KR101400197B1 - 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 차광층 - Google Patents

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Abstract

(A) 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 아크릴계 바인더 수지,  (B) 광중합성 단량체, (C) 광중합 개시제, (D) 흑색 안료 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물, 및 이를 이용한 차광층이 제공된다.
[화학식 1]
Figure 112010087801515-pat00028

(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)

Description

감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 차광층{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND BLACK MATRIX USING THE SAME}
본 기재는 아크릴계 바인더 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 차광층에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치는 차광층, 컬러필터 및 ITO 화소전극이 형성된 하부 기판; 액정층, 박막트랜지스터, 축전캐패시터층으로 구성된 능동회로부; 및 ITO 화소전극이 형성된 상부 기판을 포함하여 구성된다.  
상기 차광층은 박막트랜지스터를 투과한 빛에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해, 기판의 투명화소전극 이외로 투과되어 제어되지 않은 광을 차단하는 역할을 하며, 적색, 녹색, 청색의 착색층은 백색광 중 특정 파장의 빛을 투과시켜 색을 표현할 수 있도록 하는 것이 주요 역할이다.
상기 차광층 제조시 안료분산법이 주로 이용되는데, 상기 안료분산법은 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅하고, 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후 비노광 부위를 용매로 제거하여 열경화시키는 일련의 단계를 반복함으로써 제조하는 방법이다.  
그러나 안료분산법에 따른 바인더 수지로서 감광성 폴리이미드나 페놀계 수지를 사용할 경우, 내열성은 높지만 감도가 낮으며 유기용매로 현상하는 등 결점이 있다.  아지드 화합물을 감광제로 하는 종래의 시스템은 감도가 낮고 내열성이 떨어지거나 노출시에 산소의 영향을 받는 문제가 있다.
또한 아크릴계 함유 수지는 내열성, 내수축성, 내화학성 등이 우수하나, 감도, 현상성 및 밀착성이 떨어지는 경향이 있다.  더욱이, 차광층의 경우 요구되는 광학적 밀도를 맞추기 위해 블랙 안료의 함량이 많이 들어가므로 감도, 현상성 및 밀착성의 저하가 심하게 나타날 수 있다.
본 발명의 일 측면은 감도, 현상성, 저장 안정성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 차광층을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 측면은 (A) 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 아크릴계 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 광중합 개시제; (D) 흑색 안료; 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112010087801515-pat00001
(상기 화학식 1에서,
R1은 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R2는 단일 결합이거나, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,
R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.)
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 하기 화학식 2-1 내지 2-4로 표시되는 화합물 중 어느 하나로부터 유도될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112010087801515-pat00002
[화학식 2-2]
Figure 112010087801515-pat00003
[화학식 2-3]
Figure 112010087801515-pat00004
[화학식 2-4]
Figure 112010087801515-pat00005
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 3 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 (메타)아크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 초산비닐, 안식향산 비닐, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, 또는 이들의 조합으로부터 유도되는 어느 하나 이상의 반복단위를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 3,000 내지 50,000 g/mol 일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 상기 아크릴계 바인더 수지(A) 1 내지 20 중량%; 상기 광중합성 단량체(B) 1 내지 15 중량%; 상기 광중합 개시제(C) 0.1 내지 10 중량%; 상기 흑색 안료(D) 1 내지 30 중량%; 및 상기 용매(E) 잔부량을 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112013117983513-pat00044

(상기 화학식 3에서,
R24 내지 R27은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R28 및 R29는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자 또는 CH2ORa(Ra는 비닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기)이고,
R30은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기이고,
Z1은 서로 동일하거나 상이하며, 단일결합, O, CO, SO2, CRbRc, SiRdRe(여기서, Rb 내지 Re는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임), 또는 하기 화학식 4-1 내지 4-11로 표시되는 화합물 중 선택되는 어느 하나이고,
Z2는 서로 동일하거나 상이하며, 산무수물 잔기 또는 산이무수물 잔기이다.)
[화학식 4-1] 
Figure 112013117983513-pat00045

[화학식 4-2]
Figure 112013117983513-pat00046

[화학식 4-3]
Figure 112013117983513-pat00047

[화학식 4-4]
Figure 112013117983513-pat00048

[화학식 4-5]
Figure 112013117983513-pat00049

(상기 화학식 4-5에서,
Rf는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2, 또는 페닐기이다.)
[화학식 4-6]
Figure 112013117983513-pat00050

[화학식 4-7]
Figure 112013117983513-pat00051

[화학식 4-8]
Figure 112013117983513-pat00052

[화학식 4-9]
Figure 112013117983513-pat00053

[화학식 4-10]
Figure 112013117983513-pat00054

[화학식 4-11]
Figure 112013117983513-pat00055
상기 아크릴계 바인더 수지와 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물은 99:1 내지 1:99의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제; 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 일 측면은 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 차광층을 제공한다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 감도, 현상성, 저장 안정성, 내열성, 내화학성 등이 우수함에 따라, 액정 디스플레이 장치의 차광층에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 잔사 특성을 평가한 주사전자현미경 사진이다.
도 2a 내지 2f는 각각 실시예 1 내지 6에 따른 감광성 수지 조성물의 패턴 형성성을 평가한 광학 현미경 사진이고, 도 2g는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 패턴 형성성을 평가한 광학 현미경 사진이다.
도 3a 내지 3f는 각각 실시예 1 내지 6에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻은 패턴 크기를 평가한 광학현미경 사진이고, 도 3g는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻은 패턴 크기를 평가한 광학현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다.  다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C3 내지 C20의 사이클로알킬기, C3 내지 C20의 사이클로알케닐기, C3 내지 C20의 사이클로알키닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 고리기 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 (A) 아크릴계 바인더 수지, (B) 광중합성 단량체, (C) 광중합 개시제, (D) 흑색 안료 및 (E) 용매를 포함할 수 있다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 아크릴계 바인더 수지
상기 아크릴계 바인더 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112010087801515-pat00006
상기 화학식 1에서의 R1은 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기일 수 있다.
상기 화학식 1에서의 R2는 단일 결합이거나, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기일 수 있다.
상기 화학식 1에서의 R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 피롤리디논(pyrrolidinone)기를 포함하는 불포화 화합물로부터 유도될 수 있다.
구체적으로 상기 화학식 1의 구조 단위는 하기 화학식 2-1 내지 2-4로 표시되는 화합물 중 어느 하나로부터 유도 될 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure 112010087801515-pat00007
[화학식 2-2]
Figure 112010087801515-pat00008
[화학식 2-3]
Figure 112010087801515-pat00009
[화학식 2-4]
Figure 112010087801515-pat00010
상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 3 내지 30 중량%로 포함될 수 있으며, 구체적으로는 5 내지 25 중량%로 포함될 수 있다.  상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위가 상기 범위 내로 포함될 경우 패턴 특성 및 감도와 내구성 등이 우수하다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 (메타)아크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 초산비닐, 안식향산 비닐, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드 로부터  유도되는 어느 하나 이상의 반복단위를 더 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 3,000 내지 50,000 g/mol 일 수 있으며, 구체적으로는 5,000 내지 30,000 g/mol 일 수 있다.  상기 범위의 중량평균 분자량을 가질 경우 상기 감광성 수지 조성물의 물리적 및 화학적 물성이 우수하고 점도가 적절하며, 적정 수준의 현상성 및 감도를 유지할 수 있고, 차광층 제조 시 기판과의 밀착성이 우수하다.
상기 아크릴계 공중합체의 산가는 20 내지 200 mgKOH/g 일 수 있고, 구체적으로는 50 내지 150 mgKOH/g 일 수 있다.  상기 아크릴계 공중합체의 산가가 상기 범위 내일 경우 현상성을 유지할 수 있어 픽셀 패턴의 해상도가 우수하다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.  상기 아크릴계 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우, 우수한 패턴형성성 및 밀착성을 가질 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 상기 아크릴계 바인더 수지(A)와 함께, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물을 혼합하여 사용할 수도 있다.
하기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물은 통상적으로 차광층 형성용 조성물에 사용하는 화합물을 사용할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112010087801515-pat00011
(상기 화학식 3에서,
R24 내지 R27은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R28 및 R29는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자 또는 CH2ORa(Ra는 비닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기)이고,
R30은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기이고,
Z1은 서로 동일하거나 상이하며, 단일결합, O, CO, SO2, CRbRc, SiRdRe(여기서, Rb 내지 Re는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임), 또는 하기 화학식 4-1 내지 4-11로 표시되는 화합물 중 선택되는 어느 하나이고,
Z2는 서로 동일하거나 상이하며, 산무수물 잔기 또는 산이무수물 잔기이다.)
[화학식 4-1] 
Figure 112010087801515-pat00012
[화학식 4-2]
Figure 112010087801515-pat00013
[화학식 4-3]
Figure 112010087801515-pat00014
[화학식 4-4]
Figure 112010087801515-pat00015
[화학식 4-5]
Figure 112010087801515-pat00016
(상기 화학식 4-5에서,
Rf는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2, 또는 페닐기이다.)
[화학식 4-6]
Figure 112010087801515-pat00017
[화학식 4-7]
Figure 112010087801515-pat00018
[화학식 4-8]
Figure 112010087801515-pat00019
                  
[화학식 4-9]
Figure 112010087801515-pat00020
[화학식 4-10]             
Figure 112010087801515-pat00021
                   
[화학식 4-11]
Figure 112010087801515-pat00022
상기 아크릴계 바인더 수지(A)와 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물은 99:1 내지 1:99의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있고, 구체적으로는 80:20 내지 30:70의 중량비로 혼합하여 사용할 수도 있다.  상기 중량비 범위 내로 혼합하여 사용할 경우 현상성 및 감도를 유지할 수 있고, 테이퍼 특성이 우수한 차광층 패턴을 형성하면서 언더컷(undercut) 발생을 방지할 수 있다.
 
(B) 광중합성 단량체
상기 광중합성 단량체는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가짐으로써, 패턴 형성 공정에서 노광시 충분한 중합을 일으킴으로써 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 광중합성 단량체의 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 단량체의 시판되는 제품을 예로 들면 다음과 같다.  상기 (메타)아크릴산의 일관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-101®, 동 M-111®, 동 M-114® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TC-110S®, 동 TC-120S® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-158®, V-2311® 등을 들 수 있다.  상기 (메타)아크릴산의 이관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-210®, 동 M-240®, 동 M-6200® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD HDDA®, 동 HX-220®, 동 R-604® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-260®, V-312®, V-335 HP® 등을 들 수 있다.  상기 (메타)아크릴산의 삼관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-309®, 동 M-400®, 동 M-405®, 동 M-450®, 동 M-7100®, 동 M-8030®, 동 M-8060® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TMPTA®, 동 DPCA-20®, 동-30®, 동-60®, 동-120® 등; 오사카 유끼 가야꾸 고교(주)社의 V-295®, 동-300®, 동-360®, 동-GPT®, 동-3PA®, 동-400® 등을 들 수 있다.  상기 제품을 단독 사용 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합성 단량체는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.  상기 광중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 경화가 충분히 일어나 산소 존재 하에서의 감도가 우수하여, 상기 아크릴계 바인더 수지와의 상용성이 우수하다.
 
(C) 광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계의 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로 아세토페논, p-t-부틸디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논,4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예로는, 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물의 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-트리 클로로메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물의 예로는, 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 흑색 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 0.3 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.  상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 광중합이 충분히 일어나고, 미반응 개시제로 인한 투과율의 저하를 막을 수 있다.
 
(D) 흑색 안료
상기 흑색 안료의 예로는 아닐린 블랙, 퍼릴렌 블랙, 티타늄 블랙, 카본 블랙 등을 들 수 있다.  상기 안료는 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 이들의 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 흑색 안료를 사용할 경우, 안트라퀴논계 안료, 퍼릴렌계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 아조계 안료 등의 색 보정제와 함께 사용할 수도 있다.
상기 감광성 수지 조성물에 상기 흑색 안료를 분산시키기 위해 분산제를 함께 사용할 수 있다.
구체적으로는, 상기 안료를 분산제로 미리 표면처리하여 사용하거나, 상기 감광성 수지 조성물 제조시 상기 안료와 함께 분산제를 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 흑색 안료는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있고, 구체적으로는 3 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.  상기 흑색 안료가 상기 범위 내로 포함될 경우, 차광성이 우수하며, 패턴의 경화성 및 밀착성이 우수하다.
 
(E) 용매
상기 용매는 상기 아크릴계 바인더 수지, 상기 광중합성 단량체, 상기 광중합 개시제 및 상기 흑색 안료와의 상용성을 가지되 반응하지 않는 물질들이 사용될 수 있다.
상기 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜 메틸에테르, 에틸렌 글리콜 에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브 아세테이트류; 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케논, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 메틸 락테이트, 에틸 락테이트 등의 락트산 알킬 에스테르류; 메틸 히드록시아세테이트, 에틸 히드록시아세테이트, 부틸 히드록시아세테이트 등의 히드록시아세트산 알킬 에스테르류; 메톡시메틸 아세테이트, 메톡시에틸 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 에톡시메틸 아세테이트, 에톡시에틸 아세테이트 등의 아세트산 알콕시알킬 에스테르류; 메틸 3-히드록시프로피오네이트, 에틸 3-히드록시프로피오네이트 등의 3-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-에톡시프로피오네이트 등의 3-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시프로피오네이트, 에틸 2-히드록시프로피오네이트, 프로필 2-히드록시프로피오네이트 등의 2-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-에톡시프로피오네이트, 메틸 2-에톡시프로피오네이트 등의 2-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-히드록시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-에톡시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-알콕시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트, 2-히드록시-2-메틸에틸 프로피오네이트, 히드록시에틸 아세테이트, 메틸 2-히드록시-3-메틸부타노에이트 등의 에스테르류; 또는 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류의 화합물이 있으며, 또한 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐리드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세트닐아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ-부티로락톤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등이 있으며, 이들 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매 중 혼화성(miscibility) 및 반응성 등을 고려한다면, 좋게는 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜류; 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류가 사용될 수 있다.
상기 용매는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 잔부량으로 포함될 수 있으며, 구체적으로는 50 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.  상기 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 상기 감광성 수지 조성물이 적절한 점도를 가짐에 따라 차광층 제조시 공정성이 우수하다.
 
(F) 기타 첨가제
상기 감광성 수지 조성물은 도포시 얼룩이나 반점을 방지하고, 레벨링 성능을 개선하기 위해, 또한 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ-메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ-이소 시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제의 예로는, BM Chemie사의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교(주)사의 메카 팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183® 등; 스미토모 스리엠(주)사의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히 그라스(주)사의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이 실리콘(주)사의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 시판품을 들 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해 에폭시 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 에폭시 화합물의 예로는, 페놀 노볼락 에폭시 화합물, 테트라메틸 비페닐 에폭시 화합물, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 지환족 에폭시 화합물 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 상기 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1.0 중량부로 포함될 수 있고, 구체적으로는 0.1 내지 0.5 중량부로 포함될 수 있다.  상기 에폭시 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 내열성 및 내화학성 등이 우수하다.
 
다른 일 구현예는 전술한 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 차광층을 제공한다.  상기 차광층의 제조 방법은 다음과 같다.
(1) 도포 및 도막 형성 단계
전술한 감광성 수지 조성물을 소정의 전처리를 한 기판 상에 스핀 또는 슬릿 코트법, 롤 코트법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여 원하는 두께, 예를 들어 0.5 내지 25 ㎛의 두께로 도포한 후, 70 내지 110℃의 온도에서 1 내지 10분 동안 가열하여 용매를 제거함으로써 도막을 형성한다.  
(2) 노광 단계
상기 얻어진 도막에 필요한 패턴 형성을 위해 소정 형태의 마스크를 개재한 뒤, 190 내지 500 nm의 활성선을 조사한다.  조사에 사용되는 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 금속 할로겐화물 램프, 아르곤 가스 레이저 등을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 X선, 전자선 등도 이용할 수 있다.  
노광량은 상기 감광성 수지 조성물 각 성분의 종류, 배합량 및 건조 막 두께에 따라 다르지만, 예를 들어 고압 수은등을 사용할 경우 500 mJ/cm2 이하(365 nm 센서에 의함)이다.
(3) 현상 단계
상기 노광 단계에 이어, 알칼리성 수용액을 현상액으로 이용하여 불필요한 부분을 용해, 제거함으로써 노광 부분만을 잔존시켜 화상 패턴을 형성시킨다.
(4) 후처리 단계
상기 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 내열성, 내광성, 밀착성, 내크랙성, 내화학성, 고강도, 저장 안정성 등의 면에서 우수한 패턴을 얻기 위해, 다시 가열하거나 활성선 조사 등을 행하여 경화시킬 수 있다.
전술한 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 차광층에 요구되는 우수한 절연성과 광학밀도를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.  다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
제조예 1: 아크릴계 바인더 수지 제조
(a) 메타크릴산, (b) N-페닐피롤리디논메타크릴레이트 및 (c) 벤질메타크릴레이트를 반응기에 넣고 개시제로 AIBN(준세이社) 4g을 넣은 상태에서 4시간 80℃에서 반응시켜, 아크릴계 공중합체(a:b:c=30:15:55 중량비, 중량평균 분자량 21,000 g/mol)를 제조하였다.
제조예 2: 흑색 안료 분산액 제조
반응기에 카본 블랙(Cabot社) 15g, DISPERBYK-163(BYK社) 4g, 아크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체(미원상社, NPR8000) 3g 및 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트 78g을 혼합하고, 페인트 쉐이커(paint-shaker)(Asada社)를 이용하여 12시간 동안 분산시켜 흑색 안료 분산액을 제조하였다.
 
실시예 1 내지 6 및 비교예 1: 감광성 수지 조성물 제조
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 1에 나타낸 조성으로 각 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 용매에 광중합 개시제를 녹인 후 2시간 동안 상온에서 교반한 다음, 여기에 아크릴계 바인더 수지 및 광중합성 단량체를 첨가하여 2시간 동안 상온에서 교반하였다.  이어서, 얻어진 상기 반응물에 흑색 안료 분산액 및 실란 커플링제를 넣고 1시간 동안 상온에서 교반하였다.  이어서 상기 생성물을 3회 여과하여 불순물을 제거함으로써, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
(A) 아크릴계 바인더 수지
상기 제조예 1에서 제조된 아크릴계 공중합체를 사용하였다.
(A') 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물
신일철 화학社의 V259ME을 사용하였다.
(B) 광중합성 단량체
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트를 사용하였다.
(C) 광중합 개시제
시바-가이기社의 IRGACURE OXE02를 사용하였다.
(D) 흑색 안료
상기 제조예 2에서 제조된 흑색 안료 분산액을 사용하였다.  이때 안료 고형분은 상기 흑색 안료 분산액 총량에 대하여 18 중량%로 포함되어 있다.
(E) 용매
(E-1) 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트 및 (E-2) 디에틸렌 글리콜 에틸메틸 에테르를 혼합하여 사용하였다.
(F) 첨가제
실란 커플링제로서 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란(Chisso社의 S-510)과, 계면 활성제로서 DIC社의 F-475을 혼합하여 사용하였다.
  실시예 비교예 1
1 2 3 4 5 6
(A) 아크릴계 바인더 수지 (중량%) 7.5 5.7 3.9 9.6 11.1 14.9 -
(A') 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물 (중량%) 7.4 9.2 11.0 5.3 3.8 - 14.9
(B) 광중합성 단량체 (중량%) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
(C) 광중합 개시제 (중량%) 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
(D) 흑색 안료(중량%) 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0 17.0
(E) 용매 (중량%) (E-1) 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0 35.0
(E-2) 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0 30.0
(F) 첨가제 (중량%) 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
평가 1: 현상성 평가
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 감광성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포한 뒤, 90℃로 2.5분간 건조하여 도막을 형성하였다.  이렇게 얻어진 도막에 패턴 마스크를 이용하고, 365㎚의 파장의 빛을 40 mJ/㎠ 조사하였다.  이어서 수산화칼륨이 1 중량% 희석된 수용액(현상액)으로 23℃에서 현상한 뒤, 순수로 1분간 세정하였다.  이러한 조작에 의하여 불필요한 부분을 제거하고 패턴만을 남길 수 있었다. 상기 형성된 패턴 기판을 오븐에서 230℃로 30분간 가열하여 경화시켜 최종 패턴을 얻었다.  이 과정 중 현상액이 도포되어 현상되면서 원하는 패턴 모양이 최초로 육안 식별되기 시작하는 시간을 기준으로 하여 현상성을 평가하였다.  그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
<현상성 평가 기준>
○: 60초 이하
△: 60초 초과 75초 미만
평가 2: 잔사 평가
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 상기 현상성 평가에서와 같은 방법으로 최종 패턴을 얻은 다음, 주사전자현미경(Scanning Election Microscope, SEM) 분석기(8100XP, KLA-Tencor사제)를 사용하여 잔사 여부를 평가 하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 도 1에 나타내었다.
도 1은 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 잔사 특성을 평가한 주사전자현미경 사진이다. 
<잔사 평가 기준>
○: 도 1과 같이 패턴이 매끈한 경우
평가 3: 패턴 형성성 평가
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 상기 현상성 평가에서와 같은 방법으로 최종 패턴을 얻은 다음, 생성된 1.3 um의 높이를 가지는 패턴을 광학 현미경에 의해 육안으로 그 패턴 형상을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 도 2a 내지 2g에 나타내었다.
도 2a 내지 2f는 각각 실시예 1 내지 6에 따른 감광성 수지 조성물의 패턴 형성성을 평가한 광학 현미경 사진이고, 도 2g는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 패턴 형성성을 평가한 광학 현미경 사진이다.
<패턴 형성성 기준>
◎ : 도 2a와 같이 패턴 형성성이 매우 좋음
○ : 도 2e와 같이 패턴 형성성이 좋음
△ : 도 2g와 같이 패턴 형성성이 보통임
도 2a 내지 2g를 참조하면, 실시예 1 내지 6의 감광성 수지 조성물의 경우 비교예 1의 감광성 수지 조성물의 경우와 비교하여 패턴이 잘 형성됨을 확인할 수 있다.
평가 4: 미세 라인 패턴의 형성성 평가
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 상기 현상성 평가에서와 같은 방법으로 최종 패턴을 얻은 다음, 광학 현미경으로 패턴 형상의 크기를 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 2 및 도 3a 내지 3f에 나타내었다.
도 3a 내지 3f는 각각 실시예 1 내지 6에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻은 패턴 크기를 평가한 광학현미경 사진이고, 도 3g는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물로부터 얻은 패턴 크기를 평가한 광학현미경 사진이다.
도 3a 내지 3g를 참조하면, 실시예 1 내지 6의 경우 최소 패턴의 크기가 9㎛ 이하로 형성되는 반면, 비교예 1의 경우 최소 패턴의 크기가 10㎛로 형성됨을 확인할 수 있다.
  현상성 잔 사 패턴 형성성 최소 패턴 크기(㎛)
실시예 1 7
실시예 2 7
실시예 3 7
실시예 4 7
실시예 5 8
실시예 6 9
비교예 1 10
상기 표 2를 통하여, 일 구현예에 따른 아크릴계 바인더 수지를 사용한 실시예 1 내지 6의 경우, 현상성, 잔사 및 패턴 형성성이 모두 우수함을 확인할 수 있다.
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 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.  그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.       

Claims (10)

  1. (A) 하기 화학식 1로 표시되는 구조 단위를 포함하는 아크릴계 바인더 수지;
    (B) 광중합성 단량체;  
    (C) 광중합 개시제;
    (D) 흑색 안료; 및
    (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112010087801515-pat00023

    (상기 화학식 1에서,
    R1은 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
    R2는 단일 결합이거나, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,
    R3 내지 R7은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이다.)
     
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 하기 화학식 2-1 내지 2-4로 표시되는 화합물 중 어느 하나로부터 유도되는 것인 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2-1]
    Figure 112010087801515-pat00024

    [화학식 2-2]
    Figure 112010087801515-pat00025

    [화학식 2-3]
    Figure 112010087801515-pat00026

    [화학식 2-4]
    Figure 112010087801515-pat00027

     
  3. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 구조 단위는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 3 내지 30 중량%로 포함되는 것인 감광성 수지 조성물.
     
  4. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지는 (메타)아크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 초산비닐, 안식향산 비닐, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드, 또는 이들의 조합으로부터 유도되는 어느 하나 이상의 반복단위를 더 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
     
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 3,000 내지 50,000 g/mol 인 것인 감광성 수지 조성물.
     
  6. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은
    상기 아크릴계 바인더 수지(A) 1 내지 20 중량%;
    상기 광중합성 단량체(B) 1 내지 15 중량%;
    상기 광중합 개시제(C) 0.1 내지 10 중량%;
    상기 흑색 안료(D) 1 내지 30 중량%; 및
    상기 용매(E) 잔부량을 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
     
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위를 포함하는 화합물을 더 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
    [화학식 3]
    Figure 112013117983513-pat00056

    (상기 화학식 3에서,
    R24 내지 R27은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 할로겐 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
    R28 및 R29는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자 또는 CH2ORa(Ra는 비닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기)이고,
    R30은 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 아크릴기 또는 메타크릴기이고,
    Z1은 서로 동일하거나 상이하며, 단일결합, O, CO, SO2, CRbRc, SiRdRe(여기서, Rb 내지 Re는 서로 동일하거나 상이하며, 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임), 또는 하기 화학식 4-1 내지 4-11로 표시되는 화합물 중 선택되는 어느 하나이고,
    Z2는 서로 동일하거나 상이하며, 산무수물 잔기 또는 산이무수물 잔기이다.)
    [화학식 4-1] 
    Figure 112013117983513-pat00057

    [화학식 4-2]
    Figure 112013117983513-pat00058

    [화학식 4-3]
    Figure 112013117983513-pat00059

    [화학식 4-4]
    Figure 112013117983513-pat00060

    [화학식 4-5]
    Figure 112013117983513-pat00061

    (상기 화학식 4-5에서,
    Rf는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2, 또는 페닐기이다.)
    [화학식 4-6]
    Figure 112013117983513-pat00062

    [화학식 4-7]
    Figure 112013117983513-pat00063

    [화학식 4-8]
    Figure 112013117983513-pat00064

    [화학식 4-9]
    Figure 112013117983513-pat00065

    [화학식 4-10]
    Figure 112013117983513-pat00066

    [화학식 4-11]
    Figure 112013117983513-pat00067

     
  8. 제7항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지와 상기 화학식 3으로 표시되는 반복 단위를 포함하는 화합물은 99:1 내지 1:99의 중량비로 포함되는 것인 감광성 수지 조성물.
     
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제; 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 차광층.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20000011988A (ko) * 1998-07-27 2000-02-25 무네유키 가코우 포지티브 감광성 조성물
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