KR20180063650A - 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 화소 격벽층 및 디스플레이 장치 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 화소 격벽층 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

(A) 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 광중합 개시제; (D) 흑색 착색제; 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 블랙 화소 격벽층 및 상기 블랙 화소 격벽층을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.
[화학식 1]
Figure pat00077

(상기 화학식 1에서, 각 치환기는 명세서에 정의된 바와 같다.)

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 화소 격벽층 및 디스플레이 장치 {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, BLACK PIXEL DEFINING LAYER USING THE SAME AND DISPLAY DEVICE}
본 기재는 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 화소 격벽층 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
종래 컬러 액정 디스플레이 등의 컬러필터의 경우, 콘트라스트나 발색 효과를 높이기 위해 컬러 착색층 간 경계 부분에 흑색 감광성 수지 조성물을 격벽 재료로서 사용하고 있다. 반면, 유기발광다이오드(OLED)는 TFT와 유기발광소자, 그리고 전원을 공급하기 위한 전극으로 구성되어 있는데, 상기 TFT와 전극은 전기전도도가 높은 금속을 사용하고 있어 빛의 반사율이 매우 높다. 게다가 유기발광소자의 격벽 재료 및 평탄화 막은 투명 또는 투명에 가까운 투과율을 갖는 유기재료를 사용하고 있어 외부에서 들어오는 빛이 금속층에 반사되는 외광반사가 발생하게 되므로 유기발광다이오드(OLED)의 특징인 리얼 블랙(real black)의 구현이 어렵고, 명암비(Contrast ratio)가 감소하며, 야외 시인성이 낮아지는 문제가 있다.
따라서 상기와 같은 외광 반사를 개선하기 위해 다양한 시도와 노력이 있었는데, 일례로 전극면에 빛을 흡수하는 물질을 올리는 방법, 즉 흑색 전극(black electrode) 적용이 제안되었으나 공정성 및 신뢰성 문제를 유발시킬 수 있으므로 바람직하지 않다. 또 외부의 빛이 반사되어 나가는 정도를 줄여 야외 시인성을 높이기 위해 원편광판을 이용하는 방법이 개발되어 상용화 되었으나, 유기발광다이오드(OLED)에서 나온 빛이라도 편광판을 통과할 때마다 휘도가 감소하는 것은 피할 수 없기 때문에 휘도를 유지하기 위해서는 더 높은 전류를 공급해야 하고 결과적으로 유기발광다이오드(OLED)의 수명에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있다. 그 밖에도 반사방지층(antireflection layer)을 적용하여 외광 반사를 감소시켜 콘트라스트를 향상시키는 방법 등 다양한 시도가 있었으나, 여전히 외광 반사에 대한 문제는 남아 있으며 대면적 디스플레이의 경우 이러한 문제는 더욱 심각해 반드시 개선이 필요하다. 특히, 블랙 화소 격벽층은 공정성 및 소자 신뢰성을 위해 우수한 내열성과 저아웃가스 특성이 요구된다.
따라서, 상기 문제점을 해소할 수 있는 감광성 수지 조성물을 개발하려는 연구가 계속되고 있다.
일 구현예는 내열성, 감도 및 아웃가스 특성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 블랙 화소 격벽층을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 블랙 화소 격벽층을 포함하는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 (A) 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 광중합 개시제; (D) 흑색 착색제; 및 (E) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서,
Y1은 *-NR3-* 또는 *-CR4R5-* 이고,
상기 R3 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R1은 니트로기이고,
R2는 하기 화학식 2로 표시되고,
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 화학식 2에서,
R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 3에서,
R3, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
상기 R3은 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00004
[화학식 3-2]
Figure pat00005
상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
La 및 Lb는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00006
상기 화학식 4에서,
R4 내지 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00007
[화학식 1-2]
Figure pat00008
[화학식 1-3]
Figure pat00009
상기 광중합 개시제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00010
상기 화학식 5에서,
R8 내지 R10은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R11은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기이다.
상기 R11은 하기 화학식 5-1로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure pat00011
상기 화학식 5-1에서,
Lc는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
R12는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 바인더 수지는 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체, 폴리우레탄계 수지 및 카도계 바인더 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2 이상을 포함할 수 있다.
상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위를 포함하며, 상기 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위는 5:5 내지 9:1의 몰비로 포함될 수 있다.
상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 3,000 g/mol 내지 20,000 g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다.
상기 흑색 착색제는 유기 흑색 안료를 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해, 상기 (A) 바인더 수지 1 중량% 내지 20 중량%; 상기 (B) 광중합성 단량체 0.5 중량% 내지 10 중량%; 상기 (C) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%; 상기 (D) 흑색 착색제 1 중량% 내지 20 중량%; 및 상기 (E) 용매 잔부량을 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 실란계 커플링제, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 라디칼 중합 개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 제조된 블랙 화소 격벽층(Black Pixel Defining Layer)을 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 블랙 화소 격벽층을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 유기발광다이오드(OLED)일 수 있다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 특정 화학식으로 표시되는 광중합 개시제를 포함함으로써, 우수한 내열성, 감도 및 아웃가스 특성을 가질 수 있고, 흑색 착색제를 사용해 블랙 화소 격벽층 제조에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예들을 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 사이클로알케닐기를　의미하고, "헤테로사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, "아릴알킬기"란 C6 내지 C20 아릴알킬기를 의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고, "알킬아릴렌기"란 C6 내지 C20 알킬아릴렌기를 의미하고, "헤테로아릴렌기"란 C3 내지 C20 헤테로아릴렌기를 의미하고, "알콕실렌기"란 C1 내지 C20 알콕실렌기를 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, 불포화 결합은 탄소-탄소원자 간의 다중결합뿐만 아니라, 카보닐결합, 아조결합 등과 같이 다른 분자를 포함하는 것도 포함한다.
본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학 결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져 있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.
본 명세서에서 카도계 수지란, 하기 화학식 14-1 내지 화학식 14-11로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관능기가 수지 내 주골격(backbone)에 포함되는 수지를 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 (A) 바인더 수지; (B) 광중합성 단량체; (C) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 광중합 개시제; (D) 흑색 착색제; 및 (E) 용매를 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00012
상기 화학식 1에서,
Y1은 *-NR3-* 또는 *-CR4R5-* 이고,
상기 R3 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R1은 니트로기이고,
R2는 하기 화학식 2로 표시되고,
[화학식 2]
Figure pat00013
상기 화학식 2에서,
R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
현재 사용되는 평탄화막 재료 및/또는 격벽 재료(감광성 수지 조성물)의 경우 투명하거나 황색(yellowish) 또는 적갈색(redish brown)을 가진다. 그로 인해 외부에서 소자 내로 들어오는 빛이 금속층에 의해 반사되어, 소자의 전원 오프(off) 시 소자의 흑색감이 떨어진다는 점, 외부 시인성, 낮은 각도에서의 휘도 저하 등이 계속 문제가 되고 있다. 또한 OLED 등의 소자 투명화, 플렉서블(flexible)화가 이슈가 되면서 평탄화막 재료 및/또는 격벽 재료를 흑색화하고자 하는 요구가 증가하고 있다.
조성물 내에 흑색 재료를 포함하면서 하부에 잔사가 없이 패터닝을 하기 위해서는 네가티브형으로 현상을 하는 것이 유리하다.
하지만 평탄화막 및/또는 격벽층의 특성 상 근접해 있는 증착 재료의 수명에 영향을 줄 수 있는 열과 아웃가스를 제어할 필요가 있다. 즉, 우수한 내열성 및 저아웃가스 특성이 필요하다. 이를 위해서는 노광 공정 중에 사용되는 노광 파장 영역에서의 효율성이 높고, 열경화 시 열경화 효율이 높은 광중합 개시제를 사용해야 한다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 광중합 개시제로 포함함으로써, 우수한 내열성 및 저아웃가스 특성을 가지며, 나아가 감도 또한 향상시킬 수 있다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(C) 광중합 개시제
외광 반사를 차단하기 위해 투명한 격벽 재료에 차광재를 도입해 반사광을 흡수하도록 감광성 수지 조성물을 설계한다면 보다 근본적이고 효과적으로 외광 반사 문제를 해결할 수 있다. 이 경우, 비발광 영역을 흑색으로 설계했기 때문에 고개구율을 확보함과 동시에 금속층에서 반사되는 빛이 투과되지 못해, 명암비와 시인성이 개선될 수 있다.
그런데 일반적으로 차광재를 함유한 흑색 감광재료는 빛이 바닥까지 충분히 투과하지 못하기 때문에 광경화가 부족하고, 상부만 경화되고 하부(심부)는 경화되지 않는 (언밸런스한) 현상이 발생하여, 현상성이 취약해지며 패턴특성과 공정마진 또한 부족하게 되는 것이 일반적이다.
상기와 같은 흑색 감광성 수지 조성물의 취약점을 해결하기 위해, 심부(바닥면)까지 충분히 경화될 수 있도록, 현재 흑색 감광성 수지 조성물에 장파장 개시제를 적용하고 있으나, 여전히 감도 및 테이퍼 특성 등에 취약한 문제점을 보이고 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 광중합 개시제로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.
[화학식 3]
Figure pat00014
상기 화학식 3에서,
R3, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
예컨대, 상기 R3은 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시될 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00015
[화학식 3-2]
Figure pat00016
상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
La 및 Lb는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure pat00017
상기 화학식 4에서,
R4 내지 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00018
[화학식 1-2]
Figure pat00019
[화학식 1-3]
Figure pat00020
상기 광중합 개시제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 더 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00021
상기 화학식 5에서,
R8 내지 R10은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
R11은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기이다.
예컨대, 상기 R11은 하기 화학식 5-1로 표시될 수 있다.
[화학식 5-1]
Figure pat00022
상기 화학식 5-1에서,
Lc는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이고,
R12는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이다.
상기 광중합 개시제가 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 상기 화학식 5로 표시되는 화합물을 더 포함할 경우, 아웃가스 특성, 내열성 및 감도가 더욱 우수해진다.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 1:1의 중량비로 포함될 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 유기발광다이오드 등의 디스플레이 장치 내 블랙 화소 격벽 재료로 사용하기 위해 TMAH 2.38% 현상액에 현상될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등을 더 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후 그 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 함께 사용될 수도 있다.
상기 광 증감제의 예로는, 테트라에틸렌글리콜 비스-3-머캡토 프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.3 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 　광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 우수한 신뢰성을 얻을 수 있으며, 패턴의 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수하고, 해상도 및 밀착성 또한 우수하며, 미반응 개시제로 인한 투과율의 저하를 막을 수 있다.
(A) 바인더 수지
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 바인더 수지를 포함하며, 상기 바인더 수지는 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체, 폴리우레탄 수지 및 카도계 바인더 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2 이상을 포함할 수 있다.
예컨대 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 알칼리 가용성 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체일 수 있다.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물을 구성하는 바인더 수지는 유기 용매 내에서 가용성을 갖는 폴리이미드 단위와 폴리이미드 전구체 구조인 폴리아미드산 단위를 동시에 가짐으로써, 종래에 구현하기 어려웠던 고내열성 블랙 화소 격벽층을 제공할 수 있고, 단차 구현에도 유리하다.
폴리이미드 전구체인 폴리아미드산의 알칼리 수용액에 대한 과용해 특성을 방지하기 위해 폴리머의 주구조인 폴리이미드를 공중합하여 용해성을 조절해, 패턴 공정 시 노광부와 비노광부 간 적절한 용해도 차이를 얻을 수 있고, 이를 통해 내열성 및 패턴 형성성이 우수한 블랙 화소 격벽층을 구현할 수 있다.
예컨대, 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위를 포함하며, 상기 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위는 5:5 내지 9:1의 몰비, 예컨대 5:5 내지 8:2의 몰비, 예컨대 5:5 내지 7:3의 몰비, 예컨대 5:5 내지 6:4의 몰비로 포함될 수 있다. 상기 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위가 상기 범위의 몰비로 포함될 경우, 1 ㎛ 수준의 단차 구현이 보다 용이해지며, 공중합 수지의 가교 특성이 우수해지게 된다. 다시 말해, 상기 공중합 수지 내 폴리이미드 반복단위 및 폴리아미드산 반복단위가 상기 몰비의 범위를 벗어나는 경우, 즉 상기 폴리이미드 반복단위가 상기 폴리아미드산 반복단위보다 과량으로 포함되게 되면 조성물의 현상성이 떨어지게 된다.
즉, 상기 공중합체는 용액 상에서 사전에 이미드화된 구조를 가지는 폴리이미드 단위의 몰비를 조절하여, 알칼리 수용액에 대한 감광성 수지 자체의 용해도를 용이하게 조절할 수 있다. 이와 같이 알칼리 가용성 이미드 구조와 폴리이미드 전구체인 폴리아미드산 구조의 공중합 비율을 조절하여 알칼리 수용액에 대해 적절한 용해도를 가지고, 공중합 수지의 말단(및/또는 사슬)에 가교성 기능기를 도입하여, UV 영역대의 광원 조사 시 노광 영역이 가교되어, 미노광 영역이 현상 공정을 통해 미세 패턴이 형성되고, 이를 250℃ 이상의 고온에서 열경화하여 우수한 내열성을 갖게 할 수 있다.
예컨대, 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 3,000 g/mol 내지 20,000 g/mol의 중량평균 분자량, 예컨대 5,000 g/mol 내지 10,000 g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 상기 공중합체의 중량평균 분자량이 상기 범위인 경우, 우수한 패턴 형성성을 가지며, 제조된 박막은 우수한 기계적 열적 특성을 가질 수 있다.
상기 공중합체는 적어도 하나의 말단, 예컨대 양 쪽 말단에 불포화 이중결합을 가질 수 있다. 상기 불포화 이중결합은 공중합체의 말단 외에 공중합 수지의 사슬 중간에도 존재할 수 있다. 상기 말단(및/또는 사슬 중간)의 불포화 이중결합은 가교성 기능기로 작용하여, 공중합체의 가교 특성을 향상시킬 수 있다. 즉, 상기 공중합체 자체의 노광에 의한 가교 특성을 부여하기 위해 주구조의 말단기(및/또는 사슬 중간)에 전술한 광중합 개시제에 의해 가교가 가능한 모노머를 도입하여 더욱 우수한 콘트라스트를 갖는 감광성 수지 조성물을 구현할 수 있으며, 상기 광중합 개시제에 의해 가교가 가능한 모노머는 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.
예컨대, 상기 불포화 이중결합은 하기 화학식 7 내지 화학식 10으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 화합물로부터 유도된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 7]
Figure pat00023
[화학식 8]
Figure pat00024
[화학식 9]
Figure pat00025
[화학식 10]
Figure pat00026
상기 화학식 7 내지 화학식 10에서,
R20 내지 R24는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L1 내지 L5는 각각 독립적으로 단일 결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
예컨대, 상기 공중합체는 하기 화학식 11로 표시될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 11]
Figure pat00027
상기 화학식 11에서,
X1 및 X2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 4가의 지환족 유기기 또는 치환 또는 비치환된 4가의 방향족 유기기이고,
L6 및 L7은 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기이고,
R25는 치환 또는 비치환된 아크릴기, 치환 또는 비치환된 메타크릴기 또는 치환 또는 비치환된 노보넨기이고,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 100,000의 정수이다.
예컨대, 상기 4가의 방향족 유기기는 하기 화학식 12로 표시될 수 있다.
[화학식 12]
Figure pat00028
상기 C6 내지 C20 아릴렌기는 하기 화학식 13으로 표시되는 연결기를 포함할 수 있다.
[화학식 13]
Figure pat00029
상기 화학식 13에서,
L8은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C8 알킬렌기이다.
일 구현예에 따른 바인더 수지가 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체만을 단독으로 포함할 경우, 멜팅(melting)성이 저하될 수 있으므로, 상기 바인더 수지는 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체 외에, 폴리우레탄계 수지 및/또는 카도계 바인더 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 14로 표시될 수 있다.
[화학식 14]
Figure pat00030
상기 화학식 14에서,
R51　및 R52은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 (메타)아크릴로일록시 알킬기이고,
R53 및 R54는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
Z1은 단일결합, O, CO, SO2, CR55R56, SiR57R58(여기서, R55 내지 R58은 각각 독립적으로 수소 원자, 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임) 또는 하기 화학식 14-1 내지 화학식 14-11로 표시되는 연결기 중 어느 하나이고,
[화학식 14-1]
Figure pat00031
[화학식 14-2]
Figure pat00032
[화학식 14-3]
Figure pat00033
[화학식 14-4]
Figure pat00034
[화학식 14-5]
Figure pat00035
(상기 화학식 14-5에서,
Ra는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2 또는 페닐기이다.)
[화학식 14-6]
Figure pat00036
[화학식 14-7]
Figure pat00037
[화학식 14-8]
Figure pat00038
[화학식 14-9]
Figure pat00039
[화학식 14-10]
Figure pat00040
[화학식 14-11]
Figure pat00041
Z2는 산이무수물 잔기이고,
n1 및 n2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.
상기 카도계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 500 g/mol 내지 50,000 g/mol, 예컨대 1,000 g/mol 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 카도계 바인더 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우 차광층 제조 시 잔사 없이 패턴 형성이 잘되며, 현상 시 막두께의 손실이 없고, 양호한 패턴을 얻을 수 있다.
상기 카도계 바인더 수지는 양 말단 중 적어도 하나에 하기 화학식 15로 표시되는 관능기를 포함할 수 있다.
[화학식 15]
Figure pat00042
상기 화학식 15에서,
Z3은 하기 화학식 15-1 내지 화학식 15-7로 표시될 수 있다.
[화학식 15-1]
Figure pat00043
(상기 화학식 15-1에서, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 에스테르기 또는 에테르기이다.)
[화학식 15-2]
Figure pat00044
[화학식 15-3]
Figure pat00045
[화학식 15-4]
Figure pat00046
[화학식 15-5]
Figure pat00047
(상기 화학식 15-5에서, Rd는 O, S, NH, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, C1 내지 C20 알킬아민기 또는 C2 내지 C20 알릴아민기이다.)
[화학식 15-6]
Figure pat00048
[화학식 15-7]
Figure pat00049
상기 카도계 바인더 수지는 예컨대, 9,9-비스(4-옥시라닐메톡시페닐)플루오렌 등의 플루오렌 함유 화합물; 벤젠테트라카르복실산 디무수물, 나프탈렌테트라카르복실산 디무수물, 비페닐테트라카르복실산 디무수물, 벤조페논테트라카르복실산 디무수물, 피로멜리틱 디무수물, 사이클로부탄테트라카르복실산 디무수물, 페릴렌테트라카르복실산 디무수물, 테트라히드로푸란테트라카르복실산 디무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물 등의 무수물 화합물; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 글리콜 화합물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 사이클로헥산올, 벤질알코올 등의 알코올 화합물; 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트, N-메틸피롤리돈 등의 용매류 화합물; 트리페닐포스핀 등의 인 화합물; 및 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 벤질디에틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 등의 아민 또는 암모늄염 화합물 중에서 둘 이상을 혼합하여 제조할 수 있다.
일 구현예에 따른 바인더 수지가 상기 카도계 바인더 수지만을 단독으로 포함할 경우 현상이 너무 빨라져, 테이퍼 특성이 크게 저하(T-top profile 관찰됨)될 수 있으므로, 이를 방지하기 위해 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체와 함께 사용될 수 있다.
상기 폴리우레탄계 수지는 하기 화학식 7로 표시되는 반복단위를 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
[화학식 7]
Figure pat00050
상기 화학식 7에서,
L10은 2가의 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 유기기이다.
예컨대, 상기 L10은 2가의 치환 또는 비치환된, 헤테로 원자를 포함한 C1 내지 C30 유기기이다.
예컨대, 상기 L10은 2가의 치환 또는 비치환된, 헤테로 원자를 포함하지 않은 C1 내지 C30 유기기이다.
상기 바인더 수지 내 폴리우레탄계 수지 또는 카도계 바인더 수지의 함량은 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체 함량보다 많을 수 있다. 예컨대, 상기 폴리우레탄계 수지 또는 카도계 바인더 수지의 함량은 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체 함량의 1.1배 내지 1.5배일 수 있다. 상기 폴리우레탄계 수지 또는 카도계 바인더 수지의 함량이 상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체 함량보다 많을 경우, 우수한 현상성과 감도를 가질 수 있다.
상기 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 3 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우, 우수한 감도, 현상성, 해상도 및 패턴의 직진성을 얻을 수 있다.
(B) 광중합성 단량체
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 광중합성 단량체는 단일의 화합물일 수도 있고, 서로 다른 2종의 화합물의 혼합물일 수 있다.
상기 광중합성 단량체가 서로 다른 2종의 화합물의 혼합물일 경우, 상기 2종의 화합물 중 어느 하나는 하기 화학식 16으로 표시되는 관능기를 적어도 2개 이상 포함하는 화합물일 수 있다.
[화학식 16]
Figure pat00051
상기 화학식 16에서,
R13은 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,
L9는 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
예컨대 상기 화학식 16으로 표시되는 관능기를 적어도 2개 이상 포함하는 화합물은, 상기 화학식 16으로 표시되는 관능기를 2개 내지 6개 포함할 수 있다. 이 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 충분한 중합을 일으켜 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
예컨대, 상기 화학식 16으로 표시되는 관능기를 적어도 2개 이상 포함하는 화합물은 하기 화학식 16-1 또는 하기 화학식 16-2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 16-1]
Figure pat00052
[화학식 16-2]
Figure pat00053
상기 화학식 16-1 및 화학식 16-2에서,
p, q, r 및 s는 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수이다.
상기 광중합성 단량체가 서로 다른 2종의 화합물의 혼합물일 경우, 상기 2종의 화합물 중 다른 어느 하나는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르 화합물일 수 있다.
상기 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르 화합물은 예컨대, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트　또는 이들의조합일 수 있다.
상기 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르 화합물의 시판되는 제품을 예로 들면 다음과 같다. 　상기 (메타)아크릴산의 일관능 에스테르의 예로는, 도아고세이가가꾸고교(주)社 아로닉스 M-101®, 동 M-111®, 동 M-114®등; 니혼가야꾸(주)社의 KAYARAD TC-110S®, 동 TC-120S®등; 오사카유끼가가꾸고교(주)社의 V-158®, V-2311®등을 들 수 있다. 　상기 (메타)아크릴산의 이관능 에스테르의 예로는, 도아고세이가가꾸고교(주)社의 아로닉스 M-210®, 동 M-240®, 동 M-6200®등; 니혼가야꾸(주)社의 KAYARAD HDDA®, 동 HX-220®, 동 R-604®등; 오사카유끼가가꾸고교(주)社의 V-260®, V-312®, V-335 HP® 등을 들 수 있다. 　상기 (메타)아크릴산의 삼관능 에스테르의 예로는, 도아고세이가가꾸고교(주)社의 아로닉스 M-309®, 동 M-400®, 동 M-405®, 동 M-450®, 동 M-7100®, 동 M-8030®, 동 M-8060®등; 니혼가야꾸(주)社의 KAYARAD TMPTA®, 동 DPCA-20®, 동-30®, 동-60®, 동-120®등; 오사카유끼가야꾸고교(주)社의 V-295®, 동-300®, 동-360®, 동-GPT®, 동-3PA®, 동-400® 등을 들 수 있다. 상기 제품을 단독 사용 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합성 단량체는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 광중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우,　패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 패턴의 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수하며, 해상도 및 밀착성 또한 우수하다.
(D) 흑색 착색제
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물 내 흑색 착색제로 유기 흑색 안료를 포함할 수 있다. 상기 유기 흑색 안료는, 예컨대 락탐계 유기 블랙, RGB 블랙, RVB 블랙 등일 수 있다.
상기 RGB 블랙, RVB 블랙 등은 적색 안료, 녹색 안료, 청색 안료, 바이올렛 안료, 황색 안료, 자색 안료 등의 유색 안료 중 적어도 2종 이상의 유색 안료가 혼합되어 흑색을 나타내는 안료를 의미한다.
상기 흑색 착색제가 상기 유기 흑색 안료를 포함할 경우, 감광성 수지 조성물의 용용 흐름성(Melt flow)이 우수하여 보다 소프트(soft)하고, 45º 이하의 낮은 테이퍼 앵글을 갖는 패턴을 구현할 수 있으며, 또한 저유전율을 유지하여 절연 재료로서 적합한 성능을 구현할 수 있다. 또한, 가시광선 영역에서의 차광성을 확보하되, 광경화에 불리하지 않도록 근적외선 영영에서의 투과율도 확보될 수 있어, align mark 인식에 유리하다.
상기 흑색 착색제는 1㎛ 당 광학밀도가 0.8 내지 3, 예컨대 0.8 내지 2 일 수 있다.
한편, 상기 흑색 착색제와 함께, 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료, 프탈로시아닌계 안료, 아조계 안료 등의 색보정제를 더 사용할 수도 있다.
상기 안료 등의 흑색 착색제나 색보정제를 분산시키기 위해 분산제를 함께 사용할 수 있다. 구체적으로는, 상기 안료 등의 흑색 착색제나 색보정제를 분산제로 미리 표면처리하여 사용하거나, 상기 감광성 수지 조성물 제조 시 안료 등의 흑색 착색제나 색보정제와 함께 분산제를 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 비이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등을 사용할 수 있다. 　상기 분산제의 구체적인 예로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알코올에스테르알킬렌옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산에스테르, 술폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 분산제의 시판되는 제품을 예로 들면, BYK社의 DISPERBYK-101, DISPERBYK-130, DISPERBYK-140, DISPERBYK-160, DISPERBYK-161, DISPERBYK-162, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-165, DISPERBYK-166, DISPERBYK-170, DISPERBYK-171, DISPERBYK-182, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001등; EFKA 케미칼社의 EFKA-47, EFKA-47EA, EFKA-48, EFKA-49, EFKA-100, EFKA-400, EFKA-450 등; Zeneka社의 Solsperse 5000, Solsperse 12000, Solsperse 13240, Solsperse 13940, Solsperse 17000, Solsperse 20000, Solsperse 24000GR, Solsperse 27000, Solsperse 28000 등; 또는 Ajinomoto社의 PB711, PB821 등이 있다.
상기　분산제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 　분산제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 감광성 수지 조성물의 분산성이 우수함에 따라 흑색 컬럼 스페이서 제조 시 안정성, 현상성 및 패턴성이 우수하다.
상기 안료 등의 흑색 착색제는 수용성 무기염 및 습윤제를 이용하여 전처리하여 사용할 수도 있다.　안료 등의 흑색 착색제를 상기 전처리하여 사용할 경우 안료의 평균입경을 미세화할 수 있다.
상기 전처리는 상기 안료 등의 흑색 착색제를 수용성 무기염 및 습윤제와 함께 니딩(kneading)하는 단계, 그리고 상기 니딩 단계에서 얻어진 안료 등의 흑색 착색제를 여과 및 수세하는 단계를 거쳐 수행될 수 있다.
상기 니딩은 40℃ 내지 100℃의 온도에서 수행될 수 있고, 상기 여과 및 수세는 물 등을 사용하여 무기염을 수세한 후 여과하여 수행될 수 있다.
상기 수용성 무기염의 예로는 염화나트륨, 염화칼륨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 습윤제는 상기 안료 등의 흑색 착색제 및 상기 수용성 무기염이 균일하게 섞여 안료 등의 흑색 착색제가 용이하게 분쇄될 수 있는 매개체 역할을 하며, 그 예로는 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 등과 같은 알킬렌글리콜모노알킬에테르; 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜, 글리세린폴리에틸렌글리콜 등과 같은 알코올 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 안료 등의 흑색 착색제는 상기 분산제 및 후술하는 용매를 포함하는 안료분산액의 형태로 사용될 수 있고, 상기 안료분산액은 고형분의 안료(흑색 착색제), 분산제 및 용매를 포함할 수 있다.
상기 흑색 착색제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 고형분 기준으로 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 흑색 착색제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 안료분산액 기준으로 30 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 흑색 착색제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 휘도, 색 재현율, 패턴의 경화성, 내열성 및 밀착력이 우수하다.
(E) 용매
상기 용매는 상기 흑색 착색제를 포함하는 안료분산액, 상기 바인더 수지, 상기 광중합성 단량체 및 상기 광중합 개시제와의 상용성을 가지되 반응하지 않는 물질들이 사용될 수 있다.
상기 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸에테르, n-부틸에테르, 디이소아밀에테르, 메틸페닐에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸셀로솔브아세테이트 등의 셀로솔브아세테이트류; 메틸에틸카르비톨, 디에틸카르비톨, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족탄화수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산에틸, 초산-n-부틸, 초산이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산알킬에스테르류; 젖산메틸, 젖산에틸 등의 젖산에스테르류; 옥시초산메틸, 옥시초산에틸, 옥시초산부틸 등의 옥시초산알킬에스테르류; 메톡시초산메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산부틸, 에톡시초산메틸, 에톡시초산에틸 등의 알콕시초산알킬에스테르류; 3-옥시프로피온산메틸, 3-옥시프로피온산에틸 등의 3-옥시프로피온산알킬에스테르류; 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸 등의 3-알콕시프로피온산알킬에스테르류; 2-옥시프로피온산메틸, 2-옥시프로피온산에틸, 2-옥시프로피온산프로필 등의 2-옥시프로피온산알킬에스테르류; 2-메톡시프로피온산메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산에틸, 2-에톡시프로피온산메틸 등의 2-알콕시프로피온산알킬에스테르류; 2-옥시-2-메틸프로피온산메틸, 2-옥시-2-메틸프로피온산에틸 등의2-옥시-2-메틸프로피온산에스테르류, 2-메톡시-2-메틸프로피온산메틸, 2-에톡시-2-메틸프로피온산에틸 등의 2-알콕시-2-메틸프로피온산알킬류의 모노옥시모노카르복실산알킬에스테르류; 2-히드록시프로피온산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 히드록시초산에틸, 2-히드록시-3-메틸부탄산메틸 등의 에스테르류; 피루빈산에틸 등의 케톤산에스테르류 등이 있으며, 또한, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세틸아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산벤질, 안식향산에틸, 옥살산디에틸, 말레인산디에틸, γ-부티로락톤, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 페닐셀로솔브아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트 등의 고비점 용매를 들 수 있다.
이들 중 좋게는 상용성 및 반응성을 고려하여, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 2-히드록시프로피온산에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌글리콜모노메틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 3-메톡시부틸 아세테이트가 사용될 수 있다.
상기 용매는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 잔부량, 예컨대 40 중량% 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 감광성 수지 조성물이 적절한 점도를 가짐에 따라 흑색 컬럼 스페이서 제조 시 공정성이 우수하다.
(F) 기타 첨가제
한편, 상기 감광성 수지 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 실란계 커플링제, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 라디칼 중합개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해 비닐기, 카르복실기, 메타크릴옥시기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 가질 수 있다.
상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴벤조산, γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 　상기 실란계 커플링제가 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 저장성 등이 우수하다.
또한 상기 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 코팅성 향상 및 결점생성 방지효과를 위해 계면활성제, 계면활성제, 예컨대 불소계 계면활성제 및/또는 실리콘계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제나 레벨링제로는, BM Chemie社의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이닛폰잉키가가꾸고교(주)社의 메카팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183®, 동 F 554® 등; 스미토모스리엠(주)社의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히그라스(주)社의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이실리콘(주)社의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 명칭으로 시판되고 있는 불소계 계면활성제나 레벨링제를 사용할 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제로는 BYK Chem社의 BYK-307, BYK-333, BYK-361N, BYK-051, BYK-052, BYK-053, BYK-067A, BYK-077, BYK-301, BYK-322, BYK-325등의 명칭으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 5 중량부로 사용될 수 있다.　상기 계면활성제가 상기 범위 내로 포함될 경우 코팅 균일성이 확보되고, 얼룩이 발생하지 않으며, IZO 기판 또는 유리기판에 대한 습윤성(wetting)이 우수하다.
또한 상기 감광성 수지 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 안정제 등의 기타 첨가제가 일정량 첨가될 수도 있다.　
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 포지티브형일 수도 있고, 네가티브형일 수도 있으나, 차광성을 가지는 조성물의 노광 및 현상 후 패턴이 노풀되는 영역의 잔기(residue)를 보다 완벽하게 제거하기 위해서는 네가티브형인 것이 보다 바람직하다.
다른 일 구현예는 전술한 감광성 수지 조성물을 노광, 현상 및 경화하여 제조된 블랙 화소 격벽층을 제공한다.
상기 블랙 화소 격벽층 제조방법은 다음과 같다.
(1) 도포 및 도막 형성 단계
상기 감광성 수지 조성물을 소정의 전처리를 한 유리 기판 또는 IZO 기판 등의 기판상에 스핀 또는 슬릿 코트법, 롤 코트법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여 원하는 두께로 도포한 후, 70℃ 내지 110℃에서 1분 내지 10분 동안 가열하여 용제를 제거함으로써 감광성 수지막을 형성한다.
(2) 노광 단계
상기 얻어진 감광성 수지막에 필요한 패턴 형성을 위해 마스크를 개재한 뒤, 200 nm 내지 500 nm의 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 금속 할로겐화물 램프, 아르곤 가스 레이저 등을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 X선, 전자선 등도 이용할 수 있다.
노광량은 조성물 각 성분의 종류, 배합량 및 건조 막 두께에 따라 다르지만, 고압 수은등을 사용하는 경우에는 500 mJ/cm2(365 nm 센서에 의함) 이하이다.
(3) 현상 단계
현상 방법으로는 상기 노광 단계에 이어 알칼리성 수용액을 현상액으로 이용하여 불필요한 부분을 용해, 제거함으로써 노광 부분만을 잔존시켜 패턴을 형성시킨다.
(4) 후처리 단계
상기 공정에서 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 내열성, 내광성, 밀착성, 내크랙성, 내화학성, 고강도 및 저장 안정성 등의 면에서 우수한 패턴을 얻기 위한 후가열 공정이 있다. 예컨대, 현상 후 250℃의 컨벡션 오븐에서 1시간 동안 가열할 수 있다.
또 다른 일 구현예는 상기 블랙 화소 격벽층을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 유기발광다이오드(OLED)일 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.　　다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
( 실시예 )
합성예 1: 폴리아미드산 -폴리이미드 공중합체의 합성
교반기, 온도 조절장치, 질소가스 주입 장치, 및 냉각기가 장착된 4구 플라스크에 질소를 통과시키면서, N-메틸-2-피롤리돈(NMP) 86.6 g을 넣고, 4,4'-(헥사플오로아이소프로필리덴)다이프탈릭언하이드라이드(6-FDA) 12.3g을 넣어 용해시켰다. 고체가 완전히 용해되면 3-아미노페닐 설폰(3-DAS) 3.25g을 투입하여 상온에서 2시간 동안 교반시켰다. 이후 온도를 90℃까지 승온한 뒤 피리딘 5.6g, 아세틱언하이드라이드(A2CO) 2.05g을 투입하여 3시간 동안 교반시켰다. 반응기 내 온도를 상온으로 냉각한 후, 2-하이드로에틸메타크릴레이트(HEMA) 1.6g을 투입하고 6시간 동안 교반하였다. 이후 3-아미노페닐 설폰(3-DAS) 3.25g을 넣고 6시간 동안 반응시켜 반응을 종료하였다. 반응 혼합물을 물에 투입하여 침전물을 생성하고, 침전물을 여과하여 물로 충분히 세정한 후, 온도 50℃의 진공 조건 하에서 건조를 24시간 이상 진행하여, 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체를 제조하였다(폴리아미드산-폴리이미드 공중합체 1). 공중합체의 GPC(Gel Permeation Chromatography)법 표준 폴리스티렌 환산에 의해 구한 중량평균 분자량은 7,500 g/mol, 분산도는 1.75 이었다. (폴리이미드 단위 및 폴리아미드산 단위의 몰비 = 50 : 50)
합성예 2: 화학식 1-1로 표시되는 화합물의 합성
질소 분위기에서 78 mmol의 aluminum chloride와 33 g의 dichloroethane을 반응기에 넣었다. 같은 반응기에 36 mmol의 하기 화학식 1-1-b로 표시되는 화합물과 30 mmol의 하기 화학식 1-1-a로 표시되는 화합물을 넣고 ice bath로 cooling한 후, 33 g의 dichloroethane을 반응기에 천천히 투입하였다. 5℃에서 30분 동안 교반한 후 상분리를 위해 반응 용액을 ice-water에 투입하였다. 이 후 용매를 제거하고 아크릴계(acylated) 중간체를 얻었다. 반응기에 20 mmol의 아크릴계(acylated) 중간체와 30 mmol의 hydroxylamine hydrochloride, 20 g의 dimethylformamide를 넣고 질소 분위기 하에서 80 ℃로 반응시켰다. 약 2시간 후 반응기 온도를 상온으로 변경하였다. 상분리가 되면 용매를 제거하고 반응기에 28 g의 butyl acetate와 24 mmol의 acetic anhydride를 넣고 90℃에서 약 2시간 동안 반응시켰다. 이 후 상온으로 냉각한 후 5% NaOH 수용액을 사용해 중화하였다. 상분리 및 용매 제거 후 ethyl acetate 용매를 사용해 재결정하여, 하기 화학식 1-1로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[화학식 1-1-a]
Figure pat00054
[화학식 1-1-b]
Figure pat00055
[화학식 1-1]
Figure pat00056
Maldi-tof MS: 411.41
합성예 3: 화학식 1-2로 표시되는 화합물의 합성
질소 분위기에서 78 mmol의 aluminum chloride와 33 g의 dichloroethane을 반응기에 넣었다. 같은 반응기에 36 mmol의 하기 화학식 1-2-b로 표시되는 화합물과 30 mmol의 하기 화학식 1-2-a로 표시되는 화합물을 넣고 ice bath로 cooling한 후, 33 g의 dichloroethane을 반응기에 천천히 투입하였다. 5℃에서 30분 동안 교반한 후 상분리를 위해 반응 용액을 ice-water에 투입하였다. 이 후 용매를 제거하고 아크릴계(acylated) 중간체를 얻었다. 반응기에 20 mmol의 아크릴계(acylated) 중간체와 30 mmol의 hydroxylamine hydrochloride, 20 g의 dimethylformamide를 넣고 질소 분위기 하에서 80℃로 반응시켰다. 약 2시간 후 반응기 온도를 상온으로 변경하였다. 상분리가 되면 용매를 제거하고 반응기에 28 g의 butyl acetate와 24 mmol의 acetic anhydride를 넣고 90℃에서 약 2시간 동안 반응시켰다. 이 후 상온으로 냉각한 후 5% NaOH 수용액을 사용해 중화하였다. 상분리 및 용매 제거 후 ethyl acetate 용매를 사용해 재결정하여, 하기 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[화학식 1-2-a]
Figure pat00057
[화학식 1-2-b]
Figure pat00058
[화학식 1-2]
Figure pat00059
Maldi-tof MS: 549.28
합성예 4: 화학식 1-3으로 표시되는 화합물의 합성
질소 분위기에서 15 mmol의 하기 화학식 1-3-a로 표시되는 화합물을 200 mL의 ethanol에 넣은 후 30 mmol의 hydroxylamine hydrochloride, 30 mmol의 sodium acetate를 넣고 환류하면서(reflux) 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 반응기를 냉각한 후 DIW 150 mL를 넣고 30분 동안 교반하였다. 이 후 여과, DIW washing 및 건조 후 중간체를 얻었다. 상기 중간체 40 mmol을 ethylacetate 30 mL에 넣은 후, acetic anhydride 5 mmol을 넣고 승온하여 5시간 동안 환류하면서(reflux) 반응시켰다. 상온으로 냉각한 후 saturated sodiumbicarbonate 수용액 100 mL와 DIW 100 mL로 씻고, magnesium sulfate로 물을 제거하고 용매를 evaporation 한 후, methanol로 재결정하여, 하기 화학식 1-3로 표시되는 화합물을 합성하였다.
[화학식 1-3-a]
Figure pat00060
[화학식 1-3]
Figure pat00061
Maldi-tof MS: 420.23
(감광성 수지 조성물 제조)
실시예 1 내지 실시예 11 및 비교예 1 내지 비교예 7
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 조성으로 실시예 1 내지 실시예 11 및 비교예 1 내지 비교예 7에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 광중합 개시제의 함량을 정확히 측정한 뒤 용매를 투입하고, 광중합 개시제가 다 녹을 때까지 충분히 교반하였다(30분 이상). 여기에 바인더 수지와 광중합성 단량체를 순차적으로 첨가한 뒤, 다시 1시간 가량 교반하였다. 이어서, 착색제(안료분산액)을 투입하고, 기타 첨가제를 넣은 후 최종적으로 조성물 전체를 2시간 이상 교반하여, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 각 성분의 사양은 다음과 같다.
(A) 바인더 수지
(A-1) 합성예 1에서 제조된 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체
(A-2) 카도계 바인더 수지 (KBR-101, 경인社)
(A-3) 폴리우레탄계 바인더 수지 (1185A, BASF社)
(A-4) 폴리우레탄계 바인더 수지 (1164D, BASF社)
(A-5) 폴리우레탄계 바인더 수지 (1180, Kuraray社)
(A-6) 폴리우레탄계 바인더 수지 (1190, Kuraray社)
(A-7) 폴리우레탄계 바인더 수지 (1195, Kuraray社)
(B) 광중합성 단량체
(B-1) 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 (DPHA, sartomer社)
(B-2) 하기 화학식 A로 표시되는 화합물 (LTM II, BASF社)
[화학식 A]
Figure pat00062
(상기 화학식 A에서, r 및 s는 각각 독립적으로 2의 정수임)
(C) 광중합 개시제
(C-1) 합성예 2에서 제조된 화합물
(C-2) 합성예 3에서 제조된 화합물
(C-3) 합성예 4에서 제조된 화합물
(C-4) 하기 화학식 B로 표시되는 화합물 (NCI-831, Adeka社)
[화학식 B]
Figure pat00063
(C-5) 하기 화학식 C로 표시되는 화합물 (PBG-314, Tronyl社)
[화학식 C]
Figure pat00064
(C-6) 하기 화학식 D로 표시되는 화합물 (IRG-369, Basf社)
[화학식 D]
Figure pat00065
(C-7) 하기 화학식 E로 표시되는 화합물 (IRG-819, Basf社)
[화학식 E]
Figure pat00066
(D) 흑색 착색제
Organic black pigment (CIM-126) 분산액 (SAKATA社; 유기흑색안료 고형분 15 중량%)
(E) 용매
(E-1) 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 (PGMEA, Sigma-aldrich社)
(E-2) 3-메톡시부틸 아세테이트 (3-MBA, Sigma-aldrich社)
(F) 기타 첨가제
계면활성제 (BYK-307, BYK Chem社)
(단위: g)
종류 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9
(A) 바인더 수지 A-1 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
A-2 2.5 - - - - - 2.5 2.5 2.5
A-3 - 2.5 - - - - - - -
A-4 - - 2.5 - - - - - -
A-5 - - - 2.5 - - - - -
A-6 - - - - 2.5 - - - -
A-7 - - - - - 2.5 - - -
(B) 광중합성 단량체 B-1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
B-2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
(C) 광중합 개시제 C-1 0.8 - - - - - - - 0.4
C-2 - - - - - - 0.8 - -
C-3 - 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 - 0.8 -
C-4 - - - - - - - - 0.4
C-5 - - - - - - - - -
C-6 - - - - - - - - -
C-7 - - - - - - - - -
(D) 흑색 착색제 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0
(E) 용매 E-1 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27
E-2 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4
(F) 기타 첨가제 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
(단위: g)
종류 실시예 10 실시예 11 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
(A) 바인더 수지 A-1 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0
A-2 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
A-3 - - - - - - - - -
A-4 - - - - - - - - -
A-5 - - - - - - - - -
A-6 - - - - - - - - -
A-7 - - - - - - - - -
(B) 광중합성 단량체 B-1 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
B-2 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
(C) 광중합 개시제 C-1 - - - - - - - - -
C-2 0.4 - - - - - - - -
C-3 - 0.4 - - - - - - -
C-4 0.4 0.4 0.8 - - - 0.4 0.4 -
C-5 - - - 0.8 - - 0.4 - -
C-6 - - - - 0.8 - - - 0.4
C-7 - - - - - 0.8 - - -
(D) 흑색 착색제 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0 44.0
(E) 용매 E-1 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27 25.27
E-2 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4 23.4
(F) 기타 첨가제 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
(평가)
감도
실시예 1 내지 실시예 11 및 비교예 1 내지 비교예 7에 따른 감광성 수지 조성물을 10cm*10cm ITO 글래스(저항 30Ω)에 도포하여, 100℃의 핫플레이트에서, 1분 간 proxy type으로 가열하고, 다시 1분 간 contact type으로 가열하여, 1.2㎛ 두께의 감광성 수지막을 형성하였다. 상기 감광성 수지막이 코팅된 기판을 다양한 크기의 패턴이 새겨진 마스크를 사용하여 Ushio社의 UX-1200SM-AKS02로 노광량의 변화를 주어가며 노광한 후, 상온에서 2.38%의 TMAH용액으로 현상하여 노광부를 용해시켜 제거한 후, 순수로 50초 간 세척하여 패턴을 형성하였다.
감도는 20㎛ square 패턴의 사이즈를 Olympus社 MX51T-N633MU을 사용하여 측정한 패턴 사이즈를 기준으로 20㎛ 패턴이 구현되는 에너지를 확인하였고, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
내열성
실시예 1 내지 실시예 11 및 비교예 1 내지 비교예 7에 따른 감광성 수지 조성물을 10cm*10cm ITO 글래스(저항 30 Ω)에 도포하여, 100℃의 핫플레이트에서, 1분 간 proxy type으로 가열하고, 다시 1분 간 contact type으로 가열하여, 1.2㎛ 두께의 감광성 수지막을 형성하였다. 상기 감광성 수지막이 코팅된 기판을 각각의 감도에 맞춰 노광 후 250℃/N2 조건 하에서 1시간 동안 경화하였다. 경화한 막을 TGA 설비로 실온에서 250℃까지 분당 10℃로 승온한 후 250℃에서 2시간 동안 등온 조건에서 wt% loss를 측정하여, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다.
아웃가스
실시예 1 내지 실시예 11 및 비교예 1 내지 비교예 7에 따른 감광성 수지 조성물을 10cm*10cm ITO 글래스(저항 30 Ω)에 도포하여, 100℃의 핫플레이트에서, 1분 간 proxy type으로 가열하고, 다시 1분 간 contact type으로 가열하여, 1.2㎛ 두께의 감광성 수지막을 형성하였다. 상기 감광성 수지막이 코팅된 기판을 각각의 감도에 맞춰 노광 후 250℃/N2 조건 하에서 1시간 동안 경화하였다. 경화한 막을 150℃에서 30분 간 테낙스 튜브로 가스를 포집 후, TD-GC/MS로 아웃가스 양을 측정하여, 그 결과를 하기 표 3 및 표 4에 나타내었다. 이 때 검량선은 toluene을 사용하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9
감도 (mJ/cm2) 35 30 30 32 30 32 34 30 27
아웃가스 (ng/cm2) 22 18 19 19 17 18 22 19 15
내열성 (wt%) 4.8 4.6 4.5 4.5 4.7 4.5 4.8 4.5 4.3
실시예 10 실시예 11 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6 비교예 7
감도 (mJ/cm2) 25 20 38 55 80 200 45 55 120
아웃가스 (ng/cm2) 13 11 25 27 30 40 27 28 28
내열성 (wt%) 4.0 3.8 5.0 5.5 5.8 6.0 5.6 5.6 5.8
상기 표 3 및 표 4를 통하여, 화학식 1로 표시되는 화합물 (및 화학식 5로 표시되는 화합물)을 광중합 개시제로 사용한 감광성 수지 조성물은, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 광중합 개시제로 사용하지 않은 감광성 수지 조성물보다 감도, 내열성 및 아웃가스 특성이 모두 우수함을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　　그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. (A) 바인더 수지;
    (B) 광중합성 단량체;
    (C) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 광중합 개시제;
    (D) 흑색 착색제; 및
    (E) 용매
    를 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00067

    상기 화학식 1에서,
    Y1은 *-NR3-* 또는 *-CR4R5-* 이고,
    상기 R3 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
    R1은 니트로기이고,
    R2는 하기 화학식 2로 표시되고,
    [화학식 2]
    Figure pat00068

    상기 화학식 2에서,
    R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00069

    상기 화학식 3에서,
    R3, R6 및 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
    [화학식 4]
    Figure pat00070

    상기 화학식 4에서,
    R4 내지 R7은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 R3은 하기 화학식 3-1 또는 화학식 3-2로 표시되는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00071

    [화학식 3-2]
    Figure pat00072

    상기 화학식 3-1 및 화학식 3-2에서,
    La 및 Lb는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬렌기이다.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 화학식 1-3 중 어느 하나로 표시되는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1-1]
    Figure pat00073

    [화학식 1-2]
    Figure pat00074

    [화학식 1-3]
    Figure pat00075

  5. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 하기 화학식 5로 표시되는 화합물을 더 포함하는 감광성 수지 조성물:
    [화학식 5]
    Figure pat00076

    상기 화학식 5에서,
    R8 내지 R10은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
    R11은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알콕시기이다.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 상기 화학식 5로 표시되는 화합물은 1:1의 중량비로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체, 폴리우레탄계 수지 및 카도계 바인더 수지로 이루어진 군에서 선택된 적어도 2 이상을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위를 포함하며, 상기 폴리아미드산 반복단위 및 폴리이미드 반복단위는 5:5 내지 9:1의 몰비로 포함되는 감광성 수지 조성물.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 폴리아미드산-폴리이미드 공중합체는 3,000 g/mol 내지 20,000 g/mol의 중량평균 분자량을 가지는 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 흑색 착색제는 유기 흑색 안료를 포함하는 감광성 수지 조성물.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은, 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해,
    상기 (A) 바인더 수지 1 중량% 내지 20 중량%;
    상기 (B) 광중합성 단량체 0.5 중량% 내지 10 중량%;
    상기 (C) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%;
    상기 (D) 흑색 착색제 1 중량% 내지 20 중량%; 및
    상기 (E) 용매 잔부량
    을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 실란계 커플링제, 레벨링제, 불소계 계면활성제, 라디칼 중합 개시제 또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 블랙 화소 격벽층(Black Pixel Defining Layer).
  14. 제13항의 블랙 화소 격벽층을 포함하는 디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 유기발광다이오드(OLED)인 디스플레이 장치.
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