KR101690814B1 - 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

본 명세서는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{PHOTORESIST RESIN COMPOSITION, PHOTOSENSITIVE MATERIAL MANUFACTURED BY USING THE PHOTORESIST RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER COMPRISING THE SAME AND DISPLAY DEVICE HAVING THE COLOR FILTER}
본 명세서는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종 이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명 기판 상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색 박막은 일반적으로 염색법, 인쇄법, 전착법 또는 안료분산법 등에 의하여 형성된다.
염색법의 경우 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐알코올, 아민 변성 아크릴수지 등의 염색 기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색 박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판 상에 형성시키기 위해 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있는 등 공정이 매우 복잡해지고, 시간이 지연되는 단점을 가지고 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다.
인쇄법의 경우 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색 박막이 형성되므로 다른 방법에 비해 재료비는 절감할 수는 있으나, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 문제점이 있다.
안료분산법은 투명한 기질 위에 광중합성 조성물을 코팅-노광-현상-열경화시키는 일련의 공정을 반복함으로써 박막이 형성되도록 하는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있는 장점이 있다.
안료분산법에 따른 컬러필터 제조에 사용되는 감광성 수지 조성물은 일반적으로 바인더 수지, 중합성 모노머, 광개시제 및 용매와 기타 첨가제 등으로 구성된다.
일본공개특허 제2005-156930호 일본공개특허 제2005-338328호 일본공개특허 제2004-347916호
본 명세서는 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
본 명세서는 우레탄계 화합물을 포함하는 중합성 모노머를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재를 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 감광재를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
또한, 본 명세서는 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 감광성 수지 조성물은 기판과의 접착력이 우수한 장점이 있다.
이하 본 명세서를 보다 상세히 설명한다.
본 명세서는 우레탄계 화합물을 포함하는 중합성 모노머를 포함하는 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 명세서의 우레탄계 화합물은 적어도 하나의 불포화 결합을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태의 감광성 수지 조성물에서, 우레탄계 화합물은 중합성 모노머로서 단독으로 사용될 수 있다.
이때, 상기 중합성 모노머는 불포화 결합을 포함하며, 감광성 수지 조성물 중 가교제로서 역할을 할 수 있는 모노머를 말한다.
본 명세서의 일 실시상태의 감광성 수지 조성물에서, 우레탄계 화합물을 포함하는 중합성 모노머를 사용하는 경우에는, 기판에 대한 접착력이 우수한 장점이 있다.
예를 들면, 상기 우레탄계 화합물은 공영사의 UA306H, UA306T, UA306I, UA510H, UF8001, U-324A, U15HA, U-4HA 및 일본화약의 DPHA-40H로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 우레탄계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 하기 화학식 2로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
AHk(X1)2-k
[화학식 2]
DHm(X2)n(X3)6-m-n
[화학식 3]
EHo(X4)p(X5)12-o-p
상기 화학식 1 내지 3에서,
A는 C1 ~ C8인 알킬렌기이며,
D는
Figure 112012043726470-pat00001
이고,
E는
Figure 112012043726470-pat00002
이며,
X1, X3 및 X5는
Figure 112012043726470-pat00003
이고,
X2 및 X4는 C1 ~ C6인 알킬기이며,
Y는 C1 ~ C6인 알킬렌기이고,
Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 수소,
Figure 112012043726470-pat00004
,
Figure 112012043726470-pat00005
또는
Figure 112012043726470-pat00006
이며,
R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는
Figure 112012043726470-pat00007
이고,
K1, K2, K3, K4, K7, K8 및 K9는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C6인 알킬기이며,
K5 및 K6는 각각 독립적으로 C1 ~ C6인 알킬렌기이고,
k는 0 또는 1이며, m 및 n은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, o 및 p는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이며, 0 ≤ k < 2이고, 0 ≤ m+n < 6이며, 0 ≤ o+p < 12이다.
상기 화학식 2에서, D는 6가기인 벤젠기이며, 상기 6가기 중 1 이상은 X2 및 X3 중 적어도 하나이고, 상기 6가기 중 X2 또는 X3가 아닌 경우에는 수소인 것을 의미한다.
상기 화학식 3에서, E는 12가기인 사이클로헥산기이며, 상기 12가기 중 1 이상은 X4 및 X5 중 적어도 하나이고, 상기 12가기 중 X4 또는 X5가 아닌 경우에는 수소인 것을 의미한다.
본 명세서의 우레탄계 화합물은 상기 화학식 1 내지 3은 각각 독립적으로 Z1, Z2 및 Z3 중 적어도 하나는
Figure 112012043726470-pat00008
이거나, R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는
Figure 112012043726470-pat00009
일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태의 감광성 수지 조성물에서, 중합성 모노머는 불포화 결합을 포함하는 화합물 및 카프로락톤계 화합물 중 어느 하나 이상의 추가의 중합성 모노머를 더 포함할 수 있다.
상기 불포화 결합을 포함하는 화합물은 부가중합 가능한 불포화기를 갖는다면 특별히 한정되지 않는다.
상기 불포화 결합을 포함하는 화합물은 비등점이 100 ℃ 이상일 수 있다.
상기 불포화 결합을 포함하는 화합물로서, 예를 들면, 폴리에틸렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 모노(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머; 폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 (메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 등의 중합성 모노머;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 카프로락톤계 화합물은 카프로락톤을 도입한 중합성 모노머를 의미하며, 카프로락톤이 도입된 화합물이라면 특별히 한정되지 않는다.
상기 카프로락톤계 화합물은 카프로락톤으로서, 예를 들면, 디펜타에리트리톨에 카프로락톤을 도입한 KAYARAD DPCA-20,30,60,120, 테트라히드로퓨릴 아크릴레이트에 카프로락톤을 도입한 KAYARAD TC-110S, 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트에 카프로락톤을 도입한 KAYARAD HX-220, KAYARAD HK-620 등; 공영사 제품으로 에폭시 에스터 200PA, 에폭시 에스터 3002M, 에폭시 에스터 3002A, 에폭시 에스터 3000M; 및 우레탄 아크릴레이트 계열로서 UA306H, UA306T, UA306I, UA510H, UF8001, 및 U-324A, U15HA, U-4HA;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있으나 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 특정 화합물을 도입했다는 것은 특정 화합물이 화학반응에 의하여 다른 화합물과 결합된 상태를 가지게 된 것을 의미하는 것으로 당업자는 이해할 수 있다.
상기 중합성 모노머가 불포화 결합을 포함하는 화합물 및 카프로락톤계 화합물 중 어느 하나 이상의 추가의 중합성 모노머를 더 포함하는 경우에는, 상기 중합성 모노머의 총 중량을 기준으로, 상기 우레탄계 화합물의 함량은 30 중량% 이상 100 중량% 미만이며, 상기 추가의 중합성 모노머의 함량은 0 중량% 초과 70 중량% 이하일 수 있다.
상기 중합성 모노머는 당 기술업계에서 일반적으로 사용되는 불포화 결합을 포함하는 중합성 모노머를 더 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 중합성 모노머의 함량은 1 내지 20 중량%일 수 있으며, 필요에 따라, 1 내지 10 중량%일 수 있다. 이 경우 기판과의 접착력이 우수하며, 본 명세서의 감광성 수지 조성물로 제조된 막의 강도 및 현상성 등의 기본적인 물성을 갖출 수 있다.
본 명세서의 감광성 수지 조성물은 바인더 수지; 개시제; 착색제; 및 용매를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 감광성 수지 조성물로 제조된 막의 강도, 현상성 등의 물성을 나타낼 수 있다면, 특별히 한정하지 않는다.
예를 들면, 상기 바인더 수지는 플루오렌계 바인더 및 아크릴계 바인더 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 바인더를 포함할 수 있다.
상기 플루오렌계 바인더는 플루오렌 및 플루오렌 유도체를 포함하고 있다면, 특별히 한정하지 않는다.
예를 들면, 상기 플루오렌계 바인더는 하기 화학식 4로 표시되는 반복단위를 가지는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112012043726470-pat00010
상기 화학식 4에서,
Rx는 C1 내지 C10의 알킬렌기; C1 내지 C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C10의 시클로알킬렌기; C1 내지 C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10의 아릴렌기; 또는 C1 내지 C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 -NH-R-NH-이며,
R은 C1 내지 C10의 알킬렌기; C1 내지 C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20의 시클로알킬렌기; 또는 C1 내지 C5의 알킬기로 치환 또는 비치환된 C6 내지 C10의 아릴렌기이고,
Ry는 수소, 아크릴로일 또는 메타아크릴로일이며,
n은 1 내지 5,000의 정수이다.
상기 플루오렌계 바인더의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 30,000일 수 있으며, 필요에 따라, 1,500 내지 10,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 플루오렌계 바인더의 산가는 10 KOH mg/g 내지 200 KOH mg/g일 수 있으며, 필요에 따라, 30 KOH mg/g 내지 150 KOH mg/g일 수 있다.
상기 아크릴계 바인더는 막의 기계적 강도를 부여하는 모노머와 알칼리 용해성을 부여하는 모노머를 포함할 수 있다.
상기 막의 기계적 강도를 부여하는 모노머로는 벤질(메타)아크릴레이트, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타) 아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 이소부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타) 아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 에틸헥실-메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴(메타)아크릴레이트, 히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸(메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타) 아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜)메틸에테르(메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 글리시딜(메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필(메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필(메타)아크릴레이트,옥타플루오로펜틸(메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실(메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐메타아크릴레이트, 디시클로펜테닐메타아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 이소보닐메타아크릴레이트, 아다멘틸메타아크릴레이트, 스테아릴메타아크릴레이트, 옥실메타아크릴레이트, 라우릴메타아크릴레이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트와 같은 불포화 카르복시산 에스테르류; 스티렌, α-메틸스티렌, (o,m,p)-비닐 톨루엔, (o,m,p)-메톡시 스티렌, (o,m,p)-클로로 스티렌과 같은 방향족 비닐류; 비닐 메틸 에테르, 비닐 에틸 에테르, 알릴 글리시딜 에테르와 같은 불포화 에테르류; N-페닐 말레이미드, N-(4-클로로페닐) 말레이미드, N-(4-히드록시페닐) 말레이미드, N-시클로헥실 말레이미드와 같은 불포화 이미드류; 및 무수 말레인산, 무수 메틸 말레인산과 같은 무수 말레산류로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종, 바람직하게는 2종 이상을 사용할 수 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 알칼리 용해성을 부여하는 모노머는 산기를 포함한다면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마르산, 모노메틸 말레인산, 5-노보넨-2-카복실산, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 프탈레이트, 모노-2-((메타)아크릴로일옥시)에틸 숙시네이트, ω-카르복시 폴리카프로락톤 모노(메타)아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상을 사용하는 것이 바람직하나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
상기 아크릴계 바인더의 중량 평균 분자량은 1,000 내지 50,000일 수 있으며, 필요에 따라, 2,000 내지 30,000일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 아크릴계 바인더의 산가는 10 KOH mg/g내지 200 KOH mg/g일 수 있으며, 필요에 따라, 30 KOH mg/g 내지 150 KOH mg/g일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 바인더 수지의 함량은 1 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 개시제는 빛에 의해 라디칼을 발생시켜 가교를 촉발하는 광개시제이면, 특별히 한정되지 않으나, 예를 들면, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물은 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인메틸 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤조인이소부틸 에테르, 벤조인부틸 에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오)페닐-2-몰폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온, 2-(4-브로모-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온 또는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로판-1-온 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 비이미다졸계 화합물로는 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4'-5,5'-테트라키스(3,4,5-트리메톡시페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4,5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 트리아진계 화합물은 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉산, 1,1,1,3,3,3-헥사플로로이소프로필-3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오네이트, 에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 2-에폭시에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 시클로헥실-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 벤질-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 3-{클로로-4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉산, 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피온아미드, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(1-p-디메틸아미노페닐)-1,3,-부타디에닐-s-트리아진, 2-트리클로로메틸-4-아미노-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 옥심계 화합물은 1,2-옥타디온,-1-(4-페닐치오)페닐,-2-(o-벤조일옥심)(시바가이기사, 시지아이124), 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심)(씨지아이242), N-1919(아데카사) 등이 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 감광성 수지 조성물 중 상기 중합성 화합물와 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 개시제의 함량은 1 내지 300 중량부일 수 있다.
상기 개시제로서, 아세토페논계 화합물을 사용하는 경우에는 상기 감광성 수지 조성물 중 상기 중합성 화합물와 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 아세토페논계 화합물의 함량은 1 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 개시제로서, 비이미다졸계 화합물을 사용하는 경우에는 상기 감광성 수지 조성물 중 상기 중합성 화합물와 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 비이미다졸계 화합물의 함량은 1 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 개시제로서, 트리아진계 화합물을 사용하는 경우에는 상기 감광성 수지 조성물 중 상기 중합성 화합물와 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 트리아진계 화합물의 함량은 1 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 개시제로서, 옥심계 화합물을 사용하는 경우에는 상기 감광성 수지 조성물 중 상기 중합성 화합물와 바인더 수지의 합 100 중량부에 대하여, 상기 옥심계 화합물의 함량은 1 내지 30 중량부일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 개시제의 함량은 0.1 내지 10 중량%일 수 있다.
상기 착색제는 안료, 염료 및 이들의 혼합일 수 있으며, 최종 착색제가 필요한 흡수 스펙트럼에서의 파장범위 또는 최대흡수파장을 만족한다면, 특별히 한정되지 않는다.
예를 들면, 흑색 안료를 포함하는 착색제에서, 흑색 안료로서 카본블랙과 착색안료를 혼합할 수 있으며, 이 경우 착색 분산액을 제조할 수 있다.
상기 카본블랙은 동해카본(주)의 시스토 5HIISAF-HS, 시스토 KH, 시스토 3HHAF-HS, 시스토 NH, 시스토 3M, 시스토 300HAF-LS, 시스토 116HMMAF-HS, 시스토 116MAF, 시스토 FMFEF-HS, 시스토 SOFEF, 시스토 VGPF, 시스토 SVHSRF-HS, 및 시스토 SSRF; 미쯔비시화학(주)의 다이어그램 블랙 Ⅱ, 다이어그램 블랙 N339, 다이어그램 블랙 SH, 다이어그램 블랙 H, 다이어그램 LH, 다이어그램 HA, 다이어그램 SF, 다이어그램 N550M, 다이어그램 M, 다이어그램 E, 다이어그램 G, 다이어그램 R, 다이어그램 N760M, 다이어그램 LR, #2700, #2600, #2400, #2350, #2300, #2200, #1000, #980, #900, MCF88, #52, #50, #47, #45, #45L, #25, #CF9, #95, #3030, #3050, MA7, MA77, MA8, MA11, OIL7B, OIL9B, OIL11B, OIL30B, 및 OIL31B; 대구사(주)의 PRINTEX-U, PRINTEX-V, PRINTEX-140U, PRINTEX-140V, PRINTEX-95, PRINTEX-85, PRINTEX-75, PRINTEX-55, PRINTEX-45, PRINTEX-300, PRINTEX-35, PRINTEX-25, PRINTEX-200, PRINTEX-40, PRINTEX-30, PRINTEX-3, PRINTEX-A, SPECIAL BLACK-550, SPECIAL BLACK-350, SPECIAL BLACK-250, SPECIAL BLACK-100, 및 LAMP BLACK-101; 콜롬비아 카본(주)의RAVEN-1100ULTRA, RAVEN-1080ULTRA, RAVEN-1060ULTRA, RAVEN-1040, RAVEN-1035, RAVEN-1020, RAVEN-1000, RAVEN-890H, RAVEN-890, RAVEN-880ULTRA, RAVEN-860ULTRA, RAVEN-850, RAVEN-820, RAVEN-790ULTRA, RAVEN-780ULTRA, RAVEN-760ULTRA, RAVEN-520, RAVEN-500, RAVEN-460, RAVEN-450, RAVEN-430ULTRA, RAVEN-420, RAVEN-410, RAVEN-2500ULTRA, RAVEN-2000, RAVEN-1500, RAVEN-1255, RAVEN-1250, RAVEN-1200, RAVEN-1190ULTRA, 및 RAVEN-1170 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 카본블랙은 전체 착색제 총 중량을 기준으로, 10 내지 30 중량%일 수 있다.
상기 카본블랙과 혼합하여 사용 가능한 착색안료로는 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 미쓰비시 카본블랙 MA100, 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 락탐 블랙(BASF black582), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 미쓰비시 카본블랙 MA-40, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED97, 122, 149, 168, 177, 180, 192, 215, C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, C.I. PIGMENT 15:1, 15:4, 15:6, 22, 60, 64, C.I. PIGMENT 83, 139 C.I. PIGMENT VIOLET 23 등이 있으며, 이 밖에 백색 안료, 형광안료 등을 사용할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 카본블랙과 혼합하여 사용 가능한 착색안료는 전체 착색제 총 중량을 기준으로 70 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 착색제의 함량은 5 내지 90 중량%일 수 있다.
상기 용매는 메틸-3-메톡시 프로피오네이트(144℃), 에틸렌글리콜 메틸에테르(125℃), 에틸렌글리콜 에틸에테르(135℃), 에틸렌글리콜 디에틸에테르(121℃), 디부틸에테르(140℃), 에틸피루베이트(144℃) 프로필렌글리콜 메틸에테르(121℃), 프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트(146℃), n-부틸아세테이트(125℃), 이소부틸아세테이트(116℃), 아밀아세테이트(149℃), 이소아밀아세테이트(143℃), 부틸프로피오네이트(146℃), 이소아밀프로피오네이트(156℃), 에틸부티레이트(120℃), 프로필 부티레이트(143℃), 메틸-3-메톡시이소부티레이트(148℃), 메틸글리콜레이트(150℃), 메틸 락테이트(145℃), 에틸 락테이트(154℃), 메틸-2-히드록시이소부틸레이트(137℃), 에틸에톡시아세테이트(156℃), 2-메톡시에틸아세테이트(145℃), 에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트(145℃), 2-에톡시에틸아세테이트(156℃), 디부틸에테르(140℃), 시클로펜타논(131℃), 시클로헥사논(155℃), 2-헥사논(127℃), 3-헥사논(123℃), 5-메틸-2-헥사논(145℃), 2-헵타논(150℃), 3-헵타논(148℃), 4-헵타논(145℃), 2-메틸-3-헵타논(159℃), 1-메톡시-2-프로판올(118℃), 에틸-2-히드록시-프로피오네이트(154℃), 및 에틸-3-메톡시프로피오네이트(158℃), 2-메톡시 에틸에테르(162℃), 3-메톡시부틸아세테이트(170℃), 2-에톡시에틸 에테르(185℃), 2-부톡시에탄올(171℃), 3-에톡시-프로판올(161℃), 디에틸렌글리콜도데실에테르(169℃), 디프로필렌글리콜메틸에테르(188℃), 2,6-디메틸-4-헵타논(169℃), 2-옥타논(173℃), 3-옥타논(168℃), 3-노나논(188℃), 5-노나논(187℃), 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논(166℃), 2-메틸시클로헥사논(163℃), 3-메틸시클로헥사논(170℃), 4-메틸시클로헥사논(170℃), 2,6-디메틸시클로헥사논(175℃), 2,2,6-트리메틸시클로헥사논(179℃), 시클로햅타논(179℃), 헥실아세테이트(169℃), 아밀부티레이트(185℃), 이소프로필 락테이트(167℃), 부틸락테이트(186℃), 에틸-3-히드록시부티레이트(170℃), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(170℃), 에틸-3-히드록시 부티레이트(180℃), 프로필-2-히드록시-프로피오네이트(169℃), 프로필렌글리콜디아세테이트(186℃), 프로필렌글리콜부틸에테르(170℃), 프로필렌글리콜 메틸에테르 프로피오네이트(160℃), 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르(162℃), 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르 아세테이트(165℃), 디프로필렌글리콜메틸에테르(188℃), 디프로필렌글리콜디메틸에테르(171℃), 에틸렌글리콜부틸에테르(171℃), 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르(176℃), 디에틸렌글리콜메틸이소프로필에테르(179℃), 디에틸렌글리콜디에틸에테르(189℃), 부틸부티레이트(165℃), 에틸-3-에톡시프로피오네이트(170℃), 디에틸렌글리콜모노메틸에테르(194℃), 4-에틸시클로헥사논(193℃), 및 2-부톡시에틸아세테이트(192℃), 디에틸렌글리콜모노에틸에테르(202℃), 부티롤락톤(204℃), 헥실부틸레이트(205℃), 디에틸렌글리콜메틸에테르아세테이트(209℃), 디에틸렌글리콜부틸 메틸 에테르(212℃), 트리프로필글리콜디메틸 에테르(215℃), 트리에틸렌글리콜디메틸에테르(216℃), 디에틸렌글리콜에틸에테르아세테이트(217℃), 디에틸렌글리콜부틸에테르아세테이트(245℃), 3-에폭시-1,2-프로판디올 (222℃), 에틸-4-아세틸부티레이트(222℃), 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르(231℃), 트리프로필글리콜메틸 에테르(242℃), 디에틸렌글리콜(245℃), 2-(2-부톡시에톡시)에틸아세테이트(245℃), 카테콜(245℃), 트리에틸렌글리콜 메틸에테르(249℃), 디에틸렌글리콜디부틸에테르(256℃), 트리에틸렌글리콜 에틸에테르(256℃), 디에틸렌글리콜모노헥틸에테르(260℃), 트리에틸렌글리콜 부틸 메틸 에테르(261℃), 트리에틸렌글리콜브틸에테르(271℃), 트리프로필글리콜(273℃), 및 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르(276℃) 중 적어도 1종 이상일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로, 상기 용매의 함량은 10 내지 90 중량%일 수 있다.
본 명세서의 감광성 수지 조성물은 광가교증감제, 경화촉진제, 밀착촉진제, 계면활성제, 산화방지제, 열중합방지제, 자외선흡수제, 분산제 및 레벨링제 중 어느 하나 이상을 포함하는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 광가교증감제는 벤조페논, 4,4-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논, 메틸-o-벤조일벤조에이트, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 3,3,4,4-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논 등의 벤조페논계 화합물; 9-플로레논, 2-크로로-9-프로레논, 2-메틸-9-플로레논 등의 플로레논계 화합물; 티옥산톤, 2,4-디에틸 티옥산톤, 2-클로로 티옥산톤, 1-클로로-4-프로필옥시 티옥산톤, 이소프로필티옥산톤, 디이소프로필티옥산톤 등의 티옥산톤계 화합물; 크산톤, 2-메틸크산톤 등의 크산톤계 화합물; 안트라퀴논, 2-메틸 안트라퀴논, 2-에틸 안트라퀴논, t-부틸 안트라퀴논, 2,6-디클로로-9,10- 안트라퀴논 등의 안트라퀴논계 화합물; 9-페닐아크리딘, 1,7-비스(9-아크리디닐)헵탄, 1,5-비스(9-아크리디닐펜탄), 1,3-비스(9-아크리디닐)프로판 등의 아크리딘계 화합물; 벤질, 1,7,7-트리메틸-비시클로[2,2,1]헵탄-2,3-디온, 9,10-펜안트렌퀴논 등의 디카보닐 화합물; 2,4,6-트리메틸벤조일 디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸 포스핀 옥사이드 등의 포스핀 옥사이드계 화합물; 메틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트, 2-n-부톡시에틸-4-(디메틸아미노)벤조에이트 등의 벤조에이트계 화합물; 2,5-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로펜타논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)시클로헥사논, 2,6-비스(4-디에틸아미노벤잘)-4-메틸-시클로펜타논 등의 아미노 시너지스트; 3,3-카본닐비닐-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-(2-벤조티아졸일)-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-(디에틸아미노)쿠마린, 3-벤조일-7-메톡시-쿠마린, 10,10-카르보닐비스[1,1,7,7-테트라메틸-2,3,6,7-테트라히드로-1H,5H,11H-C1]-벤조피라노[6,7,8-ij]-퀴놀리진-11-온 등의 쿠마린계 화합물; 4-디에틸아미노 칼콘, 4-아지드벤잘아세토페논 등의 칼콘 화합물; 2-벤조일메틸렌, 3-메틸-b-나프토티아졸린;으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
상기 경화촉진제로는 2-머캅토벤조이미다졸, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-머캅토-4,6-디메틸아미노피리딘, 펜타에리스리톨-테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨-트리스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리스리톨-테트라키스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리스리톨-트리스(2-머캅토아세테이트), 트리메틸올프로판-트리스(2-머캅토아세테이트), 및 트리메틸올프로판-트리스(3-머캅토프로피오네이트)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 밀착촉진제로는 메타아크릴로일옥시 프로필트리메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필디메톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필트리에톡시 실란, 메타아크릴로일옥시 프로필디메톡시실란 등의 메타 아크릴로일 실란 커플링제 중 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있고, 알킬 트리메톡시 실란으로서 옥틸트리메톡시 실란, 도데실트리메톡시 실란, 옥타데실트리메톡시 실란 등에서 1종 이상을 선택하여 사용할 수 있다.
상기 계면 활성제로는 MCF 350SF, F-475, F-488, F-552(이하 DIC 사)등을 사용할 수 있으나 이들에만 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 좀 더 그 범위가 확대 될 수 있다.
상기 산화방지제로는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있고, 상기 자외선 흡수제로는 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로-벤조트리아졸, 알콕시 벤조페논 등을 사용할 수 있다. 상기 열중합방지제로는 히드로퀴논, p-메톡시페놀, 디-t-부틸-p-크레졸, 피로가롤, t-부틸카테콜, 벤조퀴논, 4,4-티오비스(3-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2-머캅토이미다졸 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 열중합방지제로는 예컨대 p-아니솔, 히드로퀴논, 피로카테콜(pyrocatechol), t-부틸카테콜(t-butyl catechol), N-니트로소페닐히드록시아민 암모늄염, N-니트로소페닐히드록시아민 알루미늄염 및 페노티아진(phenothiazine)으로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있으나, 이들로만 한정되는 것은 아니며 당 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것들을 포함할 수 있다.
상기 자외선흡수제, 분산제 및 레벨링제로는 당업계에서 일반적으로 쓰이는 것들이 모두 사용될 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 각각 독립적으로 감광성 수지 조성물 총 중량을 기준으로 0.01 ~ 1 중량%일 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 감광성 수지 조성물은 카본블랙 분산물, 기능성을 가지는 수지바인더, 모노머, 감방사선성 화합물, 및 그 밖의 첨가제 중에서 선택되는 1 종 이상의 2차 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 감광재를 제공한다.
더 자세히는, 본 명세서의 감광성 수지 조성물을 기재 위에 적절한 방법으로 도포하여 박막 또는 패턴형태의 감광재를 형성한다.
상기 도포 방법으로는 특별히 제한되지는 않지만 스프레이 법, 롤 코팅법, 스핀 코팅법 등을 사용할 수 있으며, 일반적으로 스핀 코팅법을 널리 사용한다. 또한, 도포막을 형성한 후 경우에 따라서 감압 하에 잔류 용매를 일부 제거할 수 있다.
본 명세서에 따른 감광성 수지 조성물을 경화시키기 위한 광원으로는, 예컨대 파장이 250 내지 450㎚의 광을 발산하는 수은 증기 아크(arc), 탄소 아크, Xe 아크 등이 있으나 반드시 이에 국한되지는 않는다.
본 명세서에 따른 감광성 수지 조성물은 박막 트랜지트터 액정 표시장치(TFT LCD) 컬러필터 제조용 안료분산형 감광재, 박막 트랜지트터 액정 표시장치(TFT LCD) 또는 유기 발광 다이오드의 블랙 매트릭스 형성용 감광재, 오버코트층 형성용 감광재, 컬럼 스페이서 감광재, 광경화형 도료, 광경화성 잉크, 광경화성 접착제, 인쇄판, 인쇄배선반용 감광재, 플라즈마 디스플레이 패널(PDP)용 감광재 등에 사용할 수 있으며, 그 용도에 제한을 특별히 두지는 않는다.
본 명세서에 따른 감광재를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터는 적색 패턴, 녹색 패턴, 청색 패턴, 블랙 매트릭스 및 오버코트층를 포함할 수 있다.
칼라필터의 칼라픽셀 사이에는 콘트라스트를 향상시킬 목적으로 블랙 매트릭스라고 불리는 격자상의 흑색패턴을 배치하는 것이 일반적이다. 종래의 블랙 매트릭스는 크롬을 사용하였는데, 이 공정은 크롬을 유리기판 전체에 증착시키고 에칭 처리에 의해 패턴을 형성하는 방식으로 공정상 고비용이 요구되고, 크롬의 고반사율, 크롬 폐액에 의한 환경오염 등의 문제점이 있다.
이와 같은 이유로 미세가공이 가능한 안료분산법에 의한 레진 블랙 매트릭스의 연구가 활발히 이루어지고 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 블랙 매트릭스는 착색제로서, 카본블랙을 단독으로 사용하거나, 카본블랙과 착색안료를 혼합하여 사용할 수 있으며, 이때 차광성이 부족한 착색안료를 혼합하기 때문에 상대적으로 착색제의 양이 증가하더라도 막의 강도 또는 기판에 대한 밀착성이 저하되지 않는 장점이 있다.
또한, 상기 컬러필터는 컬럼 스페이서 및 인쇄배선반 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.
본 명세서에 따른 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 플라즈마 디스플레이 패널(Plasma Display Panel, PDP), 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 유기 발광 소자(Organic Light Emitting Diode, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD), 박막 트랜지스터 액정 표시 장치(Thin FIlm Transistor- Liquid Crystal Display, LCD-TFT) 및 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 중 어느 하나일 수 있다.
최근 들어 평판 디스플레이 분야에서 LCD가 차지하는 비중은 급격하게 확대되고 있다. 노트북, 모니터, TV의 각 영역에서 고차광 특성을 지속적으로 요구하고 있으며, 디스플레이의 슬림화와 보다 넓은 화면을 보여주기 위한 새로운 기술들이 개발되고 있다. 이런 요구특성을 만족시키기 위하여 모듈의 상, 하판 합착부분에 있어서도 최소한의 면적을 사용함으로써 시각적인 디자인 및 슬림화 및 1인치라도 화면을 크게 가져가기 위한 기술들을 적용하고 있다. 특히 모바일 시장이 점차적으로 커지고 모바일의 특성을 극대화 하기 위해 모듈자체의 슬림화, 장비는 소량화하면서 디스플레이는 최대한으로 가져가기 위한 방안들이 강구되고 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 감광성 수지 조성물로 제조된 블랙 매트릭스의 접착력으로 적층될 기판, 기능성 패널 등을 안정적으로 합착할 수 있는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 감광성 수지 조성물로 제조된 블랙 매트릭스의 접착력만으로 적층될 기판, 기능성 패널 등을 합착하는 경우, 합착을 위한 소자의 크기보다 큰 기판 및 별도의 실란트 등의 필요성이 줄어들거나, 없는 장점이 있다. 이를 통해 공정상 간편성 및 비용절함의 효과를 가져올 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 감광성 수지 조성물로 제조된 블랙 매트릭스의 접착력만으로 적층될 기판, 기능성 패널 등을 합착하는 경우, 합착을 위한 추가적인 기판, 실란트 층 등이 적층되지 않아도 되기 때문에, 전체적인 소자의 두께가 얇아질 수 있는 장점이 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 감광성 수지 조성물로 제조된 블랙 매트릭스의 접착력만으로 적층될 기판, 기능성 패널 등을 합착하는 경우, 합착을 위한 소자의 크기보다 큰 기판 등이 적층되지 않아도 되기 때문에, 전체 소자의 면적 중 칼라필터의 면적이 줄어들 수 있으며, 줄어든 면적을 통해 전체 소자의 디자인을 시각화하기 위해 변경가능한 면적이 증가하는 장점이 있다.
이하, 본 명세서를 실시예를 들어 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 명세서를 설명하기 위한 것으로, 본 명세서의 범위는 하기의 특허청구범위에 기재된 범위 및 그 치환 및 변경을 포함하며, 실시예의 범위로 한정되지 않는다.
<실시예>
<실시예 1>
카본 분산액(토쿠시키사 BK-4625, 카본 함량 20%) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 25 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 60/10/12/18, Mw = 15000, 80 KOH ㎎/g)} 67 중량부, 우레탄계 중합성 모노머로 DPHA-40H 43 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로 BYK331(BYK chem 사) 1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기와 같이 제조한 감광성 수지 조성물 용액을 유리에 슬릿코터를 이용하여 150mm/sec로 코팅한 후, 65Pa까지 감압건조(VCD)를 진행한 후 약 100 ℃로 2분 동안 전열 처리하여 약 1.22 ㎛ 두께의 도막을 형성하였다.
그 다음, 실온에서 냉각한 후, 포토마스크를 이용하여 고압수은 램프 하에서 40 mJ/㎠의 에너지로 노광시켰다. 상기 노광된 기판을 25 ℃의 온도로0.045 %의 KOH 수용액에서 스프레이 방식으로 현상한 후, 순수로 세정하고 건조시켜 230 ℃의 컨벡션 오븐에서 20 분간 포스트베이크(post-bake)하였다.
상기와 같이 수득한 필름은 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.1㎛로 패턴의 탈락이 없었고, 우수한 직진성을 보였다.
<실시예 2>
카본 분산액(토쿠시키사 BK4625, 카본 함량 20%) 1165중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 55 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이크/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 55/9/11/25, Mw = 20000, 100 KOH ㎎/g)} 37 중량부, 중합성 모노머로서 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 6 중량부, 우레탄계 중합성 모노머 DPHA-40H 37중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로BYK331(BYK chem 사)1 중량부, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성하였을 때 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.1㎛로 패턴의 탈락이 없었고, 우수한 직진성을 보였다.
<실시예 3>
카본 분산액(토쿠시키사 BK4625, 카본 함량 20%) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 37 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산/라우릴메타아크리레이트(몰비52/9/11/18/10, Mw = 15000, 78 KOH ㎎/g)} 55 중량부, 중합성 모노머로 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 25 중량부, 우레탄계 중합성 모노머 DPHA-40H 18 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로BYK331(BYK chem 사)1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성하였을 때 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.1㎛로 패턴의 탈락이 없었고, 우수한 직진성을 보였다.
<비교예 1>
카본 분산액(토쿠시키사 BK4625, 카본 함량 20%) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 80 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이크/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 55/9/11/25, Mw = 20000, 100 KOH ㎎/g)} 12 중량부, 중합성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 43 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로 BYK331(BYK chem 사) 1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성하였을 때 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.1㎛로 패턴의 탈락이 없었고, 우수한 직진성을 보였다.
<비교예 2>
카본 분산액(미쿠니사 BK-123, 카본 함량 20%) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 12 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이크/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 55/9/11/25, Mw = 20000, 100 KOH ㎎/g )} 80 중량부, 중합성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 43 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로 BYK331(BYK chem 사) 1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성 하였을 때 현상 공정 중에 패턴 탈락이 심하게 발생하여 깨끗한 패턴을 얻을 수가 없었다.
<비교예 3>
카본 분산액(토쿠시키사 BK4625, 카본 함량 20% ) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 74 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이크/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 55/9/11/25, Mw = 20000, 100 KOH ㎎/g)} 18 중량부, 중합성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 43 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로 BYK331(BYK chem 사) 1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성하였을 때 각 공정에 따른 표면 결점이 전혀 없는 깨끗한 도막으로 얻어졌으며, 막 두께가 1.1㎛로 패턴의 탈락이 없었고, 우수한 직진성을 보였다.
<비교예 4>
카본 분산액(토쿠시키사 BK4625, 카본 함량 20%) 1165 중량부, 알칼리 가용성 카도계 바인더{아크릴산이 부가된 비스페놀 플로오렌 에폭시 아크릴레이트/1,3-시클로헥실디이소시아네이트(몰비 65/35, Mw = 5000, 산가 80 KOH ㎎/g)} 18 중량부, 알칼리 가용성 아크릴계 바인더{벤질메타아크릴레이크/N-페닐말레이미드/스티렌/메타아크릴산(몰비 55/9/11/25, Mw = 20000, 100 KOH ㎎/g )} 74 중량부, 중합성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 43 중량부, 광중합 개시제로 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(O-아세틸옥심) 45 중량부, 밀착촉진제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 6 중량부 및 레벨링제로 BYK331(BYK chem 사) 1 중량부, 용매로 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 429 중량부, 3-메톡시부틸아세테이트 1533 중량부, 디에틸렌글리콜메틸부틸에테르 184중량부를 혼합하였다.
그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1과 같은 공정을 거쳐 도막을 형성 하였을 때 현상 공정 중에 부분적인 패턴 탈락이 발생하여 공정성을 확보 할 수 없었다.
실험예
접착력 평가
상기 실시예와 비교예에 따른 감광성 수지 조성물을 사용하여 도막을 형성할 때, 노광공정까지 진행한 도막에 대해 현상을 하지 않고 230℃의 컨벡션 오븐에서 100 분간 포스트베이크(post-bake)한 후 PCT(Pressure-cooker test) 평가를 진행하였다.
PCT 공정조건은 2기압, 습도 120%로 하여 4시간을 1싸이클로 하여 진행하였다.
<실시예와 비교예의 공정특성 및 기판접착력 평가결과>
실시예1 실시예2 실시예3 비교예1 비교예2 비교예3 비교예4

다광능성 모노머 전체 중량 기준, 우레탄계/추가의 중합성 모노머의 함량(중량 %)
100/0 86/14 43/57 0/100 0/100 0/100 0/100

공정특성
X

기판접착력
(4h/1cycle)

기판접착력
(8h/2cycle)
X X

기판접착력
(12h/3cycle)
X X
(◎: 매우 양호 ○: 양호 △: 불량 X: 매우 불량)
결과적으로, 본 명세서에 의할 때 감광성 수지 조성물의 제조시 우레탄계 모노머를 중합성 모노머로 포함함으로써 공정 마진을 최적화할 수 있었고, 이로부터 형성된 도막의 기판접착력 또한 향상시킬 수 있었다.

Claims (13)

  1. 우레탄계 화합물을 포함하는 중합성 모노머를 포함하고, 상기 중합성 모노머는 불포화 결합을 포함하는 화합물 및 카프락톤계 화합물 중 어느 하나 이상의 추가의 중합성 모노머를 더 포함할 수 있고,
    상기 중합성 모노머의 총 중량을 기준으로, 상기 우레탄계 화합물의 함량은 30 중량% 이상 100 중량% 이하이며, 상기 추가의 중합성 모노머의 함량은 0 중량% 이상 70 중량% 이하이고,
    상기 우레탄계 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물; 하기 화학식 2로 표시되는 화합물; 및 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    AHk(X1)2-k
    [화학식 2]
    DHm(X2)n(X3)6-m-n
    [화학식 3]
    EHo(X4)p(X5)12-o-p
    상기 화학식 1 내지 3에서,
    A는 C1 ~ C8인 알킬렌기이며,
    D는
    Figure 112016051277339-pat00020
    이고,
    E는
    Figure 112016051277339-pat00021
    이며,
    X1, X3 및 X5는
    Figure 112016051277339-pat00022
    이고,
    X2 및 X4는 C1 ~ C6인 알킬기이며,
    Y는 C1 ~ C6인 알킬렌기이고,
    Z1, Z2 및 Z3는 각각 독립적으로 수소,
    Figure 112016051277339-pat00023
    ,
    Figure 112016051277339-pat00024
    또는
    Figure 112016051277339-pat00025
    이며,
    R1, R2, R3, R4 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는
    Figure 112016051277339-pat00026
    이고,
    K1, K2, K3, K4, K7, K8 및 K9는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 ~ C6인 알킬기이며,
    K5 및 K6는 각각 독립적으로 C1 ~ C6인 알킬렌기이고,
    k는 0 또는 1이며, m 및 n은 0, 1, 2, 3, 4 또는 5이고, o 및 p는 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10 또는 11이며, 0 ≤ m+n < 6이며, 0 ≤ o+p < 12이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 우레탄계 화합물은 적어도 하나의 불포화 결합을 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 내지 3은 각각 독립적으로 Z1, Z2 및 Z3 중 적어도 하나는
    Figure 112016051277339-pat00018
    이거나,
    R1, R2, R3, R4 및 R5 중 적어도 하나는
    Figure 112016051277339-pat00019
    인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 바인더 수지; 개시제; 착색제; 및 용매를 더 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 바인더 수지는 플루오렌계 바인더 및 아크릴계 바인더 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 8에 있어서, 광가교증감제, 경화촉진제, 밀착촉진제, 계면활성제, 산화방지제, 열중합방지제, 자외선흡수제, 분산제 및 레벨링제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  11. 청구항 1, 2, 4 및 8 내지 10 중 어느 한 항에 따른 감광성 수지 조성물로 제조된 감광재.
  12. 청구항 11의 감광재를 포함하는 컬러필터.
  13. 청구항 12의 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치.
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