KR102028581B1 - 착색 감광성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며, 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물의 중량비는 55:45 내지 75:25이고, 고형분 기준 조성물 총 중량 중 착색제는 35 내지 55중량%, 광중합 개시제는 1 내지 5중량%로 포함함으로써, 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있고, 패턴의 두께 조절을 위해 복수회의 공정을 요하지 않으므로, 구현하고자 하는 적정 두께를 갖는 착색 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

착색 감광성 수지 조성물 {COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
착색 감광성 조성물은 컬러 필터, 액정 표시재료, 유기발광소자, 디스플레이 패널 재료 등의 표시 소자의 제조에 필수적이다.
그 예로서, 컬러 액정표시장치나 촬상 소자 등에 사용되는 컬러필터는 콘트라스트 및 발색 효과를 높이기 위해서 적, 녹, 청색의 컬러필터를 형성하고 적, 녹, 청색의 컬러필터 패턴 사이에 착색 감광성 수지 조성물로 차광 패턴을 형성한다.
최근에는 단차(gradation, △H)를 가지는 패턴의 제조가 시도되고 있는데, 여기서의 단차(gradation, △H)는 두께차를 말하는 것으로, 노광 공정을 통해서 패턴의 두께가 달라지는 것을 말한다.
이러한 단차 형성을 위해서는 복수회의 포토리소그래피 공정을 거쳐야 하므로, 수율 감소, 비용 증가 등의 문제가 있으며, 포토리소그래피 공정을 통해서 명확히 구분되도록 단차를 형성하는 것이 용이하지 않아, 1회의 포토리소그래피 공정으로 용이하게 단차를 형성할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물은 아직 확립되지 않은 실정이다.
한국공개특허 제2010-66197호에는 흑색 감광성 수지 조성물, 및 이를 이용한 차광층 및 칼럼 스페이서가 개시되어 있다.
한국공개특허 제2010-66197호
본 발명은 노광량에 따라 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 1회의 포토리소그래피 공정으로 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며, 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물의 중량비는 55:45 내지 75:25이고, 고형분 기준 조성물 총 중량 중 착색제는 35 내지 55중량%, 광중합 개시제는 1 내지 5중량%로 포함되는, 착색 감광성 수지 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 착색제는 고형분 기준 착색제 총 중량 중 5 내지 70중량%의 흑색 안료를 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
3. 위 1에 있어서, 아민 화합물 및 카르복실산 화합물 중 적어도 하나의 광중합 개시 보조제를 더 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
4. 위 1에 있어서, 상기 용제는 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%로 포함되는, 착색 감광성 수지 조성물.
5. 위 1 내지 4 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 형성된 착색 패턴.
6. 기재의 일면에 위 1 내지 4 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 미리 정해진 패턴으로 노광하여 경화시키는, 착색 패턴의 제조 방법.
7. 위 6에 있어서, 상기 노광은 미리 정해진 패턴에 맞게 노광량을 조절할 수 있는 마스크를 사용하여 수행되는, 착색 패턴의 제조 방법.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 이에 따라 형성하고자 하는 패턴에 맞게 노광량을 조절하여 경화 정도를 조절함으로써, 구현하고자 하는 적정 두께를 갖는 착색 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 1회의 포토리소그래피 공정으로도 패턴의 두께를 다양하게 형성할 수 있어, 다양한 두께의 패턴 제조를 위해 복수회의 공정을 요하지 않으므로 공정 수율이 현저히 개선된다.
도 1은 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 6의 조성물로 형성한 패턴의 노광량에 따른 두께의 차이를 나타낸 그래프이다.
본 발명은 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며, 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물의 중량비는 55:45 내지 75:25이고, 고형분 기준 조성물 총 중량 중 착색제는 35 내지 55중량%, 광중합 개시제는 1 내지 5중량%로 포함함으로써, 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있고, 패턴의 두께 조절을 위해 복수회의 공정을 요하지 않으므로, 구현하고자 하는 적정 두께를 갖는 착색 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
<착색 감광성 수지 조성물>
컬러필터 등에 사용되는, 명암비 및 발색 효과 개선을 위한 차광 패턴은 착색 감광성 수지 조성물로 제조된다.
최근에는 단차(gradation, △H)를 갖는 패턴 형성이 시도되고 있으나, 포토리소그래피 공정으로 단차가 발생하도록 조절하는 것은 용이하지 않다.
그러나, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 착색제 및 광중합 개시제를 특정 혼합 비율 및 함량으로 포함함으로써, 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 또한 이를 위해 복수회의 포토리소그래피 공정을 요하지 않는다. 이에 따라 구현하고자 하는 적정 두께를 갖는 착색 패턴을 용이하게 형성할 수 있다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
착색제
본 발명에 따른 착색제는 흑색 안료를 포함한다.
흑색 안료는 차광성이 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고 예를 들면 카본 블랙일 수 있다. 구체적으로, 채널 블랙(channel black), 퍼니스 블랙(furnace black), 서멀 블랙(thermal black), 램프 블랙(lamp black) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
카본 블랙으로 사용 가능한 시판품으로는 예를 들면 동해카본(주)의 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS, 및 시스토 SSRF; 미쯔비시화학(주)의 다이어그램 블랙 ?, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA-7, MA-77, MA-8, MA-11, MA-100, MA-40, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B, 및 OIL31B; 대구사(주)의 PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 및 LAMP BLACK-101; 콜롬비아 카본(주)의 RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 및 RAVEN-1170 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
흑색 안료는 수지가 피복된 것일 수 있다. 그러한 경우에 도전성이 낮기 때문에 블랙 매트릭스 등의 차광 패턴 형성 시에 우수한 전기 절연성을 부여할 수 있다.
본 발명에 따른 착색제는 유기 안료를 더 포함할 수 있다.
유기 안료는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 유기 안료일 수 있으며, 바람직하게는 카본 블랙과 유사한 광학밀도를 가지면서 우수한 전기 절연성을 부여할 수 있는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프타로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 구체적인 예시로는, C.I. 피그먼트 옐로우 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180, 185; C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71; C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264; C.I. 피그먼트 바이올렛 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37, 38; C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6등), 21, 28, 60, 64, 76; C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47, 58; C.I 피그먼트 브라운 28; C.I 피그먼트 블랙 1, 7; 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
흑색 안료는 고형분 기준 착색제 총 중량 중 5 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 그러한 경우에 광학 밀도 및 차광 효과가 우수하고, 충분한 전기 절연성을 가질 수 있다.
착색제는 고형분 기준 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 35 내지 55중량%로 포함된다. 그러한 경우에, 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있다.
알칼리 가용성 수지
알칼리 가용성 수지는 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하여 중합된다. 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체는 패턴을 형성할 때의 현상 처리 공정에서 이용되는 알칼리 현상액에 대해서 가용성을 부여하는 성분이다.
카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류; 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류 및 이들의 무수물; ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 아크릴산 및 메타아크릴산일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
알칼리 가용성 수지의 산가는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 50 내지 200mgKOH/g일 수 있고, 바람직하게는 50 내지 160mgKOH/g일 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 내인 경우, 현상성이 우수하여 충분한 현상 속도를 가질 수 있고, 잔사 발생이 억제되며, 패턴의 밀착성이 개선될 수 있다.
알칼리 가용성 수지의 추가적인 현상성을 확보하기 위해 수산기를 부여할 수 있다.
알칼리 가용성 수지에 수산기를 부여하는 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체를 더 포함하여 중합하는 방법, 글리시딜기를 갖는 화합물과 반응시키는 방법, 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체를 더 포함하여 중합된 공중합체를 글리시딜기를 갖는 화합물과 반응시키는 방법 등을 들 수 있다.
수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체는 특별히 한정되지 않으며. 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, N-히드록시에틸 아크릴아마이드 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
글리시딜기를 갖는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 부틸글리시딜에테르, 글리시딜프로필에테르, 글리시딜페닐에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 글리시딜부티레이트, 글리시딜메틸에테르, 에틸글리시딜에테르, 글리시딜이소프로필에테르, t-부틸글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르, 글리시딜4-t-부틸벤조에이트, 글리시딜스테아레이트, 아릴글리시딜에테르, 메타아크릴산 글리시딜에스터 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 부틸글리시딜에테르, 아릴글리시딜에테르, 메타아크릴산 글리시딜에스터 등일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 상기 단량체와 공중합 가능한 적어도 1종의 다른 단량체를 더 포함하여 중합된 것일 수 있다. 예를 들면 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐 벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸-9-일(메타)아크릴레이트, 3,4-에톡시트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 3,4-에톡시 트리시클로[5.2.1.0 2,6]데칸-9-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류; 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류; 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
알칼리 가용성 수지의 분자량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리스티렌 환산 중량평균분자량이 3,000 내지 30,000일 수 있고, 바람직하게는 5,000 내지 20,000일 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 분자량이 3,000 내지 30,000인 경우에는 도막 경도가 향상되고, 잔막률도 높으며, 미노광부의 현상액에 대한 용해성이 양호하다.
알칼리 가용성 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 5 내지 55중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 5 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 함량이 상기 범위 내인 경우, 현상액에의 용해성이 충분하여 패턴형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해질 수 있다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 후술할 광중합성 화합물과의 중량비가 55:45 내지 75:25이다. 중량비가 상기 범위 내인 경우 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 그러한 측면에서 바람직하게는 60:40 내지 70:30일 수 있다.
광중합성 화합물
광중합성 화합물은 패턴의 강도를 강화시키기 위한 성분으로서, 1관능, 2관능 또는 다관능 다량체 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2관능 이상의 단량체일 수 있다. 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 또는 N-비닐피롤리돈 등의 1관능성 단량체; 1,6-헥산디올디(메타) 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타) 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 또는 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올 프로판트리(메타) 아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리 (메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스 리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴 레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타 에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 다관능성 단량체를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광중합성 화합물의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 5 내지 45중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 7 내지 45중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물의 함량이 상기 범위 내인 경우, 화소부의 강도나 평활성이 양호할 수 있다.
광중합 개시제
광중합 개시제의 종류는 상기 광중합성 화합물의 중합을 개시할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 광중합 개시제 일 수 있고, 예를 들면 아세토페논계 화합물, 벤조페논계, 트리아진계 화합물, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 비이미다졸계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아세토페논계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
트리아진계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
티오크산톤계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
옥심계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온일 수 있으며, 사용 가능한 시판품으로 예를 들면 바스프사의 OXE01, OXE02 등을 들 수 있다.
벤조인계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
비이미다졸계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기로 치환된 이미다졸 화합물 등을 들 수 있고, 바람직하게는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 등을 들 수 있다.
광중합 개시제는 고형분 기준 조성물 총 중량 중 1 내지 5중량%로 포함된다. 함량이 상기 범위 내인 경우, 노광시에 적정 수준의 경화 반응성을 나타내며, 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 패턴의 두께를 용이하게 조절할 수 있다. 그러한 측면에서 바람직하게는 1 내지 3중량%일 수 있다.
광중합 개시 보조제
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 감도 향상을 위해 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다.
광중합 개시 보조제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아민 화합물, 카르복실산 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아민 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 벤조산2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민화합물 등을 들 수 있다.
카르복실산 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
광중합 개시 보조제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광중합 개시제 100중량부에 대하여 1 내지 200중량부로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 100중량부로 포함될 수 있다. 광중합 개시 보조제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 보다 향상되어 생산성이 향상될 수 있다.
용제
용제는 상기 성분들을 용해할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알코올류, 에스테르류, 아미드류 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 에테르류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, γ-부티롤락톤 등의 에스테르류 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등일 수 있다.
용제는 도포성 및 건조성 면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제인 것이 바람직하다. 구체적인 예시로는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 케톤류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류;를 들 수 있으며, 보다 바람직한 예시로는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
용제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 70 내지 85중량%로 포함될 수 있다. 용제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 도포성이 양호할 수 있다.
첨가제
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 분산제, 분산보조제, 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 실란 커플링제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 및 응집 방지제로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
분산제는 안료 및 염료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 BMA(부틸메타아크릴레이트) 또는 DMAEMA(N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제; 폴리카르복실산 에스테르; 불포화 폴리아미드; 폴리카르복실산; 폴리카르복실산의 (부분적)아민염; 폴리카르복실산의 암모늄염; 폴리카르복실산의 알킬아민염; 폴리실록산; 장쇄 폴리아미노아미드포스페이트염; 히드록실기 함유 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물; 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염; (메타)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메타)아크릴산-(메타)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물; 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 시판되고 있는 분산제로는, 예를 들면 DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162,DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184, DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2150(BYK케미사); EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48,EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800(BASF사); SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204/10(Lubirzol사); 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000(카와켄 파인 케미컬사); 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823(아지노모토사); 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44(쿄에이샤 화학사) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
분산보조제는 안료를 미세한 입자로 분산시켜 그 재응집을 방지하고, 콘트라스트를 개선한다.
분산보조제는 통상적으로 유기 안료를 모체 골격으로 하고, 측쇄에 산성기, 염기성기, 또는 방향족기를 치환기로 도입시킨 화합물이다. 이때 사용되는 유기 안료는 구체적으로 퀴나크리돈계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 아조계안료, 퀴노프탈론계 안료, 이소인돌린계 안료, 이소인돌리논계 안료, 퀴놀린 안료, 디케토피롤로피롤 안료, 벤조이미다졸론 안료 등을 들 수 있다. 또한 상기 유기 안료에는 일반적으로 색소라고 칭해지지 않는 나프탈렌계, 안트라퀴논계, 트리아진계, 퀴놀린계 등의 담황색 방향족 다환 화합물도 포함된다.
사용 가능한 시판되고 있는 제품으로는 예를 들면, Lubrizol사의 SOLSPERSE-5000, SOLSPERSE-12000, SOLSPERSE-22000, BYK사의 BYK-SYNERGIST 2100, BYK-SINERGIST 2105, BASF사의 EFKA-6745, EFKA-6750 등을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
충진제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 유리, 실리카, 알루미나 등을 들 수 있다.
다른 고분자 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 두께기 위한 성분으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한 에폭시 수지의 브롬화 유도체; 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물; 부타디엔(공)중합체 에폭시화물; 이소프렌(공)중합체 에폭시화물; 글리시딜(메타)아크릴레트(공)중합체; 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
옥세탄 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다.
경화 보조 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 다가 카르복시산류, 다가 카르복시산 무수물류, 산발생제 등이 있다. 다가 카르복시산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 시판되는 에폭시 수지 경화제로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
계면활성제는 감광성 수지 조성물의 피막 형성성을 향상시키는 성분으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
실리콘계 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400 등; GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452 등을 들 수 있다.
불소계 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482, F-489 등을 들 수 있다.
실란 커플링제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 트리메톡시실릴 벤조산, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
실란 커플링제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 0.01 내지 10중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 2중량%로 포함될 수 있다.
산화 방지제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
응집 방지제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리아크릴산 나트륨일 수 있다.
<착색 패턴>
또한, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물로 형성된 착색 패턴을 제공한다.
본 발명의 착색 패턴은 기재의 일면에 형성될 수 있다.
기재는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 기재일 수 있으며, 예를 들면 유리, 실리콘 웨이퍼, 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES), 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등으로 제조된 것일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 복합되어 사용할 수 있다.
본 발명의 착색 패턴은 기재의 일면에 상기 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고, 미리 정해진 패턴으로 노광하여 경화시켜 형성된 것일 수 있다.
도포 방법은 특별히 한정되지 않고 공지된 방법에 의할 수 있으며, 예를 들면 바 코터, 에어 나이프, 그라비아, 리버스 롤, 키스 롤, 스프레이, 블레이드, 다이 코터, 캐스팅, 스핀 코팅 등의 방법을 이용할 수 있다.
필요에 따라, 도포 이후에 건조 공정을 더 거칠 수 있다.
건조 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 40 내지 200℃에서 10초 내지 2분간 수행될 수 있다.
형성하고자 하는, 미리 정해진 패턴에 따라 도포된 도막을 노광하여 경화시켜 패턴을 형성한다.
경화 공정은 구체적으로, 노광, 현상 및 소성 공정을 포함한다.
노광은 미리 정해진 패턴에 맞게 노광량을 조절할 수 있는 마스크를 사용하여 수행될 수 있다. 상기 착색 감광성 수지 조성물은 노광량에 따라 경화 정도의 변이가 완만하고 구분이 명확하여, 경화 정도를 용이하게 조절할 수 있으므로, 1회의 노광 공정으로 단차를 갖는 패턴을 형성할 수 있다.
상기 마스크는 미리 정해진 패턴에 대응되는 각 영역의 투과율이 서로 상이한 것일 수 있다. 이에 따라 노광량을 조절할 수 있다.
이후에, 현상액으로 현상한다.
형성된 도막은 미리 정해진 패턴에 따라 경화 정도가 상이하므로, 그 위치별로 현상 속도가 서로 상이하다. 이러한 현상 속도 차이를 이용하여, 패턴의 단차를 조절할 수 있다.
이후에, 소성 공정을 거친다.
소성 온도 및 시간은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 150 내지 250℃에서 5분 내지 30분간 수행될 수 있다.
본 발명의 착색 패턴은 블랙매트릭스, 컬러필터, 컬럼스페이서 등의 패턴으로 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
합성예 . 알칼리 가용성 수지의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하였다.
모노머 적하 로트로서, 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트와 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일(메타)아크릴레이트를 몰비 50:50으로 혼합한 혼합물 40중량부, 메틸메타크릴레이트 50중량부, 아크릴산 40중량부, 비닐톨루엔 70중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. 연쇄이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. 이후 플라스크에 PGMEA 395중량부를 첨가하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 교환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다.
그 후 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시하였다. 적하는 90℃를 유지하면서, 각각 2 시간 동안 진행하였고 1시간 후에 110℃까지 승온하여 5시간동안 유지하여 고형분 산가가 100㎎KOH/g인 수지를 얻었다.
알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정은 GPC법으로 하기 조건으로 측정하였다.
HLC-8120GPC(도소㈜ 제조) 장치를 사용하였다. TSK-GELG4000HXL와 TSK-GELG2000HXL 컬럼을 직렬 연결하여 사용하였으며, 컬럼의 온도는 40℃로 하였다. 테트라히드로퓨란을 이동상 용매로 사용하였고, 1.0mL/분의 유속으로 흘려주며 측정하였다. 측정 시료의 농도는 0.6 중량%이며, 주입량은 50㎕이며, RI 검출기를 사용하여 분석하였다. 교정용 표준 물질로는 TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)을 사용하였으며, 상기 조건으로 얻어진 알칼리 가용성 수지의 중량평균 분자량과 수평균분자량을 측정하였다.
GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 17,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
실시예 및 비교예
하기 표 1에 기재된 조성 및 함량을 갖는 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구분 착색제
(A)		 알칼리 가용성 수지
(B)		 광중합성 화합물
(C)		 광중합 개시제
(D)		 용제
(E)		 첨가제
(F)
성분 중량부 중량부 중량부 중량부 중량부 성분 중량부
실시예 1 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 5.15 3.44 0.52 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
실시예 2 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 6.01 2.58 0.52 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
실시예 3 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 5.48 2.96 0.67 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
비교예 1 A-1/
A-2/
A-3		 2.0/
1.5/
1.0		 7.19 4.79 0.72 81.5 F-1/
F-2		 1.20/
0.10
비교예 2 A-1/
A-2/
A-3		 6.0/
3.5/
2.5		 3.12 2.08 0.31 80 F-1/
F-2		 2.39/
0.10
비교예 3 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 1.80 6.80 0.51 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
비교예 4 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 6.87 1.72 0.52 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
비교예 5 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 5.89 3.17 0.05 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
비교예 6 A-1/
A-2/
A-3		 4.5/
2.7/
1.8		 4.75 3.17 1.19 80 F-1/
F-2		 1.79/
0.10
A-1: C.I. 피그먼트 레드 194
A-2: C.I. 피그먼트 블루 15:6
A-3: MA-8(미쯔비시)
B: 합성예의 알칼리 가용성 수지
C: Kayarad DPHA (닛본카야꾸)
D:에타논-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라히드로피라닐옥시벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심
E: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
F-1: DiperBYK-163 (BYK사)
F-2: Solsperse 5000 (Lubrisol사)
실험예 . 단차 평가
5cm X 5cm의 유리기판(코닝社)을 중성세제 및 물로 세정 후 건조하였다.
실시예 및 비교예의 착색 감광성 수지 조성물을 상기 유리기판 상에 최종 막 두께가 3.5㎛가 되도록 스핀 코팅을 하여, 100℃에서 90초간 건조하여 용제를 제거하였다.
이후에 노광량을 0에서 60mJ/cm2까지 단계적으로 상승시키며 노광하여 패턴을 형성하고 알카리 수용액으로 현상하여 비노광부를 제거하였다. 이후에 220℃에서 15분간 진행하여 제조하였다.
노광량에 따른 패턴의 두께를 하기 표 2에 기재하였다.
구분 패턴 두께(㎛)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
노광량
(mJ/cm2)		 6 1.5 1.2 1.3 3.8 0 3.7 0 0 3.5
12 1.8 1.5 1.8 3.8 0 3.7 0 0 3.7
18 2.3 1.9 1.9 3.9 1.0 3.7 0 0 3.9
60 3.8 3.9 3.8 3.9 3.9 3.8 3.8 0 3.8
상기 표 2 및 도 1을 참조하면, 실시예 1 내지 3의 착색 감광성 수지 조성물은 노광량의 증가에 따라 경화 정도의 변이가 급격하지 않아 패턴의 고저차가 완만하고 그 두께가 명확히 구분되도록 형성되었다. 이러한 결과로 보아 형성하고자 하는 패턴에 맞게 노광량을 조절하여 경화 정도를 조절함으로써, 구현하고자 하는 적정 두께를 갖는 패턴을 용이하게 형성할 수 있음을 확인하였다.
그러나, 비교예 1 내지 6의 착색 감광성 수지 조성물은 노광량에 따른 경화 정도의 변이가 급격하거나 전혀 변화가 발생하지 않는 것이 확인되었다.

Claims (7)

  1. 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
    알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물의 중량비는 55:45 내지 75:25이고,
    고형분 기준 조성물 총 중량 중 착색제는 35 내지 55중량%, 광중합 개시제는 1 내지 5중량%로 포함되고
    상기 알칼리 가용성 수지는 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트 또는 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일(메타)아크릴레이트 중 적어도 하나를 포함하여 중합된 수지를 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 착색제는 고형분 기준 착색제 총 중량 중 5 내지 70중량%의 흑색 안료를 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 아민 화합물 및 카르복실산 화합물 중 적어도 하나의 광중합 개시 보조제를 더 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 용제는 60 내지 90중량%로 포함되는, 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 형성된 착색 패턴.
  6. 기재의 일면에 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 미리 정해진 패턴으로 노광하여 경화시키는, 착색 패턴의 제조 방법.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 노광은 미리 정해진 패턴에 맞게 노광량을 조절할 수 있는 마스크를 사용하여 수행되는, 착색 패턴의 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20120044603A (ko) * 2010-10-28 2012-05-08 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20120046462A (ko) * 2010-11-02 2012-05-10 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 액정표시장치

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011221529A (ja) * 2010-04-08 2011-11-04 Dongwoo Fine-Chem Co Ltd 黒色感光性樹脂組成物並びにそれを用いたブラックマトリクス及びカラーフィルター

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