KR20130039101A - 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130039101A
KR20130039101A KR1020110103565A KR20110103565A KR20130039101A KR 20130039101 A KR20130039101 A KR 20130039101A KR 1020110103565 A KR1020110103565 A KR 1020110103565A KR 20110103565 A KR20110103565 A KR 20110103565A KR 20130039101 A KR20130039101 A KR 20130039101A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
resin composition
photosensitive resin
solvent
viscosity
boiling point
Prior art date
Application number
KR1020110103565A
Other languages
English (en)
Inventor
최경수
최동창
박광한
지호찬
차근영
이상철
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Priority to KR1020110103565A priority Critical patent/KR20130039101A/ko
Publication of KR20130039101A publication Critical patent/KR20130039101A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C59/00Compounds having carboxyl groups bound to acyclic carbon atoms and containing any of the groups OH, O—metal, —CHO, keto, ether, groups, groups, or groups
    • C07C59/235Saturated compounds containing more than one carboxyl group
    • C07C59/245Saturated compounds containing more than one carboxyl group containing hydroxy or O-metal groups
    • C07C59/285Polyhydroxy dicarboxylic acids having five or more carbon atoms, e.g. saccharic acids
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04Polysiloxanes
    • C08G77/14Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/16Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to hydroxyl groups
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/028Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with photosensitivity-increasing substances, e.g. photoinitiators
    • G03F7/029Inorganic compounds; Onium compounds; Organic compounds having hetero atoms other than oxygen, nitrogen or sulfur
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/027Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G03F7/033Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03FPHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004Photosensitive materials
    • G03F7/038Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0388Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable with ethylenic or acetylenic bands in the side chains of the photopolymer

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Optical Filters (AREA)

Abstract

본 발명은 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물, 광개시제 및 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것으로서, 상기 용매는 1) 비점이 140 ~ 160℃ 이고 점도가 20℃에서 1.2mPa s 이하인 제1 용매, 2) 비점이 161 ~ 190℃ 이고 점도가 20℃에서 1.4mPa s 이하인 제2 용매, 및 3) 비점이 191 ~ 220℃ 이고 점도가 20℃에서 2.0mPa s 이하인 제3 용매를 포함한다. 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 고속 코팅이 가능하면서도 이후 공정에서의 표면 얼룩이나 결함이 없는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 감광재, 컬러필터 등의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, PHOTOSENSITIVE MATERIAL COMPRISING THE SAME AND METHOD FOR PREPARATION OF PHTOSENSITIVE MATERIAL}
본 발명은 고속 코팅이 가능한 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 상기 감광재의 제조방법에 관한 것이다.
최근의 액정 표시 소자(Liquid Crystal Displays; 이하 "LCD"라고 함)의 패널 사이즈는 점차 대형화가 진행되어 감광성 수지 조성물의 코팅방법이 통상 스핀 코팅방법에서 슬릿 노즐을 이용하는 스핀리스(spinless) 방법으로 변화하였다.
슬릿 노즐을 이용하여 감광성 수지 조성물 용액을 코팅하는 방법은 감광성 수지 조성물 용액을 절약하면서 생산성 향상 및 기판 사이즈의 대형화 대응에 유리하다. 기판 사이즈가 더욱 더 대형화되면서 생산성 향상을 위한 감광성 수지 조성물의 코팅 속도의 고속화가 필요하게 되었다. 코팅 속도를 높이기 위해 노즐의 속도를 높이거나 기판의 이송속도를 높이게 되면 코팅이 균일하게 되지 않고 얼룩이 발생하는 등의 문제가 발생하였다. 또한, 코팅 속도를 높이기 위해 통상적으로 수지 조성물의 용매의 점도를 낮추는 방법이나 고형분 함량을 낮추는 방법이 사용된다. 하지만 점도를 낮추기 위해 저비점 용매를 특정 비율 이상 사용하게 되면 코팅 이후에 진공을 이용한 용매 증발 과정(Vacuum Dry, VCD공정)에서 급격한 용매 증발로 인한 크레이터(crater) 불량이 발생하기 쉽고 고형분 함량을 낮추면 수지 조성물 용액의 사용량이 증가되는 문제점이 있다.
일본 특허공개공보 2004-51651에서는 특정 용매를 사용하는 슬릿 코팅용 감방사선 조성물에 관한 내용이 개시되어 있으나, 이 특허에 사용된 용매들은 비점이 지나치게 낮아 VCD 공정에서 불량이 발생될 가능성이 매우 크다는 문제점이 있다.
따라서, 당 기술분야에서는 VCD 공정에서의 표면 결함이 없고 균일한 박막을 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 고속으로 코팅할 수 있어서 생산성을 높일 수 있는 감광성 수지 조성물에 대한 연구가 필요한 실정이다.
본 발명은 슬릿 노즐을 이용한 스핀리스 코팅방법에 있어서 고속 코팅이 가능하고 얼룩이 없으며, 이후 공정인 VCD공정에서 표면 결점이 없는 균일한 코팅막을 얻을 수 있는 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 상기 감광재의 제조방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물, 광개시제 및 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서,
상기 용매는 1) 비점이 140 ~ 160℃ 이고 점도가 20℃에서 1.2mPa s 이하인 제1 용매, 2) 비점이 161 ~ 190℃ 이고 점도가 20℃에서 1.4mPa s 이하인 제2 용매, 및 3) 비점이 191 ~ 220℃ 이고 점도가 20℃에서 2.0mPa s 이하인 제3 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광재를 제공한다.
또한, 본 발명은
1) 상기 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 및
2) 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계
를 포함하는 감광재의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 감광재를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 비점과 점도가 각기 다른 범위를 갖는 3종의 용매를 포함함으로써, 고속 코팅이 가능하면서도 이후 공정에서의 표면 얼룩이나 결함이 없는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 감광재, 컬러필터 등의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 고속 코팅 특성을 나타낸 도이다.
도 2 및 3은 본 발명의 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 고속 코팅 특성을 나타낸 도이다.
도 4는 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 표면 특성을 나타낸 도이다.
도 5는 본 발명의 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 표면 특성을 나타낸 도이다.
이하 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물, 광개시제 및 용매를 포함하고, 상기 1) 비점이 140 ~ 160℃ 이고 점도가 20℃에서 1.2mPa s 이하인 제1 용매, 2) 비점이 161 ~ 190℃ 이고 점도가 20℃에서 1.4mPa s 이하인 제2 용매, 및 3) 비점이 191 ~ 220℃ 이고 점도가 20℃에서 2.0mPa s 이하인 제3 용매를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 용매로서, 각기 비점 및 점도가 다른 3종의 용매를 혼용하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 1) 제1 용매는 비점이 140 ~ 160℃ 이고 점도가 20℃에서 1.2mPa s 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 1) 제1 용매는 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(비점 146℃, 점도 1.17mPa s), 메틸-3-메톡시 프로피오네이트(비점 145℃, 점도 1.06mPa s) 등을 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 1) 제1 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 5 ~ 50 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 2) 제2 용매는 비점이 161 ~ 190℃ 이고 점도가 20℃에서 1.4mPa s 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 2) 제2 용매는 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(비점 162℃, 점도 1.1mPa s), 디에틸렌 글리콜 메틸에틸 에테르(비점 176℃, 점도 1.2mPa s), 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르(비점 189℃, 점도 1.4mPa s), 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르(비점 171℃, 점도 1.1mPa s) 등을 1종 이상 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 2) 제2 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 30 ~ 90 중량%인 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 3) 제3 용매는 비점이 191 ~ 220℃ 이고 점도가 20℃에서 2.0mPa s 이하인 것을 특징으로 한다. 상기 3) 제3 용매는 디에틸렌 글리콜 메틸부틸 에테르(비점 212℃, 점도 1.6mPa s) 등을 포함할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 3) 제3 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 5 ~ 30 중량%인 것이 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매를 함께 사용함으로써, VCD 공정에서 표면결함이 없고 짧은 공정시간을 가지는 조성물을 제조할 수 있다. 또한, 상기 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매 각각에 있어서, 전술한 점도 범위를 벗어나는 경우에는 고속코팅 특성을 만족시키기 어려우므로 바람직하지 않다.
또한, 상기 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매 각각에 있어서, 비점의 상한범위를 벗어나는 경우에는 점도가 높아져 고속 코팅이 불가능하게 되고 VCD 공정에서 공정시간이 길어질 수 있는 문제점이 발생할 수 있고, 비점의 하한범위를 벗어나는 경우에는 VCD 공정에서 표면 결함이 생기기 쉽고 얼룩이 심해질 수 있는 문제점이 발생할 수 있다.
상기 제1 용매, 제2 용매 및 제3 용매를 포함하는 용매의 총함량은 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 70 ~ 95 중량%인 것이 바람직하고, 80 ~ 90 중량%인 것이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 비점과 점도가 각기 다른 범위를 갖는 3종의 용매를 포함하고, 이들의 함량을 최적으로 조절함으로써, 고속 코팅이 가능하면서도 이후 공정에서의 표면 얼룩이나 결함이 없는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 감광재, 컬러필터 등의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 용매 이외의 다른 구성성분들에 대한 구체적인 내용은 하기와 같다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 바인더 수지는 알카리 가용성 수지로서, 기계적 강도를 부여하는 모노머와 알칼리 용해성을 부여하는 모노머의 공중합 수지를 이용할 수 있다.
상기 막의 기계적 강도에 기여할 수 있는 모노머로는 벤질(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 에틸헥실-메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)메틸에테르(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐메타아크릴레이트, 디시클로펜테닐메타아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, 아다멘틸메타아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 및 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불포화 카르복시산 에스테르류;
스티렌, α-메틸스티렌, (o,m,p)-비닐 톨루엔, (o,m,p)-메톡시 스티렌, 및 (o,m,p)-클로로 스티렌으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 방향족 비닐류;
비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 및 알릴 글리시딜 에테르로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불포화 에테르류;
N-페닐 말레이미드, N-(4-클로로페닐) 말레이미드, N-(4-히드록시페닐) 말레이미드, 및 N-시클로헥실 말레이미드로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 불포화 이미드류; 및
무수 말레인산, 무수 메틸 말레인산과 같은 무수 말레산류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종, 바람직하게는 2종 이상을 사용할 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 알칼리 용해성을 부여하는 모노머로는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 모노메틸 말레인산, 5-노보넨-2-카복실산, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 프탈레이트, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 숙시네이트, 및 ω-카르복시 폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 모노머들 이외에도 하기 화학식 1로 표현되는 바인더 수지를 사용할 수도 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, Rx은 5원 고리의 카르복실산 무수물 또는 디이소시아네이트가 부가 반응하여 결합을 형성하는 구조이며, Ry는 수소, 아크릴로일, 및 메타아크릴로일에서 선택된 것이며, n은 3 내지 8이다.
상기 Rx를 구성하는 카르복실산 무수물의 구체 화합물의 예로는, 숙신산 무수물, 메틸숙신산 무수물, 2,2-디메틸숙신산 무수물, 이소부테닐숙신산 무수물, 1,2-시클로헥산디카르본산 무수물, 헥사히드로-4-메틸프탈산 무수물, 이타콘산 무수물, 테트라히드로프탈산 무수물, 5-노보넨-2,3-디카르본산 무수물, 메텔-5-노보넨-2,3-디카르본산 무수물, 1,2,3,4-시클로 부탄테트라카르본산 디무수물, 말레인산 무수물, 시트라콘산 무수물, 2,3-디메틸말레인산 무수물, 1-시클로펜텐-1,2-디카르본산 이무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 프탈산 무수물, 비스프탈산 무수물, 4-메틸프탈산 무수물, 3,6-디클로로프탈산 무수물, 3-히드로프탈산 무수물, 1,2,4-벤젠트리카르복산 무수물, 4-니트로프탈산 무수물, 및 디에틸렌글리콜-1,2-비스트리멜릭산 무수물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상이나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
상기 Rx를 구성하는 디이소시아네이트의 구체적인 예를 들면, 트리메틸렌디이소시아네이트, 테트라메틸렌디이소시아네이트, 헥사메틸렌디이소시아네이트, 펜타메틸렌디이소시아네이트, 1,2-프로필렌디이소시아네이트, 2,3-부틸렌디이소시아네이트, 1,3-부틸렌디이소시아네이트, 도데카메틸렌디이소시아네이트, 2,4,4-트리메틸 헥사메틸렌 디이소시아네이트, w,w'-디이소시아네이트-1,3-디메틸벤젠, w,w'-디이소시아네이트-1,4-디메틸벤젠, w,w'-디이소시아네이트-1,3-디에틸벤젠, 1,4-테트라 메틸 크실렌 디이소시아네이트, 1,3-테트라메틸 크실렌 디이소시아네이트, 이소포론디이소시아네이트, 1,3-시클로펜탄디이소시아네이트, 1,3-시클로헥산디이소시아네이트, 1,4-시클로헥산디이소시아네이트, 메틸-2,4-시클로헥산디이소시아네이트, 메틸-2,6-시클로헥산 디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌 비스이소시아네이트 메틸시클로헥산, 2,5-이소시아네이트메틸 비시클로[2,2,2]헵탄, 및 2,6-이소시아네이트메틸 비시클로[2,2,1]헵탄으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바인더 수지는 중량 평균 분자량은 1,000 ~ 50,000 g/mol, 바람직하게는 2,000 ~ 30,000g/mol, 산가는 30 내지 150 KOHmg/mg의 범위인 것으로, 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 1 ~ 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물은 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 것으로서, 구체적으로는 분자 중에 적어도 1개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 가지며, 비등점이 100℃ 이상인 화합물 또는 카프로락톤을 도입한 관능성 모노머를 사용할 수 있다.
상기 분자 중에 적어도 1개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100℃ 이상인 화합물로는 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 및 페녹시에틸 (메타)아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 단관능성 모노머;
폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸롤프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 다관능성 모노머를 사용할 수 있다.
또한, 상기 카프로락톤을 도입한 다관능성 모노머로는 디펜타에리트리톨에 도입한 KAYARAD DPCA-20, 30, 60, 120; 테트라히드로퓨릴 아크릴레이트에 도입한 KAYARAD TC-110S; 및 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트에 도입한 KAYARAD HX-220, KAYARAD HK-620 등을 사용할 수 있다.
상기 모노머들 이외에도 비스페놀 A 유도체의 에폭시아크릴레이트, 노볼락-에폭시아크릴레이트, 우레탄계의 다관능성 아크릴레이트인 U-324A, U15HA, U-4HA 등을 사용할 수 있으며, 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 관능성 모노머는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물은 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 1 ~ 20 중량%(수지 조성물의 고형분 기준 5 ~ 50 중량%가 되도록 포함)로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 1 중량% 미만일 경우에는 광감도나 코팅 필름의 강도가 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과할 경우에는 감광성 수지층의 점착성이 과잉되어 필름의 강도가 충분치 않고 현상시 패턴이 손실될 수 있어 바람직하지 못하다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 광개시제는 빛에 의해 라디칼을 발생시켜 가교를 촉발하는 재료로서, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 및 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 화합물을 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광개시제로 사용 가능한 아세토페논계 화합물로는 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인메틸 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤조인이소부틸 에테르, 벤조인부틸 에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오)페닐-2-몰폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-(4-브로모-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온 및 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로판-1-온으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이고,
비이미다졸계 화합물로는 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(3,4,5-트리메톡시페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 및 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4,5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이고,
트리아진계 화합물로는 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉산, 1,1,1,3,3,3-헥사플로로이소프로필-3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오네이트, 에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 2-에폭시에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 시클로헥실-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 벤질-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 3-{클로로-4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉산, 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피온아미드, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(1-p-디메틸아미노페닐)-1,3,-부타디에닐-s-트리아진, 및 2-트리클로로메틸-4-아미노-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이며,
옥심계 화합물로는 1,2-옥타디온-1-(4-페닐치오)페닐-2-(o-벤조일옥심)(시바가이기사, CGI 124), 및 에타논-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-1-(o-아세틸옥심)(CGI 242) 등이 있다.
상기 광개시제의 함량은 감광성 수지 조성물의 총중량을 기준으로 0.1 ~ 5 중량%인 것이 바람직하다.
또한, 상기 광개시제는 보조성분으로 상기 광개시제 100 중량부에 대하여 라디칼의 발생을 촉진시키는 광가교증감제 0.01 ~ 10 중량부, 또는 경화를 촉진시키는 경화촉진제 0.01 ~ 10 중량부를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광가교증감제는 벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 3,3,4,4-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 9-플로레논, 2-크로로-9-프로레논, 2-메틸-9-플로레논 등의 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 2,6-디클로로-9,10-안트라퀴논 등의 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐펜탄), 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판 등의 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 9,10-펜안트렌퀴논 등의 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드 등의 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-n-부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트 등의 벤조페논계 화합물; 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로펜타논 등의 아미노 시너지스트; 3,3-카보닐비닐-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린, 10,10-카르보닐비스[1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-C1]-벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온 등의 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌, 또는 3-메틸-b-나프토티아졸린 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 경화촉진제로는 2-머캅토벤조이미다졸, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-머캅토-4,6-디메틸아미노피리딘, 펜타에리스리톨-테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨-트리스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨-테트라키스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리스리톨-트리스(2-머캅토아세테이트), 트리메틸올프로판-트리스(2-머캅토아세테이트), 및 트리메틸올프로판-트리스(3-머캅토프로피오네이트)으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상을 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 용도에 따라 착색제, 분산제, 밀착촉진제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제, 및 레벨링제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함할 수 있다.
상기 착색제로는 1종 이상의 안료, 염료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 구체적으로 예시하면, 흑색 안료로는 카본 블랙, 흑연, 티탄 블랙 등과 같은 금속 산화물 등을 사용할 수 있다. 카본 블랙의 예로는 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS 및 시스토 SSRF(동해카본 ㈜) ; 다이어그램 블랙 II, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, MA100, MA40, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B 및 OIL31B(미쯔비시화학㈜) ; PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 및 LAMP BLACK-101(대구사㈜); RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, RAVEN-1170(콜롬비아 카본㈜) 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 또한, 색깔을 띄는 착색제의 예로는 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED 3, 23, 97, 108, 122, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 149, 166, 168, 175, 177, 180, 185, 189, 190, 192, 202, 214, 215, 220, 221, 224, 230, 235, 242, 254, 255, 260, 262, 264, 272; C.I. PIGMENT GREEN 7, 36; C.I. PIGMENT blue 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 28, 36, 60, 64; C.I. PIGMENT yellow 13, 14, 35, 53, 83, 93, 95, 110, 120, 138, 139, 150, 151, 154, 175, 180, 181, 185, 194, 213; C.I. PIGMENT VIOLET 15, 19, 23, 29, 32, 37 등이 있고, 이 밖에 백색 안료, 형광 안료 등도 이용할 수 있다. 안료로 사용되는 프탈로시아닌 계 착화합물로는 구리 외에 아연을 중심 금속으로 하는 물질도 사용 가능하다.
상기 밀착촉진제는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시 실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시 실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 및 3-머캅토프로필트리메톡시실란으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것을 사용할 수 있다.
상기 산화방지제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있고, 상기 자외선 흡수제는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 또는 알콕시 벤조페논 등을 사용할 수 있다. 또한 상기 열중합방지제는 히드로퀴논, p-메톡시페놀, 디-t-부틸-p-크레졸, 피로가롤, t-부틸카테콜, 벤조퀴논, 4,4-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2-머캅토이미다졸 등을 사용할 수 있다.
그 밖에 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 기능성을 가지는 수지 바인더, 다관능성 모노머, 감방사선성 화합물, 및 그 밖의 첨가제로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 2차 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 착색제의 함량은 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 0.5 ~ 20 중량%인 것이 바람직하고, 그 외 나머지 첨가제의 함량은 각각 독립적으로 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 0.01 ~ 5 중량%인 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광재를 제공한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 TFT LCD 컬러필터 제조용 안료분산형 감광재, TFT LCD 혹은 유기 발광 다이오드의 블랙 매트릭스 형성용 감광재, 오버코트층 형성용 감광재, 컬럼 스페이서 감광재에 사용되는 것이 바람직하나, 광경화성 도료, 광경화성 잉크, 광경화성 접착제, 인쇄판, 인쇄배선반용 감광재, 기타 투명 감광재, PDP 제조 등에도 사용할 수 있으며, 그 용도에 제한을 특별히 두지는 않는다. 특히, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 컬러필터용 감광재 또는 블랙 매트릭스용 감광재에 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 감광재의 제조방법은 1) 상기 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 및 2) 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 감광재의 제조방법에 있어서, 상기 1) 단계는 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계로서, 예컨대 기판 상에 당 기술분야에 알려진 방법을 이용하여 도포할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 감광성 수지 조성물을 도포하는 방법은 스프레이(spray)법, 롤(roll) 코팅법, 회전(spin) 코팅법, 바(bar) 코팅법, 슬릿(slit) 코팅법 등을 이용할 수 있고, 슬릿 코팅법이 보다 바람직하나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
이 때, 상기 기판은 금속, 종이, 유리, 플라스틱, 실리콘, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등을 사용할 수 있으며, 이들 기판은 목적에 따라 실란 커플링제에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상반응법, 진공 증착 등의 적절한 전처리를 실시할 수 있다. 또한, 상기 기판은 선택적으로 구동용 박막 트랜지스터가 올려져 있을 수 있으며, 질화된 규소막이 스퍼터링되어 있을 수 있다.
특히, 상기 1) 단계에서 슬릿 코팅법을 이용하여 감광성 수지 조성물을 도포하는 경우에는, 상기 감광성 수지 조성물의 도포 속도는 200 mm/s 이상, 토출량은 5,000 ~ 9,000㎕ 일 수 있다.
종래에는 슬릿 코팅법을 이용하여 감광성 수지 조성물을 도포하는 경우에 그 도포 속도는 약 140 ~ 160 mm/s 에 불과하였으나, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 비점과 점도가 각기 다른 범위를 갖는 3종의 용매를 포함하고, 이들의 함량을 최적으로 조절함으로써, 고속 코팅이 가능하면서도 이후 공정에서의 표면 얼룩이나 결함이 없는 특징이 있다. 따라서, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 감광재, 컬러필터 등의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 감광재의 제조방법에 있어서, 상기 2) 단계는 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계이다.
보다 구체적으로 설명하면, 프리베이크된 도포막을 소정의 패턴 마스크를 통해 자외선을 조사하고 알카리 수용액에 의해 현상하여 불필요한 부분을 제거하여 패턴을 형성할 수 있다. 이 때, 현상방법으로는 디핑(dipping)법, 샤워(shower)법 등을 제한 없이 적용할 수 있다. 현상시간은 통상 30 ~ 180초 정도이다. 상기 현상액으로는 알칼리 수용액으로서 수산화나트륨, 수산화칼륨, 규산나트륨, 메트규산나트륨, 암모니아 등의 무기 알칼리류; 에틸아민, N-프로필아민 등의 1급 아민류; 디에틸아민, 디-n-프로필아민 등의 2급 아민류; 트리메닐아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에틸아민 등의 3급 아민류; 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 3급 알코올 아민류; 피롤, 피페리딘, n-메틸피페리딘, n-메틸피롤리딘, 1,8-디아자비시클로[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로[4.3.0]-5-노넨 등의 환상 3급 아민류; 피리딘, 코리진, 루티딘, 퀴롤린 등의 방향족 3급 아민류; 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드 등의 4급 암모늄염의 수용액 등을 사용할 수 있다.
현상 후 유수세정을 약 30 ~ 90초간 행하고 공기 또는 질소로 건조시킴으로써 패턴을 형성할 수 있다. 이 패턴을 핫플레이트(hot plate), 오븐(oven) 등의 가열장치를 이용하여 포스트베이크(post-bake)을 통해 완성된 감광재 패턴을 얻을 수 있다. 이 때 포스트베이크의 조건은 150 ~ 230℃에서 10 ~ 90분 정도 가열하는 것이 바람직하다.
본 발명의 감광성 수지 조성물을 경화시키기 위한 광원으로는, 예컨대 파장이 250 ~ 450nm의 광을 발산하는 수은 증기 아크(arc), 탄소 아크, Xe 아크 등이 있으나, 반드시 이에 국한되지는 않는다.
또한, 본 발명은 상기 감광재를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터는 본 발명에 따른 감광재를 포함하는 것을 제외하고는 당 기술분야에 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시예들은 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들로 인하여 한정되는 식으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
< 실시예 >
< 실시예 1> 감광성 수지 조성물의 제조
감광성 수지 조성물 전체 100 중량부에 대해서 카본 블랙 분산액 9 중량부, 여기에 상기 화학식 1의 플로렌계 수지 바인더(화학식 1에서 Ry는 메타아크릴로일이고, Rx를 구성하는 카르복실산 무수물로는 1,2-시클로헥산디카르본산 무수물을 사용하고, 디이소시아네이트로는 1,3-시클로헥산디이소시아네이트를 사용한 바인더) 2.5 중량부, 알칼리 가용성 수지 바인더로서 벤질(메타)아크릴레이트/(메타)아크릴산의 공중합체에 글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 중합체(Mw = 22,000) 1.0 중량부, 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 2.0 중량부를 혼합하고, 광중합 개시제로서 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-(4-모폴리노페닐)부틸-1-온 0.5 중량부(상품명 Irgacure 369), 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)에탄온(상품명 CGI-242) 1.0 중량부를 혼합한 후, 첨가제로서 밀착촉진제인 3-메타아크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란 0.3 중량부 및 레벨링제 0.05 중량부를 혼합하고, 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 34.5 중량부, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸 에테르 42 중량부, 디에틸렌 글리콜 메틸부틸 에테르 7.15 중량부를 혼합하였다. 그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
< 실시예 2>
용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이드 대신 메틸-3-메톡시 프로피오네이트를 동일량 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조성 및 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
< 실시예 3>
용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 39 중량부, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르 40.5 중량부, 디에틸렌 글리콜 메틸부틸 에테르 4.15 중량부 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일한 조성 및 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
< 비교예 1>
용매로서 디에틸렌 글리콜 메틸에틸 에테르 대신 3-메톡시 부틸 아세테이트를 디에틸렌 글리콜 메틸부틸 에테르 대신 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르를 동일양으로 사용한 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일한 조성으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
< 실험예 1> 블랙 매트릭스 패턴의 형성
실시예 1 내지 3 및 비교예 1의 감광성 수지 조성물을 슬릿 코터를 이용하여 680 × 880mm 사이즈의 유리 기판에 노즐 속도를 증가 시키면서 도포하여 얼룩 없이 도포 가능한 최대 속도를 측정하여 하기 표 1에 기록하였다. 코팅 이후 VCD 공정을 통해 용매를 제거한 후 약 100℃로 2분 동안 전열 처리하였다. 실제 공정에서는 이후 노광, 현상 공정이 필요하나 고속 코팅 특성과 표면 결함 만을 확인하기 위해서 바로 컨벡션 오븐에서 220℃로 30분간 포스트베이크(post-bake)하여 두께 1.2㎛의 막을 형성하였다. 이후 표면 얼룩은 매크로 얼룩 검사기 상에서 유관으로 확인하였고, 표면 결함은 패턴 검사기 및 현미경을 통해 확인하여 그 정도를 아래 표 2에 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 고속 코팅 특성을 하기 도 1에 나타내었고, 비교예 1에 따른 고속 코팅 특성을 하기 도 2 및 3에 나타내었다.
또한, 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물의 표면 특성을 하기 도 4에 나타내었고, 비교예 1에 따른 표면 특성을 하기 도 5에 나타내었다.
[표 1]
Figure pat00002
O: 도포 가능
X: 도포 실패
Glass_Nozzle 간 Gap: 120㎛
[표 2]
Figure pat00003
상기 표 1 ~ 2, 및 도 1 ~ 5의 결과와 같이, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 비점과 점도가 각기 다른 범위를 갖는 3종의 용매를 포함함으로써, 고속 코팅이 가능하면서도 이후 공정에서의 표면 얼룩이나 결함이 없는 특징이 있다. 특히, 도 2 ~ 3의 결과와 같이 비교예 1의 감광성 수지 조성물은 고속 코팅이 불가능하였고, 도 5의 결과와 같이 비교예 1의 감광성 수지 조성물은 표면 얼룩과 결함이 발생되었다.
따라서, 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용함으로써 감광재, 컬러필터 등의 생산성을 크게 향상시킬 수 있다.

Claims (16)

  1. 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물, 광개시제 및 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서,
    상기 용매는 1) 비점이 140 ~ 160℃ 이고 점도가 20℃에서 1.2mPa s 이하인 제1 용매, 2) 비점이 161 ~ 190℃ 이고 점도가 20℃에서 1.4mPa s 이하인 제2 용매, 및 3) 비점이 191 ~ 220℃ 이고 점도가 20℃에서 2.0mPa s 이하인 제3 용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 1) 제1 용매는 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(비점 146℃, 점도 1.17mPa s) 및 메틸-3-메톡시 프로피오네이트(비점 145℃, 점도 1.06mPa s)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 1) 제1 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 5 ~ 50 중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 2) 제2 용매는 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(비점 162℃, 점도 1.1mPa s), 디에틸렌 글리콜 메틸에틸 에테르(비점 176℃, 점도 1.2mPa s), 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르(비점 189℃, 점도 1.4mPa s) 및 디프로필렌 글리콜 디메틸 에테르(비점 171℃, 점도 1.1mPa s)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 2) 제2 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 30 ~ 90 중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 3) 제3 용매는 디에틸렌 글리콜 메틸부틸 에테르(비점 212℃, 점도 1.6mPa s)를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 3) 제3 용매의 함량은 용매의 총중량을 기준으로 5 ~ 30 중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 용매의 총함량은 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 70 ~ 95 중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물 총중량을 기준으로 상기 바인더 수지의 함량은 1 ~ 10 중량%, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 중합성 화합물의 함량은 1 ~ 20 중량%, 및 광개시제의 함량은 0.1 ~ 5 중량%인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물은 착색제, 분산제, 밀착촉진제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제, 및 레벨링제로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  11. 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 포함하는 감광재.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 감광재는 컬러필터 제조용 안료분산형 감광재, 블랙 매트릭스 형성용 감광재, 오버코트층 형성용 감광재, 컬럼 스페이서 감광재 및 인쇄배선반용 감광재로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 감광재.
  13. 1) 청구항 1 내지 청구항 10 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 도포하는 단계; 및
    2) 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계
    를 포함하는 감광재의 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서, 상기 1) 단계의 감광성 수지 조성물을 도포하는 방법은 슬릿(slit) 코팅법에 의하여 수행되는 것을 특징으로 하는 감광재의 제조방법.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 1) 단계의 감광성 수지 조성물의 도포 속도는 200 mm/s 이상, 토출량은 5,000 ~ 9,000㎕ 인 것을 특징으로 하는 감광재의 제조방법.
  16. 청구항 11의 감광재를 포함하는 컬러필터.
KR1020110103565A 2011-10-11 2011-10-11 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법 KR20130039101A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110103565A KR20130039101A (ko) 2011-10-11 2011-10-11 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110103565A KR20130039101A (ko) 2011-10-11 2011-10-11 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130039101A true KR20130039101A (ko) 2013-04-19

Family

ID=48439372

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110103565A KR20130039101A (ko) 2011-10-11 2011-10-11 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130039101A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5329430B2 (ja) 液晶ディスプレイ用ブラックマトリックス高感度感光性樹脂組成物およびそれを用いて製造されるブラックマトリックス
KR101040593B1 (ko) 블랙 매트릭스 감광성 수지 조성물
JP4804577B2 (ja) ブラックマトリクス用感光性樹脂組成物、これによって形成されるブラックマトリクス、およびこれを含む液晶表示装置
JP5326175B2 (ja) 色分散、フォトレジスト組成物およびブラックマトリックス
JP6113078B2 (ja) 感光性樹脂組成物、感光材及び感光材の製造方法
KR101384457B1 (ko) 실란계 화합물 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물
KR101390709B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 미세패턴을 포함하는 액정표시소자
JP5815133B2 (ja) フッ素系樹脂およびこれを含む感光性樹脂組成物
KR101367525B1 (ko) 블랙 매트릭스용 감광성 수지 조성물
KR20170043307A (ko) 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 감광재
KR20150063016A (ko) 블랙 매트릭스용 감광성 수지 조성물
KR101690814B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR20130039101A (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 감광재 및 이의 제조방법
KR101678722B1 (ko) 피페리딘 유도체 및 그를 포함하는 감광성 수지 조성물
KR102038749B1 (ko) 알칼리 가용성 수지 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물, 포토 스페이서 및 디스플레이 장치
KR101560870B1 (ko) 신규한 화합물 및 이를 포함하는 감광성 수지 조성물
KR20200009842A (ko) 블랙 매트릭스 조성물 및 이를 이용한 블랙 매트릭스의 제조방법
KR20150062995A (ko) 감광성 수지 조성물

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
E601 Decision to refuse application
E801 Decision on dismissal of amendment