KR20070027445A - Photosensitive composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 액정 디스플레이 패널의 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 감광성 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive composition for forming a black matrix of a liquid crystal display panel.
액정 디스플레이 등의 표시체는 2장의 기판 사이에 액정층을 끼우고, 그 2장의 기판 각각에 대향하여 쌍이 되는 전극을 배치하며, 그리고 한쪽 기판의 내측에 액정층과 마주보고 적색(R), 녹색(G), 청색(B), 및 흑색 등의 각 화소로 이루어지는 컬러필터층이 배치되어 있다. 그리고, 흑색의 화소는 서로 다른 색의 혼색을 방지하거나, 전극의 패턴을 감추는 역할을 하며, 통상 R, G, B 각 색의 화소를 구획하도록 매트릭스 형상으로 배치되어 블랙 매트릭스라고 불리고 있다.In a display such as a liquid crystal display, a liquid crystal layer is sandwiched between two substrates, a pair of electrodes facing each other of the two substrates is disposed, and a red (R) and green color is opposite to the liquid crystal layer inside one substrate. The color filter layer which consists of each pixel (G), blue (B), and black is arrange | positioned. In addition, the black pixels serve to prevent mixing of different colors or to hide patterns of electrodes, and are generally called a black matrix because they are arranged in a matrix to partition pixels of R, G, and B colors.
일반적으로 컬러필터는 리소그래피법에 의해 형성된다. 구체적으로는 감광성 수지성분 중에 유기안료, 염료 혹은 카본블랙 등의 착색제를 균일하게 분산 또는 용해한 조성물의 도포액을 기판 위에 도포하여 건조한 후, 컬러필터를 구성하는 각색의 패턴에 따른 노광을 한다. 이어서, 이것을 알칼리 현상액 등으로 현상처리하고 얻어진 화소 패턴을 가열처리하여, 영구막으로서의 기계적 강도를 부여한다. 이 공정을 R, G, B 각 색마다 반복함으로써 컬러필터층을 형성한다.In general, color filters are formed by lithography. Specifically, the coating liquid of the composition which disperse | distributed or disperse | distributed or disperse | distributed the organic pigment, dye, or carbon black uniformly in the photosensitive resin component is apply | coated on a board | substrate, and is dried, and exposure according to the various patterns which comprise a color filter is performed. Subsequently, the pixel pattern obtained by developing this with alkali developing solution etc. is heat-processed and the mechanical strength as a permanent film is provided. This process is repeated for each color of R, G, and B to form a color filter layer.
컬러필터의 블랙 매트릭스에는 종래부터 증착시킨 크롬박막을 리소그래피법으로 패턴화한 것이 사용되어 왔다. 이 크롬박막으로 이루어지는 블랙 매트릭스는 칫수 정밀도가 높고, 신뢰성도 높다. 하지만 크롬박막을 형성하기 위해서는 상기와 같이 증착이나 스퍼터라는 진공막제조공정이 필요하다. 기판의 대형화는 기계의 대형화를 동반하기 때문에, 기판의 대형화에 대한 대응이 어려웠다.The black matrix of a color filter has conventionally used the thing which patterned the chromium thin film deposited by the lithographic method. The black matrix made of this chromium thin film has high dimensional accuracy and high reliability. However, in order to form a chromium thin film, a vacuum film manufacturing process called deposition or sputtering is required as described above. Since the enlargement of the substrate is accompanied by the enlargement of the machine, it is difficult to cope with the enlargement of the substrate.
또한, 크롬박막은 환경상의 문제에 의해 다른 색의 컬러필터와 마찬가지로 흑색계 착색제를 분산시킨 광경화성 조성물로 형성되는 수지막이 사용되었다(일본특허공개 평11-84125호 공보). 이들 블랙 매트릭스의 재료용 흑색착색제로서는 카본블랙, 티탄블랙 등이 알려져 있다. 그 중에서도 카본블랙이 가장 일반적으로 사용되고 있다.In addition, as for the chromium thin film, a resin film formed of a photocurable composition in which a black colorant was dispersed in the same manner as a color filter of another color was used (Japanese Patent Laid-Open No. 11-84125). Carbon black, titanium black, etc. are known as a black coloring agent for materials of these black matrices. Among them, carbon black is most commonly used.
상기 일본특허공개 평11-84125호 공보에는, 부가중합이 가능한 에틸렌성 불포화 이중결합을 적어도 1개 함유하는 화합물, 광중합 개시제 및 금속산화물 등을 함유하고, 실질적으로 할로겐 원자를 함유하지 않는 광중합성 조성물이 개시되어 있다. 이 조성물은 실질적으로 할로겐 원자를 제거함으로써 내열성이 뛰어나며, 전기절연저항값이 높은 컬러필터를 제공하는 것을 가능하게 하고 있다.Japanese Patent Laid-Open No. 11-84125 discloses a photopolymerizable composition containing a compound containing at least one ethylenically unsaturated double bond capable of addition polymerization, a photopolymerization initiator, a metal oxide, and the like, and substantially free of halogen atoms. Is disclosed. This composition makes it possible to provide a color filter which is excellent in heat resistance and substantially high in electrical insulation resistance by substantially removing halogen atoms.
하지만, 블랙 매트릭스에 높은 차광성을 부여하기 위해서는, 차광재료의 함유량을 높여야 한다. 그 때문에 광학농도가 높아져서 노광시에 광이 막의 깊은 곳까지 도달하지 않아, 광경화(감광반응)가 충분하게 진행되지 않는 경우가 있었다. 그 결과, 현상 마진이 좁아져서 패턴의 직선성이 낮아지거나, 패턴이 기판으로부터 벗겨지거나, 기판 위에 찌꺼기가 발생하는 경우가 있었다.However, in order to give a high light-shielding property to a black matrix, content of a light-shielding material must be raised. As a result, the optical density is increased, so that light does not reach the depth of the film during exposure, and the photocuring (photoreaction) may not proceed sufficiently. As a result, development margin narrowed and the linearity of a pattern might become low, a pattern might peel off from a board | substrate, or residue might generate | occur | produce on a board | substrate.
더욱이, 컬러필터를 제조할 때, 사용하는 착색감광수지에 따라서는 노광 및 현상후에 베이크로(bake furnace)에서 가열처리를 하면, 착색패턴으로부터 승화물이 발생하는 경우가 있다. 이 승화물이 착색패턴에 이물로서 혼입되면 제품불량을 일으키는 경우가 있다.Moreover, when manufacturing a color filter, depending on the coloring photosensitive resin used, a sublimation may generate | occur | produce from a coloring pattern when heat-processing in a bake furnace after exposure and image development. If this sublimate is mixed as foreign matter in the coloring pattern, it may cause product defects.
이상의 과제에 감안하여, 본 발명은 액정 디스플레이의 컬러필터에 있어서, 양호한 직선성을 가지고, 박리하기 어려우며, 찌꺼기가 적은 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 감광성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다. 또한, 현상후의 가열에 있어서 승화물의 발생이 적은 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 감광성 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a photosensitive composition which can form a black matrix pattern which has good linearity, is difficult to peel off, and has little residue in a color filter of a liquid crystal display. Moreover, it aims at providing the photosensitive composition which can form the black-matrix pattern with few generation | occurrence | production of a sublimation in the heating after image development.
본 발명자들은 감광성 조성물의 광중합 개시제로서 플루오렌 골격과 벤조일을 가지는 옥심계 화합물을 사용함으로써, 양호한 직선성을 가지고, 벗겨지기 어려우며, 찌꺼기가 적은 블랙 매트릭스 패턴을 형성가능한 감광성 조성물을 제공할 수 있는 것을 발견하였다. 또한, 본 발명자들은 벤조일 부분을 부피가 큰 기로 한 경우, 현상후의 가열에 있어서 승화물의 발생을 억제하는 것이 가능해진다는 것을 알게 되었다.MEANS TO SOLVE THE PROBLEM The present inventors can use the oxime type compound which has a fluorene skeleton and benzoyl as a photoinitiator of a photosensitive composition, and can provide the photosensitive composition which can form the black-matrix pattern which has favorable linearity, is hard to peel off, and has few debris. Found. Furthermore, the present inventors found that when the benzoyl moiety is a bulky group, it becomes possible to suppress the generation of a sublimation in heating after development.
보다 구체적으로는 본 발명은 아래와 같은 것을 제공한다.More specifically, the present invention provides the following.
(1) 광중합성 화합물과, 광중합 개시제와, 착색제를 함유하고,(1) It contains a photopolymerizable compound, a photoinitiator, and a coloring agent,
상기 광중합 개시제로서 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 함유하는 감광성 조성물:A photosensitive composition containing a compound represented by the following Chemical Formula 1 as the photopolymerization initiator:
(식 중, A는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, B는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, -CONR1R2 또는 -CN을 나타내며, G는 수소원자, -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 복소환기를 나타내고, 이것들은 할로겐 원자 또는 복소환기의 적어도 어느 1종으로 치환되어 있어도 좋고, 이들 중 알킬기 및 아랄킬기의 알킬렌 부분은 불포화 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 에스테르 결합에 의해 중단되어 있어도 좋으며, 또한 R1 및 R2는 일체로 되어 고리를 형성하고 있어도 좋고, D는 동일하여도 서로 달라도 좋은 할로겐 원자 또는 탄소수 1 이상 20 이하로서 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 탄화수소계 기를 나타내며, E는 동일하여도 서로 달라도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, -OR3, -NR4R5를 나타내고, 여기서 R3은 탄소수 1~20의 알킬기(탄소원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋다), 탄소수 3~20의 시클로알킬기(탄소원자의 일부 가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋다)를 나타내고, R4, R5는 동일하거나 서로 달라도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 2~20의 알콕시카르보닐기, 혹은 R4와 R5는 일체로 되어 탄소수 3~20의 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성한 경우, 탄소원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋으며, 또한 E의 적어도 하나는 분자량이 30 이상인 기를 나타내고, m은 0~5의 정수, n은 0~3의 정수이고, m+n>1을 만족한다).Wherein A represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , and B represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 ,- CONR 1 R 2 or -CN, G represents a hydrogen atom, -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , wherein R 1 and R 2 are each independently An alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group may be represented, and these may be substituted by at least any one of a halogen atom or a heterocyclic group, and among these, the alkylene part of an alkyl group and an aralkyl group may be an unsaturated bond, an ether bond, a thioether It may be interrupted by a bond or an ester bond, and R 1 and R 2 may be integrated to form a ring, and D may be the same or different and may be a halogen atom or a C 1 or more and 20 or less containing a hetero atom. Represents a hydrocarbon group which may be present, and E is an egg having 1 to 20 carbon atoms which may be the same or different. Group, having 1 to 20 carbon atoms in the alkoxy group, a cycloalkyl group having a carbon number of 3 ~ 20, -OR 3, -NR 4 R 5 represents a, where R 3 is optionally an alkyl group (part of carbon atoms of 1 to 20 carbon atoms substituted by heteroatoms like), even if a cycloalkyl group (part of carbon atoms of 3 to 20 carbon atoms are substituted by heteroatoms like) to indicate, R 4, R 5 are the same or different good each other carbons alkyl of 1 to 20, an alkoxycarbonyl group of 2 to 20 carbon atoms Or R 4 and R 5 may be integrated to form a ring having 3 to 20 carbon atoms; when a ring is formed, a portion of the carbon atoms may be substituted with a hetero atom, and at least one of E has a molecular weight of 30 or more; Group, m is an integer of 0-5, n is an integer of 0-3, and m + n> 1 is satisfied).
(1)의 발명에 따르면, 광중합 개시제를 상기 구조로 함으로써, 광에 대한 감수성을 향상시킬 수 있게 된다. 이 때문에 아주 적은 조사량의 광에 의해 효율적으로 활성화하여 감광성 조성물을 경화시킬 수 있다. 그 결과, 직선성이 높고, 벗겨짐이나 찌꺼기의 발생이 없는 블랙 매트릭스 패턴을 제공할 수 있다. 또한, E의 적어도 1개를 분자량이 30 이상인 기로 함으로써, 막두께의 감소가 적고, 또한 광에 대한 감수성을 손상시키지 않으며, 승화물의 발생을 보다 억제하는 것이 가능해진다.According to invention of (1), by making a photoinitiator into the said structure, the sensitivity to light can be improved. For this reason, it can be activated by a very small amount of light and harden | cures a photosensitive composition. As a result, it is possible to provide a black matrix pattern having high linearity and no peeling off or debris. In addition, when at least one of E is a group having a molecular weight of 30 or more, the decrease in the film thickness is small, and it is possible to further suppress the generation of the sublimation without impairing the sensitivity to light.
(2) E는 탄소수 3~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, -OR3, 또는 -NR4R5로 이루어지는 군에서 선택되는 어느 1종의 기인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(2) E is a photosensitive composition according to group (1) of any one selected from the group consisting of cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms in the alkyl group, having 3 to 20 carbon atoms, -OR 3, or -NR 4 R 5.
(2)의 발명에 따르면, E는 탄소수 3~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, -OR3, 또는 -NR4R5 등의 기로 함으로써, 현상후의 가열에서 승화물의 발생이 보 다 적은 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 감광성 조성물을 제공할 수 있다.According to the invention of (2), E is an alkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, -OR 3 , or -NR 4 R 5 , and the like. It is possible to provide a photosensitive composition capable of forming a small black matrix pattern.
(3) m은 1 이상이고, n은 0인 (1) 또는 (2)에 기재된 감광성 조성물.(3) The photosensitive composition as described in (1) or (2) whose m is 1 or more and n is 0.
(3)의 발명에 따르면, n의 값을 0으로 함으로써 광에 대한 감수성을 보다 향상시킬 수 있게 된다.According to the invention of (3), by setting the value of n to 0, the sensitivity to light can be further improved.
(4) E는 탄소수 7 이상 12 이하인 알킬기인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(4) The photosensitive composition as described in (1) whose E is an alkyl group having 7 to 12 carbon atoms.
(4)의 발명에 따르면, E를 탄소수 7 이상 12 이하의 알킬기로 함으로써, E가 부피가 큰 구조가 된다. 그 때문에 광에 대한 감수성을 손상시키지 않고, 승화물의 발생을 보다 억제할 수 있게 된다.According to invention of (4), when E is a C7-C12 alkyl group, E becomes a bulky structure. Therefore, generation | occurrence | production of a sublimation can be suppressed more, without impairing the sensitivity to light.
(5) 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물은 하기 화학식 2로 나타내어지는 화합물인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(5) The photosensitive composition as described in (1) whose compound represented by the said General formula (1) is a compound represented by following General formula (2).
(5)의 발명에 따르면, 화학식 1로 나타내어지는 화합물의 벤조일 부분에 피라닐기를 부가함으로써, 광에 대한 감수성을 손상시키지 않고, 벤조일 부분을 부피가 큰 구조로 할 수 있다. 이 때문에, 승화물의 발생을 보다 억제할 수 있는 감광 성 화합물을 제공할 수 있다.According to the invention of (5), by adding a pyranyl group to the benzoyl moiety of the compound represented by the general formula (1), the benzoyl moiety can be made into a bulky structure without impairing the sensitivity to light. For this reason, the photosensitive compound which can suppress generation | occurrence | production of a sublimation can be provided.
(6) 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물은, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(6) The photosensitive composition as described in (1) whose compound represented by the said General formula (1) is a compound represented by following General formula (3).
(6)의 발명에 따르면, 화학식 3으로 나타내는 바와 같이, 화학식 1로 나타내어지는 화합물의 벤조일 부분에 특정한 기를 부가함으로써, (5)의 발명과 마찬가지로 광에 대한 감수성을 손상시키지 않고, 벤조일 부분을 부피가 큰 구조로 할 수 있다. 이 때문에, 승화물의 발생을 보다 억제할 수 있는 감광성 화합물을 제공할 수 있다. 또한, 형성되는 막의 막두께 감소를 억제하는 것도 가능해진다.According to the invention of (6), as shown by the general formula (3), by adding a specific group to the benzoyl moiety of the compound represented by the general formula (1), similarly to the invention of (5), the benzoyl moiety is not impaired without impairing sensitivity to light. Can be made into a large structure. For this reason, the photosensitive compound which can suppress generation | occurrence | production of a sublimation can be provided. It is also possible to suppress the reduction in the film thickness of the formed film.
(7) 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 4로 나타내어지는 화합물을 더욱 포함하는 (1)에 기재된 감광성 조성물.(7) The photosensitive composition as described in (1) in which the said photoinitiator further contains the compound represented by following formula (4).
(7)의 발명에 따르면, 광중합 개시제로서 상기 화합물을 함유함으로써, 매우 적은 조사량의 광에 의해 효율적으로 활성화할 수 있다. 전자밴드 스펙트럼이 서로 다른 화합물이 공존함으로써, 광중합 개시제가 높은 감도를 가지는 광의 실질적인 파장영역을 넓히거나, 혹은 적어도 2종의 화합물이 상호작용하기 때문이다. 따라서, 상기 발명에 따른 광중합 개시제와 화학식 4로 나타내어지는 화합물을 병용함으로써, 감광성 조성물의 감도나 현상 마진이 더욱 높아져, 블랙 매트릭스 패턴을 직선성이 높고, 박리나 찌꺼기가 적은 양호한 형태로 하는 것이 더욱 쉬워진다.According to the invention of (7), by containing the compound as a photopolymerization initiator, it can be efficiently activated by a very small dose of light. This is because a compound having a different electron band spectrum coexists, and thus, the photopolymerization initiator broadens a substantial wavelength region of light having high sensitivity, or at least two compounds interact with each other. Therefore, by using the photoinitiator which concerns on the said invention together with the compound represented by General formula (4), the sensitivity and image development margin of a photosensitive composition become high further, and it is more preferable to make a black matrix pattern into a favorable form with high linearity and few peelings or debris. Easier
(8) 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 5로 나타내어지는 화합물을 더욱 포함하는 (1)에 기재된 감광성 조성물.(8) The photosensitive composition as described in (1) in which the said photoinitiator further contains the compound represented by following formula (5).
(8)의 발명에 따르면, (7)에 기재된 발명과 마찬가지로, 상기 발명에 따른 광중합 개시제와 상기 화학식 5로 나타내어지는 화합물을 병용함으로써, 보다 직선성이 높고, 박리나 찌꺼끼의 발생이 없는 블랙 매트릭스 패턴을 제공할 수 있다.According to the invention of (8), similarly to the invention as described in (7), by using the photopolymerization initiator according to the invention in combination with the compound represented by the formula (5), the linearity is higher, and there is no peeling or residue generation. Matrix patterns can be provided.
(9) 상기 광중합 개시제는 메르캅토벤즈이미다졸을 더욱 포함하는 (1)에 기재된 감광성 조성물.(9) The photosensitive composition as described in (1), wherein the photopolymerization initiator further comprises mercaptobenzimidazole.
(9)의 발명에 따르면, (7) 및 (8)에 기재된 발명과 마찬가지로, 병용하여 사용함으로써 보다 직선성이 높고, 박리나 찌꺼기의 발생이 없는 블랙 매트릭스 패턴을 제공할 수 있다. 또한, 메르캅토벤즈이미다졸은 산화방지제로서도 작용하기 때문에, 광중합 개시제로서 더욱 첨가함으로써 박리나 찌꺼기의 발생을 보다 확실하게 방지할 수 있다.According to the invention of (9), similarly to the inventions of (7) and (8), by using in combination, it is possible to provide a black matrix pattern having a higher linearity and no peeling or residues. In addition, since mercaptobenzimidazole also acts as an antioxidant, it is possible to more reliably prevent peeling and generation of residues by further adding as a photopolymerization initiator.
(10) 상기 광중합성 화합물은 에틸렌성 이중결합을 분자 안에 적어도 1개 가지는 화합물인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(10) The photosensitive composition according to (1), wherein the photopolymerizable compound is a compound having at least one ethylenic double bond in a molecule.
(10)의 발명에 따르면, 광중합성 화합물로서 에틸렌성 이중결합을 분자안에 가지는 광중합성 화합물을 사용함으로써, 감광성 조성물의 흡광농도를 폭넓은 파장영역에서 높여, 매우 적은 조사량의 광으로도 활성화할 수 있다. 그 결과, 차광성이 높은 동시에 직선성이 높고, 박리나 찌꺼기가 없는 양호한 블랙 매트릭스 패턴을 쉽게 형성할 수 있다.According to the invention of (10), by using a photopolymerizable compound having an ethylenic double bond in a molecule as a photopolymerizable compound, the absorbance concentration of the photosensitive composition can be increased in a wide wavelength range, and the light can be activated even with a very small dose of light. have. As a result, it is possible to easily form a good black matrix pattern having high light shielding properties and high linearity and no peeling or residue.
한편, '에틸렌성 이중결합을 분자안에 적어도 1개 가지는 화합물'에는, 모노머, 올리고머, 및 프리폴리머 등도 포함되며, 이들 중에서 적어도 1종을 선택하여 사용하는 것이 바람직하다.On the other hand, the "compound which has at least one ethylenic double bond in a molecule | numerator" contains a monomer, an oligomer, a prepolymer, etc., It is preferable to select at least 1 type from these, and to use.
(11) 상기 광중합성 화합물은 아크릴 수지인 (1)에 기재된 감광성 조성물.(11) The photosensitive composition as described in (1), wherein the photopolymerizable compound is an acrylic resin.
(11)의 발명에 따르면, 광중합성 화합물을 아크릴 수지로 함으로써, 감광성 조성물의 내후성이나 내약품성을 높일 수 있다. 여기서 '아크릴 수지'로서 아크릴산, 메타크릴산 및 이것들의 유도체, 예를 들어 아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 사용할 수 있다.According to the invention of (11), by using the photopolymerizable compound as an acrylic resin, the weather resistance and chemical resistance of the photosensitive composition can be improved. As the 'acrylic resin', acrylic acid, methacrylic acid and derivatives thereof such as acrylamide, acrylonitrile and the like can be used.
(12) 상기 광중합성 화합물은 분자 안에 카르도(cardo) 구조를 가지고, 에틸렌성 이중결합을 분자 안에 적어도 1개 가지는 수지를 포함하는 (1)에 기재된 감광성 조성물.(12) The photosensitive composition according to (1), wherein the photopolymerizable compound has a cardo structure in the molecule and contains a resin having at least one ethylenic double bond in the molecule.
(12)의 발명에 따르면, 광중합성 화합물을 분자 안에 카르도 구조를 가지는 수지로 함으로써 감광성 조성물의 내열성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다.According to the invention of (12), heat resistance and chemical resistance of the photosensitive composition can be improved by using the photopolymerizable compound as a resin having a cardo structure in the molecule.
(13) 상기 착색제는 카본블랙을 포함하는 (1)에 기재된 감광성 조성물.(13) The photosensitive composition as described in (1), wherein the coloring agent contains carbon black.
(13)의 발명에 따르면, 착색제를 카본블랙으로 함으로써 박막이며 차광성이 높은 블랙 매트릭스 패턴을 제공할 수 있다.According to the invention of (13), by using the colorant as carbon black, a black matrix pattern having a thin film and high light shielding property can be provided.
이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated concretely.
본 발명에 따른 감광성 조성물은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 및 착색제를 함유한다.The photosensitive composition according to the present invention contains a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a colorant.
[광중합 개시제][Photopolymerization Initiator]
'광중합 개시제'란, 광경화성 조성물의 한 성분이며, 자외선이나 전자선 등의 조사에 의해 조성물을 중합하여 고분자화하는 화합물을 말한다. 본 발명에서 광중합 개시제로서 하기 화학식 1로 나타내어지는 화합물을 사용할 수 있다.A "photoinitiator" is a component of a photocurable composition, and means the compound which superposes | polymerizes and polymerizes a composition by irradiation, such as an ultraviolet-ray or an electron beam. In the present invention, a compound represented by the following Chemical Formula 1 can be used as the photopolymerization initiator.
[화학식 1][Formula 1]
(식 중, A는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, B는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, -CONR1R2 또는 -CN을 나타내며, G는 수소원자, -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, 상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 알킬기, 아릴기, 아랄킬기 또는 복소환기를 나타내고, 이것들은 할로겐 원자 또는 복소환기의 적어도 어느 1종으로 치환되어 있어도 좋고, 이들 중 알킬기 및 아랄킬기의 알킬렌 부분은 불포화 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 에스테르 결합에 의해 중단되어 있어도 좋으며, 또한 R1 및 R2는 일체로 되어 고리를 형성하고 있어도 좋고, D는 동일하여도 서로 달라도 좋은 할로겐 원자 또는 탄소수 1 이상 20 이하로서 헤테로 원자를 포함하고 있어도 좋은 탄화수소계 기를 나타내며, E는 동일하여도 서로 달라도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, -OR3, -NR4R5를 나타내고, 여기서 R3은 탄소수 1~20의 알킬기(탄소원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있거나 혹은 에스테르 결합으로 치환되어 있어도 좋다), 탄소수 3~20의 시클로알킬기(탄소원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있거나 혹은 에스테르 결합으로 치환되어 있어도 좋다)를 나타내고, R4, R5는 동일하거나 서로 달라도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 2~20의 알콕시카르보닐기, 혹은 R4와 R5는 일체로 되어 탄소수 3~20의 고리를 형성하여도 좋고, 고리를 형성한 경우, 탄소원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋으며, 또한 E의 적어도 하나는 분자량이 30 이상인 기를 나타내고, m은 0~5의 정수, n은 0~3의 정수이고, m+n>1을 만족한다).Wherein A represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , and B represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 ,- CONR 1 R 2 or -CN, G represents a hydrogen atom, -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , wherein R 1 and R 2 are each independently An alkyl group, an aryl group, an aralkyl group, or a heterocyclic group may be represented, and these may be substituted by at least any one of a halogen atom or a heterocyclic group, and among these, the alkylene part of an alkyl group and an aralkyl group may be an unsaturated bond, an ether bond, a thioether It may be interrupted by a bond or an ester bond, and R 1 and R 2 may be integrated to form a ring, and D may be the same or different and may be a halogen atom or a C 1 or more and 20 or less containing a hetero atom. Represents a hydrocarbon group which may be present, and E is an egg having 1 to 20 carbon atoms which may be the same or different. Group, denotes a cycloalkyl group, -OR 3, -NR 4 R having 1 to 20 carbon atoms an alkoxy group, having 3 to 20 carbon atoms of the 5, wherein R 3 is an alkyl group or a (part of carbon atoms of 1 to 20 carbon atoms substituted by heteroatoms Or an ester bond), a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms (some of the carbon atoms may be substituted with a hetero atom, or substituted with an ester bond), and R 4 and R 5 may be the same or different. An alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group having 2 to 20 carbon atoms, or R 4 and R 5 may be integrated to form a ring having 3 to 20 carbon atoms, and in the case of forming a ring, a portion of the carbon atoms is substituted with a hetero atom. And at least one of E represents a group having a molecular weight of 30 or more, m is an integer of 0 to 5, n is an integer of 0 to 3, and satisfies m + n> 1).
이 중 A는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, -R1을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, B는 -R1, -OR1, -COR1, -SR1, -CONR1R2 또는 -CN을 나타내고, A와 마찬가지로 -R1을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 또한, G는 수소원자, -R1, -OR1, -COR1, -SR1, 또는 -NR1R2를 나타내고, A, B와 마찬가지로 -R1을 사용하는 것이 보다 바람직하다.Among these, A represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , and it is more preferable to use -R 1 . In addition, B represents -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , -CONR 1 R 2, or -CN, and it is more preferable to use -R 1 as in A. In addition, G represents a hydrogen atom, -R 1 , -OR 1 , -COR 1 , -SR 1 , or -NR 1 R 2 , and it is more preferable to use -R 1 like A and B.
상기 A, B, G 중, R1 및 R2로 나타내어지는 알킬기로서는 탄소수 1~20의 것이 바람직하고, 탄소수 1~5의 것이 더욱 바람직하다. 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 제2 부틸기, 제3 부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 제3 아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 2-에틸헥실기, 제3 옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기 등의 직쇄형상 또는 분기형상의 포화 탄화수소기를 들 수 있다. 그 중에서도 탄소수 1의 메틸기를 사용하는 것이 바람직하다.As said alkyl group represented by R <1> and R <2> among the said A, B, G, a C1-C20 thing is preferable, and a C1-C5 thing is more preferable. For example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, second butyl group, third butyl group, amyl group, isoamyl group, third amyl group, hexyl group, hep And linear or branched saturated hydrocarbon groups such as a methyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, third octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group and isodecyl group. Especially, it is preferable to use a C1-Cmethyl group.
R1 및 R2로 나타내어지는 아릴기로서는 탄소수 6~20인 것이 바람직하고, 탄소수 6~10인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 페닐기, 트릴기, 크실릴기, 에틸페닐기, 나프틸기, 안트릴기, 페난트릴기 등을 들 수 있다.As an aryl group represented by R <1> and R <2> , it is preferable that it is C6-C20, and it is more preferable that it is C6-C10. For example, a phenyl group, a tril group, xylyl group, ethylphenyl group, naphthyl group, anthryl group, phenanthryl group, etc. are mentioned.
R1 및 R2로 나타내어지는 아랄킬기로서는 탄소수 7~20인 것이 바람직하고, 탄소수 7~12인 것이 보다 바람직하다. 예를 들어, 벤질기, α-메틸벤질기, α,α-디메틸벤질기, 페닐에틸기, 페닐에테닐기 등을 들 수 있다.As an aralkyl group represented by R <1> and R <2> , it is preferable that it is C7-20, and it is more preferable that it is C7-12. For example, a benzyl group, the (alpha)-methyl benzyl group, the (alpha), (alpha)-dimethyl benzyl group, the phenyl ethyl group, the phenylethenyl group, etc. are mentioned.
R1 및 R2로 나타내어지는 복소환기로서는 질소원자(N), 유황원자(S) 및 산소원자(O)의 적어도 1개의 원자를 포함하는 5원환 이상, 바람직하게는 5~7원환의 복소환기를 들 수 있다. 이 복소환기에는 축합고리가 포함되어 있어도 좋고, 예를 들어 피리딜기, 피리미딜기, 푸릴기, 티오페닐기 등을 들 수 있다.As the heterocyclic group represented by R 1 and R 2 , a 5 or more ring, preferably 5 or 7 membered heterocyclic group containing at least one atom of a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S) and an oxygen atom (O) Can be mentioned. Condensed ring may be contained in this heterocyclic group, For example, a pyridyl group, a pyrimidyl group, a furyl group, a thiophenyl group, etc. are mentioned.
또한, 이들 R1 및 R2는 할로겐 원자로 치환되어 있어도 좋다. 예를 들어, 모노플루오로메틸기, 디플루오로메틸기, 트리플루오로메틸기, 퍼플루오로에틸기, 클로로페닐기, 클로로벤질기 등을 들 수 있다.In addition, these R <1> and R <2> may be substituted by the halogen atom. For example, a monofluoromethyl group, difluoromethyl group, trifluoromethyl group, perfluoroethyl group, chlorophenyl group, chlorobenzyl group, etc. are mentioned.
더욱이 이들 R1 및 R2 중 알킬기 및 아랄킬기의 알킬렌 부분은, 불포화 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 에스테르 결합에 의해 중단되어 있어도 좋다. 구체적으로는 비닐기, 알릴기, 부테닐기, 에티닐기, 프로피닐기 등의 직쇄형상 또는 분기형상의 불포화 탄화수소기나 치환기를 가지고 있어도 좋다.Moreover, the alkylene part of the alkyl group and the aralkyl group in these R <1> and R <2> may be interrupted by an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, and an ester bond. Specifically, you may have a linear or branched unsaturated hydrocarbon group or substituents, such as a vinyl group, an allyl group, butenyl group, an ethynyl group, and a propynyl group.
이와 같은 것으로서 A 또는 B로 나타내어지는 기가 메톡시에톡시에틸기, 에 톡시에톡시에틸기, 프로필옥시에톡시에틸기, 메톡시프로필기, 2-(벤조옥사졸-2'-일)에테닐기 등을 들 수 있다.As such, the group represented by A or B is methoxyethoxyethyl group, ethoxyethoxyethyl group, propyloxyethoxyethyl group, methoxypropyl group, 2- (benzooxazol-2'-yl) ethenyl group, etc. are mentioned. Can be.
또한, R1 및 R2가 일체로 되어 형성할 수 있는 고리로서는 복소환을 들 수 있다. 이 복소환으로서는 질소원자(N), 유황원자(S) 및 산소원자(O)의 적어도 1개의 원자를 포함하는 5원환 이상, 바람직하게는 5~7원환의 복소환기를 들 수 있다. 이 복소환기에는 축합고리가 포함되어 있어도 좋고, 예를 들어 피페리딘 고리, 피페라진 고리, 모르폴린 고리, 티오모르폴린 고리 등을 들 수 있다.Moreover, a heterocyclic ring is mentioned as a ring which R <1> and R <2> may form integrally. Examples of the heterocyclic ring include five or more ring, preferably five to seven membered heterocyclic groups containing at least one atom of nitrogen atom (N), sulfur atom (S) and oxygen atom (O). Condensed ring may be contained in this heterocyclic group, For example, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring, a thiomorpholine ring, etc. are mentioned.
또한, D는 동일하여도 또는 서로 다른 것이어도 좋은 할로겐 원자, 또는 탄소수 1 이상 20 이하로서 헤테로 원자를 포함하여도 좋은 탄화수소계 기를 나타낸다. 이와 같은 것으로는 옥시기, 티오기, 디티오기, 이미노기, 니트리노기, 히드라조기, 아조기 등을 포함하는 탄소수 1~20의 탄화수소계 기를 들 수 있다. 한편, 불포화 결합을 포함하고 있어도 좋고, 고리를 형성하고 있어도 좋다.In addition, D represents a halogen atom which may be the same or different, or a hydrocarbon group which may contain a hetero atom as 1 to 20 carbon atoms. As such a C1-C20 hydrocarbon group containing an oxy group, a thio group, a dithio group, an imino group, a nitrino group, a hydrazo group, an azo group, etc. are mentioned. In addition, an unsaturated bond may be included and the ring may be formed.
E가 가지는 기의 적어도 하나는 분자량이 30 이상의 기인 것이 바람직하고, 분자량이 50 이상인 것이 더욱 바람직하다. 또한, 그 기의 상한값으로는 감도, 용제에 대한 용해성 등을 고려하여 250 이하가 바람직하고, 150 이하인 것이 보다 바람직하다. 그 중에서도 히드로피라닐기를 사용하는 것이 보다 바람직하다.It is preferable that molecular weight is group of 30 or more, and, as for at least 1 group of E has, it is more preferable that molecular weight is 50 or more. Moreover, as an upper limit of the group, 250 or less are preferable in consideration of a sensitivity, solubility to a solvent, etc., and it is more preferable that it is 150 or less. Especially, it is more preferable to use a hydropyranyl group.
또한, E는 동일하여도 서로 달라도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, -OR3, -NR4R5를 나타낸다. 그 중에서도 -OR3을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 탄소수 1~20의 알킬기로서는 예를 들어, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 제2 부틸기, 제3 부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 제3 아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 2-에틸헥실기, 제3 옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기 등의 직쇄형상 또는 분기형상의 포화 탄화수소기를 들 수 있다. In addition, E may be the same or different and also represents a cycloalkyl group having 1 to 20 carbon alkyl group, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, 3 to 20 carbon atoms of, -OR 3, -NR 4 R 5 with each other. Especially, it is preferable to use -OR <3> . As the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, for example, methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, second butyl group, third butyl group, amyl group, isoamyl group, Linear or branched saturation such as a third amyl group, hexyl group, heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, third octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group and isodecyl group Hydrocarbon group is mentioned.
또한, 탄소수 1~20의 알콕시기로서는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 페녹시기, 이소프로폭시기, 이소부톡시기 등을 들 수 있다.Examples of the alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include methoxy group, ethoxy group, propoxy group, butoxy group, phenoxy group, isopropoxy group and isobutoxy group.
또한 탄소수 3~20의 시클로알킬기로서는 시클로프로필기, 시클로헥실기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다.Moreover, as a C3-C20 cycloalkyl group, a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, a cyclohexyl group, etc. are mentioned.
또한, -OR3의 R3은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 3~20의 시클로알킬기, 복소환기를 나타낸다. 알킬기로서는 상기와 마찬가지로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 제2 부틸기, 제3 부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 제3 아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 2-에틸헥실기, 제3 옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기 등의 직쇄형상 또는 분기형상의 포화탄화수소기를 들 수 있다. 이들의 알킬기는 옥시기, 티오기, 디티오기, 이미노기, 니트리노기, 히드라조기, 아조기 등을 포함하여도 좋다.In addition, R <3> of -OR <3> represents a C1-C20 alkyl group, a C3-C20 cycloalkyl group, and a heterocyclic group. As the alkyl group, the methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, second butyl group, third butyl group, amyl group, isoamyl group, third amyl group, hexyl group, Linear or branched saturated hydrocarbon groups such as heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, third octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group and isodecyl group. These alkyl groups may contain an oxy group, a thio group, a dithio group, an imino group, a nitrino group, a hydrazo group, an azo group, etc.
또한, 시클로알킬기로서는 시클로프로필기, 시클로헥실기 등을 들 수 있다. 상기와 마찬가지로 이 시클로알킬기들도 옥시기, 티오기, 디티오기, 이미노기, 니트리노기, 히드라조기, 아조기 등을 포함하여도 좋다. 예를 들어, 테트라히드로푸릴 고리, 테트라히드로피라닐 고리 등을 들 수 있다. 한편, 이 기들은 탄소수 1~6 의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 등으로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 용제에 대한 용해성을 고려하여 상기 알킬기, 시클로알킬기의 탄소원자의 일부는 특히 에테르 결합, 에스테르 결합으로 치환되어 있는 것이 좋다. 이 에테르 결합, 에스테르 결합은 상기 알킬기, 시클로알킬기에 1개에서 6개 포함되어 있는 것이 바람직하고, 2개에서 4개 포함되는 것이 보다 바람직하다. 또한, 이 때의 용제로서는 알킬렌글리콜모노알킬에테르류, 알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류, 에테르류, 케톤류, 에스테르류가 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다.Moreover, a cyclopropyl group, a cyclohexyl group, etc. are mentioned as a cycloalkyl group. As mentioned above, these cycloalkyl groups may also contain an oxy group, a thio group, a dithio group, an imino group, a nitrino group, a hydrazo group, an azo group, etc. For example, a tetrahydrofuryl ring, a tetrahydropyranyl ring, etc. are mentioned. In addition, these groups may be substituted by a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 alkoxy group, etc. In addition, in consideration of the solubility in a solvent, a part of the carbon atoms of the alkyl group and the cycloalkyl group is particularly preferably substituted with an ether bond or an ester bond. It is preferable that 1 to 6 of these ether bonds and ester bonds are contained in the said alkyl group and cycloalkyl group, and it is more preferable that 2 to 4 are contained. Moreover, as a solvent at this time, alkylene glycol monoalkyl ethers, alkylene glycol monoalkyl ether acetates, ethers, ketones, and esters are preferable, and propylene glycol monomethyl ether acetate and 3-methoxybutyl acetate are used. It is particularly preferable to.
복소환으로서는 질소원자(N), 유황원자(S) 및 산소원자(O)의 적어도 1개의 원자를 포함하는 5원환 이상, 바람직하게는 5~7원환의 복소환기를 들 수 있다. 한편, 이 복소환기에는 축합고리가 포함되어 있어도 좋다.As a heterocyclic ring, the heterocyclic group of 5 or more rings, preferably 5-7 membered rings containing at least 1 atom of a nitrogen atom (N), a sulfur atom (S), and an oxygen atom (O) is mentioned. In addition, the heterocyclic group may contain the condensed ring.
또한, -NR4R5의 R4 및 R5는 동일하여도 서로 다른 것이어도 좋은 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 2~20의 알콕시카르보닐기, 혹은 R4와 R5는 일체로 되어 탄소수 3~20의 고리를 형성하여도 좋다. 알킬기로서는 상기와 마찬가지로 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, 이소부틸기, 제2 부틸기, 제3 부틸기, 아밀기, 이소아밀기, 제3 아밀기, 헥실기, 헵틸기, 옥틸기, 이소옥틸기, 2-에틸헥실기, 제3 옥틸기, 노닐기, 이소노닐기, 데실기, 이소데실기 등의 직쇄형상 또는 분기형상의 포화 탄화수소기를 들 수 있다.In addition, -NR 4 R 5 for R 4 and R 5 are the same and also different even if it is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxycarbonyl group, or R 4 and R 5 are any of 2 to 20 carbon atoms having a carbon number of 3 to 20 rings may be formed. As the alkyl group, the methyl group, ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, second butyl group, third butyl group, amyl group, isoamyl group, third amyl group, hexyl group, Linear or branched saturated hydrocarbon groups such as heptyl group, octyl group, isooctyl group, 2-ethylhexyl group, third octyl group, nonyl group, isononyl group, decyl group and isodecyl group.
또한, 알콕시 카르보닐기로서는 메톡시카르보닐기, 에톡시카르보닐기, n-프 로폭시카르보닐기, 이소프로폭시카르보닐기, n-부톡시카르보닐기, tert-부톡시카르보닐기, 또는 시클로헥실옥시카르보닐기 등의 직쇄형상, 분기형상 또는 고리형상의 기를 들 수 있다.Moreover, as an alkoxy carbonyl group, linear, branched form, such as a methoxycarbonyl group, an ethoxycarbonyl group, n-propoxycarbonyl group, isopropoxycarbonyl group, n-butoxycarbonyl group, tert-butoxycarbonyl group, or cyclohexyloxycarbonyl group, or the like Cyclic groups are mentioned.
R4와 R5가 일체로 고리를 형성한 경우로는 예를 들어, 피페리딘 고리, 피페라진 고리, 모르폴린 고리, 티오모르폴린 고리 등을 들 수 있다. 한편, 이들 고리는 탄소수 1~6의 알킬기, 탄소수 1~6의 알콕시기 등으로 치환되어 있어도 좋다.When R <4> and R <5> form the ring integrally, a piperidine ring, a piperazine ring, a morpholine ring, a thiomorpholine ring, etc. are mentioned, for example. In addition, these rings may be substituted by a C1-C6 alkyl group, a C1-C6 alkoxy group, etc.
또한, 화학식 1에서 m은 1 이상이고, n은 0인 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.In addition, in the formula (1), it is preferable to use a compound in which m is 1 or more and n is 0.
이와 같은 구조를 가지는 화합물로서는 하기 화학식 2로 나타내어지는 화합물인 것이 바람직하다. A 및 B를 메틸기, G를 에틸기, n을 0으로 함으로써, 광에 대한 감도가 향상된다. 또한, E에 부피가 큰 피라닐기를 부가함으로써, 노광시에 승화물의 생성을 줄일 수 있다.As a compound which has such a structure, it is preferable that it is a compound represented by following formula (2). By setting A and B to a methyl group, G to an ethyl group, and n to 0, the sensitivity to light is improved. In addition, by adding a bulky pyranyl group to E, it is possible to reduce the generation of a sublimation at the time of exposure.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화합물을 광중합 개시제로서 사용하는 경우, 광중합성 화합물의 합계 100 질량부에 대하여, 1 질량부에서 150 질량부, 바람직하게는 5 질량부에서 100 질량부, 보다 바람직하게는 10 질량부에서 50 질량부의 범위에서 함유된다. 함유량을 150 질량부 이하로 함으로써 충분한 내열성, 내약품성을 기대할 수 있다. 또한, 1 질량부 이상으로 함으로써 도막형성능력을 향상시켜, 광경화불량을 방지할 수 있기 때문이다.When using the compound as a photopolymerization initiator, 1 part by mass to 150 parts by mass, preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 10 parts by mass to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the total photopolymerizable compound. It is contained in a negative range. Sufficient heat resistance and chemical resistance can be anticipated by making content into 150 mass parts or less. In addition, it is because the coating film formation ability can be improved by setting it as 1 mass part or more, and the photocuring defect can be prevented.
또한, R1은 피라닐기 이외에도 부피가 큰 골격을 가지는 기이어도 된다. 예를 들어, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물을 사용하여도 좋다.R 1 may be a group having a bulky skeleton in addition to a pyranyl group. For example, you may use the compound represented by following formula (3).
[화학식 3][Formula 3]
상기 화합물을 광중합 개시제로서 사용하는 경우, 광중합성 화합물의 합계 100 질량부에 대하여, 1 질량부에서 150 질량부, 바람직하게는 5 질량부에서 100 질량부, 보다 바람직하게는 10 질량부에서 50 질량부의 범위에서 함유된다. 함유량을 150 질량부 이하로 함으로써 충분한 내열성, 내약품성을 기대할 수 있으며, 또 한 1 질량부 이상으로 함으로써 도막형성능력을 향상시켜 광경화불량을 방지할 수 있기 때문이다.When using the compound as a photopolymerization initiator, 1 part by mass to 150 parts by mass, preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, and more preferably 10 parts by mass to 50 parts by mass based on 100 parts by mass of the total photopolymerizable compound. It is contained in a negative range. It is because sufficient heat resistance and chemical resistance can be anticipated when content is 150 mass parts or less, and when it is 1 mass part or more, coating film formation ability can be improved and a photocuring defect can be prevented.
또한, 광중합 개시제는 상기 화학식 1로 나타내어지는 화합물과 다른 화합물(광중합 개시제)을 여러 종류 조합하여 사용하여도 좋다. 이와 같은 화합물로서는 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 디클로로아세토페논, 트리클로로아세토페논, p-tert-부틸아세토페논 등의 아세토페논류나, 벤조페논, 2-클로로벤조페논, p,p'-비스디메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류나, 벤질, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류나, 벤질디메틸케탈, 티오크산텐, 2-클로로티오크산텐, 2,4-디에틸티오크산텐, 2-메틸티오크산텐, 2-이소프로필티오크산텐 등의 설퍼화합물이나, 2-에틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논 등의 안트라퀴논류나, 아조비스이소부티로니트릴, 벤조일퍼옥사이드, 쿠멘퍼옥사이드 등의 유기과산화물이나, 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조티아졸 등의 티올(thiol) 화합물이나, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디(m-메톡시페닐)-이미다졸릴 이량체 등의 이미다졸릴 화합물이나, p-메톡시트리아진 등의 트리아진 화합물이나, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(푸란-2-일)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트라아진, 2-[2-(3,4-디메톡시페놀)에테닐]-4,6-비스(트리 클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-n-부톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등의 할로메틸기를 가지는 트리아진 화합물, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1온 등의 아미노케톤 화합물을 들 수 있다.In addition, you may use a photoinitiator combining various types of the compound represented by the said Formula (1) with another compound (photoinitiator). Such compounds include acetophenones such as acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, trichloroacetophenone, and p-tert-butylacetophenone. Benzophenones such as leucine, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p'-bisdimethylaminobenzophenone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether Sulfur compounds such as benzoin ether, benzyl dimethyl ketal, thioxanthene, 2-chlorothioxanthene, 2,4-diethylthioxanthene, 2-methylthioxanthene and 2-isopropylthioxanthene; Anthraquinones such as 2-ethylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone and 2,3-diphenylanthraquinone, and organic such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide and cumene peroxide Peroxide or 2-mercaptobenzoimidazole Thiol compounds such as 2-mercaptobenzoxazole and 2-mercaptobenzothiazole, and 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m-methoxyphenyl) -imidazolyl Imidazolyl compounds such as dimers, triazine compounds such as p-methoxytriazine, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -s-triazine, 2-methyl-4,6-bis (Trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (5-methylfuran-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2 -(Furan-2-yl) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (4-diethylamino-2-methylphenyl) ethenyl] -4, 6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- [2- (3,4-dimethoxyphenol) ethenyl] -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-ethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine And halomethyl groups such as 2- (4-n-butoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine Which is a triazine compound, 2-benzyl-1- (4-morpholinophenyl) - there may be mentioned amino ketone compounds, such as butane -1-one.
이와 같은 화합물 중에서는 메트캅토벤즈이미다졸이나 트리아진 화합물을 사용하는 것이 바람직하지만, 하기 화학식 4로 나타내어지는 화합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다. 이 화합물을 병용함으로써 광에 대한 감도를 보다 향상시킬 수 있기 때문이다.In such a compound, it is preferable to use a metcaptobenzimidazole or a triazine compound, but it is more preferable to use the compound represented by following formula (4). It is because the sensitivity to light can be improved further by using this compound together.
[화학식 4][Formula 4]
또한, 하기 화학식 5로 나타내어지는 화합물을 사용하여도 광에 대한 감도를 보다 향상시킬 수 있다.In addition, the sensitivity to light can be further improved by using the compound represented by the following formula (5).
[화학식 5][Formula 5]
상기 화합물을 광중합 개시제로 하여 화학식 1로 나타내어지는 화합물과 병용하여 사용하는 경우, 광중합성 화합물의 합계 100 질량부에 대하여, 1 질량부에서 150 질량부, 바람직하게는 5 질량부에서 100 질량부, 보다 바람직하게는 10 질량부에서 50 질량부의 범위에서 함유된다. 함유량을 150 질량부 이하로 함으로써 충분한 내열성, 내약품성을 기대할 수 있으며, 또한 1 질량부 이상으로 함으로써 도막형성능력을 향상시키고, 광경화불량을 방지할 수 있기 때문이다.When the compound is used in combination with the compound represented by the formula (1) as a photopolymerization initiator, 1 part by mass to 150 parts by mass, preferably 5 parts by mass to 100 parts by mass, based on 100 parts by mass of the total photopolymerizable compound, More preferably, it is contained in the range of 10 mass parts to 50 mass parts. This is because sufficient heat resistance and chemical resistance can be expected when the content is 150 parts by mass or less, and when the content is 1 part by mass or more, the coating film forming ability can be improved and photocuring defects can be prevented.
또한, 화학식 1로 나타내어지는 화합물과, 화학식 1로 나타내어지는 화합물 이외의 화합물(특히, 화학식 4 및 5 및 메트캅토벤즈이미다졸 등)을 병용하는 경우, 질량비로는 10:90에서 90:10인 것이 바람직하고, 특히 50:50에서 70:30인 것이 바람직하다. 화학식 1로 나타내어지는 화합물과, 화학식 1로 나타내어지는 화합물 이외의 화합물의 배합비율을 상술한 범위내로 함으로써, 두 화합물이 효과적으로 상호작용하여 감광성 조성물의 감도, 현상 마진을 더욱 향상시킬 수 있다.In addition, in the case of using a compound represented by the formula (1) and a compound other than the compound represented by the formula (1, in particular, the formulas 4 and 5 and metcaptobenzimidazole, etc.), the mass ratio is 10:90 to 90:10. It is preferable, especially 50:50 to 70:30. By carrying out the compounding ratio of the compound represented by General formula (1) and compounds other than the compound represented by General formula (1) in the above-mentioned range, two compounds may interact effectively, and the sensitivity and image development margin of a photosensitive composition can be improved further.
본 발명에 따른 광중합 개시제의 제조방법의 일례로서는 하기 합성 반응식을 들 수 있다. 한편, 이 합성 반응식은 D의 n이 0인 경우의 합성예이다. 여기서, 식 중 R1은 본 발명에서의 B에 상당하고, R2는 본 발명에서의 E를 포함하는 페닐기에 상당한다. 또한, R3은 본 발명에서의 A에 상당하고, R은 본 발명에서의 G에 상당한다.As an example of the manufacturing method of the photoinitiator which concerns on this invention, the following synthetic reaction formula is mentioned. In addition, this synthesis reaction formula is a synthesis example in case n of D is zero. Here, in formula, R <1> corresponds to B in this invention, and R <2> corresponds to the phenyl group containing E in this invention. In addition, R <3> corresponds to A in this invention, and R is equivalent to G in this invention.
[광중합성 화합물][Photopolymerizable compound]
'광중합성 화합물'이란 자외선 등의 광의 조사를 받아 중합하고 경화하는 물질을 말한다. 광중합성 화합물로서는 에틸렌성 이중결합을 가지는 화합물이 바람직하고, 구체적으로는 아크릴산, 메타크릴산, 푸마르산, 말레산, 푸마르산 모노메틸, 푸마르산 모노에틸, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르메타크릴레이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아크릴레이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르메타크릴레이트, 글리세롤아크릴레이트, 글리세롤메타크릴레이트, 아크릴산아미드, 메타크릴산아미드, 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, 이소부틸아크릴레이트, 이소부틸메타크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리메타크릴레이트, 테트라메틸롤프로판테트라아크릴레이트, 테트라메틸롤프로판테트라메타크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사메타크 릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트, 카르도에폭시디아크릴레이트 등의 모노머, 올리고머류; 다가 알코올류와 1염기산 또는 다염기산을 축합하여 얻어지는 폴리에스테르 프리폴리머에 (메타)아크릴산을 반응하여 얻어지는 폴리에스테르(메타)아크릴레이트, 폴리올기와 2개의 이소시아네이트기를 가지는 화합물을 반응시킨 후, (메타)아크릴산을 반응하여 얻어지는 폴리우레탄(메타)아크릴레이트; 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 페놀 또는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 레졸형 에폭시수지, 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 폴리카르복시산 폴리글리시딜에스테르, 폴리올폴리글리시딜에스테르, 지방족 또는 지환식 에폭시 수지, 아민에폭시 수지, 디히드록시벤젠형 에폭시 수지 등의 에폭시 수지와 (메타)아크릴산을 반응하여 얻어지는 에폭시(메타)아크릴레이트 수지 등을 들 수 있다. 더욱이 상기 에폭시(메타)아크릴레이트 수지에 다염기산 무수물을 반응시킨 수지를 사용할 수 있다.The "photopolymerizable compound" refers to a substance which is polymerized and cured by irradiation with light such as ultraviolet rays. As a photopolymerizable compound, the compound which has an ethylenic double bond is preferable, Specifically, acrylic acid, methacrylic acid, fumaric acid, maleic acid, monomethyl fumarate, monoethyl fumarate, 2-hydroxyethyl acrylate, 2-hydroxyethyl Methacrylate, ethylene glycol monomethyl ether acrylate, ethylene glycol monomethyl ether methacrylate, ethylene glycol monoethyl ether acrylate, ethylene glycol monoethyl ether methacrylate, glycerol acrylate, glycerol methacrylate, acrylic acid amide, Methacrylate amide, acrylonitrile, methacrylonitrile, methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, isobutyl acrylate, isobutyl methacrylate, 2-ethylhexyl acrylate, 2-ethylhexyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl Methacrylate, ethylene glycol diacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol diacrylate, triethylene glycol diacrylate, triethylene glycol dimethacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol di Methacrylate, butylene glycol dimethacrylate, propylene glycol diacrylate, propylene glycol dimethacrylate, trimethylolpropane triacrylate, trimethylolpropane trimethacrylate, tetramethylolpropane tetraacrylate, tetramethyl Roll propane tetramethacrylate, pentaerythritol triacrylate, pentaerythritol trimethacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, pentaerythritol tetramethacrylate, dipentaerythritol pentaacrylate, dipentaerythritol pentamethacrylate Monomers, oligomers such as dihydrate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol hexamethacrylate, 1,6-hexanediol diacrylate, 1,6-hexanediol dimethacrylate, cardoepoxy diacrylate Ryu; After (meth) acrylic acid is reacted with a polyester (meth) acrylate obtained by reacting (meth) acrylic acid to a polyester prepolymer obtained by condensing polyhydric alcohols with monobasic acid or polybasic acid, a compound having a polyol group and two isocyanate groups Polyurethane (meth) acrylate obtained by reacting; Bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, bisphenol S type epoxy resin, phenol or cresol novolak type epoxy resin, resol type epoxy resin, triphenol methane type epoxy resin, polycarboxylic acid polyglycidyl ester, polyol polyglycol Epoxy (meth) acrylate resin etc. which are obtained by reacting (meth) acrylic acid with epoxy resins, such as a cydyl ester, an aliphatic or alicyclic epoxy resin, an amine epoxy resin, and a dihydroxy benzene type epoxy resin, are mentioned. Furthermore, the resin which made polybasic acid anhydride react with the said epoxy (meth) acrylate resin can be used.
그 중에서도 아크릴 수지나 분자 안에 카르도 구조를 가지는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 카르도 구조를 가지는 수지는 내열성이나 내약품성이 높기 때문에, 광중합성 화합물을 사용함으로써 감광성 조성물의 내열성 및 내약품성을 향상시킬 수 있다. 구체적으로는 하기 구조를 가지는 수지를 사용하는 것이 바람직하다.Especially, it is preferable to use resin which has a cardo structure in an acrylic resin or a molecule | numerator. Since the resin having a cardo structure has high heat resistance and chemical resistance, the heat resistance and chemical resistance of the photosensitive composition can be improved by using a photopolymerizable compound. Specifically, it is preferable to use resin having the following structure.
여기서, 화학식 6으로 나타내어지는 화합물의 X는 화학식 7로 나타내어지는 기이다.Here, X of the compound represented by general formula (6) is a group represented by general formula (7).
식 중, Y는 무수 말레산, 무수 호박산, 무수 이타콘산, 무수 프탈산, 무수 테트라히드로프탈산, 무수 헥사히드로프탈산, 무수 메틸엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 무수 클로렌드산(chlorendic acid), 메틸테트라히드로 무수프탈산, 무수 글루타르산이라는 디카르복시산 무수물로부터 카르복시산 무수물기(-CO-O-CO-)를 제거한 잔기이다.In the formula, Y is maleic anhydride, succinic anhydride, itaconic acid anhydride, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methylendomethylene tetrahydrophthalic anhydride, chlorendic acid anhydride, methyltetrahydro anhydride It is a residue which removed the carboxylic anhydride group (-CO-O-CO-) from the dicarboxylic acid anhydride called phthalic acid and glutaric anhydride.
또한, 식 중 Z는 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산 이무수물, 비페닐테트라카르복시산 이무수물, 비페닐에테르테트라카르복시산 이무수물 등의 테트라카르복시산 이무수물로부터 2개의 카르복시산 무수물기를 제거한 잔기이다.In addition, Z is a residue remove | excluding two carboxylic anhydride groups from tetracarboxylic dianhydride, such as a pyromellitic dianhydride, a benzophenone tetracarboxylic dianhydride, a biphenyl tetracarboxylic dianhydride, and a biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride.
상기 광중합성 화합물은 광중합 조성물의 합계 100 질량부에 대하여 60 질량 부에서 99.9 질량부의 범위로 함유된다. 함유량을 99.9 질량부 이하로 함으로써 충분한 내열성, 내약품성을 기대할 수 있으며, 또한 60 질량부 이상으로 함으로써 도막형성능력을 향상시켜, 광경화불량을 방지할 수 있기 때문이다.The photopolymerizable compound is contained in a range of 60 parts by mass to 99.9 parts by mass based on 100 parts by mass in total of the photopolymerizable composition. This is because sufficient heat resistance and chemical resistance can be expected by setting the content to 99.9 parts by mass or less, and by setting the content to 60 parts by mass or more, the coating film forming ability can be improved and the photocuring defect can be prevented.
[착색제][coloring agent]
'착색제'란 감광성 수지성분의 하나로서 함유되어, 기판 위에 착색하는 성분을 말한다. 예를 들어, 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행)에서 피그멘트(Pigment)로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 아래와 같은 컬러 인덱스(C.I.) 번호가 붙어있는 것을 들 수 있다.A "coloring agent" means the component contained as one of the photosensitive resin components, and coloring on a board | substrate. For example, a compound classified as a pigment in the color index (C.I., published by The Society of Dyers and Colourists), and specifically, the one labeled with the following color index (C.I.) number.
C.I. 피그멘트 옐로우 1(이하, 'C.I.피그멘트 옐로우'는 같고 번호만 기재한다), 3, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 55, 60, 61, 65, 71, 73, 74, 81, 83, 86, 93, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 116, 117, 119, 120, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 175, 180, 185;C.I. Pigment Yellow 1 (hereinafter 'CI Pigment Yellow' is the same and only numbers are listed), 3, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 55, 60, 61 , 65, 71, 73, 74, 81, 83, 86, 93, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 116, 117, 119, 120 , 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 166, 167, 168, 175, 180, 185;
C.I. 피그멘트 오렌지 1(이하, 'C.I.피그멘트 오렌지'는 같고 번호만 기재한다), 5, 13, 14, 16, 17, 24, 34, 36, 38, 40, 43, 46, 49, 51, 55, 59, 61, 63, 64, 71, 73; C.I. Pigment Orange 1 (hereinafter 'CI Pigment Orange' is the same and only numbers are listed), 5, 13, 14, 16, 17, 24, 34, 36, 38, 40, 43, 46, 49, 51, 55 59, 61, 63, 64, 71, 73;
C.I. 피그멘트 바이올렛 1(이하, 'C.I.피그멘트 바이올렛'은 같고 번호만 기재한다), 19, 23, 29, 30, 32, 36, 37, 38, 39, 40, 50;C.I. Pigment Violet 1 (hereinafter 'C.I. Pigment Violet' is the same and lists only the numbers), 19, 23, 29, 30, 32, 36, 37, 38, 39, 40, 50;
C.I. 피그멘트 레드 1(이하, 'C.I.피그멘트 레드'는 같고 번호만 기재한다), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 40, 41, 42, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 49:1, 49:2, 50:1, 52:1, 53:1, 57, 57:1, 57:2, 58:2, 58:4, 60:1, 63:1, 63:2, 64:1, 81:1, 83, 88, 90:1, 97, 101, 102, 104, 105, 106, 108, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 151, 155, 166, 168, 170, 171, 172, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 185, 187, 188, 190, 192, 193, 194, 202, 206, 207, 208, 209, 215, 216, 217, 220, 223, 224, 226, 227, 228, 240, 242, 243, 245, 254, 255, 264, 265;C.I. Pigment Red 1 (hereinafter 'CI Pigment Red' is the same and only numbers are listed), 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 14, 15, 16, 17 , 18, 19, 21, 22, 23, 30, 31, 32, 37, 38, 40, 41, 42, 48: 1, 48: 2, 48: 3, 48: 4, 49: 1, 49: 2 , 50: 1, 52: 1, 53: 1, 57, 57: 1, 57: 2, 58: 2, 58: 4, 60: 1, 63: 1, 63: 2, 64: 1, 81: 1 , 83, 88, 90: 1, 97, 101, 102, 104, 105, 106, 108, 112, 113, 114, 122, 123, 144, 146, 149, 150, 151, 155, 166, 168, 170 , 171, 172, 174, 175, 176, 177, 178, 179, 180, 185, 187, 188, 190, 192, 193, 194, 202, 206, 207, 208, 209, 215, 216, 217, 220 , 223, 224, 226, 227, 228, 240, 242, 243, 245, 254, 255, 264, 265;
C.I. 피그멘트 블루 1(이하, 'C.I.피그멘트 블루'는 같고 번호만 기재한다), 2, 15, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 60, 64, 66; C.I. Pigment Blue 1 (hereinafter 'C.I. Pigment Blue' is the same and lists only the numbers), 2, 15, 15: 3, 15: 4, 15: 6, 16, 22, 60, 64, 66;
C.I. 피그멘트 그린 7, C.I. 피그멘트 그린 36, C.I. 피그멘트 그린 37; C.I. Pigment Green 7, C.I. Pigment Green 36, C.I. Pigment green 37;
C.I. 피그멘트 브라운 23, C.I. 피그멘트 브라운 25, C.I. 피그멘트 브라운 26, C.I. 피그멘트 브라운 28; C.I. Pigment Brown 23, C.I. Pigment Brown 25, C.I. Pigment Brown 26, C.I. Pigment brown 28;
C.I. 피그멘트 블랙 1, C.I. 피그멘트 블랙 7.C.I. Pigment Black 1, C.I. Pigment Black 7.
또한 흑색안료로서 카본블랙도 바람직하다.Moreover, carbon black is also preferable as a black pigment.
본 발명에 따른 감광성 조성물은 높은 감도를 가지기 때문에, 특히 블랙 매트릭스 형성용으로서 바람직하다. 즉, 착색제로서 카본블랙 등의 차광제를 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 카본블랙이나 아크릴계 분산액으로 분산시킨 카본블랙 분산액 등을 들 수 있다. 또한, 티탄블랙, 구리, 철, 망간, 코발트, 크롬, 니켈, 아연, 칼슘, 은 등의 금속산화물, 복합산화물, 금속황화물, 금속황산연 또는 금속탄산염 등의 무기 안료 등도 들 수 있다. 이 착색제들 중에서도 차광성을 가지는 카본블랙을 사용하는 것이 보다 바람직하다.Since the photosensitive composition which concerns on this invention has high sensitivity, it is especially preferable for black matrix formation. That is, light-shielding agents, such as carbon black, can be used suitably as a coloring agent. Specifically, the carbon black dispersion liquid etc. which were disperse | distributed to the carbon black and acrylic dispersion liquid are mentioned. In addition, inorganic pigments such as metal oxides such as titanium black, copper, iron, manganese, cobalt, chromium, nickel, zinc, calcium, and silver, composite oxides, metal sulfides, lead metal sulfates, and metal carbonates may also be mentioned. It is more preferable to use carbon black which has light-shielding property among these coloring agents.
카본블랙으로서 채널블랙, 퍼네이스블랙(furnace black), 서멀블랙, 램프블랙 등 공지의 카본블랙을 사용할 수 있는데, 차광성이 뛰어난 채널블랙을 사용하는 것이 특히 바람직하다. 또한, 수지피복 카본블랙을 사용하여도 좋다.As carbon black, well-known carbon black, such as channel black, furnace black, thermal black, lamp black, can be used, but channel black excellent in light-shielding property is especially preferable. Moreover, you may use resin-coated carbon black.
이 수지피복 카본블랙은 수지피복이 없는 카본블랙과 비교하여 도전성이 낮기 때문에, 액정 디스플레이 등의 컬러필터(블랙매트릭스)로서 사용한 경우에 전류의 누출이 적어, 신뢰성이 높은 저소비전력의 디스플레이를 형성할 수 있다.This resin-coated carbon black has lower conductivity compared to carbon black without resin coating, and therefore, when used as a color filter (black matrix) such as a liquid crystal display, there is little leakage of current, thereby forming a highly reliable low power display. Can be.
또한, 카본블랙의 보조안료로서 유기안료를 더욱 첨가하여도 좋다. 유기안료는 무기안료의 보색을 나타내는 것을 적절히 선택하여 더함으로써 카본블랙이 가지는 붉은 기를 지울 수 있기 때문이다. 예를 들어, 프탈로시아닌계 안료, 아조계 안료 및 염기성 염료 레이크 안료 등을 들 수 있다.In addition, an organic pigment may be further added as an auxiliary pigment of carbon black. This is because the organic pigment can erase the red group of carbon black by appropriately selecting and adding the complementary color of the inorganic pigment. For example, a phthalocyanine pigment, an azo pigment, a basic dye lake pigment, etc. are mentioned.
유기안료는 무기안료와 유기안료의 총합 100 질량부에 대하여, 유기안료를 10 질량부에서 80 질량부의 범위로 사용하는 것이 바람직하고, 20 질량부에서 40 질량부의 범위인 것이 보다 바람직하다. 상기 무기안료 및 유기안료는 분산제를 사용하여 적당한 농도로 분산시킨 용액을 사용할 수 있다.The organic pigment is preferably used in the range of 10 parts by mass to 80 parts by mass, and more preferably in the range of 20 parts by mass to 40 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total of the inorganic pigment and the organic pigment. The inorganic pigments and organic pigments may be used a solution dispersed in a suitable concentration using a dispersant.
또한, 분산제로서는 폴리에틸렌이민계, 우레탄 수지계, 아크릴 수지계의 고분자 분산제를 사용하는 것이 바람직하다.As the dispersant, it is preferable to use a polymer dispersant of polyethyleneimine, urethane resin, or acrylic resin.
[감광성 조성물의 조성][Composition of Photosensitive Composition]
본 발명에 따른 감광성 조성물은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 및 착색제를 더하여, 100 질량부 안에 광중합성 화합물을 20 질량부에서 60 질량부, 광중합 개시제를 0.5 질량부에서 30 질량부, 착색제를 10 질량부에서 70 질량부의 범위 로 함유하는 것이 바람직하다. 착색제를 10 질량부 이상으로 함으로써, 형성한 흑색패턴의 차광성능을 충분히 얻을 수 있다. 또한, 착색제를 70 질량부 이하로 함으로써, 소정 파장의 광선을 조사했을 때 경화성을 향상시킬 수 있기 때문이다.In the photosensitive composition according to the present invention, a photopolymerizable compound, a photopolymerization initiator, and a coloring agent are added, and in 100 parts by mass, 20 parts by mass to 60 parts by mass of the photopolymerizable compound, 0.5 parts by mass to 30 parts by mass of the photopolymerization initiator, and 10 parts by mass of the colorant It is preferable to contain in the range of 70 mass parts by weight. By making a coloring agent 10 mass parts or more, the light-shielding performance of the formed black pattern can fully be obtained. Moreover, it is because curability can be improved when irradiating the light ray of a predetermined wavelength by making a coloring agent into 70 mass parts or less.
한편, 상기 조성비에 있어서, 착색제는 카본블랙이나 티탄블랙 등의 무기안료뿐이어도 되지만, 보조안료를 포함하고 있어도 된다.On the other hand, in the said composition ratio, although the coloring agent may be only inorganic pigments, such as carbon black and titanium black, it may contain auxiliary pigments.
또한, 착색제의 농도는 후술하는 바와 같이 본 발명에 따른 감광성 조성물을 사용하여 블랙 매트릭스를 막형성했을 때, 감광성 조성물의 막두께 1㎛당 OD(Optical Density)값이 3.5 이상이 되도록 조정하는 것이 바람직하다. 감광성 조성물의 막두께 1㎛당 OD값이 3.5 이상이면, 액정 디스플레이의 블랙 매트릭스에 사용한 경우, 충분한 표시 컨트라스트를 얻을 수 있다.In addition, it is preferable to adjust the density | concentration of a coloring agent so that OD (Optical Density) value per 1 micrometer of film thickness of a photosensitive composition may be 3.5 or more, when forming a black matrix using the photosensitive composition which concerns on this invention as mentioned later. Do. When the OD value per 1 micrometer of the film thickness of the photosensitive composition is 3.5 or more, when used for the black matrix of a liquid crystal display, sufficient display contrast can be obtained.
또한, 본 발명에 따른 감광성 조성물을 사용하여 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 때는, 후술하는 바와 같이, 기판 위에 본 발명의 감광성 조성물을 도포, 건조하여 막을 형성한다. 이 때의 도포성의 개선, 광경화후의 물성개선을 위하여, 상기 성분에 더하여 결합제로서 고분자 바인더를 더욱 함유하여도 좋다. 결합제는 상용성, 피막형성성, 현상성, 접착성 등 개선목적에 따라 적절히 선택하면 된다.In addition, when forming a black-matrix pattern using the photosensitive composition which concerns on this invention, a photosensitive composition of this invention is apply | coated and dried on a board | substrate as mentioned later, and a film is formed. In order to improve the coating property at this time and to improve the physical properties after photocuring, a polymer binder may be further contained as a binder in addition to the above components. The binder may be appropriately selected depending on the purpose of improvement such as compatibility, film formability, developability, and adhesiveness.
기판 상에 형성된 블랙 매트릭스 패턴의 두께는 통상 0.1㎛에서 10.0㎛의 범위내에서 설정할 수 있으며, 바람직하게는 0.2㎛에서 5.0㎛, 더욱 바람직하게는 0.2㎛에서 3.0㎛이다.The thickness of the black matrix pattern formed on the substrate can usually be set within the range of 0.1 µm to 10.0 µm, preferably 0.2 µm to 5.0 µm, more preferably 0.2 µm to 3.0 µm.
또한, 본 발명에 따른 감광성 조성물은 희석을 위한 용제나, 열중합 금지제, 소포제, 계면활성제 등을 첨가하여도 좋다.Moreover, the photosensitive composition which concerns on this invention may add the solvent for dilution, a thermal polymerization inhibitor, an antifoamer, surfactant, etc.
여기서, 감광성 조성물에 첨가할 수 있는 용제로는 예를 들어, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜모노에틸에테르 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 (폴리)알킬렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 테트라히드로푸란 등의 다른 에테르류; 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논 등의 케톤류, 2-히드록시프로피온산 메틸, 2-히드록시프로피온산 에틸 등의 유산알킬 에스테르류; 2-히드록시-2-메틸프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 에톡시초산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메 톡시부틸프로피오네이트, 초산에틸, 초산n-프로필, 초산i-프로필, 초산n-부틸, 초산i-부틸, 포름산n-펜틸, 초산i-펜틸, 프로피온산n-부틸, 부티르산에틸, 부티르산n-프로필, 부티르산i-프로필, 부티르산n-부틸, 피르빈산메틸, 피르빈산에틸, 피르빈산n-프로필, 아세토초산메틸, 아세토초산에틸, 2-옥소부탄산에틸 등의 다른 에스테르류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세토아미드 등의 아미드류 등을 들 수 있다. 이 용제들은 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.Here, as a solvent which can be added to the photosensitive composition, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol mono-n-propyl ether, ethylene glycol mono-n-butyl ether, diethylene glycol mono Methyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol mono-n-propyl ether, diethylene glycol mono-n-butyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, Propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol mono-n-propyl ether, propylene glycol mono-n-butyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol mono-n-propyl ether, dipropylene Glycol mono-n-butyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, tripropylene glycol mono (Poly) alkylene glycol monoalkyl ethers such as ethyl ether; (Poly) alkylenes such as ethylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monomethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, and propylene glycol monoethyl ether acetate Glycol monoalkyl ether acetates; Other ethers such as diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, diethylene glycol diethyl ether and tetrahydrofuran; Lactic acid alkyl esters such as ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 2-heptanone, and 3-heptanone, methyl 2-hydroxypropionate and ethyl 2-hydroxypropionate; Ethyl 2-hydroxy-2-methylpropionate, methyl 3-methoxypropionate, ethyl 3-methoxypropionate, methyl 3-ethoxypropionate, ethyl 3-ethoxypropionate, ethyl ethoxy acetate, ethyl hydroxy acetate, 2 Methyl hydroxy-3-methylbutyrate, 3-methyl-3-methoxybutyl acetate, 3-methyl-3-methoxybutyl propionate, ethyl acetate, n-propyl acetate, i-propyl acetate, n acetate -Butyl, i-butyl acetate, n-pentyl formate, i-pentyl acetate, n-butyl propionate, ethyl butyrate, n-propyl butyrate, i-propyl butyrate, n-butyl butyrate, methyl pyridate, ethyl pyrrate, Other esters such as n-propyl vinate, methyl acetoacetate, ethyl acetoacetate and ethyl 2-oxobutyrate; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Amides such as N-methylpyrrolidone, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetoamide, and the like. These solvents can be used 1 type or in mixture of 2 or more types.
그 중에서도 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 시클로헥사논, 3-메톡시부틸아세테이트는, 광중합성 화합물, 광중합 개시제에 대하여 뛰어난 용해성을 나타내는 동시에, 흑색 안료 등의 불용성 성분의 분산성을 양호하게 할 수 있기 때문에 바람직하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트를 사용하는 것이 특히 바람직하다. 용제는 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 착색제의 합계 100 질량부에 대하여, 50 질량부에서 500 질량부의 범위에서 사용할 수 있다.Among them, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, cyclohexanone, 3-methoxy Butyl acetate is preferable since it shows excellent solubility with respect to a photopolymerizable compound and a photoinitiator, and can make the dispersibility of insoluble components, such as a black pigment, favorable, and is propylene glycol monomethyl ether acetate and 3-methoxy butyl acetate. Particular preference is given to using. A solvent can be used in 50 mass parts-500 mass parts with respect to a total of 100 mass parts of a photopolymerizable compound, a photoinitiator, and a coloring agent.
또한, 열중합 금지제로서는 히드로퀴논, 히드로퀴논모노에틸에테르 등을 사용할 수 있다. 또한, 소포제로서는 실리콘계, 불소계 화합물을, 계면활성제로서는 아니온계, 카티온계, 노니온계 등의 공지의 각종 열중합 금지제를 사용할 수 있다.Moreover, hydroquinone, hydroquinone monoethyl ether, etc. can be used as a thermal polymerization inhibitor. As the antifoaming agent, a variety of known thermal polymerization inhibitors such as silicone-based and fluorine-based compounds and anionic, cationic and non-ion-based compounds can be used as the surfactant.
본 발명에 따른 감광성 조성물의 제조방법으로서는 상술한 광중합성 화합물 과, 광중합 개시제와, 착색제, 이들을 모두 교반기로 혼합함으로써 얻어진다. 한편, 얻어진 혼합물이 균일해지도록 필터를 사용하여 여과하여도 좋다.As a manufacturing method of the photosensitive composition which concerns on this invention, it is obtained by mixing the photopolymerizable compound mentioned above, a photoinitiator, a coloring agent, and all with a stirrer. In addition, you may filter using a filter so that the obtained mixture may become uniform.
<컬러필터의 형성방법><Formation method of color filter>
이하, 본 발명에 따른 감광성 조성물을 사용하여 컬러필터를 형성하는 방법의 예를 설명한다.Hereinafter, the example of the method of forming a color filter using the photosensitive composition which concerns on this invention is demonstrated.
[블랙 매트릭스(흑색착색층)의 형성][Formation of Black Matrix (Black Color Layer)]
먼저, 감광성 조성물(흑색 착색제를 포함)을 기판 위에 롤코터, 리버스 코터, 바코터 등의 접촉전사형 도포장치나 스피너(회전식 도포장치), 커튼 플로우 코터 등의 비접촉형 도포장치를 사용하여 도포한다. 기판은 광투과성을 가지는 기판이 사용된다. 한편, 본 실시예에서는 두께 0.5mm에서 1.1mm의 글라스 기판을 사용한 경우를 생각한다.First, a photosensitive composition (including a black colorant) is applied onto a substrate using a contact transfer type coating device such as a roll coater, a reverse coater, a bar coater, or a non-contact type coating device such as a spinner (rotary coating device) or a curtain flow coater. As the substrate, a substrate having light transparency is used. On the other hand, in this embodiment, the case where the glass substrate of thickness 0.5mm-1.1mm is used is considered.
글라스 기판과 감광성 조성물의 밀착성을 향상시키기 위하여, 미리 글라스 기판 위에 실란 커플링제를 도포하여 두어도 좋다. 혹은 감광성 조성물의 조제시에 실란커플링제를 첨가해 두어도 좋다.In order to improve the adhesiveness of a glass substrate and a photosensitive composition, you may apply a silane coupling agent on a glass substrate previously. Alternatively, a silane coupling agent may be added at the time of preparing the photosensitive composition.
이 감광성 조성물을 도포한 후 건조시켜 용제를 제거한다. 건조방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 (1) 핫플레이트에서 80℃~120℃, 바람직하게는 90℃~100℃의 온도로 60초에서 120초 동안 건조하는 방법, (2) 실온에서 수시간에서 수일 방치하는 방법, (3) 온풍 히터나 적외선 히터 안에 수십분에서 수시간 넣어 용제를 제거하는 방법 중 어느 방법을 사용하여도 좋다.After apply | coating this photosensitive composition, it dries and removes a solvent. The drying method is not particularly limited, and for example, (1) drying in a hot plate at a temperature of 80 ° C to 120 ° C, preferably 90 ° C to 100 ° C for 60 seconds to 120 seconds, and (2) water at room temperature You may use either the method of leaving for several days in time, (3) the method of removing a solvent in a hot air heater or an infrared heater in tens of minutes for several hours.
이어서, 네가티브형 마스크를 통하여, 자외선, 엑시머레이저광 등의 활성성 에너지선을 조사하여 부분적으로 노출한다. 조사하는 에너지선량은 감광성 조성물의 조성에 따라서 다르지만, 예를 들어 30mJ/cm2에서 2000mJ/cm2 정도가 바람직하다.Subsequently, active energy rays such as ultraviolet rays and excimer laser light are irradiated and partially exposed through the negative mask. Although the energy dose to irradiate changes with the composition of the photosensitive composition, about 30 mJ / cm <2> -2000mJ / cm <2> is preferable, for example.
이어서, 노광후의 막을 현상액으로 현상함으로써 원하는 형상으로 패터닝한다. 현상방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 침지법, 스프레이법 등을 사용할 수 있다. 현상액으로서는 모노에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 유기계의 것이나, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 탄산 나트륨, 암모니아, 4급 암모늄염 등의 수용액을 들 수 있다.Subsequently, the film | membrane after exposure is developed with a developing solution, and it patterned to a desired shape. The image development method is not specifically limited, For example, an immersion method, a spray method, etc. can be used. Examples of the developing solution include organic compounds such as monoethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine, and aqueous solutions such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, ammonia, and quaternary ammonium salts.
이어서, 현상후의 패터닝을 200℃ 정도에서 포스트 베이크한다. 또한, 형성된 패턴을 전면 노광하는 것이 바람직하다.Next, post-development patterning is post-baked at about 200 degreeC. In addition, it is preferable to expose the formed pattern to the whole surface.
[다른 착색층의 형성][Formation of Other Colored Layers]
상기 방법에 의해 형성된 블랙 매트릭스가 형성된 글라스 기판 위에, 감광성 조성물을 상기 방법과 마찬가지로 도포, 건조, 노광, 현상하여, 소정 색의 착색층을 블랙 매트릭스의 소정의 위치(개구부)에 패턴(스트라이프 또는 도트 등)이 형성되도록 한다. 예를 들어, RGB의 컬러필터를 제조하는 경우에는, R, G, B의 각색의 감광성 조성물을 사용하고, 상기 공정을 반복하여 3색의 착색층을 형성하여 컬러필터를 형성한다.On the glass substrate on which the black matrix formed by the above method was formed, the photosensitive composition was applied, dried, exposed, and developed in the same manner as the above method, and a colored layer of a predetermined color was patterned (striped or dots) at a predetermined position (opening) of the black matrix. Etc.) are formed. For example, when manufacturing an RGB color filter, using the photosensitive composition of each of R, G, and B, repeating the said process, three color layers are formed and a color filter is formed.
<실시예 1><Example 1>
[광중합성 화합물의 합성]Synthesis of Photopolymerizable Compound
에틸렌성 불포화결합을 가지는 광중합성 화합물로서, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/1-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체(이하, 화합물 1이라고 함)를 합성하였다. 먼저, 500ml의 입구가 4개인 플라스크에, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 400g과, 메타크릴산 75g과, 벤질메타크릴레이트 210g, 2-히드록시에틸메타크릴레이트 15g, 아조비스이소부티로니트릴 5g을 넣고, 이것에 질소를 불어넣으면서 65℃에서 70℃로 유지하여 3시간 교반하여 반응시켰다.As a photopolymerizable compound having an ethylenically unsaturated bond, methacrylic acid / benzyl methacrylate / 1-hydroxyethyl methacrylate copolymer (hereinafter referred to as compound 1) was synthesized. First, a 500 ml inlet flask containing 400 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 75 g of methacrylic acid, 210 g of benzyl methacrylate, 15 g of 2-hydroxyethyl methacrylate, and azobisisobutyro 5 g of nitriles were added thereto, and the mixture was kept at 65 ° C and 70 ° C while blowing nitrogen into the mixture, followed by stirring for 3 hours.
[광중합 개시제][Photopolymerization Initiator]
광중합 개시제는 하기 화학식 2로 나타내어지는 구조를 가지는 화합물로 하였다. 이 화합물은 상술한 합성 반응식에 따라 제조하였다.The photoinitiator was made into a compound having a structure represented by the following formula (2). This compound was prepared according to the synthesis scheme described above.
[화학식 2][Formula 2]
이 화합물의 합성시, 하기 화학식 8의 화합물을 하기 반응식에 따라 제조하였다.In synthesizing this compound, a compound of Formula 8 was prepared according to the following scheme.
(식 중, R2는 상술한 반응식 중 R2에 대응하고, 본 발명에서의 E를 포함하는 페닐기에 상당한다).(In formula, R <2> corresponds to R <2> in the reaction formula mentioned above and corresponds to the phenyl group containing E in this invention.).
상기 화합물 1 및 모노머로서 펜타에리스리톨테트라아크릴레이트(PETTA)를 광중합성 화합물로 하여, 본 발명에 따른 감광성 조성물을 표 1의 배합으로 조정하였다. 이 때, 안료로는 카본 분산액(CF 블랙 EX-1455, 고저항 카본 24 질량% 함유, 일본 미쿠니컬러 가부시키사이샤 제품)을, 용제로는 3-메톡시부틸아세테이트를 사용하였다. 이들을 모두 교반기로 2시간 혼합하고, 5㎛ 멤브레인 필터로 여과하여 본 발명에 따른 감광성 조성물을 조정하였다.As said compound 1 and a monomer, pentaerythritol tetraacrylate (PETTA) was used as a photopolymerizable compound, and the photosensitive composition which concerns on this invention was adjusted to the compound of Table 1. At this time, a carbon dispersion (CF black EX-1455, containing 24 mass% of high-resistance carbon, manufactured by Japan Mikuni Color Co., Ltd.) was used as a pigment, and 3-methoxybutyl acetate was used as a solvent. All of these were mixed with a stirrer for 2 hours and filtered with a 5 micrometer membrane filter to adjust the photosensitive composition which concerns on this invention.
<실시예 2><Example 2>
광중합성 화합물을 하기 화학식으로 나타내어지는 구조를 가지는 화합물(화 합물 2)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 순서로 감광성 조성물을 조정하였다(표 1 참조).The photosensitive composition was adjusted in the same procedure as in Example 1 except that the photopolymerizable compound was used as a compound having the structure represented by the following formula (Compound 2) (see Table 1).
[광중합성 화합물의 합성]Synthesis of Photopolymerizable Compound
하기 화학식 6으로 나타내어지는 구조를 가지는 카르도 수지를 합성하였다.A cardo resin having a structure represented by the following formula (6) was synthesized.
[화학식 6][Formula 6]
식 중, X는 화학식 7로 나타내어지는 구조를 가지는 기이다.In the formula, X is a group having a structure represented by the formula (7).
[화학식 7][Formula 7]
500ml의 입구가 4개인 플라스크 안에, 비스페놀플루오렌형 에폭시 수지 235g(에폭시 당량 235)과, 테트라메틸암모늄클로라이드 110mg, 2,6-디-tert부틸-4-메틸페놀 100mg, 및 아크릴산 72.0g을 25ml/min의 속도로 공기를 불어넣으면서 90℃에서 100℃로 가열하여 용해시켰다.25 ml of 235 g of bisphenol fluorene type epoxy resin (235 equivalents of epoxy equivalent), 110 mg of tetramethylammonium chloride, 100 mg of 2, 6- di-tert butyl- 4-methyl phenols, and 72.0 g of acrylic acid were put into the flask of 500 ml of 4 inlets. It melt | dissolved by heating from 90 degreeC to 100 degreeC, blowing air at the rate of / min.
이어서, 이 용액이 백탁한 상태 그대로 120℃까지 천천히 승온시켜 완전용해시켰다. 이 때, 용액은 차례로 투명 점조(粘稠)가 되어가나 그대로 교반을 계속하 였다. 그 동안 산가를 측정하여, 1.0mgKOH/g 미만이 될 때까지 약 12 시간 가열교반을 계속하였다. 그리고, 실온까지 냉각하여 하기 화학식 9로 나타내는 무색투명하고 고체형상인 비스페놀플루오렌형 에폭시아크릴레이트가 얻어졌다.Subsequently, the solution was slowly warmed up to 120 ° C in a cloudy state and completely dissolved. At this time, the solution became transparent viscous in order, but stirring was continued as it was. In the meantime, the acid value was measured and heating stirring was continued for about 12 hours until it became less than 1.0 mgKOH / g. Then, it cooled to room temperature and obtained the colorless transparent solid bisphenol fluorene type epoxy acrylate represented by following formula (9).
이어서, 이와 같이 하여 얻어진 상기 비스페놀플루오렌형 에폭시아크릴레이트 307.0g에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 600g을 더하여 용해한 후, 벤조페논테트라카르복시산 이무수물 80.5g 및 취화 테트라에틸암모늄 1g을 혼합하고, 110℃~115℃에서 4시간 반응시켰다. 산무수물기의 소실을 확인한 후 1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산 38.0g을 혼합하고, 90℃에서 6시간 반응시켜, 상기 화학식 7로 나타내어지는 카르도 수지를 얻었다. 한편, 산무수물기의 소실은 IR 스펙트럼에 의해 확인하였다. 이 카르도 수지를 화합물 2로 하였다.Subsequently, 600 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA) was added to 307.0 g of the bisphenol fluorene type epoxy acrylate thus obtained, followed by dissolution. Then, 80.5 g of benzophenonetetracarboxylic dianhydride and 1 g of emulsified tetraethylammonium were mixed, It was made to react at 110 degreeC-115 degreeC for 4 hours. After confirming the disappearance of the acid anhydride group, 38.0 g of 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride was mixed and reacted at 90 ° C for 6 hours to obtain a cardo resin represented by the above formula (7). In addition, the loss | disappearance of the acid anhydride group was confirmed by IR spectrum. This cardo resin was made into compound 2.
여기서, 화합물 2는 화학식 6으로 나타내는 화합물에 있어서, X는 화학식 7로 나타내어지는 기이며, Y는 1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산 이무수물에서 산무수물기(-CO-O-CO-)를 제거한 잔기, Z는 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복시산 사무수물에서 산무수물을 제거한 잔기인 동시에, Y/Z 몰비는 50.0/50.0이다.Here, compound 2 is a compound represented by the formula (6), X is a group represented by the formula (7), Y is an acid anhydride group (-CO-O-CO in 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride dianhydride) The residue from which-) is removed, Z is a residue from which the acid anhydride is removed from the 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic acid office water, and the Y / Z molar ratio is 50.0 / 50.0.
<실시예 3><Example 3>
실시예 2의 광중합 개시제에 더욱이 하기 화학식 4로 나타내어지는 화합물 2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-2-(페닐메틸)-1-부타논(광중합 개시제 2: 상품명 일가큐어 269, 일본 치바가이기사 제품)을 첨가한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 배합 및 순서로 본 발명에 따른 감광성 조성물을 조정하였다(표 1 참조).In addition to the photopolymerization initiator of Example 2, the compound 2- (dimethylamino) -1- [4- (4-morpholinyl) phenyl] -2- (phenylmethyl) -1-butanone (photopolymerization) Initiator 2: The photosensitive composition which concerns on this invention was adjusted in the same combination and procedure as Example 2 except having added the brand name Monocure 269 and the product made by Chiba Co., Ltd. (refer Table 1).
[화학식 4][Formula 4]
<실시예 4><Example 4>
실시예 2의 광중합 개시제에 메르캅토벤즈이미다졸(광중합 개시제 3)을 더욱 첨가한 것 이외에는, 실시예 2와 마찬가지의 순서로 본 발명에 따른 감광성 조성물을 조정하였다(표 1 참조).The photosensitive composition which concerns on this invention was adjusted in the procedure similar to Example 2 except having added mercaptobenzimidazole (photoinitiator 3) further to the photoinitiator of Example 2 (refer Table 1).
<비교예 1>Comparative Example 1
광중합 개시제를 하기 화학식 5로 나타내어지는 화합물(광중합 개시제 4: 일본 치바스페셜티케미컬사 제품, CGI242)로 한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지의 순서로 감광성 조성물을 조정하였다(표 1 참조).The photosensitive composition was adjusted in the same procedure as in Example 1 except that the photopolymerization initiator was used as a compound represented by the following formula (Photopolymerization initiator 4: Nippon Chivas Specialty Chemical Co., Ltd., CGI242) (see Table 1).
[화학식 5][Formula 5]
<평가><Evaluation>
상기 감광성 조성물을 각각 두께 1mm의 청정한 표면을 가지는 글라스 기판 위에 스핀코터(TR 25000, 일본 도쿄오카고교 가부시키가이샤)를 사용하여 건조막두께가 1.2㎛가 되도록 도포하고, 90℃에서 2분간 건조하여 감광성 조성물의 막(감광층)을 형성하였다. 이어서 이 막에 네가티브 마스트를 통하여 자외선을 선택적으로 조사하였다. 노광량은 40, 45, 50, 60mJ의 4단계로 하였다.The photosensitive composition was coated on a glass substrate having a clean surface having a thickness of 1 mm, using a spin coater (TR 25000, Tokyo-Okago Kogyo Co., Ltd.) so as to have a dry film thickness of 1.2 μm, and dried at 90 ° C. for 2 minutes. The film (photosensitive layer) of the photosensitive composition was formed. This film was then selectively irradiated with ultraviolet light through a negative mast. The exposure amount was set to four stages of 40, 45, 50, and 60 mJ.
그리고, 0.5 질량% 탄산나트륨 수용액으로 25℃, 60초간 스프레이 현상함으로써 선폭 10㎛의 라인을 포함하는 블랙 매트릭스 패턴을 형성하였다. 그 후, 220℃에서 30분간 순환식 오븐에서 포스트베이크하였다. 작성된 블랙 매트릭스의 막두께는 1.0㎛이며, OD 측정장치(D-200II, GretagMacbeth사 제품)로 OD값을 측정하였다. 이 결과를 표 2에 나타낸다.Then, a black matrix pattern including a line having a line width of 10 μm was formed by spray development at 25 ° C. for 60 seconds with an aqueous 0.5 mass% sodium carbonate solution. Thereafter, it was post-baked in a circulation oven at 220 ° C. for 30 minutes. The film thickness of the created black matrix was 1.0 micrometer, and OD value was measured with the OD measuring apparatus (D-200II, GretagMacbeth company make). The results are shown in Table 2.
패턴의 직진성은 10미크론라인(폭 10㎛의 라인)의 엣지가 불규칙적인지 여부를 육안으로 판정하였다. 또한, 패턴 박리는 5미크론라인(폭 5㎛의 라인)에서의 박리나 빠짐이 발생하지 않았는지를 육안으로 판정하였다. 찌꺼기는 글라스 위에 안료의 찌꺼기가 남아있는지 여부를 육안으로 판정하였다. 이에 의해 실시예 2~4에서 얻어진 패턴은 직선성이 뛰어나고, 안료 찌꺼기나 기판과의 박리가 확인되지 않았다. 한편, 비교예 1은 낮은 노광량에서는 패턴 박리가 많고, 직진성도 좋지 않은 것으로 나타났다.The straightness of the pattern was visually determined whether the edge of the 10 micron line (the line of 10 mu m width) was irregular. In addition, the pattern peeling visually determined whether peeling and omission in a 5 micron line (line of 5 micrometers in width) did not generate | occur | produce. The residue was visually determined whether the residue of the pigment remained on the glass. Thereby, the pattern obtained in Examples 2-4 was excellent in linearity, and peeling with a pigment dreg and a board | substrate was not confirmed. On the other hand, Comparative Example 1 was found to have a lot of pattern peeling at a low exposure dose, and the straightness was also poor.
더욱이 실시예 2와 비교예 1에 대하여, 포스트 베이스의 온도를 200℃, 220℃로 했을 경우의 잔막율을 비교한 결과를 표 3에 나타낸다. 잔말율이란 노광 및 포스트베이크 전의 막두께에 대한 포스트베이스 후의 막두께의 비율을 말한다. 이에 의해 본 발명에 따른 감광성 조성물을 사용한 쪽이 2% 정도 잔막율이 높아, 포스트베이스 후의 승화물의 발생을 억제할 수 있는 것으로 나타났다.Moreover, about Example 2 and the comparative example 1, the result of having compared the residual film ratio at the time of setting the temperature of a post base as 200 degreeC and 220 degreeC is shown in Table 3. The residual ratio refers to the ratio of the film thickness after the postbase to the film thickness before the exposure and the postbaking. As a result, it was shown that the use of the photosensitive composition according to the present invention had a high residual film ratio of about 2%, thereby suppressing the generation of a sublimation after the postbase.
또한, 실시예 2와 비교예 1에 대하여, 노광시의 승화물 발생에 대하여 검토하였다. 70장 100(mJ/cm2)에서 노광시킨 후에 소정 양의 테트라히드로푸란(THF)을 사용하여 마스크를 세정하였다. 이어서, 겔퍼미에이션 크로마토그래피(일본 가부시키가이샤 시마츠 세이사쿠쇼 제품)를 사용하여 마스크 부착물을 정량(定量)하였다. 승화물 발생량의 비교는 챠트의 16분 부근의 피크 면적으로부터 판단하였다. 그 결과를 표 4에 나타낸다. 이에 의해 본 발명에 따른 감광성 조성물을 사용한 쪽이 승화물의 발생을 억제할 수 있는 것으로 나타났다.In addition, Example 2 and Comparative Example 1 examined the sublimation generation during exposure. After exposure at 70 sheets 100 (mJ / cm 2 ), the mask was cleaned using an amount of tetrahydrofuran (THF). Subsequently, the mask deposit was quantified using gel permeation chromatography (manufactured by Shimadzu Seisakusho, Japan). The comparison of the amount of sublimation generation was judged from the peak area near 16 minutes of the chart. The results are shown in Table 4. As a result, it was shown that the one using the photosensitive composition according to the present invention can suppress the generation of sublimation.
본 발명에 따르면, 광에 대한 감수성이 뛰어난 광중합 개시제를 사용함으로써 직선성이 뛰어나고, 박리나 찌꺼기가 적으며, 표시 컨트라스트가 뛰어난 블랙 매트릭스 패턴을 기판 위에 쉽게 형성할 수 있다. 또한, 높은 차광의 레지스트로도 고감도로 현상 마진이 뛰어나고, 해상도가 높은 블랙 매트릭스 패턴을 제공할 수 있다. 더욱이 본 발명에 따른 중합개시제를 사용함으로써, 현상후의 가열에서 승화물의 발생이 적은 블랙 매트릭스 패턴을 형성할 수 있는 감광성 조성물을 제공할 수 있다.According to the present invention, it is possible to easily form a black matrix pattern having excellent linearity, less peeling and residue, and excellent display contrast by using a photopolymerization initiator having excellent sensitivity to light. In addition, even with a high light-shielding resist, it is possible to provide a black matrix pattern having high development margin and high resolution with high sensitivity. Furthermore, by using the polymerization initiator according to the present invention, it is possible to provide a photosensitive composition capable of forming a black matrix pattern with less generation of sublimation in heating after development.
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