KR102067083B1 - 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터 Download PDF

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Abstract

(A1) 제1 아크릴계 바인더 수지; (A2) 제2 아크릴계 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 광중합 개시제; (D) 착색제; 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터가 제공된다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND PHOTOSENSITIVE RESIN LAYER USING THE SAME AND COLOR FILTER}
본 기재는 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.
최근 대화면 액정표시장치의 보급이 확대됨에 따라 액정표시장치에 대한 새로운 성능 향상의 요구가 높아지고 있으며, 액정표시장치의 부품 중 컬러필터는 색상을 구현하는 가장 중요한 것으로 생산성을 위한 공정마진을 증가시키기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
또한 대화면 액정표시장치의 경우 색순도를 높이기 위해 컬러필터 제조시 감광성 수지 조성물의 착색제 농도가 높아지고 있으며, 제조 공정상의 생산성과 수율을 증가시키기 위해 현상속도를 낮추고 적은 노광량에도 감도가 우수한 감광성 수지 조성물이 요구되고 있다.
감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 주로 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료 분산법 등에 의해 3종 이상의 색상을 투명 기판 상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산법이 많이 이용되고 있다.
한편, 안료형 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터에서는 안료 입자 크기 및 안료 입자의 응집에 의해 휘도와 명암비가 떨어지는 한계가 있다. 이러한 한계점을 개선하기 위해 입자를 이루지 않거나 안료 분산액 대비 일차 입경이 매우 작은 염료를 도입한 염료형 감광성 수지 조성물을 이용하려는 시도가 진행 중이다. 그러나 염료형 감광성 수지 조성물의 경우 약한 내열성, 내광성 및 내화학성으로 인해 상용화에 어려움이 있다.
일 구현예는 물 얼룩 발생문제 및 패턴의 흐름성과 함께 휘도를 개선할 수 잇는 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 (A1) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 아크릴계 바인더 수지; (A2) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 6으로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 7로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 8로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 아크릴계 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 광중합 개시제; (D) 착색제; 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112016115710512-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016115710512-pat00002
[화학식 3]
Figure 112016115710512-pat00003
[화학식 4]
Figure 112016115710512-pat00004
[화학식 5]
Figure 112016115710512-pat00005
[화학식 6]
Figure 112016115710512-pat00006
[화학식 7]
Figure 112016115710512-pat00007
[화학식 8]
Figure 112016115710512-pat00008
상기 화학식 1 내지 화학식 8에서,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고
R2 내지 R5 및 R7 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
R6은 치환 또는 비치환된 C11 내지 C20 알킬기이다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는 10 중량% 내지 20 중량%로 포함되고, 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는 40 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제2 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함되고, 상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 7로 표시되는 반복단위는 35 중량% 내지 45 중량%로 포함되고, 상기 화학식 8로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 2,000 g/mol 내지 9,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 100 mgKOH/g 내지 120 mgKOH/g의 산가를 가질 수 있다.
상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 10,000 g/mol 내지 17,000 g/mol의 중량평균분자량을 가질 수 있다.
상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 80 mgKOH/g 내지 99 mgKOH/g의 산가를 가질 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 상기 제2 아크릴계 바인더 수지보다 적은 함량으로 포함될 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 (A3) 에폭시 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112016115710512-pat00009
상기 화학식 9에서,
R10 내지 R15는 각각 독립적으로 하기 화학식 10으로 표시되고,
[화학식 10]
Figure 112016115710512-pat00010
상기 화학식 10에서,
n은 1 또는 2의 정수이다.
상기 n은 2의 정수일 수 있다.
상기 착색제는 하기 화학식 11로 표시되는 염료 및 안료를 포함할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112016115710512-pat00011
상기 화학식 11에서,
Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 Cl 또는 Br 이고,
R16 내지 R19는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환된 C3 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기이고,
R16 내지 R19 중 적어도 하나 이상은 하기 화학식 12로 표시되고,
[화학식 12]
Figure 112016115710512-pat00012
상기 화학식 12에서,
R20 및 R21은 각각 독립적으로 C1 내지 C5 알킬기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
o 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단, 1 ≤≤ o+p ≤≤ 5 이다.
상기 화학식 11로 표시되는 염료는 하기 화학식 11-1 내지 화학식 11-8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 11-1]
Figure 112016115710512-pat00013
[화학식 11-2]
Figure 112016115710512-pat00014
[화학식 11-3]
Figure 112016115710512-pat00015
[화학식 11-4]
Figure 112016115710512-pat00016
[화학식 11-5]
Figure 112016115710512-pat00017
[화학식 11-6]
Figure 112016115710512-pat00018
[화학식 11-7]
Figure 112016115710512-pat00019
[화학식 11-8]
Figure 112016115710512-pat00020
상기 안료는 녹색 안료 및 황색 안료를 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 13]
Figure 112016115710512-pat00021
상기 화학식 13에서,
R22 및 R23은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
상기 감광성 수지 조성물은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해, 상기 (A1) 아크릴계 바인더 수지 1 중량% 내지 10 중량%; 상기 (A2) 아크릴계 바인더 수지 5 중량% 내지 15 중량%; 상기 (B) 광중합성 단량체 1 중량% 내지 10 중량%; 상기 (C) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%; 상기 (D) 착색제 30 중량% 내지 55 중량%; 및 상기 (E) 용매 잔부량을 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제; 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 내열성, 휘도, 표면 주름, 현상 물얼룩 등을 개선시킬 수 있어, 컬러필터에 유용하게 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2는 각각 독립적으로 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 3 및 도 4는 각각 독립적으로 실시예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 5 및 도 6은 각각 독립적으로 실시예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 7 및 도 8은 각각 독립적으로 실시예 4에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 9 및 도 10은 각각 독립적으로 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 11 및 도 12는 각각 독립적으로 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 13 및 도 14는 각각 독립적으로 비교예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 패턴을 나타낸 사진이다.
도 15는 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 16은 실시예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 17은 실시예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 18은 실시예 4에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 19는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 20은 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 사진이다.
도 21은 비교예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막의 테이퍼 형상 및 각도를 보여주는 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" 내지 "치환된"이란, 본 발명의 작용기 중의 하나 이상의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br 또는 I), 히드록시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기(NH2, NH(R200) 또는 N(R201)(R202)이고, 여기서 R200, R201 및 R202는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 C1 내지 C10 알킬기임), 아미디노기, 하이드라진기, 하이드라존기, 카르복실기, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 알케닐기, 치환 또는 비치환된 알키닐기, 치환 또는 비치환된 지환족 유기기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C15 알킬기를 의미하고, "사이클로알킬기"란 C3 내지 C20 사이클로알킬기를 의미하고, 구체적으로는 C3 내지 C18 사이클로알킬기를 의미하고, "알콕시기"란 C1 내지 C20 알콕시기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C18 알콕시기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C18 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, 구체적으로는 C2 내지 C18 알케닐기를 의미하고, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, 구체적으로는 C1 내지 C18 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고, 구체적으로는 C6 내지 C16 아릴렌기를 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 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.
본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져 있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 (A1) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 아크릴계 바인더 수지; (A2) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 6으로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 7로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 8로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 아크릴계 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 광중합 개시제; (D) 착색제; 및 (E) 용매를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016115710512-pat00022
[화학식 2]
Figure 112016115710512-pat00023
[화학식 3]
Figure 112016115710512-pat00024
[화학식 4]
Figure 112016115710512-pat00025
[화학식 5]
Figure 112016115710512-pat00026
[화학식 6]
Figure 112016115710512-pat00027
[화학식 7]
Figure 112016115710512-pat00028
[화학식 8]
Figure 112016115710512-pat00029
상기 화학식 1 내지 화학식 8에서,
R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고
R2 내지 R5 및 R7 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
R6은 치환 또는 비치환된 C11 내지 C20 알킬기이다.
컬러필터의 색특성(예컨대 휘도 등), 패턴 특성(예컨대 패턴 주름, 물얼룩 등) 개선을 위해서는, 감광성 수지 조성물 내 안료를 개선시키는 것이 일반적이다. 그러나, 안료를 개선시키는 경우, 종래의 공정을 그대로 사용할 수 없는 경우 등이 발생하기도 하고, 종래의 공정을 그대로 사용한다 하여도 색특성 개선 효과가 미미하였다.
그러나, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 아크릴계 바인더 수지는 상기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 반복단위를 포함하여 패턴의 현상성을 제어하면서 높은 내열성, 패턴 표면 특성, 고휘도 특성 및 밀착력을 확보할 수 있고, 나아가 특정 화학식으로 표시되는 광중합성 단량체, 광중합 개시제 및 염료를 더 포함하여 상기 특성을 보다 효과적으로 개선시킬 수 있다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 아크릴계 바인더 수지
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 아크릴계 바인더 수지(A1)를 포함한다.
예컨대, 상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 C1 내지 C5 알킬기일 수 있고, R5는 수소 원자일 수 있고, R6은 치환 또는 비치환된 C11 내지 C18 알킬기일 수 있다.
또한, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위, 상기 화학식 7로 표시되는 반복단위 및 상기 화학식 8로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 아크릴계 바인더 수지(A2)를 포함한다.
예컨대, 상기 화학식 5 내지 화학식 8에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 C1 내지 C5 알킬기일 수 있고, R7 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자일 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물이 상기 제1 아크릴계 바인더 수지를 포함함에 따라, 내열성이 강화되어 휘도를 개선시킬 수 있으며, 여기에 상기 제2 아크릴계 바인더 수지를 함께 포함함에 따라, 표면 주름 발생을 제어하여, 휘도를 더욱 개선시킬 수가 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 3으로 표시되는 반복단위는 10 중량% 내지 20 중량%로 포함되고, 상기 화학식 4로 표시되는 반복단위는 40 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
특히, 상기 제1 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해, 상기 화학식 2로 표시되는 반복단위가 15 중량% 미만 또는 25 중량% 초과로 포함될 경우, 표면 특성이 저하되어, 휘도 개선에 한계가 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 또한, 상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 5 중량% 내지 15 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 제1 아크릴계 바인더 수지 및 제2 아크릴계 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우, 컬러필터 제조 시 휘도, 내열성 및 현상성이 우수하며, 가교성이 개선되어 우수한 표면 평활도를 얻을 수 있다.　
또한, 상기 제2 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 5로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함되고, 상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고, 상기 화학식 7로 표시되는 반복단위는 35 중량% 내지 45 중량%로 포함되고, 상기 화학식 8로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지 및 제2 아크릴계 바인더 수지가 각각 상기 화학식 1 내지 화학식 8로 표시되는 반복단위를 상기 범위로 포함할 경우, 패턴 표면 특성을 더욱 개선시킬 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 2,000 g/mol 내지 9,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지고, 100 mgKOH/g 내지 120 mgKOH/g의 산가를 가질 수 있다. 또한, 상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 10,000 g/mol 내지 17,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지고, 80 mgKOH/g 내지 99 mgKOH/g의 산가를 가질 수 있다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지 및 제2 아크릴계 바인더 수지가 각각 상기 범위의 중량평균분자량 및 산가를 가질 경우 패턴 구현 시 현상성과 형성된 패턴의 밀착력이 우수해지게 된다.
상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 상기 제2 아크릴계 바인더 수지보다 적은 함량으로 포함될 수 있다. 상기 제1 아크릴계 바인더 수지가 상기 제2 아크릴계 바인더 수지와 동일 함량(또는 상기 제1 아크릴계 바인더 수지가 상기 제2 아크릴계 바인더 수지보다 더 많은 함량)으로 포함될 경우, 현상성이 저하되는 문제가 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 에폭시 바인더 수지(A3)를 더 포함할 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물이 에폭시 바인더 수지를 더 포함함으로써, 내열성을 향상시킬 수 있다. 상기 에폭시 바인더 수지는 예컨대, 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 또는 이들의 조합 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
나아가, 상기 에폭시 바인더 수지는 후술할 염료 및 안료 등의 분산 안정성을 확보함과 동시에, 현상 과정에서 원하는 해상도의 픽셀이 형성되도록 돕는다.
상기 에폭시 바인더 수지의 에폭시당량(epoxy equivalent weight)은 150 g/eq 내지 200 g/eq 일 수 있다. 상기 범위 내의 에폭시당량을 가지는 에폭시 바인더 수지가 바인더 수지 내에 포함될 경우, 형성된 패턴의 경화도 향상 및 패턴이 형성된 구조 내에서의 염료 고착에 유리한 효과가 있다.
상기 에폭시 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다.
(B) 광중합성 단량체
상기 광중합성 단량체는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르가 사용될 수 있으며, 상기 일관능 또는 다관능 에스테르를 조합하여 사용할 수도 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 또는 이들의 조합　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.
또한, 상기 광중합성 단량체는 상기 일관능 또는 다관능 에스테르와 함께, 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 더 포함할 수도 있다.
[화학식 9]
Figure 112016115710512-pat00030
상기 화학식 9에서,
R10 내지 R15는 각각 독립적으로 하기 화학식 10으로 표시되고,
[화학식 10]
Figure 112016115710512-pat00031
상기 화학식 10에서,
n은 1 또는 2의 정수이다.
예컨대, 상기 n은 2의 정수일 수 있다.
일반적으로 컬리필터용 감광성 수지 조성물은 광중합성 단량체로 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트를 단독으로 사용하는 경우가 대부분이나, 이러한 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포, 노광, 현상 및 경화(포스트베이킹)시켜 감광성 수지막을 제조할 경우, 상기 감광성 수지막의 패턴에 물 얼룩이 발생하게 되고, 현재까지 상기 물 얼룩 문제를 명확하게 해결할 수 있는 방안이 제시되어 있지 않다.
그러나, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은, 상기 화학식 9로 표시되는 화합물을 광중합성 단량체로 포함함으로써, 상기 물 얼룩 문제를 확실하게 해결할 수가 있다.
상기 광중합성 단량체는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 광중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우,　패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 알칼리 현상액에의 현상성이 우수하다.
(C) 광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일안식향산, 벤조일안식향산메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)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-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 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(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-s-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물의 예로는 O-아실옥심계화합물, 2-(O-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(O-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온, O-에톡시카르보닐-α-옥시아미노-1-페닐프로판-1-온등을사용할수있다. 상기 O-아실옥심계화합물의구체적인예로는, 1,2-옥탄디온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트,1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-O-아세테이트　등을 사용할 수 있다.
예컨대, 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 13으로 표시되는 옥심계 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 13]
Figure 112016115710512-pat00032
상기 화학식 13에서,
R22 및 R23은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 광중합 개시제가 상기 화학식 13으로 표시되는 화합물을 포함할 경우, 우수한 밀착력을 얻을 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후 그 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광증감제와 함께 사용될 수도 있다.
상기 광증감제의 예로는, 테트라에틸렌글리콜비스-3-머캡토프로피오네이트, 펜타에리트리톨테트라키스-3-머캡토프로피오네이트, 디펜타에리트리톨테트라키스-3-머캡토프로피오네이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 3 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) 착색제
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 착색제를 포함하며, 상기 착색제는 안료, 염료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 착색제는 하기 화학식 11로 표시되는 염료 및 안료를 포함할 수 있다.
[화학식 11]
Figure 112016115710512-pat00033
상기 화학식 11에서,
Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 Cl 또는 Br 이고,
R16 내지 R19는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환된 C3 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기이고,
R16 내지 R19 중 적어도 하나 이상은 하기 화학식 12로 표시되고,
[화학식 12]
Figure 112016115710512-pat00034
상기 화학식 12에서,
R20 및 R21은 각각 독립적으로 C1 내지 C5 알킬기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
o 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단, 1 ≤≤ o+p ≤≤ 5 이다.
상기 화학식 11로 표시되는 화합물은 우수한 녹색 분광 특성과 높은 휘도를 가진다. 나아가, 상기 화학식 11로 표시되는 화합물은 상기 화학식 12로 표시되는 아릴옥시기를 포함하고, 상기 아릴옥시기는 알킬기를 치환기로 포함하며, 상기 알킬기는 비치환되거나 알킬기만으로 치환되어 있어, 유기용매에 대해 우수한 용해도를 가질 수 있다.
상기 R20 및 R21은 각각 독립적으로 말단에 이소프로필기 또는 t-부틸기, 예컨대 t-부틸기를 포함하는 치환기일 수 있다. 상기 화학식 12로 표시되는 아릴옥시기의 치환기인 알킬기 말단이 이소프로필기 또는 t-부틸기, 예컨대 t-부틸기를 포함함으로써, 유기용매에 대한 용해도가 증가하고, 휘도가 우수해진다.
상기 o 및 p는 각각 독립적으로 1의 정수일 수 있다. 상기 화학식 12로 표시되는 아릴옥시기는 알킬기로 치환 또는 비치환된 알킬기 2개를 치환기로 포함함으로써, 1개를 치환기로 포함하는 경우보다 유기용매에 대해 우수한 용해도를 가질 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 12는 하기 화학식 12-1로 표시될 수 있다.
[화학식 12-1]
Figure 112016115710512-pat00035
상기 화학식 3에서,
R20 및 R21은 각각 독립적으로 알킬기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.
상기 R20은 아릴옥시기를 구성하는 산소 원자에 대해 오르쏘(ortho) 위치에 존재하며, 상기 R21은 상기 아릴옥시기를 구성하는 산소 원자에 대해 파라(para) 위치에 존재할 수 있다. 아릴옥시기를 구성하는 산소 원자에 대해 알킬 치환기가 각각 오르쏘(ortho) 및 파라(para) 위치에 존재할 경우, 그렇지 않은 경우보다 용해도 및 휘도에 유리한 효과가 있다.
예컨대, 상기 R16 내지 R19 중 적어도 둘 이상, 예컨대 적어도 셋 이상은 상기 화학식 12로 표시될 수 있다. 예컨대, 상기 R16 내지 R19는 모두 상기 화학식 12로 표시될 수 있다.
상기 화학식 12로 표시되는 치환기의 개수가 많을수록, 일 구현예에 따른 화합물의 유기용매에 대한 용해도가 우수해지게 된다.
상기 화학식 11로 표시되는 화합물은 하기 화학식 11-1 내지 화학식 11-8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 11-1]
Figure 112016115710512-pat00036
[화학식 11-2]
Figure 112016115710512-pat00037
[화학식 11-3]
Figure 112016115710512-pat00038
[화학식 11-4]
Figure 112016115710512-pat00039
[화학식 11-5]
Figure 112016115710512-pat00040
[화학식 11-6]
Figure 112016115710512-pat00041
[화학식 11-7]
Figure 112016115710512-pat00042
[화학식 11-8]
Figure 112016115710512-pat00043
상기 안료는 유기 안료, 예컨대, 적색 안료, 녹색 안료, 청색 안료, 황색 안료 등을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 안료는 녹색 안료, 황색 안료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 적색 안료의 예로는 C.I. 적색 안료 254, C.I. 적색 안료 255, C.I. 적색 안료 264, C.I. 적색 안료 270, C.I. 적색 안료 272, C.I. 적색 안료 177, C.I. 적색 안료 89 등을 들 수 있다.
상기 녹색 안료의 예로는 C.I. 녹색 안료 58, C.I. 녹색 안료 59, C.I. 녹색 안료 36, C.I. 녹색 안료 7 등과 같은 할로겐이 치환된 구리 프탈로시아닌 안료를 들 수 있다.
상기 청색 안료의 예로는 C.I. 청색 안료 15:6, C.I. 청색 안료 15, C.I. 청색 안료 15:1, C.I. 청색 안료 15:2, C.I. 청색 안료 15:3, C.I. 청색 안료 15:4, C.I. 청색 안료 15:5, C.I. 청색 안료 16 등과 같은 구리프탈로시아닌 안료를 들 수있다.
상기 황색 안료의 예로는 C.I. 황색 안료 139 등과 같은 이소인돌린계 안료, C.I. 황색 안료 138 등과 같은 퀴노프탈론계 안료, C.I. 황색 안료 150 등과 같은 니켈 컴플렉스 안료 등을 들 수 있다.
상기 안료는 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있으며, 이들의 예에 한정되는 것은 아니다.
상기 감광성 수지 조성물에 상기 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 분산제로는 비이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등을 사용할 수 있다. 　상기 분산제의 구체적인 예로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산 염, 카르복실산 에스테르, 카르복실산 염, 알킬아미드 알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬 아민 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 분산제의 시판되는 제품을 예로 들면, BYK社의 DISPERBYK-101, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-165, DISPERBYK-166, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-182, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001 등; EFKA 케미칼社의EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA-48, EFKA-49, EFKA-100, EFKA-400, EFKA-450 등; Zeneka社의 Solsperse 5000,Solsperse 12000, Solsperse 13240, Solsperse 13940, Solsperse 17000, Solsperse 20000, Solsperse24000GR, Solsperse 27000, Solsperse 28000 등; 또는 Ajinomoto社의 PB711, PB821 등이 있다.
상기　분산제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 분산제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 상기 감광성 수지 조성물의 분산성이 우수함에 따라 차광층 제조 시 안정성, 현상성 및 패턴성이 우수하다.
상기 안료는 수용성 무기염 및 습윤제를 이용하여 전처리하여 사용할 수도 있다. 상기 안료를 상기 전처리하여 사용할 경우 안료의 1차 입도를 미세화할 수 있다.
상기 전처리는 상기 안료를 수용성 무기염 및 습윤제와 함께 니딩(kneading)하는 단계, 그리고 상기 니딩 단계에서 얻어진 안료를 여과 및 수세하는 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
상기 니딩은 40℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있고, 상기 여과 및 수세는 물 등을 사용하여 무기염을 수세한 후 여과하여 수행될 수 있다.
상기 수용성 무기염의 예로는 염화나트륨, 염화칼륨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 습윤제는 상기 안료 및 상기 수용성 무기염이 균일하게 섞여 안료가 용이하게 분쇄될 수 있는 매개체 역할을 하며, 그 예로는 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 등과 같은 알킬렌 글리콜 모노알킬에테르; 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린 폴리에틸렌글리콜 등과 같은 알코올 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 니딩 단계를 거친 안료는 30 nm 내지 100 nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 안료의 평균 입경이 상기 범위 내인 경우, 내열성 및 내광성이 우수하면서도 미세한 패턴을 효과적으로 형성할 수 있다.
구체적으로, 상기 안료는 상기 분산제 및 후술하는 용매를 포함하는 안료분산액의 형태로 사용될 수 있고, 상기 안료분산액은 고형분의 안료, 분산제 및 용매를 포함할 수 있다. 상기 고형분의 안료는 상기 안료분산액 총량에 대해 10 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다.
상기 착색제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 30 중량% 내지 55 중량%, 예컨대 30 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 착색제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 휘도, 색 재현율, 패턴의 경화성, 내열성 및 밀착력이 우수하다.
(E) 용매
상기 용매는 상기 바인더 수지, 상기 광중합성 단량체, 상기 광중합 개시제 및 상기 착색제와의 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 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 잔부량, 예컨대 30 중량% 내지 60 중량%, 예컨대 30 중량% 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 감광성 수지 조성물의 도포성이 우수하고, 평탄성이 우수한 도막을 얻을 수 있다.
(F) 기타 첨가제
상기 감광성 수지 조성물은 도포 시 얼룩이나 반점을 방지하고, 레벨링 성능을 개선하기 위해, 또한 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제; 또는 이들의 조합 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.
다른 일 구현예는 전술한 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터의 제조 방법은 다음과 같다.
유리기판 위에 스핀 도포, 롤러 도포, 스프레이 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 예를 들면, 0.5 ㎛ 내지 10 ㎛의 두께로 전술한 감광성 수지　조성물을 도포하여 수지 조성물 층을 형성한다.
이어서, 상기 수지 조성물 층이 형성된 기판에 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 광을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로는 UV, 전자선 또는 X선을 사용할 수 있고, 예를 들면, 190nm 내지　450nm, 구체적으로는 200nm 내지 400nm 영역의 UV를 조사할 수 있다. 상기 조사하는 공정에서 포토레지스트 마스크를 더욱 사용하여 실시할 수도 있다. 이와 같이 조사하는 공정을 실시한 후, 상기 광원이 조사된수지 조성물 층을 현상액으로 처리한다. 이때 수지 조성물 층에서 비노광 부분은 용해됨으로써 컬러필터에 필요한 패턴이 형성된다. 이러한 공정을 필요한 색의 수에 따라 반복함으로써 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다. 또한 상기 공정에서 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 활성선 조사 등에 의해 경화시키면 내크랙성, 내용제성 등을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.　　다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(아크릴계 바인더 수지 제조)
합성예 1 내지 합성예 4
100ml 비이커에 개시제인 AIBN을 2g 첨가한 뒤, 중합용 단량체의 합이 40g이 되도록 하기 표 1에 명시된 중합용 단량체들을 하기 표 1에 명시된 중량%의 비율로 차례로 첨가한 뒤 30분 간 교반하였다. 이 후, 중합반응을 진행하기 위해 냉각기가 부착된 250ml 유리 반응기에 PGMEA 70g을 투입한 뒤 85℃까지 승온하고, 제조된 단량체 용액을 3시간 동안 반응기에 적하하였다. 동일 온도에서 6시간 동안 반응을 더 진행한 뒤, 온도를 상온으로 낮추고 반응을 종결하였으며, 상기 반응은 질소분위기 하에서 진행하였다.
(단위: 중량%)
중합용 단량체 합성예 1 합성예 2 합성예 3 합성예 4
Methacrylic acid 20 20 20 20
Isobonyl acrylate 20 - 10 30
N-Phenyl maleimide 15 - 25 5
Lauryl acrylate 45 - 45 45
Methyl Methacrylic acid - 10 - -
Cyclohexyl methacrylate - 20 - -
Cyclohexyl maleimide - 40 - -
Tricyclodecanyl methacrylate - 10 - -
중량평균분자량
(Mw, g/mol)		 8,500 11,000 8,900 7,600
산가
(mgKOH/g)		 110 90 120 101
(감광성 수지 조성물 제조)
실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1 내지 비교예 3
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 2에 나타낸 조성으로 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 광중합 개시제의 함량을 정확히 측정한 뒤 용매를 투입하고, 광중합 개시제가 다 녹을 때까지 충분히 교반하였다(30분 이상). 여기에 아크릴계 바인더 수지, 에폭시 바인더 수지와 광중합성 단량체를 순차적으로 첨가한 뒤, 다시 1시간 가량 교반하였다. 이어서, 착색제를 투입하고, 기타 첨가제를 넣은 후 최종적으로 조성물 전체를 2시간 이상 교반하여, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 바인더 수지
(A-1) 합성예 1의 아크릴계 바인더 수지
(A-2) 합성예 2의 아크릴계 바인더 수지
(A-3) 에폭시 바인더 수지(에폭시당량: 177g/eq)(EHPE-3150, DAICEL CHEMICAL社)
(A-4) 합성예 3의 아크릴계 바인더 수지
(A-5) 합성예 4의 아크릴계 바인더 수지
(A-6) 아크릴계 바인더 수지(SKY-095, 삼성SDI社)
(A-7) 아크릴계 바인더 수지(SKY-141, 삼성SDI社)
(A-8) 아크릴계 바인더 수지(BX-04, 일본촉매社)
(B) 광중합성 단량체
(B-1) KAYARAD DPCA-120 (일본화약社)
(B-2) DPHA (일본화약社)
(B-3) Viscoat1000 (OSAKA YUKI社)
(C) 광중합 개시제
(C-1) 옥심계 개시제(NCI-930, ADEKA社)
(C-2) 옥심계 개시제(OXE-02, BASF社)
(D) 착색제
(D-1) 하기 화학식 11-1로 표시되는 녹색 염료
[화학식 11-1]
Figure 112016115710512-pat00044
(D-2) Green 안료분산액(G58, ENF社)
(D-3) Green 안료분산액(G59, ENF社)
(D-4) 조색용 Yellow 안료분산액(SC-P541-2236 Yellow-M, TOYO社)
(E) 용매
프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA)
(F) 기타 첨가제
불소계 계면활성제(F-554(10% 희석액 사용), DIC社)
(단위: 중량%)
종류 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2 비교예 3
(A) 바인더 수지 A-1 4.19 4.19 4.19 4.19 - - 6.09 - - -
A-2 6.09 6.09 6.09 6.09 6.09 6.09 4.19 - - -
A-3 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 - - -
A-4 - - - - 4.19 - - - -
A-5 - - - - 4.19 - - - -
A-6 - - - - - - - 10.70 - -
A-7 - - - - - - - - 10.70 -
A-8 - - - - - - - - - 10.70
(B) 광중합성 단량체 B-1 - 1.30 - 1.30 - - - - - -
B-2 6.10 4.80 6.10 4.80 6.10 6.10 6.10 6.10 6.10 6.10
B-3 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42 0.42
(C) 광중합 개시제 C-1 - - 0.17 0.17 - - - - - -
C-2 0.33 0.33 0.16 0.16 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33
(D) 착색제 D-1 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38 11.38
D-2 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16 13.16
D-3 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81 8.81
D-4 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05 13.05
(E) 용매 36.01 36.01 36.01 36.01 36.01 36.01 36.01 36.03 36.03 36.03
(F) 기타 첨가제 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
합계 (Total) 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100
평가 1: 색특성 평가
코팅기기(Mikasa社, Opticoat MS-A150)를 사용하여 상기 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 얻어진 감광성 수지 조성물마다 일정 두께를 나타낼 수 있는 rpm으로 코팅을 진행한 이후 90℃ 열판(hot-plate)에서 사전 굽기를 진행하였다. 이후, 노광기(Ushio社, HB-50110AA)에서 50mj/cm2 의 노광 조건으로 전면노광을 진행하고, 오븐조건으로 230℃에서 20분간 굽기를 진행하여, 시편 제작을 완료하였다. 오븐굽기 전후로 MCPD 3000장비를 이용하여 색특성(색좌표, 휘도(Y), 명암비(CR))를 측정하여 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
Gx Gy 휘도 (Y) 명암비 (CR)
실시예 1 0.2840 0.649 55.70 12415
실시예 2 0.2840 0.649 55.73 12225
실시예 3 0.2841 0.649 55.72 12315
실시예 4 0.2841 0.649 55.78 12921
실시예 5 0.2840 0.649 55.55 12185
실시예 6 0.2841 0.649 55.60 12235
실시예 7 0.2841 0.649 55.61 12312
비교예 1 0.2841 0.649 55.33 12133
비교예 2 0.2841 0.649 55.42 12284
비교예 3 0.2838 0.649 55.42 12484
평가 2: 패턴 주름, 물 얼룩, 밀착력, 테이퍼 평가
코팅기기(Mikasa社, Opticoat MS-A150)를 사용하여 상기 실시예 1 내지 실시예 7 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 얻어진 감광성 수지 조성물마다 일정 두께를 나타낼 수 있는 rpm으로 코팅을 진행한 이후 상온(15℃ 내지 25℃)에서 30분 간 자연건조를 진행하였다. 이후, 노광기(Ushio社, HB-50110AA)에서 50mj/cm2 의 노광 조건으로 패턴 마스크를 사용하여 패턴 노광을 진행하고, Na2CO3 희석(X20) 현상액에 1.5 kgf 압력으로 현상하고, 1.0 kgf 압력으로 수세하였고, 광학현미경을 통해 상기 현상 시 패턴의 주름, 물 얼룩, 밀착력 및 패턴의 테이퍼를 관찰하여 그 결과를 하기 표 4 및 도 1 내지 도 21에 나타내었다.
패턴 주름 평가 기준
○: 패턴 주름이 관찰되지 않음
x: 패턴 주름이 관찰됨
패턴 물 얼룩 평가 기준
○: 패턴 물 얼룩이 관찰되지 않음
△: 패턴 물 얼룩이 조금 관찰됨
x: 패턴 물 얼룩이 매우 많이 관찰됨
패턴 주름 패턴 물 얼룩 밀착력 (㎛) 테이퍼 각도 (°)
실시예 1 ○ △ 14 54.14
실시예 2 ○ ○ 14 50.25
실시예 3 ○ △ 12 61.53
실시예 4 ○ ○ 12 48.10
실시예 5 △ △ 15 55.44
실시예 6 △ △ 15 54.35
실시예 7 ○ △ 16 58.12
비교예 1 x x 18 -
비교예 2 x x 18 -
비교예 3 x x 18 -
상기 표 3, 표 4 및 도 1 내지 도 21을 통하여, 실시예 1 내지 실시예 7의 감광성 수지 조성물의 경우, 비교예 1 내지 비교예 3의 감광성 수지 조성물과 비교하여, 휘도 등의 색특성 뿐만 아니라, 현상성, 밀착력, 패턴 특성, 테이퍼 특성 등도 우수함을 확인할 수 있다. 특히, 화학식 2로 표시되는 반복단위의 함량이, 제1 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해 15 중량% 내지 25 중량%인 경우, 휘도 및 밀착력이 보다 우수해지고, 패턴 주름 개선에도 더욱 효과가 있음을 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 (19)

  1. (A1) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 2로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 3으로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 제1 아크릴계 바인더 수지;
    (A2) 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 5로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 6으로 표시되는 반복단위, 하기 화학식 7로 표시되는 반복단위 및 하기 화학식 8로 표시되는 반복단위를 포함하는 제2 아크릴계 바인더 수지;
    (B) 광중합성 단량체;
    (C) 광중합 개시제;
    (D) 착색제; 및
    (E) 용매
    를 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112016115710512-pat00045

    [화학식 2]
    Figure 112016115710512-pat00046

    [화학식 3]
    Figure 112016115710512-pat00047

    [화학식 4]
    Figure 112016115710512-pat00048

    [화학식 5]
    Figure 112016115710512-pat00049

    [화학식 6]
    Figure 112016115710512-pat00050

    [화학식 7]
    Figure 112016115710512-pat00051

    [화학식 8]
    Figure 112016115710512-pat00052

    상기 화학식 1 내지 화학식 8에서,
    R1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고
    R2 내지 R5 및 R7 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    R6은 치환 또는 비치환된 C11 내지 C20 알킬기이다.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 아크릴계 바인더 수지 총량에 대해,
    상기 화학식 1로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고,
    상기 화학식 5로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함되고,
    상기 화학식 6으로 표시되는 반복단위는 15 중량% 내지 25 중량%로 포함되고,
    상기 화학식 7로 표시되는 반복단위는 35 중량% 내지 45 중량%로 포함되고,
    상기 화학식 8로 표시되는 반복단위는 5 중량% 내지 15 중량%로 포함
    되는 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 2,000 g/mol 내지 9,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 100 mgKOH/g 내지 120 mgKOH/g의 산가를 가지는 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 10,000 g/mol 내지 17,000 g/mol의 중량평균분자량을 가지는 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 아크릴계 바인더 수지는 80 mgKOH/g 내지 99 mgKOH/g의 산가를 가지는 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 아크릴계 바인더 수지는 상기 제2 아크릴계 바인더 수지보다 적은 함량으로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 (A3) 에폭시 바인더 수지를 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광중합성 단량체는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 9]
    Figure 112016115710512-pat00053

    상기 화학식 9에서,
    R10 내지 R15는 각각 독립적으로 하기 화학식 10으로 표시되고,
    [화학식 10]
    Figure 112016115710512-pat00054

    상기 화학식 10에서,
    n은 1 또는 2의 정수이다.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 n은 2의 정수인 감광성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 하기 화학식 11로 표시되는 염료 및 안료를 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 11]
    Figure 112016115710512-pat00055

    상기 화학식 11에서,
    Y1 내지 Y12는 각각 독립적으로 Cl 또는 Br 이고,
    R16 내지 R19는 각각 독립적으로 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환된 C3 내지 C20 알콕시기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴옥시기이고,
    R16 내지 R19 중 적어도 하나 이상은 하기 화학식 12로 표시되고,
    [화학식 12]
    Figure 112016115710512-pat00056

    상기 화학식 12에서,
    R20 및 R21은 각각 독립적으로 C1 내지 C5 알킬기로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    o 및 p는 각각 독립적으로 0 내지 5의 정수이고, 단, 1 ≤≤ o+p ≤≤ 5 이다.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 화학식 11로 표시되는 염료는 하기 화학식 11-1 내지 화학식 11-8로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 11-1]
    Figure 112016115710512-pat00057

    [화학식 11-2]
    Figure 112016115710512-pat00058

    [화학식 11-3]
    Figure 112016115710512-pat00059

    [화학식 11-4]
    Figure 112016115710512-pat00060

    [화학식 11-5]
    Figure 112016115710512-pat00061

    [화학식 11-6]
    Figure 112016115710512-pat00062

    [화학식 11-7]
    Figure 112016115710512-pat00063

    [화학식 11-8]
    Figure 112016115710512-pat00064

  14. 제12항에 있어서,
    상기 안료는 녹색 안료 및 황색 안료를 포함하는 감광성 수지 조성물.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 하기 화학식 13으로 표시되는 화합물을 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 13]
    Figure 112016115710512-pat00065

    상기 화학식 13에서,
    R22 및 R23은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
    L1은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은
    상기 (A1) 아크릴계 바인더 수지 1 중량% 내지 10 중량%;
    상기 (A2) 아크릴계 바인더 수지 5 중량% 내지 15 중량%;
    상기 (B) 광중합성 단량체 1 중량% 내지 10 중량%;
    상기 (C) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%;
    상기 (D) 착색제 30 중량% 내지 55 중량%; 및
    상기 (E) 용매 잔부량
    을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제; 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
  18. 제1항 및 제3항 내지 제17항 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막.
  19. 제18항의 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102311492B1 (ko) * 2018-12-12 2021-10-08 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102586093B1 (ko) * 2020-04-16 2023-10-05 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102618632B1 (ko) * 2020-08-26 2023-12-27 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102595852B1 (ko) * 2020-10-21 2023-10-27 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막, 컬러필터 및 cmos 이미지 센서
KR20230013441A (ko) * 2021-07-19 2023-01-26 삼성에스디아이 주식회사 안료분산액, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막, 컬러필터 및 디스플레이 장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101674990B1 (ko) 2012-12-07 2016-11-10 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9274423B2 (en) * 2011-08-04 2016-03-01 Lg Chem, Ltd. Fluorine-based resins and photosensitive resin composition comprising the same
JP6098113B2 (ja) * 2011-11-09 2017-03-22 住友化学株式会社 着色感光性樹脂組成物
KR101609630B1 (ko) * 2013-06-26 2016-04-06 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101661672B1 (ko) * 2014-02-11 2016-09-30 제일모직 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101788092B1 (ko) * 2014-03-26 2017-10-19 제일모직 주식회사 감광성 수지 조성물, 차광층 및 이를 이용한 컬러필터
KR101819656B1 (ko) * 2014-05-13 2018-01-17 제일모직 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101835500B1 (ko) * 2014-12-24 2018-03-07 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101881942B1 (ko) * 2015-04-30 2018-07-26 삼성에스디아이 주식회사 신규한 화합물, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물 및 컬러필터
KR101863249B1 (ko) * 2015-08-27 2018-05-31 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101674990B1 (ko) 2012-12-07 2016-11-10 제일모직 주식회사 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터

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