KR20160037456A - 화소 형성용 감광성 수지 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측쇄상의 카르복실기를 장쇄화하여 제조된, 알칼리 가용성, 반응성 및 내약품성/내열성 등이 우수한 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.

Description

화소 형성용 감광성 수지 조성물 {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR PIXEL}
본 발명은, 투명성이 우수하고 경화성 및 내화학성이 우수한 화소 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬럼스페이서, 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 산업은 CRT에서 PDP, OLED, LCD등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 그 중 액정표시장치(LCD)는 거의 모든 산업에서 화상표시장치로서 널리 이용되고 있으며, 그 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다. 일반적으로 액정표시장치는 광투과 제어를 위한 액정, 이 액정구동을 위한 전기신호 장치인 TFT array층, 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판상에 적색, 녹색 및 청색의 화소 패턴을 형성하고, 각각의 화소패턴들 간의 평탄성을 부여하기 위해 오버코트가 도포 된 컬러필터층, 다시 TFT array층과 컬러필터층을 합착하는 단계에서 셀갭 유지를 위한 컬럼스페이서로 구성된다. 이렇게 구성된 액정표시장치 (LCD)는 휴대장비, 산업기계, 군사, 의료용도 등 모든 산업분야에서 폭넓게 사용되고 있다.
하지만, 액정표시장치(LCD)의 사용환경이 실내에서 실외 광고 등의 정보전달매체로 사용되면서, 외부 태양광에 의한 휘도저하 문제로 시인성이 급격히 떨어지는 문제가 발생되고 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 백라이트의 밝기를 향상시키거나, 컬러 필터층의 적색, 녹색, 청색 화소들의 투과도를 높이는 방법이 사용되었으나, 소비전력의 문제 및 착색재료의 한계물성으로 충분한 해결이 되지 못했으며, 다른 한편으로는 적색, 녹색, 청색으로 구성된 화소픽셀에 백라이트의 휘도 손실이 없는 빈 공간을 형성시키는 방법이 제안되었다. 또한 공정단축을 통한 원가절감 개념의 도입으로 하나의 감광성 재료로 기존의 두 가지 이상의 성능이 요구되고 있다.
예를 들면 블랙매트리스와 컬럼스페이서의 기능을 동시에 발휘하는 블랙컬럼스페이서(특허 10-2013-0113998), 투명화소와 컬럼스페이서가 동시 형성 가능한 구조가 개발되고 있다(특허 10-2013-0006560).
이에 따라 상기의 투명화소픽셀과 컬럼스페이서를 동시에 구현하기 위해 기존의 투명재료 중 오버코트나 감광성 컬럼스페이서 등을 이용하여 투명 화소층을 제조하였으나, 투명화소 패턴의 구현이 어렵고, 특히 LCD COT(color on TFT)혹은 COA(color on array)구조상의 3um이상 투명 화소부와 동시에 감광성 컬럼스페이서를 형성할 수 없는 문제를 가지고 있다.
대한민국 공개 제2013-0113998호 대한민국 공개 제2013-0006560호
본 발명은, 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서,
알칼리 가용성 수지 내의 카르복실기를 장쇄화하여, 알칼리 가용성, 반응성, 내약품성 및 내열성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은
상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조한 투과도 및 내용제성이 우수하고, 잔사/잔막이 없는 투명 절연막, 컬럼스페이서를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한 본 발명은
상기 컬럼스페이서를 포함하는 컬러필터 및 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
알칼리 가용성 수지(A), 광중합성 화합물(B), 광중합 개시제(C) 및 용제(D)를 포함하며,
상기 알칼리 가용성 수지(A)는
하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이다.
[화학식 Y1]
Figure pat00002
[화학식 Y2]
Figure pat00003
[화학식 Y3]
Figure pat00004
[화학식 Y4]
Figure pat00005

또한, 본 발명은
상기 화소 형성용 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성한 컬러필터를 제공한다.
본 발명은 화소형성용 감광성 수지 조성물을 제공하며, 이를 이용하면 미세 컬러리스 화소픽셀 형성 및 컬러필터를 제공할 수 있다.
따라서 본 발명의 감광성 수지 조성물은 화소 및 컬럼스페이서를 동시에 형성 가능한 공정성이 개선된 컬러필터 및 이를 포함하는 콘트라스트를 향상시킨 액정표시장치를 제공할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. 하기의 구체적 설명은 본 발명의 일실시예에 대한 설명이므로, 비록 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리 범위를 제한하는 것은 아니다.
본 발명은,
알칼리 가용성 수지(A), 광중합성 화합물(B), 광중합 개시제(C) 및 용제(D)를 포함하며,
상기 알칼리 가용성 수지(A)는
하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00006
상기 화학식 1에서,
R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이다.
[화학식 Y1]
Figure pat00007
[화학식 Y2]
Figure pat00008
[화학식 Y3]
Figure pat00009
[화학식 Y4]
Figure pat00010

이하, 본 발명의 구성 요소별로 상세히 설명한다.
(A) 알칼리 가용성 수지
본 발명의 감광성 수지 조성물에 포함되는 알칼리 가용성 수지(A)는 본 발명의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 감광성 수지층의 비노광부를 알칼리 가용성으로 만들어 제거될 수 있게 하고, 노광 영역을 잔류시키는 역할을 한다.
종래의 기술은 알칼리 가용성 수지에 메타크릴산 혹은 아크릴산을 도입하여 알칼리 가용성을 확보하고, 일부를 글리시딜 에테르기로 치환하여 UV조사에 대하여 반응성을 갖는 반응성 기를 가지는 알칼리 가용성 수지를 중합하여 사용하였다. 이러한 경우 반응성 알칼리 가용성 수지 내에 도입된 반응성 기는 도입량이 적으면 광중합체와의 반응성이 저하되어 내열성 및 내 화학성이 떨어지는 단점이 있다. 반면, 반응성 기의 도입량이 많으면 알칼리 가용성이 저하되어 현상성이 저하되는 문제를 유발할 수 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은
하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 알칼리 가용성 수지를 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00011
상기 화학식 1에서,
R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이다.
[화학식 Y1]
Figure pat00012
[화학식 Y2]
Figure pat00013
[화학식 Y3]
Figure pat00014
[화학식 Y4]
Figure pat00015

본 발명의 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 단량체를 포함함으로써, 충분한 알칼리 가용성을 확보하여, 글리시딜 에테르기로 일부를 치환을 하여도 가용성과 반응성을 동시에 확보 가능한 알칼리 가용성 수지를 제공함으로써 종래 기술의 문제를 해결할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(A)는 반응성 알칼리 가용성 수지(A')와 비반응성 알칼리 가용성 수지(A")를 각각 단독 또는 혼합하여 포함할 수 있다.
혼합하여 포함할 경우, 상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')와 비반응성 알칼리 가용성 수지(A")는 8: 2 내지 2: 8의 중량비인 것이 바람직하며, 7:3 내지 3:7인 것이 보다 바람직할 수 있다. 중량비가 상기와 같을 경우, 잔막율 및 경화도가 우수하며, 컬럼스페이서에서의 테이퍼 끌림이 줄어들 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(A)에 포함될 수 있는 반응성 알칼리 가용성 수지(A')는 광중합 개시제 또는 UV 조사에 대하여 반응성을 나타낸다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')는 화합물 (A1), (A2) 및 (A3)를 포함하는 화합물의 중합에 의한 공중합체일 수 있으며, 보다 상세하게는 (A1) 및 (A2)의 공중합체에 (A3)를 반응시켜 얻어지는 공중합체일 수 있다. 또한, 상기의 (A1) 내지 (A3)의 화합물로부터 유도된 단량체 이외에 다른 단량체가 더 포함되어 중합되는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')에 포함되는 화합물 (A1)은 하기 화학식 1의 화합물, 또는 하기 화학식 1의 화합물과 1 분자 내에 불포화 결합과 카르복실산기를 포함하는 화합물 1종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00016
상기 화학식 1에서,
R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이다.
[화학식 Y1]
Figure pat00017
[화학식 Y2]
Figure pat00018
[화학식 Y3]
Figure pat00019
[화학식 Y4]
Figure pat00020
상기 화학식 1의 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4의 화합물을 들 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
[화학식 1-1]
Figure pat00021
[화학식 1-2]
Figure pat00022
[화학식 1-3]
Figure pat00023
[화학식 1-4]
Figure pat00024
상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4에서 R'은 수소 또는 메틸(-CH3)일 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 1분자 내에 불포화 결합과 카르복실산기를 포함하는 화합물의 구체적인 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류;
푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류;
상기 디카르복실산류의 무수물;
ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')에 포함되는 (A2)는 상기 (A1)과 중합 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물이면 제한하지 않으며,
구체적인 예로는, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산의 비치환 또는 치환 알킬에스테르 화합물;
시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헵틸(메타)아크릴레이트, 시클로옥틸(메타)아크릴레이트, 멘틸(메타)아크릴레이트, 시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥세닐(메타)아크릴레이트, 시클로헵테닐(메타)아크릴레이트, 시클로옥테닐(메타)아크릴레이트, 멘타디에닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 피나닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 피네닐(메타)아크릴레이트 및 트리사이클로데실 메타크릴레이트 등의 지환식 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물;
올리고에틸렌클리콜 모노알킬(메타)아크릴레이트 등의 글리콜류의 모노포화 카르복실산 에스테르 화합물;
벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트 등의 방향환을 갖는 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물;
스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물;
아세트산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르,(메타)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로 니트릴 등의 시안화 비닐 화합물;
N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-벤질말레이미드 등의 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다.
이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 이들 중에서도, 감도 향상 및 아웃가스 감량을 위해서는 방향족 비닐화합물이 바람직하며 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
본 명세서 중에 기록된 (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 및(또는) 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')에 포함되는 (A3)는 1분자 내에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물이면 제한하지 않으며, 구체적인 예로서 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등 일 수 있고, 보다 바람직하게는 글리시딜(메타)아크릴레이트일 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 1 분자 내에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물 (A3)는 (A1) 화합물의 몰수를 기준으로 5 내지 80 몰%로 반응시키는 것이 바람직하며, 10 내지 80몰%인 것이 보다 바람직하다. (A3)의 조성비가 상기 범위 내에 있으면 노광 감도 및 현상성이 우수한 장점을 갖는다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')는 상기 (A1), (A2) 및 (A3) 화합물을 반응시켜 얻어지는 공중합체로서 하기 화학식 2로 나타내는 단량체를 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00025
상기 화학식 2에서,
R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이며,
[화학식 Y1]
Figure pat00026
[화학식 Y2]
Figure pat00027
[화학식 Y3]
Figure pat00028
[화학식 Y4]
Figure pat00029
Z는 반응성기를 포함하는 C1~C60의 알킬기일 수 있으며, 상기 알킬기에 하이드록시기 등을 포함할 수 있다.
상기 반응성기는 아크릴레이트기인 것인 바람직하나 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 화학식 2의 단량체는 바람직하게는 하기의 화학식 3 내지 6으로 나타나는 단량체를 포함할 수 있으나 이에 한정하는 것은 아니다.
[화학식 3]
Figure pat00030
[화학식 4]
Figure pat00031
[화학식 5]
Figure pat00032
[화학식 6]
본 발명에 있어서, 상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')는 일례로, (A1), (A2) 및 (A3)의 화합물을 공중합하여 얻어지는 경우, 예를 들면 이하와 같은 방법을 이용할 수 있다.
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 (A1) 내지 (A2)의 중량에 대하여 0.5 내지 20 배량의 용제를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 치환한다. 그 후, 용제를 40 내지 140℃로 승온시킨 후, (A1) 및 (A2)의 소정량, (A1) 및 (A2)의 총 중량에 대하여 0 내지 20 배량의 용제, 및 아조비스이소부티로니트릴이나 벤조일퍼옥시드 등의 중합 개시제를 (A1) 및 (A2)의 총 몰수에 대하여 0.1 내지 10 몰% 첨가한 용액(실온 또는 가열하에 교반 용해)을 적하 로트로부터 0.1 내지 8시간에 걸쳐 상기의 플라스크에 적하하고, 40 내지 140℃에서 1 내지 10시간 더 교반한다. 상기 (A1) 내지 (A2)를 포함하는 화합물들의 중합에 의한 공중합체 중의 (A1)으로부터 유도되는 구성 단위에 대하여 몰분율로 5 내지 80몰%의 (A3), 카르복실기와 에폭시기의 반응 촉매로서, 예를 들면 트리스디메틸아미노메틸페놀을 (A1) 내지 (A3)의 총 중량에 대하여 0.01 내지 5 중량% 및 중합금지제로서, 예를 들면 히드로퀴논을 총 중량에 대하여 0.001 내지 5 중량%를 상기 플라스크 내에 넣고 60 내지 130℃에서 1 내지 10시간 반응함으로써, 상기의 공중합체와 (A3)를 반응시킬 수 있다.
또한, 분자량이나 분자량 분포를 제어하기 위해 α-메틸스티렌 다이머(dimer)나 머캅토 화합물을 연쇄 이동제로서 사용할 수도 있다. α-메틸스티렌 다이머나 머캅토 화합물의 사용량은 (A1) 내지 (A3)의 총 중량에 대하여 0.005 내지 5 중량%이다. 상기의 중합 조건은 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 투입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수도 있다.
한편, 본 발명의 감광성수지 조성물에 포함되는 (A')반응성 알칼리 가용성 수지는 상기 (A1) 내지 (A3)를 포함하는 화합물들의 중합에 의한 공중합체에 다른 단량체가 더 포함되어 중합되는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
즉, 상기 (A1) 내지 (A3)를 포함하는 화합물들의 중합에 의한 공중합체에 다른 단량체를 부가함으로써 알칼리 가용성 수지에 광/열경화성을 부여하여 내열성 및 내화학성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 있어서, (A')반응성 알칼리 가용성 수지는 그의 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있는 것이 바람직할 수 있고, 5,000 내지 50,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직할 수 있다. (A')반응성 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있으면 현상시에 노광부의 막 감소가 생기기 어렵고, 비노광부분의 용해성에 양호한 경향이 있으므로 바람직할 수 있다.
(A')반응성 알칼리 가용성 수지의 산가는 고형분 기준으로 30 내지 150 mgKOH/g의 범위가 바람직할 수 있다. 산가가 30mgKOH/g 미만일 경우 알칼리 현상액에 대한 용해성이 낮아지고 기판에 잔사를 남길 우려가 있으며, 산가가 150mgKOH/g을 초과하는 경우에는 패턴의 뜯김이 일어날 가능성이 높아질 수 있다.
(A')반응성 알칼리 가용성 수지의 분자량 분포는 1.0 내지 6.0인 것이 바람직할 수 있고, 1.5 내지 4.0인 것이 보다 바람직할 수 있다. 분자량분포가 1.0 내지 6.0이면 현상성이 우수하기 때문에 바람직할 수 있다.
상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')는 (A1), (A2) 및 (A3)를 중합하여 제조할 수 있으며, 상기 화합물들로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 상기의 (A1), (A2) 및 (A3) 구성 성분의 총 몰수에 대하여 하기의 범위에 있는 것이 바람직하다.
(A1)으로부터 유도되는 구성 성분: 10 내지 60몰%
(A2)로부터 유도되는 구성 성분: 20 내지 70몰%
(A3)로부터 유도되는 구성 성분: 10 내지 60몰%
구성 비율이 상기 범위에 있으면 알칼리 가용성 및 내열성의 균형이 양호하므로 바람직한 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(A)에 포함될 수 있는 비반응성 알칼리 가용성 수지(A")는 광중합 개시제 및 UV 조사에 대하여 비반응성을 나타내며, 상기 (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물들의 중합에 의한 공중합체일 수 있다. 다만, 비반응성 알칼리 가용성 수지로서, 중합 완료 후 수지 분자 사슬 내에 중합 가능한 불포화 이중결합 또는 삼중결합이 없는 공중합체이다.
상기 비반응성 알칼리 가용성 수지(A")는 상기 화합물 외에 중합 완료 후, 사슬 내에 중합 가능한 불포화 결합을 갖지 않도록 하는 다른 단량체가 더 포함되어 중합되는 경우도 본 발명의 범위에 포함된다.
본 발명에 사용되는 (A")비반응성 알칼리 가용성 수지는 상기 반응성 알칼리 가용성 수지(A')와 동일한 방법으로 제조될 수 있다. 다만, (A")비반응성 알칼리 가용성 수지 분자 사슬 내에 UV조사와 라디칼 광개시제에 의한 광중합이 일어날수 있는 불포화 이중결합이 없는 상태로 중합되어야 하기 때문에 일례로서 (A')반응성 알칼리 가용성 수지에 포함되는 (A3)를 공중합하는 과정은 포함될 수 없으며, (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물을 공중합하여 제조될 수 있다. 그 방법적인 예는 (A')반응성 알칼리 가용성 수지의 일반적인 합성예와 동일하다. 또한, (A1) 및 (A2)는 각각 상기 예시된 물질을 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, (A")비반응성 알칼리 가용성 수지는 그의 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있는 것이 바람직할 수 있고, 5,000 내지 40,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직할 수 있다. (A")비반응성 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있으면 현상시에 노광부의 막 감소가 생기기 어렵고, 비 노광부분의 용해성에 양호한 경향이 있으므로 바람직할 수 있다.
(A")비반응성 알칼리 가용성 수지의 산가는 고형분 기준으로 30 내지 150 mgKOH/g의 범위가 바람직할 수 있다. 만약, 산가가 30mgKOH/g 미만일 경우 알칼리 현상액에 대한 용해성이 낮아지고 기판에 잔사를 남길 우려가 있으며, 산가가 150mgKOH/g을 초과하는 경우에는 패턴의 뜯김이 일어날 가능성이 높아질 수 있다.
(A")비반응성 알칼리 가용성 수지의 분자량 분포는 1.0 내지 6.0인 것이 바람직할 수 있고, 1.5 내지 4.0인 것이 보다 바람직할 수 있다. 분자량분포가 1.0 내지 6.0이면 현상성이 우수하기 때문에 바람직할 수 있다.
상기 비반응성 알칼리 가용성 수지(A")는 (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물들의 중합에 의한 공중합체이며, 각각의 구성 성분의 비율은 상기의 (A1) 및 (A2) 구성 성분의 총 몰수에 대하여 하기의 범위에 있는 것이 바람직하다.
(A1)으로부터 유도되는 구성 성분: 2 내지 70몰%
(A2)로부터 유도되는 구성 성분: 30 내지 98몰%
특히, 상기의 구성 성분의 비율이 하기의 범위인 것이 보다 바람직하다.
(A1)로부터 유도되는 구성 성분: 10 내지 60몰%
(A2)로부터 유도되는 구성 성분: 40 내지 90몰%
구성 비율이 상기 범위에 있으면 알칼리 가용성 및 내열성의 균형이 양호하므로 바람직한 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 (A)알칼리 가용성 수지는 감광성 수지조성물 중의 고형분에 대해서 중량 분율로 통상 20 내지 85 중량%, 바람직하게는 30 내지 75 중량%의 범위이다. (A)알칼리 가용성 수지의 함유량이 상기의 기준으로 20 내지 85 중량%이면 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 막 감소가 생기기 어렵고, 비 노광부분의 용해성에 양호한 경향이 있으므로 바람직하다.
(B) 광중합성 화합물
본 발명의 감광성 수지조성물에 포함되는 (B)광중합성 화합물은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
단관능 단량체의 구체적인 예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
2관능 단량체의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
그 밖의 다관능 단량체의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 보다 바람직하게는 5관능 이상의 다관능 단량체일 수 있다.
상기 (B)광중합성 화합물은 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 중량분율로 통상 10 내지 60 중량%, 바람직하게는 20 내지 50 중량%의 범위에서 사용될 수 있다. (B)광중합성 화합물이 상기의 기준으로 10 내지 60 중량%의 범위이면 화소부의 강도, 공정진행에 따른 잔막율, 컨택홀 특성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
(C) 광중합개시제
본 발명의 감광성 수지 조성물에 포함되는 (C)광중합 개시제는 특별히 제한되지 않으나, 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이다. 상기한 (C)광중합 개시제를 함유하는 감광성 수지 조성물은 고감도이고, 따라서 이 조성물을 사용하여 형성되는 막은 그 화소부의 강도나 컨택홀 특성이 양호해진다.
트리아진계 화합물로서는, 예를 들면 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
아세토페논계 화합물로서는, 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 하기 화학식 7로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 7]
Figure pat00034
상기 화학식 7에서,
R1 내지 R4는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 수산기, 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 페닐기, 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 벤질기, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 나프틸기를 나타낸다.
상기 화학식 7로 표시되는 화합물의 구체예로는 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-프로필-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-부틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-메틸-2-메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디에틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로는, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물로는, 하기의 화학식 8, 9 및 10 등을 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure pat00035
[화학식 9]
Figure pat00036
[화학식 10]
Figure pat00037
또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 정도이면 이 분야에서 통상 사용되고 있는 그 밖의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수 있다. 그 밖의 광중합 개시제로서는, 예를 들면 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 안트라센계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
벤조인계 화합물로서는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물로는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논 등을 들 수 있다.
티오크산톤계 화합물로는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
안트라센계 화합물로는, 예를 들면 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10- 디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
그 밖에 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물 등을 그 밖의 광중합 개시제로서 들 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 (C)광중합 개시제에 (C-1)광중합 개시 보조제를 병용하면, 이들을 포함하는 감광성 수지 조성물이 더욱 고감도가 되어 이 조성물을 사용하여 컬러필터를 형성할 때의 생산성이 향상되므로 바람직할 수 있다.
본 발명의 (C)광중합 개시제에 조합하여 사용할 수 있는 상기 (C-1)광중합 개시 보조제는 아민 화합물, 카르복실산 화합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 (C-1)광중합 개시 보조제 중 아민 화합물의 구체예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물;
4-디메틸아미노벤조산 메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 : 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물; 등을 들 수 있다. 아민 화합물로서는 방향족 아민 화합물이 바람직하게 사용된다.
카르복실산 화합물의 구체예로서는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에서 (C)광중합 개시제의 함량은 감광성 수지 조성물 중의 전체 고형분에 대해서 중량 분율로 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%일 수 있고, (C-1)광중합 개시 보조제의 사용량은 상기의 기준으로, 통상 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 (C)광중합 개시제의 사용량이 상기의 범위에 있으면 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 화소부의 강도나, 이 화소부 표면에서의 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직할 수 있다. 또한, 광중합 개시 보조제(C-1)의 사용량이 상기의 범위에 있으면 감광성 수지 조성물의 감도 효율성이 더욱 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직할 수 있다.
(D) 용제
본 발명의 감광성 수지 조성물에 포함되는 (D)용제는 특별히 제한되지 않으며, 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.
상기 (D)용제의 구체예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류; 등을 들 수 있다.
상기의 용제 중, 도포성, 건조성 면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다.
이들 (D)용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물 중의 (D)용제의 함유량은 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물 전체량에 대하여 중량 분율로 통상 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%일 수 있다. (D)용제의 함유량이 상기의 기준으로 60 내지 90 중량%의 범위이면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직할 수 있다.
(E) 첨가제
본 발명의 감광성 수지 조성물은 상기 성분들 이외에 필요에 따라 UV 안정제, 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 분산제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 및 응집 방지제 등을 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 UV 안정제는 감광성 수지 조성물에 포함되어 내광성 확보를 할 수 있다.
상기 UV안정제의 구체예로는 벤조페논 유도체, 벤조에이트 유도체, 벤조트리아졸 유도체, 트리아진 유도체, 벤조티아졸 유도체, 신나메이트 유도체, 안트라니레이트 유도체, 디벤조일메탄 유도체 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논 유도체의 구체예로서는 2-히드록시-4-메톡시-벤조페논2-히드록시-4-메톡시벤조페논, 2-히드록시-4-n-옥톡시벤조페논, 2,2'-디히드록시-4-메톡시벤조페논 및 2,4-디히드록시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 벤조에이트 유도체의 구체예로서는 2-에틸헥실살리실레이트, 페닐살리실레이트, p-타트-부틸페닐살리실레이트, 2,4-디-타트-부틸페닐-3,5-디-타트-부틸-4-히드록시벤조에이트 및 헥사데실-3,5-디-타트-부틸-4-히드록시벤조에이트 등을 들 수 있다.
상기 벤조트리아졸 유도체의 구체예로서는 2-(2'-히드록시-5'-t-부틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3'-타트-부틸-5'-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-3',5'-디-타트-부틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 2-(2'-히드록시-5'-메틸페닐)벤조트리아졸 및 2-(2'-히드록시-3',5'-디-타트-아밀페닐)벤조트리아졸 등을 들 수 있다.
상기 트리아진 유도체의 구체예로서는 히드록시페닐트리아진, 비스에틸헥실옥시페놀메톡시페닐트리아진 등을 들 수 있다.
상기 UV 안정제는 또한 시판의 것일 수도 있고, 일례로 TINUVIN PS, TINUVIN 99-2, INUVIN 109, TINUVIN 384-2, TINUVIN 900, TINUVIN 928, TINUVIN 1130, TINUVIN 400, TINUVIN 405, TINUVIN 460, TINUVIN479, TINUVIN1577, CHIMASSORB81(이상, 시바ㆍ스페셜티ㆍ케미컬즈사 제조, 상품명) 등을 들 수 있다.
상기 UV 안정제는 파장영역으로 살펴보면 350nm이하(j선포함)에서 최대흡수영역을 갖는 것이 바람직할 수 있다. 350nm 이상의 최대흡수영역을 갖는 UV안정제는 i선의 조사강도를 약하게 할 우려가 있다. UV 안정제의 구조로 보면, 벤조페논 유도체 및 트리아진 유도체가 350nm 이하에서 양호한 흡수영역을 가지고 있다. 이에 해당하는 시판 제품으로는 TINUVIN 400, TINUVIN 1577 및 CHIMASSORB81 등을 바람직한 일례로서 들 수 있다.
상기한 UV안정제는 1종을 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 본 발명의 감광성 수지 조성물의 내광성 및 황변을 방지할 수 있다.
상기 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.
상기 다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지 및 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물 및 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물로는, 예를 들면, 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레트 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물로는, 예를 들면, 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 더 포함할 수 있다. 경화 보조 화합물로는, 예를 들면, 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류, 산 발생제 등을 들 수 있다. 카르본산 무수물류로서, 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 그 에폭시 수지 경화제로서는, 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기 경화제는 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
상기 분산제로는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
이들 분산제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 중량 분율로 통상 0.01 내지 15중량%로 포함될 수 있다.
상기 밀착 촉진제로는, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들 밀착 촉진제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있으며, 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 중량 분율로 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량%를 포함할 수 있다.
상기 산화 방지제로는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제로는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. (A)알칼리 가용성수지, (B)광중합성 화합물, (C)광중합 개시제 및 (D)용제를 적절한 비율로 혼합하고, 필요에 따라 사용되는 그 밖의 성분을 더 첨가하여 목적하는 감광성 수지 조성물을 얻을 수 있다.
이하에서는 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물을 이용한 패턴 형성방법을 설명한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물의 패턴 형성방법은, 전술한 감광성 수지 조성물을 기재상에 도포하는 단계, 상기 감광성 수지 조성물의 일부 영역을 선택적으로 노광하는 단계, 및 상기 감광성 수지 조성물의 노광 영역 또는 비노광 영역을 제거하는 단계를 포함하여 이루어진다.
그 일례로서, 이하와 같이하여 기재 상에 도포하고, 광경화 및 현상을 하여 패턴을 형성하게 되고, 블랙 매트릭스 또는 착색 및 투명 화소(착색 화상)제조에 사용할 수 있게 된다.
보다 구체적으로 우선, 이 조성물을 기재(제한되지 않음, 통상은 유리 혹은 실리콘 웨이퍼) 또는 먼저 형성된 감광성 수지 조성물의 고형분을 포함하는 층 위에 도포하여 예비 건조함으로써 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는다. 이때의 도막의 두께는 대개 1 내지 3㎛ 정도이다. 이와 같이하여 얻어진 도막에 목적하는 패턴을 얻기 위해 마스크를 통해 특정 영역에 자외선을 조사한다. 이때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 마스크와 기판이 정확히 위치가 맞도록 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 또한 이후, 경화가 종료된 도막을 알칼리 수용액에 접촉시켜 비노광 영역을 용해시키고 현상함으로써 목적하는 패턴을 제조할 수 있게 된다. 현상 후, 필요에 따라 150 내지 230℃에서 10 내지 60분 정도의 후 건조를 실시할 수 있다.
한편, 패턴화 노광 후의 현상에 사용하는 현상액은 통상 알칼리성 화합물과 계면 활성제를 포함하는 수용액일 수 있다.
알칼리성 화합물은 무기 및 유기 알칼리성 화합물 중 어느 것이어도 좋다.
무기 알칼리성 화합물의 구체예로서는 수산화나트륨, 수산화칼륨, 인산수소이나트륨, 인산이수소나트륨, 인산수소이암모늄, 인산이수소암모늄, 인산이수소칼륨, 규산나트륨, 규산칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 붕산나트륨, 붕산칼륨, 암모니아 등을 들 수 있다.
또한, 유기 알칼리성 화합물의 구체예로서는 테트라메틸암모늄히드록시드, 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록시드, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민, 에탄올아민 등을 들 수 있다. 이들 무기 및 유기 알칼리성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
알칼리 현상액 중의 알칼리성 화합물의 바람직한 농도는 0.01 내지 10 중량%의 범위일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.03 내지 5 중량%일 수 있다.
알칼리 현상액 중의 계면 활성제는 비이온계 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제 또는 양이온계 계면 활성제 중 모두 사용할 수 있다.
비 이온계 계면 활성제의 구체예로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다.
음이온계 계면 활성제의 구체예로는 라우릴알코올황산에스테르나트륨이나 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨이나 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨이나 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
양이온계 계면 활성제의 구체예로는 스테아릴아민염산염이나 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
이들 계면 활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
알칼리 현상액 중의 계면 활성제의 농도는, 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%일 수 있다.
또한, 본 발명은 본 발명의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이하에서는, 본 발명에 따른 컬러필터를 설명한다.
본 발명에 따른 컬러필터는 전술한 감광성 수지 조성물을 소정의 패턴으로 형성 후 노광, 현상하여 형성되는 화소를 포함하는 것을 특징으로 한다.
감광성 수지 조성물의 패턴 형성방법은 전술한 바에 의하고 자세한 설명은 생략한다.
전술한 바와 같이 감광성 수지 조성물 용액의 도포, 건조, 얻어지는 건조 도막에의 패턴화 노광, 그리고 현상이라는 각 조작을 거쳐 감광성 수지 조성물에 상당하는 화소 또는 블랙 매트릭스가 얻어지고, 또한 이러한 조작을 컬러필터에 필요로 하는 단위 화소의 수만큼 반복함으로써 컬러필터를 얻을 수 있다.
컬러필터의 구성 및 제조방법은 본 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 그에 의하고 자세한 설명은 생략한다.
본 발명의 화소 형성용 칼라리스 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터는 면내의 화소 간 막 두께 차가 적고, 예를 들면 1 내지 4㎛의 막 두께로 면내 막 두께 차를 0.15㎛ 이하, 나아가 0.05㎛ 이하로 할 수 있다. 따라서, 이렇게 해서 얻어지는 컬러필터는 평활성이 우수하고, 이것을 컬러 액정표시장치에 조립함으로써 우수한 품질의 액정표시장치를 높은 수율로 제조할 수 있다. 또한, 상기의 컬러필터를 사용하면 우수한 품질의 촬상소자를 제조할 수 있다.
이하, 실시예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 그러나 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 이하의 실시예 및 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
< 합성예 >
합성예1 : 알칼리 가용성 수지( a1 ) 의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노-2-(메타크릴옥시)에틸 프탈레이트 50 중량부, N-벤질말레이미드 40 중량부, 트리사이클로데실 메타크릴레이트 10 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, "PGMEA"라 함) 40 중량부를 투입 후, 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄 이동제 적하 로트를 준비했다.
이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 치환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃로 승온하여 3h 유지한 뒤, 그 후 실온까지 냉각하면서 고형분 29.1중량%, 중량평균분자량 20,000, 산가가 100㎎KOH/g인 수지 a1를 얻었다.
합성예 2: 알칼리 가용성 수지( a2 )의 합성
합성예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 수지를 합성하고 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃로 승온하여 3h 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 25 중량부, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 중량부, 트리에틸아민 0.8 중량부를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 그 후 실온까지 냉각하면서 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 23,000, 산가가 50㎎KOH/g인 수지 a2를 얻었다.
합성예 3: 알칼리 가용성 수지( a3 )의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 하이드록시 메타크릴 아크릴레이트 15 중량부, N-벤질말레이미드 40 중량부, 메타크릴산 35 중량부, 트리사이클로데실 메타크릴레이트 10 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, "PGMEA"라 함) 40 중량부를 투입 후, 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄 이동제 적하 로트를 준비했다.
이후, 합성예 1과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 감광성 수지를 합성하였다. 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 20,000, 산가가 110㎎KOH/g인 수지 a3를 얻었다.
합성예 4: 알칼리 가용성 수지( a4 )의 합성
합성예 3과 동일한 방법으로 알칼리 가용성 수지를 합성하고, 합성예 2와 같은 방법으로 글리시딜메타크릴레이트를 부가하여 알칼리 가용성 감광성 수지를 합성하였다. 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 24,000, 산가가 80㎎KOH/g인 수지 a4를 얻었다.
분자량 평가
상기의 (A)알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw) 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.
장치: HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)
칼럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)
칼럼 온도: 40℃
이동상 용매: 테트라히드로퓨란
유속: 1.0 ㎖/분
주입량: 50 ㎕
검출기: RI
측정 시료 농도: 0.6 중량%(용매 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)
고형분
중합체 용액을 알루미늄 컵에 약 1 g 칭량하여 넣고, 아세톤 약 3 g 을 첨가하여 용해시킨 후, 상온에서 자연 건조시켰다. 그리고, 열풍 건조기 (에스펙 주식회사 제조, 상품명：PHH-101)를 사용하여, 진공하에서 160 ℃, 3 시간 동안 건조시킨 후, 데시케이터 내에서 방랭시키고 중량을 측정하였다. 그 중량 감소량으로부터 중합체 용액의 고형분을 계산하였다.
산가
수지 용액 3g을 정칭하여 아세톤 90 g/물 10 g 혼합 용매에 용해시키고, 티몰 블루를 지시약으로 하여 0.1 N의 KOH 수용액을 적정액으로 사용하여, 자동 적정 장치 (히라누마 산업사 제조, 상품명：COM-555)에 의해 중합체 용액의 산가를 측정하고, 용액의 산가와 용액의 고형분으로부터 고형분 1 g 당의 산가를 구하였다.
< 실시예 및 비교예 >
실시예 1~4 및 비교예 1~4: 화소 형성용 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1 에 기재된 바와 같이 각각의 성분을 혼합한 후, 전체 고형분이 20 중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(용제)로 희석한 뒤, 충분히 교반하여 감광성 수지 조성물을 얻었다.
(중량)
항목 알칼리 가용성 수지(A) 광중합성 화합물(B) 광중합
개시제(C)		 용제(D)
(a1) (a2) (a3) (a4)
실시예 1 7 2 - - 10.04 0.96 80
실시예 2 4.76 4.76 - - 10.04 0.44 80
실시예 3 2 7 - - 10.04 0.96 80
실시예 4 6.3 6.3 - - 6.5 0.9 80
비교예 1 - - 6.3 6.3 6.5 0.9 80
비교예 2 - - 7 2 10.04 0.96 80
비교예 3 - - 4.76 4.76 10.04 0.44 80
비교예 4 - - 2 7 10.04 0.96 80
주)
(B): 광중합성 화합물
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
(C): 광중합개시제
1,2-옥탄디올,1-[4-(페닐티오)-,2-(O-벤조일옥심)](IRGACURE OXE01; Ciba Specialty Chemical사 제조)
(D): 용제
프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
<컬러필터( Glass 기판) 제조예 >
상기 실시예 1~4 및 비교예 1~4에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조하였다.
즉, 상기 실시예 1~4 및 비교예 1~4의 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 가로x세로 50um x 50um 내지 10um x 10um까지의 정사각형 패턴과 1㎛ 내지 100㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 300㎛로 하여 자외선을 조사하였다.
이때, 자외선 광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 40, 50, 60mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 80초 동안 담궈 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 230℃의 가열 오븐에서 25분 동안 가열하여 컬러필터를 제조하였다. 상기에서 제조된 컬러필터의 필름 두께는 3.0㎛이었다.
< 실험예 >
상기 제조예에서 제조한 컬러필터의 잔사, 밀착력, 노광/현상 및 신뢰성 결과를 하기와 같이 측정 및 평가하여 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
잔막율 평가
상기 각각의 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이후 포토마스크가 없는 전면노광으로 50mJ/cm2의 자외선을 조사한 후, 패턴의 막두께를 막두께 측정 장치(DEKTAK 6M; Veeco사 제조)를 사용하여 측정하였다. 두께 측정이 완료된 기판을 다시 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 80초 동안 담궈 현상한 후, 두께를 측정하였다.
잔막율(%)= 현상 후 두께(um)/현상 전 두께(um)
잔막율이 85%이하의 경우는 막경도 약화 및 공정마진에 영향이 크다고 판단하였다.
Top / Bottom CD 사이즈, 밀착력 잔사 및 잔막 평가
상기의 제조예로 제조된 기판을 놓고 포토마스크의 13um 컬럼스페이서를 형성하고, 컬럼스페이서 CD사이즈를 측정하고, 잔사, 잔막을 관찰한 뒤 사진을 찍었다. 컬럼스페이서의 CD사이즈는 3D현미경으로 관찰하여 형성된 컬럼스페이서 두께 95%지점의 CD사이즈(Top CD)를 측정하고, 두께 20%지점의 CD사이즈(bottom CD)를 구하고, 그 비를 T/B비로 정의하였다.
OM장비: ECLIPSE LV100POL 니콘사 제조
[잔사 평가기준]
O: 테이퍼끌림 없는 상태
△: 한쪽변의 테이퍼끌림이 2um이하
X: 한쪽변의 테이퍼끌림이 3um이상
[밀착력 평가기준]
마스크상 5~20um이(1um간격) 재현된 컬럼스페이서가 현상 후 남아있는 최소 사이즈를 표기.
B.P
상기 컬러필터 제조예와 같이 실시예 1~4 및 비교예 1~4에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러 필터를 제조하였다. pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 담궈 현상하고 노광부와 비노광부의 경계가 명확하게 현상되는 시간을 눈으로 확인하여 그 시간(초)을 기록하여 하기 표 2에 표시하였다.
단차 평가
상기 실시예 및 비교예로 제조된 감광성 수지 조성물을 5㎛ 두께, 100㎛ 선폭의 라인 스페이스를 가지는 컬러필터 기판상에 도포하고, 상기 컬러필터 제조예와 같은 방법으로 노광/현상/가열 공정을 실시하였다. 이때 하부 기판상의 라인과 라인 사이의 공간 부분이 투명 화소로 형성된 두께가 5㎛가 될 때 라인상의 감광성 수지 조성물의 두께를 단차로 표시하였다.
투과율 평가
상기의 제조예로 제조된 기판을 놓고 포토마스크의 40mm X 40m를 이용하여 10mm X 10 mm 전면노광부의 투과율을 Uv-vis spectrometer를 이용하여 측정하였다.
신뢰성 평가
상기 제조예로 제조된 기판을 NMP(N-Methyl-2-pyrrolidone)에 침지 후 100℃에서 30분간 가열후 막전후의 두께변화를 측정하였다.
[NMP 내성 평가기준]
O: 98% 초과
△: 95%~98%
X: 95% 미만
내 ITO 성 평가
상기 제조예로 제조된 기판을 ITO 스퍼터를 1000Å 두께로 실시하여 막의 주름 상태 변화를 측정하였다.
[내 ITO 평가 기준]
O: 막주름이 없는 상태
X: 막주름이 발생한 상태
내 에칭성 평가
상기 제조예로 제조된 기판을 ITO 에칭액에 60℃에서 10분간 침지 후, 침지 전후의 막 두께 변화를 측정하여 백분율로 표시하였다.
[내에칭성 평가기준]
O: 98% 초과
△: 95%~98%
X: 95% 미만
항목 13㎛ mask 잔사
 밀착력
(㎛)		 단차
(㎛)		 B.P
(s)		 투과율(T% at 380nm) 노광/현상 신뢰성
Top Bottom T/B비 잔막율 NMP 내ITO성 내에칭성
Wet Dry
실시에 1 20 30 67% O 8 2.4 24 96.8 85% O O O O
실시예 2 22 32 69% O 8 2.5 26 97.2 87% O O O O
실시예 3 16 20 80% O 8 2.3 28 97.5 89% O O O O
실시예 4 18 25 72% O 8 3.2 25 97.0 88% O O O O
비교예 1 16 30 53% △ 10 1.5 24 96.5 88% X X X X
비교예 2 15 25 60% △ 20 1.8 22 97.1 89% X X X X
비교예 3 15 34 44% X 15 1.7 26 92.4 91% O X X X
비교예 4 20 36 56% X 20 2.0 28 96.5 90% △ X X X
상기 표 2에서와 같이, 본 발명의 화학식 1의 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 수지 또는 알칼리 가용성 수지 1종 이상을 포함하는 감광성 수지 조성물을 사용할 경우, 실시예 1~4와 같이 blank부를 채움과 동시에 화소부상의 2.0um 두께 이상의 컬럼스페이서를 얻을 수 있었다. 하지만 본 발명의 화학식 1의 화합물을 포함하지 않은 알칼리 가용성 수지를 사용하면 비교예 1~4와 같이 잔사, 잔막이 있는 컬럼스페이서가 형성되거나, 화소부를 채움과 동시에 형성된 화소부상의 컬럼스페이서의 두께가 2.0um 이하임을 확인할 수 있다.
실시예 1~4의 경우와 같이, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 이용하면 잔사 및 밀착력이 우수하고 NMP신뢰성이 우수한 컬러필터 혹은 투명필름을 얻을 수 있었다. 또한 절연막으로 사용할 경우에 필요한 드라이 에칭을 실시할 때, 막주름이 발생하지 않은 투명 필름을 얻을 수 있었다. 하지만 화학식 1의 화합물을 포함하지 않은 알칼리 가용성 수지를 이용할 경우 비교예 1~4와 같이 밀착력이 10um 이상이거나, 내에칭성 및 NMP 신뢰성이 떨어지는 컬러필터 혹은 투명필름이 형성됨을 알 수 있었다.

Claims (7)

  1. 알칼리 가용성 수지(A), 광중합성 화합물(B), 광중합 개시제(C) 및 용제(D)를 포함하며,
    상기 알칼리 가용성 수지(A)는
    하기 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유도된 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00038

    상기 화학식 1에서,
    R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
    R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
    Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이다.
    [화학식 Y1]
    Figure pat00039

    [화학식 Y2]
    Figure pat00040

    [화학식 Y3]
    Figure pat00041

    [화학식 Y4]
    Figure pat00042
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 2의 단량체를 포함하는 공중합체인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00043

    상기 화학식 2에서,
    R은 단결합 또는 측쇄에 수산기를 포함하거나 쇄에 N, O, S, P의 원자를 포함할 수 있는 C1~C5의 알킬렌기이며,
    R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이며,
    Y는 하기 화학식 Y1 내지 Y4로 표시되는 기에서 선택되는 1종이며,
    [화학식 Y1]
    Figure pat00044

    [화학식 Y2]
    Figure pat00045

    [화학식 Y3]
    Figure pat00046

    [화학식 Y4]
    Figure pat00047

    Z는 반응성기를 포함하는 C1~C60의 알킬기이다.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 화학식 1의 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4로 이루어진 군 가운데 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1-1]
    Figure pat00048

    [화학식 1-2]
    Figure pat00049

    [화학식 1-3]
    Figure pat00050

    [화학식 1-4]
    Figure pat00051

    상기 화학식 1-1 내지 화학식 1-4에서 R'은 수소 또는 메틸(-CH3)이다.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지(A)는 광중합 개시제 또는 UV 조사에 대해 반응성을 나타내는 반응성 알칼리 가용성 수지(A'); 및
    광중합 개시제 및 UV 조사에 대하여 비반응성을 나타내는 비반응성 알칼리 가용성 수지(A") 중 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여,
    알칼리 가용성 수지 20 내지 85 중량%;
    광중합성 화합물 10 내지 60 중량%; 및
    광중합 개시제 0.1 내지 20 중량%; 를 포함하며,
    감광성 수지 조성물 총 중량%에 대하여,
    용제 60 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성하는 컬러필터.
  7. 청구항 6의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.



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