KR102329975B1 - 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치 - Google Patents

염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102329975B1
KR102329975B1 KR1020180026707A KR20180026707A KR102329975B1 KR 102329975 B1 KR102329975 B1 KR 102329975B1 KR 1020180026707 A KR1020180026707 A KR 1020180026707A KR 20180026707 A KR20180026707 A KR 20180026707A KR 102329975 B1 KR102329975 B1 KR 102329975B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
photosensitive resin
self
resin composition
formula
Prior art date
Application number
KR1020180026707A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190105933A (ko
Inventor
황진아
오용호
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020180026707A priority Critical patent/KR102329975B1/ko
Priority to JP2019040419A priority patent/JP2019157126A/ja
Priority to CN201910173352.XA priority patent/CN110240813A/zh
Publication of KR20190105933A publication Critical patent/KR20190105933A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102329975B1 publication Critical patent/KR102329975B1/ko

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/0084—Dispersions of dyes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B3/00—Dyes with an anthracene nucleus condensed with one or more carbocyclic rings
    • C09B3/14—Perylene derivatives
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B67/00—Influencing the physical, e.g. the dyeing or printing properties of dyestuffs without chemical reactions, e.g. by treating with solvents grinding or grinding assistants, coating of pigments or dyes; Process features in the making of dyestuff preparations; Dyestuff preparations of a special physical nature, e.g. tablets, films
    • C09B67/0071—Process features in the making of dyestuff preparations; Dehydrating agents; Dispersing agents; Dustfree compositions
    • C09B67/008—Preparations of disperse dyes or solvent dyes
    • C09B67/0082—Preparations of disperse dyes or solvent dyes in liquid form
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/02—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor
    • C09K11/025—Use of particular materials as binders, particle coatings or suspension media therefor non-luminescent particle coatings or suspension media
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/09—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers
    • G03F7/105—Photosensitive materials characterised by structural details, e.g. supports, auxiliary layers having substances, e.g. indicators, for forming visible images
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00—Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10—Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018—Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025—Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029—Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)
  • Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
  • Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Abstract

본 발명은 용해도 0% 초과 1% 미만의 (A)형광 염료; 산가 1 내지 250 mgKOH/g의 (B)분산제; 및 (C)분산 용제를 포함하는 염료 분산액 조성물, 및 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물과 색 변환층, 및 상기 색 변환층을 포함하는 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.

Description

염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치{A DYE DISPERSION COMPOSITION, A SELF EMISSION TYPE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND A COLOR CONVERSION LAYER COMPRISING THE DYE DISPERSION COMPOSITION, A COLOR FILTER COMPRISING THE COLOR CONVERSION LAYER, A DISPLAY DEVIDE COMPRISING THE COLOR FILTER}
본 발명은 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러 필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 산업은 CRT에서 PDP, OLED, LCD등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 그 중 액정표시장치(LCD)는 거의 모든 산업에서 화상표시장치로써 널리 이용되고 있으며, 그 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다. 하지만 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.
기존 액정표시장치에서 색 구현을 위해 사용되고 있는 안료 또는 염료계의 착색컬러필터는 투과되는 백라이트 광원에 대해 특정영역의 광 흡수 및 투과되는 특성을 이용하고 있어, 조사되는 백라이트 광원의 투과효율이 급격히 떨어지는 문제를 가지고 있다.
일반적인 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)를 이용하였다. 그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다. 상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, NTSC (National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
이에 동종 산업계에서는 백라이트 광원의 효율을 향상시키기 위해 컬러필터 및 LCD panel의 재료 및 구조 등의 변경을 통해 광 효율을 향상시키기 위해 노력하고 있으나, 착새재료의 투과특성 한계로 인해 색 재현성 및 휘도 특성을 동시에 만족시키기에는 일정 수준을 벗어날 수 없는 문제를 가지고 있다.
대한민국 등록특허 제10-1390535호는 염료 분산액을 개시하고는 있으나, 일반적인 염료 분산액에 대한 것으로, 형광 효율이 좋음에도 불구하고, NMP, DMSO, 물 등의 실제 공정에서 사용하기 어려운 용제에만 용해되어 실질적 사용에 있어 문제가 있고, 용해도가 너무 낮아 사용에 어려움이 있는 형광 염료에 대한 분산액으로 사용 될 수 없는 실정이다.
대한민국 등록특허 제10-1390535호
본 발명은 상술한 종래 기술적 문제점을 개선하기 위한 것으로, 용해도가 현저히 낮은 형광 염료 또한 분산액 상에 충분히 분산되어, 형광 염료의 선정에 제약 받지 않는 염료 분산액 조성물과 이를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 형광 효율이 우수하고 휘도가 향상된 상기 색 변환층과 이를 포함하는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터를 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 용해도 0% 초과 1% 미만의 (A)형광 염료; 산가 1 내지 250 mgKOH/g의 (B)분산제; 및 (C)분산 용제를 포함하는 염료 분산액 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물과 색 변환층을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 색 변환층을 포함하는 컬러 필터 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 염료 분산액 조성물은 형광 염료가 충분히 분산된 분산액 상태로 제공되어, 형광 염료의 용해도에 구애받지 않고 형광 효율이 우수한 형광 염료를 선택하여 사용할 수 있는 효과를 제공한다.
또한, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 색 변환층을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치는 형광 효율이 우수하여 휘도가 향상되는 효과를 제공한다.
본 발명은 용해도 0% 초과 1% 미만의 (A)형광 염료; 산가 1 내지 250 mgKOH/g의 (B)분산제; 및 (C)분산 용제를 포함하는 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물과 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러 필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다:
본 발명에 따른 염료 분산액 조성물은 형광 염료가 충분히 분산된 분산액 상태로 제공되어, 형광 염료의 용해도에 구애받지 않고 사용할 수 있어, 형광 효율이 우수하고, 휘도가 향상된 색 변환층을 제공할 수 있다.
본 발명은 용해도 0% 초과 1% 미만의 (A)형광 염료; 산가 1 내지 250 mgKOH/g의 (B)분산제를 사용함으로서, 용해도가 좋지 않아 사용에 제한이 있었던 상기 형광 염료를 농도의 제한 없이 사용할 수 있으며, 상기 분산제를 도입하여 상기 형광 염료의 형광 효율 감소 없이 형광을 유지할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이하, 본 발명의 염료 분산액 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 자세히 설명한다. 그러나 본 발명이 이들 성분들에 의해 한정되는 것은 아니다.
염료 분산액 조성물
(A) 형광 염료
상기 형광 염료는 용해도가 PGMEA 0wt% 에서 0% 초과 1% 미만인 것을 특징으로 하며, 형광 염료를 포함하게 될 경우 발광 효율이 우수한 효과를 얻을 수 있다. 상기 형광 염료는 염료 분산액 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 0.01 내지 30 중량%로 포함되고, 바람직하게는 0.1 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 형광 효율 면에서 바람직하다. 상기 형광 염료의 함량이 30 중량% 이상이 되면 형광 효율 면에서 좋지 않은 경향이 있다.
본 발명에서 염료 분산액 조성물 중 고형분 총 중량이란 염료 분산액 조성물의 용제를 제외한 나머지 성분의 총 중량을 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 형광 염료는 페릴렌(perylene) 구조를 포함하고, 바람직하게는, 하기 화학식 1로 표시되는 페릴렌 비스이미드계 화합물을 포함할 수 있다. 하기 화학식 1로 표시되는 페릴렌 비스이미드계 화합물은 예를 들어, 적색 형광 염료일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018022859212-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
상기 R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알콕시기 및 하기 구조식 1로 표시되는 치환기로부터 선택되며, R3, R4, R5 및 R6 가 전부 동일하지 않고,
[구조식 1]
Figure 112018022859212-pat00002
상기 구조식 1에서,
X1 및 X5는 수소원자 또는 탄소수 1 내지 10인 알킬기이며,
X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 탄소수 1 내지 10인 에스터기 또는 아민기이고, X2, X3 및 X4 중 적어도 하나 이상은 할로겐 원자 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기이며,
W는 산소 원자 또는 황 원자이다.
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), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기는 탄소수 3 내지 10개로 구성된 단순 또는 융합 고리형 탄화수소의 환 탄소 중 하나 이상이 산소, 황 또는 질소로 치환된 작용기를 의미하며, 예를 들어 티아졸리디닐, 옥시라닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 탄소수 1 내지 10인 알킬기는 탄소수 1 내지 10개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 탄소수 1 내지 10인 알콕시기는 탄소수 1 내지 10개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 알콕시기를 의미하며, 메톡시, 에톡시, n-프로판옥시 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 "치환 또는 비치환"은 할로겐기, 니트릴기, 니트로기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 3 내지 10인 시클로알킬기, 탄소수 2 내지 10인 알케닐기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 아릴옥시기, 티올기, 탄소수 1 내지 10인 알킬티오기, 알릴티오기, 술폭시기, 탄소수 1 내지 10인 알킬술폭시기, 아릴술폭시기, 실릴기, 붕소기, 아릴아민기, 아랄킬아민기, 탄소수 1 내지 10인 알킬아민기, 아릴기, 아랄킬기, 아릴알케닐기, 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나, 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 "할로겐기"는 -F, -Cl, -Br 또는 -I를 의미한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 페릴렌 비스이미드계 화합물은 형광도를 증가시킬 수 있으며, 비대칭 형태로 치환기들을 도입함으로써 구조적 뒤틀림을 유발시킴으로써, 용제에 대한 용해도가 증가될 수 있다. 또한, 우수한 화학적, 열적 및 광학적 안정성을 나타낼 수 있어, 공정의 적용에 매우 유리하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure 112018022859212-pat00003
상기 화학식 2에 있어서,
R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
R11, R12, R13 및 R14은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 할로알킬기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 탄소수 1 내지 10인 에스터기 및 아민기에서 선택되는 치환기이며, R11, R12, R13 및 R14 중 적어도 하나는 나머지와 치환기의 종류 또는 치환기의 위치가 상이한 것이고,
Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자이며,
a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 R11, R12, R13 및 R14 중 적어도 하나의 치환기가 파라(para) 또는 메타(meta) 위치에서 치환되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1 또는 화학식 2에 있어서, R1 및 R2 중 하나 이상은 하기 구조식 2로 표시되는 치환기일 수 있다.
[구조식 2]
Figure 112018022859212-pat00004
상기 구조식 2에 있어서,
R21 내지 R25는 각각 독립적으로, 수소 원자 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5인 알킬기로부터 선택된다.
본 명세서에서 사용되는 탄소수 1 내지 5인 알킬기는 탄소수 1 내지 5개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 3-12 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure 112018022859212-pat00005
[화학식 3-2]
Figure 112018022859212-pat00006
[화학식 3-3]
Figure 112018022859212-pat00007
[화학식 3-4]
Figure 112018022859212-pat00008
[화학식 3-5]
Figure 112018022859212-pat00009
[화학식 3-6]
Figure 112018022859212-pat00010
[화학식 3-7]
Figure 112018022859212-pat00011
[화학식 3-8]
Figure 112018022859212-pat00012
[화학식 3-9]
Figure 112018022859212-pat00013
[화학식 3-10]
Figure 112018022859212-pat00014
[화학식 3-11]
Figure 112018022859212-pat00015
[화학식 3-12]
Figure 112018022859212-pat00016
상기 형광 염료는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 이용해도 좋다. 상기 형광 염료로 2종 이상을 사용하는 경우, 청색광으로부터 적색광으로의 변환 효율 면에서 유리한 특성을 나타낸다.
(B)분산제
상기 분산제는 하기 화학식 4로 표시되는 구조를 포함하는 것을 특징으로 하며, 염료 분산액 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 1 내지 40 중량%로 포함되고, 바람직하게는 5 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 형광 효율 면에서 유리하며, 상기 분산제가 40 중량%로 포함되는 경우, 형광 효율 및 신뢰성이 감소하는 경향이 있다.
[화학식 4]
Figure 112018022859212-pat00017
상기 화학식 4에 있어서,
R7은 수소 원자 또는 메틸기이고,
A는 직접 결합 또는 2가의 연결기이며, 상기 2가의 연결기는 -CH2-, -O- 또는 -S-이고,
R8는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, -[CH(R31)-CH(R32)-O]n-CH(R33)-CH(R34)- 또는 -[(CH2)y-O]z-(CH2)y-로 표시되는 2가의 유기기이고, n은 1 내지 25의 정수, y는 1 내지 5의 정수, z는 1 내지 25의 정수를 나타내고,
R31 및 R32는 각각 독립적으로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 10의 쇄상 또는 환상의 탄화수소기이거나, R31 및 R32가 서로 결합한 환상 구조이고,
R33 및 R34은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
B는 COOH, SO3H 또는 PO3H2를 나타낸다.
일반적인 분산제는 아민가를 포함하고 있으나, 본 발명에서 상기 분산제는 산가를 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 분산제가 산가를 포함하는 경우, 형광 효율면에서 바람직하다.
상기 분산제의 산가는, 바람직하게는 1 내지 250 mgKOH/g이고, 보다 바람직하게는 30 내지 200 mgKOH/g이다. 본 발명에서 산가는 분산제의 고형분 1 g당의 산가를 의미하고, 0.1 mol/ℓ의 염산 수용액을 이용하여, 전위차 적정법(예컨대, COMTITE(AUTO TITRATOR COM-900, BURET B-900, TITSTATIONK-900), 히라누마산교사 제조)에 의해 측정한 후, 수산화칼륨의 당량으로 환산한 값을 말한다.
상기 분산제로는, 상기 형광 염료의 분산에 이용되는 것이면 한정되지 않고, 예컨대 고분자 분산제를 들 수 있다. 상기 고분자 분산제로는, 아크릴계 분산제 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 분산제로는, 아크릴계 블록 공중합체를 들 수 있다. 아크릴계 블록 공중합체로는, 염기성기와 산기(이하, 이들 기를 '착색제 흡착기'로 총칭하는 경우가 있음)를 포함하는 블록과, 상기 착색제 흡착기를 포함하지 않는 블록을 갖는 블록 공중합체가 바람직하다. 상기 착색제 흡착기는 각각 형광 염료를 흡착할 수 있다.
상기 착색제 흡착기를 포함하는 착색제 흡착 블록으로는, 염기성기를 갖는 단량체와 함께 산기를 갖는 단량체를 이용함으로써 구성되는 것을 들 수 있다.
상기 염기성기를 갖는 단량체로는, 1급 아미노기, 2급 아미노기, 3급 아미노기 또는 4급 암모늄기를 갖는 단량체를 들 수 있다. 구체적인 예로는, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디에틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아크릴아미드, 디에틸아크릴아미드, 디메틸아미노프로필메타크릴아미드, 아크릴로일모르폴린, 비닐이미다졸, 2-비닐피리딘, 아미노기와 카프로락톤 골격을 갖는 단량체; 글리시딜(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜기를 갖는 화합물과 분자 중에 1개의 2급 아미노기를 갖는 화합물과의 반응물; (메트)아크릴로일알킬이소시아네이트 화합물과 4-(2-아미노메틸)-피리딘, 4-(2-아미노에틸)-피리딘, 4-(2-히드록시에틸)피리딘, 1-(2-아미노에틸)-피페라진, 2-아미노-6-메톡시벤조티아졸, 1-(2-히드록시에틸이미다졸), N,N-디알릴멜라민, N,N-디메틸-1,3 프로판디아민과의 반응물 등을 들 수 있다.
상기 산기를 갖는 단량체로는, 카르복시기, 술포기, 인산기를 갖는 단량체를 들 수 있다. 카르복시기를 갖는 단량체로서, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산 등의 불포화 모노카르복실산 화합물; 말레산, 푸마르산, 이타콘산등의 불포화 디카르복실산 화합물 및 그 하프 에스테르; 등을 들 수 있다. 술포기를 갖는 단량체로서, 2-아크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 2-메타크릴아미드-2-메틸-1-프로판술폰산, 스티렌술폰산 등을 들 수 있다. 인산기를 갖는 단량체로서, 애시드포스포닐(메트)아크릴레이트, 애시드포스포닐에틸(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 아크릴계 블록 공중합체는, 리빙 음이온 중합 등의 종래 공지된 중합 방법에 의해 얻을 수 있다.
상기 아크릴계 블록 공중합체의 산가는, 1 내지 250 mgKOH/g이고, 바람직하게는 30 내지 200 mgKOH/g이다.
상기 산가의 분산제를 적용할 경우 형광 효율의 감소 및 코팅 시 표면불량의 문제가 없으나, 산가가 250 mgKOH/g을 초과하면 형광 효율 감소가 일어나는 경향을 보이며, 산가가 1 mgKOH/g 미만이거나 산가를 포함하지 않는 분산제를 적용하면 형광 효율 감소 및 저장 안정성이 좋지 않은 경향이 있다.
상기 아크릴계 블록 공중합체의 시판품으로는, 빅케미·재팬사에서 제조한 Disperbyk(등록상표)-174(산가 22 mgKOH/g), Disperbyk(등록상표)-111(산ㅇ가 129 mgKOH/g), Disperbyk-P104(산가 180 mgKOH/g) 등을 들 수 있다.
상기 착색제 흡착기를 포함하지 않는 블록으로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 염화벤질 등의 방향족비닐 화합물; 메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, 부틸(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산알킬에스테르; 벤질(메트)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산아릴알킬에스테르; 폴리카프로락톤 함유 화합물, 폴리알킬렌글리콜모노에스테르계 화합물 등에서 유래되는 블록을 들 수 있다.
(C)분산 용제
상기 분산 용제는 염료 분산액 조성물 총 중량에 대하여, 20 내지 90 중량%로 포함되고, 바람직하게는 40 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물을 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.
상기 분산 용제는 특별히 제한되지 않으며 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다. 그의 구체예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르,에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류,메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상술된 상기 분산 용제 구체적인 예 중에서도 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제가 도포성, 건조성면에서 바람직하고, 구체적으로, 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 유기 용제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
(D)분산 수지
본 발명의 염료 분산액 조성물은 분산 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 분산 수지의 산가는 20 내지 200 ㎎KOH/g인 것이 바람직하다. 상기 분산 수지의 분자량 분포(중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn))는 1.5 내지 6.0 인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 상기 분산 수지의 분산성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 분산 수지는 알칼리 가용성 수지인 것이 바람직하다. 상기 분산 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 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 상기 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-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 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 단량체류등을 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, 아다만탄골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 비유전 상수값을 낮추는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
이하에서, 상술된 것과 같은 염료 분산액 조성물과 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물의 각 구성 성분들에 대하여 자세히 설명한다. 그러나 본 발명이 이들 성분들에 의해 한정되는 것은 아니다.
자발광 감광성 수지 조성물
염료 분산액 조성물
상기 염료 분산액 조성물의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 60 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 30 중량부로 포함될 수 있다. 상기 염료 분산액 조성물이 상기 범위 내로 포함되는 경우, 형광 효율 및 신뢰성에 유리하며 60 중량부 이상일 경우 형광 효율이 급격하게 감소하는 경향이 있다.
알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지의 분자량은 중량평균분자량이 3,000 내지 40,000인 것이 바람직하며, 5,000 내지 30,000인 것이 보다 바람직하다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 막 형성능과 신뢰성, 현상성의 밸런스가 우수한 경향이 있다. 또한, 상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 기준으로 50 내지 200 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 알칼리 현상에 대한 현상성이 우수하고, 잔사 발생이 억제되고, 패턴의 밀착성이 향상되는 이점이 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 염료 분산액 조성물에 사용된 상기 분산 수지와 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량부, 바람직하게는 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 현상액에의 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이하며, 현상 시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어, 비화소 부분의 누락성이 양호해지므로 바람직하다.
광중합성 화합물
상기 광중합성 화합물은 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다. 상기 광중합성 화합물은 디스플레이 장치의 전면 차광층 형성용 감광성 수지 조성물의 현상성, 감도, 밀착성, 표면문제 등을 개량하기 위해 관능기의 구조나 관능기 수가 다른 2개 또는 그 이상의 광중합성 화합물을 혼합하여 사용할 수 있으며, 이 분야에서 일반적으로 사용되는 것이라면 그 종류는 특별히 제한되지 않는다.
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 화합물은 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 5 내지 70 중량부, 바람직하게는 10 내지 40 중량부로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 내에 포함되는 경우, 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
상기 범위 내로 포함되는 경우, 자발광 감광성 조성물을 포함하는 블랙 매트릭스 또는 스페이서로서의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 강도 및 평활성이 부족하고, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 높은 강도로 인해 패터닝이 용이하지 않은 문제가 발생하므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용된다.
광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 자발광 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 광중합 개시제로서, 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예를 들면, 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로는 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-피페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 베틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물로는 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온 및 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 형광 효율 및 패턴 특성에도 유리하나, 20 중량부 이상이 되면 형광 감소 및 패턴 특성이 나빠지는 경향이 있다.
용제
상기 용제는 자발광 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 자발광 감광성 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 예시한 용제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여, 20 내지 90 중량부, 바람직하게는 30 내지 85 중량부 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 함량 범위 내로 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 효과를 제공하므로 바람직하다.
첨가제
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 구체적인 예로, 충진제, 다른 고분자 화합물, 안료 분산제. 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등을 들 수 있다.
상기 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.
상기 다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 안료 분산제로서는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard),서플(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
상기 밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-<81> t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
컬러필터 및 액정 표시장치
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물로 제조되는 컬러 필터와 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
이러한 컬러 필터를 구비할 수 있는 표시 장치로는 액정 표시 장치, OLED, 플렉서블 디스플레이 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 적용이 가능한 이 분야에 알려진 모든 표시 장치를 예시할 수 있다.
컬러필터는 전술한 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 광경화 및 현상하여 패턴을 형성함으로써 제조할 수 있다.
먼저, 자발광 감광성 수지 조성물을 기재에 도포한 후 가열 건조함으로써 용매 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는다.
도포 방법으로는, 예를 들어 스핀 코트, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 앤드 스핀 코트 또는 슬릿 코트법 등에 의해 실시될 수 있다. 도포 후 가열건조 (프리베이크), 또는 감압 건조 후에 가열하여 용매 등의 휘발 성분을 휘발시킨다. 여기에서, 가열 온도는 통상 70 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 130℃이다. 가열건조 후의 도막 두께는 통상 1 내지 8㎛ 정도이다. 이렇게 하여 얻어진 도막에, 목적으로 하는 패턴을 형성하기 위한 마스크를 통해 자외선을 조사한다. 이 때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 또한 마스크와 기판의 정확한 위치 맞춤이 실시되도록, 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 자외선을 조사하면, 자외선이 조사된 부위의 경화가 이루어진다.
상기 자외선으로는 g선(파장: 436㎚), h선, i선(파장: 365㎚) 등을 사용할 수 있다. 자외선의 조사량은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있는 것이며, 본 발명에서 이를 한정하지는 않는다. 경화가 종료된 도막을 현상액에 접촉시켜 비노광부를 용해시켜 현상하면 목적으로 하는 패턴 형상을 형성할 수 있다.
상기 현상 방법은, 액첨가법, 디핑법, 스프레이법 등 어느 것을 사용하여도 무방하다. 또한 현상시에 기판을 임의의 각도로 기울여도 된다. 상기 현 상액은 통상 알칼리성 화합물과 계면 활성제를 함유하는 수용액이다. 상기 알칼리성 화합물은, 무기 및 유기 알칼리성 화합물의 어느 것이어도 된다. 무기 알칼리성 화합물의 구체적인 예로는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 인산수소 2나트륨, 인산2수소나트륨, 인산수소 2암모늄, 인산2수소암모늄, 인산 2수소칼륨, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 수소나트륨, 탄산 수소 칼륨, 붕산 나트륨, 붕산 칼륨, 암모니아 등을 들 수 있다. 또한, 유기 알칼리성 화합물의 구체적인 예로는, 테트라메틸암모늄히드록사이드, 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록사이드, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민, 에탄올아민 등을 들 수 있다.
이들 무기 및 유기 알칼리성 화합물은, 각각 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 알칼리 현상액 중의 알칼리성 화합물의 농도는, 바람직하게는 0.01 내지 10 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.03 내지 5 질량%이다.
상기 알칼리 현상액 중의 계면 활성제는 비이온계 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제 또는 양이온계 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 비이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알 킬아민 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 라우릴알코올황산에 스테르나트륨이나 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨이나 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨이나 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 스테아릴아민염산염이나 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 현상액 중의 계면 활성제의 농도는, 통상 0.01 내지 10 질량%, 바람직하게는 0.05 내지 8 질량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 질량%이다. 현상 후, 수세하고, 또한 필요에 따라 150 내지 230℃ 에서 10 내지 60 분의 포스트베이크를 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시 예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시 예, 비교 예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
합성 예 1: 분산 수지
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 모노머 적하 로트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g, PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃ 승온하여 3h 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g를 플라스크내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 분산 수지를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
상기 분산 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.
장치 : HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)
칼럼 : TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)
칼럼 온도 : 40℃
이동상 용제 : 테트라히드로퓨란
유속 : 1.0 ㎖/분
주입량 : 50 ㎕
검출기 : RI
측정 시료 농도 : 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질 : TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)
상기에서 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
합성 예 2: 중간체 화합물(INT)
Figure 112018022859212-pat00018
1,6,7,12-테트라클로로페릴렌 테트라카르복실산 디안하이드라이드 (0.11mol)와 2,6-디이소프로필아닐린 (0.44 mol)를 프로피온산 1L에 투입 후 승온하여 140℃에서 5시간 동안 반응을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하여 석출물을 감압 여과하고 메탄올로 수세하였다. 여과체를 물에 분산하여 30분 유지 후에 감압 여과하고, 다시 메탄올에 분산하여 30분 유지 후 감압 여과하였다. 건조 후 80.5%의 수율로 중간체 화합물(INT)을 수득하였다.
상기 중간체 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였다. 그 결과, 분자량이 848.16인 것으로 확인되었다.
합성 예 3: 형광 염료(화학식 3-1)
Figure 112018022859212-pat00019
상기 합성 예 2에 따른 중간체 화합물 (0.04mol)과 N-메틸피롤리돈 (266.1g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 4-플루오로페놀 (0.04 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7g)에 용해한 액을 120℃에서 2시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-클로로페놀 (0.16 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 4시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 화학식 3-1의 화합물을 40.4%의 수율로 수득하였다. PGEMA 용해도는 0.5wt% 였다.
MS: 1198.29
합성 예 4: 형광 염료(화학식 3-7)
Figure 112018022859212-pat00020
상기 합성 예 2에 따른 중간체 화합물 (0.04mol)과 N-메틸피롤리돈 (266.1g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 4-부틸파라벤 (0.04 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7g)에 용해한 액을 120℃에서 2시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-클로로페놀 (0.16 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 4시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 화학식 3-7의 화합물을 68.7%의 수율로 수득하였다. PGMEA 용해도는 3%였다.
MS: 1280.35
제조 예 1 내지 4 및 비교 제조 예 1 및 2에 따른 염료 분산액 조성물의 제조
제조 예 1:
(A)형광 염료로서 LumogenR305 (용해도 PGMEA 1wt% 미만, BASF 제조) 9.60부, (B)분산제로서, 아크릴계 분산제 Disperbyk P104(산가 180 mgKOH/g, 빅케미사 제조) 4.32부, (C)분산 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 53.81부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 6.20부 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 3.20부 및 (D)분산 수지로서 합성 예 1 2.88부(고형분 환산)과 0.2 mm 직경의 지르코니아 비드 360부를, 용량 140 mL의 마요네스 병에 투입하고, 페인트 컨디셔너로 60℃에서 10시간 동안 혼련하여 분산 처리를 행하였다. 그 후, 지르코니아 비드를 제거하고 분산액을 얻었다. 상기 분산액을, 공경 1.0 ㎛의 멤브레인 필터로 여과하였다.
제조 예 2:
(A)형광 염료로서 합성 예 3 9.60부를 사용한 것을 제외하고는 제조 예 1에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
제조 예 3:
(B)분산제로서 BYK-111(산가 129 mgKOH/g)을 사용한 것을 제외하고는 제조 예 1에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
제조 예 4:
(B)분산제로서 BYK-111(산가 129 mgKOH/g)을 사용한 것을 제외하고는 제조 예 2에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
비교 제조 예 1:
(A)형광 염료로서 합성 예 3을 사용한 것 및 (B)분산제로서 BYK-2118(아민가 16.5 mgKOH/g)을 사용한 것을 제외하고는 제조 예 1에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
비교 제조 예 2:
(B)분산제로서 BYK-166(아민가 20 mgKOH/g)을 사용한 것을 제외하고는 제조 예 2에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
비교 제조 예 3:
(A)형광 염료로서 합성 예 4를 사용한 것 및 (B)분산제로서 BYK-166(아민가 20 mgKOH/g)을 사용한 것을 제외하고는 제조 예 2에 따른 염료 분산액 조성물과 동일하게 제조하였다.
실시 예 1 내지 4 및 비교 예 1 내지 3에 따른 자발광 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1을 참조하여, 실시 예 1 내지 4 및 비교 예 1 내지 3에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
Figure 112018022859212-pat00021
알칼리 가용성 수지: 합성 예 1
광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(Kayarad DPHA: 닛본 카야꾸㈜ 제조)
광중합 개시제 E-1: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369; Ciba Specialty Chemical사 제조)
광중합 개시제 E-2: 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논(EAB-F; 호도가야 카가쿠㈜제조)
용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
색 변환층의 제조
실시 예 1 내지 4와 비교예 1 내지 3에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 색 변환층을 제조하였다. 즉, 상기 각각의 자발광 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 60초 동안 현상 후 220℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 색 변환층을 제조하였다. 상기 색 변환층의 필름 두께는 3.0㎛이었다.
색 변환층의 필름 두께는 500㎛까지 다양하게 제어될 수 있다.
시험 예: 색 변환층의 발광 세기 측정
실시 예 1 내지 4 및 비교 예 1 내지 3에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 색 변환층을 양자효율 측정기(QE-1000, 오츠카사제)를 이용하여, 각각의 코팅기판에 대한 발광 PL을 측정하여, 하기 표 2에 발광 세기를 나타내었다. 측정된 발광 세기가 높을수록 우수한 휘도 특성을 갖는 것으로 판단할 수 있다.
Figure 112018022859212-pat00022
이와 같이, 본 발명에 따른 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 색 변환층을 제조하는 경우, 발광 효율이 매우 우수한 것을 알 수 있다.
그러나 용해도가 3%인 형광 염료를 포함하는 비교 예 3에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 색 변환층의 경우는 형광 염료의 용해도가 지나치게 좋아, 형광 염료의 분산 안정성이 저하되어, 발광 세기(형광)를 측정할 수 없었다.

Claims (15)

  1. 염료 분산액 조성물, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하고, 고굴절 재료를 포함하지 않는, 자발광 감광성 수지 조성물로서,
    상기 염료 분산액 조성물은 (A)형광 염료; 산가 1 내지 250 mgKOH/g의 (B)분산제; 및 (C)분산 용제를 포함하는 것이고,
    상기 (A)형광 염료는 상기 (C)분산 용제에 대한 용해도가 0% 초과 1% 미만인 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A)형광 염료는 페릴렌(perylene) 구조를 포함하는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 (A)형광 염료는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112021082266461-pat00023

    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
    상기 R3, R4, R5 및 R6는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알콕시기 및 하기 구조식 1로 표시되는 치환기로부터 선택되며, R3, R4, R5 및 R6 가 전부 동일하지 않고,
    [구조식 1]
    Figure 112021082266461-pat00024

    상기 구조식 1에서,
    X1 및 X5는 수소원자 또는 탄소수 1 내지 10인 알킬기이며,
    X2, X3 및 X4는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 탄소수 1 내지 10인 에스터기 또는 아민기이고, X2, X3 및 X4 중 적어도 하나 이상은 할로겐 원자 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기이며,
    W는 산소 원자 또는 황 원자이다.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 (A)형광 염료는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure 112021082266461-pat00025

    상기 화학식 2에서,
    R1 및 R2는 각각 독립적으로, 치환 또는 비치환된 아릴기; 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 10인 헤테로 고리기; 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 10인 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고,
    R11, R12, R13 및 R14은 각각 독립적으로 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10인 알킬기, 탄소수 1 내지 10인 할로알킬기, 히드록시기, 탄소수 1 내지 10인 알콕시기, 탄소수 1 내지 10인 에스터기 및 아민기에서 선택되는 치환기이며, R11, R12, R13 및 R14 중 적어도 하나는 나머지와 치환기의 종류 또는 치환기의 위치가 상이한 것이고,
    Y1, Y2, Y3 및 Y4는 각각 독립적으로 산소 원자 또는 황 원자이며,
    a, b, c 및 d는 각각 독립적으로 1 내지 5의 정수이다.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 R11, R12, R13 및 R14 중 적어도 하나의 치환기가 파라(para) 또는 메타(meta) 위치에서 치환되는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 R1 및 R2 중 하나 이상이 하기 구조식 2로 표시되는 치환기로 치환되는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
    [구조식 2]
    Figure 112021082266461-pat00026

    상기 구조식 2에서,
    R21 내지 R25는 각각 독립적으로, 수소 원자 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5인 알킬기로부터 선택된다.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 R1 및 R2 중 하나 이상이 하기 구조식 2로 표시되는 치환기로 치환되는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
    [구조식 2]
    Figure 112021082266461-pat00027

    상기 구조식 2에서,
    R21 내지 R25는 각각 독립적으로, 수소 원자 및 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 5인 알킬기로부터 선택된다.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 (B)분산제는 하기 화학식 4로 표시되는 구조를 포함하는 것인, 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 4]
    Figure 112021082266461-pat00028

    상기 화학식 4에 있어서,
    R7은 수소 원자 또는 메틸기이고,
    A는 직접 결합 또는 2가의 연결기이며, 상기 2가의 연결기는 -CH2-, -O- 또는 -S-이고,
    R8는 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기, -[CH(R31)-CH(R32)-O]n-CH(R33)-CH(R34)- 또는 -[(CH2)y-O]z-(CH2)y-로 표시되는 2가의 유기기이고, n은 1 내지 25의 정수, y는 1 내지 5의 정수, z는 1 내지 25의 정수를 나타내고,
    R31 및 R32는 각각 독립적으로 치환될 수 있는 탄소수 1 내지 10의 쇄상 또는 환상의 탄화수소기이거나, R31 및 R32가 서로 결합한 환상 구조이고,
    R32 및 R34은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
    B는 COOH, SO3H 또는 PO3H2를 나타낸다.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료 분산액 조성물은 색 변환층 용인 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료 분산액 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여,
    상기 (A)형광 염료 0.01 내지 30 중량%;
    상기 (B)분산제 1 내지 40 중량%; 및
    상기 (C)분산 용제를 염료 분산액 조성물 총 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량으로 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  11. 삭제
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여,
    상기 염료 분산액 조성물 0.1 내지 60 중량부;
    상기 알칼리 가용성 수지 5 내지 50 중량부;
    상기 광중합성 화합물 5 내지 70 중량부;
    상기 광중합 개시제 0.1 내지 20 중량부; 및
    상기 용제 20 내지 90 중량부를 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  13. 청구항 1에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 포함하는 색 변환층.
  14. 청구항 13에 따른 색 변환층을 포함하는 컬러 필터.
  15. 청구항 14에 따른 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
KR1020180026707A 2018-03-07 2018-03-07 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치 KR102329975B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180026707A KR102329975B1 (ko) 2018-03-07 2018-03-07 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치
JP2019040419A JP2019157126A (ja) 2018-03-07 2019-03-06 染料分散液組成物、前記染料分散液組成物を含む自発光感光性樹脂組成物および色変換層、前記色変換層を含むカラーフィルタ、前記カラーフィルタを含む表示装置
CN201910173352.XA CN110240813A (zh) 2018-03-07 2019-03-07 染料分散液组合物、自发光感光性树脂组合物、颜色转换层、滤色器及显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180026707A KR102329975B1 (ko) 2018-03-07 2018-03-07 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190105933A KR20190105933A (ko) 2019-09-18
KR102329975B1 true KR102329975B1 (ko) 2021-11-23

Family

ID=67883010

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180026707A KR102329975B1 (ko) 2018-03-07 2018-03-07 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP2019157126A (ko)
KR (1) KR102329975B1 (ko)
CN (1) CN110240813A (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7474090B2 (ja) 2020-03-26 2024-04-24 住友化学株式会社 化合物及び着色樹脂組成物

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016071360A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. 自発光感光性樹脂組成物、それにより製造された色変換層を含む表示装置

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4911253B1 (ja) 2011-04-28 2012-04-04 大日本印刷株式会社 染料分散液、カラーフィルター用感光性樹脂組成物、カラーフィルター、液晶表示装置及び、有機発光表示装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016071360A (ja) * 2014-09-26 2016-05-09 東友ファインケム株式会社Dongwoo Fine−Chem Co., Ltd. 自発光感光性樹脂組成物、それにより製造された色変換層を含む表示装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Chemistry - A European Journal, 2004, Vol.10, pp.5297-5310.
Journal of Physical Chemistry C, 2007, Vol.111, pp.4861-4870.

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019157126A (ja) 2019-09-19
CN110240813A (zh) 2019-09-17
KR20190105933A (ko) 2019-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI679250B (zh) 自發光型感光性樹脂組成物、含有使用它之色變換層的濾色片及影像顯示裝置
KR102383518B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 화소정의막, 유기발광소자 및 화상 표시 장치
CN109765756B (zh) 着色感光性树脂组合物、滤色器以及显示装置
KR20140016650A (ko) 착색 감광성 수지 조성물
KR20210117755A (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 색 변환층, 색변환 필터 및 화상표시장치
KR102335628B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR102204534B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 색변환층을 포함하는 표시장치
KR102425914B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 색변환층 및 화상표시장치
KR102204610B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 색변환층을 포함하는 표시장치
JP7251984B2 (ja) 自発光感光性樹脂組成物、これを用いて製造された色変換層および表示装置
KR20160115438A (ko) 착색 감광성 수지 조성물
KR102329975B1 (ko) 염료 분산액 조성물, 상기 염료 분산액 조성물을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 및 색 변환층, 상기 색 변환층을 포함하는 컬러필터, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시장치
KR102279562B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR102012523B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치
KR20160103278A (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR102371728B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조되는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치
KR20180085927A (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치
KR101831296B1 (ko) 녹색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20200114552A (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR102093759B1 (ko) 투명화소 형성용 감광성 수지조성물
KR20190109087A (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 표시장치
KR102664597B1 (ko) 흑색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 경화막 및 블랙 매트릭스
KR102385654B1 (ko) 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR102596395B1 (ko) 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR102539870B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant