KR20080049681A - Alkali soluble resin, process for producing the same, photosensitive resin composition containing the same, cured product, and color filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 자외선 또는 전자선을 조사함으로써 경화하여, 알칼리 현상처리에 의한 패턴 형성이 가능한 알칼리 가용성 수지 및 그 제조방법, 및 이 알칼리 가용성 수지를 이용한 감광성 수지 조성물에 관하며, 상세하게는 컬러필터용의 레지스트를 얻는데 호적한 감광성 수지 조성물이며, 또한 이 감광성 수지 조성물을 형성하는데 호적한 알칼리 가용성 수지에 관한다. This invention relates to alkali-soluble resin which can harden | cure by irradiating an ultraviolet-ray or an electron beam, and the pattern formation by alkali image development process, its manufacturing method, and the photosensitive resin composition using this alkali-soluble resin, and is specifically, for a color filter It is a photosensitive resin composition suitable for obtaining a resist, and relates to alkali-soluble resin suitable for forming this photosensitive resin composition.
컬러액정표시장치는 광의 투과량 혹은 반사량을 제어하는 액정부와 컬리필터를 구성요소로 하지만, 그 컬러필터의 제조방법은 통상 유리, 플라스틱시트 등의 투명기판의 표면에 흑색의 매트릭스를 형성하고, 이어서 적, 녹, 청의 다른 색상을 순차, 스트라이프형상 혹은 모자이크형상 등의 색 패턴으로 형성하는 방법이 이용되고 있다. 최근 수년, 액정텔레비전, 액정모니터, 컬러액정휴대폰 등 모든 분야에서 컬러액정표시장치를 이용되어지고 있고, 컬러필터는 이들 컬러액정표시장치의 시인성을 좌우하는 중요한 부재의 하나이다. 패턴 사이즈는 컬러필터의 용도 및 각각의 색에 따라 다르지만, 적, 녹, 청의 화소는 100㎛에서 50㎛이하로, 블랙매트릭스는 20㎛에서 10㎛이하에 각각 세선화되어 있다. 따라서, 감광성 수지 조성물에는 높은 치수정밀도에 의한 패턴 형성이 요구되고 있다.The color liquid crystal display device includes a liquid crystal part for controlling the amount of light transmission or reflection and a curling filter. However, the color filter manufacturing method usually forms a black matrix on the surface of a transparent substrate such as glass or plastic sheet. A method of forming different colors of red, green, and blue into color patterns such as sequential, striped, or mosaic shapes is used. In recent years, color liquid crystal display devices have been used in all fields such as liquid crystal televisions, liquid crystal monitors, and color liquid crystal mobile phones, and color filters are one of the important members that influence the visibility of these color liquid crystal display devices. The pattern size varies depending on the use of the color filter and the respective colors, but the red, green, and blue pixels are thinned from 100 µm to 50 µm or less, and the black matrix is 20 µm to 10 µm or less. Therefore, pattern formation by high dimensional precision is calculated | required by the photosensitive resin composition.
일반적으로 이와 같은 용도에 있어서의 감광성 수지 조성물에는 중합성 불포화 결합을 가진 다관능 광경화성 모노머, 알칼리 가용성의 바인더 수지, 및 그들과 광중합개시제를 조합시킨 조성물이 이용되고 있다. 예를 들면, 특허공개 소61-213213호 공보(특허문헌 1)나 특허공개 평1-52449호 공보(특허문헌 2)에는 컬러필터용 재료로서의 응용이 예시되며, 바인더 수지로서 카르복실기를 가지는 (메타)아크릴산 혹은 (메타)아크릴산에스테르과, 무수마레인산과, 다른 중합성 모노머와의 공중합체가 개시되어 있다. 그러나 여기에 개시된 공중합체는 그것이 랜덤 공중합체이기 때문에, 광 조사 부분 내 및 광 미(未)조사 부분 내에서 알칼리 용해속도의 분포가 생기고, 현상 조작시의 마진이 좁고, 또한 예각한 패턴형상이나 미세패턴을 얻는 것이 곤란하다. 특히, 고농도의 안료를 포함할 경우에는 노광감도가 현저하게 저하하고, 미세한 네가티브형 패턴을 얻을 수 없다. 또한 특허공개 평4-340965호 공보(특허문헌 3)에는, 1분자 중에 중합성 불포화 이중결합과 카르복실기를 가지는 알칼리 가용성 불포화화합물이, 컬러필터 등의 네가티브형 패턴 형성에 유효한 것에 대해서 개시되어 있다. 알칼리 가용성을 가지는 분자가 광조사에 의해 불용화하는 점에서 전술의 바인더 수지와 다관능 중합성 모노머와의 조합에 비교하여 고감도가 될 것이 예측되지만, 여기에서 예시되고 있는 화합물은 페놀올리고머의 수산 기에 중합성 불포화 결합기인 아크릴산과 산무수물을 임의로 부가시킨 것이며, 이러한 제안의 경우도 분자조성의 불균일성 때문에 알칼리 용해속도의 분포가 넓고, 미세한 네가티브형 패턴을 형성하는 것은 곤란하다.Generally, the photosensitive resin composition in such a use uses the polyfunctional photocurable monomer which has a polymerizable unsaturated bond, alkali-soluble binder resin, and the composition which combined them and the photoinitiator. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-213213 (Patent Document 1) or Japanese Patent Application Laid-open No. Hei 1-52449 (Patent Document 2) exemplifies application as a color filter material, and has a carboxyl group as a binder resin (meta A copolymer of acrylic acid or (meth) acrylic acid ester, maleic anhydride, and another polymerizable monomer is disclosed. However, since the copolymer disclosed herein is a random copolymer, an alkali dissolution rate distribution occurs in the light irradiation portion and the light irradiation portion, and the margin at the time of developing operation is narrow, and the sharp pattern shape It is difficult to obtain a fine pattern. In particular, when a pigment of high concentration is included, the exposure sensitivity is remarkably lowered, and a fine negative pattern cannot be obtained. In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-340965 (Patent Document 3) discloses that an alkali-soluble unsaturated compound having a polymerizable unsaturated double bond and a carboxyl group in one molecule is effective for forming negative patterns such as color filters. In view of insolubilization of the molecule having alkali solubility by light irradiation, it is expected to be highly sensitive compared with the combination of the binder resin and the polyfunctional polymerizable monomer described above, but the compound exemplified herein is applied to the hydroxyl group of the phenol oligomer. Acrylic acid and an acid anhydride, which are polymerizable unsaturated bond groups, are optionally added. In the case of this proposal, it is difficult to form a fine negative pattern with a wide distribution of alkali dissolution rate due to nonuniformity of molecular composition.
한편, 특허공개 평4-345673호 공보(특허문헌 4), 특허공개 평4-345608호 공보(특허문헌 5), 특허공개 평4-355450호 공보(특허문헌 6) 및 특허공개 평4-363311호 공보(특허문헌 7)에는, 비스페놀플루오렌 구조를 가지는 에폭시(메타)아크릴레이트와 산무수물과의 반응생성물을 이용한 액상 수지가 공개되어 있다. 그러나 이들에 의해 예시되어 있는 수지는 에폭시(메타)아크릴레이트와 산일무수물과의 반응생성물이기 때문에 분자량이 작다. 그 때문에 화합물의 감도가 낮고, 미세한 패턴을 형성할 수 없다. On the other hand, Patent Publication No. Hei 4-345673 (Patent Document 4), Patent Publication No. Hei 4-345608 (Patent Document 5), Patent Publication No. Hei 4-355450 (Patent Document 6) and Patent Publication Hei 4-363311 Japanese Patent Publication (Patent Document 7) discloses a liquid resin using a reaction product of an epoxy (meth) acrylate having an bisphenol fluorene structure and an acid anhydride. However, the resins exemplified by these are small in molecular weight because they are reaction products of epoxy (meth) acrylates and acid anhydrides. Therefore, the sensitivity of a compound is low and a fine pattern cannot be formed.
나아가서는 특허공개 평5-339356호 공보(특허문헌 8), 특허공개 평5-146132호 공보(특허문헌 9), 및 WO94/00801호 팜플렛(특허문헌 10)에는 디히드록시프로필아크릴레이트 화합물과 산이무수물과의 공중합에 의한 알칼리 현상성 불포화 수지 조성물, 또는 산일무수물 및 산이무수물과 디히드록시프로필아크릴레이트 화합물과의 공중합에 의한 알칼리 현상성 불포화수지 조성물이 개시되어 있다. 이 경우, 산이무수물과 디히드록시프로필아크릴레이트 화합물과의 공중합이 진행하여 올리고머가 얻어진다. 그러나 반복단위 중의 중합성 불포화 결합수가 일정한 점에서, 가교밀도의 향상은 꾀할 수 없고, 고농도 안료하에서는 세선패턴을 형성하는 것이 곤란한 경우가 있어, 개량의 여지가 있다. Furthermore, JP-A-5-339356 (Patent Document 8), JP-A-5-146132 (Patent Document 9), and WO94 / 00801 pamphlet (Patent Document 10) include a dihydroxypropyl acrylate compound and An alkali developable unsaturated resin composition by copolymerization with an acid dianhydride, or an alkali developable unsaturated resin composition by copolymerization of an acid anhydride and an acid dianhydride with a dihydroxypropyl acrylate compound is disclosed. In this case, copolymerization of an acid dianhydride and a dihydroxypropyl acrylate compound proceeds to obtain an oligomer. However, since the number of polymerizable unsaturated bonds in a repeating unit is constant, the crosslinking density cannot be improved, and it is difficult to form a thin wire pattern under a high concentration pigment, and there is room for improvement.
또한, 특허공개 평9-325494호 공보(특허문헌 11)에는 카르복실기 함유 공중 합체의 분자량을 증가시켜서 알칼리 가용성 수지 조성물의 다관능화를 행하고 있다. 그러나 이 경우도 전술의 특허문헌과 같이, 반복단위 중의 중합성 불포화 결합수가 일정한 점에서, 가교밀도의 향상은 꾀할 수 없다.In addition, Japanese Patent Laid-Open No. 9-325494 (Patent Document 11) increases the molecular weight of a carboxyl group-containing copolymer to polyfunctionalize an alkali-soluble resin composition. However, also in this case, since the number of polymerizable unsaturated bonds in a repeating unit is constant like the above-mentioned patent document, improvement of a crosslinking density cannot be achieved.
[특허문헌 1] 특허공개 소61-213213호 공보[Patent Document 1] Patent Publication No. 61-213213
[특허문헌 2] 특허공개 평1-152449호 공보[Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei1-152449
[특허문헌 3] 특허공개 평4-340965호 공보[Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-340965
[특허문헌 4] 특허공개 평4-345673호 공보[Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-345673
[특허문헌 5] 특허공개 평4-345608호 공보[Patent Document 5] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-345608
[특허문헌 6] 특허공개 평4-355450호 공보[Patent Document 6] Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-355450
[특허문헌 7] 특허공개 평4-363311호 공보Patent Document 7: Patent Publication No. Hei 4-363311
[특허문헌 8] 특허공개 평5-339356호 공보[Patent Document 8] Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-339356
[특허문헌 9] 특허공개 평5-146132호 공보Patent Document 9: Patent Publication No. Hei 5-146132
[특허문헌 10] WO94/00801호 팜플렛[Patent Document 10] Brochure of WO94 / 00801
[특허문헌 11] 특허공개 평9-325494호 공보[Patent Document 11] Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-325494
그래서 본 발명자들은 상술한 바와 같은, 종래의 감광성 수지 조성물에 있어서의 과제를 해결하기 위해서 예의 검토한 결과, 중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물과 산이무수물을 반응시켜서 얻어지는 카르복실기 함유 공중합체에, 중합성 불포화 결합기를 함유하는 에폭시 화합물을 반응시켜, 더욱 산일무수물을 반응시킴으로써, 감광성 수지 조성물의 형성에 호적한 알칼리 가용성 수지가 얻어지는 것을 발견하였다. 그리고 이 알칼리 가용성 수지를 이용함으로써, 알칼리 현상액에 대한 용해성을 제어하면서 가교밀도를 향상시켜, 경화부와 미경화부의 알칼리 현상액에 대한 용해도차가 커지며, 세선패턴이 깨끗하게 형성할 수 있음과 더불어, 고감도이면서 현상밀착 마진이 넓은 감광성 수지 조성물을 얻는 것에 성공했다.Therefore, the inventors of the present invention have studied diligently to solve the problems in the conventional photosensitive resin composition. As a result, the present invention is polymerizable to a carboxyl group-containing copolymer obtained by reacting a diol compound containing a polymerizable unsaturated group with an acid dianhydride. It was discovered that alkali-soluble resin suitable for formation of the photosensitive resin composition was obtained by making the epoxy compound containing an unsaturated bond group react, and also making an acid anhydride react. By using this alkali-soluble resin, the crosslinking density is improved while controlling the solubility in the alkaline developer, the difference in solubility in the alkali developer in the hardened part and the uncured part is increased, and the fine wire pattern can be formed cleanly. It has succeeded in obtaining the photosensitive resin composition with a developing adhesive close margin.
따라서 본 발명의 목적은, 미세패턴의 형성에 뛰어나며, 고차광 또는 고정채 컬러필터용 재료로서 호적한 감광성 수지 조성물, 및 이 감광성 수지 조성물을 형성하는 알칼리 가용성 수지를 제공하는 것에 있다. Therefore, the objective of this invention is providing the photosensitive resin composition which is excellent in formation of a fine pattern, and is suitable as a material for high light shielding or fixed color filter, and alkali-soluble resin which forms this photosensitive resin composition.
또한, 본 발명의 다른 목적은 상기의 고감도 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성한 도막(경화물) 및 컬러필터를 제공하는 것에 있다.Another object of the present invention is to provide a coating film (cured product) and a color filter formed by using the above high-sensitive photosensitive resin composition.
나아가, 본 발명이 다른 목적은 특히 고농도의 차광성 안료를 첨가해도 미세패턴의 형성에 뛰어나며, 고차광 또는 고정채 컬러필터용 블랙매트릭스 재료로서 호적한 블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물을 제공하는 것에 있다. Furthermore, another object of this invention is to provide the photosensitive resin composition for black matrices which is excellent in the formation of a micropattern especially even if it adds a high concentration light-shielding pigment, and is suitable as a black matrix material for a high light shielding or fixed color filter.
즉, 본 발명은 하기 일반식(1)으로 표현되며, 분자 내에 카르본산 잔기 및 중합성 불포화기를 가지는 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 수지이다.That is, this invention is represented by following General formula (1), It is alkali-soluble resin characterized by having a carboxylic acid residue and a polymerizable unsaturated group in a molecule | numerator.
(단, Rl, R2, R3 , 및 R4는 독립으로 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기, 할로겐원자 또는 페닐기를 나타내고, R5는 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다. 또한 X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -0-, 9,9-플루오렌일렌기 또는 직결합을 나타내고, Y는 4가의 카르본산 잔기를 나타낸다. G는 하기 일반식(2)으로 표현되는 중합성 이중결합과 카르복실기를 가지는 치환기를 나타낸다. Z는 하기 일반식(3)으로 표현되는 치환기를 나타내고, n은 1∼20의 수를 나타낸다.)Wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, or a phenyl group, and R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. X represents -CO -, -SO 2- , -C (CF 3 ) 2- , -Si (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -0-, 9,9-fluorenyl A valent group or a direct bond, and Y represents a tetravalent carboxylic acid residue G represents a substituent having a polymerizable double bond and a carboxyl group represented by the following general formula (2): Z is represented by the following general formula (3) Substituent represents n, and n represents a number from 1 to 20.)
(단, R8은 탄소수 3∼6의 지방족탄화수소기, R6은 2가의 알킬렌기, R7은 수소 원자 또는 메틸기를 나타내고, Z는 하기 일반식(3)과 동일하며, q는 0 또는 1의 수를 나타낸다.)(Wherein R 8 is a C3-C6 aliphatic hydrocarbon group, R 6 is a divalent alkylene group, R 7 is a hydrogen atom or a methyl group, Z is the same as the following General Formula (3), and q is 0 or 1) Indicates the number of.)
(단, L은 2 또는 3가의 카르본산 잔기를 나타내고, p는 1 또는 2이다.)(Wherein L represents a divalent or trivalent carboxylic acid residue and p is 1 or 2).
또한, 본 발명은 (i)상기의 알칼리 가용성 수지, (ii)적어도 1개 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 광중합성 모노머, 및 (iii)광중합개시제를 필수의 성분으로서 함유하는 감광성 수지 조성물이다.Moreover, this invention is the photosensitive resin composition containing (i) said alkali-soluble resin, (ii) photopolymerizable monomer which has at least 1 or more ethylenically unsaturated bond, and (iii) photoinitiator as an essential component.
본 발명은 상기 감광성 수지 조성물을 경화시켜서 얻은 경화물이며, 또한 상기 감광성 수지 조성물을 도포하고, 경화시켜서 얻어진 경화물에 의해서 형성된 컬러필터이다. This invention is the hardened | cured material obtained by hardening the said photosensitive resin composition, and is a color filter formed with the hardened | cured material obtained by apply | coating and hardening the said photosensitive resin composition.
나아가, 본 발명은 중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물(A)과 산이무수물(B)을 반응시켜서 얻어진 카르복실기를 가지는 반응물에, 중합성 이중결합을 적어도 1개 이상 함유하고, 동시에 옥시란환을 1개 함유하는 옥시란화합물(C)을 반응시킴으로써 수산기를 가지는 반응물을 얻고, 이어서 이 수산기를 가지는 반응물에 산일무수물(D)을 반응시키는 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 수지의 제조방법이다. Furthermore, the present invention contains at least one polymerizable double bond in a reactant having a carboxyl group obtained by reacting a diol compound (A) containing a polymerizable unsaturated group with an acid dianhydride (B), and simultaneously contains 1 oxirane ring. A reactant having a hydroxyl group is obtained by reacting a dog-containing oxirane compound (C), followed by reacting an acid anhydride (D) with a reactant having a hydroxyl group.
나아가 또한, 본 발명은 (i)하기 일반식(1)으로 나타내어지고, 1분자 내에 카르본산 잔기 및 중합성 불포화기를 가지는 알칼리 가용성 수지,Furthermore, this invention is represented by (i) following General formula (1), Alkali-soluble resin which has a carboxylic acid residue and a polymerizable unsaturated group in 1 molecule,
(단, Rl, R2, R3, 및 R4는 독립으로 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기, 할로겐원자 또는 페닐기를 나타내고, R5는 수소원자 또는 메틸기를 나타낸다. 또한, X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -0-, 9,9-플루오렌일렌기 또는 직결합을 나타내고, Y는 4가의 카르본산 잔기를 나타낸다. G는 중합성 이중결합과 카르복실기를 가지는 치환기를 나타낸다. Z는 하기 일반식(3)으로 나타내지는 치환기를 나타내고, n은 1∼20의 수를 나타낸다.Wherein R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom, or a phenyl group, and R 5 represents a hydrogen atom or a methyl group. CO-, -SO 2- , -C (CF 3 ) 2- , -Si (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -0-, 9,9-fluorene An ylene group or a direct bond, Y represents a tetravalent carboxylic acid residue, G represents a substituent having a polymerizable double bond and a carboxyl group, Z represents a substituent represented by the following general formula (3), and n represents 1 The number of -20 is shown.
(단, L은 2 또는 3가의 카르본산 잔기를 나타내고, p는 1 또는 2이다.)(Wherein L represents a divalent or trivalent carboxylic acid residue and p is 1 or 2).
(ii)적어도 1개 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 광중합성 모노머(ii) photopolymerizable monomers having at least one ethylenically unsaturated bond
(iii)광중합개시제, 및(iii) a photoinitiator, and
(iv)차광성 안료(iv) light-shielding pigments
를 필수적인 성분으로서 함유하는 것을 특징으로 하는 블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물이다. It is a photosensitive resin composition for black matrices which contains as an essential component.
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지를 포함하므로, 종래의 것에 비하여 알칼리 현상액에 대한 용해성이 높고, 동시에 1분자 내의 에틸렌성 불포화 결합기수가 많기 때문에 경화 후의 가교밀도가 높다. 즉 자외선 또는 전자선조사 후의 경화부와 미경화부의 알칼리 현상액에 대한 용해도차가 커지기 때문에, 박막 또는 고착색제 농도에 있어서도 미세패턴을 형성할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 컬러필터를 형성하는데 적합하며, 특히 컬러필터 보호막 재료 및 블랙매트릭스 형성용 재료로서 호적하다. 또한, 이와 같이 하여 얻어진 컬러필터는 예를 들면 투과형, 반사형 혹은 반투과형의 컬러액정표시장치, 컬러촬상관소자, 컬러센서 등에 지극히 유용하다.Since the photosensitive resin composition of this invention contains alkali-soluble resin represented by General formula (1), since the solubility to alkali developing solution is high compared with the conventional thing, and there are many ethylenically unsaturated bond groups in 1 molecule, the crosslinking density after hardening Is high. That is, since the solubility difference with respect to the alkaline developing solution of the hardened part and the uncured part after ultraviolet ray or electron beam irradiation becomes large, a fine pattern can be formed also in thin film or a high colorant density | concentration. Therefore, the photosensitive resin composition of this invention is suitable for forming a color filter, and is especially suitable as a color filter protective film material and a material for black matrix formation. The color filter thus obtained is extremely useful, for example, in a transmissive, reflective or transflective color liquid crystal display device, a color image sensor, a color sensor, and the like.
이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail.
본 발명의 감광성 수지 조성물(블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물도 포함한다. 이하, 특별히 단서가 없는 한 동일하다)은, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지를 주성분으로서 함유하는 알칼리 현상형 감광성 수지 조성물로서의 성질을 가지는 수지 조성물이다. 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지는 (메타)아크릴산을 가지는 디올화합물에 유래하는 광중합성 불포화기를 가지기 때문 에 래디컬 중합성을 가지는 외에, 산일무수물 및 산이무수물에 유래하는 산성기를 함유하기 때문에 알칼리 가용성을 가진다. The photosensitive resin composition of this invention (the photosensitive resin composition for black matrices is also included. Hereinafter, it is the same unless there is particular notice) is an alkali image development type photosensitive resin containing alkali-soluble resin represented by General formula (1) as a main component. It is a resin composition which has a property as a composition. Since the alkali-soluble resin represented by the general formula (1) has a photopolymerizable unsaturated group derived from a diol compound having (meth) acrylic acid, in addition to radical polymerization, it contains an acid group derived from an acid anhydride and an acid dianhydride. Has alkali solubility.
일반식(1)의 알칼리 가용성 수지는, 비스페놀류로부터 유도되는 2개의 글리시딜에테르기를 가지는 에폭시 화합물에 (메타)아크릴산을 반응시켜, 얻어진 중합성 불포화기를 가지는 디올화합물(A)에 테트라카르본산류 또는 그 산이무수물(B)을 반응시켜, 얻어진 반응물에 더욱 중합성 이중결합을 함유하는 옥시란화합물(C)을 반응시켜, 더욱 디카르본산 또는 그 산일무수물(D)을 반응시켜서 얻어진 카르복실기 함유 교대 공중합체이다. 일반식(1)의 알칼리 가용성 수지는, 중합성 불포화 이중결합과 카르복실기를 겸비하기 때문에, 알칼리 현상형 감광성 수지 조성물에 뛰어난 광경화성, 양현상성, 패터닝 특성을 부여하여 보호막, 차광막, 적, 녹, 청의 각 화소의 물성향상을 가져온다.Alkali-soluble resin of General formula (1) makes tetracarboxylic acid to the diol compound (A) which has a polymerizable unsaturated group obtained by making (meth) acrylic acid react with the epoxy compound which has two glycidyl ether groups derived from bisphenols. Or a carboxyl group obtained by reacting an oxirane compound (C) containing a polymerizable double bond with the reactant obtained by reacting the same or an acid dianhydride (B), and further dicarboxylic acid or its acid anhydride (D). Alternating copolymer. Since the alkali-soluble resin of the general formula (1) has a polymerizable unsaturated double bond and a carboxyl group, the alkali-developing photosensitive resin composition gives excellent photocurability, positive developability, and patterning properties to protect the protective film, light-shielding film, red, green, The physical properties of each pixel of blue are improved.
일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지의 제조방법에 대해서 상세하게 설명한다. 우선, 일반식(1)의 알칼리 가용성 수지는, 비스페놀류로부터 유도되는 2개의 글리시딜에테르기를 가지는 에폭시 화합물, 특히 바람직하게는 일반식(4)으로 나타내지는 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시켜서 얻어지는 중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물(A)로부터 유도된다.The manufacturing method of alkali-soluble resin represented by General formula (1) is demonstrated in detail. First, alkali-soluble resin of General formula (1) reacts the epoxy compound which has two glycidyl ether groups derived from bisphenol, Especially preferably, the epoxy compound represented by General formula (4), and (meth) acrylic acid It is derived from the diol compound (A) containing the polymerizable unsaturated group obtained by making it.
상기의 일반식(4)에 있어서, Rl, R2, R3, 및 R4는 독립으로 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기, 할로겐원자 또는 페닐기를 나타내지만, 바람직하게는 수소원자, 탄소수 1∼5의 알킬기, 또는 페닐기이며, 더욱 바람직하게는 수소원자이다. 또한, X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -0-, 9,9-플루오렌일렌기 또는 직결합을 나타내지만, 9,9-플루오렌일렌기인 것이 바람직하다. 여기에서 9,9-플루오렌일렌기는 하기 식 일반식(5)으로 나타내지는 기를 말한다.In the general formula (4), R 1 , R 2 , R 3 , and R 4 independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogen atom or a phenyl group, but preferably a hydrogen atom or carbon number It is an alkyl group of 1-5, or a phenyl group, More preferably, it is a hydrogen atom. X is -CO-, -SO 2- , -C (CF 3 ) 2- , -Si (CH 3 ) 2- , -CH 2- , -C (CH 3 ) 2- , -0-, 9 Although a 9-fluorenylene group or a direct bond is shown, it is preferable that it is a 9, 9- fluorenylene group. Here, a 9, 9- fluorenylene group means group represented by following General formula (5).
이와 같은 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산과의 반응은, 공지의 방법을 사용할 수 있고, 예를 들면 에폭시 화합물 1몰에 대하여, 약 2몰의 (메타)아크릴산을 사용하여 행한다. 이 반응으로 얻어지는 반응물은, 예를 들면 상기 특허문헌 6 등에 기재되어 있다. 이 반응으로 얻어지는 반응물은 중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물(A)이며, 하기 일반식(6)으로 표현되는 바와 같은 에폭시(메타)아크릴레이트 화합물이다. The reaction of such an epoxy compound and (meth) acrylic acid can use a well-known method, for example, using about 2 mol of (meth) acrylic acid with respect to 1 mol of epoxy compounds. The reactant obtained by this reaction is described in the said patent document 6 etc., for example. The reactant obtained by this reaction is a diol compound (A) containing a polymerizable unsaturated group, and is an epoxy (meth) acrylate compound represented by following General formula (6).
일반식(1)의 알칼리 가용성 수지를 부여하는 바람직한 비스페놀류로서는 다음과 같은 것을 들 수 있다. 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)케톤, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)술폰, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)술폰, 비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)메탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)에테르 등이다. 또한, X가 9,9-플로오렌일렌기인 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)플루오렌, 9,9-비 스(4-히드록시-3-브로모페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-플루오로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)플루오렌 등도 바람직하게 들 수 있다. 나아가서는 4,4,-비페놀, 3,3'-비페놀 등도 바람직하게 들 수 있다. As a preferable bisphenol which gives alkali-soluble resin of General formula (1), the following are mentioned. Bis (4-hydroxyphenyl) ketone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ketone, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) ketone, bis (4-hydroxyphenyl) Sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) sulfone, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) sulfone, bis (4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane, bis (4 -Hydroxy-3,5-dimethylphenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) hexafluoropropane, bis (4-hydroxyphenyl) dimethylsilane, bis (4- Hydroxy-3,5-dimethylphenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) dimethylsilane, bis (4-hydroxyphenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5 -Dichlorophenyl) methane, bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) methane, 2,2-bis (4-hydroxyphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3 , 5-dimethylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-methylphenyl) propane, 2,2-bis (4-hydroxy-3-chlorophenyl) propane, bis (4-hydroxyphenyl) ether, bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) ether, bis (4-hydroxy -3,5-dichlorophenyl) ether and the like. Moreover, 9,9-bis (4-hydroxyphenyl) fluorene, 9, 9-bis (4-hydroxy-3- methylphenyl) fluorene, 9, 9-bis which X is a 9, 9- fluoroeneylene group (4-hydroxy-3-chlorophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-bromophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3-fluoro Phenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl) fluorene, 9,9-bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) fluorene, 9,9 -Bis (4-hydroxy-3,5-dibromophenyl) fluorene etc. are also mentioned preferably. Furthermore, 4,4, -biphenol, 3,3'-biphenol etc. are mentioned preferably.
일반식(1)의 알칼리 가용성 수지는, 상기와 같은 비스페놀류로부터 유도되는 에폭시 화합물에서 얻을 수 있지만, 이러한 에폭시 화합물 이외에 페놀 노볼락형 에폭시 화합물이나, 크레졸 노볼락형 에폭시 화합물 등도 2개의 글리시딜에테르기를 가지는 화합물을 유의하게 포함하는 것이면 사용할 수 있다. 또한, 비스페놀류를 글리시딜 에테르화할 때에, 하기 일반식(7)으로 나타내지는 올리고머 단위가 혼입하게 되지만, 이 일반식(7)에 있어서의 m의 평균값이 0∼10, 바람직하게는 0∼2의 범위이면, 본 수지 조성물의 성능에 문제는 없다.Alkali-soluble resin of General formula (1) can be obtained from the epoxy compound derived from the above-mentioned bisphenols, However, In addition to such epoxy compound, two glycidyl compounds, such as a phenol novolak-type epoxy compound and a cresol novolak-type epoxy compound, also exist. It can be used as long as it contains the compound which has an ether group significantly. When the bisphenols are glycidyl etherized, the oligomer unit represented by the following general formula (7) is incorporated, but the average value of m in the general formula (7) is 0 to 10, preferably 0 to If it is the range of 2, there is no problem in the performance of this resin composition.
다음으로 중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물, 테트라카르본산 또는 그 산이무수물, 중합성 불포화기를 함유하는 옥시란화합물, 및 디카르본산 또는 그 산일무수물의 반응에 의한 일반식(1)으로 나타내지는 본 발명의 알칼리 가용성 수지 의 제조방법을 설명한다. 본 발명의 알칼리 가용성 수지의 제조방법의 하나의 예를 하기 반응식(I)에 나타낸다. Next, this compound represented by General formula (1) by reaction of the diol compound containing a polymerizable unsaturated group, tetracarboxylic acid or its acid dianhydride, the oxirane compound containing a polymerizable unsaturated group, and dicarboxylic acid or its acid anhydride. The manufacturing method of alkali-soluble resin of this invention is demonstrated. One example of the method for producing an alkali-soluble resin of the present invention is shown in Scheme (I) below.
(단, Rl, R2, R3, R4, R5, X, Y 및 G는 상기 일반식(1)의 경우와 동일하다. 또한 R6은 2가의 알킬렌기, R7은 수소원자 또는 메틸기를 나타내고, Z는 상기 일반식(3)으로 나타내지는 치환기를 나타낸다. 나아가, n은 1∼20의 수이며, p는 일반식(3)의 경우와 동일하며, q는 0 또는 1의 수를 나타낸다. (However, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , X, Y and G are the same as in the general formula (1). R 6 is a divalent alkylene group, R 7 is a hydrogen atom. Or a methyl group, Z represents a substituent represented by the general formula (3), and n is a number from 1 to 20, p is the same as in the general formula (3), and q is 0 or 1 Indicates a number.
상기 반응식(I)에 대해서, 우선 전술의 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산과의 반응으로 얻어진 상기 일반식(6)의 에폭시(메타)아크릴레이트 화합물[중합성 불포화기를 함유하는 디올화합물(A)]과 산성분을 반응시켜서 일반식(8)으로 나타내지는 화합물[카르복실기를 가지는 반응물]을 얻는다. 이때 사용하는 용매, 촉매 등의 반응조건에 관해서는 특히 제한되지 않지만, 예를 들면 상기 특허문헌 11 등에 상세하게 기재되어 있다. 또한, 산성분으로서는 에폭시(메타)아크릴레이트 화합물 분자 중의 수산기와 반응할 수 있는 테트라카르본산이무수물(B)을 사용하는 것이 좋다. 이 산성분은 포화 또는 불포화의 어느 쪽이라도 효과적이다. 이 중, 테트라카르본산이무수물(B)로서는 포화직쇄탄화수소 테트라카르본산의 산이무수물이나 지환식 테트라카르본산의 산이무수물, 방향족 테트라카르본산의 산이무수물 등을 사용할 수 있다. About the said Reaction Formula (I), the epoxy (meth) acrylate compound [diol compound (A) containing a polymerizable unsaturated group) of the said General formula (6) obtained by the reaction of the above-mentioned epoxy compound and (meth) acrylic acid first And an acid component are reacted to obtain a compound [reactant having a carboxyl group] represented by the general formula (8). Although it does not restrict | limit especially about reaction conditions, such as a solvent and a catalyst used at this time, For example, it describes in the said patent document 11 etc. in detail. As the acid component, tetracarboxylic dianhydride (B) capable of reacting with a hydroxyl group in the epoxy (meth) acrylate compound molecule is preferably used. This acid component is effective in either saturated or unsaturated. Among these, as tetracarboxylic dianhydride (B), acid dianhydride of saturated linear hydrocarbon tetracarboxylic acid, acid dianhydride of alicyclic tetracarboxylic acid, acid dianhydride of aromatic tetracarboxylic acid, etc. can be used.
여기에서, 포화직쇄탄화수소 테트라카르본산의 산이무수물로서는, 예를 들면 부탄테트라카르본산, 펜탄테트라카르본산, 헥산테트라카르본산의 산이무수물 등을 들 수 있고, 나아가서는 포화환상탄화수소가 치환된 포화환상 테트라카르본산의 산이무수물이라도 좋다. Here, examples of the acid dianhydride of saturated straight hydrocarbon tetracarboxylic acid include butanetetracarboxylic acid, pentane tetracarboxylic acid, acid dianhydride of hexanetetracarboxylic acid, and the saturated cyclic hydrocarbon substituted with saturated cyclic hydrocarbon. The acid dianhydride of tetracarboxylic acid may be sufficient.
또한, 지환식 테트라카르본산의 산이무수물로서는 시클로부탄테트라카르본산, 시클로펜탄테트라카르본산, 시클로헥산테트라카르본산, 시클로헵탄테트라카르본산, 노르보르난테트라카르본산의 산이무수물 등을 들 수 있고, 나아가서는 포화 탄화수소가 치환된 지환식 테트라카르본산의 산이무수물이라도 좋다. 또한, 방향족 테트라카르본산의 산이무수물로서는 피로멜리트산, 벤조페논테트라카르본산, 비페닐테트라카르본산, 비페닐에테르테트라카르본산, 디페닐술폰테트라카르본산의 산이무수물 등을 들 수 있다. 본 발명에 있어서의 산이무수물로서 바람직하게는 비페닐테트라카르본산, 벤조페논테트라카르본산, 비페닐에테르테트라카르본산의 산이무수물이며, 더욱 바람직하게는 비페닐테트라카르본산, 비페닐에테르테트라카르본산의 산이무수물이다. 이들 산이무수물은, 2종 이상을 함께 사용할 수도 있다.Moreover, as an acid dianhydride of alicyclic tetracarboxylic acid, cyclobutane tetracarboxylic acid, cyclopentane tetracarboxylic acid, cyclohexane tetracarboxylic acid, cycloheptane tetracarboxylic acid, the acid dianhydride of norbornane tetracarboxylic acid, etc. are mentioned, Furthermore, the acid dianhydride of alicyclic tetracarboxylic acid substituted by saturated hydrocarbon may be sufficient. Examples of the acid dianhydride of aromatic tetracarboxylic acid include pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, biphenyltetracarboxylic acid, biphenylethertetracarboxylic acid, and acid dianhydrides of diphenylsulfontetracarboxylic acid. The acid dianhydride in the present invention is preferably an acid dianhydride of biphenyltetracarboxylic acid, benzophenonetetracarboxylic acid and biphenylethertetracarboxylic acid, more preferably biphenyltetracarboxylic acid and biphenylethertetracarboxylic acid. Acid is an anhydride. These acid dianhydrides can also be used together 2 or more types.
에폭시(메타)아크릴레이트 화합물과 산성분을 반응시켜서 일반식(8)으로 나타내지는 화합물을 제조하는 방법에 대해서는, 특히 한정되는 것은 아니고, 상기 특허문헌 11에 기재와 같은 공지의 방법을 채용할 수 있다. 바람직하게는 일반식(8)으로 나타내지는 화합물의 말단이 수산기가 되게끔, 일반식(6)으로 나타내지는 중합성 불포화기를 가지는 디올화합물(A)과 산이무수물(B)과의 몰비[(B)/(A)]가 50몰%이상 100몰%미만이 되게끔 정량적으로 반응시키는 것이 바람직하다. 몰비가 50몰%미만의 경우는, 미반응 에폭시(메타)아크릴레이트 화합물의 함유량이 증대하여 알칼리 가용성 수지 조성물의 경시안정성 저하가 염려된다. 한편 몰비가 100몰%이상의 경우는, 일반식(8)으로 나타내지는 화합물의 말단이 산무수물이 되며, 또한 미반응 산이무수물의 함유량이 증대하여 나중에 옥시란화합물을 반응시킬 때의 부 반응이 염려된다. 또한 반응온도로서는 90∼130℃에서 집어넣어 원료를 균일하게 용해시킴과 동시에 반응을 행하고, 계속해서 40∼80℃에서 반응 및 숙성을 행하는 것이 바람직하다. The method for producing the compound represented by the general formula (8) by reacting an epoxy (meth) acrylate compound with an acid component is not particularly limited, and a known method such as described in Patent Document 11 can be employed. have. Preferably, the molar ratio of the diol compound (A) and the acid dianhydride (B) having a polymerizable unsaturated group represented by the general formula (6) so that the terminal of the compound represented by the general formula (8) becomes a hydroxyl group [(B (A)] is preferably quantitatively reacted to 50 mol% or more and less than 100 mol%. When the molar ratio is less than 50 mol%, the content of the unreacted epoxy (meth) acrylate compound increases, which may cause deterioration in aging stability of the alkali-soluble resin composition. On the other hand, when the molar ratio is 100 mol% or more, the terminal of the compound represented by the general formula (8) becomes an acid anhydride, and there is a concern that a side reaction occurs when the content of the unreacted acid dianhydride increases and the oxirane compound is later reacted. do. Moreover, as reaction temperature, it is preferable to insert at 90-130 degreeC, to melt | dissolve a raw material uniformly, to carry out reaction, and to carry out reaction and aging at 40-80 degreeC continuously.
이어서, 상기 일반식(8)으로 나타내지는 화합물에, 옥시란화합물(C)을 반응시켜, 일반식(9)으로 나타내지는 화합물[수산기를 가지는 반응물]을 얻는다. 옥시란화합물로서는, 중합성 이중결합을 1개 이상 함유하고, 동시에 옥시란환을 1개 함유하는 화합물이며, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트글리시딜에테르, 3,4-에폭시시클로헥실메타크릴레이트 등을 들 수 있다.Next, an oxirane compound (C) is made to react with the compound represented by the said General formula (8), and the compound represented by General formula (9) [the reactant which has a hydroxyl group] is obtained. The oxirane compound is a compound containing one or more polymerizable double bonds and at the same time one oxirane ring, and glycidyl (meth) acrylate and 4-hydroxybutyl (meth) acrylate glycidyl Ether, 3,4-epoxycyclohexyl methacrylate, and the like.
일반식(9)으로 나타내지는 화합물의 제조방법에 대해서는, 특히 한정되는 것은 아니고, 카르본산과 에폭시 화합물의 부가반응의 일반적 반응조건을 이용할 수 있다. 또한 전술의 특허문헌 11에 기재의 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산과의 반응에 의한 에폭시(메타)아크릴레이트 화합물의 제조방법도 참고로 할 수 있다. 일반식(9)으로 나타내지는 화합물을 합성할 때의 반응온도로서는, 40∼120℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는, 40∼90℃이다. 일반식(9)으로 나타내지는 화합물을 합성할 때의 옥시란화합물(C)의 몰비는, 상기 일반식(8)으로 나타내지는 화합물의 반응 시에 이용한 산이무수물(B)에 대하여, 즉 몰비[(C)/(B)]가, 바람직하게는 160∼220몰%인 것이 좋다. 몰비가 160몰%미만의 경우는, 미반응 카르본산이 존재 함으로써 일반식(9)으로 나타내지는 화합물 중의 산이무수물 유래의 에스테르 결합의 일부가 하프 에스테르가 되기 때문에, 산무수물의 재생반응에 의한 분자량 저하가 염려된다. 한편 몰비가 220몰%를 넘을 경우는, 미반응 옥시란화합물에 유래 하는 부반응 등에 의한 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지의 경시변화가 염려된다.The manufacturing method of the compound represented by General formula (9) is not specifically limited, The general reaction conditions of addition reaction of carboxylic acid and an epoxy compound can be used. Moreover, the manufacturing method of the epoxy (meth) acrylate compound by reaction of the epoxy compound and the (meth) acrylic acid of patent document 11 mentioned above can also be referred to. As reaction temperature at the time of synthesize | combining the compound represented by General formula (9), the range of 40-120 degreeC is preferable, More preferably, it is 40-90 degreeC. The molar ratio of the oxirane compound (C) in synthesizing the compound represented by the general formula (9) is based on the molar ratio [ (C) / (B)] is preferably 160 to 220 mol%. If the molar ratio is less than 160 mol%, since some of the ester bonds derived from the acid dianhydride in the compound represented by the general formula (9) become half esters due to the presence of unreacted carboxylic acid, the molecular weight of the acid anhydride by the regeneration reaction Deterioration is concerned. On the other hand, when molar ratio exceeds 220 mol%, the time-dependent change of alkali-soluble resin represented by General formula (1) by side reaction etc. derived from an unreacted oxirane compound is concerned.
이어서, 상술의 일반식(9)으로 나타내지는 화합물의 수산기와 산일무수물(D)을 반응시켜, 일반식(10)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지를 얻는다. 여기에서 산일무수물(D)로서는 포화직쇄탄화수소 디카르본산의 산무수물이나 포화환상탄화수소 디카르본산의 산무수물, 방향족 디카르본산의 산무수물 등을 사용할 수 있다. 이 중, 포화직쇄탄화수소 디카르본산의 산무수물로서는 예를 들면 석신산, 아세틸석신산, 아지핀산, 아젤라인산, 시트라사과산, 마론산, 글루타르산, 구연산, 주석산, 옥소글루타르산, 피멜린산, 세바신산, 스베린산, 디글리콜산 등의 무수물을 들 수 있고, 나아가서 탄화수소기가 치환된 직쇄탄화수소 디카르본산 무수물이라도 좋다. 또한 포화환상탄화수소 디카르본산의 산무수물로서는 예를 들면 헥사히드로프탈산, 시클로부탄디카르본산, 시클로펜탄디카르본산, 노르보르난디카르본산, 헥사히드로트리멜리트산 등의 산무수물을 들 수 있고, 나아가 포화탄화수소가 치환된 지환식 디카르본산의 산무수물이라도 좋다. 또한, 불포화 디카르본산의 산무수물로서는, 예를 들면, 마레인산, 이타콘산, 프탈산, 테트라히드로프탈산, 메틸엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 클로렌드산, 트리멜리트산의 산무수물 들 수 있다. 이들 가운데에서, 산일무수물(D)로서 바람직하게는 석신산, 이타콘산, 테트라히드로프탈산, 헥사히드로트리멜리트산, 프탈산, 트리멜리트산의 무수물이며, 더욱 바람직하게는 석신산, 이타콘산, 테트라히드로프탈의 산무수물이다. 또한 일반식(10)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지는, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지 의 하나의 예인 것은 말할 필요도 없다. Subsequently, the hydroxyl group and the acid anhydride (D) of the compound represented by General Formula (9) are reacted to obtain an alkali-soluble resin represented by General Formula (10). As the acid monoanhydride (D), an acid anhydride of saturated linear hydrocarbon dicarboxylic acid, an acid anhydride of saturated cyclic hydrocarbon dicarboxylic acid, an acid anhydride of aromatic dicarboxylic acid, and the like can be used. Among these, as an acid anhydride of saturated straight-chain hydrocarbon dicarboxylic acid, for example, succinic acid, acetyl succinic acid, azipine acid, azelaic acid, citrasalic acid, maronic acid, glutaric acid, citric acid, tartaric acid, oxoglutaric acid, pi Anhydrides, such as melanic acid, a sebacic acid, a sublinic acid, and a diglycolic acid, are mentioned, Furthermore, the linear hydrocarbon dicarboxylic acid anhydride by which the hydrocarbon group was substituted may be sufficient. Moreover, as an acid anhydride of saturated cyclic hydrocarbon dicarboxylic acid, acid anhydrides, such as hexahydrophthalic acid, cyclobutanedicarboxylic acid, cyclopentanedicarboxylic acid, norbornanedicarboxylic acid, hexahydro trimellitic acid, are mentioned, for example. Furthermore, the acid anhydride of alicyclic dicarboxylic acid substituted with saturated hydrocarbon may be sufficient. Examples of the acid anhydride of unsaturated dicarboxylic acid include, for example, acid anhydrides of maleic acid, itaconic acid, phthalic acid, tetrahydrophthalic acid, methylendomethylenetetrahydrophthalic acid, chloric acid and trimellitic acid. Among these, as an acid anhydride (D), Preferably it is an anhydride of succinic acid, itaconic acid, tetrahydrophthalic acid, hexahydro trimellitic acid, phthalic acid, trimellitic acid, More preferably, succinic acid, itaconic acid, tetrahydro Phthalate's acid anhydride. It is needless to say that the alkali-soluble resin represented by the general formula (10) is one example of the alkali-soluble resin represented by the general formula (1).
일반식(9)으로 나타내지는 화합물의 수산기와 산일무수물(D)을 반응시켜서, 일반식(10)으로 나타내지는 화합물을 합성할 때의 반응온도로서는, 20∼120℃의 범위가 바람직하고, 보다 바람직하게는 40∼90℃이다. 일반식(10)으로 나타내지는 화합물을 합성할 때의 산일무수물(D)의 몰비는, 상기 중합성 불포화기를 가지는 디올화합물(A), 산이무수물(B) 및 옥시란화합물(C)의 몰수(mol)로부터 환산되는 식(2×((A)-(B))+(C))에 대하여, 즉 몰비[(D)/{2(A)-(B)+(C)]}가, 20∼110몰%인 것이 좋다. 산일무수물의 몰비는 상기 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지의 산가를 조정할 목적으로, 상술의 범위에서 임의로 변경할 수 있다.As reaction temperature at the time of reacting the hydroxyl group and acid-anhydride (D) of the compound represented by General formula (9), and synthesize | combining the compound represented by General formula (10), the range of 20-120 degreeC is preferable, and more Preferably it is 40-90 degreeC. The molar ratio of the acid monoanhydride (D) when synthesizing the compound represented by the general formula (10) is the number of moles of the diol compound (A), acid dianhydride (B) and oxirane compound (C) having the polymerizable unsaturated group ( For the formula (2 × ((A)-(B)) + (C)) converted from mol), that is, the molar ratio [(D) / {2 (A)-(B) + (C)]} is It is good that it is 20-110 mol%. The molar ratio of an acid anhydride can be arbitrarily changed in the above-mentioned range for the purpose of adjusting the acid value of alkali-soluble resin represented by the said General formula (1).
일반식(1)을 제조하는 방법의 하나의 예를 9,9-비스(히드록시페닐)플루오렌을 출발원료로 할 경우에 대해서는 구체적으로 나타내면 다음과 같다.A case where 9,9-bis (hydroxyphenyl) fluorene is used as a starting material as an example of the method for producing the general formula (1) is as follows.
우선, 9,9-비스(4-히도록시페닐)플루오렌과 에피클로로히드린을 반응시켜서 하기 일반식(11)으로 나타내지는 비스페놀플루오렌형 에폭시 화합물을 합성하고, 이 비스페놀플루오렌형 에폭시 화합물과 CH2=CHR5-COOH(R5는 상기와 같음)로 표현되는 (메타)아크릴산을 반응시켜서 하기 일반식(12)으로 나타내지는 비스페놀플루오렌형 에폭시(메타)아크릴레이트 수지를 합성한다. 그 다음에, 이 비스페놀플루오렌형 에폭시(메타)아크릴레이트 수지를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 등의 용제 중에서 가열 하, 산이무수물(B), 옥시란화합물(C), 산일무수물(D)과 순차 반응시켜서, 상기 일반식(1)의 알칼리 가용성 수지를 얻는다. First, bisphenol fluorene type epoxy compounds represented by the following general formula (11) are synthesized by reacting 9,9-bis (4-hydroxyoxyphenyl) fluorene with epichlorohydrin, and the bisphenol fluorene type epoxy compound And (meth) acrylic acid represented by CH 2 = CHR 5 -COOH (R 5 is the same as described above) to synthesize a bisphenol fluorene type epoxy (meth) acrylate resin represented by the following general formula (12). Subsequently, this bisphenol fluorene type epoxy (meth) acrylate resin is heated in a solvent such as propylene glycol monomethyl ether acetate, followed by acid dianhydride (B), oxirane compound (C) and acid anhydride (D). By reaction, alkali-soluble resin of the said General formula (1) is obtained.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 상기 일반식(1)의 알칼리 가용성 수지를 수지성분의 주성분으로서 함유한다. 여기에서, 수지성분이라 함은 중합 또는 경화시킴으로써 수지가 되는 성분을 말하고, 수지 외에, 올리고머, 모노머를 포함한다. 또한 주성분으로서 함유한다고 함은 일반식(1)의 알칼리 가용성 수지가 수지성분 중에 30wt%이상, 바람직하게는 50wt%이상, 보다 바람직하게는 60wt%이상 포함되는 것을 말한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지를 필수성분으로서 포함하면 좋고, 일반식(1)의 수지 이외의 성분은 수지성분이여도 좋고, 용제나 충전재나 착색제 등의 비수지성분이여도 좋다. Moreover, the photosensitive resin composition of this invention contains alkali-soluble resin of the said General formula (1) as a main component of a resin component. Here, a resin component means the component which turns into resin by superposing | polymerizing or hardening, and contains an oligomer and a monomer other than resin. In addition, containing as a main component means that alkali-soluble resin of General formula (1) contains 30 weight% or more, Preferably it is 50 weight% or more, More preferably, 60 weight% or more is contained in a resin component. The photosensitive resin composition of this invention should just contain alkali-soluble resin represented by General formula (1) as an essential component, and components other than resin of General formula (1) may be resin components, a solvent, a filler, a coloring agent, etc. May be a non-resin component.
감광성 수지 조성물로서의 특징을 살리기 위해서는, 하기 (i) 내지 (iii)성분을 필수의 성분으로서 함유하는 것이 바람직하다. 즉 (i)상기 일반식(1)으로 나 타내지는 알칼리 가용성 수지, (ii)적어도 1개 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 광중합성 모노머, 및 (iii)광중합개시제를 필수의 성분으로서 포함한다.In order to utilize the characteristic as a photosensitive resin composition, it is preferable to contain following (i)-(iii) component as an essential component. That is, (i) alkali-soluble resin represented by the said General formula (1), (ii) photopolymerizable monomer which has at least 1 or more ethylenically unsaturated bond, and (iii) photoinitiator are included as an essential component.
또한, 본 발명의 블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물은, 하기(i), (ii), (iii) 및 (iv)성분을 필수적인 성분으로서 함유한다. 즉, (i)일반식(1)으로 나타내지는 1분자 내에 카르본산기 및 중합성 불포화기를 가지는 알칼리 가용성 수지, (ii)적어도 1개 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 광중합성 모노머, (iii)광중합개시제, 및 (iv)차광성 안료를 필수적인 성분으로서 포함한다. Moreover, the photosensitive resin composition for black matrices of this invention contains following (i), (ii), (iii) and (iv) component as an essential component. That is, (i) alkali-soluble resin which has a carboxylic acid group and a polymerizable unsaturated group in 1 molecule represented by General formula (1), (ii) photopolymerizable monomer which has at least 1 ethylenically unsaturated bond, (iii) photopolymerization Initiator, and (iv) light-shielding pigment as essential components.
이 중, (ii)성분인 적어도 1개 이상의 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 광중합성 모노머로서는 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 가지는 모노머나, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸롤에탄트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산에스테르류를 들 수 있다. 이들의 화합물은 그 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.Among these, as a photopolymerizable monomer which has at least 1 or more ethylenically unsaturated bond which is (ii) component, it is 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-ethyl, for example. Monomers having hydroxyl groups such as hexyl (meth) acrylate, ethylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, triethylene glycol di (meth) acrylate, tetraethylene glycol di (meth) Acrylate, tetramethylene glycol di (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, trimethylol ethane tri (meth) acrylate, pentaerythritol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) acrylate , Pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, glycerol (Meth) (meth) acrylic acid esters such as acrylates. These compounds can use 1 type (s) or 2 or more types.
이들 (ii)성분과 (i)일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지와의 배합비율[(i)/(ii)]에 대해서는 20/80∼90/10인 것이 좋고, 바람직하게는 40/60∼80/20 인 것이 좋다. 알칼리 가용성 수지의 배합비율이 적으면, 광경화 후의 경화물이 물러지며, 또한 미노광부에 있어서 도막의 산가가 낮은 때문에 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하하고, 패턴에지가 울퉁불퉁해 샤프하게 되지 못하는 문제가 생긴다. 반대로 알칼리 가용성 수지의 배합비율이 상기 범위보다 많아지면, 수지에 차지하는 광반응성 관능기의 비율이 적고 가교구조의 형성이 충분하지 않고, 또한 수지성분에 있어서의 산가도가 지나치게 높아서, 노광부에 있어서의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 높아지게 되는 점에서, 형성된 패턴이 목표로 하는 선폭보다 좁아지거나, 패턴의 결락이 생기기 쉬워지는 것과 같은 문제가 생길 우려가 있다.It is preferable that it is 20/80-90/10 about the compounding ratio [(i) / (ii)] of these (ii) component and (i) alkali-soluble resin represented by General formula (1), Preferably it is 40 It is good that it is / 60-80 / 20. When the compounding ratio of alkali-soluble resin is small, the hardened | cured material after photocuring will fall, and since the acid value of a coating film is low in an unexposed part, the solubility to alkaline developing solution will fall, and the pattern edge will be uneven and it will not become sharp. Occurs. On the contrary, when the compounding ratio of alkali-soluble resin becomes larger than the said range, the ratio of the photoreactive functional group which occupies for resin is small, formation of crosslinked structure is not enough, and acid value in resin component is too high, Since the solubility to an alkaline developing solution becomes high, there exists a possibility that a problem may arise that the formed pattern becomes narrower than the target line | wire width, or a pattern falls easily.
또한, 성분(iii)의 광중합개시제로서는 예를 들면 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 디클로로아세토페논, 트리클로로아세토페논, p-tert-부틸아세토페논 등의 아세토페논류, 벤조페논, 2-클로로벤조페논, p,p',-비스디메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류, 벤질, 벤조 인, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등의 벤조인에테르류, 2-(o-클로로페닐)-4,5-페닐비이미다졸, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디(m-메톡시페닐)비이미다졸, 2-(o-플루오로페닐)-4,5-디페닐비이미다졸, 2-(o-메톡시페닐)-4,5-디페닐비이미다졸, 2,4,5-트리아릴비이미다졸 등의 비이미다졸계 화합물류, 2-트리클로로메틸-5-스티릴-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(p-시아노스티릴)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(p-메톡시스티릴)-1,3,4-옥사디아졸 등의 할로메틸티아졸 화합물류, 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메 틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-클로로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로R메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3,4,5-트리메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메틸티오스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 등의 할로메틸-s-트리아진계 화합물류, 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-(o-벤조일옥심), 1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1,2-디온-2-옥심-o-벤조에이트, 1-(4-메틸술파닐페닐)부탄-1-온옥심-o-아세테이트 등의 o-아실옥심계 화합물류, 벤질디메틸케탈, 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등의 유황화합물, 2-에틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논류, 아조비스이소부틸니트릴, 벤조일퍼옥사이드, 쿠멘퍼옥시드 등의 유기과산화물, 2-메르캅토벤조일이미다졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조티아졸 등의 티올 화합물, 트리에탄올아민, 트리에틸아민 등의 제3급아민 등을 들 수 있다. 이들의 공중합개시제는 그 1종 또는 2종 이상을 사용할 수 있다.As the photopolymerization initiator of component (iii), for example, acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, trichloroacetophenone, and p- acetophenones such as tert-butylacetophenone, benzophenones such as benzophenone, 2-chlorobenzophenone, p, p ', and -bisdimethylaminobenzophenone, benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin iso Benzoin ethers such as propyl ether and benzoin isobutyl ether, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-phenylbiimidazole, 2- (o-chlorophenyl) -4,5-di (m- Methoxyphenyl) biimidazole, 2- (o-fluorophenyl) -4,5-diphenylbiimidazole, 2- (o-methoxyphenyl) -4,5-diphenylbiimidazole, 2, Nonimidazole compounds such as 4,5-triarylbiimidazole, 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- (p- Cyanostyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5- halomethylthiazole compounds such as (p-methoxystyryl) -1,3,4-oxadiazole, 2,4,6-tris (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2 -Methyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2-phenyl-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- ( 4-chlorophenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine, 2- (4-methoxynaphthyl) -4,6-bis (trichloroRmethyl) -1,3,5-triazine, 2- (4-methoxystyryl) -4 , 6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine, 2- (3,4,5-trimethoxystyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3, Halomethyl-s-triazine compounds such as 5-triazine and 2- (4-methylthiostyryl) -4,6-bis (trichloromethyl) -1,3,5-triazine; 1,2 -Octanedione, 1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2- (o-benzoyloxime), 1- (4-phenylsulfanylphenyl) butane-1,2-dione-2-oxime-o -Benzoate, 1- (4-methylsulfanylphenyl) butan-1-one oxime-o- O-acyl oxime compounds such as cate, benzyl dimethyl ketal, thioxanthone, 2-chloro thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2-methyl thioxanthone, and 2-isopropyl thioxide Sulfur compounds such as acid, 2-ethylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, 2,3-diphenylanthraquinones, azobisisobutylnitrile, benzoyl peroxide, cumene peroxide and the like Thiol compounds such as organic peroxides, 2-mercaptobenzoylimidazole, 2-mercaptobenzoxazole, and 2-mercaptobenzothiazole, and tertiary amines such as triethanolamine and triethylamine. These copolymerization initiators can use 1 type (s) or 2 or more types.
(iii)성분의 광중합개시제의 사용량은, (i)일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지 및 (ii)광중합성 모노머의 합계 100중량부를 기준으로 하여 2∼50중량부인 것이 좋고, 바람직하게는 15∼40중량부인 것이 좋다. (ii)성분의 광중합개시제의 배합비율이 적으면, 광중합의 속도가 늦어져서 감도가 저하한다. 반대에 지나치게 많으면, 감도가 지나치게 강해서 패턴 선폭이 패턴 마스크에 대하여 굵어진 상태가 되며, 마스크에 대하여 충실한 선폭을 재현할 수 없거나, 또는 패턴에지가 울퉁불퉁해 샤프하게 되지 못하는 문제가 생길 우려가 있다. 또한 (iii)의 광중합개시제에는 광증감 작용을 겸비하는 것도 포함되지만, 별도 광증감제를 첨가해도 하등 지장 없다. It is preferable that the usage-amount of the photoinitiator of (iii) component is 2-50 weight part based on a total of 100 weight part of (i) alkali-soluble resin represented by General formula (1) and (ii) photopolymerizable monomer, Preferably Is preferably from 15 to 40 parts by weight. When the compounding ratio of the photoinitiator of (ii) component is few, the speed | rate of photopolymerization will become slow and a sensitivity will fall. On the contrary, if the sensitivity is too high, the pattern line width becomes thicker with respect to the pattern mask, and there is a fear that a faithful line width cannot be reproduced with respect to the mask, or the pattern edge is uneven and sharp. Moreover, although the photoinitiator of (iii) also has a photosensitization effect, even if it adds a photosensitizer separately, it does not interfere at all.
또한, (iv)성분의 차광성 안료로서는 흑색 유기안료, 혼색 유기안료 또는 차광재 등을 들 수 있다. 이 중, 흑색 유기안료로서는 예를 들면 페릴렌블랙, 시아닌 블랙 등을 들 수 있다. 혼색 유기안료로서는 적, 청, 녹, 자, 황색, 시아닌, 마젠타 등에서 선택되는 적어도 2종 이상의 안료를 혼합하여 유사 흑색화된 것을 들 수 있다. 차광재로서는 카본블랙, 산화크롬, 산화철, 티타늄블랙, 아닐린블랙, 시아닌블랙을 들 수 있고, 2종 이상을 적당히 선택하여 이용할 수도 있지만, 특히 카본블랙이, 차광성, 표면평활성, 분산안정성, 수지와의 상용성이 양호한 점에서 바람직하다.In addition, examples of the light-shielding pigment of component (iv) include black organic pigments, mixed organic pigments, or light-shielding materials. Among these, as black organic pigment, perylene black, cyanine black, etc. are mentioned, for example. Examples of the mixed organic pigment include those which are similarly blackened by mixing at least two or more pigments selected from red, blue, green, purple, yellow, cyanine, magenta and the like. Examples of the light shielding material include carbon black, chromium oxide, iron oxide, titanium black, aniline black, and cyanine black. Although two or more kinds may be appropriately selected and used, in particular, carbon black may have light shielding properties, surface smoothness, dispersion stability, and resin. The compatibility with is preferable at the point which is favorable.
(iv)성분의 차광성 안료는, 필요에 따라서, 분산제와 함께 사용할 수 있다. 이러한 분산제로서는 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 실리콘계, 불소계 등의 계면활성제를 들 수 있다. 계면활성제의 구체예로서는 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르 등의 폴리옥시에틸렌알킬에테르류 등을 들 수 있다. (iv)성분의 차광성 안료의 사용량은, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지 및 (ii)성분의 총량 100중량부에 대하여 30∼280중량부, 바람직하게는 50∼230중량부의 범위가 좋다. 이들의 범위보다 적으면 차광성이 충분하지 않게 되고, 바람직한 차광율을 얻기 위해서는 막후를 두텁게 해야 하므로, 컬러필 터의 면평활성이 얻기 어렵다. 반대로, 지나치게 많으면, 블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물의 분산안정성이 저하하고, 또한 본래의 바인더가 되는 감광성 수지의 함유량도 감소하기 때문에, 현상 특성을 손상함과 동시에 막형(膜形) 성능이 손상e된다는 바람직하지 못한 문제가 생길 우려가 있다.The light-shielding pigment of (iv) component can be used with a dispersing agent as needed. As such a dispersing agent, surfactant, such as a cationic type, an anionic type, a nonionic type, an amphoteric, a silicone type, and a fluorine type, is mentioned, for example. Specific examples of the surfactant include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether. The usage-amount of the light-shielding pigment of (iv) component is 30-280 weight part with respect to 100 weight part of alkali-soluble resin represented by General formula (1), and (ii) component, Preferably it is the range of 50-230 weight part Is good. If it is smaller than these ranges, the light shielding property is not sufficient, and in order to obtain a desirable light shielding rate, the film thickness must be thickened, so that the surface flatness of the color filter is difficult to be obtained. On the contrary, when too much, the dispersion stability of the photosensitive resin composition for black matrices will fall, and also the content of the photosensitive resin used as an original binder will also decrease, and it will impair development characteristics and damage film performance. There is a risk of causing undesirable problems.
(i)성분의 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지, (ii)성분의 광중합성 모노머, 및 (iii)성분의 광중합개시제를 필수성분으로서 포함하는 감광성 수지 조성물은 컬러필터잉크, 보호막 등의 컬러필터용 재료 등에 유용하다. 또한 (i)성분의 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지, (ii)성분의 광중합성 모노머, (iii)성분의 광중합개시제, 및 (iv)성분의 차광성 안료를 필수성분으로서 포함하는 블랙매트릭스용 감광성 수지 조성물은, 컬러필터용 블랙매트릭스 재료로서도 유용하다. 이들은, 필요에 의해 용제에 용해시키거나, 각종 첨가제를 배합해서 이용할 수도 있다. The photosensitive resin composition containing alkali-soluble resin represented by General formula (1) of (i) component, the photopolymerizable monomer of (ii) component, and the photoinitiator of (iii) component as an essential component is a color filter ink, a protective film, etc. Useful for color filter materials and the like. Furthermore, alkali-soluble resin represented by General formula (1) of (i) component, the photopolymerizable monomer of (ii) component, the photoinitiator of (iii) component, and the light-shielding pigment of (iv) component are included as an essential component. The photosensitive resin composition for black matrices is also useful as a black matrix material for color filters. These can be melt | dissolved in a solvent as needed, or can mix and use various additives.
본 발명의 감광성 수지 조성물을 컬러필터용 등에 사용할 경우에 있어서는 상기 각 성분 이외에 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 용제로서는 예를 들면 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, α- 혹은 β-테르피네올 등의 테르펜류 등, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족탄화수소류, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류, 초산에틸, 초산부틸, 셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카르비톨아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 초산에스테르류 등을 들 수 있고, 이들을 이용하여 용해, 혼합시킴으로써 균일한 용액상의 조성물로 할 수 있다.When using the photosensitive resin composition of this invention for color filters etc., it is preferable to use a solvent other than said each component. Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, propylene glycol, terpenes such as α- or β-terpineol, acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and N. Ketones such as methyl-2-pyrrolidone, aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, tetramethylbenzene, cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methyl carbitol, ethyl carbitol, butyl Glycol ethers such as carbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, and ethyl acetate Butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethyl carbitol acetate, Acetate esters, such as butyl carbitol acetate, a propylene glycol monomethyl ether acetate, and a propylene glycol monoethyl ether acetate, etc. are mentioned, It can be set as a uniform solution composition by melt | dissolving and mixing using these.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물에는 필요에 따라서 경화촉진제, 열중합금지제, 가소제, 충전재, 용제, 레벨링제, 소포제 등의 첨가제를 배합할 수 있다. 이 중, 열중합 금지제로서는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논모노메틸에테르, 피로가롤, tert-부틸카테콜, 페노티아진 등을 들 수 있다. 가소제로서는 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 트리크레질 등을 들 수 있다. 충전재로서는 유리파이버, 실리카, 마이카, 알루미나 등을 들 수 있다. 또한, 소포제나 레벨링제로서는 예를 들면 실리콘계, 불소계, 아크릴계의 화합물을 들 수 있다.Moreover, additives, such as a hardening accelerator, a thermal polymerization inhibitor, a plasticizer, a filler, a solvent, a leveling agent, an antifoamer, can be mix | blended with the photosensitive resin composition of this invention as needed. Among these, as a thermal polymerization inhibitor, hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogarol, tert-butyl catechol, phenothiazine, etc. are mentioned. Examples of the plasticizer include dibutyl phthalate, dioctyl phthalate and tricresyl. Examples of the filler include glass fiber, silica, mica, alumina, and the like. Moreover, as an antifoamer and a leveling agent, a silicone type, a fluorine type, and an acryl type compound are mentioned, for example.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 용제를 제외한 고형분(고형분에는 경화 후에 고형분이 되는 모노머를 포함함) 중에, 일반식(1)으로 나타내지는 알칼리 가용성 수지, (ii)의 광중합성 모노머 및 (ii)광중합개시제, 필요에 따라 부가되어지는 (iv)차광성 안료가 합계로 70wt%이상, 바람직하게는 80wt%, 보다 바람직하게는 90wt%이상 포함하는 것이 바람직하다. 용제의 양은, 목표로 하는 점도에 따라 변화하지만, 전체량에 대하여 20∼80wt%의 범위가 바람직하다. 본 발명의 감광성 수지 조성물을 컬러필터용으로 할 경우는, 보호막 용도 및 블랙매트릭스 용도에 호적하 다. The photosensitive resin composition of this invention is alkali-soluble resin represented by General formula (1), the photopolymerizable monomer of (ii), and (ii) photopolymerization in solid content (solid content contains the monomer which becomes solid content after hardening) except a solvent. It is preferable that the initiator and (iv) light-shielding pigment added as needed contain 70 wt% or more, preferably 80 wt%, more preferably 90 wt% or more in total. The amount of the solvent varies depending on the target viscosity, but is preferably in the range of 20 to 80 wt% based on the total amount. When the photosensitive resin composition of this invention is used for a color filter, it is suitable for a protective film use and a black matrix use.
본 발명의 도막(경화물)은 예를 들면, 상기 감광성 수지 조성물의 용액을 기판 등에 도포하고, 건조하고, 광(자외선, 방사선 등을 포함함)을 조사해, 이것을 경화시킴으로써 얻어진다. 광이 닿는 부분과 닫지 않은 부분을 만들어, 광이 닿는 부분만을 경화시켜, 다른 부분을 알칼리 용액으로 용해시키면, 소망의 패턴의 도막이 얻어진다. The coating film (cured product) of this invention is obtained by apply | coating the solution of the said photosensitive resin composition to a board | substrate etc., for example, drying, irradiating light (including ultraviolet rays, radiation, etc.), and hardening this. When the part which light hits and the part which is not closed are made, and only the part which light hits is hardened, and another part is melt | dissolved in alkaline solution, the coating film of a desired pattern is obtained.
다음으로 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터의 제조방법에 대해서 설명한다. 우선, 기판의 표면상에, 감광성 수지 조성물을 도포한 뒤, 프리베이크를 행하여 용제를 증발시켜, 도막을 형성한다. 그 다음에, 이 도막에 포토마스크를 개재하여 노광한 뒤, 알카리성 현상액을 이용해 현상하고, 도막의 미노광부를 용해 제거하고, 그 후 포스트베이크함으로써, 화소를 형성하는 부분을 구획하게끔 형성된 블랙매트릭스를 얻는다. 이 기판상에, 예를 들면 적색의 안료가 분산된 감광성 수지 조성물의 액상 조성물을 도포한 뒤, 프리베이크를 행하여 용제를 증발시켜, 도막을 형성한다. 그 다음에, 이 도막에 포토마스크를 개재하여 노광한 뒤, 알카리성 현상액을 이용하여 현상하고, 도막의 미노광부를 용해 제거하고, 그 후 포스트베이크함으로써, 적색의 화소 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 형성한다. 그 후, 녹색 또는 청색의 안료가 분산된 감광성 수지 조성물의 액상 조성물을 이용해, 상기와 동일하게 하여, 각 액상 조성물의 도포, 프리베이크, 노광, 현상 및 포스트베이크를 행하여, 녹색의 화소 어레이 및 청색의 화소 어레이를 동일 기판상에 순차 형성함으로써, 적색, 녹색 및 청색의 3원색의 화소 어레이가 기판상에 배치하 고, 나아가 이 위에 보호막으로서, 감광성 수지 조성물의 액상 조성물을 상기와 동일하게 하여, 각 액상 조성물의 도포, 프리베이크, 노광, 현상 및 포스트베이크를 행하여, 보호막이 형성된 컬러필터를 얻는다. Next, the manufacturing method of the color filter using the photosensitive resin composition is demonstrated. First, after apply | coating the photosensitive resin composition on the surface of a board | substrate, prebaking is performed and the solvent is evaporated and a coating film is formed. Next, after exposing through a photomask to this coating film, it develops using alkaline developing solution, dissolves and removes the unexposed part of a coating film, and post-bakes, and forms the black matrix formed so that the part which forms a pixel may be divided. Get After apply | coating the liquid composition of the photosensitive resin composition in which red pigment was disperse | distributed, for example on this board | substrate, prebaking is performed and the solvent is evaporated and a coating film is formed. Next, after exposing through a photomask to this coating film, it develops using alkaline developing solution, dissolves and removes the unexposed part of a coating film, and post-bakes, and the red pixel pattern was arrange | positioned in predetermined | prescribed arrangement. A pixel array is formed. Then, using the liquid composition of the photosensitive resin composition in which the green or blue pigment was disperse | distributed, it apply | coated, prebaked, exposed, developed, and postbaked each liquid composition, and the green pixel array and blue By sequentially forming pixel arrays on the same substrate, the pixel arrays of three primary colors of red, green and blue are arranged on the substrate, and as a protective film thereon, the liquid composition of the photosensitive resin composition is made the same as above, Application | coating, prebaking, exposure, image development, and postbaking of each liquid composition are performed, and the color filter in which the protective film was formed is obtained.
감광성 수지 조성물을 기판에 도포할 때는, 공지의 용액침지법, 스프레이법 외에, 롤러코터, 랜드코터나 스핀너기를 이용하는 방법 등 중 어느 방법도 채용할 수 있다. 이들의 방법에 의해서, 소망의 두께에 도포한 후, 용제를 제거(프리베이크)함으로써 피막이 형성된다. 프리베이크는 오븐, 핫플레이트 등에 의한 가열, 진공건조 또는 이들을 조합시킴으로써 행해진다. 프리베이크에 있어서의 가열온도 및 가열시간은 사용하는 용제에 따라서 적당히 선택되며, 예를 들면 80∼120℃의 온도에서 1∼10분간 행해진다. When apply | coating a photosensitive resin composition to a board | substrate, in addition to a well-known solution immersion method and a spray method, any method, such as a method of using a roller coater, a land coater, or a spinner, can be employ | adopted. By these methods, after apply | coating to desired thickness, a film is formed by removing a solvent (prebaking). Prebaking is performed by heating by oven, hotplate, etc., vacuum drying, or combining them. The heating temperature and the heating time in the prebaking are appropriately selected according to the solvent to be used, for example, 1 to 10 minutes at a temperature of 80 to 120 ° C.
컬러필터를 제작할 때에 사용되는 방사선으로서는 예를 들면 가시광선, 자외선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 사용할 수 있지만, 파장이 250∼450nm의 범위에 있는 방사선이 바람직하다. 또한, 이 알칼리 현상에 적합한 현상액으로서는 예를 들면, 알칼리금속이나 알칼리토류금속의 탄산염의 수용액, 알칼리 금속의 수산화물의 수용액 등을 들 수 있지만, 특히 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산리튬 등의 탄산염을 0.05∼10중량% 함유하는 약알카리성 수용액을 이용하여 20∼30℃의 온도에서 현상하는 것이 좋고, 시판의 현상기나 초음파세정기 등을 이용하여 미세한 화상을 정밀하게 형성할 수 있다. 또한, 알칼리 현상 후는, 통상 수세한다. 현상처리법으로서는 샤워현상법, 스프레이현상법, 딥(침지)현상법, 패들(액체담음)현상법 등을 적용할 수 있다. 현상조건은 상온에서 10∼120초가 바람직하다. As the radiation used when producing the color filter, for example, visible rays, ultraviolet rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams, X rays and the like can be used, but radiation having a wavelength in the range of 250 to 450 nm is preferable. Moreover, as a developer suitable for this alkali image development, although the aqueous solution of the carbonate of an alkali metal or alkaline-earth metal, the aqueous solution of the hydroxide of an alkali metal, etc. are mentioned, Especially, carbonates, such as sodium carbonate, potassium carbonate, lithium carbonate, are 0.05- It is preferable to develop at the temperature of 20-30 degreeC using the weakly alkaline aqueous solution containing 10 weight%, and a fine image can be formed precisely using a commercially available developer, an ultrasonic cleaner, etc. In addition, after alkali image development, it washes with water normally. As the development treatment method, a shower development method, a spray development method, a dip (immersion) development method, a paddle (liquid dipping) development method, and the like can be applied. The developing conditions are preferably 10 to 120 seconds at room temperature.
이와 같이 하여 현상한 후, 180∼250℃의 온도 및 20∼100분의 조건으로 열처리(포스트베이크)가 행해진다. 이 포스트베이크는 패터닝된 도막과 기판과의 밀착성을 향상시키기 위한 등의 목적에서 행해진다. 이것은 프리베이크와 같이, 오븐, 핫플레이트 등에 의해 가열함으로써 행해진다. 본 발명의 패터닝된 도막은 이상의 포토리소그래피에 의한 각 공정을 경과하여 형성된다.After developing in this manner, heat treatment (post-baking) is performed at a temperature of 180 to 250 ° C and a condition of 20 to 100 minutes. This post-baking is performed for the purpose of improving the adhesiveness of a patterned coating film and a board | substrate. This is done by heating with an oven, hot plate or the like like prebaking. The patterned coating film of this invention is formed after each process by the above photolithography.
화소 및/또는 블랙매트릭스를 구비한 컬러필터를 형성할 때에 사용되는 기판으로서는 예를 들면 유리, 투명필름(예를 들면, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테르프탈레이트, 폴리에테르술폰 등) 등을 들 수 있다. 또한 이들 기판에는 필요에 따라서, 투명전극층의 부여, 실란커플링제 등에 의한 약품처리, 플라즈마처리, 이온 플래팅, 스퍼터링, 기상반응법, 진공증착 등의 적당한 전 처리를 시행해 둘 수도 있다. As a board | substrate used when forming the color filter provided with a pixel and / or a black matrix, glass, a transparent film (for example, polycarbonate, polyethylene terphthalate, polyether sulfone etc.) etc. are mentioned. If necessary, these substrates may be subjected to appropriate pretreatment such as provision of a transparent electrode layer, chemical treatment with a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating, sputtering, vapor phase reaction, vacuum deposition, and the like.
<실시예><Example>
이하, 실시예 및 비교예에 근거해 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 또한 본 발명은 이것들의 실시예 및 비교예에 의해 그 범위를 한정되는 것은 아니다. 또한 이하의 실시예 등에 있어서의 수지의 평가는, 단서가 없는 한 아래와 같이 행하였다. EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, this invention is demonstrated in detail based on an Example and a comparative example. In addition, this invention is not limited to the range by these Examples and comparative examples. In addition, evaluation of resin in the following Examples etc. was performed as follows unless there was a clue.
[고형분농도][Solid content concentration]
실시예 중(비교예 등 포함함)에서 얻어진 수지용액(반응생성물이나 알칼리 가용성 수지의 경우도 포함함) 1g을 유리필터[중량:W0(g)]에 함침시켜서 칭 량[W1(g)]하고, 160℃에서 2hr 가열한 후의 중량[W2(g)]에서 다음 식으로 구했다. 1 g of the resin solution (including the reaction product or alkali-soluble resin) obtained in Examples (including the comparative examples) was impregnated into a glass filter [weight: W 0 (g)] and weighed [W 1 (g ), And the weight [W 2 (g)] after heating for 2 hours at 160 ° C. was obtained by the following equation.
고형분농도(중량%)=100×(W2-W0)/(W1-W0) Solid content concentration (% by weight) = 100 × (W 2 -W 0 ) / (W 1 -W 0 )
[산가][Acid value]
수지용액을 디옥산에 용해시켜, 페놀프탈레인을 지시약으로서 1/10N-KOH수용액으로 적정하여 구했다.The resin solution was dissolved in dioxane and titrated with 1 / 10N-KOH aqueous solution as an indicator to obtain phenolphthalein.
[분자량][Molecular Weight]
테트라히드로푸란을 전개용매로서, 겔투과크로마토그래피(GPC)로 표준 폴리스티렌 환산값으로 하여 중량평균 분자량(Mw)을 구한 값이다. It is the value which calculated | required the weight average molecular weight (Mw) using tetrahydrofuran as a developing solvent as a standard polystyrene conversion value by gel permeation chromatography (GPC).
또한 실시예에서 사용하는 약호는 다음과 같다.In addition, the symbol used in an Example is as follows.
FHPA: 비스페놀플루오렌형 에폭시 수지와 아크릴산과의 등당량 반응물(Nippon Steel Chemical사 제품, ASF-400용액: 고형분농도 50wt%, 고형분환산의 산가 1.28mgKOH/g)FHPA: Equivalent reactant of bisphenol fluorene type epoxy resin with acrylic acid (Nippon Steel Chemical Co., ASF-400 solution: solid content concentration 50wt%, solid content equivalent acid value 1.28mgKOH / g)
FHPPA: 비스(페닐페놀)플루오렌형 에폭시 수지와 아크릴산과의 등당량 반응물(50wt% PGMEA용액, 고형분환산의 산가 7.51mgKOH/g)FHPPA: Bis (phenylphenol) fluorene type epoxy resin and the equivalent equivalent of acrylic acid (50 wt% PGMEA solution, solid content of 7.51 mgKOH / g)
BisA-GEA: 비스페놀A디글리시딜에테르과 아크릴산과의 당량 반응물(50wt% PGMEA용액, 고형분환산의 산가 1.72mgKOH/g)BisA-GEA: The equivalent reaction product of bisphenol A diglycidyl ether and acrylic acid (50 wt% PGMEA solution, solid value of acid value of 1.72 mgKOH / g)
BPDA: 3,3',4,4'-비페닐테트라카르본산이무수물BPDA: 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride
BTDA: 3,3,4,4'-벤조페논테트라카르본산이무수물BTDA: 3,3,4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride
ODPA: 3,3,4,4'-옥시디페닐테트라카르본산이무수물ODPA: 3,3,4,4'-oxydiphenyltetracarboxylic dianhydride
CHDA: 3,3',4,4'-옥시디페닐테트라카르본산이무수물CHDA: 3,3 ', 4,4'-oxydiphenyltetracarboxylic dianhydride
THPA: 1,2,3,6-테트라히드로프탈산무수물THPA: 1,2,3,6-tetrahydrophthalic anhydride
HHPA: 헥사히드로프탈산무수물HHPA: Hexahydrophthalic anhydride
GMA: 글리시딜메타클리레이트GMA: glycidyl methacrylate
HBAGE: 4-히드록시부틸아크릴레이트글리시딜에테르HBAGE: 4-hydroxybutyl acrylate glycidyl ether
TEAB: 취화테트라에틸암모늄TEAB: embrittlement tetraethylammonium
TPP: 트리페닐포스핀TPP: Triphenylphosphine
PGMEA:프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트PGMEA: Propylene glycol monomethyl ether acetate
실시예 1Example 1
환류냉각기가 달린 1000ml 사구플라스크 중에 FHPA[(A)성분]의 50% PGMEA용액을 600.00g(0.49mol), BPDA[(B)성분]을 72.75g(0.247mol), PGMEA를 39.56g, 및 TPP을 1.30g 집어넣고, 120∼125℃에서 가열하에 2hr 교반하고, 더욱 70∼75℃에서 6hr의 가열교반을 행해 반응생성물(a)을 얻었다. 얻어진 반응생성물(a)의 고형분농도는 52.4wt%, 수지의 산가(고형분환산)는 78.0mgKOH/g, 및 GPC분석에 의한 중량평균분자량(Mw)은 3400이었다.600.00 g (0.49 mol) of 50% PGMEA solution of FHPA [component (A)], 72.75 g (0.247 mol) of BPDA [component (B)], 39.56 g of PGMEA, and TPP in a 1000 ml four-necked flask with reflux cooler. 1.30 g of was added thereto, stirred at 120 to 125 ° C. for 2 hours, and further stirred at 70 to 75 ° C. for 6 hours to obtain a reaction product (a). Solid content concentration of the obtained reaction product (a) was 52.4 wt%, the acid value (solid content conversion) of the resin was 78.0 mgKOH / g, and the weight average molecular weight (Mw) by GPC analysis was 3400.
이어서, 이 반응생성물(a)에 GMA[(C)성분] 73.92g(0.52mol)을 집어넣고, 80℃에서 8시간 교반하여 반응시켰다. 나아가, 플라스크 내에 THPA[(D)성분] 156.71g(1.03mol)을 집어넣고, 80℃에서 7시간 교반하여 알칼리 가용성 수지(1)-1을 합성하였다. 얻어진 알칼리 가용성 수지의 고형분은 62.Owt%, 산가(고형분환산)는 111.8mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 3700이었다. 또한, 실시예 1에 관한 알칼리 가용성 수지(1)-1의 합성에 이용한 (A)∼(D)성분명 및 배합비율, 및 얻어진 알칼리 가용성 수지(1)-1의 중량평균 분자량 및 산가를 정리하여 표 1에 나타낸다(이하의 실시예 및 참고예에 대해서도 같음).Subsequently, 73.92 g (0.52 mol) of GMA [(C) component] was put into this reaction product (a), and it stirred for 8 hours and made it react at 80 degreeC. Furthermore, 156.71 g (1.03 mol) of THPA [(D) component] was put into the flask, and it stirred at 80 degreeC for 7 hours, and synthesize | combined alkali-soluble resin (1) -1. Solid content of obtained alkali-soluble resin was 62.Owt%, the acid value (solid content conversion) was 111.8 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 3700. In addition, (A)-(D) component name and compounding ratio which were used for the synthesis | combination of alkali-soluble resin (1) -1 concerning Example 1, and the weight average molecular weight and acid value of obtained alkali-soluble resin (1) -1 are put together It shows in Table 1 (the same also about a following example and a reference example).
실시예 2Example 2
환류냉각기가 달린 1000ml 사구플라스크 중에 FHPA(A)의 50% PGMEA용액을 600.00g(0.49mol), BPDA[(B)성분]를 96.02g(0.33mol), PGMEA를 4.36g, 및 TEAB를 1.02g 집어넣고, 120∼125℃에서 가열하에 2hr 교반하고, 더욱 60∼65℃에서 8hr의 가열교반을 행해 반응생성물(b)을 얻었다. 얻어진 반응생성물(b)의 고형분농도는 57.8wt%, 산가(고형분환산)는 91.6mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 8800이었다.600.00 g (0.49 mol) of 50% PGMEA solution of FHPA (A), 96.02 g (0.33 mol) of BPDA [(B)], 4.36 g of PGMEA, and 1.02 g of TEAB in a 1000 ml four-necked flask with reflux cooler. The mixture was stirred, stirred for 2 hours under heating at 120 to 125 캜, and further stirred for 8 hours at 60 to 65 캜 to obtain a reaction product (b). Solid content concentration of obtained reaction product (b) was 57.8 wt%, acid value (solid content conversion) was 91.6 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 8800.
이어서 이 반응생성물(b)에 GMA[(C)성분] 93.82g(0.66mol)을 집어넣고, 80℃에서 24시간 교반하여 반응시켰다. 나아가, 플라스크 내에 THPA[(D)성분]을 153.67g(1.01mol), 및 PGMEA를 153.67g 집어넣고, 80℃에서 24시간 교반하여 알칼리 가용성 수지(1)-2를 합성했다. 얻어진 알칼리 가용성 수지의 고형분농도는 59.2wt%, 산가(고형분환산)는 126.8mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 6800이었다.Subsequently, 93.82 g (0.66 mol) of GMA [(C) component] was put into this reaction product (b), and it stirred for 24 hours and made it react. Furthermore, 153.67 g (1.01 mol) of THPA [(D) component] and 153.67 g of PGMEA were put into the flask, and it stirred at 80 degreeC for 24 hours, and synthesize | combined alkali-soluble resin (1) -2. Solid content concentration of obtained alkali-soluble resin was 59.2 wt%, the acid value (solid content conversion) was 126.8 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 6800.
실시예 3Example 3
환류냉각기가 달린 500ml 사구플라스크 중에, 상기 실시예 2에서 얻어진 반응생성물(b) 200.0g과 GMA[(C)성분] 13.36g(0.094mol)을 집어넣고, 80℃에서 24시간교반하고, 나아가, 플라스크 내에 THPA[(D)성분]를 28.91g(0.19mo1) 및 PGMEA를 28.91g 집어넣고, 80℃에서 24시간 교반하여 알칼리 가용성 수지(1)-3을 합성했다. 얻어진 알칼리 가용성 수지의 고형분 농도는 59.2wt%, 산가(고형분환산)는 100.3mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 6700이었다. In a 500 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, 200.0 g of the reaction product (b) obtained in Example 2 and 13.36 g (0.094 mol) of GMA [component (C)] were placed in the flask, and stirred at 80 ° C. for 24 hours. 28.91 g (0.19 mo1) of THPA [(D) component] and 28.91 g of PGMEA were put in the flask, and it stirred at 80 degreeC for 24 hours, and synthesize | combined alkali-soluble resin (1) -3. Solid content concentration of obtained alkali-soluble resin was 59.2 wt%, the acid value (solid content conversion) was 100.3 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 6700.
실시예 4Example 4
환류냉각기가 달린 500ml 사구플라스크 중에 상기 실시예 2에서 얻어진 반응생성물(b) 200.0g과 GMA[(C)성분] 27.01g(0.19mol)을 집어넣고, 80℃에서 24시간 교반하고, 나아가 플라스크 내에 THPA[(D)성분]를 12.78g(0.084mol) 및 PGMEA를 12.78g 집어넣고, 80℃에서 24시간 교반하여 알칼리 가용성 수지(1)-4를 합성했다. 얻어진 알칼리 가용성 수지의 고형분 농도는 60.5wt%, 산가(고형분환산)는 32.5mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 6400이었다.200.0 g of the reaction product (b) and 27.01 g (0.19 mol) of GMA [component (C)] obtained in Example 2 were placed in a 500 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, stirred at 80 ° C. for 24 hours, and further, in a flask. 12.78 g (0.084 mol) of THPA [(D) component] and 12.78 g of PGMEA were put, and it stirred at 80 degreeC for 24 hours, and synthesize | combined alkali-soluble resin (1) -4. Solid content concentration of obtained alkali-soluble resin was 60.5 wt%, acid value (solid content conversion) was 32.5 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 6400.
[실시예 5∼14][Examples 5 to 14]
상기 실시예 2에서 이용한 (A)∼(D)성분의 적어도 일부를 하기 표 1에 기록한 원료 대신에, 즉 실시예 2에 있어서의 FHPA, BPDA, THPA 또는 GMA 대신에, 표 1기재의 원료를 이용한 이외는 실시예 2과 동일하게 하여 반응을 행하고, 알칼리 가용성 수지(1)-5∼(1)-14를 얻었다. Instead of the raw materials recorded at least a part of the components (A) to (D) used in Example 2 described in Table 1 below, that is, instead of FHPA, BPDA, THPA or GMA in Example 2, Reaction was performed like Example 2 except having used, and obtained alkali-soluble resin (1) -5-(1) -14.
[실시예 15]Example 15
상기 실시예 1에 있어서의 THPA[(D)성분]의 첨가량을 118.68g(0.78mol)로 바꾼 이외는, 실시예 1과 동일하게 하여 반응을 행하고, 알칼리 가용성 수지(1)-15를 얻었다. Reaction was performed like Example 1 except having changed the addition amount of THPA [(D) component] in the said Example 1 into 118.68g (0.78mol), and alkali-soluble resin (1) -15 was obtained.
[참고예 1]Reference Example 1
환류냉각기가 달린 500ml 사구플라스크 중에 FHPA의 50% PGMEA용액을 206.26g(0.17mol), BPDA를 0.085mol, THPA를 0.085mol, PGMEA를 26.0g 및 TPP를 0.45g 집어넣고, 120∼125℃에서 가열하에 6hr 교반하고, 수지(참고)-1을 얻었다. 얻어진 수지용액의 고형분 농도는 55.6wt%, 산가(고형분환산)는 103.0mgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 2600이었다.206.26 g (0.17 mol) of 50% PGMEA solution of FHPA, 0.085 mol of BPDA, 0.085 mol of THPA, 0.45 g of PGMEA and 0.45 g of TPP were added to a 500 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser and heated at 120 to 125 ° C. It stirred for 6 hours, and obtained resin (reference) -1. Solid content concentration of the obtained resin solution was 55.6 wt%, the acid value (solid content conversion) was 103.0 mgKOH / g, Mw by GPC analysis was 2600.
[참고예 2]Reference Example 2
환류냉각기가 달린 1000ml 사구플라스크 중에 FHPA의 50% PGMEA용액을 600.00g(0.49mol), BPDA를 96.02g(0.33mol), PGMEA를 4.36g, 및 TEAB를 1.02g 집어넣고, 120∼125℃에서 가열하에 2hr 교반하고, 더욱 60∼65℃에서 8hr 의 가열교반을 행해 수지(참고)-2를 얻었다. 얻어진 수지용액의 고형분 농도는 58.5wt%, 산가(고형분환산)는 91.OmgKOH/g, GPC분석에 의한 Mw은 8600이었다. In a 1000 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, 600.00 g (0.49 mol) of 50% PGMEA solution of FHPA, 96.02 g (0.33 mol) of BPDA, 4.36 g of PGMEA, and 1.02 g of TEAB were added and heated at 120 to 125 ° C. It stirred for 2 hours, and further stirred 8 hours at 60-65 degreeC, and obtained resin (reference) -2. Solid content concentration of the obtained resin solution was 58.5 wt%, acid value (solid content conversion) was 91.OmgKOH / g, and Mw by GPC analysis was 8600.
다음으로 컬러필터의 제조에 관한 실시예 및 비교예에 근거하여, 본 발명을 구체적으로 설명한다. 또한, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 여기에서 실시예 및 비교예에 관한 컬러필터의 제조에서 이용한 원료 및 약호는 다음과 같다.Next, this invention is demonstrated concretely based on the Example and comparative example concerning manufacture of a color filter. In addition, this invention is not limited to these. Here, the raw material and symbol used in manufacture of the color filter which concerns on an Example and a comparative example are as follows.
(1)성분: (1)-1∼(1)-4, (참고)-1 및 (참고)-2: 상기 실시예 1∼4 및 참고예 1 및 2에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(1) Components: (1) -1 to (1) -4, (Reference) -1 and (Reference) -2: Alkali-soluble resins obtained in Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 and 2 above
(ii)-1 성분: 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(ii) -1 Component: dipentaerythritol hexaacrylate
(iii)-1 성분: 옥심에스테르계 광중합개시제(Chiba Specialty Chemicals사 제품, IRGACURE 0XEOl)(iii) -1 Component: Oxime ester photopolymerization initiator (Chiba Specialty Chemicals, IRGACURE 0XEOl)
(iii)-2 성분: Mihira Ketone(증감제)(iii) -2 ingredients: Mihira Ketone (sensitizer)
(v)성분: 테트라메틸비페닐형 에폭시 수지(v) Component: Tetramethylbiphenyl type epoxy resin
용제: 셀로솔브아세테이트Solvent: Cellosolve Acetate
상기 배합성분[(1), (ii), (iii) 및 (v)]을 표 2에 나타내는 비율로 배합함으로써, 상기 실시예 1∼4 및 참고예 1∼2에서 얻어진 알칼리 가용성 수지를 이용한 감광성 수지 조성물을 조제했다.Photosensitive using alkali-soluble resin obtained by the said Examples 1-4 and Reference Examples 1-2 by mix | blending the said compounding component [(1), (ii), (iii) and (v)] in the ratio shown in Table 2. The resin composition was prepared.
[실시예 16∼19, 비교예 1∼2][Examples 16-19, Comparative Examples 1-2]
상기의 실시예 1∼4, 및 참고예 1∼2에서 얻어진 알칼리 가용성 수지를 이용한 감광성 수지 조성물을, 스핀코터를 이용하여 125mm×125mm의 유리기판상에 포스트베이크 후의 막후가 2㎛가 되게끔 도포하고, 90℃에서 2분간 프리베이크하여 도포판을 작성했다. 그 후, 500W/cm2의 고압수은램프로 파장 365nm의 조도 10mW/cm2의 자외선을 패턴마스크를 개재하여 10초간 조사해 감광 부분의 광경화 반응을 행했다. 다음으로 이 노광이 끝난 도포판을 1wt% 탄산나트륨 수용액 중, 25℃에서 소망의 패턴이 시인(視認)되고 나서 더욱 20초간 현상 및 수세를 행하고, 도막의 미노광부를 제거했다. 그 후, 열풍건조기를 이용하여 230℃, 30분간 가열건조 처리를 행하고, 시험용 컬러필터를 얻었다. 실시예 16∼19, 및 비교예 1∼2의 시험용 컬러필터에 있어서의 현상성, 현상밀착성 등을 평가했다. 구체적으로는 얻어진 샘플에 대해서 도막의 건조성, 알칼리 수용액에 대한 현상성, 노광감도, 도막경도, 기판과의 밀착성, 내열성, 내약품성을 평가했다. 결과를 표 3에 나타낸다. 또한 각종 물성데이터는 이하의 조건으로 측정했다.The photosensitive resin composition using the alkali-soluble resin obtained in Examples 1 to 4 and Reference Examples 1 to 2 was applied on a glass substrate of 125 mm x 125 mm using a spin coater so that the film thickness after postbaking was 2 m. And prebaked at 90 degreeC for 2 minutes, and the coating plate was created. Then, the ultraviolet-ray 10mW / cm <2> of wavelength 365nm was irradiated for 10 second through the pattern mask with the 500W / cm <2> high pressure mercury lamp, and the photocuring reaction of the photosensitive part was performed. Next, after the desired pattern was visually recognized at 25 degreeC in the 1 wt% sodium carbonate aqueous solution, this exposed coating plate was further developed and washed with water for 20 second, and the unexposed part of the coating film was removed. Then, heat-drying process was performed for 30 minutes at 230 degreeC using the hot air dryer, and the color filter for a test was obtained. The developability, image development adhesiveness, etc. in the test color filter of Examples 16-19 and Comparative Examples 1-2 were evaluated. Specifically, the obtained samples were evaluated for the dryness of the coating film, the developability with respect to the aqueous alkali solution, the exposure sensitivity, the coating film hardness, the adhesion to the substrate, the heat resistance, and the chemical resistance. The results are shown in Table 3. In addition, various physical property data were measured on condition of the following.
(1)도막의 건조성(1) Drying property of coating film
도막의 건조성은 JIS-K5400에 준하여 평가했다. 평가의 랭크는 다음과 같다.The dryness of the coating film was evaluated according to JIS-K5400. The rank of evaluation is as follows.
○: 전혀 택이 인정되지 않은 것○: no tag at all
△: 극미하게 택이 인정되는 것(Triangle | delta): A thing to be recognized slightly
×: 현저하게 택이 인정되는 것×: Remarkably recognized tack
(2)알칼리 수용액에 대한 현상성(2) Developability to alkaline aqueous solution
1중량%의 탄산나트륨 수용액에 25℃에서 패턴이 현상되고 나서 더욱 20초간침지하여 현상을 행했다. 현상 후, 40배로 확대하여 잔존하는 수지를 목시로 평가했다. 평가의 랭크는 다음과 같다.After developing a pattern at 25 degreeC in 1weight% of sodium carbonate aqueous solution, it further immersed for 20 second and developed. After image development, the magnification was expanded to 40 times to visually evaluate the remaining resin. The rank of evaluation is as follows.
○: 현상성이 양호한 것(유리상에 레지스트가 전혀 남지 않는 것) (Circle): Developability is good (resist not to remain on glass at all)
△: 현상성의 다소 불량한 것(유리상에 레지스트가 극미하게 조금 남은 것) Δ: somewhat poor developability (resistance slightly remaining on glass)
×: 현상성이 불량한 것(유리상에 레지스트가 조금 남은 것) ×: poor developability (some resist left on the glass)
(3)노광감도(3) exposure sensitivity
10㎛ 세선패턴을 가지는 노광 마스크를 도막에 밀착하고, 500W 고압수은램프를 이용하여 100mJ/cm2의 광량을 조사했다. 그 다음에 알칼리 수용액에 대한 현상성 1중량%의 탄산나트륨 수용액에 25℃에서 패턴이 현상되고 나서 더욱 20초간 침지하여 현상을 행했다. 현상 후, 형성된 세선패턴의 선폭을 평가했다(이 평가법에서는, 고감도일수록 선폭이 굵어짐).The exposure mask which has a 10 micrometer fine wire pattern was closely attached to the coating film, and the light quantity of 100 mJ / cm <2> was irradiated using the 500W high pressure mercury lamp. Next, after developing a pattern at 25 degreeC in the developable 1 weight% sodium carbonate aqueous solution with respect to aqueous alkali solution, it immersed for 20 second and developed. After the development, the line width of the formed thin line pattern was evaluated (in this evaluation method, the line width becomes thicker with higher sensitivity).
(4)도막경도(4) coating hardness
노광 현상한 후, 230℃에서 30분간 가열한 도막의 경도를, JIS-K5400의 시험법에 준하여, 연필경도시험기를 이용하여 하중 1kg을 걸었을 때의 도막에 상처가 나지 않는 가장 고경도를 가지고 표시했다. 사용한 연필은 "Mitsubishi Hi-uni"이다. After exposure development, the hardness of the coating film heated at 230 ° C. for 30 minutes is the highest hardness that does not damage the coating film when a load of 1 kg is applied using a pencil hardness tester according to the test method of JIS-K5400. Marked. The pencil used is "Mitsubishi Hi-uni".
(5)기판과의 밀착성(5) adhesion with the substrate
노광 현상한 후, 230℃에서 30분간 가열한 도막에, 적어도 100개의 격자모양을 만드는 것처럼 크로스컷을 넣어, 이어서 셀로테이프(등록상표)를 이용하여 필링시험을 행해, 격자모양의 박리의 상태를 목시에 의해서 평가했다. 평가의 랭크는 다음과 같다. After exposure development, a crosscut is put into the coating film heated at 230 degreeC for 30 minutes, and at least 100 lattice shapes are made, and a peeling test is performed using a cello tape (registered trademark), and the state of lattice peeling is performed. It was evaluated by visual. The rank of evaluation is as follows.
○: 전혀 박리가 인정되지 않는 것(Circle): Peeling is not recognized at all
×: 박리가 조금이라도 인정되는 것×: Even if peeling is recognized even a little
(6)내열성(6) heat resistance
노광 현상한 후, 230℃에서 30분간 가열한 도막을 250℃, 3시간 오븐에 넣어 도막의 상태를 평가했다. 평가의 랭크는 다음과 같다.After the exposure development, the coating film heated at 230 ° C. for 30 minutes was placed in an oven at 250 ° C. for 3 hours to evaluate the state of the coating film. The rank of evaluation is as follows.
○: 도막의 외관에 이상 없음 ○: no abnormality in the appearance of the coating film
×: 도막의 외관에 금, 박리, 착색 있음X: Gold, peeling, and coloring exist in the appearance of a coating film
(7)내약품성(7) chemical resistance
노광 현상한 후, 230℃에서 30분간 가열한 도막을, 하기의 약품에 다음 조건으로 침지하고, 침지 후의 외관 및 밀착성을 평가했다.After exposure development, the coating film heated at 230 degreeC for 30 minutes was immersed in the following chemicals on the following conditions, and the external appearance and adhesiveness after immersion were evaluated.
내산성시험: 5% HCl 중 24시간Acid resistance test: 24 hours in 5% HCl
내알카리성시험 1: 5% NaOH 중 24시간 침지Alkali Resistance Test 1: Soak in 24% in 5% NaOH
내알카리성시험 2: 4% KOH 중 50℃에서 10분간 침지Alkali resistance test 2: Soak for 10 minutes at 50 ° C in 4% KOH
내알카리성시험 3: 1% NaOH 중 80℃에서 5분간 침지Alkali resistance test 3: Soak for 5 minutes at 80 ° C in 1% NaOH
내용제성시험 1: NMP 중 40℃에서 10분간 침지Solvent resistance test 1: Soak for 10 minutes at 40 ℃ in NMP
내용제성시험 2: NMP 중 80℃에서 5분간 침지Solvent resistance test 2: Soak for 5 minutes at 80 ° C in NMP
(주)NMP: N-메틸-피롤리돈 NMP Co., Ltd .: N-methyl-pyrrolidone
상기 표 3의 결과에서 명확한 바와 같이, 실시예 16∼19, 특히 실시예 16 및 17은 비교예와 비교해서 현상성, 밀착성에 뛰어나고 있다. 즉 자외선 또는 전자선조사 후의 경화부와 미경화부의 알칼리 현상액에 대한 용해도차가 크고, 동시에 1분자 내의 에틸렌성 불포화 결합기수를 늘림으로써 양현상성, 고밀착성을 가지는 경화막을 제공할 수 있음을 알았다.As is clear from the results of Table 3, Examples 16 to 19, particularly Examples 16 and 17, are superior in developability and adhesion as compared with the comparative examples. In other words, it was found that the difference in solubility in the alkali developer of the hardened part and the uncured part after irradiation with ultraviolet rays or electron beams was large, and at the same time, the number of ethylenically unsaturated bond groups in one molecule could be increased to provide a cured film having good developability and high adhesion.
다음으로 블랙매트릭스 제조에 관한 실시예 및 비교예에 근거하여, 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다. 여기에서, 이후의 실시예 및 비교예의 블랙매트릭스의 제조에 이용한 원료 및 약호는 아래와 같다 .Next, although this invention is demonstrated concretely based on the Example and comparative example which manufacture black matrix, this invention is not limited to these. Here, the raw material and the symbol used for manufacture of the black matrix of a following Example and a comparative example are as follows.
(i)-1 성분: 상기 실시예 1에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(i) -1 component: Alkali-soluble resin obtained by the said Example 1
(i)-2 성분: 상기 실시예 15에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(i) -2 component: Alkali-soluble resin obtained in the said Example 15
(i)-3 성분: 상기 실시예 2에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(i) -3 component: Alkali-soluble resin obtained by the said Example 2
(i)-4 성분: 상기 참고예 1에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(i) -4 component: Alkali-soluble resin obtained by the said Reference Example 1
(i)-5 성분: 상기 참고예 2에서 얻어진 알칼리 가용성 수지(i) -5 component: Alkali-soluble resin obtained by the said Reference Example 2
(ii)-2 성분: 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트(ii) -2 Component: trimethylolpropane triacrylate
(iii)-3 성분: 옥심에스테르계 광중합개시제(Chiba Specialty Chemicals사 제품, IRGACURE 0XEO2)(iii) -3 Component: Oxime ester photopolymerization initiator (Chiba Specialty Chemicals, IRGACURE 0XEO2)
(iii)-4 성분: 벤조페논계 광중합개시제(Chiba Specialty Chemicals사 제품, IRGACURE 369) (iii) -4 Component: Benzophenone Photopolymerization Initiator (Chiba Specialty Chemicals, IRGACURE 369)
(iv)-1 성분: 안료농도 20.0%, 총고형분 24%의 카본분산체(평균입경 100∼130nm)(iv) -1 component: carbon dispersion (average particle size: 100-130 nm) having a pigment concentration of 20.0% and a total solid content of 24%
(iv)-2 성분: 안료농도 20.0%, 총고형분 29%의 카본분산체(평균입경 100∼150nm)(iv) -2 component: carbon dispersion (average particle size: 100-150 nm) having a pigment concentration of 20.0% and a total solid content of 29%
용제-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트Solvent-1: Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate
용제-2: 시클로헥사논Solvent-2: Cyclohexanone
첨가제-1: 실란커플링제(Dow Corning Toray사 제품 SH-6040)Additive-1: Silane Coupling Agent (SH-6040 from Dow Corning Toray)
상기의 배합성분을 표 4에 나타내는 비율로 배합하고, 실시예 20∼25 및 비교예 3∼6의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을 조제했다. 한편, 표 4 중의 수치는 모두 중량부를 나타낸다.Said compounding component was mix | blended in the ratio shown in Table 4, and the photosensitive resin composition for black resists of Examples 20-25 and Comparative Examples 3-6 were prepared. In addition, all the numerical values of Table 4 represent a weight part.
[실시예 20∼25, 비교예 3∼6][Examples 20-25, Comparative Examples 3-6]
표 4에 나타낸 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을, 스핀코터를 이용하여 125mm×125mm의 유리기판상에 포스트베이크 후의 막후가 0.9∼1.0㎛이 되게끔 도포하고, 80℃에서 1분간 프리베이크하여 도포판을 작성했다. 그 후, 500W/cm2의 고압수은램프로 파장 365nm의 조도 100mJ/cm2의 자외선을 조사해 감광 부분의 광경화 반응을 행했다. 다음으로 이 노광이 끝난 도판을 0.04wt% 수산화칼륨 수용액 또는 0.5wt%탄산나트륨 수용액 중, 24℃의 샤워현상으로 패턴이 현상되고 나서 더욱 30초의 현상을 행하고, 더욱 스프레이 수세를 행해 도막의 미노광부를 제거했다. 그 후, 열풍건조기를 이용하여 230℃, 30분간 가열건조 처리를 행하고, 실시예 20∼25, 및 비교예 3∼6에 관한 컬러필터를 얻었다. The photoresist composition for black resists shown in Table 4 was applied on a 125 mm x 125 mm glass substrate using a spin coater so as to have a post-baked film thickness of 0.9 to 1.0 µm, and prebaked at 80 ° C. for 1 minute. Created. Then, the ultraviolet-ray of illumination intensity 100mJ / cm <2> of wavelength 365nm was irradiated with the 500W / cm <2> high pressure mercury lamp, and the photocuring reaction of the photosensitive part was performed. Next, after the pattern is developed in a 0.04wt% potassium hydroxide aqueous solution or 0.5wt% sodium carbonate aqueous solution with a shower phenomenon at 24 ° C, the exposed plate is further developed for 30 seconds, followed by further spray washing with water. Removed. Then, heat-drying process was performed for 30 minutes at 230 degreeC using a hot air dryer, and the color filter concerning Examples 20-25 and Comparative Examples 3-6 was obtained.
상기에서 얻어진 실시예 20∼25, 및 비교예 3∼6의 컬러필터에 대해서, 현상성 및 현상마진 등의 평가결과를 표 5에 나타낸다. 이들의 평가방법은 아래와 같다. Table 5 shows evaluation results such as developability and development margin for the color filters of Examples 20 to 25 and Comparative Examples 3 to 6 obtained above. These evaluation methods are as follows.
막후:Behind the scenes:
촉침식 단차형상 측정장치(KLA-Tencor사 제품 상품명 P-10)를 이용하여 측정했다. It measured using the stylus type step measuring device (trade name P-10 by KLA-Tencor).
현상시간:Developing time:
알칼리 현상시, 모든 패턴이 보이는데 필요한 시간을 기록하고, 현상시간이 120초를 넘어도 패턴이 보이지 않을 경우는 ×로 하였다. At the time of alkali development, the time required for all patterns to be seen was recorded. When the pattern was not seen even if the developing time exceeded 120 seconds, it was set as x.
세선밀착마진:Fine wire margin:
10㎛ 패턴 마스크로 노광한 부분을 현상했을 때에, 패턴이 보이고 나서 패턴부가 10±1㎛를 유지하고 있는 시간을 기록했다. 패턴부의 선폭은 측장현미경(Nikon사 제품 상품명 XD-20)을 이용하여 측정했다.When the part exposed by the 10 micrometer pattern mask was developed, time after which a pattern part maintained 10 +/- 1 micrometer was recorded after the pattern was shown. The line width of the pattern portion was measured using a side microscope (trade name XD-20 manufactured by Nikon Corporation).
테이퍼형상: Taper shape:
현상 후의 패턴을, 주사형전자현미경(Keyence사 제품 상품명 VE-780)을 이용하여 관찰하고, 패턴의 단면형상이 순테이퍼를 유지하고 있을 경우는 ○, 역테이퍼나 벗겨짐이 생겼을 경우는 ×로 하였다.The pattern after image development was observed using the scanning electron microscope (brand name VE-780 by Keyence, Inc.), and when the cross-sectional shape of the pattern maintained the forward tape, it was set as (circle), and when the reverse taper or peeling occurred, it was set to x. .
라인형상:Line shape:
현상 후의 10㎛선에 대해서 상기 측장현미경으로 패턴부의 직선성이나 프린지 등의 유무를 평가했다. 그래서 직선성이 좋고, 프린지 등이 발생하지 않고 있는 것에 관해서는 ○<양호>로 하고, 프린지 등이 발생하여, 직선성이 나쁜 것을 ×<불량>으로 평가했다. 각 항목 모두 매우 양호한 경우에 한해서만 ◎로 평가했다.About the 10 micrometer line after image development, the presence or absence of linearity, a fringe, etc. of a pattern part was evaluated with the said length microscope. Therefore, it was set as << good> about that linearity was good and a fringe etc. did not generate | occur | produce, and the fringe etc. generate | occur | produced and evaluated that the linearity was bad as x <defect>. Only when each item was very favorable, it evaluated as "◎."
광학농도:Optical concentration:
광학농도계(Otsuka Denki사 제품)를 이용하여 측정했다. Measurement was carried out using an optical densitometer (manufactured by Otsuka Denki).
상기 표 5의 결과에서 명확한 바와 같이, 실시예 20∼25에 관한 컬러필터는 각 성능에 뛰어나며, 특히 실시예 23∼25의 블랙매트릭스는 비교예 5 및 6의 것과 비교하여 현상성 및 밀착성에 뛰어나며, 나아가 광중합개시제의 사용량을 저감했을 경우라도 세선패턴을 형성할 수 있다. 즉, 자외선 또는 전자선조사 후의 경화부와 미경화부의 알칼리 현상액에 대한 용해도차가 크고, 동시에 1분자 내의 에틸렌성 불포화 결합기수를 늘림으로써 양현상성, 고밀착성을 가지는 경화막을 제공할 수 있음을 알았다. As apparent from the results of Table 5, the color filters of Examples 20 to 25 are excellent in each performance, in particular, the black matrix of Examples 23 to 25 is superior in developability and adhesion as compared with those of Comparative Examples 5 and 6. Furthermore, even when the usage-amount of a photoinitiator is reduced, a thin wire pattern can be formed. In other words, it was found that a cured film having both high developability and high adhesion can be provided by increasing the solubility difference between alkali developing solutions of the hardened part and the uncured part after ultraviolet ray or electron beam irradiation and increasing the number of ethylenically unsaturated bond groups in one molecule.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 종래의 것에 비하여 알칼리 현상액에 대한 용해성이 높고, 동시에 1분자 내의 에틸렌성 불포화 결합기수가 많기 때문에 경화 후의 가교밀도가 높다. 즉, 자외선 또는 전자선조사 후의 경화부와 미경화부의 알칼리 현상액에 대한 용해도차가 커지기 때문에, 박막 또는 고착색제 농도에 있어서도 미세패턴을 형성할 수 있다. 그 때문에, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 컬러액정표시장치, 컬러팩시밀리, 이미지센서 등의 각종의 다색표시체나, 광학기기 등에 사용되는 컬러필터용의 착색잉크, 및 이들에 의해 형성된 블랙매트릭스를 가지는 컬러필터나, 텔레비전, 비디오모니터, 혹은 컴퓨터디스플레이 등에 호적하게 사용할 수 있다. 특히, 컬러필터 보호막 재료 및 블랙매트릭스 형성용 재료로서 호적하다. 또한 이렇게 하여 얻어진 컬러필터는 예를 들면 투과형, 반사형 혹은 반투과형의 컬러액정표시장치, 컬러촬상관소자, 컬러센서 등에 지극히 유용하다.The photosensitive resin composition of this invention has high solubility to alkaline developing solution compared with the conventional thing, and at the same time, since there are many ethylenically unsaturated bond groups in 1 molecule, the crosslinking density after hardening is high. That is, since the solubility difference with respect to the alkaline developing solution of the hardened part and the uncured part after ultraviolet-ray or electron beam irradiation becomes large, a fine pattern can be formed also in thin film or a high coloring agent concentration. Therefore, the photosensitive resin composition of this invention is the color which has the color ink for color filters used for various multi-color display bodies, such as a color liquid crystal display device, a color facsimile, an image sensor, an optical device, etc., and the black matrix formed by these. It can be used suitably for filters, televisions, video monitors or computer displays. In particular, it is suitable as a color filter protective film material and a material for black matrix formation. The color filter thus obtained is extremely useful, for example, in a transmissive, reflective or transflective color liquid crystal display device, a color image sensor, and a color sensor.
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Cited By (4)
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---|---|---|---|---|
KR101319919B1 (en) * | 2010-10-13 | 2013-10-22 | 제일모직주식회사 | Photosensitive resin composition and black matrix using the same |
KR20140116021A (en) * | 2013-03-21 | 2014-10-01 | 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 | Photosensitive resin composition for insulation layer, and cured product thereof |
KR20170112923A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 동우 화인켐 주식회사 | Negative-type Photosensitive Resin Composition |
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Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101319919B1 (en) * | 2010-10-13 | 2013-10-22 | 제일모직주식회사 | Photosensitive resin composition and black matrix using the same |
KR20140116021A (en) * | 2013-03-21 | 2014-10-01 | 신닛테츠 수미킨 가가쿠 가부시키가이샤 | Photosensitive resin composition for insulation layer, and cured product thereof |
US10770383B2 (en) | 2015-10-27 | 2020-09-08 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor device having flexible interconnection and method for fabricating the same |
KR20170112923A (en) * | 2016-03-30 | 2017-10-12 | 동우 화인켐 주식회사 | Negative-type Photosensitive Resin Composition |
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