KR20130132322A - 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

알칼리 가용성 바인더; 가교성 화합물; 광중합 개시제; 용매; 착색제 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다. 본 명세서에 따른 감광성 수지 조성물은 우수한 절연 특성, 차광 특성, 에칭 공정과 스트리핑 공정에서 우수한 내화학성을 가진다. 그래서, 얇은 두께와 부드러운 테이퍼를 가지는 베젤층을 형성하게 하여, 금속 배선의 단락이 없게 하고 고온 공정에서 저항값 저하를 최소로 할 수 있는 일체형 터치 센서를 형성할 수 있게 한다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 패널{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, PATTERN FORMED BY USING THE SAME AND DISPLAY PANEL COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 형성된 패턴 및 상기 패턴을 포함하는 디스플레이 패널에 관한 것이다. 본 출원은 2012년 5월 25일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제10-2012-0056398호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
최근 모바일 디스플레이 시장의 주류에는 터치 스크린이 자리잡고 있다. 터치 스크린은 키보드와 마우스와 같은 입력장치를 사용하지 않고 화면에 직접 사람 손이나 물체를 접촉시켜 입력해 가는 방식을 가진다. 그래서, 화면에서 대부분의 조작, 즉 인터넷 활용, 동영상, 멀티터치 등이 용이하게 이루어지므로 가장 편리한 유저인터페이스 중의 하나가 되었다.
터치스크린은 그 구현방식의 예로, 저항막 방식, 정전용량 방식, 초음파 방식, 광학 방식, 적외선 방식 등이 있다. 저항막 방식은 내구성이 떨어지고 빛 투과율이 낮으며 멀티 터치 구현이 거의 불가능한 문제점이 있다.
저항막 방식의 문제점을 해결하기 위한 방식으로 정전용량 방식을 들 수 있다. 정전 용량 방식은 사람의 몸에서 발생하는 미세전류를 감지해 구동하는 방식으로 정전류를 이용하므로, 터치감도가 우수하고, 특히 멀티터치기능이 가능하다. 또한, 커버로 유리를 사용하므로 내구성이 좋고, 빛 투과율도 90%이상을 가지며, 고급스런 감도를 주는 장점이 있다. 그러나, 입력방식에서 제한이 있고 제조원가가 높은 단점이 있다.
또한, 일체형 터치 스크린 패널을 제조하는 데 있어, 종래의 베젤 막 코팅용 잉크를 사용하여 스크린 방식으로 인쇄하여 베젤 막의 두께가 대부분 6 마이크론 이상, 평균적으로 10 마이크론이었다.
그러나, 이와 같은 두께로 베젤 막 위에 센서층을 적용하게 되면 베젤층과 기판과의 단차로 인해 배선 단락이 발생하여 제대로 구동이 어렵게 되는 문제점이 있다.
그래서, 얇은 두께와 부드러운 테이퍼를 가지면서도 충분한 차광 특성을 가지는 종래의 베젤 막 코팅용 잉크를 대체할 재료가 필요하게 되었다. 특히, 터치센서를 형성하는 고온 공정에서는 저항값이 저하되기 때문에 고저항을 요구하는 터치 스크린 패널의 베젤 재료의 제품 특성을 저하하게 되는 문제점을 해결할 필요가 있었다.
또한, 베젤층 위에 금속 배선 형성 시 사용되는 에칭 공정 및 스트리핑 공정에서 필링 현상을 막기 위해 우수한 내화학성을 가지는 베젤 재료를 개발할 필요가 있었다.
한국 공개 특허 제 10-2008-0107846호
본 명세서는 디스플레이 패널의 베젤 패턴 형성 시에 얇은 두께, 부드러운 테이퍼, 충분한 차광력을, 우수한 내화학성 및/또는 내열성을 가지는 패턴을 제공할 수 있는 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 명세서는 알칼리 가용성 바인더; 가교성 화합물; 광중합 개시제; 용매; 착색제 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 제공한다.
또한, 본 명세서는 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 패턴 제조방법을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 패턴을 포함하는 디스플레이 패널을 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 우수한 절연 특성, 차광 특성, 에칭 공정 및 스트리핑 공정에서 우수한 내화학성을 가진다. 그래서, 디스플레이 패널에서 패턴 형성 시에, 얇은 두께와 부드러운 테이퍼를 가지는 베젤 패턴층을 형성하게 하여, 금속 배선의 단락이 없게 하고 고온 공정에서 저항값 저하를 최소로 할 수 있게 하는 효과가 있다.
도 1은 금속과의 필링 이미지를 나타낸 것으로 (a)는 비교예 2의 4단계에서의 이미지를 나타낸 것이고, (b)는 실시예 1의 5단계에서의 이미지를 나타낸 것이다. 그리고 (c)는 실시예 2의 6단계에서의 이미지를 나타낸 것이고, (d)는 비교예 1의 2단계에서의 이미지를 나타낸 것이며, (e)는 실시예 3의 6 단계에서의 이미지를 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서를 상세히 설명한다.
본 명세서에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가진다.
본 발명자들은 정전용량방식에서의 문제점이었던 원가를 낮추기 위해, 여러 장을 적용하는 ITO (산화주석인듐: Indium Tin Oxide) 필름 센서층을 줄이거나 또는 맨 윗 층의 강화유리에 직접 터치센서를 접착하는 일체형 터치 스크린 패널을 개발하는 방법을 개발하였다. 이때, 투과율 향상과 더불어 원가 절감효과를 누릴 수 있다. 이와 같은 일체형 터치 패널은 커버유리에 차폐용 베젤 막을 코팅하고 그 위에 터치 센서층을 형성하는 방법으로 제작하였다.
또한, 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위한 터치 스크린 개발 중 패널에서의 패턴 형성에 적합한 조성물의 개발 필요성에서 본 명세서를 완성하게 되었다.
본 명세서의 일 구현예는 알칼리 가용성 바인더; 가교성 화합물; 광중합 개시제; 용매; 착색제 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 명세서의 감광성 수지 조성물은 에폭시 밀착촉진제를 포함함으로써, 에칭 공정과 스트리핑 공정에 대한 내화학성을 증가시키는 효과가 있다. 그래서 필링 현상을 방지하여 금속 배선과의 접착력을 확보하는 효과가 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예는 알칼리 가용성 바인더; 가교성 화합물; 광중합 개시제; 용매; 착색제; 에폭시 밀착촉진제; 및 에폭시 바인더를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 명세서의 감광성 수지 조성물은 에폭시 바인더 및 에폭시 밀착촉진제를 함께 포함함으로써, 에칭 공정과 스트리핑 공정에 대한 내화학성을 에폭시 밀착촉진제만 포함되는 경우보다 향상시키는 효과가 있고, 필링 현상을 방지하여 금속 배선과의 접착력을 향상시키는 효과가 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 바인더는 구체적으로, 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 비페닐형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것이다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 바인더는 에폭시 당량이 5000 g/eq 이하이다.
상기 에폭시 바인더는 에폭시 당량이 1 내지 5000 g/eq 일 수 있다.
상기 에폭시 바인더는 에폭시 당량이 200 내지 400 g/eq 일 수 있다.
에폭시 당량이 200 g/eq 이상이면, 안전성에 문제가 발생하지 않으며, 에폭시 당량이 400 g/eq 이하이면, 밀착성에 문제가 발생하지 않는다.
본 명세서에 있어서, 에폭시 당량 (epoxide equivalent weight, EEW)은 에폭시 반응기 1개에 해당하는 분자량을 나타내는 것으로, 에폭시 수지의 중량평균분자량을 분자 당 반응기의 개수로 나눈 값이다.
본 명세서에 있어서, 중량평균분자량은 겔 투과 크로마토그래피 (GPC)에 의하여 측정된 값이다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 바인더의 함량은 전체 바인더 100 중량부를 기준으로 10 내지 50 중량부이다.
전체 바인더 100 중량부를 기준으로 상기 에폭시 바인더의 함량이 10 중량부 이상인 경우, 내화학성 증가로 인한 금속 접착력 효과가 우수하며, 50 중량부 이하인 경우, 조성물의 경시 안정성 저하를 방지할 수 있다.
상기 에폭시 바인더의 함량은 전체 바인더 100 중량부를 기준으로 15 내지 30 중량부일 수 있다.
전체 바인더 100 중량부를 기준으로 상기 에폭시 바인더의 함량이 15 중량부 이상인 경우, 10 중량부 이상인 경우보다 더 내화학성 증가로 인한 금속 접착력 효과가 우수하며, 30 중량부 이하인 경우, 50 중량부 이하인 경우보다 더 조성물의 경시 안정성 저하를 방지할 수 있다.
상기 전체 바인더는 알칼리 가용성 바인더 및 에폭시 바인더를 합한 바인더를 의미한다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 바인더의 함량은 전체 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부이다.
에폭시 바인더의 함량이 전체 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 중량부 이상이면, 밀착력에 문제가 발생하지 않으며, 에폭시 바인더의 함량이 전체 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 10 중량부 이하이면, 안전성에 문제가 발생하여 감광성 수지 조성물이 겔 (gel)화되는 문제가 발생하지 않는다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 밀착촉진제는 아크릴로일 실란 커플링제 또는 알킬 트리메톡시 실란이다.
상기 아크릴로일 실란 커플링제는 메타아크릴로일옥시 프로필트리메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필디메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필트리에톡시 실란 및 메타아크릴로일옥시 프로필디메톡시실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 알킬 트리메톡시 실란은 옥틸트리메톡시 실란, 도데실트리메톡시 실란 및 옥타데실트리메톡시 실란으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 밀착촉진제는 실세스퀴녹세인이다.
본 명세서에 있어서, 밀착촉진제는 기판과 감광성 조성물의 접착력을 증가시키는 재료를 의미한다.
밀착촉진제는 실라놀기를 갖는 화합물을 포함하며, 상기 실라놀기에 의하여, 기판과 접착력을 유지시키며, 실라놀기의 반대편의 알킬기 등은 부수적인 효과를 발생시킨다.
본 명세서에 있어서, 에폭시 밀착촉진제는 밀착촉진제에 포함된 실라놀기를 갖는 화합물이 실라놀기 반대편에 에폭시기를 갖는 것을 의미한다.
에폭시 밀착촉진제는 일반적인 밀착촉진제에 비하여, 막 경화도 상승에 의한 부수적인 내화학성이 좋아져, 화학 물질에 대한 내성이 좋아지고 이러한 특징이 내화학성 후 실라놀기에 의한 밀착력에 추가적인 접착력을 유지시키는 효과를 발생시킨다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 에폭시 밀착촉진제의 함량은 상기 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 1 중량부이다.
상기 에폭시기 밀착촉진제의 함량이 0.01 중량부 이상이면, 첨가의 효과 가 발생하고, 1 중량부 이하이면 첨가되는 양이 증가함에 따라 효과가 더 발생한다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 알칼리 가용성 바인더는 카도계 바인더 및 아크릴계 바인더 중에서 1종 이상을 포함한다.
상기 알칼리성 가용성 바인더가 카도계 바인더 및 아크릴계 바인더를 혼합하여 사용할 경우, 카도계 바인더: 아크릴계 바인더의 혼합 비율은 1~99: 99~1일 수 있다.
상기 카도계 바인더: 아크릴계 바인더의 혼합 중량 비율은 50:50일 수 있다.
상기 카도계 바인더 또는 아크릴계 바인더는 상기 감광성 수지 조성물에 포함되어 사용되는 경우, 기판 접착력에서 우수한 효과를 보여준다.
본 명세서에 있어서, 카도계는 환상 구조를 구성하는 4급 탄소 원자에 2개의 환상 구조가 결합한 골격 구조를 갖는 수지이다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 카도계 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1의 치환기들을 보다 구체적으로 설명하면 아래와 같다.
상기 Rx는 5원 고리의 카르복실산 무수물 또는 디이소시아네이트가 반응하여 형성된 구조일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 5원 고리의 카르복실산 무수물은 숙신산무수물, 메틸숙신산무수물, 2,2-디메틸숙신산무수물, 이소부테닐숙신산무수물, 1,2-시클로헥산디카르본산 무수물, 헥사히드로-4-메틸 프탈산 무수물, 이타콘산 무수물, 테트라히드로 프탈산 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 디무수물, 3,4,5,6-테트라히드로프탈산 무수물, 프탈산무수물, 비스프탈산무수물, 4-메틸프탈산 무수물, 3,6-디클로로프탈산무수물, 3-히드로프탈산무수물, 1,2,4-벤젠트리카르복산 무수물, 4-니트로프탈산무수물 및 디에틸렌글리콜-1,2-비스트리멜릭산 무수물로 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
또는, 상기 디이소시아네이트는 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 이루어지는 군에서 선택되는 것일 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 Ry는 수소, 아크릴로일 및 메타아크릴로일로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알콕시기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알케닐기; 로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 R4 내지 R7은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알콕실렌기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알케닐렌기; 로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.
상기 할로겐기는 불소, 염소, 브롬 또는 요오드가 될 수 있다.
상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 5 일 수 있다. 상기 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 부틸, t-부틸 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알킬렌기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 5 일 수 있다. 상기 알킬렌기의 구체적인 예로는 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 이소프로필렌, 부틸렌, t-부틸렌 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알콕시기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 5일 수 있다. 상기 알콕시기 의 구체적인 예로는 메톡시, 에톡시, 이소프로필옥시 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알콕실렌기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수 1 내지 5일 수 있다. 상기 알콕실렌기 의 구체적인 예로는 메톡실렌, 에톡실렌, 이소프로필옥실렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알케닐기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 5일 수 있다. 상기 알케닐기 의 구체적인 예로는 에테닐, 프로페닐, 부테닐, 펜테닐 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알케닐렌기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있고, 치환 또는 비치환된 것일 수 있으며, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나 1 내지 5일 수 있다. 상기 알케닐렌기의 구체적인 예로는 에테닐렌, 프로페닐렌, 부테닐렌, 펜테닐렌 등을 들 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 치환기는 할로겐기, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 5의 알콕시기, 탄소수 2 내지 5의 알케닐기일 수 있다.
상기 l은 1~4의 정수이며, 상기 m은 1~8의 정수이고, 상기 n은 화학식 1로 표시되는 것이 반복단위임을 나타낸다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 카도계 바인더는 산가가 10 ~ 200 KOH mg/g 인 것이다.
상기 카도계 바인더의 산가가 10 KOH mg/g 이상이면 알칼리 현상액에 대한 용해도가 좋아서 현상 시간을 단축해주고, 기판상에 잔사가 남지 않게 하는 효과가 있고, 200 KOH mg/g 이하이면 패턴의 탈착을 방지하고 패턴의 직진성을 확보할 수 있게 한다.
상기 카도계 바인더의 산가는 30 ~ 150 KOH mg/g 인 것일 수 있다.
상기 카토계 바인더의 산가가 30 KOH mg/g 이상인 경우 현상 불량이 발생하지 않으며, 150 KOH mg/g 이하인 경우 패턴 유실없이 현상성을 확보할 수 있다.
또한, 본 명세서의 일 구현예에서, 상기 카도계 바인더의 중량평균분자량은 1,000 내지 30,000이다.
상기 카도계 바인더의 중량평균분자량이 1,000 이상이면 바인딩 기능이 좋고, 현상시의 물리적 외력에 견딜 수 있어 패턴이 소실되지 않으며, 기본적인 내열성 및 내화학성 등의 물성을 만족시킬 수 있다. 또한, 상기 카도계 바인더의 중량평균분자량이 30,000 이하이면 알칼리 현상액에 대한 현상성이 적어서 현상이 불가능해질 수 있는 문제를 방지하고, 흐름성이 나빠져서 코팅 두께의 제어나 두께의 균일성의 확보가 어려워질 수 있는 문제를 방지한다.
상기 카도계 바인더의 중량평균분자량은 1,500 ~ 10,000인 것일 수 있다.
상기 카도계 바인더의 중량평균분자량이 1,500 이상인 경우 충분한 막 형성이 가능하며, 상기 카도계 바인더의 중량평균분자량이 10,000 이하인 경우 패턴의 유실 없이 충분한 막 형성과 내화학성 확보가 가능하다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 아크릴계 바인더는 막의 기계적 강도를 부여하는 모노머와 알칼리 용해성을 부여하는 모노머로 구성된 것이다.
상기 아크릴계 바인더는 패턴의 테이퍼 각도를 낮게 형성할 수 있는 것일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 패턴의 테이퍼 각도는 패턴의 사다리꼴 모양에서 밑면과 옆면이 이루는 각을 의미한다.
상기 아크릴계 바인더는 막의 기계적 강도를 부여하는 모노머와 알칼리 용해성을 부여하는 모노머이며, 동시에 패턴의 테이퍼 각도를 낮게 형성할 수 있는 것일 수 있다.
상기 막의 기계적 강도와 테이퍼 각도 조절에 사용가능한 모노머는 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, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타) 아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜)메틸에테르(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 아다멘틸(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 헥실(메타)아크릴레이트, 헵틸(메타)아크릴레이트, 옥실(메타)아크릴레이트, 노닐(메타) 아크릴레이트, 데실(메타)아크릴레이트, 라우릴메타아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트와 같은 불포화 카르복시산 에스테르류; 스티렌, α-메틸스티렌, (o,m,p)-비닐 톨루엔, (o,m,p)-메톡시 스티렌, (o,m,p)-클로로 스티렌과 같은 방향족 비닐류; 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 알릴 글리시딜 에테르와 같은 불포화 에테르류; N-페닐 말레이미드, N-(4-클로로페닐) 말레이미드, N-(4-히드록시페닐) 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드와 같은 불포화 이미드류; 및 무수 말레인산, 무수 메틸 말레인산과 같은 무수 말레산류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종을 사용할 수 있고, 2종 이상을 사용하는 것이 효과가 좋다. 특히 치환된 사슬길이가 6 ~ 18인 모노머를 1 내지 30 몰 당량 혼합 사용하는 것일 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
알칼리 용해성을 부여하는 모노머는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 모노메틸 말레인산, 5-노보넨-2-카복실산, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 프탈레이트, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 숙시네이트, ω-카르복시 폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 사용하는 것이 효과가 좋으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 아크릴계 바인더는 산가가 10 ~ 200 KOH mg/g 인 것이다.
상기 아크릴계 바인더의 산가가 10 KOH mg/g 이상이면 알칼리 현상액에 대한 용해도가 좋아서 현상 시간을 단축해주고, 기판상에 잔사가 남지 않게 하는 효과가 있고, 200 KOH mg/g 이하이면 패턴의 탈착을 방지하고 패턴의 직진성을 확보할 수 있게 하고 패턴의 테이퍼각이 90°를 넘는 역페이퍼가 생기지 않게 한다.
상기 아크릴계 바인더는 산가가 30 ~ 150 KOH mg/g 인 것일 수 있다.
상기 아크릴계 바인더의 산가가 30 KOH mg/g 이상이면 현상 불량이 발생하지 않으며, 150 KOH mg/g 이하이면 패턴 유실 없이 현상성을 확보할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 아크릴계 바인더의 중량평균분자량은 1,000 ~ 50,000이다.
상기 아크릴계 바인더의 중량평균분자량이 1,000 이상이면 바인딩 기능이 좋고, 현상시의 물리적 외력에 견딜 수 있어 패턴이 소실되지 않으며, 기본적인 내열성 및 내화학성 등의 물성을 만족시킬 수 있다. 또한, 상기 아크릴계 바인더의 중량평균분자량이 50,000 이하이면 알칼리 현상액에 대한 현상성이 적어서 현상이 불가능해질 수 있는 문제를 방지하고, 흐름성이 나빠져서 코팅 두께의 제어나 두께의 균일성의 확보가 어려워질 수 있는 문제를 방지한다.
상기 아크릴계 바인더의 중량평균분자량은 2,000 ~ 30,000인 것일 수 있다.
상기 아크릴계 바인더의 중량평균분자량이 2,000 이상이면 막 형성이 가능하며, 30,000 이하이면 패턴 유실 없이 막 형성과 내화학성 확보가 가능하다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 감광성 수지 조성물은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 상기 알칼리 가용성 바인더의 함량은 1 내지 20 중량부이다.
상기 알칼리 가용성 바인더의 함량이 1 중량부 이상이면 형성된 패턴의 접착성이 저하되지 않고, 알칼리 수용액을 이용한 패터닝이 가능하며, 상기 알칼리 가용성 바인더의 함량이 20 중량부 이하이면 형성된 화상의 강도 및 감도가 저하되지 않고, 현상 시에 패턴이 유실되지 않는다.
상기 알칼리 가용성 바인더의 함량은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로, 1 내지 10 중량부일 수 있다.
알칼리 가용성 바인더의 함량이 10 중량부 이하이면 패턴의 유실없이 현상성을 확보할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 가교성 화합물은 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머이다.
상기 가교성 화합물은 자 중에 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100 ℃ 이상인 화합물 및 카프로락톤을 도입한 다관능성 모노머 중에서 1종 이상인 것일 수 있다.
상기 분자 중에 적어도 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100 ℃ 이상인 화합물은 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머; 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등의 다관능성 모노머;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 카프로락톤을 도입한 다관능성 모노머는 디펜타에리트리톨에 도입한 KAYARAD사에서 제조된 상품명 DPCA-20,30,60,120, 테트라히드로퓨릴 아크릴레이트에 도입한 KAYARAD TC-110S, 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트에 도입한 KAYARAD사에서 제조된 상품명 HX-220, KAYARAD HK-620 등; 공영사에서 제조된 상품명 에폭시 에스터 200PA, 에폭시 에스터 3002M, 에폭시 에스터 3002A, 에폭시 에스터 3000M; 및 우레탄 아크릴레이트 계열로서 공영사에서 제조된 상품명 UA306H, UA306T, UA306I, UA510H, UF8001, 및 U-324A, U15HA, U-4HA;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 가교성 화합물은 전체 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 10중량부의 함량으로 포함되는 것이다.
상기 가교성 화합물의 함량이 1 중량부 이상이면 광감도나 코팅 필름의 강도가 저하를 방지하는 효과가 있고, 상기 가교성 화합물의 함량이 10 중량부 이하이면 감광성층의 점착성이 과잉 현상을 방지하여 필름의 강도를 충분하게 하고, 현 상시 패턴의 손실을 방지하는 효과가 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상인 것이다.
상기 아세토페논계 화합물은 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 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 비이미다졸계 화합물은 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 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 트리아진계 화합물은 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 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 옥심계 화합물은 1,2-옥타디온,-1-(4-페닐치오)페닐,-2-(o-벤조일옥심)(시바가이기사에서 제조된 상품명 시지아이124), 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심)(시바가이기사에서 제조된 상품명 씨지아이242) 및 아데카사에서 제조된 상품명 N-1919로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 광중합 개시제는 전체 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부의 함량으로 포함되는 것이다.
상기 광중합 개시제의 함량이 0.1 중량부 이상이면, 첨가의 효과가 발생하고, 10 중량부 이하이면 첨가되는 량이 증가함에 따라 효과가 더 발생한다.
상기 광중합 개시제는 네거티브 포토레지스트의 노광 공정의 개시물질로서 노광에 의하여 라디칼을 형성하게 되고, 이 라디칼의 연쇄 반응에 의하여 레지스트막이 형성된다.
본 명세서의 일 구현예에서, 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물 중 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머와 바인더의 합 100 중량부를 기준으로 1 ~ 300 중량부이다.
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물 및 옥심계 화합물 중에 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 현상성, 패턴 특성 또는 노광기의 파장에 맞는 조합들을 사용할 수 있으며, 장파장 영역의 빛까지 사용한 옥심계 개시제의 개시 효율이 좋은 편이다.
상기 아세토페논계 화합물은 1 ~ 300 중량부, 더욱 구체적으로 1 ~ 200 중량부일 수 있다.
상기 비이미다졸계 화합물은 구체적으로 1 ~ 300 중량부, 더욱 구체적으로 1 ~ 100 중량부 일 수 있다.
상기 트리아진계 화합물은 구체적으로 1 ~ 300 중량부, 더욱 구체적으로 1 ~ 100 중량부 일 수 있다.
상기 옥심계 화합물은 구체적으로 1 ~ 300 중량부, 더욱 구체적으로 1 ~ 50 중량부 일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 광중합 개시제는, 보조성분으로 라디칼의 발생을 촉진시키는 광가교증감제 또는 경화를 촉진시키는 경화촉진제를 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는, 보조성분으로 가교 증감제와 경화촉진제 모두를 포함할 수 있다.
상기 광가교증감제 또는 경화촉진제의 함량은 광중합 개시제 100 중량부를 기준으로 각각 0.01 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량이 0.01 중량부 이상이면, 첨가의 효과 가 발생하고, 10 중량부 이하이면 첨가되는 량이 증가함에 따라 효과가 더 발생한다.
본 명세서에 있어서, 광가교증감제는 에너지를 받아 전이된 삼중항 (triplet) 상태의 에너지를 다른 분자에 전달해주는 역할을 하는 물질을 의미한다.
예를 들면, 상대적인 장파장 (365 nm, I-Line)에서 흡수가 좋은 물질이 에너지를 받아 315 nm 파장의 빛에서 반응하는 개시제에 에너지를 전달하여 개시제가 반응하도록 할 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 벤조에이트계 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-카본닐비닐-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, 3-메틸-b-나프토티아졸린;으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
상기 경화촉진제는 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)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 용매는 용해성, 안료분산성, 도포성 등을 고려하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 메틸-3-메톡시 프로피오네이트(144℃), 에틸렌글리콜 메틸에테르(125℃), 에틸렌글리콜 에틸에테르(135℃), 에틸렌글리콜 디에틸에테르(121℃), 디부틸에테르(140℃), 에틸피루베이트(144℃) 프로필렌글리콜 메틸에테르(121℃), 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트(146℃), n-부틸아세테이트(125℃), 이소부틸아세테이트(116℃), 아밀아세테이트(149℃), 이소아밀아세테이트(143℃), 부틸프로피오네이트(146℃), 이소아밀프로피오네이트(156℃), 에틸부티레이트(120℃), 프로필 부티레이트(143℃), 메틸-3-메톡시이소부티레이트(148℃), 메틸글리콜레이트(150℃), 메틸 락테이트(145℃), 에틸 락테이트(154℃), 메틸-2-히드록시이소부틸레이트(137℃), 에틸에톡시아세테이트(156℃), 2-메톡시에틸아세테이트(145℃), 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트(145℃), 2-에톡시에틸아세테이트(156℃), 디부틸에테르(140℃), 시클로펜타논(131℃), 시클로헥사논(155℃), 2-헥사논(127℃), 3-헥사논(123℃), 5-메틸-2-헥사논(145℃), 2-헵타논(150℃), 3-헵타논(148℃), 4-헵타논(145℃), 2-메틸-3-헵타논(159℃), 1-메톡시-2-프로판올(118℃), 에틸-2-히드록시-프로피오네이트(154℃), 및 에틸-3-메톡시프로피오네이트(158℃), 2-메톡시 에틸에테르(162℃), 3-메톡시부틸아세테이트(170℃), 2-에톡시에틸 에테르(185℃), 2-부톡시에탄올(171℃), 3-에톡시-프로판올(161℃), 디에틸렌글리콜도데실에테르(169℃), 디프로필렌글리콜메틸에테르(188℃), 2,6-디메틸-4-헵타논(169℃), 2-옥타논(173℃), 3-옥타논(168℃), 3-노나논(188℃), 5-노나논(187℃), 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논(166℃), 2-메틸시클로헥사논(163℃), 3-메틸시클로헥사논(170℃), 4-메틸시클로헥사논(170℃), 2,6-디메틸시클로헥사논(175℃), 2,2,6-트리메틸시클로헥사논(179℃), 시클로햅타논(179℃), 헥실아세테이트(169℃), 아밀부티레이트(185℃), 이소프로필 락테이트(167℃), 부틸락테이트(186℃), 에틸-3-히드록시부티레이트(170℃), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(170℃), 에틸-3-히드록시 부티레이트(180℃), 프로필-2-히드록시-프로피오네이트(169℃), 프로필렌글리콜디아세테이트(186℃), 프로필렌글리콜부틸에테르(170℃), 프로필렌글리콜 메틸에테르 프로피오네이트(160℃), 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르(162℃), 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르 아세테이트(165℃), 디프로필렌글리콜메틸에테르(188℃), 디프로필렌글리콜디메틸에테르(171℃), 에틸렌글리콜부틸에테르(171℃), 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르(176℃), 디에틸렌글리콜메틸이소프로필에테르(179℃), 디에틸렌글리콜디에틸에테르(189℃), 부틸부티레이트(165℃), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(170℃), 디에틸렌글리콜모노메틸에테르(194℃), 4-에틸시클로헥사논(193℃), 및 2-부톡시에틸아세테이트(192℃), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(202℃), 부티롤락톤(204℃), 헥실부틸레이트(205℃), 디에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트(209℃), 디에틸렌글리콜부틸 메틸 에테르(212℃), 트리프로필글리콜디메틸 에테르(215℃), 트리에틸렌글리콜디메틸에테르(216℃), 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트(217℃), 디에틸렌글리콜부틸에테르아세테이트(245℃), 3-에폭시-1,2-프로판디올 (222℃), 에틸-4-아세틸부티레이트(222℃), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(231℃), 트리프로필글리콜메틸 에테르(242℃), 디에틸렌글리콜(245℃), 2-(2-부톡시에톡시)에틸아세테이트(245℃), 카테콜(245℃), 트리에틸렌글리콜 메틸에테르(249℃), 디에틸렌글리콜디부틸에테르(256℃), 트리에틸렌글리콜 에틸에테르(256℃), 디에틸렌글리콜모노헥틸에테르(260℃), 트리에틸렌글리콜 부틸 메틸 에테르(261℃), 트리에틸렌글리콜브틸에테르(271℃), 트리프로필글리콜(273℃) 및 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르(276℃)로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상의 혼합물일 수 있으며, 상기 용매에 병기된 온도는 끓는점이다.
코팅 후 VCD (vacuum chamber dry) 공정에서 끓는점이 낮은 물질로만 이루어져 있으면 막의 건조가 빨라 VCD 결함 (defect)을 일으킬 수 있고, 스핀 (spin) 타입의 조성일 경우 EBR (edge bead remover)액에 대한 세척 효과가 저하될 가능성이 있으며, 스핀리스 (spinless) 타입의 조성일 경우 코터에 물려있는 액에 건조가 발생하여 돌기가 발생할 수 있으므로, 이를 방지하기 위하여 상기 용매를 2종 이상의 혼합물인 것을 사용할 수 있다.
상기 착색제는 감광성 수지 조성물에 착색제 자체로 포함시킬 수도 있고, 착색제 조성물을 제조한 후에 감광성 수지 조성물에 포함시킬 수도 있다.
상기 착색제 조성물은 착색제를 포함하고, 바인더, 용매 및 분산제 중 1종 이상을 더 포함하여 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 착색제는 흑색 안료만을 사용하거나, 흑색 안료와 컬러 착색 안료를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 흑색 안료는 카본 블랙을 고저항 처리하여 표면저항 값이 1011 Ω·cm 이상인 카본 블랙일 수 있고, 상기 카본 블랙과 유기블랙안료의 혼합물일 수 있다. 유기 블랙 안료를 혼합하면 평균 광학 밀도를 높일 뿐만 아니라 각 단위 파장 별로 평균 광학 밀도(OD)를 균일하게 조정하여 높은 차광성을 갖게 하는 효과가 있다.
상기 카본 블랙은 동해카본(주)에서 제조된 상품명 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; 토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132; 미쯔비시화학(주)에서 제조된 상품명 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, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B, 및 OIL31B; 대구사(주)의 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; 콜롬비아 카본(주)에서 제조된 상품명 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, 및 RAVEN-1170 등을 단독 또는 혼합하여 사용한다.
상기 유기블랙안료는 표면저항 값이 1011 Ω·cm 이상인 것일 수 있다.
상기 표면저항 값이 1011 Ω·cm 이상인 유기블랙안료를 포함하는 터치 베젤용 감광성 수지 조성물을
상기 표면저항 값이 1011 Ω·cm 이상인 유기블랙안료는 락탐 블랙, 아닐린 블랙 또는 퍼릴렌 블랙일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 착색제는 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 12 중량부의 함량으로 포함되는 것이다.
상기 착색제의 함량이 2 중량부 이상이면 형성된 필름의 광학밀도가 낮아지지 않아 충분한 차광성을 갖고, 12 중량부 이하면 현상성이 양호하고 잔사가 발생하지 않는다.
상기 흑색 안료와 혼합하여 사용 가능한 컬러 착색 안료는 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등이 있으며, 이 밖에 백색 안료, 형광안료 등을 사용할 수도 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 감광성 수지 조성물은 계면활성제, 분산제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제, 및 레벨링제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 1차 첨가제를 더 포함할 수 있다. 이들은 해당 기술 분야에서 알려져 있는 물질이면 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제로는 MCF 350SF, F-475, F-488, F-552(이상 DIC 사에서 제조된 상품명)등을 포함할 수 있으나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
상기 분산제는 미리 안료를 표면 처리하는 형태로 안료에 내부 첨가시키는 방법 또는 안료에 외부 첨가시키는 방법으로 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있다. 이러한 분산제의 비제한적인 예로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드 알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등을 포함할 수 있으며, 이들 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 사용할 수 있으나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
상기 산화방지제의 비제한적인 예로는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-g,t-부틸페놀 등 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
상기 자외선흡수제의 비제한적인 예로는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 알콕시 벤조페논 등 중에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
상기 열중합방지제의 비제한적인 예로는 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), 2-머캅토이미다졸 등을 포함할 수 있으며, 이들 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상의 혼합물을 포함할 수 있으나, 이들에만 한정하는 것은 아니다.
또한, 상기 감광성 수지 조성물은 카본블랙 분산물, 기능성을 가지는 수지바인더, 모노머, 감방사선성 화합물 및 그 밖의 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 2차 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 첨가제의 함량은 전체 조성물 100 중량부를 기준으로 0 초과 내지 5 중량부 이하로 포함된다. 단, 이에 제한되지 않는다.
본 명세서는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 패턴을 제공한다.
상기 패턴은 베젤 패턴일 수 있고, 더욱 구체적으로 디스플레이 패널에 형성되는 베젤 패턴일 수 있으며, 더욱 더 구체적으로 터치 패널에 형성되는 베젤 패턴일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 패턴은 층 두께가 0.3 ~ 5 ㎛인 것이다.
상기 패턴은 층 두께가 0.3 ㎛ 이상 및 5 ㎛ 이하에서 금속 배선의 단락을 방지하는 효과가 있다.
상기 패턴의 층 두께는 0.8 ~ 3 ㎛일 수 있다.
상기 패턴의 층 두께가 0.8 ㎛ 이상이면 차광 특성이 떨어지지 않으며, 3 ㎛ 이하에서 차광 특성을 확보할 수 있다.
상기 패턴의 층 두께는 차광 특성을 고려하여 1.5 ~ 2 ㎛일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 본 명세서의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성한 패턴은 가시광선 파장 (380 ~ 780nm)에서 광학 밀도 (optical density: OD)가 3 이상일 수 있다.
상기 본 명세서의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성한 패턴은 가시광선 파장 (380 ~ 780nm)에서 광학 밀도가 3.5 이상일 수 있다.
상기 본 명세서의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성한 패턴은 가시광선 파장 (380 ~ 780nm)에서 광학 밀도가 4 이상일 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 패턴은 상기 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 방법으로 형성되는 것이다.
본 명세서는 패턴 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에서, 상기 패턴 제조방법은 상기 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 방법이다.
상기 기판은 유리, 플라스틱 또는 금속일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 도포하는 단계에서 도포는 스프레이(spray)법, 롤(roll)코팅법, 회전(spin)코팅법, 바(bar)코팅법, 스핀((spin) 코팅법 또는 슬릿(slit)코팅법 등의 방법을 사용할 수 있다.
상기 도포하는 단계 후에 프리베이크(pre-bake)에 의해 용매를 제거함으로써 막을 형성할 수 있다. 프리베이크의 조건은 예를 들어, 70 내지 150℃에서 0.5 내지 30분간 시행할 수 있다.
상기 프리베이크 후에, 도포된 감광성 수지층에 원하는 패턴을 갖는 포토마스크(photomask) 등의 방법을 통해 노광을 진행한 후, 노광된 감광성 수지층을 적절한 현상액으로 현상함으로써 베젤층이 제조된다.
상기 현상방법으로는 디핑(dipping)법, 샤워(shower)법, 분무(spray)법, 패들(paddle)법 등을 제한 없이 적용할 수 있다. 현상시간은 30~180 초 정도 일 수 있다.
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; 또는 테트라메틸암모늄히드록시드, 테트라에틸암모늄히드록시드 등의 4급 암모늄염의 수용액 등을 사용할 수 있다.
현상 후 유수세정을 약 30 ~ 90초간 행하고 공기 또는 질소로 건조시킴으로써 패턴을 형성한다. 이 패턴을 핫플레이트(hot plate), 오븐(oven) 등의 가열장치를 이용하여 포스트베이크(post-bake)을 통해 완성된 베젤층을 얻을 수 있다.
본 명세서는 디스플레이 패널을 제공한다.
본 명세서의 일 구현예에 있어서, 상기 디스플레이 패널은 상기 패턴을 포함한다.
상기 디스플레이 패널은 구체적으로 상기 베젤 패턴을 포함하는 디스플레이 패널일 수 있고, 더욱 구체적으로 상기 베젤 패턴을 포함하는 터치 패널일 수 있다.
이하, 하기의 실시예, 비교예 및 시험예를 통하여 본 명세서를 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 하기의 실시예, 비교예 및 시험예는 본 명세서에 대한 이해를 돕기 위해 예시의 목적으로만 제공된 것일 뿐, 본 명세서의 범주 및 범위가 이에 한정되지 않는다.
< 실시예 1>
카본 분산액 (토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132의 100 중량부에 대하여 카본 20 중량부) 10 중량부에 대하여, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더 1로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 메타아크릴산/ 메타아크릴산 {(몰비 38/7/7/21/27, 중량평균분자량 Mw = 9000, 산가 105 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 1 중량부, 아크릴계 바인더 2 로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/라우릴메타아크릴레이트/메타아크릴산{(몰비 40/7/8/14/31, 중량평균분자량 Mw = 19000, 124 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 3 중량부, 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 1.8 중량부, 광중합 개시제로 N-1919 (아데카사에서 제조된 상품명) 1.5 중량부, 에폭시 밀착촉진제로 아라카와화학사에서 제조된 상품명 SQ506 (에폭시 당량 350 g/eq) 0.1 중량부 및 레벨링제로 F-475(dic사에서 제조된 상품명) 0.1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 26.5 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 56 중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 금속 기판 (ITO 기판)에 스핀코팅을 이용하여 코팅한 후, 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.44 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로 0.04 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크(post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.31㎛, OD 는 5.0으로 양호한 직진성을 가지는 베젤막을 확보 할 수 있었다.
< 실시예 2>
카본 분산액 (토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132 100 중량부에 대하여 카본 20 중량부) 10 중량부에 대하여, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더 1로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 메타아크릴산/ 메타아크릴산 {(몰비 38/7/7/21/27, 중량평균분자량 Mw = 9000, 산가 105 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 1 중량부, 아크릴계 바인더 2 로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/라우릴메타아크릴레이트/메타아크릴산 {(몰비 40/7/8/14/31, 중량평균분자량 Mw = 19000, 산가 124 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 2 중량부, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지로 일본화약의 EOCN-70 (에폭시 당량 198 g/eq) 1 중량부, 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 1.8 중량부, 광중합 개시제로 N-1919 (아데카사에서 제조된 상품명) 1.5 중량부, 에폭시 밀착촉진제로 아라카와화학사에서 제조된 상품명 SQ506 (에폭시 당량 350 g/eq) 0.1 중량부 및 레벨링제로 F-475 (dic사에서 제조된 상품명) 0.1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 26.5 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 56 중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 금속 기판 (ITO 기판)에 스핀코팅을 이용하여 코팅한 후, 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.44 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로 0.04 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크 (post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.31 ㎛, OD 는 5.0으로 양호한 직진성을 가지는 베젤막을 확보 할 수 있었다.
< 실시예 3>
카본 분산액 (토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132 100 중량부에 대하여 카본 20 중량부) 10 중량부에 대하여, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더 1로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 메타아크릴산/ 메타아크릴산 {(몰비 38/7/7/21/27, 중량평균분자량 Mw = 9000, 산가 105 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 1 중량부, 아크릴계 바인더 2 로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/라우릴메타아크릴레이트/메타아크릴산 {(몰비 40/7/8/14/31, 중량평균분자량 Mw = 19000, 산가 124 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 2 중량부, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지로 일본화약의 EOCN-70 (에폭시 당량 198 g/eq) 1 중량부, 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 1.8 중량부, 광중합 개시제로 N-1919 (아데카사에서 제조된 상품명) 1.5 중량부, 에폭시 밀착촉진제로 SQ502 (에폭시 당량 250 g/eq) 0.1 중량부 및 레벨링제로 F-475 (dic사에서 제조된 상품명) 0.1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 26.5 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 56 중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 금속 기판 (ITO 기판)에 스핀코팅을 이용하여 코팅한 후, 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.44 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로 0.04 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크 (post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.31 ㎛, OD 는 5.0으로 양호한 직진성을 가지는 베젤막을 확보 할 수 있었다.
<비교예 1>
카본 분산액(토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132 100 중량부에 대하여 카본 20 중량부) 10 중량부에 대하여, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더 1로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 메타아크릴산/ 메타아크릴산 {(몰비 38/7/7/21/27, 중량평균분자량 Mw = 9000, 산가 105 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 1 중량부, 아크릴계 바인더 2 로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/라우릴메타아크릴레이트/메타아크릴산{(몰비 40/7/8/14/31, 중량평균분자량 Mw = 19000, 산가 124 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 3 중량부, 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 1.8 중량부, 광중합 개시제로 N-1919 (아데카사에서 제조된 상품명) 1.5 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 5 중량부 및 레벨링제로 F-475(dic사) 0.1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 26.6 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 56 중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 금속 기판 (ITO 기판)에 스핀코팅을 이용하여 코팅한 후, 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.44 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로 0.04 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크(post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 막 두께가 1.31 ㎛인 베젤막을 확보할 수 있었다.
<비교예 2>
착색제 조성물로서 카본 분산액 (토쿠시키사에서 제조된 상품명 BK_8132 100 중량부에 대하여 카본 20 중량부) 10 중량부에 대하여, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더 1로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리시딜 메타아크릴레이트가 부가된 메타아크릴산/ 메타아크릴산 {(몰비 38/7/7/21/27, 중량평균분자량 Mw = 9000, 산가 105 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 1 중량부, 아크릴계 바인더 2 로 벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/라우릴메타아크릴레이트/메타아크릴산{(몰비 40/7/8/14/31, 중량평균분자량 Mw = 19000, 산가 124 KOH ㎎/g), 중합된 바인더 100 중량부에 대하여 고형분 30 중량부} 3 중량부, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지로 일본화약에서 제조된 상품명 EOCN-70 (에폭시 당량 198 g/eq) 1.8 중량부, 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 1.5 중량부, 광중합 개시제로 N-1919 (아데카사에서 제조된 상품명) 5 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 5 중량부 및 레벨링제로 F-475 (dic사에서 제조된 상품명) 0.1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 26.6 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 56 중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 금속 (ITO: 산화 인듐 주석) 기판에 스핀코팅을 이용하여 코팅한 후, 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.44 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다. 그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 100 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로 0.04 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크(post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.31 ㎛인 베젤막을 확보 할 수 있었다.
< 시험예 > 내화학성 및 금속과의 접착력 평가
실시예 1 ~ 3 및 비교예 1에서 얻어진 베젤막이 형성된 기판을 추가로 금속 패턴 형성 시 사용되는 에천트와 스트리퍼에 순차적으로 담지한 후 최종적으로 금속 기판(ITO기판)과의 필링 유무로 접착력을 판단하였다. 평가 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
에폭시바인더 함량 에폭시밀착촉진제
함량		 내화학성 평가 후 필링 유무
1단계
에천트 1		 2단계
스트리퍼 1		 3단계
에천트 2		 4단계
스트리퍼 2		 5단계
에천트 3		 6단계
스트리퍼 3
실시예 1 0 5 O O O O X X
실시예 2 50 5 O O O O O O
실시예 3 50 5 O O O O O O
비교예 1 0 0 O X X X X X
비교예 2 50 0 O O O X X X
O: 패턴 필링 없이 양호함.
X: 패턴 필링 발생
상기 표 1의 결과로부터, 본 명세서에 따른 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물은 에천트와 스트리퍼에 대한 내화학성을 확보하여 궁극적으로 금속과 필링 없이 접착력이 우수한 조성물 제조가 가능하며 에폭시 바인더 및 에폭시 밀착촉진제를 각각 또는 함께 사용하는 것에 그 특징이 있음을 알 수 있다.
본 명세서에서 비교예 1과 같이 에폭시 바인더 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하지 않고 사용하거나, 비교예 2와 같이 에폭시 밀착촉진제를 포함하지 않고 에폭시 바인더만 포함하여 사용하는 것보다, 실시예 1 및 2와 같이 에폭시 말착촉진제를 포함하여 사용하는 것이 내화학성 증가 효과가 더 탁월함을 알 수 있다.
특히, 실시예 2와 같이, 에폭시 바인더와 에폭시 밀착촉진제를 함께 사용했을 경우는 비교예 1과 같이 에폭시 바인더 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하지 않고 사용하거나, 비교예 2와 같이 에폭시 밀착촉진제를 포함하지 않고 에폭시 바인더만 포함하여 사용하는 것보다 내화학성 증가가 효과가 더 탁월함은 물론, 실시예 1과 같이 에폭시 밀착촉진제를 포함하지 않고 에폭시 바인더만 포함하여 사용하는 것보다도 내화학성 증가 효과가 더 탁월함을 알 수 있다.
이러한 내화학성 증가는 곧, 금속 패턴 형성과정에서 에칭 공정과 스트리핑 공정 후 금속 패턴과 기판과의 접착력 향상을 가능하게 한다. 비교예 1에서는 에폭시 바인더 및 에폭시 밀착촉진제를 사용하지 않은 조성으로 실시예 1,2,3과 비교해 내화학성 및 접착력이 현저히 저하되는 것으로 판명되었다.
또한, 본 명세서가 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 명세서의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
이상으로 본 명세서의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 명세서의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백하다. 따라서, 본 명세서의 실질적인 범위는 첨부된 청구항과 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (27)

  1. 알칼리 가용성 바인더; 가교성 화합물; 광중합 개시제; 용매; 착색제 및 에폭시 밀착촉진제를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 에폭시 바인더를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 에폭시 바인더는 비스페놀형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜 에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜 아민형 에폭시 수지, 선형 지방족 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지 및 비페닐형 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 에폭시 바인더는 에폭시 당량이 5,000 g/eq 이하인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 에폭시 바인더의 함량은 전체 바인더 100 중량부를 기준으로 10 내지 50 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 2 있어서,
    상기 에폭시 바인더의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 에폭시 밀착촉진제는 실세스퀴녹세인인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 에폭시 밀착촉진제의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 1 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 바인더의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 20 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 가교성 화합물의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 광중합 개시제의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 0.1 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 40 내지 90 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 착색제의 함량은 감광성 수지 조성물 100 중량부를 기준으로 2 내지 12 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 바인더는 카도계 바인더 및 아크릴계 바인더 중에서 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 카도계 바인더는 하기 화학식 1로 표시되는 반복단위를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00002

    Rx는 하기 5원 고리의 카르복실산 무수물 또는 디이소시아네이트가 반응하여 형성된 구조이고,
    Ry는 수소, 아크릴로일 및 메타아크릴로일로 이루어진 군에서 선택되며,
    R1 내지 R3은 각각 독립적으로, 수소; 할로겐기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알콕시기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R4 내지 R7은 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기; 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5의 알콕실렌기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 5의 알케닐렌기로 이루어진 군에서 선택되며,
    l은 1~4의 정수이고,
    m은 1~8의 정수이며,
    n은 화학식 1로 표시되는 것이 반복단위임을 나타낸다.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 카도계 바인더는 산가가 10 내지 200 KOH mg/g 이고, 중량평균분자량이 1,000 내지 30,000인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  17. 청구항 14에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더는 산가가 10 내지 200 KOH mg/g 이고, 중량평균분자량이 1,000 내지 50,000인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 광가교증감제 또는 경화촉진제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 광가교증감제 또는 경화촉진제의 함량은 광중합 개시제 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 10 중량부인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 착색제는 카본 블랙; 또는 상기 카본 블랙과 유기블랙안료의 혼합물인 흑색 안료를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 카본블랙은 표면저항 값이 1011 Ω·cm 이상인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  22. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 패턴.
  23. 청구항 22에 있어서,
    상기 패턴은 베젤 패턴인 것을 특징으로 하는 패턴.
  24. 청구항 22에 있어서,
    상기 패턴은 0.3 ~ 5 ㎛의 층 두께를 가지고, 광학 밀도 (OD)가 3 이상인 것을 특징으로 하는 패턴.
  25. 청구항 1 내지 청구항 21 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 기판에 도포하는 단계; 및
    상기 도포된 감광성 수지 조성물을 노광 및 현상하는 단계를 포함하는 패턴 제조방법.
  26. 청구항 22의 패턴을 포함하는 디스플레이 패널.
  27. 청구항 26에 있어서,
    상기 디스플레이 패널은 터치 패널인 것을 특징으로 하는 디스플레이 패널.
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