KR101255617B1 - 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물 - Google Patents

알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR101255617B1
KR101255617B1 KR1020080033442A KR20080033442A KR101255617B1 KR 101255617 B1 KR101255617 B1 KR 101255617B1 KR 1020080033442 A KR1020080033442 A KR 1020080033442A KR 20080033442 A KR20080033442 A KR 20080033442A KR 101255617 B1 KR101255617 B1 KR 101255617B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
acrylate
meth
alkali
soluble binder
binder resin
Prior art date
Application number
KR1020080033442A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20090108156A (ko
Inventor
유지흠
김성현
김한수
임민영
허윤희
김선화
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020080033442A priority Critical patent/KR101255617B1/ko
Publication of KR20090108156A publication Critical patent/KR20090108156A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101255617B1 publication Critical patent/KR101255617B1/ko

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D133/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by only one carboxyl radical, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides, or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D133/04Homopolymers or copolymers of esters
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/20Diluents or solvents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40Additives
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/1303Apparatus specially adapted to the manufacture of LCDs
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514Colour filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2457/00Electrical equipment
    • B32B2457/20Displays, e.g. liquid crystal displays, plasma displays
    • B32B2457/202LCD, i.e. liquid crystal displays

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

본 발명은 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명은 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지를 감광성 수지 조성에 사용하여 감광성 광개시제를 용해시키는 용매가 한정됨에 따라 감광성 수지 조성물의 분산성이 저하되거나, 상기 감광성 광개시제의 용해도가 저하됨에 따른 이물질의 증가로 공정 maintenances의 어려움이나 제품 불량 발생을 감소시킬 수 있으며, 우수한 물성과 공정 안전성을 가진다.
알칼리가용성바인더수지*감광성*수지*조성물*감도*용해도

Description

알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물{An alkali-soluble binder resin and photosensitive resin composition comprising the same}
본 발명은 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지 및 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 포함하여 우수한 물성과 공정안정성을 가지는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
감광성 수지 조성물은 기판상에 도포되어 도막을 형성하고, 이 도막의 특정 부분에 포토마스크 등을 이용하여 광조사에 의한 노광을 실시한 후, 비노광부를 현상 및 제거함으로써 패턴을 형성하는데 사용된다. 이러한 감광성 조성물은 광을 조사하여 중합하고 경화시키는 것이 가능하므로 광경화성 잉크, 감광성 인쇄판, 각종 포토레지스트, LCD용 컬러 필터 포토레지스트, 블랙 매트릭스용 포토레지스트, 또는 투명 감광재 등에 이용되고 있다.
감광성 수지 조성물은 통상적으로 알칼리 가용성 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함한다.
이 중에서 알칼리 가용성 바인더 수지는 기판과의 접착력을 갖게 하여 코팅이 가능하게 하고, 알칼리 현상액에 녹아서 미세 패턴의 형성을 가능하게 하며, 동시에 얻어진 패턴에 강도를 갖게 하여 후처리 공정시 패턴이 깨지는 것을 막아주는 역할을 한다. 또한 내열성 및 내약품성에도 큰 영향을 미친다.
일반적으로, 감광성 수지 조성물은 3㎛ 이상 두께의 코팅막으로 형성되고 이 코팅막 중 대부분이 현상되어야 하므로, 상기 감광성 수지 조성물은 짧은 시간 내에 많은 양이 현상액에 녹을 수 있어야 한다. 또한, 현상이 깨끗하게 되지 않으면 잔류물에 의한 직접적인 얼룩뿐만 아니라 액정 배향 불량과 같은 여러 표시 불량을 일으킬 수 있으므로 현상성이 매우 우수해야 한다. 그리고, 대면적의 유리기판에 적용하는 경우에는 일괄 전면 노광이 어렵기 때문에 여러 차례에 나누어 노광하게 되는데 감광성 수지 조성물의 감도가 낮은 경우 노광 공정에 소요되는 시간이 길어져 생산성을 떨어뜨리게 되므로 높은 감도가 요구된다.
또한 200℃ 이상의 고온 공정에서도 형상과 두께가 변하지 않도록 열안정성과 함께 외부 압력에 의해 파괴되지 않도록 하는 충분한 압축 강도 및 내화학성이 요구된다. 또한, 장기 보존시에도 변화되지 않고 일정한 요구 특성을 안정적으로 발현할 수 있어야 되므로, 경시 안정성의 우수성이 요구되고 있다. 그러나, 내열성, 내약품성, 현상성, 감도, 경시 안정성에서 모두 만족할 만한 감광성 수지 조성물은 아직 개발되지 않고 있는 실정이다.
근래 상기와 같은 감광성 수지 조성물의 사용 공정에서 공정의 단위 시간당 수율 향상을 위하여 노광 시간과 현상 시간을 줄이고 있어, 기존 감광성 수지 조성 물 대비 감광도와 현상성의 향상이 요구되고 있다.
감광성 수지 조성물의 감광도를 높이는 방법으로는 감광도가 높은 광개시제를 사용하거나 광개시제의 사용량을 증가시키는 것이 대표적이다. 그러나, 감광도가 높은 광개시제는 상대적으로 가격이 비싼 문제가 있다. 또한, 이를 용해시킬 수 있는 용매 선정에 어려움이 있고, 선정된 용매에 대한 용해도가 떨어져 상기 광개시제가 석출되어 이물질로 작용하는 문제가 있다. 또한, 광개시제의 사용량을 증가시키는 경우에는 후열 처리(post baking) 공정에서 승화성 이물질이 많이 발생하여 오븐을 오염시키거나 LCD 패널 내 액정 등의 부품을 오염시킬 수 있는 위험이 있다.
즉, 감광성 수지 조성물 내의 광개시제(Photoinitiator, PI) 또는 감광제(Photosensitizer, PS) 함량의 증가는 고감도를 요구하는 감광성 수지 조성에서 안정적 물성 확보의 어려움과 LCD 제조 공정에서 이물질의 증가로 이어져 공정 maintenances의 어려움이나 제품 불량으로 이어지고 있다.
이를 해결하기 위하여 근래에 들어서는 알칼리 가용성 바인더 수지의 측쇄에 광중합성 관능기를 도입하기 위하여 알카리 가용성 수지를 에틸렌성 불포화 화합물과 광가교시키는 방법이 시도되고 있다. 그러나, 알칼리 가용성 수지 내에 광중합성 반응성기의 비율이 높아짐에 따라 감광도는 증가시킬 수 있으나, 알칼리 가용성 바인더 수지의 산기 부분에 도입된 상기 광중합성 반응성기로 인해 상대적으로 남아 있는 산기 비율이 낮아져서 현상성이 떨어지는 문제가 있다.
따라서 내열성, 내약품성, 현상성, 감도, 경시 안정성이 모두 우수한 감광성 수지 조성물과 이에 포함되는 알칼리 가용성 바인더 수지의 개발이 요구되고 있다.
이에 본 발명에서는 상기와 같이 종래 감광성 수지 조성물의 알칼리 가용성 바인더 수지와 이를 포함하는 감광성 수지 조성물이 공정상에서 발생되는 여러 가지 문제들을 해결하고자 한 것이다.
따라서 본 발명의 목적은 광개시제 사용에 따른 문제들을 해결할 수 있는 알칼리 가용성 바인더 수지를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 추가의 목적은 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 포함함으로써 내열성, 내약품성, 현상성, 감도, 경시 안정성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하는 데 있다.
이에 본 발명에서는 감광성 수지 조성물에 첨가되는 광개시제를 바인더 수지의 한 성분인 아크릴계 단량체에 치환시킴으로써, 조성물 내에서 광개시제의 함량을 낮출 수 있어 광개시제 사용에 따른 공정상 용해도가 떨어짐에 따른 분산도 문제나 이물질 발생되는 문제들을 해결할 수 있어 안전적인 물성을 확보하고자 한 것이다.
본 발명과 같이 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물을 포함하는 알칼 리 가용성 바인더 수지를 제조하고, 이를 감광성 수지 조성물에 포함시킴으로써 감광성 수지 조성물에 포함되는 광개시제를 용해시키는 용매가 한정됨에 따른 여러가지 문제들과, 이에 따른 이물질 발생 등의 문제를 해결할 수 있고, 광개시제의 함량을 감소시킬 수 있어 종래 알칼리 가용성 바인더 수지가 가지는 여러 가지 문제들을 해결할 수 있어 우수한 물성과 공정 안전성을 가진다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 알칼리 가용성 바인더 수지는 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 상기 알칼리 가용성 바인더 수지 5 내지 20중량%, 중합성 화합물 5 내지 25중량%, 광중합개시제 0.5 내지 4중량%, 및 용매 60 내지 80중량%를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.
이하에서 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 바인더 수지는 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체에, 히드록시기, 산기, 아마이드, 페닐, 및 에폭시기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 반응성기를 포함하거나 포함하지 않는 아크릴계 단량체 및 상기 아크릴계 단량체와 중합가능한 다른 단량체를 첨가하여 광중합성 열개시제 하에서 공중합시켜 제조한다.
상기 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물은 카바졸계 화합물; 트리아 진계 화합물; 비이미다졸 화합물; 아세토페논계 화합물; O-아실옥심계 화합물; 벤조페논계 화합물; 플로레논계 화합물; 티오크산톤계 화합물; 크산톤계 화합물; 안트라퀴논계 화합물; 아크리딘계 화합물; 디카보닐 화합물; 포스핀 옥사이드계 화합물; 아민계 시너지스트; 쿠마린계 화합물; 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌, 및 3-메틸-β-나프토티아졸린으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 감광성 광개시제와, 메타크릴로일 클로라이드, 아크릴로일 클로라이드, 다이메틸아크릴로일 클로라이드, 비닐 클로로포메이트, 및 아이소프로페닐 클로로포메이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아크릴기 도입가능한 화합물을 반응시켜 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감광성 광개시제는 아크릴기의 도입을 위하여 히드록시기, 할로겐 원자, 알데히드, 산기, 및 에스터기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 관능기를 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명의 알칼리 가용성 바인더 수지는 히드록시기, 산기, 에폭시기, 아마이드, 페닐기, 및 에폭시기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 반응기를 포함하거나, 포함하지 않는 아크릴계 단량체를 포함하며, 구체적으로는 다음과 같다.
상기 하이드록시기를 포함하는 아크릴 단량체의 예를 들면, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 및 아실옥틸옥시-2-히드록시프로 필(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 산기를 포함하는 아크릴 단량체의 예를 들면, (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마린산, 모노메틸말레인산, 이소프렌술폰산, 스티렌술폰산, 5-노보넨-2-카복실산으로 이루어진 군으로부터 선택된 화합물이나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 에폭시기를 함유한 아크릴 단량체의 예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트, 부타디엔 모노옥사이드, 2-메틸-2-비닐옥시란, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 글리시딜 5-노보넨-2-카복실레이트(엔도, 엑소 혼합물), 1,2-에폭시-5-헥센, 및 1,2-에폭시-9-데센으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다.
이외에도 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메타)아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메 타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트, 및 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 아크릴계 단량체를 포함한다.
또한, 본 발명의 알칼리 가용성 바인더 수지에 포함되는 상기 아크릴계 단량체와 반응가능한 다른 단량체의 예를 들면, N-페닐말레이미드, 스티렌, 클로로스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 아다만틸 메틸아크릴레이트, 부타다이엔모노옥사이드, 2-(디메틸아미노)에틸 메틸아크릴레이트, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸 말레이미드, N-tert-부틸 말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, 3-말레이미도프로피오닉산 N-하이드록시 석시닐이미드 에스터, 3-말레이미도프로피오닉산, 부타다이엔 술폰, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트, 2-(4-벤조일-3-하이드록시페녹시)-에틸 아크릴레이트, 및 2-하이드로-3-페닐옥시프로필 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다.
상기 알칼리 가용성 바인더 수지에 포함되는 각 단량체는 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체/반응성기를 포함하거나, 포함하지 않는 다른 아크릴계 단량체/상기 아크릴계 단량체와 반응가능한 다른 단량체를 25/65/10 내지 50/30/20의 몰비로 반응시키는 것이 감광성 치환 물질의 감광효율과 현상성, 내열성, 내화학성 등의 물성 유지 측면에서 바람직하다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조 과정을 구체적으로 설명 하면 다음과 같다.
우선 라디칼 중합을 위한 라디칼 개시제를 용매에 용해시킨 다음, 열개시제 하에서 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 구성하는 각 단량체를 투입하고 질소 분위기에서 50~70℃를 유지하며 10~15시간 반응시키면 알칼리 가용성 바인더 수지를 얻는다.
상기 라디칼 개시제로는 벤조익 펄옥사이드(Benzoic-Peroxide, BPO), 디-텨셜리-부틸-펄옥사이드(Di-t-Butyl-Peroxide, DTBPO), 큐민-하이드로펄옥사이드(Cumene-Hydroperoxide, CHPO), 텨설리-부틸-하이드로펄옥사이드(t-Butyl-Hydroperoxide), 텨셜리-부틸-퍼옥시-2-에틸헥사노에이트(t-Butyl-Peroxy-2-Ethylhexanoate), 텨설리-부틸-퍼옥시-벤조에이트(t-Butyl-Peroxy-Benzoate), 아조비스-다이메틸-발레로나이트릴(Azobis-Dimethyl-valeronitrile, V-65), 및 아조비스-이소부틸로나이트릴(Azobis-isobutylonitrile, AIBN)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이나, 중합개시 효과를 지니는 한 특별히 이에 한정하는 것은 아니다.
상기와 같이 얻어진 본 발명에 따른 알칼리 가용성 바인더 수지의 중량평균분자량은 1,000 내지 13,000의 다소 분자량이 낮은 것이 공정성 면에서 바람직하다. 또한, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 70 내지 140KOH mg/g인 것이 바람직하다.
한편, 본 발명은 상기 알칼리 가용성 바인더 수지 5 내지 20중량%, 중합성 화합물 5 내지 25중량%, 광중합 개시제 0.1 내지 3중량%, 및 용매 60 내지 80중량% 를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공하는 데도 그 특징이 있다.
상기 감광성 수지 조성물이 착색 안료를 포함하는 경우에는 컬러 필터 등에 사용될 수 있고, 착색 안료를 포함하지 않는 경우에는 투명 감광성 수지 조성물로서 컬럼 스페이스 등에 적용될 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에서 상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 전체 조성 중 5~20중량%인 것이 바람직하며, 5중량% 미만이면 형성된 필름에서 감도 개선 효과를 볼 수 없으며, 20중량%를 초과하면 알칼리 가용성 바인더 수지의 첨가로 인한 감도의 개선 효과의 차이가 없으므로 바람직하지 않다.
또한, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 중합성 화합물은 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 화합물로서, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다.
더욱 더 구체적으로는 카프로락톤을 도입한 관능성 모노머들로는 디펜타에리트리톨에 도입한 형태의 KAYARAD DPCA-20, KAYARAD DPCA-30, KAYARAD DPCA-60, KAYARAD DPCA-120 등이 있고, 테트라히드로퍼퓨릴 아크릴레이트에 도입한 KAYARAD TC-110S, 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트에 도입한 KAYARAD HX-220, KAYARAD HK-620 등이 있다. 그외에도 비스페놀 A 유도체의 에폭시아크릴레이트, 노볼락-에폭시아크릴레이트, 우레탄계의 다관능성 아크릴레이트로 U-324A, U15HA, U-4HA 등이 있다.
상기 중합성 화합물은 전체 감광성 수지 조성 중 5~25 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 5 중량% 미만이면 광감도나 코팅 필름의 강도가 저하되고, 25 중량%를 초과하면 감광성 수지층의 점착성이 과잉되어 이물이 부착되기 쉽고 현상 공정시에 잔사가 발생될 수 있다.
또한, 본 발명의 광중합개시제는 통상의 감광성 수지 조성물에 포함되는 함량인 0.5 내지 10중량%에 비해, 0.1 내지 3중량%로 현저하게 그 사용량을 감소시킬 수 있다. 이는 본 발명의 상기 알칼리 가용성 바인더 수지에 포함되는 한 성분이 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체이기 때문에 종래 감광성 향상을 위하여 광중합개시제의 사용으로 발생되던 여러 가지 문제들을 개선시킬 수 있다.
상기 광중합개시제의 구체 예로는 2,4-트리클로로메틸-(4'-메톡시페닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(피플로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(3',4'-디메톡시페닐)-6-트리아진, 및 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로판산으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 트리아진 화합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 및 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 비이미다졸 화합물; 2-히드록시-2-메틸-1-페닐 프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐 (2-히드록시)프로필 케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐 케톤, 벤조인메틸 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤조인이소부틸 에테르, 벤조인부틸 에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐 아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모폴리노-1-프로판-1-온, 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아세토페논계 화합물; Ciba Geigy사의 Irgacure OXE 01, 및 Irgacure OXE 02로 이루어진 그룹으로부터 선택된 O-아실옥심계 화합물; 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 및 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 벤조페논계 화합물; 9-플로레논, 2-클로로-9-플로레논, 및 2-메틸-9-플로레논으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필 티옥산톤, 및 디이소프로필 티옥산톤으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 또는 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 및 2,6-디클로로-9,10-안트라퀴논으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐)펜탄, 및 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비스클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 및 9,10-펜안트렌퀴논으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드, 및 비스(2,6-디클로로벤조일) 프로필 포스핀 옥사이드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸 4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-n-부톡시에틸 4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 및 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로헥사논으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 아민계 시너지스트; 3,3'-카보닐비닐-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린, 및 10,10'-카보닐비스[1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-Cl]-벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌, 및 3-메틸-β-나프토티아졸린 등이 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 용매는 감광성 조성물에 코팅성을 부여하기 위하여 다른 성분들을 용해시키는 것으로서, 사용량에 따라 점도를 조절할 수 있다. 용매의 예로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 테트라히드로퓨란, 1,4-디옥산, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌글리콜 디에틸 에테르, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로에탄, 1,1,1-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에탄, 1,1,2-트리클로로에텐, 1,2,3-트리클로로프로판, 헥산, 헵탄, 옥탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 벤 젠, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 프로판올, 부탄올, t-부탄올, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 디에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 메틸 카비톨, 에틸 카비톨, 프로필 카비톨, 부틸 카비톨, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르 프로피오네이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸 셀로솔브아세테이트, 메틸 셀로솔브아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 및 에틸 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것을 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 점도 조절을 고려해 상기 용매의 사용량은 전체 감광성 수지 조성물 중 60 내지 80중량%인 것이 바람직하다.
본 발명의 감광성 수지 조성물이 컬러 필터 등에 사용되는 경우 여러 가지 착색 안료를 포함할 수 있다. 구체적으로 예를 들면, 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘옐로우4T-564D, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED 3, 23, 97, 108, 122, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 149, 166, 168, 175, 177, 180,185, 189, 190, 192, 202, 214, 215, 220, 221, 224, 230, 235, 242, 254, 255, 260, 262, 264, 272; C.I. PIGMENT GREEN 7, 36; C.I. PIGMENT blue 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 28, 36, 60, 64; C.I. PIGMENT yellow 13, 14, 35,53, 83, 93, 95, 110, 120, 138, 139, 150, 151, 154, 175, 180, 181, 185, 194, 213; C.I. PIGMENT VIOLET 15, 19, 23, 29, 32, 37 등이 있고, 이 밖에 백색 안료, 형광 안료 등도 이용할 수 있다.
본 발명의 감광성 조성물은 상기 필수 성분 이외에 필요에 따라 히드로퀴논, 4-메톡시페놀, 퀴논, 피로카테콜(pyrocatechol), t-부틸카테콜(t-butyl catechol), 페노티아진(phenothiazine) 등의 열중합 억제제; 가소제; 실리콘계 접착 촉진제; 충진제 또는 코팅제에 일반적으로 사용되는 기타의 첨가제를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 감광성 조성물은 광경화성 잉크, 감광성 인쇄판, 각종 포토레지스트, LCD용 컬러 필터 포토레지스트, 수지 블랙 매트릭스용 포토레지스트, 및 투명한 컬럼 스페이스의 감광재 등에 유용하게 사용할 수 있다.
상기와 같은 조성을 가지는 감광성 수지 조성물을 이용한 감광층은 상기 조성물을 스핀코팅, 슬릿스핀코팅, 롤코팅, 다이코팅, 커튼 코팅 등의 통상의 방법을 이용하여 도포하고, 노광, 및 현상 공정을 거쳐 형성시킨다. 노광 및 현상 공정 역시 통상의 감광성 수지 조성물을 이용한 감광층 형성시 사용되는 방법을 사용하며, 특별히 한정되지 않는다.
상기 노광 공정에 있어서 조사 광은 특별한 제한없이 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있으며, 전자파, 가시광, 전자선, X-선, 레이저 광 등을 들 수 있다.
상기 광조사 수단에 의한 광의 조사방법으로는 특별한 제한없이 목적에 따라서 적당히 선택할 수 있고, 예를 들면 고압 수은등, 크세논등, 카본아크등, 할로겐 램프, 복사기용 냉음극관, LED, 반도체 레이저 등의 공지의 광원에 의해 조사하는 방법을 들 수 있다.
상기 현상공정은 상기 감광층의 노광 영역을 경화시킨 후 미경화 영역을 제거함으로써 현상하고, 영구패턴을 형성하는 공정이다.
상기 현상액은 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속의 수산화물 혹은 탄산염, 탄산수소염, 암모니아수, 4급 암모늄염의 수용액 등이 바람직하며, KOH 알칼리 수용액이 특히 바람직하다.
상기 현상액은 계면활성제, 소포제, 유기염기(예를 들면 벤질아민, 에틸렌디아민, 에탄올아민, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 디에틸렌트리아민, 트리 에틸렌펜타민, 모르폴린, 트리에탄올아민 등)나, 현상을 촉진시키기 위해서 유기용제(예를 들면 알코올류, 케톤류, 에스테르류, 에테르류, 아미드류, 락톤류 등) 등과 병용해도 좋다. 또한 상기 현상액은 물 또는 알칼리 수용액과 유기용제를 혼합한 수계 현상액이거나 유기용제 단독으로 사용할 수 있다.
전체적인 공정은 상기 감광성 수지 조성물을 유리에 스핀 코팅(spin coating)하고, 약 100℃에서 2분 전열 처리(prebake)하여 필름을 형성시킨다. 상기 필름을 포토마스크(photomask)를 이용하여 고압 수은 램프(high-pressure mercury lamp) 하에서 100 ~ 200mJ/㎠의 에너지로 노광시킨 후, 패턴을 KOH 알칼리 수용액을 이용하여 현상하고 탈이온수로 세척한다. 이후 200℃에서 약 40 분간 후열 처리(postbake)하여 패턴을 얻게 된다.
이렇게 얻어진 본 발명의 감광층의 두께는 목적에 따라 달라질 수 있으며, 특별히 한정되지 않는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 카바졸계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
반응 용기에 열개시제 V65 3중량부를 용매에 녹인 후 N-페닐말레이미드/벤질메타아크릴레이트/스티렌/메타아크릴산/N-에틸카바졸 메타크릴레이트를 10/15/10/15/35몰비로 투입한 후 질소 분위기에서 60℃를 유지하며 12시간 반응시켰다.
상기 N-에틸카바졸 메타크릴레이트(C26H23NO3)는 히드록시기를 포함하는 카바졸계 감광성 광개시제를 사용하여 제조된 아크릴계 화합물로서, 카바졸을 중심으로 톨로일기(toluoyl)와 아크릴레이트기(acrylate)를 모두 함유하고 있으며, 중량평균분자량(Mw)은 397.48이다.
상기에서 얻은 공중합체 용액을 교반기가 부착된 플라스크에 투입하고, 글리시딜메타아크릴레이트 단량체 15몰을 가한 다음, 에폭시기가 완전히 사라질 때까지 반응시켜 감광성 열경화성 공중합체 수지를 제조하였다. 제조된 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 75KOHmg/g, 중량평균분자량은 11,500이었다.
실시예 2 : 티오크산톤계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
티오크산톤계 감광성 광개시제로 치환된 아크릴계 화합물(C20H16O5S, 중량평균분자량 368.41)을 N-에틸카바졸 메타크릴레이트 대신에 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 바인더 수지를 제조하였다.
상기 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 77KOHmg/g, 중량평균분자량은 10,000으로 얻어졌다.
실시예 3 : 크산톤계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
크산톤계 감광성 광개시제로 치환된 아크릴계 단량체(C20H16O6, 중량평균분자량 : 352.35)를 N-에틸카바졸 메타크릴레이트 대신에 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 바인더 수지를 제조하였다.
상기 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 70KOHmg/g, 중량평균분자량은 11,000으로 얻어졌다.
실시예 4 : 벤조페논계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
벤조페논과 아크릴레이트기(acrylate)를 모두 함유한 벤조페논계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물(C29H28O6, 중량평균분자량 472.54)을 N-에틸카바졸 메타크릴레이트 대신에 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 바인더 수지를 제조하였다.
상기 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 73KOHmg/g, 중량평균분자량은 10,500 으로 얻어졌다.
실시예 5 : 안트라퀴논계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
안트라퀴논과 아크릴레이트기를 모두 함유한 안트라퀴논계 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물(C19H12O5, 중량평균분자량 320.30)을 제조하고, 이를 N-에틸카바졸 메타크릴레이트 대신에 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 바인더 수지를 제조하였다.
상기 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 75KOHmg/g, 중량평균분자량은 11,000으로 얻어졌다.
비교예 1 : 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조
반응성 수지[벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산]의 공중합체에 글리시딜 메타아크릴레이트를 이용하여, 상기 실시예 1과 동일한 방 법으로 개환 부가된 5성분계 공중합체(20/15/15/25/25)를 알칼리 가용성 바인더 수지로 제조하였다.
제조된 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 105KOHmg/g, 중량평균분자량은 13,000이었다.
실시예 6 : 감광성 수지 조성물의 제조
자외선 차단기와 교반기가 설치되어 있는 반응 혼합조에, 상기 실시예 1에서 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지 7중량%, 중합성 화합물로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 13 중량%, 광개시제(상품명 : OXE-02) 0.3 중량%, 실란계 에폭시 화합물(상품명 : KBM 503) 0.25 중량%), 소량의 열중합금지제(4-메톡시페놀) 및 레벨링제(상품명 : BYK 331)를 순차적으로 첨가하여 감광성 수지 조성물을 제조한 후 교반시켰다. 이어서 상기 수지 조성물에 용매로서 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트를 첨가하여 전체 조성물을 100중량%가 되도록 맞추었으며, 상기 조성물의 점도를 13cps로 조절하였다.
실시예 7 내지 10 : 감광성 수지 조성물의 제조
실시예 1에서 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지 대신에 상기 실시예 2 내지 5에서 제조된 각 알칼리 가용성 바인더 수지를 사용하는 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 조성과 비율을 사용하여 감광성 조성물을 제조하였다.
비교예 2 : 감광성 수지 조성물의 제조
상기 비교예 1에서 제조된 알칼리 가용성 바인더 수지를 사용하고 광개시제를 2.0 중량%를 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 6과 동일한 방법으로 감광성 조성물을 제조하였다.
실험예 : 감광성 수지 조성물의 물성 평가
(1)오븐 이물 석출 테스트
상기 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 각 감광성 수지 조성물을 직경 10cm의 샬레(Schale)에 5g 담은 후 윗 부분을 넓은 유리로 덮었다. 유리로 덮힌 schale를 230℃ 핫 플레이트 위에 놓은 후 시간 변화에 따라 유리 판에 이물이 맺히는 현상을 관찰하였다. 유리판 덮개를 교체하지 않고 샬레 샘플의 수를 10회 진행하였다. 각 회 실험은 20분간 진행되었다. 실험 결과 유리판 덮개 위에 이물이 생성되지 않으면 양호, 생성되면 불량으로 선정하였다.
또한, 상기 실시예 및 비교예의 감광성 수지 조성물을 각각 5cm x 5cm의 유리에 스핀 코팅(spin coating)하고, 약 100℃에서 2분 동안 전열처리(prebake)하여 필름을 형성시켰다. 형성된 각 필름을 포토마스크(photomask)를 이용하여 고압 수은 램프(high pressure mercury lamp) 하에서 100 또는 200 mJ/㎠의 에너지로 노광시킨 후, 패턴을 pH 11.3 내지 11.7의 KOH 알칼리 수용액을 이용하여 시간별로 현상하고 탈이온수로 세척하였다. 이후 200℃에서 약 40분간 후열 처리(postbake) 시켰다.
(2) 잔사특성 : 현상 후 현상하고자 하는 부위에 씻겨나가지 않고 남아있는 잔존물의 유무와 잔존량을 관찰하였다. 잔존물이 없을 때 양호한 것으로, 잔존물이 있으면 불량으로 평가하였다.
(3) 잔막율 : 후열 처리 전후에 두께를 측정함으로 두께의 차이를 하기 수학식 1로 평가하였다. 다음 수학식 1로 계산된 잔막율 수치가 클수록 우수하다고 할 수 있다. 잔막율이 95%가 넘는 경우 우수, 95~93% 양호, 그 이하의 경우 불량으로 평가하였다.
잔막율 = (후열처리 후 막 두께) / (후열처리 전 막 두께) X 100 (%)
(4) 열적 내성 : 최종적으로 패턴을 형성한 후 열적인 충격에 의한 두께 변화를 하기 수학식 2로 확인하였다. 고온의 열이 주어졌을 때 일정한 시간이 지난 후 두께의 변화가 많지 않아야 양호하다고 할 수 있다. 240℃ 에서 1시간 동안 열을 가했을 때 두께 변화율이 90%가 넘으면 양호, 그 이하의 경우 불량으로 평가하였다.
두께 변화율 = (열처리 후 막 두께) / (열처리 전 막 두께) X 100 (%)
(5) 내화학성 : 여러 화학 물질(10 % NaOH 수용액, 10 % HCl 수용액, NMP)에 방치해 두었을 때 두께 변화를 관찰함으로 내화학성 검사를 실시하였다. 여기서의 두께 변화율은 상기 수학식 2에서 화학물질 처리 전후의 것으로 계산하였다. 열적 내성과 마찬가지로 화학 물질에 노출되었을 때 두께 변화율이 없을수록 양호하 다고 할 수 있다. 상온에서 각 화학 물질에 대해서 1시간 동안 담궈 놓았을 때 103% 미만이면 양호, 그 이상이면 불량이라고 판정하였다.
오븐 이물 잔사 특성 잔막율 내열성 내화학성
실시예 6 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 7 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 8 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 9 양호 양호 양호 양호 양호
실시예 10 양호 양호 양호 양호 양호
비교예 2 불량 양호 불량 양호 양호
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명은 감광성 광개시제가 치환된 아크릴 단량체를 알칼리 가용성 바인더 수지의 한 성분으로 포함하여 감광성 수지 조성물에서 별도 첨가된 광개시제의 함량이 종래의 감광성 수지 조성물보다 적음에도 불구하고 동등 수준의 물성을 유지하거나 더 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한 오븐이물 발생이 없고, 잔사 특성, 잔막율, 내열성, 내화학성이 우수함을 확인하였다.

Claims (15)

  1. 카바졸계 화합물; 트리아진계 화합물; 비이미다졸 화합물; 아세토페논계 화합물; O-아실옥심계 화합물; 플로레논계 화합물; 티오크산톤계 화합물; 크산톤계 화합물; 안트라퀴논계 화합물; 아크리딘계 화합물; 디카보닐 화합물; 포스핀 옥사이드계 화합물; 아민계 시너지스트; 쿠마린계 화합물; 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌, 및 3-메틸-β-나프토티아졸린으로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 상기 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 단량체; 히드록시기, 산기, 아마이드, 페닐, 및 에폭시기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 반응성기를 포함하거나, 포함하지 않는 아크릴계 단량체; 및 상기 아크릴계 단량체와 반응가능한 다른 단량체들로부터 공중합된 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 감광성 광개시제가 치환된 아크릴계 화합물/반응성기를 포함하거나, 포함하지 않는 다른 아크릴계 단량체/상기 아크릴계 화합물과 반응가능한 다른 단량체는 25/65/10 내지 50/30/20의 몰비로 포함됨을 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 반응성기를 포함하거나, 포함하지 않는 아크릴계 단 량체는 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마린산, 모노메틸말레인산, 이소프렌술폰산, 스티렌술폰산, 5-노보넨-2-카복실산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 부타디엔 모노옥사이드, 2-메틸-2-비닐옥시란, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이 트, 글리시딜 5-노보넨-2-카복실레이트(엔도, 엑소 혼합물), 1,2-에폭시-5-헥센, 및 1,2-에폭시-9-데센으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 아크릴계 단량체와 반응가능한 다른 단량체는 N-페닐말레이미드, 스티렌, 클로로스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 아이소보닐 메타아크릴레이트, 아다만틸 메틸아크릴레이트, 부타다이엔모노옥사이드, 2-(디메틸아미노)에틸 메틸아크릴레이트, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-부틸 말레이미드, N-tert-부틸 말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, 3-말레이미도프로피오닉산 N-하이드록시 석시닐이미드 에스터, 3-말레이미도프로피오닉산, 부타다이엔 술폰, 에틸렌 글리콜 페닐 에테르 아크릴레이트, 2-(4-벤조일-3-하이드록시페녹시)-에틸 아크릴레이트, 및 2-하이드로-3-페닐옥시프로필 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  6. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 중량평균분자량은 1,000 내지 10,000인 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  7. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 산가는 70 내지 140KOHmg/g인 특징으로 하는 알칼리 가용성 바인더 수지.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 알칼리 가용성 바인더 수지 5 내지 20중량%, 중합성 화합물 5 내지 25중량%, 광중합 개시제 0.5 내지 4중량%, 및 용매 60 내지 80중량%를 포함하는 감광성 수지 조성물.
  9. 제 8항에 있어서, 상기 중합성 화합물은 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  10. 제 8항에 있어서, 상기 용매는 메틸에틸케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 프로필 셀로솔브, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜 디메틸에테르, 프로필렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에틸에테르, 2-에톡시프로판올, 2-메톡시프로판올, 3-메톡시부탄올, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸3-에톡시 프로피오네이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 메틸셀로솔브 아세테이트, 부틸 아세테이트, 및 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  11. 제 8항에 있어서, 상기 조성물은 착색 안료, 경화 촉진제, 열중합 억제제, 가소제, 접착 촉진제, 충전제 및 계면활성제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  12. 제 8항에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻어진 컬러 필터.
  13. 제 8항에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻어진 투명 경화물.
  14. 제 13항에 있어서, 상기 투명 경화물은 컬럼 스페이스인 것을 특징으로 하는 투명 경화물.
  15. 제 12항에 따른 컬러 필터를 포함하는 액정 표시소자.
KR1020080033442A 2008-04-11 2008-04-11 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물 KR101255617B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080033442A KR101255617B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080033442A KR101255617B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20090108156A KR20090108156A (ko) 2009-10-15
KR101255617B1 true KR101255617B1 (ko) 2013-04-16

Family

ID=41551587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080033442A KR101255617B1 (ko) 2008-04-11 2008-04-11 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101255617B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9494859B1 (en) 2015-08-27 2016-11-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition and color filter using the same

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053912A (ja) * 1991-06-27 1993-01-14 Tokyo Keikaku:Kk 眼内レンズ
JPH06199961A (ja) * 1992-12-28 1994-07-19 Kowa Co 親水性紫外線吸収剤
JPH1060307A (ja) 1996-08-27 1998-03-03 Asahi Glass Co Ltd 紫外線硬化型被覆剤組成物およびその用途
KR20050101920A (ko) * 2004-04-20 2005-10-25 주식회사 엘지화학 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스에 사용되는 감광성 수지조성물

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH053912A (ja) * 1991-06-27 1993-01-14 Tokyo Keikaku:Kk 眼内レンズ
JPH06199961A (ja) * 1992-12-28 1994-07-19 Kowa Co 親水性紫外線吸収剤
JPH1060307A (ja) 1996-08-27 1998-03-03 Asahi Glass Co Ltd 紫外線硬化型被覆剤組成物およびその用途
KR20050101920A (ko) * 2004-04-20 2005-10-25 주식회사 엘지화학 액정 표시 장치용 블랙 매트릭스에 사용되는 감광성 수지조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9494859B1 (en) 2015-08-27 2016-11-15 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition and color filter using the same

Also Published As

Publication number Publication date
KR20090108156A (ko) 2009-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101263426B (zh) 包含含有肟酯的基于三嗪的光活性化合物的光敏组合物
JP5370894B2 (ja) アルカリ可溶性樹脂およびこれを含むネガ型感光性樹脂組成物
KR101285161B1 (ko) 내열성이 우수한 감광성 수지, 및 이를 포함하는 감광성 조성물
KR101249681B1 (ko) 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물과, 이감광성 수지조성물에 의해 제조된 컬럼스페이서
KR101356950B1 (ko) 감광성 수지 조성물
KR100900138B1 (ko) 알칼리 가용성 수지, 이의 제조방법 및 상기 알칼리 가용성수지를 포함하는 감광성 수지 조성물
KR20130130126A (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 감광재
KR102079026B1 (ko) 플루오렌 다작용성 광개시제 및 이의 제조 및 용도, 및 플루오렌 광개시제를 포함하는 광감성 수지 조성물 및 이의 용도
JP4586918B2 (ja) 活性エネルギー線硬化型組成物及びその製造方法
JP2012078414A (ja) ソルダーレジスト用樹脂組成物及びプリント配線板
KR20160110088A (ko) 흑색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서
US8153751B2 (en) Multifunction urethane monomer, method of manufacturing the monomer and photosensitive resin composition including the monomer
JP5479544B2 (ja) シラン系化合物およびこれを含む感光性樹脂組成物
KR101255617B1 (ko) 알칼리 가용성 바인더 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지조성물
KR101177119B1 (ko) 알칼리 가용성 바인더 수지, 이의 제조방법, 및 이를포함하는 감광성 수지 조성물
KR100771367B1 (ko) 기계적 물성이 우수한 수지, 및 이를 포함하는 감광성조성물
KR20110120124A (ko) 알칼리 가용성 고분자 화합물과 이를 이용한 감광성 수지 조성물
CN116529670A (zh) 感光性树脂组合物及感光性树脂组合物的制造方法
KR101690814B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR102143054B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙매트릭스 및 이를 구비한 화상 표시 장치
KR102594321B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 화상 표시 장치
KR20170118438A (ko) 알칼리 가용성 수지 및 이를 포함하는 네가티브형 감광성 수지 조성물
KR101472166B1 (ko) 알칼리 가용성 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물
KR20100028939A (ko) 컬럼 스페이서용 광경화성 수지 조성물
KR101260514B1 (ko) 하이퍼브랜치 중합체와 이의 제조방법 및 이를 포함하는 네가티브형 감광성 수지 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20170328

Year of fee payment: 5

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180403

Year of fee payment: 6

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20190401

Year of fee payment: 7