KR19980015678A - 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액정텔레비젼 수상기, 대화면 텔레비전 수상기, 비디오 모니터, 카메라 등에 사용되는 액정디스플레이 칼라필터용 안료분산 포토레지스트 조성물에 관한 것으로서, 기존보다 산소저해작용이 없는 고감도의 칼라필터를 제조할 수 있는 안료분산 포토레지스트 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한 것이다.

본 발명은 감광성 수지조성물과 안료분산조성물로 구성되는 안료분산포토레지스트 조성물에서, 감광성 수지조성물을 특수구조의 아크릴계 삼중합체수지를 바인더 수지로 하고 여기에 다관능성 아크릴레이트 올리고머 또는 모노머, 다관능성 비닐에테르계 올리고머 또는 모노머, 열중합 금지제, 유기용제 및 기타 첨가제와 함께 불포화기를 하나이상 함유한 폴리엔계 화합물, 다관능성 티올계 화합물로 된 티올/엔 계 화합물과 광중합개시제로 기존의 라디칼 광중합 개시제와 양이온 광중합 개시제를 함게 사용하는 것을 특징으로 한 것으로서, 이와 같이 구성된 감광성 수지조성물과 안료분산 조성물을 사용하여 칼라필터를 제조시 산소저해작용이 없는 고감도의 성능과 함께 내열성 분광특성, 행상도, 저장안정성등의 물성면에서도 우수한 특성을 나타낸다.

Description

칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물

제1도 액정디스플레이 칼라필터 제조공정도(포토리소그라피법)

제2도 칼라필터 단면도

[발명의 상세한 설명]

본 발명은 산소저해작용이 없는 고감도의 칼라필터용 안료분사 포토레지스트 조성물에 관한 것이다.

근래들어 정보화 사회로의 변천에 따라 정보의 중요성은 나날이 증가하고 있는 실정이며, 특히 디스플레이에 대해서는 칼라화와 더불어 소형화, 경량화, 박리화를 요구하고 있다. 그 중에서도 액정 칼라 디스플레이는 그 요구에 충분히 부응할 수있는 것으로 주목받아 실용화가 급격히 진행되고 있는데, 액정 텔레비전 수상기, 대화면 텔레비전 수상기, 비디오 모니터, 카메라, 스캐너, 랩탑형 워드프로세서, 노트북 개인용 컴퓨터, 차량 탑재형 텔레비전 수상기, 게임기 등 그 사용 형태가 다양화되고 있으며, 그 성능에 대해서도 더욱 우수한 품질이 요구되고 있는 실정이다. 특히, 이 분야에 있어서의 칼라필터는 중요한 핵심 부품의 하나이고, 이와 아울러 화상 품질의 향상, 사용 환경조건의 확대에 따른 신뢰성의 확보를 위한 품질의 안정화, 프로세스의 간단화에 따른 제조비용의 절감 등의 문제 해결이 최대 과제가 되고 있다.

이러한 문제 해결을 위하여 현재 시도되고 있는 칼라 필터의 제조방법은 염색법, 인쇄법, 안료분산법, 전착법, 및 무기다층박막법(화학증착법 포함)등이 있으며, 일반적으로 기판(액정 디스플레이용 무알칼리 특수유리)위에 적, 녹, 청의 화소와 흑색 매트릭스를 형성시켜 제조하고 있다. 종래의 염색법에 의한 칼라필터는 감광성 천연수지(젤라틴)나 감광성 합성수지(아민변성 폴리비닐 알콜)를 염료로 염색처리 하였는데, 이 칼라필터는 내열성, 내광성, 수분저항성 등이 두드러지게 뒤떨어진다. 한편, 인쇄법에 의한 칼라필터는 광경화성 수지에 색소를 분산시켜 제조한 잉크를 옵셋 인쇄법, 스크린 인쇄법, 전사 인쇄법 또는 활판 인쇄법 등으로 제조한다. 상기 제조법에 의한 칼라필터는 저가격화와 대화면화를 실현할 수 있는 대신에, 고정밀의 미세 패턴 형성, 기존 브라운관과의 동등 수준의 분광특성 및 색도도 상에서의 색재현성 등에 치명적인 단점을 안고 있다.

그리고, 적당한 용매에 안료를 분산시키고 기판상에 형성된 전극을 이용하여 전착도장을 행하는 전착법이 있는데, 이 방법은 내광성이나 내열성이 양호하나, 색소층을 형성하기 위하여 투명전극이 필요할 뿐 아니라, 형성되는 색소층이 절연막이 되기 때문에, 칼라필터의 표면에 액정구동을 위한 전극을 따로이 마련할 필요가 있다. 또한, 무기다층 박막법 중에서도 특히 니켈 또는 크롬을 증착시켜 흑색 매트릭스를 형성하는 방법도 있는데, 이 방법은 차광율 및 해상도는 아주 양호하나, 설비비가 많이 들고 공정도 복잡하며 제조단가도 비싼 편이다.

본 발명에서 기술하고자 하는 안료분산법에 의한 포토레지스트는 감광성수지중에 각종 안료를 분산시킨 레지스트를 제조한 후, 이를 포토리소그라피 공정을 통하여 제조하는 것이다. 이때, 안료분산 레지스트 조성물에 요구되는 조건들로서는, 첫째는 안료에 의한 광량의 감쇄가 있어도 광경화 반응이 개시되고 촉진되는 고감도의 포토폴리머가 존재해야 하며, 둘째는 도포, 노광, 현상 등의 프로세스가 안정되고 간단해야 하며, 셋째는 서브미크론의 입경(0.01-0.5㎛)을 갖는 안료를 균일하게 분산시킴은 물론이려니와 장기간 저장 안정성(최소 3개월 이상)도 보장되는 용액 조성이어야 하며, 넷째는 내광성, 내열성, 내습성, 내약품성등에서 우수할 뿐더러 색도도가 양호한 레지스트 조성물이어야 하는 것 등이다.

일반적으로 자외선 경화는 전자선 경화와는 달리 공기중에서 수행 가능한 장점이 있다. 그러나, 공기중 산소에 의해 자외선 경화의 활성종 자유라디칼이 퀭칭되어 광경화에 역작용을 한다. 즉, 산소에 의한 중합 금지작용은 광경화필름 형성시에 특히 포면에서 극심한데, 표면에서 산소의 농도는 경화필름 내부보다 2배 내지 3배 높다. 따라서, 광개시 반응속도를 극대화하기 위하여는 광흡수가 높아야 하는데, 이는 입사광의 세기가 큰 것을 의미하며 표면에서 산소의 소모와 내부로의 확산이 광반응에 의해 억제되어야 한다. 이때 광개시제의 농도를 높여도 산소의 영향을 억제하는 것이 가능하지만, 너무 높은 농도의 광개시제는 필름 내부에서 광흡수를 감소시켜 불완전한 경화를 가져올 수 있다. 광경화 코팅에 있어서 전체경화의 문제는 단순한 표면경화의 측정으로는 알 수 없는 애로점이 나타난다.

따라서, 광개시제의 농도를 가능한 최소로 유지하여 적절한 표면 경화를 가져오도록 조건을 맞추어 주는 것이 광경화의 기초가 된다.

공기에 의한 광중합반응 억제를 극복하기 위하여는 다음과 같은 조건이 고려되고 있다. 첫째, 질소같은 불활성 기체하에서 광소사를 하거나, 둘째, 보호막을 이용하거나(드라이 필름 레지스트에서 폴리에스터 필름 보호막 사용의 경우), 셋째, 물 속에서 광조사 하거나(공기중의 산소 농도보다 100배정도의 작음), 넷째, 일본특허 평 1-152449호나 일본특허 평 6-201913 호와 같이 트라아진계 화합물이나 이미다졸계 화합물 등과 같은 특수한 광개시제를 사용하는 방법들이 많이 제시되어 있다.

본 발명의 목적은 고감도이면서도 산소에 의한 저해작용이 없고 내열성, 내광성, 표면 경화성, 저장안정성 등의 제반 물성이 우수한 특성을 지닌 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 하기 일반식(I)로 나타내는 삼중합체를 바인다 수지로한 감광성 수지 조성물에 양이온계 광중합 개시제와 티올-엔 계 화합물을 사용하는 것을 특징으로 하는 안료분산포토레지스트 조성물을 제공한다.

T1

여기서,

R₁은 H, CH₃, CH₂COOH 이거나, R₂는 H, CH₃이거나, R₃는 탄소수 1에서 10가지의 알킬기, 페닐기, 벤질기, 수소치환된 페닐유도체, 수소대신 A로 치환된 페닐유도체이며, A는 H, Cl, Br, F, NO₂-C_K, H_2K+1, -OC_KH_2K+1이어도 좋으며, K 는 1에서 6까지의 정수이며, R₄는 H, CH₃이거나, R₅는 -(-CH₂-)_m-로서 m은 1에서 10까지의 정수이며, X는 -OH, -(-CH=CH₂)_n, -OCO-(-CH=CH-)_n-B 이며, B는 페닐기, 퓨릴기이거나, n은 1에서 4까지의 정수이며, x,y,z는 각각의 단량체간의 몰비를 나타내며, x는 5-40 몰퍼센트이며, y는 30-95 몰퍼센트이며, z는 0.1-75 몰퍼센트임.

본 발명의 특징부인 양이온 광중합 개시제로서는 디아조늄 화합물, 아릴디아조늄 화합물, 요드늄 화합물, 디아릴요드늄 화합물, 설포늄 화합물, 트리아릴설포늄 화합물, 디알킬페나실설포늄 화합물, 트리아릴설폭소늄 화합물, 아릴록시디아릴설폭소늄 화합물, 디알킬페나리실설폭소늄 화합물, 트리아릴셀레노늄 화합물, 페로세늄 화합물, 금속착제 화합물, 아릴시라놀린알루미늄 착체 화합물 등이 있다. 예를들면, 디메틸-4-히드록시페닐설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 비스(도데실페닐)요드늄 헥사플루오로안티모네이트, 페닐디아저늄 헥사플루오로포스페이스트, 디페닐요드늄 헥사플루오로포스페이트, 4-메톡시페닐 페닐요드늄 헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요드늄 헥사플루오로아르세네이트, 트리페닐설포늄 헥사 플루오로아르세네이트, (큐멘)시클로펜타디에닐아이언(II) 헥사플루오로포스페이스트, 비스[4-(디페닐설포니오)-페닐] 설파이드 비스-헥사플루오로포스페이트, 비스[4-(디(4-(2-히드록시엘틸)페닐)설포니오-페닐] 설파이드 비스-헥사플루오로 포스페이트 등이 있다.

티올/엔계 화합물 다관능성 티올 화합물로는 티올기를 하나 이상 함유한 것들이 사용되는데, 대표적인 것으로서 글리콜 디머캅토아세테이트, 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(티오글리콜레이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트), 알릴머캅탄, 에틸렌글리콜 디머캅토프로피오네이트, 트리티오시아누릭 애시드(1, 3, 5-트리아진-2, 4, 6-트리티올), 3-티디오페닐 에테르, 1, 3-디메틸티오메틸벤젠, 펜타에리트리롤 테트라카스 머캅토 프로피오네이트, 1, 4-부탄디티올, 1, 5-펜탄디티올, 1, 6-펜탄디티올, 테트라 메틸렌글리콜-비스-머캅토 프로피오네이트, 1, 6-헥실디올-비스-머캅토 프로피오네이트, 펜타에리트로톨 비스 머캅토 프로피오네이트, 펜타에리트리톨 트리스 머캅토 프로피오네이트, 트리메틸올프로판 비스 머캅토 프로피오네이트, 트리메틸롤프로판 트리머스머캅토 프로피어네이트, 디펜 타에리트리톨 트리스머캅토 프로피오네이트, 솔비톨 트리스머캅토 프로피어네이트, 솔비톨 테트라키스머캅토 프로피오네이트, 솔비톨 헥사키즈 머캅토 프로피오네이트, 디티오에틸 테레프탈레이트, 1, 6-헥산디올디티오에틸에테르, 1, 5-펜탄디올 디티오에틸에테르, 펜타에리트리톨-테트라-(β-티오에틸에테르)등이 있으며, 폴리엔 화합물로는 불포화기를 하나이상 함유한 화합물로서 폴리엔 주쇄의 성분이 에스터나 우레탄 등으로 적절히 치환된 것이 사용된다.

본 발명의 안료분산 포토레지스트 조성물에 사용되는 감광성 수지조성물에는 상기와 같은 양이온계 광중합 개시제 및 티올/엔 계 화합물외에 일반식(I)의 바인더 수지 100중량부에 대하여 다관능성, 아크릴레이트계 모노머 또는 올리고머를 5-60중량부, 비닐에테르계, 비닐에테르계 모노머 또는 올리고머를 0.01-50중량부를 첨가하며, 그 외에 양이온계와는 별도의 라디칼 광중합개시제 및 증감제, 열중합금지제, 접착성, 향상제, 유기용제 등이 사용된다.

상기에서 광중합 개시제의 사용량은 양이온계 광중합개시제 및 라디칼 광중합개시제를 합한 양이 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.1-50중량부 범위에서 첨가하는 것이 바람직한데, 0.1중량부 미만으로 첨가하면 광중합개시가 쉽게 발생되지 않으며 50중량부 초과하면 최종 제품의 물성에 나쁜 영향을 미친다. 또한 티올/엔계 화합물의 사용량은 바인더 수지 100중량부에 대하여 0.01-50중량부 정도가 바람직하며, 0.1중량부 미만이나 50중량부를 초과하여 사용하면 원하는 물성이 얻어지지 않는다.

일반식(I)로 표현되는 바인더수지는 단량체로서 불포화 유기산과 불포화 유기산 에스테르와 감광기(비닐기, 신나모일기, 에폭시기, 또는 퓨릴기 등)등을 함유한 불포화 유기산 에스테르의 삼중합체로 이루어진 아크릴수지이다. 다관능성 아크릴레이트계 올리고머로는 올리고 에스테르 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 우레탄 아크릴레이트 등이 있으며, 상기 올리고머를 단독으로 또는 하나이상을 혼합하여 사용할 수도 있다. 또한, 본 발명의 다관능성 아크릴레이트계 모노머의 예로는 다음과 같다. 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 1, 3-부탄디올디아크릴레이트, 1, 4-시클로헥산디아크릴레이트, 트리메틸롤트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 솔비톨테트라아크릴레이트, 솔비톨펜타크릴레이트, 솔비톨헥사크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판트리메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 1, 3-부탄디올디메타크릴레이트, 펜타에리트리톨디메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨디메타크릴레이트, 솔비톨트리메타크릴레이트, 솔비톨테트라메타크릴레이트, 2-에틸헥시아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트 등을 사용할 수 있으며, 이들 단량체 이외에 이량챠 및 삼량체와 같은 프리폴리머도 효과적으로 사용할 수 있다. 라디칼 광중합 개시제 및 증감제로는, 벤조페논계, 아세토페톤계, 티오크산론계 등의 광중합화합물들을 하나이상 혼합사용할 수 있으며, 그 구체적인 예로서는, 벤질, 벤조인, 벤조일메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤질디메틸케탈, 벤질디에틸케탈, 벤질디메톡시에틸케탈, 2, 2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤조페논, 4-클로로아세토페논, 4,4'-디클로로벤조페논, o-벤조일안식향산메탈, 3, 3'-디메틸-2-메톡시벤조페놀, 4-벤조일-4' 메틸페닐, 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소부틸티오크산톤, 2-도데실티오크산톤, 2, 4-디메틸티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-에틸안트라퀴논, 2-프로필안트라퀴논, 2, 2-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모포리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온, p-디메틸아미노안식향산이소아밀에스테르, p-디메틸아미노안식향산, p-디메틸아미노안식향산메틸에스테르, p-디메틸아미노안식향산에틸에스테르, p-디메틸아미노안식향산부틸에스테르, p-디메틸아미노안식향산이소펜틸에스테르, o-디메틸아미노안식향산에틸에스테르, p-디메틸아미노아세토페논, 4, 4-디메틸아미노벤조페논, 4, 4'-디에틸아미노벤조페놀, 9-플로오레논, 2-클로로-9-플루오레논, 2-메틸-9-플루오레논, 9-안트론, 2-브로모-9-안트론, 2-에틸-9-안트론, 9, 10-안트라퀴논, 2-에틸9, 10안트라퀴논, 2-t-부틸-9, 10-안트라퀴논, 2, 6-디클로로9, 10-안트라퀴논, 크산톤, 2-메틸-크산톤, 2-메톡시크산톤, 디벤즈알락톡, p-(디메틸아미노)페닐스티릴케톤, p-(디메틸아미노)페닐-p-메틸스티릴케톤, p-(디메틸아미노)베조페논(또는 미쉘케톤), p-(디에틸아미노)벤조페논, 벤즈안트론, 벤조티아졸 화합물 등이 있다. 또한 증감제로서 포스핀 및 포스페이트계 화합물을 소량 첨가함으로서 광중합속도를 유효하게 빠르게 할 수도 있다. 그 구체적인 예로서는, 트리-o-톨릴포스핀, 트리-m-톨릴포스핀, 트리-p-톨릴포스핀, 트리톨릴포스페이트 등이 있다.

한편, 본 발명의 안료분산 포토레지스트 조성물은 상기와 같은 조성으로 된 감광성 수지조성물과 안료를 분산제 등을 사용하여 용제에 분산시킨 안료분산 조성물로 나누어진다.

본 발명의 안료분산 조성물은 안료를 수용성 폴리아크릴계, 폴리카프락탄계, 장쇄알킬아미노아마이드계 화합물, 벤젠계 에폭실레이트 화합물, 나프탈렌계 에폭실레이트 화합물 안트라센계 에폭실레이트 화합물, 피렌계 에폭실레이트 화합물 등으로 이루어진 하나 이상의 고분자 분산제와 함께 유기 용제에 분산 시켜 제조하는데, 분산방법으로는 직접유기용제에 분산시키는 방법과, 물을 분산매로 사용한 후 동결 건조에 의해 건조후 다시 유기용제에 분산시키는 방법이 모두 사용가능한데, 여기에서는 후자의 방법에 대해 상술한다. 즉, 안료를 고분자 분산제와 함께 수중에서 균일한 분산을 갖도록 양이온형, 음이온형, 비이온형 계면활성제를 단독으로 또는 하나이상 첨가하고 초순수에서 분산기로 분산한다. 또한, 균일한 도포 특성을 갖도록 레벨링제, 슬립제, 및 계면활성제를 소량 첨가하고, 동시에 비드 밀에서 분산 도중에 또는 스핀 코팅시에 기포 발생에 의한 핀홀문제를 해결하기 위하여 소포제도 소량 첨가하여 비드 밀에서 수회이상까지 반복 분산하여 제조한다. 이때의 안료의 평균입경분포가 0.02 미크론에서 0.5미크론 사이가 되도록 필터링한 후 물을 제거하기 위하여 동결건조한다. 이때, 물을 제거하기 위해서 가열건조하게 되면 건조 중에 안료입자가 상호 응집하기 쉬우므로 동결건조방식을 채택하여 응집을 방지한다. 즉, 동결건조는 물을 고상(얼음)에서 액상을 거치지 않고 바로 기상으로 기화시킴으로서 입자가 응집할 수 있는 유동성의 매개체(액상)가 없기 때문에 골고루 미분산된 그 상태로 바로 고화시킬 수가 있는 큰 장점이 있다. 이와 같이 물을 분산매로 하여 안료를 균일하게 분산하고 여과한 후 동결건조시켜 균일분산된 가공안료를 얻고, 이 가공안료를 본 발명에서 사용할 수 있는 유기용제에 분산하여 또는 곧바로 감광성수지 조성물에 첨가 사용하게 되는 것이다. 이와 같이 분산매로 유기용제 대신에 물을 사용하여 안료를 분산한 경우에는 안료의 1차기본입자의 크기(0.02-0.06미크론)단위까지 분산이 가능한 이점 외에도 분산매로 물을 사용함으로서 화재 발생위험도 방지될 뿐더러 작업환경개선에도 크게 기여할수 있는 장점이 있다.

한편, 본 발명에서의 안료분산 조성물을 제조할 때 사용되는 고분자 분산제의 평균 분자량은, 1,000에서 100,000 정도이며, 본 발명의 비히클수지(공중합수지, 다관능성 모노머 내지 기타 첨가제들)와의 상용성에 제한을 받지 않는다. 또한, 본 발명에서는 우수한 분산 및 저장 안정성을 얻기 위하여 안료량에 대해서 고분자 분산제를 0.1에서 99.0 중량부(보다 바람직하게는 1.0에서 80.0 중량부)까지 첨가할 수 있다. 분산제는 안료흡착성 관능기 부분과 용매화될 수 있는 쇄(측쇄 유기 관능기, 장쇄알킬아민기 등)를 공유함으로서 안료 표면에 고분자 흡착에 의한 입체 장애 효과가 극대화되어 안료 입자들끼리 응집하지 않도록 두껍게 코팅층을 형성하여 줌으로서 우수한 안료분산물을 제조할 수 있도록 하는 역할을 한다.

한편, 상기의 고분자 분산제와 함께 다음과 같은 일반식(2)를 갖는 안료 유도체 분산제로부터 선택한 하나 이상의 화합물을 첨가하여 안료를 분산할 수도 있으며, 또한 고분자 분산제 이외에 별도로 특정 안료 유도체로 된 분산제를 단독 또는 하나이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 이때의 안료 유도체 분산제의 역할은 분산조제의 기능뿐 아니라, 동시에 칼라 매칭용 조색 안료로서의 기능도 함께 가지며, 특히 안료분산성 향상 및 점도 강하게 탁월한 효과를 발휘한다.

T2

여기서, P는 유기안료로서, 퀴나크리돈계, 안트라퀴논계, 안단트론계, 인디고계, 스렌계, 티오인디고계, 아조·디아조·다축합 아조계, 이미다졸계, 아릴아마이드계(아실아미노)계, 이소인돌린계, 페릴렌계, 페리논계, 프탈로시아닌계, 메틴·아조메틴계, 안트라피리미딘계, 아닐린계, 플란반트론계, 피란트론계, 이소비올판트란계, 인단트론계, 디안트라퀴논계, 퀴노프탈론계 등이며, G는 설폰기, 카르보닐기, 에스테르기, 또는 포스포릴기 등이며, R₁과 R₂는 수소원자, 무치환 알킬기, 치환 알킬기, 환화 알킬기, 아릴기, 또는 복수의 환을 가지는 기이거나, 환을 형성해도 되며, R₃는 수소원자, 알킬기, 또는 알킬아민기 등으로 치환되면 더욱 좋으며, 1은 1에서 4까지의 정수이며, m은 1에서 20까지의 정수이며, n은 1에서 6까지의 정수임.

상기의 특정 안료유도체로 된 분산제는 평균입경이 0.01에서 0.05미크론이 되는 초미세입자로서 고분자 분산제와 함께 사용할 수도 있으며, 이때는 고분자 분산제의 분산조제로서 안료 표면과의 앵커 성분으로 작용하며, 이때의 첨가량은 고분자 분산제의 총고형분 100중량부에 대하여 0.01에서 90.0 중량부 정도이다. 이와 동시에, 칼라 매칭용 조색안료로 첨가할 때에는 안료 총고형분 100중량부에 대하여 0.01에서 99.0 중량부(보다 바람직하게는 0.01에서 90.0 중량부) 범위에서 첨가하는 것이 좋다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여 사용되는 기타 첨가제들로는 다음과 같은 것이 있다. 분산시 발생하는 기포를 방지 제거하기 위한 소포제는 첨가할 수 있으며, 안료분산 조성물을 장기간 보관시 안료입자의 응집침강 방지를 위한 침강 방지제로 벤토나이트, 탈크, 돌로마이트, 카올리나이트, 납석, 규조토, 바이어라이트, 칼슘카보네이트, 알루미나, 실리카 등의 무기물들을 첨가하여 사용할 수 있으며, 안료 농도가 높은 경우에 발생되는 안료분산물의 겔화(고틱소트로피)현상을 방지해 주기 위하여 첨가하는 슬립제, 안료분산물을 도포후 그 도막의 표면 평할성을 좋게 하기 위하여 첨가하는 레벨링제, 안료분산 조성물의 프라딩, 플로우팅, 블로킹 및 기판과의 접착성 등의 여러문제들을 해결하기 위한 첨가제 등을 첨가할 수 있고, 또한 안료와 분산제 및 유기용제 간의 친화성을 높이기 위하여 양이온성, 음이온성 및 비이온성 계면활성제를 첨가하여 사용할 수 있다. 상기 계면활성제는 안료분산레지스트를 코팅, 건조, 노광후 현상하여 패턴 형성시에 유리기판위나 패턴의 주위에 스컴 및 잔류분의 제거를 아주 용이하게 해주는 탁월한 효과도 함께 가지고 있다.

이하에서 실시예 및 비교실시예를 통해 본 발명을 좀 더 구체적으로 설명하지만, 이들로서 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니다.

[실시예 1]

① 포토레지스트 조성물 제조

하기 표1과 같은 구조를 갖는 일반식(I)의 삼중합체수지(수지 1, 2, 3, 4)를 합성한 뒤, 표(2)와 (3)의 조성비대로 감광성수지 조성물과 안료분산 조성물을 제조하였다.

②칼라필터 제조

상기에서 제조된 감광성 수지조성물과 안료분산 조성물들을 총고형분이 10중량부 이상이면서 총고형분에 대한 안료농도가 10 중량부 이상이 되도록, 감광성수지 조성물에 분산물들을 단독 또는 하나이상씩 각각 적당한 조합비로 혼합하고, 점도가 5에서 50 센티포아즈가 되도록 유기용제를 가하여 적색, 녹색, 청색, 흑색, 표준색상을 가지는 레지스트를 제조한 뒤에 제1도에서와 같은 포토리소그라피법으로 제2도에 나타낸 구성을 지닌 칼라필터를 형성시키고 각종 평가를 실시하였다.

[비교실시예 1]

젤라틴과, 적, 녹, 청, 흑의 색소를 사용하여 레지스트를 제조한 뒤 칼라필터를 형성시켜 평가하였다.

[비교실시예 2]

벤질메타크릴레이트와 메틸메타크릴레이트 코플리머에 색소를 분산시켜 레지스트를 제조한후 칼라필터를 형성시켜 평가하였다.

상기의 실시예와 비교실시예에 의해 제조된 칼라 레지스트를 내열성, 분광특성, 해상도, 수분저항성, 분산 및 저장 안정성, 색재현성, 감광도, 내약품성, 접착성, 균일 도포성 등의 신뢰성 평가를 행한 결과 본 발명에 따른 실시예의 경우가 전반적으로 우수한 물성을 나타내었으며, 특히 감도면에서는 최소한 기존의 감도(200mJ/㎠)보다 4-10 배에 달하는 정도의 우수한 감도를 나타내는 것으로 확인되었다.

Claims (4)

1. 감광성 수지조성물과 안료분산 조성물로 제조되는 칼라필터용 안료 분산포토레지스트 조성물에 있어서, 감광성 수지조성물이 하기 일반식(I)로 나타내는 삼중합체수지와 불포화기를 하나이상 함유한 폴리엔계 화합물 및 다관능성 티올계 화합물, 양이온 광중합 개시제 및 라디칼광중합개시제, 증감제, 열중합금지제, 유기용제 및 기타 첨가제로 구성된 것임을 특징으로 하는 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물.

   여기서,

   R₁은 H, CH₃, CH₂COOH 이거나,

   R₂는 H, CH₃이거나,

   R₃는 탄소수 1에서 10가지의 알킬기, 페닐기, 벤질기, 수소치환된 페닐유도체, 수소대신 A로 치환된 페닐유도체이며,

   A는 H, Cl, Br, F, NO₂-C_K, H_2K+1, -OC_KH_2K+1이어도 좋으며,

   K 는 1에서 6까지의 정수이며,

   R₄는 H, CH₃이거나

   R₅는 -(-CH₂-)_m-로서 m은 1에서 10까지의 정수이며,

   X는 -OH, -(-CH=CH₂)_n, -OCO-(-CH=CH-)_n-B 이며

   B는 페닐기, 퓨릴기이거나,

   n은 1에서 4까지의 정수이며,

   x,y,z는 각각의 단량체간의 몰비를 나타내며,

   x는 5-40 몰퍼센트이며, y는 30-95 몰퍼센트이며, z는 0.1-75 몰퍼센트임.
2. 제1항에 있어서, 폴리엔계 화합물은 폴리엔 주쇄의 성분이 에스터 또는 우레탄으로 치환된 것임을 특징으로 하는 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물.
3. 제1항에 있어서, 양이온광중합개시제는 디아조늄화합물, 아릴디아조늄화합물, 요드늄화합물, 디아릴요드늄 화합물, 설포늄화합물, 트리아릴설포늄 화합물, 디알킬페나실설포늄화합물, 트리아릴설폭소늄화합물, 아릴록시디아릴설폭소늄화합물, 디알킬페나실설폭소늄화합물, 트리아릴셀레노늄화합물, 페로세늄화합물, 금속착체화합물, 아릴시라놀릴알루미늄체제 화합물 중에서 선택된 것임을 특징으로 하는 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물.
4. 제1항에 있어서, 광중합개시제는 바인더수지 100중량부에 대하여 0.1-50중량부 사용됨을 특징으로 하는 칼라필터용 안료분산포토레지스트 조성물.