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KR100867948B1 - 유기 절연막 형성용 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는소자 - Google Patents

유기 절연막 형성용 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는소자 Download PDF

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KR100867948B1
KR100867948B1 KR1020060127180A KR20060127180A KR100867948B1 KR 100867948 B1 KR100867948 B1 KR 100867948B1 KR 1020060127180 A KR1020060127180 A KR 1020060127180A KR 20060127180 A KR20060127180 A KR 20060127180A KR 100867948 B1 KR100867948 B1 KR 100867948B1
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KR
South Korea
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resin composition
organic insulating
photosensitive resin
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조상원
신동주
이길성
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제일모직주식회사
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Abstract

본 발명은　[A] 알칼리 가용성 수지, [B] 감광제 및 [C] 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지가 아지리딘기를 갖는 구성단위를 적어도 하나 이상 포함한 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기절연막 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것이다. 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 우수한 저장 안정성, 감도, 　UV투과율, 잔막률, 평탄성 및 패턴형성성을 가지며, 또한 이로부터 제조된 　유기 절연막은　우수한 내용매성과 내화학성을 갖는다.
유기절연막, 절연성, 저장안정성, 바인더 수지, 감광제(PAC), 아지리딘기

Description

유기 절연막 형성용 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 소자{Photosensitive resin composition for organic insulator and Device containing the same}
본 발명은 유기절연막 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 내화학성, 절연성, 감도 등의 성능이 우수할 뿐만 아니라, 특히 잔막률, UV투과율, 현상성 및 저장안정성 등의 물성을 현저히 향상시킨 LCD 제조공정의 층간절연막을 형성하기에 적합한 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
TFT-LCD나 집적회로 소자에는 층간에 배치되는 배선의 사이를 절연하기 위해서 층간절연막을 사용하고 있다.
상기 층간절연막을 사용하기 위해서 특정 감광성 재료가 사용되고 있으며 공정수가 적고 투과도가 우수한 재료에 대한 요구가 지속되고 있다.
　
종래 층간절연막은 바인더, PAC, 첨가제, 용매 등의 성분으로 구성되어 있으며, 상기 바인더의 경화용 모노머로는 에폭시계 아크릴레이트가 주로 사용되어 왔다. 그러나 기존 에폭시계 아크릴레이트의 경우 유기절연막 형성용 바인더의 저장 안정성, UV투과율, 현상성 등의 문제가 있었으며, 이로 인한 문제점으로 LCD 제조공정상의 불량을 야기시켰다. 따라서, 이와 동등한 수준의 특성을 발현할 수 있으면서도 쉽게 합성이 가능하며 수급이 쉬운 바인더 개발 필요성에 대한 요구가 제기되고 있다.
즉, LCD 제조공정에 적용되는 유기절연막의 UV투과율, 현상성 및 저장안정성을 향상시키는 바인더 관련 연구에 대한 필요성이 제기되고 있다.
상기와 같은 종래기술의 문제점으로부터 본 발명은 아크릴계 공중합체를 도입하여 투과율, 절연성, 저장안정성, 현상성 및 고내열성 등 여러가지 성능이 뛰어나게 함으로써 LCD 제조공정의 층간절연막을 형성하기에 적합한 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 감광성 수지 조성물에 있어서, [A] 알칼리 가용성 수지, [B] 감광제 및 [C] 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지가 　(a) 아지리딘기 함유 불포화 화합물; (b) 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물; (c) 올레핀계 불포화 화합물; 로부터 얻어진 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명에서는 상기 감광성　수지　조성물을 사용하여 제조된 유기절연막이 제공된다.
또한, 본 발명에서는 상기 유기절연막을 이용하여 제조된 디스플레이 장치가 제공된다.
　
이하, 본 발명을 상세하게 설명한다.
　
[A] 알칼리 가용성 수지
본 발명에 사용되는 알칼리 가용성 수지는 현상시 스컴이 발생하지 않는 소정의 패턴을 용이하게 형성할 수 있도록 하는 작용을 하는 것으로서,
(a) 아지리딘기 함유 불포화 화합물;
(b) 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물;
(c) 올레핀계 불포화 화합물;
로부터 얻어진 공중합체가 바람직하며, 상기 공중합체는 랜덤 공중합체, 교호 공중합체, 블록 공중합체, 그래프트 공중합체 등 임의의 형태일 수 있다.
　
본 발명에서 상기 아지리딘기 함유 불포화 화합물(a)은 패턴의 내열성, 저장 안정성, UV투과율 및 잔막률 등을 향상시키는 작용을 하는 것으로, 바람직하게 하기 화학식 1 내지 화학식 6으로 표현되는 화합물을　단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
　
Figure 112008004884545-pat00021
(R1　~ R3는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C10의 알킬기, C1　~C10의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
Figure 112006092347511-pat00002
(R1　~ R3는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
Figure 112006092347511-pat00003
(R1　~ R6는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
Figure 112006092347511-pat00004
(R1　~ R7은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 　C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
Figure 112006092347511-pat00005
(R1　~ R7은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
Figure 112006092347511-pat00006
(R1　~ R6는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C10의 알킬기, C1　~C10의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
　
상기 아지리딘기 함유 불포화 화합물(a)로부터 유도되는 구성단위의 중량비는 공중합체 전체 중량에 대하여 5 ~ 70 중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 10 ~ 50 중량%의 범위가 좋다. 구성단위의 중량비가 5 중량% 미만일 경우에는 패턴의 형성성 및 후 공정에서의 신뢰성이 저하될 우려가 있으며, 70 중량%를 초과할 경우에는 공중합체의 보존안정성이 저하될 수 있다.
　
또한, 본 발명에서 상기 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물(b)은　아크릴산, 메타크릴산 등의 불포화 모노카르본산, 말레인산, 푸마르산, 시트라콘산, 메사콘산, 이타콘산 등의 불포화 디카르본산 및 이들 불포화 디카르본산의 무수물 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 　보다 바람직하게는 아크릴산, 메타크릴산을 사용하는 것이 공중합 반응성과 알칼리 수용액에 대한 용해성이 우수하다.
상기 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물(b)로부터 유도되는 구성단위의 중량비는 　공중합체 전체 중량에 대하여 　30 ~ 80 중량%인 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 45 ~ 70 중량% 범위가 좋다. 　구성단위의 중량비가 30 중량% 미만인 경우 알칼리 수용액에 용해하기 어렵게 되고, 반면 80 중량%를 초과하는 경우 알칼리 수용액에 대한 용해성이 지나치게 커지는 경향이 있다.
　
또한, 본 발명에서 올레핀계 화합물(c)은 본 발명의 상기 (a) 및 (b)이외의 　올레핀계 화합물로서 메틸메타크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, tert-부틸메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트, 시크로헥실 메타크릴레이트, 2-메틸시클로 헥실메타크릴레이트, 디시클로펜테닐 아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디시클로펜테닐메타크릴레이트, 디시클로펜타닐메타크릴레이트, 디시클로펜타닐옥시에틸 메타크릴레이트, 이소보로닐메타크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 2-하이드록시에틸메타크릴레이트, 스티렌, α-메틸 스티렌, m-메틸 스티렌, p-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔, p-메틸 스티렌, 1,3-부타디엔 및 이소프넨 2,3-디메틸 1,3-부타디엔으로 이루어진 그룹에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 한다.
상기 올레핀계 화합물(c)로부터 유도되는 단위의 중량비는 　공중합체 전체 중량에 대하여 　10 ~ 60 중량%인 것이 바람직하다. 　구성단위의 중량비가 10중 량% 미만인 경우 패턴형성에 어려움이 있고, 또한 60 중량%를 초과하는 경우 알칼리 수용액에　대한 용해성이 커져 패턴 형성이 힘들게 되는 경향이 있다.
본 발명의 알칼리 가용성 수지는 변성 공정이 필요없고 공중합 공정만으로 제조할 수 있으며, 상기 화합물들을 용매 중에서 촉매(중합 개시제) 존재 하에 라디칼 중합함으로써 얻을 수 있다.
이 때에 이용되는 용매로는 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 테트라히드로푸란 등의 에테르류; 메틸 셀로소르브 아세테이트 등의 셀로소르브 에스테르류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 그 밖의 방향족 탄화 수소류, 케톤류, 에스테르류 등으로서 본 발명의 조성물에 사용하는 용매와 동일한 　용매를 사용할 수 있다.
라디칼 중합에 있어서의 중합 촉매로서는 통상의 라디칼 중합 개시제가 사용되는데, 예를 들면 2,2-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물; 벤조일 퍼옥시드, 라우로일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시피발레이트, 1,1'-비스-(t-부틸퍼옥시)시클로헥산 등의 유기 과산화물 및 과산화수소 등을 들 수 있다. 과산화물을 라디칼 중합 개시제를 사용하는 경우, 환원제를 조합해서 레독스형의 개시제로서 사용해도 좋다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 폴리스티렌 환산중량평균분자량 (Mw)이 3,000 ~ 25,000 인 것이 좋으며, 바람직하게는 5,000 ~ 15,000 인 것이 더욱 좋다. 분자량이 3,000 미만인 경우 막의 현상성, 잔막율 등이 저하하거나 패턴 형상, 내열성, 접착력 등이 뒤떨어지는 경향이 있으며, 분자량이 25,000 을 초과하는 경우 감도의 저하와 패턴 형상 불량, 투과도 감소 등의 경향이 있다.
　
[B] 감광제
본 발명에 사용되는 감광제[B]로서는 　1,2- 퀴논디아지드 화합물, 1,2-퀴논디아지드 4-술폰산 에스테르, 1,2-퀴논디아지드 5-술폰산 에스테르, 1,2-퀴논디아지드 6-술폰산 에스테르 등이 있다.
상기 1,2- 퀴논디아지드 화합물은 1,2-퀴논디아지드 화합물은 나프토퀴논디아지드 술폰산할로겐 화합물과 페놀 화합물을 약염기 하 에스테르화 반응을 통해 수득할 수 있다.
상기 페놀 화합물의 구체적인 예로는 2,3,4-트리히드록시벤조페논, 　2,4,6-트리히드록시벤조페논, 2,2' 또는 4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,3'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,4'-테트라히드록시벤조페논, 2,3,4,2'-테트라히드록시 4'-메틸벤조페논, 　2,3,4,4'-테트라히드록시 3'-메톡시벤조페논, 　2,3,4,2' 또는 2,3,4,6'-펜타히드록시벤조페논, 　2,4,6,3', 2,4,6,4' 　또는 2,4,6,5'-헥사히드록시벤조페논, 　3,4,5,3' , 3,4,5,4' 또는 3,4,5,5' - 헥사히드록시벤조페논, 비스(2,4-디히드록시페닐) 메탄, 비스 (p-히드록시페닐) 메탄, 트리(p-히드록시페닐) 메탄, 1,1,1-트리(p-히드록시페닐) 에탄, 비스(2,3,4-트리히드록시페닐) 메탄, 　2,2-비스(2,3,4-트리히드록시페닐) 프로판, 1,1,3-트리스 (2,5-디메틸 4-히드록시 페닐)-3-페닐프로판, 　4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀, 　비스(2,5-디메틸 　4-히드록시페닐)-2-히드록시페닐메탄 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 　
상기 화합물의 합성시 에스테르화도는 45~ 85% 가 바람직하며, 에스테르화도가 45% 미만인 경우는 잔막률이 급격히 나빠지고 감도 이상이 생기는 경향이 있으며, 85%를 초과하는 경우는 보관 안정성이 떨어지는 경향이 있을 수 있다.
상기 감광제[B]의 사용량은 상기 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 80 중량부로 사용하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 10 ~ 35 중량부를 사용한다. 함량이 5 중량부 미만인 경우에는 노광부와 비노광부의 용해도의 차가 작아져 패턴 형성이 곤란해질 수 있으며, 80 중량부를 초과하는 경우에는 단시간의 빛이 조사될 때 미반응의 감광제가 다량 잔존하여 알칼리 수용액에의 용해도가 지나치게 낮아지기 때문에 현상이 어려워진다.
　
[C] 용매
본 발명에 사용되는 용매는 메탄올, 테트라히드로퓨란, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸레글리콜 모노에틸에테르, 메틸세로솔브아세테이트, 에틸세로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 프로필에테르, 프로필렌글리콜 부틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트, 프로필렌 글리콜 에틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸에틸프로피오네이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜 프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜 부틸에테르프로피오네이트, 톨루엔, 크실렌, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시 4-메틸 2-펜타논, 초산메틸, 초산에틸, 초산프로필, 초산부틸, 2-히드록시 프로피온산에틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산메틸, 2-히드록시 2-메틸프로피온산에틸, 히드록시 초산메틸, 히드록시 초산에틸, 히드록시 초산부틸, 유산메틸, 유산에틸, 유산프로필, 유산부틸, 3-히드록시 프로피온산 메틸, 3-히드록시 프로피온산에틸, 3-히드록시프로피온산 프로필, 3-히드록시 프로피온산 부틸, 2-히드록시 3-메틸부탄산메틸, 　　메톡시초산메틸, 메톡시초산에틸, 메톡시초산프로필, 메톡시초산부틸, 에톡시초산메틸, 메톡시초산 에틸, 에톡시초산프로필, 에톡시초산부틸, 프로폭시초산메틸, 프로폭시초산에틸, 프로폭시초산프로필, 프로폭시초산부틸, 부톡시초산 메틸, 부톡시초산에틸, 부톡시초산 프로필, 부톡시초산 부틸, 2-메톡시프로피온산 메틸, 2-메톡시프로피온산에틸, 2-메톡시프로피온산 프로필, 2-메톡시프로피온산 부틸, 2-에톡시프로피온산 메틸, 2-에톡시프로피온산 에틸, 2-에톡시프로피온산 프로필, 2-에톡시프로피온산 부틸, 2-부톡시프로피온산 메틸, 2-부톡시프로피온산 에틸, 2-부톡시프로피온산프로필, 2-부톡시프로피온산 부틸, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3- 메톡시프로피온산 프로필, 3-메톡시프로피온산 부틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 프로필, 3-에톡시프로피온산 부틸, 3-프로폭시프로피온산 메틸, 3-프로폭시프로피온 산 에틸, 3-프로폭시프로피온산 프로필, 3-프로폭시프로피온산 부틸, 3- 부톡시프로피온산 메틸, 3-부톡시프로피온산 에틸, 3-부톡시프로피온산 프로필, 3-부톡시프로피온산 부틸 등의 에테르류 등이 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 본 발명의 감광성 수지 조성물의 고형분 함량이 15 내지 60 중량%가 되도록 포함되는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는 20 내지 45 중량%가 되도록 포함시키는 것이다. 상기 전체 조성물의 고형분 함량이 15 중량% 미만일 경우에는 코팅평탄성의 저하 및 코팅두께가 얇아지게 되며, 60 중량%를 초과할 경우에는 코팅장비에 무리를 줄 수 있다는 문제점이 있다.
　
이 밖에 본 발명의 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 　접착제, 아크릴화합물 및 계면활성제 등을 포함할 수 있다.
상기 접착제는 본 발명을 통해 형성되는 유기절연막 패턴과 기판과의 접착성을 향상시키기 위해서 사용하며, 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부로 사용할 수 있다. 이러한 접착제로는 카르복실기, 메타크릴기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 실란화합물 등이 사용될 수 있다. 　구체적 예로는 γ-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란, β-3,4-에폭시 시클로 헥실 에틸트리메톡시실란 등이 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 코팅성 향상 및 결점 생성 방지 효과를 위해 계면 활성제를 배합할 수 있다.
　
이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐,　본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.　
이하 본 발명에 대한 실시예 및 비교예를 참조로 하여 설명한다. 그러나, 이들 예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.
　
합성예 1~7: (알칼리 가용성 수지의 제조)
합성예 1
냉각관과 교반기를 구비한 플라스크에, 2,2'- 아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 10 중량부 및 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 200 중량부, 　메타크릴산 25 중량부, 하기 화학식 7의 메타아크릴산 아지리디닐 25 중량부, 스티렌 15 중량부, 디시클로펜테닐 메타크릴레이트 35 중량부를 넣은 후, 질소 치환한 뒤 완만히 교반을 시작하였다. 반응 용액을 55°C 까지 상승시켜 이 온도를 4시간 동안 유지하여 공중합체를 포함하는 중합체를 얻었다. 얻어진 중합체 혼합액의 고형분 농도는 33 중량%이고, 중합체 용액의 미반응 단량체를 제거하기 위하여 에테르를 1000 중량부에 상기 중합체 용액 100 중량부를 침전시켜 필터링 공정을 통하여 용매를 제거하였다. 그 후, 30 ℃ 이하에서 진공건조하여 필터링 공정 이후에도 남아있는 미반응 단량체가 함유된 용매를 완전히 제거하여 중량평균분자량이 13,500인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
　
Figure 112006092347511-pat00007
합성예 2
상기 합성예 1에서 상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 8의 아지리딜 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 15,500인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00008
합성예 3
상기 합성예 1에서　상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 9의 아지리딜 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1 과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 12,000인 아크릴계 공중합체를 제조하였다. 　　
Figure 112006092347511-pat00009
합성예 4
상기 합성예 1에서 상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 10의 아지리딜 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 12,800인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00010
합성예 5
상기 실시예 1에서 상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 11의 아지리딜 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 13,000인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00011
합성예 6
상기 합성예 1에서　상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 12의 아지리딜 비닐화합물을 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 11,000인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00012
합성예 7
상기 합성예 1에서 상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 13의 메틸글리시딜 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 10,800인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00013
합성예 8
상기 합성예 1에서 아크릴계 공중합체 중합시 단량체 상기 화학식 7의 메타크릴산 아지리디닐을 대신하여 하기 화학식 14의 에폭시계 메타크릴레이트를 사용한 것을 제외하고는 상기 합성예 1과 동일한 방법으로 실시하여 중량평균분자량이 12,300인 아크릴계 공중합체를 제조하였다.
Figure 112006092347511-pat00014
합성예 9: (1,2-퀴논디아지드 화합물 제조)
4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀 1mol과 1,2-나프토퀴논디아지드 5-술폰산[클로라이드] 2mol을 축합반응시켜 [4,4'-[1-[4- [1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 에스테르]를 제조하였다.
　
실시예 1~6
합성예 1~6에서 얻어진 각 공중합체 100 중량부에 대하여, 합성예 9에서 얻어진 　[4,4'-[1-[4-[1-[4-히드록시페닐]-1-메틸에틸]페닐]에틸리덴]비스페놀 1,2-나프토퀴논디아지드-5-술폰산 에스테르] 20 중량부를 혼합한 후, 고형분 농도가 30 중량%가 되도록 디에틸렌글리콜 디메틸에테르에 용해시킨 뒤 0.2 ㎛의 밀리포아 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물 용액을 제조하였다.
　
실시예 7
합성예 1에서 얻어진 공중합체 100 중량부에 대하여, γ-글리시독시 프로필 트리 메톡시 실란(S-510, Chisso)을 　5중량부 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물 용액을 제조하였다.
　
비교예 1~2
합성예 7~8에서 얻어진 각 공중합체를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1~6과 동일하게 실시하여 감광성 수지 조성물 용액을 제조하였다.
　
상기 실시예 1~7 및 비교예 1~2에서 제조된 감광성 수지 조성물을 이용하여 하기와 같은 방법으로 물성을 평가하여, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
　
1) 감도 : 글래스(glass) 기판 상에 spin coater를 사용하여 상기 조성물 용액(1)을 도포한 뒤, 100 ℃로 3분간 hot-plate상에서 pre-bake하여 막을 형성하였다.
상기 얻어진 막에 소정 패턴 마스크를 사용하여 365 nm에서의 강도가 20.0 mW/cm3　인 자외선을 15초간 조사하였다. 이후, 테트라메틸 암모늄히드록시드 0.4 중량%의 수용액으로 25 ℃에서 130초 동안 현상한 후, 초순수로 90초간 세정한 다음 압축공기로 불어 건조하였다.
상기에서 형성된 패턴에 강도가 25.0 mW/cm3인 자외선을 32초간 조사한 뒤, 오븐 속에서 220°C로 60분간 가열하여 경화시켜 패턴막을 얻었다.
　
2) 잔막률 : 글래스(glass) 기판상에 포토레지스트 조성물을 스핀 코터를 사용하여 도포하고, 예비소성(prebake) 한 후의 두께와 후경화(post bake)를 통한 용매 제거 후의 형성된 막의 두께를 측정하여 비율측정을 통하여 잔막률을 구하였다.
　
3) UV투과율 : 투명성의 평가 분광광도계를 이용하여 패턴막의 400nm의 투과율을 측정하였다.
삭제
삭제
　
4) 저장안정성 : 23 ℃, 40%의 습도를 유지하는 크린룸에 3주간 1일 단위로 방치 후, 감도 (mJ/sqcm) 변화를 체크하였다. 이때, 3주간의 변화율이 10% 미만인 경우를 ○, 10 ~ 20%인 경우를 △, 20%를 넘는 경우를 ×로 나타내었다.
구분 감도 잔막률 (%) UV투과율 (400nm) 저장안정성
실시예 1 100 94 94.1 ○
실시예 2 120 93 92.3 ○
실시예 3 135 92 92.2 ○
실시예 4 130 91 92.8 ○
실시예 5 150 90 93.2 ○
실시예 6 150 91 92.6 ○
실시예 7 145 93 92.1 ○
비교예 1 210 90 91.2 △
비교예 2 215 89 92.3 ×
상기 표 1로부터 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 비교예 1 내지 2의 조성물과 비교할 때 투과도, 저장안정성 및 감도 면에서 우수한 결과를 나타내는 것을 확인할 수 있었다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 절연성, 감도 등의 성능이 우수할 뿐만 아니라, 특히 잔막률, UV투과율, 현상성 및 저장안정성 등의 물성이 현저히 향상된 것으로서 LCD 제조공정의 층간 절연막으로 유용하게 사용될 수 있다.

Claims (12)

  1. [A] 알칼리 가용성 수지, [B] 감광제 및 [C] 용매를 포함하는 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지가 　(a) 아지리딘기 함유 불포화 화합물; (b) 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물; (c) 올레핀계 불포화 화합물; 로부터 얻어진 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  2. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지가 하기 화학식 1 내지 화학식 6으로 표현되는 아지리딘기 함유 불포화 화합물 중 1종 이상의 화합물로부터 유도된 구성단위를 포함한 공중합체인 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
    [화학식 1]
    Figure 112008004884545-pat00022
    (R1　~ R3는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C10의 알킬기, C1　~C10의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
    [화학식 2]
    Figure 112008004884545-pat00016
    (R1　~ R3는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)　
    [화학식 3]
    Figure 112008004884545-pat00017
    (R1　~ R6는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)　
    [화학식 4]
    Figure 112008004884545-pat00018
    　
    (R1　~ R7은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 　C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)　
    [화학식 5]
    Figure 112008004884545-pat00019
    (R1　~ R7은 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C15의 알킬기, C1　~C15의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)　
    [화학식 6]
    Figure 112008004884545-pat00020
    (R1　~ R6는 서로 독립적으로 수소 원자 또는 C1　~C10의 알킬기, C1　~C10의 알콕시기, 페닐기 또는 벤질기이다.)
    　
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 폴리스티렌 환산중량평균분자량 (Mw)이 3,000 ~ 25,000 인 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 아지리딘기 불포화 화합물(a)로 유도된 구성단위 5~50중량%, 불포화 카르본산, 불포화 카르본산 무수물, 또는 이들의 혼합물(b)로부터 유도된 구성단위 30~80중량%, 올레핀계 불포화 화합물로부터 유도된 구성단위 10~60중량%를 포함한 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  6. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 　알칼리 가용성 수지[A] 100중량부에 대하 여 감광제[B]를 5 ~ 80 중량부　포함한 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  7. 제 1항에 있어서, 상기 조성물의 고형분은 15 내지 60 중량%인 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 감광제[B]로서 1,2- 퀴논디아지드 화합물, 1,2-퀴논디아지드 4-술폰산 에스테르, 1,2-퀴논디아지드 5-술폰산 에스테르 및 1,2-퀴논디아지드 6-술폰산 에스테르 화합물 중 1종 이상을 선택하여 사용한 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  9. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은 카르복실기, 메타크릴기, 이소시아네이트기 또는 에폭시기의 반응성 치환기를 갖는 실란화합물 중 1종 이상을　알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 30 중량부 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유기 절연막용 감광성 수지 조성물.
    　
  10. 제 8항에 있어서, 상기 1,2-퀴논디아지드 화합물은 나프토퀴논디아지드 술폰산할로겐 화합물과 페놀 화합물을 에스테르화도 45~ 85%로 반응시킴으로써 수득되는 것임을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
    　
  11. 제 1 항, 제 2 항 및 제 4 항 내지 제 10 항　중 어느 한 항의 조성물을 이용하여 제조된 유기절연막.
    　
  12. 제 11항의 유기 절연막을 포함하는 디스플레이 장치.
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