KR20060077971A - 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 바인더로 이중결합이 포함된 아크릴 카르복실레이트수지를 사용하여 우수한 내화학약품성을 발휘하며, 컬러필터에 사용되는 알칼리수용액에 현상형의 감광성수지 조성물에 관한 것으로서, (1) 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인더수지 0.5 내지 10중량%, (2) 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지 0.5 내지 10중량%, (3) 광중합성 단량체 0.5 내지 10중량%, (4) 광중합개시제 0.01 내지 5중량%, (5) 안료 0.5 내지 15중량%, (6) 계면활성제 0.01 내지 5중량% 및 (7) 용제를 잔량으로 포함하여 이루어짐을 특징으로 한다.
컬러필터, 감광성수지 조성물, 에폭시 아크릴계 카르복실레이트수지, 내화학성, 내약품성

Description

내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물 {Photoresist composition with good anti-chemical properties}
본 발명은 내화학성이 우수한 감광성수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 바인더로 이중결합이 포함된 아크릴 카르복실레이트수지를 사용하여 우수한 내화학약품성을 발휘하며, 컬러필터에 사용되는 알칼리수용액에 현상형의 감광성수지 조성물에 관한 것이다.
컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종 이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명 기판 상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색 박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법 또는 안료분산법 등에 의하여 형성된다.
염색법의 경우, 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성수지, 아민 변성 폴리비닐알코올, 아민 변성 아크릴수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판 상에 형성시키기 위해서는 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있기 때문에, 공 정이 매우 복잡해지고, 시간이 지연되는 단점을 가지고 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 제1991-4717호와 대한민국 공개특허공보 제1994-7779호에서는 염료로서 아조화합물과 아지드화합물을 사용하고 있지만, 안료형에 비하여 내열성 및 내구성이 떨어지는 단점이 있다.
인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막이 형성된다. 다른 방법에 비해, 이 방법에 의하면 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못하다는 단점이 있다. 대한민국 공개특허공보 제1995-703746호에서는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 제안하고 있는데, 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 이하여 노즐에서 분사되는 컬러레지스트 조성물이 염료형으로 되어 있기 때문에 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지는 단점이 있다.
이와 달리, 대한민국 공개특허공보 제1993-700858호 및 동 제1996-29904호에서는 전기침전법을 이용한 전착법을 제안하고 있는데, 전착법은 정밀한 착색망을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 앞으로 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양 단부에서의 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막 두께가 두꺼워져서 고도의 정밀성을 요구하는 컬러필터의 제조에 적용하기는 곤란하다는 단점이 있다.
한편, 안료분산법은 흑색 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅-노광-현상-열경화시키는 일련의 공정을 반복함으로써 착색박막이 형성되도록 하는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 예컨대, 대한민국 공개특허공보 제1992-702502호, 동 1995-700359호, 대한민국 특허공고공보 제1994-5617호, 동 제1995-11163호 등에서는 안료분산을 이용한 컬러레지스트 제조방법이 제안되고 있다.
안료분산법에 따른 컬러필터 제조에 사용되는 착색 감광성수지 조성물은 일반적으로 바인더수지, 광중합성 단량체, 광중합 개시제, 에폭시수지, 용제와 기타 첨가제 등으로 이루어진다. 상기 바인더수지로서, 예컨대 일본국 공개특허공보 제평7-140654호 및 동 평10-254133호에서는 카르복시기 함유 아크릴계 공중합체를 사용하고 있다.
컬러필터의 제조 공정은 많은 약품처리단계를 포함한다. 이러한 조건에서 형성된 패턴을 유지하기 위해서는 현상 마진을 확보하면서도 내화학약품성을 갖고 있어 컬러필터의 수율 향상을 기할 수 있는 컬러 감광성수지의 필요성이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 바인더수지를 사용함에 있어서 카르복시기 함유 아크릴계 바인더수지와 더불어 이중결합이 포함된 아크릴 카르복실레이트수지를 사용하여 광개시반응에 의해 일정 정도의 가교를 형성할 수 있도록 하였다.
즉, 본 발명의 목적은 바인더로 이중결합이 포함된 아크릴 카르복실레이트수지를 사용하여 우수한 내화학약품성을 발휘하며, 컬러필터에 사용되는 알칼리수용액에 현상형의 감광성수지 조성물을 제공하는 데 있다.
본 발명에 따른 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물은, (1) 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인더수지 0.5 내지 10중량%, (2) 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지 0.5 내지 10중량%, (3) 광중합성 단량체 0.5 내지 10중량%, (4) 광중합개시제 0.01 내지 5중량%, (5) 안료 0.5 내지 15중량%, (6) 계면활성제 0.01 내지 5중량% 및 (7) 용제를 잔량으로 포함하여 이루어진다.
이하, 본 발명을 구체적인 실시예를 참조하여 상세히 설명한다.
상기 (1)의 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인더수지로는 1개 이상의 카르복실기를 포함하는 에틸렌성(비닐계) 불포화단량체 및 이와 공중합이 가능한 다른 에틸렌성 불포화단량체의 공중합체가 사용될 수 있다. 이때, 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화단량체의 중량비율은 전체 공중합체 대비 5 내지 50중량%, 바람직하게는 10 내지 40중량%의 범위 이내가 될 수 있고, 상기 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지의 분자량(Mw)은 3,000 내지 150,000, 바람직하게는 5,000 내지 50,000의 범위 이내가 될 수 있다. 또한 상기 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지의 산가는 20 내지 50㎎KOH/g의 범위 이내가 될 수 있다. 상기 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화단량체로는 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 사용될 수 있 으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 카르복실기 함유 에틸렌성 불포화단량체와 공중합이 가능한 다른 에틸렌성 불포화단량체로는 스틸렌, α-메틸 스틸렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 아미노알킬에스테르류; 초산비닐, 안식향산비닐 등의 카르본산 비닐에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 글리시딜에스테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴 등의 시안화비닐화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 될 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기한 바와 같은 단량체들로 구성된 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지의 구체적인 예들에는 메타크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/스틸렌 공중합체, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/스틸렌/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체 들을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 (1)의 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인 더수지의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.5 내지 10중량%의 범위 이내인 것이 바람직하다. 상기 (1)의 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인더수지의 사용량이 0.5중량% 미만으로 사용되는 경우, 알칼리 현상액에 의한 현상이 잘 이루어지지 않게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 10중량%를 초과하는 경우, 가교성이 부족하여 표면거칠기가 증가하게 되어 역시 바람직하지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있다.
상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지는 하기 화학식 1의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지가 사용될 수 있으며, 이는 광조사 시, 광개시제에 의해 유도된 라디칼이 첨가되어 일정 정도의 가교반응을 일으킬 수 있는 것이다.
Figure 112004062819420-PAT00001
상기 식에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 -CO-R5-COOH(여기에서 R5는 산무수물기임)이고, R3 또는 R4는 R6COO-(여기에서 R6는 R3에서는 아릴기, R4에서는 알킬기임)이고, 5≤m≤50, 1≤n≤20, 10≤o≤100이다. 상기 화학식 1의 측쇄(곁가지 사 슬)의 말단에 있는 이중결합은 이하에서 기술되는 광중합성 단량체에 포함된 광반응 작용기와 유사한 구조로 이하에서 기술되는 광중합개시제에 의해 유도되는 라디칼이 첨가되어 수지 내에서 광중합반응에 의해 가교결합을 일으킬 수 있다. 상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지에 의한 광가교의 정도(가교화도)는 이하에서 기술되는 광중합성 단량체와 광중합개시제의 구성비율에 따라 결정될 수 있으며, 그에 따라 상기 광중합성 단량체와 광중합개시제의 구성비율의 조절에 의해 가교화도를 조절할 수 있다. 상기 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지의 분자량은 3,000 내지 150,000, 바람직하게는 5,000 내지 50,000의 범위 이내가 될 수 있다. 또한 상기 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지의 산가는 20 내지 70㎎KOH/g의 범위 이내가 될 수 있다.
상기 (3)의 광중합성 단량체는 컬러필터용 감광성수지 조성물에 일반적으로 사용되는 단량체로서, 예를 들면, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디메틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어진 그룹 으로부터 선택된 것이 될 수 있으나, 본 발명은 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지와 상기 (3)의 광중합성단량체의 총 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.5 내지 20중량%인 것이 바람직하다. 상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지와 상기 (3)의 광중합성단량체의 총 사용량이 0.5중량% 미만인 경우, 패턴의 모서리가 깨끗하게 형성되지 않는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 20중량%를 초과하는 경우, 알칼리 현상액에 의해 현상되지 않는 문제점이 있을 수 있다.
상기 (4)의 광중합개시제는 감광성수지 조성물에 일반적으로 사용되는 광중합개시제로서, 예를 들어, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산틴계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이들에 제한되는 것은 아니다. 상기 광중합개시제는 전체 조성물에 대하여 0.01 내지 5중량%인 것이 바람직하다. 상기 광중합개시제의 함량이 0.01중량% 미만인 경우, 패턴형성공정에서 노광 시 광중합이 충분히 일어나지 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 5중량%를 초과하는 경우, 광중합 후, 잔류하는 미반응 개시제가 투과율을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다. 상기 광중합개시제로 사용되는 아세토페논계 화합물로는 2,2′-디에톡시아세토페논, 2,2′-디부톡시아세토페논, (2-히드록시-2-메틸에틸)페닐케톤, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤조페논, 4-클로로아세토페논, 4,4′-디메틸아미노벤조페논, 4,4′-디클로로벤조페논, 3,3′-디메틸-2-메톡시벤조페논, 2,2′-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4- 모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4′-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4′-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
트리아진계 화합물로는 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-트릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸(4′-메톡시스티릴)-6-트리아진 등을 들 수 있으나, 본 발명은 이들에 제한되는 것은 아니다.
그 밖에 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄보레이트계 화합물, 디아조계, 디이미다졸계 화합물 등도 사용가능하다.
상기 (5)의 안료로는 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료 등의 축합다환 안료, 프탈로시아닌 안료, 아조계 안료 등의 유기 안료 이외에 카본블랙 등의 무기안료도 사용할 수 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 안료의 사용량은 전체 조성물에 대하여 0.5 내지 15중량%의 범위 이내인 것이 바람직하다. 상기 안료가 0.5중량% 미만으로 사용되는 경우, 착색효과가 미미하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 15중량%를 초과하는 경우, 현상성능이 급격하게 저하되는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에서는 안료 성분이 용제 중에 균일하게 분산되도록 필요에 따라 분산제를 사용할 수 있으며, 이러한 목적으로는 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제 모두 사용이 가능하며, 예를 들면 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산염, 카르복실산 에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬아민 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 사용될 수 있다. 상기 계면활성제의 사용량은 바람직하게는 전체 조성물에 대하여 0.01 내지 5중량%의 범위 이내가 될 수 있다. 상기 계면활성제가 0.01중량% 미만으로 사용되는 경우, 안료의 분산이 충분치 못하게 되는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 5중량%를 초과하는 경우, 안료의 착색효과가 감소하는 문 제점이 있을 수 있다.
본 발명에 사용가능한 용제로는 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸셀로솔브, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 에틸락테이트, 폴리에틸렌글리콜, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜메틸에테르 또는 이들 중 2이상의 혼합물로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 것이 사용될 수 있다. 용제의 사용량은 전체 조성물에서 상기한 성분들으 사용량 이외의 잔량으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 20 내지 90중량%가 될 수 있다. 상기 용제의 사용량이 너무 적으면 수지 조성물의 도포 자체가 어려워지는 문제점이 있을 수 있으며, 반대로 너무 많으면 두께 3㎛ 이상의 막에서 평탄성을 유지하기 어려워지는 문제점이 있을 수 있다.
본 발명에 따른 수지 조성물은 컬러필터용의 유리기판 위에 스핀 도포, 롤러 도포, 스프레이 도포 등의 적당한 방법을 사용하여 예를 들어 0.5 내지 10㎛의 두께로 도포된다. 도포 후에는, 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 활성선의 광원으로서는 예를 들어 190 내지 450㎚, 바람직하게는 200 내지 400㎚의 영역의 자외선을 조사하며, 전자선 및 X선 조사도 가능하다. 활성선(광)을 조사한 다음, 도포층을 알칼리 현상액으로 처리하면 도포층의 미조사 부분이 용해되고, 컬러필터에 필요한 패턴이 형성된다. 이러한 과정을 필요한 색의 수에 따라 반복 수행함으로서, 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다. 또한, 상기 과정에서 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 또는 활성선 조사 등에 의해 경화시킴으로써 내크랙성, 내용제성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.
이하에서 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예들이 기술되어질 것이다.
이하의 실시예들은 본 발명을 예증하기 위한 것으로서 본 발명의 범위를 국한시키는 것으로 이해되어져서는 안될 것이다.
실시예 1
하기 표 1에 따라 수지 조성물을 준비하였다.
성분 구체예 사용량(g)
(1) 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지 메타크릴산/벤질메타크릴레이트 = 30/70(w/w), 분자량 = 35,000 7.1
(2) 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트 분자량 = 15,000, 산가 = 50㎎KOH/g 2.8
(3) 아크릴계 광중합단량체 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 4.5
(4) 광중합개시제 TPP(Panchim사 제품) 0.1
이가큐어 907(시바-가이기사 제품) 0.7
4,4′-비스(디에틸아미노)벤조페논 (호도가야사 제품) 0.2
(5) 안료 프탈로시아닌 구리 7.5
(6) 용제 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65
시클로헥사논 12
(7) 계면활성제 실란계 계면활성제(SH8400, Toray사 제품) 0.1
상기 성분들을 사용하여 다음과 같이 수지 조성물을 제조하였다.
우선, 용제에 광중합개시제를 용해시킨 후, 2시간 동안 상온에서 교반시켰다. 계속해서, 카르복실기 함유 아크릴계 바인더수지, 에폭시 노볼락 아크릴 카르복실레이트수지 및 광중합성단량체를 첨가하고 2시간 동안 상온에서 교반시켰다. 그 다음에, 안료를 첨가하고, 1시간 동안 상온에서 교반시켰다. 이후, 계면활성제를 첨가하고 1시간 동안 상온에서 교반시켰다. 이후, 3회에 걸친 여과를 행하여 불순물을 제거하였다.
비교실시예 1
성분 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지를 에폭시 아크릴 카르복실레이트수지로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교실시예 2
성분 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지를 배제한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교실시예 3
성분 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지를 이중결합을 포함하는 노볼락 아크릴 카르복실레이트(분자량 7,000, 산가 65㎎KOH/g)로 대체한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
상기 실시예 1 내지 3 및 비교실시예 1에서 수득된 수지 조성물을 사용하여 내화학약품성 평가를 다음과 같이 실시하였다.
투명한 원판 유리판(bare glass) 상에 스핀코터(spin coater)를 이용하여 컬러 감광성수지 조성물을 균일한 두께로 도포하였다. 열판(hot plate)을 이용하여 80℃에서 150초 동안 소프트베이킹(soft-baking)를 수행하였다. 이후, 노광기를 이용하여 250mJ의 출력(power)으로 노광을 한 후, 현상기를 이용하여 현상시간 60초, 수세시간 60초, 스핀건조(spin dry)를 25초간 실시하였다. 이때, 현상조건은 수산화칼륨 계열 현상액 2% 농도를 사용하여 30℃에서 현상하였다. 그후, 220℃ 오븐에서 40분간 하드베이킹(hard-baking)을 수행하였다. 하드베이킹을 수행한 시편을 N-메틸피롤리돈, 감마-부티로락톤, 수산화나트륨 수용액, 수산화테트라메틸암모늄 수용액 들에 30 내지 40분간 침지시킨 후, 색변화를 색도계를 이용하여 측정하였으 며, 그 결과를 다음과 같이 구분하였다.
약품 처리 후, 색변화 약 : 우수
약품 처리 후, 색변화 중 : 미흡
약품 처리 후, 색변화 강 : 불량
크롬(Cr)을 이용하여 블랙 매트릭스(black matrix)를 형성한 유리기판 상에 스핀코터를 이용하여 컬러 감광성수지를 균일한 두께로 도포하였다. 열판을 이용하여 80℃에서 150초 동안 소프트베이킹(soft-baking)를 수행하였다. 이후, 소프트베이킹을 수행한 시료를 프로파일러(profiler)를 이요하여 초기 두께를 측정하였다. 노광기를 이용하여 250mJ의 출력(power)으로 노광을 한 후, 현상기를 이용하여 현상시간 60초, 수세시간 60초, 스핀건조(spin dry)를 25초간 실시하였다. 이때, 현상조건은 수산화칼륨 계열 현상액 2% 농도를 사용하여 30℃에서 현상하였다. 그후, 220℃ 오븐에서 40분간 하드베이킹(hard-baking)을 수행하였다. 하드베이킹을 수행한 시편에 자외선 탄화기(UV asher)를 이용하여 탄화를 수행한 후, ITO를 약 1,700Å의 두께로 스퍼터링을 수행하였다. ITO 도막이 형성된 시료를 수산화테트라메틸암모늄 수용액에 침지시킨 후, 초음파를 가한 다음, ITO 도막 및 컬러 감광성수지 도막의 박리상태를 광학현미경을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 다음과 같이 구분하였다.
ITO 도막 및 컬러 감광성수지 박리 없음 : 우수
ITO 도막 일부 박리 및 컬러 감광성수지 박리 없음 : 미흡
ITO 도막 박리 및 컬러 감광성수지 일부 박리 : 불량
상기에서 수득된 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
구분 색변화 ITO 도막 및 컬러 감광성수지 도막 변화
실시예 1 우수 우수
비교실시예 1 양호 미흡
비교실시예 2 불량 불량
비교실시예 3 양호 미흡
따라서 본 발명에 의하면 바인더로 이중결합이 포함된 아크릴 카르복실레이트수지를 사용하여 우수한 내화학약품성을 발휘하며, 컬러필터에 사용되는 알칼리수용액에 현상형의 감광성수지 조성물을 제공하는 효과가 있다.
이상에서 본 발명은 기재된 구체예에 대해서만 상세히 설명되었지만 본 발명의 기술사상 범위 내에서 다양한 변형 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속함은 당연한 것이다.

Claims (6)

  1. (1) 카르복실기를 포함하는 아크릴계 바인더수지 0.5 내지 10중량%, (2) 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지 0.5 내지 10중량%, (3) 광중합성 단량체 0.5 내지 10중량%, (4) 광중합개시제 0.01 내지 5중량%, (5) 안료 0.5 내지 15중량%, (6) 계면활성제 0.01 내지 5중량% 및 (7) 용제를 잔량으로 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지가 하기 화학식 1의 구조를 가지며, 분자량이 3,000 내지 30,000이고, 산가가 20 내지 70KOH/g인 것을 특징으로 하는 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물;
    [화학식 1]
    Figure 112004062819420-PAT00002
    상기 식에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 -CO-R5-COOH(여기에서 R5는 산무수물 기임)이고, R3 또는 R4는 R6COO-(여기에서 R6는 R3에서는 아릴기, R4에서는 알킬기임)이고, 5≤m≤50, 1≤n≤20, 10≤o≤100이다.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 (2)의 이중결합을 포함하는 아크릴 카르복실레이트수지가 분자량이 3,000 내지 30,000이고, 산가가 20 내지 70㎎KOH/g인 것을 특징으로 하는 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 조성물이 0.1 내지 10중량%의 에폭시수지를 추가로 포함함을 특징으로 하는 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물.
  5. 아크릴계 바인더수지, 광중합성 단량체, 광중합개시제, 안료, 계면활성제, 용제를 필수성분으로 하는 감광성수지 조성물에 있어서, 아크릴계 바인더수지로서 하기 화학식 1의 아크릴 카르복실레이트수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 내화학약품성이 우수한 감광성수지 조성물;
    [화학식 1]
    Figure 112004062819420-PAT00003
    상기 식에서, R1은 수소 또는 메틸이고, R2는 -CO-R5-COOH(여기에서 R5는 산무수물기임)이고, R3 또는 R4는 R6COO-(여기에서 R6는 R3에서는 아릴기, R4에서는 알킬기임)이고, 5≤m≤50, 1≤n≤20, 10≤o≤100이다.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항들 중 어느 한 항에 따른 감광성수지 조성물로 패턴을 형성하여 제조된 것을 특징으로 하는 컬러필터.
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