KR102243177B1 - Black photo sensitive resin composition, a color filter comprising a black metrics and/or a column spacer prepared by using the composition, and a liquid crystal display comprising the color filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 (A)착색제, (B)알칼리 가용성 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, (E)이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분, 및 (F)용제를 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서를 포함하는 칼라필터, 및 상기 칼라필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다. The present invention provides at least one component selected from (A) a colorant, (B) an alkali-soluble resin, (C) a photopolymerizable compound, (D) a photoinitiator, (E) an isoprene-based oligomer and a styrene-butadiene-based rubber, and ( F) Provides a black photosensitive resin composition containing a solvent, a color filter including a black matrix and/or a column spacer prepared using the same, and a liquid crystal display including the color filter.
Description
본 발명은 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서를 포함하는 칼라필터, 및 상기 칼라필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a black photosensitive resin composition, a color filter including a black matrix and/or a column spacer manufactured using the same, and a liquid crystal display device including the color filter.
칼라필터는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소의 3원색 색화소와, 각 색화소의 경계에 형성되고 흑색으로서 가시광을 실질적으로 투과하지 않는 블랙 매트릭스로 구성되어 있다. 블랙 매트릭스 또는 블랙 컬럼스페이서는 LCD를 구성하는 두 유리판 사이에서 액정이 움직이는데 필요한 공간을 확보하고 LCD 탄성을 유지하는 소재이며, 흑색 감광성 수지 조성물로 형성된다. 블랙 매트릭스 또는 블랙 컬럼스페이서는 기둥모양으로 원하는 곳에 설치할 수 있으며, 정교한 간격 및 두께 조절을 할 수 있어야 한다. 이 때 소자의 높이를 고려하여 블랙 컬럼스페이서의 높이를 조절할 필요가 있다. The color filter is composed of three primary color pixels of a red pixel, a green pixel, and a blue pixel, and a black matrix that is formed at the boundary of each color pixel and does not substantially transmit visible light as black. The black matrix or black column spacer is a material that secures a space required for liquid crystal to move between the two glass plates constituting the LCD and maintains the elasticity of the LCD, and is formed of a black photosensitive resin composition. The black matrix or black column spacer can be installed wherever you want in a column shape, and it must be able to precisely adjust the spacing and thickness. At this time, it is necessary to adjust the height of the black column spacer in consideration of the height of the device.
종래에는 블랙 컬럼스페이서를 형성하기 위해, 기판의 전면에 스페이서가 되는 비드 입자를 산포하는 방법이 채택되고 있었다. 그러나, 이러한 방법은 셀갭을 균일하게 확보하기 어려우며, 화소 표시 부분에도 비드가 부착되기 때문에 화상의 콘트라스트나 화질이 저하되는 단점이 있었다. 이에, 이러한 문제들을 해결하기 위해 단차 형성이 가능한 감광성 수지 조성물을 이용하는 방법이 여러 가지로 제안되고 있다.Conventionally, in order to form a black column spacer, a method of dispersing bead particles serving as spacers on the entire surface of a substrate has been adopted. However, this method has a disadvantage in that it is difficult to uniformly secure the cell gap, and because the bead is also attached to the pixel display portion, the contrast and image quality of the image are deteriorated. Accordingly, in order to solve these problems, various methods of using a photosensitive resin composition capable of forming a step have been proposed.
대한민국 특허공개 10-2012-033893은 감광성 수지 조성물을 이용하여 높이 차이가 있는 블랙 컬럼스페이서를 형성하는 방법을 제시하고 있으나 탄성회복률이 충분하지 못하다는 단점이 있다. Korean Patent Publication 10-2012-033893 proposes a method of forming a black column spacer having a height difference using a photosensitive resin composition, but has a disadvantage in that the elastic recovery rate is not sufficient.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광학밀도, 전기절연성, 차광성, 내열성 등 일반적으로 요구되는 물성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 탄성회복률 및 신뢰성이 개선된 흑색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and has excellent physical properties generally required such as optical density, electrical insulation, light shielding, and heat resistance, and in particular, a black photosensitive resin with improved elastic recovery rate and reliability. It is an object to provide a composition.
또한, 본 발명은 상기 흑색 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서를 포함하는 칼라필터 및 상기 칼라필터를 구비한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Another object of the present invention is to provide a color filter including a black matrix and/or a column spacer manufactured using the black photosensitive resin composition, and a liquid crystal display device having the color filter.
상기의 목적을 달성하기 위하여, To achieve the above object,
본 발명은 (A)착색제, (B)알칼리 가용성 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, (E)이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분, 및 (F)용제를 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물을 제공한다.The present invention provides at least one component selected from (A) a colorant, (B) an alkali-soluble resin, (C) a photopolymerizable compound, (D) a photoinitiator, (E) an isoprene-based oligomer and a styrene-butadiene-based rubber, and ( F) Provides a black photosensitive resin composition containing a solvent.
또한, 본 발명은 상기 흑색 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 또는 컬럼스페이서를 포함하는 칼라필터를 제공한다.In addition, the present invention provides a color filter including a black matrix or column spacer prepared using the black photosensitive resin composition.
또한, 본 발명은 상기 칼라필터를 구비한 액정표시장치를 제공한다. In addition, the present invention provides a liquid crystal display device including the color filter.
본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 일반적으로 요구되는 광학밀도, 전기절연성, 차광성, 내열성 등을 충족시키며, 특히 탄성회복률 및 신뢰성을 크게 개선시키는 효과를 제공한다. The black photosensitive resin composition of the present invention satisfies generally required optical density, electrical insulation, light shielding, heat resistance, and the like, and in particular, provides an effect of greatly improving the elastic recovery rate and reliability.
또한, 상기와 같은 흑색 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서를 포함하는 칼라필터 및 상기 칼라필터 이를 구비한 액정표시장치는 구동성 및 내구성 등에 있어서 우수한 특성을 제공한다.In addition, a color filter including a black matrix and/or a column spacer manufactured using the black photosensitive resin composition as described above, and a liquid crystal display device including the color filter provide excellent characteristics in terms of drivability and durability.
본 발명은 (A)착색제, (B)알칼리 가용성 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, (E)이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분, 및 (F)용제를 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다. The present invention provides at least one component selected from (A) a colorant, (B) an alkali-soluble resin, (C) a photopolymerizable compound, (D) a photoinitiator, (E) an isoprene-based oligomer and a styrene-butadiene-based rubber, and ( F) It relates to a black photosensitive resin composition containing a solvent.
본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 상기 (E)이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 포함함으로써, 그를 사용하여 제조되는 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서의 탄성회복률 및 신뢰성을 크게 향상시키는 것을 특징으로 한다
The black photosensitive resin composition of the present invention includes at least one additive selected from the (E) isoprene-based oligomer and styrene-butadiene-based rubber, thereby improving the elastic recovery rate and reliability of the black matrix and/or column spacer prepared using the same. It is characterized by greatly improving
이하 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 설명한다. 그러나 본 발명이 이들 성분들에 의해 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, each component constituting the black photosensitive resin composition of the present invention will be described. However, the present invention is not limited by these components.
착색제(A)Colorant (A)
착색제는 흑색 구현을 위해 사용하며, 블랙 매트릭스 및 스페이서 모두에 차광성을 부여한다. 즉, 블랙 매트릭스에서는 빛샘을 방지하는 역할을 하며, 스페이서에서는 외부로부터 야기되는 빛에 의한 기기의 오작동을 막는 역할을 수행할 수 있다.The colorant is used to realize black, and imparts light-shielding property to both the black matrix and the spacer. That is, the black matrix serves to prevent light leakage, and the spacer serves to prevent malfunction of the device due to light generated from the outside.
상기 착색제로는 가시광선에서 차광성이 있는 것이라면 유기 안료, 염료 및 흑색 안료 등 이 분야에 공지된 모든 착색제가 사용 가능하나, 흑색 안료를 사용하는 것이 바람직하다. As the colorant, any colorant known in the art, such as organic pigments, dyes, and black pigments, can be used as long as it has light-shielding properties from visible light, but it is preferable to use a black pigment.
상기 흑색 안료로는, 특별한 제한 없이 공지된 것이 사용될 수 있으나, 구체적으로 아닐린 블랙, 퍼릴렌 블랙, 티탄 블랙, 카본 블랙 등이 사용될 수 있다. 이들은 1종 단독 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다. 상기 카본 블랙으로는 채널 블랙, 퍼니스 블랙, 서멀 블랙, 램프 블랙 등을 들 수 있다.As the black pigment, a known black pigment may be used without particular limitation, but specifically, aniline black, perylene black, titanium black, carbon black, and the like may be used. These may be used alone or in combination of two or more. Examples of the carbon black include channel black, furnace black, thermal black, and lamp black.
필요한 경우 전기 절연성을 위해 표면에 수지가 피복된 카본 블랙이 사용될 수 있다. 부연하면, 수지가 피복된 카본 블랙은 수지가 피복되어 있지 않은 카본 블랙에 비해 도전성이 낮기 때문에, 블랙 매트릭스, 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 스페이서 형성 시에 우수한 전기 절연성을 부여 할 수 있다.If necessary, carbon black coated with a resin on the surface may be used for electrical insulation. Incidentally, since carbon black coated with resin has a lower conductivity than carbon black not coated with resin, excellent electrical insulation can be provided when forming a black matrix, a spacer, or a black matrix integrated spacer.
또한, 상기 착색제는 필요에 따라서 선택적으로 색보정제를 더 포함할 수 있다. 상기 색보정제로는 안트라퀴논계 안료 또는 페릴렌계 안료 등의 축합다환 안료, 프탈로시아닌 안료 또는 아조안료 등의 유기안료가 사용될 수 있다.In addition, the colorant may optionally further include a color correcting agent as needed. As the color correcting agent, organic pigments such as condensed polycyclic pigments such as anthraquinone pigments or perylene pigments, phthalocyanine pigments, or azo pigments may be used.
상기 착색제는 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 50 중량%, 바람직하기로 5 내지 20 중량%로 함유될 수 있다. 착색제의 함량이 상기 범위 미만이면 차광성이 충분치 않아 상기 언급한 효과를 확보할 수 없고, 반대로 상기 범위를 초과하면 패터닝 후 얻어진 패턴의 품질이 저하될 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용될 수 있다.
The colorant may be contained in an amount of 1 to 50% by weight, preferably 5 to 20% by weight, based on the total weight of the black photosensitive resin composition. If the content of the colorant is less than the above range, the above-mentioned effect cannot be secured due to insufficient light blocking, and if the content of the colorant exceeds the above range, the quality of the pattern obtained after patterning may be deteriorated. .
(B)알칼리 가용성 수지(B) alkali-soluble resin
상기 알칼리 가용성 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며, 착색제를 비롯한 고형분의 분산매로서 작용하며, 결착 수지의 기능을 수행하는 것이라면 이 분야에 공지된 수지를 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다. The alkali-soluble resin has reactivity and alkali solubility by the action of light or heat, acts as a dispersion medium for solids including colorants, and if it performs the function of a binder resin, a resin known in the field can be selected and used without particular limitation. have.
구체적으로, 상기 알칼리 가용성 수지는 불포화 카르복실기 함유 단량체 및 이와 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체인 것이 바람직하다.Specifically, the alkali-soluble resin is preferably a copolymer of an unsaturated carboxyl group-containing monomer and another monomer copolymerizable therewith.
상기 불포화 카르복실기 함유 단량체로는, 예를 들어, 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.Examples of the unsaturated carboxyl group-containing monomer include unsaturated monocarboxylic acids, unsaturated dicarboxylic acids, and unsaturated carboxylic acids having one or more carboxyl groups in a molecule such as unsaturated tricarboxylic acids.
상기 불포화 모노카르복실산으로는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다Examples of the unsaturated monocarboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, α-chloroacrylic acid, and cinnamic acid.
상기 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다.As said unsaturated dicarboxylic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, mesaconic acid, etc. are mentioned, for example.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예컨대, 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등 일 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예컨대, ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노메타크릴레이트 등을 들수 있다.The unsaturated polyhydric carboxylic acid may be an acid anhydride, specifically maleic anhydride, itaconic anhydride, citraconic anhydride, and the like. In addition, the unsaturated polyhydric carboxylic acid may be a mono (2-methacryloyloxyalkyl) ester thereof, for example, succinate mono (2-acryloyloxyethyl), succinate mono (2-methacryloyloxyethyl) ), monophthalate (2-acryloyloxyethyl), monophthalate (2-methacryloyloxyethyl), and the like. The unsaturated polyhydric carboxylic acid may be a mono(meth)acrylate of the dicarboxy polymer at both ends, for example, ω-carboxypolycaprolactone monoacrylate, ω-carboxypolycaprolactone monomethacrylate, and the like.
상기 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
Each of the carboxyl group-containing monomers may be used alone or in combination of two or more.
상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르,m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트,메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필 렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트,3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Other monomers copolymerizable with the carboxyl group-containing monomer include, for example, styrene, α-methylstyrene, o-vinyltoluene, m-vinyltoluene, p-vinyltoluene, p-chlorostyrene, o-methoxystyrene, and m-methoxy. Toxoxystyrene, p-methoxystyrene, o-vinylbenzylmethylether, m-vinylbenzylmethylether, p-vinylbenzylmethylether, o-vinylbenzyl glycidyl ether, m-vinylbenzylglycidyl ether, p- Aromatic vinyl compounds such as vinyl benzyl glycidyl ether and indene; Methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, n-propyl acrylate, n-propyl methacrylate, i-propyl acrylate, i-propyl methacrylate, n-butyl acrylate, n-butyl methacrylate, i-butyl acrylate, i-butyl methacrylate, sec-butyl acrylate, sec-butyl methacrylate, t-butyl acrylate, t-butyl methacrylate, 2-hydroxy Ethyl acrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, 2-hydroxypropyl acrylate, 2-hydroxypropyl methacrylate, 3-hydroxypropyl acrylate, 3-hydroxypropyl methacrylate, 2-hydroxy Roxybutylacrylate, 2-hydroxybutylmethacrylate, 3-hydroxybutylacrylate, 3-hydroxybutylmethacrylate, 4-hydroxybutylacrylate, 4-hydroxybutylmethacrylate, allylacrylic Rate, allyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, phenyl acrylate, phenyl methacrylate, 2-methoxyethyl acrylate, 2-methoxyethyl meth Crylate, 2-phenoxyethyl acrylate, 2-phenoxyethyl methacrylate, methoxydiethylene glycol acrylate, methoxydiethylene glycol methacrylate, methoxytriethylene glycol acrylate, methoxytriethylene glycol methacrylate Rate, methoxypropylene glycol acrylate, methoxypropylene glycol methacrylate, methoxydipropylene glycol acrylate, methoxydipropylene glycol methacrylate, isobornyl acrylate, isobornyl methacrylate, dicyclopentadie Nyl acrylate, dicyclopentadiethyl methacrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl methacrylate, glycerol monoacrylate, glycerol monomethacrylate Unsaturated carboxylic acid esters such as; 2-aminoethylacrylate, 2-aminoethylmethacrylate, 2-dimethylaminoethylacrylate, 2-dimethylaminoethylmethacrylate, 2-aminopropylacrylate, 2-aminopropylmethacrylate, 2-dimethyl Unsaturated carboxyl, such as aminopropyl acrylate, 2-dimethylaminopropyl methacrylate, 3-aminopropyl acrylate, 3-aminopropyl methacrylate, 3-dimethylaminopropyl acrylate, and 3-dimethylaminopropyl methacrylate Acid aminoalkyl esters; Unsaturated carboxylic acid glycidyl esters such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, and vinyl benzoate; Unsaturated ethers such as vinyl methyl ether, vinyl ethyl ether, and allyl glycidyl ether; Vinyl cyanide compounds such as acrylonitrile, methacrylonitrile, α-chloroacrylonitrile, and vinylidene cyanide; Unsaturated amides such as acrylamide, methacrylamide, α-chloroacrylamide, N-2-hydroxyethylacrylamide, and N-2-hydroxyethyl methacrylamide; Maleimide, N-phenylmaleimide. Unsaturated imides such as N-cyclohexylmaleimide; Aliphatic conjugated dienes such as 1,3-butadiene, isoprene, and chloroprene; And a monoacryloyl group or a monomethacryloyl group at the end of the polymer molecular chain of polystyrene, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate, poly-n-butyl acrylate, poly-n-butyl methacrylate, and polysiloxane. And macromonomers to have. These monomers may be used alone or in combination of two or more.
바람직하기로, 상기 알칼리 가용성 수지는 20 내지 200 (KOH mg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용한다. 산가는 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여한다. 수지의 산가가 상기 범위에 속하게 되면 현상액 중의 용해성이 향상되어 비-노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하여 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining ratio)이 개선되는 이점이 있다.Preferably, the alkali-soluble resin is selected and used having an acid value of 20 to 200 (KOH mg/g). The acid value is a value measured as the amount (mg) of potassium hydroxide required to neutralize 1 g of an acrylic polymer, and is concerned with solubility. When the acid value of the resin falls within the above range, the solubility in the developer is improved, so that the non-exposed portion is easily dissolved and the sensitivity is increased. As a result, the pattern of the exposed portion remains during development, thereby improving the film remaining ratio.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 표면 경도 향상을 위해 분자량 및 분자량 분포도(MW/MN)의 한정을 고려할 수 있다. 바람직하기로 중량평균분자량이 5,000 내지 100,000이 되도록 하고, 분자량 분포도는 1.5 내지 6.0, 바람직하기로 1.8 내지 4.0의 범위를 갖도록 직접 중합하거나 구입하여 사용한다. 상기 범위의 분자량 및 분자량 분포도를 갖는 알칼리 가용성 수지는 경도가 높으며, 높은 잔막율 뿐만 아니라 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하며, 해상도를 향상시킬 수 있다. In addition, the alkali-soluble resin may consider limiting the molecular weight and molecular weight distribution (MW/MN) in order to improve the surface hardness. Preferably, the weight average molecular weight is 5,000 to 100,000, and the molecular weight distribution is directly polymerized or purchased to have a range of 1.5 to 6.0, preferably 1.8 to 4.0. Alkali-soluble resin having a molecular weight and molecular weight distribution in the above range has high hardness, a high residual film rate, as well as excellent solubility of a non-exposed portion in a developer, and can improve resolution.
상기 알칼리 가용성 수지는 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 80 중량%, 바람직하기로 7 내지 50 중량%로 사용될 수 있다. 이러한 함량은 현상액에 대한 용해도와, 패턴 형성 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 상기 범위 내에서 사용할 경우 현상액에 대한 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.
The alkali-soluble resin may be used in an amount of 5 to 80% by weight, preferably 7 to 50% by weight, based on the total weight of the black photosensitive resin composition. This content is a range selected in consideration of the solubility of the developer and pattern formation, etc., and when used within the above range, the solubility in the developer is sufficient to facilitate pattern formation. The reduction is prevented, and the omission property of the non-pixel part becomes good.
(C)(C) 광중합성Photopolymerization 화합물 compound
상기 광중합성 화합물은 자외선 등의 광 조사를 받아 중합하고 경화하는 물질로 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이면 특별하게 한정되지 않는다. 상기 광중합성 화합물은 패턴의 강도를 강화시키기 위한 성분으로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 3관능 이상의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.The photopolymerizable compound is a material that polymerizes and cures under light irradiation such as ultraviolet rays, and is not particularly limited as long as it is a compound capable of polymerization by the action of a photopolymerization initiator. The photopolymerizable compound may be used as a component for enhancing the strength of the pattern, such as a monofunctional monomer, a difunctional monomer, or a trifunctional or higher polyfunctional monomer.
상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-101 (도아고세이), KAYARAD TC-110S (닛본가야꾸) 또는 비스코트 158 (오사카 유키 가가쿠 고교) 등을 들 수 있다.Specific examples of the monofunctional monomer include acrylate, methacrylate, nonylphenylcarbitol acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-ethylhexylcarbitol acrylate, 2-hydroxyethyl Acrylate, N-vinylpyrrolidone, etc., and commercially available products include Aaronix M-101 (Doagosei), KAYARAD TC-110S (Nippon Kayaku) or Viscoat 158 (Osaka Yuki Kagaku High School). I can.
상기 2관능 단량체의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-210, M-1100, 1200(도아고세이), KAYARAD HDDA (닛본가야꾸), 비스코트 260 (오사카 유키 가가쿠 고교), AH-600, AT-600 또는 UA-306H (교에이샤 가가꾸사) 등이 있다.Specific examples of the bifunctional monomer include 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, neopentyl glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, Bis(acryloyloxyethyl) ether of bisphenol A, 3-methylpentanedioldi(meth)acrylate, etc., and commercially available products include Aaronix M-210, M-1100, 1200 (Doagosei), KAYARAD HDDA (Nippon Kayaku), Viscot 260 (Osaka Yuki Kagaku High School), AH-600, AT-600 or UA-306H (Kyoeisha Kagaku).
상기 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-309, TO-1382 (도아고세이), KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPHA 또는 KAYARAD DPHA-40H (닛본 카야꾸㈜) 등이 있다.Specific examples of the trifunctional or higher polyfunctional photopolymerizable compound include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate , Pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, thipentaerythritol penta(meth)acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propoxylay Tieddipentaerythritol hexa (meth)acrylate, dipentaerythritol hexa (meth)acrylate, etc., and commercially available products include Aronix M-309, TO-1382 (Doagosei), KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPHA or KAYARAD DPHA-40H (Nippon Kayaku Co., Ltd.) and others.
상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테류 및 우레탄(메타)아크릴레이트가 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다.Among the photopolymerizable compounds exemplified above, trifunctional or higher (meth)acrylic acid esters and urethane (meth)acrylates are particularly preferred in that they have excellent polymerizability and can improve strength.
상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. The photopolymerizable compounds exemplified above may be used alone or in combination of two or more.
상기 광중합성 화합물은 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 1 내지 30 중량%, 바람직하게는 2 내지 15 중량%로 사용될 수 있다. 이러한 함량 범위는 최종 얻어지는 블랙 매트릭스 또는 스페이서로서의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 강도 및 평활성이 부족하고, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 높은 강도로 인해 패터닝이 용이하지 않은 문제가 발생하므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용된다.
The photopolymerizable compound may be used in an amount of 1 to 30% by weight, preferably 2 to 15% by weight, based on the total weight of the black photosensitive resin composition. This content range is a range selected in consideration of the tendency to improve strength or smoothness as a finally obtained black matrix or spacer, and if the content is less than the above range, strength and smoothness are insufficient, and conversely, exceed the above range. In this case, a problem arises in that patterning is not easy due to high strength, so it is appropriately used within the above range.
(D)(D) 광중합Light polymerization 개시제Initiator
광중합 개시제는 상기 광중합성 화합물의 중합을 개시하기 위한 화합물로 본 발명에서 특별히 한정되지는 않으나 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 안트라퀴논계, 및 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용이 가능하다. The photopolymerization initiator is a compound for initiating polymerization of the photopolymerizable compound, and is not particularly limited in the present invention, but acetophenone-based, benzophenone-based, triazine-based, thioxanthone-based, oxime-based, benzoin-based, anthraquinone-based, and Biimidazole-based compounds and the like may be used, and these may be used alone or in combination of two or more.
상기 아세토페논계 화합물로는 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[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있으며, 특히 이들 중 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온이 바람직하게 사용될 수 있다. Examples of the acetophenone-based compound include diethoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, benzyldimethylketal, and 2-hydroxy-1-[4-(2-hydroxye). Oxy)phenyl]-2-methylpropan-1-one, 1-hydroxycyclohexylphenylketone, 2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one, 2- Oligomers of benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one, 2-hydroxy-2-methyl[4-(1-methylvinyl)phenyl]propan-1-one, etc. Among these, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)butan-1-one may be preferably used.
상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등을 들 수 있다. Examples of the benzophenone-based compound include benzophenone, benzoyl benzoic acid, methyl benzoyl benzoate, 4-phenyl benzophenone, hydroxy benzophenone, acrylated benzophenone, 4,4'-bis(dimethylamino)benzophenone, 4,4'- Bis(diethylamino)benzophenone, etc. are mentioned.
상기 트리아진계 화합물로는 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등을 들 수 있다.Examples of the triazine-based compound include 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(3',4'-dime Toxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4'-methoxy naphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2 -(p-methoxy phenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-triazine)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2 -Biphenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, bis(trichloromethyl)-6-styryl-s-triazine, 2-(naphtho 1-yl)-4,6 -Bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-methoxy naphtho 1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2,4-trichloromethyl (Piperonyl)-6-triazine, 2,4-trichloromethyl (4'-methoxy styryl)-6-triazine, etc. are mentioned.
상기 티오크산톤계 화합물로는 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.Examples of the thioxanthone compound include 2-isopropyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2,4-dichloro thioxanthone, and 1-chloro-4-propoxy thioxanthone. have.
상기 옥심계 화합물로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 OXE01, OXE02가 대표적이다.Examples of the oxime compound include o-ethoxycarbonyl-α-oxyimino-1-phenylpropan-1-one, and commercially available products include BASF's OXE01 and OXE02.
상기 벤조인계 화합물로는 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등이 사용 가능하다.As the benzoin-based compound, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal, and the like can be used.
상기 안트라퀴논계 화합물로는 2-에틸 안트라퀴논, 옥타메틸 안트라퀴논, 1,2-벤즈 안트라퀴논, 2,3-디페닐 안트라퀴논 등을 들 수 있다.Examples of the anthraquinone-based compound include 2-ethyl anthraquinone, octamethyl anthraquinone, 1,2-benz anthraquinone, and 2,3-diphenyl anthraquinone.
상기 비이미다졸계 화합물로는 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, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.As the biimidazole-based compound, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2,3-dichlorophenyl) )-4,4',5,5'-tetraphenylbiimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(alkoxyphenyl)biimidazole, 2,2'-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetra(trialkoxyphenyl)biimidazole, the phenyl group at the 4,4',5,5' position to the carboalkoxy group And imidazole compounds substituted by.
이러한 광중합 개시제는 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%로 사용할 수 있다. 이러한 함량 범위는 광중합성 화합물의 광중합 속도 및 최종 얻어지는 도막의 물성을 고려한 것으로, 상기 범위 미만이면 중합 속도가 낮아 전체적인 공정 시간이 길어질 수 있으며, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 과도한 반응에 의해 가교 반응이 지나서 도막의 물성이 오히려 저하될 수 있기 때문에, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다. Such a photopolymerization initiator may be used in an amount of 0.01 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight, based on the total weight of the black photosensitive resin composition. This content range takes into account the photopolymerization rate of the photopolymerizable compound and the physical properties of the final coating film.If it is less than the above range, the polymerization rate is low and the overall process time may be lengthened. In the past, the physical properties of the coating film may be rather deteriorated, and therefore, it is appropriately used within the above range.
상기 광중합 개시제는 광중합 개시 보조제를 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 광중합 개시제에 광중합 개시 보조제를 병용하면, 이들을 함유하는 흑색 감광성 수지 조성물은 더욱 고감도가 되어 이를 사용하여 셀갭 유지용 지지 스페이서를 형성할 때 생산성이 향상되므로 바람직하다.The photopolymerization initiator may be used in combination with a photopolymerization initiation aid. When a photopolymerization initiator is used in combination with the photopolymerization initiator, the black photosensitive resin composition containing them becomes more sensitive, and productivity is improved when a support spacer for maintaining a cell gap is formed by using the photosensitive resin composition.
광중합 개시 보조제는 중합 효율을 높이기 위해 사용할 수 있으며, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 및 티옥산톤계 화합물 등이 사용될 수 있다.The photopolymerization initiation aid may be used to increase polymerization efficiency, and an amine-based compound, an alkoxyanthracene-based compound, and a thioxanthone-based compound may be used.
상기 아민계 화합물로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산-2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤즈페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다. Examples of the amine compound include triethanolamine, methyl diethanolamine, triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, benzoic acid-2-dimethylaminoethyl, 4 -Dimethylaminobenzoic acid 2-ethylhexyl, N,N-dimethylparatoluidine, 4,4'-bis(dimethylamino)benzphenone (common name, Michler's ketone), 4,4'-bis(diethylamino)benzo Phenone, 4,4'-bis(ethylmethylamino)benzophenone, etc. are mentioned. Among these, 4,4'-bis(diethylamino)benzophenone is preferable.
상기 알콕시안트라센계 화합물로는, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다. Examples of the alkoxyanthracene compound include 9,10-dimethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-dimethoxyanthracene, 9,10-diethoxyanthracene, 2-ethyl-9,10-diethoxyanthracene, and the like. I can.
상기 티옥산톤계화합물로는, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다. As the thioxanthone-based compound, 2-isopropyl thioxanthone, 4-isopropyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2,4-dichloro thioxanthone, 1-chloro-4-pro Foxittioxanthone, etc. are mentioned.
상기 광중합 개시 보조제는 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용할 수 있으며, 일례로 상품명 「EAB-F」[제조원: 호도가야가가쿠고교가부시키가이샤] 시리즈 등을 사용할 수 있다.The photopolymerization initiation aid may be manufactured directly or purchased commercially, and as an example, a brand name "EAB-F" [manufacturer: Hodogaya Chemical Industry Co., Ltd.] series and the like may be used.
상기 광중합 개시 보조제는 광중합 개시제 1몰당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 광중합 개시 보조제를 사용할 경우 중합 효율을 높여 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.
It is preferable to use the photopolymerization initiator auxiliary agent in the range of usually 10 moles or less, preferably 0.01 to 5 moles per 1 mole of the photopolymerization initiator. When the photopolymerization initiation aid is used within the above range, it is possible to increase the polymerization efficiency and improve productivity.
(E)이소프렌계 (E) isoprene system 올리고머Oligomer 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분 And at least one component selected from styrene-butadiene-based rubber
상기 성분은 흑색 감광성 수지 조성물의 탄성회복률 및 신뢰성 향상에 우수한 효과를 제공한다.The component provides an excellent effect in improving the elastic recovery rate and reliability of the black photosensitive resin composition.
상기 이스프렌계 올리고머의 대표적인 예로는 하기 화학식 1의 올리고머, LIR-30, LIR-50을 들 수 있으며, 상기 스티렌-부타디엔계 고무의 대표적인 예로는 하기 화학식 2의 고무, L-SBR-820 등을 들 수 있다:Representative examples of the isprene-based oligomer include oligomers of the following formula 1, LIR-30, LIR-50, the Representative examples of the styrene-butadiene-based rubber include rubber of the following formula (2), L-SBR-820, and the like:
[화학식 1][Formula 1]
상기 식에서, m은 70~1,200인 것이 바람직하다.In the above formula, m is preferably 70 to 1,200.
[화학식 2][Formula 2]
상기 식에서, m은 40~600이고, n은 50~900인 것이 바람직하다.
In the above formula, m is 40 to 600, and n is preferably 50 to 900.
상기 이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분은 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 내지 3 중량%, 더욱 바람직하게는 0.2 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량이 0.1 중량% 미만이면 탄성회복률 및 신뢰성 개선 효과가 미미할 수 있으며, 5 중량%를 초과하면 혼합안정성의 문제가 발생하여 바람직하지 않다.
At least one component selected from the isoprene-based oligomer and styrene-butadiene-based rubber may be included in an amount of 0.1 to 5% by weight based on the total weight of the black photosensitive resin composition, preferably 0.1 to 3% by weight, more preferably 0.2 It may be included in to 2% by weight. If the content is less than 0.1% by weight, the effect of improving the elastic recovery rate and reliability may be insignificant, and if it exceeds 5% by weight, the problem of mixing stability occurs, which is not preferable.
(F)용제(F) solvent
상기 용제로는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용이 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 바람직하게는 도포성 및 건조성 면에서 비점이 100 내지 200℃인 유기 용제를 사용할 수 있다.Any solvent can be used as long as it can dissolve or disperse the above-mentioned composition, and it is not particularly limited in the present invention. Preferably, an organic solvent having a boiling point of 100 to 200°C may be used in terms of coatability and drying properties.
대표적으로, 사용 가능한 용제로는 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류, 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 저급 및 고급 알코올류, 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. Representatively, examples of the solvent that can be used include alkylene glycol monoalkyl ethers, alkylene glycol alkyl ether acetates, aromatic hydrocarbons, ketones, lower and higher alcohols, and cyclic esters. More specifically, alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether; Diethylene glycol dialkyl ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, and diethylene glycol dibutyl ether; Alkylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, methoxybutyl acetate and methoxypentyl acetate Ryu; Aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and mesitylene; Ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl amyl ketone, methyl isobutyl ketone, and cyclohexanone; Alcohols such as ethanol, propanol, butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, and glycerin; Esters such as ethyl 3-ethoxypropionate and methyl 3-methoxypropionate; and cyclic esters such as γ-butyrolactone.
상기 용제 중 바람직하게는 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류가 사용될 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등이 사용될 수 있다. 이들 용제는 1종 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.Among the solvents, preferably alkylene glycol alkyl ether acetates, ketones, esters such as ethyl 3-ethoxypropionate or methyl 3-methoxypropionate may be used, and more preferably propylene glycol monomethyl ether acetate, Propylene glycol monoethyl ether acetate, cyclohexanone, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate, and the like can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more.
상기 용제는 흑색 감광성 수지 조성물이 100 중량%를 만족하도록 잔량으로 포함될 수 있다. 이러한 함량은 조성의 분산 안정성 및 제조 공정에서의 공정 용이성(예, 도포성)을 고려하여 선정된 범위이다. 다시 말하면, 본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 습식 코팅에 의해 블랙 매트릭스, 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 스페이서를 제조할 수 있으며, 이때 습식 코팅 방법으로 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치가 사용될 수 있다.
The solvent may be included in a residual amount so that the black photosensitive resin composition satisfies 100% by weight. This content is a range selected in consideration of the dispersion stability of the composition and the ease of processing in the manufacturing process (eg, coatability). In other words, the black photosensitive resin composition according to the present invention can produce a black matrix, a spacer, or a black matrix integrated spacer by wet coating, and at this time, a roll coater, a spin coater, a slit and spin coater, a slit coater ( It may also be referred to as a die coater), and an application device such as an ink jet can be used.
(G)첨가제(G) additive
본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 다양한 목적을 위하여 이 분야에 공지된 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 밀착촉진제, 분산제, 충진제, 다른 고분자 화합물, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등을 들 수 있다. 이들 첨가제는 1종 또는 2종 이상이 사용될 수 있으며, 광 효율 등을 고려하여 흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 5 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.The black photosensitive resin composition of the present invention may further include additives known in the art for various purposes. Examples of such additives include adhesion promoters, dispersants, fillers, other polymer compounds, ultraviolet absorbers, and anti-aggregation agents. One or two or more of these additives may be used, and it is preferable to use 5% by weight or less based on the total weight of the black photosensitive resin composition in consideration of light efficiency and the like.
상기 밀착촉진제로는 예컨대, 실란 커플링제가 사용될 수도 있다. 상기 실란 커플링제로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. As the adhesion promoter, for example, a silane coupling agent may be used. As the silane coupling agent, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltris(2-methoxyethoxy)silane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N- (2-Aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminoprotriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 2-( 3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane, 3-chloropropylmethyldimethoxysilane, 3-chloropropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrime And oxysilane.
상기 분산제로는 시판되는 계면활성제를 이용할 수 있고, 불소계 계면활성제, 우레탄계 계면활성제 등이 사용될 수 있다. 상기 불소계 계면활성제로는 BM-1000, BM-1100(BM Chemie社), 프로라이드 FC-135/FC-170C/FC-430(스미토모 쓰리엠㈜), SH-28PA/-190/SZ-6032(도레 시리콘㈜) 등이 사용될 수 있다. 상기 우레탄계 계면활성제로는 DiperBYK-163 (BYK社)를 들 수 있다. 또한 Solsperse 5000 (Lubrisol社) 같은 분산보조제도 첨가할 수 있다.
As the dispersant, a commercially available surfactant may be used, and a fluorine-based surfactant, a urethane-based surfactant, and the like may be used. The fluorine-based surfactants include BM-1000, BM-1100 (BM Chemie), Proride FC-135/FC-170C/FC-430 (Sumitomo 3M), SH-28PA/-190/SZ-6032 (Toray Silicon Co., Ltd.), etc. may be used. DiperBYK-163 (BYK Co.) may be mentioned as the urethane-based surfactant. In addition, dispersion aids such as Solsperse 5000 (Lubrisol) can be added.
상기 충진제로는 유리, 실리카, 알루미나 등이 사용가능하고, 다른 고분자 화합물로는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜 모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등이 사용될 수 있다. Glass, silica, alumina, etc. can be used as the filler, and other polymer compounds include curable resins such as epoxy resin and maleimide resin, polyvinyl alcohol, polyacrylic acid, polyethylene glycol monoalkyl ether, and polyfluoroalkyl acrylate. , Polyester, a thermoplastic resin such as polyurethane may be used.
상기 자외선 흡수제로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등이 사용될 수 있으며, 응집 방지제로는 폴리아크릴산 나트륨 등이 사용될 수 있다.As the ultraviolet absorber, 2-(3-tert-butyl-2-hydroxy-5-methylphenyl)-5-chlorobenzotriazole, alkoxybenzophenone, etc. may be used, and sodium polyacrylate may be used as an anti-aggregation agent. I can.
본 발명의 흑색 감광성 조성물의 제조는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 감광성 조성물의 제조방법을 따른다.The preparation of the black photosensitive composition of the present invention is not particularly limited, and a known method for preparing the photosensitive composition is followed.
일예로, 착색제를 용제에 첨가한 후 나머지 조성 및 기타 첨가제를 첨가하여 교반을 통해 얻을 수 있다. 이때 상기 착색제는 안료 등을 미리 용제 또는 알칼리 가용성 수지에 용해시키거나 분산시킨 밀베이스 형태로 첨가될 수 있다. 첨가제는 용액 형태인 경우 착색제와 함께 용매에 미리 첨가될 수 있다.As an example, after adding a colorant to a solvent, the remaining composition and other additives may be added and obtained through stirring. At this time, the colorant may be added in the form of a mill base in which a pigment or the like is dissolved or dispersed in a solvent or an alkali-soluble resin in advance. When the additive is in the form of a solution, it may be added in advance to the solvent together with the colorant.
이렇게 제조된 흑색 감광성 수지 조성물은 표시장치, 바람직하기로 액정 표시장치의 블랙 매트릭스, 셀갭 유지를 위한 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 스페이서의 제조에 바람직하게 사용될 수 있다.The black photosensitive resin composition thus prepared can be preferably used in the production of a display device, preferably a black matrix of a liquid crystal display device, a spacer for maintaining a cell gap, or a black matrix integrated spacer.
특히, 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 블랙 매트릭스 일체형 스페이서의 제조에 바람직하게 사용될 수 있으며, 상기 블랙 매트릭스 일체형 스페이서는 블랙 매트릭스와 스페이서를 각각 형성하는 것이 아니라, 하나의 패턴으로 블랙 매트릭스와 스페이서 역할을 모두 수행할 수 있는 구조로 형성된다.
In particular, the black photosensitive resin composition of the present invention can be preferably used in the manufacture of a black matrix-integrated spacer, and the black matrix-integrated spacer does not form a black matrix and a spacer, respectively, but serves as a black matrix and a spacer in one pattern. It is formed in a structure that can perform all of them.
본 발명은 또한, 상기 흑색 감광성 수지 조성물 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 칼럼스페이서를 포함하는 칼라필터에 관한 것이다.The present invention also relates to a color filter including a black matrix and/or a column spacer prepared using the black photosensitive resin composition.
또한, 상기 칼라필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다 In addition, it relates to a liquid crystal display device including the color filter.
포토리쏘그래피 방법에 따른 블랙 매트릭스, 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 스페이서를 형성하는 통상의 패터닝 공정은 다음과 같은 단계를 포함하여 이루어진다:A typical patterning process for forming a black matrix, a spacer or a black matrix integrated spacer according to the photolithography method includes the following steps:
a) 기판에 흑색 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계;a) applying a black photosensitive resin composition to a substrate;
b) 용매를 건조하는 프리베이크 단계; b) a prebaking step of drying the solvent;
c) 얻어진 피막 위에 포토 마스크를 대어 활성 광선을 조사해 노광부를 경화시키는 단계; c) placing a photo mask on the obtained film and irradiating active light to cure the exposed portion;
d) 알칼리 수용액을 이용하여 미노광부를 용해하는 현상 공정을 수행하는 단계; 및 d) performing a developing process of dissolving the unexposed part using an aqueous alkali solution; And
e) 건조 및 포스트 베이크 수행단계
e) Drying and post-baking steps
상기 기판은 유리 기판이나 폴리머 판이 사용된다. 유리 기판으로는, 특히 소다 석회 유리, 바륨 또는 스트론튬 함유 유리, 납유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 또는 석영 등이 바람직하게 사용할 수 있다. 또 폴리머 판으로는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르 설파이드 또는 폴리 설폰 등을 들 수 있다.As the substrate, a glass substrate or a polymer plate is used. As the glass substrate, soda lime glass, barium or strontium-containing glass, lead glass, aluminosilicate glass, borosilicate glass, barium borosilicate glass or quartz can be preferably used. Moreover, polycarbonate, acrylic, polyethylene terephthalate, polyether sulfide, polysulfone, etc. are mentioned as a polymer plate.
이때 도포는 원하는 두께를 얻을 수 있도록 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치를 이용한 습식 코팅 방법에 의해 수행될 수 있다.In this case, the coating may be performed by a wet coating method using a coating device such as a roll coater, a spin coater, a slit and spin coater, a slit coater (also referred to as a die coater), or an inkjet so as to obtain a desired thickness.
프리베이크는 오븐, 핫 플레이트 등에 의해 가열함으로써 행해진다. 이때 프리베이크에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은 사용하는 용제에 따라 적의 선택 되어 예를 들면, 80 내지 150℃의 온도로 1 내지 30분간 행해진다.Pre-baking is performed by heating with an oven, a hot plate, or the like. At this time, the heating temperature and heating time in the pre-baking are appropriately selected depending on the solvent to be used, and are performed for 1 to 30 minutes at a temperature of, for example, 80 to 150°C.
또 프리베이크 후에 행해지는 노광은, 노광기에 의해 행해져 포토 마스크를 통하여 노광함으로써 패턴에 대응한 부분만을 감광시킨다. 이때 조사하는 빛은, 예를 들면, 가시광선, 자외선, X선 및 전자선 등이 가능하다.Further, the exposure performed after the prebaking is performed by an exposure machine and exposed through a photomask, thereby sensitizing only the portion corresponding to the pattern. The irradiated light at this time may be, for example, visible light, ultraviolet light, X-ray, and electron beam.
노광 후의 알칼리 현상 비노광 부분의 제거되지 않는 부분의 감광성 수지 조성물을 제거하는 목적으로 행해져 이 현상에 의해 원하는 패턴이 형성된다. 이 알칼리 현상에 적합한 현상액으로는, 예를 들면 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속의 탄산염의 수용액 등을 사용할 수 있다. 특히, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산 리튬등의 탄산염을 1~3 중량%를 함유하는 미만 알칼리 수용액을 이용하여 10~50℃, 바람직하게는 20~40℃의 온도 내에서 현상기 또는 초음파 세정기 등을 이용하여 수행한다.Alkali development after exposure It is performed for the purpose of removing the photosensitive resin composition in the non-removed part of the non-exposed part, and a desired pattern is formed by this development. As a developer suitable for this alkali development, for example, an aqueous solution of an alkali metal or alkaline earth metal carbonate can be used. In particular, using a less alkaline aqueous solution containing 1 to 3% by weight of carbonates such as sodium carbonate, potassium carbonate, and lithium carbonate, using a developer or ultrasonic cleaner within a temperature of 10 to 50°C, preferably 20 to 40°C. To do it.
포스트 베이크는 패터닝 된 막과 기판과의 밀착성을 높이기 위해서 수행하며, 80~220?에서 10~120 분의 조건으로 열처리를 통해 이루어진다. 포스트 베이크 프리베이크와 같게, 오븐, 핫 플레이트 등을 이용하여 수행한다.Post-baking is performed to increase the adhesion between the patterned film and the substrate, and is performed through heat treatment at 80 to 220 °C for 10 to 120 minutes. Like post-baking and pre-baking, it is carried out using an oven, hot plate, or the like.
이때 블랙 매트릭스의 막 두께로는, 0.2㎛~20㎛가 바람직하고, 0.5㎛~10㎛가 보다 바람직하고, 0.8㎛~5㎛가 특히 바람직하다. At this time, the thickness of the black matrix is preferably 0.2 µm to 20 µm, more preferably 0.5 µm to 10 µm, and particularly preferably 0.8 µm to 5 µm.
또한, 칼럼스페이서 및 블랙 매트릭스 일체형 스페이서의 막 두께로는, 0.1㎛~8㎛가 바람직하고, 0.1㎛~6㎛가 보다 바람직하고, 0.1㎛~4㎛가 특히 바람직하다.Further, the film thickness of the column spacer and the black matrix integrated spacer is preferably 0.1 µm to 8 µm, more preferably 0.1 µm to 6 µm, and particularly preferably 0.1 µm to 4 µm.
본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물로 제조된 블랙 매트릭스, 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 스페이서는 광학밀도, 밀착성, 전기 절연성, 차광성 등의 물성이 우수할뿐만 아니라, 내열성 및 내용제성 등이 우수하여 액정 표시장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.
The black matrix, spacer, or black matrix-integrated spacer made of the black photosensitive resin composition of the present invention not only has excellent physical properties such as optical density, adhesion, electrical insulation, and light-shielding properties, but also has excellent heat resistance and solvent resistance. Can improve the reliability of
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail through examples. However, the following examples are for explaining the present invention more specifically, and the scope of the present invention is not limited by the following examples. The following examples can be appropriately modified and changed by those skilled in the art within the scope of the present invention.
제조예Manufacturing example 1: 알칼리 가용성 수지의 제조 1: Preparation of alkali-soluble resin
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 40 중량부, 메틸메타크릴레이트 50 중량부, 아크릴산 40 중량부, 비닐톨루엔 70 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. A flask equipped with a stirrer, a thermometer reflux condenser, a dropping lot, and a nitrogen introduction tube was prepared. As a monomer dropping lot, a mixture of 3,4-epoxytricyclodecane-8-yl (meth)acrylate and 3,4-epoxytricyclodecane-9-yl (meth)acrylate in a molar ratio of 50:50 40 Parts by weight, 50 parts by weight of methyl methacrylate, 40 parts by weight of acrylic acid, 70 parts by weight of vinyl toluene, 4 parts by weight of t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, 40 parts by weight of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) Stirring was prepared by adding.
여기에 연쇄이동제 적하조로 n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. Stirring was prepared by adding 6 parts by weight of n-dodecanethiol and 24 parts by weight of PGMEA to the chain transfer agent dropping tank.
이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 첨가하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 교환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다. Thereafter, 395 parts by weight of PGMEA was added to the flask, and the atmosphere in the flask was exchanged from air to nitrogen, and the temperature of the flask was raised to 90° C. while stirring.
그 후 모노머 및 연쇄 이동제의 적하를 개시하였다. 적하는 90℃를 유지하면서, 각각 2 시간 동안 진행하였고 1 시간 후에 110℃까지 승온하여 5시간 동안 유지하여 고형분 산가가 100㎎KOH/g인 수지를 얻었다. Thereafter, dropping of the monomer and the chain transfer agent was started. The dropwise addition was maintained at 90° C. for 2 hours, and the temperature was raised to 110° C. after 1 hour and maintained for 5 hours to obtain a resin having a solid acid value of 100 mgKOH/g.
알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정은 GPC법을 이용하였으며, HLC-8120GPC(도소㈜ 제조) 장치를 사용하였다. The weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn) of the alkali-soluble resin were measured using the GPC method, and an HLC-8120GPC (manufactured by Tosoh Corporation) apparatus was used.
측정조건은 TSK-GELG4000HXL와 TSK-GELG2000HXL 컬럼을 직렬연결하여 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.Measurement conditions were used by connecting the TSK-GELG4000HXL and TSK-GELG2000HXL columns in series, and the temperature of the column was set to 40?. Tetrahydrofuran was used as a mobile phase solvent, and it was measured while flowing at a flow rate of 1.0 mL/min. The concentration of the measurement sample was 0.6% by weight, the injection amount was 50 µl, and analyzed using an RI detector. TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500 (manufactured by Tosoh Corporation) were used as standard materials for calibration, and the weight average molecular weight and number of alkali-soluble resins obtained under the above conditions The average molecular weight was measured.
GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 17,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
The weight average molecular weight in terms of polystyrene measured by GPC was 17,000, and the molecular weight distribution (Mw/Mn) was 2.3.
실시예Example 1~2 및 1-2 and 비교예Comparative example 1~3: 흑색 감광성 수지 조성물의 제조 1 to 3: Preparation of black photosensitive resin composition
혼합기에 용제를 첨가 후 안료, 이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 기타 첨가제를 첨가하고, 교반을 통해 균일하게 혼합하여 흑색 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 이때 조성은 하기 표 1의 조성에 따랐다.After adding a solvent to the mixer, at least one component selected from pigments, isoprene-based oligomers and styrene-butadiene-based rubbers, alkali-soluble resins, photopolymerizable compounds, photopolymerization initiators and other additives are added, and uniformly mixed through stirring to black A photosensitive resin composition was prepared. At this time, the composition was according to the composition of Table 1 below.
(단위: 중량%)(Unit: wt%)
- 안료-Pigment
Red 179(DIC社) / Blue 15:6(DIC社) / CB(MA-8, 미쯔비시社)Red 179 (DIC company) / Blue 15:6 (DIC company) / CB (MA-8, Mitsubishi company)
- 알칼리 가용성 수지: 제조예 1 합성 수지 사용-Alkali-soluble resin: Preparation Example 1 using synthetic resin
- 광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(Kayarad DPHA: 닛본 카야꾸㈜))-Photopolymerizable compound: dipentaerythritol hexaacrylate (Kayarad DPHA: Nippon Kayaku Co., Ltd.))
- 광중합 개시제: 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-에타논-1-(O-아세틸옥심) (Irgacure OXE-02: Ciba사)-Photoinitiator: 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-ethanone-1-(O-acetyloxime) (Irgacure OXE-02: Ciba)
- 이소프렌계 올리고머 또는 스티렌-부타디엔계 고무: A1-1: 이소프렌 올리고머 LIR-30 (쿠라레社) / A1-2: 스티렌-부타디엔 고무 S-SBR-820 (쿠라레社) -Isoprene-based oligomer or styrene-butadiene-based rubber: A1-1: Isoprene oligomer LIR-30 (Kuraray) / A1-2: Styrene-butadiene rubber S-SBR-820 (Kuraray)
- 첨가제- additive
A1-3: 나프탈렌 에폭시 첨가제(DIC社) / A1-4: 페놀 노볼락 에폭시 첨가제(국도화학社) / A2: DiperBYK-163 (BYK社) / A3: Solsperse 5000 (Lubrisol社)A1-3: Naphthalene epoxy additive (DIC) / A1-4: Phenol novolac epoxy additive (Kukdo Chemical) / A2: DiperBYK-163 (BYK) / A3: Solsperse 5000 (Lubrisol)
- 용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
-Solvent: Propylene glycol monomethyl ether acetate
시험예Test example 1: One: 탄성회복률Elastic recovery rate
(1) 착색 기판 제작(1) Fabrication of colored substrates
5cm X 5cm의 유리기판(코닝社)을 중성세제 및 물로 세정 후 건조하였다. 상기 유리기판 상에 상기 실시예 및 비교예에서 제조된 흑색 감광성 수지 조성물 각각을 최종 막 두께가 3.0㎛가 되도록 스핀 코팅을 하고, 80 내지 120℃에서 선 소성하여 1 내지 2분간 건조하여 용제를 제거하였다. 그런 다음, 노광량 40 내지 100 mJ/cm2로 노광하여 패턴을 형성하고 알카리 수용액을 사용하여 비노광부를 제거하였다. 이어서 200 내지 250℃에서 후 소성을 10 내지 30분간 수행하여 착색기판을 제조하였다.A 5cm X 5cm glass substrate (Corning) was washed with neutral detergent and water, and then dried. On the glass substrate, each of the black photosensitive resin compositions prepared in Examples and Comparative Examples was spin-coated to a final film thickness of 3.0 μm, pre-baked at 80 to 120°C, and dried for 1 to 2 minutes to remove the solvent. I did. Then, a pattern was formed by exposure with an exposure amount of 40 to 100 mJ/cm 2, and the non-exposed portion was removed using an alkaline aqueous solution. Subsequently, firing was performed at 200 to 250° C. for 10 to 30 minutes to prepare a colored substrate.
(2) (2) 탄성회복률Elastic recovery rate 평가 evaluation
형성된 착색 기판의 탄성회복률은 Fisher 경도계(fisherscope HM-2000, fisher社)을 이용하여, 측정하였고 결과는 다음과 같다. 20㎛ 크기로 형성된 패턴에 50mN까지 Force를 가해서 탄성회복률을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.The elastic recovery rate of the formed colored substrate was measured using a Fisher hardness tester (fisherscope HM-2000, Fisher Company), and the results are as follows. The elastic recovery rate was measured by applying a force to 50 mN to the pattern formed in a size of 20 μm, and the results are shown in Table 2 below.
상기 표 2로부터 확인되는 바와 같이, 본 발명의 실시예 1 내지 2의 흑색 감광성 수지 조성물(이소프렌계 올리고머 또는 스티렌-부타디엔계 고무 포함)로 제조된 패턴의 탄성회복률은 비교예 1 내지 3의 흑색 감광성 수지 조성물로 제조된 패턴과 비교하여 현저히 우수하였다As can be seen from Table 2, the elastic recovery rate of the pattern made of the black photosensitive resin composition (including isoprene-based oligomer or styrene-butadiene-based rubber) of Examples 1 to 2 of the present invention is the black photosensitive property of Comparative Examples 1 to 3 It was remarkably excellent compared to the pattern made with the resin composition.
Claims (7)
상기 (A)착색제는, 아닐린 블랙, 퍼릴렌 블랙, 티탄 블랙, 및 카본 블랙으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 흑색 안료를 포함하고,
상기 (D)광중합 개시제는, O-아세틸옥심계 광중합 개시제인 것을 특징으로 하는, 블랙 매트릭스 또는 칼럼스페이서 형성용 흑색 감광성 수지 조성물.(A) colorant, (B) alkali-soluble resin, (C) photopolymerizable compound, (D) photoinitiator, (E) at least one component selected from isoprene-based oligomer and styrene-butadiene-based rubber, and (F) solvent Including,
The (A) colorant includes at least one black pigment selected from the group consisting of aniline black, perylene black, titanium black, and carbon black,
The (D) photopolymerization initiator is an O-acetyloxime-based photopolymerization initiator, wherein the black photosensitive resin composition for forming a black matrix or a column spacer.
상기 (B)알칼리 가용성 수지의 분자량은 5,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는, 블랙 매트릭스 또는 칼럼스페이서 형성용 흑색 감광성 수지 조성물.The method according to claim 1,
The molecular weight of the (B) alkali-soluble resin is 5,000 to 100,000, characterized in that, black photosensitive resin composition for forming a black matrix or column spacer.
흑색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여,
(A)착색제 1~50 중량%,
(B)알칼리 가용성 수지 5~80 중량%,
(C)광중합성 화합물 1~30 중량%,
(D)광중합 개시제 0.01~10 중량%,
(E)이소프렌계 올리고머 및 스티렌-부타디엔계 고무 중에서 선택되는 1종 이상의 성분 0.1 내지 5 중량%, 및
(F)잔량의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는, 블랙 매트릭스 또는 칼럼스페이서 형성용 흑색 감광성 수지 조성물.The method according to claim 1,
Based on the total weight of the black photosensitive resin composition,
(A) 1 to 50% by weight of a colorant,
(B) 5 to 80% by weight of an alkali-soluble resin,
(C) 1 to 30% by weight of a photopolymerizable compound,
(D) 0.01 to 10% by weight of a photopolymerization initiator,
(E) 0.1 to 5% by weight of at least one component selected from isoprene-based oligomers and styrene-butadiene-based rubbers, and
(F) A black photosensitive resin composition for forming a black matrix or column spacer, comprising a residual amount of a solvent.
밀착촉진제, 분산제, 충진제, 다른 고분자 화합물, 자외선 흡수제, 및 응집 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 블랙 매트릭스 또는 칼럼스페이서 형성용 흑색 감광성 수지 조성물.The method according to claim 1,
A black photosensitive resin composition for forming a black matrix or column spacer, further comprising at least one additive selected from the group consisting of an adhesion promoter, a dispersant, a filler, another polymer compound, an ultraviolet absorber, and an anti-aggregation agent.
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