KR101916782B1 - Device including black matrix and patterning method of the black matrix - Google Patents
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Abstract
기판; 상기 기판 위에 위치하는 차광막; 상기 기판 위에 위치하여 상기 차광막을 덮는 패시베이션막; 상기 패시베이션막 위에 위치하는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터를 덮는 또다른 패시베이션막; 상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하는 컬러필터 및 상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하고, 상기 컬러필터를 덮는 절연막을 포함하고, 상기 차광막은 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제 및 용매를 포함하는 조성물을 이용하여 패터닝되는 디바이스 및 상기 차광막 패터닝 방법을 제공한다.Board; A light shielding film disposed on the substrate; A passivation film located on the substrate and covering the light-shielding film; A thin film transistor located on the passivation film; Another passivation film covering the thin film transistor; A color filter disposed on the another passivation film, and an insulating film disposed on the another passivation film and covering the color filter, wherein the light shielding film is patterned using a composition including a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant and a solvent A device and a method for patterning the light-shielding film are provided.
Description
본 기재는 차광막을 포함하는 디바이스 및 상기 차광막 패터닝 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a device including a light-shielding film and a method of patterning the light-shielding film.
흑색 감광성 수지 조성물은 컬러 필터, 액정 표시 재료, 유기 발광 소자(EL), 디스플레이 패널 재료 등의 표시 소자의 차광막 제조에 필수적인 재료이다. 예를 들어, 컬러 액정 디스플레이 등의 컬러 필터에는 표시 콘트라스트나 발색 효과를 높이기 위하여, 레드(red), 그린(green), 블루(blue) 등의 착색층 간의 경계 부분에 차광막이 필요하고, 이러한 차광막은 주로 흑색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 것이다. 상기의 흑색 안료로 카본 블랙이 가장 많이 사용되며, 이외에도, RGB 혼합형 블랙, 페릴린계 화합물이나, 코발트 산화물, 락탐계 유기블랙 등이 사용될 수 있다.The black photosensitive resin composition is an essential material for the production of a light-shielding film for a display element such as a color filter, a liquid crystal display material, an organic light emitting element (EL), and a display panel material. For example, a color filter such as a color liquid crystal display requires a light shielding film at a boundary portion between colored layers such as red, green, and blue in order to improve display contrast and coloring effect. Is mainly formed using a black photosensitive resin composition. Carbon black is the most commonly used black pigment, and in addition, RGB mixed black, ferrylin compound, cobalt oxide, and lactam-based organic black may be used.
한편, 디스플레이 소자 등의 디바이스 내 차광막의 경우, 노광 및 현상 공정 등을 거쳐 패터닝되는데, 이 경우 패턴의 균일성 및 미세 패턴의 구현이 어렵고 내열성이 낮다는 문제가 있다. 나아가, 종래의 차광막은 네거티브형 흑색 감광성 수지 조성물만을 이용하여 제조되기 때문에, 그 적용범위가 좁다는 문제도 있다.On the other hand, in the case of a light-shielding film in a device such as a display device, patterning is performed through an exposure and a development process. In this case, uniformity of pattern and implementation of a fine pattern are difficult and heat resistance is low. Furthermore, since the conventional light-shielding film is produced using only the negative-type black photosensitive resin composition, there is a problem that its application range is narrow.
이에, 미세 패턴을 구현할 수 있는 신규한 차광막 패터닝 공정 및 상기 차광막을 포함하는 디바이스를 개발하려는 노력이 계속되고 있다.Accordingly, efforts are being made to develop a novel light-shielding film patterning process capable of implementing a fine pattern and a device including the light-shielding film.
일 구현예는 미세 패턴 구현이 가능한 차광막을 포함하는 디바이스를 제공하기 위한 것이다.One embodiment is to provide a device comprising a light-shielding film capable of implementing a fine pattern.
다른 구현예는 상기 차광막의 패터닝 방법을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a method of patterning the light-shielding film.
일 구현예는 기판; 상기 기판 위에 위치하는 차광막; 상기 기판 위에 위치하여 상기 차광막을 덮는 패시베이션막; 상기 패시베이션막 위에 위치하는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터를 덮는 또다른 패시베이션막; 상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하는 컬러필터 및 상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하고, 상기 컬러필터를 덮는 절연막을 포함하고, 상기 차광막은 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제 및 용매를 포함하는 조성물을 이용하여 패터닝되는 디바이스를 제공한다.One embodiment includes a substrate; A light shielding film disposed on the substrate; A passivation film located on the substrate and covering the light-shielding film; A thin film transistor located on the passivation film; Another passivation film covering the thin film transistor; A color filter disposed on the another passivation film, and an insulating film disposed on the another passivation film and covering the color filter, wherein the light shielding film is patterned using a composition including a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant and a solvent Device.
상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지, 아크릴레이트 수지, 실록산계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다.The heat resistant polymer may be a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolak resin, a bisphenol A resin, a bisphenol F resin, an acrylate resin, a siloxane resin, or a combination thereof.
상기 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함할 수 있다.The crosslinking agent may include at least one functional group represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
상기 가교제는 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 관능기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The crosslinking agent may further include at least one selected from the group consisting of functional groups represented by the following formulas (2) to (4).
[화학식 2](2)
[화학식 3](3)
[화학식 4][Chemical Formula 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,In the above formulas (3) and (4)
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
상기 조성물은 염기 발생제를 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise a base generator.
상기 염기 발생제는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.The base generator may be represented by the following general formula (5).
[화학식 5][Chemical Formula 5]
상기 화학식 5에서,In Formula 5,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,X is -CH 2 - or an -NH-,
W는 -O- 또는 -S- 이고, W is -O- or -S-,
n은 0 또는 1의 정수이고,n is an integer of 0 or 1,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
상기 염기 발생제는 하기 화학식 6 내지 화학식 9 중 어느 하나로 표시될 수 있다.The base generator may be represented by any one of the following formulas (6) to (9).
[화학식 6][Chemical Formula 6]
[화학식 7](7)
[화학식 8][Chemical Formula 8]
[화학식 9][Chemical Formula 9]
상기 화학식 6 내지 화학식 9에서,In the above Chemical Formulas 6 to 9,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,X is -CH 2 - or an -NH-,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
상기 염기 발생제는 하기 화학식 10 내지 화학식 22로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.The base generator may be at least one selected from the group consisting of the following formulas (10) to (22).
[화학식 10][Chemical formula 10]
[화학식 11](11)
[화학식 12][Chemical Formula 12]
[화학식 13][Chemical Formula 13]
[화학식 14][Chemical Formula 14]
[화학식 15][Chemical Formula 15]
[화학식 16][Chemical Formula 16]
[화학식 17][Chemical Formula 17]
[화학식 18][Chemical Formula 18]
[화학식 19][Chemical Formula 19]
[화학식 20][Chemical Formula 20]
[화학식 21][Chemical Formula 21]
[화학식 22][Chemical Formula 22]
상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, RGB 혼합형 블랙, 코발트 산화물, 티타늄 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다.The black colorant may be carbon black, aniline black, perylene black, RGB mixed black, cobalt oxide, titanium oxide, or a combination thereof.
상기 조성물은 상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 상기 가교제를 5 중량부 내지 40 중량부 포함하고, 상기 흑색 착색제를 10 중량부 내지 200중량부 포함하고, 상기 용매를 150 중량부 내지 4000 중량부 포함할 수 있다.The composition contains 5 to 40 parts by weight of the cross-linking agent per 100 parts by weight of the heat-resistant polymer, 10 to 200 parts by weight of the black colorant, 150 to 4,000 parts by weight of the solvent .
상기 염기 발생제는 상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 5 중량부 내지40 중량부로 포함될 수 있다.The base generator may be included in an amount of 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat resistant polymer.
상기 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise additives such as malonic acid, 3-amino-1,2-propanediol, a leveling agent, a fluorinated surfactant, a silicone surfactant, a radical polymerization initiator or a combination thereof.
다른 구현예는 기재 상에 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제 및 용매를 포함하는 조성물을 코팅하는 단계; 상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계; 노광 및 현상하는 단계; 상기 현상 후 에칭하는 단계; 상기 에칭 후 스트리퍼(stripper)를 이용하여 스트리핑(stripping)하는 단계; 상기 스트리핑 후 가열하는 단계를 포함하는 차광막 패터닝방법을 제공한다.Another embodiment includes coating a composition comprising a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant, and a solvent on a substrate; Coating and heating the photoresist on the composition; Exposure and development; Etching after the development; Stripping using the stripper after the etching; And a step of heating after the stripping.
상기 스트리핑 후 가열하는 단계에서, 상기 가열은 200℃ 내지 600℃에서 실시할 수 있다.In the step of heating after the stripping, the heating may be performed at 200 ° C to 600 ° C.
상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계에서, 상기 가열은 70℃ 내지 160℃에서 실시할 수 있다.In the step of coating and heating the photoresist on the composition, the heating may be carried out at 70 ° C to 160 ° C.
상기 스트리퍼는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 에틸 락테이트(EL), γ-부티로락톤(GBL), 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH), 수산화칼륨(KOH), 디메틸설폭사이드(DMSO), 부틸디글리콜(BDG), 모노에탄올아민(MEA), N-메틸피롤리돈(NMP), 하이드록시데카노익 액시드(HDA), 카테콜(catechol) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The stripper may be any one of propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), gamma -butyrolactone (GBL), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (KOH), dimethylsulfoxide (DMSO), butyldiglycol (BDG), monoethanolamine (MEA), N-methylpyrrolidone (NMP), hydroxydecanoic acid (HDA), catechol ), Or a combination thereof.
상기 에칭은 습식 에칭(wet etching)일 수 있다.The etching may be wet etching.
상기 현상 후 에칭하기 전 또는 상기 상기 에칭 후 스트리핑하기 전에 표백하는 단계(bleaching)를 더 포함할 수 있다.The method may further include bleaching before or after the post-development etching.
상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지, 아크릴레이트 수지, 실록산계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다.The heat resistant polymer may be a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolak resin, a bisphenol A resin, a bisphenol F resin, an acrylate resin, a siloxane resin, or a combination thereof.
상기 가교제는 상기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함할 수 있다.The crosslinking agent may include at least one functional group represented by the formula (1).
상기 조성물은 염기 발생제를 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise a base generator.
상기 가교제 및 염기 발생제에 대해서는 전술한 바와 같다.The crosslinking agent and the base generator are as described above.
상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, RGB 혼합형 블랙, 코발트 산화물, 티타늄 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다.The black colorant may be carbon black, aniline black, perylene black, RGB mixed black, cobalt oxide, titanium oxide, or a combination thereof.
상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 상기 가교제를 5 중량부 내지 40 중량부 포함하고, 상기 흑색 착색제를 10 중량부 내지 200 중량부 포함하고, 상기 용매를 150 중량부 내지 4000 중량부 포함할 수 있다.5 to 40 parts by weight of the cross-linking agent may be included in 100 parts by weight of the heat-resistant polymer, 10 to 200 parts by weight of the black colorant may be included, and 150 to 4,000 parts by weight of the solvent may be included.
상기 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise additives such as malonic acid, 3-amino-1,2-propanediol, a leveling agent, a fluorinated surfactant, a silicone surfactant, a radical polymerization initiator or a combination thereof.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other aspects of the present invention are included in the following detailed description.
일 구현예에 따른 디바이스는 종래 디스플레이 소자 등의 디바이스와 상이한 구조를 가지고, 신규 조성물을 포함하는 조성물을 이용하여 형성되는 차광막을 포함하며,상기 차광막은 신규한 패터닝 공정에 의해 패터닝되기 때문에, 균일한 미세 패턴을 구현할 수 있고, 내열성이 우수하며, 또한 네거티브형 및 포지티브형에서 모두 패터닝이 가능하다.Since the device according to an embodiment includes a light-shielding film having a structure different from that of a device such as a conventional display device and formed using a composition including a novel composition, and the light-shielding film is patterned by a novel patterning process, A fine pattern can be realized, heat resistance is excellent, and patterning is possible in both of a negative type and a positive type.
도 1은 본 발명의 구현예에 따른 차광막 패터닝 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 종래 디스플레이 소자의 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 본 발명의 구현예에 따른 디바이스 구조를 나타낸 모식도이다.1 is a flowchart illustrating a method of patterning a light-shielding film according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic view showing the structure of a conventional display device.
3 is a schematic diagram showing a device structure according to an embodiment of the present invention.
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. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, it should be understood that the present invention is not limited thereto, and the present invention is only defined by the scope of the following claims.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 사이클로알케닐기를 의미하고, "헤테로사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기를의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를의미하고, "아릴알킬기"란 C6 내지 C20 아릴알킬기를의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를의미하고, "알킬아릴렌기"란 C6 내지 C20 알킬아릴렌기를의미하고, "헤테로아릴렌기"란 C3 내지 C20 헤테로아릴렌기를의미하고, "알콕실렌기"란 C1 내지 C20 알콕실렌기를의미한다.Unless otherwise specified herein, " alkyl group " means a C1 to C20 alkyl group, " alkenyl group " means a C2 to C20 alkenyl group, " cycloalkenyl group " means a C3 to C20 cycloalkenyl group Quot; means a C3 to C20 heterocycloalkenyl group, " an aryl group " means a C6 to C20 aryl group, an " arylalkyl group " means a C6 to C20 arylalkyl group, Refers to a C 1 to C 20 alkylene group, "arylene group" refers to a C6 to C20 arylene group, "alkylarylene group" refers to a C6 to C20 alkylarylene group, "heteroarylene group" refers to a C3 to C20 hetero Quot; means an arylene group, and the " alkoxysilylene group " means a C1 to C20 alkoxysilylene group.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소원자가 할로겐원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20 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 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise specified herein, "substituted" means that at least one hydrogen atom is replaced by a halogen atom (F, Cl, Br, I), a hydroxy group, a C1 to C20 alkoxy group, a nitro group, a cyano group, An ester group, an ether group, a carboxyl group or a salt thereof, a sulfonic acid group or a salt thereof, a phosphoric acid or a salt thereof, a C1-C10 alkyl group, a C1- A C2 to C20 alkenyl group, a C2 to C20 alkynyl group, a C6 to C20 aryl group, a C3 to C20 cycloalkyl group, a C3 to C20 cycloalkenyl group, a C3 to C20 cycloalkynyl group, a C2 to C20 heterocycloalkyl group, a C2 to C20 heterocycloalkyl group, To C20 heterocycloalkenyl groups, C2 to C20 heterocycloalkynyl groups, C3 to C20 heteroaryl groups, or combinations thereof.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.Also, unless otherwise specified herein, "hetero" means that at least one heteroatom of N, O, S, and P is included in the formula.
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. &Quot; (Meth) acrylic acid " refers to both " acrylic acid " and " methacrylic acid " "It means both are possible.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.&Quot; Combination " as used herein, unless otherwise specified, means mixing or copolymerization.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.Also, unless otherwise specified herein, " * " means the same or different atom or moiety connected to the formula.
일 구현예에 따른 디바이스는 기판; 상기 기판 위에 위치하는 차광막; 상기 기판 위에 위치하여 상기 차광막을 덮는 패시베이션막; 상기 패시베이션막 위에 위치하는 박막 트랜지스터; 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하는 컬러필터 및 상기 박막 트랜지스터 위에 위치하여 상기 컬러필터를 덮는 절연막을 포함하고, 상기 차광막은 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제 및 용매를 포함하는 조성물을 이용하여 패터닝된다.A device according to an embodiment comprises a substrate; A light shielding film disposed on the substrate; A passivation film located on the substrate and covering the light-shielding film; A thin film transistor located on the passivation film; A color filter disposed on the thin film transistor, and an insulating film disposed on the thin film transistor and covering the color filter, wherein the light shielding film is patterned using a composition including a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant and a solvent.
디스플레이 소자 등의 디바이스는 빛샘 현상을 방지하기 위하여 차광막을 포함하는데, 상기 차광막은 노광 및 현상 공정에 의해 패터닝이 된다. 이 때, 상기 노광 및 현상 공정에 의해 패턴이 균일하지 못하는 등 미세 패턴을 구현하기가 어려웠으며, 내열성 및 내화학성 또한 낮았다. 나아가 상기 차광막은 네거티브형 조성물을 이용하여 제조될 수 있었을 뿐, 포지티브형 조성물을 이용하여 제조되는데 어려움이 있었다.A device such as a display device includes a light-shielding film for preventing light leakage, and the light-shielding film is patterned by an exposure and development process. At this time, it was difficult to realize a fine pattern such as uneven pattern due to the exposure and development process, and heat resistance and chemical resistance were also low. Furthermore, the light-shielding film can be produced using a negative-working composition, but has difficulty in being produced using a positive-working composition.
그러나, 일 구현예에 따른 디바이스는 미세 패턴을 구현할 수 있는 신규한 패터닝 공정 및 신규한 조성을 통해 제조된 차광막을 포함하여, 네거티브형 및 포지티브형 모두 패터닝이 가능하고, 우수한 내열성 및 내화학성을 가질 수 있다.However, the device according to an embodiment can perform patterning in both a negative type and a positive type including a novel patterning process capable of realizing a fine pattern and a light-shielding film manufactured through a novel composition, and has excellent heat resistance and chemical resistance have.
상기 디바이스는 디스플레이 소자, 예컨대 액정 디스플레이, 발광다이오드, 플라즈마디스플레이 또는 유기발광다이오드 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The device may be, but is not limited to, a display device such as a liquid crystal display, a light emitting diode, a plasma display, or an organic light emitting diode.
도 2는 종래 디바이스(예컨대, 디스플레이 소자 등)의 구조를 나타낸 모식도이고, 도 3은 일 구현예에 따른 디바이스(예컨대, 디스플레이 소자 등)의 구조를 나타낸 모식도이다.Fig. 2 is a schematic diagram showing the structure of a conventional device (e.g., a display device or the like), and Fig. 3 is a schematic diagram showing the structure of a device (e.g., a display device or the like) according to an embodiment.
도 2 및 도 3에서 보는 바와 같이, 종래 디바이스는 대부분 기판(또는 상기 기판 상에 위치하는 패시베이션막) 바로 위에 박막 트랜지스터가 위치하였으나, 일 구현예에 따른 디바이스는 기판 위에 차광막 및 상기 차광막을 덮는 패시베이션막이 위치한다. 이로 인해, 기판(예컨대, 하부 글래스 면)을 통해 RGB 빛을 구현할 수 있으며, 기판(예컨대, 하부 글래스 면)으로 발광하게 되어 박막 트랜지스터와 PCB를 연결하는 공간을 최소화하여 bezel less나 narrow bezel의 패널을 만들 수가있다.As shown in FIGS. 2 and 3, a conventional device has a thin film transistor located directly on a substrate (or a passivation film disposed on the substrate), but a device according to an embodiment includes a light shielding film on the substrate and a passivation film covering the light shielding film. The membrane is positioned. Accordingly, RGB light can be realized through the substrate (e.g., the lower glass surface), and the space for connecting the thin film transistor and the PCB can be minimized by emitting light on the substrate (e.g., the lower glass surface) .
한편, 일 구현예에 따른 디바이스는 ITO(미도시)를 더 포함할 수 있다.Meanwhile, the device according to one embodiment may further include ITO (not shown).
이하, 일 구현예에 따른 디바이스 내 차광막 패터닝용 조성물의 각 구성 성분에 대해 자세히 설명한다.Hereinafter, each component of the composition for patterning the light-shielding film in the device according to one embodiment will be described in detail.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 내열성 폴리머를 포함하는데, 상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지, 아크릴레이트 수지, 실록산계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 예컨대, 상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체 또는 이들의 조합일 수 있다.The composition for patterning the light-shielding film comprises a heat-resistant polymer, wherein the heat-resistant polymer is a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolak resin, a bisphenol A resin, a bisphenol F resin, an acrylate resin, a siloxane- . For example, the heat resistant polymer may be a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, or a combination thereof.
상기 폴리벤조옥사졸 전구체는 하기 화학식 22로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있고, 상기 폴리이미드 전구체는 하기 화학식 23으로 표시되는 구조 단위를 포함할 수 있다. The polybenzoxazole precursor may include a structural unit represented by the following formula (22), and the polyimide precursor may include a structural unit represented by the following formula (23).
[화학식 22][Chemical Formula 22]
(상기 화학식 22에서, (In the above formula (22)
X1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기일 수 있고,X < 1 > may be a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic organic group,
Y1은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 2가 내지 6가의 C1 내지 C30 지방족 유기기 또는 치환 또는 비치환된 2가 내지 6가의 C3 내지 C30 지환족 유기기일 수 있다.)Y 1 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic organic group, a substituted or unsubstituted divalent to hexavalent C1 to C30 aliphatic organic group, or a substituted or unsubstituted divalent to hexavalent C3 to C30 alicyclic organic group have.)
[화학식 23](23)
(상기 화학식 23에서, (In the above formula (23)
X2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 2가 내지 6가의 C1 내지 C30 지방족 유기기 또는 치환 또는 비치환된 2가 내지 6가의 C3 내지 C30 지환족 유기기일 수 있고,X 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic organic group, a substituted or unsubstituted divalent to hexavalent C1 to C30 aliphatic organic group, or a substituted or unsubstituted divalent to hexavalent C3 to C30 alicyclic organic group However,
Y2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 방향족 유기기, 치환 또는 비치환된 4가 내지 6가의 C1 내지 C30 지방족 유기기 또는 치환 또는 비치환된 4가 내지 6가의 C3 내지 C30 지환족 유기기일 수 있다.)Y 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C30 aromatic organic group, a substituted or unsubstituted quadrivalent to hexavalent C1 to C30 aliphatic organic group, or a substituted or unsubstituted quadrivalent to hexavalent C3 to C30 alicyclic organic group have.)
상기 화학식 22에서, 상기 X1은 방향족 유기기로서 방향족 디아민으로부터 유도되는 잔기일 수 있다.In Formula 22, X 1 may be a residue derived from an aromatic diamine as an aromatic organic group.
상기 방향족 디아민의 예로는 3,3'-디아미노-4,4'-디히드록시비페닐, 4,4'-디아미노-3,3'-디히드록시비페닐, 비스(3-아미노-4-히드록시페닐)프로판, 비스(4-아미노-3-히드록시페닐)프로판, 비스(3-아미노-4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-아미노-3-히드록시페닐)술폰, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-히드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시-6-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시-2-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-히드록시-6-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(4-아미노-3-히드록시-2-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2,2-비스(3-아미노-4-히드록시-5-펜타플루오로에틸페닐)헥사플루오로프로판, 2-(3-아미노-4-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-아미노-4-히드록시-5-펜타플루오로에틸페닐)헥사플루오로프로판, 2-(3-아미노-4-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-히드록시-4-아미노-5-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2-(3-아미노-4-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-히드록시-4-아미노-6-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2-(3-아미노-4-히드록시-5-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-히드록시-4-아미노-2-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판, 2-(3-아미노-4-히드록시-2-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-히드록시-4-아미노-5-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판 및 2-(3-아미노-4-히드록시-6-트리플루오로메틸페닐)-2-(3-히드록시-4-아미노-5-트리플루오로메틸페닐)헥사플루오로프로판으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the aromatic diamine include 3,3'-diamino-4,4'-dihydroxybiphenyl, 4,4'-diamino-3,3'-dihydroxybiphenyl, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) sulfone, bis 2,2-bis (4-amino-3-hydroxyphenyl) -1,1,1,3,3,3-hexafluoropropane, 2,2- Hexafluoropropane, 2,2-bis (3-amino-4-hydroxy-5-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2,2- (3-amino-4-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis , 2-bis (4-amino-3-hydroxy-5-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2,2- rope (4-amino-3-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2,2-bis Phenyl) hexafluoropropane, 2- (3-amino-4-hydroxy-5-trifluoromethylphenyl) -2- 2- (3-hydroxy-4-amino-5-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2- (3-amino-4-hydroxy-5-trifluoromethylphenyl) -2- 2- (3-amino-4-amino-6-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2- 2-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane, 2- (3-amino-4-hydroxy-2-trifluoromethylphenyl) Methylphenyl) -2- (3-hydroxy-4-amino-5-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane and 2- Hydroxy-6-trifluoromethylphenyl) -2- (3-hydroxy-4-amino-5-trifluoromethylphenyl) hexafluoropropane may be used, It is not.
상기 X1의 예로는 하기 화학식 24 및 화학식 25로 표시되는 작용기를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of X 1 include functional groups represented by the following formulas (24) and (25), but are not limited thereto.
[화학식 24]≪ EMI ID =
[화학식 25](25)
(상기 화학식 24 및 화학식 25에서,(In the above formulas 24 and 25,
A1은 단일결합, O, CO, CR47R48, SO2 또는 S 일 수 있고, 상기 R47및 R48은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기이고, 구체적으로는 C1 내지 C30 플루오로알킬기일 수 있고,A 1 may be a single bond, O, CO, CR 47 R 48 , SO 2 or S, and R 47 and R 48 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, May be a C1 to C30 fluoroalkyl group,
R50 내지 R52는 각각 독립적으로 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 카르복실기, 히드록시기 또는 티올기일 수 있고,Each of R 50 to R 52 independently represents a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group, a substituted or unsubstituted C1 to C30 carboxyl group, a hydroxyl group or a thiol group,
n10은 0 내지 2의 정수일 수 있고, n11 및 n12는 각각 0 내지 3의 정수일 수 있다)n10 may be an integer of 0 to 2, and n11 and n12 may each be an integer of 0 to 3)
상기 화학식 22에서, Y1은 방향족 유기기, 2가 내지 6가의 지방족 유기기 또는 2가 내지 6가의 지환족 유기기로서, 디카르복시산의 잔기 또는 디카르복시산 유도체의 잔기일 수 있다. 구체적으로는 Y1은 방향족 유기기 또는 2가 내지 6가의 지환족 유기기일 수 있다.In Formula 22, Y 1 is an aromatic organic group, a divalent to hexavalent aliphatic organic group, or a divalent to hexavalent alicyclic group, and may be a residue of a dicarboxylic acid or a residue of a dicarboxylic acid derivative. Specifically, Y 1 may be an aromatic organic group or a divalent to hexavalent alicyclic organic group.
상기 디카르복시산 유도체의 구체적인 예로는 4,4'-옥시디벤조일클로라이드, 디페닐옥시디카르보닐디클로라이드, 비스(페닐카르보닐클로라이드)술폰, 비스(페닐카르보닐클로라이드)에테르, 비스(페닐카르보닐클로라이드)페논, 프탈로일디클로라이드, 테레프탈로일디클로라이드, 이소프탈로일디클로라이드, 디카르보닐디클로라이드, 디페닐옥시디카르복실레이트디벤조트리아졸 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specific examples of the dicarboxylic acid derivative include 4,4'-oxydibenzoyl chloride, diphenyloxydicarbonyldichloride, bis (phenylcarbonyl chloride) sulfone, bis (phenylcarbonyl chloride) ether, bis (phenylcarbonyl chloride ) Phenone, phthaloyldichloride, terephthaloyldichloride, isophthaloyldichloride, dicarbonyldichloride, diphenyloxydicarboxylate dibenzotriazole, or combinations thereof, but is not limited thereto.
상기 Y1의 예로는 하기 화학식 26 내지 화학식 28로 표시되는 작용기를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of Y 1 include functional groups represented by the following formulas (26) to (28), but are not limited thereto.
[화학식 26](26)
[화학식 27](27)
[화학식 28](28)
(상기 화학식 26 내지 화학식 28에서, (In the above Chemical Formulas 26 to 28,
R53 내지 R56은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기일 수 있고,Each of R 53 to R 56 may independently be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group,
n13 및 n14는 각각 0 내지 4의 정수일 수 있고, n15 및 n16은 각각 0 내지 3의 정수일 수 있고,n13 and n14 may each be an integer of 0 to 4, n15 and n16 may each be an integer of 0 to 3,
A2는 단일결합, O, CR47R48, CO, CONH, S 또는 SO2일 수 있고, 상기 R47 및 R48은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기일 수 있고, 구체적으로는 C1 내지 C30 플루오로알킬기일 수 있다)A 2 may be a single bond, O, CR 47 R 48 , CO, CONH, S or SO 2 , and each of R 47 and R 48 may independently be a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C30 alkyl group , Specifically a C1 to C30 fluoroalkyl group)
상기 화학식 23에서, X2는 방향족 유기기, 2가 내지 6가의 지방족 유기기 또는 2가 내지 6가의 지환족 유기기이다. 구체적으로는 X2는 방향족 유기기 또는 2가 내지 6가의 지환족 유기기일 수 있다.In Formula 23, X 2 is an aromatic organic group, a divalent to hexavalent aliphatic organic group, or a divalent to hexavalent alicyclic organic group. Specifically, X 2 may be an aromatic organic group or a divalent to hexavalent alicyclic organic group.
구체적으로는 상기 X2는 방향족 디아민, 지환족 디아민 또는 실리콘 디아민으로부터 유도되는 잔기일 수 있다. 이때, 상기 방향족 디아민, 지환족 디아민 및 실리콘 디아민은 단독으로 또는 이들을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.Specifically, X 2 may be a residue derived from an aromatic diamine, an alicyclic diamine or a silicone diamine. At this time, the aromatic diamine, alicyclic diamine and silicon diamine may be used singly or in combination of one or more thereof.
상기 방향족 디아민의 예로는 3,4'-디아미노디페닐에테르, 4,4'-디아미노디페닐에테르, 3,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐메탄, 4,4'-디아미노디페닐술폰, 4,4'-디아미노디페닐술피드, 벤지딘, m-페닐렌디아민, p-페닐렌디아민, 1,5-나프탈렌디아민, 2,6-나프탈렌디아민, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]술폰, 비스(3-아미노페녹시페닐)술폰, 비스(4-아미노페녹시)비페닐, 비스[4-(4-아미노페녹시)페닐]에테르, 1,4-비스(4-아미노페녹시)벤젠, 이들의 방향족 고리에 알킬기나 할로겐 원자가 치환된 화합물, 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the aromatic diamine include 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 4,4'-diaminodiphenylsulfone, 4,4'-diaminodiphenylsulfide, benzidine, m-phenylenediamine, p-phenylenediamine, 1,5-naphthalenediamine, 2,6-naphthalenediamine , Bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone, bis (4-aminophenoxy) ] Ether, 1,4-bis (4-aminophenoxy) benzene, a compound in which the aromatic ring thereof is substituted with an alkyl group or a halogen atom, or a combination thereof, but is not limited thereto.
상기 지환족 디아민의 예로는 1,2-시클로헥실 디아민, 1,3-시클로헥실 디아민, 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the alicyclic diamine include, but are not limited to, 1,2-cyclohexyldiamine, 1,3-cyclohexyldiamine, or a combination thereof.
상기 실리콘 디아민의 예로는 비스(4-아미노페닐)디메틸실란, 비스(4-아미노페닐)테트라메틸실록산, 비스(p-아미노페닐)테트라메틸디실록산, 비스(γ-아미노프로필)테트라메틸디실록산, 1,4-비스(γ-아미노프로필디메틸실릴)벤젠, 비스(4-아미노부틸)테트라메틸디실록산, 비스(γ-아미노프로필)테트라페닐디실록산, 1,3-비스(아미노프로필)테트라메틸디실록산, 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the silicon diamine include bis (4-aminophenyl) dimethylsilane, bis (4-aminophenyl) tetramethylsiloxane, bis (p- aminophenyl) tetramethyldisiloxane, Bis (? -Aminopropyldimethylsilyl) benzene, bis (4-aminobutyl) tetramethyldisiloxane, bis (? -Aminopropyl) tetraphenyldisiloxane, 1,3- Methyldisiloxane, or combinations thereof, but are not limited thereto.
상기 화학식 23에서, Y2는 방향족 유기기, 4가 내지 6가의 지방족 유기기 또는 4가 내지 6가의 지환족 유기기이다. 구체적으로는 Y2는 방향족 유기기 또는 4가 내지 6가의 지환족 유기기일 수 있다.In the formula (23), Y 2 is an aromatic organic group, a 4- to 6-valent aliphatic organic group, or a 4- to 6-valent alicyclic group-containing organic group. Specifically, Y 2 may be an aromatic organic group or a divalent to tetravalent alicyclic organic group.
상기 Y2는 방향족 산이무수물, 또는 지환족 산이무수물로부터 유도된 잔기일 수 있다. 이때, 상기 방향족 산이무수물 및 상기 지환족 산이무수물은 단독으로 또는 이들을 1종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The Y 2 may be an aromatic acid dianhydride, or a residue derived from an alicyclic acid dianhydride. At this time, the aromatic acid dianhydride and the alicyclic acid dianhydride may be used alone or in admixture of at least one thereof.
상기 방향족 산이무수물의 예로는 피로멜리트산 이무수물(pyromellitic dianhydride); 벤조페논-3,3',4,4'-테트라카르복실산 이무수물(benzophenone-3,3',4,4'-tetracarboxylic dianhydride)과 같은 벤조페논 테트라카르복실산 이무수물(benzophenone tetracarboxylic dianhydride); 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-oxydiphthalic dianhydride)과 같은 옥시디프탈산 이무수물(oxydiphthalic dianhydride); 3,3',4,4'-비프탈산 이무수물(3,3',4,4'-biphthalic dianhydride)과 같은 비프탈산 이무수물(biphthalic dianhydride); 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 이무수물(4,4'-(hexafluoroisopropyledene)diphthalic dianhydride)과 같은 (헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 이무수물((hexafluoroisopropyledene)diphthalic dianhydride); 나프탈렌-1,4,5,8-테트라카르복실산 이무수물(naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride); 3,4,9,10-퍼릴렌테트라카르복실산 이무수물(3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride) 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the aromatic acid dianhydride include pyromellitic dianhydride; Benzophenone tetracarboxylic dianhydride such as benzophenone-3,3 ', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, benzophenone-3,3'4,4'-tetracarboxylic dianhydride, ; Oxydiphthalic dianhydride such as 4,4'-oxydiphthalic dianhydride; Biphthalic dianhydride such as 3,3 ', 4,4'-biphthalic dianhydride (3,3', 4,4'-biphthalic dianhydride); (Hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride such as 4,4 '- (hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride (4,4' - (hexafluoroisopropylidene) diphthalic dianhydride) ; Naphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride; 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, and the like, but the present invention is not limited thereto.
상기 지환족 산이무수물의 예로는 1,2,3,4-사이클로부탄테트라카르복실산 이무수물(1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride), 1,2,3,4-사이클로펜탄테트라카르복실산 이무수물(1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride), 5-(2,5-디옥소테트라하이드로퓨릴)-3-메틸-사이클로헥산-1,2-디카르복실산 이무수물(5-(2,5-dioxotetrahydrofuryl)-3-methyl-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride), 4-(2,5-디옥소테트라하이드로퓨란-3-일)-테트랄린-1,2-디카르복실산 이무수물(4-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-tetralin-1,2-dicarboxylic anhydride), 바이사이클로옥텐-2,3,5,6-테트라카르복실산 이무수물(bicyclooctene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride), 바이사이클로옥텐-1,2,4,5-테트라카르복실산 이무수물(bicyclooctene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride)를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Examples of the alicyclic dianhydrides include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentanetetracarboxylic dianhydride, 5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid dianhydride (5- (2,5-dioxotetrahydrofuryl) -3-methyl-cyclohexane-1,2-dicarboxylic anhydride), 4- (2,5- dioxotetrahydrofuran-3-yl) -tetralin- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl) -tetralin-1,2-dicarboxylic anhydride, bicyclooctene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, bicyclooctene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, and the like. But is not limited thereto.
상기 내열성 폴리머는 3,000 g/mol내지 300,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있고, 구체적으로는 5,000 g/mol내지 30,000 g/mol의 중량평균분자량(Mw)을 가질 수 있다. 상기 범위의 중량평균분자량(Mw)을 가질 경우, 용매에 대한 용해도가 우수하고, 프리베이크(pre-bake) 후에 충분한 내화학성을 얻을 수 있으며, 효율적으로 패터닝을 할 수 있다.The heat-resistant polymer may have a weight average molecular weight (Mw) of 3,000 g / mol to 300,000 g / mol, and more specifically, a weight average molecular weight (Mw) of 5,000 g / mol to 30,000 g / mol. When the weight average molecular weight (Mw) is within the above range, the solubility in a solvent is excellent, sufficient chemical resistance can be obtained after pre-bake, and patterning can be efficiently performed.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 가교제를 포함하며, 상기 가교제는 비닐에테르 가교제일 수 있다. 예컨대, 상기 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함할 수 있다.The composition for patterning the light-shielding film may include a crosslinking agent, and the crosslinking agent may be a vinyl ether crosslinking agent. For example, the crosslinking agent may include at least one functional group represented by the following formula (1).
[화학식 1][Chemical Formula 1]
예컨대, 상기 가교제는 상기 화학식 1로 표시되는 관능기 이외에, 추가로 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 관능기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.For example, the crosslinking agent may further include at least one selected from the group consisting of functional groups represented by the following formulas (2) to (4) in addition to the functional groups represented by the formula (1).
[화학식 2](2)
[화학식 3](3)
[화학식 4][Chemical Formula 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,In the above formulas (3) and (4)
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
예컨대, 상기 가교제는 하기 화학식 A 내지 화학식 M 중 어느 하나로 표시될 수 있다.For example, the crosslinking agent may be represented by any one of the following formulas (A) to (M).
[화학식 A](A)
[화학식 B][Chemical Formula B]
[화학식 C]≪ RTI ID = 0.0 &
[화학식 D][Chemical Formula D]
[화학식 E](E)
[화학식 F][Chemical Formula F]
[화학식 G][Formula G]
[화학식 H][Formula H] <
[화학식 I](I)
[화학식 J][Chemical Formula J]
[화학식 K][Chemical formula K]
[화학식 L][Chemical formula L]
[화학식 M][Formula M]
상기 가교제는 상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 5 중량부 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 이 경우, 막을 견고하게 하여 용제 및 현상액에 대한 내성을 가지며, 경화 후 테이퍼각(tapered angle)이나 내열성을 향상시킬 수 있다.The cross-linking agent may be included in an amount of 5 to 40 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat-resistant polymer. In this case, the film is made robust and has resistance to a solvent and a developing solution, and it is possible to improve the tapered angle and heat resistance after curing.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 흑색 착색제를 포함하는데, 상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, RGB 혼합형 블랙, 코발트 산화물, 티타늄 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다. 예컨대, 상기 흑색 착색제는 카본 블랙일 수 있다.The composition for patterning the light-shielding film includes a black colorant, which may be carbon black, aniline black, perylene black, RGB mixed black, cobalt oxide, titanium oxide, or a combination thereof. For example, the black colorant may be carbon black.
상기 흑색 착색제를 분산시키기 위해 분산제를 함께 사용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 흑색 착색제를 분산제로 미리 표면처리하여 사용하거나, 조성물 제조 시 흑색 착색제와 함께 분산제를 첨가하여 사용할 수 있다.A dispersing agent may be used together to disperse the black colorant. Specifically, the black colorant may be surface-treated in advance with a dispersant, or a dispersant may be added together with a black colorant when the composition is prepared.
상기 분산제로는 비이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등을 사용할 수 있다. 상기 분산제의 구체적인 예로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알코올에스테르알킬렌옥사이드부가물, 알코올알킬렌옥사이드부가물, 술폰산에스테르, 술폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드부가물, 알킬아민 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.As the dispersing agent, a nonionic dispersing agent, an anionic dispersing agent, a cationic dispersing agent and the like can be used. Specific examples of the dispersing agent include polyalkylene glycols and esters thereof, polyoxyalkylene, polyhydric alcohol ester alkylene oxide adducts, alcohol alkylene oxide adducts, sulfonic acid esters, sulfonic acid salts, carboxylic acid esters, Alkylamido alkylene oxide adducts, and alkylamines. These may be used singly or in combination of two or more thereof.
구체적으로, 상기 흑색 착색제는 상기 분산제 및 후술하는 용매를 포함하는 분산액의 형태로 사용될 수 있고, 상기 분산액은 고형분의 흑색 착색제, 분산제 및 용매를 포함할 수 있다. Specifically, the black colorant may be used in the form of a dispersion containing the dispersant and a solvent described later, and the dispersion may include a solid black colorant, a dispersant, and a solvent.
상기 흑색 착색제는 상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 10 중량부 내지 200 중량부, 예컨대 20 중량부 내지 150 중량부로 포함될 수 있다. 상기 흑색 착색제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 착색 효과 및 현상 성능이 우수하다.The black colorant may be included in an amount of 10 to 200 parts by weight, for example, 20 to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat-resistant polymer. When the black colorant is contained within the above range, the coloring effect and developing performance are excellent.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 염기 발생제를 더 포함할 수 있다. 상기 염기 발생제를 더 포함함으로써, 에천트(etchant)에 대한 막의 흡수를 용이하게 하여 에천트에 의해 패터닝이 되는 시간 및 패턴 형태를 조절할 수 있다.The composition for patterning the light-shielding film may further comprise a base generator. By further including the base generator, the absorption of the film to the etchant is facilitated, so that the time and the pattern form to be patterned by the etchant can be controlled.
예컨대, 상기 염기 발생제는 하기 화학식 5로 표시될 수 있다.For example, the base generator may be represented by the following general formula (5).
[화학식 5][Chemical Formula 5]
상기 화학식 5에서,In Formula 5,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,X is -CH 2 - or an -NH-,
W는 -O- 또는 -S- 이고, W is -O- or -S-,
n은 0 또는 1의 정수이고,n is an integer of 0 or 1,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
예컨대, 상기 염기 발생제는 하기 화학식 6 내지 화학식 9 중 어느 하나로 표시될 수 있다.For example, the base generator may be represented by any of the following formulas (6) to (9).
[화학식 6][Chemical Formula 6]
[화학식 7](7)
[화학식 8][Chemical Formula 8]
[화학식 9][Chemical Formula 9]
상기 화학식 6 내지 화학식 9에서,In the above Chemical Formulas 6 to 9,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,X is -CH 2 - or an -NH-,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
예컨대, 상기 염기 발생제는 하기 화학식 10 내지 화학식 22로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.For example, the base generator may be at least one selected from the group consisting of the following chemical formulas (10) to (22), but is not limited thereto.
[화학식 10][Chemical formula 10]
[화학식 11](11)
[화학식 12][Chemical Formula 12]
[화학식 13][Chemical Formula 13]
[화학식 14][Chemical Formula 14]
[화학식 15][Chemical Formula 15]
[화학식 16][Chemical Formula 16]
[화학식 17][Chemical Formula 17]
[화학식 18][Chemical Formula 18]
[화학식 19][Chemical Formula 19]
[화학식 20][Chemical Formula 20]
[화학식 21][Chemical Formula 21]
[화학식 22][Chemical Formula 22]
상기 염기 발생제는 내열성 폴리머 100 중량부에 대하여 5 중량부 내지 40 중량부, 예컨대 7 중량부 내지 30중량부로 사용되는 것이 좋다. 염기 발생제의 함량이 상기 범위일 경우, 패턴의 잔여물(residue) 없이 하부까지 패터닝이 빠르게 될 수 있다.The base generator is preferably used in an amount of 5 to 40 parts by weight, for example, 7 to 30 parts by weight based on 100 parts by weight of the heat-resistant polymer. When the content of the nucleating agent is in the above range, the patterning can be accelerated to the bottom without residue of the pattern.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제, 염기 발생제 등의 각 성분을 용이하게 용해시킬 수 있는 용매를 포함할 수 있다.The composition for patterning the light-shielding film may include a solvent capable of easily dissolving each component such as a heat-resistant polymer, a crosslinking agent, a black coloring agent, and a base generator.
상기 용매는 유기용매를 사용하며, 구체적으로는 N-메틸-2-피롤리돈, 감마-부티로락톤, N,N-디메틸아세트아미드, 디메틸설폭사이드, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 락트산메틸(메틸락테이트), 락트산에틸(에틸락테이트), 락트산부틸(부틸락테이트), 메틸-1,3-부틸렌글리콜아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜-3-모노메틸에테르, 피루브산메틸(메틸피루베이트), 피루브산에틸(에틸피루베이트), 메틸-3-메톡시 프로피오네이트 또는 이들의 조합 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. Examples of the solvent include organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, gamma-butyrolactone, N, N-dimethylacetamide, dimethylsulfoxide, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol di Propyleneglycol monomethyl ether, propyleneglycol monomethyl ether acetate, methyl lactate (methyl lactate), ethyl lactate (ethyl lactate), butyl lactate (butyl lactate), ethyl lactate (Methyl lactate), methyl-1,3-butylene glycol acetate, 1,3-butylene glycol-3-monomethyl ether, methyl pyruvate (methyl pyruvate), ethyl pyruvate Ethoxypropionate, or a combination thereof may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 용매는 스핀 코팅, 슬릿 다이 코팅 등 감광성 수지막을 형성하는 공정에 따라 적절하게 선택하여 사용할 수 있다.The solvent may be appropriately selected and used depending on the step of forming a photosensitive resin film such as spin coating, slit die coating and the like.
상기 용매는 내열성 폴리머 100 중량부에 대하여 150 중량부 내지 4000 중량부로, 예컨대 200 중량부 내지 3000 중량부로 사용되는 것이 좋다. 용매의 함량이 상기 범위일 때는 충분한 두께의 막을 코팅할 수 있으며, 용해도 및 코팅성이 우수하여 좋다.The solvent may be used in an amount of 150 parts by weight to 4000 parts by weight, for example, 200 parts by weight to 3000 parts by weight, based on 100 parts by weight of the heat resistant polymer. When the content of the solvent is within the above range, a film having a sufficient thickness can be coated, and the solubility and coatability can be excellent.
상기 차광막 패터닝용 조성물은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. The composition for patterning the light-shielding film may further include other additives.
예컨대, 상기 차광막 패터닝용 조성물은 코팅 시 얼룩이나 반점 방지, 레벨링 특성, 또는 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 말론산이나 3-아미노-1,2-프로판디올, 레벨링제, 불소계계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제 등을 포함할 수 있다. 이들 첨가제의 사용량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.For example, the composition for patterning the light-shielding film may contain at least one of malonic acid, 3-amino-1,2-propanediol, a leveling agent, a fluorine-based surfactant, An activator, a silicone surfactant, a radical polymerization initiator, or an additive in combination thereof. The amount of these additives to be used can be easily controlled depending on the desired physical properties.
또한 상기 차광막 패터닝용 조성물은 밀착력 등의 향상을 위해 첨가제로서 에폭시 화합물을 더 포함할 수 있다. 상기 에폭시 화합물로는 에폭시 노볼락 아크릴 카르복실레이트 수지, 오르토 크레졸 노볼락 에폭시 수지, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.In addition, the composition for patterning the light-shielding film may further include an epoxy compound as an additive for improving adhesion and the like. Examples of the epoxy compound include epoxy novolac acrylate carboxylate resin, orthocresol novolak epoxy resin, phenol novolak epoxy resin, tetramethyl biphenyl epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, or a combination thereof .
상기 에폭시 화합물을 더 포함하는 경우 과산화물 개시제 또는 아조비스계 개시제와 같은 라디칼 중합 개시제, 광산 발생제, 열산 발생제 등을 더 포함할 수도 있다.When the epoxy compound is further included, it may further include a radical polymerization initiator such as a peroxide initiator or an azobis initiator, a photoacid generator, a thermal acid generator, and the like.
상기 에폭시 화합물은 상기 차광막 패터닝용조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부로 사용될 수 있다. 상기 에폭시 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우 저장성 및 경제적으로 밀착력 및 기타 특성을 향상시킬 수 있다.The epoxy compound may be used in an amount of 0.01 part by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the composition for patterning the light-shielding film. When the epoxy compound is contained within the above range, the adhesion and other properties can be improved in terms of storage stability and economy.
또한 상기 차광막 패터닝용 조성물은 열잠재 산발생제를 더 포함할 수 있다. 상기 열잠재 산발생제의 예로는 p-톨루엔술폰산, 벤젠술폰산 등과 같은 아릴술폰산; 트리플루오로메탄술폰산, 트리플루오로부탄술폰산 등과 같은 퍼플루오로알킬술폰산; 메탄술폰산, 에탄술폰산, 부탄술폰산 등과 같은 알킬술폰산; 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The composition for patterning the light-shielding film may further comprise a thermal latent acid generator. Examples of the thermal latent acid generator include arylsulfonic acids such as p-toluenesulfonic acid, benzenesulfonic acid and the like; Perfluoroalkylsulfonic acids such as trifluoromethanesulfonic acid, trifluorobutanesulfonic acid and the like; Methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, butanesulfonic acid and the like; Or combinations thereof, but are not limited thereto.
다른 구현예에 따르면 기재 상에 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제 및 용매를 포함하는 조성물을 코팅하는 단계; 상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계; 노광 및 현상하는 단계; 상기 현상 후 에칭하는 단계; 상기 에칭 후 스트리퍼(stripper)를 이용하여 스트리핑(stripping)하는 단계; 상기 스트리핑 후 가열하는 단계를 포함하는 차광막 패터닝 방법을 제공한다. According to another embodiment, there is provided a method of manufacturing a light emitting device, comprising: coating a composition comprising a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant and a solvent on a substrate; Coating and heating the photoresist on the composition; Exposure and development; Etching after the development; Stripping using the stripper after the etching; And a step of heating after the stripping.
종래 차광막 패터닝 방법과 달리, 상기 구현예에 따른 차광막 패터닝 방법은 노광 및 현상 공정 이후 에칭 및 스트리핑하는 공정을 거쳐, 미세 패턴을 구현할 수 있다.Unlike the conventional light-shielding film patterning method, the light-shielding film patterning method according to the above embodiment may implement a fine pattern through an etching and stripping process after the exposure and development processes.
또한, 상기 스트리핑 후 가열하는 단계에서, 상기 가열은 200℃ 내지 600℃, 예컨대 220℃ 내지 450℃에서 실시할 수 있다. 일반적으로 차광막 제조 시 후가열 공정(포스트 베이킹 공정)의 온도는 120℃ 내지 240℃에 불과하나, 상기 구현예에 따르면 후가열 공정의 온도를 250℃ 내지 600℃, 예컨대 300℃ 내지 450℃로 유지해 줌으로써, 차광막 제조 후 TFT 공정 진행 시 발생할 수 있는 고온에 대해 아웃가스(outgas) 발생 감소 또는 내열성을 향상시키는 효과가 있다.Further, in the step of heating after the stripping, the heating may be performed at a temperature of 200 ° C to 600 ° C, for example, 220 ° C to 450 ° C. In general, the temperature of the post-baking process (post-baking process) in manufacturing the light-shielding film is only 120 to 240 캜, but according to the embodiment, the temperature of the post-baking process is maintained at 250 캜 to 600 캜, The effect of reducing the generation of outgas or improving the heat resistance against the high temperature which may occur when the TFT process is performed after the manufacture of the light-shielding film is effective.
한편, 상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계에서, 상기 가열은 70℃ 내지 160℃, 바람직하게는 80℃ 내지 150℃에서 실시할 수 있다.On the other hand, in the step of coating and heating the photoresist on the composition, the heating can be carried out at 70 to 160 캜, preferably 80 to 150 캜.
예컨대, 상기 포토 레지스트는 노볼락계 또는 나프토퀴논디아지드계일 수 있다. 예컨대, 상기 포토 레지스트는 화학 증폭형 레지스트(chemically amplified resist)일 수 있다.For example, the photoresist may be a novolac or naphthoquinonediazide. For example, the photoresist may be a chemically amplified resist.
예컨대, 상기 에칭은 습식 에칭(wet etching)일 수 있다. 이 때 사용되는 에칭액은 산성 에칭액일 수 있다.For example, the etching may be wet etching. The etching solution used at this time may be an acidic etching solution.
예컨대, 상기 스트리퍼는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 에틸 락테이트(EL), γ-부티로락톤(GBL), 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH), 수산화칼륨(KOH), 디메틸설폭사이드(DMSO), 부틸디글리콜(BDG), 모노에탄올아민(MEA), N-메틸피롤리돈(NMP), 하이드록시데카노익 액시드(HDA), 카테콜(catechol) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.For example, the stripper can be made by reacting propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), gamma -butyrolactone (GBL), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) But are not limited to, potassium hydroxide (KOH), dimethylsulfoxide (DMSO), butyldiglycol (BDG), monoethanolamine (MEA), N-methylpyrrolidone (NMP), hydroxydecanoic acid catechol, or combinations thereof.
상기 현상 후 에칭하기 전 또는 상기 에칭 후 스트리핑하기 전, 표백하는 단계(bleaching)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 포토레지스트의 용해를 빠르게 하거나 하부 막의 감광성 물질의 반응을 발생시킬 수 있는 효과가 있다.The method may further include bleaching before or after stripping after the development. In this case, the dissolution of the photoresist can be accelerated or the reaction of the photosensitive material of the lower film can be generated.
상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지, 아크릴레이트 수지, 실록산계 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 또한, 상기 내열성 폴리머에 대한 내용은 전술한 바와 같다.The heat resistant polymer may be a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolak resin, a bisphenol A resin, a bisphenol F resin, an acrylate resin, a siloxane resin, or a combination thereof. The content of the heat-resistant polymer is as described above.
상기 가교제는 상기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함할 수 있다. 또한, 상기 가교제에 대한 내용은 전술한 바와 같다.The crosslinking agent may include at least one functional group represented by the formula (1). The content of the crosslinking agent is as described above.
상기 조성물은 염기 발생제를 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 염기 발생제에 대한 내용은 전술한 바와 같다.The composition may further comprise a base generator. The content of the base generator is as described above.
상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, RGB 혼합형 블랙, 코발트 산화물, 티타늄 산화물 또는 이들의 조합일 수 있다.The black colorant may be carbon black, aniline black, perylene black, RGB mixed black, cobalt oxide, titanium oxide, or a combination thereof.
상기 조성물은 상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해 상기 가교제를 5 중량부 내지 40중량부 포함하고, 상기 흑색 착색제를 10 중량부 내지 200 중량부 포함하고, 상기 용매를 150 중량부 내지 4000 중량부 포함할 수 있다.The composition contains 5 to 40 parts by weight of the cross-linking agent per 100 parts by weight of the heat-resistant polymer, 10 to 200 parts by weight of the black colorant, 150 to 4,000 parts by weight of the solvent .
상기 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 레벨링제, 불소계계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The composition may further comprise additives such as malonic acid, 3-amino-1,2-propanediol, a leveling agent, a fluorinated surfactant, a silicone surfactant, a radical polymerization initiator or a combination thereof.
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples. However, the following Examples are only the preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited to the following Examples.
(( 실시예Example ))
(내열성 폴리머제조)(Heat Resistant Polymer Production)
교반기, 온도조절 장치, 질소가스주입 장치, 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 질소를 통과시키면서 2,2-비스(3-아미노-4-하드록시페닐)-1,1,1,3,3,3-헥사플루오로프로판 12.4 g 및 N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 125g을 넣어 용해시켰다. In a four-necked flask equipped with a stirrer, a temperature controller, a nitrogen gas injector, and a condenser, nitrogen was passed through while 2,2-bis (3-amino-4-hardoxyphenyl) -1,1,1,3,3 , 12.4 g of 3-hexafluoropropane and 125 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were added and dissolved.
고체가 완전 용해되면 촉매로서 피리딘을 4.2 g 투입하고 온도를 0℃ 내지 5℃로 유지하면서 4,4'-옥시디벤조일클로라이드 9.4 g을 NMP 100g에 넣어 용해시킨 용액을 장착된 4구 플라스크에 30분간 천천히 적하시켰다. 적하가 완료된 후 1시간 동안 0℃ 내지 5℃에서 반응을 수행하고, 상온(15℃ 내지 25℃)으로 온도를 올려 1시간 동안 반응을 시켰다.When the solid was completely dissolved, 4.2 g of pyridine was added as a catalyst, and 9.4 g of 4,4'-oxydibenzoyl chloride was dissolved in 100 g of NMP while maintaining the temperature at 0 ° C to 5 ° C. Gt; After completion of the dropwise addition, the reaction was carried out at 0 ° C to 5 ° C for 1 hour, and the temperature was raised to room temperature (15 ° C to 25 ° C) for reaction for 1 hour.
여기에 5-노보렌-2,3-디카르복시언하이드라이드를 1.1g 을 투입하고 70℃에서 24시간 동안 교반한 후, 반응을 종료하였다. 반응혼합물은 물/메탄올 = 10/1(용적비)의 용액에 투입하여 침전물을 생성시키고, 침전물을 여과하여 물로 충분히 세정한 후, 80℃ 온도의 진공 하에서 24 시간 이상 건조하여 폴리벤조옥사졸 전구체를 얻었다.After 1.1 g of 5-norbornene-2,3-dicarboxyanhydride was added thereto, the mixture was stirred at 70 ° C for 24 hours, and the reaction was terminated. The reaction mixture was poured into a solution of water / methanol = 10/1 (volume ratio) to form a precipitate. The precipitate was filtered and sufficiently washed with water, and then dried at 80 DEG C under vacuum for 24 hours to obtain a polybenzoxazole precursor .
(차광막 (Shielding film 패터닝용For patterning 조성물 제조) Composition Preparation)
실시예Example 1 One
상기 폴리벤조옥사졸 전구체 10 g을 γ-부티로락톤(GBL) 10 g, PGME(프로필렌글리콜 모노메틸에테르) 140 g 및 EL(에틸 락테이트) 40 g의 혼합 용매에 첨가하여 용해시킨 후, 카본 블랙 8 g과 하기 화학식 B로 표시되는 가교제 2.5 g을 추가로 첨가하여 용해시킨 후, 0.45 ㎛의 플루오르수지제 필터로 여과하여 차광막 패터닝용 조성물을 얻었다.10 g of the polybenzoxazole precursor was added to and dissolved in a mixed solvent of 10 g of? -Butyrolactone (GBL), 140 g of PGME (propylene glycol monomethyl ether) and 40 g of EL (ethyl lactate) 8 g of black and 2.5 g of a cross-linking agent represented by the following formula (B) were further added and dissolved, followed by filtration through a 0.45 占 퐉 fluorine resin filter to obtain a composition for patterning a light-shielding film.
[화학식 B][Chemical Formula B]
실시예Example 2 2
상기 실시예 1에서, 카본 블랙, 상기 화학식 B로 표시되는 가교제와 함께, 하기 화학식 10으로 표시되는 염기 발생제를 2.5 g 더 포함시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여, 차광막 패터닝용 조성물을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, except that 2.5 g of the base generator represented by the following Chemical Formula 10 was further included in the carbon black and the crosslinking agent represented by Chemical Formula B in Example 1, A composition was prepared.
[화학식 10][Chemical formula 10]
실시예Example 3 3
상기 실시예 1에서, 카본 블랙, 상기 화학식 B로 표시되는 가교제와 함께, 하기 화학식 21로 표시되는 염기 발생제를 2.5 g 더 포함시킨 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여, 차광막 패터닝용 조성물을 제조하였다.In the same manner as in Example 1, except that 2.5 g of the base generator represented by the following general formula (21) was further included in the carbon black and the crosslinking agent represented by the general formula (B) in Example 1, A composition was prepared.
[화학식 21][Chemical Formula 21]
비교예Comparative Example 1 One
상기 실시예 1에서, 상기 화학식 B로 표시되는 가교제를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여, 차광막 패터닝용 조성물을 제조하였다.In Example 1, a composition for patterning a light-shielding film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the crosslinking agent represented by the formula (B) was not used.
(평가)(evaluation)
평가 1: 내화학성 평가Evaluation 1: Chemical resistance evaluation
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따른 차광막 패터닝용 조성물을 8 인치 웨이퍼에 SEMES社의 스핀 코터인 K-SPINNER를 이용해 코팅한 후, 140℃의 핫플레이트에서, 3분간 가열하여 두께가 1.5 ㎛인 차광막을 형성하였다. 상기 차광막을 PGMEA에 1분 동안 디핑(dipping)한 후 두께 변화를 관찰하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The compositions for patterning the light-shielding film according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were coated on an 8-inch wafer using K-SPINNER, a spin coater of SEMES Co., A light shielding film having a thickness of 1.5 mu m was formed. The light-shielding film was dipped in PGMEA for 1 minute, and the change in thickness was observed. The results are shown in Table 1 below.
내화학성 평가 기준Chemical resistance evaluation standard
두께 변화가 없음: ○No change in thickness: ○
두께 변화가 있음: ⅩVariation in thickness: X
상기 표 1에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3의 차광막 패터닝용 조성물은 비교예 1의 차광막 패터닝용 조성물에 비해, 우수한 내화학성을 가지고, 이로 인해 미세 패턴 구현이 가능한 차광막을 제공할 수 있음을 확인할 수 있다. As shown in Table 1, the compositions for patterning the light-shielding film of Examples 1 to 3 can provide a light-shielding film having a superior chemical resistance compared to the composition for patterning the light-shielding film of Comparative Example 1, .
(평가)(evaluation)
평가 2: 차광막 패턴 형성 여부 및 Evaluation 2: Whether or not the light-shielding film pattern is formed and 테이퍼각Taper angle (( tapererdtapererd angle) 평가 angle
상기 실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1에 따른 차광막 패터닝용 조성물을 8 인치 웨이퍼에 SEMES社의 스핀 코터인 K-SPINNER를 이용해 코팅한 후, 140℃의 핫플레이트에서, 3분간 가열하여 두께가 1.5 ㎛인 차광막을 형성하였다. 그리고 i-line PR(HKT-501)을 상기 차광막 위에 코팅한 후, 이를 100℃의 핫플레이트에서, 1분간 가열하여 두께가 1.0 ㎛인 PR막을 형성하였다. 이후Nikon社의 i10C로 에너지를 split하여 5 ㎛의 미세 패턴을 구현하였다.패터닝된 웨이퍼를 전면 노광(bleaching; 1000 mJ/cm2)한다. 이 후 Al etchant에 30℃로 300초 동안 딥핑한 후, TMAH 200초 puddle 공정을 진행해, 최종 차광막 패터닝을 얻었다. 또한, 상기 패턴이 구현된 기판을 350℃에서 1시간 동안 경화한 후, Hitachi 社의 S-4300으로 테이퍼 각을 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The compositions for patterning the light-shielding film according to Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were coated on an 8-inch wafer using K-SPINNER, a spin coater of SEMES Co., A light shielding film having a thickness of 1.5 mu m was formed. Then, an i-line PR (HKT-501) was coated on the light-shielding film and then heated on a hot plate at 100 DEG C for 1 minute to form a PR film having a thickness of 1.0 mu m. Then, the energy was split with i10C of Nikon to realize a fine pattern of 5 탆. The patterned wafer was subjected to bleaching (1000 mJ / cm 2 ). Thereafter, the substrate was dipped in Al etchant at 30 ° C for 300 seconds, and then subjected to TMAH 200 second puddle process to obtain the final light-shielding film patterning. The substrate having the pattern was cured at 350 ° C. for 1 hour, and the taper angle was measured with Hitachi S-4300. The results are shown in Table 2 below.
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 1 내지 실시예 3의 차광막 패터닝용 조성물은 비교예 1의 차광막 패터닝용 조성물에 비해, 적절한 테이퍼 각도를 가지는 패턴의 형성성이 우수함을 확인할 수 있다.As can be seen from Table 2, the compositions for patterning the light-shielding film of Examples 1 to 3 are superior to those for the patterning composition for the light-shielding film of Comparative Example 1 in that the patternability with a proper taper angle is excellent.
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.It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the following claims. As will be understood by those skilled in the art. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.
100, 200: 디바이스
110, 180, 210, 280: 기판
120, 220: 차광막
130, 150, 230, 250: 패시베이션막
140, 240: 박막 트랜지스터
160, 260: 컬러필터
170, 270: 절연막100, 200: Device
110, 180, 210, 280: substrate
120, 220: a light-shielding film
130, 150, 230, 250: Passivation film
140, 240: Thin film transistor
160, 260: Color filter
170, 270: insulating film
Claims (19)
상기 기판 위에 위치하는 차광막;
상기 기판 위에 위치하여 상기 차광막을 덮는 패시베이션막;
상기 패시베이션막 위에 위치하는 박막 트랜지스터;
상기 박막 트랜지스터를 덮는 또다른 패시베이션막;
상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하는 컬러필터 및
상기 또다른 패시베이션막 위에 위치하고, 상기 컬러필터를 덮는 절연막을 포함하고,
상기 차광막은 내열성 폴리머, 가교제, 흑색 착색제, 염기 발생제 및 용매를 포함하는 조성물을 이용하여 패터닝되고,
상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지 또는 이들의 조합이고,
상기 염기 발생제는 하기 화학식 5, 화학식 9 또는 화학식 22로 표시되는 디바이스:
[화학식 5]
[화학식 9]
[화학식 22]
상기 화학식 5 및 화학식 9에서,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,
W는 -O- 또는 -S- 이고,
n은 0 또는 1의 정수이고,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
Board;
A light shielding film disposed on the substrate;
A passivation film located on the substrate and covering the light-shielding film;
A thin film transistor located on the passivation film;
Another passivation film covering the thin film transistor;
A color filter disposed above the another passivation film and
And an insulating film disposed on the another passivation film and covering the color filter,
The light-shielding film is patterned using a composition comprising a heat-resistant polymer, a crosslinking agent, a black coloring agent, a base generator and a solvent,
The heat-resistant polymer is a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolac resin, or a combination thereof,
The base generator is a device represented by the following general formula (5), (9) or (22)
[Chemical Formula 5]
[Chemical Formula 9]
[Chemical Formula 22]
In the above formulas (5) and (9)
X is -CH 2 - or an -NH-,
W is -O- or -S-,
n is an integer of 0 or 1,
R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
상기 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함하는 디바이스.
[화학식 1]
The method according to claim 1,
Wherein the cross-linking agent comprises at least one functional group represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
상기 가교제는 하기 화학식 2 내지 화학식 4로 표시되는 관능기로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나를 더 포함하는 디바이스.
[화학식 2]
[화학식 3]
[화학식 4]
상기 화학식 3 및 화학식 4에서,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.
The method of claim 3,
Wherein the crosslinking agent further comprises at least one selected from the group consisting of functional groups represented by the following formulas (2) to (4).
(2)
(3)
[Chemical Formula 4]
In the above formulas (3) and (4)
R 2 and R 3 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group.
상기 화학식 5로 표시되는 염기 발생제는 하기 화학식 6 내지 화학식 8 중 어느 하나로 표시되는 디바이스:
[화학식 6]
[화학식 7]
[화학식 8]
상기 화학식 6 내지 화학식 8에서,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
The method according to claim 1,
The base generator represented by Formula 5 is a device represented by any one of the following Chemical Formulas 6 to 8:
[Chemical Formula 6]
(7)
[Chemical Formula 8]
In the above Chemical Formulas 6 to 8,
X is -CH 2 - or an -NH-,
R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
상기 화학식 5 또는 화학식 9로 표시되는 염기 발생제는 하기 화학식 10 내지 화학식 21로 이루어진 군에서 선택된 적어도 하나인 디바이스.
[화학식 10]
[화학식 11]
[화학식 12]
[화학식 13]
[화학식 14]
[화학식 15]
[화학식 16]
[화학식 17]
[화학식 18]
[화학식 19]
[화학식 20]
[화학식 21]
The method according to claim 1,
Wherein the base generator represented by the formula (5) or (9) is at least one selected from the group consisting of the following formulas (10) to (21).
[Chemical formula 10]
(11)
[Chemical Formula 12]
[Chemical Formula 13]
[Chemical Formula 14]
[Chemical Formula 15]
[Chemical Formula 16]
[Chemical Formula 17]
[Chemical Formula 18]
[Chemical Formula 19]
[Chemical Formula 20]
[Chemical Formula 21]
상기 흑색 착색제는 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페릴렌 블랙, RGB 혼합형 블랙, 코발트 산화물, 티타늄 산화물 또는 이들의 조합인 디바이스.
The method according to claim 1,
Wherein the black colorant is carbon black, aniline black, perylene black, RGB mixed black, cobalt oxide, titanium oxide or a combination thereof.
상기 조성물은
상기 내열성 폴리머 100 중량부에 대해
상기 가교제를 5 중량부 내지 40 중량부 포함하고,
상기 흑색 착색제를 10 중량부 내지 200 중량부 포함하고,
상기 염기발생제를 5 중량부 내지 40 중량부 포함하고,
상기 용매를 150 중량부 내지 4000 중량부 포함하는 디바이스.
The method according to claim 1,
The composition
With respect to 100 parts by weight of the heat resistant polymer
And 5 to 40 parts by weight of the crosslinking agent,
10 to 200 parts by weight of the black colorant,
And 5 to 40 parts by weight of the base generator,
Wherein the solvent comprises 150 parts by weight to 4000 parts by weight of the solvent.
상기 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 디바이스.
The method according to claim 1,
Wherein the composition further comprises an additive of malonic acid, 3-amino-1,2-propanediol, a leveling agent, a fluorinated surfactant, a silicone surfactant, a radical polymerization initiator, or combinations thereof.
상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계;
노광 및 현상하는 단계;
상기 현상 후 에칭하는 단계;
상기 에칭 후 스트리퍼(stripper)를 이용하여 스트리핑(stripping)하는 단계;
상기 스트리핑 후 가열하는 단계
를 포함하고,
상기 내열성 폴리머는 폴리벤조옥사졸 전구체, 폴리이미드 전구체, 노볼락 수지 또는 이들의 조합이고,
상기 염기 발생제는 하기 화학식 5, 화학식 9 또는 화학식 22로 표시되는 차광막 패터닝 방법:
[화학식 5]
[화학식 9]
[화학식 22]
상기 화학식 5 및 화학식 9에서,
X는 -CH2- 또는 -NH- 이고,
W는 -O- 또는 -S- 이고,
n은 0 또는 1의 정수이고,
R1은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
Coating a composition comprising a heat resistant polymer, a crosslinking agent, a black colorant, a base generator and a solvent on a substrate;
Coating and heating the photoresist on the composition;
Exposure and development;
Etching after the development;
Stripping using the stripper after the etching;
After the stripping,
Lt; / RTI >
The heat-resistant polymer is a polybenzoxazole precursor, a polyimide precursor, a novolac resin, or a combination thereof,
The base generator is a light-shielding film patterning method represented by the following Chemical Formula 5, Chemical Formula 9 or Chemical Formula 22:
[Chemical Formula 5]
[Chemical Formula 9]
[Chemical Formula 22]
In the above formulas (5) and (9)
X is -CH 2 - or an -NH-,
W is -O- or -S-,
n is an integer of 0 or 1,
R 1 is a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
L 1 is a single bond or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkylene group.
상기 스트리핑 후 가열하는 단계에서, 상기 가열은 200℃ 내지 600℃에서 실시하는 차광막 패터닝 방법.
14. The method of claim 13,
Wherein the step of heating after the stripping is performed at a temperature of 200 ° C to 600 ° C.
상기 조성물 상에 포토 레지스트를 코팅하고 가열하는 단계에서, 상기 가열은 70℃ 내지 160℃에서 실시하는 차광막 패터닝 방법.
14. The method of claim 13,
A method for patterning a light-shielding film, the method comprising the steps of: coating and heating a photoresist on the composition, wherein the heating is performed at 70 ° C to 160 ° C.
상기 스트리퍼는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르(PGME), 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(PGMEA), 에틸 락테이트(EL), γ-부티로락톤(GBL), 테트라메틸 암모늄 하이드록사이드(TMAH), 수산화칼륨(KOH), 디메틸설폭사이드(DMSO), 부틸디글리콜(BDG), 모노에탄올아민(MEA), N-메틸피롤리돈(NMP), 하이드록시데카노익 액시드(HDA), 카테콜(catechol) 또는 이들의 조합을 포함하는 차광막 패터닝 방법.
14. The method of claim 13,
The stripper may be any one of propylene glycol monomethyl ether (PGME), propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethyl lactate (EL), gamma -butyrolactone (GBL), tetramethylammonium hydroxide (TMAH) (KOH), dimethylsulfoxide (DMSO), butyldiglycol (BDG), monoethanolamine (MEA), N-methylpyrrolidone (NMP), hydroxydecanoic acid (HDA), catechol ) Or a combination thereof.
상기 현상 후 에칭하기 전 또는 상기 에칭 후 스트리핑하기 전에, 표백하는 단계(bleaching)를 더 포함하는 차광막 패터닝 방법.
14. The method of claim 13,
Further comprising a bleaching step before or after the post-development etching, prior to the stripping.
상기 가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 관능기를 하나 이상 포함하는 차광막 패터닝 방법.
[화학식 1]
14. The method of claim 13,
Wherein the crosslinking agent comprises at least one functional group represented by the following formula (1).
[Chemical Formula 1]
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