KR20200115218A - Photosensitive resin composition for black resist, light-shielding layer cured thereof, and color filter with them - Google Patents

Photosensitive resin composition for black resist, light-shielding layer cured thereof, and color filter with them Download PDF

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준야 오가와
미츠루 스다
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닛테츠 케미컬 앤드 머티리얼 가부시키가이샤
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Abstract

The present invention provides a photosensitive resin composition for a black resist having light shielding properties and low reflectance and a light shielding film and a color filter formed by hardening the same. The photosensitive resin composition for a black resist of the present invention comprises (A) a photosensitive resin containing an unsaturated group, (B) a photo-polymerizable monomer having at least two ethylenic unsaturated bonds, (C) a photopolymerization initiator, (D) at least one light-shielding component selected from a black pigment, a color-mixed pigment and a light-shielding material and (E) silica particles. A silica particle for the component (E) is a hollow particle.

Description

블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 경화해서 이루어지는 차광막 및 컬러 필터{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR BLACK RESIST, LIGHT-SHIELDING LAYER CURED THEREOF, AND COLOR FILTER WITH THEM}A photosensitive resin composition for black resist, and a light-shielding film and color filter formed by curing the same TECHNICAL FIELD TECHNICAL FIELD [PHOTOSCENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR BLACK RESIST, LIGHT-SHIELDING LAYER CURED THEREOF, AND COLOR FILTER WITH THEM}

본 발명은 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 경화해서 이루어지는 차광막 및 컬러 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive resin composition for a black resist, and a light shielding film and a color filter formed by curing the same.

최근, 모바일 단말의 발달에 의해, 옥외나 차재에서 사용하는 터치 패널 및 액정 패널 등의 표시 장치가 증가하고 있다. 상기 표시 장치에 있어서, 터치 패널 외곽선에는 배면의 액정 패널 주변부의 광 누설을 차광하기 위해 차광막이 형성되고, 상기 액정 패널에는 흑색 표시시에 화면으로부터 광이 새는 것을 억제하기 위해, 및 서로 인접하는 컬러 레지스트끼리의 혼색을 억제하기 위해 블랙 매트릭스가 형성되어 있다.In recent years, with the development of mobile terminals, display devices such as touch panels and liquid crystal panels used outdoors or on vehicles are increasing. In the display device, a light-shielding film is formed on an outline of the touch panel to block light leakage from a peripheral portion of the liquid crystal panel on the rear surface, and the liquid crystal panel has a color adjacent to each other to prevent light leakage from the screen during black display. A black matrix is formed in order to suppress the mixing of the resists.

표시 장치 등에 있어서, 광 누설 등을 억제해서 상기 표시 장치 등의 화면의 시인성을 개선시키기 위해서, 차광막 중의 흑색 안료의 농도를 높게 하여 차광막의 차광성을 올리는(차광막의 광 투과성을 낮추는) 경우가 있다. 투명 기재나 경화성 수지의 굴절률과 비교해서 흑색 안료의 굴절률은 높기 때문에, 차광막 중의 흑색 안료 농도를 높여 가면, 투명 기재의 차광막이 형성된 면과는 반대의 면측으로부터 보았을 때의 반사율이 높아져 버린다. 그 때문에, 투명 기재 상에 형성한 차광막과 투명 기재의 계면에 있어서의 반사가 증가하고, 차광막 상에의 글레어나 컬러 필터 착색부와의 반사율의 차이에서 블랙 매트릭스 경계가 두드러지는 불량이 생긴다.In a display device, etc., in order to suppress light leakage and the like to improve the visibility of the screen of the display device, etc., the concentration of the black pigment in the light-shielding film is increased to increase the light-shielding property of the light-shielding film (lowering the light transmittance of the light-shielding film) in some cases . Since the refractive index of the black pigment is high compared to the refractive index of the transparent substrate or the curable resin, when the concentration of the black pigment in the light-shielding film is increased, the reflectance when viewed from the side opposite to the surface on which the light-shielding film of the transparent substrate is formed will increase. Therefore, reflection at the interface between the light shielding film formed on the transparent substrate and the transparent substrate increases, and a defect in which the black matrix boundary is prominent due to the difference in reflectance between the glare on the light shielding film and the color filter colored portion occurs.

이 때문에, 고차광성과 저반사율의 양방을 갖는 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 경화해서 이루어지는 차광막 및 컬러 필터가 요망되고 있다.For this reason, a photosensitive resin composition for black resists having both high light-shielding property and low reflectance, and a light-shielding film and color filter formed by curing the same are desired.

예를 들면, 특허문헌 1에서는 소수성의 실리카 미립자 및 특정 분산제(우레탄계 분산제)를 포함하는 것을 특징으로 하는 흑색 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다. 이것은 소수성 실리카 미립자 및 특정 분산제를 사용함으로써 고차광성 및 저반사율을 양립하는 블랙 매트릭스를 형성할 수 있다고 되어 있다.For example, Patent Document 1 discloses a black photosensitive resin composition comprising hydrophobic silica fine particles and a specific dispersant (urethane dispersant). It is said that by using hydrophobic silica fine particles and a specific dispersant, a black matrix having both high light-shielding property and low reflectance can be formed.

일본 특허 공개 2015-161815호 공보Japanese Patent Publication No. 2015-161815

그러나, 본 발명자들이 검토한 바, 특허문헌 1에 기재된 흑색 감광성 수지 조성물에서는 고차광성과 저반사율의 양방을 갖는 차광막을 얻을 수 없었다. 또한, 각종 표시 장치나 고체 촬상 소자 등의 센서용 차광막 등에 있어서, 장치 구성의 설계에 따라서는 유리 등의 투명 기재에 도포한 차광막의 투명 기재측의 반사율을 낮출 필요성이 있는 경우뿐만 아니라, 투명 기재와 접촉한 면과 반대측의 면(이하, 「도포 표면」이라고 함)의 반사율을 저감하는 것이 요구되는 경우도 나오고 있다.However, when the present inventors studied, in the black photosensitive resin composition described in Patent Document 1, a light-shielding film having both high light-shielding property and low reflectance could not be obtained. In addition, in various display devices and light-shielding films for sensors such as solid-state imaging devices, depending on the design of the device configuration, not only the case where it is necessary to lower the reflectance of the light-shielding film applied to a transparent substrate such as glass on the transparent substrate side, but also a transparent substrate In some cases, it is required to reduce the reflectivity of the surface in contact with the surface opposite to the surface (hereinafter referred to as "coating surface").

본 발명은 이러한 점을 감안하여 이루어진 것이고, 고차광성 및 저반사율을 갖는 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 경화해서 이루어지는 차광막 및 컬러 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention has been made in view of these points, and an object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for black resists having high light-shielding properties and low reflectivity, and a light-shielding film and a color filter formed by curing the same.

본 발명에 의한 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물은 (A) 불포화기 함유 감광성 수지와, (B) 적어도 2개의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 광중합성 모노머와, (C) 광중합 개시제와, (D) 흑색 안료, 혼색 안료 및 차광재로부터 선택되는 적어도 1종의 차광 성분과, (E) 실리카 입자를 포함하는 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물로서, 상기 (E)성분인 실리카 입자는 중공 입자이다.The photosensitive resin composition for a black resist according to the present invention comprises (A) an unsaturated group-containing photosensitive resin, (B) a photopolymerizable monomer having at least two ethylenically unsaturated bonds, (C) a photopolymerization initiator, and (D) a black pigment. , A photosensitive resin composition for black resists comprising at least one light-shielding component selected from a mixed color pigment and a light-shielding material, and (E) silica particles, wherein the silica particles as the component (E) are hollow particles.

본 발명에 의한 차광막은 상기 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물로 구성된다.The light shielding film according to the present invention is composed of the photosensitive resin composition for black resist.

본 발명에 의한 컬러 필터는 상기 차광막을 블랙 매트릭스로서 갖는다.The color filter according to the present invention has the light shielding film as a black matrix.

(발명의 효과)(Effects of the Invention)

본 발명에 의하면, 고차광성 및 저반사율을 갖는 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 사용한 차광막 및 컬러 필터를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 차광막은 투명 기재 상에 형성한 경우에, 투명 기재측의 저반사화뿐만 아니라, 차광막의 도포 표면측의 저반사화의 실현에도 기여할 수 있는 것이다.ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the photosensitive resin composition for black resist which has high light-shielding property and low reflectance, and a light-shielding film and a color filter using the same can be provided. Further, when the light-shielding film of the present invention is formed on a transparent substrate, it can contribute not only to low reflection on the transparent substrate side, but also to realize low reflection on the coated surface side of the light shielding film.

이하, 본 발명에 대해서 상세하게 설명한다. 본 발명의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물(이하, 감광성 수지 조성물이라고 약칭함)은 (A)∼(E)성분을 함유한다. 이하, (A)∼(E)성분에 대해서 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail. The photosensitive resin composition for black resists of the present invention (hereinafter, abbreviated as photosensitive resin composition) contains components (A) to (E). Hereinafter, (A)-(E) components are demonstrated.

((A)성분)((A) component)

(A)성분인 불포화기 함유 감광성 수지는 1분자 중에 중합성 불포화기와, 알칼리 가용성을 발현하기 위한 산성기를 갖고 있는 것이 바람직하고, 중합성 불포화기와 카르복시기의 양방을 함유하고 있는 것이 보다 바람직하다. 상기 수지이면, 특별히 한정되지 않고, 널리 사용할 수 있다.(A) It is preferable that the unsaturated group-containing photosensitive resin as a component has a polymerizable unsaturated group and an acidic group for expressing alkali solubility in one molecule, and more preferably contains both a polymerizable unsaturated group and a carboxyl group. If it is the said resin, it does not specifically limit and can be used widely.

상기 불포화기 함유 감광성 수지의 예에는 비스페놀류로부터 유도되는 2개의 글리시딜에테르기를 갖는 에폭시 화합물(이하, 「일반식(1)으로 나타내어지는 비스페놀형 에폭시 화합물」이라고 함)에, (메타)아크릴산을 반응시켜 얻어진 히드록시기를 갖는 화합물에 다염기 카르복실산 또는 그 무수물을 반응시켜 얻어지는 에폭시(메타)아크릴레이트 산부가물이 있다. 비스페놀류로부터 유도되는 에폭시 화합물이란 비스페놀류와 에피할로히드린을 반응시켜 얻어지는 에폭시 화합물 또는 이것과 동등물을 의미한다. 또한, 「(메타)아크릴산」이란 아크릴산 및 메타크릴산의 총칭이며, 이들의 일방 또는 양방을 의미한다.Examples of the unsaturated group-containing photosensitive resin include an epoxy compound having two glycidyl ether groups derived from bisphenols (hereinafter referred to as ``bisphenol type epoxy compound represented by general formula (1)''), (meth)acrylic acid. There is an epoxy (meth) acrylate acid adduct obtained by reacting a polybasic carboxylic acid or an anhydride thereof with a compound having a hydroxy group obtained by reacting. The epoxy compound derived from bisphenols means an epoxy compound obtained by reacting bisphenols with epihalohydrin, or an equivalent thereof. In addition, "(meth)acrylic acid" is a generic term of acrylic acid and methacrylic acid, and it means one or both of these.

(A)성분인 불포화기 함유 감광성 수지는 일반식(1)으로 나타내어지는 비스페놀형 에폭시 화합물인 것이 바람직하다.(A) It is preferable that the unsaturated group-containing photosensitive resin which is a component is a bisphenol type epoxy compound represented by General formula (1).

Figure pat00001
Figure pat00001

(식(1) 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1∼5개의 알킬기 또는 할로겐원자 중 어느 하나이며, X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-, 식(2)으로 나타내어지는 플루오렌-9,9-디일기 또는 단결합이며, l은 0∼10의 정수이다)(In formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, and X is -CO-, -SO 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -Si(CH 3 ) 2 -, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -O-, fluorene-9,9- represented by formula (2) It is a diyl group or a single bond, and l is an integer of 0-10)

Figure pat00002
Figure pat00002

일반식(1)으로 나타내어지는 비스페놀형 에폭시 화합물은 비스페놀류와 에피클로로히드린을 반응시켜 얻어지는 2개의 글리시딜에테르기를 갖는 에폭시 화합물이다. 이 반응시에는 일반적으로 디글리시딜에테르 화합물의 올리고머화를 수반하기 때문에, 비스페놀 골격을 2개 이상 포함하는 에폭시 화합물을 포함하고 있다.The bisphenol-type epoxy compound represented by the general formula (1) is an epoxy compound having two glycidyl ether groups obtained by reacting bisphenols with epichlorohydrin. Since this reaction generally involves oligomerization of a diglycidyl ether compound, an epoxy compound containing two or more bisphenol skeletons is contained.

이 반응에 사용되는 비스페놀류의 예에는 비스(4-히드록시페닐)케톤, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)케톤, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)케톤, 비스(4-히드록시페닐)술폰, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)술폰, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)술폰, 비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)메탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)에테르, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-플루오로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메톡시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)플루오렌, 4,4'-비페놀, 3,3'-비페놀 등이 포함된다. 이 중에서도, 플루오렌-9,9-디일기를 갖는 비스페놀류가 바람직하다.Examples of bisphenols used in this reaction include bis(4-hydroxyphenyl)ketone, bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ketone, and bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) Ketone, bis(4-hydroxyphenyl)sulfone, bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)sulfone, bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)sulfone, bis(4-hydroxyl) Phenyl)hexafluoropropane, bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)hexafluoropropane, bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)hexafluoropropane, bis(4-hydroxyl) Hydroxyphenyl)dimethylsilane, bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)dimethylsilane, bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)dimethylsilane, bis(4-hydroxyphenyl)methane, Bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)methane, bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)propane, 2, 2-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3 -Methylphenyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)propane, bis(4-hydroxyphenyl)ether, bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)ether, bis (4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl) ether, 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene, 9, 9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3- Fluorophenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene, 9, 9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene, 9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene, 4,4'-biphenol, 3,3'-biphenol, etc. are included. Among these, bisphenols having a fluorene-9,9-diyl group are preferable.

또한, 이러한 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시켜 얻어진 에폭시 (메타)아크릴레이트 분자 중의 히드록시기를 반응시키는 (a) 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 쇄식 탄화수소 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물, 지환식 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물, 방향족 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등이 포함된다. 여기에서, 쇄식 탄화수소 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 숙신산, 아세틸숙신산, 말레산, 아디프산, 이타콘산, 아젤라산, 시트라말산, 말론산, 글루타르산, 시트르산, 주석산, 옥소글루타르산, 피멜산, 세바신산, 수베르산, 디글리콜산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등이 포함된다. 또한, 지환식 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 시클로부탄 디카르복실산, 시클로펜탄 디카르복실산, 헥사히드로프탈산, 테트라히드로프탈산, 노르보르난 디카르복실산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등도 포함된다. 또한, 방향족 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물이 포함된다.In addition, examples of the acid monoanhydride of (a) dicarboxylic acid or tricarboxylic acid in which a hydroxy group in the epoxy (meth)acrylate molecule obtained by reacting such an epoxy compound with (meth)acrylic acid is reacted include chain hydrocarbon dicarboxylic acid. Acid monohydrides of acids or tricarboxylic acids, acid monohydrides of alicyclic dicarboxylic acids or tricarboxylic acids, acid monohydrides of aromatic dicarboxylic acids or tricarboxylic acids, and the like. Here, examples of the acid anhydride of a chain hydrocarbon dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include succinic acid, acetylsuccinic acid, maleic acid, adipic acid, itaconic acid, azelaic acid, citramalic acid, malonic acid, glutaric acid, Acid monohydrides such as citric acid, tartaric acid, oxoglutaric acid, pimelic acid, sebacic acid, suberic acid, and diglycolic acid are included. Further, an acid monohydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent group has been introduced is included. In addition, examples of the acid anhydride of alicyclic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include cyclobutane dicarboxylic acid, cyclopentane dicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, norbornane dicarboxylic acid, etc. Contains acid 1 anhydride of. Further, an acid monoanhydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent group has been introduced is also included. Further, examples of the acid monohydride of an aromatic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include acid monohydrides such as phthalic acid, isophthalic acid, and trimellitic acid. Further, an acid monoanhydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent is introduced is included.

또한, 이러한 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산을 반응시켜 얻어진 에폭시 (메타)아크릴레이트 분자 중의 히드록시기와 반응시키는 (a) 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 쇄식 탄화수소 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물, 지환식 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물, 방향족 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등이 포함된다. 여기에서, 쇄식 탄화수소 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 숙신산, 아세틸숙신산, 말레산, 아디프산, 이타콘산, 아젤라산, 시트라말산, 말론산, 글루타르산, 시트르산, 주석산, 옥소글루타르산, 피멜산, 세바신산, 수베르산, 디글리콜산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등이 포함된다. 또한, 지환식 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 시클로부탄 디카르복실산, 시클로펜탄 디카르복실산, 헥사히드로프탈산, 테트라히드로프탈산, 노르보르난 디카르복실산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물 등도 포함된다. 또한, 방향족 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물의 예에는 프탈산, 이소프탈산, 트리멜리트산 등의 산 1무수물이 포함된다. 또한, 임의의 치환기가 도입된 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산 1무수물이 포함된다.In addition, examples of the acid anhydride of (a) dicarboxylic acid or tricarboxylic acid reacting with a hydroxyl group in the epoxy (meth)acrylate molecule obtained by reacting such an epoxy compound with (meth)acrylic acid include chain hydrocarbon dicarboxylic acid Acid monohydrides of acids or tricarboxylic acids, acid monohydrides of alicyclic dicarboxylic acids or tricarboxylic acids, acid monohydrides of aromatic dicarboxylic acids or tricarboxylic acids, and the like. Here, examples of the acid anhydride of a chain hydrocarbon dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include succinic acid, acetylsuccinic acid, maleic acid, adipic acid, itaconic acid, azelaic acid, citramalic acid, malonic acid, glutaric acid, Acid monohydrides such as citric acid, tartaric acid, oxoglutaric acid, pimelic acid, sebacic acid, suberic acid, and diglycolic acid are included. Further, an acid monohydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent group has been introduced is included. In addition, examples of the acid anhydride of alicyclic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include cyclobutane dicarboxylic acid, cyclopentane dicarboxylic acid, hexahydrophthalic acid, tetrahydrophthalic acid, norbornane dicarboxylic acid, etc. Contains acid 1 anhydride of. Further, an acid monoanhydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent group has been introduced is also included. Further, examples of the acid monohydride of an aromatic dicarboxylic acid or tricarboxylic acid include acid monohydrides such as phthalic acid, isophthalic acid, and trimellitic acid. Further, an acid monoanhydride of a dicarboxylic acid or tricarboxylic acid into which an arbitrary substituent is introduced is included.

에폭시 (메타)아크릴레이트에 반응시키는 (a) 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 산무수물과 (b) 테트라카르복실산의 산 2무수물의 몰비 (a)/(b)는 0.01∼10.0인 것이 바람직하고, 0.02 이상 3.0 미만인 것이 보다 바람직하다. 몰비 (a)/(b)가 상기 범위를 벗어나면, 양호한 광 패터닝성을 갖는 감광성 수지 조성물로 하기 위한 최적 분자량을 얻을 수 없기 때문에 바람직하지 않다. 또한, 몰비 (a)/(b)가 작을수록 분자량은 커지고, 알칼리 용해성은 저하하는 경향이 있다.The molar ratio of (a) dicarboxylic acid or tricarboxylic acid anhydride and (b) tetracarboxylic acid dianhydride reacted with epoxy (meth)acrylate (a)/(b) is 0.01 to 10.0. It is preferable, and it is more preferable that it is 0.02 or more and less than 3.0. If the molar ratio (a)/(b) is out of the above range, it is not preferable because the optimum molecular weight for obtaining a photosensitive resin composition having good light patterning property cannot be obtained. Further, the smaller the molar ratio (a)/(b) is, the higher the molecular weight and the alkali solubility tends to decrease.

또한, 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산의 반응, 및 이 반응에서 얻어진 에폭시 (메타)아크릴레이트와 다염기산 또는 그 산무수물의 반응은 특별히 한정되지 않고, 공지의 방법을 채용할 수 있다. 또한, 상기 반응에서 합성되는 불포화기 함유 감광성 수지는 그 중량 평균 분자량(Mw)은 2000∼10000이 바람직하고, 산가는 30∼200mg/KOH인 것이 바람직하다.In addition, the reaction of the epoxy compound and (meth)acrylic acid, and the reaction of the epoxy (meth)acrylate obtained in this reaction with the polybasic acid or its acid anhydride is not particularly limited, and a known method can be employed. In addition, the unsaturated group-containing photosensitive resin synthesized in the above reaction preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 2000 to 10000, and an acid value of 30 to 200 mg/KOH.

(A)성분인 불포화기 함유 감광성 수지로서 바람직한 수지의 다른 예에는 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 에스테르 등의 공중합체로서, (메타)아크릴로일기 및 카르복시기를 갖는 수지가 포함된다. 상기 수지의 예에는 글리시딜 (메타)아크릴레이트를 포함하는 (메타)아크릴산 에스테르류를 용제 중에서 공중합시켜 얻어진 공중합체에 (메타)아크릴산을 반응시키고, 최후에 디카르복실산 또는 트리카르복실산의 무수물을 반응시켜 얻어지는 중합성 불포화기 함유 알칼리 가용성 수지가 포함된다. 상기 공중합체는 일본 특허 공개 2014-111722호 공보에 나타내고 있는, 양단의 수산기를 (메타)아크릴산으로 에스테르화된 디에스테르 글리세롤에 유래하는 반복 단위 20∼90mol%, 및 이것과 공중합가능한 1종 이상의 중합성 불포화 화합물에 유래하는 반복 단위 10∼80mol%로 구성되고, 수 평균 분자량(Mn)이 2000∼20000 또는 산가가 35∼120㎎KOH/g인 공중합체, 및 일본 특허 공개 2018-141968호 공보에 나타내고 있는, (메타)아크릴산 에스테르 화합물에 유래하는 유닛과, (메타)아크릴로일기 및 디 또는 트리카르복실산 잔기를 갖는 유닛을 포함하는, 중량 평균 분자량(Mw) 3000∼50000, 산가 30∼200mg/KOH인 중합체인 중합성 불포화기 함유 알칼리 가용성 수지를 참고할 수 있다.Other examples of resins preferred as the unsaturated group-containing photosensitive resin as the component (A) include resins having a (meth)acryloyl group and a carboxyl group as a copolymer such as (meth)acrylic acid and (meth)acrylic acid ester. Examples of the resin include reacting (meth)acrylic acid to a copolymer obtained by copolymerizing (meth)acrylic acid esters containing glycidyl (meth)acrylate in a solvent, and finally dicarboxylic acid or tricarboxylic acid An alkali-soluble resin containing a polymerizable unsaturated group obtained by reacting an anhydride of The copolymer is 20 to 90 mol% of repeating units derived from diester glycerol esterified with (meth)acrylic acid, as shown in Japanese Patent Laid-Open No. 2014-111722, and one or more polymerizations copolymerizable therewith. A copolymer composed of 10 to 80 mol% of repeating units derived from a sexually unsaturated compound and having a number average molecular weight (Mn) of 2000 to 20,000 or an acid value of 35 to 120 mgKOH/g, and Japanese Patent Laid-Open No. 2018-141968 A weight average molecular weight (Mw) of 3000 to 500,000, an acid value of 30 to 200 mg, including a unit derived from the represented (meth)acrylic acid ester compound and a unit having a (meth)acryloyl group and a di or tricarboxylic acid residue An alkali-soluble resin containing a polymerizable unsaturated group, which is a /KOH polymer, can be referred to.

(A)성분의 불포화기 함유 감광성 수지에 대해서는 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.About the photosensitive resin containing an unsaturated group of (A) component, only 1 type may be used individually, and 2 or more types may be used together.

((B)성분)((B) component)

(B)성분에 있어서의 적어도 2개의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 광중합성 모노머의 예에는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 테트라메틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 글리세롤 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 글리세롤 트리(메타)아크릴레이트, 소르비톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 소르비톨 헥사(메타)아크릴레이트, 포스파젠의 알킬렌 옥사이드 변성 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산 에스테르류, 에틸렌성 이중결합을 갖는 화합물로서 (메타)아크릴기를 갖는 수지상 폴리머 등이 포함된다. 이들의 모노머의 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다. 또한, 상기 적어도 2개의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 광중합성 모노머는 함유 알칼리 가용성 수지의 분자끼리를 가교하는 역할을 할 수 있는 것이며, 이 기능을 발휘시키기 위해서는 광중합성기를 3개 이상 갖는 것을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 모노머의 분자량을 1분자 중의 (메타)아크릴기의 수로 나눈 아크릴 당량이 50∼300인 것이 바람직하고, 아크릴 당량은 80∼200인 것이 보다 바람직하다. 또한, (B)성분은 유리의 카르복시기를 갖지 않는다.Examples of the photopolymerizable monomer having at least two ethylenically unsaturated bonds in the component (B) include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, and triethylene glycol di(meth)acrylate. , Tetraethylene glycol di(meth)acrylate, tetramethylene glycol di(meth)acrylate, glycerol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, trimethylolethane tri(meth)acrylate, penta Erythritol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tetra(meth)acrylate, glycerol tri(meth)acrylate, sorbitol penta(meth)acrylate Rate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, sorbitol hexa(meth)acrylate, alkylene oxide modified hexa(meth)acrylate of phosphazene, caprolactone modified dipentaerythritol (Meth)acrylic acid esters such as hexa(meth)acrylate, and resinous polymers having a (meth)acrylic group as a compound having an ethylenic double bond are included. Only one type of these monomers may be used alone, or two or more types may be used in combination. In addition, the photopolymerizable monomer having at least two ethylenically unsaturated bonds can serve to crosslink the molecules of the alkali-soluble resin containing, and in order to exhibit this function, it is recommended to use a photopolymerizable monomer having 3 or more photopolymerizable groups desirable. In addition, the acrylic equivalent obtained by dividing the molecular weight of the monomer by the number of (meth)acrylic groups in one molecule is preferably 50 to 300, and more preferably 80 to 200. In addition, (B) component does not have a free carboxyl group.

(B)성분으로서 조성물에 포함시킬 수 있는 에틸렌성 이중결합을 갖는 화합물로서 (메타)아크릴로일기를 갖는 수지상 폴리머의 예에는 다관능 (메타)아크릴레이트의 (메타)아크릴로일기 중의 탄소-탄소 이중결합의 일부에 다가 메르캅토 화합물을 부가해서 얻어지는 수지상 폴리머를 예시할 수 있다. 구체적으로는, 일반식(3)으로 나타내어지는 다관능 (메타)아크릴레이트의 (메타)아크릴로일기와 일반식(4)으로 나타내어지는 다가 메르캅토 화합물을 반응시켜 얻어지는 수지상 폴리머 등이 포함된다.Examples of the resinous polymer having a (meth)acryloyl group as a compound having an ethylenic double bond that can be included in the composition as a component (B) include carbon-carbon in the (meth)acryloyl group of a polyfunctional (meth)acrylate. A dendritic polymer obtained by adding a polyvalent mercapto compound to a part of a double bond can be illustrated. Specifically, a resinous polymer obtained by reacting a (meth)acryloyl group of a polyfunctional (meth)acrylate represented by the general formula (3) with a polyvalent mercapto compound represented by the general formula (4), etc. are included.

Figure pat00003
Figure pat00003

(식(3) 중, R5는 수소원자 또는 메틸기이며, R6은 R7(OH)k의 k개의 히드록시기의 내 n개의 히드록시기를 식 중의 에스테르 결합에 공여한 나머지 부분이다. 바람직한 R7(OH)k로서는 탄소수 2∼8개의 비방향족의 직쇄 또는 분기쇄의 탄화수소 골격에 근거하는 다가 알코올이거나, 상기 다가 알코올의 복수 분자가 알코올의 탈수 축합에 의해 에테르 결합을 통해서 연결해서 이루어지는 다가 알코올 에테르이거나, 또는 이들의 다가 알코올 또는 다가 알코올 에테르와 히드록시산의 에스테르이다. k 및 n은 독립적으로 2∼20의 정수를 나타내지만, k≥n이다)(In formula (3), R 5 is a hydrogen atom or a methyl group, and R 6 is the remainder of the n hydroxy groups in the k hydroxy groups of R 7 (OH) k donated to the ester bond in the formula. Preferred R 7 ( OH)k is a polyhydric alcohol based on a non-aromatic linear or branched hydrocarbon skeleton having 2 to 8 carbon atoms, or a polyhydric alcohol ether formed by linking a plurality of molecules of the polyhydric alcohol through an ether bond by dehydration and condensation of the alcohol. , Or an ester of a polyhydric alcohol or a polyhydric alcohol ether thereof and a hydroxy acid, k and n independently represent an integer of 2 to 20, but k≥n.)

Figure pat00004
Figure pat00004

(식(4) 중, R8은 단결합 또는 2∼6가의 C1∼C6의 탄화수소기이며, m은 R8이 단결합일 때에는 2이며, R8이 2∼6가의 기일 때는 2∼6의 정수이다)(Formula (4) of, R 8 represents a single bond or a hydrocarbon group of 2 to 6-valent C1~C6, m is 2 when R 8 is unity sum, R 8 is 2 to 6 valent when date integer from 2 to 6 to be)

일반식(3)으로 나타내어지는 다관능 (메타)아크릴레이트의 예에는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥사이드 변성 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 등의 (메타)아크릴산 에스테르가 포함된다. 이들의 화합물은 그 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.Examples of the polyfunctional (meth)acrylate represented by the general formula (3) include ethylene glycol di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, and ethylene oxide modified Trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol di(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, caprolactone (Meth)acrylic acid esters such as modified pentaerythritol tri(meth)acrylate are included. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

일반식(4)으로 나타내어지는 다가 메르캅토 화합물의 예에는 트리메틸올프로판 트리(메르캅토아세테이트), 트리메틸올프로판 트리(메르캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨 테트라(메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨 트리(메르캅토아세테이트), 펜타에리스리톨 테트라(메르캅토프로피오네이트), 디펜타에리스리톨 헥사(메르캅토아세테이트), 디펜타에리스리톨 헥사(메르캅토프로피오네이트) 등이 포함된다. 이들의 화합물은 그 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.Examples of the polyhydric mercapto compound represented by the general formula (4) include trimethylolpropane tri (mercaptoacetate), trimethylolpropane tri (mercaptopropionate), pentaerythritol tetra (mercaptoacetate), pentaerythritol tri ( Mercaptoacetate), pentaerythritol tetra (mercaptopropionate), dipentaerythritol hexa (mercaptoacetate), dipentaerythritol hexa (mercaptopropionate), and the like. These compounds may be used alone or in combination of two or more.

(A)성분과 (B)성분의 배합 비율은 중량비 (A)/(B)로, 30/70∼90/10인 것이 바람직하고, 60/40∼80/20인 것이 보다 바람직하다. (A)성분의 배합 비율이 30/70 이상이면, 광경화 후의 경화물이 물러지기 어렵고, 또한 미노광부에 있어서 도막의 산가가 낮아지기 어렵기 때문에 알칼리 현상액에 대한 용해성의 저하를 억제할 수 있다. 따라서, 패턴 에지가 거칠어지는 것이나, 샤프하게 되지 않는다는 불량이 생기기 어렵다. 또한, (A)성분의 배합 비율이 90/10 이하이면, 수지에 차지하는 광반응성 관능기의 비율이 충분하므로, 소망하는 가교 구조의 형성을 행할 수 있다. 또한, 수지 성분에 있어서의 산가도가 너무 높지 않으므로, 노광부에 있어서의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 높아지기 어려움으로써, 형성된 패턴이 목표로 하는 선폭보다 가늘어지는 것이나, 패턴의 결핍을 억제할 수 있다.The blending ratio of the component (A) and the component (B) is a weight ratio (A)/(B), preferably 30/70 to 90/10, and more preferably 60/40 to 80/20. If the blending ratio of the component (A) is 30/70 or more, the cured product after photocuring is difficult to soften, and the acid value of the coating film is less likely to be lowered in the unexposed portion, so that a decrease in solubility in an alkali developer can be suppressed. Therefore, it is difficult to produce a defect that the pattern edge becomes rough or does not become sharp. In addition, if the blending ratio of the component (A) is 90/10 or less, the ratio of the photoreactive functional group to the resin is sufficient, so that a desired crosslinked structure can be formed. In addition, since the acid value in the resin component is not too high, the solubility in the alkali developer in the exposed portion is difficult to increase, so that the formed pattern becomes thinner than the target line width or lack of the pattern can be suppressed.

((C)성분)((C) ingredient)

(C) 광중합 개시제의 예에는 아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, p-디메틸아세토페논, p-디메틸아미노프로피오페논, 디클로로아세토페논, 트리클로로아세토페논, p-tert-부틸아세토페논 등의 아세토페논류, 벤조페논, 2-클로로벤조페논, p,p'-비스디메틸아미노벤조페논 등의 벤조페논류; 벤질, 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르 등의 벤조인 에테르류; 2-(o-클로로페닐)-4,5-페닐비이미다졸, 2-(o-클로로페닐)-4,5-디(m-메톡시페닐)비이미다졸, 2-(o-플루오로페닐)-4,5-디페닐비이미다졸, 2-(o-메톡시페닐)-4,5-디페닐비이미다졸, 2,4,5-트리아릴비이미다졸 등의 비이미다졸계 화합물류; 2-트리클로로메틸-5-스티릴-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(p-시아노스티릴)-1,3,4-옥사디아졸, 2-트리클로로메틸-5-(p-메톡시스티릴)-1,3,4-옥사디아졸 등의 할로메틸티아졸 화합물류; 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-클로로페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(3,4,5-트리메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진, 2-(4-메틸티오스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 등의 할로메틸-S-트리아진계 화합물류; 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐]-, 2-(O-벤조일옥심), 1-(4-페닐술파닐페닐)부탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-메틸술파닐페닐)부탄-1,2-디온-2-옥심-O-아세테이트, 1-(4-메틸술파닐페닐)부탄-1-온 옥심-O-아세테이트, 4-에톡시-2-메틸페닐-9-에틸-6-니트로-9H-카르바졸-3-일-O-아세틸옥심 등의 O-아실옥심계 화합물류; 벤질디메틸케탈, 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤 등의 황 화합물; 2-에틸안트라퀴논, 옥타메틸안트라퀴논, 1,2-벤즈안트라퀴논, 2,3-디페닐안트라퀴논 등의 안트라퀴논류; 아조비스이소부틸로니트릴, 벤조일퍼옥사이드, 쿠멘퍼옥사이드 등의 유기 과산화물; 2-메르캅토벤조이미다졸, 2-메르캅토벤조옥사졸, 2-메르캅토벤조티아졸 등의 티올 화합물, 트리에탄올아민, 트리에틸아민 등의 제3급 아민 등이 포함된다. 이들의 광중합 개시제는 그 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.(C) Examples of the photopolymerization initiator include acetophenone, 2,2-diethoxyacetophenone, p-dimethylacetophenone, p-dimethylaminopropiophenone, dichloroacetophenone, trichloroacetophenone, p-tert-butylacetophenone. Benzophenones such as acetophenones, benzophenone, 2-chlorobenzophenone, and p,p'-bisdimethylaminobenzophenone; Benzoin ethers such as benzyl, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin isopropyl ether, and benzoin isobutyl ether; 2-(o-chlorophenyl)-4,5-phenylbiimidazole, 2-(o-chlorophenyl)-4,5-di(m-methoxyphenyl)biimidazole, 2-(o-fluoro Biimidazoles such as phenyl)-4,5-diphenylbiimidazole, 2-(o-methoxyphenyl)-4,5-diphenylbiimidazole, and 2,4,5-triarylbiimidazole Compounds; 2-trichloromethyl-5-styryl-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloromethyl-5-(p-cyanostyryl)-1,3,4-oxadiazole, 2-trichloro Halomethylthiazole compounds such as romethyl-5-(p-methoxystyryl)-1,3,4-oxadiazole; 2,4,6-tris(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-methyl-4,6-bis(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-phenyl- 4,6-bis(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-(4-chlorophenyl)-4,6-bis(trichloromethyl-1,3,5-triazine, 2- (4-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-(4-methoxynaphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)- 1,3,5-triazine, 2-(4-methoxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-(3,4,5-tri Methoxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-1,3,5-triazine, 2-(4-methylthiostyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-1, Halomethyl-S-triazine compounds such as 3,5-triazine; 1,2-octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime), 1-( 4-phenylsulfanylphenyl)butane-1,2-dione-2-oxime-O-benzoate, 1-(4-methylsulfanylphenyl)butane-1,2-dione-2-oxime-O-acetate, 1-(4-methylsulfanylphenyl)butan-1-one oxime-O-acetate, 4-ethoxy-2-methylphenyl-9-ethyl-6-nitro-9H-carbazol-3-yl-O-acetyl O-acyloxime compounds such as oxime; benzyl dimethyl ketal, thioxanthone, 2-chloro thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2-methyl thioxanthone, 2-isopropyl thioxanthone Sulfur compounds such as 2-ethylanthraquinone, octamethylanthraquinone, 1,2-benzanthraquinone, and 2,3-diphenylanthraquinone; anthraquinones such as azobisisobutylonitrile, benzoyl peroxide, and Organic peroxides such as menperoxide; Thiol compounds such as 2-mercaptobenzoimidazole, 2-mercaptobenzooxazole, and 2-mercaptobenzothiazole, tertiary amines such as triethanolamine and triethylamine, etc. These photopolymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.

특히, 착색제를 포함하는 감광성 수지 조성물로 하는 경우에는 O-아실옥심계 화합물류(케토옥심을 포함함)를 사용하는 것이 바람직하다. 바람직하게 사용할 수 있는 화합물군의 예로서는 일반식(5) 및 일반식(6)으로 나타내어지는 O-아실옥심계 광중합 개시제가 있다. 이들의 화합물군 중에 있어서도, 착색제를 고안료 농도로로 사용하는 경우 및 차광막 패턴을 형성하는 경우에는 365㎚에 있어서의 몰흡광계수가 10000 이상인 O-아실옥심계 광중합 개시제를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명에서 말하는 「광중합 개시제」란 증감제를 포함하는 의미로 사용된다.In particular, in the case of a photosensitive resin composition containing a colorant, it is preferable to use O-acyloxime compounds (including ketooxime). Examples of the group of compounds that can be preferably used include O-acyloxime photopolymerization initiators represented by the general formulas (5) and (6). Also in these compound groups, when using a coloring agent at a high concentration of a colorant and when forming a light shielding film pattern, it is preferable to use an O-acyloxime-based photopolymerization initiator having a molar absorption coefficient of 10000 or more at 365 nm. In addition, the "photoinitiator" as used in the present invention is used in the sense including a sensitizer.

Figure pat00005
Figure pat00005

(식(5) 중, R9, R10은 각각 독립적으로 C1∼C15의 알킬기, C6∼C18의 아릴기, C7∼C20의 아릴알킬기 또는 C4∼C12의 복소환기를 나타내고, R11은 C1∼C15의 알킬기, C6∼C18의 아릴기, C7∼C20의 아릴알킬기를 나타낸다. 여기에서, 알킬기 및 아릴기는 C1∼C10의 알킬기, C1∼C10의 알콕시기, C1∼C10의 알카노일기, 할로겐으로 치환되어 있어도 좋고, 알킬렌 부분은 불포화 결합, 에테르 결합, 티오에테르 결합, 에스테르 결합을 포함하고 있어도 좋다. 또한, 알킬기는 직쇄, 분기, 또는 환상 중 어느 하나의 알킬기이어도 좋다)(In formula (5), R 9 and R 10 each independently represent a C1 to C15 alkyl group, a C6 to C18 aryl group, a C7 to C20 arylalkyl group or a C4 to C12 heterocyclic group, and R 11 is C1 to Represents a C15 alkyl group, a C6 to C18 aryl group, and a C7 to C20 arylalkyl group, wherein the alkyl group and aryl group are C1 to C10 alkyl groups, C1 to C10 alkoxy groups, C1 to C10 alkanoyl groups, and halogens. It may be substituted, and the alkylene moiety may contain an unsaturated bond, an ether bond, a thioether bond, or an ester bond, and the alkyl group may be a linear, branched, or cyclic alkyl group.)

Figure pat00006
Figure pat00006

(식(6) 중, R12 및 R13은 각각 독립적으로 탄소수 1∼10개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기이거나, 탄소수 4∼10개의 시클로알킬기, 시클로알킬알킬기 또는 알킬시클로알킬기이거나, 또는 탄소수 1∼6개의 알킬기로 치환되어 있어도 좋은 페닐기이다. R14는 각각 독립적으로 탄소수 2∼10개의 직쇄상 또는 분기상의 알킬기 또는 알케닐기이며, 상기 알킬기 또는 알케닐기 중의 -CH2-기의 일부가 -O-기로 치환되어 있어도 좋다. 또한, 이들 R12∼R14의 기 중의 수소원자의 일부가 할로겐원자로 치환되어 있어도 좋다)(In formula (6), R 12 and R 13 are each independently a linear or branched alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 4 to 10 carbon atoms, a cycloalkylalkyl group, or an alkylcycloalkyl group, or 1 to carbon atoms. It is a phenyl group which may be substituted with 6 alkyl groups, R 14 is each independently a linear or branched alkyl group or alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and a part of the -CH 2 -group in the alkyl group or alkenyl group is -O- It may be substituted with a group. In addition, some of the hydrogen atoms in the groups of R 12 to R 14 may be substituted with a halogen atom.)

(C)성분의 광중합 개시제의 사용량은 (A) 및 (B)의 각 성분의 합계 100중량부를 기준으로서 3∼30중량부인 것이 바람직하고, 5∼20중량부인 것이 보다 바람직하다. (C)성분의 배합 비율이 3중량부 이상인 경우에는 감도가 양호하고, 충분한 광중합의 속도를 가질 수 있다. (C)성분의 배합 비율이 30중량부 이하인 경우에는 적당한 감도를 가질 수 있으므로, 소망하는 패턴 선폭 및 소망하는 패턴 에지를 얻을 수 있다.The amount of the photopolymerization initiator used as the component (C) is preferably 3 to 30 parts by weight, and more preferably 5 to 20 parts by weight, based on 100 parts by weight of the total of the components (A) and (B). When the blending ratio of the component (C) is 3 parts by weight or more, the sensitivity is good and the speed of photopolymerization can be sufficient. When the blending ratio of the component (C) is 30 parts by weight or less, since it can have an appropriate sensitivity, a desired pattern line width and a desired pattern edge can be obtained.

((D)성분)((D) component)

본 발명에서 사용할 수 있는 (D)성분의 흑색 안료, 혼색 유기 안료 및 차광 재 등의 차광 성분은 1∼1000㎚의 평균 입경(레이저 회절·산란법 입경 분포계 또는 동적 광산란법 입경 분포계 측정된 평균 입경)에서 분산된 것이면, 공지의 차광 성분을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.The light-shielding components such as black pigment, mixed color organic pigment, and light-shielding material of the component (D) that can be used in the present invention have an average particle diameter of 1 to 1000 nm (a laser diffraction/scattering method particle size distribution meter or a dynamic light scattering method particle size distribution meter). Average particle diameter), a known light-shielding component can be used without particular limitation.

(D)성분의 흑색 안료의 예에는 페릴렌 블랙, 시아닌 블랙, 아닐린 블랙, 락탐 블랙, 카본 블랙, 티타늄 블랙 등이 포함된다.Examples of the black pigment of the component (D) include perylene black, cyanine black, aniline black, lactam black, carbon black, titanium black, and the like.

(D)성분의 혼색 유기 안료의 예에는 아조 안료, 축합 아조 안료, 아조메틴 안료, 프탈로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 디옥사진 안료, 스렌 안료, 페릴렌 안료, 페리논 안료, 퀴노프탈론 안료, 디케토피롤로피롤 안료, 티오인디고 안료 등의 유기 안료로부터 선택되는 적어도 2색이 혼합된 안료가 포함된다.Examples of the mixed color organic pigment of the component (D) include azo pigments, condensed azo pigments, azomethine pigments, phthalocyanine pigments, quinacridone pigments, isoindolinone pigments, isoindolin pigments, dioxazine pigments, sren pigments, perylenes Pigments in which at least two colors are mixed selected from organic pigments such as pigments, perinone pigments, quinophthalone pigments, diketopyrrolopyrrole pigments, and thioindigo pigments are included.

상기 (D)성분은 목적으로 하는 감광성 수지 조성물의 기능에 따라, 그 1종류만을 단독으로 사용해도 좋고, 2종류 이상을 병용해도 좋다.The component (D) may be used alone or in combination of two or more depending on the function of the target photosensitive resin composition.

또한, (D)성분으로서 혼색 유기 안료를 사용하는 경우에 사용가능한 유기 안료의 예에는 컬러인덱스명으로 이하의 넘버의 것이 포함되지만, 이것에 한정되지 않는다.In addition, in the case of using a mixed color organic pigment as the (D) component, examples of the organic pigments usable include those of the following numbers as a color index name, but are not limited thereto.

피그먼트·레드 2, 3, 4, 5, 9, 12, 14, 22, 23, 31, 38, 112, 122, 144, 146, 147, 149, 166, 168, 170, 175, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 188, 202, 207, 208, 209, 210, 213, 214, 220, 221, 242, 247, 253, 254, 255, 256, 257, 262, 264, 266, 272, 279 등Pigment red 2, 3, 4, 5, 9, 12, 14, 22, 23, 31, 38, 112, 122, 144, 146, 147, 149, 166, 168, 170, 175, 176, 177, 178, 179, 184, 185, 187, 188, 202, 207, 208, 209, 210, 213, 214, 220, 221, 242, 247, 253, 254, 255, 256, 257, 262, 264, 266, 272, 279, etc.

피그먼트·오렌지 5, 13, 16, 34, 36, 38, 43, 61, 62, 64, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 81 등Pigment orange 5, 13, 16, 34, 36, 38, 43, 61, 62, 64, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 81, etc.

피그먼트·옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 55, 73, 74, 81, 83, 93, 95, 97, 109, 110, 111, 117, 120, 126, 127, 128, 129, 130, 136, 138, 139, 150, 151, 153, 154, 155, 173, 174, 175, 176, 180, 181, 183, 185, 191, 194, 199, 213, 214 등Pigment yellow 1, 3, 12, 13, 14, 16, 17, 55, 73, 74, 81, 83, 93, 95, 97, 109, 110, 111, 117, 120, 126, 127, 128, 129, 130, 136, 138, 139, 150, 151, 153, 154, 155, 173, 174, 175, 176, 180, 181, 183, 185, 191, 194, 199, 213, 214, etc.

피그먼트·그린 7, 36, 58 등Pigment green 7, 36, 58, etc.

피그먼트·블루 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 60, 80 등Pigment Blue 15, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 60, 80, etc.

피그먼트·바이올렛 19, 23, 37 등Pigment violet 19, 23, 37, etc.

(D)성분의 차광 성분의 배합 비율에 대해서는 소망의 차광도에 의해 임의로 결정할 수 있지만, 감광성 수지 조성물 중의 고형 성분에 대하여 20∼80질량%인 것이 바람직하고, 40∼70질량%인 것이 보다 바람직하다. (D)성분의 차광 성분으로서, 아닐린 블랙, 시아닌 블랙, 락탐 블랙 등의 유기 안료 또는 카본 블랙 등의 카본계 차광 성분을 사용하는 경우에는 감광성 수지 조성물 중의 고형 성분에 대하여 40∼60질량%인 것이 특히 바람직하다. 차광 성분이 감광성 수지 조성물 중의 고형 성분에 대하여 20질량% 이상이면, 차광성을 충분히 얻을 수 있다. 차광 성분이 감광성 수지 조성물 중의 고형 성분에 대하여 80질량% 이하이면, 본래의 바인더가 되는 감광성 수지의 함유량이 감소하는 경우가 없기 때문에, 소망하는 현상 특성 및 막 형성능을 얻을 수 있다.The blending ratio of the light-shielding component of the component (D) can be arbitrarily determined by the desired light-shielding degree, but it is preferably 20 to 80 mass%, more preferably 40 to 70 mass%, based on the solid component in the photosensitive resin composition. Do. As the light-shielding component of the component (D), when an organic pigment such as aniline black, cyanine black, or lactam black, or a carbon-based light-shielding component such as carbon black is used, it is 40 to 60% by mass relative to the solid component in the photosensitive resin composition. It is particularly preferred. When the light-shielding component is 20 mass% or more with respect to the solid component in the photosensitive resin composition, sufficient light-shielding property can be obtained. When the light-shielding component is 80% by mass or less with respect to the solid component in the photosensitive resin composition, since the content of the photosensitive resin serving as the original binder does not decrease, desired developing characteristics and film-forming ability can be obtained.

상기 (D)성분은 용제에 분산시킨 차광 성분 분산체로서 다른 배합 성분과 혼합하는 것이 보통이며, 그 때는 분산제를 첨가할 수 있다. 분산제는 안료(차광 성분) 분산에 사용되고 있는 공지의 화합물(분산제, 분산 습윤제, 분산 촉진제 등의 명칭으로 시판되고 있는 화합물 등) 등을 특별히 제한없이 사용할 수 있다.The component (D) is a light-shielding component dispersion dispersed in a solvent, and is usually mixed with other compounding components, and a dispersant can be added in that case. As the dispersant, a known compound (a compound commercially available under the name of a dispersant, a dispersion wetting agent, a dispersion accelerator, etc.) used for dispersing a pigment (light-shielding component) can be used without particular limitation.

분산제의 예에는 양이온성 고분자계 분산제, 음이온성 고분자계 분산제, 비이온성 고분자계 분산제, 안료 유도체형 분산제(분산 조제)가 포함된다. 특히, 분산제는 착색제에의 흡착점으로서 이미다졸릴기, 피롤릴기, 피리딜기, 1급, 2급 또는 3급의 아미노기 등의 양이온성의 관능기를 갖고, 아민가가 1∼100㎎KOH/g, 수 평균 분자량(Mn)이 1000∼100000의 범위에 있는 양이온성 고분자계 분산제인 것이 바람직하다. 이 분산제의 배합량은 차광 성분에 대하여 1∼35질량%인 것이 바람직하고, 2∼25질량%인 것이 보다 바람직하다. 또한, 수지류와 같은 고점도 물질은 일반적으로 분산을 안정시키는 작용을 갖지만, 분산 촉진능을 갖지 않는 것은 분산제로서 취급하지 않는다. 그러나, 분산을 안정시키는 목적으로 사용하는 것을 제한하는 것은 아니다.Examples of the dispersant include a cationic polymer dispersant, an anionic polymer dispersant, a nonionic polymer dispersant, and a pigment derivative type dispersant (dispersing aid). In particular, the dispersant has a cationic functional group such as an imidazolyl group, a pyrrolyl group, a pyridyl group, a primary, secondary or tertiary amino group as an adsorption point on the colorant, and the amine value is 1 to 100 mgKOH/g, It is preferable that the average molecular weight (Mn) is a cationic polymer-based dispersant in the range of 1000 to 100000. The blending amount of this dispersant is preferably 1 to 35% by mass, more preferably 2 to 25% by mass, based on the light-shielding component. In addition, high-viscosity substances such as resins generally have an effect of stabilizing dispersion, but those that do not have dispersion promoting ability are not treated as dispersants. However, it does not limit its use for the purpose of stabilizing dispersion.

((E)성분)((E) component)

(E)성분인 실리카 입자는 기상 반응 또는 액상 반응으로 한 제조법이나, 형상(구상, 비구상)은 특별히 제한되지 않는다.(E) The silica particle which is a component is a manufacturing method which made gas-phase reaction or liquid-phase reaction, and shape (spherical shape, non-spherical shape) in particular is not limited.

본 발명에서 사용하는 (E)성분인 실리카 입자는 중공 실리카 입자인 것이 바람직하다. 또한, 「중공 실리카 입자」란 입자의 내부에 공동을 갖는 실리카 입자이다.It is preferable that the silica particle which is the (E) component used in this invention is a hollow silica particle. In addition, "hollow silica particle" is a silica particle which has a cavity inside a particle.

상기 실리카 입자와 같이, 입자 내에 기체가 포함되어 있는 실리카 입자는 분산성이 높으므로, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 경화해서 이루어지는 경화막(차광막)의 패턴 직선성이 양호해진다. 또한, 입자 내에 기체가 포함되어 있는 실리카 입자를 사용함으로써, 상기 실리카 입자를 포함하는 차광막의 굴절률을 낮게 할 수 있다.Like the silica particles described above, since the silica particles containing gas in the particles have high dispersibility, the pattern linearity of the cured film (light shielding film) obtained by curing the photosensitive resin composition of the present invention is improved. In addition, by using silica particles containing a gas in the particles, the refractive index of the light shielding film including the silica particles can be lowered.

상기 실리카 입자의 평균 입자 직경은 40∼100㎚인 것이 바람직하고, 50∼80㎚인 것이 보다 바람직하다. 평균 입자 직경이 상기 범위 내에 있는 경우에는 상기 실리카 입자 자체의 기계적 강도가 높으므로, 입자 내가 공동이어도 파손되기 어렵다. 또한, 수㎚로 한 작은 입자 직경의 경우와 비교해서, 상기 범위 내의 크기에서는 실리카 입자끼리의 응집이 생기기 어렵다고 생각된다. 이에 따라, 상기 입자 직경의 범위에서는 실리카 입자는 분산 안정성이 우수함으로써, 차광막 내에 있어서 균일하게 존재할 수 있다. 따라서, 차광막 상에서의 반사율의 편차는 발생하기 어렵다.The average particle diameter of the silica particles is preferably 40 to 100 nm, more preferably 50 to 80 nm. When the average particle diameter is within the above range, the mechanical strength of the silica particles themselves is high, so that even if the particles are hollow, it is difficult to break. In addition, compared with the case of a small particle diameter of several nm, it is considered that aggregation of silica particles is difficult to occur in a size within the above range. Accordingly, in the range of the particle diameter, the silica particles are excellent in dispersion stability, and thus may be uniformly present in the light shielding film. Therefore, it is difficult to cause variation in reflectance on the light-shielding film.

또한, 상기 범위에 있는 경우에는 상기 실리카 입자 내부의 공동의 비율(이하, 공극률이라고 함)도 조정할 수 있다. 상기 실리카 입자는 입자 직경의 크기에 의해 굴절률이 상이함으로써, 투명 기재의 소재에 관계없이 차광막의 굴절률의 조정이 행해지기 쉬워진다. 또한, 「공극률」이란 입자에 차지하는 입자 내의 공동부의 비율이다.In addition, when it is in the above range, the ratio of the voids inside the silica particles (hereinafter referred to as porosity) can also be adjusted. Since the silica particles have a different refractive index depending on the size of the particle diameter, it is easy to adjust the refractive index of the light shielding film regardless of the material of the transparent substrate. In addition, the "porosity" is the ratio of the cavity part in the particle|grains occupied by a particle.

상기 실리카 입자의 평균 입자 직경은 무작위로 100개의 입자를 선정해서 입자의 장축길이와 단축길이를 계측하고, 이들의 상술평균에 의해 구할 수 있다. 또한, 상기 실리카 입자의 평균 입자 직경은 동적 광산란법의 입도 분포계 「입경 애널라이저 FPAR-1000」(Otsuka Electronics Co., Ltd.제)를 사용하여 큐물란트(Cumulant)법에 의해 측정할 수 있다.The average particle diameter of the silica particles can be obtained by selecting 100 particles at random, measuring the major axis length and the minor axis length of the particles, and using the above averages. In addition, the average particle diameter of the silica particles can be measured by the Cumulant method using a particle size distribution meter "particle size analyzer FPAR-1000" (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) of the dynamic light scattering method. .

또한, 상기 실리카 입자의 굴절률은 1.10∼1.41인 것이 바람직하고, 1.10∼1.35인 것이 보다 바람직하다. 일반적인 실리카 입자의 굴절률(1.45∼1.47)과 비교해서 낮은 굴절률을 갖는 상기 실리카 입자를 사용함으로써, 일반적인 실리카 입자만을 포함하는 차광막의 굴절률보다 차광막의 굴절률을 보다 낮게 할 수 있다.Further, the refractive index of the silica particles is preferably 1.10 to 1.41, more preferably 1.10 to 1.35. By using the silica particles having a refractive index lower than that of the general silica particles (1.45 to 1.47), the refractive index of the light shielding film can be lower than that of the light shielding film including only general silica particles.

또한, 실리카 입자의 굴절률은 상기 실리카 입자를 분말 형상으로 처리한 것과, 굴절률이 기지의 표준 굴절액을 혼합함으로써 얻어진 투명의 혼합액으로부터 구할 수 있다. 이 경우, 상기 혼합액의 표준 굴절액의 굴절률을 실리카 입자의 굴절률이라고 한다. 또한, 상기 실리카 입자의 굴절률은 아베 굴절률계를 사용하여 측정할 수 있다.Further, the refractive index of the silica particles can be obtained from a transparent mixture obtained by treating the silica particles in a powder form and mixing a standard refractive solution having a known refractive index. In this case, the refractive index of the standard refractive solution of the mixed solution is referred to as the refractive index of the silica particles. In addition, the refractive index of the silica particles can be measured using an Abbe refractometer.

상기 실리카 입자는 공극률이 높은 입자일수록 굴절률을 낮출 수 있기 때문에, 상기 실리카 입자의 공극률은 20체적% 이상인 것이 바람직하고, 20∼95체적%인 것이 바람직하고, 25∼90체적%인 것이 보다 바람직하고, 30∼90체적%인 것이 더욱 바람직하고, 35∼90체적%인 것이 특히 바람직하다. 공극률이 상기 범위 내에 있는 경우에는 소망하는 굴절률을 갖는 차광막을 용이하게 얻을 수 있다. 또한, 투명 기재로 형성되는 차광막의 굴절률의 차에 의해 생기는 반사를 억제할 수 있으므로, 반사방지막 등을 별도 기재 상에 설치하지 않아도 반사를 억제할 수 있다.Since the silica particles have a higher porosity, the lower the refractive index, so the porosity of the silica particles is preferably 20% by volume or more, preferably 20 to 95% by volume, and more preferably 25 to 90% by volume. It is more preferable that it is 30 to 90 volume%, and it is especially preferable that it is 35 to 90 volume%. When the porosity is within the above range, a light shielding film having a desired refractive index can be easily obtained. Further, since reflection caused by a difference in refractive index of the light-shielding film formed of a transparent substrate can be suppressed, reflection can be suppressed even if an antireflection film or the like is not separately provided on the substrate.

또한, 상기 실리카 입자의 공극률을 상기 범위 내로 함으로써, 통상의 실리카 입자와 비교해서 상기 실리카 입자의 무게를 가볍게 할 수 있다. 이 것으로부터, 상기 실리카 입자는 일반적인 실리카 입자와 달리, 감광성 수지 조성물 중 및 투명 기재 상에 도포된 상태이어도, 투명 기재측을 향해서 침강하기 어려워진다고 생각된다. 이에 따라, 차광막 중에 상기 실리카 입자가 균일하게 분산된 상태가 되므로, 투명 기판 측으로부터 본 경우의 반사율뿐만 아니라, 경화막측(차광막 표면측)으로부터 본 경우의 반사율도 낮출 수 있다.In addition, by making the porosity of the silica particles within the above range, the weight of the silica particles can be made lighter than that of ordinary silica particles. From this, it is considered that the silica particles, unlike ordinary silica particles, become difficult to settle toward the transparent substrate side even in a state applied in the photosensitive resin composition and on the transparent substrate. Accordingly, since the silica particles are uniformly dispersed in the light shielding film, not only the reflectance when viewed from the transparent substrate side, but also the reflectance when viewed from the cured film side (the light shielding film surface side) can be lowered.

상기 실리카 입자의 공극률은 투과형 전자현미경을 사용함으로써 구할 수 있다. 실리카 입자의 공동 부분은 밀도가 낮고, 투과형 전자현미경 사진에 있어서 공동 부분의 콘트라스트가 낮아지기 때문에, 실리카 입자의 외각 부분과 공동 부분을 확인할 수 있다. 상기 현미경 사진으로부터, 최초에 실리카 입자의 최장경과 최단경을 측정하고, 그 평균값을 그 입자의 입자 직경으로서 입자 형상을 진구상이라고 가정한 체적 V1을 구한다. 이어서, 그 입자의 공동부의 최장경과 최단경을 측정하고, 그 평균값을 그 공동의 직경으로서 공동부 형상을 진구상이라고 가정한 체적 V2를 구한다. 공극률은 체적 V1에 대한 체적 V2의 비율로 나타낼 수 있다.The porosity of the silica particles can be determined by using a transmission electron microscope. Since the cavity portion of the silica particles has a low density and the contrast of the cavity portion is lowered in a transmission electron microscope photograph, the outer portion and the cavity portion of the silica particles can be confirmed. From the above micrograph, the longest and shortest diameters of the silica particles are first measured, and the average value is the particle diameter of the particles, and the volume V 1 assuming that the particle shape is a spherical shape is obtained. Subsequently, the longest and shortest diameters of the cavity portion of the particle are measured, and the average value is used as the diameter of the cavity, and the volume V 2 assuming that the shape of the cavity is a spherical shape is obtained. The porosity can be expressed as the ratio of the volume V 2 to the volume V 1 .

상술한 바와 같이, 상기 실리카 입자의 형상은 소망하는 공극률을 갖으면, 특별히 한정되지 않는다. 진구 형상이어도 좋고, 타원 형상이어도 좋다. 본 발명에서 사용하는 실리카 입자의 형상은 진구상인 것이 바람직하다.As described above, the shape of the silica particles is not particularly limited as long as it has a desired porosity. It may be a spherical shape or an elliptical shape. It is preferable that the shape of the silica particles used in the present invention is a spherical shape.

상기 실리카 입자는 진구도가 1.05∼1.5인 것이 바람직하다. 실리카 입자의 진구도가 이 범위이면, 입자 형상은 진구에 가까워진다. 이 때문에, 막 두께가 얇은 차광막 중에 균질하게 충전할 수 있게 되어, 피막 표면 평활성을 유지하면서 상기 실리카 입자가 피막 표면으로부터 외부로 노출되지 않는 차광막을 형성할 수 있다. 그 때문에, 굴절률이 낮고 충분한 강도를 갖는 차광막을 얻을 수 있다.It is preferable that the silica particles have a sphericity of 1.05 to 1.5. When the sphericity of the silica particles is within this range, the particle shape becomes close to the sphericity. For this reason, it is possible to uniformly fill the light-shielding film with a thin film thickness, and a light-shielding film in which the silica particles are not exposed to the outside from the film surface can be formed while maintaining the film surface smoothness. Therefore, a light shielding film having a low refractive index and sufficient strength can be obtained.

상기 실리카 입자의 진구도는 입자의 최장경과 최단경의 비율(임의의 100개의 실리카 입자의 평균값)로부터 구할 수 있다. 여기에서, 실리카 입자의 최장경과 최단경이란 실리카 입자를 투과형 전자현미경으로 촬영하고, 얻어진 현미경 사진으로부터 실리카 입자의 최장경과 최단경을 측정해서 구해진 값이다.The sphericity of the silica particles can be obtained from the ratio of the longest diameter and the shortest diameter of the particles (an average value of 100 arbitrary silica particles). Here, the longest diameter and shortest diameter of the silica particles are values obtained by photographing the silica particles with a transmission electron microscope, and measuring the longest and shortest diameters of the silica particles from the obtained micrograph.

적절한 방법으로, 상기 (A)∼(E)성분을 혼합해서 분산시킴으로써, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 사용되는 분산액을 조제할 수 있다.By mixing and dispersing the components (A) to (E) by an appropriate method, a dispersion liquid for use in the photosensitive resin composition of the present invention can be prepared.

(용제)(solvent)

본 발명의 감광성 수지 조성물에는 (A)∼(E)의 성분 이외에 (F)성분인 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 용제의 예에는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류; α- 또는 β-테르피네올 등의 테르펜류; 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥산온, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 셀로솔브 아세테이트, 에틸셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 카르비톨 아세테이트, 에틸카르비톨 아세테이트, 부틸카르비톨 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 등의 아세트산 에스테르류가 포함된다. 이들을 단독 또는 2종류 이상을 병용해서 용해, 혼합시킴으로써 균일한 용액상의 조성물로 할 수 있다.In the photosensitive resin composition of the present invention, it is preferable to use a solvent which is a component (F) other than the components (A) to (E). Examples of the solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, ethylene glycol, and propylene glycol; terpenes such as α- or β-terpineol; Ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, and N-methyl-2-pyrrolidone; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; Cellosolve, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, carbitol, methylcarbitol, ethylcarbitol, butylcarbitol, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol Glycol ethers such as monoethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, and triethylene glycol monoethyl ether; Ethyl acetate, butyl acetate, cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, carbitol acetate, ethylcarbitol acetate, butylcarbitol acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol monoethyl ether acetate, etc. Acetic acid esters of are included. By dissolving and mixing these alone or in combination of two or more, a uniform solution-form composition can be obtained.

또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물에는 필요에 따라서 에폭시 수지 등의 (A)성분 이외의 수지, 경화제, 경화촉진제, 열중합금지제 및 산화방지제, 가소제, 중공 실리카 이외의 충전재, 레벨링제, 소포제, 계면활성제, 커플링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다.In addition, the photosensitive resin composition of the present invention includes resins other than the component (A) such as epoxy resins, curing agents, curing accelerators, thermal polymerization inhibitors and antioxidants, plasticizers, fillers other than hollow silica, leveling agents, defoaming agents, and interfacial agents, if necessary. Additives, such as an activator and a coupling agent, can be blended.

열중합금지제 및 산화방지제의 예에는 하이드로퀴논, 하이드로퀴논 모노메틸에테르, 피로갈롤, tert-부틸카테콜, 페노티아진, 힌다드 페놀계 화합물 등이 포함된다. 가소제의 예에는 디부틸프탈레이트, 디옥틸프탈레이트, 인산 트리크레실 등이 포함된다. 충전재의 예에는 유리 파이버, 실리카, 마이카, 알루미나 등이 포함된다. 소포제나 레벨링제의 예에는 실리콘계, 불소계, 아크릴계의 화합물이 포함된다. 계면활성제의 예에는 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 등이 포함된다. 커플링제의 예에는 3-(글리시딜옥시)프로필 트리메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란 등이 포함된다.Examples of the thermal polymerization inhibitor and the antioxidant include hydroquinone, hydroquinone monomethyl ether, pyrogallol, tert-butylcatechol, phenothiazine, hindered phenolic compounds, and the like. Examples of plasticizers include dibutylphthalate, dioctylphthalate, tricresyl phosphate, and the like. Examples of fillers include glass fibers, silica, mica, alumina, and the like. Examples of the antifoaming agent and the leveling agent include silicone, fluorine, and acrylic compounds. Examples of the surfactant include a fluorine-based surfactant, a silicone-based surfactant, and the like. Examples of the coupling agent include 3-(glycidyloxy)propyl trimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, and 3-ureidopropyltriethoxysilane. This includes.

본 발명의 감광성 수지 조성물은 (F)성분인 용제를 제외한 고형분(고형분에는 경화 후에 고형분이 되는 모노머를 포함함) 중에, (A)성분인 불포화기 함유 감광성 수지와, (B)성분인 적어도 2개의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 광중합성 모노머와, (C)성분인 광중합 개시제와, (D)성분인 차광 성분과, (E) 중공 실리카 입자가 합계로 80질량% 이상 포함되어 있는 것이 바람직하고, 90질량% 이상 포함되는 것이 보다 바람직하다. 용제의 양은 목표로 하는 점도에 의해 변화되지만, 전체량에 대하여 40∼90질량%인 것이 바람직하다.The photosensitive resin composition of the present invention contains at least two of the unsaturated group-containing photosensitive resin as the component (A) and the component (B) in the solid content excluding the solvent as the component (F) (the solid content includes a monomer that becomes a solid content after curing). It is preferable that the photopolymerizable monomer having two ethylenically unsaturated bonds, (C) a photopolymerization initiator as a component, a light-shielding component as a (D) component, and (E) hollow silica particles are contained in a total of 80% by mass or more, It is more preferable to contain 90 mass% or more. The amount of the solvent varies depending on the target viscosity, but is preferably 40 to 90% by mass based on the total amount.

또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 경화시켜 이루어지는 차광막은, 예를 들면 감광성 수지 조성물의 용액을 기판 등에 도포하고, 용제를 건조하고, 광(자외선, 방사선 등을 포함함)을 조사해서 경화시킴으로써 얻어진다. 포토마스크 등을 사용해서 광이 닿는 부분과 닿지 않는 부분을 형성하고, 광이 닿는 부분만을 경화시켜 다른 부분을 알칼리 용액으로 용해시키면 소망의 패턴이 얻어진다.In addition, the light-shielding film formed by curing the photosensitive resin composition of the present invention is obtained by, for example, applying a solution of the photosensitive resin composition to a substrate, drying the solvent, and curing by irradiating light (including ultraviolet rays, radiation, etc.) Lose. Using a photomask or the like, a desired pattern is obtained by forming a light-touched portion and a non-contacting portion, curing only the light-touched portion and dissolving the other portion with an alkaline solution.

또한, 본 발명의 차광막을 블랙 매트릭스로서 갖는 컬러 필터는, 예를 들면 막 두께가 1.0∼2.0㎛인 차광막을 투명 기재 상에 형성하고, 차광막 형성 후에 레드, 블루 및 그린 각 화소를 포토리소그래피에 의해 형성하는 것, 또한 차광막 중에 잉크젯 프로세스로 레드, 블루 및 그린의 잉크를 박아넣는 등에 의해 제작된다.In addition, in the color filter having the light-shielding film of the present invention as a black matrix, for example, a light-shielding film having a thickness of 1.0 to 2.0 μm is formed on a transparent substrate, and red, blue, and green pixels are formed by photolithography after forming the light-shielding film. It is produced by forming, and also by inserting red, blue, and green inks into the light-shielding film by an ink jet process.

또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 경화시켜 이루어지는 차광막은 액정 표시 장치의 블랙 컬럼 스페이서로서 사용할 수도 있다. 예를 들면, 단일의 블랙 레지스트를 사용하여 막 두께의 상이한 부분을 복수 제작하고, 일방을 스페이서로서 기능시키고, 타방을 블랙 매트릭스로서 기능시킬 수도 있다.Further, the light shielding film formed by curing the photosensitive resin composition of the present invention can also be used as a black column spacer of a liquid crystal display device. For example, a single black resist may be used to fabricate a plurality of portions having different film thicknesses, one may function as a spacer, and the other may function as a black matrix.

감광성 수지 조성물의 도포·건조에 의한 차광막의 성막 방법의 각 공정에 대해서 구체적으로 예시한다.Each step of the method of forming a light-shielding film by applying and drying the photosensitive resin composition is specifically illustrated.

감광성 수지 조성물을 기판에 도포하는 방법으로서는 공지의 용액 침지법, 스프레이법, 롤러 코터기, 랜드 코터기, 슬릿 코트기나 스피너기를 사용하는 방법 등의 어느 방법도 채용할 수 있다. 이들의 방법에 의해, 소망의 두께로 도포한 후 용제를 제거(프리베이킹)함으로써 피막이 형성된다. 프리베이킹은 오븐, 핫플레이트 등에 의한 가열, 진공 건조 또는 이들의 조합함으로써 행해진다. 프리베이킹에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은 사용하는 용제에 따라 적당히 선택될 수 있지만, 예를 들면 80∼120℃에서, 1∼10분간 행해지는 것이 바람직하다.As a method of applying the photosensitive resin composition to the substrate, any method such as a known solution immersion method, a spray method, a roller coater, a land coater, a slit coater or a spinner may be employed. By these methods, a film is formed by applying to a desired thickness and then removing the solvent (prebaking). Pre-baking is performed by heating with an oven, a hot plate, or the like, vacuum drying, or a combination thereof. The heating temperature and heating time in prebaking can be appropriately selected depending on the solvent to be used, but, for example, it is preferably performed at 80 to 120°C for 1 to 10 minutes.

노광에 사용되는 방사선으로서는, 예를 들면 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 사용할 수 있지만, 방사선의 파장의 범위는 250∼450㎚인 것이 바람직하다. 또한, 이 알칼리 현상에 알맞은 현상액으로서는, 예를 들면 탄산나트륨, 탄산칼륨, 수산화칼륨, 디에탄올아민, 테트라메틸암모늄히드록시드 등의 수용액을 사용할 수 있다. 이들의 현상액은 수지층의 특성에 맞춰서 적당히 선택될 수 있지만, 필요에 따라서 계면활성제를 첨가하는 것도 유효하다. 현상 온도는 20∼35℃인 것이 바람직하고, 시판의 현상기나 초음파 세정기 등을 이용하여 미세한 화상을 정밀하게 형성할 수 있다. 또한, 알칼리 현상 후는 통상, 수세된다. 현상 처리법으로서는 샤워 현상법, 스프레이 현상법, 딥(침지) 현상법, 패들(액 고임) 현상법 등을 적용할 수 있다.As the radiation used for exposure, for example, visible rays, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron rays, X rays, and the like can be used, but the wavelength range of the radiation is preferably 250 to 450 nm. As a developer suitable for this alkaline development, for example, an aqueous solution such as sodium carbonate, potassium carbonate, potassium hydroxide, diethanolamine, and tetramethylammonium hydroxide can be used. These developing solutions can be appropriately selected in accordance with the properties of the resin layer, but it is also effective to add a surfactant if necessary. The developing temperature is preferably 20 to 35°C, and a fine image can be precisely formed by using a commercially available developer or ultrasonic cleaner. In addition, after alkali development, it is usually washed with water. As the developing treatment method, a shower developing method, a spray developing method, a dip (immersion) developing method, a paddle (liquid storage) developing method, or the like can be applied.

이와 같이 하여, 현상한 후 180∼250℃에서, 20∼100분간, 열처리(포스트베이킹)가 행해진다. 이 포스트베이킹은 패터닝된 경화막(차광막)과 기판의 밀착성을 높이기 위한 등의 목적으로 행해진다. 이것은 프리베이킹과 마찬가지로, 오븐, 핫플레이트 등에 의해 가열함으로써 행해진다.In this way, after developing, heat treatment (post-baking) is performed at 180 to 250°C for 20 to 100 minutes. This post-baking is performed for the purpose of enhancing the adhesion between the patterned cured film (light shielding film) and the substrate. Like prebaking, this is done by heating with an oven, a hot plate, or the like.

이와 같이 하여, 본 발명의 패터닝된 경화막(차광막)은 포토리소그래피법에 의한 각 공정을 거쳐서 형성되고, 열에 의해 중합 또는 경화(양자를 합쳐서 경화라고 하는 경우가 있음)를 완결시켜, 소망의 패턴을 갖는 차광막을 얻을 수 있다.In this way, the patterned cured film (light-shielding film) of the present invention is formed through each process by photolithography, and polymerization or curing (sometimes called curing by combining both) is completed by heat, and a desired pattern It is possible to obtain a light shielding film having.

본 발명의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물은 상술한 바와 같이, 노광, 알칼리 현상 등의 조작에 의해 미세한 패턴을 형성하는데도 적합할뿐만 아니라, 종래의 스크린 인쇄에 의해 패턴을 형성해도, 같은 차광성, 밀착성, 전기 절연성, 내열성, 내약품성이 우수한 차광막을 얻을 수 있다.As described above, the photosensitive resin composition for a black resist of the present invention is not only suitable for forming a fine pattern by operations such as exposure and alkali development, but also the same light-shielding property and adhesion even when a pattern is formed by conventional screen printing. , It is possible to obtain a light-shielding film excellent in electrical insulation, heat resistance, and chemical resistance.

본 발명의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물은 코팅재로서 적합하게 사용할 수 있다. 특히, 액정의 표시 장치 또는 촬영 소자에 사용되어지는 컬러 필터용 잉크, 및 이에 따라 형성되는 차광막은 컬러 필터, 액정 프로젝션용의 블랙 매트릭스 등으로서 유용하다. 또한, 본 발명의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물은 컬러 액정 디스플레이의 컬러 필터 잉크 이외에, 유기 EL 소자로 대표되는 유기 전계 발광 장치, 컬러 액정 표시 장치, 컬러 팩시밀리, 이미지 센서 등의 각종 다색 표시체에 있어서의 각색 분획용 또는 차광용의 잉크 재료로서도 사용할 수 있다. 본 발명의 컬러 필터에 의하면, 착색층(블랙 레지스트층을 포함함)과 기판의 계면에서의 외광의 반사나, 예를 들면 유기 EL 소자에 사용했을 때에 소자로부터의 발광의 반사를 저감시킬 수 있다. 즉, 외광의 반사의 저감에 의한 명소 콘트라스트의 향상이나, 발광측으로부터의 광 인출 효율 개선에 의한 발광 효율의 향상을 실현할 수 있다.The photosensitive resin composition for black resists of the present invention can be suitably used as a coating material. In particular, the ink for a color filter used in a liquid crystal display device or an image pickup device, and a light shielding film formed therefrom are useful as a color filter, a black matrix for liquid crystal projection, and the like. In addition, in addition to the color filter ink of a color liquid crystal display, the photosensitive resin composition for a black resist of the present invention is used in various multicolor displays such as organic electroluminescent devices, color liquid crystal displays, color facsimiles, image sensors, etc. typified by organic EL elements. It can also be used as an ink material for color fractionation or light-shielding. According to the color filter of the present invention, reflection of external light at the interface between the colored layer (including the black resist layer) and the substrate, or reflection of light emission from the element when used in, for example, an organic EL element can be reduced. . That is, it is possible to improve the contrast of the spot by reducing reflection of external light, and to improve the luminous efficiency by improving the light extraction efficiency from the light emitting side.

(실시예)(Example)

이하, 실시예 및 비교예에 의거하여, 본 발명의 실시형태를 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be specifically described based on Examples and Comparative Examples, but the present invention is not limited thereto.

우선, (A)성분인 중합성 불포화기 함유 알칼리 가용성 수지의 합성예로부터 설명하지만, 이들의 합성예에 있어서의 수지의 평가는 거절이 없는 한 이하와 같이 행했다.First of all, explanation is given from the synthesis example of the polymerizable unsaturated group-containing alkali-soluble resin as the component (A), but the evaluation of the resin in these synthesis examples was performed as follows, unless rejected.

[고형분 농도][Solid content concentration]

합성예 중에서 얻어진 수지 용액 1g을 유리 필터〔중량: W0(g)〕에 함침시켜 칭량하고〔W1(g)〕, 160℃에서 2시간 가열한 후의 중량〔W2(g)〕으로부터 다음식으로부터 구했다.1 g of the resin solution obtained in the synthesis example was impregnated in a glass filter [weight: W 0 (g)], weighed [W 1 (g)], and then heated at 160° C. for 2 hours [W 2 (g)]. Saved from food.

고형분 농도(중량%) = 100×(W2-W0)/(W1-W0)Solid content concentration (% by weight) = 100 × (W 2 -W 0 )/(W 1 -W 0 )

[산가][Acid value]

수지 용액을 디옥산에 용해시키고, 전위차 적정 장치「COM-1600」(Hiranuma Sangyo Co., Ltd.제)를 이용하여 1/10N-KOH 수용액으로 적정해서 구했다.The resin solution was dissolved in dioxane, and titrated with a 1/10N-KOH aqueous solution using a potentiometric titrator "COM-1600" (manufactured by Hiranuma Sangyo Co., Ltd.) to obtain.

[분자량][Molecular Weight]

겔 투과 크로마토그래피(GPC)「HLC-8220GPC」(Tosoh Corporation제, 용매: 테트라히드로푸란, 컬럼: TSK gel Super H-2000(2개)+TSK gel Super H-3000(1개)+TSK gel Super H-4000(1개)+TSK gel Super H-5000(1개)(Tosoh Corporation제), 온도: 40℃, 속도: 0.6ml/min)로 측정하고, 표준 폴리스티렌(Tosoh Corporation제, PS-올리고머 키트) 환산값으로서 중량 평균 분자량(Mw)을 구했다.Gel Permeation Chromatography (GPC) "HLC-8220GPC" (manufactured by Tosoh Corporation, solvent: tetrahydrofuran, column: TSK gel Super H-2000 (2) + TSK gel Super H-3000 (1) + TSK gel Super H-4000 (1 piece) + TSK gel Super H-5000 (1 piece) (manufactured by Tosoh Corporation), temperature: 40°C, speed: 0.6 ml/min), measured with standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation, PS-oligomer) Kit) The weight average molecular weight (Mw) was calculated|required as a conversion value.

[평균 입자 직경][Average particle diameter]

실리카 입자의 평균 입자 직경은 동적 광산란법의 입도 분포계 「입경 애널라이저 FPAR-1000」(Otsuka Electronics Co., Ltd.제)을 사용하고, 큐물란트법에 의해 구했다.The average particle diameter of the silica particles was determined by the Qmulant method using a dynamic light scattering particle size distribution meter "particle size analyzer FPAR-1000" (manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.).

[굴절률][Refractive index]

상기 실리카 입자의 굴절률은 아베 굴절률계를 이용하여 구했다.The refractive index of the silica particles was determined using an Abbe refractometer.

[공극률][Porosity]

또한, 상기 실리카 입자의 공극률은 투과형 전자현미경을 이용하여 구했다.In addition, the porosity of the silica particles was determined using a transmission electron microscope.

합성예 및 비교 합성예에서 사용하는 약호는 이하와 같다.The abbreviations used in the synthesis examples and comparative synthesis examples are as follows.

BPFE: 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌과 클로로메틸옥시란의 반응물. 일반식(1)의 화합물에 있어서, X가 플루오렌-9,9-디일, R1, R2가 수소인 화합물.BPFE: Reaction of 9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene and chloromethyloxirane. In the compound represented by the general formula (1), X is fluorene-9,9-diyl, and R 1 and R 2 are hydrogen.

AA: 아크릴산AA: acrylic acid

BPDA: 3,3',4,4'-비페닐테트라카르복실산 2무수물BPDA: 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride

THPA: 테트라히드로 무수 프탈산THPA: tetrahydro phthalic anhydride

TEAB: 브롬화 테트라에틸암모늄TEAB: tetraethylammonium bromide

PGMEA: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트PGMEA: propylene glycol monomethyl ether acetate

[합성예][Synthesis Example]

환류 냉각기 부착 500ml 4구 플라스크 중에 BPFE(114.4g, 0.23mol), AA(33.2g, 0.46mol), PGMEA(157g) 및 TEAB(0.48g)를 투입하고, 100∼105℃에서 20시간 교반해서 반응시켰다. 이어서, 플라스크 내에 BPDA(35.3g, 0.12mol), THPA(18.3g, 0.12mol)를 투입하고, 120∼125℃에서 6시간 교반하여 중합성 불포화기 함유 알칼리 가용성 수지(A)를 얻었다. 얻어진 수지 용액의 고형분 농도는 56.1질량%, 산가(고형분 환산)는 103㎎KOH/g, GPC 분석에 의한 Mw는 3600이었다.BPFE (114.4 g, 0.23 mol), AA (33.2 g, 0.46 mol), PGMEA (157 g) and TEAB (0.48 g) were added to a 500 ml four-necked flask equipped with a reflux condenser, followed by stirring at 100 to 105°C for 20 hours to react. Made it. Subsequently, BPDA (35.3 g, 0.12 mol) and THPA (18.3 g, 0.12 mol) were added to the flask, followed by stirring at 120 to 125°C for 6 hours to obtain an alkali-soluble resin (A) containing a polymerizable unsaturated group. The solid content concentration of the obtained resin solution was 56.1 mass%, the acid value (in terms of solid content) was 103 mgKOH/g, and Mw by GPC analysis was 3600.

표 1에 기재된 배합량(수치는 질량%)으로 실시예 1∼5, 비교예 1, 2의 감광성 수지 조성물을 조제했다. 표 중에서 사용한 배합 성분은 이하와 같다.The photosensitive resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared by the blending amount (numerical value by mass%) shown in Table 1. The compounding components used in the table are as follows.

(중합성 불포화기 함유 알칼리 가용성 수지)(Alkaline-soluble resin containing polymerizable unsaturated groups)

(A): 상기 합성예에서 얻어진 알칼리 가용성 수지 용액(고형분 농도 56.1질량%)(A): Alkali-soluble resin solution obtained in Synthesis Example (solid content concentration 56.1% by mass)

(광중합성 모노머)(Photopolymerizable monomer)

(B): 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트와 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트의 혼합물(ARONIX M-405, Toagosei Co., Ltd.제, 「ARONIX」는 동사의 등록상표)(B): Mixture of dipentaerythritol hexaacrylate and dipentaerythritol pentaacrylate (ARONIX M-405, manufactured by Toagosei Co., Ltd., "ARONIX" is a registered trademark of the company)

(광중합 개시제)(Photopolymerization initiator)

(C)-1: 에탄온, 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-, 1-(O-아세틸옥심)(Irgacure OXE-02, BASF Japan Ltd.제, 「Irgacure」는 동사의 등록상표)(C)-1: Ethanone, 1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-, 1-(O-acetyloxime) (Irgacure OXE-02, BASF Japan Ltd., "Irgacure" is a registered trademark of the company)

(C)-2: ADEKA ARKLS NCI-831, ADEKA Corporation제, 「ADEKA ARKLS」는 동사의 등록상표)(C)-2: ADEKA ARKLS NCI-831, manufactured by ADEKA Corporation, "ADEKA ARKLS" is a registered trademark of the company)

(카본 블랙 분산액)(Carbon Black Dispersion)

(D): 카본 블랙 농도 25.0질량%, 고분자 분산제 농도 10.0질량%의 PGMEA 분산액(고형분 34.8질량%)(D): PGMEA dispersion with a carbon black concentration of 25.0 mass% and a polymer dispersant concentration of 10.0 mass% (solid content 34.8 mass%)

(실리카 분산액)(Silica dispersion)

(E)-1: 중공 실리카 이소프로판올 분산졸(E)-1: Hollow silica isopropanol dispersion sol

(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.제, 고형분 20중량%, 평균 입경 약 50㎚, 공극률 30체적%, 굴절률 1.30)(Manufactured by JGC Catalysts and Chemicals Ltd., solid content 20% by weight, average particle diameter about 50 nm, porosity 30% by volume, refractive index 1.30)

(E)-2: 중공 실리카 이소프로판올 분산졸(E)-2: Hollow silica isopropanol dispersion sol

(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.제, 고형분 20중량%, 평균 입경 약 60㎚, 공극률 37체적%, 굴절률 1.25)(Manufactured by JGC Catalysts and Chemicals Ltd., solid content 20% by weight, average particle diameter about 60 nm, porosity 37% by volume, refractive index 1.25)

(E)-3: 중공 실리카 이소프로판올 분산졸(E)-3: Hollow silica isopropanol dispersion sol

(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.제, 고형분 20중량%, 평균 입경 약 75㎚, 공극률 46체적%, 굴절률 1.21)(Manufactured by JGC Catalysts and Chemicals Ltd., solid content 20% by weight, average particle diameter about 75 nm, porosity 46% by volume, refractive index 1.21)

(E)-4: 중공 실리카 PGMEA 분산졸(E)-4: Hollow silica PGMEA dispersion sol

(JGC Catalysts and Chemicals Ltd.제, 고형분 20중량%, 평균 입경 약 75㎚, 공극률 46체적%, 굴절률 1.25)(JGC Catalysts and Chemicals Ltd. product, solid content 20% by weight, average particle diameter about 75 nm, porosity 46% by volume, refractive index 1.25)

(E)-5: 중실 실리카 이소프로판올 분산졸(E)-5: solid silica isopropanol disperse sol

(Nissan Chemical Corporation제, 고형분 30중량%, 평균 입경 약 80㎚, 공극률 0체적%, 굴절률 1.46)(Manufactured by Nissan Chemical Corporation, solid content 30% by weight, average particle diameter about 80 nm, porosity 0% by volume, refractive index 1.46)

(용제)(solvent)

(F)-1: 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA)(F)-1: Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)

(F)-2: 시클로헥산온(ANON)(F)-2: Cyclohexanone (ANON)

[실시예][Example]

표 1에 기재된 배합량(수치는 질량부)으로 실시예 1∼5, 비교예 1, 2의 감광성 수지 조성물을 조제했다. 표 중에서 사용한 배합 성분은 이하와 같다. 또한, (F)-1 및 (F)-2는 (A), 및 (D)-4의 용제와 (E) 중의 용제를 포함하지 않는 양이다.The photosensitive resin compositions of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 were prepared in the blending amount (number of parts by mass) shown in Table 1. The compounding components used in the table are as follows. In addition, (F)-1 and (F)-2 are amounts which do not contain the solvent of (A) and (D)-4 and the solvent in (E).

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Figure pat00007

[평가][evaluation]

실시예 1∼5, 비교예 1, 2의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을 이용하여, 이하의 평가를 행했다.The following evaluation was performed using the photosensitive resin composition for black resists of Examples 1-5 and Comparative Examples 1 and 2.

(현상 특성 평가용의 경화막(차광막)의 작성)(Preparation of a cured film (light shielding film) for evaluation of developing characteristics)

표 1에 나타낸 감광성 수지 조성물을, 미리 저압수은등으로 파장 254㎚의 조도 1000mJ/㎠의 자외선을 조사해서 표면을 세정한 125㎜×125㎜의 유리 기판 「#1737」(Corning Incorporated제)(이하, 「유리 기판」이라고 함) 상에, 가열 경화 처리 후의 막 두께가 1.2㎛이 되도록 스핀코터를 이용하여 도포하고, 핫플레이트 을 이용하여 90℃에서 1분간 프리베이킹을 해서 경막(차광막)을 제작했다. 이어서, 노광 갭을 100㎛로 조정하고, 건조 차광막 상에 라인/스페이스=10㎛/ 50㎛의 네거티브형 포토마스크를 씌우고, i선 조도 30mW/㎠의 초고압 수은램프로 50mJ/㎠의 자외선을 조사하여 감광 부분의 광경화 반응을 행했다.The photosensitive resin composition shown in Table 1 was previously irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm and an illuminance of 1000 mJ/cm 2 with a low pressure mercury lamp to clean the surface of a 125 mm x 125 mm glass substrate "#1737" (manufactured by Corning Incorporated) (hereinafter, (Referred to as "glass substrate"), it was applied using a spin coater so that the film thickness after heat curing treatment became 1.2 µm, and prebaked at 90°C for 1 minute using a hot plate to prepare a hard film (light shielding film). . Subsequently, the exposure gap was adjusted to 100 μm, a negative photomask of line/space=10 μm/50 μm was placed on the dry light-shielding film, and UV rays of 50 mJ/cm 2 were irradiated with an ultra-high pressure mercury lamp with an i-line illuminance of 30 mW/cm 2 Then, a photocuring reaction of the photosensitive portion was performed.

이어서, 노광한 상기 경화막(차광막)을 25℃, 0.04% 수산화칼륨 용액에 의해 1㎏f/㎠의 샤워압으로, 패턴이 드러나기 시작하는 현상 시간(브레이크 타임=BT)부터+10초 및 +20초의 현상 처리를 행한 후 5㎏f/㎠의 스프레이 수세를 행하고, 상기 경화막(차광막)의 미노광 부분을 제거해서 유리 기판 상에 경화막 패턴을 형성하고, 열풍 건조기를 이용하여 230℃에서 30분간, 본경화(포스트베이킹)하여 실시예 1∼5, 및 비교예 1, 2에 따른 경화막(차광막)을 얻었다.Subsequently, the exposed cured film (light-shielding film) was subjected to a shower pressure of 1 kgf/cm 2 at 25°C with a 0.04% potassium hydroxide solution, and +10 seconds and + from the development time (break time = BT) at which the pattern begins to appear. After performing the development treatment for 20 seconds, spray water washing of 5 kgf/cm 2 was performed, the unexposed portion of the cured film (light shielding film) was removed to form a cured film pattern on the glass substrate, and at 230°C using a hot air dryer. For 30 minutes, the cured film (light shielding film) according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 was obtained by main curing (post-baking).

상기에서 얻어진 실시예 1∼5, 비교예 1, 2의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을 경화해서 이루어지는 경화막(차광막)에 대해서, 이하의 항목에 대해서 평가한 결과를 표 2에 나타낸다.About the cured film (light-shielding film) obtained by curing the photosensitive resin composition for black resists of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2 obtained above, the evaluation results of the following items are shown in Table 2.

[현상 특성 평가][Development characteristics evaluation]

(패턴 선폭)(Pattern line width)

(평가 방법)(Assessment Methods)

본경화(포스트베이킹) 후의 패턴 선폭을 측장 현미경 「XD-20」(Nikon Corporation제)을 이용하여 마스크 폭 10㎛의 패턴 선폭을 측정했다. 또한, 패턴 선폭의 평가는 BT+10초의 경우와 BT+20초의 경우로 행했다.The pattern line width after main curing (post-baking) was measured using a measuring microscope "XD-20" (manufactured by Nikon Corporation) to measure the pattern line width with a mask width of 10 µm. In addition, evaluation of the pattern line width was performed in the case of BT+10 second and the case of BT+20 second.

(평가 기준)(Evaluation standard)

○: 패턴 선폭이 10±2㎛의 범위 내이다○: The pattern line width is within the range of 10±2 μm

×: 패턴 선폭이 10±2㎛의 범위 외이다×: The pattern line width is outside the range of 10±2 μm

(패턴 직선성)(Pattern linearity)

(평가 방법)(Assessment Methods)

본경화(포스트베이킹)의 10㎛ 마스크 패턴을 광학 현미경을 이용하여 관찰했다. 또한, 패턴 직선성의 평가는 BT+10초의 경우와 BT+20초의 경우로 행했다. 또한, △ 이상을 합격으로 했다.A 10 µm mask pattern of main curing (post-baking) was observed using an optical microscope. In addition, evaluation of pattern linearity was performed in the case of BT+10 second and the case of BT+20 second. In addition, △ or more was set as the pass.

(평가 기준)(Evaluation standard)

○: 패턴 에지 부분이 거칠어지는 것이 확인되지 않는다○: It is not confirmed that the pattern edge portion becomes rough

△: 패턴 에지 부분의 거칠어지는 것이 일부에 확인된다△: It is confirmed in part that the pattern edge part becomes rough

×: 패턴 에지 부분의 거칠어지는 것이 전체에 걸쳐서 확인된다X: Roughness of the pattern edge portion is confirmed throughout

(광학 농도(OD) 평가용의 경화막(차광막)의 작성)(Creation of a cured film (light shielding film) for optical density (OD) evaluation)

표 1, 2에 나타낸 감광성 수지 조성물을, 미리 저압 수은등으로 파장 254㎚의 조도 1000mJ/㎠의 자외선을 조사해서 표면을 세정한 125㎜×125㎜의 유리 기판 「#1737」(Corning Incorporated제) (이하, 「유리 기판」이라고 함) 상에, 가열 경화 처리 후의 막 두께가 1.1㎛이 되도록 스핀코터를 이용하여 도포하고, 핫플레이트를 이용하여 90℃에서 1분간 프리베이킹해서 경막(차광막)을 제작했다. 네거티브형 포토마스크를 씌우지 않고, i선 조도 30mW/㎠의 초고압 수은램프로 50mJ/㎠의 자외선을 조사하여 광경화 반응을 행했다.The photosensitive resin composition shown in Tables 1 and 2 was previously irradiated with ultraviolet rays having a wavelength of 254 nm and an illuminance of 1000 mJ/cm 2 with a low pressure mercury lamp to clean the surface of 125 mm x 125 mm glass substrate "#1737" (manufactured by Corning Incorporated) ( Hereinafter, it is referred to as "glass substrate"), coated with a spin coater so that the film thickness after heat curing treatment becomes 1.1 μm, and prebaked at 90° C. for 1 minute using a hot plate to form a hard film (light shielding film). did. A photocuring reaction was carried out by irradiating ultraviolet rays of 50 mJ/cm 2 with an ultra-high pressure mercury lamp having an i-line illuminance of 30 mW/cm 2 without covering a negative photomask.

이어서, 노광한 상기 경화막(차광막)을 25℃, 0.05% 수산화칼륨 용액에 의해 1㎏f/㎠의 샤워압으로, 패턴이 드러나기 시작하는 현상 시간(브레이크 타임=BT)부터 60초간, 현상 처리를 행한 후 5㎏f/㎠의 스프레이 수세를 행하고, 상기 경화막(차광막)의 미노광 부분을 제거해서 유리 기판 상에 경화막 패턴을 형성하고, 열풍 건조기를 이용하여 230℃에서 30분간, 본경화(포스트베이킹)하여 실시예 1∼5, 비교예 1, 2에 따른 경화막(차광막)을 얻었다.Subsequently, the exposed cured film (light-shielding film) was developed at 25°C with a 0.05% potassium hydroxide solution at a shower pressure of 1 kgf/cm 2, from the development time (break time = BT) to the beginning of the pattern appearing for 60 seconds. After performing 5 kgf/cm 2 spray water, removing the unexposed portion of the cured film (light shielding film) to form a cured film pattern on the glass substrate, and using a hot air dryer at 230°C for 30 minutes It cured (post-baked) to obtain a cured film (light shielding film) according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 and 2.

[광학 농도 평가][Optical concentration evaluation]

(평가 방법)(Assessment Methods)

맥베스 투과 농도계를 이용하여, 제작한 경화막(차광막)의 광학 농도(OD)를 평가했다. 또한, 기판에 형성한 경화막(차광막)의 막 두께를 측정하고, 광학 농도(OD)의 값을 막 두께로 나눈 값을 OD/㎛로 했다.The optical density (OD) of the produced cured film (light shielding film) was evaluated using a Macbeth transmission densitometer. Further, the film thickness of the cured film (light shielding film) formed on the substrate was measured, and the value obtained by dividing the value of the optical density (OD) by the film thickness was set to OD/µm.

광학 농도(OD)는 이하의 식(1)으로 산출했다.The optical density (OD) was calculated by the following formula (1).

광학 농도(OD) = -log10T (1)Optical density (OD) = -log 10 T (1)

(T는 투과율을 나타낸다)(T represents the transmittance)

[반사율 평가][Reflectance evaluation]

(평가 방법)(Assessment Methods)

광학 농도(OD) 평가용의 경화막(차광막)과 마찬가지로 제작한 경화막(차광막) 부착 기판에 대하여, 자외 가시 적외 분광 광도 「UH4150」(Hitachi High-Tech Corporation제)을 이용하여 입사각 2°로 경화막(차광막)측과 기판(유리 기판)측의 각각의 반사율을 측정했다.With respect to the substrate with the cured film (light-shielding film) produced in the same manner as the cured film (light-shielding film) for optical density (OD) evaluation, using the ultraviolet visible infrared spectral intensity ``UH4150'' (manufactured by Hitachi High-Tech Corporation) at an incidence angle of 2°. Each reflectance of the cured film (light shielding film) side and the substrate (glass substrate) side was measured.

Figure pat00008
Figure pat00008

실시예 1∼5의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물에서는 실리카의 존재하지 않는 계(비교예 1)와 비교해서 반사율을 저감시킬 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 중공이 아닌 실리카를 사용한 계(비교예 2)와 비교해서, 유리 기판측뿐만 아니라 도막(차광막)측의 저반사화할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 실시예 1∼5의 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을 경화해서 이루어지는 경화막(차광막)은 모두 패턴 직선성이 양호하기 때문에, 중실 실리카를 사용한 계와 비교해서 중공 실리카가 경화막 중에 균일하게 분산되어 있는 것도 시사되었다.In the photosensitive resin compositions for black resists of Examples 1 to 5, it was confirmed that the reflectance can be reduced compared to a system in which silica does not exist (Comparative Example 1). Further, it was confirmed that low reflection could be achieved not only on the glass substrate side but also on the coating film (light-shielding film) side as compared with a system using silica that is not hollow (Comparative Example 2). In addition, since the cured films (light shielding films) formed by curing the photosensitive resin compositions for black resists of Examples 1 to 5 have good pattern linearity, the hollow silica is uniformly dispersed in the cured film compared to the system using solid silica. It was also suggested that it was done.

본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 고차광성 및 저반사율을 갖는 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물 및 이것을 사용한 차광막 및 컬러 필터를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 차광막은 투명 기재 상에 형성한 경우에, 투명 기재측의 저반사화뿐만 아니라, 차광막의 도포 표면측의 저반사화의 실현에도 기여할 수 있으므로 각종 표시 장치나 고체 촬상 소자 등의 센서용 차광막 등에 유용하다.According to the photosensitive resin composition of the present invention, a photosensitive resin composition for black resists having high light-shielding properties and low reflectivity, and a light-shielding film and color filter using the same can be provided. In addition, when the light-shielding film of the present invention is formed on a transparent substrate, it can contribute to not only low reflection on the transparent substrate side, but also to realize low reflection on the applied surface side of the light shielding film. It is useful for light shielding films for sensors.

Claims (7)

(A) 불포화기 함유 감광성 수지와,
(B) 적어도 2개의 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 광중합성 모노머와,
(C) 광중합 개시제와,
(D) 흑색 안료, 혼색 안료 및 차광재로부터 선택되는 적어도 1종의 차광 성분과,
(E) 실리카 입자를 포함하는, 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물로서,
상기 (E)성분인 실리카 입자는 중공 입자인 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물.
(A) an unsaturated group-containing photosensitive resin, and
(B) a photopolymerizable monomer having at least two ethylenically unsaturated bonds, and
(C) a photopolymerization initiator, and
(D) at least one light-shielding component selected from a black pigment, a mixed color pigment, and a light-shielding material, and
(E) As a photosensitive resin composition for black resists containing silica particles,
The silica particles as the component (E) are hollow particles, and the photosensitive resin composition for black resists.
제 1 항에 있어서,
상기 (A) 불포화기 함유 감광성 수지는 일반식(1)으로 나타내어지는 비스페놀류로부터 유도되는 2개의 글리시딜에테르기를 갖는 에폭시 화합물과 (메타)아크릴산의 반응물을 다염기 카르복실산 또는 그 무수물과 더 반응시켜 얻어진 불포화기 함유 감광성 수지인 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물.
Figure pat00009

[식(1) 중, R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1∼5개의 알킬기 또는 할로겐원자 중 어느 하나이며, X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-, 일반식(2)으로 나타내어지는 플루오렌-9,9-디일기 또는 단결합이며, l은 0∼10의 정수이다]
Figure pat00010
The method of claim 1,
In the (A) unsaturated group-containing photosensitive resin, a reaction product of an epoxy compound having two glycidyl ether groups derived from bisphenols represented by the general formula (1) and (meth)acrylic acid is mixed with a polybasic carboxylic acid or an anhydride thereof. A photosensitive resin composition for black resists which is an unsaturated group-containing photosensitive resin obtained by further reacting.
Figure pat00009

[In formula (1), R 1 , R 2 , R 3 and R 4 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a halogen atom, and X is -CO-, -SO 2 -, -C(CF 3 ) 2 -, -Si(CH 3 ) 2 -, -CH 2 -, -C(CH 3 ) 2 -, -O-, fluorene-9,9 represented by general formula (2) -Diyl group or single bond, l is an integer of 0-10]
Figure pat00010
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 (E) 실리카 입자의 평균 입자 직경은 40∼100㎚인 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물.
The method according to claim 1 or 2,
The (E) silica particles have an average particle diameter of 40 to 100 nm, which is a photosensitive resin composition for black resists.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (E) 실리카 입자의 공극률은 20체적% 이상인 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물.
The method according to any one of claims 1 to 3,
(E) The photosensitive resin composition for black resists having a porosity of 20% by volume or more of the silica particles.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 (E) 실리카 입자의 굴절률은 1.10∼1.41인 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물.
The method according to any one of claims 1 to 4,
The (E) silica particles have a refractive index of 1.10 to 1.41, which is a photosensitive resin composition for black resist.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 블랙 레지스트용 감광성 수지 조성물을 경화해서 이루어지는 차광막.A light shielding film formed by curing the photosensitive resin composition for black resists according to any one of claims 1 to 5. 제 6 항에 기재된 차광막을 블랙 매트릭스로서 갖는 컬러 필터.A color filter comprising the light shielding film according to claim 6 as a black matrix.
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