KR20160110088A - 흑색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 - Google Patents

Abstract

본 발명은 흑색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 함량비율 범위로 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서에 관한 것이다.
상기 조성을 갖는 흑색 감광성 수지 조성물은 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 모두에 요구되는 광학밀도, 절연성, 차광성, 탄성 회복율 등의 물성을 확보할 뿐 아니라 밀착성이 우수하여 액정표시장치의 내구성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

Description

흑색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서{BLACK PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, AND BLACK MATRIX AND COLUMN SPACER FOR LIQUID CRYSTAL DISPLAY MANUFACTURED THEREBY}

본 발명은 우수한 차광성, 탄성 회복율, 내용제성, 신뢰성과 더불어 높은 밀착 특성을 가져 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서 모두에 사용가능한 흑색 감광성 수지 조성물, 및 이로써 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서에 관한 것이다.

디스플레이 산업은 CRT(cathode-ray tube)에서 PDP(plasma display panel), OLED(organic light-emitting diode), LCD(liquid-crystal display) 등으로 대변되는 평판 디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 특히, LCD는 평판 디스플레이시장의 주요 제품으로 컬러필터가 구비된 상판과 박막 트랜지스터(TFT)가 구비된 하판, 그리고 그 사이에 주입된 액정으로 구성된다.

컬러필터는 LCD에서 색을 표현하는 핵심적인 부품으로 평판디스플레이의 보급과 함께 노트북PC, 모니터, 휴대단말기 등 폭넓은 용도로 채용되어 왔다. 이러한 컬러필터는 기판상에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 패턴을 통해 화면에 다양한 컬러를 구현하고, 각 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 패턴 사이에 위치하여 픽셀 사이의 빛샘을 막아주는 블랙 매트릭스, 각 화소 사이의 단차를 보정하여 평탄도를 향상시키는 오버코트(OC; over coat), 두 기판 사이의 셀갭(Cell-gap)을 유지하는 컬럼 스페이서(CS; column spacer)로 구성되어 있다.

컬리필터의 제조는 통상 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판상에 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 각 색에 상당하는 착색제를 함유하는 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅에 의해 균일하게 도포한 후, 가열 건조하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 화소를 형성함으로써 제조되고 있다. 이때, 블랙 매트릭스(BM)는 각 화소에 있어 다른 색의 혼색을 방지하거나, 전극의 패턴을 숨기기 위해서, 각 색의 착색 층간의 경계 부분에 위치하며, 주로 흑색 감광성 수지 조성물로 형성된다. 그리고, 오버 코트(OC)와 컬럼 스페이서(CS) 역시 감광성 수지 조성물을 이용하여 구성된다.

따라서 감광성 수지 조성물은 LCD의 용도가 고급화, 다양화 됨에 따라 중요성이 높아지고 있으며, 생산성 및 내구성 향상을 위해 빛에 빠르게 반응하고 기계적으로 우수한 물성에 대한 요구가 높아지고 있다.

이에 더해서 최근에는 디스플레이 내부에 사용되는 하나의 소재가 다양한 역할을 동시에 수행하는 것이 요구되고 있다. 대표적으로 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서로 블랙 매트릭스에서 요구되는 고른 광학밀도(Optical density: OD) 뿐만 아니라 우수한 전기 절연성도 함께 요구된다. 또한 매우 높은 신뢰성이 요구되며 사용되는 착색제의 유기 용제에 대한 용출 특성이 제어되어야 한다.

하지만, 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서의 형성을 위해 통상의 블랙 매트릭스와 같이 카본 블랙만을 이용하게 되면, 광학밀도는 만족시키지만 전기 절연성이 떨어지는 단점이 있다. 그 외에 무기 화합물들을 사용하는 블랙 매트릭스 재료들은 모두 절연성이 낮은 관계로 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서에서 요구하는 물성을 만족하지 못하였다.

더불어, 블랙 매트릭스를 TFT면에 형성시키거나, 컬러필터의 상부에 형성을 시키는 패널에 있어서는 전기 절연성이 액정에 직접적으로 영향을 주기에 높은 절연성 또는 저유전 특성을 요구하고 있다. 이처럼 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서 형성을 위한 감광성 조성물의 조성이 유사하나, 컬럼 스페이서의 경우 착색제를 사용하고 있지 않는 등의 요구되는 물성의 차이로 인해 하나의 조성을 이용하여 이 둘 모두에 응용하기란 용이하지 않다.

일례로 대한민국 특허공개 제2012-0033893호는 바인더 수지, 다관능성 모노머, 광중합 개시제 또는 광증감제, 및 용매를 포함하고, 여기에 착색제로 아닐린 블랙, 퍼릴렌 블랙, 금속 산화물 등의 블랙 안료를 첨가하는 기술을 언급하고 있다.

또한, 대한민국 특허공개 제2013-0081019호는 알칼리 가용성 수지, 다관능성 단량체, 광중합성 개시제 및 용제로 구성된 감광성 수지 조성물에 특정 중합단위를 갖는 공중합체를 추가로 포함하며 이 공중합체는 가교도를 증가시키는 반응성 작용기를 가져 블랙 매트릭스 및 블랙 컬럼 스페이서 형성시 저장안정성 및 내화학성을 개선하는 방법을 언급하고 있다.

이들 특허들은 착색제로 사용되는 화합물의 다양한 조합이나 반응기를 갖는 공중합체 첨가를 통해 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이스 모두로 사용가능한 수지 조성물을 제공하고 있으나 전기 절연성 개선 또는 저장안정성 및 내화학성 향상 등 목적한 바의 효과 개선만 있어 그 효과가 충분치 않다.

한편 대한민국 특허공개 제2009-0107718호는 컬리필터용 잉크 조성물에서 바인더 폴리머와 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물의 첨가비율을 한정하고 있으나 이는 컬러필터 형성시 색특성을 향상시키기 위한 것으로 본 발명에서 제시하는 표면 조도 개선과는 무관하다.

대한민국 특허공개 제2012-0033893호 대한민국 특허공개 제2013-0081019호 대한민국 특허공개 제2009-0107718호

이에 본 출원인은 액정표시장치의 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서의 물성을 동시에 만족시켜 두가지 모두로 이용할 수 있는 감광성 수지 조성물을 제조하고자 다각적으로 연구를 진행한 결과, 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 특정 함량비율 범위로 사용함으로써 상기 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서가 요구하는 광학밀도, 차광성, 전기 절연성, 탄성 회복율, 내화학성을 만족시킴과 동시에 우수한 밀착성을 가져 액정표시장치의 신뢰성, 내구성을 향상시킬 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명의 목적은 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 형성에 사용할 수 있도록 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 비율로 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 흑색 감광성 수지 조성물을 블랙 매트릭스 제조에 사용할 수 있는 용도를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 흑색 감광성 수지 조성물을 컬럼 스페이서 제조에 사용할 수 있는 용도를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 또 다른 목적은 상기 흑색 감광성 수지 조성물을 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서 제조에 사용할 수 있는 용도를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,

상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 광중합성 화합물을 5 내지 70 중량부로 포함하여 제곱 평균 평방근 조도(R_q) 값이 350 내지 900Å인 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 흑색 감광성 수지 조성물로 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스를 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 흑색 감광성 수지 조성물로 제조된 액정표시장치용 컬럼 스페이서를 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 흑색 감광성 수지 조성물로 제조된 액정표시장치용 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 모두에 요구되는 광학밀도, 절연성, 차광성, 탄성 회복율 등의 물성을 확보할 뿐 아니라 밀착성이 우수하여 액정표시장치의 내구성, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

본 발명은 액정표시장치에서 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서로 사용 가능한 흑색 감광성 수지 조성물을 제시한다.

통상적으로 흑색 감광성 수지 조성물에서 광중합성 화합물의 양이 적을수록 표면 조도가 향상되지만, 광중합성 화합물의 양이 너무 적을 경우 탄성 회복율 등 기타 요구되는 물성이 저하될 수 있다. 따라서 각 성분의 함량을 적절히 조절하여 요구되는 물성들간의 최적의 균형을 이루는 것이 필요하다.

본 발명에서는 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물이 특정 함량비율로 조절된 흑색 감광성 수지 조성물을 제시하며, 상기 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 비율로 사용함으로써 형성된 도막의 표면 조도 및 탄성회복율을 개선할 수 있다. 따라서 상기 흑색 감광성 수지 조성물은 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 모두에 요구되는 광학밀도, 전기 절연성, 차광성, 내열성, 내용제성 등의 물성을 확보할 뿐만 아니라 개선된 표면 조도와 탄성 회복율을 가져 밀착성이 향상되기 때문에 종래 표면 조도가 나쁠 경우 발생되는 빛샘 현상 및 이로 인한 차폐성 저하 그리고 액정표시장치 구동의 어려움을 개선할 수 있는 잇점을 확보한다.

본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물이 일정한 함량비율로 함유하며 이에 더해서 착색제, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다.

이하 각 조성을 설명한다.

본 발명에서의 알칼리 가용성 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며 착색제를 비롯한 고형분의 분산매로서 작용하며 결착 수지의 기능을 하며, 이는 수지 조성물을 이용한 도막 제조의 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 어느 것이든 사용 가능하다.

본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 50 내지 200(KOH mg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용한다. 산가는 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여한다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 미만이면 충분한 현상속도를 확보하기 어려우며 반대로 상기 범위를 초과하면 기판과의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며 전체 조성물의 저장 안정성이 저하되어 점도가 상승하는 문제가 발생한다.

또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 컬러필터로 사용하기 위한 표면 경도 향상을 위해 분자량 및 분자량 분포도(Mw/Mn)의 한정을 고려할 수 있다. 바람직하기로 중량평균분자량이 3,000 내지 30,000 Da, 바람직하게는 5,000 내지 20,000 Da이 되도록 하고, 분자량 분포도는 1.5 내지 6.0, 바람직하기로 1.8 내지 4.0의 범위를 갖도록 직접 중합하거나 구입하여 사용한다. 상기 범위의 분자량 및 분자량 분포도를 갖는 알칼리 가용성 수지는 이미 언급한 경도가 향상, 높은 잔막율 뿐만 아니라 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도를 향상시킬 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기 함유 불포화 단량체의 중합체, 또는 이와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 단량체와의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함한다.

이때 카르복실기 함유 불포화 단량체는 불포화 모노카르복실산, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등이 가능하다. 구체적으로, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 카르복실기 함유 불포화 단량체와 공중합이 가능한 단량체는 방향족 비닐 화합물, 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르 화합물, 카르복실산 비닐에스테르 화합물, 불포화 에테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 이미드류 화합물, 지방족 공액 디엔류 화합물, 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체, 벌키성 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

보다 구체적으로, 상기 공중합 가능한 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르 화합물; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르 화합물; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드 화합물; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류; 비유전 상수값을 낮출수 있는 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 사용 가능하다.

이러한 알칼리 가용성 수지의 함량은 전체 흑색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%로 포함된다. 이러한 함량은 현상액에 대한 용해도와, 패턴 형성 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 상기 범위 내에서 사용할 경우 현상액에 대한 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.

광중합성 화합물은 자외선 등의 광 조사를 받아 중합하고 경화하는 물질로 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이면 특별하게 한정되지 않는다. 상기 광중합성 화합물은 패턴의 강도를 강화시키기 위한 성분으로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 3관능 이상의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.

상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-101 (도아고세이), KAYARAD TC-110S (닛본가야꾸) 또는 비스코트 158 (오사카 유키 가가쿠 고교) 등을 들 수 있다.

상기 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 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-210, M-1100, 1200(도아고세이), KAYARAD HDDA (닛본가야꾸), 비스코트 260 (오사카 유키 가가쿠 고교), AH-600, AT-600 또는 UA-306H (교에이샤 가가꾸사) 등이 있다.

상기 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-309, TO-1382 (도아고세이), KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPHA 또는 KAYARAD DPHA-40H (닛본 카야꾸㈜) 등이 있다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테류 및 우레탄(메타)아크릴레이트가 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이러한 광중합성 화합물의 함량은 전체 흑색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위는 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 강도 및 평활성이 부족하고, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 높은 강도로 인해 패터닝이 용이하지 않은 문제가 발생하므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대해서 광중합성 화합물을 5 내지 70 중량부로, 바람직하게는 10 내지 50 중량부 범위로 포함한다. 이러한 함량비율 범위는 광 조사 후 생성된 패턴의 표면 조도와 탄성회복율을 조절하는 역할을 하는데 만약 광중합성 화합물이 상기 함량비율 미만으로 포함되는 경우, 충분한 표면 조도와 탄성회복율이 형성되지 않아 밀착성이 저하되며 반대로 상기 함량비율을 초과하는 경우 과도한 표면 조도에 의해 내구성이 저하되는 문제가 발생한다.

구체적으로, 상기 흑색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 전술한 함량비율로 포함하여 제곱 평균 평방근 조도(R_q) 값이 350 내지 900Å인 도막을 형성하는 것을 특징으로 한다.

일반적으로 표면 조도의 정도를 나타내는 통계적인 값인 조도 파라미터(roughness parameter)는 R_a, R_q, R_z, R_max 값으로 표현된다.

R_a는 산술 평균 조도를 나타내며 구체적으로는 측정 영역 내에서 변화되는 높이의 절대치를 평균 라인인 표면으로부터 측정하여 산술 평균한 것이다. 산술 평균치(arithmentic average), 중심선 평균치(center line average)로도 불린다.

R_q는 R_a와 비슷한 의미를 갖는 파라미터이나 R_a는 산술평균으로 일반적 평균방법을 써서 계산하지만 R_q는 제곱 평균 평방근 조도라고 불리는 것으로서, 구체적으로는 측정 영역 내에서 변화되는 높이의 절대치를 평균 라인인 표면으로부터 측정하여 제곱 평균 평방근으로서 나타낸 것이다.

R_max는 최대 높이 조도(maximum peak to vally roughness height)를 의미하며 조도 단면곡선에서 기준길이 만큼 채취하여, 단면곡선의 중심선과 평행하며 제일 높은 산과 제일 깊은 골을 접하는 두 평행선간의 거리를 말한다.

R_z는 10점 평균 조도(ten point height)로 조도 단면곡선에서 기준길이 만큼 채취하여, 단면곡선의 평균선과 평행한 임의직선(기준선)을 긋고 가장 높은 5개 산의 기준선으로 부터 거리의 평균값과 가장 낮은 5개 골의 기준선으로부터의 거리의 평균값과의 차이로 나타낸다.

특히, 본 발명에서는 전술한 조도 파라미터 중 R_q값을 고려하는데 이는 R_q값을 통해 형성된 도막 표면의 국소적인 상태를 알 수 있으며 상기 흑색 감광성 수지 조성물로 형성된 도막의 제곱 평균 평방근 조도(R_q)가 350 내지 900Å 범위의 값을 가짐으로써 밀착성 개선 효과를 나타낼 수 있다. 상기 R_q값의 범위에 있어서 350Å 미만인 경우는 흑색 감광성 수지 조성물을 구성하는 착색제의 함량이 매우 낮아야 한다. 하지만 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서에 차광성을 부여하기 어렵다. 반대로 상기 R_q값이 900Å을 넘을 경우에는 표면 요철이 심해 액정표시장치에 적용이 어렵다.

이에 더해서 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물로 형성된 도막의 산술 평균 조도(R_a)는 250 내지 650Å 범위의 값을 갖는다. 상기 R_a값이 전술한 범위를 벗어나는 경우 도막의 표면이 너무 평활하게 되거나 너무 거칠어져 목적한 밀착성 개선 효과를 저해할 수 있다.

또한, 상기 흑색 감광성 수지 조성물은 기판 상에 도포, 건조 및 경화시켜 도막을 얻을 수 있으며, 이때, 상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대해서 광중합성 화합물을 5 내지 70 중량부로 포함함으로써, 탄성회복율이 85 내지 95%인 도막을 얻을 수 있다. 이러한 탄성회복율은 기판에 형성된 패턴을 경도계를 이용하여 일정 속도로 누른 뒤에 회복되는 변화량을 확인하여 측정할 수 있다.

본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물을 구성하는 착색제는 차광성을 부여하여, 블랙 매트릭스에는 빛샘을 방지하는 역할을, 컬럼 스페이서에는 외부로부터 야기되는 빛에 의한 기기의 오작동을 막는 역할을 수행할 수 있다.

상기 착색제로는 가시광선에 차광성이 있는 것이라면 본 발명에서 특별히 한정하지 않고 유기 안료, 염료 및 흑색 안료 등 공지된 바의 모든 착색제가 사용 가능하며 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

일례로, 유기 안료는 컬러 인덱스(C.I.; 더 소사이어티 오브 다이어스 앤드 컬러리스트(The Society of Dyers and Colourists)사 발행)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 부여되어 있는 것을 들 수 있다.

C.I. 안료 황색 1호, C.I. 안료 황색 12호, C.I. 안료 황색 13호, C.I. 안료 황색 14호, C.I. 안료 황색 15호, C.I. 안료 황색 16호, C.I. 안료 황색 17호, C.I. 안료 황색 20호, C.I. 안료 황색 24호, C.I. 안료 황색 31호, C.I. 안료 황색 53호, C.I. 안료 황색 55호, C.I. 안료 황색 83호, C.I. 안료 황색 86호, C.I. 안료 황색 93호, C.I. 안료 황색 94호, C.I. 안료 황색 109호, C.I. 안료 황색 110호, C.I. 안료 황색 117호, C.I. 안료 황색 125호, C.I. 안료 황색 128호, C.I. 안료 황색 137호, C.I. 안료 황색 138호, C.I. 안료 황색 139호, C.I. 안료 황색 147호, C.I. 안료 황색 148호, C.I. 안료 황색 150호, C.I. 안료 황색 153호, C.I. 안료 황색 154호, C.I. 안료 황색 155호, C.I. 안료 황색 166호, C.I. 안료 황색 168호, C.I. 안료 황색 173호, C.I. 안료 황색 180호, C.I. 안료 황색 211호;

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C.I. 안료 자주색 1호, C.I. 안료 자주색 19호, C.I. 안료 자주색 23호, C.I 안료 자주색 29호, C.I 안료 자주색 32호, C.I 안료 자주색 36호, C.I 안료 자주색 38호;

C.I. 안료 녹색 7호, C.I. 안료 녹색 36호, C.I. 안료 녹색 58호;

C.I. 안료 갈색 23호, C.I. 안료 갈색 25호;

C.I. 안료 흑색 1호, C.I. 안료 흑색 7호.

이들 유기 안료는 경우에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 이용한 표면 처리, 중합체 화합물 등을 이용한 표면 그라프트 처리, 황산을 이용한 미세 입자화 처리, 또는 유기 용매 또는 물을 이용한 세정 처리 등이 수행된 것일 수도 있다.

이에 더해서, 인쇄 잉크, 잉크젯 등에 사용되는 안료 및 수용성 아조계, 불용성 아조계, 프탈로시아닌계, 퀴나크리톤계, 이소인돌리논계, 이소인돌린, 페릴렌, 페리논, 디옥시진, 안트라퀴논, 디안트라퀴노닐, 안트라피리미딘, 안탄트론, 인단트론, 프라반트론, 피란트론계의 안료 등을 사용할 수 있다.

흑색 안료는 아닐린 블랙, 퍼릴렌 블랙, 티탄 블랙, 카본 블랙일 수 있으며, 차광성이 있는 것이라면 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.

사용 가능한 카본 블랙으로는 미쿠니색소사의 CHBK-17; 동해카본(주)의 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; 미쯔비시화학(주)의 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)의 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 들 수 있다.

상기 카본 블랙은 차광성이 있는 안료이면 특별히 한정되지 않으며, 공지된 카본 블랙을 사용할 수 있다. 상기 흑색 안료인 카본 블랙으로는 구체적으로 채널 블랙(channel black), 퍼니스 블랙(furnace black), 서멀 블랙(thermal black), 램프 블랙(lamp black) 등을 들 수 있다.

또한, 상기 흑색 안료인 카본 블랙은 수지가 피복된 카본 블랙을 이용할 수도 있다. 상기 수지가 피복된 카본 블랙은 수지가 피복되어 있지 않은 카본 블랙에 비해 도전성이 낮기 때문에 블랙 매트릭스 또는 블랙 컬럼스페이서 형성시에 우수한 전기 절연성을 부여 할 수 있다.

염료로는 예를 들어 C.I. 솔벤트 황색 2호, C.I. 솔벤트 황색 14호, C.I. 솔벤트 황색 16호, C.I. 솔벤트 황색 33호, C.I. 솔벤트 황색 34호, C.I. 솔벤트 황색 44호, C.I. 솔벤트 황색 56호, C.I. 솔벤트 황색 82호, C.I. 솔벤트 황색 93호, C.I. 솔벤트 황색 94호, C.I. 솔벤트 황색 98호, C.I. 솔벤트 황색 116호, C.I. 솔벤트 황색 135호; C.I. 솔벤트 오렌지색 1호, C.I. 솔벤트 오렌지색 3호, C.I. 솔벤트 오렌지색 7호, C.I. 솔벤트 오렌지색 63호; C.I. 솔벤트 적색 1호, C.I. 솔벤트 적색 2호, C.I. 솔벤트 적색 3호, C.I. 솔벤트 적색 8호, C.I. 솔벤트 적색 18호, C.I. 솔벤트 적색 23호, C.I. 솔벤트 적색 24호, C.I. 솔벤트 적색 27호, C.I. 솔벤트 적색 35호, C.I. 솔벤트 적색 43호, C.I. 솔벤트 적색 45호, C.I. 솔벤트 적색 48호, C.I. 솔벤트 적색 49호, C.I. 솔벤트 적색 91:1호, C.I. 솔벤트 적색 119호, C.I. 솔벤트 적색 135호, C.I. 솔벤트 적색 140호, C.I. 솔벤트 적색 196호, C.I. 솔벤트 적색 197호; C.I. 솔벤트 자주색 8호, C.I. 솔벤트 자주색 9호, C.I. 솔벤트 자주색 13호, C.I. 솔벤트 자주색 26호, C.I. 솔벤트 자주색 28호, C.I. 솔벤트 자주색 31호, C.I. 솔벤트 자주색 59호; C.I. 솔벤트 청색 4호, C.I. 솔벤트 청색 5호, C.I. 솔벤트 청색 25호, C.I. 솔벤트 청색 35호, C.I. 솔벤트 청색 36호, C.I. 솔벤트 청색 38호, C.I. 솔벤트 청색 70호; C.I. 솔벤트 녹색 3호, C.I. 솔벤트 녹색 5호, C.I. 솔벤트 녹색 7호 등을 들 수 있다.

이러한 착색제는 전체 흑색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%로 포함된다. 만약 상기 함량 미만으로 사용되는 경우 광학밀도가 낮아지며 반대로 상기 범위를 초과하여 사용하는 경우 비유전율이 너무 높아져 액정표시장치 도입시 구동에 문제가 발생할 수 있다.

본 발명에서의 착색제는 원한다면 분산제, 분산 보조제와 함께 사용할 수 있다.

상기 분산제로는, 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 적절한 분산제를 사용할 수 있지만, 중합체 분산제가 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴계 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등을 들 수 있다. 이러한 분산제는 상업적으로 입수할 수 있고, 예를 들면 아크릴계 공중합체로서 DisperBYK-2000, DisperBYK-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 5000(Lubrizol사 제조), 폴리우레탄으로서 DisperBYK-161, DisperBYK-162, DisperBYK-163, DisperBYK-165, DisperBYK-167, DisperBYK-170, DisperBYK-182(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 76500(Lubrizol사 제조), 폴리에틸렌이민으로서 Solsperse 24000(Lubrizol사 제조), 폴리에스테르로서 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB880(아지노모또 파인테크노 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.

상기 분산 보조제로는, 예를 들면 안료 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는 구리프탈로시아닌, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론의 술폰산 유도체 등을 들 수 있다.

이들 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 분산제의 함량은 착색제 100 중량부에 대하여, 통상 100 중량부 이하, 바람직하게는 1 내지 70 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 중량부이다. 분산제의 함유량이 지나치게 많으면, 현상성 등이 손상될 우려가 있다.

본 발명에서의 광중합 개시제는 상기 광중합성 화합물의 중합을 개시하기 위한 화합물로 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 안트라센계, 안트라퀴논계, 및 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용이 가능하다.

아세토페논계 화합물은 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[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등이 가능하고, 이들 중 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온이 바람직하게 사용 가능하다.

벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등이 가능하다.

트리아진계 화합물로는 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등이 가능하다.

티오크산톤계 화합물로는 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 가능하다.

옥심계 화합물로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 Ciba사의 OXE-01, OXE-02가 대표적이다.

벤조인계 화합물로는 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등이 사용 가능하다.

안트라센계 화합물로서는 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센 또는 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등이 있다.

안트라퀴논계 화합물로는 2-에틸 안트라퀴논, 옥타메틸 안트라퀴논, 1,2-벤즈 안트라퀴논, 2,3-디페닐 안트라퀴논 등이 가능하다.

비이미다졸계 화합물로는 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 등이 가능하다.

상기 광중합 개시제는 전체 흑색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 0.01 내지 10 중량%, 바람직하기로 0.01 내지 5 중량%로 사용할 수 있다. 이러한 함량 범위는 광중합성 화합물의 광중합 속도 및 최종 얻어지는 도막의 물성을 고려한 것으로, 상기 범위 미만이면 중합 속도가 낮아 전체적인 공정 시간이 길어질 수 있으며, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 과도한 반응에 의해 가교 반응이 지나서 도막의 물성이 오히려 저하될 수 있기 때문에, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

상기 광중합 개시제는 광중합 개시 보조제를 조합하여 사용할 수도 있다. 상기 광중합 개시제에 광중합 개시 보조제를 병용하면, 이들을 함유하는 흑색 감광성 수지 조성물은 더욱 고감도가 되어 이를 사용하여 셀갭 유지용 컬럼 스페이서를 형성할 때 생산성이 향상되므로 바람직하다.

광중합 개시 보조제는 중합 효율을 높이기 위해 사용할 수 있으며, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 및 티옥산톤계 화합물 등이 가능하다.

아민계 화합물로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산-2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.

또한, 알콕시안트라센계 화합물로는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.

티옥산톤계화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.

상기 광중합 개시 보조제는 직접 제조하거나 시판되는 것을 구입하여 사용이 가능하며, 일례로 EAB-F 시리즈(호도가야가가쿠고교가부시키가이샤사) 등을 사용할 수 있다.

이러한 광중합 개시 보조제는 광중합 개시제 1 몰당 통상적으로 10 몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5 몰의 범위 내에서 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 광중합 개시 보조제를 사용할 경우 중합 효율을 높여 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.

본 발명에서의 용제는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 대표적으로 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류, 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 저급 및 고급 알코올류, 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용제로서 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들수 있다.

상기의 용제 중, 도포성, 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100 내지 200℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용매의 함량은 특별히 한정되지 않으나, 흑색 감광성 수지 조성물 100 중량%를 만족할 수 있도록 하는 잔부일 수 있으며, 일례로 20 내지 85 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 범위 내로 포함되는 경우 도포성이 양호해질 수 있다.

추가로, 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 밀착촉진제, 계면활성제, 분산제, 산화방지제, 자외선흡수제, 열중합방지제, 및 레벨링제 중에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 밀착촉진제로는 메타아크릴로일옥시 프로필트리메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필 디메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필트리에톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필디메톡시실란 등의 메타아크릴로일 실란 커플링제로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있고, 알킬 트리메톡시 실란으로서 옥틸트리메톡시 실란, 도데실트리메톡시 실란, 옥타데실트리메톡시 실란으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종을 사용할 수 있다.

상기 계면 활성제로는 MCF 350SF, F-475, F-488, F-552(DIC사 제조)등을 사용할 수 있으나 이들에만 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 좀 더 그 범위가 확대될 수 있다.

상기 분산제 및 레벨링제로는 당업계에서 일반적으로 쓰이는 것들이 모두 사용될 수 있다.

상기 산화방지제로는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있고, 상기 자외선 흡수제로는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 알콕시 벤조페논 등을 사용할 수 있다. 상기 열중합방지제로는 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 사용할 수 있다.

그리고, 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 카본블랙 분산물, 기능성을 가지는 수지 바인더, 모노머, 감방사선성 화합물, 및 그 밖의 첨가제 중에서 선택되는 1 종 이상의 2차 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

전술한 바의 흑색 감광성 수지 조성물의 제조는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 감광성 수지 조성물의 제조방법을 따른다.

일례로, 착색제를 용제에 첨가한 후 나머지 조성 및 기타 첨가제를 첨가하여 교반을 통해 얻을 수 있다. 이때 착색제는 용제 또는 알칼리 가용성 수지에 용해되거나 분산된 상태로 존재할 수 있으며, 첨가제가 용액 형태인 경우 착색제와 함께 용매에 미리 첨가할 수 있다.

이렇게 제조된 흑색 감광성 수지 조성물은 표시장치, 바람직하기로 액정 표시 장치의 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서로 바람직하게 사용할 수 있다.

셀갭 유지를 위한 컬럼 스페이서로서 본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 함량비율로 포함함으로써 특정 범위의 R_q값을 가지는 도막을 형성함으로써 밀착성이 개선되어 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 흑색 감광성 수지 조성물은 외부 압력에 의해 변형이 적을뿐더러 유연성을 가짐과 동시에 높은 탄성 회복율을 가지며, 우수한 차광성으로 인해 빛에 의한 손상을 방지할 수 있다.

또한 블랙 매트릭스의 경우 요구되는 높은 광학 밀도(O.D), 차광성 및 전기 절연성을 가져 본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 블랙 매트릭스 및 컬럼 스페이서 모두에서 요구되는 물성을 만족시킬 수 있으며, 그 결과 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서로도 바람직하게 적용 가능하다.

블랙 매트릭스 일체형 스페이서는 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서를 각각 형성하는 것이 아니라, 하나의 패턴으로 블랙 매트릭스와 컬럼 스페이서 역할을 모두 수행할 수 있는 것으로, 본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물을 사용할 수 있다.

블랙매트릭스의 도입은 코팅 후 포토리쏘그래피 방법을 통해 패터닝하여 패턴을 형성할 수 있다. 포토리쏘그래피 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 감광성 수지 조성물을 이용한 공지의 방법이면 어느 것이든 적용 가능하다.

일례로, 패터닝된 블랙매트릭스는

a) 흑색 감광성 조성물을 기판 표면에 도포하는 단계;

b) 프리큐어에 의해 용매를 건조하는 단계(프리베이크);

c) 얻어진 피막 위에 포토 마스크를 대어 활성 광선을 조사해 노광부를 경화시키는 단계;

d) 알칼리 수용액을 이용하여 미노광부를 용해하는 현상 공정을 수행하는 단계; 및

e) 건조 및 포스트 베이크를 수행하는 단계를 거쳐 얻을 수 있다.

상기 기판은 유리 기판이나 폴리머 판이 사용된다. 유리 기판으로서는, 특히 소다 석회 유리, 바륨ㆍ스트론튬 함유 유리, 납유리, 알루미노규산 유리, 붕규산 유리, 바륨 붕규산 유리 또는 석영 등이 바람직하게 사용할 수 있다. 또한 폴리머 판으로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르 설파이드 또는 폴리 설폰 등을 들 수 있다.

이때 도포는 원하는 두께를 얻을 수 있도록 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치를 이용한 습식 코팅 방법이 가능하다.

프리베이크는 오븐, 핫 플레이트 등에 의해 가열함으로써 행해진다. 프리베이크에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은 사용하는 용제에 따라 적의 선택 되어 예를 들면, 80 내지 150℃의 온도로 1 내지 30분간 행해진다.

또 프리베이크 후에 행해지는 노광은, 노광기에 의해 행해져 포토 마스크를 통하여 노광함으로써 패턴에 대응한 부분만을 감광시킨다. 이때 조사하는 빛은, 예를 들면, 가시광선, 자외선, X선 및 전자선 등이 가능하다.

노광 후의 알칼리 현상 비노광 부분의 제거되지 않는 부분의 레지스터를 제거하는 목적으로 행해져 이 현상에 의해 원하는 패턴이 형성된다.이 알칼리 현상에 적합한 현상액으로서는, 예를 들면 알칼리 금속이나 알칼리 토류 금속의 탄산염의 수용액 등을 사용할 수 있다. 특히, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산 리튬등의 탄산염을 1 내지 3 중량%를 함유하는 미만 알칼리 수용액을 이용하여 10 내지 50℃, 바람직하게는 20 내지 40℃의 온도 내에서 현상기 또는 초음파 세정기 등을 이용하여 수행한다.

포스트 베이크는 패터닝 된 색변환층과 기판과의 밀착성을 높이기 위해서 수행하며, 80 내지 220℃에서 10 내지 120분의 조건으로 열처리를 통해 이루어진다. 포스트 베이크 프리베이크와 같게, 오븐, 핫 플레이트 등을 이용하여 수행한다.

이러한 방법을 통해 얻어지는 블랙매트릭스는 높은 광감도를 유지하고 우수한 미세 패턴 형성이 가능할 수 있도록 충분한 크기, 수 내지 수천 마이크로미터, 바람직하기로 0.1 내지 100㎛, 더욱 바람직하기로 1 내지 50㎛의 두께로 형성한다.

이러한 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서는 이들 모두에 요구되는 광학밀도, 탄성 회복율, 전기 절연성, 차광성 등의 물성을 확보할 뿐만 아니라, 밀착성, 내열성 및 내용제성 등이 우수하여 액정표시장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.

제조예 1. 알칼리 가용성 수지의 제조

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하였다. 모노머 적하 로트로서, 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트와 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일(메타)아크릴레이트를 몰비 50:50으로 혼합한 혼합물 40 중량부, 메틸메타크릴레이트 50 중량부, 아크릴산 40 중량부, 비닐톨루엔 70 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. 연쇄이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다.

이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 첨가하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 교환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다.

이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시하였다. 적하는 90℃를 유지하면서, 각각 2 시간 동안 진행하였고 1 시간 후에 110℃까지 승온하여 5시간 동안 유지하여 고형분 산가가 100㎎KOH/g인 수지를 얻었다.

GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 17,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

상기 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 수행하였고, 이때 얻어진 중량평균분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.

장치 : HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)

칼럼 : TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)

칼럼 온도 : 40℃

이동상 용제 : 테트라히드로퓨란

유속 : 1.0㎖/분

주입량 : 50 ㎕

검출기 : RI

측정 시료 농도 : 0.6 중량%(용제 = 테트라히드로퓨란)

교정용 표준 물질 : TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)

제조예 2. 측쇄에 에폭시기, 카르복실기 및 중합성 불포화 결합을 포함하는 수지의 제조

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 깔때기 및 질소 도입관을 구비한 내용적 1리터의 분리 플라스크에 메톡시부틸아세테이트 130g 및 메톡시부탄올 110g을 투입하고, 80℃로 승온 후, ω-카르복시-폴리카프로락톤모노아크릴레이트(아로닉스 M5300: 도아 고세이가부시끼가이샤 제조) 202g, 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일아크릴레이트와 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일아크릴레이트의 혼합물 50:50(몰비) 148g, 및 아조비스디메틸발레로니트릴 30g을 메톡시부틸아세테이트 380g에 용해한 혼합 용액을 5시간 걸쳐 적하하고, 추가로 3시간 숙성함으로써 카르복실기를 갖는 공중합체를 얻었다.

반응은 질소 기류하에서 행하였다. 얻어진 공중합체는 고형분 35.5 중량％, 산가 108 KOHmg/g, 중량 평균 분자량(Mw)은 GPC 결과 12100, 분산도 1.98이었다.

이 후, 얻어진 공중합체를 글리시딜메타크릴레이트 38g, 1,8-디아자비시클로운데센-7(DBU) 7g 및 메토퀴논 3g을 가하고, 75℃에서 10시간 반응시킴으로써, 광 및/또는 열 경화성 수지 용액을 얻었다. 반응은 산소 7 중량％, 질소 93 중량％의 혼기 기류하에서 행하였다.

실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3

혼합기에 용제로 PGMEA를 첨가 후 여기에 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제를 첨가하고, 교반을 통해 균일하게 혼합하여 흑색 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 이때 조성물은 하기 표 1의 조성을 따르며 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물의 함량비율은 하기 표 2와 같다.

5×5cm의 유리 기판(코닝사, #1737)을 중성세제 및 물로 세정 후 건조하였다. 이 유리 기판상에 상기 얻어진 흑색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 80 내지 120℃의 온도에서 1 내지 2분간 건조하여 용제를 제거하였다.

이어서 상기 박막 위에 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 40 내지 150 mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하여 패턴을 형성하였다.

상기 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 침지시켜 현상하였다.

상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고 220 내지 250℃의 가열 오븐에서 10 내지 30분 동안 가열하여 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 막의 두께는 3.5㎛으로 형성하였다.

조성(중량%)		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예6	비교예 1	비교예 2	비교예 3
착색제	A-11)	0.72	0.72	0.72	0.72	0.72	0.72	0.72	0.72	0.15
	A-22)	4.42	4.42	4.42	4.42	4.42	4.42	4.42	4.42	4.42
	A-33)	3.66	3.66	3.66	3.66	3.66	3.66	3.66	3.66	3.66
알칼리 가용성 수지	B-14)	6.26	7.3	8.34	9.39	9.91	-	5.74	10.43	5.94
	B-210)	-	-	-	-	-	9.39	-	-	-
광중합성 화합물	KAYARAD DPHA5 )	4.17	3.13	2.09	1.04	0.52	1.04	4.69	-	5.06
광중합 개시제	Irgacure OXE-026)	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47	0.47
첨가제	DisperBYK-1637)	2.19	2.19	2.19	2.19	2.19	2.19	2.19	2.19	2.19
	Solsperse 50008)	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11	0.11
용제	PGMEA9 )	78	78	78	78	78	78	78	78	78
1) C.I. 안료 적색 194호 2) C.I. 안료 청색 15:6호 3) Carbon Black PBk7(MA8, 미쯔비시화학(주)) 4) 제조예 1에서 제조된 수지 5) 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(닛본 카야꾸㈜사 제조) 6) 에타논-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라히드로피라닐옥시벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심) (Ciba Specialty Chemical사 제조) 7) 폴리우레탄 안료분산제(빅케미(BYK)사 제조) 8) 아크릴계 안료분산제(Lubrizol사 제조) 9) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 10) 제조예 2에서 제조된 수지

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예6	비교예 1	비교예 2	비교예 3
알칼리가용성수지: 광중합성화합물	100:67	100:43	100:25	100:11	100:5	100:11	100:81	-	100:85

실험예 1. 표면 조도 평가

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 얻어진 패턴을 Dektak 6M(Veeco사)를 이용하여, R_a값 및 R_q값을 측정하였고 이를 통해 표면 조도를 평가하였다. 측정방법은 Dektak의 측정 스캔 범위를 500㎛로 설정하고, 결과값의 측정범위 지점은 전체 스캔 범위 내 중에 각각 50㎛, 450㎛의 지점으로 설정하였다. 측정 지점은 제작된 기판의 전면부이다. 얻어진 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

실험예 2. 밀착력 평가

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 패턴에 TQC사의 Cross Cut Adhesion Test CC1000을 사용하여 표면에 1 mm 간격으로 가로, 세로 방향으로 각각 11줄의 선을 그어 총 100개의 격자가 생기도록 커팅을 진행하였다. TQC사의 Tape를 사용하여 커팅한 표면의 밀착력을 평가하였다. 이때 밀착력은 하기 기준으로 평가하였으며 얻어진 결과는 하기 표 3과 같다.

<기준>

○: 90개 이상의 패턴을 유지

△: 60 내지 89개의 패턴을 유지

X : 9 내지 59개의 패턴을 유지

실험예 3. 착색력 평가

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 패턴에 X-Rite사의 301 densitometer를 사용하여 착색력을 평가하였다. 이때 착색력은 하기 기준으로 평가하였으며 얻어진 결과는 하기 표 3과 같다.

<기준>

○: 2.0 이상

△: 1.0 이상 2.0 미만

X : 1.0 미만

	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2	비교예 3
Rq (Å)	822	630	534	426	887	472	2359	1354	320
Ra (Å)	560	410	350	270	620	283	1760	835	183
밀착력	○	○	○	○	○	○	X	X	○
착색력	○	○	○	○	○	○	○	○	X

상기 표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 함량으로 포함하는 조성물로 제조된 실시예 1 내지 6의 경우, 형성된 막의 R_q값이 350 내지 900Å 범위 내에 해당함을 확인하였다. 또한, 형성된 막의 R_a값이 250 내지 650Å 범위 내에 해당함을 확인하였다.

그러나, 광중합성 화합물을 함량비율보다 과량으로 포함한 비교예 1과 광중합성 화합물을 전혀 포함하지 않은 비교예 2의 경우, R_q값이 1000Å 이상의 값을 나타내고 밀착력이 실시예에 비해 나쁜 것을 확인하였다. 비교예 3의 경우 착색제의 함량이 낮아 밀착력이 우수하지만, 착색력이 저조한 결과를 나타내었다.

실험예 4. 탄성율 평가

상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 패턴에 Fisher 경도계(Fischerscope H100C, Helmut-Fisher社)를 이용하여, 3.3mN/sec의 속도로 50mN까지 누른 뒤, 돌아오는 회복되는 변위량을 확인하여, 탄성률을 계산하였으며 얻어진 결과는 하기 표 4와 같다.

	실시예1	실시예2	실시예3	실시예4	실시예5	실시예 6	비교예1	비교예2	비교예3
탄성률 (%)	88%	91%	94%	92%	91%	95%	54%	61%	49%

상기 표 4를 참조하면, 본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지와 광중합성 화합물을 일정 함량로 포함하는 조성물로 제조된 실시예 1 내지 6의 경우, 탄성율이 85% 이상임을 확인하였다.

그러나, 광중합성 화합물을 함량비율보다 과량으로 포함한 비교예 1 및 비교예 3과 광중합성 화합물을 전혀 포함하지 않은 비교예 2의 경우 탄성율이 평균 59%로 좋지 않은 것을 알 수 있다.

본 발명에 따른 흑색 감광성 수지 조성물은 액정표시장치의 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서로 바람직하게 사용 가능하다.

Claims (10)

1. 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
   상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대해서 광중합성 화합물을 5 내지 70 중량부로 포함하여, 제곱 평균 평방근 조도(R_q) 값이 350 내지 900 Å인 도막을 형성하는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서,
   상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대해서 광중합성 화합물을 10 내지 50 중량부로 포함되는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 알칼리 가용성 수지는 측쇄에 에폭시기, 카르복실기 및 중합성 불포화 결합을 포함하는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물.
4. 제1항에 있어서,
   상기 도막은 산술 평균 조도(R_a) 값이 250 내지 650 Å인 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물.
5. 제1항에 있어서,
   상기 흑색 감광성 수지 조성물은 전체 조성물 100 중량% 내에서
   착색제 1 내지 50 중량%, 알칼리 가용성 수지 5 내지 50 중량%, 광중합성 화합물 0.1 내지 40 중량%, 광중합 개시제 0.01 내지 10 중량% 및 용제 잔부를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 흑색 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포, 건조 및 경화시켜 얻어지는 것을 특징으로 하는 도막.
7. 제6항에 있어서,
   상기 도막의 탄성회복율은 85 내지 95%인 것을 특징으로 하는 도막.
8. 제6항의 도막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 블랙 매트릭스.
9. 제6항의 도막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 컬럼 스페이서.
10. 제6항의 도막을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치용 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서.