KR19980020317A

KR19980020317A - 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성방법

Info

Publication number: KR19980020317A
Application number: KR1019960038751A
Authority: KR
Inventors: 김창욱; 임익철; 유승준; 강기욱
Original assignee: 손욱; 삼성전관 주식회사
Priority date: 1996-09-06
Filing date: 1996-09-06
Publication date: 1998-06-25

Abstract

본 발명은 광경화성 고분자, 감광제 및 순수를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%의 아질산 금속염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성방법을 제공한다. 본 발명에 따르면, 고분자의 부패가 방지됨으로써 시간 경과에 따른 점도 및 감도 안정성이 우수한 감광성 수지 조성물을 얻을 수 있다.

Description

감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성방법

본 발명은 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성방법에 관한 것으로서, 상세하기로는 고분자의 열화가 방지되어 안정성이 우수한 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 패턴의 형성방법에 관한 것이다.

칼라 음극선관의 패널 내면에는 외광의 흡수를 위하여 일정간격으로 형성된 블랙 매트릭스 패턴, 이 블랙 매트릭스 패턴사이로 전자빔과의 충돌에 의하여 각색광을 발하게 하는 형광체층, 전자빔과의 충돌에 의해 형광체가 발하는 광중에서 패널의 내부로 향하는 빛을 패널의 외부, 즉 화상이 표시되는 쪽으로 반사시켜 주기 위해 상기 형광체층과 소정간격으로 이격되게 형성된 알루미늄 증착막 등이 있다.

상기 각 요소중에서 블랙 매트릭스는 감광성 수지의 감광원리를 이용하여 흑연으로 이루어진 광흡수막을 만드는 공정에 의해 형성된다. 이를 위해서는 먼저 고분자, 감광제, 순수 등으로 이루어진 감광성 수지 조성물을 세정된 패널의 내면에 도포하여 건조시키고, 이후 섀도우 마스크를 사용하여 노광, 현상하는 것에 의하여 감광성 수지 패턴을 형성시킨다. 형성된 감광성 수지 패턴의 상부에 흑연을 도포하고 감광성 수지 패턴 및 그 상부에 형성된 흑연을 에칭, 제거함으로써 블랙 매트릭스 패턴을 형성한다.

상기 블랙 매트릭스 패턴을 형성하기 위한 감광성 수지 조성물에 사용되는 고분자로는 폴리(아크릴아미드-코- 디아세톤아크릴아미드 ) {poly (acrylamide -co -diacetoneacryl amide), PAD}, 폴리비닐피롤리딘(polyvinylpyrrolidone, PVP) 등이 있다. 그런데, 이러한 고분자 물질은 안정성이 충분치 않아 열화되기 때문에 시간이 경과됨에 따라 점도와 감도가 점차적으로 저하되는 문제점이 있다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 상기 문제점을 해결하여 고분자의 열화가 방지되어 점도와 감도 안정성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 상기 감광성 수지 조성물을 이용한 패턴의 형성방법을 제공하는 것이다.

도 1은 아질산나트륨의 첨가량에 따른 점도 변화를 나타낸 그래프이다.

상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는 광경화성 고분자, 순수 및 감광제를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%의 아질산 금속염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명의 두번째 기술적 과제는 광경화성 고분자, 상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%의 아질산 금속염 및 96 내지 99중량%의 순수를 포함하는 감광성 조성물을 기판의 상부에 도포 및 건조하는 단계; 상기 결과물의 소정 부위를 노광한 다음, 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법에 의하여 이루어진다.

상기 아질산 금속염은 시간이 경과됨에 따라 산화되는 감광성 수지 조성물을 환원시키는 환원제로서 작용하여 상기 감광성 수지 조성물의 안정성을 유지할 수 있게 된다. 상기 아질산 금속염의 함량은 전술한 바와 같이 상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%, 바람직하기로는 0.5 내지 5중량%이다. 이 때 아질산 금속염의 함량이 0.1중량% 미만이면 광경화성 고분자를 안정화시키는 효과가 미비하고, 20중량%를 초과하면 블랙 매트릭스 패턴이 양호하지 못하여 바람직하지 못하다.

상기 아질산 금속염이 아질산나트륨, 아질산칼륨, 아질산암모늄 및 아질산마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택된다.

본 발명의 광경화성 고분자로는 통상적으로 감광성 수지 조성물에 이용되는 것이라면 특별한 제한은 없으며, 폴리(아크릴아미드-코-디아세콘아크릴아미드), 폴리비닐피롤리딘이 바람직하다.

상기 감광제로는 4,4'-디아지도-2,2'-스틸벤설포네이트 소듐(4,4'-diazido -2,2'-stilbenedisulfonate: DAS), 4,4'-디아조-2,2'-디벤잘아세톤 디설포네이트 디소듐염(4,4'-diazido-2,2'-dibenzalacetone disulfonate disodium salt: DAB), 2,5-비스(4-아지도-2-설포벤질리덴)사이클로펜타논 디소듐염(2,5-bis (4-azido-2 -sulfob-enzylidene)cyclopentanone disodium salt: DAP) 및 4,4'-디아지도-2,2'-디신나밀리덴아세톤 술폰산염(4,4'-dicinnamylideneacetone sulfonate salt: DACA)중에서 선택된다. 그리고 이러한 감광제의 함량은 상기 광경화성 고분자에 대하여 5 내지 20중량%이다.

이하, 본 발명을 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하되, 본 발명이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

교반기, 콘덴서 및 온도계가 장착된 둥근 바닥 4구 플라스크에 아크릴아미드 30g, 디아세톤 아크릴아미드 10g 및 순수 910g을 부가하였다. 이어서 이 반응 플라스크 내부에 질소 가스를 퍼지하여 질소 분위기를 조성하였다.

상기 반응 혼합물을 55℃까지 가열한 다음, 3.2%의 과황산칼륨(K₂S₂O₈)용액 25g을 부가하고 약 3시간동안 교반하였다. 그리고 나서, 아질산나트륨(NaNO₂) 7g(10중량%)을 첨가한 다음, 약 24시간동안 교반하였다.

상기 방법에 따라 얻어진 혼합물 100g에 DAS 0.7g, 실란커플링제 A1120 0.14g 및 순수 288g을 혼합하여 감광성 수지 조성물을 준비하였다.

얻어진 감광성수지 조성물을 14 패널에 스핀코팅한 다음, 건조하였다. 이어서 0.28DOT 마스크를 장착하고 초고압수은등을 이용하여 약 10초동안 노광하였다. 순수를 사용하여 현상하여 수지 패턴을 형성하였다.

그 후, 수지 패턴이 형성된 면에 흑연액을 스핀코팅하고 건조한 다음, 약6%의 황산 수용액에 약 1분동안 담근 다음, 고압의 순수를 사용하여 현상하였다.

실시예 2

아질산나트륨 0.7g(1중량%)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

실시예 3

아질산나트륨 0.21g(0.3중량%)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

실시예 4

아질산나트륨 0.7g(0.1중량%)를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법에 따라 실시하였다.

비교예

아질산나트륨을 첨가하지 않은 것을 제외하고는, 실시예와 동일한 방법에 따라 실시하였다.

상기 실시예 1-3 및 비교예에 따라 제조된 감광성 수지 조성물의 안정성 평가는 다음과 같이 실시하였다.

상기 실시예 및 비교예에 따라 얻어진 감광성 수지 조성물을 최대 30일동안 방치하여 곰팡이가 생성된 시간(일)을 조사하였으며, 상기 감광성 수지 조성물을 8일동안 방치시킨 후, 방치하기 이전의 초기 점도와 8일 경과후의 점도를 측정하였다.

아질산나트륨의 함량이 PAD를 기준으로 하여 각각 10중량%, 1중량%인 경우(실시예 1 및 2)에는 30일이 경과해도 곰팡이가 형성되지 않았으며, 아질산나트륨의 함량이 PAD를 기준으로 하여 각각 0.3중량%, 0.1중량%인 경우(실시예 3 및 4)에는 각각 합성 30일 경과후에 곰팡이가 형성되었다. 이에 반해 아질산나트륨이 첨가되지 않은 비교예의 경우에는 20일만에 곰팡이가 형성되었다.

상기와 같은 사실로부터, 아질산 금속염은 감광성 수지 조성물의 열화를 효과적으로 억제한다는 사실을 알 수 있었다.

도 1은 상기 실시예 2(1중량% NaNO₂) 및 비교예(0중량% NaNO₂)에 따른 감광성 수지 조성물의 시간 경과에 따른 점도 변화를 그래프로 나타낸 것이다. 도 1로부터, 비교예의 경우는 합성 8일만에 초기 점도보다 약 30% 정도가 감소한 반면, 실시예 2의 경우는 약5% 정도가 감소하였다. 즉 실시예의 경우는 비교예의 경우보다 점도 안정성이 향상됨을 알 수 있었다.

본 발명에 따르면, 고분자의 부패가 방지됨으로써 시간 경과에 따른 점도 및 감도 안정성이 우수한 감광성 수지 조성물을 얻을 수 있다.

Claims

광경화성 고분자, 감광제 및 순수를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서,

상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%의 아질산 금속염을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 광경화성 고분자가 폴리(아크릴아미드-코-디아세콘아크릴아미드) 및 폴리비닐피롤리딘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 아질산 금속염이 아질산나트륨, 아질산칼륨, 아질산암모늄 및 아질산마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 감광제가 4,4'-디아지도-2,2'-스틸벤설포네이트 소듐염, 4,4'-디아조-2,2'-디벤잘아세톤 디설포네이트 디소듐염, 2,5-비스(4-아지도-2-설포벤질리덴)사이클로펜타논 디소듐염 및 4,4'-디아지도-2,2'-디시나밀리덴아세톤 술폰산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 비스아지드화계 감광제인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 감광제는 상기 광경화성 고분자에 대하여 5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
광경화성 고분자, 순수 및 상기 광경화성 고분자를 기준으로 하여 0.1 내지 20중량%의 아질산 금속염을 포함하는 감광성 조성물을 기판의 상부에 도포 및 건조하는 단계;

상기 결과물의 소정 부위를 노광한 다음, 현상하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 광경화성 고분자가 폴리(아크릴아미드-코-디아세콘아크릴아미드) 및 폴리비닐피롤리딘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 아질산 금속염이 아질산나트륨, 아질산칼륨, 아질산암모늄 및 아질산 마그네슘으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 감광제가 4,4'-디아지도-2,2'-스틸벤설포네이트 소듐염, 4,4'-디아조-2,2'-디벤잘아세톤 디설포네이트 디소듐염, 2,5-비스(4-아지도-2-설포벤질리덴)사이클로펜타논 디소듐염 및 4,4'-디아지도-2,2'-디시나밀리덴아세톤 술폰산염으로 이루어진 군으로부터 선택된 비스아지드화계 감광제인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 감광제는 상기 광경화성 고분자에 대하여 5 내지 20중량%인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.
제6항에 있어서, 상기 패턴이 칼라 음극선관의 패턴 내면에 구비되는 블랙 매트릭스 패턴 형성을 위한 감광성 수지 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴의 형성방법.