用于制备滤色片的感光树脂组合物和图像传感器用滤色片制造技术

提供了一种感光树脂组合物，该组合物可用碱性水溶液显影并适合于制备图像传感器用滤色片。所述组合物含有碱溶性树脂、可光聚合的单体、光聚合引发剂、着色剂和溶剂。作为着色剂，颜料和染料组合使用。使用该组合物能形成显示优异的颜色再现性和对比度的微细像素。因此，该组合物可以用于制备图像传感器的高分辨率滤色片。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种可用碱性水溶液显影且适合用于制备图像传感器用滤色片的感光树脂组合物。
技术介绍
图像传感器是由几百万个光电元件组成的装置。图像传感器根据光的强度将光转换成电信号。使用这种图像传感器使数字输入装置能够在将图像数字化成数字图像之前记录图像。随着近来科技的快速发展，对用于各种安全系统和数码相机的图像传感器的需求呈指数增长。 图像传感器包括像素阵列，即，以二维矩阵形式排列的多个像素，每个图像传感器包括光检测器和传输/信号输出装置。根据应用于图像传感器的传输/信号输出装置，图像传感器大致分为两种类型，即电荷耦合装置(CCD)图像传感器和互补金属氧化物半导体(CMOS)图像传感器。 CMOS图像传感器的结构如图1所示。图像传感器的滤色片的作用是将入射光分离成红色光(R)、绿色光(G)和蓝色光(B)组分，并将分离的组分传输到每个像素相应的光电二极管。 研究和开发已集中在用于制备仅仅用于液晶显示器而非图像传感器的滤色片的与水溶性碱性显影剂相容的感光树脂组合物。 最近，一种用来提高图像处理装置特别是数码相机的图像质量的手段是，将像素一边的长度从3-5μm降低到1μm。这些条件需要显著改进的像素材料。 在公开了用于制备图像传感器的滤色片的组合物的专利公开中，韩国专利公开No.2006-0052171以及日本专利公开No.2004-341121涉及约为2.0μm×2.0μm的微细图案的形成方法。这些方法的特征是用染料替代颜料作为着色剂，以形成高密度的像素。然而，由于染料受光和热的影响很大，由该组合物形成的微细像素长期可靠性很差。(数据显示了1小时至最多20小时情况下的可靠性)。日本专利公开平7-1 72032涉及一种使用黑色矩阵(blackmatrix)形成微细R、G和B像素以防止各像素之间的颜色混合和像素位错的方法。然而，该方法需要附加步骤以形成黑色矩阵，并且基本上不可能完善地形成黑色矩阵。另外，黑色矩阵会导致低开口率(opening ratio)。 当前，对具有优异的颜色特性的组合物的需求持续增长，以制造具有有很高的颜色再现性和对比度的高品质图像的图像传感器。尤其是，需要降低绿色光和蓝色光的透光率曲线会合的交叉点的透光率至40％或更低，同时，需要将RGB组合物在各波长区域(交叉干扰(cross talk))中的透光率值最小化，即400-550nm波长范围内红色组合物的透光率、400-460nm和620-700nm波长范围内绿色组合物的透光率以及520-700nm波长范围内蓝色组合物的透光率。
技术实现思路
根据本专利技术的一方面，提供了一种用于制备滤色片的感光树脂组合物，该组合物含有碱溶性树脂、可光聚合的单体、光聚合引发剂、着色剂和溶剂，其中颜料和染料用作着色剂。本专利技术的感光树脂组合物可用于形成显示出很高的颜色再现性和对比度的超微细像素。此外，颜料和染料可以高度耐热和耐光，且该树脂组合物可以用于形成达1.0μm2，例如1.7μm2的超微细正方形像素的图案，而在未曝光区域没有任何残留。 本专利技术的感光树脂组合物可以含有(1)约0.5重量％至约30重量％的碱溶性树脂，(2)约0.5重量％至约30重量％的可光聚合的单体，(3)约0.1重量％至10重量％的光聚合引发剂，(4)约0.1重量％至约40重量％的颜料，(5)约0.1％至约20重量％的染料，和(6)余量的溶剂。 所述染料可以含有选自由式1、式2、式3和式4表示的化合物中的至少一种化合物 在式1中，各R1独立地为H或CH3，各R2独立地为C1-C10烷基，各Y独立地为N、O或S，各Z独立地为N、O、S或C，n为1-3，且X为卤素、ClO4、PF6、SbF6、BF4或 在式2中，R1、R2、Y、Z、n和X与式1定义的相同； 在式3中，M为Cu、Zn、V＝O、Fe、Ni、Co、In-Cl、In-烷基或In-烷氧基，且各X独立地为H、F、Cl、Br或I；以及 在式4中，M和X与式3定义的相同。 根据本专利技术的另一方面，提供了用于图像传感器的滤色片，该滤色片包括使用该感光树脂组合物形成的图案。 附图说明 图1是CMOS图像传感器的横截面示意图； 图2是使用实施例1中制备的组合物形成的像素图案的扫描电子显微镜照片(SEM)的顶视图； 图3是使用对比例1中制备的组合物形成的像素图案的扫描电子显微镜照片(SEM)的顶视图。 具体实施例方式 在下文，本专利技术的详细描述中将更全面地描述本专利技术，其中，描述了一些但不是本专利技术所有的实施方式。实际上，本专利技术可以用许多不同的形式来实现，而不应理解为限制成本文所陈述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开满足可适用的法律要求。 本专利技术中使用的碱溶性树脂为含羧基的丙烯酸粘合剂树脂。特别地，所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂为具有一个或多个羧基的烯键式不饱和单体与其它能与所述具有一个或多个羧基的烯键式不饱和单体共聚的烯键式不饱和单体的共聚物。 在所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂中，所述具有一个或多个羧基的烯键式不饱和单体的含量为约10重量％至约40重量％，例如，约20-30重量％。 所述具有一个或多个羧基的烯键式不饱和单体可以为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸、或它们的混合物。 能与具有一个或多个羧基的烯键式不饱和单体共聚的烯键式不饱和单体的例子包括但不限于苯乙烯化合物，如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯和乙烯基苄基甲基醚；不饱和羧酸酯，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、丙烯酸-2-羟丁酯、甲基丙烯酸-2-羟丁酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯和甲基丙烯酸苯酯；不饱和羧酸氨基烷基酯，如丙烯酸-2-氨乙酯、甲基丙烯酸-2-氨乙酯、丙烯酸-2-二甲基氨乙酯和甲基丙烯酸-2-二甲基氨乙酯；羧酸乙烯酯，如乙酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；不饱和羧酸缩水甘油酯，如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；丙烯腈化合物，如丙烯腈和甲基丙烯腈；不饱和酰胺，如丙烯酰胺和甲基丙烯酰胺。所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂中可以包括选自上述烯键式不饱和单体中的一种或几种单体。 所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂的重均分子量(MW)为约10000至约70000，例如，约20000至约50000。 所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂的例子包括但不限于甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物和甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物。 以组合物的总重量为基准，该组合物中含羧基的丙烯酸粘合剂树脂的含量可以为约0.5重量％至30重量％。当含羧基的丙烯酸粘合剂树脂在组合物中的含量小于约0.5重量％时，用碱性显影溶液可能不会使该组合物显影。同时，当含羧基的丙烯酸粘合剂树脂在组合物中的含量超过约30重量％时，该组合物交联较差，表面变得粗糙。 所述含羧基的丙烯酸粘合剂树脂在确定使用所述组合物形成的像素本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备滤色片的感光树脂组合物，该组合物含有碱溶性树脂、可光聚合的单体、光聚合引发剂、作为着色剂的颜料和染料、以及溶剂，其中，所述染料含有选自由式１、式２、式３和式４表示的化合物中的至少一种化合物：　　　　＊＊＊　　（１）　　　　式１中，各Ｒ↓［１］独立地为Ｈ或ＣＨ↓［３］，各Ｒ↓［２］独立地为Ｃ↓［１］－Ｃ↓［１０］烷基，各Ｙ独立地为Ｎ、Ｏ或Ｓ，各Ｚ独立地为Ｎ、Ｏ、Ｓ或Ｃ，ｎ为１－３，且Ｘ为卤素、ＣｌＯ↓［４］、ＰＦ↓［６］、ＳｂＦ↓［６］、ＢＦ↓［４］或＊＊＊；　　　　＊＊＊　　（２）　　　　式２中，Ｒ↓［１］、Ｒ↓［２］、Ｙ、Ｚ、ｎ和Ｘ与式１定义的相同；　　　　＊＊＊　　（３）　　　　式３中，Ｍ为Ｃｕ、Ｚｎ、Ｖ＝Ｏ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｉｎ－Ｃｌ、Ｉｎ－烷基或Ｉｎ－烷氧基，且各Ｘ独立地为Ｈ、Ｆ、Ｃｌ、Ｂｒ或Ｉ；以及　　　　＊＊＊　　（４）　　　　式４中，Ｍ和Ｘ与式３定义的相同。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：金宰贤，李吉成，郑宜濬，李昌珉，金成赫，
申请(专利权)人：第一毛织株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]