[发明专利]用于液晶显示器的黑色矩阵高敏感度光刻胶组合物以及使用该组合物制备的黑色矩阵

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于液晶显示器的黑色矩阵光刻胶组合物以及使用该组 合物制备的黑色矩阵。更具体而言，本发明涉及一种用于液晶显示器的黑色 矩阵光刻胶组合物，其中，在确保宽的制程范围(process margin)的同时，光 敏感度高且少量的曝光便可稳定地形成图案，由此减少了处理时间并提高了 产量，并且确保了将优异的光屏蔽特性容易地应用于使用更亮的背光的大型 TV上。

本申请要求于2006年12月26日向韩国工业产权局提交的韩国专利申请 10-2006-133555号的优先权利益，并将其全部内容以引用的方式完全并入本 文。

背景技术

一般而言，在通过使用含有颜料的光刻胶组合物形成的图案中，由于显 影或水洗而容易出现缺陷，并且如果改善图案的粘附力，在显影时非图像部 分的溶解度将变差，且可能易于产生污染。引起这些问题的原因是因为交联 密度低且光敏感度低，也就是说，在通过显影形成图案时，显影范围是狭窄 的。

为了改善对比度，通常将称作黑色矩阵的黑色晶格图案置于滤光片的彩 色像素之间。根据现有技术，在黑色矩阵中使用铬。在该方法中，铬沉积在 玻璃基板的整个表面且通过蚀刻方法形成图案，而该蚀刻方法需要高成本且 会引起例如铬的高反射率和由含铬废水造成的环境污染的问题。由于该原因， 人们已积极地对树脂黑色矩阵进行了各种研究，这些研究使用其中能够进行 瞬间处理(minute processing)的颜料分散方法。

通过将不同颜色的颜料或多种颜料混合来制备具有黑色的黑色矩阵光刻 胶组合物。由于光刻胶组合物用于屏蔽光线，因此它包含大量的不被显影溶 液熔化的颜料。由于该原因，黑色矩阵光刻胶组合物存在下列问题。显影性 质不佳，需要长时间的显影，或不能获得需要的分辨率。因此，在制造含有 黑色矩阵的各种颜色的滤光片时需要改善显影性质。

虽然人们已经对使用彩色颜料而非炭黑来制备黑色组合物进行了研究， 但是与炭黑不同，彩色颜料具有差的光屏蔽性质。由于该原因，黑色矩阵光 刻胶组合物需要以高的混合比率含有所述彩色颜料。结果，组合物的粘性增 加，这使得难以处理该组合物或者降低了形成的膜的强度或该膜对基板的粘 附力。

如此，需要进行大量研究来形成具有优异的着色力、掩盖力和绝缘性质 以及显影性质的用于液晶显示器的黑色矩阵光刻胶组合物。目前，人们已经 研究了黑色矩阵光刻胶组合物。

因此，人们对于光刻胶组合物已进行了大量研究，并将结果披露如下。 例如，日本专利申请公开2005-156930号披露了一种滤光片组合物，为了改 善敏感度的目的，其使用了以新的方式显影的粘合剂；以及日本专利申请公 开2005-338328号披露了一种黑色树脂组合物，通过使用高敏感性光聚合引 发剂来改善其敏感度。此外，日本专利申请公开2004-347916号披露了一种 黑色矩阵组合物，通过引入光聚合引发剂和有机磷化合物来改善其敏感度。 作为其它的实例，日本专利申请公开2005-215378、2005-227797、 2005-275218、2000-227654、1999-326606和1999-143056号，美国专利 5,866,298号以及韩国专利申请公开2006-0076413和2002-0031093号披露了 黑色矩阵的发展。

近年来，LCD(液晶显示器)在平板显示器领域中越来越重要。着重于现 有的小或中等尺寸的移动显示器或监视器的LCD领域的范围转移到大型的 监视器或TV的范围。随着玻璃尺寸的增加，需要确保高敏感度以减少加工 时间。因为由于屏幕尺寸增加而需要提高亮度，所以已经采用提高了亮度的 背光。随着背光亮度的增加，黑色矩阵需要具有比现有技术更优异的光屏蔽 性质。因为为了改善光屏蔽性质而增加了组合物中炭黑的含量，所以黑色矩 阵的加工特性劣化。因为炭黑有效地吸收紫外线和可见光线，所以当辐射紫 外线来形成图案时，很难将光线传送到抗蚀剂膜的下端。结果，很难使下端 硬化，粘附力劣化，且形成T-顶端型图案，其中在显影时部分被移开或者下 部会凹陷。辐射的能量持续减小而减少加工时间，由此变得难于确保稳定的 图案。

因此，需要对具有对基板改善的粘附力、宽显影制程范围和改善的光敏 感度的黑色矩阵光刻胶组合物进行大量研究。

发明内容

技术问题