KR101768255B1 - 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터 - Google Patents

감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하기 화학식 1로 표시되며, 하기 화학식 1의 치환기 Z1 내지 Z16 중 1 내지 8개는 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 치환된 프탈로시아닌 화합물 및 이를 포함하는 염료, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물, 및 이로부터 제조된 컬러필터에 관한 것으로, 고휘도를 가지면서 높은 명암비를 구현하고 내열성이 우수한 신규 화합물, 염료, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 제공할 수 있다:
[화학식 1]
Figure 112013076092811-pat00029

상기 화학식 1에서, Z1 내지 Z16 및 M1은 각각 명세서에 정의한 바와 같다,
[화학식 2]
Figure 112013076092811-pat00030

[화학식 3]
Figure 112013076092811-pat00031

[화학식 4]
Figure 112013076092811-pat00032

상기 화학식 2 내지 4에서, X 및 M2는 각각 명세서에서 정의한 바와 같다,
[화학식 5]
Figure 112013076092811-pat00033

상기 화학식 5에서, 상기 Y 및 W는 각각 명세서에서 정의한 바와 같다.

Description

감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터{PHOTO-SENSITIVE RESIN COMPOSITION INCLUDING SAME, AND COLOR FILTER PREPARED BY USING SAME}
본 발명은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종 이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명기판상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 잉크젯 방식 등에 의하여 형성된다. 현재, 이러한 방식은 휴대폰, 노트북, 모니터, TV 등의 LCD를 제조하는데 응용되고 있다.
염색법의 경우, 유리 기판상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐 알코올, 아민 변성 아크릴계 바인더 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판상에 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 다른 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한, 형성되는 박막층이 균일하지 못한 단점이 있다.
대한민국 특허공개 제1996-0011513호에서는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 제안하고 있는데, 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 착색 감광성 수지 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 된다.
한편, 안료분산법은 블랙 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅하고, 형성하고자 하는 패턴의 형태로 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막이 형성되는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점이 있다
안료분산법을 이용하여 컬러필터를 형성하기 위한 안료로는 주로 프탈로시아닌계 안료로 이루어진 C.I. 녹색 안료, C.I. 황색 안료, C.I. 청색 안료, C.I. 보라색 안료 등을 함께 사용하고 있다. 그러나, 이 경우 안료의 미립화만을 가지고는 안료 입자 크기에서 비롯되는 휘도와 명암비의 한계가 존재한다. 색특성을 추가적으로 개선하는 방법으로 용액상태에서 입자성이 없거나 일차 입경이 수 나노(nano) 이하로 매우 작은 고내구성 염료의 도입이 필요하다.
일반적으로 많은 염료들을 도입한 컬러필터의 연구들이 진행되고 있으나 원하는 색영역에서 우수한 광투과능과 우수한 흡수능을 동시에 가지기 어렵고, 높은 명암비와 더불어 컬러필터로 적용되기 위한 기본적인 신뢰성을 만족하는 염료들은 드물다.
본 발명의 목적은 고 휘도 및 고 명암비 구현이 가능하고, 내열성이 우수한 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 상기 및 기타의 목적들은 하기 설명되는 본 발명에 의하여 모두 달성될 수 있다.
본 발명의 관점은, (A) 하기 화학식 1로 표시되는 염료를 포함하는 착색제; (B) 아크릴계 바인더 수지; (C) 광중합성 화합물; (D) 광　개시제; 및 (E) 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112013076092811-pat00001
상기 화학식 1에서, Z1 내지 Z16은 동일하거나 서로 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 및 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나이되, 이 중 1 내지 8개는 상기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 치환된 것이며,
M1은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다.
[화학식 2]
Figure 112013076092811-pat00002
[화학식 3]
[화학식 4]
Figure 112013076092811-pat00004
상기 화학식 2 내지 4에서, X는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이며, M2는 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다,
[화학식 5]
Figure 112013076092811-pat00005
상기 화학식 5에서, 상기 Y는 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이고, 상기 W는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 사이클로알키닐기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, k는 1 내지 5이다.
상기 감광성 수지 조성물은 (A) 착색제 0.1 내지 30 중량%; (B) 아크릴계 바인더 수지 1 내지 20 중량%; (C) 광중합성 화합물 1　내지 20 중량%; (D) 광　개시제 0.1 내지 5 중량%; 및 (E) 용제 잔부를 포함할 수 있다.
상기 착색제는 상기 화학식 1로 표시되는 염료 이외에 녹색안료 및 황색 안료 중 하나 이상의 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 착색제는 상기 화학식 1로 표시되는 염료와 상기 안료를 9:1 내지 1:9의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지(B)는 1개 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 제1 단량체와 이와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 제2 단량체의 공중합체일 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지(C)의 중량평균분자량(Mw)은 3,000 내지 150,000 g/mol일 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 산가는 15 내지 60 mgKOH/g일 수 있다.
상기 광중합성 화합물(C)은 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트 또는 1,6-헥산디올디메타크릴레이트를 1종 이상 포함할 수 있다.
상기 광 개시제(D)는 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물 또는 옥심계 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 분산제; 코팅 개선제; 접착성 향상제; 실란계 커플링제; 레벨링제; 계면활성제 및 중합 개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를　더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 관점은 상기 신규 화합물 또는 상기 염료를 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.
본 발명은 고휘도를 가지면서 높은 명암비를 구현하고 내열성이 우수한 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 제공할 수 있다.
본 발명의 일 구체예에 따른 감광성 수지 조성물은 (A) 하기 화학식 1로 표시되는 염료를 포함하는 착색제; (B) 아크릴계 바인더 수지; (C) 광중합성 화합물; (D) 광　개시제; 및 (E) 용제를 포함한다.
이하, 본 발명에 따른 상기 감광성 수지 조성물에 포함되는 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.
(A) 착색제
본원 발명의 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 염료를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112013076092811-pat00006
상기 화학식 1에서, Z1 내지 Z16은 동일하거나 서로 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 및 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나이되, 이 중 1 내지 8개는 상기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 치환된 것이며,
M1은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다.
[화학식 2]
Figure 112013076092811-pat00007
[화학식 3]
Figure 112013076092811-pat00008
[화학식 4]
Figure 112013076092811-pat00009
상기 화학식 2 내지 4에서, X는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이며, M2는 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다,
[화학식 5]
Figure 112013076092811-pat00010
상기 화학식 5에서, 상기 Y는 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이고, 상기 W는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 사이클로알키닐기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, k는 1 내지 5이다.
상기 화학식 1로 표시되는 염료의 구체적인 예로는 하기 화학식 6 내지 화학식 7의 화합물을 들 수 있다.
[화학식 6]
Figure 112013076092811-pat00011
[화학식 7]
Figure 112013076092811-pat00012
상기 착색제는 상기 화학식 1로 표시되는 화합물 이외에 녹색안료 및 황색 안료 중 하나 이상의 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 녹색안료의 예로는 C.I. 녹색 안료 7, C.I. 녹색 안료 36 및 C.I. 녹색 안료 58 등과 같은 프탈로시아닌계 안료를 들 수 있다.
상기 황색 안료의 예로는 C.I. 황색 안료 139 등과 같은 이소인돌린계 안료, C.I. 황색 안료 138 등과 같은 퀴노프탈론계 안료, C.I. 황색 안료 150 등과 같은 니켈 컴플렉스 안료 등을 들 수 있다. 　
상기 안료는 감광성 수지 조성물에 충분히 분산되도록 분산제와 함께 사용할 수 있다.
구체적으로는, 상기 안료를 분산제로 미리 표면 처리하거나, 상기 감광성 수지 조성물 제조시 상기 안료와 함께 분산제를 포함하는 안료 분산액을 첨가하여 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 비이온성 분산제, 음이온성 분산제, 양이온성 분산제 등을 사용할 수 있다. 상기 분산제의 구체적인 예로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올 알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산 염, 카르복실산 에스테르, 카르복실산 염, 알킬아미드 알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬 아민 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제가 상기 화학식 1로 표시되는 염료 외에 상기 안료를 포함하는 경우, 상기 염료와 안료는 9:1 내지 1:9의 중량비로, 바람직하게는 3:7 내지 7:3로 포함될 수 있다.
본 발명의 착색제는 감광성 수지 조성성 중 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 착색제가 상기 범위로 포함되는 경우, 원하는 색좌표에서 고 명암비 및 고 휘도를 구현할 수 있으며, 내열성이 우수한 이점을 가질 수 있다.
(B) 아크릴계 바인더 수지
상기 아크릴계 바인더 수지는 제1 에틸렌성 불포화 단량체　및 이와 공중합 가능한 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체로, 하나 이상의 아크릴계 반복단위를 포함하는 수지이다. 　
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 1개 이상의 카르복시기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 구체적으로는　아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산　및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택하여 사용할 수 있다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체의 중량 비율은 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 5 내지　50 중량%일 수 있고, 10 내지 40 중량%일 수도 있다.　상기 제2 에틸렌성 불포화 단량체로는, 알케닐 방향족 단량체, 불포화 카르본산 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물, 카르본산 비닐 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 아미드류 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택하여 사용될 수 있다. 　
상기 알케닐 방향족 단량체의 대표적인 예로는, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 벤질 메틸에테르 등이 있고; 상기 불포화 카르본산 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 등이 있으며; 상기 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 카르본산 비닐 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 초산 비닐, 안식향산 비닐 등이 있고; 상기 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 시안화 비닐 화합물의 대표적인 예로는 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등이 있으며; 상기 불포화 아미드류 화합물의 대표적인 예로는, 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 불포화 제2 에틸렌성 불포화 단량체는 각각 단독으로 또는 2개 이상을 혼합하여 사용될 수 있다. 　
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체　및 제2 에틸렌성 불포화 단량체를 포함하는 아크릴계 바인더 수지의 구체적인 예를 들면, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/스티렌 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 배합하여 사용할 수도 있다. 　
상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균분자량(Mw)은 3,000 내지 150,000 g/mol일 수 있고, 구체적으로는 5,000 내지 50,000일 수 있다. 상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균분자량이 상기의 범위일 때, 기판과의 밀착성이 우수하고 물리적, 화학적 물성이 좋으며, 점도가 적절하여 분산성이 좋다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 상기 감광성 수지 조성물에 있어서 픽셀의 해상도에 가장 큰 영향을 주는 인자이다. 　예를 들어, 상기 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트 공중합체의 경우에는 산가 및 중량평균분자량에 의하여 픽셀의 해상도가 뚜렷이 달라진다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 사용량은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 내지 20 중량%일 수 있다. 아크릴계 바인더 수지의 함량이 1 내지 20　중량%의 범위일 때, 기판과의 접착력이 좋고, 균일한 막두께를 형성할 수 있으며, 막강도, 내열성, 내화학성 및 잔상 등의 컬러필터 후공정이 우수하다.　또한, 가교성이 적절하여 표면의 평활도가 우수하다. 　
(C)　 광중합성 화합물
상기 광중합성 화합물은 광중합성 단량체 또는 그 올리고머 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을　사용할 수 있다.
상기 광중합성 단량체의 구체적인 예를 들면, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트, 카르복실기를 갖는 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 유도체, 에틸렌옥사이드화글리세린트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드화글리세린트리(메타)아크릴레이트 등으로부터 1종 이상을 선택 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합성 올리고머의 예를 들면, 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트, 폴리에스테르 (메타)아크릴레이트 등과 같은 "UV EB경화기술의 현상과 전망"(CMC 출판)에 기재되어 있는 올리고머 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합성 단량체 또는 올리고머는 고리 형상의 에테르와 반응하여 내용제성을 향상시키는 경향이 있기 때문에, 카르복실기를 포함하도록 하는 것이 좋다. 카르복실기를 갖는 광중합성 단량체나 올리고머의 예로는, 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트와 다가(多價) 카르복실산과의 에스테르; 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트와 다가 카르복실산 무수물과의 에스테르; 등을 들 수 있다. 　
상기 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트로는, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 다가 카르복실산으로는, 프탈산, 3,4-디메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로메리트산, 트리메리트산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 등의 방향족 다가 카르복실산; 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산 등의 지방족 다가 카르복실산; 헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산, 시클로펜탄테트라카르복실산, 1,2,4,5-시클로헥산, 테트라카르복실산 등의 지환족 다가 카르복실산; 등을 들 수 있다.
상기 다가 카르복실산 무수물로는, 무수프탈산, 무수피로메리트산, 무수트리메리트산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2무수물 등의 방향족 다가 카르복실산 무수물; 무수이타콘산, 무수숙신산, 무수시트라콘산, 무수도데세닐숙신산, 무수트리카르발릴산, 무수말레인산, 1,2,3,4- 부탄테트라카르복실산 2무수물 등의 지방족 다가 카르복실산 무수물; 무수헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산 무수물, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산 무수물, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산 무수물, 시클로펜탄테트라카르복실산 2무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2무수물, 　무수하이믹산, 무수나딘산 등의 지환족 다가 카르복실산 무수물; 에틸렌글리콜 비스트리멜리테이트산, 글리세린 트리스트리멜리테이트 무수물 등의 에스테르기 함유 카르복실산 무수물; 등을 들 수 있다.
따라서, 카르복실기를 함유하는 단량체나 올리고머의 구체적인 예로는, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 글리세린 디(메타)아크릴레이트의 숙신산에스테르, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트의 숙신산에스테르, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트의 숙신산에스테르 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 함량은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 1 내지 20　중량%일 수 있고, 바람직하게는 3 내지 15　중량%일 수도 있다.　상기 광중합성 화합물의 함량이 상기 범위인 경우, 경화도가 충분하여 신뢰성이 우수하고, 점도가 적절하며, 경시안정성이 우수하다.
(D) 광　 개시제
상기 광 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는　것으로서 예를 들어 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물,　비이미다졸계 화합물 　벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물 및 옥심계 화합물 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예를 들면, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등이 있고, 이 중에서, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진 또는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 특히, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진을 사용할 수 있다. 　
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온 등을 들 수 있고, 이 중에서, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 또는 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 특히, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 또는 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온을 사용할 수 있다.
상기 비이미다졸계 화합물로는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(4-카르보에톡시페닐)비이미다졸, 2,2',-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(4-브로모페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(2,4-디클로로페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(m-메톡시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-니트로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 및 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸가 있고, 이 중에서, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 또는 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 사용될 수 있다.
상기 벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈　등이 있다. 　
상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시 벤조페논, 4,4'-디클로로 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노) 벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노) 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논　등이 있다.
상기 티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-메틸 티오크산톤, 2-이소프로필 티오크산톤, 4-이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤　등이 있다.
상기 옥심계 화합물로는 O-아실옥심계 화합물, 1,2-옥탄디온, 2-(O-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(O-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온, 0-에톡시카르보닐-α-옥시아미노-1-페닐프로판-1-온 등이 있다. 　상기 O-아실옥심계 화합물의 구체 예로서는, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-0-아세테이트가 있다. 　
상기 열거한 화합물 이외에도 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난스렌퀴논, 캄파퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센화합물 등을 사용할 수도 있다.
또한, 상기 광 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 병용하여 사용될 수도 있다. 　
상기 광　개시제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 5　중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 　상기 광　개시제의 함량이 상기 범위일 때, 패턴 형성 공정에서 중합이 충분히 일어나고, 중합 후 남은 미반응 개시제로 인한 투과율 저하를 발생시키지 않는다. 　
(E) 용제
상기 용제는 상기 아크릴계 바인더 수지 및 다른 구성 성분 물질들과 상용성을 갖되, 반응하지 않는 것들이 사용된다. 　
상기 용제의 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브 아세테이트류; 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화 수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 젖산 메틸, 젖산 에틸 등의 젖산 에스테르류; 옥시 초산 메틸, 옥시 초산 에틸, 옥시 초산 부틸 등의 옥시 초산 알킬 에스테르류; 메톡시 초산 메틸, 메톡시 초산 에틸, 메톡시 초산 부틸, 에톡시 초산 메틸, 에톡시 초산 에틸 등의 알콕시 초산 알킬 에스테르류; 3-옥시 프로피온산 메틸, 3-옥시 프로피온산 에틸 등의 3-옥시 프로피온산 알킬에스테르류; 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸 등의 3-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시 프로피온산 메틸, 2-옥시 프로피온산 에틸, 2-옥시 프로피온산 프로필 등의 2-옥시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-메톡시 프로피온산 메틸, 2-메톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 메틸 등의 2-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에스테르류, 2-메톡시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-에톡시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-알콕시-2-메틸 프로피온산 알킬류의 모노옥시 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 2-히드록시 프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 히드록시 초산 에틸, 2-히드록시-3-메틸 부탄산 메틸 등의 에스테르류; 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류 등의 화합물이 있으며, 또한, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세트닐아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등의 고비점 용제를 들 수 있다.
이들 용제 중에서 상용성 및 반응성 등을 고려한다면, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류를 사용할 수 있고, 염료의 용해도를 고려하여 사이클로헥사논을 전체 용제 중 10 내지 80 중량%로 포함할 수 있다.
상기 용제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 다른 성분을 투입하고 나서, 용해도와 점도를 적절히 조절하고, 제품 적용 시 물리적, 광학적 특성에 유리하도록 잔부량으로 사용할 수 있다. 　
(F) 기타 첨가제
상기 감광성 수지 조성물은 착색제의 분산성 향상을 위해 필요에 따라 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제를 추가로 더 포함할 수 있다.
상기 분산제로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등이 단독　또는 2종 이상을　조합하여 첨가될 수 있다. 　
상기 분산제는 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 4　중량%로 사용되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 잉크 조성물은 코팅성 및 소포성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 실리콘계 및 불소계 등의 코팅 개선제 또는 기판과의 접착력을 향상시키기 위하여 접착성 향상제 등을 더 포함할 수도 있다. 　
상기 코팅 개선제 및 접착성 향상제 등은 상기 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.
또한, 도포 시 얼룩이나 반점을 방지하고 레벨링 특성이나 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 에폭시 화합물; 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 갖는 실란계 커플링제; 레벨링제; 실리콘계 계면활성제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제 등과 같은 첨가제를　더 포함할 수 있다. 　이들 첨가제의 사용량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.
상기 에폭시 화합물로는 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라 메틸 비-페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 오르토-크레졸 노볼락 수지 등을 들 수 있다. 상기 에폭시 화합물은 상기 감광성 수지 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 10 중량%로 포함될 수 있고, 상기 범위로 포함되는 경우 저장성 및 공정마진이 우수하다.
상기 실란계 커플링제의 구체적인 예로는, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리스(2-메톡시에톡시실란), 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시 시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 상기 감광성 수지 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 2 중량%일 수 있고, 상기 범위로 포함되는 경우 접착력, 저장 안정성 및 코팅성이 우수하다. 　
상기 실리콘계 계면활성제로는 실록산 결합을 가지는 계면활성제등을 들 수 있다. 　구체적인 상품명으로는, 토레이 실리콘社의 DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH21PA, SH28PA, 29SHPA, SH30PA; 폴리에스테르변성 실리콘 오일인 토레이 실리콘社의 SH8400; 신에츠 실리콘社의 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, GF; 도시바 실리콘社의 TSF4445, TSF4446, TSF4452, TSF4460; 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면활성제로서는 플루오로카본쇄를 가지는 계면활성제 등을 들 수 있다. 　구체적인 상품명으로는, (주)스미토모 쓰리엠社의 플로라이드 FC430, 플로라이드 FC431; (주)다이니혼 잉크 화학공업社의 메카팩 F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 F470, 메가팩 F475, 메가팩 R30; (주)신아키다 화성社의 에프톱 EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352; (주)아사히 가라스社의 사프론 S381, 사프론 S382, 사프론 SC101, 사프론 SC105; (주)다이킨파인 케미컬 연구소의 E5844; 등을 들 수 있다.
상기한 실리콘계 계면계면활성제 및 불소계 계면활성제는 단독 또는 2종 이상을 함께 사용할 수도 있다.
본 발명의 다른 구체예에 따른 컬러 필터는, 상기 본 발명의 일 구체예에 따른 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조될 수 있다.
예로서, 상기 감광성 수지 조성물을 아무것도 도포되지 않은 유리기판 및 SiNx(보호막)가 500 내지 1,500 Å의 두께로 도포되어 있는 유리기판 위에 스핀 도포, 슬릿 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 1.5 내지 3.5 ㎛의 두께로 도포한다. 도포 후에는 적당한 온도(약 90℃)에서 소프트 베이킹(SOFT-BAKE)을 실시한다. 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로서는, 예를 들면 190 내지 450nm, 바람직하게는 200 내지 400nm 영역의 UV 광선을 조사하며, 전자선 및 X선 조사도 적당하다. 광을 조사한 다음, 도포층을 알칼리 현상액으로 처리하면 도포층의 미조사 부분이 용해되고 컬러필터에 필요한 패턴이 형성된다. 이러한 과정을 필요한 색의 수에 따라 반복　수행함으로써, 원하는 패턴을 갖는 칼라필터를 수득할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하고자 한다. 　그러나, 하기의 실시예들은 단지 설명의 목적을 위한 것이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다.
합성예 1 내지 4 : 염료의 합성
합성예 1
제1 단계 : methyl 4-(2,3,6- trichloro -4,5- dicyano - phenoxy ) benzoate 의 합성
250mL 플라스크에 테트라클로로프탈로니트릴(tetrachlorophthalonitrile) 4.8g, 메틸 4-하이드록시벤조에이트(methyl 4-hydroxybenzoate) 3.98g, 탄산칼륨(K2CO3) 5g 및 아세토니트릴 55mL를 첨가여고 12시간 동안 가열하면서 환류하였다. 반응 종료 후 에틸아세테이트 30mL를 투입 후 여과하여 용매를 제거하였다. 얻어진 고체에 디클로로메탄을 적당히 넣어 고체를 녹인 후 헥산을 첨가하여 결정화 하였다. 이때 얻어진 고체를 여과하고 진공 건조하여 화합물 methyl 4-(2,3,6-trichloro-4,5-dicyano-phenoxy)benzoate를 수득하였다. 상기 제1 단계의 반응은 하기 반응식 1로 나타낼 수 있다.
[화학반응식 1]
Figure 112013076092811-pat00013

제2 단계 : 4-( biphenyl -2- yloxy )-3,5,6- trichlorophthalonitrile 의 합성
250mL 플라스크에 테트라클로로프탈로니트릴(tetrachlorophthalonitrile) 4.8g, biphenyl-2-ol 4.3g, 탄산칼륨(K2CO3) 5g 및 아세토니트릴 55mL를 첨가하고 12시간 동안 가열하면서 환류하였다. 반응 종료 후 에틸아세테이트 30mL를 투입 후 여과하여 용매를 제거하였다. 얻어진 고체에 디클로로메탄을 적당히 넣어 고체를 녹인 후 헥산을 첨가하여 결정화 하였다. 이때 얻어진 고체를 여과하고 진공 건조하여 화합물 4-(biphenyl-2-yloxy)-3,5,6-trichlorophthalonitrile을 수득하였다. 상기 제2 단계의 반응은 하기 화학반응식 2로 나타낼 수 있다.
[화학반응식 2]
Figure 112013076092811-pat00014

제3 단계 : 프탈로시아닌 화합물의 합성
500mL 플라스크에 상기 제1 단계에서 합성한 methyl 4-(2,3,6-trichloro-4,5-dicyano-phenoxy)benzoate 3.0g, 상기 제2 단계에서 합성한 4-(biphenyl-2-yloxy)-3,5,6-trichlorophthalonitrile 7.0g, 펜탄올 120mL, DBU 8.5g과 zinc acetate 1.5g을 첨가하고 18시간 동안 가열하면서 환류하였다. 반응 종료 후 물 150ml를 넣어 여과하였다. 얻어진 고체에 디클로로메탄을 적당히 넣어 고체를 녹인 후 헥산을 첨가 후 결정화하여 얻어진 고체를 여과하였으며, 다시 헥산으로부터 결정화하여 고체를 여과하고 진공 건조하여 하기 화학식 8로 표시되는 프탈로시아닌 화합물을 수득하였다.
[화학식 8]
Figure 112013076092811-pat00015

제4 단계 : 프탈로시아닌의 가수분해 화합물의 합성
500mL 플라스크에 상기 제3 단계에서 수득된 프탈로시아닌 화합물 10.0g을 테트라하이드로퓨란(THF) 23g, 메탄올 159g 및 물 46g을 넣어 용해한 후, 수산화나트륨 30g을 첨가하고 12시간 동안 가열하면서 환류하였다. 실온으로 냉각시킨 후 디클로로메탄 20mL로 2회 세척하였다. 물층에 에틸아세테이트 50mL 첨가 후, 묽은 염산 수용액을 천천히 첨가하여 중화하였고 물로 여러 번 씻어 주었다. 얻어진 생성물 용액에서 용매를 제거하고, 얻어진 고체에 에틸아세테이트를 소량 넣어 고체를 녹인 후 디클로로메탄을 첨가하여 결정화하였다. 이때 얻어진 고체를 여과하고 진공 건조하여 하기 화학식 9로 표시되는 카르복시산이 포함된 프탈로시아닌 화합물을 수득하였다.
[화학식 9]
Figure 112013076092811-pat00016

제5 단계 : 프탈로시아닌 화합물의 Zn 착화합물 합성
500mL 플라스크에 상기 제4 단계에서 얻어진 카르복시산이 포함된 프탈로시아닌 화합물 9.0g을 THF 84g 및 메탄올 36g을 넣어 용해한 후, zinc acetate 4.3g를 첨가하고 12시간 동안 가열하면서 환류하였다. 실온으로 냉각시킨 후 생성된 고체를 여과하였다. 얻어진 고체에 메탄올을 넣고 녹지 않는 생성물을 여과하고 진공 건조하여 하기 화학식 10으로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 얻었다.
[화학식 10]
Figure 112013076092811-pat00017

합성예 2
상기 합성예 1의 제 2단계에서 biphenyl-2-ol 대신 2,6-diphenylphenol 6.9g을 사용하고, 제 3단계에서 zinc acetate 대신 magnesium acetate 1.2g을 사용하고, 제 5단계에서 zinc acetate 대신 copper acetate 4.3g을 사용한 것을 제외하고는 동일한 합성방법으로 하기 화학식 11로 표시되는 프탈로시아닌의 Cu 착화합물을 얻었다.
[화학식 11]
Figure 112013076092811-pat00018

합성예 3
상기 합성예 1의 제 3단계에서 zinc acetate 대신 Magnesium acetate 1.2g, methyl 4-(2,3,6-trichloro-4,5-dicyano-phenoxy)benzoate 3.0g 대신 5.0g, 4-(biphenyl-2-yloxy)-3,5,6-trichlorophthalonitrile 7.0g 대신 5.0g을 사용한 것을 제외하고는 동일한 합성방법으로 하기 화학식 12로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 얻었다.
[화학식 12]
Figure 112013076092811-pat00019

합성예 4
상기 합성예 1의 제 2단계에서 tetrachlorophthalonitrile 4.8g, 대신 tetrafluorophthalonitrile 3.6g, biphenyl-2-ol 4.3g 대신 2-methylpropan-2-ol 1.8g을 사용하고, 제 3단계에서 methyl 4-(2,3,6-trichloro-4,5-dicyano-phenoxy)benzoate 3.0g 대신 5.0g, 4-(biphenyl-2-yloxy)-3,5,6-trichlorophthalonitrile 7.0g 대신 4-tert-butoxy-3,5,6-trifluorophthalonitrile 3.2g을 사용한 것을 제외하고는 동일한 합성방법으로 하기 화학식 13으로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 얻었다.
[화학식 13]
Figure 112013076092811-pat00020
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3 : 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1의 조성으로 각 성분을 혼합하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 실시예 및 비교예에서 사용한 각 성분의 사양은 아래와 같다.
(A) 착색제
(a1) 상기 합성예 1에서 제조된 화학식 10으로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 사용하였다.
(a2) 상기 합성예 2에서 화학식 11로 표시되는 프탈로시아닌의 Cu 착화합물을 사용하였다.
(a3) 상기 합성예 3에서 화학식 12로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 사용하였다.
(a4) 상기 합성예 4에서 화학식 13으로 표시되는 프탈로시아닌의 Zn 착화합물을 사용하였다.
(a5) 하기 화학식 14로 표시되는 프탈로시아닌계 염료를 사용하였다.
[화학식 14]
Figure 112013076092811-pat00021
(a6) C.I. 황색 안료 138의 분산액(고형분 22 중량%)을 사용하였다.
(a7) C.I. 녹색 안료 58의 분산액(고형분 23 중량%)을 사용하였다.
(a8) C.I. 녹색 안료 36의 분산액(고형분 25 중량%)을 사용하였다.
(B) 아크릴계 바인더 수지
중량평균 분자량이 22,000 g/mol인 메타크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체(중량비 15:85)(미원상사, NPR-1520)를 사용하였다.
(C) 광중합성 화합물
디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트(일본화약社)를 사용하였다.
(D) 광 개시제
1,2-옥타디온-1-(4-페닐치오)페닐-2-(o-벤조일옥심)(Ciba社, CGI-124)를 사용하였다.
(E) 용제
(e1) 사이클로헥사논을 사용하였다.
(e2) 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트를 사용하였다.
　 　 실시예
1		 실시예
2		 실시예
3		 실시예
4		 비교예
1		 비교예
2		 비교예
3
(A) 착색제 (a1) 5 - - - - - -
(a2) - 5 - - - - -
(a3) - - 5 - - - -
(a4) - - - 5 - - -
(a5) - - - - - - 5
(a6) 15 15 15 15 15 15 15
(b7) - - - - 20 - -
(b8) - - - - - 20 -
(B)　아크릴계 바인더　　수지 3.5 3.5 3.5 3.5 2.5 2.5 3.5
(C) 광중합성 화합물 8 8 8 8 5 5 8
(D) 광 개시제 (e1) 1 1 1 1 1 1 1
(e2) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
(E) 용제 (f1) 37 37 37 37 40 40 37
(f2) 30 30 30 30 16 16 30
(단위 : 중량%)
감광성 수지 조성물의 색 시편 제조
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1　내지 3에서 제조된 감광성 수지 조성물을 10×10cm2　유리기판 위에 300, 400, 500 RPM으로 스핀 코팅(spin coating)법으로 1 내지 3μm의 두께로 도포한 후, 90℃에서 2분간 프리베이크하였다. 이를 상온하에서 1분간 냉각시킨 다음 100mJ/cm2의 노광량 (365nm 기준)으로 광 조사하여 박막을 형성시켰다. 광 조사 후, 열풍건조기에서 200℃ / 5분간 하드베이크하여 경화 박막을 얻었다.
감광성 수지 조성물의 물성 평가
(1) 색 및 휘도 측정
얻어진 유리기판 위의 경화 박막에 대하여, 색측정기(MCPD 3000: 오츠카社)를 사용하여 분광 측정 결과, x와 y 색좌표 (Bx, By)와 휘도(Y)를 얻었다. 이때 타겟(target)이 되는 By=0.113에서의 결과를 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(2) 명암비 측정
명암비 측정기(30,000:1, 츠보사카社)를 사용하여 제조된 경화 박막의 명암비를 얻었고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(3) 내열성 평가
열풍건조기에서 230℃ / 30분간 건조시킨 후 처리 전후의 색 차이 값의 차이를 이용하여 △Eab*을 구하였다. 얻어진 △Eab*값이 3 이내일 때 신뢰성을 만족한다고 볼 수 있으며, △Eab* 값이 작을수록 내구성이 우수하다고 볼 수 있다. 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
　 색좌표 휘도 명암비 내열성
x y Y
실시예 1 0.282 0.561 62.5 14,150 0.78
실시예 2 0.278 0.584 63.9 15,330 0.69
실시예 3 0.279 0.576 64.9 14,570 0.53
실시예 4 0.285 0.582 64.3 14,120 0.52
비교예 1 0.283 0.581 59.0 13,300 0.64
비교예 2 0.271 0.583 57.5 13,600 0.86
비교예 3 0.297 0.560 60.70 14,050 2.82
상기 표 2에서 보듯이, 본 발명의 화학식 1로 표시되는 염료를 사용한 실시예 1 내지 4의 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터의 경우, 안료만을 사용한 비교예 1-2 및 화학식 14로 표시되는 화합물을 염료로 사용한 비교예 3에 비하여 휘도, 명암비 및 내열성이 우수한 것을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (10)

  1. (A) 하기 화학식 1로 표시되는 염료를 2개 이상 포함하는 착색제; (B) 아크릴계 바인더 수지; (C) 광중합성 화합물; (D) 광　개시제; 및 (E) 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112017027570340-pat00022

    상기 화학식 1에서, Z1 내지 Z16은 동일하거나 서로 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 불소, 염소, 및 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나이되, 이 중 1 내지 8개는 하기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나로 치환된 것이고,
    상기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나의 화학식의 2개의 치환위치 중 어느 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 어느 하나의 염료의 Z1 내지 Z16 중 어느 하나에 치환되고, 상기 화학식 2 내지 4 중 어느 하나의 화학식의 2개의 치환위치 중 나머지 하나는 상기 화학식 1로 표시되는 다른 어느 하나의 염료의 Z1 내지 Z16 중 어느 하나에 치환되며,
    M1은 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다.
    [화학식 2]
    Figure 112017027570340-pat00023

    [화학식 3]
    Figure 112017027570340-pat00024

    [화학식 4]
    Figure 112017027570340-pat00025

    상기 화학식 2 내지 4에서, X는 서로 동일하거나 상이하며, 각각 독립적으로 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이며, M2는 Zn, Mg, Ca, Sr, Ba, Mn, Co, Ni, Pd, Pt, Sn, Fe, InCl, 또는 VCl이다.
    [화학식 5]
    Figure 112017027570340-pat00034

    상기 화학식 5에서, 상기 Y는 산소(O)원자, 황(S)원자 또는 술폰기(-SO2-)이고, 상기 W는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기, 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 알케닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 알키닐기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알킬기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C30 사이클로알케닐기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 사이클로알키닐기, 또는 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기이고, k는 1 내지 5이다.
  2. 제1항에 있어서,
    (A) 착색제 0.1 내지 30 중량%;
    (B) 아크릴계 바인더 수지 1 내지 20 중량%;
    (C) 광중합성 화합물 1　내지 20 중량%;
    (D) 광　개시제 0.1 내지 5 중량%; 및
    (E) 용제 잔부를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 상기 화학식 1로 표시되는 염료 이외에 녹색안료 및 황색 안료 중 하나 이상의 안료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 착색제는 상기 화학식 1로 표시되는 염료와 상기 안료를 9:1 내지 1:9의 중량비로 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 염료는 하기 화학식 6 또는 화학식 7로 표시되는 화합물인 것인 감광성 수지 조성물;
    [화학식 6]
    Figure 112017027570340-pat00027

    [화학식 7]
    Figure 112017027570340-pat00035

  6. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지(B)는 1개 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 제1 단량체와 이와 공중합 가능한 다른 에틸렌성 불포화 제2 단량체의 공중합체인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.　
  7. 제1항에 있어서,
    상기 광중합성 화합물(C)은 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트 또는 1,6-헥산디올디메타크릴레이트를 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광 개시제(D)는 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물 또는 옥심계 화합물을 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은
    분산제; 코팅 개선제; 접착성 향상제; 실란계 커플링제; 레벨링제; 계면활성제 및 중합 개시제로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 첨가제를　더 포함하는　것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항 내지 제 9항 중 어느 한 항의 감광성 수지 조성물로부터 제조된 컬러필터.
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