KR20160059316A - 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 유기 절연막 - Google Patents

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KR20160059316A
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이정화
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Abstract

본 발명은 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 유기 절연막에 관한 것으로, 상기 감광성 수지 조성물이 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된 구성단위 및 불포화 유기산 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함하는 알칼리 가용성 수지를 포함함으로써, 도막 형성시에 고평탄성을 가지면서 내열성, 내화학성, 해상도 및 잔막률도 우수하므로, 액정표시장치에 사용되는 유기 절연막 등의 재료, 특히 유기 절연막과 화이트 픽셀을 동시에 구현하는 용도로서 적합하다.

Description

감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 유기 절연막{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND ORGANIC INSULATING FILM USING SAME}
본 발명은 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 유기 절연막에 관한 것으로서, 도막 형성시에 고평탄성을 가지고 신뢰성이 우수한 네거티브형 감광성 수지 조성물, 및 이를 이용하여 제조되며 액정표시장치 내에서 화이트 픽셀로서도 함께 적용될 수 있는 유기 절연막에 관한 것이다.
박막트랜지스터(TFT)형 액정표시장치 등의 디스플레이 장치에 있어서, TFT 회로를 보호하고 절연시키기 위한 목적으로 유기 절연막이 사용되고 있다. 최근 높은 해상력의 디스플레이 요구를 만족하기 위해서 픽셀의 크기를 점차 줄이는 추세인데, 이에 따라 개구율이 감소하는 문제가 발생하게 되었다. 이를 개선하기 위해, 블루, 그린 및 레드 픽셀 외에, 색을 띄지 않는 화이트 픽셀을 도입하고 있으나 이를 위한 별도의 공정으로 인해 손실이 발생하게 된다.
이에 유기 절연막을 이용하여 화이트 픽셀을 동시에 구현하는 방식이 주목받고 있다. 즉, 기판 상에 착색층이 존재하는 영역 및 착색층이 존재하지 않은 영역을 갖도록 구성한 뒤, 투명 유기 절연막용 조성물을 상기 착색층이 존재하는 영역 및 착색층이 존재하지 않은 영역을 갖는 기판 상에 도포 및 경화시킴으로써, 착색층이 존재하지 않는 영역에서는 경화막이 화이트 픽셀과 유기 절연막의 역할을 동시에 수행할 수 있다. 그러나 이러한 방식의 경우, 착색층이 존재하는 영역과 존재하지 않는 영역 간의 단차로 인해 유기 절연막의 표면이 평탄하지 않게 형성되어 액정표시장치의 제조공정에 불량이 증가하는 문제가 있다.
종래의 유기 절연막용 조성물의 경우 불포화 유기산이나 에폭시기 함유 불포화 화합물을 사용하고 있으나(한국 공개특허공보 제2013-136735호 참조), 이들 종래의 조성물은 극성이 큰 불포화 유기산을 사용하여 평탄도를 만족하기 어렵거나, 또는 내화학성 및 잔막특성의 저하를 우려하여 에폭시기의 함량을 늘리지 못해 내열 등의 신뢰성을 충분히 확보하지 못하였다.
한국 공개특허공보 제2013-136735호 (2013.12.13.)
따라서, 본 발명의 목적은 고평탄성을 구비하고 신뢰성이 우수한 감광성 수지 조성물, 및 이로부터 제조된 유기 절연막을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 (A) (a1) 에틸렌성 불포화 카복실산, 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 구성단위, (a2) 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된 구성단위, (a3) 불포화 유기산 단량체로부터 유도된 구성단위, 및 (a4) 상기 구성단위 (a1), (a2) 및 (a3)와는 상이한 에틸렌성 불포화 화합물로부터 유도된 구성단위를 포함하는, 알칼리 가용성 수지; (B) 광중합성 모노머; 및 (C) 광중합 개시제를 포함하되, 상기 구성단위(a2)가 하기 화학식 1로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함하고, 상기 구성단위(a3)가 하기 화학식 2로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함하며, 상기 알칼리 가용성 수지(A)가 상기 구성단위(a2)를 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위 총 몰수에 대해서 5 내지 50 몰%의 양으로 포함하는, 감광성 수지 조성물을 제공한다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R2 는 C1-4알킬렌기이고;
상기 화학식 2에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R3 는
Figure pat00003
이고, R4 는
Figure pat00004
이고, n 은 2 내지 4의 정수이고, m 은 1 또는 2이고, o 는 2 내지 6의 정수이다
본 발명의 감광성 수지 조성물은 도막 형성시에 고평탄성을 가지면서 내열성, 내화학성, 해상도 및 잔막률이 우수하므로, 액정표시장치에 사용되는 유기 절연막 등의 재료, 특히 유기 절연막과 화이트 픽셀을 동시에 구현하는 용도로서 적합하다.
도 1은 감광성 수지 조성물로부터 제조된 유기 절연막의 평탄화도를 측정하는 방법을 도시한 것이다(10: 유기 절연막, 20: 하부 경화막, 30: 기판).
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은, (A) 알칼리 가용성 수지, (B) 광중합성 모노머 및 (C) 광중합 개시제를 포함하고, 선택적으로 (D) 계면활성제, (E) 접착보조제, (F) 용매 등을 더 포함할 수 있다.
이하, 상기 감광성 수지 조성물에 대해 구성성분별로 구체적으로 설명한다.
본 명세서에서, "(메트)아크릴"은 "아크릴" 및/또는 "메타크릴"을 의미하고, "(메트)아크릴레이트"는 "아크릴레이트" 및/또는 "메타크릴레이트"를 의미한다.
(A) 알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지(A)는, (a1) 에틸렌성 불포화 카복실산, 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도되는 구성단위, (a2) 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된 구성단위, (a3) 불포화 유기산 단량체로부터 유도된 구성단위, 및 (a4) 상기 구성단위 (a1), (a2) 및 (a3)와는 상이한 에틸렌성 불포화 화합물로부터 유도되는 구성단위를 포함하고, 이때 상기 구성단위(a2)를 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위 총 몰수에 대해서 5 내지 50 몰%의 양으로 포함한다.
(a1) 에틸렌성 불포화 카복실산, 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도되는 구성단위
상기 구성단위(a1)은 에틸렌성 불포화 카복실산, 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도된다. 상기 에틸렌성 불포화 카복실산 및 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물은, 분자에 하나 이상의 카복실기가 있는 중합가능한 불포화 단량체로서, 구체적인 예로서, (메트)아크릴산, 크로톤산, 알파-클로로아크릴산, 신남산 등의 불포화 모노카복실산; 말레인산, 말레인산 무수물, 푸마르산, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 시트라콘산, 시트라콘산 무수물, 메사콘산 등의 불포화 디카복실산 및 이의 무수물; 3가 이상의 불포화 폴리카복실산 및 이의 무수물; 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸]숙시네이트, 모노[2-(메트)아크릴로일옥시에틸]프탈레이트 등의 2가 이상의 폴리카복실산의 모노[(메트)아크릴로일옥시알킬]에스테르 등을 들 수 있다. 이 중에서 특히 현상성 측면에서 바람직하게는 (메트)아크릴산일 수 있다.
상기 구성단위(a1)의 함량은, 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위의 총 몰수에 대해서 1 내지 50 몰%일 수 있고, 바람직하게는 5 내지 40 몰%일 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 보다 양호한 현상성으로 도막의 패턴이 형성될 수 있다.
(a2) 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된 구성단위
상기 구성단위(a2)는 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된다.
특히, 상기 구성단위(a2)는 하기 화학식 1로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함한다:
[화학식 1]
Figure pat00005
상기 화학식 1에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R2 는 C1-4알킬렌기이다.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 1에서 R1이 -CH3이고 R2가 -CH2-이다.
또한, 상기 구성단위(a2)는 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 더 포함할 수 있다:
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 화학식 3에서, R1 는 수소 또는 메틸기이고, R5 는
Figure pat00007
이고, n 은 2 내지 4의 정수이고, m 은 1 또는 2이다.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 3에서 R1이 수소이고, R5 가
Figure pat00008
이고, n=4 및 m=1이다.
상기 구성단위(a2)의 함량은, 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위의 총 몰수에 대해서 5 내지 50 몰%이고, 바람직하게는 10 내지 45 몰%일 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 조성물로부터 제조된 도막의 내화학성 및 잔막률이 보다 향상될 수 있다.
또한, 상기 구성단위(a2)는 상기 화학식 3의 단량체로부터 유도된 구성단위를, 구성단위(a2)의 총 몰수를 기준으로, 0 초과 및 70 몰% 이하, 바람직하게는 5 내지 50 몰%로 포함할 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 조성물로부터 제조된 도막의 평탄성과 해상도가 보다 향상될 수 있다.
(a3) 불포화 유기산 단량체로부터 유도된 구성단위
상기 구성단위(a3)는 불포화 유기산 단량체로부터 유도된다.
특히, 상기 구성단위(a3)는 하기 화학식 2로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함한다:
[화학식 2]
Figure pat00009
상기 화학식 2에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R3 는
Figure pat00010
이고, R4 는
Figure pat00011
이고, n 은 2 내지 4의 정수이고, m 은 1 또는 2이고, o 는 2 내지 6의 정수이다.
보다 바람직하게는, 상기 화학식 2에서 R1이 수소이고, R3이
Figure pat00012
이고, R4가
Figure pat00013
이고, n=2, m=1, 및 o=2이다.
상기 구성단위(a3)의 함량은, 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위의 총 몰수에 대해서 1 내지 40 몰%일 수 있고, 바람직하게는 2 내지 35 몰%일 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 조성물로부터 제조된 도막의 평탄성과 해상도가 보다 향상될 수 있다.
(a4) 상기 구성단위 (a1), (a2) 및 (a3)와는 상이한 에틸렌성 불포화 화합물로부터 유도되는 구성단위
상기 구성단위(a4)는 상기 구성단위 (a1), (a2) 및 (a3)와는 상이한 에틸렌성 불포화 화합물로부터 유도된다.
상기 구성단위(a4)의 구체적인 예로는, 페닐(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메트)아크릴레이트, 스티렌, 메틸스티렌, 디메틸스티렌, 트리메틸스티렌, 에틸스티렌, 디에틸스티렌, 트리에틸스티렌, 프로필스티렌, 부틸스티렌, 헥실스티렌, 헵틸스티렌, 옥틸스티렌, 플루오로스티렌, 클로로스티렌, 브로모스티렌, 요오도스티렌, 메톡시스티렌, 에톡시스티렌, 프로폭시스티렌, p-히드록시-α-메틸스티렌, 아세틸스티렌, 비닐톨루엔, 디비닐벤젠, 비닐페놀, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르 등의 방향족환 함유 에틸렌성 불포화 화합물; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 이소부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 에틸헥실(메트)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메트)아크릴레이트, 히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메트)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메트)아크릴레이트, 폴리(에틸렌글리콜)메틸에테르(메트)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메트)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메트)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸(메트)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메트)아크릴레이트, 이소보닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸(메트)아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카복실산 에스테르류; 글리시딜(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시부틸(메트)아크릴레이트, 4,5-에폭시펜틸(메트)아크릴레이트, 5,6-에폭시헥실(메트)아크릴레이트, 6,7-에폭시헵틸(메트)아크릴레이트 등의 에폭시기를 갖는 에틸렌성 불포화 화합물; N-비닐피롤리돈, N-비닐카바졸, N-비닐모폴린 등의 N-비닐을 갖는 삼차아민류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르 등의 불포화 에테르류; N-페닐말레이미드, N-(4-클로로페닐)말레이미드, N-(4-히드록시페닐)말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류 등을 들 수 있다.
상기 구성단위(a4)의 함량은, 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위의 총 몰수에 대해서 5 내지 70 몰%일 수 있고, 바람직하게는 10 내지 65 몰%일 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 알칼리 가용성 수지의 반응성 조절과 알칼리 수용액에 대한 용해성을 증가시킬 수 있어, 조성물의 도포성을 현저히 향상시킨다.
이와 같은 알칼리 가용성 수지(A)는 공지의 방법으로 공중합되어 합성될 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(A)의 중량평균분자량(Mw)은 500 내지 30,000일 수 있고, 바람직하게는 1,000 내지 10,000일 수 있다. 이때 상기 중량평균분자량은 겔투과 크로마토그래피(GPC, 테트라히드로퓨란을 용출용매로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산의 분자량일 수 있다. 상기 바람직한 범위 내에서, 하부 패턴에 의한 단차 개선에 유리하고 현상 후 패턴 형상이 보다 양호할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(A)의 조성물 내 함량은, 용매를 제외한 조성물의 고형분 중량 기준으로, 5 내지 75 중량%, 바람직하게는 10 내지 65 중량%일 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 현상 후의 패턴 현상이 양호하고 잔막률 및 내화학성 등의 특성이 보다 향상될 수 있다.
(B) 광중합성 모노머
본 발명에 사용되는 광중합성 모노머는 광중합 개시제의 작용으로 중합될 수 있는 화합물로서, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화기를 가지는 아크릴산 또는 메타크릴산의 단관능 또는 다관능 에스테르 화합물일 수 있으며, 내화학성 측면에서 바람직하게는 2관능 이상의 다관능성 화합물일 수 있다.
상기 광중합성 모노머로는 에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메트)아크릴레이트, 글리세린트리(메트)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메트)아크릴레이트와 숙신산의 모노에스테르화물, 펜타에리트리톨테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메트)아크릴레이트와 숙신산의 모노에스테르화물, 카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨헥사(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트헥사메틸렌디이소시아네이트(펜타에리트리톨트리아크릴레이트와 헥사메틸렌디이소시아네이트의 반응물), 트리펜타에리트리톨헵타(메트)아크릴레이트, 트리펜타에리트리톨옥타(메트)아크릴레이트, 비스페놀 A 에폭시아크릴레이트, 및 에틸렌글리콜모노메틸에테르아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 이외에도 직쇄 알킬렌기 및 지환식 구조를 갖고 2개 이상의 이소시아네이트기를 갖는 화합물과, 분자 내에 1개 이상의 히드록실기를 갖고 3개, 4개 또는 5개의 아크릴로일옥시기 및/또는 메타크릴로일옥시기를 갖는 화합물을 반응시켜 얻어지는 다관능 우레탄아크릴레이트 화합물 등을 들 수 있다.
상업적으로 구매 가능한 광중합성 모노머로는, 단관능 (메트)아크릴레이트의 시판품으로서, 도아고세이사의 아로닉스 M-101, M-111 및 M-114, 닛본가야꾸사의 KAYARAD TC-110S 및 TC-120S, 오사카유끼 가가꾸고교사의 V-158 및 V-2311 등이 있고; 2관능 (메트)아크릴레이트의 시판품으로서, 도아 고세이사의 아로닉스 M-210, M-240 및 M-6200, 닛본가야꾸사의 KAYARAD HDDA, HX-220 및 R-604, 오사카유끼 가가꾸고교사의 V-260, V-312 및 V-335 HP 등이 있으며; 3관능 이상의 (메트)아크릴레이트의 시판품으로서, 도아고세이사의 아로닉스 M-309, M-400, M-403, M-405, M-450, M-7100, M-8030, M-8060 및 TO-1382, 닛본가야꾸사의 KAYARAD TMPTA, DPHA, DPHA-40H, DPCA-20, DPCA-30, DPCA-60 및 DPCA-120, 오사카유끼 가가꾸고교사의 V-295, V-300, V-360, V-GPT, V-3PA 및 V-400 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 모노머(B)는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합성 모노머(B)은, 용매를 제외한 고형분을 기준으로, 상기 알칼리 가용성 수지(A) 100 중량부에 대하여 50 내지 200 중량부, 바람직하게는 50 내지 150 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 감도 및 평탄성을 보다 향상시킬 수 있다.
(C) 광중합 개시제
본 발명에 사용되는 광중합 개시제는 가시광선, 자외선, 심자외선(deep-ultraviolet radiation) 등에 의하여 경화될 수 있는 단량체들의 중합 반응을 개시하는 역할을 한다. 상기 광중합 개시제는 라디칼 개시제일 수 있고, 그 종류는 특별히 한정되지 않으나 아세토페논계, 벤조페논계, 벤조인계 및 벤조일계, 크산톤계, 트리아진계, 할로메틸옥사디아졸계 및 로핀다이머계 광중합 개시제로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 1종 이상이 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제의 구체적인 예로서, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 벤조일퍼옥사이드, 라우릴퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1-비스(t-부틸퍼옥시)시클로헥산, p-디메틸아미노아세토페논, 2-벤질-2-(디메틸아미노)-1-[4-(4-모포리닐)페닐]-1-부탄온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 벤조페논, 벤조인프로필에테르, 디에틸티옥산톤, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-p-메톡시페닐-s-트리아진, 2-트리클로로메틸-5-스티릴-1,3,4-옥소디아졸, 9-페닐아크리딘, 3-메틸-5-아미노-((s-트리아진-2-일)아미노)-3-페닐쿠마린, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디페닐이미다졸릴 이량체, 1-페닐-1,2-프로판디온-2-(o-에톡시카르보닐)옥심, 1-[4-(페닐티오)페닐]-옥탄-1,2-디온-2-(O-벤조일옥심), o-벤조일-4'-(벤즈머캅토)벤조일-헥실-케톡심, 2,4,6-트리메틸페닐카르보닐-디페닐포스포닐옥사이드, 헥사플루오로포스포로-트리알킬페닐술포늄염, 2-머캅토벤즈이미다졸, 2,2'-벤조티아조릴디설파이드 및 이들의 혼합물을 들 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다른 예로서, 상기 광중합 개시제는 적어도 1종의 옥심계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 옥심계 화합물은 옥심 구조를 포함하는 라디칼 개시제라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 옥심 에스테르계 화합물일 수 있다.
상기 옥심계 화합물은 대한민국 공개특허공보 제2004-0007700호, 제2005-0084149호, 제2008-0083650호, 제2008-0080208호, 제2007-0044062호, 제2007-0091110호, 제2007-0044753호, 제2009-0009991호, 제2009-0093933호, 제2010-0097658호, 제2011-0059525호, 제2011-0091742호, 제2011-0026467호 및 제2011-0015683호, 및 국제특허공개 WO 2010/102502호 및 WO 2010/133077호에 기재된 옥심계 화합물 중의 1종 이상을 사용하는 것이 고감도의 측면에서 바람직하다. 이들의 상품명으로서는 OXE-01(BASF), OXE-02(BASF), N-1919(ADEKA), NCI-930(ADEKA), NCI-831(ADEKA) 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제(C)는, 용매를 제외한 고형분을 기준으로, 상기 알칼리 가용성 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 15 중량부의 양으로 사용될 수 있다. 상기 바람직한 함량 범위 내에서, 고감도이면서 보다 우수한 패턴 현상성 및 도막 특성을 얻을 수 있다.
(D) 계면활성제
본 발명의 감광성 수지 조성물은 필요에 따라, 코팅성 향상 및 결점 생성 방지 효과를 위해 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 계면활성제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 바람직하게는 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제, 비이온계 계면활성제 및 그 밖의 계면활성제를 들 수 있다.
상기 계면활성제의 예로서는 BM CHEMIE사의 BM-1000 및 BM-1100, 다이닛뽄잉크 가가꾸고교사의 메가팩 F-142 D, F-172, F-173, F-183, F-470, F-471, F-475, F-482 및 F-489, 스미또모 쓰리엠사의 플로라드 FC-135, FC-170 C, FC-430 및 FC-431, 아사히 가라스사의 서프론 S-112, S-113, S-131, S-141, S-145, S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105 및 SC-106, 신아끼따 가세이사의 에프톱 EF301, EF303 및 EF352, 도레이 실리콘사의 SH-28 PA, SH-190, SH-193, SZ-6032, SF-8428, DC-57 및 DC-190, 다우코닝도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400, FZ-2100, FZ-2110, FZ-2122, FZ-2222 및 FZ-2233, GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460 및 TSF-4452, BYK사의 BYK-333 등의 불소계 및 실리콘계 계면활성제; 폴리옥시에틸렌라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌스테아릴에테르 및 폴리옥시에틸렌올레일에테르와 같은 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르 및 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르와 같은 폴리옥시에틸렌아릴에테르류, 폴리옥시에틸렌디라우레이트 및 폴리옥시에틸렌디스테아레이트와 같은 폴리옥시에틸렌디알킬에스테르류 등의 비이온계 계면활성제; 오르가노실록산 폴리머 KP341(신에쓰 가가꾸고교사), (메트)아크릴산계 공중합체 폴리플로우 No. 57 및 95(교에이샤 유지 가가꾸고사) 등을 들 수 있다.
이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
이 중 분산성 측면에서 바람직하게는 BYK사의 BYK-333이 사용될 수 있다.
상기 계면활성제(D)는, 용매를 제외한 고형분 기준으로, 상기 알칼리 가용성 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 상기 범위 내일때 조성물의 코팅이 보다 원활해질 수 있다.
(E) 접착보조제
본 발명의 감광성 수지 조성물은 기판과의 접착성을 향상시키기 위해 접착보조제를 추가로 포함할 수 있다.
이와 같은 접착보조제의 종류는 특별히 한정되지 않으나, 예를 들어 카복실기, (메트)아크릴로일기, 이소시아네이트기, 아미노기, 머캅토기, 비닐기 및 에폭시기로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 1종 이상의 반응성 그룹을 갖는 실란 커플링제를 사용할 수 있다.
보다 구체적인 접착보조제의 예로서, 트리메톡시실릴벤조산, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, N-페닐아미노프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 또는 이들의 혼합물을 들 수 있으며, 바람직하게는 잔막률을 향상시키면서 기판과의 접착성이 좋은 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, N-페닐아미노프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 또한, 내화학성의 향상을 위해서 이소시아네이트기를 갖는 γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란(예: Shin-Etsu사의 KBE-9007)이 사용될 수도 있다.
상기 접착보조제(E)는, 용매를 제외한 고형분 기준으로, 상기 알칼리 가용성 수지(A) 100 중량부에 대하여 0.001 내지 5 중량부, 바람직하게는 0.01 내지 1 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 상기 범위에서 기판과의 접착력이 보다 양호해질 수 있다.
이 외에도, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 이의 물성을 해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 안정제, 라디칼 포착제 등의 기타의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
(F) 용매
본 발명의 감광성 수지 조성물은 바람직하게는 상기한 성분들을 용매와 혼합한 액상 조성물로 제조될 수 있다.
상기 용매로는 전술한 감광성 수지 조성물 성분들과 상용성을 가지되 이들과 반응하지 않는 것으로서, 감광성 수지 조성물에 사용되는 공지의 용매이면 어느 것이나 사용 가능하다.
이러한 용매의 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌글리콜모노부틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 프로필렌글리콜디프로필에테르, 프로필렌글리콜디부틸에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르 등의 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르아세테이트류; 에틸셀로솔브, 부틸셀로솔브 등의 셀로솔브류; 부틸카르비톨 등의 카르비톨류; 락트산메틸, 락트산에틸, 락트산-n-프로필, 락트산이소프로필 등의 락트산 에스테르류; 아세트산에틸, 아세트산-n-프로필, 아세트산이소프로필, 아세트산-n-부틸, 아세트산이소부틸, 아세트산-n-아밀, 아세트산이소아밀, 프로피온산이소프로필, 프로피온산-n-부틸, 프로피온산이소부틸 등의 지방족 카복실산 에스테르류; 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸 등의 에스테르류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화수소류; 2-헵타논, 3-헵타논, 4-헵타논, 시클로헥사논 등의 케톤류; N-디메틸포름아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈 등의 아미드류; γ-부티로락톤 등의 락톤류; 및 이들의 혼합물을 들 수 있지만 이에 한정되지는 않는다.
상기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 배합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에 있어서 상기 용매(F)의 함유량은 특별히 한정되지 않지만, 얻어지는 감광성 수지 조성물의 도포성, 안정성 등의 관점에서, 조성물 총 중량을 기준으로 고형분 함량이 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 10 내지 55 중량%가 되도록 용매를 포함할 수 있다. 여기서, 고형분이란 조성물에서 용매를 제외한 나머지 성분을 의미한다.
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 네거티브형 감광성 수지 조성물로서 사용될 수 있다.
특히 상기 감광성 수지 조성물은 기재 위에 도포되고 경화되어 유기 절연막으로 제조될 수 있다.
상기 유기 절연막은 당 기술분야에 알려져 있는 방법에 의해 제조할 수 있고, 예컨대 실리콘 기판 위에 상기 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅 방법에 의하여 도포하고, 60℃ 내지 130℃에서 60초 내지 130초간 예비경화(pre-bake)하여 용매를 제거한 후, 원하는 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 노광하고, 현상액(예: 테트라메틸암모늄하이드록사이드(TMAH) 용액)으로 현상함으로써 코팅층에 패턴을 형성할 수 있다. 상기 노광은 200㎚ 내지 450㎚의 파장대에서 10 내지 100 mJ/㎠의 노광량으로 조사하여 수행할 수 있다. 이후 패턴화된 코팅층을 10분 내지 5시간 동안 150℃ 내지 300℃에서 후경화(post-bake)시켜 목적하는 유기 절연막을 얻을 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 도막 형성시에 고평탄성을 가지면서 내열성, 내화학성, 해상도 및 잔막률도 우수하다.
따라서, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 액정표시장치에 사용되는 유기 절연막 등의 재료, 특히 유기 절연막과 화이트 픽셀을 동시에 구현하는 용도로서 적합하며, 또는 그 외 다양한 분야의 전자부품의 재료로서도 유용하다.
이하, 하기 실시예에 의하여 본 발명을 좀더 상세하게 설명하고자 한다. 단, 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐 본 발명의 범위가 이들만으로 한정되는 것은 아니다.
하기 제조예에 기재된 중량평균분자량은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산값이다.
제조예 1: 알칼리 가용성 수지 (A-1)의 제조
삼구 플라스크에 건조관이 달린 냉각관을 설치하고 온도 자동조절기가 달린 교반기 상에 배치한 뒤, 옥틸메캅탄 2 중량부, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트닐) 3 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 100 중량부, 및 단량체 혼합물 100 중량부를 넣고, 질소를 투입하였다. 이때 상기 단량체 혼합물은 상기 화학식 1의 화합물(R1이 -CH3이고 R2가 -CH2-) 15몰%, 상기 화학식 2의 화합물(R1이 H이고, R3이
Figure pat00014
이고, R4가
Figure pat00015
이고, n=2, m=1, o=2) 5몰%, 메타크릴산 9몰%, 스티렌 61몰%, 및 메틸메타크릴레이트 10몰%로 구성하였다. 이후 서서히 교반하면서 용액의 온도를 60℃로 상승시키고 이 온도를 5시간 유지하며 중합시켜, 중량평균분자량 6,300인 공중합체의 용액을 얻었다.
제조예 2 내지 9: 알칼리 가용성 수지 (A-2) 내지 (A-9)의 제조
단량체 혼합물을 구성하는 성분들의 종류 및 함량을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 다양하게 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 중합 반응을 수행하여 각각의 공중합체 용액을 얻었다.
이때 일부 제조예에서는 상기 화학식 3의 화합물(R1이 H이고, R5가
Figure pat00016
이고, n=4, m=1)도 함께 사용하였다.

제조예		 단량체 혼합물 조성 (몰%)
분자량
화학식1 화학식2 화학식3 MAA 스티렌 GMA DCPMA MMA
A-1 15 5 0 9 61 0 0 10 6,300
A-2 15 8 0 7 60 0 0 10 5,900
A-3 15 12 0 4 59 0 0 10 6,200
A-4 13 5 2 9 61 0 0 10 6,300
A-5 9 5 6 9 61 0 0 10 6,500
A-6 15 5 0 9 61 0 10 0 6,200
A-7 0 0 0 14 61 15 0 10 6,200
A-8 15 0 0 14 61 0 0 10 5,800
A-9 0 0 15 14 61 0 0 10 6,300
상기 표 1에서 약어로 표시된 성분의 의미는 다음과 같다:
MAA: 메타크릴산
GMA: 글리시딜메타크릴레이트
DCPMA: 디시클로펜테닐메타크릴레이트
MMA: 메틸메타크릴레이트
화학식 1의 화합물: 상기 화학식 1에서 R1이 -CH3이고 R2가 -CH2-인 화합물
화학식 2의 화합물: 상기 화학식 2에서 R1이 H이고, R3이
Figure pat00017
이고, R4가
Figure pat00018
이고, n=2, m=1 및 o=2인 화합물
화학식 3의 화합물: 상기 화학식 3에서 R1이 H이고, R5가
Figure pat00019
이고, n=4 및 m=1인 화합물.
상기 제조예에서 제조된 화합물들을 이용하여 하기 실시예 및 비교예의 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
이하의 실시예 및 비교예에 있어서, 그 외 성분으로는 하기 화합물을 사용하였다:
광중합성 모노머(B-1): 트리메틸로프로판트리아크릴레이트, TMPTA
광중합 개시제(C-1): OXE-01, 바스프社
광중합 개시제(C-2): OXE-02, 바스프社
계면활성제(D-1): FZ-2110, 다우코닝도레이실리콘社
접착보조제(E-1): γ-글리시독시프로필트리에톡시실란
용매(F-1): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
실시예 1: 감광성 수지 조성물의 제조
고형분 중량 기준으로, 제조예 1에서 합성한 알칼리 가용성 수지(A-1) 100 중량부, 광중합성 모노머(B-1) 100 중량부, 광중합 개시제(C-1) 4 중량부, 광중합 개시제(C-2) 1 중량부, 계면활성제(D-1) 0.3 중량부, 및 접착보조제(E-1) 0.5 중량부를 배합하고, 여기에 상기 성분들의 고형분 합계 함량이 25%가 되도록 용매(F-1)를 투입한 후, 쉐이커를 이용하여 2시간 동안 혼합하여 액상의 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2 내지 6 및 비교예 1 내지 3: 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 2에 제시된 바와 같이, 알칼리 가용성 수지의 종류를 변화시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 공정을 수행하여 각각의 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
감광성 수지 조성물의 조성 (중량부, 고형분 기준)
구분 알칼리
가용성 수지		 광중합성
모노머		 광중합 개시제 계면활성제 접착 보조제
실시예 1 A-1 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
실시예 2 A-2 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
실시예 3 A-3 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
실시예 4 A-4 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
실시예 5 A-5 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
실시예 6 A-6 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
비교예 1 A-7 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
비교예 2 A-8 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
비교예 3 A-9 100 B-1 100 C-1 4 C-2 1 D-1 0.3 E-1 0.5
참조예
고형분 중량 기준으로, 바인더 수지(벤질메타크릴레이트/메타크릴산/메틸메타크릴레이트, 40/30/30mol%, Mw 20,000) 100 중량부, 광중합 개시제(C-1) 4 중량부, 광중합 개시제(C-2) 1.2 중량부, 계면활성제(D-1) 0.3 중량부, 및 접착보조제(E-1) 0.5 중량부를 배합하고, 여기에 블루 안료분산액 30 중량부(고형분 30% 함유), 및 상기 성분들의 고형분 합계 함량이 25%가 되도록 용매(F-1)를 투입한 후, 쉐이커를 이용하여 2시간 동안 혼합하여 액상 형태인 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 감광성 수지 조성물에 대하여 아래와 같이 평가하였다.
시험예 1: 평탄화도 평가
단계 (1) 하부 경화막의 제조
유리 기판 상에 상기 참조예에서 얻은 감광성 수지 조성물을 도포한 후 100℃로 유지되는 고온 플레이트 위에서 100초간 예비경화하여 두께 3㎛의 예비경화막을 형성하였다. 이 예비경화막에 100㎛ 두께의 라인이 300㎛ 간격으로 배치된 라인-스페이스 패턴을 갖는 마스크를 기판과의 간격이 200㎛가 되도록 적용하였다. 이후 200㎚에서 450㎚의 파장을 내는 어라이너(aligner, 모델명 MA6)를 이용하여, 365㎚ 기준으로 100mJ/㎠이 되도록 일정시간 노광한 후, 0.4% KOH 수용성 현상액으로 23℃에서 스프레이 노즐을 통해 120초 동안 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열하여, 두께 2.5㎛의 하부 경화막을 얻었다.
단계 (2) 유기 절연막의 형성
앞서 제조된 하부 경화막 위에 상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅한 후, 고온 플레이트 위에서 90초간 예비경화하여 약 두께 5㎛의 예비경화막을 형성하였다. 이 예비경화막에 앞서와 사용한 것과 동일한 어라이너를 이용하여 365nm 기준으로 30mJ/㎠이 되도록 일정시간 노광한 후, 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 수용성 현상액으로 23℃에서 스트림 노즐을 통해 100초 동안 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열하여 경화막(유기 절연막)을 형성하였다.
단계 (3) 평탄화도 측정
그 결과, 도 1을 참조하여, 앞서의 단계 1을 통해 기판(30) 상에 하부 경화막(20)이 형성되고, 단계 2를 통해 하부 경화막(20) 상에 유기 절연막(10)이 형성되었다. 또한, 상기 하부 경화막(20)에 형성된 라인-스페이스 패턴으로 인해, 기판(30) 표면에는 하부 경화막(20)이 존재하는 영역과 종재하지 않는 영역을 갖게 되었다. 이때, 하부 경화막(20)이 존재하는 지점에서 측정된 기판(30)으로부터 유기 절연막(10)의 표면까지의 높이(T1)에 비해, 하부 경화막(20)이 존재하는 않는 지점에서 측정된 기판(30)으로부터 유기 절연막(10)의 표면까지의 높이(T2)가 더 낮을 수 있으며, 이에 따라 유기 절연막의 표면이 평탄하지 않을 수 있다.
3차원 표면 측정기(상품명: SIS 2000, 제조사: SNU precision)를 이용하여 이들 높이(T1 및 T2)를 측정하여, 하기 수학식에 따라 유기 절연막의 평탄화도(%)를 계산하였다:
평탄화도(%) = (T2 / T1) x 100.
시험예 2: 해상도 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 조성물을, 유리 기판 상에 스핀 코팅한 후에 100℃로 유지되는 고온 플레이트 위에서 90초간 예비경화하여 두께 4㎛의 예비경화막을 형성하였다. 이 예비경화막에 20㎛ 크기의 사각형 패턴을 갖는 마스크를 기판과의 간격이 10㎛가 되도록 설정한 후, 200㎚에서 450㎚의 파장을 내는 어라이너(aligner, 모델명 MA6)를 이용하여, 365㎚ 기준으로 30mJ/㎠이 되도록 일정시간 노광한 후, 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 수용성 현상액으로 23℃에서 스트림 노즐을 통해 100초 동안 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열함으로써 경화막을 얻었다.
상기 과정에서 20㎛ 크기의 사각형 패턴을 갖는 마스크를 통해 경화막에 패터닝된 홀 패턴의 CD(critical dimension, 선폭, ㎛)를 3차원 표면 측정기(상품명: SIS 2000, 제조사: SNU precision)를 이용하여 측정하여, 하기 수학식에 따라 해상도(%)를 계산하였다:
해상도(%) = [(20㎛ - 홀 패턴의 CD(㎛)) / 20㎛)] x 100.
시험예 3: 잔막률 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 조성물을, 6인치 웨이퍼 상에 스핀 코팅한 후에 100℃로 유지되는 고온 플레이트 위에서 90초간 예비경화하여 두께 4㎛의 예비경화막을 형성하였다. 이 예비경화막에 마스크를 적용하지 않고, 200㎚에서 450㎚의 파장을 내는 어라이너(aligner, 모델명 MA6)를 이용하여, 365㎚ 기준으로 30mJ/㎠이 되도록 일정시간 노광한 후, 2.38중량% 테트라메틸암모늄하이드로옥사이드 수용성 현상액으로 23℃에서 스트림 노즐을 통해 100초 동안 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열함으로써 경화막을 얻었다.
이상의 과정에서 얻어진 막의 두께를 비접촉식 두께 측정기(상품명: Nanospec, 제조사: Nano metrics)로 측정하여, 하기 수학식에 따라 잔막률(%)을 계산하였다:
잔막률(%) = [(최종 경화막 두께) / 노광 이전의 예비경화막의 두께)] x 100.
시험예 4: 내열성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 조성물을, 상기 시험예 3과 동일한 방식으로 6인치 웨이퍼 상에 코팅, 예비경화, 노광 및 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열함으로써 1차 경화막을 얻었다. 이후 상기 1차 경화막을 컨백션 오븐에서 250℃에서 60분 동안 추가 가열함으로써 2차 경화막을 얻었다.
이상의 과정에서 얻어진 막의 두께를 비접촉식 두께 측정기(상품명: Nanospec, 제조사: Nano metrics)로 측정하여, 하기 수학식에 따라 내열성(%)을 계산하였다:
내열성(%) = [(1차 경화막 두께 - 2차 경화막 두께) / 1차 경화막 두께] x 100.
시험예 5: 내화학성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻은 각각의 조성물을, 상기 시험예 3과 동일한 방식으로 유리 기판 상에 코팅, 예비경화, 노광 및 현상하였다. 현상된 막을 컨백션 오븐에서 230℃에서 30분 동안 가열함으로써 경화막을 얻었다. 이후 상기 경화막을 70℃의 N-메틸피롤리돈(NMP)에 10분 동안 담근 후에 꺼내었다.
이상의 과정에서 얻어진 막의 두께를 접촉식 두께 측정기(상품명: Alpha step, 제조사: Bruker Dektak)로 측정하여, 하기 수학식에 따라 내화학성(%)을 계산하였다:
내화학성(%) = [(NMP 처리 후 두께 - NMP 처리 전 두께) / NMP에 처리 전 두께] x 100.
이상의 시험예에서 얻은 결과값(%)들을 하기 표 3의 범주에 따라 평가하여, 하기 표 4에 정리하였다.
범주 평탄화도 해상도 잔막률 내열성 내화학성
◎ 90~100% 0~25% 80~100% 0~5% 0~10%
○ 70~90% 25~50% 70~80% 5~15% 10~20%
△ 60~70% 50~80% 60~70% 15~25% 20~30%
× 0~60% 80~100% 0~60% 25% 이상 30% 이상
구분 평탄화도 해상도 잔막률 내열성 내화학성
실시예 1 ○ ◎ ◎ ◎ ◎
실시예 2 ○ ◎ ○ ◎ ◎
실시예 3 ○ ◎ ○ ○ ◎
실시예 4 ◎ ◎ ◎ ◎ ○
실시예 5 ◎ ○ ◎ ◎ △
실시예 6 ◎ △ ○ ○ ○
비교예 1 × ○ ◎ ○ ○
비교예 2 × ◎ ◎ ◎ ◎
비교예 3 ○ × × △ △
상기 표 4에서 보듯이, 본 발명의 범위에 속하는 실시예의 조성물들은 평탄화도, 해상도, 잔막률, 내열성 및 내화학성 측면에서 고루 우수하게 나타난 반면, 본 발명의 범위에 속하지 않는 비교예의 조성물들은 이들 중 어느 하나 이상의 결과가 저조하였다.

Claims (6)

  1. (A) (a1) 에틸렌성 불포화 카복실산, 에틸렌성 불포화 카복실산 무수물, 또는 이들의 혼합물로부터 유도된 구성단위, (a2) 에폭시기를 함유하는 불포화 에스테르계 단량체로부터 유도된 구성단위, (a3) 불포화 유기산 단량체로부터 유도된 구성단위, 및 (a4) 상기 구성단위 (a1), (a2) 및 (a3)와는 상이한 에틸렌성 불포화 화합물로부터 유도된 구성단위를 포함하는, 알칼리 가용성 수지;
    (B) 광중합성 모노머; 및
    (C) 광중합 개시제를 포함하되,
    상기 구성단위(a2)가 하기 화학식 1로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함하고, 상기 구성단위(a3)가 하기 화학식 2로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 포함하며, 상기 알칼리 가용성 수지(A)가 상기 구성단위(a2)를 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위 총 몰수에 대해서 5 내지 50 몰%의 양으로 포함하는, 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00020

    [화학식 2]
    Figure pat00021

    상기 화학식 1에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R2 는 C1-4알킬렌기이고;
    상기 화학식 2에서, R1 은 수소 또는 메틸기이고, R3 는
    Figure pat00022
    이고, R4 는
    Figure pat00023
    이고, n 은 2 내지 4의 정수이고, m 은 1 또는 2이고, o 는 2 내지 6의 정수이다.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지(A)가 상기 구성단위(a3)를, 알칼리 가용성 수지(A)의 구성단위의 총 몰수를 기준으로, 1 내지 40 몰%의 양으로 포함하는 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 구성단위(a2)가 하기 화학식 3으로 표시되는 단량체로부터 유도된 구성단위를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00024

    상기 화학식 3에서,
    R1 는 수소 또는 메틸기이고, R5 는
    Figure pat00025
    이고, n 은 2 내지 4의 정수이고, m 은 1 또는 2이다.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 구성단위(a2)가 상기 화학식 3의 단량체로부터 유도된 구성단위를, 구성단위(a2)의 총 몰수를 기준으로, 0 초과 및 70 몰% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 광중합 개시제(C)가 옥심계 화합물인 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 유기 절연막.
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