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KR102762228B1 - 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치 Download PDF

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KR102762228B1
KR102762228B1 KR1020210026900A KR20210026900A KR102762228B1 KR 102762228 B1 KR102762228 B1 KR 102762228B1 KR 1020210026900 A KR1020210026900 A KR 1020210026900A KR 20210026900 A KR20210026900 A KR 20210026900A KR 102762228 B1 KR102762228 B1 KR 102762228B1
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photosensitive resin
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pigment
photopolymerization initiator
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유정호
배진철
양병도
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하는, 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

Description

감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치{A PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, A COLOR FILTER PREPARED USING THE COMPOSITION, AND A DISPLAY DEVICE COMPRISING THEREOF}
본 발명은 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상소자, 액정표시장치(LCD) 등의 각종 표시장치에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 상기 컬러필터는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 컬러의 착색 패턴으로 이루어지거나, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 컬러의 착색 패턴으로 이루어진다.
상기 컬러필터 각각의 착색 패턴은 일반적으로 안료 또는 염료 등의　착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된다. 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 착색 패턴 가공은 통상적으로 리소그래피 공정으로 수행되고 있다.
구체적으로, 감광성 수지 조성물을 포토리소그래피 공정에 의해 선택적으로 노광 및 현상하여 원하는 광경화 패턴을 형성하는데, 이 과정에서 패턴 특성 및 공정상의 수율을 향상시키고, 패턴의 박리를 방지할 수 있는 감광성 수지 조성물이 요구되고 있다.
한편, 감광성 수지 조성물은 다양한 범위의 파장에 의해 광경화 패턴을 형성할 수 있다. 특히 최근 회로 기술 및 소자 구조의 개량과 축소에 의하여 집적 회로의 고밀도화가 달성 됨에 따라, 노광 장치의 파장 또한 G-선(436nm), I-선(365nm) 등과 같이 점점 짧아지고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0140652호 또한, I-선(365nm) 영역의 근자외광을 방출하는 노광기에 사용되기 위한 광중합 개시제을 개시하고 있다. 그러나, 여전히 현상 전후 막 손실이 발생하며, 홀(Hole) 형성에 어려움이 있고 패턴 박리가 발생하고 있어, 이러한 문제를 해결하기 위한 감광성 수지 조성물에 대한 필요성이 대두된다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0140652호
본 발명은, 홀(Hole) 특성이 향상된 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 현상 전후에 따른 막 감소율이 최소화된 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 형성된 패턴의 박리를 방지할 수 있는 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
본 발명은, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하는, 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
본 발명은, 그 제1 관점에 있어서, 상기 정규화된 발광 스펙트럼은, 350 내지 390nm 파장에서의 노광기 최대 발광 파장에 의해 정규화 된 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제2 관점에 있어서, 상기 흡광 스펙트럼의 측정에 사용된 광중합 개시제의 농도는, 10ppm인 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제3 관점에 있어서, 상기 광중합 개시제는, 340 내지 380nm 파장에서 최대 흡수 파장을 갖는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제4 관점에 있어서, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물 및 용제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제5 관점에 있어서, 상기 착색제는, 적색 안료를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제6 관점에 있어서, 상기 적색 안료는, C.I. Pigment Red 242를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제7 관점에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 착색제 1 내지 50 중량%; 알칼리 가용성 수지 5 내지 70 중량%; 광중합성 화합물 5 내지 50 중량%; 광중합 개시제 1 내지 10 중량%; 및 상기 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여, 용제 60 내지 90 중량%를 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제8 관점에 있어서, 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 분산제 및 발잉크제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제9 관점에 있어서, 상기 노광기는, LED 노광기인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 종래 감광성 수지 조성물 대비 홀(Hole) 특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 종래 감광성 수지 조성물 대비 현상 전후에 따른 막 감소율을 더욱 최소화할 수 있다.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물에 의하면, 종래 감광성 수지 조성물 대비 형성된 패턴의 박리를 더욱 방지할 수 있다.
도 1 내지 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼을 나타낸 도이다.
본 발명은, 특정한 스펙트럼 특성을 만족하는 광중합 개시제를 포함하는 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
보다 상세하게는, 본 발명은, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 스펙트럼 특성을 만족하는 광중합 개시제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 홀(Hole) 특성 및 잔막률을 향상시킬 수 있고, 형성된 패턴의 박리를 방지할 수 있어, 컬러필터 내지 표시장치의 해상도와 광효율성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 기재된 「고형분」은, 용제를 제외한 나머지 성분을 의미한다.
이하, 본 발명의 내용을 <감광성 수지 조성물>, <컬러필터> 및 <표시장치>로 나누어 설명한다.
<감광성 수지 조성물>
본 발명의 감광성 수지 조성물은, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하는 것일 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 감광성 수지 조성물은, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물 및 용제를 더 포함하는 것일 수 있다.
상기 노광기는, 감광성 수지 조성물의 광경화가 가능한 것이면 특별히 제한되지 않으나, LED(Light Emitting Diode) 노광기인 것이 바람직하다. 이 경우, 특정한 파장의 광을 선택적으로 조사하는 것이 가능하다는 측면에서 이점이 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 노광기는 I-선(365nm) 영역의 파장을 방출하는 LED 노광기일 수 있으며, 바람직하게는 I-선(365nm) 영역의 파장만을 선택적으로 방출하는 LED 노광기일 수 있다.
착색제
상기 착색제는 1종 이상의 안료를 포함하는 것일 수 있다.
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다.
상기 안료는 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 각종의 안료를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프타로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다.
상기 무기 안료로서는 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬, 카본블랙 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다.
특히, 상기 유기 안료 및 무기 안료로는 구체적으로 색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 안료를 들 수 있지만, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.
C.I. 피그먼트 옐로우 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180 및 185
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 및 71
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 215, 216, 224, 242, 254, 255 및 264
C.I. 피그먼트 바이올렛 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37 및 38
C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6 등), 21, 28, 60, 64 및 76
C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47 및 58
C.I. 피그먼트 브라운 28
C.I. 피그먼트 블랙 1 및 7 등
상기 안료들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 예시된 C.I. 피그먼트 안료 중에서도 C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 208, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 185, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58, C.I. 피그먼트 그린 59, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:3 및 피그먼트 블루 15:6으로 이루어지는 군에서 선택되는 안료가 바람직하게 사용될 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명의 감광성 수지 조성물은, 특히 C.I. 피그먼트 레드 242를 포함하는 것일 수 있다. 이 경우 홀(Hole) 특성이 향상될 수 있으며, 형성된 패턴의 박리를 방지할 수 있다는 측면에서 이점이 있다.
구체적으로, 안료의 흡광도에 따른 감도와 패턴 선폭에 따른 홀(Hole) 특성은 트레이드 오프(trade-off) 관계에 있다. 따라서, 특정 파장에서의 안료의 흡광도가 낮을 경우, 해당 파장에서의 감광성 수지 조성물의 감도가 증가함에 따라 형성된 패턴의 선폭 또한 증가하게 되어 홀(Hole) 특성이 악화되는 것일 수 있다. 또한, 홀(Hole) 특성 개선을 위하여 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합 개시제의 함량을 감소시킬 경우 패턴의 경화가 충분히 이루어 지지 않아 현상 후 패턴이 박리하는 현상이 발생하게 된다.
C.I. 피그먼트 레드 177 및 C.I. 피그먼트 레드 254는, I-선(365nm) 영역의 파장에 대하여 비교적 낮은 흡광도를 나타낸다. 따라서, 노광 장비의 I-선(365nm) 영역 방출 파장에 대한 감광성 수지 조성물의 감도가 증가하게 되어 결과적으로 홀(Hole)의 형성이 용이하지 않게 된다.
반면, C.I. 피그먼트 레드 242는, I-선(365nm) 영역의 파장에 대하여 C.I. 피그먼트 레드 177 및 C.I. 피그먼트 레드 254 등의 안료 대비 높은 흡광도를 나타낸다. 따라서, I-선(365nm) 영역의 파장에 대하여 높은 흡광도를 나타내는 광중합 개시제의 함량을 적절히 조절함으로써, 홀(Hole) 특성을 개선시킴과 동시에 패턴의 박리를 방지할 수 있다.
상기 안료는 안료의 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 예로는 안료 분산제를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 상기 방법에 따라 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
상기 안료 분산제는 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기의 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 상술한 것 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제를 사용할 수도 있다. 상기 다른 수지 타입의 안료 분산제로는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다. 다른 수지 타입의 안료 분산제를 사용할 수도 있다. 상기 다른 수지 타입의 안료 분산제로는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
상기한 수지형 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서는, 예를 들면, BYK(빅) 케미사의 상품명: DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162,DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184; BASF사의 상품명: EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48,EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800; Lubirzol사의 상품명: SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10; 카와켄 파인 케미컬사의 상품명: 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000; 아지노모토사의 상품명: 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823; 쿄에이샤 화학사의 상품명: 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44 등을 들 수 있다. 상기한 수지 타입의 안료 분산제는 각각 단 독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 아크릴 분산제와 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 안료 분산제는 안료 분산액 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 안료 분산제가 60 중량%를 초과하면 점도가 높아질 수 있으며, 5 중량% 미만의 양으로 포함되면 안료의 미립화가 어려우며, 분산 후 겔화 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 착색제는 일반적으로 당해 분야에서 사용되는 염료를 추가로 포함할 수 있다.
상기 염료는 유기용제에 대한 용해성을 가지거나 분산 가능한 것이라면 제한 없이 추가로 사용할 수 있다. 바람직하게는 유기용제에 대한 용해성을 가지면서 알칼리 현상액에 대한 용해성, 내열성 및 내용제성 등의 신뢰성을 확보할 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염료로는 설폰산이나 카복실산 등의 산성기를 갖는 산성 염료, 산성 염료와 질소 함유 화합물의 염, 산성 염료의 설폰아미드체 등과 이들의 유도체에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이외에도 아조계, 크산텐계, 프탈로시아닌계의 산성염료 및 이들의 유도체도 선택할 수 있다. 바람직하게 상기 염료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판) 내에 염료로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(색염사)에 기재되어 있는 공지의 염료를 들 수 있다.
상기 염료의 구체적인 예로는, C.I. 솔벤트 염료로서,
C.I. 솔벤트 레드 8, 45, 49, 89, 111, 122, 125, 130, 132, 146, 179 등의　적색　염료;
C.I. 솔벤트 블루 5, 35, 36, 37, 44, 59, 67, 70 등의　청색　염료;
C.I. 솔벤트 바이올렛 8, 9, 13, 14, 36, 37, 47, 49 등의 바이올렛 염료;
C.I. 솔벤트 옐로우 4, 14, 15, 23, 24, 38, 62, 63, 68, 82, 94, 98, 99, 162 등의　황색　염료;
C.I. 솔벤트 오렌지 2, 7, 11, 15, 26, 56 등의 오렌지색 염료
C.I. 솔벤트 그린 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34, 35 등의　녹색　염료를 들 수 있다.
상기 C.I. 솔벤트 염료로서 유기용매에 대한 용해성이 우수한 C.I. 솔벤트 레드 8, 49, 89, 111, 122, 132, 146, 179; C.I. 솔벤트 블루 35, 36, 44, 45, 70; C.I. 솔벤트 바이올렛 13이 바람직하고, C.I. 솔벤트 레드 8, 122, 132가 보다 바람직하다.
또한, C.I. 애시드 염료로서,
C.I.애시드 레드 1, 4, 8, 14, 17, 18, 26, 27, 29, 31, 34, 35, 37, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 66, 73, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 97, 103, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 158, 176, 182, 183, 198, 206, 211, 215, 216, 217, 227, 228, 249, 252, 257, 258, 260, 261, 266, 268, 270, 274, 277, 280, 281, 195, 308, 312, 315, 316, 339, 341, 345, 346, 349, 382, 383, 394, 401, 412, 417, 418, 422, 426 등의　적색　염료;
C.I.애시드 옐로우 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 42, 54, 65, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 113, 114, 116, 119, 123, 128, 134, 135, 138, 139, 140, 144, 150, 155, 157, 160, 161, 163, 168, 169, 172, 177, 178, 179, 184, 190, 193, 196, 197, 199, 202, 203, 204, 205, 207, 212, 214, 220, 221, 228, 230, 232, 235, 238, 240, 242, 243, 251 등의　황색　염료
C.I.애시드 오렌지 6, 7, 8, 10, 12, 26, 50, 51, 52, 56, 62, 63, 64, 74, 75, 94, 95, 107, 108, 169, 173 등의 오렌지색 염료
C.I.애시드 블루 1, 7, 9, 15, 18, 23, 25, 27, 29, 40, 42, 45, 51, 62, 70, 74, 80, 83, 86, 87, 90, 92, 96, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 150, 158, 171, 182, 192, 210, 242, 243, 256, 259, 267, 278, 280, 285, 290, 296, 315, 324:1, 335, 340 등의　청색　염료;
C.I.애시드 바이올렛 6B, 7, 9, 17, 19, 66 등의 바이올렛색 염료
C.I.애시드 그린 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 50, 58, 63, 65, 80, 104, 105, 106, 109등의　녹색　염료 등을 들 수 있다.
상기 애시드 염료로서 유기용매에 대한 용해도가 우수한 C.I.애시드 레드 92; C.I.애시드 블루 80, 90; C.I.애시드 바이올렛 66이 바람직하다.
또한, C.I. 다이렉트 염료로서,
C.I.다이렉트 레드 79, 82, 83, 84, 91, 92, 96, 97, 98, 99, 105, 106, 107, 172, 173, 176, 177, 179, 181, 182, 184, 204, 207, 211, 213, 218, 220, 221, 222, 232, 233, 234, 241, 243, 246, 250 등의　적색　염료;
C.I.다이렉트 옐로우 2, 33, 34, 35, 38, 39, 43, 47, 50, 54, 58, 68, 69, 70, 71, 86, 93, 94, 95, 98, 102, 108, 109, 129, 136, 138, 141 등의　황색　염료;
C.I.다이렉트 오렌지 34, 39, 41, 46, 50, 52, 56, 57, 61, 64, 65, 68, 70, 96, 97, 106, 107 등의 오렌지색 염료;
C.I.다이렉트 블루 38, 44, 57, 70, 77, 80, 81, 84, 85, 86, 90, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 113, 114, 115, 117, 119, 137, 149, 150, 153, 155, 156, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 172, 173, 188, 189, 190, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 200, 207, 209, 210, 212, 213, 214, 222, 228, 229, 237, 238, 242, 243, 244, 245, 247, 248, 250, 251, 252, 256, 257, 259, 260, 268, 274, 275, 293 등의　청색　염료;
C.I.다이렉트 바이올렛 47, 52, 54, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 81, 82, 84, 89, 90, 93, 95, 96, 103, 104 등의 바이올렛색 염료;
C.I.다이렉트 그린 25, 27, 31, 32, 34, 37, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 72, 77, 79, 82 등의　녹색　염료 등을 들 수 있다.
또한, C.I. 모단토 염료로서,
C.I.모단토 옐로우 5, 8, 10, 16, 20, 26, 30, 31, 33, 42, 43, 45, 56, 61, 62, 65 등의　황색　염료;
C.I.모단토 레드 1, 2, 3, 4, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, 41, 43, 45, 46, 48, 53, 56, 63, 71, 74, 85, 86, 88, 90, 94, 95 등의　적색　염료;
C.I.모단토 오렌지 3, 4, 5, 8, 12, 13, 14, 20, 21, 23, 24, 28, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 42, 43, 47, 48 등의 오렌지색 염료;
C.I.모단토 블루 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 32, 39, 40, 41, 43, 44, 48, 49, 53, 61, 74, 77, 83, 84 등의　청색　염료;
C.I.모단토 바이올렛 1, 2, 4, 5, 7, 14, 22, 24, 30, 31, 32, 37, 40, 41, 44, 45, 47, 48, 53, 58 등의 바이올렛색 염료;
C.I.모단토 그린 1, 3, 4, 5, 10, 15, 19, 26, 29, 33, 34, 35, 41, 43, 53 등의　녹색　염료 등을 들 수 있다.
이들 염료는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제의 함량은, 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 착색제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 박막 형성 시 화소의 색 농도가 충분하고, 현상 시 비화소부의 누락성이 저하되지 않아 잔사가 발생하기 어려우므로 바람직하다.
알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며, 감광성 수지 조성물에 포함되는 고형분의 분산매로서 작용하며, 결착 수지의 기능을 수행하는 것이라면 이 분야에 공지된 수지를 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 알칼리 가용성 수지는 불포화 카르복실기 함유 단량체 및 이와 공중합 가능한 다른 단량체의 공중합체인 것이 바람직하다.
상기 불포화 카르복실기 함유 단량체로는, 예를 들어, 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 다가 카르복실산 등 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 모노카르복실산으로는, 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다
상기 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예컨대, 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등 일 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양 말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예컨대, ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 불포화 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 불포화 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르,m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트,메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함량은, 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 현상액에 대한 용해성이 충분하여 경화막 형성이 용이하며, 현상 시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비노광부의 누락성이 양호해지므로 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 30 내지 150 mgKOH/g인 것이 바람직하며, 이에 따라, 감광성 수지 조성물의 경시안정성이 향상될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 30 mgKOH/g 미만인 경우, 감광성 수지 조성물이 충분한 현상속도를 확보하기 어려우며, 150 mgKOH/g를 초과하는 경우, 기판과의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며, 감광성 수지 조성물의 경시안정성이 저하되어 점도가 상승할 수 있다.
광중합성 화합물
상기 광중합성 화합물은 광 및 열에 의해 중합할 수 있는 화합물로서, 광 및 열에 의해 중합할 수 있는 것이라면 이 분야에 공지된 중합성 화합물을 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있으며, 구체적으로는 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 함량은, 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 10 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우, 화소부의 강도나 평활성 측면에서 바람직하다.
광중합 개시제
상기 광중합 개시제는, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 것일 수 있고, 바람직하게는 0.5 내지 0.7일 수 있다.
광중합 개시제가 상기 스펙트럼 특성을 만족할 경우, 홀(Hole) 특성을 향상시킬 수 있고, 현상 전후 막의 감소를 최소화 할 수 있으며, 형성된 패턴의 박리를 방지할 수 있다.
구체적으로, 종래 수은 노광기는, I-선(365nm) 이외에도 315nm 내지 335nm 영역의 광을 방출하여, 기존 광중합 개시제의 충분한 광 활성을 유도시킴으로써 충분한 표면 감도를 얻을 수 있고, 용이하게 현상 전후 막 감소율을 최소화할 수 있다. 반면, I-선(365nm) 만을 방출하는 노광기, 예컨대 LED 노광기의 경우에는, 종래 수은 노광기에서의 단파장 광이 부재함으로 인해 충분한 광 활성이 유도되지 못하여, 표면 감도가 불량해 질 수 있는 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제를 극복하기 위하여, 상기 스펙트럼 특성을 만족하는 특정한 광중합 개시제를 사용하여 I-선(365nm) 영역에 대해 높은 광 활성을 나타낼 수 있도록 함으로써, 홀(Hole) 특성 향상 및 현상 전후 막 감소를 최소화 할 수 있도록 한다.
상기 노광기 발광 스펙트럼의 정규화는, 반복된 실험에 의해 일정한 결과를 얻기 위한 것이면 특별히 제한되지 않는다. 일 실시 예에 있어서, I-선 영역(350 내지 390nm)에서의 노광기 최대 발광 파장으로 정규화 한 것일 수 있으며, 예를 들어, 노광기의 I-선 영역(350 내지 390nm) 발광 스펙트럼을 I-선 영역의 최대 발광 파장의 스펙트럼 값으로 나누어, 최대 발광 파장의 스펙트럼 값을 1로 정규화 한 것일 수 있다.
본 발명이 속한 기술 분야에서 통상의 기술자가 발명의 내용을 명확하게 이해하고 용이하게 재현할 수 있도록 하기 위하여, 도 1 내지 3을 참조하여, 영역(A), (P) 및 (B)의 의미와, 후술되는 참고예의 표 1 및 2를 참조하여, 영역(A), (P) 및 (B)의 면적 계산 방법을 예를 들어 설명하면, 다음과 같다.
도 1 내지 3은, 본 발명의 일 실시 예에 따른 스펙트럼을 나타낸 도이다. 구체적으로, 도 1은, 350 내지 390nm 파장에 대한 LED 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A)를 나타낸 도이며, 도 2는, 350 내지 390nm 파장에 대한 상술한 스펙트럼 특성을 만족하는 광중합 개시제의 일 실시 예인 DFI-020(다이토케믹스사제) 10ppm에 대한 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P)를 나타낸 도이며, 도 3은, 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)를 나타낸 도이다.
도 1을 참조하면, 350 내지 390nm 파장에 대한 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A)는, 파장(Wavelength; λ)을 x축(nm)으로 하고, 정규화된 발광 스펙트럼의 값을 y축으로 할 때, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼 곡선, 파장(Wavelength; λ)이 350nm 및 390nm인 직선(λ=350nm 및 390nm) 및 파장(Wavelength; λ)축(즉, x축)으로 둘러싸인 영역을 의미하는 것일 수 있다.
도 2를 참조하면, 350 내지 390nm 파장에 대한 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P)는, 파장(Wavelength; λ)을 x축(nm)으로 하고, 흡광도를 y축으로 할 때, 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼 곡선, 파장(Wavelength; λ)이 350nm 및 390nm인 직선(λ=350nm 및 390nm) 및 파장(Wavelength; λ)축(즉, x축)으로 둘러싸인 영역을 의미하는 것일 수 있다.
도 3을 참조하면, 350 내지 390nm 파장에 대한 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)는, 파장(Wavelength; λ)을 x축(nm)으로 하고, 정규화된 발광 스펙트럼의 값 내지 흡광도를 y축으로 할 때(즉, 도 1 및 도 2의 스펙트럼을 중첩시켰을 때), 영역(A) 및 영역(P)가 중첩되는 영역을 의미하는 것일 수 있다.
참고예의 표 1 및 2를 참조하면, 우선, 노광기의 I-선(365nm) 영역의 광에 대한 발광 스펙트럼을 측정하고, 상기 측정된 발광 스펙트럼을 1nm 간격으로 구분하여 각 파장 별 스펙트럼 적분 비를 계산한다. 예를 들어, 표 1에 개시된 바와 같이 350nm 파장에 대한 노광기 발광 스펙트럼의 적분 비는 0.0358일 수 있으며, 1nm 간격으로 390nm까지 각 파장 별 노광기 발광 스펙트럼의 적분 비를 계산하는 것일 수 있다.
이후, 노광기 발광 스펙트럼 적분 비 중 최대값인 0.7763(367nm)으로 각 파장의 노광기 발광 스펙트럼 적분 비를 나누어, 노광기의 정규화 된 발광 스펙트럼을 얻을 수 있다. 예를 들어, 표 1에 개시된 바와 같이 350nm 및 367nm 파장에 대하여 정규화 된 발광 스펙트럼의 값은 각각 0.0461 및 1.0000일 수 있다.
이후, 350 내지 390nm 파장에서의 정규화 된 발광 스펙트럼의 값을 합산하여, 영역(A)의 면적을 계산하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표 2에 개시된 바와 같이, 상기 영역(A)의 면적이 8.7225일 수 있다.
한편, 상술한 영역(A)의 면적을 계산하는 것과는 별개로, 10ppm의 DFI-020에 대하여 흡광 스펙트럼을 측정하여 영역(P)를 정의한다. 또한, 상기 측정된 흡광 스펙트럼을 1nm 간격으로 구분하여 각 파장별 평균 흡광도를 계산한다. 예를 들어, 표 1에 개시된 바와 같이 350nm 파장에 대한 DFI-020 흡광 스펙트럼의 평균 흡광도는 0.5700일 수 있으며, 1nm 간격으로 390nm까지 각 파장 별 DFI-020 흡광 스펙트럼의 평균 흡광도를 계산하는 것일 수 있다.
이후, 영역(A) 및 영역(P)의 중첩 영역인 영역(B)에 대응되는 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼의 값 또는 광중합 개시제의 평균 흡광도를 추출한다. 예를 들어, 표 2에 개시된 바와 같이 350nm 파장에 대한 추출 값은, 0.0461일 수 있으며, 1nm 간격으로 390nm까지 각 파장 별 추출 값을 추출하는 것일 수 있다.
이후, 350 내지 390nm 파장에서의 추출 값을 합산하여, 영역(B)의 면적을 계산하는 것일 수 있다. 예를 들어, 표 2에 개시된 바와 같이, DFI-020의 영역(B)의 면적이, 5.8959일 수 있다.
이후, 상기 영역(A)의 면적에 대한 상기 영역(B)의 면적의 비가 0.68로, DFI-020은, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제인 것으로 정의될 수 있는 것이다.
한편, 상술한 영역(A), (P) 및 (B)의 면적 계산 방법은, 예시적인 것으로 이에 한정되지 않음은 전술한 바와 같다.
상기 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼 측정을 위한 광중합 개시제 시료의 농도는, 특별히 제한되지 않으며 상기 노광기 발광 스펙트럼의 정규화 방법에 상응하여 적절히 선택될 수 있다. 일 실시 예에 있어서, 상기 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼의 측정에 사용된 광중합 개시제의 농도는 1 내지 50ppm일 수 있으며, 바람직하게는 10ppm일 수 있다.
일 실시 예에 있어서, 상기 광중합 개시제는 340 내지 380nm 파장에서 최대 흡수 파장을 갖는 것이 바람직하다. 시판품으로는, 다이토케믹스사의 「DFI-020」, 트론리사의 「PBG-345」, BASF사의 「OXE-03」 및 ADEKA사의 「NCI-831」 등이 있으며, 상기 광중합 개시제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은, 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 1 내지 10 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 7 중량% 일 수 있다. 이 경우, 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 상기 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해질 수 있다.
일부 실시 예에 있어서, 상기 광중합 개시제 이외의 다른 광중합 개시제를 추가로 병용할 수 있다.
대표적으로는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 및 티오크산톤계 화합물, 카바졸계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등이 있다.
상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물의 구체적인 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오 크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 있다.
상기 카바졸계 화합물로서는, 예를 들면 3-(2-메틸-2-디메틸아미노 프로피오닐) 카바졸, 3-(2-메틸-2-모르폴리노 프로피오닐)-9-매틸카바졸, 3-(2-메틸-히드록시 프로피오닐)-9-메틸 카바졸, 3-(1-히드록시 시클로헥사노일)-9-부틸카바졸 등이 있다.
또한, 상기 광중합 개시제는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 광중합 개시 보조제를 함유함으로써, 감도가 더욱 높아져 생산성을 향상시킬 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 예를 들어 아민 화합물, 카르복실산 화합물, 다관능 치올화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아민 화합물로는 방향족 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 벤조산2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭: 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 사용할 수 있다.
상기 카르복실산 화합물은 방향족 헤테로아세트산류인 것이 바람직하며, 구체적으로 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.
상기 다관능 치올화합물로는 Tris-[(3-mercaptopropionyloxy)-ethyl]-isocyanurate, Trimethylolpropane tris-3-mercaptopropionate, Pentaerythritol tetrakis-3-mercaptopropionate, Dipentaerythritol hexa-3-mercaptopropionate 등이 있다.
상기 광중합 개시 보조제가 더 포함되는 경우, 광중합 개시 보조제의 함량은 상기 알칼리 가용성 수지와 상기 광중합성 화합물의 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 효과를 제공할 수 있다.
용제
상기 용제는 이 분야에 공지된 유기 용제를 특별히 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 용제의 구체적 예로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르,에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류,메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서, 바람직하게 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 사용할 수 있다.
상기 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제의 함량은, 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 75 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 효과를 제공하므로 바람직하다.
첨가제
본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 상기 첨가제의 종류는 사용자의 필요에 따라 정해질 수 있는 것으로 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 예를 들면, 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 분산제, 발잉크제 등을 들 수 있다. 상기 예시한 첨가제는 단독 또는 2종 이상 혼합되어 사용될 수 있다.
상기 충진제는 구체적으로, 유리, 실리카, 알루미나 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다른 고분자 화합물로서는 구체적으로, 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지; 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지; 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 구체적으로 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 에폭시 화합물은 구체적으로, 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한　에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레이트 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 옥세탄 화합물은 구체적으로, 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산 디카르복실산비스옥세탄 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다. 상기 경화 보조 화합물은 구체적으로, 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류, 산 발생제 등을 사용할 수 있다. 상기 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 시판되는 상기 에폭시 수지 경화제로서는 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
상기에서 예시한 경화제 및 경화 보조 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
상기 계면 활성제로는 시판되는 계면 활성제를 사용할 수 있으며, 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 상기 실리콘계 계면활성제로는 실록산 결합을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다.　시판품으로는, 토레이실리콘 DC3PA, 토레이실리콘 SH7PA, 토레이실리콘 DC11PA, 토레이실리콘 SH21PA, 토레이실리콘 SH28PA, 토레이실리콘 29SHPA, 토레이실리콘 SH30PA, 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400(토레이실리콘(주) 제조), KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341(신에쯔실리콘 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460(GE도시바실리콘(주) 제조) 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면 활성제로는 플루오로카본 사슬을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 프로리네이트(상품명) FC430, 프로리네이트 FC431(스미또모 3M(주) 제조), 메가팩(상품명) F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 F251, 메가팩 F410, 메가팩 F430, 메가팩 F444, 메가팩 F477, 메가팩 F551, 메가팩 F553, 메가팩 F554, 메가팩 F556, 메가팩 F557, 메가팩 F558, 메가팩 F559, 메가팩 F562, 메가팩 F563, 메가팩 F565, 메가팩 F570, 메가팩 R30, 메가팩 R40, 메가팩 R41, 메가팩 R43, 메가팩 R94(일본 DIC사 제조), 에프톱(상품명) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352(신아끼따카세이(주) 제조), 서프론(상품명) S381, 서프론 S382, 서프론 SC101, 서프론 SC105(아사히가라스(주) 제조), E5844((주)다이킨파인케미컬겐큐쇼 제조), BM-1000, BM-1100(상품명: BMChemie사 제조) 등을 예로 들 수 있다.
상기 밀착 촉진제는 구체적으로, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐 트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토 프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 및 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 으로 이루어진 군으로부터 선택된 단독 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
상기 산화방지제는 예를 들면, 인계 산화방지제, 황계 산화방지제 및 페놀계 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으며, 이 경우 공정 중 고온에서 발생할 수 있는 색변 현상 또는 디스플레이 제작 후 광원에 의해 야기될 수 있는 황변 발생을 억제시킬 수 있다. 상기 산화방지제는 페놀계 화합물, 인계 화합물 및 황계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 이들은 페놀계-인계 화합물, 페놀계-황계 화합물, 인계-황계 화합물, 또는 페놀계-인계-황계 화합물의 조합으로 사용될 수 있다.
상기 자외선 흡수제는 구체적으로, 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 응집 방지제는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분산제는 안료의 분산 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 발잉크제는 분자 내에 불소 원자를 갖는다. 이로써, 발잉크제는, 이것을 함유하는 감광성 수지 조성물을 사용하여 경화막을 형성하는 과정에서 상면으로 이행하는 성질(상면이행성) 및 발잉크성을 갖는다. 발잉크제를 사용함으로써, 얻어지는 경화막의 상면을 포함하는 상층부는, 발잉크제가 조밀하게 존재하는 층(이하, 「발잉크층」 이라고 하는 경우도 있다)이 되어, 경화막 상면에 발잉크성이 부여된다. 또한, 발잉크층에 대한 발잉크제의 정착성을 향상시키는 관점에서, 발잉크제는, 에틸렌성 이중 결합을 갖는 화합물이 바람직하다. 발잉크제가 에틸렌성 이중 결합을 가짐으로써, 상면으로 이행한 발잉크제의 에틸렌성 이중 결합에 라디칼이 작용하여, 발잉크제끼리 또는 발잉크제 와 격벽 형성용 감광성 수지 조성물이 함유하는 에틸렌성 이중 결합을 갖는 다른 성분과 (공)중합에 의한 가교가 가능해진다.
상기 발잉크제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어, 가수분해성 실란 화합물의 부분 가수분해 축합물을 들 수 있다. 가수분해성 실란 화합물은, 1종을 단독으로 사용해도 되고 2종 이상을 병용해도 된다. 가수분해성 실란 화합물의 부분 가수분해 축합물로 이루어지고, 또한 불소 원자를 갖는 발잉크제를 사용할 수 있으며, 주사슬이 탄화수소 사슬이고, 측사슬에 불소 원자를 함유하는 화합물로 이루어지는 발잉크제를 사용해도 된다.
상기 첨가제들은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업자가 적절히 추가하여 사용이 가능하다. 예컨대 상기 첨가제는 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.05 내지 10 중량% 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%로 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 당 업계에 알려진 통상적인 방법으로 제조될 수 있는 것으로, 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 일 예를 들면, 하기와 같은 방법으로 제조될 수 있다.
먼저, 상기 착색제 중 안료를 용매와 혼합하여 안료의 평균 입경이 30 내지 300 nm가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제, 알칼리 가용성 수지의 일부 또는 전부, 또는 염료를 용매와 함께 혼합시켜 용해 또는 분산시킬 수 있다. 상기 혼합된 분산액에 알칼리 가용성 수지의 나머지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 광산 발생제, 에폭시 화합물, 산란체 및 첨가제와 필요에 따라 용매를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
<컬러필터>
본 발명은, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
일 실시 예에 있어서, 상기 컬러필터는 기판 상에 상술한 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광 및 현상하여 형성되는 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 감광성 수지 조성물을 이용한 패턴 형성 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 감광성 수지 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 방법은 당해 기술분야에 공지된 방법을 사용할 수 있으나, 통상적으로는 도포 단계; 노광 단계; 및 제거 단계를 포함한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 광 경화 및 현상을 하여 패턴을 형성함으로써, 화소(착색 화상)로 사용할 수 있게 된다.
먼저, 상기 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포한 후 가열 건조함으로써 용매 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 형성한다.
도포 방법으로는, 예를 들어 스핀 코트, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 앤드 스핀 코트 또는 슬릿 코트법 등에 의해 실시될 수 있다. 도포 후 가열건조 (프리베이크), 또는 감압 건조 후에 가열하여 용매 등의 휘발 성분을 휘발시킨다. 여기에서, 가열 온도는 통상 70 내지 150℃, 바람직하게는 80 내지 130℃이다. 가열건조 후의 도막 두께는 통상 2.0 내지 3.5㎛ 정도이다.
이렇게 하여 얻어진 도막에, 목적으로 하는 패턴을 형성하기 위한 마스크를 통해 자외선을 조사한다. 이 때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 또한 마스크와 기판의 정확한 위치 맞춤이 실시되도록, 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 자외선으로는 I-선(365nm)을 사용하는 것이 바람직하며, 자외선이 조사된 부위가 상술한 광중합 개시제에 의하여 라디칼이 형성되고 중합성 화합물과 반응하여 광경화가 이루어 진다.
광경화가 종료된 도막을 현상액에 접촉시켜 미노광부를 용해시킴으로써, 컬러필터에 필요한 패턴이 형성된다. 이러한 과정을 필요한 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 수에 따라 반복 수행함으로써, 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다.
이렇게 얻어진 패턴 형상을 후경화 공정을 통하여 패턴을 단단하게 만들 수 있고, 가열 온도는 통상 150 내지 250℃, 바람직하게는 180 내지 230℃이다. 가열 시간은 통상 5 내지 30 분, 바람직하게는 15 내지 20 분이다.
<표시장치>
본 발명은 상술한 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 표시 장치는 종래 또는 이후에 개발되는 표시 장치를 포함하는 것일 수 있으며, 일 또는 복수의 실시 형태에 있어서, 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display; LCD), 전계 발광(Electro Luminescent; EL) 표시 장치, 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel; PDP), 전계 방출 표시 장치(Field Emission Display; FED), 유기발광소자(Organic Light Emitting Diode; OLED) 표시장치 등이 있을 수 있다.
상기 표시 장치는, 상술한 컬러필터를 포함하는 것을 제외하고는, 당해 기술 분야에서 통상적으로 알려진 구성을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적 양자점 입자를 함유한 적색 패턴층, 녹 양자점 입자를 함유한 녹색 패턴층, 및 청 양자점 입자를 함유한 청색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수 있다. 그러한 경우에 표시장치에 적용되는 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수도 있다. 그러한 경우에 상기 컬러필터는 양자점 입자를 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 구비한다. 2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 패턴층 및 녹색 패턴층만을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적 양자점 입자는 적색광을, 녹 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.
이하, 본 발명을 실시 예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시 예, 비교 예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
<참고예: 노광기 및 광중합 개시제의 파장 별 스펙트럼 분석>
I-선(365nm) 영역의 광을 방출하는 LED 노광기의 350 내지 390nm 파장에 대한 발광 스펙트럼과 이의 정규화된 발광 스펙트럼; 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 총 중량에 대하여, 10ppm의 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼을 파장 별로 측정하여, 하기 표 1에 나타내었다.
또한, 350 내지 390nm 파장에 대한 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A) 및 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P)의 중첩 영역으로 정의되는 영역(B)에 대응되는 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼의 값 또는 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼의 값을 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 각각의 광중합 개시제에 대하여, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비를 하기 표 2에 나타내었다.
상기 노광기의 발광 스펙트럼은, 최대 발광 파장인 367nm에서의 스펙트럼 값을 1로 하여 정규화하였다.
파장
(nm)		 노광기
발광
스펙트럼		 노광기
정규화
발광
스펙트럼		 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼
DFI-
020		 PBG-
345		 OXE-
03		 NCI-
831		 OXE-
01		 PBG-
327		 OXE-
02		 NCI-
730		 DFI-
306
350 0.0358 0.0461 0.5700 0.2820 0.2300 0.2300 0.1770 0.1690 0.2354 0.2790 0.2390
351 0.0345 0.0444 0.5640 0.2908 0.2330 0.2270 0.1670 0.1550 0.2120 0.2700 0.2220
352 0.0334 0.0430 0.5560 0.2986 0.2310 0.2290 0.1580 0.1430 0.1955 0.2620 0.2050
353 0.0329 0.0424 0.5470 0.3063 0.2370 0.2310 0.1510 0.1380 0.1842 0.2530 0.1900
354 0.0356 0.0459 0.5370 0.3140 0.2390 0.2320 0.1410 0.1310 0.1689 0.2440 0.1750
355 0.0464 0.0598 0.5250 0.3233 0.2430 0.2330 0.1350 0.1220 0.1571 0.2340 0.1600
356 0.0470 0.0606 0.5150 0.3309 0.2410 0.2370 0.1230 0.1150 0.1415 0.2240 0.1470
357 0.0508 0.0655 0.5030 0.3380 0.2390 0.2400 0.1160 0.1090 0.1255 0.2150 0.1340
358 0.0496 0.0639 0.4890 0.3450 0.2370 0.2430 0.1090 0.0990 0.1102 0.2060 0.1220
359 0.0512 0.0660 0.4780 0.3511 0.2360 0.2450 0.1020 0.0940 0.0950 0.1970 0.1120
360 0.0566 0.0729 0.4670 0.3566 0.2330 0.2470 0.0940 0.0850 0.0806 0.1880 0.1020
361 0.0671 0.0864 0.4500 0.3598 0.2280 0.2480 0.0870 0.0780 0.0724 0.1780 0.0930
362 0.0908 0.1169 0.4340 0.3627 0.2270 0.2480 0.0810 0.0730 0.0605 0.1690 0.0850
363 0.1409 0.1816 0.4190 0.3642 0.2270 0.2500 0.0760 0.0660 0.0516 0.1600 0.0780
364 0.2705 0.3485 0.4010 0.3634 0.2250 0.2530 0.0720 0.0630 0.0429 0.1510 0.0700
365 0.5313 0.6845 0.3870 0.3605 0.2240 0.2530 0.0650 0.0560 0.0329 0.1420 0.0640
366 0.6988 0.9002 0.3710 0.3545 0.2210 0.2530 0.0590 0.0520 0.0293 0.1340 0.0600
367 0.7763 1.0000 0.3530 0.3482 0.2210 0.2550 0.0550 0.0490 0.0223 0.1260 0.0560
368 0.6565 0.8458 0.3350 0.3415 0.2160 0.2550 0.0500 0.0440 0.0186 0.1190 0.0520
369 0.5315 0.6847 0.3170 0.3332 0.2140 0.2530 0.0460 0.0400 0.0160 0.1120 0.0480
370 0.4240 0.5462 0.3000 0.3216 0.2120 0.2530 0.0440 0.0360 0.0130 0.1050 0.0450
371 0.3282 0.4228 0.2810 0.3093 0.2070 0.2510 0.0400 0.0340 0.0107 0.0980 0.0410
372 0.2520 0.3247 0.2640 0.2953 0.2010 0.2470 0.0350 0.0320 0.0088 0.0910 0.0380
373 0.1937 0.2495 0.2460 0.2809 0.1940 0.2440 0.0320 0.0280 0.0070 0.0840 0.0350
374 0.1526 0.1966 0.2280 0.2649 0.1850 0.2430 0.0300 0.0270 0.0049 0.0780 0.0330
375 0.1274 0.1641 0.2110 0.2486 0.1740 0.2380 0.0280 0.0260 0.0041 0.0720 0.0300
376 0.1115 0.1436 0.1940 0.2325 0.1600 0.2340 0.0260 0.0240 0.0037 0.0660 0.0280
377 0.0968 0.1247 0.1770 0.2146 0.1470 0.2320 0.0230 0.0200 0.0026 0.0610 0.0260
378 0.0860 0.1108 0.1610 0.1983 0.1320 0.2260 0.0200 0.0180 0.0011 0.0550 0.0250
379 0.0824 0.1062 0.1490 0.1809 0.1160 0.2210 0.0190 0.0160 0.0011 0.0500 0.0230
380 0.0836 0.1077 0.1360 0.1647 0.1010 0.2160 0.0170 0.0150 0.0003 0.0460 0.0220
381 0.0743 0.0957 0.1240 0.1506 0.0870 0.2110 0.0160 0.0140 -0.0002 0.0420 0.0200
382 0.0685 0.0883 0.1130 0.1373 0.0740 0.2040 0.0150 0.0120 -0.0002 0.0380 0.0190
383 0.0672 0.0866 0.1040 0.1241 0.0640 0.1970 0.0140 0.0110 -0.0009 0.0350 0.0180
384 0.0610 0.0786 0.0950 0.1119 0.0540 0.1900 0.0120 0.0110 -0.0010 0.0310 0.0160
385 0.0570 0.0735 0.0860 0.0997 0.0450 0.1850 0.0120 0.0100 0.0001 0.0280 0.0160
386 0.0565 0.0727 0.0770 0.0889 0.0380 0.1770 0.0100 0.0100 -0.0003 0.0250 0.0150
387 0.0561 0.0722 0.0710 0.0788 0.0300 0.1700 0.0080 0.0090 -0.0009 0.0230 0.0140
388 0.0530 0.0683 0.0640 0.0706 0.0240 0.1640 0.0070 0.0080 -0.0012 0.0200 0.0140
389 0.0511 0.0659 0.0590 0.0624 0.0200 0.1560 0.0060 0.0080 -0.0013 0.0180 0.0130
390 0.0504 0.0649 0.0550 0.0553 0.0170 0.1480 0.0050 0.0070 -0.0010 0.0160 0.0120
파장
(nm)		 노광기
정규화
발광
스펙트럼		 중첩 영역으로 정의되는 영역(B)에 대응되는 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼의 값 또는 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼
DFI-020 PBG-345 OXE-03 NCI-831 OXE-01 PBG-327 OXE-02 NCI-730 DFI-306
350 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461 0.0461
351 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444 0.0444
352 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430 0.0430
353 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424 0.0424
354 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459 0.0459
355 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598 0.0598
356 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606 0.0606
357 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655 0.0655
358 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639 0.0639
359 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660 0.0660
360 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729 0.0729
361 0.0864 0.0864 0.0864 0.0864 0.0864 0.0864 0.0780 0.0724 0.0864 0.0864
362 0.1169 0.1169 0.1169 0.1169 0.1169 0.0810 0.0730 0.0605 0.1169 0.0850
363 0.1816 0.1816 0.1816 0.1816 0.1816 0.0760 0.0660 0.0516 0.1600 0.0780
364 0.3485 0.3485 0.3485 0.2250 0.2530 0.0720 0.0630 0.0429 0.1510 0.0700
365 0.6845 0.3870 0.3605 0.2240 0.2530 0.0650 0.0560 0.0329 0.1420 0.0640
366 0.9002 0.3710 0.3545 0.2210 0.2530 0.0590 0.0520 0.0293 0.1340 0.0600
367 1.0000 0.3530 0.3482 0.2210 0.2550 0.0550 0.0490 0.0223 0.1260 0.0560
368 0.8458 0.3350 0.3415 0.2160 0.2550 0.0500 0.0440 0.0186 0.1190 0.0520
369 0.6847 0.3170 0.3332 0.2140 0.2530 0.0460 0.0400 0.0160 0.1120 0.0480
370 0.5462 0.3000 0.3216 0.2120 0.2530 0.0440 0.0360 0.0130 0.1050 0.0450
371 0.4228 0.2810 0.3093 0.2070 0.2510 0.0400 0.0340 0.0107 0.0980 0.0410
372 0.3247 0.2640 0.2953 0.2010 0.2470 0.0350 0.0320 0.0088 0.0910 0.0380
373 0.2495 0.2460 0.2495 0.1940 0.2440 0.0320 0.0280 0.0070 0.0840 0.0350
374 0.1966 0.1966 0.1966 0.1850 0.1966 0.0300 0.0270 0.0049 0.0780 0.0330
375 0.1641 0.1641 0.1641 0.1641 0.1641 0.0280 0.0260 0.0041 0.0720 0.0300
376 0.1436 0.1436 0.1436 0.1436 0.1436 0.0260 0.0240 0.0037 0.0660 0.0280
377 0.1247 0.1247 0.1247 0.1247 0.1247 0.0230 0.0200 0.0026 0.0610 0.0260
378 0.1108 0.1108 0.1108 0.1108 0.1108 0.0200 0.0180 0.0011 0.0550 0.0250
379 0.1062 0.1062 0.1062 0.1062 0.1062 0.0190 0.0160 0.0011 0.0500 0.0230
380 0.1077 0.1077 0.1077 0.1010 0.1077 0.0170 0.0150 0.0003 0.0460 0.0220
381 0.0957 0.0957 0.0957 0.0870 0.0957 0.0160 0.0140 -0.0002 0.0420 0.0200
382 0.0883 0.0883 0.0883 0.0740 0.0883 0.0150 0.0120 -0.0002 0.0380 0.0190
383 0.0866 0.0866 0.0866 0.0640 0.0866 0.0140 0.0110 -0.0009 0.0350 0.0180
384 0.0786 0.0786 0.0786 0.0540 0.0786 0.0120 0.0110 -0.0010 0.0310 0.0160
385 0.0735 0.0735 0.0735 0.0450 0.0735 0.0120 0.0100 0.0001 0.0280 0.0160
386 0.0727 0.0727 0.0727 0.0380 0.0727 0.0100 0.0100 -0.0003 0.0250 0.0150
387 0.0722 0.0710 0.0722 0.0300 0.0722 0.0080 0.0090 -0.0009 0.0230 0.0140
388 0.0683 0.0640 0.0683 0.0240 0.0683 0.0070 0.0080 -0.0012 0.0200 0.0140
389 0.0659 0.0590 0.0624 0.0200 0.0659 0.0060 0.0080 -0.0013 0.0180 0.0130
390 0.0649 0.0550 0.0553 0.0170 0.0649 0.0050 0.0070 -0.0010 0.0160 0.0120
면적 8.7225
(면적(A))		 5.8959
(면적(B))		 5.9645
(면적(B))		 4.5188
(면적(B))		 5.2327
(면적(B))		 1.6199
(면적(B))		 1.5074
(면적(B))		 1.0072
(면적(B))		 2.8398
(면적(B))		 1.7129
(면적(B))
(B)/(A) 0.68 0.68 0.52 0.60 0.19 0.17 0.12 0.33 0.20
상기 표 1 및 2를 참고하면, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제는, DFI-020, PBG-345, OXE-03 및 NCI-831이며, 나머지 광중합 개시제는, 0.4 미만의 면적비를 나타낸다.
상기 스펙트럼 특성을 만족하는 광중합 개시제와 만족하지 않는 광중합 개시제의 성능을 평가하기 위하여, 이하의 실험을 수행하였다.
<제조예: 안료 분산액의 제조>
제조예 1: 안료 분산액 M1
안료로서 C.I 피그먼트 레드 254 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M1을 제조하였다.
제조예 2: 안료 분산액 M2
안료로서 C.I 피그먼트 레드 242 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M2를 제조하였다.
제조예 3: 안료 분산액 M3
안료로서 C.I 피그먼트 레드 177 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M3를 제조하였다.
제조예 4: 안료 분산액 M4
안료로서 C.I 피그먼트 그린 58 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M4를 제조하였다.
제조예 5: 안료 분산액 M5
안료로서 C.I 피그먼트 그린 63 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M5를 제조하였다.
제조예 6: 안료 분산액 M6
안료로서 C.I 피그먼트 옐로우 138 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M6를 제조하였다.
제조예 7: 안료 분산액 M7
안료로서 C.I 피그먼트 블루 15:6 14.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M7을 제조하였다.
제조예 8: 안료 분산액 M8
안료로서 C.I 피그먼트 블루 15:6 11.0 중량부, C.I 피그먼트 바이올렛 23 3.0 중량부, 안료 분산제로서 LPN-6919 (BYK사 제조) 8.0 중량부, 용제로서 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 13 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 65.0 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산액 M8을 제조하였다.
<합성예: 알칼리 가용성 수지의 합성>
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 100 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 100 중량부, AIBN 5 중량부, 비닐톨루엔 15 중량부, 2-페닐티오에틸아크릴레이트 20.0 중량부, 메타크릴레이트 3 중량부, 메타크릴산 30 중량부를 투입하고 질소 치환하였다. 그 후 교반하며 반응액의 온도를 80℃로 상승시키고 6시간 동안 반응시켰다.
그 후 생성된 반응물에 글리시딜메타아크릴레이트 15중량부를 투입 후, 110℃로 상승시키고 4시간 동안 반응시켰다.
이렇게 합성된 알칼리 가용성 수지의 고형분 산가는 71.9 ㎎KOH/g이었으며, GPC로 측정한 중량평균분자량(Mw)은 약 12,160이었다.
<실시예 및 비교예: 감광성 수지 조성물의 제조>
하기 표 3 내지 5의 조성에 따라 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 13 및 참고실시예 1 내지 3에 따른 감광성 수지 조성물을 각각 제조하였다.
단위:
중량%		 안료 분산액 수지 광중합성 화합물 광중합 개시제 용제
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 PI1 PI2 PI3 PI4 PI5
실시예1 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.50 0.30 　 　 　 　 50.60
실시예2 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.40 0.30 　 　 　 　 50.80
실시예3 16.30 　 21.60 　 　 3.20 　 　 1.60 4.50 0.30 　 　 　 　 52.50
실시예4 　 　 　 23.00 　 20.10 　 　 1.60 4.50 0.40 　 　 　 　 50.40
실시예5 　 　 　 　 20.10 22.30 　 　 1.60 4.50 0.40 　 　 　 　 51.10
실시예6 　 　 　 33.00 5.60 5.10 　 　 1.60 4.50 0.40 　 　 　 　 49.80
실시예7 　 　 　 　 　 　 22.90 　 1.60 4.30 0.60 　 　 　 　 70.60
실시예8 　 　 　 　 　 　 18.90 3.40 1.60 4.30 0.60 　 　 　 　 71.20
실시예9 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 0.30 　 　 　 50.90
실시예10 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 　 0.30 　 　 50.90
실시예11 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.10 0.10 　 　 　 51.00
실시예12 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.20 　 　 　 　 51.00
실시예13 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.19 　 　 0.20 　 50.81
실시예14 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.18 　 　 　 0.20 50.82
실시예15 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.80 　 　 　 　 50.40
단위:
중량%		 안료 분산액 수지 광중합성 화합물 광중합 개시제 용제
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 PI1 PI2 PI3 PI4 PI5
비교예1 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.50 　 　 　 0.30 　 50.60
비교예2 　 19.60 23.30 　 　 　 　 　 1.60 4.40 　 　 　 0.20 　 50.90
비교예3 16.30 　 21.60 　 　 3.20 　 　 1.60 4.50 　 　 　 0.30 　 52.50
비교예4 　 　 　 23.00 　 20.10 　 　 1.60 4.50 　 　 　 0.40 　 50.40
비교예5 　 　 　 　 20.10 22.30 　 　 1.60 4.50 　 　 　 0.40 　 51.10
비교예6 　 　 　 33.00 5.60 5.10 　 　 1.60 4.50 　 　 　 0.40 　 49.80
비교예7 　 　 　 　 　 　 22.90 　 1.60 4.30 　 　 　 0.60 　 70.60
비교예8 　 　 　 　 　 　 18.90 3.40 1.60 4.30 　 　 　 0.60 　 71.20
비교예9 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 　 　 　 0.30 50.80
비교예10 　 　 　 33.00 5.60 5.10 　 　 1.60 4.30 　 　 　 　 0.40 50.00
비교예11 　 　 　 　 　 　 18.90 3.40 1.60 4.30 　 　 　 　 0.60 71.20
비교예12 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 　 　 1.20 　 49.90
비교예13 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 　 　 　 1.20 49.90
단위:
중량%		 안료 분산액 수지 광중합성 화합물 광중합 개시제 용제
M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 PI1 PI2 PI3 PI4 PI5
참고실시예 1 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 0.10 　 　 　 　 51.00
참고실시예 2 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 0.10 　 　 　 51.00
참고실시예 3 19.90 　 23.10 　 　 　 　 　 1.60 4.30 　 　 0.10 　 　 51.00
M1 : 제조예 1의 안료 분산액 M1
M2 : 제조예 2의 안료 분산액 M2
M3 : 제조예 3의 안료 분산액 M3
M4 : 제조예 4의 안료 분산액 M4
M5 : 제조예 5의 안료 분산액 M5
M6 : 제조예 6의 안료 분산액 M6
M7 : 제조예 7의 안료 분산액 M7
M8 : 제조예 8의 안료 분산액 M8
수지 : 합성예의 알칼리 가용성 수지
광중합성 화합물 : KAYARAD DPHA(닛본가야꾸사 제조)
PI1 : PBG-345(트론리사 제조)
PI2 : NCI-831(ADEKA사 제조)
PI3 : OXE-03(BASF사 제조)
PI4 : OXE-02(BASF사 제조)
PI5 : PBG-327(트론리사 제조)
용제 : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
<실험예>
(1) 컬러필터의 제조
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 13 및 참고실시예 1 내지 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조하였다.
구체적으로, 감광성 수지 조성물을 유리 기판 상부에 스핀 코팅법으로 도포한 후, 가열판 위에 놓고 100 ℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 컬러층 박막을 형성시켰다. 이어서, 30 x 30 ㎛의 Hole 패턴과 1 내지 100 ㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 250 ㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 I-선(365nm)만을 함유하는 60 mW의 LED 노광기를 사용하여 50 mJ/㎠의 광량을 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 자외선이 조사된 컬러층 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 침지시켜 현상하였다. 현상된 컬러층 박막이 형성되어 있는 유리 기판을 증류수를 사용하여 세척한 후, 질소 가스 분위기 하에서 건조하고, 230 ℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 열경화함으로써 컬러필터를 제조하였다.
(2) 홀(Hole) 특성 평가
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 13 및 참고실시예 1 내지 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 상기 각각의 컬러필터에서 홀(Hole)이 형성된 도막을 수득하였다. 이후, 광학 현미경을 이용하여 홀(Hole) 크기를 측정하여, 그 평가 결과를 하기 표 6 내지 8에 나타내었다.
<홀(Hole) 특성 평가 기준>
○ : 10㎛ 이상의 홀(Hole) 형성
X : 10㎛ 이하의 홀(Hole) 형성 또는 홀(Hole)이 형성되지 않음
(3) 잔막률 평가
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 13 및 참고실시예 1 내지 3에 따른 감광성 수지 조성물의 현상 전후에 따른 잔막률을 평가하여, 그 평가 결과를 하기 표 6 내지 8에 나타내었다.
잔막률={노광 후 현상 및 230℃ 열경화 후의 막 두께/노광 후 막 두께}x100
<잔막률 평가 기준>
◎ : 잔막률 85% 이상
○ : 잔막률 80% 이상 85% 미만
△ : 잔막률 75% 이상 80% 미만
X : 잔막률 75% 미만
(4) 밀착성 평가
상기 실시예 1 내지 15, 비교예 1 내지 13 및 참고실시예 1 내지 3에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 광학현미경을 통하여 관찰하고 패턴 뜯김 정도에 따라 밀착성을 평가하여, 그 평가 결과를 하기 표 6 내지 8에 나타내었다.
<밀착성 평가 기준>
◎ : 패턴 뜯김 없음
○ : 패턴 뜯김 1개 발생
△ : 패턴 뜯김 2 내지 4개 발생
X : 패턴 뜯김 5개 이상
　 홀(Hole) 특성 잔막률 밀착성
실시예1 O O O
실시예2 ◎ O O
실시예3 O O O
실시예4 O ◎ ◎
실시예5 O ◎ ◎
실시예6 O ◎ ◎
실시예7 O ◎ ◎
실시예8 O ◎ ◎
실시예9 ◎ O O
실시예10 ◎ O O
실시예11 ◎ O O
실시예12 ◎ O O
실시예13 ◎ O O
실시예14 ◎ O O
실시예15 ◎ ◎ ◎
　 홀(Hole) 특성 잔막률 밀착성
비교예1 O X X
비교예2 O X X
비교예3 O X X
비교예4 O X X
비교예5 O X X
비교예6 O X X
비교예7 O X X
비교예8 O X X
비교예9 O X X
비교예10 O X X
비교예11 O X X
비교예12 X X O
비교예13 X X O
　 홀(Hole) 특성 잔막률 밀착성
참고실시예 1 O △ O
참고실시예 2 O △ O
참고실시예 3 O △ O
상기 표 6 내지 8을 참조하면, 350 내지 390nm 파장에 대하여, 노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A); 광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및 상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서, 영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하고 있는 실시예 1 내지 15에 따른 감광성 수지 조성물이, 이를 포함하지 않는 비교예 1 내지 13에 따른 감광성 수지 조성물 대비 홀(Hole) 특성이 우수할 뿐만 아니라, 잔막률 및 밀착성이 모두 향상되었음을 알 수 있다.
또한, C.I 피그먼트 레드 254를 포함하는 실시예 1 및 3과, C.I 피그먼트 레드 242를 포함하는 실시예 15 등을 참조하면, 적색 안료로 C.I 피그먼트 레드 242를 포함하는 것이, 홀(Hole) 특성뿐만 아니라 잔막률 및 밀착성 향상의 측면에서 더욱 이점이 있다. 구체적으로, C.I 피그먼트 레드 242를 포함하는 실시예 15 등의 감광성 수지 조성물이, C.I 피그먼트 레드 254를 포함하는 실시예 1 및 3의 감광성 수지 조성물 대비 더욱 많은 양의 광중합 개시제를 첨가할 수 있게 됨으로써, 홀(Hole) 특성을 유지시키면서도, 잔막률 및 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있음을 알 수 있다.
또한, 본 발명의 상기 광중합 개시제를 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 1 중량% 이상 포함할 경우, 홀(Hole) 특성, 잔막률 및 밀착성이 더욱 향상될 수 있음을 알 수 있다.

Claims (12)

  1. 350 내지 390nm 파장에 대하여,
    노광기의 정규화된 발광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(A);
    광중합 개시제의 흡광 스펙트럼에 의해 정의되는 영역(P); 및
    상기 영역(A) 및 영역(P)의 중첩되는 영역으로 정의되는 영역(B)에 있어서,
    영역(A)에 대한 영역(B)의 면적비가 0.4 이상인 광중합 개시제를 포함하고,
    착색제로 C.I.피그먼트 레드 242 및 C.I.피그먼트 레드 177의 조합을 포함하며,
    홀(hole) 패턴 형성용인 것을 특징으로 하는, 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 정규화된 발광 스펙트럼은, 350 내지 390nm 파장에서의 노광기 최대 발광 파장에 의해 정규화 된 것인, 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 흡광 스펙트럼의 측정에 사용된 광중합 개시제의 농도는, 10ppm인, 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는, 340 내지 380nm 파장에서 최대 흡수 파장을 갖는, 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물 및 용제를 더 포함하는, 감광성 수지 조성물.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 5에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여,
    착색제 1 내지 50 중량%;
    알칼리 가용성 수지 5 내지 70 중량%;
    광중합성 화합물 5 내지 50 중량%;
    광중합 개시제 1 내지 10 중량%; 및
    상기 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여,
    용제 60 내지 90 중량%를 포함하는, 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 5에 있어서, 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 분산제 및 발잉크제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 노광기는, LED 노광기인, 감광성 수지 조성물.
  11. 청구항 1 내지 5 및 8 내지 10 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 컬러필터.
  12. 청구항 11의 컬러필터를 포함하는 표시장치.
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