KR100787729B1 - 블랙 매트릭스용 수지 조성물, 블랙 매트릭스의 제조방법및 이를 이용한 컬러필터 - Google Patents

블랙 매트릭스용 수지 조성물, 블랙 매트릭스의 제조방법및 이를 이용한 컬러필터 Download PDF

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박종승
이인재
홍진기
이천석
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Abstract

본 발명은 함불소 아크릴계 수지 및 카도계 수지를 포함하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물, 이를 이용한 블랙 매트릭스를 제조하는 방법 및 상기 블랙 매트릭스가 장착된 컬러필터에 관한 것으로, 상기 수지 조성물을 이용하여 형성된 블랙 매트릭스 패턴은 잉크와의 최적의 반발력을 발현함으로써, 잉크의 픽셀 내 차지 않는 현상 및 픽셀간 번지는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있기 때문에, 컬러필터에 유용하게 적용될 수 있다.
컬러필터, 블랙 매트릭스, 함불소 아크릴계 수지, 잉크젯, 픽셀

Description

블랙 매트릭스용 수지 조성물, 블랙 매트릭스의 제조방법 및 이를 이용한 컬러필터{Resin Composition for Black Matrix, Method for Preparing a Black Matrix Pattern and Color Filter Using the Same}
본 발명은 블랙 매트릭스용 수지 조성물, 블랙 매트릭스의 제조방법 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것으로, 좀 더 상세하게는 함불소 아크릴계 수지 및 카도계 수지를 포함하고 있어, 잉크와의 반발력을 최적화하고, 잉크의 픽셀 내 차지 않는 현상 및 픽셀간 번지는 현상을 방지할 수 있는 블랙 매트릭스용 수지 조성물, 이를 이를 이용한 블랙 매트릭스를 제조하는 방법 및 상기 블랙 매트릭스가 장착된 컬러필터에 관한 것이다.
액정디스플레이 장치는 경량화, 박형화, 저가, 저소비전력구동화 및 우수한 집적회로와의 접합성 등의 장점을 가지고 있어 노트북, PDA, 휴대폰 및 컬러 TV용으로 그 사용범위가 확대되고 있다. 상기와 같은 액정 디스플레이 장치는 블랙매트릭스, 컬러 필터 및 ITO 화소전극이 형성된 하부 기판(Color filter array)과 액정층, 박막트랜지스터, 축전 캐패시터층으로 구성된 능동회로부와 ITO 화소전극이 형 성된 상부의 기판(TFT array)을 포함하여 구성된다.
그 중, 컬러필터의 제조방법으로는 착색안료 미립자가 감광성 수지 조성물로 분산되는 적색, 녹색, 청색의 픽셀 및 블랙 매트릭스를 유리 기판상에 형성하는 방법이 사용된다. 또한, 상기 구성 중 블랙 매트릭스는 박막 트랜지스터를 투과한 빛에 의한 콘트라스트의 저하를 방지하기 위해 기판의 투명화소 전극 이외로 투과되어 제어되지 않은 광을 차단하는 역할을 하며, 적색, 녹색, 청색의 착색층은 백색광 중 특정 파장의 빛을 투과시켜 색을 표현할 수 있도록 하는 것이 주요 역할이다.
일반적으로, 컬러필터의 기판은 염색법, 인쇄법, 안료분산법, 전착법 등에 의해 제조되고 있다. 상기 염색법의 경우 유리기판상에 블랙 매트릭스를 형성한 후, 젤라틴 등의 천연감광성수지, 아민 변성 폴리비닐알코올, 아민 변성 아크릴수지 등의 합성 감광성 수지에 중크롬산을 가하여 감광화한 감광액을 도포하고, 포토마스크를 통해 빛에 노출시킨 후 현상하거나, 마스킹 피막과 산성염료에 의한 염색을 이용하여 제조하고 있다.
그러나, 다색을 동일 기판상에 형성시킬 필요가 있기 때문에 색상을 변화시킬 때 마다 방염가공을 할 필요가 있어 공정이 매우 복잡하고 긴 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 분산성 및 선명성 등은 좋으나, 내광성, 내습성 및 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성이 나쁜 단점이 있다.
대한민국 특허공고 제91-4717호와 대한민국 특허공고 제94-7778호에는 염료로서 아조화합물과 아지드화합물을 사용하는 것이 개시되어 있으나, 안료형에 비하 여 내열성 및 내구성이 떨어지는 단점을 갖는다.
상기 인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색 박막이 형성된다. 상기의 방법에 의하면 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 단점이 있다.
대한민국 공개특허 제95-703746호 및 대한민국 공개특허 제96-11513호에는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 개시하고 있는데, 상기 방법은 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 컬러레지스트 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 되는 문제점이 있다.
이와 달리, 대한민국 공개특허 제93-700858호, 대한민국 공개특허 제96-29904호 및 대한민국 공개특허 제96-29904호에는 전기침전법을 이용한 전착법을 개시하고 있는데, 상기 전착법은 정밀한 착색망을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 향후 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양쪽 끝에 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막 두께가 두꺼워져서, 고도의 정밀성을 요구하는 컬러필터에 적용하기가 어렵다는 문제점이 있다.
안료분산법은 블랙 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅-노광-현상-열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막이 형성되는 방법이다. 상기 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 미세 패턴의 구현이 우수하고 제조방법이 비교적 용이하여 보편적으로 채용하고 있다.
예컨대, 대한민국 공개특허 제92-702502호, 대한민국 특허공고 제94-5617호, 대한민국 특허공고 제95-11163호, 대한민국 공개특허 제95-700359호 등에서는 안료분산을 이용한 컬러레지스트 제조방법이 개시되어 있다.
그러나, 상기 방법은 화소를 형성하기 위하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 대하여 각각 코팅, 노광, 현상 및 경화하는 과정을 요구하여 제조 공정 라인이 너무 길어지고 공정간 제어인자가 많아짐에 따라 수율 관리에 어려움이 있다. 또한, 모니터, TV 등에서 높은 색재현률과 높은 명암비가 요구됨에 따라 코팅막 두께를 크게 하여야 하는 등 실제 생산공정에서 여러 가지 문제점들을 지니고 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 최근에는 종래의 안료분산법을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공정방식이 사용되고 있는 데, 대표적인 것이 잉크젯 프린팅 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식에서는 유리기판 상에 블랙 매트릭스 등의 차광층을 형성하고 상기 화소 공간에 잉크를 주입하는 방식이다.
상기 잉크젯 프린팅 방식은 컬러필터를 제조함에 있어서 별도의 코팅, 노광, 현상 등의 공정이 불필요하므로, 공정에 필요한 재료를 절감할 수 있고, 공정의 단순화를 가능하게 한다.
상기 잉크젯 방식에서, 사용되는 잉크는 대부분 안료, 수지, 분산제 및 유기 용제 등을 포함하는 액상 조성물이며, 컬러필터가 균일하고 우수한 컬러특성을 갖기 위해서는 픽셀간 컬러층이 균일하게 형성되어야 한다. 또한, 잉크가 블랙 매트릭스와 적절한 계면 특성을 가지지 못하면, 인접 픽셀 개구부로 토출된 잉크가 넘치거나 튀어서 오염되게 되는데, 이러한 화소 공간 사이에서 잉크의 번짐 현상이 발생하면, 액정 표시 장치의 컬러 특성이 저하되는 문제점이 발생하게 된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 함불소 아크릴계 수지 및 카도계 수지를 포함하고 있어, 잉크와의 반발력을 최적화하고, 잉크의 픽셀내 차지 않는 현상 및 픽셀간 번지는 현상을 방지할 수 있는 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 상기 수지 조성물을 이용하여 블랙 매트릭스를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 이용하여 형성된 블랙 매트릭스가 장착된 컬러필터를 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하나의 양상은, 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 아크릴계 수지와 하기 화학식 2로 표시되는 카도계 수지를 포함하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제공하는 것이다.
Figure 112007067053158-pat00001
삭제
상기 식에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 -H 또는 -CH3이고,
R4는 -H, -CH3 또는 -OC(CH3)3이며,
n은 1 내지 20의 정수이고,
x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 50의 정수이다.
Figure 112007067053158-pat00002
삭제
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1 ~ 5의 알킬기이고,
R3는 -CH2R'(R'은 아크릴기 또는 메타아크릴기)이며,
R4는 수소원자, 비닐기, 아크릴기 또는 메타아크릴기이고,
X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -CH2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2-, -O- 또는
Figure 112007067053158-pat00003
이거나, 또는 직접 결합하고,
Z 및 Z'는 각각 독립적으로 산무수물 또는 산이무수물의 잔기이고,
m은 1 내지 50의 정수이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 양상은 (a) 본 발명에 의한 조성물을 기판 상에 0.5 내지 10㎛의 두께로 도포하는 단계, (b) 상기 도포된 수지 조성물에 190 내지 450㎚ 영역의 자외선 또는 X선을 조사하는 노광단계, (c) 상기 조사된 도포층을 현상액으로 처리하여 패턴을 형성하는 현상단계 및 (d) 상기 현상단계에 의해 수득된 패턴을 160 내지 300℃에서 가열 또는 활성선 조사 등을 행하여 경화하는 단계를 포함하는 블랙매트릭스의 제조방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 양상은, 상기의 수지 조성물을 이용하여 형성된 블랙매트릭스가 장착된 컬러필터를 제공하는 것이다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명의 블랙 매트릭스용 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 아크릴계 수지와 하기 화학식 2로 표시되는 카도계 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112007001633734-pat00004
상기 식에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 -H 또는 -CH3이고,
R4는 -H, -CH3 또는 -OC(CH3)3이며,
n은 1 내지 20의 자연수이고,
x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 50의 정수이다.
[화학식 2]
Figure 112007001633734-pat00005
상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1 ~ 5의 알킬기이고,
R3는 -CH2R'(R'은 아크릴기 또는 메타아크릴기)이며,
R4는 수소원자, 비닐기, 아크릴기 또는 메타아크릴기이고,
X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -CH2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2-, -O- 또는
Figure 112007067053158-pat00006
이거나, 또는 직접 결합하고,
Z 및 Z'는 각각 독립적으로 산무수물 또는 산이무수물의 잔기이고,
m은 1 내지 50의 정수이다.
상기 화학식 1로 표시되는 함불소 아크릴계 수지는 블랙 매트릭스에 소수성을 증대시켜 잉크와의 반발력을 발현하는 역할을 한다. 따라서, 상기의 수지가 적용된 블랙 매트릭스는 잉크와 최적의 반발력을 발현하여, 잉크의 픽셀내 차지 않는 현상 및 픽셀간 번지는 현상을 방지할 수 있어, 잉크젯 방식에 적용할 때 우수한 성능의 컬러 필터를 제조할 수 있다. 또한 다른 첨가 성분과의 상용성이 우수하고, 현상시 쉽게 제거되어 픽셀 내부에 잔류되지 않는 특징을 갖는다.
상기 화학식 1로 표시되는 함불소 아크릴계 수지의 예로는 메타아크릴산, 메틸 메타아크릴산, 스타렌, 4-메틸 스타렌, 4-부톡시 스타렌, 1-메틸 스타렌, 1-메틸 4'-메틸 스타렌, 1-메틸 4'-부톡시 스타렌, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타 플루오로-n-테트릴)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타 플루오로-n-펜틸)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나 플루오로-n-헥실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(운데카 플루오로-n-헵틸)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리데카 플루오로-n-옥틸)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타데카 플루오로-n-노닐)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타데카 플루오로-n-데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나데카 플루오로-n-운데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1- 히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헤니코사 플루오로-n-도데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리코사 플루오로-n-트리데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타코사 플루오로-n-테트라데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나코사 플루오로-n-펜타데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타코사 플루오로-n-펜타데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나코사 플루오로-n-헵타데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리트리아콘타 플루오로-n-옥타데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타트리아콘타 플루오로-n-노나데실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타트리아콘타 플루오로-n-이코실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나트리아콘타 플루오로-n-헤니코실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헨테트라콘타 플루오로-n-도코실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리테트라콘타 플루오로-n-트리코실)에스테르 아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타 플루오로-n-테트릴)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타 플루오로-n-펜틸)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나 플루오로-n-헥실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(운데카 플루오로-n-헵틸)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드 록시-(트리데카 플루오로-n-옥틸)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타데카 플루오로-n-노닐)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타데카 플루오로-n-데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나데카 플루오로-n-운데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헤니코사 플루오로-n-도데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리코사 플루오로-n-트리데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타코사 플루오로-n-테트라데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나코사 플루오로-n-펜타데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타코사 플루오로-n-펜타데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나코사 플루오로-n-헵타데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리트리아콘타 플루오로-n-옥타데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(펜타트리아콘타 플루오로-n-노나데실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헵타트리아콘타 플루오로-n-이코실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(노나트리아콘타 플루오로-n-헤니코실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(헨테트라콘타 플루오로-n-도코실)에스테르 메타아크릴산, 1-히드록시,1-히드록시,2-히드록시,2-히드록시-(트리테트라콘타 플루오로-n-트리코실)에스테르 메타아크릴산 등 으로부터 선택된 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 함불소 아크릴계 수지의 함량은 0.5 ~ 30 중량% 가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 ~ 15 중량%이다. 함량이 0.5 중량% 미만인 경우, 잉크와의 반발력이 부족하여 픽셀간 잉크의 번짐이 발생할 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우 잉크와의 반발력이 너무 커서 픽셀내에 잉크가 차지 않는 현상이 다발할 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 함불소 아크릴계 수지의 중량평균 분자량(Mw)은 1,000 ~ 30,000이고, 보다 바람직하게는 2,000 ~ 10,000이다.
본 발명에 있어, 상기 화학식 2로 표시되는 카도계 수지는 3,3-비스(4-히드록시페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(4-히드록시-2,5-디메틸페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(4-히드록시-1-나프틸)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(4-히드록시-5-이소프로필-2-메틸페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(3,5-디브로모-4-히드록시페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 3,3-비스(4-히드록시-3,5-디요오드페닐)-2-벤조퓨란-1(3H)-온, 9,9-비스(4-히드록시페닐)-10-안트론, 1,2-비스(4-카르복시페닐)카보란, 1,7-비스(4-카르복시페닐)카보란, 2-비스(4-카르복시페닐)-N-페닐프탈이미딘, 3,3-비스(4'-카르복시페닐)프탈라이드, 9,10-비스-(4-아미노페닐)-안트라센, 안트론 디아닐린, 아닐린 프탈레인 등을 들 수 있다. 비스(4-히드록시페닐)설폰, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)설폰 및 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)설폰, 비스(4-히드록시페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)헥사플 루오로프 로판 및 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)헥사플루오로프로판, 비스(4-히드록시페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)디메틸실란 및 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)디메틸실란, 비스(4-히드록시페닐)메탄, 비스(4-히드록시-3,5-디클로로페틸)메탄 및 비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)메탄, 2,2-비스(4-히드록시페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)프로판, 2,2-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)프로판 및 2,2-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)프로판, 비스(4-히드록시페닐)에테르, 비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)에테르 및 비스(4-히드록시-3,5-디클로페닐)에테르, 9,9-비스(4-히드록시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-클로로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-브로모페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-플루오로페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3-메톡시페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디메틸페닐)플루오렌, 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디클로로페닐)플루오렌 및 9,9-비스(4-히드록시-3,5-디브로모페닐)플루오렌 등의 화합물로부터 얻을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 화학식 2에서 Z는 산무수물 또는 산이무수물의 잔기를 나타내는 것으로 산무수물 화합물의 예로는 무수메틸렌도메틸렌테트라히드로프탈산, 무수클로렌드산 및 무수메틸테트라히드로프탈산을 들 수 있으며, 산이무수물 화합물의 예로는, 무수피로엘리트산, 벤조페논테트라카르복실산이무수물, 비페닐테트라카르복실산이무수물, 및 비페닐에테르테트라카르복실산이무수물 등의 방향족 다가카르복시산무수물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 사용되는 상기 화학식 2로 표시되는 카도계 수지는 상용성이 우수하여 기타 첨가제와의 쇼크를 방지하고, 밀착성 및 막강도를 향상시킬 수 있다. 또한, 내열성 및 내광성이 우수하여 고온에서의 작업이 가능하다.
상기 카도계 수지의 함량은 1 ~ 30 중량%가 바람직하고, 보다 바람직하게는 2 ~ 10 중량%이다. 함량이 1 중량% 미만인 경우, 패턴의 밀착성에 문제가 있을 수 있고, 30 중량%를 초과할 경우 감도가 저하되는 문제가 있을 수 있다.
또한, 본 발명에서 상기 카도계 수지의 중량평균 분자량(Mw)은 3000 ~ 20,000이고, 보다 바람직하게는 5,000 ~ 10,000이다.
본 발명에 의한 상기 블랙매트릭스용 수지 조성물은 함불소 아크릴계 수지, 카도계 수지 외 반응성 불포화 화합물, 개시제 및 용제를 포함한다.
특히, 본 발명의 조성물은 함불소 아크릴계 수지 0.5 ~ 30 중량%, 카도계 수지 1 ~ 30 중량%, 반응성 불포화 화합물 1 ~ 30 중량%, 개시제 0.1 ~ 10 중량% 및 잔량으로서 용제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 반응성 불포화 화합물은 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 모노머 또는 올리고머로서, 예를들면 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트,비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 노블락에 폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 및 1,6-헥산디올디메타크릴레이트로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택한 것을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서 상기 반응성 불포화 화합물의 함량은 1 ~ 30 중량% 범위로서, 함량이 1 중량% 미만이면 패턴 형성 후 충분한 경화를 하지 못해 신뢰성에 문제가 발생할 수 있으며, 30 중량%를 초과하면 해상도 및 밀착력에 문제가 생길 수 있다. 상기 반응성 불포화 화합물은 알칼리 수용액에 용해되기 쉽게 하기 위해서 산무수물로 처리된다.
상기 개시제로는 광중합개시제 및 라디칼개시제로 이루어진 군에서 선택 된 1종 이상을 사용할 수 있는데, 상기 광중합 개시제는 일반적으로 사용되는 아세토페논계의 화합물로써, 구체적인 예를 들자면 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 벤조페논, 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, 또는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스 (디메 틸 아미노)벤조페논, 또는 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등이 사용될 수 있다.
티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 또는 2-클로로 티오크산톤 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
벤조 인계 화합물로는 벤조인, 벤조 인 메틸 에테르, 벤조 인 에틸 에테르, 벤조 인 이소프로필 에테르, 벤조 인 이소브틸 에테르, 또는 벤질디메틸케탈 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
트리아진계 화합물로는 2,4,6,-트리클로로 s-트리아진,2-(4'-메틸페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-에틸페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-n-부틸페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-피페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 베틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리 클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 또는 2-4-트리 클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
그 밖에 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등이 사용될 수 있다.
또한, 상기 라디칼 중합 개시제로는, 공지의 과산화물계 개시제나 아조비스계 개시제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
과산화물계 개시제의 구체적인 예로는, 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 메틸이소부틸케톤퍼옥사이드, 시클로헥사논퍼옥사이드, 메틸시클로헥사논퍼옥사이드, 아세틸아세톤퍼옥사이드 등의 케톤퍼옥사이드류; 이소부티릴퍼옥사이드, 2,4-디클로로벤조일퍼옥사이드, o-메틸벤조일퍼옥사이드, 비스-3,5,5-트리메틸헥사노일퍼옥사이드 등의 디아실퍼옥사이드류; 2,4,4,-트리메틸펜틸-2-히드로퍼옥사이드, 디이소프로필벤젠히드로퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드 등의 히드로퍼옥사이드류; 디쿠밀퍼옥사이드, 2,5-디메틸-2,5-디(t-부틸퍼옥시)헥산, 1,3-비스(t-부틸옥시이소프로필)벤젠, t-부틸퍼옥시발레르산 n-부틸에스테르 등의 디알킬퍼옥사이드류; 2,4,4-트리메틸펜틸퍼옥시페녹시아세테이트, α-쿠밀퍼옥시네오데카노에이트, t-부틸퍼옥시벤조에이트, 디-t-부틸퍼옥시트리메틸아디페이트 등의 알킬퍼에스테르류; 디-3-메톡시부틸퍼옥시디카보네이트, 디-2-에틸헥실퍼옥시디카보네이트, 비스-4-t-부틸시클로헥실퍼옥시디카보네이트, 디이소프로필퍼옥시디카보네이트, 아세틸시클로헥실술포닐퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시아릴카보네이트등의 퍼카보네이트류를 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
아조비스계 개시제의 구체적인 예로는, 1,1'-아조비스시클로헥산-1-카보니트릴, 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴),2,2,-아조비스(메틸이소부티레이트), 2,2'-아조비스(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), α,α'-아조비스(이소부틸니트릴) 및 4,4'-아조비스(4-시아노발레인산)등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 개시제는 단독 또는 2종 이상의 혼합물로도 사용할 수 있고, 또한 증감제와 함께 병용할 수 있다.
상기 개시제의 함량은 0.1 내지 10 중량%의 범위가 바람직한데, 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 패턴 형성 후 충분한 경화를 하지 못해 신뢰성에 문제가 발생할 수 있으며, 10 중량%를 초과하면 해상도 및 밀착력에 문제가 생길 수 있다.
상기 용제로는 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸셀로솔브, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 에틸락테이트, 폴리에틸렌글리콜, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜메틸에테르 등이 사용될 수 있고, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 용제의 함량비율은 감광성 수지 조성물에 따라 상이하므로 구체적으로 규정할 수 없으나, 통상 조성물의 점도를 0.5 ~ 10cps 정도로 유지하도록 사용하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의한 상기 블랙매트릭스용 수지 조성물은 밀착력 및 기타 특성의 향상 등을 위해 필요에 따라 에폭시 화합물을 추가로 더 포함 할 수 있다. 상기 에폭시 화합물로는 페놀 노블락 에폭시 수지, 테트라 메틸 비-페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지 로부터 선택 된 1종 이상을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 에폭시 화합물의 함량은 전체 수지조성물에 대하여 0.01 ~ 5 중량%인 것이 바람직한데, 함량이 0.01 중량% 미만인 경우에는 그 효과가 미미하며, 함량이 5 중량%를 초과할 경우 저장성 및 공정마진에 문제가 있을 수 있다.
본 발명에 의한 상기 블랙매트릭스용 수지 조성물은 블랙 매트릭스의 광 차단 기능을 수행하기 위해 필요에 따라 흑색 안료를 포함할 수 있는데, 흑색 안료로는 차단 성능이 뛰어나고, 형성된 피막의 강도 또는 유리판에 대한 밀착성이 우수한 카본 블랙을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 카본 블랙은 단독으로 사용될 수도 있으나, 다른 착색 안료와 혼합하여 사용할 수도 있으며, 첨가 함량은 전체 수지조성물에 대하여 1 ~ 20 중량%, 바람직하게는 5 ~ 10 중량%의 양으로 첨가한다. 그 함량이 0.1 중량% 미만인 경우, 형성된 블랙매트릭스의 흡광도 가 너무 낮아지는 문제점이 발생할 수 있으며, 20 중량%를 초과하면 블랙매트릭스의 패턴 형성이 제대로 되지 않는 문제가 생길 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 상기 블랙매트릭스용 수지 조성물은 조성물의 분산성 향상을 위해 필요에 따라 분산제를 추가로 더 포함할 수 있다. 상기 분산제는 예를 들면, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 상세하게는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 분산제는 안료 함량 100 중량부에 대해서 0.1 ~ 10 중량부를 포함하는 것이 바람직한데, 그 함량이 0.1 중량부 미만인 경우, 안료의 분산성이 저하되어 안정성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있으며, 10 중량부를 초과하면 과다의 분산제의 존재로 인해, 안료의 색이 탁해지는 문제가 생길 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 (a) 본 발명에 의한 조성물을 기판 상에 0.5 내지 10㎛의 두께로 도포하는 단계, (b) 상기 도포된 수지 조성물에 190 내지 450㎚ 영역의 자외선 또는 X선을 조사하는 노광단계, (c) 상기 조사된 도포층을 현상액으로 처리하여 패턴을 형성하는 현상단계 및 (d) 상기 현상단계에 의해 수득된 패턴을 160 내지 300℃에서 가열 또는 활성선 조사 등을 행하여 경화하는 단계를 포함하는 블랙매트릭스의 제조방법에 관한 것이다.
이하, 본 발명에 의한 상기 블랙매트릭스의 제조방법을 보다 상세히 설명한다.
(a). 도포 단계
본 발명에 의한 상기 수지 조성물을 유리기판 위에 스핀 도포, 롤러 도포, 스프레이 도포 등과 같은 방법을 사용하여 0.5 내지 10 ㎛의 두께로 수지 조성물을 도포한다.
(b). 노광 단계
상기의 도포된 수지 조성물에 컬러필터에 필요한 블랙매트릭스 패턴을 형성하기 위해 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로는 예를 들면, 190 내지 450㎚, 바람직하게, 200 내지 400㎚ 영역의 UV 조사를 사용하며, 전자선 및 X선 조사도 사용할 수 있다.
(c). 현상 단계
상기 조사된 도포층을 현상액으로 처리하면 도포층의 비노광 부분이 용해되고 블랙매트릭스 패턴이 형성될 수 있다.
(d). 경화 단계
상기 공정에서 현상에 의해 수득된 화상 패턴의 내열성, 내광성, 밀착성, 내화학성 등의 면에서 우수한 패턴을 얻기 위해, 다시 160 내지 300℃에서 가열하거나 상기 노광 단계에서와 같은 활성선 조사 등을 행하여 경화시킬 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면은 상기 블랙매트릭스 조성물을 이용하여 형성된 블랙매트릭스가 장착된 컬러필터에 관한 것이다.
상기 컬러필터는 해상도, 밀착성, 막강도 등의 우수한 물리적 성질과 내열성, 내광성, 내화학성, 투명성 및 경시 안정성 등 측면에서 우수한 신뢰성을 갖는 상기 블랙매트릭스 패턴을 포함하고 있어, 우수한 색특성 및 균일한 패턴 형성이 가능하기 때문에, 노트북, PDA, 휴대폰 및 컬러 TV 등의 다양한 디스플레이 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐, 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예 1 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조(1)
하기 표 1과 같은 함량으로 각 성분을 혼합하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
함불소 아크릴 수지 및 카도계 수지는 각각 하기 화학식 3 및 화학식 4의 구조를 갖는 것을 사용하였다.
[화학식 3]
Figure 112007001633734-pat00007
상기식에서 x, y 및 z는 각각 5, 3 및 2이다.
[화학식 4]
Figure 112007001633734-pat00008
상기 식에서, R3는 메타아크릴기, Z는 3,3',4,4'벤조페논테트라카르복실산이무수물(3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride)의 잔기를 나타내고, k는 10이다.
[표 1]
Figure 112007001633734-pat00009
실시예 2 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조(2)
조성성분의 함량을 하기 표 2와 같이 변경한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
[표 2]
Figure 112007001633734-pat00010
실시예 3 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조(3)
함불소 아크릴 수지로서 상기 화학식 3에서 x, y 및 z가 각각 8, 1 및 2 인 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1와 동일하게 하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조(4)
함불소 아크릴 수지로서 하기 화학식 5로 표시되는 것을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 2와 동일하게 하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
[화학식 5]
Figure 112007001633734-pat00011
상기 식에서, x, y 및 z는 각각 3, 5 및 2이다.
실시예 5 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조(5)
상기 실시예 2에서 사용된 사카타 잉스 CI-M-050 대신 미쿠니 TCD001의 안료 분산액을 37 중량%를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조
상기 실시예 1의 화학식 3으로 표시되는 불소 함유 아크릴 수지를 사용하지 않고, 화학식 4로 표시되는 카도계 바인더를 15 중량%을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조
상기 실시예 1의 화학식 3으로 표시되는 불소 함유 아크릴 수지를 15 중량%를 사용하고, 화학식 4로 표시되는 카도계 바인더를 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 블랙 매트릭스용 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3 : 블랙 매트릭스용 수지 조성물의 제조
상기 실시예 1의 화학식 3으로 표시되는 불소 함유 아크릴 수지 및 화학식 4로 표시되는 카도계 수지를 사용하지 않고, 대신 통상의 아크릴 수지를 15 중량% (벤질메타아크릴레이트 : 메타크릴산 = 30 : 70)을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
실험예 1 : 패턴의 현상성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조한 수지조성물을 두께 1㎜의 유리기판상에 0.5∼2㎛ 두께로 도포하고, 핫 플레이트(Hot plate) 상에서 일정시간(1분), 일정온도(80℃)로 건조시켜 도막을 수득하였다.
계속해서 도막 위에 포토마스크를 대고 365㎚의 파장을 가진 고압수은램프를 사용하여 노광한 후 1% KOH계 수용액을 사용하여 30℃, 상압 하에서 100초 동안 현상을 행하였다.
상기 현상 후 열풍순환식 건조로 안에서 일정시간(40분), 일정온도(220℃)로 건조시켜 블랙 매트릭스 패턴을 수득하여 패턴의 현상성을 광학현미경으로 평가한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
하기 표 3에서, ○는 패턴 및 비노광 유리기판 상에 잔막이 없는 경우, △는 패턴상에는 잔막이 조금 있으나, 비노광 유리기판 상에 잔막이 없는 경우, ×는 패턴 및 비노광 유리기판 상에 잔막이 있는 경우를 각각 의미한다.
실험예 2 : 패턴의 균일성 평가
상기 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 3에서 제조한 수지조성물을 탈지 세척한 두께 1㎜의 크롬코팅 유리기판 상에 1 ~ 2㎛의 두께로 도포하고, 핫 플레이트(Hot plate) 상에서 일정시간(1분), 일정온도(80℃)로 건조시켜 도막을 수득하였다.
계속해서 도막 위에 포토마스크를 대고 365㎚의 파장을 가진 고압수은램프를 사용하여 노광한 후 1% KOH계 수용액을 사용하여 30℃, 상압 하에서 100초 동안 현상을 행하였다.
상기 현상 후 일정시간(40분), 일정온도(220℃)로 건조시켜 블랙 매트릭스 패턴을 수득하였고, 패턴 높이의 불규칙 유무를 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내 었다.
하기 표 3에서, ○는 동일 기판 상에 패턴의 높이차(ΔH)가 ± 0.2㎛ 이하인 경우, △는 동일 기판상에 패턴의 높이차(ΔH)가 ± 0.2 ~ ± 0.3㎛인 경우, ×는 동일 기판상에 패턴의 높이차(ΔH)가 ± 0.3㎛ 이상인 경우를 각각 의미한다.
실험예 3 : 잉크 반발력( 접촉각 ) 평가
상기 실험예 1의 현상성 평가에서 형성된 것과 동일하게 블랙 매트릭스 패턴을 형성한 다음, 패턴 위에 컬러 잉크 (블루; 안료 분산형 1 방울)를 떨어뜨린 후, 표면 접촉각을 측정한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
불소계 수지를 포함하지 않은 경우 낮은 접촉각을 나타내는데, 이는 소수성이 매우 낮은 경우이다. 반대로, 불소계 수지를 과량으로 포함한 경우 매우 높은 접촉각을 나타내는데, 이는 소수성이 과도하게 높은 경우이다. 따라서, 접촉각 수준을 측정함으로써, 블랙 매트릭스가 잉크와 적정한 반발력을 가지는지 평가하고, 최적의 계면특성을 가지는지 평가하고자 하였다.
하기 표 3에서, ○는 블랙 매트릭스에서의 잉크 접촉각이 67도±2도인 경우, △는 블랙 매트릭스에서의 잉크 접촉각이 67°± 5인 경우, ×는 블랙 매트릭스에서의 잉크 접촉각이 62° 보다 낮거나, 72° 보다 높은 경우를 각각 의미한다.
실험예 4 : 프린팅 결과 평가
상기 실험예 1의 현상성 평가에서 형성된 것과 동일하게 블랙 매트릭스 패턴을 형성한 다음, 프린팅 설비 (Dimatix사)를 이용하여 패턴 내부에 컬러 잉크(블루; 안료 분산형 30 방울)를 프린팅하여 픽셀에서 잉크가 차는 정도를 평가한 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
하기 표 3에서, ○는 픽셀 내부에 잉크가 차지 않거나 또는 인접 픽셀로 잉크가 번진 것(프린팅 불량 수준)이 전혀 없는 경우, △는 상기의 프린팅 불량 수준이 100개의 픽셀 프린팅하였을 때 5개 이하로 발생한 경우, ×는 상기의 프린팅 불량 수준이 100개의 픽셀 프린팅했을 때 5개 이상으로 발생한 경우를 각각 의미한다.
[표 3]
Figure 112007001633734-pat00012
상기한 바와 같이, 본 발명에 의한 블랙 매트릭스용 수지 조성물은 불소 함유 아크릴 수지, 카도계 수지를 함유함으로써, 상기 수지 조성물을 이용하여 형성된 블랙 매트릭스 패턴은 잉크와의 최적의 반발력을 발현하여, 잉크의 픽셀내 차지 않는 현상 및 픽셀간 번지는 현상을 방지할 수 있는 잇점이 있다.
본 발명에 의한 수지 조성물을 이용하여 형성된 블랙 매트릭스 패턴은 형성 피막의 해상도, 밀착성, 막강도 등과 같은 물리적 성질이 우수한 특징을 지니고 있어, 잉크젯 방식에 적용할 때 우수한 성능의 컬러 필터를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 컬러필터는 상기와 같은 특성을 지니고 있기 때문에, 노트북, PDA, 휴대폰 및 컬러 TV 등의 다양한 디스플레이 장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 전체 조성물에 대하여 하기 화학식 1로 표시되는 함불소 아크릴계 수지0.5 ~ 30 중량%와 하기 화학식 2로 표시되는 카도계 수지 1 ~ 30 중량%를 포함하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112007067053158-pat00013
    상기 식에서, R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 -H 또는 -CH3이고,
    R4는 -H, -CH3 또는 -OC(CH3)3이며,
    n은 1 내지 20의 정수이고,
    x, y 및 z는 각각 독립적으로 1 내지 50의 정수이다.
    [화학식 2]
    Figure 112007067053158-pat00014
    상기 식에서, R1 및 R2는 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐원자 또는 탄소수 1 ~ 5의 알킬기이고,
    R3는 -CH2R'(R'은 아크릴기 또는 메타아크릴기)이며,
    R4는 수소원자, 비닐기, 아크릴기 또는 메타아크릴기이고,
    X는 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -CH2-, -Si(CH3)2-, -C(CH3)2-, -O- 또는
    Figure 112007067053158-pat00015
    이거나, 또는 직접 결합하고,
    Z 및 Z'는 각각 독립적으로 산무수물 또는 산이무수물의 잔기이고,
    m은 1 내지 50의 정수이다.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서, 상기 조성물은
    함불소 아크릴계 수지 0.5 ~ 30 중량%;
    카도계 수지 1 ~ 30 중량% ;
    반응성 불포화 화합물 1 ~ 30 중량% ;
    개시제 0.1 ~ 5 중량% ; 및
    잔량으로서 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 조성물이 에폭시 화합물을 전체 수지 조성물에 대하여 0.01 ~ 5 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 에폭시 화합물이 페놀 노블락 에폭시 수지, 테트라 메틸 비-페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지 및 지환족 에폭시 수지로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상인 특징으로 하는 블랙 매트릭스용 수지 조성물.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 조성물이 흑색안료로서 카본블랙을 전체 수지 조성물에 대하여 1 ~ 20 중량% 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙매트릭스용 수지 조성물.
  7. 제 3항에 있어서, 상기 조성물은 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 중 선택된 1종 이상의 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 블랙매트릭스용 수지 조성물.
  8. (a) 상기 제 1항 및 제 3항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 의한 수지 조성물을 기판 상에 0.5 내지 10㎛의 두께로 도포하는 단계;
    (b) 상기 도포된 수지 조성물에 190 내지 450㎚ 영역의 자외선 또는 X선을 조사하는 노광단계;
    (c) 상기 조사된 도포층을 현상액으로 처리하여 패턴을 형성하는 현상단계; 및
    (d) 상기 현상단계에 의해 수득된 패턴을 160 내지 300℃에서 가열 또는 활성선 조사를 행하여 경화하는 단계; 를 포함하는 블랙매트릭스의 제조방법.
  9. 제 8항의 방법에 의해 형성된 블랙매트릭스가 장착 된 컬러필터.
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