KR20100063537A - Photosensitive resin composition for color filter and color filter prepared by using same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 초미세의 정사각형 모양의 패턴을 형성할 수 있는 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러 필터에 관한 것이다. The present invention relates to a photosensitive resin composition for a color filter and a color filter manufactured using the same, and more particularly, to a photosensitive resin composition for a color filter capable of forming an ultra-fine square pattern, and a color manufactured using the same. It is about a filter.
컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명기판 상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법 등에 의하여 형성된다. The color filter is used in a liquid crystal display device, an optical filter of a camera, and the like, and is manufactured by coating a fine region colored with three or more colors on a solid state imaging device or a transparent substrate. Such colored thin films are usually formed by dyeing, printing, electrodeposition, pigment dispersion, or the like.
염색법의 경우, 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐 알코올, 아민 변성 아크릴 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판 상에 형성하기 위해서는 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있기 때 문에, 공정이 매우 복잡해지고 시간이 지연되는 문제점을 갖고 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다. 예컨대, 대한민국 특허공고 제1991-0004717호와 대한민국 특허공고 제1994-0007778호에서는 염료로서 아조 화합물과 아지드 화합물을 사용하고 있지만, 안료형에 비하여 내열성 및 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.In the dyeing method, an image having a dye-based base material such as natural photosensitive resin such as gelatin, amine-modified polyvinyl alcohol, amine-modified acrylic resin, etc. is formed on a substrate in advance and then dyed with a dye such as a direct dye to form a colored thin film. In order to form a multi-colored thin film on the same substrate, it is necessary to perform flameproof processing every time the color is changed, so that the process is very complicated and the time is delayed. In addition, the clarity and dispersibility of the commonly used dyes and resins themselves are good, but there are disadvantages in that light resistance, moisture resistance and heat resistance, which are the most important characteristics, are poor. For example, although Korean Patent Publication No. 1991-0004717 and Korean Patent Publication No. 1994-007007778 use azo compounds and azide compounds as dyes, they have disadvantages of poor heat resistance and durability as compared to pigments.
인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막이 형성된다. 이 방법에 의하면 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 단점이 있다. 대한민국 특허공개 제1995-7003746호 및 대한민국 특허공개 제1996-11513호에서는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 제안하고 있는데, 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 컬러 레지스트 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 된다.In the printing method, printing is performed using the ink which disperse | distributed the pigment to thermosetting or photocurable resin, and a colored thin film is formed by hardening with heat or light. According to this method, the material cost can be reduced compared to other methods, but it is difficult to form highly precise and detailed images, and the thin film layer formed is not uniform. Republic of Korea Patent Publication No. 1995-9003746 and Republic of Korea Patent Publication No. 1996-11513 propose a method of manufacturing a color filter using an inkjet method, the color resist composition sprayed from the nozzle for the printing of a delicate and accurate pigment dye type As a result, the durability and heat resistance are inferior to the dyeing method.
이와 달리, 대한민국 특허공개 제1993-7000858호, 및 대한민국 특허공개 제1996-0029904호에서는 전기침전법을 이용한 전착법을 제안하고 있는데, 전착법은 정밀한 착색막을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 앞으로 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양쪽 끝에 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막의 두께가 두꺼워져서, 고도의 정밀성을 요구하는 컬러필터에 적용하기는 어렵다.In contrast, Korean Patent Publication No. 199-7000858 and Korean Patent Publication No. 1996-0029904 propose an electrodeposition method using an electroprecipitation method, which is capable of forming a precise colored film and using a pigment, thereby providing heat resistance. And excellent light resistance, but when the pixel size becomes precise and the electrode pattern becomes fine in the future, color unevenness due to electrical resistance appears on both ends or the thickness of the colored film becomes thick, so it is applied to color filters requiring high precision. It's hard to do.
한편, 안료분산법은 차광층(흑색 매트릭스)이 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합 조성물을 코팅, 노광, 현상, 및 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막이 형성되는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개 제1992-7002502호, 대한민국 특허공고 제1994-0005617호, 대한민국 특허공고 제1995-0011163호, 대한민국 특허공개 제1995-7000359호 등에서는 안료분산액을 이용한 컬러 레지스트의 제조방법이 제안되고 있다.On the other hand, the pigment dispersion method is a method in which a colored thin film is formed by repeating a series of processes of coating, exposing, developing, and thermosetting a photopolymerizable composition containing a colorant on a transparent substrate provided with a light shielding layer (black matrix). The pigment dispersion method has the advantage of improving heat resistance and durability, which are the most important properties of the color filter, and maintaining the thickness of the film uniformly. For example, Korean Patent Publication No. 1992-7002502, Korean Patent Publication No. 194-0005617, Korean Patent Publication No. 195-0011163, Korean Patent Publication No. 195-7000359, and the like, propose a method for producing a color resist using a pigment dispersion. It is becoming.
안료분산법에 따른 컬러필터 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물은 일반적으로 바인더 수지, 광중합 모노머, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용제와 기타 첨가제 등으로 이루어진다. 상기 바인더 수지로서, 예컨대 일본국 특허공개 평7-140654호 및 평10-254133호에서는 카르복시기 함유 아크릴계 공중합체를 사용하고 있다.The colored photosensitive resin composition used for manufacturing the color filter by the pigment dispersion method generally consists of a binder resin, a photopolymerization monomer, a photoinitiator, an epoxy resin, a solvent, other additives, etc. As the binder resin, for example, Japanese Patent Laid-Open Nos. Hei 7-140654 and Hei 10-254133 use a carboxyl group-containing acrylic copolymer.
그러나, 상기 기재된 방법으로는 만족할만한 수준의 감광성 수지 조성물의 제조가 어려운 실정이다.However, it is difficult to produce a satisfactory level of the photosensitive resin composition by the method described above.
본 발명은 초미세 정사각형 패턴을 형성하고, 비노광부에 잔사를 남기지 않는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a photosensitive resin composition for color filters, which forms an ultrafine square pattern and does not leave a residue in a non-exposed part.
본 발명은 또한, 상기 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조한 컬러 필터를 제공하기 위한 것이다.The present invention is also to provide a color filter produced using the photosensitive resin composition.
다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.However, technical problems to be achieved by the present invention are not limited to the above-mentioned technical problems, and other technical problems will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일 구현예에 따르면 (A) 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머; (B) 아크릴계 바인더 수지; (C) 광중합 개시제; 및 (D) 용제를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공한다.According to one embodiment of the invention (A) an acrylic photopolymerizable monomer comprising a metal phthalocyanine dye; (B) acrylic binder resin; (C) photoinitiator; And (D) provides the photosensitive resin composition for color filters containing a solvent.
본 발명의 다른 구현예에 따르면 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 제공한다.According to another embodiment of the present invention provides a color filter made of the photosensitive resin composition.
본 발명의 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 금속 프탈로시아닌계 염료를 갖는 아크릴계 광중합성 모노머를 포함함으로써, 기존 염료형 감광성 수지 조성물에 비하여 염료의 내열성 및 내광성 측면이 향상되고, 안료형 감광성 조성물에 비하여 균일도가 개선되어 초미세 패턴의 형성이 가능하며, 비노광부에 잔사를 남기지 않으며, 조성물 제조 비용의 절감 효과가 있다. Since the photosensitive resin composition for color filters of this invention contains the acryl-type photopolymerizable monomer which has a metal phthalocyanine-type dye, the heat resistance and light resistance side of dye are improved compared with the existing dye type photosensitive resin composition, and uniformity is compared with a pigment type photosensitive composition. The improved ultrafine pattern can be formed, leaving no residue on the non-exposed part, and reducing the manufacturing cost of the composition.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. However, this is presented as an example, by which the present invention is not limited and the present invention is defined only by the scope of the claims to be described later.
본 발명의 일 구현예에 따른 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 (A) 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머; (B) 아크릴계 바인더 수지; (C) 광중합 개시제; 및 (D) 용제를 포함한다.Photosensitive resin composition for a color filter according to an embodiment of the present invention (A) Acrylic photopolymerizable monomer comprising a metal phthalocyanine dye; (B) acrylic binder resin; (C) photoinitiator; And (D) a solvent.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 “알킬기”란 탄소수 C1-C15의 알킬기를 의미하고, “알케닐기”란 C2-C16의 알케닐기를 의미하고, “알키닐기”란 C2-C16의 알키닐기를 의미하고, “아릴기”란 C6-C18의 아릴기고 의미하고, “아릴알킬기”란 C7-C18의 아릴알킬기 의미하고, “헤테로알킬기”란 C1-C20의 헤테로알킬기를 의미하고, “헤테로사이클기”란 C2-C20의 헤테로사이클기를 의미하고, “헤테로아릴알킬기”란 C3-C20의 헤테로아릴알킬기를 의미하고, “사이클로알킬기”란 C3-C15의 사이클로알킬기를 의미하고, “사이클로알케닐기”란 C3-C15의 사이클로알케닐기를 의미하고, “사이클로알키닐기”란 C6-C15의 사이클로알키닐기를 의미하고, “헤테로사이클로알킬기”란 C3-C20의 헤테로사이클로알킬기를 의미하고, 그리고 “알콕시기”란 C1-C20의 알콕시기를 의미하고, "저급 알킬기"란 C1-C4의 알킬기를 의미한다. Unless stated otherwise in the present specification, "alkyl group" means an alkyl group having 1 to 15 carbon atoms, "alkenyl group" means an alkenyl group having 2 to 16 carbon atoms, and "alkynyl group" means C 2 -C Means an alkynyl group of 16 , “aryl group” means an aryl group of C 6 -C 18 , “arylalkyl group” means an arylalkyl group of C 7 -C 18 , and “heteroalkyl group” means C 1 -C 20 Means a heteroalkyl group, "heterocycle group" means a heterocycle group of C 2 -C 20 , "heteroarylalkyl group" means a heteroarylalkyl group of C 3 -C 20 , "cycloalkyl group" is C Means a cycloalkyl group of 3 -C 15 , "cycloalkenyl group" means a cycloalkenyl group of C 3 -C 15 , "cycloalkynyl group" means a cycloalkynyl group of C 6 -C 15 , Heterocycloalkyl group ”means a heterocycloalkyl group of C 3 -C 20 , And “alkoxy group” means an alkoxy group of C 1 -C 20 , and “lower alkyl group” means an alkyl group of C 1 -C 4 .
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, “치환된”이란 화합물중의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Br, Cl, 또는 I), 히드록시기, 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 카르복실기나 그의 염, 술폰산기나 그의 염, 인 산이나 그의 염, C1-C15의 알킬기, C2-C16의 알케닐기, C2-C16의 알키닐기, C6-C18의 아릴기, C7-C18의 아릴알킬기, C1-C20의 헤테로알킬기, C2-C20의 헤테로사이클기, C3-C20의 헤테로아릴알킬기, C3-C15의 사이클로알킬기, C3-C15의 사이클로알케닐기, C6-C15의 사이클로알키닐기, 및 C3-C20의 헤테로사이클로알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 치환기로 치환된 것을 의미한다.Unless stated otherwise in the present specification, the term “substituted” means that a hydrogen atom in a compound is a halogen atom (F, Br, Cl, or I), a hydroxyl group, an alkoxy group, a nitro group, a cyano group, an amino group, an azido group, an amidino Groups, hydrazino groups, hydrazono groups, carbonyl groups, carbamyl groups, thiol groups, ester groups, carboxyl groups or salts thereof, sulfonic acid groups or salts thereof, phosphoric acid or salts thereof, alkyl groups of C 1 -C 15 , C 2 -C 16 alkenyl groups, C 2 -C 16 alkynyl groups, C 6 -C 18 aryl groups, C 7 -C 18 arylalkyl groups, C 1 -C 20 heteroalkyl groups, C 2 -C 20 heterocycle groups , A C 3 -C 20 heteroarylalkyl group, a C 3 -C 15 cycloalkyl group, a C 3 -C 15 cycloalkenyl group, a C 6 -C 15 cycloalkynyl group, and a C 3 -C 20 heterocycloalkyl group Mean substituted with one or more substituents selected from the group consisting of.
이하, 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 포함된 각 구성성분을 자세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, each component contained in the photosensitive resin composition for color filters is demonstrated in detail.
(A) 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머(A) Acrylic photopolymerizable monomer containing metal phthalocyanine dye
상기 아크릴계 광중합성 모노머는 금속 프탈로시아닌계 염료와 아크릴계 광중합성 모노머의 일체화된 형태이다. The acrylic photopolymerizable monomer is an integrated form of a metal phthalocyanine dye and an acrylic photopolymerizable monomer.
상기 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머는 하기 화학식 1의 구조를 갖는 화합물인 것이 바람직하다. It is preferable that the acryl-type photopolymerizable monomer containing the said metal phthalocyanine-type dye is a compound which has a structure of following General formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, In Chemical Formula 1,
상기 M은 전이금속 원자이면 모두 가능하며, 바람직하게는 구리 또는 아연일 수 있고, M may be any transition metal atom, preferably copper or zinc,
상기 X1 내지 X4는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 하기 화학식 2로 표현되는 것으로, X1 내지 X4 중에서 적어도 하나는 하기 화학식 2로 표현되는 것이고, X 1 to X 4 are the same or different from each other, and are each independently represented by hydrogen or the following formula (2), at least one of X 1 to X 4 is represented by the formula (2),
상기 R1 내지 R4는 동일하거나 서로 상이하며, 각각 독립적으로 수소 또는 탄소수 1 내지 7의 저급알킬기이고,R 1 to R 4 are the same or different from each other, and each independently hydrogen or a lower alkyl group having 1 to 7 carbon atoms,
m1+n1, m2+n2, m3+n3, m4+n4는 각각 독립적으로 4 이하의 정수이다.m 1 + n 1 , m 2 + n 2 , m 3 + n 3 , and m 4 + n 4 are each independently an integer of 4 or less.
[화학식 2][Formula 2]
(상기 화학식 2에서,(In Formula 2,
X는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 12의 탄화수소기이며, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 탄소수 2 내지 8의 탄화수소기일 수 있다. X is a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 2 to 12 carbon atoms, preferably a substituted or unsubstituted hydrocarbon group having 2 to 8 carbon atoms.
상기 탄화수소기는 포화된 탄화수소기인 것이 바람직하다. 이때, 상기 X로 표현되는 탄화수소기의 적어도 하나의 수소 원자는 할로겐 원자(할로겐이란 F, Cl, Br, 또는 I을 의미함); 히드록시기; 니트로기; 시아노기; 아미노기; 아지도기; 아미도기; 히드라진기; 히드라존기; 카르보닐기; 치환된 또는 비치환된 에스테르기; 카르바밀기; 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C20의 알콕시기; 치환된 또는 비치환된 카르복실기나 그의 염; 치환된 또는 비치환된 술폰산기나 그의 염; 치환된 또는 비치환된 인산기나 그의 염; 메틸, 에틸, 프로필, 이소프로필, 이소부틸 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C15의 알킬기; 비닐, 프로펜일, 부텐일 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C16의 알케닐기; 에틴일 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C16의 알키닐기; 페닐, 나프틸, 테트라하이드로나프틸, 인단, 사이클로펜타디엔일, 비페닐(biphenyl) 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C18의 아릴 기; 벤질, 페닐에틸 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C7 내지 C18의 아릴알킬기; 알킬기가 질소 원자, 황 원자, 산소 원자 또는 인 원자를 함유하고 있는 치환된 또는 비치환된 C1 내지 C20의 헤테로알킬기; 질소 원자, 황 원자, 산소 원자 또는 인 원자 중에서 선택된 1, 2 또는 3개의 헤테로 원자를 포함하고, 나머지 고리원자가 탄소인 고리원자수 4 내지 20의 사이클릭 라디칼로서, 티에닐, 푸릴, 벤조티에닐, 피리딜, 피라지닐, 피리미디닐 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C2 내지 C20의 헤테로사이클기; 치환된 또는 비치환된 C3 내지 C20의 헤테로아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C3 내지 C15의 사이클로알킬기; 치환된 또는 비치환된 C3 내지 C15의 사이클로알케닐기; 치환된 또는 비치환된 C6 내지 C15의 사이클로알키닐기; 또는 아지리디닐(aziridinyl), 피롤리디닐(pyrrolidinyl), 피페리디닐(piperidinyl) 등과 같은 치환된 또는 비치환된 C3 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기 등의 치환기로 치환될 수 있다.The hydrocarbon group is preferably a saturated hydrocarbon group. In this case, at least one hydrogen atom of the hydrocarbon group represented by X is a halogen atom (halogen means F, Cl, Br, or I); Hydroxyl group; Nitro group; Cyano group; Amino group; Azidogi; Amido groups; Hydrazine group; Hydrazone group; Carbonyl group; Substituted or unsubstituted ester groups; Carbamyl groups; Substituted or unsubstituted C 1 to C 20 alkoxy group; Substituted or unsubstituted carboxyl groups or salts thereof; Substituted or unsubstituted sulfonic acid groups or salts thereof; Substituted or unsubstituted phosphoric acid groups or salts thereof; Substituted or unsubstituted C 1 to C 15 alkyl groups such as methyl, ethyl, propyl, isopropyl, isobutyl, and the like; Substituted or unsubstituted C 2 to C 16 alkenyl groups such as vinyl, propenyl, butenyl and the like; Substituted or unsubstituted C 2 to C 16 alkynyl groups such as ethynyl; Substituted or unsubstituted C 6 to C 18 aryl groups such as phenyl, naphthyl, tetrahydronaphthyl, indane, cyclopentadienyl, biphenyl, and the like; Substituted or unsubstituted C 7 to C 18 arylalkyl groups such as benzyl, phenylethyl and the like; A substituted or unsubstituted C 1 to C 20 heteroalkyl group in which the alkyl group contains a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom or a phosphorus atom; As a cyclic radical having 4 to 20 ring atoms containing 1, 2 or 3 hetero atoms selected from a nitrogen atom, a sulfur atom, an oxygen atom or a phosphorus atom and the remaining ring atoms are carbon, thienyl, furyl, benzothienyl Substituted or unsubstituted C 2 to C 20 heterocycle groups such as pyridyl, pyrazinyl, pyrimidinyl, and the like; Substituted or unsubstituted C 3 to C 20 heteroarylalkyl group; A substituted or unsubstituted C 3 to C 15 cycloalkyl group; Substituted or unsubstituted C 3 to C 15 cycloalkenyl group; A substituted or unsubstituted C 6 to C 15 cycloalkynyl group; Or a substituted or unsubstituted C 3 to C 20 heterocycloalkyl group such as aziridinyl, a pyrrolidinyl, piperidinyl, or the like.
또한 상기 Z는 질소 원자 또는 산소 원자이고, In addition, Z is a nitrogen atom or an oxygen atom,
상기 Y는 수소 원자 또는 탄소수 1 내지 7의 저급알킬기이며, 바람직하게는 수소 원자 또는 메틸기이다.Y is a hydrogen atom or a lower alkyl group having 1 to 7 carbon atoms, preferably a hydrogen atom or a methyl group.
상기 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 3 내지 30 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머의 함량이 상기 범위일 때, 색순도가 향상되어 우수한 품질의 이미지를 발생할 수 있으며, 패턴의 경화도가 우수하여 기판과의 밀착성이 향상되고, 적절한 크기의 패턴이 형성될 수 있다. 또한, 상기 범위에서는 패턴의 모서리가 깨끗하게 형성될 수 있고, 알칼리 현상액에 대한 현상성도 우수하다. The acrylic photopolymerizable monomer including the metal phthalocyanine-based dye may be included in an amount of 3 to 30 wt%, more preferably 5 to 20 wt%, based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the content of the acrylic photopolymerizable monomer including the metal phthalocyanine-based dye is within the above range, color purity may be improved to generate an image of excellent quality. This can be formed. In addition, in the above range, the corners of the pattern may be formed cleanly, and the developability with respect to the alkaline developer is also excellent.
(B) 아크릴계 바인더 수지(B) acrylic binder resin
상기 아크릴계 바인더 수지는 ⅰ) 1개 이상의 카르복시기를 갖는 에틸렌성 불포화 제1 모노머 및 ⅱ) 이와 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 제2 모노머의 공중합체이다. The acrylic binder resin is a copolymer of i) an ethylenically unsaturated first monomer having at least one carboxyl group and ii) an ethylenically unsaturated second monomer copolymerizable therewith.
상기 ⅰ) 1개 이상의 카르복시기를 갖는 에틸렌성 불포화 제1 모노머의 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 숙신산 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 (B) 아크릴계 바인더 수지는 이들 중 1종 이상의 제1 모노머를 포함한다.(Iii) Examples of the ethylenically unsaturated first monomer having one or more carboxyl groups include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, fumaric acid, succinic acid, and the like. Said (B) acrylic binder resin contains 1 or more types of 1st monomers among these.
상기 ⅰ) 1개 이상의 카르복시기를 갖는 에틸렌성 불포화 제1 모노머는 전체 공중합체에 대하여 5 내지 40 중량%, 바람직하게는 10 내지 35 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 제1 모노머의 함량이 상기 범위인 경우, 현상성이 적절하여 바람직하다.(Iii) The ethylenically unsaturated first monomer having one or more carboxyl groups is preferably contained in an amount of 5 to 40% by weight, preferably 10 to 35% by weight based on the total copolymer. When content of a 1st monomer is the said range, developability is appropriate and preferable.
상기 ⅱ) 에틸렌성 불포화 제2 모노머의 예로는 스틸렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 비닐 벤질 메틸 에테르 등의 알케닐 방향족 모노머; 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로 헥실 아크릴레이트, 시클로 헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트 등의 불포화 카르본산 에스테르류; 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류; 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르본산 비닐 에스테르류; 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류; 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등의 시안화 화합물; 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등의 불포화 아미드류 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 (B) 아크릴계 바인더 수지는 이들 중 1종 이상의 제2 모노머를 포함한다.Examples of the ii) ethylenically unsaturated second monomer include alkenyl aromatic monomers such as styrene, α-methyl styrene, vinyltoluene, and vinyl benzyl methyl ether; Methyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl acrylate, ethyl methacrylate, butyl acrylate, butyl methacrylate, 2-hydroxy ethyl acrylate, 2-hydroxy ethyl methacrylate, 2-hydroxy butyl acrylic Unsaturated carboxylic acid esters such as latex, 2-hydroxy butyl methacrylate, benzyl acrylate, benzyl methacrylate, cyclohexyl acrylate, cyclohexyl methacrylate, and phenyl acrylate; 2-amino ethyl acrylate, 2-amino ethyl methacrylate, Unsaturated carboxylic acid amino alkyl esters such as 2-dimethyl amino ethyl acrylate and 2-dimethyl amino ethyl methacrylate; Carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate and vinyl benzoate; Unsaturated carboxylic acid glycidyl esters such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate; Cyanide compounds such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Unsaturated amides, such as acryl amide and methacryl amide, etc. are mentioned, It is not limited to this. Said (B) acrylic binder resin contains 1 or more types of 2nd monomers among these.
상기 ⅱ) 에틸렌성 불포화 제2 모노머는 아크릴계 바인더 수지 내 잔부의 양으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전체 공중합체에 대하여 10 내지 60 중량%로 포함될 수 있다.The ii) ethylenically unsaturated second monomer may be included in the amount of the remainder in the acrylic binder resin, preferably 10 to 60% by weight based on the total copolymer.
상기 ⅰ) 및 ⅱ)의 모노머들의 공중합에 의해 형성된 아크릴계 바인더 수지는 형태에 제한이 없는 즉, 랜덤 공중합체이거나, 교호 공중합체이거나, 블럭 공중합체 모두 가능하다.The acrylic binder resin formed by copolymerization of the monomers of i) and ii) is not limited in form, i.e., random copolymer, alternating copolymer, or block copolymer.
상기 아크릴계 바인더 수지는 픽셀의 해상도에 가장 큰 영향을 주는 인자이며, 특히 바인더 수지의 산가 및 분자량에 의해 픽셀의 해상도가 달라지는 결과가 얻어질 수 있다.The acrylic binder resin is a factor which has the greatest influence on the resolution of the pixel, and in particular, a result in which the resolution of the pixel varies depending on the acid value and the molecular weight of the binder resin may be obtained.
상기 아크릴계 바인더 수지는 10 내지 150 mgKOH/g의 산가를 갖는 것이 바람직하고, 10 내지 120 mgKOH/g의 산가를 갖는 것이 보다 바람직하며, 90 내지 120 mgKOH/g의 산가를 갖는 것이 보다 더욱 바람직하다.It is preferable that the said acrylic binder resin has an acid value of 10-150 mgKOH / g, It is more preferable to have an acid value of 10-120 mgKOH / g, It is still more preferable to have an acid value of 90-120 mgKOH / g.
또한, 상기 아크릴계 바인더 수지는 1,000 내지 200,000의 중량평균 분자량(Mw)을 갖는 것이 바람직하고, 5,000 내지 100,000의 중량평균 분자량을 갖는 것이 보다 바람직하고, 8,000 내지 30,000의 중량평균 분자량을 갖는 것이 보다 더욱 바람직하다.In addition, the acrylic binder resin preferably has a weight average molecular weight (Mw) of 1,000 to 200,000, more preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000, even more preferably has a weight average molecular weight of 8,000 to 30,000. Do.
또한, 상기 아크릴계 바인더 수지는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여, 1.0 내지 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 1.5 내지 40 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 아크릴계 바인더 수지의 함량이 상기 범위인 경우 알칼리 현상액에 대한 현상성이 우수하며, 우수한 가교성을 나타내어 패턴이 벗겨지거나 들뜨게 되어 밀착성이 저하될 우려가 없어 바람직하다.In addition, the acrylic binder resin is preferably contained in 1.0 to 70% by weight, more preferably 1.5 to 40% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the content of the acrylic binder resin is in the above range, the developability with respect to the alkaline developer is excellent, and excellent crosslinkability is exhibited, so that the pattern may be peeled off or floated, and thus there is no fear of deterioration of adhesion.
(C) 광중합 개시제(C) photopolymerization initiator
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 광중합 개시제를 사용할 수 있으며, 예를 들면, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물, 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다. The photopolymerization initiator may be a photopolymerization initiator generally used in the photosensitive resin composition, for example, acetophenone compounds, benzophenone compounds, thioxanthone compounds, benzoin compounds, triazine compounds, oxime compounds , And combinations thereof may be used.
상기 아세토페논계의 화합물로는 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아 세토페논, 2-히드록시-2-메틸플루오로페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 사용할 수 있다. As the acetophenone-based compound, 2,2'-diethoxyacetophenone, 2,2'-dibutoxyacetophenone, 2-hydroxy-2-methylfluorophenone, pt-butyltrichloroacetophenone, pt -Butyldichloroacetophenone, 4-chloroacetophenone, 2,2'-dichloro-4-phenoxyacetophenone, 2-methyl-1- (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinopropane-1 -One, 2-benzyl-2-dimethylamino-1- (4-morpholinophenyl) -butan-1-one and the like can be used.
상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 사용할 수 있다. Examples of the benzophenone compounds include benzophenone, benzoyl benzoic acid, methyl benzoyl benzoate, 4-phenyl benzophenone, hydroxy benzophenone, acrylated benzophenone, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone, and 4,4'-. Bis (diethylamino) benzophenone, 4,4'-dimethylaminobenzophenone, 4,4'-dichlorobenzophenone, 3,3'-dimethyl-2-methoxybenzophenone and the like can be used.
상기 티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 사용할 수 있다. Examples of the thioxanthone compound include thioxanthone, 2-methyl thioxanthone, isopropyl thioxanthone, 2,4-diethyl thioxanthone, 2,4-diisopropyl thioxanthone and 2-chlorothione. Orcanthone etc. can be used.
상기 벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 사용할 수 있다. As the benzoin-based compound, benzoin, benzoin methyl ether, benzoin ethyl ether, benzoin isopropyl ether, benzoin isobutyl ether, benzyl dimethyl ketal and the like can be used.
상기 트리아진계 화합물로는 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(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-비페닐 4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메 틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2-피페로니로-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진 등을 사용할 수 있다.Examples of the triazine compounds include 2,4,6, -trichloro s-triazine, 2-phenyl 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, and 2- (3 ', 4'-dimethoxy Styryl) -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 (trichloromethyl) -s-triazine, 2- Biphenyl 4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, bis (trichloromethyl) -6-styryl s-triazine, 2- (naphtho1-yl) -4,6-bis ( Trichloromethyl) -s-triazine, 2- (4-methoxynaphtho1-yl) -4,6-bis (trichloromethyl) -s-triazine, 2-4-trichloro methyl (pipero Yl) -6-triazine, 2-4-trichloro methyl (4'-methoxystyryl) -6-triazine, 2-piperoniro-4,6-bis (trichloromethyl) -1,3 , 5-triazine and the like can be used.
상기 옥심계 화합물로는 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온 및 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온 등을 사용할 수 있다.Examples of the oxime compound include 2- (o-benzoyloxime) -1- [4- (phenylthio) phenyl] -1,2-octanedione and 1- (o-acetyloxime) -1- [9-ethyl- 6- (2-methylbenzoyl) -9H-carbazol-3-yl] ethanone and the like can be used.
상기 광중합 개시제 이외에, 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계, 비이미다졸계 화합물 등도 광중합 개시제로 사용할 수 있다.In addition to the photopolymerization initiator, carbazole compounds, diketone compounds, sulfonium borate compounds, diazo compounds, biimidazole compounds, and the like can also be used as the photopolymerization initiator.
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 5 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 광중합 개시제의 함량이 상기 범위인 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 충분한 광중합이 일어나고, 또한 광중합 후 남은 미반응 개시제가 투과율을 저하시킬 우려가 없어 바람직하다.The photopolymerization initiator is preferably included in 0.1 to 5% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the content of the photopolymerization initiator is in the above range, sufficient photopolymerization occurs at the time of exposure in the pattern forming step, and the unreacted initiator remaining after the photopolymerization is preferable because there is no fear of lowering the transmittance.
(D) 용제 (D) solvent
상기 용제로는 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜 등의 에틸렌글리콜류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸 에테르아세테이트 등의 글리콜에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜 등의 프로필렌글리콜류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌모노부틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르 등의 프로필렌글리콜에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜에테르아세테이트류; Ｎ－메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 솔벤트 나프타(solvent naphtha) 등의 석유류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 유산에틸 등의 에스테르류 등을 사용할 수 있으며, 이들 중 어느 하나를 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. As said solvent, Ethylene glycol, such as ethylene glycol and diethylene glycol; Glycol ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol diethyl ether and diethylene glycol dimethyl ether; Glycol ether acetates such as ethylene glycol monoethyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate and diethylene glycol monobutyl ether acetate; Propylene glycols such as propylene glycol; Propylene glycols such as propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, propylene glycol monopropyl ether, propylene monobutyl ether, propylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, propylene glycol diethyl ether and dipropylene glycol diethyl ether Ethers; Propylene glycol ether acetates such as propylene glycol monomethyl ether acetate and dipropylene glycol monoethyl ether acetate; Amides such as N-methylpyrrolidone, dimethylformamide, and dimethylacetamide; Ketones such as methyl ethyl ketone (MEK), methyl isobutyl ketone (MIBK) and cyclohexanone; Petroleum such as toluene, xylene and solvent naphtha; Ester, such as ethyl acetate, butyl acetate, and ethyl lactate, etc. can be used, Any one of these can be used individually, or can mix and use 2 or more types.
상기 용제는 감광성 수지 조성물 중에 잔부량으로 포함되며, 바람직하게는 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 20 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 용제의 함량이 상기 범위인 경우, 감광성 수지 조성물의 도포성이 우수하고 두께 1㎛ 이상의 막에서 평탄성을 유지할 수 있어 바람직하다. The solvent may be included in the remainder in the photosensitive resin composition, preferably 20 to 90% by weight based on the total amount of the photosensitive resin composition. When the content of the solvent is within the above range, the coating property of the photosensitive resin composition is excellent and flatness can be maintained in a film having a thickness of 1 µm or more, which is preferable.
(E) 기타 첨가제(E) other additives
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 상기 (A) 내지 (D)의 성분 외에 코팅시 얼룩이나 반점 방지, 레벨링 조절, 또는 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여 말론산, 3-아미노-1,2-프로판디올, 커플링제, 레벨링제, 불소계 계면활성 제, 실리콘계 계면활성제 등과 같은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.The photosensitive resin composition for color filters, in addition to the components of the above (A) to (D), in order to prevent stains or spots during coating, leveling control, or generation of residue by undeveloped malonic acid, 3-amino-1, Other additives such as 2-propanediol, coupling agents, leveling agents, fluorine-based surfactants, silicone-based surfactants and the like may further be included.
상기 불소계 계면활성제로는 다이니폰 잉크가가쿠고교가부시키아시야제의 상품명 메가페이스(Megaface) F-142D, F-172, F-172D, F177P, F-470, F-471, F-475, F-482 등으로부터 선택된 것을 사용할 수 있다. 또한 상기 실리콘계 계면활성제로는 지이도시바실리콘가부시키가이샤제의 상품명 TSF 400, TSF 401, TSF 410, TSF 4440 등과 같은 것을 사용할 수 있다. Examples of the fluorine-based surfactants include the trade names Megaface F-142D, F-172, F-172D, F177P, F-470, F-471, F-475, manufactured by Dainippon Ink, Chemical Industries, Ltd. One selected from F-482 and the like can be used. In addition, the silicone-based surfactant may be used, such as trade names TSF 400, TSF 401, TSF 410, TSF 4440 manufactured by GE TOSHIBA SILICONE.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기와 같은 구성을 갖는 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.According to another embodiment of the present invention provides a color filter manufactured using the photosensitive resin composition having the above configuration.
상기 컬러필터는 상기와 같은 구성을 갖는 감광성 수지 조성물을 컬러필터용 웨이퍼 위에 스핀 도포, 슬릿 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 5,000 내지 8,000Å의 두께로 도포하고, 도포된 감광성 수지 조성물층에 대하여 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 광을 조사한 후 도포층을 알칼리 현상액으로 처리하여 도포층의 비노광 부분을 용해시킴으로써 컬러필터에 필요한 패턴을 갖는 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조될 수 있다. 이때 조사에 사용되는 광원으로서는 356nm의 I-line 광을 사용할 수 있다.The said color filter apply | coats the photosensitive resin composition which has the above structure to the thickness of 5,000-8,000 GPa on a color filter wafer using suitable methods, such as spin coating and slit coating, and with respect to the applied photosensitive resin composition layer Irradiating light to form a pattern necessary for the color filter, and then treating the coating layer with an alkaline developer to form a color filter having a pattern necessary for the color filter by dissolving a non-exposed portion of the coating layer. Can be. At this time, 356 nm I-line light can be used as a light source used for irradiation.
필요한 R, G, B 색의 수에 따라 상기 과정을 반복 수행함으로써, 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다. 또한 상기와 같은 제조 과정에서, 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 또는 활성선 조사 등에 의해 경화시킴으로써 내크랙성, 내용제성 등을 더욱 향상시킬 수 있다.By repeating the above process according to the required number of R, G, and B colors, a color filter having a desired pattern can be obtained. In addition, in the manufacturing process as described above, crack resistance, solvent resistance and the like can be further improved by heating the image pattern obtained by development again or curing by active ray irradiation or the like.
본 발명의 일 구현예에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필 터는 초미세의 정사각형 모양의 패턴을 가질 수 있다. 이에 따라 상기 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 컬러필터는 이미지 센서에 적용시 고해상도를 나타낼 수 있다.The color filter manufactured using the photosensitive resin composition according to the exemplary embodiment of the present invention may have an ultrafine square pattern. Accordingly, the color filter manufactured by the photosensitive resin composition may exhibit high resolution when applied to the image sensor.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명하고자 하나, 하기의 실시예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples, but the following Examples are provided for the purpose of explanation and are not intended to limit the present invention.
<합성예 1>Synthesis Example 1
금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머의 제조Preparation of Acrylic Photopolymerizable Monomer Containing Metal Phthalocyanine Dye
환류냉각기와 교반기를 장치한 500㎖ 둥근 바닥 플라스크에 클로로설포늄산 200g을 투입한 후 구리 프탈로시아닌(Copper Phthalocyanine) 안료 20g을 천천히 투입하여 녹이고 티오닐클로라이드 16g을 역시 천천히 투입한 후 120℃로 가열하고, 이를 5시간 동안 교반한다. 반응액을 상온으로 냉각한 후 강하게 교반 중인 6000g의 얼음물에 천천히 투입하여 슬러리화 하고, 이를 필터하고 증류수로 세척하여 프레스 케익을 얻는다. 이것을 다시 증류수 100㎖에 슬러리화하여 6-아미노-1-헥산올 40.2g을 투입하여 상온에서 3시간, 60℃에서 3시간 반응한다. 이것을 다시 필터하고 증류수로 세척한 후 오븐에서 건조시켜 생성물을 얻는다. 이것을 시클로헥사논 100㎖를 투입한 둥근 바닥 플라스크에 6-아미노-1-헥산올 치환된 구리 프탈로시아닌(Copper Phthalocyanine)을 20g 녹이고 트리에틸아민 9.6g, N,N-디메틸아미노피리딘 4.6g, 메타크릴산 무수물 29.2g을 투입한 후 상온에서 16시간 반응시킨 후 과량의 증류수에 투입하여 침전을 형성하고 이를 필터, 증류수로 세척, 건조하여 구리 프탈로시아닌(copper phthalocyanine)을 펜던트로 포함하는 하기 화학식 1a(X는 C6H12이고, M은 Cu이고, Y는 CH3임)로 표현되는 메타크릴 모노머 26.1g을 얻었다.200 g of chlorosulfonium acid was added to a 500 ml round bottom flask equipped with a reflux condenser and agitator, and then 20 g of copper phthalocyanine pigment was slowly added to dissolve. It is stirred for 5 hours. The reaction solution was cooled to room temperature and slowly poured into 6000 g of ice water under vigorous stirring to slurry the mixture, and then filtered and washed with distilled water to obtain a press cake. This was further slurried in 100 ml of distilled water, and 40.2 g of 6-amino-1-hexanol was added thereto, followed by reaction at room temperature for 3 hours and at 60 ° C for 3 hours. It is filtered again, washed with distilled water and dried in an oven to give the product. 20 g of 6-amino-1-hexanol-substituted copper phthalocyanine was dissolved in a round bottom flask containing 100 ml of cyclohexanone, 9.6 g of triethylamine, 4.6 g of N, N -dimethylaminopyridine, and methacryl After adding 29.2 g of acid anhydride and reacting at room temperature for 16 hours, it was added to excess distilled water to form a precipitate, which was washed with filter, distilled water and dried to form copper phthalocyanine as a pendant. Is C 6 H 12 , M is Cu, and Y is CH 3 to obtain 26.1 g of a methacryl monomer.
[화학식 1a][Formula 1a]
<합성예 2>Synthesis Example 2
상기 합성예 1의 "6-아미노-1-헥산올"을 "6-아미노-1-펜탄올"로 변경한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 실시하여, 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머를 얻었다.Except for changing "6-amino-1-hexanol" of Synthesis Example 1 to "6-amino-1-pentanol", the same procedure as in Synthesis Example 1 was carried out, and the acryl-based light containing a metal phthalocyanine dye Synthetic monomers were obtained.
<합성예 3>≪ Synthesis Example 3 &
상기 합성예 1의 "6-아미노-1-헥산올"을 "6-아미노-1-부탄올"로 변경한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 실시하여, 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머를 얻었다. Except for changing "6-amino-1-hexanol" of Synthesis Example 1 to "6-amino-1-butanol", the same process as in Synthesis Example 1, acryl-based photopolymerizable containing a metal phthalocyanine dye Monomer was obtained.
<합성예 4>≪ Synthesis Example 4 &
상기 합성예 1의 "6-아미노-1-헥산올"을 "6-아미노-1-프로판올"로 변경하고, "구리 프탈로시아닌"을 "아연 프탈로시아닌(Zn phthalocyanine)로 변경한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 실시하여, 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머를 얻었다.Synthesis example except that "6-amino-1-hexanol" of Synthesis Example 1 was changed to "6-amino-1-propanol" and "copper phthalocyanine" was changed to "Zn phthalocyanine". It carried out similarly to 1, and obtained the acryl-type photopolymerizable monomer containing a metal phthalocyanine dye.
<합성예 5>≪ Synthesis Example 5 &
상기 합성예 1의 "6-아미노-1-헥산올"을 "6-아미노-1-도데칸올"로 변경하고,"구리 프탈로시아닌"을 "아연 프탈로시아닌(Zn phthalocyanine)로 변경한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 실시하여, 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머를 얻었다.Synthesis except for changing "6-amino-1-hexanol" of Synthesis Example 1 to "6-amino-1-dodecanol" and "copper phthalocyanine" to "zn phthalocyanine" In the same manner as in Example 1, an acrylic photopolymerizable monomer containing a metal phthalocyanine dye was obtained.
<실시예 1><Example 1>
컬러필터용 감광성 수지 조성물의 제조Preparation of the photosensitive resin composition for color filters
벤질 메타크릴레이트 및 메틸 메타크릴산을 85/15의 중량비로 공중합한 아크릴계 바인더 수지(중량평균 분자량 13,000, 산가 95mgKOH/g, 고형분 45.8 중량%) 24.19g에 합성예 1에서 제조한 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머 7.2g, 광중합 개시제(Ciba Specialty社 TPP) 0.64g, 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 51.56g, 시클로헥사논 16.21g, 커플링제(Chisso社제 S710) 0.2g 및 레벨링제(DIC社제 F477) 0.2g을 첨가한 후 마그네틱 교반기를 이용하여 2시간 동안 교반한 후 20㎛ 심도 필터(Depth filter)를 이용하여 여과함으로써 감광성 수지 조성물을 제조하였다.Metal phthalocyanine-based dyes prepared in Synthesis Example 1 in 24.19 g of an acrylic binder resin (weight average molecular weight 13,000, acid value 95 mgKOH / g, solid content 45.8 wt%) copolymerized with benzyl methacrylate and methyl methacrylic acid at a weight ratio of 85/15. 7.2 g of acrylic photopolymerizable monomer, 0.64 g of photopolymerization initiator (CPP Specialty Co., Ltd.), and 51.56 g of propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), 16.21 g of cyclohexanone, 0.2 g of coupling agent (S710 manufactured by Chisso) And 0.2 g of a leveling agent (F477, manufactured by DIC, Inc.), followed by stirring for 2 hours using a magnetic stirrer, followed by filtration using a 20 μm depth filter.
<실시예 2 내지 5> <Examples 2 to 5>
컬러필터용 감광성 수지 조성물의 제조Preparation of the photosensitive resin composition for color filters
합성예 2 내지 5에서 제조한 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머 7.2g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 7.2 g of an acrylic photopolymerizable monomer including the metal phthalocyanine dyes prepared in Synthesis Examples 2 to 5 was used.
<비교예 1> Comparative Example 1
합성예 1에서 제조한 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머 대신 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(DPHA, 미원상사) 6.8 g 및 청색 안 료 분산액(東洋잉크社) 44.6 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.Except for using the acrylic photopolymerizable monomer including the metal phthalocyanine dye prepared in Synthesis Example 1, 6.8 g of dipentaerythritol hexaacrylate (DPHA, Unwon Corporation) and 44.6 g of a blue pigment dispersion (東洋 Ink) were used. It carried out similarly to Example 1, and prepared the photosensitive resin composition.
<비교예 2> Comparative Example 2
합성예 1에서 제조한 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머 대신 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETA, 미원상사) 6.8 g 및 청색 안료 분산액(東洋잉크社) 44.6 g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.Except for using the acrylic photopolymerizable monomer containing the metal phthalocyanine dye prepared in Synthesis Example 1, 6.8 g of pentaerythritol tetraacrylate (PETA, Unwon Corporation) and 44.6 g of a blue pigment dispersion (Tokyo Ink) were used. It carried out similarly to 1, and manufactured the photosensitive resin composition.
<비교예 3>Comparative Example 3
합성예 1에서 제조한 금속 프탈로시아닌 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머 대신 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트(PETA, 미원상사) 6.8 g 및 솔벤트 블루(solvent blue) 45(클라리언트社) 7.8 g를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. Except for using the acrylic photopolymerizable monomer containing the metal phthalocyanine dye prepared in Synthesis Example 1, 6.8 g of pentaerythritol tetraacrylate (PETA, US Won Sang) and 7.8 g of solvent blue 45 (Clariant) were used. Was carried out in the same manner as in Example 1 to prepare a photosensitive resin composition.
<실험예>Experimental Example
1. SEM 사진 측정1. SEM photo measurement
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 감광성 수지 조성물을 KDNS사제(K-Spin) 스핀코터를 이용하여 8 인치 웨이퍼에 코팅 도포한 후, 100℃에서 180초 건조한 후, 다양한 크기의 패턴이 새겨진 레티클이 장착된 일본 Nikon사제 i-line stepper(NSR i10C)로 100㎳ 내지 600㎳에서 노광한 후 상온에서 0.2% TMAH 용액으로 120초 현상하였다. 현상된 기판을 세정한 후 200℃의 고온 플레이트에서 300초간 건조하여 패턴을 형성하였다.After coating the photosensitive resin composition prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 to an 8 inch wafer using a KDNS company (K-Spin) spin coater, and then dried at 100 ℃ 180 seconds, various After exposure at 100 kPa to 600 kPa with an i-line stepper (NSR i10C) manufactured by Nikon of Japan equipped with a reticle engraved with a pattern of size, it was developed for 120 seconds with a 0.2% TMAH solution at room temperature. The developed substrate was washed and then dried on a high temperature plate at 200 ° C. for 300 seconds to form a pattern.
상기 실시예 1 및 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 패턴을 주사전자현미경(SEM)을 통하여 측정하였고, 그 결과를 도 1 및 2에 나타내었다. The patterns formed using the photosensitive resin compositions according to Example 1 and Comparative Example 1 were measured through a scanning electron microscope (SEM), and the results are shown in FIGS. 1 and 2.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 픽셀을 관찰한 사진이고, 도 2는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 픽셀을 관찰한 사진이다.1 is a photograph observing a pixel manufactured using the photosensitive resin composition according to Example 1 of the present invention, and FIG. 2 is a photograph observing a pixel manufactured using the photosensitive resin composition according to Comparative Example 1. FIG.
도 1 및 2를 참고하면, 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머를 포함하는 실시예 1의 감광성 수지 조성물에 의해 형성된 픽셀은 미세한 정사각형의 패턴을 갖는 반면, 비교예 1의 감광성 수지 조성물에 의해 형성된 픽셀은 패턴 형태가 불량하였다.1 and 2, the pixel formed by the photosensitive resin composition of Example 1 containing an acrylic photopolymerizable monomer containing a metal phthalocyanine-based dye has a fine square pattern, whereas in the photosensitive resin composition of Comparative Example 1 The formed pixel was poor in pattern form.
2. 물성 측정2. Property Measurement
상기 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 3에 따라 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 패턴에 대하여 모양, 잔사, 밀착성, 및 해상도를 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.The shapes, residues, adhesiveness, and resolution of the patterns formed using the photosensitive resin compositions prepared according to Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 were evaluated, and the results are shown in Table 1 below.
광학 현미경으로 패턴의 해상성을 관찰하였으며, 또한 코팅 두께는 KMAC사제(ST4000-DLX)장비를 이용해 측정하였다.The resolution of the pattern was observed with an optical microscope, and the coating thickness was measured using a KMAC (ST4000-DLX) equipment.
(1) 모양(프로파일) 평가(1) shape (profile) evaluation
365nm광의 광원을 사용하여 형성된 화소 패턴(1.3 x 1.3㎛ 정사각형)에 대하여 SEM으로 패턴 단면을 관찰하였다. 양호한 직사각형의 프로파일인 것을 ○, 약간의 둥근 형상인 것을 △, 완전하게 둥근 형상인 것을 Ⅹ로 평가하였다.The pattern cross section was observed by SEM about the pixel pattern (1.3 x 1.3 micrometer square) formed using the light source of 365 nm light. (Circle) and (circle) the thing of a favorable rectangular profile, (triangle | delta) and a thing of a completely round shape were evaluated by ○.
(2) 잔사 (2) residue
365nm 광의 광원을 사용하여 형성된 화소 패턴(1.3 x 1.3㎛ 정사각형)에 대해서 SEM으로 패턴 단면을 관찰하였다. 미노광부에 잔사가 전혀 없는 경우를 ○, 약간 존재할 경우 △, 확실하게 보이는 경우를 Ⅹ로 평가하였다. The pattern cross section was observed by SEM about the pixel pattern (1.3 x 1.3 micrometer square) formed using the light source of 365 nm light. The case where there was no residue at all in an unexposed part was evaluated as (circle), (triangle | delta) and the case where it seems surely existed.
(3) 밀착성 (3) adhesion
기판에서 패턴이 떨어지지 않는 최소 노광 시간(범위 : 100㎳ ~ 600㎳)을 측정하였다.The minimum exposure time (range: 100 microseconds-600 microseconds) which the pattern does not fall from the board | substrate was measured.
(4) 해상도 (4) resolution
식별 가능한 최소 픽셀의 크기를 측정하였다.The minimum discernible pixel size was measured.
상기 표 1을 참고하면, 실시예 1 내지 5의 감광성 수지 조성물에 의해 형성된 픽셀은 비교예 1 내지 3의 감광성 수지 조성물에 의해 형성된 픽셀과 비교하여 미세한 정사각형의 패턴을 형성함을 확인할 수 있다. 이는 금속 프탈로시아닌계 염료를 포함하는 아크릴계 광중합성 모노머에 의해 감광성 조성물의 균일도와 용해도가 높아졌기 때문으로 추측된다.Referring to Table 1, it can be seen that the pixels formed by the photosensitive resin compositions of Examples 1 to 5 form a fine square pattern compared to the pixels formed by the photosensitive resin compositions of Comparative Examples 1 to 3. This is presumably because the uniformity and solubility of the photosensitive composition were increased by the acrylic photopolymerizable monomer containing a metal phthalocyanine dye.
이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications and changes can be made within the scope of the claims and the detailed description of the invention and the accompanying drawings. Naturally, it is within the scope of the present invention.
도 1은 본 발명의 실시예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 픽셀을 관찰한 사진이다.1 is a photograph observing a pixel produced using the photosensitive resin composition according to Example 1 of the present invention.
도 2는 비교예 1에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 픽셀을 관찰한 사진이다.2 is a photograph of observing pixels manufactured using the photosensitive resin composition according to Comparative Example 1. FIG.
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Legal Events
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| E601 | Decision to refuse application |