KR101928489B1 - 착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색제 및 이를 포함하는 착색 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 우수한 색상 특성 및 내열성을 나타내어 컬러 필터 제조용으로 사용가능한 신규한 구조의 착색제 및 이를 포함하는 착색 조성물에 관한 것이다.

Description

착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물{Coloring agent compound and coloring composition comprising the same}
본 발명은 착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 우수한 색상 특성 및 내열성을 나타내는 신규한 구조의 착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물에 관한 것이다.
액정 표시 장치(LCD) 및 유기 발광 다이오드(OLED) 등에 이용되는 컬러 필터는 표시장치에서 컬러화상을 구현하기 위해 사용되는 것으로, 기본이 되는 기판에 색소를 여러 가지 방법을 사용하여 코팅, 경화하고 패턴화하는 공정을 거쳐 제작될 수 있다.
컬러 필터는 유리와 같은 투명 기판 상에 적색, 녹색, 청색인 3색의 각 화소부가 형성된 것으로서, 화상 표시 장치나 고체촬상소자에 사용되는 컬러 필터는 통상적으로 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 3원색의 착색 패턴을 갖고 있어, 통과하는 광을 착색하거나 3원색으로 분리하는 역할을 한다.
상기 적색, 녹색, 청색을 표시하는 색소는 미세한 입자 즉, 안료(pigment) 또는 염료로 이루어지며, 이러한 색소는 원하는 영역의 색표시 특성을 얻기 위해 단독으로 사용되기보다 유사한 색을 나타내는 색소를 혼합하여 적색, 녹색, 청색을 표시하게 된다.
색소로 사용되는 물질은 공통적으로 색재현성상 바람직한 흡수 특성을 가질 것, 사용되는 조건 하에 있어서의 내광성, 내열성, 오존 등의 산화성 가스에 대한 내성이 양호할 것 등이 요구된다.
최근, 액정 디스플레이의 대화면화 및 고선명화의 기술 개발이 진행되고 있다. 이러한 상황에 있어서 액정 디스플레이 등에 사용하는 컬러 필터는 높은 색순도를 갖는 것이 요구된다. 컬러 필터의 제조에 사용될 수 있는 다양한 색소 또는 착색제가 알려져 있으나 공지된 색재료만을 이용하여 색순도, 휘도, 명암비를 향상시키는 방법은 점차 한계점에 도달하고 있다.
또한 색순도 향상을 위해서는 컬러 필터용 감광성 수지 조성물의 고형분에 대한 색소의 함유율을 증가시키는 방법이 있으나, 컬러 필터의 박막화를 위해서는 색소의 사용량을 줄여야 할 것이 요구되므로, 상기와 같은 문제점을 극복하고, 대화면화 및 고선명화의 요구 조건을 만족시키기 위한 신규한 색소의 개발이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위한 것으로, 색재현성, 색상 특성, 내열성, 내광성 등이 우수하여 컬러 필터용 색제로 사용할 수 있는 신규한 구조의 착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물을 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해서 본 발명의 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1로 표시되는 착색제 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017042999195-pat00001
상기 화학식 1에서,
R1은 -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
n은 0 내지 4의 정수를 나타내며, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수개의 R1은 동일하거나 상이할 수도 있고,
R2 내지 R5 중 어느 하나 이상은 하기 화학식 1a로 표시되고,
R2 내지 R5 중 하기 화학식 1a로 표시되지 않은 나머지는 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 히드록시알킬기; 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 알킬아릴기이고; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기이고,
[화학식 1a]
Figure 112017042999195-pat00002
상기 화학식 1a에서,
R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
또한, 본 발명은 상기 착색제 화합물, 바인더 수지, 중합성 화합물, 및 광개시제를 포함하는 착색 조성물을 제공한다.
본 발명의 컬러 필터용 착색제 화합물은, 종래에 알려지지 않은 신규한 구조의 화합물로, 특정한 그룹(moiety)을 포함하며 안정적인 색재현성과 우수한 내열성 및 내광성을 나타낼 수 있다.
따라서, 본 발명의 착색제 화합물을 포함하는 착색 조성물을 이용하여 컬러 필터를 제조할 경우 우수한 색재현성, 색상 특성, 내열성, 내광성을 나타내는 고해상도의 컬러 필터를 제조할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 비교예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
도 6은 본 발명의 비교예에 따른 수지 조성물을 이용한 컬러 패턴 기판의 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 나타내는 그래프이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 예시하고 하기에서 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명의 착색제 화합물 및 이를 포함하는 착색 조성물에 대해 보다 상세히 설명한다.
착색제 화합물
본 발명의 일 구현예에 따른 착색제 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.
[화학식 1]
Figure 112017042999195-pat00003
상기 화학식 1에서,
R1은 -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
n은 0 내지 4의 정수를 나타내며, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수개의 R1은 동일하거나 상이할 수도 있고,
R2 내지 R5 중 어느 하나 이상은 하기 화학식 1a로 표시되고,
R2 내지 R5 중 하기 화학식 1a로 표시되지 않은 나머지는 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 히드록시알킬기; 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 알킬아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기이고,
[화학식 1a]
Figure 112017042999195-pat00004
상기 화학식 1a에서,
R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
한편, 본 명세서에서,
Figure 112017042999195-pat00005
는 다른 치환기에 연결되는 결합을 의미한다.
본 명세서에서 "치환 또는 비치환된" 이라는 용어는 중수소; 할로겐기; 니트릴기; 니트로기; 히드록시기; 카보닐기; 에스테르기; 이미드기; 아미노기; 포스핀옥사이드기; 알콕시기; 아릴옥시기; 알킬티옥시기; 아릴티옥시기; 알킬술폭시기; 아릴술폭시기; 아릴술폭시기; 실릴기; 붕소기; 알킬기; 사이클로알킬기; 알케닐기; 아릴기; 아르알킬기; 아르알케닐기; 알킬아릴기; 알킬아민기; 아랄킬아민기; 헤테로아릴아민기; 아릴아민기; 아릴포스핀기; -SO3H, -SO3X(이때 상기 X는 금속 양이온, 또는 오늄 양이온), -SO2NHR(이때 상기 R은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기); 또는 N, O 및 S 원자 중 1개 이상을 포함하는 헤테로고리기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환 또는 비치환되거나, 상기 예시된 치환기 중 2 이상의 치환기가 연결된 치환 또는 비치환된 것을 의미한다. 예컨대, "2 이상의 치환기가 연결된 치환기"는 비페닐기일 수 있다. 즉, 비페닐기는 아릴기일 수도 있고, 2개의 페닐기가 연결된 치환기로 해석될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 치환기는 -SO3X일 수 있으며, 이때 X는 금속 양이온, 또는 오늄 양이온 등을 들 수 있다. 금속 양이온으로서는, 예를 들면 리튬 이온, 나트륨 이온, 칼륨 이온 등의 1가의 금속 양이온, 마그네슘 이온, 칼슘 이온 등의 2가의 금속 양이온을 들 수 있다. 오늄 양이온으로서는 암모늄 양이온, 포스포늄 양이온 등을 들 수 있다. 상기 암모늄 양이온으로서는, 예를 들면, 테트라메틸암모늄, 테트라에틸암모늄, 모노스테아릴트리메틸암모늄, 디스테아릴디메틸암모늄, 트리스테아릴모노메틸암모늄, 세틸트리메틸암모늄, 트리옥틸메틸암모늄, 디옥틸디메틸암모늄, 모노라우릴트리메틸암모늄, 디라우릴디메틸암모늄, 트리라우릴메틸암모늄, 트리아밀벤질암모늄,트리헥실벤질암모늄, 트리옥틸벤질암모늄, 트리라우릴벤질암모늄, 벤질디메틸스테아릴암모늄, 벤질디메틸옥틸암모늄, 디알킬(알킬이 C14 내지 C18)디메틸암모늄 등을 들 수 있다. 상기 포스포늄 양이온으로서는, 예를 들면 메틸트리옥틸포스포늄, 옥틸트리부틸포스포늄, 도데실트리부틸포스포늄, 헥사데실트리부틸포스포늄, 디헥실디옥틸포스포늄 등의 테트라알킬포스포늄, 벤질트리부틸포스포늄 등의 아릴트리알킬포스포늄, 디부틸디페닐포스포늄등의 디알킬디아릴포스포늄, 부틸트리페닐포스포늄 등의 알킬트리페닐포스포늄, 벤질트리페닐포스포늄 등의 테트라아릴포스포늄 등을 들 수 있다.
본 명세서에 있어서, 아릴기는 탄소수 6 내지 30, 또는 탄소수 6 내지 20, 또는 탄소수 6 내지 12의 단환식 아릴기 또는 다환식 아릴기일 수 있다. 상기 단환식 아릴기로는 페닐기, 바이페닐기, 터페닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 다환식 아릴기로는 나프틸기, 안트라세닐기, 페난트릴기, 파이레닐기, 페릴레닐기, 크라이세닐기, 플루오레닐기 등이 될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 헤테로아릴기는 이종 원소로 O, N, 및 S 중 1개 이상을 포함하는 헤테로아릴기로서, 탄소수는 특별히 한정되지 않으나, 탄소수 2 내지 30인 것이 바람직하다. 헤테로아릴기의 예로는 티오펜기, 퓨란기, 피롤기, 이미다졸기, 티아졸기, 옥사졸기, 옥사디아졸기, 트리아졸기, 피리딜기, 비피리딜기, 피리미딜기, 트리아진기, 트리아졸기, 아크리딜기, 피리다진기, 피라지닐기, 퀴놀리닐기, 퀴나졸린기, 퀴녹살리닐기, 프탈라지닐기, 피리도 피리미디닐기, 피리도 피라지닐기, 피라지노 피라지닐기, 이소퀴놀린기, 인돌기, 카바졸기, 벤조옥사졸기, 벤조이미다졸기, 벤조티아졸기, 벤조카바졸기, 벤조티오펜기, 디벤조티오펜기, 벤조퓨라닐기, 페난쓰롤린기(phenanthroline), 티아졸릴기, 이소옥사졸릴기, 옥사디아졸릴기, 티아디아졸릴기, 벤조티아졸릴기, 페노티아지닐기 및 디벤조퓨라닐기 등이 있으나, 이들에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 알킬기는 탄소수 1 내지 20, 또는 탄소수 1 내지 10, 또는 탄소수 1 내지 5의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기일 수 있다. 알킬기의 구체적인 예로는 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
본 명세서에 있어서, 아릴알킬기, 알킬아릴기 중의 아릴기는 전술한 아릴기의 예시와 같다. 본 명세서에 있어서, 아릴알킬기, 알킬아릴기 중 알킬기는 전술한 알킬기의 예시와 같다.
상기 화학식 1의 착색제 화합물은 크산텐(xanthene)계 유도체 화합물로, R2 내지 R5 중 어느 하나 이상은 하기 화학식 1a로 표시되는 신규한 구조를 갖는다.
[화학식 1a]
Figure 112017042999195-pat00006
상기 화학식 1a에서,
R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 R2 내지 R5 중 하나 또는 두 개가 상기 화학식 1a로 표시되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1a에서, R11은 직접 결합 또는 C1-C5 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C5 알킬렌기일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1에서 R2 내지 R5 중 하기 화학식 1a로 표시되지 않은 나머지는 메틸기, 에틸기, n-프로필기, iso-프로필기, 2-히드록시 에틸기, 3-히드록시 프로필기, 벤질기, 메틸벤질기, 디메틸벤질기, 트리메틸벤질기, 에틸벤질기, 디에틸벤질기, 트리에틸벤질기, 프로필벤질기, 디프로필벤질기, 트리프로필벤질기, 메톡시벤질기, 또는 에톡시벤질기 등이 될 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 A는 하기 화학식 1b로 표시되는 것일 수 있다.
[화학식 1b]
Figure 112017042999195-pat00007
상기 화학식 1b에서,
Ra, Rb, Rc, Rd, 및 Re 중 어느 하나 이상은 히드록시기(-OH)이고, 나머지는 서로 독립적으로 수소, C1-C20의 직쇄 알킬기, 또는 C3-C20의 분지쇄 알킬기이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1b에서, Rc는 히드록시기이고, Rb, 및 Rd는 서로 독립적으로 C3-C20, 또는 C3-C10, 또는 C3-C6의 분지쇄 알킬기이고, Ra 및 Re는 수소일 수 있다.
상기와 같은 화학식 1a의 구조로 인해, 이를 포함하는 화학식 1의 착색제 화합물은 종래의 착색제 화합물 또는 크산텐과 비교하여 색순도가 향상되며, 우수한 색재현성, 고휘도, 및 고명암비를 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1에서, -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고, 보다 구체적으로 R1은 -SO3Li, -SO3Na, 또는 -SO3K일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나일 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
Figure 112017042999195-pat00008
,
Figure 112017042999195-pat00009
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Figure 112017042999195-pat00010
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Figure 112017042999195-pat00012
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Figure 112017042999195-pat00013
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Figure 112017042999195-pat00014
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Figure 112017042999195-pat00015
Figure 112017042999195-pat00016
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Figure 112017042999195-pat00017
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Figure 112017042999195-pat00018
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상기 구조식들에서, X는 금속 양이온, 또는 오늄 양이온이고, R은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다. 상기 X에 대한 상세한 설명은 앞서 -SO3X 에서 설명한 바와 같다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, R은 탄소수 1 내지 20, 또는 탄소수 1 내지 10의 직쇄 알킬기, 또는 탄소수 2 내지 20, 또는 탄소수 2 내지 10의 분지쇄 알칼기일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 R은 메틸, 에틸, 프로필, n-프로필, 이소프로필, 부틸, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, 펜틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, 헥실, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, 헵틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, 옥틸, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-에틸헵틸, 2-프로필펜틸 등일 수 있으나, 이들에 한정되지 않는다.
상기 화학식 1의 착색제 화합물은 하기 화학식 2의 화합물과 화학식 3 화합물의 에스테르화 반응에 의해 제조할 수 있다. 상기 제조 방법은 후술할 합성예에서 보다 구체화될 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112017042999195-pat00044
상기 화학식 2에서,
R1은 -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
n은 0 내지 4의 정수를 나타내며, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수개의 R1은 동일하거나 상이할 수도 있고,
R20 내지 R50 중 어느 하나 이상은 -R11-OH이고, 이때 R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고,
R20 내지 R50 중 -R11-OH가 아닌 나머지는 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 히드록시알킬기; 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 알킬아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기이다.
[화학식 3]
Figure 112017042999195-pat00045
상기 화학식 3에서,
R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
착색 조성물
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 하기 화학식 1의 착색제 화합물, 바인더 수지, 중합성 화합물, 및 광개시제를 포함하는 착색제 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112017042999195-pat00046
상기 화학식 1에서,
R1은 -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
n은 0 내지 4의 정수를 나타내며, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수개의 R1은 동일하거나 상이할 수도 있고,
R2 내지 R5 중 어느 하나 이상은 하기 화학식 1a로 표시되고,
R2 내지 R5 중 하기 화학식 1a로 표시되지 않은 나머지는 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 히드록시알킬기; 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 알킬아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기이고,
[화학식 1a]
Figure 112017042999195-pat00047
상기 화학식 1a에서,
R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
상기 화학식 1의 착색제 화합물에 대한 상세한 설명 및 구체적인 예는 상술한 바와 같다.
상기 착색제 화합물은, 상기 착색 조성물에 포함되는 고형분(solid contents) 100 중량부에 대하여, 약 10 중량부 이상, 또는 약 15 중량부 이상이고, 또는 약 20 중량부 이상이고, 약 50 중량부 이하, 또는 약 40 중량부, 또는 약 30 중량부 이하로 포함될 수 있다. 상기 착색제 화합물의 함량이 너무 적으면 색순도가 저하될 수 있고, 너무 높을 경우 수지 조성물의 경화 반응이 제대로 일어나지 않을 수 있어 이러한 관점에서 상기 범위로 포함되는 것이 바람직하다.
본 발명의 착색 조성물에 있어서 상기 화학식 1의 착색제 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 조성물은 필요에 따라 상기 화학식 1의 착색제 화합물에 더하여 다른 공지의 착색제를 임의로 더 포함할 수도 있다.
상기 고분자 수지로는 특별히 제한되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것들이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 알칼리 가용성인 수지를 사용할 수 있다.
구체적으로는 알칼리 가용성 수지로서 (메트)아크릴계 수지, 아크릴아미드계 수지, 노볼락계 수지 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 중량평균분자량(Mw)이 3,000 내지 150,000 g/mol인 것을 사용할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 고분자 수지의 함량은 상기 착색 조성물에 포함되는 고형분 100 중량부에 대하여, 약 3 중량부 이상, 또는 약 5 중량부 이상, 또는 약 10 중량부 이상이고, 약 30 중량부 이하, 또는 약 20 중량부, 또는 약 15 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 본 발명이 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 중합성 화합물은 특별히 제한되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 일반적으로 사용되는 것들이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물을 사용할 수 있다. 상기 에틸렌성 불포화기를 가지는 화합물은 아크릴레이트계 화합물일 수 있다.
보다 구체적으로, 상기 중합성 화합물의 예로는 펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리스리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트 등에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 본 발명이 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 중합성 화합물의 함량은 상기 착색 조성물에 포함되는 고형분 100 중량부에 대하여, 약 30 중량부 이상, 또는 약 40 중량부 이상, 또는 약 50 중량부 이상이고, 약 80 중량부 이하, 또는 약 70 중량부, 또는 약 60 중량부 이하로 포함될 수 있으나, 본 발명이 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 광중합 개시제로는 2,4-트리클로로메틸-(4'-메톡시페닐)-6-트리아진, 2,4-트 리클로로메틸-(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진, 2,4-트리클로로메틸-(피플로닐)6-트리아진, 1-히드록시시클로헥실 페닐 케톤, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐 (2-히드록시)프로필 케톤, 벤조페논, 2,4,6-트리메틸아미노벤조페논 등에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합 개시제의 함량은 상기 착색 조성물에 포함되는 고형분 100 중량부에 대하여, 약 0.1 내지 약 10 중량부일 수 있으나, 본 발명이 이에만 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 착색 조성물은 도포성 및 작업성을 높이기 위하여 용매를 더 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 구현예에 따르면, 상기 용매로는 메틸 에틸 케톤, 메틸 셀로솔브, 에틸셀로솔브, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌글리콜 디에틸 에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸 에틸 에테르, 2-에톡시 프로판올, 2-메톡시 프로판올, 3-메톡시 부탄올, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 프로필렌글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 셀로솔브아세테이트, 메틸 셀로솔브아세테이트, 부틸 아세테이트, 또는 디프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 등에서 선택되는 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기 용매의 함량은 도포성 및 작업성을 고려하여 조절가능하므로 특별히 제한되지 않으나, 예를 들어 상기 착색 조성물에 포함되는 고형분 100 중량부에 대하여, 약 50 내지 약 500 중량부로 포함될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 착색 조성물은 상술한 성분에 더하여, 경화촉진제, 열중합 억제제, 분산제, 산화방지제, 자외선흡수제, 레벨링제, 광증감제, 가소제, 접착 촉진제, 충전제, 또는 계면활성제 등 종래의 컬러 필터용 착색 조성물에 포함될 수 있는 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 경화촉진제로는 예컨대 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-머캅토아세 테이트), 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올에탄 트리스(2-머캅토아세테이트), 및 트리메틸올에탄 트리스(3-머캅토프로 피오네이트)로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상을 포함할 수 있으나, 이들로만 한정되는 것은 아니며 본 발명이 속하는 기술분야에 일반적으로 알려져 있는 것들을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일 구현예에 따른 착색 조성물은 본 발명이 속하는 기술분야에 일반적으로 알려진 방법, 예를 들어 인쇄법 또는 포토리소그래피법에 의해 컬러 필터를 제조하는데 사용될 수 있다.
예를 들어 포토리소그래피법에 의하면, 상기 착색 조성물을 투명 기판 상에 스프레이 코팅, 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 롤 코팅, 침지 등의 방법에 의해 도포한다. 도포막에 소정의 패턴을 가지는 마스크를 통하여 선택적으로 노광(exposure) 공정을 수행한다. 한편, 상기 노광 전 열처리(pre bake) 및/또는 노광 후 열처리(post bake) 공정을 더 진행할 수도 있다. 노광 후 상기 착색 조성물을 현상(development)하여 원하는 포토레지스트 패턴을 형성한다. 현상된 기판을 세척하고 건조시키면 목적하는 형태의 포토레지스트 패턴이 형성된 컬러 필터를 수득할 수 있다.
상기와 같이 설명한 본 발명의 컬러 필터용 착색제 및 이를 포함하는 착색 조성물에 따르면, 착색제 화합물의 신규한 구조로 인하여 우수한 색상 특성을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터용 착색제는, 종래의 착색제 화합물과 비교하였을 때 투과도, 색순도, 및 저장 안정성의 저하 없이 내열성을 개선시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 착색 조성물을 이용할 경우 고신뢰성, 고해상도의 컬러 필터를 제조할 수 있다.
이하, 본 발명의 구체적인 실시예를 통해, 발명의 작용 및 효과를 보다 상술하기로 한다. 다만, 이러한 실시예는 발명의 예시로 제시된 것에 불과하며, 이에 의해 발명의 권리범위가 정해지는 것은 아니다.
<실시예>
<착색제 화합물의 합성 실시예>
합성예 1: 화합물 1의 합성
Figure 112017042999195-pat00048
메틸렌클로라이드 50g에 화합물 B-1 1.084g(4.330mmol)를 넣고 교반시켰다. 아이스배스(ice bath)를 설치하여 0℃로 만들고, 이후 N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride(EDC-HCl) 0.830g(4.330mmol)를 첨가하고 15분간 교반시켰다. 소량의 디메틸포름아미드, 4-디메틸아미노피리딘 0.141g(1.155mmol)을 첨가, 화합물 A-1 0.737g(1.443mmol)를 넣고, 0℃에서 2시간 동안 반응시키고, 상온에서 하룻밤 동안(overnight) 반응시켰다. 증류수 100ml, 메틸렌클로라이드 50ml를 추가로 첨가하여 추출하고, 유기층을 Na2SO4에 통과시켜 수분을 제거하고 용매를 감압하에서 제거시켰다. 이후 석출물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리시켰다(Eluent-메틸렌클로라이드:메탄올) 그 결과, 표제의 화합물 1(0.422g, 0.433mmol)을 얻었으며, 수율은 30%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=975.4[M+H]+, Exact Mass: 974.4
합성예 2: 화합물 2의 합성
Figure 112017042999195-pat00049
메틸렌클로라이드 100g에 화합물 B-1 1.084g(4.330mmol)를 넣고 교반시켰다. 아이스배스(ice bath)를 설치하여 0℃로 만들고, 이후 N-(3-Dimethylaminopropyl)-N'-ethylcarbodiimide hydrochloride(EDC-HCl) 0.8300g(4.330mmol)를 첨가하고 15분간 교반시켰다. 소량의 디메틸포름아미드, 4-디메틸아미노피리딘 0.141g(1.155mmol)을 첨가, 화합물 A-1 2.211g(4.330mmol)를 넣고, 0℃에서 2시간 동안 반응시키고, 상온에서 하룻밤 동안(overnight) 반응시켰다. 증류수 100ml,메틸렌클로라이드 50g를 추가로 첨가하여 추출하고, 유기층을 Na2SO4에 통과시켜 수분을 제거하고 용매를 감압하에서 제거시켰다. 이후 석출물을 컬럼크로마토그래피를 통해 분리시켰다.(Eluent-메틸렌클로라이드:메탄올) 그 결과, 표제의 화합물 2(0.804g, 1.083mmol)를 얻었으며, 수율은 25%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=743.3[M+H]+, Exact Mass: 742.3
합성예 3: 화합물 3의 합성
Figure 112017042999195-pat00050
합성예 1에서 화합물 B-1 대신 화합물 B-2 1.205g(4.33mmol)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 3(0.670g, 0.650mmol)을 얻었으며, 수율은 45%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1031.5 [M+H]+, Exact Mass: 1030.5
합성예 4: 화합물 4의 합성
Figure 112017042999195-pat00051
합성예 2에서 화합물 B-1 대신 화합물 B-2 1.205g(4.330mmol)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 4(1.168g, 1.516mmol)를 얻었으며, 수율은 35%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=741.3[M+H]+, Exact Mass: 740.3
합성예 5: 화합물 5의 합성
Figure 112017042999195-pat00052
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-2 0.996g(1.443mmol)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 5(0.411g, 0.361mmol)를 얻었으며, 수율은 21.5%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1139.5[M+H]+, Exact Mass: 1138.5
합성예 6: 화합물 6의 합성
Figure 112017042999195-pat00053
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-2 2.991g(4.33mmol)를 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 6(0.720g, 0.792mmol)을 얻었으며, 수율은 18.3%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=909.4[M+H]+, Exact Mass: 908.4
합성예 7: 화합물 7의 합성
Figure 112017042999195-pat00054
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-2 0.996g(1.443mmol)를 사용하고, 화합물 B-1 대신 화합물 B-2 1.205g(4.330mmol)를 사용한 것을 제외하고는 동일하게 합성예 1과 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 7(0.320g, 0.264mmol)을 얻었으며, 수율은 18.3%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=909.4[M+H]+, Exact Mass: 908.4
합성예 8: 화합물 8의 합성
Figure 112017042999195-pat00055
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-2 2.991g(4.33mmol)를 사용하고, 화합물 B-1 대신 화합물 B-2 1.205g(4.330mmol)를 사용하는 것을 제외하고는 동일하게 합성예 2와 합성하였다. 그 결과, 표제의 화합물 8(0.437g, 0.459mmol)을 얻었으며, 수율은 10.6%이었다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=909.4[M+H]+, Exact Mass: 908.4
합성예 9: 화합물 9의 합성
Figure 112017042999195-pat00056
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 9를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1211.6[M+H]+, Exact Mass: 1210.6
합성예 10: 화합물 10의 합성
Figure 112017042999195-pat00057
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 10을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=979.4[M+H]+, Exact Mass: 978.4
합성예 11: 화합물 11의 합성
Figure 112017042999195-pat00058
합성예 3에서 화합물 A-2 대신 화합물 A-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 11을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1267.6[M+H]+, Exact Mass: 1266.6
합성예 12: 화합물 12의 합성
Figure 112017042999195-pat00059
합성예 4에서 화합물 A-2 대신 화합물 A-3을 사용한 것을 제외하고는 합성예 4와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 12를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1007.5[M+H]+, Exact Mass: 1006.5
합성예 13: 화합물 13의 합성
Figure 112017042999195-pat00060
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 13을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1099.5[M+H]+, Exact Mass: 1098.5
합성예 14: 화합물 14의 합성
Figure 112017042999195-pat00061
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-4를 사용하는 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 14를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=895.3[M+H]+, Exact Mass: 894.3
합성예 15: 화합물 15의 합성
Figure 112017042999195-pat00062
합성예 3에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 15를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1155.5[M+H]+, Exact Mass: 1154.5
합성예 16: 화합물 16의 합성
Figure 112017042999195-pat00063
합성예 4에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-4를 사용한 것을 제외하고는 합성예 4와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 16을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=895.3[M+H]+, Exact Mass: 894.3
합성예 17: 화합물 17의 합성
Figure 112017042999195-pat00064
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 17을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1267.6[M+H]+, Exact Mass: 1266.6
합성예 18: 화합물 18의 합성
Figure 112017042999195-pat00065
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 18을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1035.5[M+H]+, Exact Mass: 1034.5
합성예 19: 화합물 19의 합성
Figure 112017042999195-pat00066
합성예 3에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 19를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1323.7[M+H]+, Exact Mass: 1322.7
합성예 20: 화합물 20의 합성
Figure 112017042999195-pat00067
합성예 4에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-5를 사용한 것을 제외하고는 합성예 4와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 20을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1063.5[M+H]+, Exact Mass: 1062.5
합성예 21: 화합물 21의 합성
Figure 112017042999195-pat00068
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 21을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1183.6[M+H]+, Exact Mass: 1182.6
합성예 22: 화합물 22의 합성
Figure 112017042999195-pat00069
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 22를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=951.4[M+H]+, Exact Mass: 950.4
합성예 23: 화합물 23의 합성
Figure 112017042999195-pat00070
합성예 3에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 23을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1239.6[M+H]+, Exact Mass: 1238.6
합성예 24: 화합물 24의 합성
Figure 112017042999195-pat00071
합성예 4에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-6을 사용한 것을 제외하고는 합성예 4와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 24를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=979.4[M+H]+, Exact Mass: 978.4
합성예 25: 화합물 25의 합성
Figure 112017042999195-pat00072
합성예 1에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 25를 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1159.5[M+H]+, Exact Mass: 1158.5
합성예 26: 화합물 26의 합성
Figure 112017042999195-pat00073
합성예 2에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 2와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 26을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=927.3[M+H]+, Exact Mass: 926.3
합성예 27: 화합물 27의 합성
Figure 112017042999195-pat00074
합성예 3에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 3과 동일하게 합성하여 표제의 화합물 27을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=1215.5[M+H]+, Exact Mass: 1214.5
합성예 28: 화합물 28의 합성
Figure 112017042999195-pat00075
합성예 4에서 화합물 A-1 대신 화합물 A-7을 사용한 것을 제외하고는 합성예 4와 동일하게 합성하여 표제의 화합물 28을 수득하였다.
이온화 모드= : APCI +: m/ z=955.4[M+H]+, Exact Mass: 954.4
비교예 화합물 1
하기 구조식의 착색제(Basic blue 7)를 TCI Chemicals로부터 입수하여 비교예 화합물 1로 사용하였다.
Figure 112017042999195-pat00076
비교예 화합물 2
하기 구조식의 착색제(로다민 6G)를 Sigma-Aldrich로부터 입수하여 비교예 화합물 2로 사용하였다.
Figure 112017042999195-pat00077
<수지 조성물의 제조 실시예>
실시예 1
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g, 바인더 수지로 벤질메타크릴레이트와 메타크릴산의 공중합체(몰비 70:30, 산가는 113 KOH mg/g, GPC로 측정한 중량평균분자량 20,000 g/mol, 분자량분포(PDI) 2.0, 고형분(S.C) 25%, 용매 PGMEA 포함) 10.376g, 중합성 화합물로 DPHA(dipentaerythritol hexaacrylate)(일본화약) 12.443g, 광개시제로 I-369 (BASF사) 2.018g, 첨가제로 F-475(DIC사) 1.013g, 및 용매 PGMEA (Propylene Glycol Monomethyl Ether Acetate) 68.593g를 혼합하여 총 100g의 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g 대신 합성예 5의 착색제 화합물 5.554g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g 대신 합성예 9의 착색제 화합물 5.554g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g 대신 합성예 17의 착색제 화합물 5.554g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g 대신 비교예 화합물 1 5.554g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
합성예 1의 착색제 화합물 5.554g 대신 비교예 화합물 2 5.554g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 하여 수지 조성물을 제조하였다.
<실험예>
광투과도 및 내열성 평가
상기 실시예 및 비교예의 착색 조성물에 대하여 하기와 같은 방법으로 광투과도 및 내열성을 평가하였다.
구체적으로, 상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 2의 수지 조성물을 유리(5x5cm) 위에 스핀코팅(spin coating)하여 100℃에서 100초간 전열 처리(pre bake,prB)를 실시하여 필름을 형성시켰다. 필름을 형성시킨 기판과 포토마스크(photo mask) 사이의 간격을 300㎛로 하고, 노광기를 이용하여 기판 전면에 40mJ/cm2 노광량을 조사하였다.
노광된 기판을 현상액(KOH, 0.05%)에 60초간 현상하고, 230℃로 20분간 후열 처리(post bake, PB)하여, 컬러 패턴이 형성된 기판을 얻었다.
광투과도 및 내열성 평가를 위하여, 전열 처리(pre bake, prB)를 실시한 상태의 기판을 분광기(MCPD 오츠카社)를 이용하여 380nm 내지 780nm의 범위의 가시광 영역의 흡수 스펙트럼을 얻었다. 또한, 후열 처리(post bake, PB)를 실시한 기판에 대해서도 동일한 장비와 측정범위에서 투과율 스펙트럼을 얻었다.
실시예 1의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 1에 나타내었다.
실시예 2의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.
실시예 3의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 3에 나타내었다.
실시예 4의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.
비교예 1의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 5에 나타내었다.
비교예 2의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판에 대하여, 각각 전열 처리(prB) 및 후열 처리(PB)후 측정한 파장에 따른 투과율 스펙트럼을 도 6에 나타내었다.
또한, 전열 처리 및 후열 처리시 얻어진 흡수 스펙트럼과 C 광원 백라이트를 이용하여 얻어진 값 E(L*, a*, b*)을 이용해 하기 식 1에 따라 ΔEab 계산하고 그 결과를 표 1에 나타내었다.
[식 1]
ΔEab(L*, a*, b*) = {(ΔL*)2＋(Δa*)2＋(Δb*)2}1/2
ΔEab (후열 처리-전열 처리)
실시예 1 0.95
실시예 2 0.91
실시예 3 2.28
실시예 4 1.02
비교예 1 26.52
비교예 2 23.95
도 1 내지 6 및 표 1을 참고하면, 본 발명의 실시예의 수지 조성물을 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판은, 종래의 알려진 색소를 이용하여 형성한 컬러 패턴 기판보다 색안정성이 높으며 후열 처리와 후열 처리 후 투과율 스펙트럼의 차이(ΔEab)가 매우 적어 내열성이 우수한 것으로 나타났다.

Claims (7)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 착색제 화합물:
    [화학식 1]
    Figure 112017042999195-pat00078

    상기 화학식 1에서,
    R1은 -SO3M(M은 수소, 알칼리 금속, 또는 4차 암모늄염) 또는 -SO2NHR'(R'은 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기)이고,
    n은 0 내지 4의 정수를 나타내며, n이 2 이상의 정수인 경우, 복수개의 R1은 동일하거나 상이할 수도 있고,
    R2 내지 R5 중 어느 하나 이상은 하기 화학식 1a로 표시되고,
    R2 내지 R5 중 하기 화학식 1a로 표시되지 않은 나머지는 서로 독립적으로 수소, 치환 또는 비치환된 C1-C20 알킬기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 알콕시기; 치환 또는 비치환된 C1-C20 히드록시알킬기; 치환 또는 비치환된 C6-C30 아릴기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 아릴알킬기; 치환 또는 비치환된 C7-C30 알킬아릴기; 또는 치환 또는 비치환된 C2-C30 헤테로아릴기이고,
    [화학식 1a]
    Figure 112017042999195-pat00079

    상기 화학식 1a에서,
    R11은 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; Q는 -COO-, 또는 -OCO-이고; R12는 직접 결합 또는 C1-C10 알킬렌기이고; A는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C6-C30 아릴기, 또는 하나 이상의 히드록시기로 치환된 C7-C30 알킬아릴기이다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 A는 하기 화학식 1b로 표시되는, 착색제 화합물:
    [화학식 1b]
    Figure 112017042999195-pat00080

    상기 화학식 1b에서,
    Ra, Rb, Rc, Rd, 및 Re 중 어느 하나 이상은 히드록시기(-OH)이고, 나머지는 서로 독립적으로 수소, C1-C20의 직쇄 알킬기, 또는 C3-C20의 분지쇄 알킬기이다.

  3. 제2항에 있어서,
    Ra 및 Re는 수소이고, Rc는 히드록시기이고, Rb, 및 Rd는 서로 독립적으로 C3-C20의 분지쇄 알킬기인, 착색제 화합물.
  4. 제1항에 있어서,
    R1은 -SO3Li, -SO3Na, 또는 -SO3K인, 착색제 화합물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기로 구성되는 군으로부터 선택되는 어느 하나인, 착색제 화합물:
    Figure 112017042999195-pat00081
    ,
    Figure 112017042999195-pat00082
    ,
    Figure 112017042999195-pat00083
    ,
    Figure 112017042999195-pat00084
    ,
    Figure 112017042999195-pat00085
    ,
    Figure 112017042999195-pat00086
    ,
    Figure 112017042999195-pat00087
    ,
    Figure 112017042999195-pat00088

    Figure 112017042999195-pat00089
    ,
    Figure 112017042999195-pat00090
    ,
    Figure 112017042999195-pat00091
    ,
    Figure 112017042999195-pat00092
    ,
    Figure 112017042999195-pat00093
    ,
    Figure 112017042999195-pat00094
    ,
    Figure 112017042999195-pat00095
    ,
    Figure 112017042999195-pat00096
    ,
    Figure 112017042999195-pat00097
    ,
    Figure 112017042999195-pat00098
    ,
    Figure 112017042999195-pat00099
    , ,
    Figure 112017042999195-pat00101
    ,
    Figure 112017042999195-pat00102
    ,
    Figure 112017042999195-pat00103
    ,
    Figure 112017042999195-pat00104
    ,
    Figure 112017042999195-pat00105
    ,
    Figure 112017042999195-pat00106
    ,
    Figure 112017042999195-pat00107
    ,
    Figure 112017042999195-pat00108

    Figure 112017042999195-pat00109
    ,
    Figure 112017042999195-pat00110

    Figure 112017042999195-pat00111
    ,
    Figure 112017042999195-pat00112

    Figure 112017042999195-pat00113
    ,
    Figure 112017042999195-pat00114

    Figure 112017042999195-pat00115
    ,
    Figure 112017042999195-pat00116

    상기 구조식들에서, X는 금속 양이온, 또는 오늄 양이온이고, R은 H 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  6. 제1항의 착색제 화합물, 바인더 수지, 중합성 화합물, 및 광개시제를 포함하는 착색 조성물.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 착색 조성물에 포함되는 고형분(solid contents) 100 중량부에 대하여, 상기 착색제 화합물을 10 내지 50 중량부, 상기 바인더 수지를 3 내지 30 중량부, 상기 중합성 화합물을 30 내지 80 중량부, 상기 광중합 개시제를 0.1 내지 10 중량부로 포함하는, 착색 조성물.
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