KR100959187B1

KR100959187B1 - 컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터의 제조방법, 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터

Info

Publication number: KR100959187B1
Application number: KR1020070105130A
Authority: KR
Inventors: 박종승; 이인재; 홍진기; 신승주; 김성웅; 차태운
Original assignee: 제일모직주식회사
Priority date: 2007-10-18
Filing date: 2007-10-18
Publication date: 2010-05-24
Also published as: KR20090039463A; WO2009051293A1; CN101790569B; TW200923027A; US8513332B2; TWI386465B; US20100195232A1; CN101790569A

Abstract

본 발명은 컬러필터용 잉크 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 하기 화학식 1 내지 3로 표시되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 중합성 모노머, 안료, 및 용매를 포함하는 컬러필터용 잉크 조성물에 관한 것이다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

(상기 화학식 1 내지 3에 있어서, 각 치환기의 정의는 상세한 설명에 기재된 바와 같다.)

잉크, 컬러필터, 아크릴계 수지, 토출성

Description

컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터의 제조 방법, 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터{INK COMPOSITION FOR COLOR FILTER, METHOD FOR PREPARING A COLOR FILTER USING THE SAME, AND COLOR FILTER}

본 발명은 컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터의 제조 방법, 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프린팅 시 노즐이 막히지 않아 토출성 및 공정성이 우수하고, 제조된 패턴의 내열성, 내화학성, 막강도, 저장안정성, 및 밀착성이 우수한 컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터의 제조 방법, 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다.

컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명기판 상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 잉크젯 방식 등에 의하여 형성될 수 있다.

염색법의 경우, 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐 알코올, 아민 변성 아크릴계 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기 판 상에 형성하기 위해서는 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있기 때문에, 공정이 매우 복잡해지고 시간이 지연되는 문제점이 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성, 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다.

인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막이 형성된다. 이 방법에 의하면 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 어렵고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 문제점이 있다. 대한민국 특허공개 제 95-703746호 및 대한민국 특허공개 제 96-11513호에서는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 제안하고 있는데, 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 컬러레지스트 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 된다.

이와 달리, 대한민국 특허공개 제93-7000858호, 대한민국 특허공개 제 96-29904호에서는 전기침전법을 이용한 전착법을 제안하고 있는데, 전착법은 정밀한 착색망을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 앞으로 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양쪽끝에 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막 두께가 두꺼워져서, 고도의 정밀성을 요구하는 컬러필터에 적용하기는 어렵다.

안료분산법은 블랙 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅, 노광, 현상, 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막이 형성되는 방법이다. 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 특허공개 제92-7002502호, 대한민국 특허공고 제94-5617호, 대한민국 특허공고 제95-11163호, 대한민국 특허공개 제95-7000359호 등에서는 안료분산을 이용한 컬러레지스트 제조방법이 제안되고 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 생산 공정에서 여러 문제점들이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 최근에는 종래의 안료분산법을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공정방식이 사용되고 있는데, 대표적인 것이 잉크젯 프린팅 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식에서는 유리기판 상에 블랙 매트릭스 등의 차광층을 형성하고 상기 화소 공간에 잉크를 주입하는 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식은 컬러필터의 화소를 제조함에 있어서 별도의 코팅, 노광, 현상 등의 공정이 불필요하므로 공정에 필요한 재료를 절감할 수 있고 공정의 단순화를 가능하게 할 수 있다.

상기 잉크젯 방식에서, 컬러필터가 균일하고 우수한 컬러특성을 갖기 위해서는 픽셀간 컬러층이 균일하게 형성되어야 한다. 이는 잉크가 헤드에서 분사될 때, 노즐의 막힘이 전혀 없어야 하며, 픽셀내에 똑같은 양과 방울수로 떨어져야 한다. 따라서, 헤드의 분사노즐 표면과 컬러잉크 간의 상호작용은 분사 성능을 크게 좌우하는 요소이다. 또한, 토출된 잉크가 블랙매트릭스 표면과 인접한 픽셀의 개구부로 넘치거나 튀어서 오염되는 것을 최소한 방지해야 한다.

또한, 잉크젯 방식을 이용하여 형성된 패턴은 안료분산법에서 형성된 패턴과 마찬가지로 높은 신뢰성을 요구하고 있으며, 내열성, 내화학성, 막강도 및 저장안정성 등을 고려해야 한다. 이러한 특성을 만족하지 못하면 컬러필터의 후공정에서 색변화 또는 패턴 침해 등의 문제점을 야기하게 된다.

본 발명은 프린팅 시 노즐이 막히지 않아 토출성이 우수하고, 제조된 패턴의 내열성, 내화학성, 막강도, 저장안정성, 및 밀착성이 우수한 컬러필터용 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 상기 컬러필터용 잉크 조성물을 이용한 컬러필터의 제조 방법을 제공하는 것이다.

본 발명은 또한, 상기 잉크 조성물로 제조된 컬러필터를 제공하는 것이다.

다만, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들은 아래 기재로부터 당업자들에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1 내지 3로 표시되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 중합성 모노머, 안료, 및 용매를 포함하는 컬러필터용 잉크 조성물이 제공된다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

(상기 화학식 1 내지 3에서,

R₁ 내지 R₃ 및 R₅ 내지 R₈은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,

Ar₁ 및 Ar₂는 동일하거나 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,

n₁ 및 n₂는 동일하거나 서로 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,

e는 1 내지 10의 정수이고,

f는 1 내지 5의 정수이고,

a, b, 및 c는 각 반복단위의 몰비로서 1 내지 50의 범위에 있다.)

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 기판 위에 상기 컬러필터용 잉크 조성물을 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴을 경화하는 단계를 포함하는 컬러필터의 제조 방법이 제공된다.

본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 컬러필터용 잉크 조성물로 제조된 컬러필터가 제공된다.

본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물은, 신규 아크릴계 공중합체 수지를 바인더 수지로서 사용하여, 우수한 토출성 및 토출안정성을 확보하였고, 또한 저장안정성이 우수하여 장기간에 걸쳐 사용이 가능하다. 아울러, 상기 컬러필터용 잉크 조성물로 형성된 패턴은 향상된 내열성, 내화학성, 및 막 강도를 구현할 수 있다.

기타 본 발명의 구현예들의 구체적인 사항은 이하의 발명의 상세한 설명에 포함되어 있다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 다만, 이는 예시로서, 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며, 본 발명은 후술한 청구항의 범위에 의해 정의될 뿐이다.

본 발명의 일 구현예에 따른 컬러필터용 잉크 조성물의 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.

[A] 아크릴계 공중합체 수지

상기 아크릴계 공중합체 수지는 하기 화학식 1 내지 3로 표현되는 반복단위를 포함하는 공중합체 수지이다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

상기 화학식 1 내지 3에서,

R₁ 내지 R₃ 및 R₅ 내지 R₈은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, 가장 바람직하게는 수소 또는 -CH₃일 수 있으며,

Ar₁ 및 Ar₂는 동일하거나 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, 보다 바람직하게는 Ar₁ 및 Ar₂는 동일하거나 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 C₆ 내지 C₁₀의 아릴기 및 치환 또는 비치환된 C₅ 내지 C₉의 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고, 이때 치환된 아릴기 및 치환된 헤테로아릴기의 가장 바람직한 치환기는 H, -CH₃, 및 -OC(CH₃)₃로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고,

n₁ 및 n₂는 동일하거나 서로 독립적으로 1 내지 5의 정수일 수 있고,

e는 1 내지 10의 정수일 수 있고,

f는 1 내지 5의 정수일 수 있고,

a, b, 및 c는 각 반복단위의 몰비로서 1 내지 50의 범위에 있을 수 있다.

또한, 상기 아크릴계 공중합체 수지는 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 더욱 포함할 수 있다.

[화학식 4]

상기 화학식 4에서,

R₄는 수소, 및 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있고,

R₉는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기, 바람직하게는 알콕시, 치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 노보닐기(

), 치환 또는 비치환된 알코올, 바람직하게는 1차 알코올 또는 2차 알코올, 치환 또는 비치환된 알킬에테르, 및 글리시딜로 이루어진 군에서 선택되는 것일 수 있다.

상기 R₉의 바람직한 예로는 -CH₃, -C₂H₅, -C₄H₉, -(CH₂)₃CH₃, -CH₂CH(CH₃)₂, -C(CH₃)₃, -CH₂CH(C₂H₅)C₄H₉, -CH₂CH(CH₃)CH₂CH(CH₃)CH₂CH(CH₃)₂, -C₁₂H₂₅, -C₁₃H₂₇, -C₁₄H₂₉, -C₁₅H₃₁, -C₁₆H₃₃, -C₁₇H₃₅, -C₁₈H₃₇, -C₂H₄OC₄H₉, -(CH₂CH₂O)₂C₄H₉, -(CH₂CH₂O)₃CH₃, -(CH₂CH₂O)₉CH₃,

,

, 노보닐기, -CH₂CH₂OH, -CH₂CH(OH)CH₃, -CH₂CH(OH)CH₃, -CH₂CH(OH)CH₂CH₃, 및 글리시딜로 이루어진 군에서 선택되는 것을 들 수 있고,

d는 아크릴계 공중합체에 대하여 0.1 내지 50몰%일 수 있으며, 보다 바람직하게는 1 내지 45몰%일 수 있다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한 "치환된"이란 화합물 중의 수소 원자가 하이드록시기, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 알콕시기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기, 및 치환 또는 비치환된 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되는 1종의 치환기로 치환된 것을 의미하며, 바람직하게는 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴기, 치환 또는 비치환된 헤테로사이클로알킬기, 및 치환 또는 비치환된 알콕시기로 이루어진 군에서 선택되는 것으로 치환된 것을 의미한다.

본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C₁ 내지 C₃₀의 알킬기를, 보다 바람직하게는 C₁ 내지 C₁₈의 알킬기를, 사이클로알킬기란 C₃ 내지 C₂₀의 사이클로 알킬기를, 보다 바람직하게는 C₃ 내지 C₁₀의 사이클로알킬기를, 헤테로사이클로알킬기란 C₂ 내지 C₂₀의 헤테로사이클로알킬기를, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₀의 헤테로사이클로알킬기를, "알콕시기"란 C₁ 내지 C₂₀의 알콕시기를, 보다 바람직하게는 C₁ 내지 C₁₀의 알콕시기를, 보다 더욱 바람직하게는 C₁ 내지 C₄의 알콕시기를, 아릴기란 C₆ 내지 C₄₀의 아릴기를, 보다 바람직하게는 C₆ 내지 C₂₀의 아릴기를, 헤테로아릴기란 C₂ 내지 C₃₀의 헤테로아릴기를, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₈의 헤테로아릴기를 "알케닐기"란 C₂ 내지 C₂₀의 알케닐기를, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₀의 알케닐기를, "알코올"이란 C₁ 내지 C₂₀의 알코올을, 보다 바람직하게는 C₁ 내지 C₁₀의 알코올을, 보다 더욱 바람직하게는 C₁ 내지 C₅의 저급알코올을, "알킬에테르"란 C₂ 내지 C₂₀의 알킬에테르를, 보다 바람직하게는 C₂ 내지 C₁₀의 알킬에테르를 의미한다.

본 명세서에서, "헤테로사이클로알킬기" 또는 "헤테로아릴기"란 N, O, S, 및 Si로 이루어진 군에서 선택되는 헤테로 원자를 1개 내지 20개, 바람직하게는 1개 내지 15개, 보다 바람직하게는 1개 내지 5개 포함하는 것을 의미한다.

상기 화학식 1 내지 3로 표현되는 반복단위, 및 선택적으로 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지는, 코폴리머 형태에 제한이 없으며, 상기 반복 단위가 일정하게 반복되는 블럭 코폴리머 형태일 수도 있고, 반복 단위가 랜덤하게 반복되는 랜덤 코폴리머 형태일 수도 있다.

상기 화학식 1 내지 3로 표현되는 반복단위, 및 선택적으로 화학식 4로 표현되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지는, 스티렌계 화합물 또는 아크릴계 화합물의 라디칼 개시 반응에 의한 부가 중합의 형태로 제조될 수 있다.

상기 스티렌계 화합물 또는 아크릴계 화합물로는, 스티렌, 4-메틸 스티렌, 4-부톡시 스티렌, 1-메틸 스티렌, 1-메틸 4'-메틸 스티렌, 1-메틸 4'-부톡시 스티렌, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, 이소-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, 2-에틸 헥실 아크릴레이트, 이소데실 아크릴레이트, n-라우릴 아크릴레이트, n-트리데실 아크릴레이트, 미리스틸 아크릴레이트, 펜타데실 아크릴레이트, 세실 아크릴레이트, 헵타데실 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, n-부톡시 에틸 아크릴레이트, 부톡시 디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 메톡시 노닐에틸렌글리콜 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트, 2-히드록시프로필 아크릴레이트, 2-히드록시부틸 아크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트, 메틸 메타아크릴레이트, 에틸 메타아크릴레이트, n-부틸 메타아크릴레이트, 이소부틸 메타아크릴레이트, t-부틸 메타아크릴레이트, 2-에틸 헥실 메타아크릴레이트, 이소데실 메타아크릴레이트, n-라우릴 메타아크릴레이트, n-트리데실 메타아크릴레이트, 미리스틸 메타아크릴레이트, 펜타데실 메타아크릴레이트, 세실 메타아크릴레이트, 헵타데실 메타아크릴레이트, 스테아릴 메타아크릴레이트, n-부톡시 에틸 메타아크릴레이트, 부톡시 디에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 메톡시 트리에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 메톡시 노닐에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 시클로헥실 메타아크릴레이트, 테트라하이드로퍼퓨릴 메타아크릴레이트, 벤질 메타아크릴레이트, 이소보닐 메타아크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타아크릴레이트, 2-히드록시프로필 메타아크릴레이트, 2-히드록시부틸 메타아크릴레이트, 글리시딜 메타아크릴레이트, 2-아크릴로일, 옥시에틸 숙신산, 2-아크릴로일디옥시에틸 숙신산, 2-아크릴로일트리옥시에틸 숙신산, 2-아크릴로일테트라옥시에틸 숙신산, 2-아크릴로일펜타옥시에틸 숙신산, 2-메타아크릴로일옥시에틸 숙신산, 2-메타아크릴로일디옥시에틸 숙신산, 2-메타아크릴로일트리옥시에틸 숙신산, 2-메타아크릴로일테트라옥시에틸 숙신산, 2-메타아크릴로일펜타옥시에틸 숙신산, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-페녹시 디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 트리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 테트라에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 펜타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 헥사에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 헵타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 옥타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 노나에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 데카에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 에틸 메타아크릴레이트, 2-페녹시 디에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 트리에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 테트라에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 펜타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 헥사에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 헵타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 옥타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 노나에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 데카에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-페녹시 디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 트리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 테트라에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 펜타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 헥사에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 헵타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 옥타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 노나에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 데카에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-페녹시 에틸 메타아크릴레이트, 2-페녹시 디에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 트리에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 테트라에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 펜타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 헥사에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 헵타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 옥타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 노나에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-페녹시 데카에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 에틸 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 디에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 트리에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 테트라에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 펜타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 헥사에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 헵타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 옥타에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 노나에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 데카에틸렌글리콜 아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 에틸 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 디에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 트리에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 테트라에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 펜타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 헥사에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 헵타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 옥타에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 노나에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 2-(t-부틸)페녹시 데카에틸렌글리콜 메타아크릴레이트, 및 이들의 조합 등을 들 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체 수지는 3,000 내지 15,000의 중량 평균 분자량(Mw) 을 갖는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5,000 내지 10,000의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 중량 평균 분자량이 3,000 미만인 경우에는 분자량이 너무 낮아 경화 속도가 느리고, 경화 후에도 코팅 표면이 불균일한 문제점이 있어 바람직하지 못하며, 15,000을 초과하는 경우에는 점도가 너무 높아 코팅이 균일하기 어려운 문제점이 있어 바람직하지 못하다.

또한, 상기 아크릴계 공중합체 수지의 산가는 100 KOHmg/g 이하인 것이 바람직하며, 10 내지 100 KOHmg/g인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위에서는 현상성이 우수하고, 잉크 조성물의 저장 안정성이 향상될 수 있어 바람직하다.

상기 아크릴계 공중합체 수지는, 컬러필터용 잉크 조성물 총량에 대하여, 1 내지 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 아크릴계 공중합체 수지의 함량이 1중량% 미만인 경우에는, 기판과의 접착불량이 발생하거나, 균일한 막 두께를 형성하지 못하는 문제점, 및 막강도, 내열성, 내화학성, 및 잔상 등의 컬러필터 후공정이 불량해질 수 있어 바람직하지 못하다. 40 중량%를 초과하는 경우에는, 점도가 너무 증가하여 잉크젯 프린팅시 노즐 막힘이 발생할 수 있고, 균일한 토출이 어려워질 수 있어 바람직하지 못하다.

[B] 중합성 모노머

상기 중합성 모노머는 일반적인 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 사용되는 모노머로서 예를 들면, 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산 디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 등을 사용할 수 있다.

상기 중합성 모노머는 컬러필터용 잉크 조성물 총량에 대하여 1 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 중합성 모노머의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는 패턴 형성 후, 충분한 경화를 하지 못해 막강도가 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 못하고, 20 중량%를 초과하는 경우에는, 과도한 수축이 일어나, 블랙 매트릭스와의 이격이 발생하여 컬러필터의 후공정 신뢰성이 불량해지고, 잉크 조성물의 점도가 증가하고 저장 안정성이 불안정하여, 잉크로서의 특성을 유지하기 어려운 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.

[C] 안료

상기 안료로는 유기안료, 무기안료, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

상기 유기안료로는 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 등의 축합다환 안료, 프탈 로시아닌 안료, 아조계 안료, 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.

상기 유기안료의 구체적인 예로는, 컬러 인덱스(Color Index)에 안료로서 분류된 화합물을 들 수 있다. 컬러 인덱스에 안료로서 분류된 화합물의 예로는 C.I. 안료 황색 1호, C.I. 안료 황색 12호, C.I. 안료 황색 13호, C.I. 안료 황색 14호, C.I. 안료 황색 15호, C.I. 안료 황색 16호, C.I. 안료 황색 17호, C.I. 안료 황색 20호, C.I. 안료 황색 24호, C.I. 안료 황색 31호, C.I. 안료 황색 53호, C.I. 안료 황색 83호, C.I. 안료 황색 86호, C.I. 안료 황색 93호, C.I. 안료 황색 94호, C.I. 안료 황색 109호, C.I. 안료 황색 110호, C.I. 안료 황색 117호, C.I. 안료 황색 125호, C.I. 안료 황색 128호, C.I. 안료 황색 137호, C.I. 안료 황색 138호, C.I. 안료 황색 139호, C.I. 안료 황색 147호, C.I. 안료 황색 148호, C.I. 안료 황색 150호, C.I. 안료 황색 153호, C.I. 안료 황색 154호, C.I. 안료 황색 166호, C.I. 안료 황색 173호, C.I. 안료 오렌지색 13호, C.I. 안료 오렌지색 31호, C.I. 안료 오렌지색 36호, C.I. 안료 오렌지색 38호, C.I. 안료 오렌지색 40호, C.I. 안료 오렌지색 42호, C.I. 안료 오렌지색 43호, C.I. 안료 오렌지색 51호, C.I. 안료 오렌지색 55호, C.I. 안료 오렌지색 59호, C.I. 안료 오렌지색 61호, C.I. 안료 오렌지색 64호, C.I. 안료 오렌지색 65호, C.I. 안료 오렌지색 71호, C.I. 안료 오렌지색 73호, C.I. 안료 적색 9호, C.I. 안료 적색 97호, C.I. 안료 적색 105호, C.I. 안료 적색 122호, C.I. 안료 적색 123호, C.I. 안료 적색 144호, C.I. 안료 적색 149호, C.I. 안료 적색 166호, C.I. 안료 적색 168호, C.I. 안료 적색 176호, C.I. 안료 적색 177호, C.I. 안료 적색 180호, C.I. 안료 적색 192호, C.I. 안료 적색 215호, C.I. 안료 적색 216호, C.I. 안료 적색 224호, C.I. 안료 적색 242호, C.I. 안료 적색 254호, C.I. 안료 적색 264호, C.I. 안료 적색 265호, C.I. 안료 청색 15호, C.I. 안료 청색 15:3호, C.I. 안료 청색 15:4호, C.I. 안료 청색 15:6호, C.I. 안료 청색 60호, C.I. 안료 자주색 1호, C.I. 안료 자주색 19호, C.I. 안료 자주색 23호, C.I 안료 자주색 29호, C.I 안료 자주색 32호, C.I 안료 자주색 36호, C.I 안료 자주색 38호, C.I. 안료 녹색 7호, C.I. 안료 녹색 36호, C.I. 안료 갈색 23호, C.I. 안료 갈색 25호 등을 들 수 있으며, 이들 유기 안료는 각각 단독으로 사용될 수도 있고, 2종 이상으로 혼합하여 사용될 수도 있다.

상기 무기안료로는 산화티탄, 티탄블랙, 카본블랙, 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.

상기 안료는 고투과율을 갖고 고명암비를 갖는 것이 바람직하다. 또한, 입자 사이즈가 작고, 입도 분포가 작은 것이 바람직하나, 평균 입경이 너무 작은 경우에는 분산성이 떨어져 바람직하지 못하다. 따라서, 바람직하게는 0.01 내지 0.5㎛의 평균 입경을 갖는 안료를 사용하는 것이 좋으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 안료는 컬러필터용 잉크 조성물 총량에 대하여 1 내지 40 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 안료의 함량이 1 중량% 미만인 경우에는, 원하는 색 재현율을 얻지 못하여 바람직하지 못하고, 40 중량%를 초과하는 경우에는 패턴의 경화특성이 현저히 저하되고, 밀착력이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.

또한, 상기 안료는 용매에 분산시켜 안료 분산액으로 먼저 제조한 후, 컬러 필터용 잉크 조성물에 혼합하여 사용할 수도 있으며, 이는 통상의 안료 분산액의 제조 방법에 따라 제조될 수 있다.

[D] 용매

상기 용매는 아크릴계 공중합체 수지에 대한 용해력이 높고, 안료 분산액과의 친화성이 우수하여 높은 분산성을 유지할 수 있는 것이라면 어느 것이나 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 고비점 용매를 사용할 수 있다. 상기 고비점 용매는 프린팅시 노즐이 막히는 문제를 해결하고, 컬러필터의 색특성을 확보할 수 있어 바람직하다.

상기 고비점 용매는 비점 온도가 170 내지 250℃인 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 고비점 용매의 구체적인 예로는 3-메톡시 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 1,3-부탄디올 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 디프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

또한, 상기 용매는 컬러필터가 요구하는 색 재현율, 명암비, 및 잉크의 저장 안정성을 향상시키기 위해, 170℃ 미만의 저비점 용매를 상기 고비점 용매와 혼합하여 사용하는 것이 바람직하다.

상기 저비점 용매로는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, n-프로필아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시-1-프로필 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 프로필 에테르, n-부틸 프로피오네이트, 3-에톡시 프로피오네이트 에틸, n-펜틸 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 바람직하게 사용할 수 있다.

상기 고비점 용매 및 저비점 용매는 99 : 1 내지 50 : 50의 중량비로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 고비점 용매 함량이 상기 비율보다 적은 경우에는 용매의 빠른 휘발로 잉크의 건조 속도가 증가하여, 노즐의 막힘이 빈번해져, 적절한 토출 성능을 유지하기 어려우며, 상기 비율을 초과하는 경우에는 균일한 토출이 어렵고, 분산성 및 저장 안정성이 불량해져 높은 명암비를 유지하기 어려운 문제점이 발생할 수 있어 바람직하지 못하다.

상기 용매의 함량은 잔부의 양으로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 컬러필 터용 잉크 조성물 총량에 대하여 40 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용매가 40 중량% 미만으로 포함되는 경우에는 토출성이 현저히 저하되어 프린팅이 불가능하게 되며, 90 중량%를 초과하여 포함되는 경우에는 헤드 노즐에서 잉크가 흘러나오는 문제점이 발생하게 되며, 패턴 형성 후, 원하는 색특성을 얻을 수 없어 바람직하지 못하다.

[E] 중합 개시제

상기 컬러필터용 잉크 조성물은 제조된 패턴의 강도 향상을 위하여, 중합 개시제를 더욱 포함할 수 있다. 상기 중합 개시제로는 광중합 개시제, 열중합 개시제, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 사용할 수 있다.

상기 광중합 개시제로는 일반적으로 사용되는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 및 이들의 조합 등을 사용할 수 있다.

상기 아세토페논계의 화합물로는 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 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 등을 사용할 수 있다.

상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논,4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 사용할 수 있다.

상기 티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 사용할 수 있다.

벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 사용할 수 있다.

트리아진계 화합물로는 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-트리)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴 s-트리아진, 2-(나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-트리 클로로메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등을 사용할 수 있다.

상기 광중합 개시제로는 그 밖에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.

상기 열중합 개시제로는 일반적으로 사용되는 과산화물계 화합물을 바람직하 게 사용할 수 있다. 상기 과산화물계 화합물로는 메틸에틸케톤퍼옥사이드; 메틸이소부탈케톤퍼옥사이드; 시클로헥사논퍼옥사이드; 아세틸아세톤퍼옥사이드; 이소부틸릴퍼옥사이드; 디이소프로벤젠히드로퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드 등의 히드로퍼옥사이드류를 사용할 수 있다.

상기 열중합 개시제로는 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 2,2-디-(t-부틸옥시이소프로필)벤젠, 4,4-디-t-부틸퍼옥시발레르산 n-부틸에스테르 등의 퍼옥시케탈류 화합물도 사용할 수 있다.

상기 중합 개시제는 컬러필터용 잉크 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 개시제가 0.1 중량부 미만으로 포함되는 경우에는 패턴의 강도 향상이 거의 미비하고, 10 중량부를 초과하여 포함되는 경우에는 저장 안정성이 불안정해지고, 점도가 지속적으로 증가하여 토출 성능이 저하되는 문제점이 있어 바람직하지 못하다.

[F] 기타 첨가제

또한, 상기 컬러필터용 잉크 조성물은 안료의 분산성 향상을 위해 선택적으로 분산제를 더욱 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, 알킬아미드알킬렌옥사이 드 부가물, 알킬아민 등을 사용할 수 있다. 상기 분산제들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 첨가할 수 있다. 상기 분산제는 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 20 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 잉크 조성물은 코팅성 및 소포성을 향상시키기 위해 실리콘계 및 불소계 등의 코팅 개선제 또는 기판과의 접착력을 향상시키기 위한 접착성 향상제 등을 더 포함할 수 있다. 상기 코팅 개선제 및 접착성 향상제 등은 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 내지 1 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 컬러필터용 잉크 조성물을 이용한 디스플레이의 컬러필터용 화소의 제조 방법이 제공된다.

상기 디스플레이의 컬러필터용 화소를 제조하는 방법은, 기판 위에 잉크 조성물을 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계(S1); 및 상기 패턴을 경화하는 단계(S2)를 포함한다.

패턴 형성 단계( S1 )

상기 컬러필터용 잉크 조성물은 잉크젯 분산 방식으로 1.0 내지 3.0㎛의 두께로 기판위에 도포하는 것이 바람직하다. 상기 잉크젯 분사는 단일 컬러만 분사하여 필요한 색의 수에 따라 반복적으로 분사함으로써 패턴을 형성할 수 있으며, 공정을 줄이기 위하여 필요한 색의 수를 동시에 분사하는 방식으로 패턴을 형성할 수도 있다.

경화 단계( S2 )

상기 수득된 패턴을 경화시켜 화소를 얻을 수 있다. 이때 경화시키는 방법으로는 광경화 또는 열경화 등을 들 수 있으며, 열경화 공정이 바람직하다. 상기 열경화 공정은 200℃이상의 온도로 가열하여 경화시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 구현예에 따르면, 상기 컬러필터용 잉크 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터가 제공된다.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

< 실시예 1>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

(A) 화학식 5의 아크릴계 공중합체 수지 4 중량%

중량 평균 분자량 : 6,000

모노머 몰비 : a/b/c= 40/30/30

[화학식 5]

(B) 중합성 모노머 4 중량%

디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트

(C) 안료 10 중량%

C.I. 안료 적색 254호 / C.I. 안료 적색 177호 = 80/20(중량비)

(D) 용매

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 52 중량%

디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트 30 중량%

상기 성분들을 사용하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 실시예 2>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 1의 화학식 5의 아크릴계 공중합체 수지를, 하기 화학식 6의 아크릴계 공중합체 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

(A) 화학식 6의 아크릴계 공중합체 수지 4 중량%

중량 평균 분자량 : 6,000

모노머 몰비: a/b/c/d=30/20/20/30

[화학식 6]

< 실시예 3>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 2의 용매를 디에틸렌 글리콜 부틸에테르 아세테이트 62 중량% 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 20 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 실시예 4>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 3의 안료를, C.I. 안료 녹색 36호 / C.I. 안료 황색 150호=75/25(중량비) 10 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 잉크 조 성물을 제조하였다.

< 실시예 5>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 3의 (C)안료를, C.I. 안료 청색 15:6호 / C.I. 안료 자주색 23호 = 90/10(중량비) 10 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 실시예 6>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

(A) 화학식 7의 아크릴계 공중합체 수지 2 중량%

중량 평균 분자량 : 6,000

모노머 몰비 : a/b/c/d=30/10/20/40

[화학식 7]

(B) 중합성 모노머 5.5 중량%

디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트

(C) 안료 10 중량%

C.I. 안료 적색 254호 / C.I. 안료 적색 177호 = 80/20(중량비)

(D) 용매

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 52 중량%

디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트 30 중량%

(E)중합 개시제 0.5 중량%

TAZ-110 (미도리 카가쿠사 제품)

상기 성분들을 사용하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 실시예 7>:컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 6의 (D)용매를 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 62 중량% 및

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 20 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 6과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 실시예 8>:컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 7의 화학식 7의 아크릴계 공중합체 수지를, 하기 화학식 8의 아크릴계 공중합체 수지로 변경한 것을 제외하고는 실시예 7과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

(A) 화학식 8의 아크릴계 공중합체 수지 4 중량%

중량 평균 분자량 : 8,000

모노머 몰비 : a/b/c/d= 40/10/20/30

[화학식 8]

< 비교예 1>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 2의 화학식 6의 아크릴계 공중합체 수지를 벤질 메타아크릴레이트/시클로헥실 메타아크릴레이트/메타아크릴산 공중합체(모노머 몰비 40/40/20, 중량평균 분자량=30,000) 4 중량%로 변경한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

< 비교예 2>: 컬러필터용 잉크 조성물의 제조

실시예 2의 화학식 6의 아크릴계 공중합체 수지를 벤질 메타아크릴레이트/시클로헥실 메타아크릴레이트/글리시딜 메타아크릴레이트/메타아크릴산 공중합체(모노머 몰비 30/30/20/20, 중량 평균 분자량=22,000) 4 중량%로 변경한 것을 제외하 고는 실시예 1과 동일하게 실시하여 잉크 조성물을 제조하였다.

컬러필터용 잉크 조성물의 물성 측정

상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 컬러필터용 잉크 조성물의 물성을 다음과 같이 평가하였다.

(1) 토출성 평가

상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 컬러필터용 잉크 조성물을 일반 용지에 일정 액적 크기(20pL)가 되도록 조정한 다음, 모든 노즐을 통해 3회에 걸쳐 토출을 실시하여 토출량을 측정하였고, 노즐 주변의 젖음 정도를 평가하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

여기서 ◎는 평균 토출량이 20±0.3pL이고 젖은 노즐의 개수가 2개 이하인 경우를, ○는 평균 토출량이 20±0.5pL이고 젖는 노즐의 개수 4개 이하인 경우를, △는 평균 토출량이 20±0.7pL이고 젖은 노즐의 개수가 6개 이하인 경우를, ×는 평균 토출량이 20±0.7pL 이상인 모든 경우를 의미한다.

(2) 장기 토출성 평가

상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 컬러 필터용 잉크 조성물을 일반 용지에 일정 액적 크기(20pL)가 되도록 1회 분사 후 10초간 대기하고, 다시 2회 분사 후 20초 대기하였으며, 반복적으로 대기시간을 증가시켜 잉크젯 헤드의 노즐 중 어느 하나라도 불균일하게 토출되는 대기시간을 평가하였고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

여기서 ◎는 300초 이상을 대기하더라도 정상적인 토출이 가능한 경우를 의미하고, ○는 200 내지 300초 대기할 때, △는 100 내지 200초 대기할 때, 그리고 ×는 100초 이하로 대기할 때 정상적인 토출이 가능한 경우를 의미한다. 또한, 하나의 노즐이라도 노즐 막힘에 의해 토출이 진행되지 않거나, 토출된 잉크가 원하는 픽셀에 떨어지지 않았을 경우 불량으로 처리하였다.

(3) 내열성 평가

블랙매트릭스가 형성된 기판 위에, 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 3에서 제조된 컬러 필터용 잉크 조성물을 1 내지 2㎛의 두께로 프린팅하고, 열풍순환식 건조로 안에서 220℃에서, 40분 동안 건조하여 패턴을 수득하였다. 이 패턴을 220℃ 열풍순환식 건조로 안에서 1시간 내지 3시간 동안 방치한 후 일어나는 패턴의 변화를 광학현미경으로 관찰하여, 광학사진을 통해 육안으로 관찰하였다. 또한 색차는 색차측정기기로 ΔE를 측정하여 관찰하였다. 상기 내열성 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

하기 표 1에서, ○는 패턴의 변화가 없으며, 색차(ΔE)가 3.0 이하임을 의미하고, △는 패턴의 변화가 조금 있거나, 색차(ΔE)가 3.0 내지 5.0임을 의미하고, ×는 패턴의 변화가 많거나, 색차(ΔE)가 5.0 이상임을 의미한다.

(4) 내화학성 평가

블랙매트릭스가 형성된 기판 위에 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 컬러필터용 잉크 조성물을 1 내지 2㎛의 두께로 프린팅하고, 열풍순환식 건조로 안에서 220℃에서, 40분 동안 건조하여 패턴을 수득하였다. 이 패턴을 5%의 수산화나트륨 수용액, N-메틸피롤리돈(NMP), 테트라메틸 암모늄 하이드록시드(TMAH) 및 γ-부틸로락톤(γ-GBL)에 30 내지 40분 동안 침지시킨 후, 건져내어 건조한 후, 일어나는 패턴의 변화를 광학현미경으로 관찰하여 광학사진을 통해 육안으로 관찰하였다. 또한, 색차는 색차측정기로 ΔE을 측정하여 관찰하였다. 상기 내화학성 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

하기 표 1에서, ◎는 패턴의 변화가 없으며, 색차(ΔE)가 0.1 이하임을 의미하고, ○는 패턴의 변화가 없으며, 색차(ΔE)가 3.0 이하임을 의미하고, △는 패턴의 변화가 조금 있거나, 색차(ΔE)가 3.0 내지 5.0 임을 의미하고, ×는 패턴의 변화가 많거나, 색차(ΔE)가 5.0 이상임을 의미한다.

(5) 막강도 평가

두께 0.7㎜의 탈지세척한 유리기판 상에 1 내지 2㎛의 두께로 상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 컬러필터용 잉크 조성물을 도포하고, 열풍순환식 건조로 안에서 220℃에서 40분 동안 건조하여 코팅막을 수득하였다. 제조된 잉크 코팅막을 1H 내지 6H의 강도를 갖는 연필(Staedtler 社) 6종으로 긁어 기판의 손상정도에 따라서 막의 강도를 평가하였다. 상기 막 강도 평가 결과를 하기 표 1에 나타내었다.

(6) 저장 안정성 평가

상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 2에서 제조된 컬러 필터용 잉크 조성물을 1주일간 40℃에서 항온 보관한 후, 점도 변화를 측정하였다. 여기서, ○는 점도의 변화가 없거나, 0.2cPs 이내의 변화를 보이는 경우이며, △는 0.2 내지 0.5 cPs의 점도 변화를 보이는 경우로서 점도의 상승이 뚜렷하여, ×는 0.5cPs 이상으로 점도의 상승이 뚜렷한 경우를 의미한다.

구분	토출성	장기토출성	내열성	내화학성	막강도	저장안정성
실시예 1	◎	◎	○	○	3H	○
실시예 2	○	○	○	◎	4H	○
실시예 3	○	◎	○	◎	4H	○
실시예 4	○	○	○	○	3H	○
실시예 5	◎	◎	○	○	4H	○
실시예 6	○	○	○	○	4H	○
실시예 7	◎	◎	○	○	4H	○
실시예 8	○	○	○	◎	4H	○
비교예 1	×	×	○	×~△	2H	△
비교예 2	×~△	×	○	△	3H	×

상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 8에서 제조된 잉크 조성물은 비교예 1및 2의 잉크 조성물에 비하여, 내화학성, 막강도, 및 저장안정성이 모두 우수하였으며, 특히 토출성 및 장기토출성이 월등히 높음을 확인할 수 있었다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

Claims

하기 화학식 1 내지 4로 표시되는 반복단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 수지, 중합성 모노머, 안료, 및 용매를 포함하는 컬러필터용 잉크 조성물.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

(상기 화학식 1 내지 4에서,

R₁ 내지 R₃ 및 R₅내지 R₈은 동일하거나 서로 독립적으로 수소, 및 치환 또는 비치환된 선형 또는 분지형의 알킬기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,

R₄는 수소 또는 메틸기이고,

R₉는 선형 또는 분지형의 C₁ 내지 C₃₀의 알킬기, 벤질기, C₃내지 C₂₀의 사이클로알킬기, 노보닐기, C₁ 내지 C₂₀의 알코올, C₂ 내지 C₂₀의 알킬에테르, 및 글리시딜로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,

Ar₁ 및 Ar₂는 동일하거나 서로 독립적으로 치환 또는 비치환된 아릴기, 및 치환 또는 비치환된 헤테로아릴기로 이루어진 군에서 선택되는 것이고,

n₁ 및 n₂는 동일하거나 서로 독립적으로 1 내지 5의 정수이고,

e는 1 내지 10의 정수이고,

f는 1 내지 5의 정수이고,

a, b, c 및 d는 각 반복단위의 몰비로서 1 내지 50의 범위에 있다.)
삭제
제1항에 있어서,

상기 컬러필터용 잉크 조성물은 아크릴계 공중합체 수지 1 내지 40 중량%, 중합성 모노머 1 내지 20 중량%, 안료 1 내지 40 중량%, 및 잔부의 양으로 용매를 포함하는 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
제1항에 있어서,

상기 용매는 비점이 170 내지 250℃인 고비점 용매와 170 ℃ 미만의 저비점 용매를 각각 1종 이상 포함하는 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
제4항에 있어서,

상기 고비점 용매와 저비점 용매의 혼합비는 99 : 1 내지 50 : 50의 중량비인 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
제4항에 있어서,

상기 고비점 용매는 3-메톡시 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 1,3-부탄디올 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 디프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 디프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 메틸 에 테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리프로필렌 글리콜 부틸 에테르, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
제4항에 있어서,

상기 저비점 용매는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, n-프로필아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시-1-프로필 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르, 프로필렌 글리콜 프로필 에테르, 에틸렌 글리콜 프로필 에테르, n-부틸 프로피오네이트, 3-에톡시 프로피오네이트 에틸, n-펜틸 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트, 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
제1항에 있어서,

상기 조성물은 중합 개시제를 컬러필터용 잉크 조성물 100 중량부에 대하여, 0.1 내지 10 중량부로 더욱 포함하는 것인 컬러필터용 잉크 조성물.
기판 위에 제1항 또는 제3항 내지 제8항 중 어느 한 항의 컬러필터용 잉크 조성물을 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계; 및

상기 패턴을 경화하는 단계

를 포함하는 컬러필터용 화소의 제조 방법.
제9항에 따라 제조된 컬러필터용 화소를 포함하는 컬러필터.