KR20200061792A - Photosensitive resin composition, photosensitive resin layer using the same and color filter - Google Patents
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Abstract
Description
본 기재는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.The present disclosure relates to a photosensitive resin composition, a photosensitive resin film prepared using the photosensitive resin composition, and a color filter comprising the photosensitive resin film.
일반적으로 디스플레이에 적용하는 컬러필터는 감광성 레지스트 조성을 사용하여 포토마스크를 적용한 노광공정을 통해 원하는 패턴을 형성하고, 현상 공정을 통해 비노광부를 용해시켜 제거하는 패터닝 공정을 통해 컬러필터를 형성한다. 컬러필터용 소재는 알칼리 가용성이며 높은 감도, 기판에 대한 부착력, 내화학성, 내열성 등이 요구된다. 그런데 통상적으로 노광 공정만으로 경화반응이 충분하지 못하기 때문에 요구되는 특성들을 얻기 위해서는 200℃이상의 고온에서 일정시간 열경화 시켜주는 단계가 필요하다. 따라서 전자종이, OLED 등 저온 공정이 필요한 응용에는 한계가 있다.In general, a color filter applied to a display forms a desired pattern through an exposure process using a photomask using a photosensitive resist composition, and forms a color filter through a patterning process to dissolve and remove non-exposed parts through a development process. The color filter material is alkali-soluble and requires high sensitivity, adhesion to a substrate, chemical resistance, and heat resistance. However, since the curing reaction is not sufficient by an exposure process, it is necessary to heat-cure it for a predetermined time at a high temperature of 200° C. or more in order to obtain required properties. Therefore, there are limitations in applications requiring low-temperature processes such as electronic paper and OLED.
한편, 전자종이, OLED 등 비교적 저온 공정 적용이 필요한 컬러 필터용 감광성 수지 조성물을 개발하기 위해, 조성물 내에 추가적인 화합물, 예컨대 에폭시드 및 과산화물 등을 첨가하여 부족한 경화특성을 보완하려는 노력이 있었으나, 경화도가 충분하지 않아, 신뢰성이 낮다는 문제점이 있다. On the other hand, in order to develop a photosensitive resin composition for a color filter that requires a relatively low-temperature process application such as electronic paper and OLED, efforts have been made to compensate for insufficient curing properties by adding additional compounds, such as epoxide and peroxide, to the composition. Not enough, there is a problem of low reliability.
상기 문제점은 안료 또는 염료 등의 색재료가 광중합 개시제와 광에너지를 경쟁적으로 흡수하기 때문에 나타나는 현상이며, 또한 안료 및 염료가 생성된 라디칼을 제거하는 작용을 하기 때문에 충분한 개시효율을 얻기 어렵고, 따라서 광중합성 단량체의 경화율이 색재료를 사용하지 않은 경우보다 감소하게 되게 되는 것이다.The above problem is a phenomenon that occurs because color materials such as pigments or dyes competitively absorb photopolymerization initiators and light energy, and it is also difficult to obtain sufficient initiation efficiency because it acts to remove the radicals generated by the pigments and dyes. The curing rate of the synthetic monomer is reduced than when the color material is not used.
따라서, 기존의 염료 혹은 안료 등의 색재료 대신 양자점을 사용함으로써 내화학성, 내열성 등의 신뢰성을 현저히 향상시킬 수 있는, 양자점 함유 감광성 수지 조성물이 최근 주목받고 있다.Accordingly, a photosensitive resin composition containing a quantum dot, which can significantly improve reliability such as chemical resistance and heat resistance, has recently been attracting attention by using a quantum dot instead of a conventional dye or pigment.
종래 양자점 함유 감광성 수지 조성물의 경우 흡수율 특성을 높이기 위해 광확산제, 예컨대 분산체인 이산화티타늄을 사용한다. 이산화티타늄을 사용하는 경우 이산화티타늄의 입자크기로 인하여 양자점 함유 감광성 수지 조성물에서 침전 문제가 발생하게 된다. 이러한 침전이 발생하게 되면 상층 조성물 및 하층 조성물을 포함한 조성물 전체의 균일성 확보가 어려우며, 이러한 불균일성은 양자점 함유 감광성 수지 조성물의 광흡수율을 보장하기 어렵게 하며, 궁극적으로 전체 조성물 구성에도 영향을 끼친다. In the case of a conventional photosensitive resin composition containing quantum dots, a light diffusing agent, such as titanium dioxide, which is a dispersion, is used to improve the absorption characteristics. When titanium dioxide is used, precipitation problems occur in the photosensitive resin composition containing quantum dots due to the particle size of titanium dioxide. When such precipitation occurs, it is difficult to ensure uniformity of the entire composition including the upper layer composition and the lower layer composition, and this non-uniformity makes it difficult to ensure the light absorption of the photosensitive resin composition containing quantum dots, ultimately affecting the composition of the entire composition.
이에 본 발명자들은 상기 이산화티타늄 등의 광확산제 침전 문제를 해결하고자, 오랜 연구 끝에이산화티타늄 등의 광확산제와 수소결합을 이루며 미셸(micelle)을 형성하여, 상기 광확산제의 침전을 방지할 수 있는 신규한 화합물을 개발하기에 이르렀다.Accordingly, the present inventors have attempted to solve the problem of precipitation of the light diffusion agent such as titanium dioxide, and after a long study, form a micelle by forming hydrogen with the light diffusion agent such as titanium dioxide to prevent precipitation of the light diffusion agent. It has led to the development of a novel compound that can.
일 구현예는 점도, 광흡수율, 해상도, 잔막율 및 내화학성이 우수한, 양자점 함유 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.One embodiment is to provide a photosensitive resin composition containing quantum dots, excellent in viscosity, light absorption, resolution, residual film rate and chemical resistance.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a photosensitive resin film prepared using the photosensitive resin composition.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.Another embodiment is to provide a color filter including the photosensitive resin film.
일 구현예는 (A) 양자점; (B) 바인더 수지; (C) 중합성 단량체; (D) 광중합 개시제; (E) 광확산제; (F) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 (G) 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다. One embodiment includes (A) a quantum dot; (B) binder resin; (C) polymerizable monomers; (D) photopolymerization initiator; (E) light diffusion agents; (F) a compound represented by the following formula (1); And (G) provides a photosensitive resin composition comprising a solvent.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,R 1 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,
L1은 치환 또는 비치환된 C5 내지 C20 알킬렌기이고,L 1 is a substituted or unsubstituted C5 to C20 alkylene group,
L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기이다.L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
상기 R2 내지 R5는 각각 독립적으로 메틸기일 수 있다.R 2 to R 5 may be each independently a methyl group.
상기 L2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.The L 2 may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다.The compound represented by Chemical Formula 1 may be included in an amount of 1 to 5% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition.
상기 광확산제는 이산화티타늄일 수 있다.The light diffusing agent may be titanium dioxide.
상기 바인더 수지는 카도계 바인더 수지, 아크릴계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The binder resin may include cardo-based binder resin, acrylic-based binder resin, or a combination thereof.
상기 중합성 단량체는 (메타)아크릴레이트계 화합물, 옥세탄계 화합물, 티올기 함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The polymerizable monomer may include a (meth)acrylate-based compound, an oxetane-based compound, a thiol group-containing compound, or a combination thereof.
상기 감광성 수지 조성물은 열중합 개시제, 경화촉진제 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition may further include a thermal polymerization initiator, a curing accelerator, or a combination thereof.
상기 감광성 수지 조성물은, 상기 (A) 양자점 1 중량% 내지 40 중량%; 상기 (B) 바인더 수지 1 중량% 내지 30 중량%; 상기 (C) 중합성 단량체 0.5 중량% 내지 20 중량%; 상기 (D) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%; 상기 (E) 광확산제 0.1 중량% 내지 20 중량%; 상기 (F) 화학식 1로 표시되는 화합물 1 중량% 내지 5 중량%; 및 잔부량의 상기 (G) 용매를 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition, the (A) quantum dot 1% to 40% by weight; (B) 1 to 30% by weight of the binder resin; (C) 0.5% to 20% by weight of the polymerizable monomer; (D) 0.1 to 5% by weight of the photopolymerization initiator; (E) 0.1 to 20% by weight of the light diffusing agent; (F) 1 to 5% by weight of the compound represented by the formula (1); And a residual amount of the (G) solvent.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition is malonic acid; 3-amino-1,2-propanediol; Silane coupling agent containing a vinyl group or (meth)acryloxy group; Leveling agents; Fluorine-based surfactants; Or a combination of these may be further included.
다른 일 구현예는 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공한다.Another embodiment provides a photosensitive resin film prepared using the photosensitive resin composition.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터를 제공한다.Another embodiment provides a color filter including the photosensitive resin film.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.Other details of aspects of the present invention are included in the detailed description below.
조성물 내에서 광확산제와 수소결합을 이룰 수 있는 화합물을 사용하여, 상기 화합물이 수소결합을 통해 상기 광확산제를 둘러싼 형태의 미셸을 이루어, 상기 광확산제의 침전을 침전을 방지해, 궁극적으로 저장 안정성 등이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다. By using a compound capable of hydrogen bonding with a light-diffusing agent in the composition, the compound forms a Michel surrounding the light-diffusing agent through hydrogen bonding to prevent precipitation of the light-diffusing agent, ultimately As a result, it is possible to provide a photosensitive resin composition having excellent storage stability and the like.
도 1은 광확산제 및 이를 가운데 두고 상기 광확산제와 수소결합을 이룬 화합물의 복합체(미셸)를 나타낸 모식도이다.
도 2는 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 기판 위에 코팅, 노광 및 현상 후 패턴 해상도를 평가한 사진이다.
도 3은 실시예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 기판 위에 코팅, 노광 및 현상 후 패턴 해상도를 평가한 사진이다.
도 4는 실시예 3에 따른 감광성 수지 조성물을 기판 위에 코팅, 노광 및 현상 후 패턴 해상도를 평가한 사진이다.
도 5는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 기판 위에 코팅, 노광 및 현상 후 패턴 해상도를 평가한 사진이다.
도 6은 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 기판 위에 코팅, 노광 및 현상 후 패턴 해상도를 평가한 사진이다.1 is a schematic diagram showing a complex (Michel) of a light diffusing agent and a compound that has hydrogen bonds with the light diffusing agent in the middle.
FIG. 2 is a photograph in which the photosensitive resin composition according to Example 1 is coated on a substrate, and the pattern resolution is evaluated after exposure and development.
Figure 3 is a photo of the photosensitive resin composition according to Example 2 on the substrate, after coating, exposure and development to evaluate the pattern resolution.
Figure 4 is a photo of the photosensitive resin composition according to Example 3 on the substrate, after coating, exposure and development to evaluate the pattern resolution.
FIG. 5 is a photograph in which the photosensitive resin composition according to Comparative Example 1 was coated on a substrate, and the pattern resolution was evaluated after exposure and development.
FIG. 6 is a photograph in which the photosensitive resin composition according to Comparative Example 2 was coated on a substrate, exposed, and developed to evaluate pattern resolution.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, and the present invention is not limited thereby, and the present invention is only defined by the scope of claims to be described later.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 사이클로알케닐기를 의미하고, "헤테로사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, "아릴알킬기"란 C6 내지 C20 아릴알킬기를 의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고, "알킬아릴렌기"란 C6 내지 C20 알킬아릴렌기를 의미하고, "헤테로아릴렌기"란 C3 내지 C20 헤테로아릴렌기를 의미하고, "알콕실렌기"란 C1 내지 C20 알콕실렌기를 의미한다.Unless otherwise specified herein, "alkyl group" means a C1 to C20 alkyl group, "alkenyl group" means a C2 to C20 alkenyl group, and "cycloalkenyl group" means a C3 to C20 cycloalkenyl group. , "Heterocycloalkenyl group" means a C3 to C20 heterocycloalkenyl group, "aryl group" means a C6 to C20 aryl group, and "arylalkyl group" means a C6 to C20 arylalkyl group, and an "alkylene group" Column C1 to C20 means an alkylene group, "arylene group" means a C6 to C20 arylene group, "alkylarylene group" means a C6 to C20 alkylarylene group, and "heteroarylene group" means a C3 to C20 hetero Means an arylene group, and "alkoxyl group" means a C1 to C20 alkoxyl group.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless otherwise specified herein, "substitution" means at least one hydrogen atom is a halogen atom (F, Cl, Br, I), a hydroxy group, a C1 to C20 alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amine group, an imino group, Azido group, amidino group, hydrazino group, hydrazono group, carbonyl group, carbamyl group, thiol group, ester group, ether group, carboxyl group or salt thereof, sulfonic acid group or salt thereof, phosphoric acid or salt thereof, C1 To C20 alkyl group, C2 to C20 alkenyl group, C2 to C20 alkynyl group, C6 to C20 aryl group, C3 to C20 cycloalkyl group, C3 to C20 cycloalkenyl group, C3 to C20 cycloalkynyl group, C2 to C20 heterocycloalkyl group, C2 To C20 heterocycloalkenyl group, C2 to C20 heterocycloalkynyl group, C3 to C20 heteroaryl group, or a combination thereof.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.In addition, unless otherwise specified herein, "hetero" means that at least one hetero atom of at least one of N, O, S and P is included in the formula.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다. Also, unless otherwise specified herein, “(meth)acrylate” means that both “acrylate” and “methacrylate” are possible, and “(meth)acrylic acid” means “acrylic acid” and “methacrylic acid”. "It means both are possible.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.Unless otherwise specified in this specification, "combination" means mixing or copolymerization.
본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.Unless otherwise defined in the chemical formula in the present specification, when a chemical bond is not drawn at a position where a chemical bond is to be drawn, it means that a hydrogen atom is bonded at the position.
본 명세서에서 카도계 수지란, 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-11로 이루어진 군에서 선택된 하나 이상의 관능기가 수지 내 주골격(backbone)에 포함되는 수지를 의미한다.In the present specification, cardo-based resin means a resin in which at least one functional group selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 3-1 to 3-11 is included in the backbone in the resin.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.Also, unless otherwise specified in this specification, "*" refers to a part connected to the same or different atom or chemical formula.
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 (A) 양자점; (B) 바인더 수지; (C) 중합성 단량체; (D) 광중합 개시제; (E) 광확산제; (F) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및 (G) 용매를 포함한다. The photosensitive resin composition according to an embodiment includes (A) a quantum dot; (B) binder resin; (C) polymerizable monomers; (D) photopolymerization initiator; (E) light diffusion agents; (F) a compound represented by the following formula (1); And (G) a solvent.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서,In Chemical Formula 1,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,R 1 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,
L1은 치환 또는 비치환된 C5 내지 C20 알킬렌기이고,L 1 is a substituted or unsubstituted C5 to C20 alkylene group,
L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기이다.L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 주로 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료 분산법 등에 의해 3종 이상의 색상을 투명 기판 상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산 기술이 향상되어 우수한 색 재현성과 열, 빛, 습도에 대한 내구성을 확보된 안료 분산법이 주로 이용되고 있다. 이러한 안료 분산법에 의한 칼라필터는 안료 미세화 및 표면 처리 등을 이용하여 고휘도, 고명암비를 구현하거나, 최근에는 염료를 적용한 고성능 칼라필터의 개발이 진행되고 있다. 또한 디스플레이의 플렉서블화를 위해 기판의 종류가 다양해 지고 있으며, 특히 유기 플라스틱 기판내 칼라필터 제작을 위해 제한적인 공정 조건을 만족할 컬러필터의 개발이 필요한 상황이다. A color filter using a photosensitive resin composition can be mainly produced by coating three or more colors on a transparent substrate by dyeing, electrodeposition, printing, pigment dispersion, etc. Recently, the pigment dispersion technology has been improved to provide excellent color reproducibility. Pigment dispersion methods that ensure durability against heat, light, and humidity are mainly used. The color filter by the pigment dispersion method uses pigment refinement and surface treatment to realize high luminance and high contrast ratio, or recently, a high-performance color filter using a dye has been developed. In addition, various types of substrates are being used for flexible display, and in particular, it is necessary to develop a color filter that satisfies limited process conditions for the production of color filters in organic plastic substrates.
이에 최근 들어 착색제로 기존의 염료나 안료 대신 양자점을 사용한 감광성 수지 조성물이 크게 주목받고 있다. 그러나, 양자점은 염료나 안료에 비해 불안정성이 강해, 양자점을 포함하는 감광성 수지 조성물을 고온에 장기간 방치할 경우 조성물의 점도 변화가 커져, 저장 안정성이 떨어지고, 이로 인해 광흡수율 또한 저하되는 문제가 있다.Accordingly, recently, a photosensitive resin composition using a quantum dot instead of a conventional dye or pigment as a colorant has attracted much attention. However, quantum dots have a higher instability than dyes or pigments, and when a photosensitive resin composition containing quantum dots is left at a high temperature for a long period of time, the viscosity change of the composition becomes large, storage stability is deteriorated, and light absorption is also lowered.
일 구현예에 따른 양자점 함유 감광성 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용함으로써, 양자점 함유 감광성 수지 조성물의 저장 안정성 및 광흡수율을 획기적으로 향상시킬 수 있으며, 나아가 해상도, 잔막율 및 내화학성 또한 향상시킬 수 있다. The quantum dot-containing photosensitive resin composition according to an embodiment may dramatically improve storage stability and light absorption of the quantum dot-containing photosensitive resin composition by using the compound represented by Chemical Formula 1, and furthermore, resolution, residual film rate, and chemical resistance Can be improved.
또한, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 중합성 단량체로 서로 다른 3종의 화합물((메타)아크릴레이트계 화합물, 옥세탄계 화합물 및 티올기 함유 화합물)을 혼합 사용할 수 있고, 이와 함께 술포늄계 양이온 개시제를 추가로 포함할 수 있어, 저온경화 공정만으로도 우수한 해상도 및 내구성을 확보할 수 있다.In addition, the photosensitive resin composition according to an embodiment may be used by mixing three different compounds ((meth)acrylate-based compounds, oxetane-based compounds, and thiol group-containing compounds) as polymerizable monomers, together with sulfonium-based cations Since an initiator may be additionally included, excellent resolution and durability can be secured only by a low temperature curing process.
나아가, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 경화촉진제를 더 포함할 수 있는데, 상기 경화촉진제는 감광성 수지 조성물의 열경화 반응을 촉진함으로써, 현상 공정 중 발생할 수 있는 패턴 손상 및 탈락을 막아 고해상도 미세패턴의 구현이 가능하다. 또한, 포스트베이킹 공정에서 발생할 수 있는 패턴의 흘러내림이 방지되어 테이퍼 각도를 비교적 높게 유지할 수 있고, 패턴 내부 응집력이 향상되어 패턴의 밀착력도 증가시킬 수 있다.Further, the photosensitive resin composition according to an embodiment may further include a curing accelerator, wherein the curing accelerator promotes a thermosetting reaction of the photosensitive resin composition, thereby preventing pattern damage and dropout that may occur during the development process, thereby preventing high-resolution fine patterns. It is possible to implement. In addition, the flow of the pattern, which may occur in the post-baking process, is prevented to maintain the taper angle relatively high, and the cohesive force inside the pattern is improved to increase the adhesion of the pattern.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.Each component will be described in detail below.
(F) 화학식 1로 표시되는 화합물(F) Compound represented by Formula 1
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.The photosensitive resin composition according to an embodiment includes the compound represented by Chemical Formula 1.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1로 표시되는 구조와 하기 화학식 1-2로 표시되는 구조로 나뉘어지며, 하기 화학식 1-1로 표시되는 구조는 광확산제와의 수소결합을 이루며 미셸 형성 시 미셸 내부(inner area)를 형성하게 되고, 하기 화학식 1-2로 표시되는 구조는 상기 미셸 형성 시 미셸 외부(outer area)를 형성하게 된다.The compound represented by Chemical Formula 1 is divided into a structure represented by Chemical Formula 1-1 and a structure represented by Chemical Formula 1-2, and the structure represented by Chemical Formula 1-1 forms a hydrogen bond with a light diffusing agent. When the micelle is formed, the inside of the micelle is formed, and the structure represented by the following Chemical Formula 1-2 forms the outside of the micelle when the micelle is formed.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 광확산제와 수소결합이 가능한 것은 상기 화학식 1-1로 표시되는 구조가 소수성을 가지기 때문이며, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 광확산제(이산화티타늄)가 미셸을 형성할 경우 하기 도 1과 같은 형태를 가지게 되며, 이를 구체적인 화학식으로 표현할 경우 하기 도식과 같은 형태를 가지게 된다.The compound represented by the formula (1) is capable of hydrogen bonding with the light diffusing agent because the structure represented by the formula (1-1) has hydrophobicity, and the compound represented by the formula (1) and the light diffusing agent (titanium dioxide) When formed, it has the form shown in FIG. 1, and when it is expressed as a specific chemical formula, it has the form shown in the following schematic.
[도식][scheme]
일반적으로 양자점 함유 감광성 수지 조성물에 사용되는 광확산제는 이산화티타늄 등과 같은 입자사이즈가 큰 화합물인 바, 일반적인 수준의 첨가제로는 상기 광확산제의 침전을 방지하기 어렵다. 그러나, 일 구현예에 따르면 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 이산화티타늄 등의 광확산제와 수소결합을 형성함으로써 거대 미셸 모폴로지(micelle morphology)를 구성할 수 있는 바, 입자사이즈가 큰 광확산제의 침전을 효과적으로 방지할 수 있다.In general, the light-diffusing agent used in the photosensitive resin composition containing quantum dots is a compound having a large particle size such as titanium dioxide, and it is difficult to prevent precipitation of the light-diffusing agent with a general level additive. However, according to an embodiment, the compound represented by Chemical Formula 1 can form a large micelle morphology by forming hydrogen bonds with the light diffusing agent such as titanium dioxide, and the light diffusing agent having a large particle size Can effectively prevent precipitation.
예컨대, 상기 화학식 1에서, R2 내지 R5는 각각 독립적으로 메틸기일 수 있다.For example, in Formula 1, R 2 to R 5 may be each independently a methyl group.
예컨대, 상기 화학식 1에서, L2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기일 수 있다.For example, in Chemical Formula 1, L 2 may be a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
예컨대, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.For example, the compound represented by Formula 1 may be represented by Formula 2 below.
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 말단에 반드시 술폰염을 가지는데, 상기 술폰염은 물 뿐만 아니라 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트와 같은 용매에 잘 녹기 때문에, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 후술하는 용매에 대해 우수한 용해성(분산성)을 가질 수 있다.The compound represented by the formula (2) must have a sulfone salt at the terminal, and since the sulfone salt is well soluble in a solvent such as propylene glycol methyl ether acetate as well as water, the compound represented by the formula (2) is used for the solvent described later. It can have excellent solubility (dispersibility).
상기 화학식 1, 구체적으로 상기 화학식 2로 표시되는 화합물과 광확산제(예컨대 이산화티타늄) 간 수소결합력으로 인해 광확산제의 침전이 방지되어, 궁극적으로 고온 방치 시에도 우수한 저장 안정성 및 광흡수율을 가질 수 있다.Precipitation of the light diffusing agent is prevented due to the hydrogen bonding force between the compound represented by Chemical Formula 1 and specifically the Chemical Formula 2 and the light diffusing agent (for example, titanium dioxide), and ultimately, it has excellent storage stability and light absorption even at high temperature. Can be.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 감광성 수지 조성물의 총량에 대하여 1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 2 중량% 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 상기 화학식 1로 표시되는 화합물이 상기 범위 내로 포함되는 경우, 광확산제와 수소결합을 하여 광확산제의 침전을 충분히 방지할 수 있으며, 용매에 대한 용해성이 더욱 향상되어 우수한 저장안정성 및 분산성을 얻을 수 있다.The compound represented by Formula 1 may be included in 1% by weight to 5% by weight, for example, 2% by weight to 4% by weight relative to the total amount of the photosensitive resin composition. When the compound represented by Chemical Formula 1 is included within the above range, it is possible to sufficiently prevent precipitation of the light diffusing agent by hydrogen bonding with the light diffusing agent, and further improves solubility in a solvent, thereby providing excellent storage stability and dispersibility. Can be obtained.
(A) 양자점(A) Quantum dots
상기 양자점은 코어-쉘 구조를 가지며, 상기 쉘은 Zn을 포함할 수 있다.The quantum dot has a core-shell structure, and the shell may include Zn.
예컨대, 상기 양자점은 360nm 내지 780nm의 파장영역, 예컨대 400nm 내지 780nm의 파장영역의 광을 흡수하여, 500nm 내지 700nm의 파장영역, 예컨대 500nm 내지 580nm에서 형광을 방출하거나, 600nm 내지 680nm에서 형광을 방출할 수 있다. 즉, 상기 양자점은 500nm 내지 680nm에서 최대형광 발광파장(fluorescence λem)을 가질 수 있다. For example, the quantum dots absorb light in a wavelength range of 360 nm to 780 nm, such as 400 nm to 780 nm, and emit fluorescence in a wavelength range of 500 nm to 700 nm, such as 500 nm to 580 nm, or emit fluorescence at 600 nm to 680 nm. Can be. That is, the quantum dots may have a maximum fluorescence λ em from 500 nm to 680 nm.
상기 양자점은 각각 독립적으로 20nm 내지 100nm, 예컨대 20nm 내지 50nm의 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)을 가질 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위의 반치폭을 가질 경우, 색순도가 높음에 따라, 컬러필터 내 색재료로 사용 시 색재현율이 높아지는 효과가 있다.Each of the quantum dots may have a full width at half maximum (FWHM) of 20 nm to 100 nm, for example, 20 nm to 50 nm, independently. When the quantum dot has a half-value width of the above range, as the color purity is high, when used as a color material in the color filter, there is an effect of increasing the color reproduction rate.
상기 양자점은 각각 독립적으로 유기물이거나 무기물 또는 유기물과 무기물의 하이브리드(혼성물)일 수 있다.The quantum dots may be each independently an organic material or an inorganic material or a hybrid (mixed material) of an organic material and an inorganic material.
상기 양자점은 각각 독립적으로 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉘로 구성될 수 있으며, 상기 코어 및 쉘은 각각 독립적으로 II-IV족, III-V족 등으로 이루어진 코어, 코어/쉘, 코어/제1쉘/제2쉘, 합금, 합금/쉘 등의 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.Each of the quantum dots may be independently composed of a core and a shell surrounding the core, and the core and shell are each independently a core composed of II-IV, III-V, etc., core/shell, core/first shell/ It may have a structure of a second shell, an alloy, an alloy/shell, and the like, but is not limited thereto.
예컨대, 상기 코어는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코어를 둘러싼 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the core may include at least one material selected from the group consisting of CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, and alloys thereof. , It is not necessarily limited to this. The shell surrounding the core may include at least one material selected from the group consisting of CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe, and alloys thereof, but is not limited thereto.
일 구현예에서는, 최근 전 세계적으로 환경에 대한 관심이 크게 증가하고 유독성 물질에 대한 규제가 강화되고 있으므로, 카드뮴계 코어를 갖는 발광물질을 대신하여, 양자 효율(quantum yield)은 다소 낮지만 친환경적인 비카드뮴계 발광소재(InP/ZnS, InP/ZeSe/ZnS 등)를 사용하였으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.In one embodiment, since interest in the environment has been greatly increased worldwide and regulations for toxic substances have been strengthened, in place of a luminescent material having a cadmium-based core, the quantum yield is somewhat low but eco-friendly. A non-cadmium-based light emitting material (InP/ZnS, InP/ZeSe/ZnS, etc.) was used, but is not limited thereto.
상기 코어/쉘 구조의 양자점의 경우, 쉘을 포함한 양자점의 크기(평균 입경)는 5nm 내지 15nm, 예컨대 5nm 내지 10nm 일 수 있다. In the case of the quantum dots of the core/shell structure, the size (average particle size) of the quantum dots including the shell may be 5 nm to 15 nm, for example, 5 nm to 10 nm.
한편, 상기 양자점의 분산안정성을 위해, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 분산제를 더 포함할 수도 있다. 상기 분산제는 양자점과 같은 광변환 물질이 감광성 수지 조성물 내에서 균일하게 분산되도록 도와주며, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제 모두를 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리알킬렌 글리콜 또는 이의 에스테르류, 폴리옥시 알킬렌, 다가 알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올 알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산 염, 카르복시산 에스테르, 카르복시산 염, 알킬 아미드 알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬 아민 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 분산제는 양자점과 같은 광변환 물질의 고형분 대비 0.1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 20 중량%로 사용될 수 있다.Meanwhile, for dispersion stability of the quantum dots, the photosensitive resin composition according to one embodiment may further include a dispersing agent. The dispersant helps to uniformly disperse the photoconversion material such as quantum dots in the photosensitive resin composition, and any nonionic, anionic or cationic dispersant may be used. Specifically, polyalkylene glycol or esters thereof, polyoxyalkylene, polyhydric alcohol ester alkylene oxide adduct, alcohol alkylene oxide adduct, sulfonic acid ester, sulfonic acid salt, carboxylic acid ester, carboxylic acid salt, alkyl amide alkylene oxide Adducts, alkyl amines, and the like can be used, and these may be used alone or in combination of two or more. The dispersant may be used in an amount of 0.1% to 100% by weight, such as 10% to 20% by weight, based on the solid content of the photoconversion material such as quantum dots.
상기 양자점은 감광성 수지 조성물 총량에 대해 고형분 기준으로 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 3 중량% 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우, 광변환률이 우수하며 패턴특성과 현상특성을 저해하지 않아 우수한 공정성을 가질 수 있다. The quantum dots may be included from 1% by weight to 40% by weight, for example, 3% by weight to 30% by weight based on solids based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the quantum dots are included within the above range, the light conversion rate is excellent and the pattern characteristics and development characteristics are not impaired, and thus excellent processability can be obtained.
(B) 바인더 수지(B) Binder resin
상기 바인더 수지는 카도계 바인더 수지, 아크릴계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.The binder resin may include cardo-based binder resin, acrylic-based binder resin, or a combination thereof.
상기 바인더 수지가 카도계 바인더 수지를 포함할 경우, 감광성 수지 조성물의 현상성이 우수하고, 광경화 시 감도가 좋아 미세 패턴 형성성이 우수해지게 된다.When the binder resin includes a cardo-based binder resin, the developability of the photosensitive resin composition is excellent, and the sensitivity during photocuring is good, and thus, the fine pattern formation property is excellent.
예컨대, 상기 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 3으로 표시될 수 있다.For example, the cardo-based binder resin may be represented by the following formula (3).
[화학식 3] [Formula 3]
상기 화학식 3에서,In Chemical Formula 3,
R101 및 R102은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 (메타)아크릴로일옥시 알킬기이고, R 101 and R 102 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted (meth)acryloyloxy alkyl group,
R103 및 R104는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고, R 103 and R 104 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,
Z1은 단일결합, O, CO, SO2, CR107R108, SiR109R110(여기서, R107 내지 R110은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기임) 또는 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-11로 표시되는 연결기 중 어느 하나이고, Z 1 is a single bond, O, CO, SO 2 , CR 107 R 108 , SiR 109 R 110 (where R 107 to R 110 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group) or Formula 3-1 to any one of the linking group represented by Formula 3-11,
[화학식 3-1][Formula 3-1]
[화학식 3-2][Formula 3-2]
[화학식 3-3][Formula 3-3]
[화학식 3-4][Formula 3-4]
[화학식 3-5][Formula 3-5]
(상기 화학식 3-5에서,(In the above formula 3-5,
Rz는 수소 원자, 에틸기, C2H4Cl, C2H4OH, CH2CH=CH2 또는 페닐기이다.)R z is a hydrogen atom, an ethyl group, C 2 H 4 Cl, C 2 H 4 OH, CH 2 CH=CH 2 or a phenyl group.)
[화학식 3-6][Formula 3-6]
[화학식 3-7][Formula 3-7]
[화학식 3-8][Formula 3-8]
[화학식 3-9][Formula 3-9]
[화학식 3-10][Formula 3-10]
[화학식 3-11][Formula 3-11]
Z2는 산무수물 잔기 또는 산이무수물 잔기이고,Z 2 is an acid anhydride residue or an acid anhydride residue,
z1 및 z2는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.z1 and z2 are each independently an integer of 0-4.
상기 카도계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 500 g/mol 내지 50,000 g/mol, 예컨대 1,000 g/mol 내지 30,000 g/mol일 수 있다. 상기 카도계 바인더 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우 차광층 제조 시 잔사 없이 패턴 형성이 잘되며, 현상 시 막두께의 손실이 없고, 양호한 패턴을 얻을 수 있다. The weight average molecular weight of the cardo-based binder resin may be 500 g/mol to 50,000 g/mol, such as 1,000 g/mol to 30,000 g/mol. When the weight-average molecular weight of the cardo-based binder resin is within the above range, the pattern is well formed without residue when manufacturing the light-shielding layer, there is no loss of film thickness during development, and a good pattern can be obtained.
상기 카도계 바인더 수지는 양 말단 중 적어도 하나에 하기 화학식 4로 표시되는 관능기를 포함할 수 있다.The cardo-based binder resin may include a functional group represented by the following Chemical Formula 4 on at least one of both terminals.
[화학식 4][Formula 4]
상기 화학식 4에서,In Chemical Formula 4,
Z3은 하기 화학식 4-1 내지 4-7로 표시될 수 있다.Z 3 may be represented by the following formulas 4-1 to 4-7.
[화학식 4-1][Formula 4-1]
(상기 화학식 4-1에서, Rh 및 Ri는 각각 독립적으로, 수소 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 에스테르기 또는 에테르기이다.)(In Formula 4-1, R h and R i are each independently a hydrogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, an ester group, or an ether group.)
[화학식 4-2][Formula 4-2]
[화학식 4-3][Formula 4-3]
[화학식 4-4][Formula 4-4]
[화학식 4-5][Formula 4-5]
(상기 화학식 4-5에서, Rj는 O, S, NH, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, C1 내지 C20 알킬아민기 또는 C2 내지 C20 알케닐아민기이다.)(In Formula 4-5, R j is O, S, NH, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a C1 to C20 alkylamine group, or a C2 to C20 alkenylamine group.)
[화학식 4-6][Formula 4-6]
[화학식 4-7][Formula 4-7]
상기 카도계 바인더 수지는 예컨대, 9,9-비스(4-옥시라닐메톡시페닐)플루오렌 등의 플루오렌 함유 화합물; 벤젠테트라카르복실산 디무수물, 나프탈렌테트라카르복실산 디무수물, 비페닐테트라카르복실산 디무수물, 벤조페논테트라카르복실산 디무수물, 피로멜리틱 디무수물, 사이클로부탄테트라카르복실산 디무수물, 페릴렌테트라카르복실산 디무수물, 테트라히드로푸란테트라카르복실산 디무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물 등의 무수물 화합물; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 글리콜 화합물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 사이클로헥산올, 벤질알코올 등의 알코올 화합물; 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트, N-메틸피롤리돈 등의 용매류 화합물; 트리페닐포스핀 등의 인 화합물; 및 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 벤질디에틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 등의 아민 또는 암모늄염 화합물 중에서 둘 이상을 혼합하여 제조할 수 있다.The cardo-based binder resin includes, for example, fluorene-containing compounds such as 9,9-bis(4-oxiranylmethoxyphenyl)fluorene; Benzenetetracarboxylic acid anhydride, naphthalenetetracarboxylic acid anhydride, biphenyltetracarboxylic acid anhydride, benzophenonetetracarboxylic acid anhydride, pyromellitic dihydride, cyclobutanetetracarboxylic acid anhydride, pe Anhydride compounds such as lenetetracarboxylic acid anhydride, tetrahydrofurantetracarboxylic acid anhydride, and tetrahydrophthalic anhydride; Glycol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol, and polyethylene glycol; Alcohol compounds such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, cyclohexanol, and benzyl alcohol; Solvent compounds such as propylene glycol methylethyl acetate and N-methylpyrrolidone; Phosphorus compounds such as triphenylphosphine; And amine or ammonium salt compounds such as tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, benzyldiethylamine, triethylamine, tributylamine, and benzyltriethylammonium chloride.
상기 바인더 수지는 아크릴계 바인더 수지, 에폭시계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The binder resin may further include an acrylic binder resin, an epoxy binder resin, or a combination thereof.
상기 아크릴계 바인더 수지는 하기 화학식 5-1 내지 화학식 5-5로 표시되는 구조단위를 포함할 수 있다.The acrylic binder resin may include structural units represented by the following Chemical Formulas 5-1 to 5-5.
[화학식 5-1][Formula 5-1]
[화학식 5-2][Formula 5-2]
[화학식 5-3][Formula 5-3]
[화학식 5-4][Formula 5-4]
[화학식 5-5][Formula 5-5]
상기 화학식 5-1 내지 화학식 5-5에서,In Chemical Formulas 5-1 to 5-5,
R10 내지 R17은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고,R 10 to R 17 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group,
R18 및 R19는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 10 알콕시기이고,R 18 and R 19 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to 10 alkoxy group,
L9는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C5 알킬렌기이고,L 9 is a substituted or unsubstituted C1 to C5 alkylene group,
p는 0 또는 1의 정수이다.p is an integer of 0 or 1.
상기 아크릴계 바인더 수지는 상기 화학식 5-1 내지 화학식 5-5로 표시되는 구조단위를 포함하여 패턴의 현상성을 제어하면서 높은 내열성과 고휘도 특성을 확보할 수 있고, 상기 카도계 수지와 함께 사용될 경우, 패턴의 밀착력을 증대시켜 미세패턴을 구현할 수 있고, 고해상도를 가지며, 높은 투과율도 확보할 수 있다.The acrylic binder resin includes structural units represented by Chemical Formulas 5-1 to 5-5, and can control the developability of a pattern while ensuring high heat resistance and high luminance characteristics, and when used together with the cardo resin, By increasing the adhesion of the pattern, a fine pattern can be realized, has a high resolution, and can also secure a high transmittance.
상기 에폭시계 바인더 수지는 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라메틸 비페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The epoxy-based binder resin may include, but is not limited to, phenol novolac epoxy resin, tetramethyl biphenyl epoxy resin, bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, alicyclic epoxy resin, or combinations thereof.
예컨대, 상기 에폭시계 바인더 수지는 하기 화학식 6으로 표시되는 구조단위를 포함할 수 있다.For example, the epoxy-based binder resin may include a structural unit represented by Formula 6 below.
[화학식 6][Formula 6]
상기 감광성 수지 조성물은 상기 바인더 수지를 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대 3 중량% 내지 20 중량%로 포함할 수 있다. 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함되는 경우 우수한 감도, 현상성, 해상도 및 패턴의 직진성을 얻을 수 있다.The photosensitive resin composition may include the binder resin in 1% to 30% by weight, for example, 3% to 20% by weight. When the binder resin is included within the above range, excellent sensitivity, developability, resolution, and straightness of the pattern can be obtained.
(C) 중합성 단량체(C) polymerizable monomer
상기 중합성 단량체는 (메타)아크릴레이트계 화합물, 옥세탄계 화합물, 티올기 함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The polymerizable monomer may include a (meth)acrylate-based compound, an oxetane-based compound, a thiol group-containing compound, or a combination thereof.
예컨대 상기 중합성 단량체는 하기 화학식 7로 표시되는 (메타)아크릴레이트계 화합물(광중합성 단량체), 하기 화학식 8로 표시되는 옥세탄계 화합물(열중합성 단량체) 및 하기 화학식 9로 표시되는 티올기 함유 화합물(광/열중합성 단량체)을 포함할 수 있다.For example, the polymerizable monomer is a (meth)acrylate-based compound represented by the following formula (7) (photopolymerizable monomer), an oxetane-based compound represented by the following formula (8) and a thiol group-containing compound represented by the following formula (9) (Photo/thermopolymerizable monomer).
[화학식 7][Formula 7]
[화학식 8][Formula 8]
[화학식 9][Formula 9]
상기 화학식 7 내지 화학식 9에서,In Chemical Formulas 7 to 9,
R1 및 R2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고, L1 및 L2는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,R 1 and R 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, L 1 and L 2 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group,
R3은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고, L3 및 L4는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이고,R 3 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, L 3 and L 4 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group,
R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기이고, L5 내지 L8은 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기이다.R 4 and R 5 are each independently a hydrogen atom or a substituted or unsubstituted C1 to C10 alkyl group, and L 5 to L 8 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group.
상기 중합성 단량체는 옥세타닐기, 티올기 및 (메타)아크릴레이트기를 포함하여 광경화 및 열경화 시 경화도를 증대시킬 수 있다. The polymerizable monomer may include an oxetanyl group, a thiol group, and a (meth)acrylate group to increase the curing degree during photocuring and thermal curing.
구체적으로, 열중합성 단량체인 옥세탄계 화합물을 사용하여 후술하는 열중합 개시제의 반응성을 크게 향상시킬 수 있으며, 광중합성 단량체 및 열중합성 단량체의 역할을 모두 수행할 수 있는 티올기 함유 화합물을 추가 사용함으로써 가교효율을 보다 높일 수 있다. 나아가, 열중합 개시제로 일반적으로 많이 사용되는 퍼옥사이드계 화합물 대신 술포늄계 화합물을 사용하여, 옥세타닐기의 반응성을 크게 높일 수 있다.Specifically, by using an oxetane-based compound that is a thermally polymerizable monomer, the reactivity of the thermal polymerization initiator, which will be described later, can be greatly improved, and by further using a thiol group-containing compound that can serve as both a photopolymerizable monomer and a thermally polymerizable monomer The crosslinking efficiency can be further improved. Furthermore, by using a sulfonium-based compound instead of a peroxide-based compound commonly used as a thermal polymerization initiator, the reactivity of the oxetanyl group can be greatly improved.
또한, 상기 화학식 9로 표시되는 티올기 함유 화합물은 티올기가 화합물 말단이 아닌 중간에 위치하여, 컬러필터 공정 중 발생하는 악취 문제를 해결할 수 있다.In addition, the thiol group-containing compound represented by the formula (9) is located in the middle of the thiol group rather than the end of the compound, it is possible to solve the odor problem occurring during the color filter process.
또한, 광중합성 단량체로 사용되는 상기 화학식 7로 표시되는 (메타)아크릴레이트계 화합물은 에틸렌성 불포화 이중결합을 가짐으로써, 패턴 형성 공정에서 노광 시 충분한 중합을 일으켜 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.In addition, the (meth)acrylate-based compound represented by the formula (7) used as a photopolymerizable monomer has an ethylenically unsaturated double bond, thereby causing sufficient polymerization during exposure in a pattern forming process, resulting in excellent heat resistance, light resistance and chemical resistance pattern Can form.
상기 중합성 단량체는 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다. The polymerizable monomer may be used by treating with an acid anhydride to impart better developability.
상기 중합성 단량체는 0.5 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 15 중량%로 상기 감광성 수지 조성물에 포함될 수 있다. 중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광 시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 패턴의 내열성, 내광성, 내화학성, 해상도 및 밀착성 또한 우수하다.The polymerizable monomer may be included in the photosensitive resin composition at 0.5% to 20% by weight, such as 1% to 15% by weight. When the polymerizable monomer is included within the above range, curing is sufficiently performed during exposure in the pattern forming process, and reliability is excellent, and heat resistance, light resistance, chemical resistance, resolution, and adhesion of the pattern are also excellent.
(D) 광중합 개시제(D) Photopolymerization initiator
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 개시제로서, 예를 들어 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 등을 사용할 수 있다.The photopolymerization initiator may be used as an initiator generally used in the photosensitive resin composition, for example, an acetophenone compound, a benzophenone compound, a thioxanthone compound, a benzoin compound, a triazine compound, an oxime compound, and the like. .
상기 아세토페논계의 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로 아세토페논, p-t-부틸디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.Examples of the acetophenone-based compound include 2,2'-diethoxy acetophenone, 2,2'-dibutoxy acetophenone, 2-hydroxy-2-methylpropiophenone, pt-butyltrichloro acetophenone, pt-butyldichloro acetophenone, 4-chloro acetophenone, 2,2'-dichloro-4-phenoxy acetophenone, 2-methyl-1-(4-(methylthio)phenyl)-2-morpholinopropane- 1-one, 2-benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one, and the like.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.Examples of the benzophenone-based compound, benzophenone, benzoyl benzoate, methyl benzoyl benzoate, 4-phenyl benzophenone, hydroxy benzophenone, acrylated benzophenone, 4,4'-bis(dimethyl amino)benzophenone, 4,4 And'-bis(diethylamino)benzophenone, 4,4'-dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 3,3'-dimethyl-2-methoxybenzophenone, and the like.
상기 티오크산톤계 화합물의 예로는, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다.Examples of the thioxanthone-based compound include thioxanthone, 2-methylthioxanthone, isopropyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2,4-diisopropyl thioxanthone, 2- And chlorothioxanthone.
상기 벤조인계 화합물의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.Examples of the benzoin-based compound include benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyldimethyl ketal, and the like.
상기 트리아진계 화합물의 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-s-트리아진 등을 들 수 있다.Examples of the triazine-based compound, 2,4,6-trichloro-s-triazine, 2-phenyl-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(3',4' -Dimethoxystyryl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4'-methoxynaphthyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine , 2-(p-methoxyphenyl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(p-tolyl)-4,6-bis(trichloro methyl)-s-triazine , 2-biphenyl-4,6-bis(trichloro methyl)-s-triazine, bis(trichloromethyl)-6-styryl-s-triazine, 2-(naphtho-1-yl)- 4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-(4-methoxynaphtho-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-4 And bis(trichloromethyl)-6-piperonyl-s-triazine, 2-4-bis(trichloromethyl)-6-(4-methoxystyryl)-s-triazine, and the like. .
상기 옥심계 화합물의 예로는 O-아실옥심계 화합물, 2-(O-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(O-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온, O-에톡시카르보닐-α-옥시아미노-1-페닐프로판-1-온 등을 사용할 수 있다. 상기 O-아실옥심계 화합물의 구체적인 예로는, 1,2-옥탄디온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-O-아세테이트 등을 사용할 수 있다. Examples of the oxime-based compound are O-acyloxime-based compounds, 2-(O-benzoyloxime)-1-[4-(phenylthio)phenyl]-1,2-octanedione, 1-(O-acetyloxime) -1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]ethanone, O-ethoxycarbonyl-α-oxyamino-1-phenylpropan-1-one, etc. Can be used. Specific examples of the O-acyloxime-based compound include 1,2-octanedione, 2-dimethylamino-2-(4-methylbenzyl)-1-(4-morpholin-4-yl-phenyl)-butane- 1-one, 1-(4-phenylsulfanylphenyl)-butane-1,2-dione-2-oxime-O-benzoate, 1-(4-phenylsulfanylphenyl)-octane-1,2-dione -2-Oxime-O-benzoate, 1-(4-phenylsulfanylphenyl)-octane-1-one oxime-O-acetate and 1-(4-phenylsulfanylphenyl)-butane-1-one oxime- O-acetate can be used.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 플루오렌계 화합물 등을 사용할 수 있다.In addition to the above compounds, the photopolymerization initiator may use carbazole compounds, diketone compounds, sulfonium borate compounds, diazo compounds, imidazole compounds, biimidazole compounds, fluorene compounds, and the like.
상기 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후 그 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 함께 사용될 수도 있다.The photopolymerization initiator may be used together with a photosensitizer that causes a chemical reaction by absorbing light, becoming excited, and transmitting its energy.
상기 광 증감제의 예로는, 테트라에틸렌글리콜 비스-3-머캡토 프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트 등을 들 수 있다. Examples of the photosensitizer include tetraethylene glycol bis-3-mercapto propionate, pentaerythritol tetrakis-3-mercapto propionate, dipentaerythritol tetrakis-3-mercapto propionate, etc. Can be heard.
상기 광중합 개시제는 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 0.5 중량% 내지 3 중량%로 상기 감광성 수지 조성물에 포함될 수 있다. 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 노광 시 감도와 현상성 밸런스가 우수하여 잔막없이 해상도가 우수한 패턴을 얻을 수 있다. The photopolymerization initiator may be included in the photosensitive resin composition in an amount of 0.1% to 5% by weight, such as 0.5% to 3% by weight. When the photopolymerization initiator is included within the above range, a pattern having excellent resolution without a residual film can be obtained due to an excellent balance of sensitivity and developability during exposure.
(E) 광확산제(E) Light diffusion agent
한편, 상기 감광성 수지 조성물은 광확산제를 더 포함한다.Meanwhile, the photosensitive resin composition further includes a light diffusion agent.
예컨대, 상기 광확산제는 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 이산화티타늄(TiO2), 지르코니아(ZrO2) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 광확산제는 이산화티타늄일 수 있다.For example, the light diffusion agent may include barium sulfate (BaSO 4 ), calcium carbonate (CaCO 3 ), titanium dioxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), or a combination thereof. For example, the light diffusing agent may be titanium dioxide.
상기 광확산제는 상기 양자점에 흡수되지 않은 광을 반사시키고, 상기 반사된 광을 광변환 물질이 다시 흡수할 수 있도록 한다. 즉, 상기 광확산제는 상기 양자점에 흡수되는 광의 양을 증가시켜, 감광성 수지 조성물의 광변환 효율을 증가시킬 수 있다.The light diffusing agent reflects light that is not absorbed by the quantum dot, and allows the light conversion material to absorb the reflected light again. That is, the light-diffusing agent may increase the amount of light absorbed by the quantum dots, thereby increasing the light conversion efficiency of the photosensitive resin composition.
상기 광확산제는 평균 입경(D50)이 150nm 내지 250nm 일 수 있으며, 구체적으로는 180nm 내지 230nm일 수 있다. 상기 광확산제의 평균 입경이 상기 범위 내일 경우, 보다 우수한 광확산 효과를 가질 수 있으며, 광변환 효율을 증가시킬 수 있다.The light diffusing agent may have an average particle diameter (D 50 ) of 150 nm to 250 nm, specifically 180 nm to 230 nm. When the average particle diameter of the light-diffusing agent is within the above range, it may have a better light-diffusing effect and may increase light conversion efficiency.
상기 광확산제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 고형분 기준으로 0.1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광확산제가 0.1 중량% 미만으로 포함될 경우, 광확산제를 사용함에 따른 광변환 효율 향상 효과를 기대하기가 어렵고, 20 중량%를 초과하여 포함할 경우에는 패턴특성이 저하될 우려가 있다.The light-diffusing agent may be included in an amount of 0.1% to 20% by weight, for example, 1% to 15% by weight based on solids based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the light diffusing agent is included in an amount of less than 0.1% by weight, it is difficult to expect an effect of improving the light conversion efficiency by using the light diffusing agent, and when it exceeds 20% by weight, there is a fear that the pattern characteristics are deteriorated.
(G) 용매(G) solvent
상기 용매는 상기 양자점, 상기 바인더 수지, 상기 중합성 단량체, 상기 광중합 개시제, 후술하는 열중합 개시제 및 후술하는 경화촉진제와의 상용성을 가지되, 반응하지 않는 물질들이 사용될 수 있다.The solvent has compatibility with the quantum dot, the binder resin, the polymerizable monomer, the photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator described below, and a curing accelerator described below, but materials that do not react may be used.
상기 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜 메틸에테르, 에틸렌 글리콜 에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브 아세테이트류; 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화 수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 젖산 메틸, 젖산 에틸 등의 젖산 에스테르류; 옥시 초산 메틸, 옥시 초산 에틸, 옥시 초산 부틸 등의 옥시 초산 알킬 에스테르류; 메톡시 초산 메틸, 메톡시 초산 에틸, 메톡시 초산 부틸, 에톡시 초산 메틸, 에톡시 초산 에틸 등의 알콕시 초산 알킬 에스테르류; 3-옥시 프로피온산 메틸, 3-옥시 프로피온산 에틸 등의 3-옥시 프로피온산 알킬에스테르류; 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸 등의 3-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시 프로피온산 메틸, 2-옥시 프로피온산 에틸, 2-옥시 프로피온산 프로필 등의 2-옥시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-메톡시 프로피온산 메틸, 2-메톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 메틸 등의 2-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에스테르류, 2-메톡시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-에톡시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-알콕시-2-메틸 프로피온산 알킬류의 모노옥시 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 2-히드록시 프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 히드록시 초산 에틸, 2-히드록시-3-메틸 부탄산 메틸 등의 에스테르류; 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류 등이 있으며, 또한, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세틸아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등의 고비점 용매를 들 수 있다.Examples of the solvent include alcohols such as methanol and ethanol; Ethers such as dichloroethyl ether, n-butyl ether, diisoamyl ether, methylphenyl ether, and tetrahydrofuran; Glycol ethers such as ethylene glycol methyl ether and ethylene glycol ethyl ether; Cellosolve acetates such as methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, and diethyl cellosolve acetate; Carbitols such as methyl ethyl carbitol, diethyl carbitol, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, and diethylene glycol diethyl ether; Propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol methyl ether acetate and propylene glycol propyl ether acetate; Aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene; Ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-n-amyl ketone, and 2-heptanone ; Saturated aliphatic monocarboxylic acid alkyl esters such as ethyl acetate, n-butyl acetate, and isobutyl acetate; Lactic acid esters such as methyl lactate and ethyl lactate; Oxyacetic acid alkyl esters such as methyl oxyacetate, ethyl oxyacetate, and butyl oxyacetate; Alkoxy acetate alkyl esters such as methyl methoxy acetate, ethyl methoxy acetate, butyl methoxy acetate, methyl ethoxy acetate, and ethyl ethoxy acetate; 3-oxy propionic acid alkyl esters such as methyl 3-oxy propionate and ethyl 3-oxy propionate; 3-alkoxy propionic acid alkyl esters such as methyl 3-methoxy propionate, ethyl 3-methoxy propionate, ethyl 3-ethoxy propionate and methyl 3-ethoxy propionate; 2-oxy propionic acid alkyl esters, such as methyl 2-oxy propionate, ethyl 2-oxy propionate, and propyl 2-oxy propionic acid; 2-alkoxy propionic acid alkyl esters such as methyl 2-methoxy propionate, ethyl 2-methoxy propionate, ethyl 2-ethoxy propionate, and methyl 2-ethoxy propionate; 2-oxy-2-methyl propionic acid esters such as methyl 2-oxy-2-methyl propionate and ethyl 2-oxy-2-methyl propionate, methyl 2-methoxy-2-methyl propionate, and 2-ethoxy-2- Monooxy monocarboxylic acid alkyl esters of 2-alkoxy-2-methyl propionic acid alkyls such as ethyl methyl propionate; Esters such as ethyl 2-hydroxypropionate, ethyl 2-hydroxy-2-methyl propionate, ethyl hydroxy acetate, and methyl 2-hydroxy-3-methyl butanoate; And ketone acid esters such as ethyl pyruvate, and N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, N-methylformanirad, N-methylacetamide, and N,N-dimethylacetamide , N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, benzylethyl ether, dihexyl ether, acetylacetone, isophorone, capronic acid, caprylic acid, 1-octanol, 1-nonanol, benzyl alcohol, benzyl acetate, benzoic acid And high-boiling solvents such as ethyl, diethyl oxalate, diethyl maleate, γ butyrolactone, ethylene carbonate, propylene carbonate, and phenyl cellosolve acetate.
이들 중 좋게는 상용성 및 반응성을 고려하여, 사이클로헥사논 등의 케톤류; 에틸렌 글리콜 에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 메틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류가 사용될 수 있다.Among these, ketones such as cyclohexanone are considered in consideration of compatibility and reactivity; Glycol ethers such as ethylene glycol ethyl ether; Ethylene glycol alkyl ether acetates such as ethyl cellosolve acetate; Esters such as ethyl 2-hydroxypropionate; Carbitols such as diethylene glycol methyl ether; Propylene glycol alkyl ether acetates such as propylene glycol methyl ether acetate and propylene glycol propyl ether acetate can be used.
상기 용매는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 잔부량으로 포함될 수 있으며, 예컨대 20 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 35 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 감광성 수지 조성물이 적절한 점도를 가짐에 따라 스핀 코팅 및 슬릿을 이용한 대면적 코팅 시 우수한 코팅성을 가질 수 있다. The solvent may be included in the remaining amount with respect to the total amount of the photosensitive resin composition, for example, may be included in 20% to 80% by weight, for example, 35% to 80% by weight. When the solvent is included within the above range, as the photosensitive resin composition has an appropriate viscosity, it may have excellent coating properties when coating a large area using spin coating and slits.
(H) 열중합 개시제(H) Thermal polymerization initiator
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 열중합 개시제를 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition according to an embodiment may further include a thermal polymerization initiator.
예컨대, 상기 열중합 개시제는 술포늄계 양이온 개시제일 수 있으며, 상기 술포늄계 양이온 개시제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.01 중량% 내지 1 중량%의 범위로 포함될 수 있다. For example, the thermal polymerization initiator may be a sulfonium-based cationic initiator, and the sulfonium-based cationic initiator may be included in a range of 0.01% by weight to 1% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition.
상기 양이온 개시제가 상기 범위로 포함되는 경우, 우수한 패턴형성성을 가질 수 있다. When the cationic initiator is included in the above range, it may have excellent pattern forming properties.
상기 술포늄계 양이온 개시제는 시차주사열량 측정법에 의해 측정 시, 포스트베이킹 공정 시의 온도, 예컨대 200℃미만의 온도, 예컨대 100℃내지 170℃의 온도에서 흡열 피크를 가지는 것을 사용할 수 있다. 시차주사열량 측정법에 의한 흡열 피크가 200℃이상인 술포늄계 양이온 개시제의 경우, 상기 술포늄계 양이온 개시제는 감광성 수지 조성물의 열경화 온도와 유사하거나 또는 그보다 높은 온도인 200℃이상에서 열분해된다. 그리고, 술포늄계 양이온 개시제가 감광성 수지 조성물의 열경화 전에 상기 바인더 수지, 예컨대 바인더 수지 내 에폭시계 수지 및/또는 아크릴계 수지를 중합하는 역할을 할 수 없거나, 또는 이러한 반응 속도가 너무 느려지게 된다. 그에 따라, 감광성 수지 조성물의 경화 시 상기 에폭시계 수지가 중합됨으로써 감광성 수지막을 잡아 주는 역할 등을 할 수 없게 되어, 상기한 목적을 달성할 수 없게 된다.The sulfonium-based cationic initiator may be used to have an endothermic peak at a temperature during a post-baking process, for example, a temperature of less than 200°C, for example, a temperature of 100°C to 170°C, as measured by differential scanning calorimetry. In the case of a sulfonium-based cationic initiator having an endothermic peak of 200°C or higher by differential scanning calorimetry, the sulfonium-based cationic initiator is thermally decomposed at a temperature equal to or higher than the thermal curing temperature of the photosensitive resin composition at 200°C or higher. In addition, the sulfonium-based cationic initiator cannot serve to polymerize the binder resin, such as the epoxy resin and/or acrylic resin in the binder resin, before the thermal curing of the photosensitive resin composition, or the reaction rate becomes too slow. Accordingly, when the photosensitive resin composition is cured, the epoxy-based resin is polymerized, so that it cannot play a role of holding the photosensitive resin film or the like, and the above object cannot be achieved.
상기 술포늄계 양이온 개시제는 예컨대, 하기 화학식 10으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The sulfonium-based cationic initiator may include, for example, a compound represented by
[화학식 10][Formula 10]
상기 화학식 10에서,In
R6 내지 R9는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, R 6 to R 9 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, a substituted or unsubstituted A substituted C2 to C20 heteroaryl group or a combination thereof,
m은 0 내지 6의 정수이고,m is an integer from 0 to 6,
n은 0 내지 5의 정수이다.n is an integer from 0 to 5.
전술한대로, 상기 술포늄계 양이온 개시제는 상기 바인더 수지, 예컨대 상기 바인더 수지 내 에폭시계 수지 및/또는 아크릴계 수지의 중합반응을 촉진하여, 고해상도의 미세패턴 구현이 가능하다. 예컨대, 상기 에폭시계 수지의 중합반응은 술포늄계 양이온 개시제의 열분해(또는 광분해) 단계, 개시 단계 및 중합 단계로 이루어지며, 각각의 단계를 하기 반응식 1 내지 반응식 3에 나타내었다.As described above, the sulfonium-based cationic initiator promotes a polymerization reaction of the binder resin, for example, an epoxy-based resin and/or an acrylic resin in the binder resin, thereby realizing a high-resolution fine pattern. For example, the polymerization reaction of the epoxy-based resin is composed of a thermal decomposition (or photolysis) step of the sulfonium-based cationic initiator, an initiation step, and a polymerization step, and each step is shown in Reaction Schemes 1 to 3 below.
[반응식 1][Scheme 1]
[반응식 2][Scheme 2]
[반응식 3][Scheme 3]
상기 반응식 1 내지 반응식 3에서, R6 내지 R9, Rx 및 Ry는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합이고, w는 반응에 참여하는 에폭시계 바인더 수지의 몰수이고, m은 0 내지 6의 정수이다. In Reaction Schemes 1 to 3, R 6 to R 9 , R x and R y are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkyl group, A substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, a substituted or unsubstituted C2 to C20 heteroaryl group, or a combination thereof, w is the number of moles of the epoxy-based binder resin participating in the reaction, and m is an integer from 0 to 6 .
(I) 경화촉진제(I) Curing accelerator
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 경화촉진제를 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition according to one embodiment may further include a curing accelerator.
상기 경화촉진제는 중합성 단량체 및 바인더 수지, 예컨대 상기 바인더 수지 내 에폭시계 수지 및/또는 아크릴계 수지 간의 경화 반응, 예컨대 열경화 반응을 촉진할 수 있다. The curing accelerator may promote a curing reaction, such as a thermosetting reaction, between a polymerizable monomer and a binder resin, such as an epoxy resin and/or an acrylic resin in the binder resin.
상기 경화촉진제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 0.1 중량% 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 경화촉진제가 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 경화속도가 느려져 패턴의 해상도가 불량해지고, 테이퍼 각도를 높게 형성시킬 수 없으며, 경화촉진제가 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 3 중량% 초과로 포함되는 경우 경화속도가 필요 이상으로 빨라져 포스트베이킹 공정 시 과도한 melting 특성 저하로 인해 직진성이 악화될 뿐만 아니라, 밀착력 등도 저하되게 된다.The curing accelerator may be included in an amount of 0.1% to 3% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the curing accelerator is included in an amount of less than 0.1% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition, the curing speed is slowed, the resolution of the pattern is poor, the taper angle cannot be formed high, and the curing accelerator is 3% by weight relative to the total amount of the photosensitive resin composition. When included in excess of %, the curing rate becomes faster than necessary, and in the post-baking process, not only the straightness deteriorates due to the excessive melting characteristic deterioration, but also the adhesion force decreases.
상기 경화촉진제는 이미다졸계 경화촉진제일 수 있고, 상기 이미다졸계 경화촉진제는 하기 화학식 11로 표시될 수 있다.The curing accelerator may be an imidazole-based curing accelerator, and the imidazole-based curing accelerator may be represented by Formula 11 below.
[화학식 11][Formula 11]
상기 화학식 11에서,In Chemical Formula 11,
R20 내지 R23은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴기 또는 이들의 조합이다.R 20 to R 23 are each independently a hydrogen atom, a halogen atom, a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group, a substituted or unsubstituted C6 to C20 aryl group, or a combination thereof.
예컨대, 상기 경화촉진제는 2-메틸 이미다졸, 2-에틸 이미다졸, 2-에틸-4-메틸 이미다졸 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나일 수 있다.For example, the curing accelerator may be any one selected from the group consisting of 2-methyl imidazole, 2-ethyl imidazole, 2-ethyl-4-methyl imidazole, and combinations thereof.
(J) 기타 첨가제(J) Other additives
일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition according to one embodiment includes malonic acid; 3-amino-1,2-propanediol; Silane coupling agent containing a vinyl group or (meth)acryloxy group; Leveling agents; Fluorine-based surfactants; Or a combination of these may be further included.
예컨대, 상기 감광성 수지 조성물은 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해 비닐기, 카르복실기, 메타크릴옥시기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 실란계 커플링제를 더 포함할 수 있다.For example, the photosensitive resin composition may further include a silane coupling agent having a reactive substituent such as a vinyl group, a carboxyl group, a methacryloxy group, an isocyanate group, an epoxy group, etc., in order to improve adhesion to a substrate.
상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. Examples of the silane-based coupling agent include trimethoxysilyl benzoic acid, γmethacryl oxypropyl trimethoxysilane, vinyl triacetoxysilane, vinyl trimethoxysilane, γisocyanate propyl triethoxysilane, γglycidoxypropyl Trimethoxysilane, β-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxysilane, and the like. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 실란계 커플링제는 상기 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 실란계 커플링제가 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 저장성 등이 우수하다. The silane coupling agent may be included in an amount of 0.01 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive resin composition. When the silane-based coupling agent is included within the above range, adhesion and storage properties are excellent.
또한 상기 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 코팅성 향상 및 결점 생성 방지 효과를 위해 계면 활성제, 예컨대 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다. In addition, the photosensitive resin composition may further include a surfactant, for example, a fluorine-based surfactant, for the purpose of improving coating properties and preventing defects.
상기 불소계 계면활성제로는, BM Chemie社의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교(주)社의 메카 팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183® 등; 스미토모 스리엠(주)社의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히 그라스(주)社의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이 실리콘(주)社의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 명칭으로 시판되고 있는 불소계 계면활성제를 사용할 수 있다.The fluorine is a surfactant, the BM Chemie社BM-1000 ®, BM-1100 ® , and the like; Dai Nippon Inki Chemical Industry Co., Ltd. Mecca Pack F 142D ® , Copper F 172 ® , Copper F 173 ® , Copper F 183 ®, etc.; Sumitomo M. (Note)社Pro rod FC-135 ®, the same FC-170C ®, copper FC-430 ®, the same FC-431 ®, and the like; Asahi Grass Co., Saffron S-112 ® of社, such S-113 ®, the same S-131 ®, the same S-141 ®, the same S-145 ®, and the like; Toray Silicone ® (Note)社SH-28PA, the same -190 ®, may be used a fluorine-containing surfactants commercially available under the name such as copper -193 ®, SZ-6032 ®, SF-8428 ®.
상기 계면활성제는 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 0.001 중량부 내지 5 중량부로 사용될 수 있다. 계면활성제가 상기 범위 내로 포함될 경우 코팅 균일성이 확보되고, 얼룩이 발생하지 않으며, 유리 기판에 대한 습윤성(wetting)이 우수하다.The surfactant may be used in 0.001 part by weight to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive resin composition. When the surfactant is included within the above range, coating uniformity is secured, staining does not occur, and wetting of the glass substrate is excellent.
또한 상기 감광성 수지 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제, 안정제 등의 기타 첨가제가 일정량 첨가될 수도 있다.In addition, a certain amount of other additives such as antioxidants and stabilizers may be added to the photosensitive resin composition within a range that does not impair physical properties.
다른 구현예는 전술한 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막을 제공한다.Another embodiment provides a photosensitive resin film prepared using the photosensitive resin composition described above.
또 다른 일 구현예는 상기 감광성 수지막을 포함하는 컬러필터 및 디스플레이 소자(예컨대, 유기발광소자 등)를 제공한다. 상기 컬러필터의 제조 방법은 다음과 같다.Another embodiment provides a color filter and a display device (eg, an organic light emitting device, etc.) including the photosensitive resin film. The manufacturing method of the color filter is as follows.
(1) 도포 및 도막 형성 단계(1) Application and coating film forming step
전술한 감광성 수지 조성물을 소정의 전처리를 한 기판 상에 스핀 또는 슬릿 코트법, 롤 코트법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여 원하는 두께, 예를 들어 1.2 ㎛ 내지 3.5 ㎛의 두께로 도포한 후, 70℃내지 90℃의 온도에서 1분 내지 10분 동안 가열하여 용매를 제거함으로써 도막을 형성한다. To the desired thickness, for example, from 1.2 μm to 3.5 μm, by using a method such as spin or slit coating, roll coating, screen printing, or an applicator method, on the substrate on which the photosensitive resin composition is subjected to a predetermined pretreatment. After application, a coating film is formed by heating at a temperature of 70°C to 90°C for 1 to 10 minutes to remove the solvent.
(2) 노광 단계(2) Exposure step
상기 얻어진 도막에 필요한 패턴 형성을 위해 소정 형태의 마스크를 개재한 뒤, 200 nm 내지 500 nm의 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 금속 할로겐화물 램프, 아르곤 가스 레이저 등을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 X선, 전자선 등도 이용할 수 있다. In order to form a pattern necessary for the obtained coating film, after interposing a mask of a predetermined shape, active rays of 200 nm to 500 nm are irradiated. As a light source used for irradiation, a low-pressure mercury lamp, a high-pressure mercury lamp, an ultra-high-pressure mercury lamp, a metal halide lamp, an argon gas laser, etc. may be used. In some cases, X-rays, electron beams, etc. may be used.
노광량은 상기 감광성 수지 조성물 각 성분의 종류, 배합량 및 건조 막 두께에 따라 다르지만, 예를 들어 고압 수은등을 사용할 경우 500 mJ/cm2 이하(365 nm 센서에 의함)이다.The exposure amount varies depending on the type, blending amount, and dry film thickness of each component of the photosensitive resin composition, but is, for example, 500 mJ/cm 2 or less (by 365 nm sensor) when using a high pressure mercury lamp.
(3) 현상 단계(3) Development stage
상기 노광 단계에 이어, 알칼리성 수용액을 현상액으로 이용하여 불필요한 부분을 용해, 제거함으로써 노광 부분만을 잔존시켜 화상 패턴을 형성시킨다. Following the exposure step, by using an alkaline aqueous solution as a developer, dissolving and removing unnecessary portions to form only an exposed portion to form an image pattern.
(4) 후처리 단계(4) Post-treatment step
상기 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 내열성, 내광성, 밀착성, 내크랙성, 내화학성, 고강도, 저장 안정성 등의 면에서 우수한 패턴을 얻기 위해, 다시 가열하거나 활성선 조사 등을 행하여 경화시킬 수 있다.In order to obtain an excellent pattern in terms of heat resistance, light resistance, adhesion, crack resistance, chemical resistance, high strength, storage stability, etc., the image pattern obtained by the above-described phenomenon can be cured by heating again or by irradiating with actinic rays.
전술한 감광성 수지 조성물을 이용함으로써, 저온 공정에서도 우수한 내열성 및 내화학성을 얻을 수 있으며, 따라서 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광성 수지막은 유기발광소자(OLED)와 같은 디스플레이 소자에 적용될 수 있다.By using the photosensitive resin composition described above, excellent heat resistance and chemical resistance can be obtained even at a low temperature process, and thus the photosensitive resin film manufactured using the photosensitive resin composition can be applied to a display device such as an organic light emitting device (OLED).
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described. However, the following examples are only preferred embodiments of the present invention, and the present invention is not limited by the following examples.
(실시예)(Example)
(광확산제와 수소결합을 통해 미셸을 형성할 수 있는 화합물 제조)(Production of a compound capable of forming Michelle through hydrogen bonding with a light diffusion agent)
Ergocalciferol(D2)(Aldrich社) (10mol)과 H3PO4 (0.1mol)을 테트라하이드로퓨란(THF)에 넣고 Distillation trap을 설치하여 80℃, 24시간 동안 교반하였다. 이후 해당 용액에 Dodecylbenzenesulfonic acid sodium salt (Aldrich社) (10 mol)을 투입하고, 1시간 후 MgBr (0.05mol)을 투입한 다음 24시간 동안 교반하여 반응물을 수득하였다.Ergocalciferol (D2) (Aldrich Co.) (10 mol) and H3PO4 (0.1 mol) were added to tetrahydrofuran (THF) and a Distillation trap was installed and stirred at 80°C for 24 hours. Subsequently, Dodecylbenzenesulfonic acid sodium salt (Aldrich) (10 mol) was added to the solution, and MgBr (0.05 mol) was added after 1 hour, followed by stirring for 24 hours to obtain a reactant.
해당 반응물을 10% H2SO4 수용액에서 상온(23℃), 1시간 동안 교반 후, n-Hexane에 침전시켜, 최종적으로 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 제조하였다.The reaction was stirred for 10 hours at room temperature (23° C.) in a 10% H 2 SO 4 aqueous solution, and then precipitated in n-Hexane to prepare a compound represented by the following Chemical Formula 2.
[화학식 2][Formula 2]
(감광성 수지 조성물 제조)(Production of photosensitive resin composition)
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2Examples 1 to 3, Comparative Example 1 and Comparative Example 2
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 1에 나타낸 조성으로 각 실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하였다.Photosensitive resin compositions according to each of Examples 1 to 3, Comparative Examples 1 and 2 were prepared with the compositions shown in Table 1 below using the components mentioned below.
구체적으로, 용매에 광중합 개시제, 열중합 개시제, 바인더 수지, 열경화 개시제를 녹인 후 약 2시간 동안 상온에서 교반하였다. 이어서, 아크릴계 바인더 수지, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물, 양자점, 광확산제 및 중합성 단량체를 첨가하고 2시간 동안 상온에서 교반하였다. 여기에 첨가제를 투입한 후, 1시간 동안 상온에서 교반하고, 상기 생성물을 3회 여과하여 불순물을 제거함으로써, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.Specifically, a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, a binder resin, and a thermal curing initiator were dissolved in a solvent, followed by stirring at room temperature for about 2 hours. Subsequently, an acrylic binder resin, a compound represented by Chemical Formula 2, a quantum dot, a light diffusing agent, and a polymerizable monomer were added and stirred at room temperature for 2 hours. After adding the additives thereto, the mixture was stirred at room temperature for 1 hour, and the product was filtered three times to remove impurities, thereby preparing a photosensitive resin composition.
(A) 착색제(A) Coloring agent
InP/ZnSe/ZnS 양자점 분산액 (양자점 고형분 30%, fluorescence λem=542nm, FWHM=36nm, Red QD, 한솔케미칼)InP/ZnSe/ZnS quantum dot dispersion (quantum dot
(B) 바인더 수지(B) Binder resin
(B-1) 카도계 수지(V259ME, 신일철화학社) (B-1) Cardo resin (V259ME, Shinil Iron Chemical Co., Ltd.)
(B-2) 아크릴계 수지(삼성SDI社, 1000S) (B-2) Acrylic resin (Samsung SDI, 1000S)
(C) 중합성 단량체(C) polymerizable monomer
(C-1) 광중합성 단량체: 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(일본화약社, DPHA) (C-1) Photopolymerizable monomer: dipentaerythritol hexaacrylate (Japan Chemical Co., DPHA)
(C-2) 광/열중합성 단량체: 티올기 함유 화합물(Showadenko社, KarenzMT PE 1) (C-2) Photo/thermopolymerizable monomer: a thiol group-containing compound (Showadenko, KarenzMT PE 1)
(C-3) 열중합성 단량체: 옥세탄계 화합물(Toagosei社, OXT-212) (C-3) Thermopolymerizable monomer: oxetane-based compound (Toagosei, OXT-212)
(D) 광중합 개시제(D) Photopolymerization initiator
(D-1) OXE01(BASF社) (D-1) OXE01 (BASF)
(D-2) IRG369(BASFf社) (D-2) IRG369 (BASFf)
(E) 광확산제(E) Light diffusion agent
이산화티탄 분산액(확산제) (TiO2 고형분 20 중량%, 평균입경: 200nm, 디토테크놀로지㈜)Titanium dioxide dispersion (diffuser) (TiO 2 solids 20% by weight, average particle size: 200nm, Dito Technology Co., Ltd.)
(F) 화학식 2로 표시되는 화합물(F) Compound represented by Formula 2
(G) 용매(G) solvent
프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트(PGMEA, Sigma-Aldrich社) Propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA, Sigma-Aldrich)
(H) 열중합 개시제(H) Thermal polymerization initiator
TA-100(San-Apro社) TA-100 (San-Apro)
기타 첨가제Other additives
레벨링제(DIC社, F-554) Leveling agent (DIC, F-554)
평가 1: 점도 평가Evaluation 1: viscosity evaluation
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물 각각에 대하여 점도계(Brookfield社 DV-ⅡRV-2스핀들, 23rpm)를 사용하여 저장 기간별(45℃ 무습 조건)로 점도값을 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.For each of the photosensitive resin compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2, viscosity values were measured for each storage period (45° C., no humidity) using a viscometer (Brookfield's DV-IIRV-2 spindle, 23 rpm). Was measured, and the results are shown in Table 2 below.
평가 2: 광흡수율 평가Evaluation 2: light absorption rate evaluation
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 각각 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150, 150rpm)를 사용하여 5초 동안 스핀코팅 진행한 후 열판(hot-plate)을 이용하여 100℃에서 2분 동안 베이킹을 하고, 노광기(Ushio社, ghi broadband)를 이용하여 50 mJ/cm2의 출력으로 UV를 조사한 후, 양자점 효율 측정기(OTSUKA社, QE-2100)를 이용하여 저장 기간별(상온(25℃) 무습 조건) 광흡수율을 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.The photosensitive resin compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 were respectively spin coated on a glass substrate using a spin coater (Mikasa, Opticoat MS-A150, 150 rpm) for 5 seconds, followed by a hot plate After baking for 2 minutes at 100℃ using (hot-plate), and irradiating UV with an output of 50 mJ/cm 2 using an exposure machine (Ushio, ghi broadband), a quantum dot efficiency meter (OTSUKA, QE) -2100) to evaluate the light absorption rate for each storage period (at room temperature (25°C), non-humidity condition), and the results are shown in Table 3 below.
평가 3: 해상도 평가Evaluation 3: Resolution evaluation
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150)를 사용하여 각각 3 ㎛ 두께로 코팅한 후, 열판(hot-plate)을 이용하여 80℃에서 120초 동안 소프트-베이킹(soft-baking)을 하고, 노광기(Ushio社, ghi broadband)를 이용하여 60mJ의 출력(power)으로 노광하였다. 이어서 현상기(SVS社, SSP-200)를 사용하여 0.2 중량%의 수산화 칼륨(KOH) 수용액으로 현상하였다. 이 후, 광학 현미경을 통해 남아있는 패턴의 밀착 ㎛를 확인하여, 그 결과를 하기 표 4 및 도 2 내지 도 6에 나타내었다.After coating the photosensitive resin compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 on a glass substrate using a spin coater (Mikasa, Opticoat MS-A150) to a thickness of 3 μm, respectively, followed by hot plate (hot -plate) was soft-baked at 80°C for 120 seconds, and exposed at a power of 60 mJ using an exposure machine (Ushio, ghi broadband). Subsequently, it was developed with a 0.2% by weight aqueous potassium hydroxide (KOH) solution using a developer (SVS, SSP-200). Thereafter, the adhesion µm of the remaining pattern was checked through an optical microscope, and the results are shown in Table 4 and FIGS. 2 to 6.
평가 4: 잔막율 평가Evaluation 4: Residual rate evaluation
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150)를 사용하여 각각 3 ㎛ 두께로 코팅한 후, 열판(hot-plate)을 이용하여 80℃에서 120초 동안 소프트-베이킹(soft-baking)을 하고, 노광기(Ushio社, ghi broadband)를 이용하여 60mJ의 출력(power)으로 노광하였다. 이어서 현상기(SVS社, SSP-200)를 사용하여 0.2 중량%의 수산화 칼륨(KOH) 수용액으로 현상하였다. 이 후, convection oven에서 각각 100℃, 150℃ 및 200℃로 30분 동안 하드-베이킹(Hard-baking)을 진행하고, 다시 200℃로 30분 동안 추가 경화하였다. 상기 코팅, 노광, 현상, 각 온도별로 하드-베이킹 후 패턴의 높이와 추가 경화 후의 패턴의 높이를 측정하여 잔막율을 계산하여, 그 결과를 하기 표 5에 나타내었다.After coating the photosensitive resin compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 on a glass substrate using a spin coater (Mikasa, Opticoat MS-A150) to a thickness of 3 μm, respectively, followed by hot plate (hot -plate) was soft-baked at 80°C for 120 seconds, and exposed at a power of 60 mJ using an exposure machine (Ushio, ghi broadband). Subsequently, it was developed with a 0.2% by weight aqueous potassium hydroxide (KOH) solution using a developer (SVS, SSP-200). Thereafter, hard-baking was performed in a convection oven at 100°C, 150°C, and 200°C for 30 minutes, respectively, and further cured at 200°C for 30 minutes. The coating, exposure, development, and the temperature of the pattern after hard-baking for each temperature and the height of the pattern after further curing were calculated to calculate the residual film ratio, and the results are shown in Table 5 below.
잔막율 평가 기준Residual rate evaluation criteria
○: 3% 이하 잔막 감소 ○: Less than 3% residual film
△: 5% 이하 잔막 감소 △: Residual film reduction of 5% or less
X: 5% 초과 잔막 감소X: Reduction of residual film exceeding 5%
평가 5: 내화학성 평가Evaluation 5: Chemical resistance evaluation
실시예 1 내지 실시예 3, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 감광성 수지 조성물을 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150)를 사용하여 각각 3 ㎛ 두께로 코팅한 후, 열판(hot-plate)을 이용하여 80℃에서 120초 동안 소프트-베이킹(soft-baking)을 하고, 노광기(Ushio社, ghi broadband)를 이용하여 60mJ의 출력(power)으로 노광하였다. 이어서 현상기(SVS社, SSP-200)를 사용하여 0.2 중량%의 수산화 칼륨(KOH) 수용액으로 현상하였다. 이 후, convection oven에서 각각 100℃, 150℃ 및 200℃로 20분 동안 하드-베이킹(Hard-baking)을 진행하여, 패터닝된 도막을 얻을 수 있었다. After coating the photosensitive resin compositions according to Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 on a glass substrate using a spin coater (Mikasa, Opticoat MS-A150) to a thickness of 3 μm, respectively, followed by hot plate (hot -plate) was soft-baked at 80°C for 120 seconds, and exposed at a power of 60 mJ using an exposure machine (Ushio, ghi broadband). Subsequently, it was developed with a 0.2% by weight aqueous potassium hydroxide (KOH) solution using a developer (SVS, SSP-200). Thereafter, hard-baking was performed at 100°C, 150°C, and 200°C for 20 minutes in a convection oven to obtain a patterned coating film.
상기 도막을 80℃의 NMP 용매에 2분 간 침지하여, 내화학성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다.The coating film was immersed in an NMP solvent at 80° C. for 2 minutes to evaluate chemical resistance, and the results are shown in Table 6 below.
상기 내화학성은 NMP 용매에 침지하기 전과 후의 도막의 색 변화(Δ로 평가하였으며, 상기 색 변화(Δ는 분광광도계(Otsuka Electronics社, MCPD3000)를 사용하여 측정하였다.The chemical resistance was evaluated as a color change (Δ) of the coating film before and after immersion in NMP solvent, and the color change (Δ was measured using a spectrophotometer (MCT3000, Otsuka Electronics Co., Ltd.).
내화학성 평가 기준Criteria for chemical resistance evaluation
○: Δ가 3% 이하○: Δ is 3% or less
△: Δ가 5% 이하Δ: Δ is 5% or less
Ⅹ: Δ가 5% 초과Ⅹ: Δ exceeds 5%
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물(실시예 1 내지 실시예 3)은 비교예 1 및 비교예 2의 감광성 수지 조성물보다 45℃의 고온에서 장기간 점도 변화 없이 유지됨을 확인할 수 있다.As shown in Table 2, it is confirmed that the photosensitive resin composition according to one embodiment (Examples 1 to 3) is maintained at a high temperature of 45° C. for a long time without a viscosity change compared to the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 Can be.
상기 표 3에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물(실시예 1 내지 실시예 3)은 비교예 1 및 비교예 2의 감광성 수지 조성물보다 광흡수율이 오랜 기간 동안 유지되고, 이산화티타늄이 과량 포함되어도 초기 수치를 유지함을 확인할 수 있다.As shown in Table 3, the photosensitive resin composition according to an embodiment (Examples 1 to 3) has a longer light absorption rate than the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 and 2 for a long period of time, and titanium dioxide It can be seen that the initial value is maintained even if the excess is included.
상기 표 4 및 도 2 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물(실시예 1 내지 실시예 3)은 현상 후 패턴 해상도가 30㎛ 이하로 우수하나, 비교예 1 및 비교예 2의 감광성 수지 조성물은 현상 후 패턴 해상도가 40㎛ 이상으로 열등함을 확인할 수 있다.As shown in Table 4 and FIGS. 2 to 6, the photosensitive resin composition (Examples 1 to 3) according to one embodiment has excellent pattern resolution of 30 μm or less after development, but Comparative Example 1 and Comparative Example The photosensitive resin composition of 2 can be confirmed that the pattern resolution after development is inferior to 40 μm or more.
상기 표 5에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물(실시예 1 내지 실시예 3)은 고온뿐만 아니라 저온에서도 잔막 감소가 균일하나, 비교예 1 및 비교예 2의 감광성 수지 조성물은 저온에서 잔막 불균형이 크게 발생함을 확인할 수 있다.As shown in Table 5, the photosensitive resin composition according to one embodiment (Examples 1 to 3) has a uniform residual film reduction at low temperature as well as high temperature, but the photosensitive resin composition of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is low temperature It can be seen from the large residual film imbalance.
상기 표 6에서 보는 바와 같이, 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물(실시예 1 내지 실시예 3)은 고온뿐만 아니라 저온에서도 ΔEab*가 균일하나, 비교예 1 및 비교예 2의 감광성 수지 조성물은 저온뿐만 아니라 고온에서조차 색변이 발생함을 확인할 수 있다.As shown in Table 6, the photosensitive resin composition according to one embodiment (Examples 1 to 3) has a uniform ΔEab* at low temperature as well as high temperature, but the photosensitive resin composition of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 is low temperature. In addition, it can be seen that color change occurs even at high temperatures.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The present invention is not limited to the above embodiments, but may be manufactured in various different forms, and those skilled in the art to which the present invention pertains have other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It will be understood that can be carried out. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative in all respects and not restrictive.
Claims (12)
(B) 바인더 수지;
(C) 중합성 단량체;
(D) 광중합 개시제;
(E) 광확산제;
(F) 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 및
(G) 용매
를 포함하는 감광성 수지 조성물:
[화학식 1]
상기 화학식 1에서,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이고,
L1은 치환 또는 비치환된 C5 내지 C20 알킬렌기이고,
L2는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기이다.
(A) quantum dots;
(B) binder resin;
(C) polymerizable monomers;
(D) photopolymerization initiator;
(E) light diffusion agents;
(F) a compound represented by the following formula (1); And
(G) solvent
Photosensitive resin composition comprising:
[Formula 1]
In Chemical Formula 1,
R 1 to R 5 are each independently a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkyl group,
L 1 is a substituted or unsubstituted C5 to C20 alkylene group,
L 2 is a substituted or unsubstituted C1 to C20 alkylene group, a substituted or unsubstituted C3 to C20 cycloalkylene group, or a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group.
상기 R2 내지 R5는 각각 독립적으로 메틸기인 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
R 2 to R 5 are each independently a methyl group photosensitive resin composition.
상기 L2는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기인 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The L 2 is a substituted or unsubstituted C6 to C20 arylene group photosensitive resin composition.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 5 중량%로 포함되는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The compound represented by Formula 1 is a photosensitive resin composition contained in 1 to 5% by weight relative to the total amount of the photosensitive resin composition.
상기 광확산제는 이산화티타늄인 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The photo-diffusion agent is a titanium dioxide photosensitive resin composition.
상기 바인더 수지는 카도계 바인더 수지, 아크릴계 바인더 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The binder resin is a photosensitive resin composition comprising a cardo-based binder resin, an acrylic-based binder resin or a combination thereof.
상기 중합성 단량체는 (메타)아크릴레이트계 화합물, 옥세탄계 화합물, 티올기 함유 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The polymerizable monomer is a (meth) acrylate-based compound, oxetane-based compound, a photosensitive resin composition comprising a thiol group-containing compound or a combination thereof.
상기 감광성 수지 조성물은 열중합 개시제, 경화촉진제 또는 이들의 조합을 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The photosensitive resin composition further comprises a thermal polymerization initiator, a curing accelerator, or a combination thereof.
상기 감광성 수지 조성물은,
상기 (A) 양자점 1 중량% 내지 40 중량%;
상기 (B) 바인더 수지 1 중량% 내지 30 중량%;
상기 (C) 중합성 단량체 0.5 중량% 내지 20 중량%;
상기 (D) 광중합 개시제 0.1 중량% 내지 5 중량%;
상기 (E) 광확산제 0.1 중량% 내지 20 중량%;
상기 (F) 화학식 1로 표시되는 화합물 1 중량% 내지 5 중량%; 및
상기 (G) 용매 잔부량
을 포함하는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The photosensitive resin composition,
(A) 1 to 40% by weight of the quantum dot;
(B) 1 to 30% by weight of the binder resin;
(C) 0.5% to 20% by weight of the polymerizable monomer;
(D) 0.1 to 5% by weight of the photopolymerization initiator;
(E) 0.1 to 20% by weight of the light diffusing agent;
(F) 1 to 5% by weight of a compound represented by Formula 1; And
(G) Residual amount of solvent
Photosensitive resin composition comprising a.
상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함하는 감광성 수지 조성물.
According to claim 1,
The photosensitive resin composition is malonic acid; 3-amino-1,2-propanediol; Silane coupling agent containing a vinyl group or (meth)acryloxy group; Leveling agents; Fluorine-based surfactants; Or a photosensitive resin composition further comprising a combination thereof.
The photosensitive resin film manufactured using the photosensitive resin composition of any one of Claims 1-10.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |