KR20070113757A

KR20070113757A - 착색감광성 수지 조성물, 이를 이용한 칼라필터 및 이를포함하는 상보성 금속 산화막 반도체

Info

Publication number: KR20070113757A
Application number: KR1020060047451A
Authority: KR
Inventors: 김성현; 이승노; 송인각
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-11-29

Abstract

본 발명은 착색감광성 수지 조성물, 이를 이용한 칼라필터, 및 이를 포함하는 상보성 금속 산화막 반도체에 관한 것으로서, 상기 착색감광성 수지 조성물은 (A)착색제, (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제 및 (E)용제를 포함하며, 상기 (A)착색제가 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 착색감광성 수지 조성물은 고농도를 유지하면서 고투과율을 나타내고, 우수한 분산특성을 갖고 있으며, 저장 안정성 및 신뢰성이 우수하다. 또한, 이러한 착색감광성 수지 조성물로 형성된 칼라필터는 투과율이 높아, 파장대에서 쇼울더(shoulder)가 없이 깨끗한 투과율 그래프를 얻을 수 있다.

<화학식 1>

착색감광성 수지 조성물, 착색패턴, 칼라필터, 상보성 금속 산화막 반도체, 촬영소자, 액정표시장치

Description

착색감광성 수지 조성물, 이를 이용한 칼라필터 및 이를 포함하는 상보성 금속 산화막 반도체{A coloured photosensitive resin composition, color filter using the same, and complementary metal oxide semiconductor including the same}

도 1은 모자이크 매트릭스형 칼라필터를 나타내는 그림이다.

도 2는 스트라이프(stripe) 매트릭스형 칼라필터를 나타내는 그림이다.

도 3은 칼라필터의 제조공정을 나타내는 순서도이다.

(a)단계는 공정이 적색-녹색-청색의 순서일 경우, 기판상에 적색인 착색감광성 수지 조성물을 도포하는 단계이다.

(b)단계는 상기 (a)단계의 기판에 포토마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 통과시키는 단계이다.

(c)단계는 현상액을 이용하여 상기 (b)단계의 기판에서 노광되지 않은 부분을 제거하고 노광된 부분이 남아 있는 단계이다.

(d)단계는 상기 (c)단계의 기판상에 녹색인 착색감광성 수지 조성물로 도포하는 단계이다.

(e)단계는 상기 (d)단계의 기판에 포토마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 통과시키는 단계이다.

(f)단계는 현상액을 이용하여 상기 (c)단계의 기판에서 노광되지 않은 부분을 제거하고 노광된 부분이 남아 있는 단계이다.

(g)단계는 상기 (f)단계의 기판상에 청색인 착색감광성 수지 조성물로 도포하는 단계이다.

(h)단계는 상기 (g)단계의 기판에 포토마스크를 사용하여 빛을 선택적으로 통과시키는 단계이다.

(i)단계는 현상액을 이용하여 상기 (h)단계의 기판에 노광되지 않은 부분을 제거하고 노광된 부분이 남아 있는 단계이다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 조성물로 제조한 착색패턴의 투과율을 측정한 결과 그래프이다.

도 5는 비교예 1의 조성물로 제조한 착색패턴의 투과율을 측정한 결과 그래프이다.

<도면에 대한 부호 설명>

1: 착색감광성 수지 조성물 층 2: 기판

3: 포토마스크 31: 유리판

32: 차광층 33: 투광부

4: 광선 5: 착색패턴(색화소)-적색

5': 착색패턴(색화소)-녹색 5": 착색패턴(색화소)-청색

6: 칼라필터 5R: 적색 화소

5G: 녹색 화소 5B: 청색 화소

5BM: 블랙 매트리스 11: 미조사 영역

12: 조사 영역

본 발명은 착색감광성 수지 조성물, 이를 이용한 칼라필터, 및 이를 포함하는 상보성 금속 산화막 반도체에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 착색감광성 수지 조성물은 고농도를 유지하면서 고투과율을 나타내고, 우수한 분산특성이 있으며, 저장 안정성 및 신뢰성이 우수하다.

일반적으로, 착색감광성 수지 조성물은 착색제를 함유함으로써 원하는 착색패턴, 예를 들면 색화소(R, G, B) 또는 색화소(C, M, Y)를 형성하는 원료로 유용하다. 착색패턴을 제조하기 위해서 안료를 사용하여 분산시킨 감광성 수지 조성물, 안료 및 염료를 사용한 감광성 수지 조성물, 염료만을 사용한 조성물 등이 사용되고 있으며, 상기 색화소가 보통 기판상에 형성되어 칼라필터를 구성한다. 이런 칼라필터는 상보성 금속 산화막 반도체(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor), 밀착형 이미지 센서(CIS, Contact Image Sensor) 등을 포함하는 이미지 센서용으로 사용되며, 실제로 칼라 화상을 얻는데 사용된다.

현재, 감광성 수지 조성물을 이용한 칼라필터의 제작 방법으로는 감광성 수지 조성물에 의해 패턴을 형성한 후 패턴을 염색하는 염색법, 형성된 패턴에 전압을 인가하여 분산시켜 안료를 포함한 조성물을 이온화하여 형성하는 전착법, 열경 화 또는 광경화 조성물을 포함하는 잉크를 뿌려 제작하는 인쇄법, 안료가 분산된 감광성 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 안료 분산법 등이 사용되고 있다.

또한, 촬영소자를 제작하기 위해서 안료를 사용하여 분산시킨 감광성 수지 조성물을 사용하는 경우와, 안료 및 염료를 사용한 조성물, 염료만을 이용한 조성물 등이 사용되고 있다. 이들 색화소는 도 1 또는 도 2와 같이 보통 기판상에 형성되어 칼라필터(6)를 구성하고, 색화소(5R, 5G, 5B)는 투명하게 착색되어 있기 때문에 이들 색화소를 통과한 광은 각 색화소의 칼라를 나타낸다.

일반적으로 착색감광성 수지 조성물은 착색제, 용제, 바인더 중합체, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제 등을 함유한다. 이러한 착색감광성 수지 조성물을 사용하여 착색패턴을 효과적으로 얻기 위해서는 착색제를 고농도로 함유하는 착색감광성 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 그러나 고농도의 착색제를 포함한 착색감광성 조성물을 사용하는 경우, 막두께가 낮아지거나, 감도가 늦어지거나, 보관시 증점 및 막두께가 증가, 또는 투과율 저하, 잔사가 발생하는 등의 단점이 있다.

또한, 하부기판의 영향에 따라서 잔사의 정도가 심해지는 경우도 있다. 예를 들어, 베어 실리콘 기판(Bare Silicone Wafer)상에서는 잔사 발생 정도가 심각하지 않다가, 평탄화막(Overcoat, OC)상에서는 잔사가 심하게 발생하는 경우가 종종 있다. 또한, SiN, SiON 등과 같은 금속막상에서는 밀착성이 좋지 않아 패턴이 남아있지 않는 경우도 발생한다. 이를 막기 위해 공정상의 처리로 잔사를 해결하기도 하나, 공정시간이 길어지고, 공정수가 증가하여, 이에 따른 처리 비용이 증대하므로 바람직하지 않다.

또한, 종래의 액정표시 재료에서 사용되고 있는 안료는 요구 파장에서의 투과율의 피크가 효과적이지 않아 색순도가 떨어지거나 색섞임이 발생하는 등의 단점이 있다. 이러한 안료를 함유하는 착색감광성 수지 조성물은 3가지의 색으로 착색패턴을 제조하고 얻어지는 칼라필터의 경우 고체 촬상소자(CCD) 및 상보성 금속 산화막 반도체에서 보이는 샤프한(Sharp) 그래프가 아닌 쇼울더(shoulder)와 같은 잔 피크(peak)들이 생기는 투과율 그래프가 얻어진다. 쇼울더가 존재하면 수광(受光)부에서 빛을 받아 들이거나 빛을 투과시킬 때, 화상의 왜곡현상이 발생할 수 있다. 따라서, 이는 RGB, CMY, 혹은 RGBCMY의 색섞임시에 색순도가 떨어져서 색재현시 단점으로 작용한다.

따라서, 본 발명은 상기 종래기술의 문제를 해결하기 위하여 고농도이면서 고투과율을 나타내고, 분산 안정성 및 시간변화에 따른 장기간 보존 안정성이 우수하며, 내열성 등의 신뢰성이 우수한 착색감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 (A)착색제, (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제 및 (E)용제를 포함하는 착색감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 (A)착색제가 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 착색감광성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명은 상기 착색감광성 수지 조성물을 포함하는 착색패턴을 제공한다.

본 발명은 상기 착색패턴을 포함하는 칼라필터를 제공한다.

본 발명은 상기 칼라필터를 포함하는 상보성 금속 산화막 반도체를 제공한다.

본 발명은 상기 칼라필터를 포함하는 촬영소자를 제공한다.

본 발명은 상기 칼라필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 구체적으로 설명한다.

본 발명자들은 상기 화학식 1의 화합물을 포함하는 (A)착색제를 함유함으로써 쇼울더가 없는 투과율의 피크를 효과적으로 얻을 수 있다는 것을 발견하여 칼라필터의 핵심 기술인 착색감광성 수지 조성물을 발명하게 되었다.

본 발명은 (A)착색제를 총 고형 함유량 100 중량부 기준으로 5 내지 60 중량부; (B)바인더 중합체를 총 고형 함유량 100 중량부 기준으로 5 내지 90 중량부; (C)광중합성 화합물을 바인더 중합체와 광중합성 화합물의 총량인 100 중량부 기준으로 0.1 내지 70 중량부; (D) 광중합 개시제를 바인더 중합체와 광중합성 화합물의 총량인 100 중량부 기준으로 1 내지 30 중량부; 및 (E)용제를 착색감광성 수지 조성물에 포함되는 총 성분의 합 100 기준으로 50 내지 90 중량부를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명은 상기 (A)착색제를 착색감광성 수지 조성물내 휘발성 성분인 용제를 휘발시킨 후의 고형 함유량 100 중량부 기준으로 착색제 5 내지 60 중량부 포함하고, 바람직하게는 10 내지 50 중량부 포함한다. (A)착색제의 함량이 고형 함유량을 기준으로 60 중량부를 초과하면 보존안정성이 저하되거나 공정상에서 잔사가 발생한다. 또한, 착색제의 함량이 고형 함유량을 기준으로 5 중량부 미만이면 착색성이 저하되어 착색감광성 수지 조성물로서의 역할이 저하된다.

상기 (A)착색제는 색을 구현하는 밀베이스(mill base)로 종래 안료분산액 및 안료의 단순 혼합형태가 아닌 유기용제에 용해가능한 염료를 포함하고 있어, 분산성 및 색 구현성이 아주 우수하다.

본 발명에 사용된 안료는 주로 유기 또는 무기 안료가 사용되고 있고, 염료는 CI 솔벤트(Solvent)가 사용되고 있다. 이는 칼라 인덱스(Color Index, The Society of Dyers and Colourists에 의해 출판됨) 내에 안료 및 염료로서 분류된 화합물로 그 구체적인 예는 아래와 같다.

상기 (A)착색제는 칼라 인덱스(Color Index, The Society of Dyers and Colourists에 의해 출판됨) 내에 안료 및 염료로서 분류된 화합물을 사용하고 있고 그 구체적인 예는 아래과 같다.

사용될 수 있는 안료의 구체적인 예로는, C.I. 안료 황색 1호, C.I. 안료 황색 12호, C.I. 안료 황색 13호, C.I. 안료 황색 14호, C.I. 안료 황색 15호, C.I. 안료 황색 16호, C.I. 안료 황색 17호, C.I. 안료 황색 20호, C.I. 안료 황색 24 호, C.I. 안료 황색 31호, C.I. 안료 황색 53호, C.I. 안료 황색 83호, C.I. 안료 황색 86호, C.I. 안료 황색 93호, C.I. 안료 황색 94호, C.I. 안료 황색 109호, C.I. 안료 황색 110호, C.I. 안료 황색 117호, C.I. 안료 황색 125호, C.I. 안료 황색 128호, C.I. 안료 황색 137호, C.I. 안료 황색 138호, C.I. 안료 황색 139호, C.I. 안료 황색 147호, C.I. 안료 황색 148호, C.I. 안료 황색 150호, C.I. 안료 황색 153호, C.I. 안료 황색 154호, C.I. 안료 황색 166호, C.I. 안료 황색 173호, C.I. 안료 오렌지색 13호, C.I. 안료 오렌지색 31호, C.I. 안료 오렌지색 36호, C.I. 안료 오렌지색 38호, C.I. 안료 오렌지색 40호, C.I. 안료 오렌지색 42호, C.I. 안료 오렌지색 43호, C.I. 안료 오렌지색 51호, C.I. 안료 오렌지색 55호, C.I. 안료 오렌지색 59호, C.I. 안료 오렌지색 61호, C.I. 안료 오렌지색 64호, C.I. 안료 오렌지색 65호, C.I. 안료 오렌지색 71호, C.I. 안료 오렌지색 73호, C.I. 안료 적색 9호, C.I. 안료 적색 97호, C.I. 안료 적색 105호, C.I. 안료 적색 122호, C.I. 안료 적색 123호, C.I. 안료 적색 144호, C.I. 안료 적색 149호, C.I. 안료 적색 166호, C.I. 안료 적색 168호, C.I. 안료 적색 176호, C.I. 안료 적색 177호, C.I. 안료 적색 180호, C.I. 안료 적색 192호, C.I. 안료 적색 215호, C.I. 안료 적색 216호, C.I. 안료 적색 224호, C.I. 안료 적색 242호, C.I. 안료 적색 254호, C.I. 안료 적색 264호, C.I. 안료 적색 265호, C.I. 안료 청색 15호, C.I. 안료 청색 15:3호, C.I. 안료 청색 15:4호, C.I. 안료 청색 15:6호, C.I. 안료 청색 60호, C.I. 안료 자주색 1호, C.I. 안료 자주색 19호, C.I. 안료 자주색 23호, C.I 안료 자주색 29호, C.I 안료 자주색 32호, C.I 안료 자주색 36호, C.I 안료 자 주색 38호, C.I. 안료 녹색 7호, C.I. 안료 녹색 36호, C.I. 안료 갈색 23호, C.I. 안료 갈색 25호 등을 포함할 수 있다. 이들을 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 (A)착색제가 유기 안료를 포함하는 경우, 유기 안료의 사용량은 (A)착색제의 총량을 기준으로 50 중량부 이상, 바람직하게는 55 중량부 이상이다.

경우에 따라, 상기 유기 안료는 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 사용하는 표면 처리, 중합체 화합물 등을 사용하는 안료의 표면에 대한 그라프트 처리, 황산 미세 입자화 방법 등에 의한 미세 입자화 처리, 또는 불순물을 제거하기 위해 유기 용제 또는 물 등에 의한 세정 처리를 실시할 수 있다.

사용될 수 있는 염료의 구체적인 예로는, C.I. 솔벤트 황색 2호, C.I. 솔벤트 황색 14호, C.I. 솔벤트 황색 16호, C.I. 솔벤트 황색 33호, C.I. 솔벤트 황색 34호, C.I. 솔벤트 황색 44호, C.I. 솔벤트 황색 56호, C.I. 솔벤트 황색 82호, C.I. 솔벤트 황색 93호, C.I. 솔벤트 황색 94호, C.I. 솔벤트 황색 98호, C.I. 솔벤트 황색 116호, C.I. 솔벤트 황색 135호, C.I. 솔벤트 오렌지색 1호, C.I. 솔벤트 오렌지색 3호, C.I. 솔벤트 오렌지색 7호, C.I. 솔벤트 오렌지색 63호, C.I. 솔벤트 적색 1호, C.I. 솔벤트 적색 2호, C.I. 솔벤트 적색 3호, C.I. 솔벤트 적색 8호, C.I. 솔벤트 적색 18호, C.I. 솔벤트 적색 23호, C.I. 솔벤트 적색 24호, C.I. 솔벤트 적색 27호, C.I. 솔벤트 적색 35호, C.I. 솔벤트 적색 43호, C.I. 솔벤트 적색 45호, C.I. 솔벤트 적색 48호, C.I. 솔벤트 적색 49호, C.I. 솔벤트 적색 91:1호, C.I. 솔벤트 적색 119호, C.I. 솔벤트 적색 135호, C.I. 솔벤트 적색 140호, C.I. 솔벤트 적색 196호, C.I. 솔벤트 적색 197호, C.I. 솔벤트 자주색 8호, C.I. 솔벤트 자주색 9호, C.I. 솔벤트 자주색 13호, C.I. 솔벤트 자주색 26호, C.I. 솔벤트 자주색 28호, C.I. 솔벤트 자주색 31호, C.I. 솔벤트 자주색 59호, C.I. 솔벤트 청색 4호, C.I. 솔벤트 청색 5호, C.I. 솔벤트 청색 25호, C.I. 솔벤트 청색 35호, C.I. 솔벤트 청색 36호, C.I. 솔벤트 청색 38호, C.I. 솔벤트 청색 70호, C.I. 솔벤트 녹색 3호, C.I. 솔벤트 녹색 5호, C.I. 솔벤트 녹색 7호 등을 포함할 수 있다. 이들을 각각 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명은 상기 (B)바인더 중합체를 착색감광성 수지 조성물내 휘발성 성분을 휘발시킨 후의 고형 함유량 100 중량부를 기준으로 5 내지 90 중량부 포함하고, 바람직하게는 20 내지 70 중량부 포함한다. 이때, 상기 (B)바인더 중합체는 고형 함유량 100 중량부를 기준으로 5 중량부 미만이면 공정상에서 도포불량이 발생하거나 잔사가 발생하고, 90 중량부를 초과하면 공정상에서 선뜯김이 발생하거나 패턴형성에 불량이 발생한다.

상기 (B)바인더 중합체는 착색제를 분산시켜 기판상에 형성된 착색감광성 수지 조성물 층을 현상할 때, 상기 층에서 광선의 미조사 영역을 제거하고, 광선의 조사 영역을 잔류시키는 성능을 부여하는 중합체를 포함한다. 이러한 바인더 중합체는 카르복실기를 갖는 단량체 단위를 포함하는 중합체가 바람직하다.

상기 카르복실기를 갖는 단량체는 분자 내에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 카르복실산, 예컨대 불포화 모노카르복실산, 불포화 디카르복실산 등을 포 함한다. 구체적으로는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등이 있다. 이러한 단량체는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 화합물이며, 이들을 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 (B)바인더 중합체는 상기 카르복실기를 갖는 단량체와 다른 단량체로 이루어진 공중합체인 것이 더욱 바람직하다. 상기 다른 단량체는 탄소-탄소 불포화 결합을 갖고 있고, 카르복실기를 갖는 단량체와 공중합할 수 있는 단량체이다. 이것의 구체적인 예로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등을 포함하는 방향족 비닐 화합물; 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 등을 포함하는 불포화 카르복실레이트 화합물; 아미노에틸 아크릴레이트 등을 포함하는 불포화 아미노알킬 카르복실레이트 화합물; 글리시딜 메타크릴레이트 등을 포함하는 불포화 글리시딜 카르복실레이트 화합물; 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트 등을 포함하는 비닐 카르복실레이트 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴 등을 포함하는 비닐 시아나이드 화합물; 3-메틸-3-아크릴옥시 메틸 옥세탄, 3-메틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄, 3-에틸-3-아크릴옥시 메틸 옥세탄, 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄, 3-메틸-3-아크릴옥시 에틸 옥세탄, 3-메틸-3-메타크릴옥시 에틸 옥세탄, 3-메틸-3-아크릴옥시 에틸 옥세탄 및 3-메틸-3-메타크릴옥시 에틸 옥세탄 등을 포함하는 불포화 옥세탄 카르복실레이트 화합물을 포함할 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

상기 공중합체의 예로는 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄/벤질 메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄/벤질 메타크릴레이트/메타크릴산/스티렌 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄/메틸 메타크릴레이트/메타크릴산 공중합체, 3-에틸-3-메타크릴옥시 메틸 옥세탄/메틸 메타크릴레이트/메타크릴산/스티렌 공중합체 등을 포함할 수 있다. 이들 공중합체에서 카르복실기를 갖는 단량체 단위의 함유량은 공중합체 총량 100 중량부를 기준으로 5 중량부 내지 50 중량부인 것이 바람직하고, 10 중량부 내지 40 중량부인 것이 보다 바람직하다. 또한, 이러한 바인더 중합체는 표준 물질로서 폴리스티렌을 사용하여 겔 침투 크로마토그래피(GPC)로 측정한 중량 평균 분자량(MW)이 5000 내지 400,000, 또는 10,000 내지 300,000인 것이 바람직하다.

본 발명은 (C)광중합성 화합물을 (B)바인더 중합체와 (C)광중합성 화합물의 총량 100 중량부 기준으로 0.1 내지 70 중량부 포함하며, 바람직하게는 1 내지 60 중량부 포함한다.

이때, 상기 (C)광중합성 화합물은 (B)바인더 중합체와 (C)광중합성 화합물의 총량 100 중량부를 기준으로 0.1 중량부 미만이면 공정상에서 패턴형성 불량이 발생하거나 선뜯김이 발생하고, 70 중량부를 초과하면 잔사가 발생한다.

상기 (C)광중합성 화합물은 광 조사에 의해 광중합 개시제(D)로부터 발생되는 활성 라디칼, 산 등에 의해 중합될 수 있는 화합물이며, 예를 들면 중합 가능한 탄소-탄소 불포화 결합을 갖고 있는 화합물 등을 포함할 수 있다. 이러한 화합물은 일작용성의 광중합성 화합물, 이작용성의 광중합성 화합물 또는 삼작용성 이상인 다작용성의 광중합성 화합물을 포함할 수 있다.

상기 일작용성의 광중합성 화합물은 노닐페닐카비톨 아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 2-에틸헥실카비톨 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 포함한다.

상기 이작용성의 광중합성 화합물은 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디메타크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디메타크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디메타크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸) 에테르, 3-메틸펜탄디올 디아크릴레이트, 3-메틸펜탄디올 디메타크릴레이트 등을 포함한다.

상기 삼작용성 이상인 다작용성의 광중합성 화합물은 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사메타크릴레이트 등을 포함한다.

이러한 광중합성 화합물을 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 이작용성 및 삼작용성 이상인 다작용성의 광중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다. 2종 이상의 광중합성 화합물을 사용하는 경우, 1 이상의 다작용 성의 광중합성 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

본 발명은 (D)광중합 개시제를 (B)바인더 중합체와 (C)광중합성 화합물의 총량 100 중량부를 기준으로 1 내지 30 중량부 포함하며, 바람직하게는 3 내지 20 중량부 포함한다.

이때, 상기 (D)광중합 개시제는 (B)바인더 중합체와 (C)광중합성 화합물의 총량 100 중량부를 기준으로 1 중량부 미만이면 공정상에서 선뜯김이나 패턴형성 불량이 발생하고, 30 중량부를 초과하면 공정상에서 잔사가 발생한다.

상기 (D)광중합 개시제는 광 조사에 의해 활성 라디칼을 발생시키는 활성 라디칼 발생제, 산을 발생시키는 산 발생제 등을 예로 들 수 있다. 활성 라디칼 발생제의 예로는 아세토페논계 광중합 개시제, 벤조인계 광중합 개시제, 벤조페논계 광중합 개시제, 티오크산톤계 광중합 개시제, 트리아진계 광중합 개시제 등을 들 수 있다.

상기 아세토페논계 광중합 개시제는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[2-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 포함한다.

상기 벤조인계 광중합 개시제는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르 등을 포함한다.

상기 벤조페논계 광중합 개시제는 벤조페논, 메틸 o-벤조일 벤조에이트, 4- 페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐 설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 포함한다.

상기 티오크산톤계 광중합 개시제는 2-이소프로필티오크산톤, 4-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 포함한다.

상기 트리아진계 광중합 개시제는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(푸란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 포함한다.

활성 라디칼 발생제는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀 옥사이드, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-바이이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 메틸 페닐글리옥실레이트, 티타노센 화합물 등을 포함한다.

활성 라디칼 발생제는 상기 예시된 것뿐만 아니라 상업적으로 이용 가능한 것들도 사용할 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 광중합 개시제는, 예를 들면 이가큐어(Irgacure)-907(아세토페논계 광중합 개시제, 시바-가이기의 제품) 등이 있다.

상기 언급한 화합물 중에는 활성 라디칼 발생제로서 활성 라디칼과 함께 동시에 산을 발생시키는 화합물도 포함하는데, 예를 들면 트리아진계 광중합 개시제는 산 발생제로서 사용된다.

산 발생제는 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐 메틸 벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄 헥사플루오로안티모네이이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄 헥사플루오로안티모네이트 등을 포함하는 오늄염, 니트로벤질 토실레이트, 벤조인 토실레이트 등을 포함한다.

상기 광중합 개시제의 예들은 각각 단독 또는 2종 이상의 조합되어 사용될 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

또한, 본 발명은 광중합 개시 보조제를 포함할 수 있는데, 이는 (C)광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해 (D)광중합 개시제와 함께 사용된다. 이러한 광중합 개시 보조제는 아민계 광중합 개시제, 알콕시안트라센계 광중합 개시제 등을 포함한다.

상기 아민계 광중합 개시 보조제는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 메틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 에틸 4-디메틸아미노벤조에이트, 이소아밀 4-디메틸아미노벤조에이트, 2-디메틸아미노에틸벤조에이트, 2-에틸헥실 4-디메틸아미노벤조에이트, N,N-디메틸 p-톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(일반명: 마이클러스(Michler's) 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 포함한다.

상기 알콕시안트라센계 광중합 개시 보조제는 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 포함한다.

광중합 개시 보조제는 상기 예시된 것뿐만 아니라 상업적으로 이용 가능한 것들도 사용할 수 있다. 상업적으로 이용 가능한 광중합 개시제로는 EAB-F(호도가야 케미칼 컴파니 리미티드사 제품) 등을 포함한다. 이러한 광중합 개시 보조제를 사용하는 경우, 이들의 함량은 (D)광중합 개시제 1몰 당 10몰 이하, 바람직하게는 0.01몰 내지 5몰이다.

본 발명은 (E)용제를 착색감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 50 내지 90 중량부 포함하며, 바람직하게는 60 내지 90 중량부 포함한다.

상기 (E)용제는 통상적으로 착색감광성 수지 조성물에서 사용되는 것과 동일한 용제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 (E)용제는 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 등을 포함하는 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르; 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르 등을 포함하는 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르; 메틸셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트 등을 포함하는 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 메톡시펜틸 아세테이트 등을 포함하는 알킬렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트; 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등, 케톤, 예컨대 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 시클로헥산온 등을 포함하는 방향족 탄화수소; 알콜, 예컨대 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌 글리콜, 글리세린, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, γ-부티롤락톤 등을 포함하는 고리형 에스테르 등을 포함한다. 이들 용제들은 각각 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.

(A)착색제와 (E)용제의 혼합물은 (A)착색제와 (E)용제를 혼합함으로써 얻을 수 있다. 이러한 혼합물에서, (A)착색제는 본 발명의 제조 방법에서 혼합물 내의 (E)용제 중에 용해되는 일이 없이 분산 상태로 존재할 수 있다.

(A)착색제와 (E)용제의 혼합물 내 착색제의 함유량은 착색제와 용제의 총량인 100 중량부를 기준으로 5 내지 60 중량부를 포함하며, 바람직하게는 10 내지 40 중량부를 포함한다.

(A)착색제와 (E)용제의 혼합물은 안료 분산제를 함유할 수 있으며, 안료 분산제의 함량은 착색제 1 중량부를 기준으로 0.01 내지 1 중량부를 포함하며, 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부를 포함한다.

착색제가 안료를 함유할 경우, 안료 분산제는 안료를 혼합물에 분산될 수 있게 한다. 상기 안료 분산제는 폴리에스테르계 중합체 분산제, 아크릴계 중합체 분산제, 폴리우레탄계 중합체 분산제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 등을 포함하며, 이들을 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하 여 사용할 수 있다. 안료를 분산하는 경우, 분산시간(분산도)를 조정하여 안료입자크기를 조정할 수 있다.

본 발명은 (F)첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 예를 들면, 첨가제는 충전제, 바인더 중합체를 제외한 다른 중합체 화합물, 계면활성제, 밀착성 증진제, 항산화제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 유기산, 유기 아미노 화합물, 경화제 등을 포함한다.

상기 충전제는 유리, 알루미나 등을 포함한다.

상기 중합체 화합물은 폴리비닐 알콜, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 폴리플루오로알킬 아크릴레이트 등을 포함한다.

상기 계면활성제는 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 등을 포함한다.

상기 밀착성 증진제는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 포함한다.

상기 항산화제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등을 포함한다.

상기 자외선 흡수제는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 포함한다.

상기 응집 방지제는 나트륨 폴리아크릴레이트 등을 포함한다.

상기 유기산은 포름산, 아세트산, 프로피온산, 부티르산, 발레르산, 피발산, 카프론산, 디에틸아세트산, 에난트산, 카프릴산 등을 포함하는 지방족 모노카르복실산; 옥살산, 말론산, 숙신산, 글루타르산, 아디프산, 피멜산, 수베르산, 아젤라산, 세바크산, 브라실산, 메틸말론산, 에틸말론산, 디메틸말론산, 메틸숙신산, 테트라메틸숙신산, 시클로헥산디카르복실산, 이타콘산, 시트라콘산, 말레산, 푸마르산, 메자콘산 등을 포함하는 지방족 디카르복실산; 트리카르복실산, 아코니트산, 캄포론산 등을 포함하는 지방족 트리카르복실산; 벤조산, 톨루산, 쿠멘산, 헤멜리트산, 메시틸렌산 등을 포함하는 방향족 모노카르복실산; 프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산 등을 포함하는 방향족 디카르복실산; 트리멜리트산, 트리메스산, 멜로판산, 피로멜리트산 등을 포함하는 방향족 폴리카르복실산 등을 포함한다.

상기 유기 아미노 화합물은 n-프로필아민, i-프로필아민, n-부틸아민, i-부틸아민, s-부틸아민, t-부틸 아민, n-펜틸아민, n-헥실아민, n-헵틸아민, n-옥틸아민, n-노닐아민, n-데실아민, n-운데실아민, n-도데실아민, 시클로헥실아민, 2-메틸시클로헥실아민, 3-메틸시클로헥실아민, 4-메틸시클로헥실아민 등을 포함하는 모노(시클로)알킬아민; 메틸에틸아민, 디에틸아민, 메틸 n-프로필아민, 에틸 n-프로필아민, 디 n-프로필아민, 디 i-프로필아민, 디 n-부틸아민, 디 i-부틸아민, 디 s-부틸아민, 디 t-부틸아민, 디 n-펜틸아민, 디 n-헥실아민, 메틸시클로헥실아민, 에 틸시클로헥실아민, 디시클로헥실아민 등을 포함하는 디(시클로)알킬아민; 디메틸에틸아민, 메틸디에틸아민, 트리에틸아민, 디메틸 n-프로필아민, 디에틸 n-프로필아민, 메틸 디 n-프로필아민, 에틸 디 n-프로필아민, 트리 n-프로필아민, 트리 i-프로필아민, 트리 n-부틸아민, 트리 i-부틸아민, 트리 s-부틸아민, 트리 t-부틸아민, 트리 n-펜틸아민, 트리 n-헥실아민, 디메틸시클로헥실아민, 디에틸시클로헥실아민, 메틸디시클로헥실아민, 에틸디시클로헥실아민, 트리시클로헥실아민 등을 포함하는 트리(시클로)알킬아민; 2-아미노에탄올, 3-아미노-1-프로판올, 1-아미노-2-프로판올, 4-아미노-1-부탄올, 5-아미노-1-펜탄올, 6-아미노-1-헥산올, 4-아미노-1-시클로헥산올 등을 포함하는 모노(시클로)알칸올아민; 디에탄올아민, 디 n-프로판올아민, 디 i-프로판올아민, 디 n-부탄올아민, 디 i-부탄올아민, 디 n-펜탄올아민, 디 n-헥산올아민, 디(4-시클로헥산올)아민 등을 포함하는 디(시클로)알칸올아민; 트리에탄올아민, 트리 n-프로판올아민, 트리 i-프로판올아민, 트리 n-부탄올아민, 트리 i-부탄올아민, 트리 n-펜탄올아민, 트리 n-헥산올아민, 트리(4-시클로헥산올)아민 등을 포함하는 트리(시클로)알칸올아민; 3-아미노-1,2-프로판디올, 2-아미노-1,3-프로판디올, 4-아미노-1,2-부탄디올, 4-아미노-1,3-부탄디올, 4-아미노-1,2-시클로헥산디올, 4-아미노-1,3-시클로헥산디올, 3-디메틸아미노-1,2-프로판디올, 3-디에틸아미노-1,2-프로판디올, 2-디메틸아미노-1,3-프로판디올, 2-디에틸아미노-1,3-프로판디올 등을 포함하는 아미노(시클로)알칸디올; 1-아미노시클로펜탄온메탄올, 4-아미노시클로펜탄온메탄올, 1-아미노시클로헥산온메탄올, 4-아미노시클로헥산온메탄올, 4-디메틸아미노시클로펜탄메탄올, 4-디에틸아미노시클로펜탄메탄올, 4-디메 틸아미노시클로헥산메탄올, 4-디에틸아미노시클로헥산메탄올 등을 포함하는 아미노기 함유 시클로알칸메탄올; β-알라닌, 2-아미노부티르산, 3-아미노부티르산, 4-아미노부티르산, 2-아미노이소부티르산, 3-아미노이소부티르산, 2-아미노발레르산, 5-아미노발레르산, 6-아미노카프론산, 1-아미노시클로프로판카르복실산, 1-아미노시클로헥산카르복실산, 4-아미노시클로헥산카르복실산 등을 포함하는 아미노카르복실산; 아닐린, o-메틸아닐린, m-메틸아닐린, p-메틸아닐린, p-에틸아닐린, p-n-프로필아닐린, p-i-프로필아닐린, p-n-부틸아닐린, p-t-부틸아닐린, 1-나프틸아민, 2-나프틸아민, N,N-디메틸아닐린, N,N-디에틸아닐린, p-메틸-N,N-디메틸아닐린 등을 포함하는 방향족 아민; o-아미노벤질 알콜, m-아미노벤질 알콜, p-아미노벤질 알콜, p-디메틸아미노벤질 알콜, p-디에틸아미노벤질 알코올 등을 포함하는 아미노벤질 알코올; o-아미노페놀, m-아미노페놀, p-아미노페놀, p-디메틸아미노페놀, p-디에틸아미노페놀 등을 포함하는 아미노페놀; m-아미노벤조산, p-아미노벤조산, p-디메틸아미노벤조산, p-디에틸아미노벤조산 등을 포함하는 아미노벤조산 등을 포함한다.

상기 경화제는 패턴화에 있어서 현상 후 가열 처리에 의해 착색패턴을 경화시켜 그것의 기계적 강도를 향상시키기는 데 사용된다. 경화제는 가열에 의해 바인더 중합체 내의 카르복실기와 반응하여 바인더 중합체를 가교 결합시킬 수 있는 화합물이 있으며, 이러한 경화제는 바인더 중합체를 가교 결합시킴으로써 착색패턴을 경화시킨다. 또한, 경화제는 가열에 의해 단독 중합될 수 있는 화합물도 있으며, 이러한 경화제는 단독 중합을 함으로써 색화소를 경화시킨다. 이러한 화합물은 에 폭시 화합물, 옥세탄 화합물 등을 포함한다.

상기 에폭시 화합물은 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 베스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노볼락계 에폭시 수지, 다른 방향족계 예폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 복소환족계 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 에폭시화 오일 등을 포함하는 에폭시 수지; 이들 에폭시 수지의 브롬화 유도체; 에폭시 수지 및 이것의 브롬화 유도체를 제외한 다른 지방족계, 지환족계 또는 방향족계 에폭시 화합물; 부타디엔의 (공)중합체의 에폭시화 물질; 이소프렌의 (공)중합체의 에폭시화 물질; 글리시딜 (메타)아크릴레이트의 (공)중합체; 트리글리시딜 이소시아누레이트 등을 포함한다.

상기 옥세탄 화합물은 카르보네이트 비스옥세탄, 자일렌 비스옥세탄, 아디페이트 비스옥세탄, 테레프탈레이트 비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산 비스옥세탄 등을 포함한다.

본 발명의 착색감광성 수지 조성물은 에폭시 화합물 내의 에폭시기 및 옥세탄 화합물 내의 옥세탄 골격의 개환 중합을 일으킬 수 있는 화합물을 경화제와 함께 함유할 수 있다. 이러한 화합물은 다가 카르복실산, 다가 카르복실산 무수물, 산 발생제 등을 포함한다.

상기 다가 카르복실산은 프탈산, 3,4-디메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로멜리트산, 트리메틸리트산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 등을 포함하는 방향족계 다가 카르복실산; 숙 신산, 글루타르산, 아디프산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 말레산, 푸마르산, 이타콘산 등을 포함하는 지방족계 다가 카르복실산; 헥사히드로프탈산, 3,4-디메틸테트라히드로프탈산, 헥사히드로이소프탈산, 헥사히드로테레프탈산, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산, 시클로펜탄테트라카르복실산, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 등을 포함하는 지환족계 다가 카르복실산 등을 포함한다.

상기 다가 카르복실산 무수물은 프탈산 무수물, 피로멜리트산 무수물, 트리멜리트산 무수물, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 이무수물 등을 포함하는 방향족계 다가 카르복실산 무수물; 이타콘산 무수물, 숙신산 무수물, 시트라콘산 무수물, 도데세닐숙신산 무수물, 트리카르발릴산 무수물, 말레산 무수물, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산 이무수물 등을 포함하는 지방족계 다가 카르복실산 무수물; 헥사히드로프탈산 무수물, 3,4-디메틸테트라히드로프탈산 무수물, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산 무수물, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산 무수물, 시클로펜탄테트라카르복실산 이무수물, 1,2,4,5-시클로헥산 테트라카르복실산 이무수물, 하임산 무수물(hymic anhydride), 나드산 무수물 등을 포함하는 지환족계 다가 카르복실산 무수물; 에틸렌 글리콜 비스트리멜리트산, 글리세린 트리스트리멜리트산 무수물 등을 포함하는 에스테르기 함유 카르복실산 무수물 등을 포함한다.

상기 경화제는 에폭시 수지 경화제로서, 상업적으로 이용 가능한 것들로 사용될 수 있다. 이러한 에폭시 수지 경화제는 아데카 경화제 EH-700(Adeka Hardener EH-700)(아사히 덴카 고교 가부시키가이샤 제품), 라카시드(Rickacid) HH(뉴 저팬 케미칼 컴파니 리미티드 제품), MH-700(뉴 저팬 케미칼 리미티드 제품) 등을 포함한다. 이러한 경화제는 각각 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용될 수 있다.

본 발명의 착색감광성 수지 조성물은 고농도 및 고투과율을 달성하는데 유리하며, 분산 안정성이 좋고 시간변화에 따른 장기간 보존 안정성이 우수하기 때문에, 칼라필터를 구성하는 착색패턴을 형성하는 원료로써 유용하다.

본 발명에 따른 착색감광성 수지 조성물은 하기와 같은 제조 방법으로 제조될 수 있다. 먼저, (A)착색제와 (E)용제를 혼합한다. (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물 및 (D)광중합 개시제를 혼합한다. 여기에 상기 (A)착색제와 (E)용제의 혼합물을 넣어 교반하며 혼합한다. 또는 (A)착색제와 (E)용제의 혼합물에 (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물 및 (D)광중합 개시제의 혼합물을 넣어 교반하여 혼합한다.

이때, (A)착색제와 (E)용제의 혼합물은 다른 (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물 및 (D)광중합 개시제와 함께 혼합되기 전에 혼합을 용이하게 하기 위해 (E)용제를 더 추가할 수 있다.

본 발명의 착색감광성 수지 조성물을 이용하여 착색패턴을 형성시키기 방법은 도 3에 나타낸 그림과 같다. 우선, 착색감광성 수지 조성물로 기판(2) 표면에 착색 네거티브 포토레지스트층(1)을 형성시킨다(a단계).

이어서, 착색감광성 수지 조성물 층(1)을 광에 노출시키는데, 이때 포토마스크(3)를 통해 광선(4)으로 조사시킨다(b단계). 광선(4)으로서는 자외선, 예컨대 g 라인(파장: 436㎚), i 라인(파장: 365㎚) 등을 보통 사용한다. 이 포토마스크는 유리판(31)의 표면상에 광선을 차폐시키는 차광층(32) 및 광선이 투과하는 투광부(33)를 제공한다. 이러한 투광부(33)의 패턴에 따라 착색 네가티브 포토레지스트 조성물층(2)은 노출된다. 이때, 광선의 조사량은 사용된 바인더 중합체(B)의 유형 및 함유량, (A)착색제의 컬러 및 함유량, (C)광중합성 화합물의 유형 및 함유량, (D)광중합 개시제의 유형 및 함유량 등에 따라 적절히 선택할 수 있다. 그 후, 현상시킨다(c단계).

현상 후에는, 상기 층을 보통 물로 세정하고, 건조시켜 소정의 착색패턴(5)을 얻는다. 또한, 건조 후에는 가열 처리를 실시할 수도 있다. 가열 처리에 의해, 형성된 착색패턴(5)이 경화되고, 이것의 기계적 강도가 향상된다. 이와 같이 착색패턴(5)의 기계적 강도가 가열 처리에 의해 향상될 수 있기 때문에, 경화제를 함유하는 착색감광성 수지 조성물을 사용하는 것이 바람직하다. 이때, 가열 온도는 보통 180℃ 내지 250℃이다.

상기 형성된 착색패턴(5)상에 다른 컬러의 (A)착색제를 포함한 착색감광성 수지 조성물층(1')을 형성시킨다(d단계). 이 층(1')을 포토마스크(3)를 경유하는 광선(4)에 의한 조사에 노출시킨 후(e단계), 현상을 하여 착색패턴(5')을 추가로 형성시킬 수 있다(f단계). 착색감광성 수지 조성물에 함유된 (A)착색제의 컬러를 변경하면서 상기 언급한 조작을 반복함으로써, 착색패턴(5")을 추가로 형성시켜 소정의 칼라필터(6)를 얻을 수 있다.

상기 제조방법에서 기판(2)은 유리판, 실리콘 웨이퍼, 및 플라스틱판 등을 포함할 수 있다. 전하 결합 소자(CCD, Charge Coupled Devices), 상보성 금속 산화 막 반도체(CMOS, Complementary Metal Oxide Semiconductor) 및 밀착형 이미지 센서(CIS, Contact Image Sensor)에 사용되기 위해서는 실리콘 웨이퍼를 사용하는 것이 바람직하다.

상기 착색패턴 제조방법에서, 착색감광성 수지 조성물로 이루어진 층(1)을 기판(2)상에 형성시키기 위해서는 용제에 의해 희석된 착색감광성 수지 조성물을 회전 코팅법(스핀 코팅법)에 의해 기판상에 도포한 후, 용제 등과 같은 휘발성 성분들을 휘발시킬 수 있다. 이로써 착색감광성 수지 조성물 층(1)을 형성시키는데, 이 층은 착색감광성 수지 조성물의 고형 성분들로 이루어져 있고, 휘발성 성분들을 거의 함유하지 않는다.

상기 제조방법에서 광 노출 후에는 현상시킬 때, 광 노출 후 착색감광성 수지 조성물층을 현상제에 침지시킬 수 있다. 현상제로서는 예컨대 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산칼륨, 수산화테트라메틸암모늄 등의 수용액을 포함하는 알칼리 화합물 등을 사용할 수 있다. 이때, 착색감광성 수지 조성물 층의 광선에 의해 조사되지 않는 광선 미조사 영역(11)은 현상에 의해 제거된다. 이와 반대로, 광선에 의해 조사되는 광선 조사 영역(12)은 잔류하여 착색패턴(5)을 구성한다.

상기와 같은 방법으로 본 발명의 착색감광성 수지 조성물을 사용하여 착색패턴을 제조할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안된다. 본 발명 의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.

<실시예 1 내지 8 및 비교예 1> 착색감광성 수지 조성물의 제조

하기 표 1에서, 조성 (1), (2), (3), (4) 및 (5)를 혼합하여 24시간 동안 교반하여 밀베이스를 제조하였다. 상기 밀베이스에 23℃에서 교반하면서 (6), (7), (8), (9) 및 (10)을 1시간에 걸쳐 적가하였다. 이어서, 상기 혼합물을 60℃에서 3시간 동안 보온하여 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 각각의 착색감광성 수지 조성물(녹색)을 얻었다. 이 착색감광성 수지 조성물의 점도를 R형 점도계(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM, 도키 산교 가부시끼가이샤)로 회전수 50rpm, 온도 25℃로 측정하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

	조성	실시예(중량부)								비교예
	조성	1	2	3	4	5	6	7	8	1
(1)	C.I. 안료 녹색 7호	3.3	3.3	2.5	2.5	2.5	2.5	2.5	1.6	1.6
(2)	C.I. 안료 녹색 36호	2.5	3.3	2.5	3.3	3.3	3.3	3.3	4.1	4.1
(3)	C.I.안료황색 139호	1.2	-	-	-	-	0.4	0.8	0.6	0.8
(4)	C.I. 안료 황색 150호	0.4	-	-	0.8	1.6	0.4	0.4	0.6	1.6
(5)	화학식 1의 화합물	0.8	1.6	3.3	1.6	0.8	1.6	1.2	1.2	-
(6)	비이온계 안료 분산제	1.8
(7)	메타크릴산과 벤질 메타크릴레이트의 공중합체 (몰비 3:7, 중량 평균분자량 = 25,000)	4.4
(8)	디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트	3.1
(9)	광중합 개시제 (TAZ-PP)	0.5
(10)	프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트	82.0

	실시예								비교예
	1	2	3	4	5	6	7	8	1
점도	4.4	4.5	4.7	4.4	4.2	4.5	4.4	4.5	4.0

상기 표 2를 참조하면, 본 발명의 실시예 1 내지 8에 따른 착색감광성 수지 조성물은 비교예 1에 따른 조성물에 비해 점도가 높음을 알 수 있다.

<실험예 1> 착색패턴의 형성

23℃의 청정실에서 실리콘 웨이퍼(LG 실트론사)의 표면상에, 실시예 1 내지 8 및 비교예 1과 같이 제조한 착색감광성 조성물 각각을 스핀 코팅법에 의해서 도포한 후, 100℃에서 90초간 건조시켜 휘발 성분을 휘발시켜서 착색감광성 조성물 층을 형성하였다. 이것을 23℃로 냉각시킨 후, 형성된 착색감광성 조성물 층에 포토마스크를 통해 i 선(파장 365 ㎚)을 조사하였다. i 선의 광원으로는 초고압 수은 램프를 사용하고 조사 광량은 250mJ/㎠으로 하였다. 포토마스크로는 폭이 0.5㎛, 0.6㎛, 0.7㎛, 0.8㎛, 0.9㎛, 1.0㎛, 1.1㎛, 1.2㎛, 1.3㎛, 1.4㎛, 1.5㎛ 및 2.0㎛를 갖는 라인 및 도트(dot)의 형태를 사용하였다.

이어서, 현상액(수산화테트라메틸암모늄 0.04 중량%를 포함하는 수용액)에 23℃에서 침지하여 현상하고, 순수한 물로 세정한 후, 220℃에서 180초간 후가열하여 색화소를 형성하였다. 얻어진 색화소의 두께는 0.8㎛이었다. 또한, 형성된 패턴의 폭(선폭)은 0.8 ㎛이었다. 이들 각각의 착색패턴의 투과율을 측정하여 도 4 및 도 5와 같은 그래프로 나타내었다.

도 4와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 8의 조성물의 투과율은 요구 파장대인 470~500㎚영역에서 쇼울더(Shoulder)가 없이 둥근 형태의 피크를 나타냈다. 반면, 도 5에 나타나는 바와 같이 비교예 1의 조성물의 투과율은 쇼울더가 발생한 것을 볼 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 조성물로 형성된 착색패턴은 쇼울더가 없이 깨끗한 투과율을 나타낸다.

본 발명에 따른 착색감광성 수지 조성물은 고농도를 유지하면서 고투과율을 나타내고, 우수한 분산특성을 갖고 있으며, 저장 안정성 및 신뢰성이 우수하다. 또한, 본 발명의 착색감광성 수지 조성물로 형성된 칼라필터는 투과율이 높아, 파장대에서 쇼울더(shoulder)가 없이 깨끗한 투과율 그래프를 얻을 수 있다.

Claims

(A)착색제, (B)바인더 중합체, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제 및 (E)용제를 포함하는 착색감광성 수지 조성물에 있어서,

상기 (A)착색제는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 착색감광성 수지 조성물.

<화학식 1>
청구항 1에 있어서,

(A)착색제를 조성물의 총 고형 함유량 100 중량부 기준으로 5 내지 60 중량부;

(B) 바인더 중합체를 조성물의 총 고형 함유량 100 중량부 기준으로 5 내지 90 중량부;

(C)광중합성 화합물을 바인더 중합체와 광중합성 화합물의 총량인 100 중량부 기준으로 0.1 내지 70 중량부;

(D)광중합 개시제를 바인더 중합체와 광중합성 화합물의 총량인 100 중량부 기준으로 1 내지 30 중량부; 및

(E)용제를 착색감광성 수지 조성물에 포함되는 총 성분의 합 100 중량부 기준으로 50 내지 90 중량부 포함하는 착색감광성 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 광중합 개시 보조제, 안료 분산제 및 첨가제 중 선택된 어느 하나 이상을 더 포함하는 착색감광성 수지 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 첨가제는 충전제, 바인더 중합체를 제외한 다른 중합체 화합물, 계면활성제, 밀착성 증진제, 항산화제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 유기산, 유기 아미노 화합물 및 경화제 중 선택된 어느 하나 이상을 포함하는 착색감광성 수지 조성물.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 착색감광성 수지 조성물을 포함한 착색패턴.
청구항 5의 착색패턴을 포함하는 칼라필터.
청구항 6의 칼라필터를 포함하는 상보성 금속 산화막 반도체.
청구항 6의 칼라필터를 포함하는 촬영소자.
청구항 6의 칼라필터를 포함하는 액정표시장치.