KR101809063B1 - 청색 경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

청색 경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

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윤수진
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Abstract

본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 착색제; 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 광중합성 화합물; 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 열가교제; 및 블록(Blocked) 페놀계 산화방지제를 포함하는 산화방지제;를 포함하고, 상기 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여,
상기 착색제 25 내지 30중량%, 상기 광중합성 화합물 20 내지 40중량%, 상기 열가교제 1 내지 10중량%, 상기 산화방지제 1 내지 2중량%, 알칼리 가용성 수지 20 내지 40중량%, 광중합 개시제 10 내지 15중량% 및 첨가제 1 내지 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 경화성 수지 조성물에 관한 것이다:
[화학식 1]
Figure 112016093691605-pat00009

[화학식 2]
Figure 112016093691605-pat00010

(상기 화학식 1 및 2 내 치환기는 명세서 내 정의한 바와 같다).

Description

청색 경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치{BLUE CURABLE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER, AND IMAGE DISPLAY DEVICE PRODUCED USING THE SAME}
본 발명은 감도, 현상속도 및 밀착성 등이 우수한 청색 경화성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 백색광에서 적색, 녹색, 청색, 3가지 색을 추출하여 미세한 화소 단위로 가능하게 하는 박막 필름형 광학부품으로서 한 화소의 크기가 수십에서 수백 마이크로미터 정도이다. 이러한 컬러필터는 각각의 화소 사이의 경계부분을 차광하기 위해서 투명 기판 상에 정해진 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스 층 및 각각의 화소를 형성하기 위해 복수의 색(통상적으로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B))의 3원색을 정해진 순서로 배열한 화소부가 차례로 적층된 구조를 취하고 있다. 일반적으로 컬러필터는 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료분산법 등에 의하여 3종 이상의 색상을 투명 기판상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산형의 경화성 수지를 이용한 안료 분산법이 주류를 이룬다.
컬러 필터를 구현하는 방법 중의 하나인 안료분산법은 흑색 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 비롯하여 알칼리 가용성 수지, 광중합 단량체, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용제, 기타 첨가제를 포함하는 경화성 수지 조성물을 코팅하고 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막을 형성하는 방법으로, 휴대폰, 노트북, 모니터, TV 등의 LCD를 제조하는 데 활발하게 응용되고 있다. 근래에는 여러 가지 장점을 가지는 안료분산법을 이용한 컬러필터용 경화성 수지 조성물에 있어서도 우수한 패턴 특성뿐만 아니라 높은 색재현율과 함께 패턴 형성시 현상성 저하에 따른 잔막 및 선뜯김 개선과 함께 감도, 현상속도 및 밀착성 등 더욱 향상된 성능이 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 색 재현은 광원에서 조사된 광이 컬러필터를 투과하여 구현되는 것인데, 이 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되므로 광 효율이 저하되고, 또한 색 필터로서의 안료특성으로 인해 완벽한 색 재현에는 못 미치는 근본적인 한계가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0005312호는 청색 염료, 수지, 중합성 화합물, 중합개시제 및 실세스퀴옥산 화합물을 함유하는 청색 경화성 수지 조성물에 관한 것으로, 양호한 내약품성을 갖는 컬러 필터를 형성할 수 있다.
그러나, 상기 종래기술은 고농도의 착색제로 화소를 형성할 때 적은 노광량에서 감도와 기재의 밀착성과 신뢰성이 우수하지 않아 화소부에 표면 불량 등이 발생할 수 있다.
대한민국 공개특허 제10-2016-0005312호(2016.01.14. 동우화인켐 주식회사)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 특정 착색제, 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 광중합성 화합물, 특정 열가교제 및 블록 페놀계 산화방지제;를 포함함으로써 우수한 감도 및 현상속도를 나타내면서도 각종 얼룩이 발생하지 않고, 밀착성이 우수하며 패턴 특성, 내화학성 및 내열/내광성이 우수한 청색 경화성 수지 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 상기와 같은 청색 경화성 수지 조성물로 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물은 착색제, 광중합성 화합물, 열가교제, 산화방지제, 알칼리 가용성 수지, 광중합 개시제 및 첨가제를 포함하고, 상기 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 상기 광중합성 화합물은 에틸렌성 불포화 결합을 포함하며, 상기 열가교제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 산화방지제는 블록(Blocked) 페놀계 산화방지제를 포함하며, 상기 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 상기 착색제 25 내지 30중량%, 상기 광중합성 화합물 20 내지 40중량%, 상기 열가교제 1 내지 10중량%, 상기 산화방지제 1 내지 2중량%, 알칼리 가용성 수지 20 내지 40중량%, 광중합 개시제 10 내지 15중량% 및 첨가제 1 내지 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure 112016093691605-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016093691605-pat00002
(상기 화학식 1 및 2 내 치환기는 명세서 내 정의한 바와 같다).
또한, 본 발명은 상기와 같은 청색 경화성 수지 조성물로 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치를 특징으로 한다.
상기한 바와 같이 본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물은 화학식 1로 표시되는 착색제; 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 광중합성 화합물; 화학식 2로 표시되는 열가교제; 및 블록 페놀계 산화방지제;를 포함함으로써, 우수한 감도, 현상속도 및 밀착성을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도 1은 Normal Color Gamut 부터 Wide Color Gamut까지를 본 발명에 따른 청색 감광성 수지 조성물로 컬러필터 제조가 가능함을 보여주는 그래프이다.
본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물은 착색제, 광중합성 화합물, 열가교제, 산화방지제, 알칼리 가용성 수지, 광중합 개시제 및 첨가제를 포함하고, 상기 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 상기 광중합성 화합물은 에틸렌성 불포화 결합을 포함하며, 상기 열가교제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 산화방지제는 블록(Blocked) 페놀계 산화방지제를 포함하며, 상기 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 상기 착색제 25 내지 30중량%, 상기 광중합성 화합물 20 내지 40중량%, 상기 열가교제 1 내지 10중량%, 상기 산화방지제 1 내지 2중량%, 알칼리 가용성 수지 20 내지 40중량%, 광중합 개시제 10 내지 15중량% 및 첨가제 1 내지 2중량%를 포함할 수 있다.
이하 보다 자세히 후술하기로 한다.
상기 착색제는 염료를 포함한다. 염료로서는 직접 염료여도 되고 매염 염료여도 되며, 유용성 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 산성 염료의 아민염이나 산성 염료의 술폰아미드 유도체 등의 염료를 들 수 있다. 예컨대, 컬러인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 염료로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(시키센사)에 기재되어 있는 공지된 염료, 일본 특허 공개 제2009-235392호, 일본 특허 공개 제2010-32999호, WO10/123071, 일본 특허 공개 제2009-51896호, 일본 특허 공개 제2011-28236호, 일본 특허 공개 제2010-168531호, 일본 특허 공개 제2012-219214호, 일본 특허 공개 제2012-229400호 등에 기재된 색소를 들 수 있다.
상기 착색제는 하기 화학식 1의 이온을 갖는 크산텐 염료로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 염료를 포함하는 것이 바람직하다. 이때, 상기 크산텐 염료의 바람직한 예로서는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112016093691605-pat00003
상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C5의 알킬이며, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, COOH, COO-, SO3-, SO3H, SO3Na, COOCH3 또는 COOCH2CH3를 나타낸다.
상기 착색제는 1종 이상의 청색 안료를 더 포함할 수 있다. 상기 청색 안료는 상기 청색 안료는 종래의 칼라필터용 착색 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 청색 안료들 중 1종 이상을 선택 하여 사용할 수 있으며, 그 중에서 구리프칼로시아닌계 청색 안료를 포함할 수 있다. 상기 구리프탈로시아닌계 청색 안료의 예로는 칼라 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 구체적인 예로는 입실론 동프탈로시아닌(Color Index Pigment Blue(C.I. pigment blue) 15:6, 15:1, 15:2, 15:3, 15:4)일 수 있다.
상기 착색제는 또한 안료 분산제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 안료 및/또는 안료 분산제를 포함하는 안료 분산조성물을 제조한 후 염료와 함께 사용하는 것일 수 있다. 상기 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제는 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 25 내지 30중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 26 내지 28 중량%가 더욱 바람직하다. 착색제가 상기 범위 미만으로 포함되면, 화소의 색 농도가 불충분할 수 있고, 상기 범위를 초과하면 잔사가 발생할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 제한됨 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 알칼리 가용성 수지를 사용할 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색 재료의 분산수지로서 작용한다. 본 발명의 청색 경화성 수지 조성물에 함유되는 알칼리 가용성 수지는 착색제에 대한 알칼리 가용성 수지로서 작용하고, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 중합체라면 모두 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체로서는 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 디카르복실산으로서는 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 상기 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트,i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트,4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지가 카르복실기 함유 단량체 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 경우, 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율은 상기 공중합체를 구성하는 구성 단위들의 총 함량에 대하여 질량분율로 10 내지 50질량%이고, 바람직하게는 15 내지 40질량%이며, 보다 바람직하게는 25 내지 40질량%이다. 상기 카르복실기 함유 단량체로부터 유도되는 구성 단위의 함량비율이 상기의 기준으로 10 내지 50질량%이면 현상액에 대한 용해성이 양호하고, 현상시 패턴이 정확하게 형성되기 때문에 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지로서는 예를 들면 (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시)/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/알릴(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리세롤모노(메타)아크릴레트 공중합체 등을 들 수 있다. 이들 중에서 (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/스티렌공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/스티렌공중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 산가가 30 내지 150(㎎KOH/g)의 범위가 바람직하다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위에 있으면, 현상액 중의 용해성이 향상되어, 비-노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하여, 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining ratio)을 개선하게 되어 바람직하다. 여기서 산가란, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 겔투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용매로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)이 3,000 내지 20,000, 바람직하게는 3,000 내지 12,000인 것이 바람직하다. 상기 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량이 상기 범위에 있으면, 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되므로 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지는 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 20 내지 40중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 25 내지 35중량%가 더욱 바람직하다. 알칼리 가용성 수지가 상기 범위 이내로 포함될 경우에는 패턴이 형성될 수 있고, 해상도 및 잔막률이 향상될 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 광중합성 화합물은 탄소-탄소 이중결합을 가지는 광중합성 화합물 화합물로서, 노광에 의해 발생된 라디칼에 의하여 중합반응이 일어나 현상용액에 녹지 않는 폴리머 형태로 결합하는 화합물이다. 에틸렌성 불포화 결합을 포함하는 광중합성 화합물은 단관능성 단량체, 2관성능 단량체, 그 밖의 다관능성 단량체 등을 들 수 있으며, 상기 이루어진 군에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 광중합성 화합물을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 단관능성 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능성 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 에톡시레이트네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필록시레이트네오펜틸글리콜디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능성 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
４관능성 단량체의 구체적인 예로는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라아크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 에톡시화펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 글리세린테트라아크릴레이트, 글리세린테트라메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
５관능성 단량체의 구체적인 예로는 디펜타에리트리톨펜타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
６관능성 단량체의 구체적인 예로는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서 광중합성 화합물은 2관능성 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히 5관능성 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분에 대하여 20 내지 40중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 25 내지 35중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 이내일 경우에는 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 된다.
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물 이외에 다른 종류의 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수도 있다. 다른 종류의 광중합 개시제로는 광을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하는 활성 라디칼 발생제, 증감제 및 산발생제 등을 들 수 있다. 상기 활성 라디칼 발생제로는 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 구체적인 예로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다. 상기 벤조페논계 화합물의 구체적인 예로는, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다. 상기 티옥산톤계 화합물의 구체적인 예로는, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다. 상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는, 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-(3,4디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다. 상기 증감제로는, 구체적으로 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다. 상기 산 발생제로는, 구체적으로 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류, 또는 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
상기 화합물 중에는 활성 라디칼과 산을 동시에 발생하는 화합물도 있는데, 예를 들어 트리아진계 화합물은 산발생제로서도 사용될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 고형분을 기준으로, 알칼리 가용성 수지 및 광중합성 화합물의 합량에 대하여, 10 내지 15중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 12 내지 14중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다.
상기 광중합 개시제의 함량이 상기 범위 이내일 경우에는 청색 경화성 수지 조성물이 고감도화되어 노출시간이 단축되고, 이로 인하여 생산성이 향상됨과 동시에 높은 해상도를 유지할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 광중합개시 보조제와 병용하여 사용할 수 있다. 상기 광중합개시 보조제는 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 광중합개시 보조제로는 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 아민계 화합물의 구체적인 예로는, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭, 미힐러즈케톤),4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.
상기 알콕시안트라센계 화합물의 구체적인 예로는 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다. 상기 광중합개시 보조제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한, 상기 광중합개시 보조제는 시판되는 제품인 상품명 DETX-S(일본화약 제조) 및 EAB-F(호도가야가가쿠고교가부시키가이샤 제조) 등을 사용할 수도 있다.
상기 광중합 개시제와 광중합개시 보조제의 바람직한 조합의 구체적인 예로는 디에톡시아세토페논과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 1-히드록시시클로헥실페닐케톤과4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머와 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온과4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제와 광중합개시 보조제가 함께 사용되는 경우 상기 광중합개시 보조제의 함량은 광중합 개시제 1 몰에 대하여 0.01 내지 0.5몰인 것이 바람직하다. 상기 광중합개시 보조제가 상기 함량 범위내로 포함될 경우 청색 경화성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되기 때문에 바람직하다.
상기 열가교제는 하기 화학식 2로 표시되는 에폭시 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 2의 열가교제를 포함하는 청색 경화성 수지 조성물은 열경화성을 극대화시켜 경화밀도 및 신뢰성을 개선시킬 수 있다.
[화학식2]
Figure 112016093691605-pat00004
상기 R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 1 내지 6 이다.
상기 열가교제는 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 1 내지 10중량%로 포함되는 것이 바람직하며, 열가교제가 상기 범위 이내로 포함될 경우에는 패턴의 형성이 양호하고 신뢰성이 개선될 수 있다.
상기 산화방지제는 블록(Blocked) 페놀계 산화방지제를 포함할 수 있으며, 페놀계 산화방지제를 더 포함할 수 있다.
상기 블록 페놀계 산화방지제는 고온에서 하이드로퍼옥사이드 작용기로 분해되어, 라디칼을 포착하는 작용을 갖는 산화 방지제이다.
상기 블록 페놀계 산화방지제는 페놀계 산화방지제의 페놀기 (-OH)가 보호기로 블록되어 있는 구조를 갖는다. 상기 페놀기가 보호기로 블록되어 있는 구조로는 본 기술분야에 공지된 통상의 블록구조, 예컨대, 메틸에테르, t-부틸에테르, 벤질에테르, 알릴에테르, 실릴에테르, 페닐에스테르, 페닐 카보네이트, 아세탈 등을 들 수 있다.
상기 블록 페놀계 산화방지제는 고온, 예컨대 180℃ 이상의 열이 가해지면, OH기가 생성된다. 즉, 노광 공정에서는 라디칼이 반응을 원활하게 하며, 포스트 베이크 공정시, 열에 의해 발생된 OH기가 라디칼 스캐빈저(Radical Scavenger) 역할을 함으로써, 산화방지제로서의 역할을 할 수 있다. 예컨대, 블록 페놀계 산화방지제는 ADEKA사의 GPA series 중 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 페놀계 산화방지제는 하이드로퍼옥사이드 라디칼 등의 라디칼을 포착하는 작용을 갖는 산화 일 수 있다.
보다 상세하게, 페놀계 산화 방지제는 분자 내에 페놀성 히드록시기를 갖는 산화 방지제이고, 바람직하게는 그 페놀성 히드록시기의 -OH 기의 오르토 위치에 분기된 알킬기를 갖는 것이다.
상기 페놀성 히드록시기와 인산에스테르 구조 또는 아인산에스테르 구조를 함께 갖는 산화 방지제는 인계산화 방지제로서 분류할 수 있다. 페놀계 산화 방지제는 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페놀, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 2-tert-부틸-6-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, (테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 펜타에리트리톨테트라키스[3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 옥타데실-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트, 3,3',3'',5,5',5''-헥사-t-부틸-a,a',a''-(메시틸렌-2,4,6-트리일)트리-p-크레졸, 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온,1,3,5-트리스((4-t-부틸-3-히드록시-2,6-크실릴)메틸)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 티오디에틸렌비스[3-(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 벤젠프로판산, 3,5-비스(1,1-디메틸에틸)-4-히드록시, C7-C9 측쇄 알킬에스테르, 4,6-비스(옥틸티오메틸)-o-크레졸, Irganox(등록 상표) 3125(BASF사 제조),2,4-비스(n-옥틸티오)-6-(4-히드록시3',5'-디-t-부틸아닐리노)-1,3,5-트리아진, 3,9-비스(2-(3-(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시)-1,1-디메틸에틸)-2,4,8,10-테트라옥사스피로(5,5)운데칸, 스미라이저(등록상표) BHT(스미토모 화학(주) 제조), 스미라이저(등록 상표) GA-80(스미토모 화학(주) 제조), 스미라이저(등록상표) GS(스미토모 화학(주) 제조), 시아녹스(등록 상표) 1790((주)사이테크 제조) 및 비타민 E(에자이(주) 제조) 등을 들 수 있다.
페놀계 산화 방지제로는 (테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 2-tert-부틸-6-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온,1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페놀, 스미라이저(등록 상표) BHT(스미토모 화학(주) 제조), 스미라이저(등록 상표) GA-80(스미토모 화학(주) 제조), 스미라이저(등록 상표) GS(스미토모 화학(주) 제조) 등이 바람직하고, (테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, (테트라키스[메틸렌-3-(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 2-tert-부틸-6-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸벤질)-4-메틸페닐아크릴레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-tert-부틸-4-히드록시벤질)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 1,3,5-트리메틸-2,4,6-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)벤젠, 4,4'-부틸리덴-비스(3-메틸-6-t-부틸페놀 등이 보다 바람직하다.
상기 산화방지제는 페놀계 산화방지제와 블록 페놀계 산화방지제를 병용하는 것이 내열성, 고명도 및 현상성 면에서 바람직하다.
상기 페놀계 산화방지제와 블록(Blocked) 페놀 산화방지제의 질량비는 하기 수학식 1로 표시될 수 있다.
[수학식 1]
0<[(페놀계의 질량)/(블록페놀계의 질량)]<1.0
상기 질량비가 1.0을 초과할 경우에는 감도 부족으로 밀착성, 패턴 특성 및 신뢰성이 저하될 수 있다.
상기 산화 방지제는 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여 1 내지 2중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 산화 방지제가 상기 범위 이내로 포함될 경우에는 착색 수지 조성물 중에 양호하게 분산되고, 불필요 성분의 석출이 적고, 얻어지는 컬러 필터의 색 특성에 영향을 잘 미치지 않을 수 있다.
상기 첨가제는 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들면 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등을 들 수 있다.
상기 다른 고분자 화합물의 구체적인 예로는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제의 구체적인 예로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물의 구체적인 예로는 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레트 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물의 구체적인 예로는 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다. 상기 경화 보조 화합물은 예를 들면 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류, 산 발생제 등이 있다. 상기 다가 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 에폭시 수지 경화제의 구체적인 예로는, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 경화제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 경화성 수지 조성물의 피막 형성성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있으며, 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제 등이 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 실리콘계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400 등이 있고 GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452 등이 있다. 상기 불소계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482, F-489 등이 있다. 상기 예시된 계면활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착 촉진제의 구체적인 예로서는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 밀착 촉진제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 밀착 촉진제는 청색 경화성 수지 조성물의 고형분에 대하여 중량 분율로 통상 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2중량% 포함될 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 구체적인 예로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제의 구체적인 예로는 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
상기 첨가제는 청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량에 1 내지 2중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 첨가제가 상기 범위 미만일 경우에는 밀착성 및 신뢰성이 나빠질 수 있다.
상기 용제는 청색 경화성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 청색 경화성 수지 조성물에서 사용되는 용제를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 특히 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 바람직하다.
상기 용제는 구체적으로 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제가 바람직하며 좀더 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 이용할 수 있다.
상기 용제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며 본 발명의 청색 경화성 수지 조성물의 총 중량%에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량% 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위 이내로 포함될 경우에는 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해질 수 있다.
또한, 용제는 비점이 180℃ 이상인 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 및 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 비점이 180℃ 이상인 용제는 청색 경화성 수지 조성물의 총 중량%에 대하여 1 내지 10중량%, 바람직하게는 4 내지 10중량% 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위 미만으로 포함되면 VD 얼룩(분화구 얼룩)이 발생할 수 있으며, 상기 범위를 초과할 경우에는 핀얼룩이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물은 하기 도 1과 같이 Normal Color Gamut 부터 Wide Color Gamut까지를 한가지 청색 감광성 수지 조성물로 컬러필터 제조가 가능하다.
<컬러필터>
본 발명의 컬러필터는 화상표시장치에 적용되는 경우에, 표시장치 광원의 광에 의해 발광하므로, 보다 뛰어난 광 효율을 구현할 수 있다. 또한, 색상을 가진 광이 방출되는 것이므로 색 재현성이 보다 우수하고, 광루미네선스에 의해 전 방향으로 광이 방출되므로 시야각도 개선될 수 있다.
컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
기판은 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
패턴층은 본 발명의 청색 경화성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 청색 경화성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
상기와 같은 기판 및 패턴층을 포함하는 컬러필터는, 각 패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러필터의 패턴층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
<화상표시장치>
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 컬러필터는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.
본 발명의 화상표시장치는 적 양자점 입자를 함유한 적색 패턴층, 녹 양자점 입자를 함유한 녹색 패턴층, 및 청 양자점 입자를 함유한 청색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 구비할 수 있다. 그러한 경우에 화상표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명의 화상표시장치는 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 포함하는 컬러필터를 구비할 수도 있다. 그러한 경우에는 상기 컬러필터는 양자점 입자를 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 구비한다.
2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적 양자점 입자는 적색광을, 녹 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.
이하에서, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. 하기의 실시예는 본 발명의 범위 내에서 당업자에 의해 적절히 수정, 변경될 수 있다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8
하기 표 1 및 표 2의 성분을 포함한 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8의 청색 경화성 수지 조성물을 제조하였다
(중량%) 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
착색제 (A-1) 착색제 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29
분산수지 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39
분산제 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83
(A-2) 착색제 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61
분산수지 - - - - - - - -
분산제 - - - - - - - -
알칼리 가용성 수지 (B-1) 1.04 1.43 0.85 0.91 0.96 1.02 1.04 1.04
(B-2) 1.30 1.71 1.09 1.18 1.23 1.28 1.30 1.30
광중합성 화합물 (C-1) 2.66 2.26 2.86 2.54 2.18 2.64 2.66 2.66
(C-2) 1.77 1.37 1.97 1.65 1.29 1.75 1.77 1.77
광중합 개시제 (D-1) 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85
(D-2) 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56
(D-3) 0.12 0.12 0.12 0.61 0.12 0.12 0.12 0.12
열가교제 (E-1) 0.24 0.24 0.24 0.24 1.35 0.24 0.24 0.24
(E-2) - - - - - - - -
산화방지제 (F-1) 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.12 0.04 0.04
(F-2) 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
첨가제 (G-1) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
(G-2) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
(G-3) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
용제 (H-1) 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00 68.60 66.9
(H-2) 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90
(H-3) 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10 8.50 10.2
(A-1) C.I.피그먼트 블루 15:6
(A-2) 크산틸륨염, 3,6-비스[(2,6-디메틸페닐)프로필아미노]-9-(2-설포페닐)-,분자 내 염(스미토모화학 제조) ; 화학식 1의 염료
(B-1) 메타아크릴산, 글리시딜메타아크릴레이트, 벤질말레이미드, 싸이클로헥실메타아크릴레이트와의 공중합체(몰비로 15：20 : 10 : 55), (산가는 100mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 15,000, Tg는 100℃)
(B-2) 글리시딜메타아크릴레이트, 트리싸이클로데실메타크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트와의 공중합체 (몰비로 70 : 3 : 27), (산가는 30mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 6,000, Tg는 -10℃)
(C-1) 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
(C-2) 에틸렌옥사이드 부가 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD A-DPH-12E; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
(D-1) N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) BASF사제; O-아실옥심 화합물)
(D-2) 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온(이르가큐어(등록상표) BASF사제; O-아실옥심 화합물)
(D-3) 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 (일본화약사제)
(E-1) 에폭시 수지(다이셀 ㈜ 제조) ; 화학식2
(E-2) 에폭시 수지(미쯔비시화학 ㈜ 제조) ; JER157S6
(F-1) Adeka사 AO series (Adeka사 제조); 페놀계 산화방지제
(F-2) Adeka사 GPA series (Adeka사 제조); 블록 페놀계 산화방지제
(G-1) 폴리에테르 변성 실리콘 오일(SH8400; 도레이다우코닝(주) 제)
(G-2) 메가팍스(등록상표) F554(다이니혼잉크가가쿠고교㈜ 제조)
(G-3) 밀착성 증진제(3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)
(H-1) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
(H-2) 프로필렌글리콜모노메틸에테르
(H-3) 프로필렌글리콜디아세테이트
(중량%) 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8
착색제 (A-1) 착색제 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29 3.29
분산수지 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39 1.39
분산제 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83
(A-2) 착색제 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61 0.61
분산수지 - - - - - - - -
분산제 - - - - - - - -
알칼리 가용성 수지 (B-1) 2.15 0.25 0.67 0.92 1.30 0.96 1.01 1.02
(B-2) 2.68 0.49 0.90 1.19 1.57 1.23 1.27 1.28
광중합성 화합물 (C-1) 1.29 3.46 2.62 2.14 2.52 2.18 2.63 2.64
(C-2) 0.65 2.57 1.80 1.25 1.62 1.29 1.74 1.75
광중합 개시제 (D-1) 0.85 0.85 1.11 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85
(D-2) 0.56 0.56 0.82 0.56 0.56 0.56 0.56 0.56
(D-3) 0.12 0.12 0.38 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
열가교제 (E-1) 0.24 0.24 0.24 1.51 - - 0.24 0.24
(E-2) - - - - - 1.35 - -
산화방지제 (F-1) 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.04 0.16 0.24
(F-2) 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 -
첨가제 (G-1) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01
(G-2) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
(G-3) 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15 0.15
용제 (H-1) 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00 72.00
(H-2) 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90 7.90
(H-3) 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10 5.10
(A-1) C.I.피그먼트 블루 15:6
(A-2) 크산틸륨염, 3,6-비스[(2,6-디메틸페닐)프로필아미노]-9-(2-설포페닐)-,분자 내 염(스미토모화학 제조) ; 화학식 1의 염료
(B-1) 메타아크릴산, 글리시딜메타아크릴레이트, 벤질말레이미드, 싸이클로헥실메타아크릴레이트와의 공중합체(몰비로 15：20 : 10 : 55), (산가는 100mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 15,000, Tg는 100℃)
(B-2) 글리시딜메타아크릴레이트, 트리싸이클로데실메타크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트와의 공중합체 (몰비로 70 : 3 : 27), (산가는 30mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 6,000, Tg는 -10℃)
(C-1) 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
(C-2) 에틸렌옥사이드 부가 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD A-DPH-12E; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
(D-1) N-벤조일옥시-1-(4-페닐술파닐페닐)옥탄-1-온-2-이민(이르가큐어(등록상표) BASF사제; O-아실옥심 화합물)
(D-2) 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온(이르가큐어(등록상표) BASF사제; O-아실옥심 화합물)
(D-3) 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 (일본화약사제)
(E-1) 에폭시 수지(다이셀 ㈜ 제조) ; 화학식2
(E-2) 에폭시 수지(미쯔비시화학 ㈜ 제조) ; JER157S6
(F-1) Adeka사 AO series (Adeka사 제조); 페놀계 산화방지제
(F-2) Adeka사 GPA series (Adeka사 제조); 블록 페놀계 산화방지제
(G-1) 폴리에테르 변성 실리콘 오일(SH8400; 도레이다우코닝(주) 제)
(G-2) 메가팍스(등록상표) F554(다이니혼잉크가가쿠고교㈜ 제조)
(G-3) 밀착성 증진제(3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란)
(H-1) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
(H-2) 프로필렌글리콜모노메틸에테르
(H-3) 프로필렌글리콜디아세테이트
컬러필터의 제조
제조된 청색 경화성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 상기 박막 위에 투과율 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 1000㎛로 하고, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 70초 동안 현상하였다. 상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고, 230℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 컬러필터를 제조하였다.
이때, 제조된 청색 경화성 수지 조성물로써, Normal Color Gamut(1.0㎛) 및 Wide Color Gamut(5.0㎛)이 제조 가능한 것으로, 본 실험 결과에서는 Normal 및 Wide color Gamut (각 막두께)에서의 효과를 확인하였으며, 제조된 컬러필터의 패턴 형상(박막) 두께는 Normal Color Gamut(2.0㎛) 및 Wide Color Gamut(3.0㎛)였다
실험예 1: 감도 및 현상속도
상기 컬러필터의 제조과정 중 현상시 비 노광 박막부의 박리가 나타나는 시간을 측정하여 현상 속도를 측정하였다. 또한 상기 컬러필터의 제조과정 중 현상 후 패턴의 뜯김이 없는 박막을 형성하기 위해 필요한 최저 노광량(mJ/㎠)인 감도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
실험예 2: 현상얼룩
제조된 청색 경화성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 20mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 70초 동안 현상하였다. 상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조한 박막 위에 증류수를 소량 적하하여 원형를 유지하여 2분간 상온에서 방치한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하였다. 이어서, 상기 기판에 Na 램프를 조사하고 도막의 표면 상태를 관찰하여 원형의 얼룩이 발생하는지의 여부를 육안 판단하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<기준>
○ : 도막 표면에 원형의 물 얼룩이 인지되지 않음.
△ : 도막 표면에 원형의 물 얼룩이 미세하게 인지됨.
X : 도막 표면에 원형의 물 얼룩이 선명하게 인지됨.
실험예 3: 밀착성
생성된 패턴을 광학현미경을 통하여 평가하였을 때 아래와 같은 패턴상에 뜯김 현상 정도로 평가하여 하기 표 3에 나타내었다.
<기준>
○: 패턴상 뜯김 없음
△: 패턴상 뜯김 1개 내지 3개
×: 패턴상 뜯김 4 이상
실험예 4: 패턴 특성
제작된 시트를 주사형 전자현미경[S-4000; (주)히타치하이테크놀로지즈 제조]을 이용하여 착색 패턴의 형상을 관찰하였다.
230℃의 가열 오븐에서 20분(포스트 베이커) 동안 가열 전/후의 형상으로 이중 테이퍼를 관찰하여 하기 표 3에 나타내었다.
<기준>
○: 포스트 베이크 전 깎인 길이 1㎛ 이하
△: 포스트 베이크 전 깎인 길이 1㎛ 내지 2㎛
×: 포스트 베이크 전 깎인 길이 2㎛ 초과
실험예 5: 직진성
제작된 시트를 주사형 전자현미경[S-4000; (주)히타치하이테크롤로지즈 제조]을 이용하여 착색 패턴의 형상을 관찰하였을 때, 패턴상에 요철, 굴곡이 발생하는 정도로 나타내었다. 그 결과는 하기 표 3에 나타내었다.
<기준>
○: 패턴 에지의 선폭의 편차 0.1㎛ 이하
△: 패턴 에지의 선폭의 편차 0.1㎛ 내지 1㎛
×: 패턴 에지의 선폭의 편차 1㎛초과
실험예 6: VD얼룩
상기 실시예 1 내지 8과 비교예 1 내지 8에서 제조된 청색 경화성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 각각 2인치의 유리 기판(코닝사 제조, 「EAGLE XG」) 위에 도포한 다음, 진공건조(Vacuum Dry) 공정을 실시한 후 얼룩을 관찰하였으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
<기준>
○: VD얼룩 5개 이하
△: VD얼룩 5 내지 10개
×: VD얼룩 10개 초과
실험예 7: 핀(pin) 얼룩
상기 실시예 1 내지 8 및 비교예 1 내지 8의 청색 경화성 수지 조성물을 유리 기판 상부에 스핀 코팅법으로 2인치각의 유리기판(코닝사 제조, 「EAGLE XG」) 위에 도포한 후, 진공건조(Vacuum Dry) 후 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지한 후, 얼룩을 관찰하였으며, 평판부와 핀부의 색변화치를 표 3에 나타내었다.
평판부는 컬러필터 제조에서 진공건조 시 기판에서 핀이 없는 부위를 의미하며, 핀부위는 핀이 있는 부위를 의미한다.
<기준>
○: △By 1 / 1,000 이하
△: △By 1~2 / 1,000
×: △By 2 / 1,000 초과
실험예 8: 현상잔사
기판상 현상잔사가 없는 경우는 '○'으로, 기판상 현상잔사가 나타난 경우는 '×'로 나타내었다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
실험예 9: 내화학성
제작된 시트 각각을 5cm x 1cm 크기로 절단한 후, 80℃에서 40분 동안 16 mL의 NMP(N-메틸피롤리돈) 용액에 침적한 다음, UV 스펙트럼으로 흡광도를 측정하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
통상적으로 흡광도는 0.3 이하인 경우 염료의 용출이 억제된 것으로 판단한다.
실험예 10: 내열 및 내광성
최종적으로 패턴을 형성한 후 230℃/2hr 전후의 색변화(내열성) 및 Q-UV 테스터를 이용하여 200시간 전후의 색변화(내광성)를 비교 평가하였다. 이때 사용하게 되는 식은 L*, a*, b* 로 정의되는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타내는 하기 수학식 2에 의해 계산되며, 색변화치가 작을수록 고신뢰성의 컬러필터 제조가 가능하다. 그 결과를 표 3에 나타내었다.
[수학식 2]
△Eab* =(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2
Figure 112016093691605-pat00005
Figure 112016093691605-pat00006
상기 표 3 및 표 4에 나타낸 바와 같이 본 발명에 따른 청색 경화성 수지 조성물을 포함하는 실시예 1 내지 8의 청색 경화성 수지 조성물은 본 발명에 해당하지 않는 비교예 1 및 8의 청색 경화성 수지 조성물과 비교하여 우수한 감도 및 현상속도를 나타내면서도 각종 얼룩이 인지되지 않음을 확인할 수 있다.
또한, 실시예 1 내지 8은 밀착성이 우수하며 패턴특성, 내화학성 및 내열/내광성이 뛰어난 것을 확인하였다.
실시예 7과 실시예 8은 용제 값이 85중량%로 동일하나, 프로필렌글리콜디아세테이트(H-3)의 용제가 바람직한 범위에 해당하는 실시예7의 경우에 핀 얼룩이 개선됨을 확인할 수 있다.

Claims (8)

  1. 착색제, 광중합성 화합물, 열가교제, 산화방지제, 알칼리 가용성 수지, 광중합 개시제 및 첨가제를 포함하고,
    상기 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하며, 상기 광중합성 화합물은 에틸렌성 불포화 결합을 포함하며, 상기 열가교제는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하고, 상기 산화방지제는 블록(Blocked) 페놀계 산화방지제 및 블록되지 않은 페놀계 산화방지제를 포함하되, 인계 산화방지제 또는 황계 산화방지제는 함유하지 않으며,
    상기 블록되지 않은 페놀계 산화방지제 및 블록 페놀계 산화방지제의 질량비는 하기 수학식 1로 표시되며,
    청색 경화성 수지 조성물 내 총 고형분 중량%에 대하여
    상기 착색제 25 내지 30중량%, 상기 광중합성 화합물 20 내지 40중량%, 상기 열가교제 1 내지 10중량%, 상기 산화방지제 1 내지 2중량%, 상기 알칼리 가용성 수지 20 내지 40중량%, 상기 광중합 개시제 10 내지 15중량% 및 상기 첨가제 1 내지 2중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 경화성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112017077632029-pat00007

    (상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, R4, R5 및 R6은 각각 독립적으로 수소 또는 C1 내지 C5의 알킬이며, R7 및 R8은 각각 독립적으로 수소, COOH, COO-, SO3 -, SO3H, SO3Na, COOCH3 또는 COOCH2CH3를 나타낸다)
    [화학식 2]
    Figure 112017077632029-pat00008

    (상기 화학식 2에서, R9는 C1 내지 C3의 알킬기이며, n은 1 내지 6이다)
    [수학식 1]
    0<[(블록되지 않은 페놀계 산화방지제의 질량)/(블록 페놀계 산화방지제의 질량)]<1.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 청색 경화성 수지 조성물은
    용제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 경화성 수지 조성물.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 용제는 비점이 180℃ 이상일 경우 상기 청색 경화성 수지 조성물의 총 중량%에 대하여 1 내지 10중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 경화성 수지 조성물.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 청색 경화성 수지 조성물은
    막두께 1 내지 5㎛에서 CIE 1931 색좌표계의 C광원으로 측정하였을 때, Bx: 0.135 내지 0.145이고 By: 0.045 내지 0.125인 것을 특징으로 하는 청색 경화성 수지 조성물.
  7. 제1항 내지 제3항 및 제6항 중 어느 한 항에 따른 청색 경화성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  8. 제7항의 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190075393A (ko) * 2017-12-21 2019-07-01 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 조성물, 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20190110338A (ko) * 2018-03-20 2019-09-30 동우 화인켐 주식회사 녹색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터
CN111679557A (zh) * 2019-03-11 2020-09-18 东友精细化工有限公司 含有蓝色染料的着色固化性树脂组合物、滤色器及图像显示装置

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102558491B1 (ko) * 2019-03-12 2023-07-21 동우 화인켐 주식회사 유기발광다이오드용 청색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016027384A (ja) * 2014-06-25 2016-02-18 Jsr株式会社 ベゼル形成用感光性組成物、ベゼル及び表示装置

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3897605B2 (ja) * 2001-02-28 2007-03-28 富士フイルムエレクトロニクスマテリアルズ株式会社 カラーフィルターの製造方法
JP5589270B2 (ja) * 2007-10-23 2014-09-17 Ｊｓｒ株式会社 青色カラーフィルタ用感放射線性組成物、カラーフィルタ及び液晶表示素子
KR101737963B1 (ko) * 2012-03-15 2017-05-19 후지필름 가부시키가이샤 감광성 필름, 정전용량형 입력장치의 제조방법, 정전용량형 입력장치, 및 이것을 구비한 화상표시장치
KR101877992B1 (ko) * 2012-07-30 2018-07-13 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물
KR20140066417A (ko) * 2012-11-23 2014-06-02 삼성전기주식회사 터치 스크린 모듈 및 이의 제조방법
CN104460231B (zh) * 2013-09-18 2020-03-13 东友精细化工有限公司 着色固化性树脂组合物
JP6162165B2 (ja) * 2014-03-31 2017-07-12 富士フイルム株式会社 着色組成物、硬化膜、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、有機エレクトロルミネッセンス素子、色素および色素の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016027384A (ja) * 2014-06-25 2016-02-18 Jsr株式会社 ベゼル形成用感光性組成物、ベゼル及び表示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190075393A (ko) * 2017-12-21 2019-07-01 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 조성물, 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR102364239B1 (ko) * 2017-12-21 2022-02-16 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 조성물, 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20190110338A (ko) * 2018-03-20 2019-09-30 동우 화인켐 주식회사 녹색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터
KR102456394B1 (ko) 2018-03-20 2022-10-19 동우 화인켐 주식회사 녹색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬러필터
CN111679557A (zh) * 2019-03-11 2020-09-18 东友精细化工有限公司 含有蓝色染料的着色固化性树脂组合物、滤色器及图像显示装置
KR20200108633A (ko) * 2019-03-11 2020-09-21 동우 화인켐 주식회사 청색 염료를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR102467423B1 (ko) 2019-03-11 2022-11-15 동우 화인켐 주식회사 청색 염료를 포함하는 착색 경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
CN111679557B (zh) * 2019-03-11 2023-09-12 东友精细化工有限公司 含有蓝色染料的着色固化性树脂组合物、滤色器及图像显示装置

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