KR101100231B1

KR101100231B1 - 컬러필터용 착색 조성물 및 컬러필터

Info

Publication number: KR101100231B1
Application number: KR1020050015025A
Authority: KR
Inventors: 니시다 아츠시; 오무라 토루; 야마우치 다카시; 이토이 다케시
Original assignee: 도판 인사츠 가부시키가이샤; 토요잉크Sc홀딩스주식회사
Priority date: 2004-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2011-12-28
Also published as: JP2005234478A; TW200537134A; TWI254152B; US7750068B2; US20050215675A1; KR20060043148A; CN1673782A; JP4398753B2; CN1330984C

Abstract

컬러필터용 착색 조성물은 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체와, 유기안료와, 하기 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체 또는 그것들의 아민염 또는 금속염으로 이루어지는 안료분산제를 함유한다. 컬러필터는, 이 착색 조성물로부터 형성되는 필터 세그먼트를 구비한다.

(화학식 1)

(화학식 2)

여기에서, X는 염소, 브롬 및 요오드로부터 선택되는 할로겐 원자를 나타내고, n 및 m은 할로겐 원자 X의 수를 나타내고, 각각 독립하여, 0∼4의 정수이다.

컬러필터, 착색, 투명수지, 안료, 유기안료, 퀴놀린, 안료분산제

Description

컬러필터용 착색 조성물 및 컬러필터{COLORED COMPOSITION FOR COLOR FILTER AND COLOR FILTER}

본 발명은 컬러 액정표시장치, 컬러 촬상관 소자 등에 사용할 수 있는 컬러필터의 제조에 사용되는 컬러필터용 착색 조성물 및 이것을 사용하여 형성되는 컬러필터에 관한 것이다.

컬러필터는 유리 등의 투명한 기판의 표면에 2종 이상의 다른 색상의 미세한 띠(스트라이프) 형상의 필터 세그먼트를 평행 또는 교차하여 배치한 것, 또는 미세한 필터 세그먼트를 종횡 일정한 배열로 배치한 것으로 이루어져 있다. 필터 세그먼트는, 수 미크론∼수백 미크론으로 미세하고, 게다가 색상 마다 소정의 배열로 정연하게 배치되어 있다.

컬러 액정표시장치에 사용되고 있는 컬러필터의 위에는, 일반적으로 액정을 구동시키기 위한 투명전극이 증착 또는 스퍼터링에 의해 형성되고, 또한 그 위에 액정을 일정방향으로 배향시키기 위한 배향막이 형성되어 있다. 이들 투명전극 및 배향막의 성능을 충분히 얻기 위해서는, 그 형성공정을 일반적으로 200℃ 이상, 바람직하게는 230℃ 이상의 고온에서 행할 필요가 있다.

이 때문에, 현재, 컬러필터의 제조방법으로서는, 내광성, 내열성이 우수한 안료를 착색제로 하는 안료분산법이라고 불리는 방법이 주류로 되어 있고, 주로 하기의 2와 같은 방법으로 컬러필터가 제조되고 있다.

제 1 방법에서는, 감광성 투명수지 용액중에 안료를 분산시킨 안료분산체(dispersion)를 유리 등의 투명기판에 도포하고, 건조에 의해 용제를 제거한 후, 하나의 필터색의 패턴 노광을 행하고, 이어서 미노광부를 현상 공정에서 제거하여 1색째의 패턴을 형성하고, 필요에 따라서 가열 등의 처리를 가한 후, 동일한 조작을 전체 필터색에 대해서 순차적으로 반복함으로써 컬러필터를 제조할 수 있다.

제 2 방법에서는, 투명수지 용액중에 안료를 분산시킨 안료분산체를 유리 등의 투명기판에 도포하고, 건조에 의해 용제를 제거한 후, 그 도포막상에 포지형 레지스트 등의 레지스트를 도포하고, 하나의 필터색의 패턴 노광을 행하고, 현상하여 레지스트 패턴을 형성하고, 이것을 에칭 레지스트로 하여, 레지스트 패턴이 부착되어 있지 않은 안료분산 도포막을 에칭액으로 제거하고, 레지스트 도포막을 박리해서 1색째의 패턴을 형성한다. 필요에 따라 가열 등의 처리를 가한 후, 동일한 조작을 전체 필터색에 대해서 순차적으로 반복함으로써 컬러필터를 제조할 수 있다. 또한, 레지스트의 현상과 안료분산 도포막의 에칭을 동시에 행할 수도 있다.

이러한 컬러필터의 제조에 있어서는, 착색 조성물에서의 안료의 분산성이 중요하고, 분산성이 낮은 착색 조성물을 사용하여 컬러필터를 제조하면, 콘트라스트의 저하 등의 원인이 된다.

그래서, 필터 세그먼트의 제조에는, 안료분산제를 포함하는 착색 조성물이 사용되고, 종래는 안료분산제로서, C.I.Pigment Yellow138의 술폰화물, 또는 이것을 금속 알카리 수용액이나 아민 수용액으로 중화하여 이루어진 염인 C.I. Pigment Yellow138의 술폰화 유도체가 사용되어 왔다(예를 들면 일본 특개평 9-176511호 공보, 일본 특개 2002-179979호 공보, 일본 특개 2003-167112호 공보 참조).

그러나, 분산 안정성, 보존 안정성, 필터 세그먼트를 형성할 때의 도포 균일성 등, 컬러필터의 제조에 사용되는 착색 조성물의 물성에 대한 요구가 높아지고 있는 상황하에서는 종래부터 사용되고 있는 C.I. Pigment Yellow138의 술폰화 유도체로는, 그 대응이 곤란해져 가고 있다. 특히 최근에서는, 텔레비젼 모니터 용도로 액정표시장치가 적용되고 있어, 패널을 작성하기 위해서는 안료분을 많이 포함하는 고농도 컬러필터가 요구되고 있다.

그래서, 본 발명은 분산 안정성이 우수하고, 특히 보존 안정성 등이 높은 컬러필터용 착색 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 하나의 측면에 의하면, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체와, 유기안료와, 하기 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체 또는 그것들의 아민염 또는 금속염으로 이루어지는 안료분산제를 함유하는 컬러필터용 착색 조성물이 제공된다:

화학식 1 및 2에 있어서, X는 염소, 브롬 및 요오드로부터 선택되는 할로겐 원자를 나타내고, n 및 m은, 각각, 할로겐 원자 X의 수를 나타내고, 각각 독립하여, 0∼4의 정수이다.

또, 본 발명의 다른 측면에 의하면, 본 발명에 관계되는 착색 조성물로 형성되는 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터가 제공된다.

특히, 안료분산제로서, 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체의 알루미늄염을 사용하면, 높은 보존 안정성을 발휘하기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명의 착색 조성물중에, 수지형 분산제, 특히 염기성 수지형 분산제를 함유시키면, 안료 담체와의 융화성이 좋기 때문에 바람직하다.

또한 안료 담체가, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물 (a)와 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 화합물 (b)의 공중합 수지를 포함하고 있으면, 안료 담체와의 융화성이 좋기 때문에 바람직하다.

여기에서, R₁은 H 또는 CH₃, R₂는 알킬렌기, R₃는 H 또는 벤젠 고리를 함유하고 있어도 좋은 탄소수 1∼20의 알킬기, n은 1∼15의 정수를 나타낸다.

(발명의 상세한 설명)

우선, 본 발명의 컬러필터용 착색 조성물에 대하여 설명한다.

본 발명의 컬러필터용 착색 조성물은 안료 담체와, 유기안료와, 상기 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체 또는 그것들의 아민염 또는 금속염(이하, 퀴놀린 유도체류라고 한다.)로 이루어지는 안료분산제를 함유한다. 안료분산제는 분자내에 술폰산기와 카르복실기 양자를 갖는 것이다.

퀴놀린 유도체의 아민염을 구성하는 아민으로서는, 암모니아, 디메틸 아민, 트리메틸 아민, 디에틸 아민, 트리에틸 아민, 히드록시에틸 아민, 디히드록시에틸 아민, 2-에틸헥실 아민, N,N-디메틸아미노프로필 아민, N,N-디에틸아미노프로필 아민, N,N-디부틸아미노프로필 아민 등의 저급 아민, 라우릴 아민, 올레일 아민, 팔미틸 아민, 스테아릴 아민, 디메틸라우릴 아민 등의 탄소수 12 이상의 알킬기를 갖 는 장쇄 알킬 아민, 라우릴트리메틸 암모늄, 디라우릴디메틸 암모늄, 스테아릴트리메틸 암모늄, 디스테아릴디메틸 암모늄 등의 탄소수 12 이상의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬 4급 암모늄이온을 들 수 있다. 이들중에서도, 라우릴 암모늄, 스테아릴 암모늄 등의 탄소수 12 이상의 알킬기를 갖는 장쇄 알킬 아민의 염을 사용하면, 가장 분산 안정성이 우수하고, 특히 보존 안정성이 높은 착색 조성물이 얻어진다.

퀴놀린 유도체의 금속염을 구성하는 금속으로서는, 나트륨, 칼륨, 칼슘, 바륨, 철, 마그네슘, 알루미늄, 니켈, 코발트, 스트론튬 등의 각종 금속을 들 수 있다. 이것들중에서도, 알루미늄염을 사용하면, 제조에 있어서의 단리성, 및 안료분산제로서의 분산성이 우수할 뿐만아니라, 저점도, 유동 특성, 경시점도 안정성이 가장 우수한 착색 조성부가 얻어진다.

화학식 1 및 화학식 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체는 이하의 2공정을 거쳐 합성할 수 있다.

즉, 제 1 공정은, C.I,Pigment Yellow138 안료로 대표되는 프탈이미드 퀴노프탈론을 황산, 발연 유산 등으로 술폰화하는 공정이며, 제 2 공정은, 얻어진 술폰화물를 물에 재분산시킨 후, pH값이 11 이상의 알칼리하에서 가수분해 하는 공정이다.

제 1 공정인 프탈이미드 퀴노프탈론의 술폰화는 공지의 방법에 따라 행할 수 있다. 예를 들면 C.I.Pigment Yellow138 안료를, 황산, 발연 황산, 황산과 발연 황산의 혼합물 또는 클로로술폰산 등에 용해하고, 40∼140℃에서, 1∼8시간, 가열반응을 행한다. 술폰화의 진행은 액체크로마토그래피에 의한 성분 분석이나 황산용액의 흡수스펙트럼의 변화에 의해 확인하고, 반응 종점을 추적하여, 결정할 수 있다. 충분한 술폰화를 확인한 후, 반응용액을 대량의 빙수중에 투입하고, 석출한 술폰화물를 여과 분리하고, 묽은 염산으로 세정하고, 또한 정제수로 충분하게 수세를 행하여, C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물을 페이스트로서 단리한다.

제 2 공정인 술폰화물의 알칼리 가수분해는 이하의 방법에 따라 행할 수 있다. 즉, 제 1 공정에서 얻어진 프탈이미드 퀴노프탈론의 술폰화물의 페이스트를 약 100중량부의 물에 재분산시킨 후, 수산화 나트륨 수용액으로 pH값을 11 이상으로 조정하고, 1∼10시간 교반을 행한다. pH값을 11 이상으로 조정함으로써, 반응액은 미용해 입자가 분산된 황색 슬러리 상태로부터, 이 입자가 용해된 붉은 용액상태로 변화된다. 알칼리 가수분해반응의 진행은 액체크로마토그래피로 확인할 수 있다. 경우에 따라서는, pH값을 11 이상으로 유지한 채, 50℃ 이상의 온도에서, 4∼24시간 가열 교반함으로써, 가수분해반응을 충분하게 진행시킨다.

상기 제 1 및 제 2 공정을 거쳐 합성되는 퀴놀린 유도체와, 아민이나 금속과의 염형성 반응은, 이하의 방법에 따라 행할 수 있다. 즉, 제 2 공정에서 얻어진 알칼리 가수분해물의 붉은 수용액에 대해, 각종 아민의 수용액 또는 알콜 등의 수가용 유기용제 용액을, 또는 금속의 염화물, 황산염, 질산염 등의 분말 또는 수용액을, 10분∼5시간 걸쳐서 천천히 첨가하여 염형성 반응을 행한다. 아민이나 금속의 첨가량은 블리딩이 멈출 때까지 이지만, 대체로 퀴놀린 유도체의 산성기의 원자가수에 대해, 등 몰∼5배 몰 이다. 그 후에 석출한 생성물을 여과 분리하고, 충분하게 수세를 행하고, 건조하여 목적물을 얻는다.

본 발명의 착색 조성물에 함유되는 유기안료로서는, 일반적으로 시판되고 있는 것을 사용할 수 있고, 형성하는 필터 세그먼트의 색상에 따라, 염료, 천연색소, 무기안료를 병용할 수 있다.

유기안료로서는 발색성이 높고, 또한 내열성, 특히 내열분해성이 높은 것을 바람직하게 사용할 수 있다. 유기안료 등은, 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합해서 사용할 수 있다.

또, 유기안료는 솔트밀링, 액시드 페이스팅 등에 의해 미세화한 것이어도 좋다.

이하에, 본 발명의 착색 조성물에 사용할 수 있는 유기안료의 구체적인 예를, 컬러 인덱스 번호로 나타낸다.

본 발명의 착색 조성물로 적색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, C.I. Pigment Red 7, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 146, 177, 178, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272 등의 적색 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로 녹색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, C.I. Pigment Green 7, 10, 36, 37 등의 녹색 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로 청색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 80 등의 청색 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로 옐로우색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는 C.I. Pigment Yellow 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1. 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116 , 117, 118, 119, 120, 123, 126, 127, 128, 129, 138, 139, 147, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 198, 213, 214 등의 황색 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로 마젠타색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는 C.I. Pigment Red 7, 14, 41, 48:1, 48:2, 48:3, 48:4, 81:1, 81:2, 81:3, 146, 177, 178, 184, 185, 187, 200, 202, 208, 210, 246, 254, 255, 264, 270, 272 등의 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로 시안색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, C.I. Pigment Blue 15:1, 15:2, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 80 등의 안료를 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물로는, 채도와 명도의 균형을 이루면서 양호한 도포성, 감도, 현상성 등을 확보하기 위해서, 산화티탄, 황산바륨, 산화아연, 황산납, 황색납, 아연황, 벵가라(적색산화철(III)), 카드뮴 적, 군청, 감청, 산화크롬 녹, 코발트 녹, 엄버, 티탄 블랙 합성철 흑, 카본블랙 등의 무기안료를 함유시킬 수 있다. 무기안료는, 유기안료의 중량을 기준으로 하여 0.1∼10%의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물이 2종 이상의 안료 등을 포함하는 경우에는, 착색 조성물은, 2종 이상의 안료 등을 혼합한 후, 얻어진 안료혼합물을 안료 담체중에 기지의 방법으로 미세하게 분산하여 제조할 수 있다. 또, 착색 조성물은, 각 안료 등을 각각 안료 담체중에 미세하게 분산시킨 것을 혼합하여 제조할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물에 있어서, 유기안료와 퀴놀린 유도체류는, 중량비로, 통상, 50=50∼99:1이다. 퀴놀린 유도체류의 양이 이 범위보다도 적으면, 안료의 분산 안정화 효과가 충분히 발휘되지 않고, 반면에 퀴놀린 유도체류의 양이 이 범위보다도 많으면, 필터 세그먼트의 색상이 바람직하지 못할 만큼 변화될 가능성이 생기고, 또 제조 코스트면에서도 문제가 될 수 있다. 유기안료와 퀴놀린 유도체류와의 중량비는, 바람직하게는 60:40∼95:5, 보다 바람직하게는 70:30∼90:10, 더욱 바람직하게는 85:15∼90:10이다.

본 발명의 착색 조성물은, 수지형 분산제를 더 함유하는 것이 바람직하다. 수지형 분산제는, 안료에 흡착하는 성질을 갖는 안료 친화성부위와, 안료 담체와 상용성이 있는 부위를 갖고, 안료에 흡착하여 안료의 안료 담체로의 분산을 안정화하는 기능을 하는 것이다. 수지형 분산제로서는, 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트 등의 폴리카르복실산 에스테르, 불포화폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산(부분) 아민염, 폴리카르복실산 암모늄염, 폴리카르복실산알킬 아민염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드인산염, 수산기함유 폴리카르복실산 에스테르나, 이것들의 변성물, 폴리저급 알킬렌이민과 유리 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와의 반응에 의해 형성된 아미드나 그 염 등을 사용할 수 있다, 또, (메타)아크릴산-스티렌 공중합체, (메타)아크릴산-(메타)아크릴산 에스테르 공중합체, 스티렌-말레산 공중합체, 폴리비닐알콜, 폴리비닐피롤리돈 등의 수용성 수지나 수용성 고분자화합물, 폴리에스테르계, 변성 폴리아크릴레이트계, 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드 부가화합물, 인산 에스테르계 등도 사용할 수 있고, 이것들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물에 사용할 수 있는 수지형 분산제는, 산성기 또는 염기성기를 앵커로 하여 유기안료 및 퀴놀린 유도체류의 표면에 흡착하고, 폴리머의 반발효과가 유효하게 작용하여 분산 안정성 유지를 발현하므로, 산성기 또는 염기성기를 갖는 폴리머인 것이 바람직하다. 산성기로서는, 흡착 특성이 우수한 점에서 술폰기가 바람직하고, 염기성기로서는, 흡착특성이 우수한 점에서 아미노기가 바람직하다. 특히, 염기성기를 갖는 염기성 수지형 분산제는, 안료 담체와의 융화성이 좋기 때문 바람직하다.

산성기 또는 염기성기를 갖는 폴리머로서는, 산성기 또는 염기성기를 갖는 줄기(幹) 폴리머부에 가지 폴리머부가 그래프트 결합한 구조의 빗형 폴리머가, 가지 폴리머부의 우수한 입체 반발효과로부터 유기용제 가용성을 갖기 때문에 보다 바람직하다.

또한, 줄기 폴리머 1분자에 2분자 이상의 가지 폴리머가 그래프트 결합한 분자구조를 갖는 빗형 폴리머가 상기 이유때문에 보다 바람직하다.

염기성 수지형 분산제의 구체적인 예로서는, 폴리에틸렌이민, 폴리에틸렌 폴리아민, 폴리크실렌 폴리(히드록시 프로필렌)폴리아민, 폴리(아미노메틸화)에폭시 수지, 아민 부가 글리시딜(메타)아크릴레이트-(메타)아크릴산 에스테르화 글리시딜(메타)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다. 이것들의 합성법은, 예를 들면 이 하와 같다.

폴리에틸렌 이민은, 에틸렌 이민을 산촉매 존재하에서 개환중합 함으로써 얻어진다. 폴리에틸렌 폴리아민은, 2염화 에틸렌과 암모니아를 알칼리 촉매 존재하에서 중축합 함으로써 얻어진다. 폴리(아미노메틸화)에폭시 수지는, 비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 나프톨 노볼락형 에폭시 수지 등의 방향환을 클로르메틸화후에 아미노화 함으로써 얻어지고, 별칭 만니히 염기라 불린다. 아미노화에서 사용하는 아민으로서 구체적으로는, 모노메틸 아민, 모노에틸 아민, 모노메탄올 아민, 모노에탄올 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디메탄올 아민, 디에탄올 아민 등을 들 수 있다.

아민 부가 글리시딜(메타)아크릴레이트-(메타)아크릴산 에스테르화 글리시딜(메타)아크릴레이트 공중합체는, 글리시딜(메타)아크릴레이트를 라디칼중합 하여 폴리머화한 후, 동 폴리머중의 에폭시기의 일부에 앞에서 예시한 것과 동일한 아민을 부가하여 폴리[아민 부가 글리시딜(메타)아크릴레이트]를 얻은 후, 남은 에폭시기를 (메타)아크릴산의 카르복실산과 에스테르화 반응시켜서 얻어진다.

가지 폴리머는, 유기용제 가용성의 것이 바람직하고, 그 구체적인 예로서는, 폴리머 말단에 카르복실산을 갖고, 상기한 바와 같은 줄기 폴리머부의 아미노기와 아미드화 반응함으로써 그래프트 결합을 형성할 수 있는 폴리머인 폴리(12-히드록시 스테아르산), 폴리리시놀산, ε-카프로락톤 등의 개환중합체 등을 들 수 있다. 또, 줄기 폴리머가 상기한 아민 부가 글리시딜(메타)아크릴레이트-(메타)아크릴산 에스테르화 글리시딜(메타)아크릴레이트 공중합체와 같이 비닐기를 갖는 경우에는, 이 비닐기에 그라프트중합 할 수 있는 폴리[(메타)아크릴산 메틸], 폴리[(메타)아크릴산 에틸] 등을 가지 폴리머부로서 들 수 있다. 이것들의 합성법은 예를 들면 이하와 같다.

폴리(12-히드록시 스테아르산)은 12-히드록시 스테아르산의 탈수 중축합 폴리에스테르화 반응에 의해 얻어진다. 폴리리시놀산은 마찬가지로 리시놀산의 탈수중축합 폴리에스테르화 반응에 의해 얻어진다. ε-카프로락톤의 개환중합체는, ε-카프로락톤에 지방족 모노 카르복실산인 n-카프론산을 부가시켜서 개환중합을 개시시켜서 얻어진다.

수지형 분산제는, 유기안료의 중량을 기준으로 하여, 0.1∼30%의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물에 있어서의 안료 담체는, 상기한 바와 같이, 투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물에 의해 구성된다. 투명수지는, 가시광선 영역 400∼700nm의 전체 파장 영역에서 투과율이 바람직하게는 80% 이상, 보다 바람직하게는 95% 이상의 수지이다. 투명수지에는, 열가소성 수지, 열경화성 수지, 및 감광성 수지가 포함되고, 그 전구체에는, 방사선조사에 의해 경화하여 투명수지를 생성하는 모노머 또는 올리고머가 포함되고, 이것들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 컬러필터용 착색 조성물에는, 이 조성물을 자외선조사에 의해 경화시킬 때에는, 광중합 개시제 등이 첨가된다.

열가소성 수지로서는, 예를 들면, 부티랄 수지, 스티렌-말레산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄계 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 알키드 수지, 폴리스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무계 수지, 셀룰로스류, 폴리부타디엔, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이미드 수지 등을 들 수 있다. 또, 열경화성 수지로서는, 예를 들면 에폭시 수지, 벤조 구아나민 수지, 로진 변성 말레산 수지, 로진 변성 푸마르산 수지, 멜라민 수지, 요소 수지, 페놀 수지 등을 들 수 있다.

감광성 수지로서는, 수산기, 카르복실기, 아미노기 등의 반응성의 치환기를 갖는 선상 고분자에 이소시아네이트기, 알데히드기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 (메타)아크릴 화합물이나 신남산을 반응시켜서, (메타)아크릴로일기, 스티릴기 등의 광가교성기를 이 선상고분자에 도입한 수지를 사용할 수 있다. 또한 스티렌-무수 말레산 공중합물이나 α-올레핀-무수 말레산 공중합물 등의 산 무수물을 포함하는 선상 고분자를 히드록시 알킬(메타)아크릴레이트 등의 수산기를 갖는 (메타)아크릴 화합물에 의해 하프 에스테르화한 것도 사용할 수 있다.

모노머 및 올리고머로서는, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 트리시클로데카닐(메타)아크릴레이트, 멜라민(메타)아크릴레이트, 에폭시(메타)아크릴레이트 등의 각종 아크릴산 에스테르 및 메타크릴산 에 스테르, (메타)아크릴산, 스티렌, 아세트산 비닐, (메타)아크릴아미드, N-히드록시메틸(메타)아크릴아미드, 아크릴로니트릴 등을 들 수 있다.

안료 담체는, 상기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물 (a)와 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 화합물 (b)의 공중합 수지를 포함하는 것이 바람직하다. 공중합 수지중의 화합물 (a)의 비율은, 0.1∼50중량%, 보다 바람직하게는 10∼35중량% 이다. 화합물 (a)의 비율이 10중량% 보다 적으면 안료의 분산효과가 저하되고, 또한 0.1중량% 보다 적어지면 충분한 분산효과를 얻지 못할 우려가 있다. 또, 화합물 (a)의 비율이 35중량% 보다 많으면 소수성이 커져, 감광성 착색 조성물의 현상성이 저하되거나, 잔류물의 원인이 되거나 하는 경우가 있고, 또한 50중량%보다 많아지면 감광성 착색 조성물중의 다른 구성성분과의 상용성이 현저하게 저하되어, 모노머나 광중합 개시제의 석출이 일어나는 경우도 있다.

상기 공중합 수지(공중합체)의 중량평균 분자량(Mw)은, 바람직하게는 5000∼100000이며, 더욱 바람직하게는 10000∼50000이다.

상기 공중합 수지는, 안료가 우수한 분산효과를 발휘하기 때문에, 착색 조성물중에서 안료의 응집을 막고, 안료가 미세에 분산된 상태를 유지하는 기능을 하는 것으로, 안료응집물이 적고, 고투과율로 색순도가 높은 컬러필터를 제조하기 위해서 중요한 것이다.

상기 공중합 수지의 구성성분인 화학식 3으로 나타내어지는 화합물 (a)은, 이 화합물 (a)가 갖는 벤젠환의 π전자의 효과에 의해 안료 표면에의 흡착/배향성이 양호하게 된다. 특히 화합물 (a)가 파라쿠밀페놀의 에틸렌옥사이드(이하, EO라 고 한다.) 또는 프로필렌 옥사이드(이하, PO라고 한다.) 변성 (메타)아크릴레이트인 경우에는, 그 입체적인 효과도 더해져 안료에 대하여 보다 양호한 흡착/배향면을 형성할 수 있으므로 보다 효과가 높다. 또, 화학식 3에서, R₃에 의해 나타내어지는 알킬기의 탄소수는 1∼20인 것이 바람직하지만, 보다 바람직하게는1∼10이다. 탄소수가 1∼10일 때는 알킬기가 장해가 되어 수지끼리의 접근을 억제하여 안료에의 흡착/배향을 촉진하지만, 탄소수가 10을 넘으면 알킬기의 입체장해효과가 높아져 상기 벤젠환의 안료표면에의 흡착/배향까지도 방해한다. 이것은 사슬 길이가 길어짐에 따라서 현저하게 되어, 탄소수가 20을 넘으면 벤젠환의 흡착/배향이 극단적으로 저하된다. 또, 화학식 3에서, R₂에 의해 나타내어지는 알킬렌기는, 통상 1∼5개의 탄소원자를 갖고, 바람직하게는, 2∼3개의 탄소원자를 갖는다. 또, 화학식 3에서, n은 바람직하게는, 1∼5이다.

화합물 (a)로서는, 페놀EO변성(메타)아크릴레이트, 파라쿠밀페놀EO변성(메타)아크릴레이트, 노닐페놀EO변성(메타)아크릴레이트, 노닐페놀PO변성(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

화합물 (b)로서는, (메타)아크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, (이소)프로필(메타)아크릴레이트, (이소)부틸(메타)아크릴레이트, (이소)펜틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 애시드포스폭시에틸(메타)아크릴레이트, 애시드포스폭시프로필(메타)아크릴레이트, 3클로로2애시드포스폭시에틸(메타)아크릴레이트, 애시드포스폭시 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

안료 담체는, 유기안료의 중량을 기준으로 하여, 바람직하게는, 50∼700%, 보다 바람직하게는 100∼400%의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 컬러필터용 착색 조성물을 자외선조사에 의해 경화시킬 때에 이조성물에 함유시키는 광중합 개시제로서는, 4-페녹시디클로로아세토페논, 4-t-부틸-디클로로아세토페논, 디에톡시아세토페논, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시클로로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온 등의 아세토페논계 광중합 개시제, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르. 벤질디메틸케탈 등의 벤조인계 광중합 개시제, 벤조페논, 벤조일벤조산, 벤조일벤조산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드 등의 벤조페논계 광중합 개시제, 티옥산톤, 2-클로르 티옥산톤, 2-메틸 티옥산톤, 이소프로필 티옥산톤, 2,4-디이소프로필 티옥산톤 등의 티옥산톤계 광중합 개시제, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페로닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시-나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2,4-트리 클로로메틸-(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등의 트리아진계 광중합 개시제, 보레이트계 광중합 개시제, 카르바졸계 광중합 개시제, 이미다졸계 광중합 개시제 등을 사용할 수 있다. 광중합 개시제는 유기안료의 중량을 기준으로 5∼150%의 양으로 사용할 수 있다.

상기 광중합 개시제는, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용하지만, 증감제로서, α-아실옥시에스테르, 아실포스핀 옥사이드, 메틸페닐 글리옥실레이트, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄파퀴논, 에틸안트라퀴논, 4,4'-디에틸이소프탈로페논, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 4,4'-디에틸아미노벤조페논 등의 화합물을 병용할 수도 있다. 증감제는 광중합 개시제의 중량을 기준으로 0.1∼30%의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물은, 안료 담체용액중에 유기안료를 분산시키는 방법이나, 물 또는 유기용매중에 유기안료를 분산하여 안료분산액을 제작한 후 안료 담체용액과 혼합하는 방법 등에 의해 제조된다. 안료의 분산방법에는 특별히 제한은 없지만, 비드 밀, 샌드 밀, 볼 밀, 3롤 밀, 2롤 밀 등을 사용하는 방법이 바람직하다. 또한, 유기안료와 퀴놀린 유도체류로 이루어지는 안료분산제는 각각 안료 담체용액에 분산한 후 혼합할 수도 있는데, 유기안료의 분산성을 향상하기 위해서는, 유기안료를 분산할 때에 퀴놀린 유도체류로 이루어지는 안료분산제를 첨가하는 것이 바람직하다.

유기안료를 안료 담체중에 분산할 때에는, 적당하게, 계면활성제, 다른 색소 유도체 등의 분산조제를 사용할 수 있다.

계면활성제로서는, 라우릴 황산소다, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 황산염, 도데실벤젠술폰산소다, 스티렌-아크릴산 공중합체의 알칼리염, 스테아르산 나트륨, 알킬나프탈린술폰산나트륨, 알킬디페닐에테르 디술폰산나트륨, 라우릴황산 모노에탄올아민, 라우릴황산 트리에탄올아민, 라우릴 황산암모늄, 스테아르산 모노에탄올아민, 스테아르산 나트륨, 라우릴 황산나트륨, 스티렌-아크릴산 공중합체의 모노에탄올아민, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 인산에스테르 등의 음이온성계면활성제; 폴리옥시에틸렌 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 알킬에테르인산에스테르, 폴리옥시에틸렌 소르비탄모노스테아레이트, 폴리에틸렌글리콜 모노라우레이트 등의 비이온성 계면활성제; 알킬 4차암모늄염이나 그것들의 에틸렌 옥사이드 부가물 등의 양이온성 계면활성제: 알킬디메틸아미노아세트산베타인 등의 알킬 베타인, 알킬 이미다졸린 등의 양성 계면활성제를 들 수 있다. 이것들은, 단독으로 또는 2종이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

분산조제로서의 다른 색소 유도체란 유기색소에 치환기를 도입한 화합물이다. 유기색소에는, 일반적으로 색소라고는 불리고 있지 않는 나프타렌계, 안트라퀴논계 등의 담황색의 방향족 다환 화합물도 포함된다. 색소 유도체로서는, 일본 특개소 63-305173호 공보, 일본 특공소 57-15620호 공보, 일본 특공소 59-40172호 공보, 일본 특공소 63-17102호 공보, 일본 특공평 5-9469호 공보 등에 기재되어 있는 것을 사용할 수 있다. 특히, 트리아진환을 포함하는 염기성기를 갖는 색소 유도체는 안료의 분산효과가 크기 때문에, 적합하게 사용할 수 있다.

상기 색소 유도체가 갖는 염기성 기로서 구체적으로는, 하기 화학식 4, 5, 6 및 7로 나타내어지는 치환기를 들 수 있다.

화학식 4 내지 7에서, 각 기호는 이하와 같다.

X는 -SO₂-, -CO-, -CH₂NHCOCH₂-, -CH₂- 또는 단결합을 나타낸다. X는 바람직 하게는, -SO₂- 또는 단결합이다.

n은 1∼10의 정수를 나타낸다. n은 바람직하게는 1∼3이다.

R₁ 및 R₂는 각각 독립적으로 비치환 혹은 치환 알킬기, 비치환 혹은 치환 알케닐기 또는 비치환 혹은 치환 페닐기를 나타내거나, 또는 R₁과 R₂가 결합하여 질소, 산소 또는 유황원자를 더 포함하는 비치환 혹은 치환 복소환을 나타낸다. R₁ 또는 R₂는 의해 나타내어지는 비치환 혹은 치환 알킬기는, 통상 1∼36개의 탄소원자를 갖는다. R₁ 또는 R₂는 의해 나타내어지는 비치환 혹은 치환 알케닐기는, 통상 2∼36개의 탄소원자를 갖는다. R₁ 및 R₂는 각각 바람직하게는, 1∼5개의 탄소원자를 갖는 비치환 혹은 치환 알킬기이다.

R₃는 비치환 혹은 치환 알킬기, 비치환 혹은 치환 알케닐기, 또는 비치환 혹은 치환 페닐기를 나타낸다. R₃에 의해 나타내어지는 비치환 혹은 치환 알킬기는, 통상, 1∼36개의 탄소원자를 갖는다. 또, R₃에 의해 나타내어지는 비치환 혹은 치환 알케닐기는, 통상, 2∼36개의 탄소원자를 갖는다. R₃는 바람직하게는, 1∼4개의 탄소원자를 갖는 비치환 혹은 치환 알킬기이다.

R₄, R₅, R₆, 및 R₇은, 각각 독립적으로, 수소원자, 치환 혹은 비치환 알킬기, 치환 혹은 비치환 알케닐기, 또는 치환 혹은 비치환 페닐기를 나타낸다. R₄, R₅, R₆, 또는 R₇에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알킬기는, 통상, 1∼36개의 탄 소원자를 갖는다. 또, R₄, R₅, R₆, 또는 R₇에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알케닐기는 통상, 2∼36개의 탄소원자를 갖는다. R₄, R₅, R₆ 및 R₇은, 바람직하게는, 각각, 1∼4개의 탄소원자를 갖는 비치환 혹은 치환 알킬기다.

Y는 -NR₈-Z-NR₉- 또는 단결합을 나타낸다.

R₈ 및 R₉은, 각각 독립적으로, 수소원자, 치환 혹은 비치환 알킬기, 치환 혹은 비치환 알케닐기, 또는 치환 혹은 비치환 페닐기를 나타낸다. R₈ 또는 R₉에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알킬기는 통상, 1∼36개의 탄소원자를 갖는다. 또, R₈ 또는 R₉에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알케닐기는 통상, 2∼36개의 탄소원자를 갖는다. R₈ 및 R₉은 바람직하게는, 각각, 수소원자다.

Z는 비치환 혹은 치환 알킬렌기, 비치환 혹은 치환 알케닐렌기, 또는 비치환 혹은 치환 페닐렌기를 나타낸다. Z에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알킬기는 통상, 1∼36개의 탄소원자를 갖는다. 또, Z에 의해 나타내어지는 치환 혹은 비치환 알케닐기는 통상, 2∼36개의 탄소원자를 갖는다. Z는 바람직하게는, 비치환 혹은 치환 페닐렌기이다.

R은, 하기 화학식 8로 나타내어지는 치환기, 또는 하기 화학식 9로 나타내어지는 치환기를 나타낸다.

Q는 수산기, 알콕실기, 하기 화학식 8로 나타내어지는 치환기 또는 하기 화학식 9로 나타내어지는 치환기를 나타낸다. Q는 바람직하게는, 하기 화학식 8로 나타내어지는 치환기다.

화학식 8 및 9에서, R₁∼R₇, 및 n은, 화학식 4 내지 6에 관해서 정의한 바와 같다.

염기성기를 갖는 색소 유도체를 구성하는 유기색소로서는, 예를 들면 디케토피롤로피롤계 색소, 아조, 디스아조, 폴리 아조 등의 아조계 색소, 프탈로시아닌계 색소, 디아미노디안트라퀴논, 안트라피리미딘, 플라반트론, 안트안토론, 인단트론, 피란트론, 비올란트론 등의 안트라퀴논계 색소, 퀴나크리돈계 안료, 디옥사진계 색소, 페리논계 색소, 페릴렌계 색소, 티오인디고계 색소, 이소인돌린계 색소, 이소인돌리논계 안료, 퀴노프탈론계 색소, 스렌계 색소, 금속착체계 색소를 들 수 있다. 또, 앞에서 예시한 유기안료라도 좋다.

또, 염기성기를 갖는 트리아진 유도체를 구성하는 트리아진은 메틸기, 에틸기 등의 알킬기, 아미노기 또는 디메틸 아미노기, 디에틸 아미노기, 디부틸 아미노 기 등의 알킬 아미노기, 니트로기, 수산기 또는 메톡시기, 에톡시기, 부톡시기 등의 알콕시기, 염소 등의 할로겐 또는 메틸기, 메톡시기, 아미노기, 디메틸 아미노기, 수산기 등으로 치환되어 있어도 좋은 페닐기 또는 메틸기, 에틸 기, 메톡시기, 에톡시기, 아미노기, 디메틸 아미노기, 디에틸 아미노기, 니트로기, 수산기 등으로 치환되어 있어도 좋은 페닐 아미노기 등의 치환기를 갖고 있어도 좋은 1,3,5-트리아진이다.

염기성기를 갖는 색소 유도체는, 여러 합성경로로 합성할 수 있다. 예를 들면 유기색소에, 하기 식 (10)∼(13)으로 나타내어지는 치환기를 도입한 후, 이 치환기와 반응하고 화학식 4 내지 7로 나타내어지는 치환기를 형성하는 아민 성분, 예를 들면 N,N-디메틸아미노프로필 아민, N-메틸피페라진, 디에틸 아민 또는 4-[4-히드록시-6-[3-(디부틸아미노)프로필아미노]-1,3,5-트리아진-2-일아미노]아닐린 등을 반응시킴으로써 얻어진다.

식 (10): -SO₂Cl

식 (11): -COCl

식 (12): -CH₂NHCOCH₂Cl

식 (13): -CH₂Cl

유기색소가 아조계 색소인 경우에는, 화학식 4 내지 7로 나타내어지는 치환기를 미리 디아조 성분 또는 커플링 성분에 도입하고, 그 후 커플링반응을 행함으로써 염기성기를 갖는 아조계 안료유도체를 제조할 수도 있다.

분산조제는, 유기안료의 중량을 기준으로 0.1∼30%의 양으로 사용할 수 있다.

또한 본 발명의 염기성기를 갖는 트리아진 유도체는 여러 합성경로로 합성할 수 있다. 예를 들면, 염화 시아누르를 출발원료라고 하여, 염화 시아누르의 적어도 하나의 염소에 화학식 4 내지 7로 나타내어지는 치환기를 형성하는 아민 성분, 예를 들면 N,N-디메틸아미노프로필 아민 또는 N-메틸피페라진 등을 반응시키고, 이어서 염화 시아누르의 나머지의 염소로 여러 아민 또는 알콜 등을 반응시킴으로써 얻어진다.

화학식 4 내지 9로 나타내어지는 치환기를 형성하기 위해서 사용되는 아민 성분으로서는, 예를 들면 디메틸 아민, 디에틸 아민, N,N-에틸이소프로필 아민, N,N-에틸프로필 아민, N,N-메틸부틸 아민, N,N-메틸이소부틸 아민, N,N-부틸에틸 아민, N,N-tert-부틸에틸 아민, 디이소프로필 아민, 디프로필 아민, N,N-sec-부틸프로필아민, 디부틸 아민, 디-sec-부틸 아민, 디이소부틸아민, N,N-이소부틸-sec-부틸 아민, 디아밀 아민, 디이소아밀 아민, 디헥실 아민, 디(2-에틸헥실)아민, 디옥틸 아민, N,N-메틸옥타데실 아민, 디데실 아민, 디아릴 아민, N,N-에틸-1,2-디메틸프로필 아민, N,N-메틸헥실 아민, 디올레일 아민, 디스테아릴 아민, N,N-디메틸아미노메틸 아민, N,N-디메틸아미노에틸 아민, N,N- 디메틸아미노아밀 아민, N,N-디메틸아미노부틸 아민, N,N-디에틸아미노에틸 아민, N,N-디에틸아미노프로필 아민, N,N-디에틸아미노헥실 아민, N,N-디에틸아미노부틸 아민, N,N-디에틸아미노펜틸 아민, N,N-디프로필아미노부틸 아민, N,N-디부틸아미노프로필 아민, N,N-디부틸아미노에 틸 아민, N,N-디부틸아미노부틸 아민, N,N-디이소부틸아미노펜틸 아민, N,N-메틸-라우릴아미노프로필 아민, N,N-에틸헥실아미노에틸 아민, N,N-디스테아릴아미노에틸 아민, N,N-디올레일아미노에틸 아민, N,N-디스테아릴아미노부틸 아민, 피페리딘, 2-피페콜린, 3-피페콜린, 4-피페콜린, 2,4-루페티딘, 2,6-루페티딘, 3,5-루페티딘, 3-피페리딘 메탄올, 피페콜린산, 이소니페코트산, 이소니페코트산 메틸, 이소니페코트산 에틸, 2-피페리딘 에탄올, 피롤리딘, 3-히드록시 피롤리딘, N-아미노에틸 피페리딘, N-아미노에틸-4-피페콜린, N-아미노에틸 모르폴린, N-아미노프로필 피페리딘, N-아미노프로필-2-피페콜린, N-아미노프로필-4-피페콜린, N-아미노프로필 모르폴린, N-메틸 피페라진, N-부틸 피페라진, N-메틸 호모피페라진, 1-시클로펜틸피페라진, 1-아미노-4-메틸 피페라진, 1-시클로펜틸 피페라진 등을 들 수 있다.

다른 색소 유도체로서는, 이하에 나타내는 색소 유도체 1∼53을 사용할 수 있는데, 이것들에 한정되는 것은 아니다. 색소 유도체는, 단독으로 또는 2종류 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물에는, 유리 기판 등의 투명기판상에 건조 막두께가 1∼2.5㎛이 되도록 도포하고 필터 세그먼트를 형성하는 것을 용이하게 하기 위해서, 용제를 함유시킬 수 있다. 용제로서는, 예를 들면 시클로헥사논, 에틸셀로솔브 아세테이트, 부틸셀로솔브 아세테이트, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸벤젠, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 크실렌, 에틸셀로솔브, 메틸-n-아밀케톤, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르톨루엔, 메틸에틸케톤, 아세트산 에틸, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알콜, 부탄올, 이소부틸 케톤, 석유계 용제 등을 들 수 있고, 이것들을 단독으로 또는 혼합하여 사용한다. 용제는, 합계로, 유기안료의 중량을 기준으로 500∼4000%의 양으로 사용할 수 있다.

본 발명의 착색 조성물은, 그라비아 옵셋용 인쇄잉크, 무수 옵셋용 인쇄잉크, 실크스크린 인쇄용 잉크, 용제현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트재의 형태로 조제할 수 있다. 착색 레지스트재는, 상기 열경화성 수지, 열가소성 수지 또는 감광성 수지와 상기 모노머, 상기 광중합 개시제를 함유하는 조성물중에, 유기안료와, 퀴놀린 유도체류로 이루어지는 안료분산제를 분산시킨 것이다.

유기안료는, 바람직하게는, 필터 세그먼트를 포트리소그래피법에 의해 형성하는 경우에는, 착색 조성물중에 1.5∼7중량%의 비율로 함유되고, 필터 세그먼트를 인쇄법에 의해 형성하는 경우에는, 착색 조성물중에 1.5∼40중량%의 비율로 함유된다. 어쨌든, 유기안료는, 최종 필터 세그먼트중에 바람직하게는 10∼40중량%, 보다 바람직하게는 20∼40중량%의 비율로 함유되고, 그 잔부는 실질적으로 안료 담체에 의해 제공되는 수지질 바인더로 이루어진다.

본 발명의 착색 조성물은, 원심분리, 소결 필터, 멤브레인 필터 등의 수단으로, 5㎛ 이상의 조대입자, 바람직하게는 1㎛ 이상의 조대입자, 더욱 바람직하게는 0.5㎛ 이상의 입자 및 혼입된 먼지의 제거를 행하는 것이 바람직하다.

일반적으로, 컬러필터용 착색 조성물의 안료분산 안정성은, 항복값을 측정함으로써 평가할 수 있다. 항복값은 다른 전단속도로 컬러필터용 착색 조성물의 점도를 측정하고, Casson의 식을 사용함으로써 구해진다. 항복값은 작을수록 안료의 응집의 정도가 작은 것으로 추정된다. 안료는 가능한 한 응집되어 있지 않은 것이 바람직하기 때문에, 항복값은 작으면 작을수록 바람직하다. 따라서, 본 발명의 컬러필터용 착색 조성물의 항복값은 1×10^-2Pa 이하인 것이 바람직하고, 1×10^-3Pa 이하인 것이 보다 바람직하다.

다음에 컬러필터에 대하여 설명한다.

본 발명의 컬러필터는, 투명 또는 반사기판상에, R(적), G(녹), B(청)의 3색의 필터 세그먼트가 형성된 것이나, Y(옐로), M(마젠타), C(시안)의 3색의 필터 세그먼트가 형성된 것 등이다. 각 색의 필터 세그먼트는, 인쇄법 또는 포트리소그래피법에 의해, 본 발명의 착색 조성물을 사용하여 형성할 수 있다.

투명기판으로서는, 석영 유리, 붕규산 유리, 알루미나규산염 유리, 표면을 실리카 코팅한 소다라임 유리 등의 유리판이나, 폴리카보네이트, 폴리메타크릴산메틸, 폴리에틸렌테레프탈레이트 등의 수지판을 사용할 수 있다.

반사기판으로서는 실리콘이나, 상기의 투명기판상에 알루미늄, 은, 은/구리/ 팔라듐 합금 박막 등을 형성한 것을 사용할 수 있다.

인쇄법에 의한 각 색 필터 세그먼트의 형성은, 상기 각종의 인쇄잉크로서 조제한 착색 조성물의 인쇄와 건조를 반복하는 것 만으로 패턴화를 할 수 있기 때문에, 컬러필터의 제조법으로서는, 저코스트이고 양산성이 우수하다. 또한, 인쇄 기술의 발전에 의해 높은 치수정밀도 및 평활도를 갖는 미세 패턴의 인쇄를 행할 수 있다. 인쇄를 행하기 위해서는, 인쇄의 판상에서, 또는 블랭킷상에서 잉크가 건조, 고화되지 않는 조성으로 하는 것이 바람직하다. 또, 인쇄기상에서의 잉크의 유동성의 제어도 중요하고, 분산제나 체질안료에 의한 잉크 점도의 조정을 행할 수도 있다.

포트리소그래피법에 의해 각 색 필터 세그먼트를 형성하는 경우에는, 상기 용제현상형 또는 알칼리 현상형 착색 레지스트재로서 조제한 착색 조성물을, 투명기판상에, 스프레이 코팅이나 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 롤 코팅 등의 도포 방법에 의해, 건조 막두께가 0.2∼5㎛가 되도록 도포한다. 필요에 따라 건조된 막에는, 이 막과 접촉 또는 비접촉상태에서 설치된 소정의 패턴을 갖는 마스크를 통하여 자외선 노광을 행한다. 그 후에 용제 또는 알칼리 현상액에 침지하거나, 또는 스프레이 등에 의해 현상액을 분무하여 미경화부를 제거하여 원하는 패턴을 형성한 후, 동일한 조작을 다른색에 대해서 반복하여 컬러필터를 제조할 수 있다. 또한, 착색 레지스트재의 중합을 촉진하기 위해서, 필요에 따라서 가열을 행할 수도 있다. 포트리소그래피법에 의하면, 상기 인쇄법보다 정밀도가 높은 컬러필터를 제조할 수 있다.

현상시에는, 알칼리 현상액으로서 탄산나트륨, 수산화 나트륨 등의 수용액이 사용되고, 디메틸벤질 아민, 트리에탄올 아민 등의 유기 알칼리를 사용할 수도 있다. 또, 현상액에는 소포제나 계면활성제를 첨가할 수도 있다.

또한, 자외선 노광 감도를 높이기 위해서, 상기 착색 레지스트재를 도포 건조후, 수용성 또는 알칼리 가용성 수지, 예를 들면 폴리비닐알코올이나 수용성 아크릴 수지 등을 도포 건조하여 산소에 의한 중합 저해를 방지하는 막을 형성한 후, 자외선 노광을 행할 수도 있다.

본 발명의 컬러필터는, 상기 방법외에 전착법, 전사법 등에 의해 제조할 수 있는데, 본 발명의 착색 조성물은 어느 방법으로도 사용할 수 있다. 또한, 전착법은, 투명기판상에 형성한 투명 도전막을 이용하여, 콜로이드 입자의 전기영동에 의해 각 색 필터 세그먼트를 투명 도전막상에 전착형성함으로써 컬러필터를 제조하는 방법이다.

또, 전사법은 박리성의 전사 베이스 시트의 표면에, 미리 컬러필터층을 형성해 두고, 이 컬러필터층을 원하는 투명기판에 전사시키는 방법이다.

투명기판 또는 반사기판상에 필터 세그먼트를 형성하기 전에, 미리 블랙 매트릭스를 형성해 두면, 액정표시패널의 콘트라스트비를 한층더 높일 수 있다. 블랙 매트릭스로서는, 크롬이나 크롬/산화크롬의 다층막, 질화 티타늄 등의 무기 막이나, 차광제를 분산한 수지막을 사용할 수 있는데, 이것들에 한정되지 않는다. 또, 상기의 투명기판 또는 반사기판상에 박막트랜지스터(TFT)를 미리 형성해 두고, 그 후에 필터 세그먼트를 형성할 수도 있다. TFT 기판상에 필터 세그먼트를 형성 함으로써, 액정표시 패널의 개구율을 높이고, 휘도를 향상시킬 수 있다.

본 발명의 컬러필터상에는, 필요에 따라서 오버코트 막이나 주상 스페이서, 투명 도전막, 액정 배향막 등이 형성된다.

컬러필터는, 실링제를 사용하여 대향기판과 라미네이션 하고, 실링부에 설치된 주입구로부터 액정을 주입한 뒤 주입구를 밀봉하고, 필요에 따라서 편광막이나 위상차 막을 기판의 외측에 라미네이션 함으로써, 액정표시패널이 제조된다.

이러한 액정표시패널은, 트위스티드·네마틱(TN), 수퍼·트위스티드·네마틱(STN), 인·플레인·스위칭(IPS), 버티컬·얼라인먼트(VA), 옵티컬리·컴펜세이티드·벤드(OCB) 등의 컬러필터를 사용하여 컬러화를 행하는 액정표시 모드에 사용할 수 있다.

(실시예)

실시예 1

이하에, 실시예에 의해 본 발명을 설명한다. 또한, 실시예중의 「부」 및 「%」는 「중량부」 및 「중량%」를 각각 나타낸다.

<퀴놀린 유도체의 알루미늄염 [A]의 합성>

500mL 4구 플라스크에, 발연 유산(25% SO₃)과 황산으로부터 조제한 101%황산 450부를 투입하고, C.I.Pigment Yellow138 안료(비·에이·에스·에프사제「팔리오톨 옐로우 K0961-HD」) 45부를 조금씩 첨가했다. 80℃에서 3시간 교반을 행하고, 미반응의 원료가 존재하지 않는 것을 액체크로마토그래피에 의해 확인했다. 반응 용액을 빙수 5000부중에 교반하면서 가하여 술폰화물를 석출시켰다. 석출한 술폰화물를 여과 분리하고, 0.1% 염산 2000부로 세정하고, 정제수 2000부로 더 세정하고, C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물의 페이스트를 얻었다. 얻어진 술폰화물 페이스트를 물 5000부에 재분산시키고(재분산한 슬러리의 pH는 2.3), 25%수산화 나트륨 수용액을 교반하면서 가하고, pH값을 11.5로 조정했다. pH를 조정하는 동안에, 반응액은 황색 슬러리 상태로부터 붉은 용액 상태로 변화되었다. 5분마다 pH의 미세 조정을 행하고, 1시간 교반을 계속했다. 반응액을 pH 11.5에서 60℃로 더 가열하고, 3시간 교반을 행했다. 갔다. 이 붉은 용액에, 염화알루미늄(6수화물) 47부를 용해한 수용액을 조금씩 적하하고, 노란 석출물을 얻었다. 염화알루미늄 수용액을 전량 첨가한 후의 pH는 3.5였다. 노란 석출물을 여과분리하고, 다량의 물로 수세한 후, 80℃에서 건조시키고, 40부의 퀴놀린 유도체의 알루미늄 염[A]을 얻었다.

<퀴놀린 유도체의 알루미늄 염[A]의 분석>

얻어진 퀴놀린 유도체의 알루미늄 염[A]을 DMF에 용해하고, 니혼워터즈사제 LC/MS 분석장치 「플랫폼 LCZ」(ESI: 일렉트론 스프레이 방식)를 사용하여 분석했다. 그 결과, 420nm에서의 면적비 70%의 가장 큰 피크에서, m/z=809[M-1]^-를 검출했다. 이것은, 화학식 2에서 n이 4, m이 4, X가 염소 원자인 퀴놀린 유도체의 분자 이온과 일치한다. 또, 퀴놀린 유도체에 포함되는 알루미늄량을 측정하기 위해서, 시마즈세사쿠쇼제 형광X선 장치 「SXF1200」을 사용하여 퀴놀린 유도체의 알루미늄 염[A]에 포함되는 알루미늄 원자와 염소 원자의 강도비를 구했다. 이때, 퀴놀린 유도체에 포함되는 알루미늄량을 결정하는 검량선은, 중간물로서 얻어지는 C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물에 산화알루미늄 분말을 여러 비율로 혼합하고, 각각의 알루미늄 원자와 염소 원자의 강도비를 측정하여 작성했다. 그 결과, 알루미늄의 개수는 퀴놀린 유도체의 알루미늄염[A] 1분자에 대해, 3.06개인 것이 밝혀졌고, 1개의 술폰산과 2개의 카르복실산 각각이 알루미늄과 염을 형성하고 있는 것을 알 수 있었다.

<퀴놀린 유도체의 칼슘염[B]의 합성>

500mL 4구 플라스크에, 발연 유산(25% SO₃) 450부를 투입하고, C.I.Pigment Yellow138 안료(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 K0961-HD」) 45부를 조금씩 첨가했다. 70℃에서 1시간 교반을 행하고, 미반응의 원료가 존재하지 않는 것을 액체크로마토그래피에 의해 확인했다. 이 반응용액을, 빙수 5000부중에 교반하면서 가하고, 술폰화물를 석출시키고, 이것을 여과 분리하고, 0.1%염산 2000부로 세정하고, 물 2000부로 더 세정하고, C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물의 페이스트를 얻었다. 얻어진 술폰화물의 페이스트를 물 5000부에 재분산시키고(재분산한 슬러리의 pH는 2.3), 25%수산화 나트륨 수용액을 교반하면서 가하고, pH값을 11.5로 조정했다. 5분마다 pH의 미세 조정을 행하고, 교반을 1시간 계속했다. 반응액은 붉은 용액이었다. 이 붉은 용액에 염화칼슘(2수화물) 30부를 용해한 수용액을 조금씩 적하하고, 노란 석출물을 얻었다. 노란 석출물을 여과 분리하고, 대 량의 물로 수세한 후, 80℃에서 건조시켜서, 40부의 퀴놀린 유도체의 칼슘염[B]을 얻었다.

<퀴놀린 유도체의 칼슘염[B]의 분석>

얻어진 퀴노프탈론 유도체의 칼슘염[B]을 DMF에 용해하고, 니혼워터즈사제 LC/MS 분석장치 「플랫홈 LCZ」(ESI: 일렉트론 스프레이 방식)를 사용하여 분석했다. 그 결과, 420nm에서의 크로마토그램의 큰 2개의 피크에서, m/z=791, 809[M-1]^-를 검출했다. 이것은, 화학식 1 및 2에서 n이 4, m이 4, X가 염소 원자인 퀴놀린 유도체의 분자 이온과 일치한다. 또, 퀴놀린 유도체에 포함되는 칼슘량을 측정하기 위해서, 형광X선을 사용하여 퀴놀린 유도체의 칼슘염[B]에 포함되는 칼슘 원자와 염소 원자의 강도비를 구했다. 이때, 퀴놀린 유도체에 포함되는 칼슘량을 결정하는 검량선은, 중간물로서 얻어지는 C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물에 산화칼슘을 여러 비율로 혼합하고, 각각의 칼슘 원자와 염소 원자의 강도비를 측정하여 작성했다. 그 결과, 칼슘의 개수는 퀴놀린 유도체의 칼슘염[B] 1분자에 대하여, 2.56개인 것이 밝혀졌고, 화학식 1 및 2에서의 1개의 술폰산과 1 내지 2개의 카르복실산 각각이 칼슘과 염을 형성하고 있는 것을 알 수 있었다.

<퀴놀린 유도체의 아민염[C]의 합성>

염화칼슘 대신에, 야자유 아민 아세트산염(카오가부시키가이샤제 「아세타민 24」) 36부를 뜨거운 물에 용해한 수용액을 사용한 이외는, 퀴놀린 유도체의 칼슘염[B]의 합성과 동일하게 하여, 43부의 퀴놀린 유도체의 아민염[C]을 얻었다.

<퀴놀린 유도체[D]의 합성>

발연 유산(25%SO₃)과 황산으로 조정한 101%황산 450부에 C.I.Pigment Yellow 138 안료(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 D0960」) 45부를 조금씩 첨가하고, 80℃에서 3시간 교반을 행하고, 술폰화를 행했다. 반응용액을 빙수 5000부중에 주입하고, 석출물을 여과하고, 0.1% 염산 2000부로 세정하고, 정제수 2000부로 더 세정하고, 퀴노프탈론의 술폰화물의 페이스트를 얻었다. 이 수계 페이스트를 물 5000부에 재슬러리화 하고, 수산화 나트륨 수용액으로 pH값을 11.5로 조정했다. 수산화 나트륨 수용액을 적당하게 가하여 동일한 pH값을 유지하면서, 1시간 교반을 계속했다. 반응액은 노란 현탁액 상태로부터 적색의 용액상태로 변화되었다. 또한 반응용액을 pH 11.5에서 60℃로 가열하고, 3시간 교반을 행했다. 염산으로 pH값을 1이하로 조정한 후, 90℃에서 2시간 교반하고, 여과, 수세, 건조하여 퀴놀린 유도체[D]를 얻었다.

<화합물 [E]의 합성과 분석>

C.I.Pigment Yellow138 안료(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 D0960」) 6부를 교반하면서 15℃의 발연 유산(25%SO₃) 78부중에 투입했다. 3시간 교반한 후, 얼음 150부상에 가했다. 이 혼합물을 30분간 방치후, 발생한 현탁액을 여과하고, 얻어진 생성물을 30부의 물로 수세했다. 물 200부중에 상기 생성물을 투입하고, 암모니아 수용액으로 중화(pH값이 7이 될 때까지 암모니아 수용액을 첨가)했다. 염화암모늄 45부를 첨가하고 80℃에서 30분간 교반하고, 석출한 침전물 을 60℃에서 여과했다. 얻어진 젖은 결정을 물로 세정한 후, 80℃에서 건조하고, 10부의 C.I.Pigment Yellow138 안료의 술폰화물(이하, 화합물 [E]라고 함)을 얻었다. 얻어진 화합물 [E]를 DMF에 용해하고, 니혼워터즈사제 LC/MS 분석장치 「플랫홈 LCZj(ESI: 일렉트론 스프레이 방식)을 사용하여 분석한 결과, 420nm에서의 크로마토그램의 가장 큰 피크에서, m/z=773[M-1]^-를 검출했다. 또, 크로마토그래프에 있어서의 보관 유지시간은, 퀴놀린 유도체에서의, m/z=791, 809[M-1]^-의 피크의 보관유지시간과는 명확하게 상이하였다.

<화합물 [F]의 합성과 분석>

500mL 4구 플라스크에, 98%황산 300부를 넣고, 그 속에 C.I.Pigment Yellow138 안료(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 K0961-HD」) 20부를 조금씩 첨가했다. 120℃에서 5시간 반응시켜서 프탈이미드 퀴노프탈론 화합물의 술폰화물를 얻었다. 반응혼합물을 교반하면서 물 3000부중에 붓고, 프탈이미드 퀴노프탈론 화합물의 술폰화물를 석출시키고, 30분 교반한 후, 여과, 수세를 3회 반복했다. 얻어진 젖은 케이크를 1% 묽은 황산 300부로 세정후, 여과하고, 수세한 후, 동일 몰량의 수산화칼륨을 가하고, pH값을 9로 조정하여 퀴노프탈론 술폰산의 칼륨염을 조제했다. 다음에, 동일 몰량의 염화칼슘을 가하여 퀴노프탈론 술폰산의 칼슘염을 석출시키고, 여과하고, 세정수의 pH가 7∼6이 될 때까지 수세했다. 수세한 석출물을 열풍건조기중에서 건조시켜, 57부의 퀴노프탈론 유도체(퀴노프탈론 술폰산 칼슘염, 이하 화합물 [F]라고 함)를 얻었다. 얻어진 화합물 [F]를 DMF에 용해하고, 니혼워터즈사제 LC/MS 분석장치 「플랫홈 LCZ」(ESI: 일렉트론 스프레이 방식)를 사용하여 분석한 결과, 420nm에서의 크로마토그램의 가장 큰 피크에서, m/z=773[M-1]^-를 검출했다. 또, 퀴놀린 유도체에 있어서의, m/z=791, 809[M-1]^-의 피크의 보관 유지시간과는 명확하게 상이했다.

<화합물 [G]의 합성과 분석>

5L 비이커에, 얼음 400부, 물 1400부를 투입하고, 교반하면서 수산화칼륨 200g을 조금씩 가하고, 용해시켰다. 이 용액중에, C.I.Pigment Yellow138 안료(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 K0961-HD」) 200부를 투입하고, 90℃에서 8시간 반응시켰다. 실온에 냉각하고, 36% 염산 270mL를 적하했다. 이 반응혼합물을 여과, 수세후, 진공건조하고, 화합물 「G」를 얻었다. 얻어진 화합물 [G]를 DMF에 용해하고, 니혼워터즈사제 LC/MS 분석장치 「플랫홈 LCZ」(ESI: 일렉트론 스프레이 방식)를 사용하여 분석한 결과, 420nm에서의 크로마토그램의 가장 큰 피크에서, m/z=729[M-1]^-를 검출했다. 이것은, 화학식 2에서, 술폰산기를 갖지 않은(술폰산기가 수소원자로 치환된), n이 4, m이 4, X가 염소 원자인 퀴놀린 유도체의 분자 이온과 일치한다.

<아크릴 수지 용액 1의 조제>

온도계, 냉각관, 질소 가스 도입관, 교반장치 및 적하관을 부착한 세퍼러블 4구 플라스크에 시클로헥사논 70.0부를 투입하고, 80℃로 승온하고, 플라스크내를 질소치환한 후, 적하관으로부터 n-부틸메타크릴레이트 13.3부, 2-히드록시에틸메타 크릴레이트 4.6부, 메타크릴산 4.3부, 파라쿠밀페놀에틸렌옥사이드 변성 아크릴레이트(도아고세가부시키가이샤제 「아로닉스 M110」) 7.4부 및 2,2'-아조비스이소부티로니트릴 0.4부의 혼합물을 2시간 걸쳐서 적하했다. 적하 종료후, 3시간 반응을 더 계속하고, 고형분 30%의 아크릴 수지(중량평균 분자량 26000)의 용액을 얻었다.

실온까지 냉각한 후, 수지 용액 약 2g을 샘플링하고 180℃에서 20분 가열건조하여 불휘발분을 측정하고, 이 측정결과에 기초하여, 나머지 수지 용액에, 불휘발분이 20%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 아크릴 수지 용액 1을 조제했다.

<아크릴 수지 용액 2의 조제>

반응용기에 시클로헥사논 800부를 넣고, 용기에 질소 가스를 주입하면서 100℃로 가열하고, 동일 온도에서 적하관으로부터, 스티렌 60.0부, 메타크릴산 60.0부, 메틸메타크릴레이트 65.0부, 부틸메타크릴레이트 65.0부, 아조비스이소부티로니트릴 10.0부의 혼합물을 1시간 걸쳐서 적하하여 중합반응을 행했다. 적하후 100℃에서 3시간 더 반응시킨 후, 아조비스이소부티로니트릴 2.0부를 시클로헥사논 50부에 용해시킨 것을 첨가하고, 100℃에서 1시간 반응을 더 계속하여, 중량평균 분자량이 약 40000의 아크릴 수지의 용액을 얻었다.

실온까지 냉각한 후, 수지 용액 약 2g을 샘플링하여 180℃에서 20분 가열건조하여 불휘발분을 측정하고, 이 측정결과에 기초하여, 나머지 수지 용액에, 불휘발분이 20%가 되도록 시클로헥사논을 첨가하여 아크릴 수지 용액 2를 조제했다.

<황색처리 안료 1의 조제>

퀴노프탈론계 황색안료 C.I.Pigment Yellow 138(비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 K0960-HD」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인레스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리를 얻고, 이것에 대하여 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨과 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 황색처리 안료 1을 얻었다.

<녹색처리 안료 1의 조제>

프탈로시아닌계 녹색안료 C.I.Pigment Green36(도요잉키세조사제 「리오놀 그린 6YK」) 500부, 염화나트륨 500부, 및 디에틸렌글리콜 250부를 스테인레스제 1갤론 니더(이노우에세사쿠쇼제)에 투입하고, 120℃에서 2시간 혼련했다. 다음에 이 혼합물을 5리터의 온수에 투입하고, 70℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리를 얻고, 이 슬러리에 대하여 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨과 디에틸렌글리콜을 제거한 후, 80℃에서 일주야 건조하고, 490부의 녹색처리 안료 1을 얻었다.

실시예 1∼11 및 비교예 1∼10

하기 표 1에 나타내는 조성의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1mm의 산화지르코늄 비드를 사용하고, 아이거 밀로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 안료분산체를 조제했다.

*1: 실시예에서는 퀴놀린 유도체류 [A]∼[D], 비교예에서는 화합물 [E]∼[G]를 의미한다.

*2: 실시예 및 비교예에 사용된 안료는 이하와 같다.

C,I.Pigment Green7: 도요잉키세조가부시키가이샤제 「리놀 그린 YS」

C.I.Pigment Yellow139: 비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 D1819」

C.I.Pigment Yellow185: 비·에이·에스·에프사제 「팔리오톨 옐로우 D1155」

*3: 실시예 및 비교예에 사용된 수지형 분산제는 이하와 같다.

PB-821: 아지노모또 파인케미칼사제 「아디스파 PB-821」

SP24000: 아비시아사제 「솔스파즈 24000」

<알칼리 현상형 레지스트재>

하기에 나타내는 조성의 혼합물을 균일하게 되도록 교반 혼합한 후, 1㎛의 필터로 여과하여, 알칼리 현상형 레지스트재를 얻었다.

표 1에 나타내는 각 안료분산체 60.0 부

광중합 개시제(Ciba사제 「이르가큐어 907」) 1.2 부

트리메티롤프로판 트리아크릴레이트 ` 4.2부

(신나까무라카가쿠 가부시키가이샤제「NK에스테르 ATMPT」)

증감제(호도가야카가쿠 가부시키가이샤제 「EAB-F」) 0.4부

아크릴 수지 용액 2 11.0부

시클로헥사논 23.2부

얻어진 알칼리 현상형 레지스트재의 항복값, 및 틱소트로피 인덱스를 E형 점토계(도키산교사제 「R110」)를 사용하여 측정했다.

또, 얻어진 알칼리 현상형 레지스트재를 40℃에서 7일 정치전후의 점도를, E형 점도계(도키산교사제 「R110」)를 사용하여 측정했다. 40℃에서 7일 정치전후의 점도의 변화량이 1할 미만을 ◎, 1할 이상 2할 미만을 ○, 2할 이상 5할 미만을 △, 5할 이상을 ×로 하여, 보존 안정성을 평가했다.

또한, 얻어진 알칼리 현상형 레지스트재를 판두께 0.7mm의 360mm×465mm사이즈의 기판에 평균 막두께가 1.8㎛가 되도록 스핀 코팅하고, 70℃에서 30분 건조한 후, 중심부의 막두께(A라고 함)와 대각선상에서 중심으로부터 200mm 부분의 막두께 4점의 평균값(B라고 함)을 측정하고, 하기 식에 의해 막두께의 균일성을 평가했다.

(A-B)×100/{(A+B)/2}[%]

평가결과를 표 2에 나타낸다.

표 2로부터 명확한 바와 같이, 본 발명의 착색 조성물은 분산 안정성, 보존 안정성 등이 우수하다.

다음에 적색 필터 세그먼트, 청색 필터 세그먼트, 및 녹색 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터를 하기의 방법으로 제작했다.

<적색 레지스트재>

하기의 조성의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1mm의 지르코니아 비드를 사용하여, 아이거 밀로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 적색 안료분산체를 조제했다.

적색 안료(Ciba사제 「이르가포아렛 B-CF」) 9.0부

색소 유도체 52 1.0부

아크릴 수지 용액1 50.0부

시클로헥사논 40.0부

얻어진 적색 안료분산체를 사용하여, 실시예 1의 알칼리 현상형 레지스트재와 동일하게 하여 알칼리 현상형 적색 레지스트재를 얻었다.

<청색 레지스트재>

하기의 조성의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1mm의 지르코니아 비드를 사용하여, 아이거 밀로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 청색 안료분산체를 제작했다.

청색안료(도요잉키세조가부시키가이샤제「리오놀 블루 ES」) 9.0부

색소 유도체 47 1.0부

아크릴 수지 용액1 50.0부

시클로헥사논 40.0부

얻어진 청색 안료분산체를 사용하여, 실시예 1의 알칼리 현상형 레지스트재와 동일하게 하여 알칼리 현상형 청색 레지스트재를 얻었다.

유리 기판에, 스핀 코팅에 의해, C광원으로 x=0.663, y=0.328의 색도가 되는 막두께로 적색 레지스트재를 도포했다. 건조후, 노광기로 스트라이프 형상의 패턴 노광을 하고, 알칼리 현상액으로 90초간 현상하여, 스트라이프 형상의 적색 필터 세그먼트를 형성했다. 또한, 알칼리 현상액은 탄산나트륨 1.5% 탄산수소나트륨 0.5% 음이온계 계면활성제(카오사제 「페릴렉스 NBL」) 8.0% 및 물 90%로 이루어진다.

다음에 실시예 1에서 얻어진 황색 레지스트재와 실시예 7에서 얻어진 녹색 레지스트재를 중량비 1:1로 혼합하여 녹색 레지스트를 조제하고, C광원으로 x=0.320, y=0.530의 색도가 되는 막두께로 도포했다. 건조후, 노광기로 적색 필터 세그먼트와 인접한 스트라이프 형상의 패턴 노광을 하고, 스트라이프 형상의 녹색 필터 세그먼트를 형성했다.

또한, C광원으로 x=0.136, y=0.142의 색도가 되는 막두께로 청색 레지스트재를 도포하고, 적색 필터 세그먼트, 녹색의 필터 세그먼트와 인접한 스트라이프 형상의 청색 필터 세그먼트를 형성했다.

각 색의 필터 세그먼트의 형상은 양호했고, 해상도도 양호했다. 최후에, 얻어진 컬러필터를 오븐중에서 230℃에서 30분 가열하여 잔존하는 중합가능한 관능기를 완전하게 반응시켜, 투명기판상에 적색, 녹색, 청색의 3색의 스트라이프 형상의 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터가 얻어졌다.

또, 마젠타색 필터 세그먼트, 시안색 필터 세그먼트, 및 엘로색 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터를 하기의 방법으로 제작했다.

<마젠타색 레지스트재>

하기의 조성의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1mm의 산화지르코늄 비드를 사용하여, 아이거 밀로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 마젠타색 안료분산체를 제작했다.

마젠타색 안료(Clariant사제 「호스타팜 핑크 E」) 9.0부

색소 유도체45 1.0부

아크릴 수지 용액 1 50.0부

시클로헥사논 40.0부

얻어진 마젠타색 안료분산체를 사용하여, 실시예 1의 알칼리 현상형 레지스트재와 동일하게 하여 알칼리 현상형 마젠타색 레지스트재를 얻었다.

<시안색 레지스트재>

하기의 조성의 혼합물을 균일하게 교반 혼합한 후, 직경 1mm의 지르코니아 비드를 사용하여, 아이거 밀로 3시간 분산한 후, 5㎛의 필터로 여과하여 시안색 안료분산체를 제작했다.

시안색 안료 ` 9.0부

(도요잉키세조가부시키가이샤제 「리오놀 블루 FG7531」)

색소 유도체 47 1.0부

아크릴 수지 용액 1 50.0부

시클로헥사논 40.O부

얻어진 시안색 안료분산체를 사용하여, 실시예 1의 알칼리 현상형 레지스트재와 동일하게 하여 알칼리 현상형 시안색 레지스트재를 얻었다.

유리 기판에, 스핀 코팅에 의해, C광원으로 x=0.348, y=0.196의 색도가 되는 막두께로 마젠타색 레지스트재를 도포했다. 건조후, 노광기로 스트라이프 형상의 패턴 노광을 하고, 알칼리 현상액으로 90초간 현상하고, 스트라이프 형상의 마젠타색 필터 세그먼트를 형성했다. 또한, 알칼리 현상액은 탄산나트륨1.5% 탄산수소나트륨 0.5% 음이온계 계면활성제(카오사제 「페릴렉스 NBL」) 8.0% 및 물 90%로 이루어진다.

다음에 실시예 1에서 얻어진 황색 레지스트재를, C광원으로 x=0.388, y=0.459의 색도가 되는 막두께로 도포했다. 건조후, 노광기로로 마젠타색 세그먼트와 인접한 스트라이프 형상의 패턴 노광을 하고, 스트라이프 형상의 옐로색 필터 세그먼트를 형성했다.

또한, C광원으로 x=0.172, y=0.246의 색도가 되는 막두께가 되도록 도포하고, 마젠타색, 엘로색의 필터 세그먼트와 인접한 스트라이프 형상의 시안색 필터 세그먼트를 형성했다.

각 색의 필터 세그먼트의 형상은 양호했고, 해상도도 양호했다. 최후에, 얻어진 컬러필터를 오븐중에서 230℃에서 30분 가열하여 잔존하는 중합가능한 관능기를 완전하게 반응시키고, 투명기판상에 마젠타색, 옐로색, 시안색의 3색의 스트라이프 형상의 필터 세그먼트를 구비하는 컬러필터가 얻어졌다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 컬러필터용 착색 조성물은, 안료분산제로서 퀴놀린 유도체 또는 그것들의 아민염 또는 금속염을 사용하고 있기 때문에, 안료의 분산 안정성이 우수하고, 특히 보존 안정성 등이 높다.

그리고, 본 발명의 컬러필터용 착색 조성물을 사용함으로써, 균일한 필터 세 그먼트를 구비하는 컬러필터를 제조할 수 있다.

Claims

투명수지, 그 전구체 또는 그것들의 혼합물로 이루어지는 안료 담체와, 유기안료와, 하기 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀린 유도체 또는 그것들의 아민염 또는 금속염으로 이루어지는 안료분산제를 함유하며,

상기 투명수지는 가시광선 영역 400∼700nm의 전체 파장 영역에서 투과율이 80% 이상인, 열가소성 수지, 열경화성 수지 또는 감광성 수지인 것을 특징으로 하는 컬러필터용 착색 조성물.

(화학식 1)

(화학식 2)

(각 식중, X는 염소, 브롬 및 요오드로부터 선택되는 할로겐 원자를 나타내고, n 및 m은, 할로겐 원자 X의 수를 나타내고, 각각 독립하여, 0∼4의 정수이다)
제 1 항에 있어서, 상기 안료분산제가 화학식 1 또는 2로 나타내어지는 퀴놀 린 유도체의 알루미늄염인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 수지형 분산제를 더 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.
제 3 항에 있어서, 상기 수지형 분산제가 염기성 수지형 분산제인 것을 특징으로 하는 조성물.
제 1 항에 있어서, 상기 안료 담체가, 하기 화학식 3으로 나타내어지는 화합물 (a)와 다른 에틸렌성 불포화 이중결합을 갖는 화합물 (b)와의 공중합 수지를 함유하는 것을 특징으로 하는 조성물.

(화학식 3)

(식중, R₁은 H 또는 CH₃, R₂는 알킬렌기, R₃는 H 또는 벤젠환을 포함해도 좋은 탄소수 1∼20의 알킬기, n은 1∼15의 정수를 나타낸다)
제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한 항에 기재된 착색 조성물로부터 형성되는 필터 세그먼트를 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.