KR102660289B1 - 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 표시장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하고, 상기 착색제는 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함하는 것인, 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다.

Description

착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 표시장치{A COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND A COLOR FILTER AND A DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상(撮像)소자, 액정표시장치(LCD) 등의 각종 표시장치에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 상기 촬상 소자, 액정표시장치 등에 사용되는 컬러필터는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 컬러의 착색패턴으로 이루어지거나, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 컬러의 착색패턴으로 이루어진다.
상기 컬러필터 각각의 착색패턴은 일반적으로 안료 또는 염료 등의 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된다. 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 착색패턴 가공은 통상적으로 리소그래피 공정으로 수행되고 있다.
컬러필터는 액정표시재료, 유기발광소자, 디스플레이 등의 필수적인 재료로 내용제성 및 밀착성 등의 신뢰성이 우수한 특성이 요구된다, 또한, 최근의 디스플레이 대화면화 및 고세밀화 추세에 따라, 감도가 우수하여 미세 패턴 형성이 용이하고, 내광성이 더욱 향상된 컬러필터에 대한 기술 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0053893호는 할로겐화 아연 프탈로시아닌 안료와 이를 포함하는 잉크 조성물에 관한 것으로, 이와 같이 종래 녹색 안료로 알려져 있는 프탈로시아닌은 화합물 내 중심 원자를 함유하는 화합물로서, 종래 녹색 안료를 사용하는 조성의 경우, 내광성이 충분히 확보되지 않는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2021-0053893호
본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 내광성이 우수하고, 미세 패턴을 형성할 수 있도록 감도가 우수한 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 광중합성 화합물, (D) 광중합 개시제 및 (E) 용제를 포함하고, 상기 (A) 착색제는 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함하는 것인, 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 미세 패턴 형성이 가능하도록 감도가 우수하여 고품질의 미세 화소를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터는 내광성이 우수한 효과를 달성할 수 있다.
본 발명은 (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 광중합성 화합물, (D) 광중합 개시제 및 (E) 용제를 포함하며, 상기 (A) 착색제는 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함하는 것인 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러 필터, 및 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 녹색 화소를 제조하기 위한 녹색 감광성 수지 조성물일 수 있고, 미세 패턴 형성이 가능하도록 감도가 우수하여 고품질의 미세 화소를 형성할 수 있으며, 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터는 내광성이 우수한 효과를 달성할 수 있다.
< 착색 감광성 수지 조성물 >
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은, (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 광중합성 화합물, (D) 광중합 개시제 및 (E) 용제를 포함할 수 있고, 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 구성하는 각 성분에 대하여 자세히 설명한다. 그러나 본 발명이 이들 성분들에 의해 한정되는 것은 아니다.
(A) 착색제
상기 착색제는 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함하는 것을 특징으로 하며, 필요에 따라, (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌 및/또는 (a3) 황색 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 착색제는, 컬러필터의 내광성 측면에서는 상기 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 만을 사용하는 것이 바람직하나, 필요에 따라, (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌을 혼합하여 사용할 수 있다. 구체적으로, 상기 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 상기 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌을 100 : 0 내지 10 : 90의 중량비로 포함할 수 있고, 목적에 따라 90 : 10 내지 20 : 80의 중량비로 포함하는 것이 바람직할 수 있고, 90 : 10 내지 80 : 20의 중량비로 포함하는 것이 더욱 바람직할 수 있다. 상기 중량비를 만족하는 경우, 내광성이 우수한 이점이 있고, 이를 벗어날 경우, 내광성이 저하되는 문제가 발생한다.
상기 착색제의 함량은 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 착색제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 박막 형성 시 화소의 색 농도가 충분하고, 현상 시 비화소부의 누락성이 저하되지 않아 잔사가 발생하기 어려워 바람직하다.
본 발명에서 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량이란 착색 감광성 수지 조성물의 용제를 제외한 나머지 성분의 총 중량을 의미한다.
또한, 상기 착색제는 안료의 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 예로는 안료 분산제(a4)를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 상기 방법에 따라 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
(a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 상기 착색제로 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함함으로써 내광성 및 저장안정성을 향상시킬 수 있다.
상기 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌은 녹색 안료로서, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서, R1 내지 R16은, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 치환 또는 비치환된 프탈이미드메틸기, 치환 또는 비치환된 설파모일기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬티오기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴티오기이다.
(a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌
상기 착색제는, 목적하는 색상 구현을 위해 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌을 더 포함할 수 있다.
상기 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌은 녹색 안료로서, 하기 화학식 2로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에 있어서,
R17 내지 R32는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 치환 또는 비치환된 프탈이미드메틸기, 치환 또는 비치환된 설파모일기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬티오기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴티오기이다.
M은 금속 원자, 금속산화물, 금속 할로겐화물 및 비금속 원자이다.
예를 들어, 상기 금속 원자로는 구리, 아연, 니켈, 철 등이 있을 수 있고, 상기 금속산화물로는 산화티타늄, 산화바나듐 등이 있을 수 있으며, 금속 할로겐화물로는 염화인듐, 염화갈륨 등이 있을 수 있고, 비금속 원자로는 수소 등이 있을 수 있다.
예를 들어, 상기 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌 중 구체적으로 색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물로는, C.I. 피그먼트 그린 7, 36, 58 및 59일 수 있다.
(a3) 황색 안료
상기 착색제는 목적하는 색상 구현을 위해 황색 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 황색 안료로는, 예를 들어, C. I. 피그먼트 옐로우 1, 2, 3, 4, 5, 6, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 20, 24, 31, 32, 34, 35, 35:1, 36, 36:1, 37, 37:1, 40, 42, 43, 53, 55, 60, 61, 62, 63, 65, 73, 74, 77, 81, 83, 86, 93, 94, 95, 97, 98, 100, 101, 104, 106, 108, 109, 110, 113, 114, 115, 116, 117, 118, 119, 120, 123, 125, 126, 127, 128, 129, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 151, 152, 153, 154, 155, 156, 161, 162, 164, 166, 167, 168, 169, 170, 171, 172, 173, 174, 175, 176, 177, 179, 180, 181, 182, 185, 187, 188, 193, 194, 199, 213 및 214 등이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
(a4) 안료 분산제
상기 안료 분산제는 안료의 탈 응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 상기 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 양이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 스테아릴아민염산염 및 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 라우릴알코올황산에스테르나트륨 및 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨 및 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨 및 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
상기 비이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다.
그 외에 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜디에스테르류, 소르비탄지방산에스테르류, 지방산변성폴리에스테르류, 3급아민변성폴리우레탄류 및 폴리에틸렌이민류 등을 들 수 있다.
또한, 상기 안료분산제는 부틸메타아크릴레이트(BMA) 또는 N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제 (이하, 아크릴레이트계 분산제)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 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 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 폴리카르복실산에스테르, 불포화폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함 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.
상기 다른 수지타입의 안료 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서는, 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 아크릴레이트계 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 아크릴레이트계 분산제와 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 안료 분산제는 상기 안료의 고형분 100 중량%에 대하여 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 15 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 안료 분산제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 착색 감광성 수지 조성물의 제조에 용이한 적정 점도 수준을 유지할 수 있으며, 안료의 미립화 및 분산 후 겔화 공정이 용이하여 바람직하다.
(B) 알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지는 패턴을 형성할 때의 현상 처리 공정에서 이용되는 알칼리 현상액에 대해서 가용성을 갖기 위해, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)를 필수성분으로 하여 공중합하여 제조되는 것을 특징으로 한다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함량은 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 10 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%로 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.
상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 30 mg·KOH/g 내지 150 mg·KOH/g인 것이 바람직하며, 이에 따라, 착색 감광성 수지 조성물의 경시안정성이 향상될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 30 mg·KOH/g 미만인 경우, 착색 감광성 수지 조성물이 충분한 현상속도를 확보하기 어려우며, 150 mg·KOH/g를 초과하는 경우, 기판과의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며, 상기 염료와의 상용성이 문제가 발생하여 착색 감광성 수지 조성물 내의 상기 염료가 석출되거나 착색 감광성 수지 조성물의 경시안정성이 저하되어 점도가 상승할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 추가적인 현상성을 확보하기 위해 수산기를 부여할 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지에 수산기를 부여하는 경우, 현상속도가 개선되는 효과가 있다.
상기 알칼리 가용성 수지와 후술하는 광중합성 화합물의 수산화기 값의 합은 50 mg·KOH/g 내지 250 mg·KOH/g인 것이 바람직하다. 상기 알칼리 가용성 수지와 상기 광중합성 화합물의 수산화기의 합이 50 mg·KOH/g 미만인 경우, 충분한 현상속도를 확보할 수 없으며, 250 mg·KOH/g를 초과하는 경우, 형성되는 패턴의 치수안정성이 저하되어 패턴의 직진성이 불량해지기 쉬우며, 상기 염료와의 상용성이 저하되어 경시안정성의 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw)는 3,000 내지 30,000, 바람직하게는 5,000 내지 25,000 일 수 있다. 또한, 본 발명의 알칼리 가용성 수지의 분자량 분포, 즉 수평균 분자량에 대한 중량평균분자량(중량평균분자량(Mw)/수평균 분자량(Mn))은 1.5 내지 6.0, 바람직하게는 1.8 내지 4.0일 수 있으며, 알칼리 가용성 수지가 상기 중량평균분자량 및 분자량 분포의 범위를 만족하는 경우 현상성 우수한 이점이 있다.
(b1) 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체
상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체는 구체적인 예로는 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류; 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류; 및 이것들 디카르복실산의 무수물; ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트 류 등을 들 수 있으며 아크릴산, 메타아크릴산이 바람직하다.
상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b2)를 공중합하여, 상기 알칼리 가용성 수지를 제조할 수 있다. 또는, 상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체와 글리시딜기를 갖는 화합물(b3)을 공중합하여, 상기 알칼리 가용성 수지를 제조할 수 있다. 또는, 상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체, 상기 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체 및 상기 글리시딜기를 갖는 화합물을 공중합하여, 상기 알칼리 가용성 수지를 제조할 수 있다.
(b2) 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체
상기 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체의 구체적인 예로는 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, N-히드록시에틸 아크릴아마이드 등이 있으며 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트가 바람직하며 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
(b3) 글리시딜기를 갖는 화합물
상기 글리시딜기를 갖는 화합물의 구체적인 부틸글리시딜에테르, 글리시딜프로필에테르, 글리시딜페닐에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 글리시딜부티레이트, 글리시딜메틸에테르, 에틸글리시딜에테르, 글리시딜이소프로필에테르, t-부틸글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르, 글리시딜4-t-부틸벤조에이트, 글리시딜스테아레이트, 아릴글리시딜에테르, 메타아크릴산 글리시딜에스터 등이 있으며 부틸글리시딜에테르, 아릴글리시딜에테르, 메타아크릴산 글리시딜에스터가 바람직하며 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 불포화 단량체(b4)가 공중합되어 제조될 수 있다.
(b4) 불포화 단량체
상기 불포화 단량체는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 하기 예시에 한정되지 않는다.
스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물;
N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물;
메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6 ]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류;
페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류;
3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물.
(C) 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 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 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 7 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 내에 포함되는 경우, 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
(D) 광중합 개시제
본 발명에 따른 광중합 개시제는 상기 광중합성 화합물를 중합시킬 수 있는 것으로서, 미세 패턴 구현의 측면에서 옥심에스테르계 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 옥심에스테르계 화합물의 구체적인 예를 들면, o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 1,2-옥타디온-1-(4-페닐치오)페닐-2-(o-벤조일옥심), 에타논-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-1-(o-아세틸옥심) 등을 들 수 있으며, 시판품으로 CGI-124(시바가이기사), CGI-224(시바가이기사), Irgacure OXE-01(BASF사), Irgacure OXE-02(BASF사), N-1919(아데카사), NCI-831(아데카사) 등이 있다.
상기 광중합 개시제는 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 3 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 광중합이 충분히 일어나고, 광중합 후 남은 미 반응 개시제로 인한 투과율 저하를 발생시키지 않을 수 있다.
(E) 용제
상기 용제는 착색 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 착색 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 착색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여, 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량% 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.
(F) 첨가제
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있으며, 구체적인 예로, 분산제, 습윤제, 실란 커플링제 및 응집 방지제 등에서 선택된 적어도 하나 이상을 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 시판되는 계면 활성제를 사용할 수 있으며, 상기 계면 활성제로는 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제, 불소 원자를 가지는 실리콘계 계면활성제 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 상기 실리콘계 계면활성제로는 실록산 결합을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다.　시판품으로는, 토레이실 리콘 DC3PA, 토레이실리콘 SH7PA, 토레이실리콘 DC11PA, 토레이실리콘 SH21PA, 토 레이실리콘 SH28PA, 토레이실리콘 29SHPA, 토레이실리콘 SH30PA, 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400(토레이실리콘(주) 제조), KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341(신에쯔실리콘 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460(GE도시바실리콘(주) 제조) 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면 활성제로는 플루오로카본 사슬을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 프로리네이트 FC430, 프로리네이트 FC431(스미또모 3M(주) 제조), 메가팩 F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 R30(다이니폰잉크카가꾸코교(주) 제조), 에프톱 EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352(신아끼따카세이(주) 제조), 서프론 S381, 서프론 S382, 서프론 SC101, 서프론 SC105(아사히가 라스(주) 제조), E5844((주)다이킨파인케미컬겐큐쇼 제조), BM-1000, BM-1100(BMChemie사 제조) 등을 예로 들 수 있다.
상기 불소 원자를 가지는 실리콘계 계면 활성제로는 실록산 결합 및 플루오로카본 사슬을 가지는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 메가팩 R08, 메가팩 BL20, 메가팩 F475, 메가팩 F477, 메가팩 F443(다이니폰잉크카가꾸코교(주) 제조) 등을 예로 들 수 있다.
상기 습윤제로는 예컨대 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 에틸렌글리콜 등을 들 수 있으며, 이 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실란 커플링제로는 예컨대 아미노프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 SH6062, SZ6030(Toray-Dow Corning Silicon co.,Ltd. 제조), KBE903, KBM803(Shin-Etsu silicone co.,Ltd. 제조) 등이 있다.
상기 응집 방지제에는 예컨대 폴리아크릴산나트륨을 들 수 있다.
< 컬러 필터 및 표시 장치 >
또한, 본 발명은, 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물로 제조되는 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터와, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다. 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물로 제조되는 착색 패턴은 녹색 화소일 수 있다.
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 착색 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 광경화 및 현상하여 패턴을 형성함으로써 제조할 수 있다.
먼저, 착색 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.
합성예 1: 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 색재의 합성
합성예 1-1: 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 색재(a1-1)의 합성
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 7 35 중량부, 피리딘 2 중량부, 피리딘-하이드로클로라이드 1 중량부를 110℃ 질소분위기하에서 17시간 동안 교반하였다. 이후 혼합물에 물 10 중량부를 넣어 원심분리 튜브로 옮기고 발생한 침전물을 6500RPM의 원심분리기를 통해 분리하였다. 녹색의 침전물을 물과 메탄올로 반복 세척하고 진공상태에서 건조시켜 26 중량부의 프탈로시아닌 색재를 합성하였다.
합성예 1-2: 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 색재(a1-2)의 합성
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36 35 중량부, 피리딘 2 중량부, 피리딘-하이드로클로라이드 1 중량부를 110℃ 질소분위기하에서 17시간 동안 교반하였다. 이후 혼합물에 물 10 중량부를 넣어 원심분리 튜브로 옮기고 발생한 침전물을 6500RPM의 원심분리기를 통해 분리하였다. 녹색의 침전물을 물과 메탄올로 반복 세척하고 진공상태에서 건조시켜 26 중량부의 프탈로시아닌 색재를 합성하였다.
합성예 1-3: 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 색재(a1-3)의 합성
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 58 35 중량부, 피리딘 2 중량부, 피리딘-하이드로클로라이드 1 중량부를 110℃ 질소분위기하에서 17시간 동안 교반하였다. 이후 혼합물에 물 10 중량부를 넣어 원심분리 튜브로 옮기고 발생한 침전물을 6500RPM의 원심분리기를 통해 분리하였다. 녹색의 침전물을 물과 메탄올로 반복 세척하고 진공상태에서 건조시켜 26 중량부의 프탈로시아닌 색재를 합성하였다.
합성예 1-4: 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 색재(a1-4)의 합성
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 59 35 중량부, 피리딘 2 중량부, 피리딘-하이드로클로라이드 1 중량부를 110℃ 질소분위기하에서 17시간 동안 교반하였다. 이후 혼합물에 물 10 중량부를 넣어 원심분리 튜브로 옮기고 발생한 침전물을 6500RPM의 원심분리기를 통해 분리하였다. 녹색의 침전물을 물과 메탄올로 반복 세척하고 진공상태에서 건조시켜 26 중량부의 프탈로시아닌 색재를 합성하였다.
상기 합성예 1-1 내지 1-4를 정리하면 하기 표 1과 같다.
합성예 (중량부) 합성예 1-1
(a1-1)		 합성예 1-2
(a1-2)		 합성예 1-3
(a1-3)		 합성예 1-4
(a1-4)
녹색 안료 a2-1 35 a2-2 35 a2-3 35 a2-4 35
피리딘 2 2 2 2
피디딘-HCl 1 1 1 1
H2O 10 10 10 10
프탈로시아닌 색재 26 26 26 26
a2-1: C.I. 피그먼트 그린 7 (G7) - 중심원자 함유 프탈로시아닌 색재
a2-2: C.I. 피그먼트 그린 36 (G36) - 중심원자 함유 프탈로시아닌 색재
a2-3: C.I. 피그먼트 그린 58 (G58) - 중심원자 함유 프탈로시아닌 색재
a2-4: C.I. 피그먼트 그린 59 (G59) - 중심원자 함유 프탈로시아닌 색재
합성예 2: 알칼리 가용성 수지의 합성(B)
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 120부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 80부, AIBN 2부, 아크릴산 13.0부, 벤질메타아크릴레이트 10부, 4-메틸스티렌 57.0부, 메틸메타아크릴레이트 20부 n-도데실머캅토 3부를 투입하고 질소 치환하였다. 그 후 교반하며 반응액의 온도를 110℃로 상승시키고 6시간 반응하였다. 이렇게 합성된 알칼리 가용성 수지의 고형분 산가는 100.2㎎KOH/g 이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량 Mw는 약 15110이었다.
제조예 1: 중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재를 포함하는 녹색 액상 조성물의 제조
제조예 1-1: 녹색 액상 조성물(A1-1) 제조
안료로서 합성예 1-1의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 1-2: 녹색 액상 조성물(A1-2) 제조
안료로서 합성예 1-2의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 1-3: 녹색 액상 조성물(A1-3) 제조
안료로서 합성예 1-3의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 1-4: 녹색 액상 조성물(A1-4) 제조
안료로서 합성예 1-4의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
상기 제조예 1-1 내지 1-4를 정리하면 하기 표 2와 같다.
중심원자 미함유 프탈로시아닌
조성 (중량부) 제조예 1-1
(A1-1)		 제조예 1-2
(A1-2)		 제조예 1-3
(A1-3)		 제조예 1-4
(A1-4)
녹색안료 a1-1 40 a1-2 40 a1-3 40 a1-4 40
BYK2001 24 24 24 24
PGMEA 136 136 136 136
a1-1: 합성예 1-1에서 제조된 중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재
a1-2: 합성예 1-2에서 제조된 중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재
a1-3: 합성예 1-3에서 제조된 중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재
a1-4: 합성예 1-4에서 제조된 중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재
제조예 2: 중심원자 함유 프탈로시아닌 색재를 포함하는 녹색 액상 조성물의 제조
제조예 2-1: 녹색 액상 조성물(A2-1) 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 7의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 2-2: 녹색 액상 조성물(A2-2) 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 2-3: 녹색 액상 조성물(A2-3) 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 58의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
제조예 2-4: 녹색 액상 조성물(A2-4) 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 그린 59의 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 46 중량％) 24 중량부 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합ㆍ분산하여, 안료분산액을 제조하였다.
상기 제조예 2-1 내지 2-4를 정리하면 하기 표 3과 같다.
중심원자 함유 프탈로시아닌
조성 (중량부) 제조예 2-1
(A2-1)		 제조예 2-2
(A2-2)		 제조예 2-3
(A2-3)		 제조예 2-4
(A2-4)
녹색안료 a2-1 40 a2-2 40 a2-3 40 a2-4 40
BYK2001 24 24 24 24
PGMEA 136 136 136 136
a2-1: C.I. 피그먼트 그린 7 (G7)
a2-2: C.I. 피그먼트 그린 36 (G36)
a2-3: C.I. 피그먼트 그린 58 (G58)
a2-4: C.I. 피그먼트 그린 59 (G59)
실시예 및 비교예: 녹색 감광성 수지 조성물의 제조
실시예 1: 상기 안료분산 조성물(A1-1) 36.0 중량부, 상기 합성예 2의 알칼리 가용성 수지(B) 9.82 중량부, 광중합성 화합물로서 KAYARAD DPHA(닛본가야꾸) 2.95 중량부, 광중합 개시제로 옥심에스테르계 화합물인 Irgacure® OXE02 (BASF사 제조) 0.59 중량부를 가하고 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 50.65 중량부를 혼합하여 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-2로 대체하여 실시예 2의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-3로 대체하여 실시예 3의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-4로 대체하여 실시예 4의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-1 32.4 중량부, A2-1 3.6 중량부를 혼합 대체하여 실시예 5의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-2 32.4 중량부, A2-2 3.6 중량부를 혼합 대체하여 실시예 6의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 7: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-3 32.4 중량부, A2-3 3.6 중량부를 혼합 대체하여 실시예 7의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 8: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-4 32.4 중량부, A2-4 3.6 중량부를 혼합 대체하여 실시예 8의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 9: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-1 28.8 중량부, A2-1 7.2 중량부를 혼합 대체하여 실시예 9의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 10: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-2 28.8 중량부, A2-2 7.2 중량부를 혼합 대체하여 실시예 10의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 11: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-3 28.8 중량부, A2-3 7.2 중량부를 혼합 대체하여 실시예 11의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 12: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-4 28.8 중량부, A2-4 7.2 중량부를 혼합 대체하여 실시예 12의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 13: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-1 3.6 중량부, A2-1 32.4 중량부를 혼합 대체하여 실시예 13의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 14: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-2 3.6 중량부, A2-2 32.4 중량부를 혼합 대체하여 실시예 14의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 15: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-3 3.6 중량부, A2-3 32.4 중량부를 혼합 대체하여 실시예 15의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 16: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A1-4 3.6 중량부, A2-4 32.4 중량부를 혼합 대체하여 실시예 16의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A2-1로 대체하여 비교예 1의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A2-2로 대체하여 비교예 2의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A2-3로 대체하여 비교예 3의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 4: 실시예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 안료분산 조성물을 A2-4로 대체하여 비교예 4의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 5: 비교예 1에 따른 착색 감광성 수지 조성물에서 광중합 개시제를 I-369(바스프社)로 대체하여 비교예 5의 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
상기 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 5의 조성을 정리하면, 하기 표 4 내지 6과 같다.
조성 (중량부) 실시예
1 2 3 4 5 6 7 8
착색제
(A)		 A1-1 36.0 - - - 32.4 - - -
A1-2 - 36.0 - - - 32.4 - -
A1-3 - - 36.0 - - - 32.4 -
A1-4 - - - 36.0 - - - 32.4
A2-1 - - - - 3.6 - - -
A2-2 - - - - - 3.6 - -
A2-3 - - - - - - 3.6 -
A2-4 - - - - - - - 3.6
a1:a2 중량비 100:0 100:0 100:0 100:0 90:10 90:10 90:10 90:10
알칼리 가용성 수지(B) 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
광중합성 화합물(D) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
광중합
개시제(E)		 E-1 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
E-2 - - - - - - - -
용제 (F) 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6
Total 100 100 100 100 100 100 100 100
조성 (중량부) 실시예
9 10 11 12 13 14 15 16
착색제
(A)		 A1-1 28.8 - - - 3.6 - - -
A1-2 - 28.8 - - - 3.6 - -
A1-3 - - 28.8 - - - 3.6 -
A1-4 - - - 28.8 - - - 3.6
A2-1 7.2 - - - 32.4 - - -
A2-2 - 7.2 - - - 32.4 - -
A2-3 - - 7.2 - - - 32.4 -
A2-4 - - - 7.2 - - - 32.4
a1:a2 중량비 80:20 80:20 80:20 80:20 10:90 10:90 10:90 10:90
알칼리 가용성 수지(B) 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
광중합성 화합물(D) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
광중합
개시제(E)		 E-1 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6 0.6
E-2 - - - - - - - -
용제 (F) 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6
Total 100 100 100 100 100 100 100 100
조성 (중량부) 비교예
1 2 3 4 5
착색제
(A)		 A1-1 - - - - -
A1-2 - - - - -
A1-3 - - - - -
A1-4 - - - - -
A2-1 36.0 - - - 36.0
A2-2 - 36.0 - - -
A2-3 - - 36.0 - -
A2-4 - - - 36.0 -
a1:a2 중량비 0:100 0:100 0:100 0:100 0:100
알칼리 가용성 수지(B) 9.8 9.8 9.8 9.8 9.8
광중합성 화합물(D) 3.0 3.0 3.0 3.0 3.0
광중합
개시제(E)		 E-1 0.6 0.6 0.6 0.6 -
E-2 - - - - 0.6
용제 (F) 50.6 50.6 50.6 50.6 50.6
Total 100 100 100 100 100
A1-1 내지 A1-4: 상기 제조예 1-1 내지 1-4에서 제조된 녹색 안료 분산액 (중심원자 미함유 프탈로시아닌 색재 a1-1 내지 a1-4 포함)
A2-1 내지 A2-4: 상기 제조예 2-1 내지 2-4에서 제조된 녹색 안료 분산액 (중심원자 함유 프탈로시아닌 색재 a2-1 내지 a2-4 포함)
B: 상기 합성예 2에서 제조된 알칼리 가용성 수지
D: KAYARAD DPHA(닛본가야꾸)
E-1: Irgacure® OXE02 (BASF사 제조)
E-2: I-369(바스프社)
F: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
실험예: 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터 평가
제조예 3: 컬러필터의 제조
상기 실시예 1 내지 16 및 비교예 1 내지 5에서 제조된 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조하였다.
구체적으로, 상기 각각의 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 2인치각의 유리 기판(코닝사 제조, 「EAGLE XG」) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 85℃의 온도에서 100초간 유지하여 박막을 형성시켰다.
상기 박막 위에 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 250 ㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, i 선을 모두 함유하는 1KW의 고압 수은등을 사용하여 50 mJ/㎠의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 120초 동안 담궈 현상하였다. 상기 박막이 도포된 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 85℃의 가열 오븐에서 60분간 가열하여 컬러필터를 제조하였다.
실험예 1 및 2: 컬러레지스트 도막의 내광성 평가 평가
상기 실시예 및 비교예에 따른 녹색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 1000mW 제논램프에서 80시간 간 방치시킨 후, 평가 전후의 분광 및 투과율을 측정하고, 분광 변화(△Eab*) 및 투과율 변화(%)를 하기 수학식 1 및 2에 따라 계산하였다. 평가결과는 아래의 기준에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[수학식 1]
분광 변화(△Eab*) = [(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2
< 분광변화 평가 기준 >
◎: 분광 변화 5.0 미만
△: 분광 변화 5.0 이상 10.0 미만
×: 분광 변화 10.0 이상
[수학식 2]
투과율 변화(%) = [(내광성 평가 후 λmax 투과율)/(초기 λmax 투과율)]*100
< 투과율 평가 기준 >
◎: 투과율 변화 95% 이상
○: 투과율 변화 90% 이상 95% 미만
△: 투과율 변화 85% 이상 90% 미만
×: 투과율 변화 85% 미만
실험예 3: 컬러레지스트 도막의 미세 패턴 측정
상기 실시예 및 비교예에 따른 녹색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 OM장비(ECLIPSE LV100POL 니콘사)를 통하여 측정하였을 때 100 ㎛로 설계된 라인/스페이스 패턴 마스크를 통해 얻어진, 패턴의 크기를 측정하였다. 평가결과는 아래의 기준에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
< 평가 기준 >
라인/스페이스 패턴 마스크의 설계 값과 얻어진 미세 패턴의 측정값과의 차이가 20 ㎛ 이상이면, 미세화소의 구현이 어려워지고, 마이너스 값을 가지면 공정불량을 야기하는 임계 수치를 의미한다.
실험예 4: 저장안정성 평가
상기 실시예 및 비교예에 따른 녹색 감광성 수지 조성물을 상온(26℃)에서 한달 보관하여 컬러필터 제조 시의 현상속도를 보관 전/후로 비교하였다.
평가결과는 아래의 기준에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 7에 나타내었다.
[수학식 3]
저장안정성(%) = (1달 보관 후 현상속도) / (초기 현상속도)] * 100
< 평가 기준 >
◎: 저장안정성 110% 미만
△: 저장안정성 110% 이상 130% 미만
×: 저장안정성 130% 이상
조성 분광변화 투과율 변화 미세패턴(㎛) 저장안정성
실시예1 ◎ ◎ 8 ◎
실시예2 ◎ ◎ 9 ◎
실시예3 ◎ ◎ 8 ◎
실시예4 ◎ ◎ 9 △
실시예5 ◎ ◎ 8 ◎
실시예6 ◎ ◎ 10 ◎
실시예7 ◎ ◎ 8 ◎
실시예8 ◎ ◎ 9 ◎
실시예9 ◎ ◎ 9 ◎
실시예10 ◎ ◎ 8 ◎
실시예11 ◎ ◎ 9 ◎
실시예12 ◎ ◎ 10 ◎
실시예13 △ ○ 9 ◎
실시예14 △ ○ 8 ◎
실시예15 △ ○ 11 ◎
실시예16 △ ○ 11 △
비교예1 X X 10 X
비교예2 X X 8 X
비교예3 X X 9 X
비교예4 X X 10 X
비교예5 X X -17 X
상기 표 7을 참조하면, 착색제로 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 사용한 실시예의 조성물로 제조된 컬러필터는 분광변화, 투과율 변화, 미세패턴 형성, 저장안정성 평가에서 모두 우수한 효과를 나타내었고, 착색제로 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌을 포함하지 않는 비교예 1 내지 5의 조성물로 제조된 컬러필터는 분광변화, 투과율 변화 및 저장안정성 평가에서 모두 현저히 효과가 저하되는 것을 확인할 수 있었다.
나아가, 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌이 더 포함된 녹색 감광성 수지 조성물의 경우, 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌의 함량이 너무 큰 경우(실시예 13 내지 16) 오히려 분광변화 및 투과율 변화 평가에서 효과가 저하되었으며, 광중합 개시제로 옥심에스테르계 화합물이 아닌 다른 종류의 화합물을 사용한 비교예 5의 경우, 미세패턴 형성 평가 또한 저하되었다.

Claims (9)

  1. (A) 착색제, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 광중합성 화합물, (D) 광중합 개시제 및 (E) 용제를 포함하고,
    상기 (A) 착색제는 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌을 포함하며,
    상기 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌은 하기 화학식 1로 표시되고,
    상기 (a1) 중심원자를 함유하지 않는 프탈로시아닌 및 상기 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌을 100 : 0 내지 80 : 20의 중량비로 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물로,
    상기 착색 감광성 수지 조성물은 26℃에서 한달 보관 전 및 후의 컬러필터 제조시 현상속도를 측정하여, 하기 수학식 3에 따라 계산된 저장안정성이 130% 미만인 것인, 착색 감광성 수지 조성물.
    [수학식 3]
    저장안정성(%) = [(1달 보관 후 현상속도) / (초기 현상속도)] * 100
    [화학식 1]

    (상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R16은, 각각 독립적으로, 할로겐 원자, 니트로기, 치환 또는 비치환된 프탈이미드메틸기, 치환 또는 비치환된 설파모일기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알콕시기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬티오기이다.)
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (a2) 중심원자를 함유하는 프탈로시아닌은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물인 것인, 착색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2]

    (상기 화학식 2에 있어서,
    M은 금속 원자, 금속산화물, 금속 할로겐화물 및 비금속 원자이고;
    R17 내지 R32는, 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자, 니트로기, 치환 또는 비치환된 프탈이미드메틸기, 치환 또는 비치환된 설파모일기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴기, 치환 또는 비치환된 탄소수 5 내지 10의 사이클로알킬기, 탄소수 3 내지 20의 헤테로고리기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알콕시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴옥시기, 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 18의 알킬티오기 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 14의 아릴티오기이다.)
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A) 착색제는 황색 안료를 더 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여,
    상기 (A) 착색제 5 내지 60 중량%;
    상기 (B) 알칼리 가용성 수지 10 내지 80 중량%;
    상기 (C) 광중합성 화합물 5 내지 50 중량%; 및
    상기 (D) 광중합 개시제 0.1 내지 10 중량%를 포함하고,
    상기 (E) 용제는 상기 착색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여, 60 내지 90 중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 (D) 광중합 개시제는 옥심에스테르계 화합물인 것인, 착색 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 1 및 3 내지 6 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 착색 패턴을 포함하는 컬러 필터.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 착색 패턴은 녹색 화소인 것인, 컬러 필터.
  9. 청구항 7의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003161821A (ja) 2000-12-22 2003-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルター用組成物及びカラーフィルター
JP2006047677A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Fuji Photo Film Co Ltd 染料含有硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP2014149432A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Adeka Corp アルカリ現像性感光性組成物
JP2016066020A (ja) 2014-09-26 2016-04-28 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 カラーフィルタ用赤色着色組成物、カラーフィルタ
WO2019167950A1 (ja) * 2018-02-28 2019-09-06 富士フイルム株式会社 組成物、硬化物、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、及び、化合物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009079150A (ja) * 2007-09-26 2009-04-16 Fujifilm Corp 新規な光重合開始剤、それを用いた顔料分散組成物、着色光硬化性組成物、およびカラーフィルタ
TW201348346A (zh) * 2012-03-07 2013-12-01 Fujifilm Corp 著色組成物、彩色濾光片、液晶顯示裝置、有機ｅｌ顯示裝置及固體攝影元件
KR20210053893A (ko) 2018-08-31 2021-05-12 디아이씨 가부시끼가이샤 할로겐화 아연 프탈로시아닌 안료, 착색 조성물 및 컬러 필터

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003161821A (ja) 2000-12-22 2003-06-06 Mitsubishi Chemicals Corp カラーフィルター用組成物及びカラーフィルター
JP2006047677A (ja) 2004-08-04 2006-02-16 Fuji Photo Film Co Ltd 染料含有硬化性組成物、カラーフィルタ及びその製造方法
JP2014149432A (ja) * 2013-02-01 2014-08-21 Adeka Corp アルカリ現像性感光性組成物
JP2016066020A (ja) 2014-09-26 2016-04-28 東洋インキＳｃホールディングス株式会社 カラーフィルタ用赤色着色組成物、カラーフィルタ
WO2019167950A1 (ja) * 2018-02-28 2019-09-06 富士フイルム株式会社 組成物、硬化物、カラーフィルタ、カラーフィルタの製造方法、固体撮像素子、画像表示装置、及び、化合物

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