡광 파장 및, 크로스 포인트(cross point), 및 크로스 토크(cross talk)의 조정을 위해 상기 안료를 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 안료는 10 내지 70nm의 입경을 갖는 것이 바람직하다. 상기 안료의 입경이 10nm 미만인 경우, 안료 분산액의 안정성이 저하되고 70nm를 초과하는 경우 픽셀의 해상성이 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.
또한, 상기 안료는 안료 분산액으로 먼저 제조한 후, 감광성 수지 조성물에 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우, 안료 분산액에 분산된 안료의 입경은 특별히 한정되는 것은 아니나, 픽셀의 해상성을 고려할 때 200nm 이하인 것이 바람직하다.
상기 안료 분산액은 안료 성분을 균일하게 분산하기 위하여, 선택적으로 분산제를 더욱 포함할 수 있다. 이 분산제로는 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 모두 사용할 수 있으며, 대표적으로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산염, 카르복시산에스테르, 카르복시산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민, 및 이들의 조합 등으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.
또한, 상기 분산제와 더불어 상기 알칼리 가용성 수지를 추가로 사용하면, 안료 분산액의 안정성을 향상시킬 수 있고, 픽셀의 패턴성을 개선시킬 수 있어 바람직하다.
상기 안료는, 감광성 수지 총량에 대하여 0.1 내지 40중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 함량 범위에서는 착색 효과가 우수하고, 현상성이 개선되며, 잔사 생성의 우려가 없어 바람직하다.
상기 염료로는 하기 화학식 1의 염료를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112007095223811-pat00006
상기 화학식 1에 있어서,
상기 R1은 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 아릴기, 아미노 아릴기, 하이드록시 아릴기, 및 헤테로 사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 A1 및 A2는 동일하거나 서로 독립적으로, CR2R3 또는 CR4R5이고,
상기 R2 내지 R5는 동일하거나 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, 또는 상기 R2 및 R3 중 어느 하나와, 상기 R4 및 R5 중 어느
하나는 서로 연결되어 융합 고리를 형성하는 것일 수 있다.
상기 X1 및 X2는 동일하거나 서로 독립적으로, NR6, O, S, CR7R8, 및 Se로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으며, 바람직하게는 NR6, O, 및 S로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 R6 내지 R8은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된
알콕시기, 알킬아미노기, 알콕시아미노기, 및 치환 또는 비치환된 알칸올기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
또한, 상기 p은 0 내지 5일 수 있고,
상기 D는 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 나타내어지는 결합기이며,
[화학식 2]
Figure 112007095223811-pat00007
[화학식 3]
Figure 112007095223811-pat00008
상기 화학식 2 및 3에서,
m 및 n은 각각 1 내지 30일 수 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 염료의 대표적인 예로는 메로시아닌계 화합물을 들 수 있으며, 보다 구체적인 예로는 하기 화학식 4 및 5로 표현되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112007095223811-pat00009
[화학식 5]
Figure 112007095223811-pat00010
상기 화학식 4 및 5에서,
R9 내지 R12는 동일하거나 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알케닐기 치환 또는 비치환된 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 알킬아미노기, 알콕시아미노기, 및 치환 또는 비치환된 알칸올기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
X3 및 X4는 동일하거나 서로 독립적으로, NR2, O, S, CR7R8, 및 Se로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, R7 및 R8의 정의는 앞서 기재한 바와 동일하다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 치환기는 할로겐 원자(F, Cl, Br, 또는 I); 하이드록시기; 니트로기; 시아노기; 아미노기; 카르보닐기; SC; 치환 또는 비치환된 알콕시기; 치환 또는 비치환된 카르복실기나 그의 염; 치환 또는 비치환된 술폰산기나 그의 염; 치환 또는 비치환된 인산기나 그의 염; 치환 또는 비치환된 알킬기; 치환 또는 비치환된 사이클로 알킬기; 치환 또는 비치환된 헤테로 사이클로 알킬기; 치환 또는 비치환된 알케닐기; 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 사이클로알키닐기, 알킬아미노기, 알콕시아미노기, 및 치환 또는 비치환된 알칸올기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
또한, 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "아릴기"란 C4 내지 C18의 아릴기를, 보다 바람직하게는 C4 내지 C10의 아릴기를, "헤테로아릴기"란 C3 내지 C30의 헤테로아릴기를, 보다 바람직하게는 C3 내지 C15의 헤테로아릴기를, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C30의 사이클로알케닐길를, 보다 바람직하게는 C3 내지 C20의 사이클로알케닐기를, "사이클로알키닐기"란 C3 내지 C30의 사이클로알키닐기를, 보다 바람직하게는 C3 내지 C20의 사이클로알키닐기를, "알칸올기"란 C1 내지 C30의 알칸올기 를, 보다 바람직하게는 C1 내지 C20의 알칸올기를, "헤테로 사이클로 알킬기"란 C3 내지 C20의 헤테로 사이클로 알킬기를, 보다 바람직하게는 C3 내지 C10의 헤테로 사이클로 알킬기를, "사이클로 알킬기"란 C3 내지 C20의 사이클로 알킬기를, 보다 바람직하게는 C3 내지 C10의 사이클로 알킬기를, "알킬기"란 C1 내지 C30의 알킬기를, "알케닐기"란 C2 내지 C30의 알케닐기를, "알콕시기"란 C1 내지 C30의 알콕시기를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 "헤테로 사이클로 알킬기" 또는 "헤테로아릴기"는 N, O, S, 및 P로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 적어도 1개, 바람직하게는 1 내지 2개 포함하는 화합물일 수 있다.
상기 염료는 상기 감광성 수지 총량에 대하여 0.1 내지 20중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 5 내지 10 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 염료의 함량이 0.1중량% 미만인 경우, 패턴 구현시 색 재현성 및 색 판별성이 저하되는 문제점이 있으며, 20중량%를 초과하는 경우 패턴의 내광성 및 내열성이 저하되는 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.
[E] 용매
상기 용매는 상기 (A) 알칼리 가용성 수지에 대한 상용성을 가지되, 반응하지 않는 것을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 용매로는, 에스테르계, 에테르계, 알코올계, 케톤계 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. 상기 에스테르계 용매의 대표적인 예로는, 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸-3-에톡시 프로피오네이트, 또는 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등을 들 수 있으며, 상기 에테르계 용매의 대표적인 예로는 에틸셀로솔브 또는 프로필렌글리콜메틸에테르를 들 수 있으며, 알코올계 용매의 대표적인 예로는 폴리에틸렌글리콜을 들 수 있으며, 상기 케톤계 용매의 대표적인 예로는 시클로헥사논을 들 수 있다.
상기 용매는, 상기 감광성 수지 조성물의 잔부량으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 90중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위내에서는 감광성 수지 조성물의 도포성이 우수하고, 두께 1㎛이상의 막에서 평탄성을 유지할 수 있어 바람직하다.
[E] 기타 첨가제
본 발명의 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 (A) 내지 (E)의 구성 성분들과 함께, 코팅시 얼룩, 반점 생성 방지, 레벨링 조절, 또는 미현상에 의해 잔사가 생성되는 것을 방지하기위해 기타 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.
상기 기타 첨가제의 예로는 말론산, 3-아미노-1,2-프로판올, 불소계 계면 활성제, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.
또한, 상기 불소계 계면활성제의 예로는 BM Chemie사제의 BM-1000®, BM- 1100® 등; 다이닛본 잉크 가가꾸 고교(주)사제의 메가팩 F142D®, 메가팩 F172®, 메가팩 F173®, 메가팩 F183® 등; 스미토모 스리엠(주)사제의 플로라드 FC-135®, 플로라드 FC-170C®, 플로라드 FC-430®, 플로라드 FC-431® 등; 아사히 글래스(주)제의 서플론 S-112®, 서플론 S-113®, 서플론 S-131®, 서플론 S-141®, 서플론 S-145®, 서플론 S-382®, 서플론 SC-101®, 서플론 SC-102®, 서플론 SC-103®, 서플론 SC-104®, 서플론 SC-105®, 서플론 SC-106® 등; 신아끼다 가세이(주)사제의 에프톱 EF301®, 에프톱 EF303®, 에프톱 EF352® 등; 도레 실리콘(주)사제의 SH-28PA®, SH-190®, SH-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 명칭으로 시판되는 것 등이 있다.
이외에도 상기 감광성 수지 조성물은 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서, 필요에 따라 접착 보조제, 보전 안정제, 내열성 향상제 등의 첨가제를 더욱 포함할 수도 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기와 같은 구성을 갖는 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터는 상기와 같은 구성을 갖는 감광성 수지 조성물을 기재로서 웨이퍼 위에 스핀 도포, 슬릿 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 0.5 내지 1 ㎛의 두께로 도포하고, 도포된 감광성 수지 조성물층에 대하여 컬러필터에 필요한 패턴 을 형성하도록 광을 조사한 후 도포층을 알칼리 현상액으로 처리하여 도포층의 비노광 부분을 용해시킴으로써 컬러필터에 필요한 패턴을 갖는 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 이때 상기 기재는 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트리드(SiNx)를 포함하는 것이 바람직하고, 상기 조사 공정에 사용되는 광원으로서는 365nm의 I-line 광을 사용할 수 있다.
필요한 R, G, B 색의 수에 따라 상기 과정을 반복 수행함으로써, 원하는 패턴을 갖는 칼라필터를 수득할 수 있다. 또한 상기와 같은 제조 과정에서, 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 또는 활성선 조사 등에 의해 경화시킴으로써 내크랙성, 내용매성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기와 같이 본 발명의 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터는 픽셀의 크기가 1.4 x 1.4㎛이하의 초미세의 정사각형 모양의 패턴을 갖는 초미세 픽셀 제조가 가능하다. 이에 따라 이에 따라 상기 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 컬러필터는 이미지 센서에 적용시 고해상도를 나타낼 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
합성예 1: 알칼리 가용성 수지의 제조
교반기, 환류 냉각기, 건조관, 질소 도입관, 온도계, 및 온도 조절이 가능한 써큘레이터 등이 달린 분리할 수 있는 플라스크에, 메타크릴산 및 벤질 메타크릴레이트를 25 : 75의 중량비로 5g 첨가하고, 반응 촉매로서 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 0.7g 첨가하고, 반응시키기 전에 플라스크 내의 공기를 질소로 치환하여 질소 분위기를 만들어 준 후, 플라스크를 오일조에 침지시켜 교반하면서 반응 온도 70℃에서 3시간 중합시켜 알칼리 가용성 수지(메타크릴산/벤질메타크릴레이트=25/75, 중량비)를 얻었다. 이 알칼리 가용성 수지의 중량평균 분자량(Mw)은 25,000이었다.
실시예 1
(A) 합성예 1에서 제조된 알칼리 가용성 수지 (5g)
(B) 아크릴계 광중합성 모노머
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA) (4.1g)
(C) 광중합 개시제
TPP (Ciba Specialty社 제품) (0.2g)
(D1) 안료 분산액
Red(Ciba Specialty社 BT-CF) (6.2g)
Yellow(Ciba Specialty社 2RP-CF) (2.8g)
분산제 (2.4g)
상기 알칼리 가용성 수지의 분산품 (5.4g)
용매
프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(PGMEA) (30 g)
(D2) 염료
하기 화학식 6의 S0512(FEW Chem社) (0.6g)
(E) 용매
프로필렌글리콜메틸 에테르아세테이트 (19.4g)
에틸 3-에톡시 프로피오네이트 (23.8g)
(F) 첨가제
F-475 (다이닛본 잉크 가가꾸 고교(DIC)사 제품; 불소계 계면활성제) (0.1g)
[화학식 6]
Figure 112007095223811-pat00011
용매에 광중합성 개시제를 용해시키고, 2시간 동안 상온에서 교반하였다. 이어서, 합성예 1에서 제조된 알칼리 가용성 수지 및 아크릴계 광중합성 모노머를 첨가하고 2시간 동안 상온에서 교반하였다. 이 후, 안료 분산액을 첨가하고 1 시간 동안 상온에서 교반한 후, 첨가제인 불소계 계면활성제를 첨가하고 1시간 동안 상온에서 교반하였고, 3회에 걸쳐 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
염료를 하기 화학식 7의 S0513(FEW Chem)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
[화학식 7]
Figure 112007095223811-pat00012
실시예 3
염료를 하기 화학식 8의 S0731(FEW Chem)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
[화학식 8]
Figure 112007095223811-pat00013
실시예 4
안료를 Green (G36,Y139)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5
안료를 Green (G36,Y139)로, 염료를 상기 화학식 8의 S0731(FEW Chem)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6
안료를 Green (G36,G7,Y139)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 7
안료를 Green (G36,G7,Y139)로, 염료를 상기 화학식 8의 S0731(FEW Chem)로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1 내지 2
하기 표 1에 기재된 안료를 이용하고, 염료는 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
[표 1]
   염료 (상품명) 안료 픽셀 패턴
프로파일 잔사 내열성 (ΔEab*) 해상도 (㎛, 식별 가능한 최소 Pixel)
실시예1 S0512 (FEW Chem) Red (R254,Y139) O O 0.73 1 x 1
실시예2 S0513 (FEW Chem) Red (R254,Y139) O 1.84 1 x 1
실시예3 S0731 (FEW Chem) Red (R254,Y139) O 1.28 1.2 x 1.2
실시예4 S0512 (FEW Chem) Green (G36,Y139) O O 1.99 1.4 x 1.4
실시예5 S0731 (FEW Chem) Green (G36,Y139) O O 2.14 1 x 1
실시예6 S0512 (FEW Chem) Green (G36,G7,Y139) O O 1.87 1 x 1
실시예7 S0731 (FEW Chem) Green (G36,G7,Y139) O O 2.35 1 x 1
비교예1 - Red (R254,Y139) X X 0.69 5 x 5
비교예2 - Green (G36,Y139) X 1.69 5 x 5
실험예 : 패턴의 물성 측정
(1) 패턴의 형성
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2에 의해 제조된 감광성 수지 조성물을 미카사製(1H-DX2) 스핀코터를 이용해 6 인치 웨이퍼에 각각 도포한 후, 100℃에서 180초 건조하여 도막을 형성하였다. 이렇게 얻어진 도막에, 다양한 크기의 패턴이 새겨진 레티클이 장착된 일본 Nikon社 i-line stepper(NSR i10C)로 250ms에서 노광한 후, 상온에서 2.38% 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(Tetramethyl-Ammonium Hydroxide: TMAH) 용액으로 120초간 현상하였다. 현상된 기판을 세정 후 200℃의 고온 플레이트에서 300초간 건조하여 패턴을 제조하였다.
(2) 패턴의 물성 측정
ⓛ 해상도 측정
상기 패턴을 형성하였을 때, 광학 현미경을 이용하여 해상도를 관찰하였다. 해상도는 식별 가능한 최소 픽셀의 크기에 의해 평가하였으며, 그 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 7에 의해 제조된 패턴의 해상도는 비교예 1 및 2에 비해 월등히 우수함을 확인할 수 있었다.
② 프로파일 관찰
적정 노광량에 의하여 형성된 상기 화소 패턴을, 주사 현미경(SEM)으로 관찰하였으며, 이때 코팅 두께는 KMAC社(ST4000-DLX) 장비를 이용해 측정하였다.
실시예 1에 따라 제조된 화소 패턴을 촬영하여 도 2a에 나타내었다. 도 2a를 참조하면, 패턴이 직사각형의 프로파일임을 알 수 있다. 이에 반해, 비교예 1에 따라 제조된 화소 패턴을 촬영하여 나타낸 도 2b의 경우 완전히 둥근 현상임을 알 수 있다.
또한, 상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 화소 패턴을 관찰한 결과를 표 1에 나타내었다. 상기 표 1에서, O는 패턴이 양호한 직사각형의 프로파일인 것이고, △는 둥근 형상의 프로파일인 것이고, X는 완전하게 둥근 현상의 프로파일이다. 상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 7에 의해 제조된 패턴은 양호한 직사각형의 프로파일이었으며, 비교예 1 및 2에 따라 제조된 패턴은 둥근 형상이었다.
③ 잔사 측정
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 화소 패턴에 대하여 주사 현미경으로 패턴 단면의 잔사를 관찰한 결과를 표 1에 나타내었다.
상기 표 1에서, O는 미노광부에 잔사가 전혀 없을 때, △는 미노광부에 잔사가 약간 존재할 때, X는 잔사가 확실하게 보일 때를 의미한다.
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 7에 따라 제조된 화소 패턴은 비교예 1에 비하여 잔사가 훨씬 감소되었음을 확인할 수 있었다.
④ 내열성 측정
상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 2에 따라 제조된 화소 패턴에 대하여 내열성을 측정한 결과를 표 1에 나타내었다. 내열성은 230℃의 고온 오븐에서 2시간 방치하여 열처리 전후의 색차 ΔEab*로 측정하였다. 색차 변화가 적을수록 내열성이 우수한 것이고, 일반적으로 ΔEab*가 3 이하이면 사람 눈으로 색차를 인지하지 못할 수준으로 판단한다.
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 7에 의해 제조된 화소 패턴의 경우, 염료를 사용한 감광성 수지 조성물임에도 불구하고, 안료만을 사용한 비교예 1 내지 2의 조성물로 제조된 화소 패턴에 비하여 내열성이 떨어지지 않음을 확인할 수 있었다.
본 발명은, 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징으로 변형하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모두 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 상보성 금속 산화물 반도체(CMOS)형 이미지 센서의 구조를 개략적으로 나타낸 모식도이다.
도 2a는 실시예 1에 따라 제조된 화상 패턴의 표면을 촬영한 SEM사진이다.
도 2b는 비교예 1에 따라 제조된 화상 패턴의 표면을 촬영한 SEM사진이다

Claims (7)

  1. 알칼리 가용성 수지, 광중합성 모노머, 광중합 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하며,
    상기 착색제는 안료 및 하기 화학식 1의 메로시아닌계 염료를 포함하는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112009051780497-pat00014
    (상기 화학식 1에 있어서,
    R1은 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기 및 치환 또는 비치환된 헤테로 사이클로 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
    A1 및 A2는 동일하거나 서로 독립적으로, CR2R3 또는 CR4R5이고, 상기 R2 내지 R5는 동일하거나 서로 독립적으로, 수소, 치환 또는 비치환된 알킬, 치환 또는 비치환된 아릴, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬, 및 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬로 이루어진 군에서 선택되는 것이고, 또는 상기 R2 및 R3 중 어느 하나와, 상기 R4 및 R5 중 어느 하나는 서로 연결되어 융합고리를 형성하는 것이고,
    상기 X1 및 X2는 동일하거나 서로 독립적으로, NR6, O, S, CR7R8, 및 Se로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
    상기 R6 내지 R8은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 아릴알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 사이클로알키닐기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 알킬아미노기, 알콕시아미노기, 및 치환 또는 비치환된 알칸올기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,
    상기 p은 0 내지 5이고,
    상기 D는 하기 화학식 2 또는 화학식 3로 나타내어지는 결합기이고,
    [화학식 2]
    Figure 112009051780497-pat00015
    [화학식 3]
    Figure 112009051780497-pat00016
    상기 화학식 2 및 3에서,
    m 및 n은 각각 1 내지 30이다.)
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여, 알칼리 가용성 수지를 0.5 내지 30중량%, 광중합성 모노머를 0.5 내지 30중량%, 광중합 개시제를 0.1 내지 10중량%, 안료를 0.1 내지 40중량%, 염료를 0.1 내지 20중량%, 및 용매를 잔량으로 포함하는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광중합성 개시제는, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광중합성 개시제는 최대 광흡수 파장(λmax)이 340 내지 380nm인 트리아진계 화합물인 것인 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은, 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 불소계 계면 활성제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 첨가제를 더욱 포함하는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항 또는 제3항 내지 제6항 중 선택되는 어느 한 항의 감광성 수지 조성물로 제조된 패턴을 포함하는 컬러필터.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101270701B1 (ko) 2009-12-17 2013-06-05 주식회사 삼양사 컬러필터용 안료 염료 혼합형 잉크 조성물 및 그로부터 제조되는 컬러필터
US9505975B2 (en) 2011-10-26 2016-11-29 Samsung Display Co., Ltd. Color filter and color filter array panel
CN107085257A (zh) * 2016-02-12 2017-08-22 住友化学株式会社 光学膜
KR20190106197A (ko) 2018-03-08 2019-09-18 동우 화인켐 주식회사 적색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터
KR20200114168A (ko) 2019-03-27 2020-10-07 동우 화인켐 주식회사 적색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101413072B1 (ko) * 2011-12-22 2014-07-09 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101413075B1 (ko) 2011-12-26 2014-06-30 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140384A (en) * 1996-10-02 2000-10-31 Fuji Photo Film Co., Ltd. Photopolymerizable composition containing a sensitizing dye with cyano or substituted carbonyl groups
US6344299B1 (en) * 1998-11-30 2002-02-05 Chisso Corporation Photopolymerization initiator, photopolymerizable initiator composition, color filter and liquid crystal display
KR20070042719A (ko) * 2005-10-19 2007-04-24 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물 및 칼라필터
KR20070115802A (ko) * 2006-06-02 2007-12-06 후지필름 가부시키가이샤 안료분산 조성물, 이것을 사용한 착색 감광성 수지 조성물및 감광성 수지 전사재료, 그리고 이것들을 사용한컬러필터, 액정표시장치 및 ccd 디바이스

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6140384A (en) * 1996-10-02 2000-10-31 Fuji Photo Film Co., Ltd. Photopolymerizable composition containing a sensitizing dye with cyano or substituted carbonyl groups
US6344299B1 (en) * 1998-11-30 2002-02-05 Chisso Corporation Photopolymerization initiator, photopolymerizable initiator composition, color filter and liquid crystal display
KR20070042719A (ko) * 2005-10-19 2007-04-24 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물 및 칼라필터
KR20070115802A (ko) * 2006-06-02 2007-12-06 후지필름 가부시키가이샤 안료분산 조성물, 이것을 사용한 착색 감광성 수지 조성물및 감광성 수지 전사재료, 그리고 이것들을 사용한컬러필터, 액정표시장치 및 ccd 디바이스

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101270701B1 (ko) 2009-12-17 2013-06-05 주식회사 삼양사 컬러필터용 안료 염료 혼합형 잉크 조성물 및 그로부터 제조되는 컬러필터
US9505975B2 (en) 2011-10-26 2016-11-29 Samsung Display Co., Ltd. Color filter and color filter array panel
US10290781B2 (en) 2011-10-26 2019-05-14 Samsung Display Co., Ltd. Color filter and color filter array panel
CN107085257A (zh) * 2016-02-12 2017-08-22 住友化学株式会社 光学膜
KR20190106197A (ko) 2018-03-08 2019-09-18 동우 화인켐 주식회사 적색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터
KR20200114168A (ko) 2019-03-27 2020-10-07 동우 화인켐 주식회사 적색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터

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