KR102586093B1 - 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터 Download PDF

Info

Publication number
KR102586093B1
KR102586093B1 KR1020200046181A KR20200046181A KR102586093B1 KR 102586093 B1 KR102586093 B1 KR 102586093B1 KR 1020200046181 A KR1020200046181 A KR 1020200046181A KR 20200046181 A KR20200046181 A KR 20200046181A KR 102586093 B1 KR102586093 B1 KR 102586093B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photosensitive resin
resin composition
weight
thermal polymerization
polymerization initiator
Prior art date
Application number
KR1020200046181A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20210128237A (ko
Inventor
김이주
기승범
정주호
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020200046181A priority Critical patent/KR102586093B1/ko
Priority to US17/919,025 priority patent/US20230244140A1/en
Priority to CN202180028706.7A priority patent/CN115443435A/zh
Priority to PCT/KR2021/002996 priority patent/WO2021210783A1/ko
Priority to JP2022557728A priority patent/JP2023518848A/ja
Publication of KR20210128237A publication Critical patent/KR20210128237A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102586093B1 publication Critical patent/KR102586093B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D135/00—Coating compositions based on homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a carboxyl radical, and containing at least another carboxyl radical in the molecule, or of salts, anhydrides, esters, amides, imides or nitriles thereof; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D135/02—Homopolymers or copolymers of esters
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/44—Polymerisation in the presence of compounding ingredients, e.g. plasticisers, dyestuffs, fillers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F2/00—Processes of polymerisation
    • C08F2/46—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation
    • C08F2/48—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light
    • C08F2/50—Polymerisation initiated by wave energy or particle radiation by ultraviolet or visible light with sensitising agents
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F265/00—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00
    • C08F265/04—Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of unsaturated monocarboxylic acids or derivatives thereof as defined in group C08F20/00 on to polymers of esters
    • C08F265/06—Polymerisation of acrylate or methacrylate esters on to polymers thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/0008—Organic ingredients according to more than one of the "one dot" groups of C08K5/01 - C08K5/59
    • C08K5/0041—Optical brightening agents, organic pigments
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/16—Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3412—Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having one nitrogen atom in the ring
    • C08K5/3415—Five-membered rings
    • C08K5/3417—Five-membered rings condensed with carbocyclic rings
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D4/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; Coating compositions, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09D183/00 - C09D183/16
    • C09D4/06—Organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond in combination with a macromolecular compound other than an unsaturated polymer of groups C09D159/00 - C09D187/00
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • C09D5/32—Radiation-absorbing paints
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/41—Organic pigments; Organic dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D7/00—Features of coating compositions, not provided for in group C09D5/00; Processes for incorporating ingredients in coating compositions
    • C09D7/40—Additives
    • C09D7/60—Additives non-macromolecular
    • C09D7/63—Additives non-macromolecular organic
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

(A) 바인더 수지; (B) 착색제; (C) 중합성 화합물; (D) 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 포함하는 개시제; 및 (E) 용매를 포함하고, 상기 열중합 개시제는 50 이하의 반감기(t½=10h)를 가지고, 상기 열중합 개시제는 상기 광중합 개시제와 같거나 보다 많은 함량으로 포함되는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 감광성 수지막 및 이를 포함하는 컬러필터가 제공된다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, PHOTOSENSITIVE RESIN LAYER USING THE SAME AND COLOR FILTER}
본 기재는 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터에 관한 것이다.
디스플레이 장치 중의 하나인 액정디스플레이 장치는 경량화, 박형화, 저가, 저소비 전력 구동화 및 우수한 집적회로와의 접합성의 장점을 가지고 있어, 노트북 컴퓨터, 모니터 및 TV 화상용으로 그 사용범위가 확대되고 있다. 이와 같은 액정 디스플레이 장치는 빛의 삼원색에 해당하는 레드(R), 녹색(G), 청색(B)의 서브 픽셀이 집합된 단위 픽셀이 반복적으로 형성된 컬러 필터를 구비한다. 각 서브 픽셀을 인접하게 배치시킨 상태에서 각각의 서브 픽셀에 색 신호를 인가하여 밝기를 제어하면 삼원색의 합성에 의해 단위 픽셀에 특정한 색이 표시된다. 컬러 필터는 레드(R), 녹색(G), 청색(B)의 염료 또는 안료로 제조되고, 이러한 착색재는 백라이트 유닛의 백색광을 각각의 해당하는 색으로 바꿔주는 역할을 하게된다. 착색재의 스펙트럼이, 요구되는 흡수 파장 이외에 불필요한 파장이 없고 폭이 좁은 흡수 밴드를 가질수록 색순도가 향상된다. 또한 컬러레지스트의 식각 과정에서 노출되는 자외선, 산, 염기 조건 하에서 퇴색 또는 변색되지 않는 우수한 내열성, 내광성 및 내화학성을 가져야 한다. 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 주로 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료 분산법 등에 의해 3종 이상의 색상을 투명 기판 상에 코팅하여 제조할 수 있다.
이러한 LCD의 공정 외에도 염료나 안료 기술을 기반으로 한 차세대 디스플레이 공정에도 감광성 수지 조성물을 사용하려는 시도가 최근들어 급증하고 있다.
기존 LCD 공정은 고온공정에서의 내구성을 위하여 설계가 되어 있으나, 차세대 디스플레이 공정의 경우, 박막의 재질적 특성으로 인해, 열 변형 손실을 최소화 하고자, 저온 공정이 필요로 하며, 유기발광소자(OLED)용 재료 또한 저온 공정만 가능하기에, 이에 사용되는 감광성 수지 조성물은 저온 경화 특성이 우수해야 하는데, 기존 LCD 공정에 사용되는 감광성 수지 조성물은 고온 경화 특성이 우수할 뿐, 저온 경화 특성은 매우 열등하다. 이에 최근에는 저온 경화형 수지 조성물에 대한 요구가 매우 높은 실정이다. 하지만 현재까지 알려진 저온 경화형 수지 조성물의 경우 대부분 저온 경화 시 충분한 경화가 되지 않아 내열성 및 내화학성이 취약한 문제가 있다.
일 구현예는 저온, 예컨대 80℃ 내지 100℃에서의 경화 특성이 우수한 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 이용하여 제조된 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 (A) 바인더 수지; (B) 착색제; (C) 중합성 화합물; (D) 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 포함하는 개시제; 및 (E) 용매를 포함하고, 상기 열중합 개시제는 50 이하의 반감기(t½=10h)를 가지고, 상기 열중합 개시제는 상기 광중합 개시제와 같거나 보다 많은 함량으로 포함되는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
상기 열중합 개시제는 퍼옥사이드계 화합물일 수 있다.
상기 열중합 개시제는 퍼옥시디카보네이트계 화합물, 퍼옥시에스테르계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다.
상기 착색제는 안료, 염료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 염료는 프탈로시아닌계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 착색제는 안료 및 염료를 포함하고, 상기 염료는 상기 안료보다 많은 함량으로 포함될 수 있다.
상기 바인더 수지는 아크릴계 바인더 수지, 카도계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지 및 카도계 바인더 수지는 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 중합성 화합물은 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물을 포함할 수 있다.
상기 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물은 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해, 상기 (A) 바인더 수지 1 중량% 내지 10 중량%; 상기 (B) 착색제 50 중량% 내지 80 중량%; 상기 (C) 중합성 화합물 1 중량% 내지 10 중량%; 상기 (D) 개시제 1.1 중량% 내지 5 중량%; 및 상기 (E) 용매 잔부량을 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 커플링제; 레벨링제; 및 계면활성제로부터 선택되는 적어도 하나의 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 고온뿐만 아니라, 저온, 예컨대 80℃ 내지 100℃의 온도에서도 경화도가 높아, 우수한 내열성 및 내화학성을 갖는 컬러필터를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 패턴을 PGMEA 용액에 상온(15℃내지 25℃)에서 30분간 침지한 후의 광학현미경 사진이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 화합물 중의 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 사이클로알케닐기를 의미하고, "헤테로사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, "아릴알킬기"란 C6 내지 C20 아릴알킬기를 의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를　의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고,　"알킬아릴렌기"란 C6 내지 C20 알킬아릴렌기를 의미하고, "헤테로아릴렌기"란 C3 내지 C20 헤테로아릴렌기를 의미하고, "알콕실렌기"란 C1 내지 C20 알콕실렌기를 의미한다.
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. 예컨대, "헤테로사이클로알킬기", "헤테로사이클로알케닐기", "헤테로사이클로알키닐기" 및 "헤테로사이클로알킬렌기"란 각각 사이클로알킬, 사이클로알케닐, 사이클로알키닐 및 사이클로알킬렌의 고리 화합물 내에 적어도 하나의 N, O, S 또는 P의 헤테로 원자가 존재하는 것을 의미한다.
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 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다. 또한 "공중합"이란 블록 공중합 내지 랜덤 공중합을 의미하고, "공중합체"란 블록 공중합체 내지 랜덤 공중합체를 의미한다.
본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학 결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져 있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.
본 명세서에서 카도계 수지란, 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-11로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관능기가 수지 내 주골격(backbone)에 포함되는 수지를 의미한다.
또한, 본 명세서에서 별도의 정의가 없는 한, "**"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예는 (A) 바인더 수지; (B) 착색제; (C) 중합성 화합물; (D) 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 포함하는 개시제; 및 (E) 용매를 포함하고, 상기 열중합 개시제는 50 이하의 반감기(t½=10h)를 가지고, 상기 열중합 개시제는 상기 광중합 개시제와 같거나 보다 많은 함량으로 포함되는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
전술한 것처럼, 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 분산 기술이 향상되어 우수한 색 재현성과 열, 빛, 습도에 대한 내구성을 확보된 안료 분산법이 주로 이용되고 있다. 이러한 안료 분산법에 의한 칼라필터는 안료 미세화 및 표면 처리 등을 이용하여 고휘도, 고명암비를 구현하거나, 최근에는 염료를 적용한 고성능 칼라필터의 개발이 진행되고 있다. 또한 디스플레이의 플렉서블화를 위해 기판의 종류가 다양해지고 있으며, 특히 유기 플라스틱 기판 내에 컬러필터를 제작하기 위해 제한적인 공정 조건을 만족할 수 있는 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 개발이 필요한 상황이다.
특히 플라스틱 기판을 이용한 디스플레이의 경우 고온 공정 시 열 변형이 발생되기 때문에 저온 공정이 필요로 하며, 유기발광소자(OLED)용 재료 또한 저온 공정만 가능하기 때문에 저온 경화형 수지 조성물에 대한 요구가 증가되고 있다. 하지만 저온 경화 시 충분한 경화가 되지 않아 내열성 및 내화학성이 취약한 문제가 있다. 일 구현예는 50 이하의 반감기(t½=10h)를 가지는 열중합 개시제를 광중합 개시제와 함께 사용하되, 그 함량이 광중합 개시제의 사용 함량 이상이 되도록 함으로써, 저온에서의 경화도를 높여, 저온경화 공정으로도 고해상도, 고내열성 및 고내화학성을 갖는 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 대한 것이다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(D) 개시제
기존의 감광성 수지 조성물을 구성하는 개시제로는 대부분 광중합 개시제가 단독으로 사용되었는데, 이러한 감광성 수지 조성물은 고온 경화 특성은 우수하나 저온 경화 특성이 매우 열등하다는 문제가 있다. 이에 광중합 개시제 대신 열중합 개시제를 사용하려는 시도가 있었으나, 이 경우에도 저온 경화 특성이 아주 약간 개선되는 정도에 불과했다.
일 구현예에 따르면, 열중합 개시제와 광중합 개시제를 혼용하면서 동시에 열중합 개시제의 함량이 광중합 개시제의 함량 이상이 되도록 함으로써 고온 및 저온 모두에서 경화가 잘 진행될 수 있도록 하였으며, 특히 열중합 개시제로 반감기(t½=10h)가 50 이하, 예컨대 40 내지 50인 화합물을 사용함으로써, 저온 경화 특성을 극대화하였다. 상기 열중합 개시제의 함량이 상기 광중합 개시제의 함량보다 작을 경우 저온 경화 특성이 저하되며, 반감기(t½=10h)가 50을 초과하는 열중합 개시제를 사용하는 경우에도 저온 경화 특성이 저하되게 되어, 바람직하지 않다.
한편, 열중합 개시제별 반감기(t½=10h)를 하기 표 1에 나타내었다.
반감기 (t½=10h)
PeroylTCP (Peroxydicarbonate) 40.8
PerbutylND (Peroxyester) 46.4
Peroyl-L (Lauroyl Peroxide) 61.6
ChemexBO (tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate) 72.1
BPO (Benzoyl peroxide) 73.6
PerbutylIB (tert-butyl peroxy isobutyrate) 77.3
PerhexaC (1,1-Bis(t-butylperoxy cyclohexane) 90.7
예컨대, 상기 열중합 개시제는 퍼옥사이드계 화합물일 수 있다. 이 경우 다른 계열의 화합물을 열중합 개시제로 사용하는 경우보다 저온 경화 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
예컨대, 상기 열중합 개시제는 퍼옥시디카보네이트계 화합물, 퍼옥시에스테르계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 열중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 열중합 개시제가 상기 범위로 포함될 경우, 상온 안정성이 우수할 수 있다. 즉, 상기 열중합 개시제가 상기 감광성 수지 조성물 총량 대비 1 중량% 미만으로 포함될 경우 그 함량이 너무 작아 저온 경화 특성의 극대화에 기여하기 어려울 수 있고, 상기 열중합 개시제가 상기 감광성 수지 조성물 총량 대비 2 중량% 초과로 포함될 경우 상온 안정성이 저하되어 겔화(gelation)될 수 있어 바람직하지 않을 수 있다.
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 개시제로서, 예를 들어 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 또는 이들의 조합을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로 아세토페논, p-t-부틸디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예로는, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물의 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3', 4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(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-아실옥심계 화합물, 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-온 등을 사용할 수 있다. 상기 O-아실옥심계 화합물의 구체적인 예로는, 1,2-옥탄디온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-O-아세테이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 플루오렌계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후 그 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 함께 사용될 수도 있다.
상기 광 증감제의 예로는, 테트라에틸렌글리콜 비스-3-머캡토 프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트 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. 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 경화가 충분히 일어나 우수한 신뢰성을 얻을 수 있으며, 패턴의 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수하고, 해상도 및 밀착성 또한 우수하며, 미반응 개시제로 인한 투과율의 저하를 막을 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 개시제(열중합 개시제 및 광중합 개시제)는 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1.1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있으며, 다만 이 경우 상기 열중합 개시제의 함량이 상기 광중합 개시제의 함량 이상이어야 저온 경화 특성을 크게 개선시킬 수 있다.
(A) 바인더 수지
상기 바인더 수지는 아크릴계 바인더 수지, 카도계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 제1 에틸렌성 불포화 단량체　및 이와 공중합 가능한 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체로, 하나 이상의 아크릴계 반복단위를 포함하는 수지이다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 하나 이상의 카르복시기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 이의 구체적인 예로는　아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제2 에틸렌성 불포화 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 에스테르 화합물; 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 아미노 알킬 에스테르 화합물; 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르복시산 비닐 에스테르 화합물; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 글리시딜 에스테르 화합물; (메타)아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; (메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드 화합물; 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 배합하여 사용할 수도 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 3,000 g/mol 내지 150,000 g/mol, 예컨대 5,000 g/mol 내지 50,000 g/mol, 예컨대 20,000 g/mol 내지 30,000 g/mol 일 수 있다. 상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우, 상기 감광성 수지 조성물의 물리적 및 화학적 물성이 우수하고 점도가 적절하며, 컬러필터 제조 시 기판과의 밀착성이 우수하다. 　
예컨대, 상기 카도계 수지는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R101　및 R102은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 (메타)아크릴로일옥시 알킬기이고,
R103 및 R104는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
Z1은 단일결합, O, CO, SO2, CR107R108, SiR109R110(여기서, R107 내지 R110은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임) 또는 하기 화학식 1-1 내지 1-11로 표시되는 연결기 중 어느 하나이고,
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
(상기 화학식 1-5에서,
Rz는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2 또는 페닐기이다.)
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 1-10]
[화학식 1-11]
Z2는 산무수물 잔기 또는 산이무수물 잔기이고,
z1 및 z2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 카도계 수지의 중량평균 분자량은 500 g/mol 내지 50,000 g/mol, 예컨대 1,000 g/mol 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 카도계 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우 차광층 제조 시 잔사 없이 패턴 형성이 잘되며, 현상 시 막두께의 손실이 없고, 양호한 패턴을 얻을 수 있다.
상기 카도계 수지는 양 말단 중 적어도 하나에 하기 화학식 2로 표시되는 관능기를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서,
Z3은 하기 화학식 2-1 내지 2-7로 표시될 수 있다.
[화학식 2-1]
(상기 화학식 2-1에서, Rh 및 Ri는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 에스테르기 또는 에테르기이다.)
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
[화학식 2-5]
(상기 화학식 2-5에서, Rj는 O, S, NH, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, C1 내지 C20 알킬아민기 또는 C2 내지 C20 알케닐아민기이다.)
[화학식 2-6]
[화학식 2-7]
상기 카도계 수지는 예컨대, 9,9-비스(4-옥시라닐메톡시페닐)플루오렌 등의 플루오렌 함유 화합물; 벤젠테트라카르복실산 디무수물, 나프탈렌테트라카르복실산 디무수물, 비페닐테트라카르복실산 디무수물, 벤조페논테트라카르복실산 디무수물, 피로멜리틱 디무수물, 사이클로부탄테트라카르복실산 디무수물, 페릴렌테트라카르복실산 디무수물, 테트라히드로푸란테트라카르복실산 디무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물 등의 무수물 화합물; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 글리콜 화합물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 사이클로헥산올, 벤질알코올 등의 알코올 화합물; 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트, N-메틸피롤리돈 등의 용매류 화합물; 트리페닐포스핀 등의 인 화합물; 및 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 벤질디에틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 등의 아민 또는 암모늄염 화합물 중에서 둘 이상을 혼합하여 제조할 수 있다.
상기 바인더 수지가 상기 아크릴계 바인더 수지 및 카도계 바인더 수지를 모두 포함하는 경우, 상기 아크릴계 바인더 수지 및 카도계 바인더 수지는 1:1의 중량비로 포함될 수 있다. 이 경우, 감광성 수지 조성물의 현상성이 우수하고, 광경화 시 감도가 좋아 미세 패턴 형성성이 우수해지게 된다.
상기 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 3중량% 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우, 컬러필터 제조 시 현상성이 우수하며 가교성이 개선되어 우수한 표면 평활도를 얻을 수 있다.
(B) 착색제
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 착색제는 안료, 염료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 염료는 프탈로시아닌계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 프탈로시아닌계 화합물을 염료로 사용 시, 적은 양으로도 고색의 발현이 가능하여, 휘도 등의 색특성이 우수한 디스플레이 소자의 제조가 가능하다.
예컨대, 상기 프탈로시아닌계 화합물을 염료로 사용 시, 이를 안료분산액, 예컨대 황색 또는 녹색 안료분산액과 함께 사용하는 경우, 착색력, 휘도 특성 및 내화학성을 포함한 신뢰성이 향상된 고색 좌표의 구현이 가능하다. 예컨대, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 착색제는 안료(안료분산액) 및 염료(프탈로시아닌계 화합물)를 포함하고, 상기 염료는 상기 안료보다 많은 함량으로 포함될 수 있다. 상기 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 염료가 상기 안료(안료분산액)보다 많은 함량 범위로 포함될 경우, 감광성 수지 조성물의 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
예컨대, 상기 착색제는 감광성 수지 조성물 총량에 대해 50 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 60 중량% 내지 75 중량%로 포함될 수 있다. 상기 착색제가 상기 함량 범위로 포함될 경우, 고색 좌표 구현 시 개선된 내용출성을 확보할 수 있다.
예컨대, 상기 안료는 녹색 안료, 황색 안료 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 녹색 안료는 녹색 안료 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 36, C.I. 안료 녹색 37, C.I. 안료 녹색 58, C.I. 안료 녹색 59, C.I. 안료 녹색 62 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 황색 안료는 C.I. 안료 황색 11, C.I. 안료 황색 24, C.I. 안료 황색 31, C.I. 안료 황색 53, C.I. 안료 황색 83, C.I. 안료 황색 93, C.I. 안료 황색 99, C.I. 안료 황색 108, C.I. 안료 황색 109, C.I. 안료 황색 110, C.I. 안료 황색 138, C.I. 안료 황색 139, C.I. 안료 황색 147, C.I. 안료 황색 150, C.I. 안료 황색 151, C.I. 안료 황색 154, C.I. 안료 황색 155, C.I. 안료 황색 167, C.I. 안료 황색 180, C.I. 안료 황색 185, C.I. 안료 황색 199, C.I. 안료 황색 215, C.I. 안료 황색 231 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 녹색 안료 및 황색 안료를 분산시키기 위해 분산제를 함께 사용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 안료를 분산제로 미리 표면처리하여 사용하거나, 조성물 제조 시 안료와 함께 분산제를 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 비이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등을 사용할 수 있다. 　상기 분산제의 구체적인 예로는, 폴리 알킬렌 글리콜 및 이의 에스테르, 폴리 옥시 알킬렌, 다가 알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올 알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산에스테르, 술폰산염, 카르복실산 에스테르, 카르복실산염, 알킬 아미드 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-2001등; EFKA 케미칼社의 EFKA-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, Solsperse 24000GR, Solsperse 27000, Solsperse 28000 등; 또는 Ajinomoto社의 PB711, PB821 등이 있다.
상기　분산제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 　분산제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 조성물의 분산성이 우수함에 따라 블랙 컬럼 스페이서 제조 시 안정성, 현상성 및 패턴성이 우수하다.
상기 안료는 수용성 무기염 및 습윤제를 이용하여 전처리하여 사용할 수도 있다.　안료를 상기 전처리하여 사용할 경우 안료의 평균입경을 미세화할 수 있다.
상기 전처리는 상기 안료를 수용성 무기염 및 습윤제와 함께 니딩(kneading)하는 단계, 그리고 상기 니딩단계에서 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, 글리세린폴리에틸렌글리콜 등과 같은 알코올 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 니딩 단계를 거친 안료는 5 nm 내지 200 nm, 예컨대 5 nm 내지 150 nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 　안료의 평균 입경이 상기 범위 내인 경우, 안료 분산액에서의 안정성이 우수하고, 픽셀의 해상성 저하의 우려가 없다.
상기 안료분산액을 형성하는 용제로는 에틸렌글리콜 아세테이트, 에틸셀로솔브, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 에틸락테이트, 폴리에틸렌글리콜, 사이클로헥사논, 프로필렌글리콜 메틸에테르 등을 사용할 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 5 중량% 내지 30 중량%, 예컨대 8 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다.
(C) 중합성 화합물
상기 중합성 화합물은 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물을 포함할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가짐으로써,　패턴 형성 공정에서 노광 시 충분한 중합을 일으킴으로써 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 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-710®, 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 화합물은 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합성 화합물은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우,　패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 알칼리 현상액에의 현상성이 우수하다.
상기 열중합성 화합물은 (메타)아크릴레이트계 화합물, 옥세탄계 화합물, 티올기 함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 열중합성 화합물은 옥세타닐기, 티올기, (메타)아크릴레이트기 등을 관능기로 포함하여 광경화 및 열경화 시 경화도를 증대시킬 수 있다.
구체적으로, 옥세탄계 화합물, (메타)아크릴레이트계 화합물 또는 티올기 함유 화합물을 열중합성화합물로 사용하면서 전술한 광중합성 화합물과 혼용할 경우, 전술한 열중합 개시제, 보다 구체적으로 퍼옥사이드계 화합물의 반응성을 크게 향상시킬 수 있다. 또한, 컬러필터 공정 중 발생하는 악취 문제도 개선시킬 수 있다.
또한, 상기 (메타)아크릴레이트계 화합물을 열중합성 화합물로 사용하는 경우, (메타)아크릴레이트계 화합물 내 에틸렌성 불포화 이중결합에 의해, 패턴 형성 공정에서 노광 시 충분한 중합이 이루어져 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 중합성 화합물은 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물은 1:1의 중량비로 포함될 수 있다. 이 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하다.
상기 열중합성 화합물은 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 상기 열중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 저온 경화 시에 상기 신뢰성이 더욱 향상될 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 중합성 화합물을 상기 감광성 수지 조성물 총량에대해 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 3 중량% 내지 8 중량%로 포함할 수 있다. 이 경우, 패턴의 내열성, 내광성, 내화학성, 해상도 및 밀착성이 우수하다.
(E) 용매
상기 용매는 일 구현예에 따른 바인더 수지, 착색제, 중합성 화합물 및 개시제와의 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 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 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 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 젖산 메틸, 젖산 에틸 등의 젖산 에스테르류; 옥시 초산 메틸, 옥시 초산 에틸, 옥시 초산 부틸 등의 옥시 초산 알킬 에스테르류; 메톡시 초산 메틸, 메톡시 초산 에틸, 메톡시 초산 부틸, 에톡시 초산 메틸, 에톡시 초산 에틸 등의 알콕시 초산 알킬 에스테르류; 3-옥시 프로피온산 메틸, 3-옥시 프로피온산 에틸 등의 3-옥시 프로피온산 알킬에스테르류; 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸 등의 3-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시 프로피온산 메틸, 2-옥시 프로피온산 에틸, 2-옥시 프로피온산 프로필 등의 2-옥시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-메톡시 프로피온산 메틸, 2-메톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 메틸 등의 2-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에스테르류, 2-메톡시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-에톡시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-알콕시-2-메틸 프로피온산 알킬류의 모노옥시 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 2-히드록시 프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 히드록시 초산 에틸, 2-히드록시-3-메틸 부탄산 메틸 등의 에스테르류; 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류 등이 있으며, 또한, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세틸아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등의 고비점 용매를 들 수 있다.
이들 중 좋게는 상용성 및 반응성을 고려하여, 사이클로헥사논 등의 케톤류; 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류, 사이클로헥사논 등의 케톤류가 사용될 수 있다.
상기 용매는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 잔부량, 예컨대 5 중량% 내지 30 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; 커플링제; 레벨링제; 및 계면활성제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.
상기 커플링제는 실란계 커플링제일 수 있고, 상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ이소 시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 구체적으로 상기 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 1 중량부로 사용될 수 있다.
또한 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 계면활성제, 예컨대 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다. 　
상기 불소계 계면활성제의 예로는 DIC社의 F-482, F-484, F-478 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 계면활성제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.01 중량% 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하고 0.01 중량% 내지 2 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 범위를 벗어나는 경우 현상 후 이물질이 발생하는 문제점이 생길 수 있어 바람직하지 못하다.
또한 상기 감광성 수지 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 안정제 등의 기타 첨가제가 일정량 첨가될 수도 있다.
다른 일 구현예에 따르면, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공한다.
또 다른 일 구현예에 따르면 전술한 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 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 감광성 수지 조성물 층을 형성한다.
이어서, 상기 감광성 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 조사된 감광성 수지 조성물 층을 현상액으로 처리한다. 이때 감광성 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, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(감광성 수지 조성물의 합성)
실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 6
하기 언급된 구성성분들을 하기 표 2에 나타낸 조성으로 혼합하여 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 6에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 용매에 개시제를 녹인 후 상온에서 교반한 다음, 여기에 바인더 수지 및 중합성 화합물을 첨가하여 상온에서 교반하였다. 이어서, 얻어진 상기 반응물에 착색제 및 기타 첨가제를 넣고 상온에서 교반하였다. 이어 상기 생성물을 3회 여과하여 불순물을 제거함으로써, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
(단위: 중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
(A) 바인더 수지 A-1 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
A-2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
(B) 착색제 B-1 48 48 48 48 48 48 48 48 48 48
B-2 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5 22.5
B-3 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5 3.5
(C) 중합성 화합물 C-1 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
C-2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
(D-1) 광중합개시제 D-1-1 1 1 0.7 0.7 1 1 1 1 1 1
D-1-2 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
(D-2) 열중합 개시제 D-2-1 2 - 1 - 1 3 - - - -
D-2-2 - 2 - 1 - - - - - -
D-2-3 - - - - - - 2 - - -
D-2-4 - - - - - - - 2 - -
D-2-5 - - - - - - - - 2 -
D-2-6 - - - - - - - - - 2
(E) 용매 8.5 8.5 9.8 9.8 9.5 7.5 8.5 8.5 8.5 8.5
(F) 기타 첨가제 F-1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
F-2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3
(A) 바인더 수지
(A-1) 아크릴계 바인더 수지 (RY-25, 쇼와덴코)
(A-2) 카도계 바인더 수지 (KBR101, 경인)
(B) 착색제
(B-1) 프탈로시아닌계 염료 (GD17, 경인양행)
(B-2) 황색 안료분산액 (Y231, 토요잉크)
(B-3) 황색 안료분산액 (Y139, 토요잉크)
(C) 중합성 화합물
(C-1) M300 (Trimethylolpropane triacrylate, 미원스페셜티)
(C-2) V1000 (하기 화학식 E로 표시, 오사카 화학)
[화학식 E]
(상기 화학식 E에서, R1은 하기 화학식 E-1로 표시되고,
[화학식 E-1]
상기 화학식 E-1에서,
R2는 수소 또는 *-C(=O)-CR=CH2 이고,
R3는 *-C(=O)-CR=CH2 이고,
여기에서 R은 수소 원자 또는 C1 내지 C10 알킬기이다.)
(D-1) 광중합 개시제
(D-1-1) SPI-05 (삼양)
(D-1-2) SPI-03 (삼양)
(D-2) 열중합 개시제
(D-2-1) PeroylTCP (Peroxydicarbonate) (동성하이켐)
(D-2-2) PerbutylND (Peroxyester) (동성하이켐)
(D-2-3) Peroyl-L (Lauroyl Peroxide) (동성하이켐)
(D-2-4) ChemexBO (tert-butyl peroxy-2-ethylhexanoate) (동성하이켐)
(D-2-5) PerbutylIB (tert-butyl peroxy isobutyrate) (동성하이켐)
(D-2-6) PerhexaC (1,1-Bis(t-butylperoxy cyclohexane) (동성하이켐)
(E) 용매
프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 (Sigma-Aldrich社)
(F) 기타 첨가제
(F-1) 레벨링제 (F-554, DIC)
(F-2) 실란계 커플링제 (KBM503, 신에츠)
평가 1: 내화학성
스핀-코터(spin-coater, KDNS社의 K-Spin8)를 이용하여, 탈지 세척한 투명한 유리 기판(bare glass) 상에 3 ㎛의 두께로 상기 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 6에서 제조한 감광성 수지 조성물을 도포하고, 80℃의 핫 플레이트 상에서 120초 동안 건조시켜 도막을 수득하였다. 계속해서 365nm의 주파장을 가진 램프를 사용하여 50mJ/cm2의 출력(power)으로 노광한 후, 85℃의 열풍순환식 오븐(convection oven)에서 60분 동안 베이킹(baking)하여 시편을 제조하였다. 상기 시편을 2×2㎝ 크기로 제작 후 PGMEA 용액에 30분간 침지하여 남아있는 패턴의 박리 여부를 광학현미경으로 확인하였다. 박리되지 않고 패턴이 남아 있는 경우는 “O”로 표기하고, 박리는 되었으나, 패턴이 조금 남아있는 경우는 “△”로 표기하고, 박리되어 패턴이 남아 있지 않은 경우는 “X”로 표기하여, 하기 표 3에 나타내었다. 또한, 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 시편을 PGMEA 용액에 30분간 침지한 후의 패턴 사진을 도 1에 나타내었다.
내화학성
실시예 1 O
실시예 2 O
실시예 3 O
실시예 4 O
비교예 1 X
비교예 2 △
비교예 3 X
비교예 4 X
비교예 5 X
비교예 6 X
평가 2: 저장 안정성
상온(25℃)에서 2주간 실시예 1 내지 실시예 4 및 비교예 1 내지 비교예 6에 따른 감광성 수지 조성물을 방치하고, 액이 gelation되었는지 흔들어서 확인하였다. Gelation된 경우를 “O”로, 변화 없이 액상으로 유지하고 있는 경우 “X”로 표기하여, 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.
저장 안정성
실시예 1 X
실시예 2 X
실시예 3 X
실시예 4 X
비교예 1 X
비교예 2 O
비교예 3 X
비교예 4 X
비교예 5 X
비교예 6 X
도 1, 표 3 및 표 4로부터, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 85℃의 저온 경화 특성이 매우 우수한 것을 확인할 수 있으며, 열중합 개시제의 함량이 과량으로 포함될 경우 감광성 수지 조성물의 저장 안정성이 저하됨도 확인할 수 있다.
이상 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고, 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

Claims (15)

  1. (A) 바인더 수지;
    (B) 착색제;
    (C) 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물을 포함하는 중합성 화합물;
    (D) 광중합 개시제 및 열중합 개시제를 포함하는 개시제; 및
    (E) 용매
    를 포함하고,
    상기 열중합 개시제는 50 이하의 반감기(t½=10h)를 가지고,
    상기 열중합 개시제는 상기 광중합 개시제와 같거나 보다 많은 함량으로 포함되고,
    상기 열중합성 화합물은 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 4 중량%로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열중합 개시제는 퍼옥사이드계 화합물인 감광성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 열중합 개시제는 퍼옥시디카보네이트계 화합물, 퍼옥시에스테르계 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 열중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 2 중량%로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 안료, 염료 또는 이들의 조합을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 염료는 프탈로시아닌계 화합물을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 착색제는 안료 및 염료를 포함하고,
    상기 염료는 상기 안료보다 많은 함량으로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 아크릴계 바인더 수지, 카도계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지 및 카도계 바인더 수지는 1:1의 중량비로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  10. 삭제
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광중합성 화합물 및 열중합성 화합물은 1:1의 중량비로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해,
    상기 (A) 바인더 수지 1 중량% 내지 10 중량%;
    상기 (B) 착색제 50 중량% 내지 80 중량%;
    상기 (C) 중합성 화합물 1 중량% 내지 10 중량%;
    상기 (D) 개시제 1.1 중량% 내지 5 중량%; 및
    상기 (E) 용매 잔부량
    을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 커플링제; 레벨링제; 및 계면활성제로부터 선택되는 적어도 하나의 첨가제를 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
  14. 제1항 내지 제9항 및 제11항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막.
  15. 제14항의 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터.
KR1020200046181A 2020-04-16 2020-04-16 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터 KR102586093B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200046181A KR102586093B1 (ko) 2020-04-16 2020-04-16 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
US17/919,025 US20230244140A1 (en) 2020-04-16 2021-03-11 Photosensitive resin composition, and photosensitive resin film and color filter manufactured by using same
CN202180028706.7A CN115443435A (zh) 2020-04-16 2021-03-11 光敏树脂组合物、光敏树脂膜及使用其制造的彩色滤光片
PCT/KR2021/002996 WO2021210783A1 (ko) 2020-04-16 2021-03-11 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
JP2022557728A JP2023518848A (ja) 2020-04-16 2021-03-11 感光性樹脂組成物、これを用いて製造された感光性樹脂膜およびカラーフィルタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200046181A KR102586093B1 (ko) 2020-04-16 2020-04-16 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210128237A KR20210128237A (ko) 2021-10-26
KR102586093B1 true KR102586093B1 (ko) 2023-10-05

Family

ID=78084395

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200046181A KR102586093B1 (ko) 2020-04-16 2020-04-16 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230244140A1 (ko)
JP (1) JP2023518848A (ko)
KR (1) KR102586093B1 (ko)
CN (1) CN115443435A (ko)
WO (1) WO2021210783A1 (ko)

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SG97168A1 (en) * 1999-12-15 2003-07-18 Ciba Sc Holding Ag Photosensitive resin composition
JP2004083754A (ja) * 2002-08-27 2004-03-18 Fujifilm Arch Co Ltd 光硬化性組成物、それを用いたカラーフィルターおよびパターン形成方法
JP4276923B2 (ja) * 2003-02-27 2009-06-10 富士フイルム株式会社 光硬化性着色樹脂組成物及びそれを用いたカラーフィルター
JP5171005B2 (ja) * 2006-03-17 2013-03-27 富士フイルム株式会社 高分子化合物およびその製造方法、並びに顔料分散剤
TWI620801B (zh) * 2007-06-21 2018-04-11 三菱化學股份有限公司 彩色濾光片用著色組成物、彩色濾光片、液晶顯示裝置及有機ｅｌ顯示器
JP5299098B2 (ja) * 2009-06-05 2013-09-25 大日本印刷株式会社 カラーフィルタの製造方法、および着色層形成用塗料セット
JP6508911B2 (ja) * 2014-10-24 2019-05-08 日鉄ケミカル＆マテリアル株式会社 カラーフィルターの製造方法及びカラーフィルター
KR101752448B1 (ko) * 2014-12-31 2017-07-04 타코마테크놀러지 주식회사 감광성 수지 조성물
KR102176315B1 (ko) * 2015-03-20 2020-11-09 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하는 컬러 필터
CN104808441A (zh) * 2015-04-20 2015-07-29 北京欣奕华科技有限公司 组合物、黑矩阵及制备方法、显示装置
KR20170008581A (ko) * 2015-07-14 2017-01-24 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR102067083B1 (ko) * 2016-11-25 2020-01-16 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102243364B1 (ko) * 2017-12-26 2021-04-21 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막, 컬러필터 및 디스플레이 소자
KR20200014059A (ko) * 2018-07-31 2020-02-10 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 절연막

Also Published As

Publication number Publication date
CN115443435A (zh) 2022-12-06
WO2021210783A1 (ko) 2021-10-21
KR20210128237A (ko) 2021-10-26
JP2023518848A (ja) 2023-05-08
US20230244140A1 (en) 2023-08-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101767082B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102618634B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 표시장치
KR101825545B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR101344789B1 (ko) 컬러필터용 청색 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
TW202020062A (zh) 感光性樹脂組成物、感光性樹脂層以及彩色濾光片層
KR101656000B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 차광층 및 컬러필터
KR102023158B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102243364B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막, 컬러필터 및 디스플레이 소자
KR102204707B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102586094B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막, 컬러필터 및 cmos 이미지센서
TWI780469B (zh) 染料化合物、感光性樹脂組成物、感光性樹脂層、彩色濾光片以及顯示裝置
KR102586093B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102524653B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR101414784B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR102624673B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102682916B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 디스플레이 장치
KR101837969B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터
KR102586092B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 디스플레이 장치
KR102624672B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102595852B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막, 컬러필터 및 cmos 이미지 센서
KR102679663B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102618632B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102590489B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막, 컬러필터 및 디스플레이 장치
KR20230072261A (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20230149596A (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막, 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터 및 cmos 이미지 센서, 디스플레이 장치 및 카메라

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant