KR102291856B1 - 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치 - Google Patents

착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 광중합 개시제는 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하며, 이를 사용하여 형성된 컬러필터가 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않을 수 있다.

Description

착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치{Colored Photosensitive Resin Composition, Color Filter and Display Device}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 150℃ 이하의 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하여, 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 형성되는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상(撮像)소자, 액정표시장치(LCD) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 특히, 그 용도가 확대되고 있는 LCD에 있어서 컬러필터는 색조를 재현하는 가장 중요한 부품 중의 하나이며, LCD 제조 공정에서는 생산성 향상을 위한 공정성 및 제품 신뢰성이 우수한 컬러필터 제조방법도 꾸준히 연구되고 있다.
최근에, LCD 제조 공정에서는 생산성 향상을 위해서 패턴 제조시 고온 소성 공정보다는 저온 소성 공정에서 고신뢰성의 컬러필터를 제조하기 위한 연구가 진행되고 있다. 예를 들어, 일본 등록특허 제2,937,208호에는 멜라민 수지 또는 에폭시 수지와 같은 열 가교제를 포함하여, 저온 소성 공정으로 처리할 수 있는 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다. 하지만, 이러한 감광성 수지 조성물을 200℃ 이하에서 경화할 경우에 상기 수지 조성물의 경화가 충분히 이루어지지 않아 내용제성과 같은 신뢰성이 저하되는 문제점 등이 발생하고 있다.
이에, 저온 소성공정에서 충분한 경화가 가능한 저온경화형 감광성 수지 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다. 또한, 이러한 저온경화형 감광성 수지 조성물이 경화된 후 세척 과정을 거치면서 물얼룩 및 적층잔사가 발생하기 쉬워 이를 대비할 수 있는 기술 개발도 요구된다.
일본 등록특허 제2,937,208호
본 발명의 한 목적은 150℃ 이하의 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하며, 이를 사용하여 형성된 패턴층이 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬러필터를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 광중합 개시제는 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 옥심 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017022387295-pat00001
[화학식 2]
Figure 112017022387295-pat00002
[화학식 3]
Figure 112017022387295-pat00003
상기 식에서,
R1는 C1-C12의 알킬기 또는
Figure 112017022387295-pat00004
이며,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C12의 알킬기이고,
R4는 아릴기이며,
R5은 C1-C12의 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기이며,
R6은 C1-C12의 알킬기 또는 아릴기이고,
R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1-C12의 알킬기이며,
R9 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C12의 알킬기, C1-C12의 알콕시기, C1-C12의 히드록시알킬기, C2-C24의 히드록시알콕시알킬기, C3-C10의 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 또는 히드록시기이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 아세토페논 화합물은 알파 위치에 히드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기를 갖는 아세토페논 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬러필터를 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하는 광중합 개시제를 사용함으로써 150℃ 이하의 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하며, 이를 사용하여 형성된 패턴층이 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않을 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 착색제(A), 결합제 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용제(E)를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 광중합 개시제(D)는 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
착색제(A)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 착색제는 1종 이상의 안료 또는 1종 이상의 염료를 포함한다.
안료(a1)
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다.
상기 유기 안료 또는 무기 안료는 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 각종의 안료를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다.
상기 무기 안료로서는 금속 산화물, 복합 금속 산화물 또는 금속 착염 등의 금속 화합물; 또는 카본블랙 등을 들 수 있다. 구체적으로, 상기 금속으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 등을 들 수 있다.
특히, 상기 유기 안료 및 무기 안료로는 구체적으로 색지수(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 안료를 들 수 있지만, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.
C.I. 피그먼트 옐로우 13, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180 및 185
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65 및 71
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 208, 215, 216, 224, 242, 254, 255 및 264
C.I. 피그먼트 바이올렛 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37 및 38
C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6등), 21, 28, 60, 64 및 76
C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47, 58, 59, 62 및 63
C.I 피그먼트 브라운 28
C.I 피그먼트 블랙 1 및 7 등
상기 안료(a1)들은 각각 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 예시된 C.I. 피그먼트 안료 중에서도 C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 185, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 208, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36 및 C.I. 피그먼트 그린 58에서 선택되는 안료가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 안료는 안료의 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 예로는 안료 분산제(a2)를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 상기 방법에 따라 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
안료 분산제(a2)
상기의 안료 분산제는 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가하는 것으로 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 부틸메타아크릴레이트(BMA) 또는 N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제 (이하, 아크릴레이트계 분산제라고 함)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴레이트계 분산제의 시판품으로는 DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070 또는 DISPER BYK-2150 등을 들 수 있으며, 상기 아크릴레이트계 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제(a2)는 상기한 아크릴레이트계 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제를 사용할 수도 있다. 상기 다른 수지 타입의 안료 분산제로는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함유 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
상기한 수지형 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서, 예를 들면, BYK(빅) 케미사의 상품명: DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162, DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182, DISPER BYK-184; BASF사의 상품명: EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48, EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800 ; Lubirzol사의 상품명: SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10; 카와켄 파인 케미컬사의 상품명: 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000; 아지노모토사의 상품명: 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823; 쿄에이샤 화학사의 상품명: 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44 등을 들 수 있다.
상기한 아크릴 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 아크릴 분산제와 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 안료 분산제(a2)의 함량은 안료(a1)의 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 10 내지 50 중량부이다. 안료 분산제(a2)의 함량이 60 중량부를 초과하면 점도가 높아질 수 있으며, 5 중량부 미만일 경우에는 안료의 미립화가 어렵거나, 분산 후 겔화 등의 문제를 야기할 수 있다.
염료(a3)
상기 염료는 유기용제에 대한 용해성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 유기용제에 대한 용해성을 가지면서 알칼리 현상액에 대한 용해성 및 내열성, 내용제성 등의 신뢰성을 확보할 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염료로는 설폰산이나 카복실산 등의 산성기를 갖는 산성 염료, 산성 염료와 질소 함유 화합물의 염, 산성 염료의 설폰아미드체 등과 이들의 유도체에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이외에도 아조계, 크산텐계, 프탈로시아닌계의 산성염료 및 이들의 유도체도 선택할 수 있다. 바람직하게 상기 염료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판) 내에 염료로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(색염사)에 기재되어 있는 공지의 염료를 들 수 있다.
상기 염료의 구체적인 예로는, C.I. 솔벤트 염료로서,
C.I. 솔벤트 레드 8, 45, 49, 89, 111, 122, 125, 130, 132, 146 및 179;
C.I. 솔벤트 블루 5, 35, 36, 37, 44, 45, 59, 67 및 70;
C.I. 솔벤트 바이올렛 8, 9, 13, 14, 36, 37, 47 및 49;
C.I. 솔벤트 옐로우 4, 14, 15, 23, 24, 38, 62, 63, 68, 82, 94, 98, 99 및 162;
C.I. 솔벤트 오렌지 2, 7, 11, 15, 26 및 56;
C.I. 솔벤트 그린 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34 및 35 등의 염료를 들 수 있다.
C.I. 솔벤트 염료 중 유기용매에 대한 용해성이 우수한 C.I. 솔벤트 옐로우 14, 16, 21, 56, 79, 93, 151; C.I. 솔벤트 레드 8, 49, 89, 111, 122, 132, 146, 179; C.I. 솔벤트 오렌지 41, 45, 62; C.I. 솔벤트 블루 35, 36, 44, 45, 70; C.I. 솔벤트 바이올렛 13이 바람직하고, 그 중에서도 C.I. 솔벤트 옐로우 21, 79; C.I. 솔벤트 레드 8, 122, 132; C.I. 솔벤트 오렌지 45, 62가 좀 더 바람직하다.
또한, C.I. 애시드 염료로서
C.I. 애시드 레드 1, 4, 8, 14, 17, 18, 26, 27, 29, 31, 34, 35, 37, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 66, 73, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 97, 103, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 158, 176, 182, 183, 198, 206, 211, 215, 216, 217, 227, 228, 249, 252, 257, 258, 260, 261, 266, 268, 270, 274, 277, 280, 281, 195, 308, 312, 315, 316, 339, 341, 345, 346, 349, 382, 383, 394, 401, 412, 417, 418, 422 및 426;
C.I. 애시드 옐로우 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 42, 54, 65, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 113, 114, 116, 119, 123, 128, 134, 135, 138, 139, 140, 144, 150, 155, 157, 160, 161, 163, 168, 169, 172, 177, 178, 179, 184, 190, 193, 196, 197, 199, 202, 203, 204, 205, 207, 212, 214, 220, 221, 228, 230, 232, 235, 238, 240, 242, 243 및 251;
C.I. 애시드 오렌지 6, 7, 8, 10, 12, 26, 50, 51, 52, 56, 62, 63, 64, 74, 75, 94, 95, 107, 108, 169 및 173;
C.I. 애시드 블루 1, 7, 9, 15, 18, 23, 25, 27, 29, 40, 42, 45, 51, 62, 70, 74, 80, 83, 86, 87, 90, 92, 96, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 150, 158, 171, 182, 192, 210, 242, 243, 256, 259, 267, 278, 280, 285, 290, 296, 315, 324:1, 335 및 340;
C.I. 애시드 바이올렛 6B, 7, 9, 17, 19 및 66;
C.I. 애시드 그린 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 50, 58, 63, 65, 80, 104, 105, 106 및 109 등의 염료를 들 수 있다.
C.I. 애시드 염료 중 유기용매에 대한 용해도가 우수한 C.I. 애시드 옐로우 42; C.I. 애시드 레드 92; C.I. 애시드 블루 80, 90; C.I. 애시드 바이올렛 66; C.I. 애시드 그린 27이 바람직하다.
또한 C.I. 다이렉트 염료로서,
C.I. 다이렉트 레드 79, 82, 83, 84, 91, 92, 96, 97, 98, 99, 105, 106, 107, 172, 173, 176, 177, 179, 181, 182, 184, 204, 207, 211, 213, 218, 220, 221, 222, 232, 233, 234, 241, 243, 246 및 250;
C.I. 다이렉트 옐로우 2, 33, 34, 35, 38, 39, 43, 47, 50, 54, 58, 68, 69, 70, 71, 86, 93, 94, 95, 98, 102, 108, 109, 129, 136, 138 및 141;
C.I. 다이렉트 오렌지 34, 39, 41, 46, 50, 52, 56, 57, 61, 64, 65, 68, 70, 96, 97, 106 및 107;
C.I. 다이렉트 블루 38, 44, 57, 70, 77, 80, 81, 84, 85, 86, 90, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 113, 114, 115, 117, 119, 137, 149, 150, 153, 155, 156, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 172, 173, 188, 189, 190, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 200, 207, 209, 210, 212, 213, 214, 222, 228, 229, 237, 238, 242, 243, 244, 245, 247, 248, 250, 251, 252, 256, 257, 259, 260, 268, 274, 275 및 293;
C.I. 다이렉트 바이올렛 47, 52, 54, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 81, 82, 84, 89, 90, 93, 95, 96, 103 및 104;
C.I. 다이렉트 그린 25, 27, 31, 32, 34, 37, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 72, 77, 79 및 82 등의 염료를 들 수 있다
또한 C.I. 모단토 염료로서,
C.I. 모단토 옐로우 5, 8, 10, 16, 20, 26, 30, 31, 33, 42, 43, 45, 56, 61, 62 및 65;
C.I. 모단토 레드 1, 2, 3, 4, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, 41, 43, 45, 46, 48, 53, 56, 63, 71, 74, 85, 86, 88, 90, 94 및 95;
C.I. 모단토 오렌지 3, 4, 5, 8, 12, 13, 14, 20, 21, 23, 24, 28, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 42, 43, 47 및 48;
C.I. 모단토 블루 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 32, 39, 40, 41, 43, 44, 48, 49, 53, 61, 74, 77, 83 및 84;
C.I. 모단토 바이올렛 1, 2, 4, 5, 7, 14, 22, 24, 30, 31, 32, 37, 40, 41, 44, 45, 47, 48, 53 및 58;
C.I. 모단토 그린 1, 3, 4, 5, 10, 15, 19, 26, 29, 33, 34, 35, 41, 43 및 53 등의 염료를 들 수 있다.
상기 염료는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제(A)의 함량은 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물 중의 전체 고형분 100 중량%에 대하여 10 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 착색제가 상기 범위로 포함되는 경우, 컬러필터로 만들어졌을 때 컬러 농도가 충분하고 기계적 강도가 충분한 패턴을 형성할 수 있다.
결합제 수지(B)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 결합제 수지(B)는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색제의 분산매로서 작용한다. 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 결합제 수지(B)는 착색제(A)에 대한 결합제 수지로서 작용하고, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 모두 사용할 수 있다.
결합제 수지(B)는 예를 들면, 카르복실기 함유 단량체, 및 상기 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. 여기서, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 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, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 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; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 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. 특히, 상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄 골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 비유전 상수값을 낮추는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
상기 결합제 수지의 산가는 20 내지 200(KOH ㎎/g)의 범위가 바람직하다. 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, 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)이 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000인 결합제 수지가 바람직하다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 필름의 경도가 향상되어, 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.
결합제 수지(B)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]가 1.5 내지 6.0이면 현상성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 결합제 수지(B)는 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 통상 5 내지 85 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 결합체 수지(B)가 상기 범위로 포함되는 경우, 현상액에 대한 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 생기기 어려워 비화소 부분의 누락성이 양호한 경향이 있으므로 바람직하다.
광중합성 화합물(C)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합성 화합물(C)은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
상기 단관능 단량체의 구체예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 상기 2관능 단량체의 구체예로는 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. 그 밖의 다관능 단량체의 구체예로서는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용된다.
상기 광중합성 화합물(C)은 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대해서 통상 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 7 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물(C)가 상기 범위로 포함되는 경우, 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
광중합 개시제 (D)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합 개시제는 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함한다.
상기 옥심 화합물은 상기 아세토페논 화합물에 비해 300nm 이상의 흡수 대역에서의 개시 효율이 높다. 이에 따라, 상기 옥심 화합물은 광중합 개시제의 주성분으로 사용되어 300nm 이상의 영역에서 수행하는 주 경화 단계에서 높은 감도로 광중합을 개시한다.
한편, 상기 아세토페논 화합물은 광중합 개시제의 보조 성분으로 사용된다. 상기 아세토페논 화합물은 현상 공정 이후 300nm 이하의 영역에서 수행하는 추가 노광시 광중합을 개시하여 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하게 하여 내용제성과 같은 신뢰성을 높여 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않게 할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 옥심 화합물은 하기 화학식 1 내지 3 중 어느 하나로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112017022387295-pat00005
[화학식 2]
Figure 112017022387295-pat00006
[화학식 3]
Figure 112017022387295-pat00007
상기 식에서,
R1는 C1-C12의 알킬기 또는
Figure 112017022387295-pat00008
이며,
R2 및 R3은 각각 독립적으로 C1-C12의 알킬기이고,
R4는 아릴기이며,
R5은 C1-C12의 알킬기, 아릴기 또는 아랄킬기이며,
R6은 C1-C12의 알킬기 또는 아릴기이고,
R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1-C12의 알킬기이며,
R9 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C12의 알킬기, C1-C12의 알콕시기, C1-C12의 히드록시알킬기, C2-C24의 히드록시알콕시알킬기, C3-C10의 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 또는 히드록시기이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C12의 알킬기는 탄소수 1 내지 12개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C12의 알콕시기는 탄소수 1 내지 12개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 알콕시기를 의미하며, 메톡시, 에톡시, 프로판옥시, 부톡시, 펜톡시 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아릴기는 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 상기 아로메틱기는 5원 내지 15원의 단순 또는 융합 고리형이며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 대표적인 아릴기의 예로는 페닐, 나프틸, 피리디닐(pyridinyl), 퓨라닐(furanyl), 피롤릴(pyrrolyl), 티오페닐(thiophenyl), 벤조티오페닐(benzothiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아랄킬기(aralkyl group)는 아릴기(방향족 탄화수소기)가 알킬기의 탄소에 치환되어 형성된 복합기를 의미하며, 예를 들어 벤질, 페네틸, 티오페닐프로필, 피리디닐메틸 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C12의 히드록시알킬기는 히드록시기로 치환된 탄소수 1 내지 12개의 직쇄형 또는 분지형 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 히드록시메틸, 히드록시에틸, 히드록시프로필 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C2-C24의 히드록시알콕시알킬기는 히드록시기로 치환된 탄소수 1 내지 12개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 알콕시기가 탄소수 1 내지 12개의 알킬기의 탄소에 치환되어 형성된 복합기를 의미하며, 예를 들어 히드록시메톡시메틸, 히드록시에톡시메틸, 히드록시메톡시에틸 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C3-C10의 사이클로알킬기는 탄소수 3 내지 10개로 구성된 단순 또는 융합 고리형 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아릴기 및 아랄킬기는 한 개 또는 그 이상의 수소가 C1-C12의 알킬기, C1-C12의 알콕시기 등으로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1에서, R1는 메틸기 또는
Figure 112017022387295-pat00009
이고, R2 은 메틸기이며, R3은 에틸기이고, R4는 메틸페닐기, 피롤릴기, 티오페닐기, 벤조티오페닐기 또는 나프틸기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 2에서, R5은 헥실기, 티오페닐기, 퓨라닐기, 티오페닐프로필기 또는 피리디닐메틸기이고, R6은 페닐기 또는 메틸기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 3에서, R7은 메틸기 또는 프로필기이고, R8는 메틸기, 에틸기, 부틸기, 펜틸기 또는 헥실기이며, R9은 수소, 메틸기, 에틸기 또는 부틸기이고, R10 내지 R16은 수소일 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 옥심 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 4 내지 8 중 어느 하나로 표시되는 옥심 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 4]
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[화학식 5]
Figure 112017022387295-pat00011
[화학식 6]
Figure 112017022387295-pat00012
[화학식 7]
Figure 112017022387295-pat00013
[화학식 8]
Figure 112017022387295-pat00014

상기 화학식 2로 표시되는 옥심 화합물의 구체적인 예로는 하기 화학식 9 내지 12 중 어느 하나로 표시되는 옥심 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 9]
Figure 112017022387295-pat00015
[화학식 10]
Figure 112017022387295-pat00016
[화학식 11]
Figure 112017022387295-pat00017
[화학식 12]
Figure 112017022387295-pat00018

상기 화학식 3으로 표시되는 옥심 화합물의 구체적인 예로는 하기 옥심 화합물 등을 들 수 있다.
Figure 112017022387295-pat00019

상기 아세토페논 화합물은 알파 위치에 히드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기를 갖는 아세토페논 화합물 중 1종 이상을 포함할 수 있다. 상기 아세토페논 화합물은 주요 흡수파장이 205 내지 260㎚의 단파장대로 표면에서의 반응성이 우수하다.
상기 아세토페논 화합물의 구체적인 예로는 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온(DAROCURE 1173), 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온(DAROCURE 1116), 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온(IRGACURE 2959), 1-히드록시시클로헥실페닐케톤(IRGACURE 184), 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논(IRGACURE 651) 및 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논(UVATONE 8302) 등을 들 수 있다. 상기 아세토페논 화합물은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 옥심 화합물 및 아세토페논 화합물의 중량비는 70 내지 99 : 1 내지 30, 바람직하게는 70 내지 90 : 10 내지 30일 수 있다. 상기 옥심 화합물 및 아세토페논 화합물의 중량비가 상기 범위일 때 저온 소성 공정에 의하더라도 충분한 경화가 가능하며, 이를 사용하여 형성된 패턴층이 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않을 수 있다.
상기 옥심 화합물 및 아세토페논 화합물은 광중합 개시제 전체 100 중량%에 대하여 50 내지 100 중량%의 양으로 포함될 수 있다.
상기 광중합 개시제(D)는 상기 옥심 화합물 및 아세토페논 화합물 이외에 벤조페논 화합물, 트리아진 화합물, 비이미다졸 화합물 또는 티오크산톤 화합물 등을 추가로 포함할 수 있다. 이들 광중합 개시제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제(D)는 착색 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제(D)가 상기 범위로 포함되는 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 광중합이 충분히 일어나고, 광중합 후 남은 미 반응 개시제로 인한 투과율 저하를 발생시키지 않을 수 있다.
용제(E)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 용제(E)는 당업계에서 사용되는 용제라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 각종 유기용제를 사용할 수 있다.
상기 용제(E)의 구체예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기 용제(E) 중, 도포성, 건조성 면에서 바람직하게는 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용매를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다.
상기 용제(E)는 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제(E)는 착색 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 통상 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제(E)가 상기 범위로 포함되는 경우, 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
첨가제(F)
본 발명의 일 실시형태에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들면 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착촉진제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 응집방지제 등을 들 수 있다.
상기 다른 고분자 화합물은 구체적으로, 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 구체적으로 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물 및 옥세탄 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물은 보다 구체적으로 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, 상기 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)아크릴레이트 (공)중합체 및 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물은 보다 구체적으로, 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄 및 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 수도 있다.
상기 경화 보조 화합물은 예를 들면 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류 및 산 발생제 등이 있다. 상기 다가 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 시판품으로는, 아데카하도나 EH-700(아데카공업㈜ 제조), 리카싯도 HH(신일본이화㈜ 제조) 및 MH-700(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기 전술한 경화제 및 경화 보조 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 착색 감광성 수지 조성물의 피막 형성을 보다 향상시키기 위해 사용될 수 있으며, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 계면활성제 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제는 예를 들어, 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA 및 SH-8400 등이 있고, GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460 및 TSF-4452 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면활성제는 예를 들어, 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482 및 F-489 등을 들 수 있다.
또한, 그 외에 사용 가능한 시판품으로는 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(Lubrisol), EFKA(EFKA 케미칼스사), PB 821(아지노모또㈜) 및 Disperbyk-series(BYK-chemi) 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면활성제는 예를 들어, 스테아릴아민염산염 및 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면활성제는 예를 들어, 라우릴알코올황산에스테르나트륨 및 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨 및 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨 및 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
상기 비이온계 계면활성제는 예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다.
상기 전술한 계면활성제들은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착촉진제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 사용 가능한 밀착촉진제의 구체적인 예로는 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 및 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 밀착촉진제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착 촉진제는 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2중량% 포함될 수 있다.
상기 산화방지제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집방지제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 예를 들면 하기와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
먼저, 상기 착색제(A) 중 안료를 용제(E)와 혼합하여 안료의 평균 입경이 0.2㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제, 결합제 수지(B)의 일부 또는 전부, 또는 염료를 용제(E)와 함께 혼합시켜 용해 또는 분산시킬 수 있다. 상기 혼합된 분산액에 결합제 수지(B)의 나머지, 광중합 개시제(D), 광중합성 화합물(C) 및 첨가제(F)와 필요에 따라 용제(E)를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
<컬러필터>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬러필터에 관한 것이다.
상기 컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
상기 기판은 상기 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.
상기 패턴층은 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다. 상기 패턴층은 당업계에서 통상적으로 알려진 방법을 수행함으로써 형성할 수 있다.
상기와 같은 기판 및 패턴층을 포함하는 컬러필터는 각 패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 컬러필터의 패턴층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
<화상표시장치>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 컬러필터가 구비된 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 화상표시장치는 상기 컬러필터를 구비한 것으로서, 구체적인 예를 들면, 액정디스플레이, OLED, 플렉서블디스플레이 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 화상표시장치는 상술한 컬러필터를 구비한 것을 제외하고는, 당해 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적 양자점 입자를 함유한 적색 패턴층, 녹 양자점 입자를 함유한 녹색 패턴층, 및 청 양자점 입자를 함유한 청색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수 있다. 그러한 경우에 화상표시장치에 적용되는 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수도 있다. 그러한 경우에 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 패턴층만을 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.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
합성예 1: 트리아진 화합물
트리아진 유도체로서 하기 화학식 13의 화합물을 하기와 같이 제조하였다.
물 100 중량부에 2-클로로-4,6-디아미노-1,3,5-트리아진 18.4 중량부와 3-(2-에틸헥실옥시)프로필아민 21 중량부를 가하고, 10 ℃에서 1시간 반응시켰다. 얻어진 반응물을, 85 ℃에서 5시간 반응시켰다. 얻어진 반응물을 침출시켜 얻어진 잔사를 수세한 후, 100 ℃의 항온조에 밤새 정치해서 건조시켜서 하기 화학식 13의 화합물을 얻었다.
[화학식 13]
Figure 112017022387295-pat00020

합성예 2: 화학식 3의 화합물
옥심 화합물로서 화학식 3의 화합물을 하기와 같이 제조하였다.
반응물 1
플루오렌 200.0 g, 수산화칼륨 268.8 g과 요오드화칼륨 19.9 g을 질소 분위기 하에서 무수 디메틸설폭사이드 1 L에 용해시키고 반응물을 15℃로 유지한 다음, 브로모에탄 283.3 g를 2 시간에 걸쳐서 천천히 가해주고 반응물을 15℃에서 1시간 동안 교반하였다. 그런 다음 반응물에 증류수 2 L를 가해주고 30분 동안 교반 후, 디클로로메탄 2 L로 생성물을 추출하고, 추출한 유기층을 증류수 2 L로 2회 씻어준 다음 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻은 생성물을 감압 하에서 분별 증류하여 점도가 높은 액체인 연한 노란색의 반응물 1(9,9-디에틸-9H-플루오렌) 248.6 g을 얻었다.
반응물 2
상기 반응물 1 100.5 g을 디클로로메탄 1 L에 용해시키고 -5℃로 냉각한 후, 염화알루미늄 72.3 g을 천천히 가해준 다음 반응물의 온도가 승온되지 않도록 주의하면서 디클로로메탄 50 ml에 희석시킨 염화프로피오닐 50.1 g을 2시간에 걸쳐서 천천히 가해주고 -5℃에서 1시간 동안 반응물을 교반하였다. 그런 다음 반응물을 얼음물 1 L에 천천히 붓고 30분 동안 교반하여 유기층을 분리한 후, 증류수 500 ml로 씻어주고 회수한 유기층을 감압 증류하여 얻은 생성물을 실리카겔 컬럼 크로마토 그래피(전개용매 ; 에틸아세테이트 : n-헥산 = 1 : 4)로 정제하여 연한 노란색의 고체인 반응물 2(1-(9,9-디에틸-9H-플루오렌-2-일)-1-프로판온) 75.8 g을 얻었다.
반응물 3
반응물 2 44.5 g을 테트라히드로푸란(THF) 900 ml에 용해시키고 1,4-디옥산에 용해된 4N HCl 150 ml과 이소부틸아질산 24.7 g을 차례로 가해주고 반응물을 25℃에서 6시간 동안 교반하였다. 그런 다음 반응 용액에 에틸아세테이트 500 ml를 가해주고 30분 동안 교반하여 유기층을 분리한 후 증류수 600 ml로 씻어준 다음, 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하여 얻어진 고체 생성물을 에틸아세테이트 : 헥산 (1:6)의 혼합용매 300 ml을 사용하여 재결정한 다음 건조하여 연회색의 고체인 반응물 3(1-(9,9-디에틸-9H-플루오렌-2-일)-1,2-프로판디온-2-옥심) 27.5 g을 얻었다.
화학식 3의 화합물
반응물 3을 질소 분위기 하에서 N-메틸-2-피롤리디논(NMP) 1 L에 용해시키고 반응물을 -5℃로 유지한 다음, 트리에틸아민 35.4 g을 가해주고 반응용액을 30분 동안 교반한 후 염화아세틸 27.5 g을 N-메틸-2-피롤리디논 75 ml에 용해시킨 용액을 30분에 걸쳐서 천천히 가해주고, 반응물이 승온되지 않도록 주의하면서 30분 동안 교반하였다. 그런 다음 증류수 1 L를 반응물에 천천히 가해주고 30분 동안 교반하여 유기층을 분리한 후, 회수한 유기층을 무수 황산마그네슘으로 건조하고 용매를 감압 증류하였다. 얻어진 고체 생성물을 에탄올 1 L를 사용하여 재결정한 다음 건조하여 연한 회색의 고체인 화학식 3의 화합물로서 1-(9,9-디에틸-9H-플루오렌-2-일)-1,2-프로판디온-2-옥심-O-아세테이트 93.7 g을 얻었다.
합성예 3: 수지 B-1
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하로트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g 및 PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90 ℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90 ℃를 유지하면서, 각각 2시간 동안 진행하고 1시간 후에 110 ℃ 승온하여 3시간 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복시기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g를 플라스크 내에 투입하여 110 ℃에서 8시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 수지 B-1을 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
제조예 1: 착색제 분산액 1의 제조
트리아진 유도체로서 합성예 1의 화학식 13의 화합물 20.48 중량부, C.I. 피그먼트 블루 15:6 9.12 중량부, C.I. 애시드 레드 52 2.88 중량부, 아크릴계 분산제[Disperbyk(등록상표) 2000; 빅케미사 제조] 3.84 중량부, 합성예 3의 수지 B-1 2.88 중량부, 용제 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 55.04 중량부와 프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.76 중량부를, 0.2 ㎜ 직경의 지르코니아 비드 360 중량부와 함께, 용량 140 ㎖의 마요네스 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 공경(pore size) 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하고, 착색제 분산액 1을 얻었다.
실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3: 착색 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1의 조성으로 각 성분들을 혼합하여 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다(단위: 중량%).
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3
착색제 분산액(A) 40 40 40 40 40 40 40
결합제 수지(B) 5 5 5 5 5 5 5
광중합성 화합물(C) 5 5 5 5 5 5 5
광중합 개시제(D1) 2.4 2.4 1.2 3 1.5
광중합 개시제(D2) 2.4 1.2 1.5
광중합 개시제(D3) 0.6 0.6 3
광중합 개시제(D4) 0.6 0.6
용제(E) 46.9 46.9 46.9 46.9 46.9 46.9 46.9
첨가제(F) 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
착색제 분산액(A): 제조예 1의 착색제 분산액 1
결합제 수지(B): 메타크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체 (중량비 = 30/70, 중량평균분자량 = 28,000)
광중합성 화합물(C): 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
광중합 개시제(D1): 이가큐어 OXE02(BASF사 제조)
광중합 개시제(D2): 합성예 2의 화학식 3의 화합물
광중합 개시제(D3): 이가큐어 184(BASF사 제조)
광중합 개시제(D4): 다로큐어 1173(BASF사 제조)
용제(E): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
첨가제(F): SH-8400 (다우코닝)
실험예 1
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 착색 감광성 수지 조성물의 물성을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
(1) 물 얼룩
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 착색 감광성 수지 조성물을 5 × 5cm의 글라스에 도포하여 건조시킨 후, 두께가 2.5㎛가 되도록 코팅하였다. 그 후, 100℃ 오븐에서 3분간 건조하여 용매를 제거한 후 포토 마스크와의 간격을 300㎛로 하여 퓨전 램프의 313nm 파장의 적산광량이 40mJ가 되도록 노광하여 컬러 필터를 제조하였다. 이 때, 현상 후 주요 파장이 약 254nm 인 UV 램프로 추가 노광을 실시하였다. 상기 컬러 필터를 증류수에 일부가 잠기도록 담그고 10분간 방치한 후 질소 가스를 불어서 건조시킨 후 증류수 안에 잠긴 부분과 그렇지 않은 부분 간에 얼룩을 표면검사 램프 (FY-100R)로 관찰하였다.
<물 얼룩의 평가 기준>
○: 물 얼룩이 관찰됨
×: 물 얼룩이 관찰되지 않음
(2) 내용제성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코터를 이용하여, 50mm×50mm의 유리 기판상에, 건조 후의 막 두께가 2.5㎛가 되도록 회전수를 조절하여 도포한 뒤, 100℃ 오븐에서 3분간 건조시켰다. 건조시킨 기판은 포토 마스크와의 간격을 300㎛로 하여 퓨전 램프의 313nm 파장의 적산광량이 40mJ가 되도록 노광하여 컬러 필터를 제조하였다. 그 뒤, 스프레이 현상 장치를 이용하여, pH 10.5의 KOH 수용액으로 1분간 현상한 후 수세 처리를 행하고, 바람 건조했다. 그 뒤 150℃ 오븐에서 20분간 경화시켜 컬러 필터를 제조하였다. 이 때, 현상 후 주요 파장이 약 254nm 인 UV 램프로 추가 노광을 실시한 후 포스트 베이크하였다. 이와 같은 방법으로 패턴이 이루어진 컬러 필터 위에, 동일한 방법으로 R, G, B 순으로 다른 컬러 필터를 적층하였다.
이 기판을 상온의 NMP 용액에 30분간 침지시킨 후, 초순수로 세정하고 120℃로 가온한 핫플레이트 위에서 2분간 건조시킨 다음 침지 전후의 색도를 측정하였다. 이때 색 변화치는 L*, a*, b*로 정의되는 3차원 색도계에서의 색 변화를 나타내는 하기 수학식 1에 의해 계산되며, 색 변화치가 작을수록 고신뢰성의 컬러 필터가 제조 가능하다.
[수학식 1]
△Eab* = [(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]0.5
(3) 적층 잔사 평가
착색 감광성 수지 조성물을 5×5cm의 글라스에 도포하여 건조시킨 후, 두께가 2.5㎛가 되도록 바코팅하였다. 100℃ 오븐에서 3분간 건조하여 용매를 제거한 후 포토 마스크와의 간격을 300㎛로 하여 퓨전 램프의 313nm 파장의 적산광량이 40mJ가 되도록 노광하고, 150℃ 오븐에서 20분간 경화시켜 컬러 필터를 제조하였다. 이 때, 현상 후 주요 파장이 약 254nm인 UV 램프로 추가 노광을 실시한 후 포스트 베이크하였다. 이와 같은 방법으로 패턴이 이루어진 컬러 필터 위에, 동일한 방법으로 R, G, B 순으로 다른 컬러 필터를 적층하였다.
상기 컬러 필터를 적층한 후, 완료된 기판을 반사형 광학현미경(관찰배율 50배)으로 관찰한 후, 하기 기준에 따라 적층 잔사 발생 정도를 평가하였다.
<적층 잔사 평가 기준>
○: 적층 잔사 발생
×: 적층 잔사 미발생
물얼룩 내용제성 적층잔사
비교예 1 ○ 3.6 ○
비교예 2 ○ 4.7 ○
비교예 3 ○ 5.3 ○
실시예 1 × 1.7 ×
실시예 2 × 1.1 ×
실시예 3 × 1.6 ×
실시예 4 × 1.3 ×
상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 광중합 개시제로서 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하는 실시예 1 내지 4의 착색 감광성 수지 조성물은 우수한 내용제성을 나타내고 물얼룩 및 적층잔사를 발생시키지 않는 것을 확인할 수 있었다. 반면, 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물 중 어느 하나를 포함하지 않는 비교예 1 내지 3의 착색 감광성 수지 조성물은 내용제성이 떨어지고 물얼룩 및 적층잔사가 발생하는 것을 확인하였다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 광중합 개시제는 300nm 이상의 영역에서 흡수 대역을 갖는 옥심 화합물 및 300nm 이하의 영역에서 흡수 대역을 갖는 아세토페논 화합물을 포함하고,
    상기 옥심 화합물은 하기 화학식 3으로 표시되는 화합물인 착색 감광성 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure 112021037297049-pat00023

    상기 식에서,
    R7 및 R8는 각각 독립적으로 C1-C12의 알킬기이며,
    R9 내지 R16은 각각 독립적으로 수소, 할로겐, C1-C12의 알킬기, C1-C12의 알콕시기, C1-C12의 히드록시알킬기, C2-C24의 히드록시알콕시알킬기, C3-C10의 사이클로알킬기, 아릴기, 아랄킬기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 또는 히드록시기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 3에서, R7은 메틸기 또는 프로필기이고, R8는 메틸기, 에틸기, 부틸기, 펜틸기 또는 헥실기이며, R9은 수소, 메틸기, 에틸기 또는 부틸기이고, R10 내지 R16은 수소인 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 아세토페논 화합물은 알파 위치에 히드록시기 또는 C1-C3의 알콕시기를 갖는 아세토페논 화합물 중 1종 이상을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
  7. 제6항에 있어서, 상기 아세토페논 화합물은 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)-페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논 및 2,2-디에톡시-2-페닐아세토페논으로 구성된 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서, 상기 옥심 화합물 및 상기 아세토페논 화합물의 중량비는 70 내지 99 : 1 내지 30인 착색 감광성 수지 조성물.
  9. 제1항 및 제5항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬러필터.
  10. 제9항에 따른 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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