KR20130135145A - 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물 - Google Patents

비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물 Download PDF

Info

Publication number
KR20130135145A
KR20130135145A KR1020130061846A KR20130061846A KR20130135145A KR 20130135145 A KR20130135145 A KR 20130135145A KR 1020130061846 A KR1020130061846 A KR 1020130061846A KR 20130061846 A KR20130061846 A KR 20130061846A KR 20130135145 A KR20130135145 A KR 20130135145A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photosensitive resin
resin composition
negative photosensitive
solvent type
type negative
Prior art date
Application number
KR1020130061846A
Other languages
English (en)
Inventor
이정훈
최경희
김병욱
Original Assignee
주식회사 동진쎄미켐
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 동진쎄미켐 filed Critical 주식회사 동진쎄미켐
Publication of KR20130135145A publication Critical patent/KR20130135145A/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0045—Photosensitive materials with organic non-macromolecular light-sensitive compounds not otherwise provided for, e.g. dissolution inhibitors
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/0046—Photosensitive materials with perfluoro compounds, e.g. for dry lithography
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/038—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable
    • G03F7/0382—Macromolecular compounds which are rendered insoluble or differentially wettable the macromolecular compound being present in a chemically amplified negative photoresist composition
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)

Abstract

본 발명은 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트, 아크릴계 단량체 및 광중합개시제를 포함하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물은 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율 및 내화학성이 우수할 뿐 아니라 전계효과이동도를 향상시키고, 패터닝이 가능하므로, 유기박막 트랜지스터(OTFT), 유연성 있는 디스플레이(Flexible display), 유기전기발광소자(OLED), 전기연동형소자(EPD)등의 층간 절연막으로 사용될 수 있다.

Description

비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물{NON-SOLVENT TYPE NEGATIVE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율 및 내화학성이 우수할 뿐 아니라 전계효과이동도를 향상시키고, 패터닝이 가능하며, 층간 절연막으로 적용시 하부층인 유기 반도체막의 영향을 최소화하기 위해 용매가 포함되지 않은 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
일반적으로, 유기박막 트랜지스터(OTFT), 유연성 있는 디스플레이(Flexible display), 유기전기발광소자(OLED), 전기연동형소자(EPD)등의 표시 장치는 다수의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 포함하는 표시 기판을 갖는다. 상기 박막 트랜지스터는 층간 절연막 층에 의해 보호되며, 절연막이 형성된다. 절연막은 기판을 평탄화하고 RC 딜레이(Resistive-capacitive delay)를 개선할 수 있기 때문에, 절연막을 포함하는 표시 장치들이 널리 사용되고 있다.
종래 층간 절연막은 PAC(photoactive compound), 바인더, 용매 등의 성분으로 이루어지며, 상기 바인더로는 아크릴 공중합수지가 주로 사용되어 왔다. 통상적으로 층간절연막 형성을 조성물의 경우 바인더와 PAC을 용해시키기 위한 유기용매가 사용된다.
이러한 유기 용매를 기본으로 하는 층간 절연막의 경우 상기 표시장치의 유기 반도체의 성막 후 층간 절연막이 형성됨으로써, 유기 용매에 취약한 유기 반도체 박막의 결정성이 저하되어 박막 트랜지스터의 구동 시 전기 성능이 떨어지는 문제가 있었다.
이에, 박막 트랜지스터의 제조공정 중 유기 반도체 박막의 손상을 최소화시키기 위한 방법으로서, 대한민국 출원특허 2009-0035475호는 비용매 타입의 네거티브 감광성수지 조성물을 개시하고 있으나, 이 조성물은 경화성이 우수하지 않거나 경화 후에 점착성이 사라지지 않는 문제가 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율 및 내화학성이 우수할 뿐 아니라 전계효과이동도를 향상시키고, 패터닝이 가능하며, 층간 절연막으로 적용시 하부층인 유기 반도체막의 영향을 최소화하기 위해 용매가 제거된 비용매 타입의 네거티브 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은 네거티브 감광성 수지 조성물에 있어서,
a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트;
b) 아크릴계 단량체; 및
c) 광중합 개시제
를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물은 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물의 경화체를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시소자 또는 반도체를 제공한다.
본 발명에 따른 비용매 타입의 네거티브 감광성 수지 조성물은 종래의 층간 절연막에 사용되었던 유기 용매가 필요 없이 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트, 아크릴계 단량체, 및 광중합개시제로 구성되어 박막 트랜지스터(TFT)의 층간 절연막으로 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 비용매 타입의 네거티브 감광성 수지 조성물은 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율 및 내화학성이 우수할 뿐 아니라 전계효과이동도를 향상시키고, 패터닝이 가능하여 절연막 재료로 적합하고, 특히 비용매 타입의 감광성 수지 조성물을 박막 트랜지스터에서 유기 반도체층 상부에 직접 형성함으로써 유기 반도체층의 영향을 최소화하여 전기적 특성 저하를 막을 수 있다.
본 발명의 네거티브 감광성 수지 조성물은 유기 용매를 포함하지 않고, 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트, 아크릴계 단량체, 및 광중합 개시제를 포함하고, 계면활성제를 추가로 포함할 수 있는 것을 특징으로 한다.
이하 각 성분들에 대하여 설명한다.
a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트
본 발명에서 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트는 우레탄 결합을 포함하는 다관능성 (메타)아크릴레이트로서 1종 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 구체적인 예로는 트리스(2-히드록시에틸)이소시아누레이트트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타) 아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 글리세롤트리(메타)아크릴레이트 등의 이소시아누레이트 구조를 갖는 화합물 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트 등의 다관능성 아크릴레이트를 반응시켜 얻어지는 이소시아누레이트 변성 우레탄 아크릴레이트 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한 시판되고 있는 제품으로 (주)미원상사의 PU210, PU220, PU240, PU256, PU310, PU320, PU330, PU340, PU350, PU610, PU620, PU664, PU280, MU3702, PU370, PU372, PU374, PU460, PU640 등을 사용할 수 있다.
바람직하기로 상기 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트는 분자량이 200 내지 5000인 것이 좋다. 이 경우 본 발명에 따른 비용매 타입의 네거티브 감광성 수지 조성물이 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율, 내화학성 및 전계효과이동도를 향상시킬 수 있다.
상기 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트는 조성물 총중량에 대하여 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 60 중량%로 사용하는 것이 좋다. 만약 상기 올리고머 또는 폴리머 수지의 사용량이 10 중량% 미만인 경우에는 점도가 낮아 원하는 두께의 박막 형성이 어려울 수 있으며, 80 중량%를 초과하는 경우에는 점도가 너무 높아 박막 형성시 도포 장비에 무리를 줄 수 있다.
b) 아크릴계 단량체
본 발명에서 사용가능한 아크릴계 단량체로는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 알콕시레이티드헥산디올디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트 유도체, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디트리메틸프로판테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트에스테르, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 트리메틸프로판에톡시트리아크릴레이트 또는 이들의 메타아크릴레이트류 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 단량체는 조성물 총중량에 대하여 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 20 내지 60 중량%로 사용하는 것이 좋다. 만약, 상기 아크릴계 단량체의 사용량이 10 중량% 미만인 경우에는 경화도가 부족하여 패턴형성에 불리하고, 80 중량%를 초과하는 경우에는 경화도 증가로 인하여 지나치게 경도가 높아지거나 하부막과의 접착력이 떨어지는 결과를 초래할 수 있다.
c) 광중합 개시제
본 발명에서 사용가능한 광중합 개시제로는 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 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 등의 아세토페논계 화합물; 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디이소프로필티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등의 티오크산톤계 화합물; 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 화합물; 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-트릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-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-트리클로로메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이들 광개시제의 시판되고 있는 개시제를 사용할 수 있으며, 이들의 예로는, 산와케미컬제의 TFE-트리아진(2-[2-(푸란-2-일)비닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진), TME-트리아진(2-[2-(5-메틸푸란-2-일)비닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진), MP-트리아진(2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진), 미도리카가꾸제 TAZ-113(2-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진), TAZ-108(2-(3,4-디메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-1,3,5-트리아진), 벤조페논, 4,4'-비스디에틸아미노벤조페논, 메틸-2-벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 4-페닐벤조페논, 에틸미힐러케톤, 2-클로로티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤, 2-메틸티옥산톤, 티옥산톤암모늄염, 벤조인, 4,4'-디메톡시벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈, 1,1,1-트리클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논 및 디벤조스베론, o-벤조일안식향산메틸, 2-벤조일나프탈렌, 4-벤조일비페닐, 4-벤조일디페닐에테르, 1,4-벤조일벤젠, 벤질, 10-부틸-2-클로로아크리돈, [4-(메틸페닐티오)페닐]페닐메탄), 2-에틸안트라퀴논, 2,2-비스(2-클로로페닐)4,5,4',5'-테트라키스(3,4,5-트리메톡시페닐)1,2'-비이미다졸, 2,2-비스(o-클로로페닐)4,5,4',5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 트리스(4-디메틸아미노페닐)메탄, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-(디메틸아미노)에틸벤조에이트, 부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 시바(Ciba)사에서 입수가능한 Irgacure(등록상표) 2959(1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온), Irgacure(등록상표) 184(1-히드록시시클로헥실페닐케톤), Irgacure(등록상표) 500(1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논), Irgacure(등록상표) 651(2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온), Irgacure(등록상표)369(2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1), Irgacure(등록상표) 907(2-메틸-1[4-메틸티오페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, Irgacure(등록상표) 819(비스(2,4,6-트리메틸벤조일)-페닐포스핀옥사이드, Irgacure(등록상표) 1800(비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸-펜틸포스핀옥사이드, 1-히드록시-시클로헥실-페닐-케톤), 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판-1-온), Irgacure(등록상표) OXE01(1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐티오)페닐]-2-(o-벤조일옥심), Darocur(등록상표) 1173(2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-프로판-1-온), Irgacure(등록상표) 379, Darocur(등록상표) 1116, 1398, 1174 및 1020, CGI242(에타논,1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심), BASF사에서 입수가능한 Lucirin TPO(2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드), Lucirin TPOL(2,4,6-트리메틸벤조일페닐에톡시포스핀옥사이드), ESACUR 니폰 시바헤그너사에서 입수가능한 ESACURE 1001M(1-[4-벤조일페닐술파닐]페닐]-2-메틸-2-(4-메틸페닐술파닐)프로판-1-온, 아사히덴카사에서 입수가능한 아데카 옵토머(등록상표) N-1414(카르바졸·페논계), 아데카 옵토머(등록상표) N-1717(아크리딘계), 아데카 옵토머(등록상표) N-1606(트리아진계) 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 조성물 총중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 1 내지 6 중량%로 사용하는 것이 좋다. 만약, 상기 광중합 개시제의 사용량이 0.1 중량% 미만인 경우는 광경화가 느리거나 어렵고, 10 중량%를 초과하는 경우는 경화마진이 저하되고, 투과도가 저하되거나 저장 안정성이 떨어지는 경향이 있다.
d) 계면활성제
본 발명의 조성물은 불소계 또는 실리콘계 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 불소계 계면활성제로는 상품명R08(DIC사), 상품명 플루오라드 FC-430, FC-431(스미토모 스리엠사제), 상품명 서플론 「S-382」(아사히가라스제), EFTOP 「EF-122A, 122B, 122C, EF-121, EF-126, EF-127, MF-100」(토켐 프로덕트사제), 상품명 PF-636, PF-6320, PF-656, PF-6520(모두 OMNOVA사), 상품명 프터젠트 FT250, FT251, DFX18(모두 (주)네오스제), 상품명 유니다인 DS-401, DS-403, DS-451(모두 다이킨고교(주)제), 상품명 메가팩 171, 172, 173, 178K, 178A(모두 다이니폰잉크 카가꾸고교사제)를 들 수 있고, 비실리콘계 계면활성제의 예로는 DC190, Q2-5212, FF-400, Q4-3667,FZ-2122(모두 ㈜ 다우코닝사), SI-10 시리즈(타케모토유시사제), 메가팩 페인터드31(다이니폰잉크 카가꾸고교사제), KP- 341(신에츠카가꾸고교제)등을 들 수 있다. 이들 계면활성제는 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
불소계 또는 실리콘계 계면활성제는 조성물 총중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 6 중량%로 사용하는 것이 좋다. 만약, 상기 계면활성제의 사용량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 도포의 균일성의 효과가 불충분하고, 10 중량%를 초과하는 경우에는 경화마진의 확보에 유리하지 못하여 미경화되는 현상이 발생할 수 있다.
또한, 상기와 같은 성분으로 이루어지는 본 발명의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 광증감제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광증감제는 사용하는 자외선 파장에 적절한 감도를 갖고 광중합 개시제 보다 빠른 광개시 반응을 통하여 광개시제에 에너지를 전이시켜 광개시제의 광개시 반응 속도를 도와준다.
상기 광증감제로는 DETX, ITX, N-부틸아크리돈, 또는 2-에틸헥실-디메틸아미노벤조에이트 등을 들 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광증감제는 본 발명의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.001 내지 10 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 그 함량이 상기 범위 내일 경우에는 네거티브 감광성 수지 조성물의 광경화 속도 향상에 있어 더욱 좋다.
또한 본 발명의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 상기의 조성물에 열중합 금지제, 소포제 등의 상용성이 있는 첨가제를 추가로 포함할 수 있으며, 용도에 따라 안료를 포함할 수 있다.
또한 본 발명은 상기와 같은 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물을 이용한 표시장치의 패턴형성방법 및 상기 네거티브 감광성 수지 조성물의 경화체를 포함하는 표시소자 또는 반도체를 제공한다. 바람직하기로 본 발명에 있어서, 상기 네거티브 감광성 수지 조성물은 층간 절연막을 포함하는 유기박막 트랜지스터(OTFT), 유연성 있는 디스플레이(Flexible display), 유기전기발광소자(OLED), 전기연동형소자(EPD) 등에 적용할 수 있으며, 이들 표시장치 또는 반도체의 층간 절연막으로 사용되는 것이 좋다.
본 발명의 상기 표시장치 등의 패턴형성방법은 공지의 네거티브 감광성 수지 조성물을 이용하여 패턴을 형성함에 있어서, 본 발명의 상기 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물을 사용하는 것을 특징으로 하며, 상기 네거티브 감광성 수지 조성물을 제외한 나머지 사항은 당업자가 공지의 방법을 적절히 이용할 수 선택하여 적용할 수 있음은 물론이다. 보다 구체적으로 표시소자의 유기절연막을 형성하는 방법의 일예는 다음과 같다.
상기와 같은 본 발명의 감광성 수지 조성물은 기판(예를 들면, 실리콘 기판, 세라믹 기판, 금속층, 고분자층 등)위에 스핀 도포, 롤러 도포, 슬릿 도포, 잉크젯 도포 등의 적당한 방법을 사용하여 0.5 - 10 ㎛의 두께로 도포 후 원하는 모양의 마스크를 가지고 노광하여 패턴을 전사할 수 있다. 이때 노광에 사용되는 광원으로서 예를 들면, 190 - 450 nm, 바람직하게는 200 - 400 nm 영역의 UV를 사용하며, 전자선 조사도 가능하다. 이후 비노광된 부분의 패턴을 제거하기 위하여 이소프로필알콜과 같은 알코올류나 염기성 수용액으로 현상한다. 그리고 현상된 패턴은 100 - 250 ℃의 열공정을 거친다.
상기 용매가 제거된 비용매 타입의 본 발명의 감광성 수지 조성물은 절연성, 내열성, 평탄성, 투과율 및 내화학성이 우수할 뿐 아니라 전계효과이동도를 향상시키고, 패터닝이 가능하며, 하부층인 유기 반도체막의 영향을 최소화하므로, 유기 반도체층 상부의 층간 절연막으로 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1
a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트 PU640(미원상사) 50 중량부;
b) 1,4-부탄디올 디아크릴레이트 35 중량부 및 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 9 중량부;
c) 광중합개시제 이가큐어 369(시바-가이기사 제품) 5 중량부; 및
d) 실리콘계 계면활성제 BYK-378 (BYK사 제품) 0.1 중량부의 조성물을 상온에서 6시간 이상 균일하게 혼합하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
펜타에리스리톨 트리아크릴레이트 9 중량부 대신 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 9 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조 하였다.
비교예 1
점도 15 cp 정도에 맞게 용매로서 프로필렌글리콜모노에틸아세테이트를 추가로 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조 하였다.
비교예 2
a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트 PU640 100 중량부;
b) 트리메틸올프로판트리아크릴레이트 40 중량부;
c) 광중합개시제 이가큐어 369(시바-가이기사 제품) 7 중량부;
d) 실리콘계 계면활성제 BYK-378 (BYK사 제품) 1 중량부; 및
e) 점도 15 cp 정도에 맞도록 용매로서 프로필렌글리콜모노에틸아세테이트의 상기 조성물을 상온에서 6시간 이상 균일하게 혼합하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3
우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트 PU640 50 중량부 대신 에스테르 아크릴 폴리머 LR8793(BASF 제품) 50 중량부를 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
시험예
상기 실시예 1 및 2, 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 조성물을 유리 기판 상에 약 1 내지 3 ㎛의 두께로 균일하게 도포한 후, 유기 용매가 포함된 조성물(비교예 1-2)에는 약 90 ℃ 정도의 소프트베이크 과정을 거쳐서 유기 용매를 제거한 다음, 마스크를 올리고 약 365 nm 파장의 자외선을 조사하고 비노광된 부분(경화되지 않은 부분)의 패턴을 제거하기 위해 TMAH(tetramethyl ammonium hydroxide) 용매를 사용하여 비노광된 패턴부분을 제거하였다.
이와 같은 방식으로 상기 유리 기판에 각각의 감광성 수지 조성물의 유기막을 형성하였다. 경우에 따라서 상기 유기막을 더 경화시키기 위해서 150 ℃ 이상의 고온 경화과정을 거쳤다.
이렇게 형성된 상기의 경화막에 대해 하기와 같은 방법으로 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율, 내화학성 및 전계효과이동도(field effect mobility)를 평가하였으며, 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
(1) 절연성
상기의 공정으로 형성된 감광성 수지 조성물의 박막을 이용하여 1.0 ㎛ 두께 및 1 ㎟ 면적에 해당하는 절연막이 있는 TFT 소자를 만들어 I-V 커브를 통하여 절연성을 측정하였다. 파괴전압(Breakdown Voltage)을 측정하여 2 MV/㎝ 이상인 경우와 누설전류밀도(Leakage Current Density)를 측정하여 10-9 A/㎠ 미만인 경우를 ○, 파괴전압을 측정하여 2 MV/㎝ 미만인 경우와 누설전류밀도를 측정하여 10-9 A/㎠ 이상인 경우를 × 로 나타내었다.
(2) 내열성
상기의 형성된 박막을 채취하여 230 ℃에서 30분을 유지하면서 열중량분석기(TGA)로 무게감소를 측정하였다. 무게감소가 2% 미만인 경우를 ○, 무게감소가 2%이상, 5% 미만인 경우를 △, 무게감소가 5% 이상인 경우를 × 로 나타내었다.
(3) 평탄성
상기 감광성 수지 조성물을 유리 기판 위에 도포하여 박막을 형성한 후, 약 100 point에 대한 두께를 광학장비 등의 두께 측정기로 측정하여, 그 유의차가 2% 미만이면 ○, 3% 미만이면 △, 5% 미만이면 × 로 나타내었다.
(4) 광투과율
상기 감광성 수지 조성물을 경화시켜 두께 1 ㎛의 도막을 제조한 후, 이 막에 대해 가시광선의 광흡수 스펙트럼(spectrum)을 측정하여, 400 ㎚에 있어서 광투과율이 95% 이상인 경우를 ○, 95~85%인 경우를 △, 85% 이하인 경우를 × 로 나타내었다.
(5) 내화학성
상기 감광성 수지 조성물을 경화시켜 두께 3 ㎛의 도막을 제조한 후, 이 막을 유기용매 n-메틸피롤리돈(NMP)에 70 ℃에서 5분 동안 침지(dipping)한 다음 초순수로 세정(rinse)하여 NMP 처리 전후의 막 두께의 변화율을 측정하였다. 이때, 막 두께의 변화율이 0 내지 10%인 경우를 ○, 10 내지 30%인 경우를 △, 30% 이상인 경우를 × 로 나타내었다.
(6) 전계효과이동도
상기 감광성 수지 조성물의 경화막을 유기 반도체막 상부에 층간 절연막으로서 포함하는 TFT를 제작하여 전계효과이동도를 평가하였다. 이때 전계효과이동도가 0.01 이상인 경우를 ○, 0.009 ~ 0.001인 경우를 △, 0.0009 이하인 경우를 ×로 나타내었다.
구분 절연성 내열성 평탄성 광투과율 내화학성 전계효과이동도
실시예 1 ○ ○ ○ ○ ○ ○
실시예 2 ○ ○ △ ○ ○ ○
비교예 1 ○ ○ ○ ○ △ ⅹ
비교예 2 ○ △ △ ○ ○ ⅹ
비교예 3 ○ ○ △ ○ ○ △
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 유기용매를 포함하지 않고, 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트를 포함하는 본 발명의 조성물은 절연성, 내열성, 평탄성, 광투과율 및 내화학성이 우수하고, 전계효과이동도를 향상시키므로, 절연막 재료로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (10)

  1. 네거티브 감광성 수지 조성물에 있어서,
    a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트;
    b) 아크릴계 단량체; 및
    c) 광중합개시제
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    a) 우레탄계 다관능성 (메타)아크릴레이트 10 내지 80 중량%;
    b) 아크릴계 단량체 10 내지 80 중량%; 및
    c) 광중합개시제 0.1 내지 10 중량%
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제 0.01 내지 10중량%를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 단량체는 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 알콕시레이티드헥산디올디아크릴레이트, 프로필렌글리콜디아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 솔비톨트리아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트 유도체, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리스톨테트라아크릴레이트, 펜타에리스리톨디아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트,디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트, 디트리메틸프로판테트라아크릴레이트, 펜타아크릴레이트에스테르, 트리메틸프로판트리아크릴레이트, 트리메틸프로판에톡시트리아크릴레이트 및 이들의 메타아크릴레이트류로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 환합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물 및 트리아진계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종인 것을 특징으로 하는 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물을 이용한 표시장치의 패턴형성방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 패턴이 액정표시장치의 층간유기절연막인 것을 특징으로 하는 표시장치의 패턴형성방법.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항 기재의 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물의 경화체를 포함하는 표시장치 또는 반도체.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 경화체가 층간 유기 절연막인 것을 특징으로 하는 표시장치 또는 반도체.
KR1020130061846A 2012-05-30 2013-05-30 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물 KR20130135145A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120057143 2012-05-30
KR20120057143 2012-05-30

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130135145A true KR20130135145A (ko) 2013-12-10

Family

ID=49982590

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020130061846A KR20130135145A (ko) 2012-05-30 2013-05-30 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130135145A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164102A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 삼성에스디아이 주식회사 무용매형 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 디스플레이 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2022164102A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 삼성에스디아이 주식회사 무용매형 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 디스플레이 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101560249B1 (ko) 저유전율 임프린트 재료
CN106459316B (zh) 光固化性树脂组合物
CN108287453B (zh) 光固化性组合物及由该光固化性组合物形成的光固化膜
KR102226670B1 (ko) 실세스퀴옥산 화합물 및 변성 실리콘 화합물을 포함하는 임프린트 재료
KR101852537B1 (ko) 고내찰상성 임프린트 재료
JP5394707B2 (ja) 感光性組成物および加工基板の製造方法
CN108333874B (zh) 光固化性组合物及由该光固化性组合物形成的光固化膜
CN108329427B (zh) 光固化性组合物及由该光固化性组合物形成的光固化膜
KR20100047138A (ko) 감광성 조성물 및 가공 기판의 제조 방법
KR101917156B1 (ko) 프린팅 프로세스용 광경화성 수지 조성물
KR20130135145A (ko) 비용매 타입 네거티브 감광성 수지 조성물
JP6826092B2 (ja) 光硬化性組成物及びそれから形成された光硬化膜
KR102311852B1 (ko) 광경화성 조성물 및 이로부터 형성된 광경화 막
KR20100116844A (ko) 네가티브 감광성 수지 조성물
KR102402746B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이로부터 형성된 광경화 패턴 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR20190087173A (ko) 네가티브형 감광성 수지 조성물
CN108329423B (zh) 光固化性组合物及由该光固化性组合物形成的光固化膜
KR20160095879A (ko) 감광성 수지 조성물, 이로 형성되는 광경화 패턴 및 이를 포함하는 화상 표시 장치
KR20100109792A (ko) 네가티브 감광성 수지 조성물
KR20200090587A (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 사용하여 제조된 블랙 매트릭스 및/또는 컬이서를 포함하는 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치
KR20150004406A (ko) 저이형력성을 가지는 임프린트 재료
KR102096982B1 (ko) 광경화성 조성물 및 이로부터 형성된 광경화 막
JP2010093218A (ja) 感光性組成物および基板の加工基板の製造方法。
KR20140129495A (ko) 전자종이 격벽 형성용 수지 조성물
JP2010083970A (ja) ナノインプリント用硬化性組成物、硬化物およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application