KR20060014492A

KR20060014492A - 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물

Info

Publication number: KR20060014492A
Application number: KR1020040063043A
Authority: KR
Inventors: 권성칠; 윤경근; 채헌승; 박종민
Original assignee: 주식회사 코오롱
Priority date: 2004-08-11
Filing date: 2004-08-11
Publication date: 2006-02-16

Abstract

본 발명은 형광증백제를 함유하는 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물에 관한 것이고, 더욱 상세하게는 액정표시장치에 이용되는 투과형 칼라필터의 제조에 사용되는 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명은 안료, 알칼리 가용성 공중합체, 다관능성 아크릴 단량체, 광중합 개시제, 용매를 포함하는 칼라필터용 감광성 착색 수지 조성물에 형광증백제를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

칼라필터, 감광성 착색수지 조성물, 형광증백제

Description

칼라필터용 감광성 착색수지 조성물{COLOR PHOTO-RESIST COMPOSITION FOR COLOR-FILTER}

본 발명은 형광증백제를 함유하는 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 액정표시장치에 사용되는 투과형 칼라필터의 제조에 사용되는 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물에 관한 것이다.

칼라필터는 액정표시장치에 불가결한 구성부품으로서 3종 이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 투명 기판상에 코팅하여 제조된다. 이 착색박막은 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법 등에 의하여 제조된다.

염색법은 젤라틴, 클루, 카제인의 천연수지 또는 아민변성 폴리비닐알코올 등의 합성수지로 이루어진 염착기재를 산성염료 등의 염료로 염색하여 컬러필터를 제작하는 방법이다. 이 염색법에 있어서는 염료를 이용하기 때문에 내광성이나 내열성 및 내습성 등에 문제가 있고, 그 외에 대화면에서는 염색 및 고착특성을 균일하게 컨트롤하는 것이 어렵고, 색얼룩이 발생하기 쉽고, 또 염색할 때에는 방염층을 필요로 하여 공정이 번잡하다는 등의 문제점을 가진다.

인쇄법은 열경화수지 또는 자외선경화수지에 안료를 분사시킨 잉크를 이용하 여 오프셋 인쇄 등의 인쇄에 의해서 컬러필터를 제작하는 간편한 방법이지만, 사용할 수 있는 잉크가 고점도이기 때문에 필터링이 곤란하고, 찌꺼기, 이물 및 잉크 바인더의 비누화된 부분에 의한 결함이 발생하기 쉽거나, 인쇄정밀도에 수반하는 위치정밀도나 선폭정밀도 및 평면평활성에 문제가 있다.

전착법은 미리 투명전극을 소정의 패턴으로 형성하여 두고, 용매 중에 용해 또는 분산된 안료를 함유하는 수지를 이온화시켜 전압을 인가하여 착색 화상을 패턴상에 형성하는 것에 의해서 컬러필터를 제작하는 방식이다. 전착법에는 표시용의 투명전극 이외에 컬러필터 형성용의 투명 전극의 제막과 에칭공정을 포함하는 포토리소그래피공정이 필요하다. 그때 쇼트가 있고, 선결함에 의한 수율의 저하를 일으킨다. 또 원리상 직선배열 이외, 예컨대, 모자이크배열에는 적용이 곤란하고, 또는 투명전극의 관리가 곤란하다는 등의 문제가 있다.

안료분산법은 안료를 여러 가지의 감광성 조성물에 분산시킨 착색 감방사선성 조성물을 스핀코터나 롤코터 등에 의해 도포하여 건조시켜 도막을 형성하고 상기 도막을 패턴 노광하여 현상하는 것에 의해 착색된 화소를 얻고, 이 조작을 각 색매에 수행하여 컬러필터를 얻고 있다.

그러나 최근 액정표시소자에 있어서는 더욱 고미세화, 백라이트의 전력절약화, 고휘도화가 요구되고 있어서, 칼라필터의 고휘도화, 고색선명도 및 고색재현율의 달성을 필요로 하고 있다. 칼라필터의 제조상의 관점에서는 칼라필터용의 감광성 조성물의 고감도화, 넓은 현상위도, 안료의 침강이 없는 분산 안정성이 높은 것 등이 요구되고 있다.

근본적으로 칼라필터의 색특성의 향상(고채도 및 고색선명도, 고색재현율)을 얻기 위해서는 안료성분의 함량이 증가하여야 하지만, 안료성분의 함량이 증가함으로써 투과율이 감소할 뿐 아니라 감광성 착색수지 조성물의 현상위도가 저하되는 문제점을 안고 있다. 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물 중의 안료성분의 함량을 증가시키거나 막두께를 두껍게 하는 방법을 사용하고 있지만 이는 칼라필터의 투과율 손실을 가져오게 된다.

한편, 칼라필터의 투과율을 높이기 위해서 일반적으로 사용하는 방법으로는 칼라필터용 감광성 착색 조성물 중의 안료성분의 함류량을 감소시키거나, 막두께를 얇게하는 방법이 있지만, 이러한 방법으로 칼라필터의 투과도를 높이는 경우 칼라필터의 채도가 저하할 뿐 아니라 색선명도의 손실로 인한 색재현율의 감소로 칼라필터를 통한 색표현 영역이 줄어들게 된다는 문제를 안고 있다.

현재까지 칼라필터의 투과율을 개선하는 감광성 수지 조성물을 제조하는 방법들이 제안되어 왔다. 대한민국 특허 공개공보 제2000-0006371호에서는 재결정, 재침전, 용매세척 등의 방법에 의해 정제된 착색제를 사용하여 조성물을 제조하여 칼라필터의 투과율를 높이는 방법을 소개하고 있으며, 제2002-0079465호에서는 종래의 안료를 대체하는 C.I.적색안료 255를 사용하여 적색 감광성 착색 조성물을 제조하여 투과율을 높이는 방법을 소개하고 있다. 대한민국 특허 공개공보 제2003-0042420호 산성분 단량체와 알킬폴리옥시에틸렌(메타)아크릴레이트 및 벤질(메타)-아크릴레이트로 이루어지는 알칼리가용성 수지를 사용하여 투과율을 높이고 현상관 용도를 넓게 하는 시도가 소개되어 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 감광성 착색수지 조성물에서의 고휘도, 고색재현율과 고투과율을 동시에 얻기 힘들다는 문제점을 개량하여 투과율이 높고 또한 밝은 칼라 필터를 얻기 위한 칼라 필터용 감광성 착색 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적은 하기 구성에 의해 달성되었다.

(A)안료, (B)형광증백제, (C)알칼리 가용성 공중합체, (D)다관능성 아크릴 단량체, (E)광중합 개시제 (F)용매를 함유하는 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물.

본 발명의 상기 구성을 상세하게 기술하면 (A) 안료 10~70wt%, (B) 형광증백제 0.001~1.0 wt%, (C) 알칼리 가용성 공중합체 0.1~50wt%, (D) 다관능성 아크릴 단량체 0.1~40wt%, (E) 광중합 개시제 0.5~10 wt%, 및 (F) 용매 60~90wt%를 포함하는 감광성 착색수지 조성물이다.

이하 본 발명의 감광성 착색수지 조성물에 사용되는 배합성분, 이 조성물을 이용한 칼라필터 형성방법에 대해서 설명한다.

(A)안료

본 발명에 사용할 수 있는 (A) 안료로서는, 종래 공지의 여러가지 염료나 안료를 일종 또는 이종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 안료는 고투과율인 것이 바람직하므로, 가능한 입자가 작은 것의 사용이 좋지만, 바람직하게는 평균입자지름 0.01㎛ ~0.2㎛, 더욱 바람직하게는 0.01㎛ ~ 0.05㎛의 안료가 사용된다. 무기안료로서는, 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 동, 티탄, 안티몬, 아연, 크롬, 마그네슘 등의 금속산화물이나 상기 금속의 복합 산화물을 예시할 수 있다. 유기안료로서는 컬러 인덱스로 예시할 수 있다. 구체적으로는 C.I.황색안료 11, 24, 31, 53, 83, 93, 99, 108, 109, 110, 138, 139, 147, 150, 151, 154, 155, 167, 180, 185, 199; C.I.오렌지색 안료 36, 38, 43, 71; C.I.적색안료 81, 105, 122, 149, 150, 155, 171, 175, 176, 177, 209, 220, 224, 242, 254, 255, 264, 270; C.I.보라색안료 19, 23, 32, 39; C.I.청색안료 1, 2, 15, 15:1, 15:3, 15:6, 16, 22, 60, 66; C.I.녹색안료 7, 9, 36, 37; C.I.갈색안료 25, 28; C.I.흑색안료 1, 7; 등을 예시할 수 있다.

(B) 형광증백제

본 발명에서 (B)형광증백제는 상기 (A)안료의 명도 향상을 목적으로 첨가된다.

일반적으로 형광이란 들뜬상태(높은 에너지 상태) 물질이 바닥상태(낮은 에 너지 상태)로 되돌아갈 때 전자 전이에 의해 방출되는 빛 또는 그와 같은 발광 현상을 가리킨다.

형광증백이란 섬유 및 기타 물질의 옅은 황색 계통의 고유색을 청색계 형광에 의해 순백한 색으로 만드는 것을 말하고, 이 목적으로 사용하는 물질을 형광증백제 라고 부른다. 형광증백제는 섬유나 세제 제조시 포함되거나 폴리에스테르 수지와 스티렌계수지로 된 고분자 필름에 첨가된다.

본 발명에서는 액정표시장치에 이용되는 투과형 칼라필터용 감광성 착색수지를 일반 안료에 형광증백제를 소량 섞어서 제조한다.

감광성 착색수지에 들어있는 형광증백제는 액정표시소자의 백라이트(backlight)에서 나오는 에너지를 이용하여 들뜬 상태가 되었다가 바닥상태로 돌아가면서 형광하게 된다. 첨가되는 형광증백제의 양이 소량이기 때문에 백라이트(backlight)만으로도 여기가 가능하게 된다.

이때 발색되는 색깔은 안료와 형광증백제의 색깔 배합을 고려하여 정해지게 된다. 따라서 형광증백제는 안료의 색깔을 고려하여 선택하여야 한다.

형광증백제는 안료 및 감광성 중합성분과의 친화성이 중요하며, 본 발명의 형광증백제는 전체 조성 중 0.001 내지 1.0 중량%가 바람직하다. 여기에서 함량이 0.001 중량% 미만이면 명도 향상의 목적이 달성될 수 없으며, 함량이 1.0 중량%를 초과하면 개시제의 효율을 저하시키고 안료의 분산성을 해치기 쉽다.

본 발명의 목적을 위한 형광증백제는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상적으로 사용되는 모든 것을 사용할 수 있다.

스틸벤(Stilbene)계 또는 옥사졸(Oxazol)계 염료는 자외선 영역에서 광에너지를 흡수하여 가시광선의 단파장 영역으로 에너지를 전위시켜 광을 발산시키는 작용을 함으로써 가시광선 단파장 반사율 저하를 개선시키는 형광증백제이다. 또한 피라졸론(Pyrazolone)계, 이미다졸론(Imidazolone)계, 이미다졸(Imidazol)계, 나프솔 이미드(Naphthol Imide)계, 쿠마린(Coumarin)계의 형광증백제 등이 사용될 수 있다.

구체적인 예로는 C.I No 24, 84, 85, 90, 97, 166, 225, 351 등의 스틸벤계, C.I No 52, 156, 162 등의 쿠마린(Coumarin)계, C.I No54 등의 피라졸론(Pyrazolone)계, C.I No 45등의 이미다졸론(Imidazolone)계, C.I No 55, 135 등의 옥사졸(Oxazol)계, C.I No 51, 162 등의 나프솔 이미드(Naphthol Imide)계 등을 들 수 있지만 이들에 한정되지 않는다. 상용화된 제품으로는 시바스페셜티케미칼사 제조의 MDAC, OB, UVITEX OB 등과, 바스프사 제조의 Ultraphor-series 등을 들 수 있다.

(C) 알칼리 가용성 공중합체

본 발명의 착색 조성물에 있어서는 하기 알칼리 가용성 공중합체를 사용한다.

이들의 알칼리 가용성의 공중합체로서는 선형상 유기 고분자이고, 유기 용제에서 가용이고, 약알칼리 수용액에서 현상할 수 있는 것이 바람직하다. 알칼리 가용성 공중합체는, 적어도 (C1) 불포화 카르복실산 및/또는 불포화 카르복실산 무수물을 포함하고, (C2) 벤질(메타)아크릴레이트 와 (C3) 상기 (C1) 및 (C2) 이외의 올레핀계 불포화 카르복실산 에스테르 화합물에 해당하는 각 모노머들을 라디칼중합하여 얻어진다.

(C) 알칼리 가용성 공중합체에서의 (C1) 불포화 카르복실산 및/또는 불포화 카르복실산 무수물, (C2) 벤질(메타)아크릴레이트(BzMA) 및 (C3) 올레핀계 불포화 카르복실산 에스테르 화합물의 조성 질량비는 바람직하게는 10~25중량부 / 50~85 중량부 / 5~25중량부, 더욱 바람직하게는 15~20중량부 / 60~80 중량부 / 5~20중량부이다. 또한 알칼리 가용성 공중합체의 바람직한 GPC에 의한 폴리스티렌 환산 질량평균분자량(Mw)은 5,000~50,000, 더욱 바람직하게는 10,000~40,000이다.

(C1) 형태의 불포화 카르복시산 및/또는 불포화 카르복시산 무수물로서는 말레인산(MA), 아크릴산(AA), 메타크릴산(MA), 푸말산(FA), 크로톤산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 및 이들 디카르복실산의 무수물을 단독 또는 조합하여 사용하는 것이 바람직하다. 특히, 공중합 반응성, 내열성 알칼리 가용성이 용이한 무수말레인산, 아크릴산, 메타크릴산 등이 바람직하게 사용된다. (C1) 형태의 불포화 카르복시산 및/또는 불포화 카르복시산 무수물의 조성 질량비가 상기범위를 만족하지 않으면, 알칼리 가용성이 저하되는 경향이 있다.

(C2) 벤질(메타)아크릴레이트(BzMA)의 조성 질량비가 상기 범위의 미만일 경우에는 도포막의 알칼리 현상적성이 저하되는 경향이 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 착색제의 분산안정성이나 용제로의 용해성이 저하되는 경향이 있으므로 바람직하지 않다.

(C3) 올레핀계 불포화 카르복실산 에스테르 화합물로서는, 예컨대, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, sec-부틸 메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트 등의 메타크릴산 알킬 에스테르 메틸 아크릴레이트, 이소프로필 아크릴레이트 등의 아크릴산 알킬 에스테르 시클로헥실 메타크릴레이트, 2-메틸 시클로헥실 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐 메타크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 메타크릴레이트, 이소보로닐 메타크릴레이트 등의 메타크릴산 시클로알킬 에스테르 시클로헥실 아크릴레이트, 2-메틸 시클로헥실 아크릴레이트, 디시클로펜테닐 아크릴레이트, 디시클로펜테닐옥시에틸 아크릴레이트, 이소보로닐 아크릴레이트 등의 아크릴산 시클로알킬 에스테르 페틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 등의 메타크릴산 아릴 에스테르 페닐 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 등의 아크릴산 아릴 에스테르 말레산 디에틸, 푸마르산 디에틸, 이타콘산 디에틸 등의 디카르복시산 디에스테르 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 프로필 메타크릴레이트 등의 히드록시알킬 에스테르 등이 사용될 수 있다.

공중합체 (C)의 합성에 사용된 중합개시제로는, 일반적으로 라디칼 중합개시 제로서 알려져 있는 것을 사용할 수 있다. 예를 들면 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴, 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴) 등의 아조 화합물 벤조일 퍼옥시드, t-부틸 퍼옥시 피바레이트, 1,1'-비스-(t-부틸 퍼옥시) 시클로 헥산 등의 유기 과산화물 및 과산화수소를 들 수 있다. 래디칼 중합 개시제로서 과산화물을 이용한 경우에는 과산화물을 환원제와 함께 이용하여 레독스 개시제로 사용해도 좋다.

공중합체 (C)의 합성에 사용된 용매로는 메탄올, 에탄올 등의 알코올류 테트라하이드로퓨란, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르 등의 에테르류 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로펠렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트류 등이 바람직하다.

(D) 다관능성 아크릴 단량체

본 발명에서 사용된 (D)다관능성 아크릴 단량체 성분은 에틸렌성 불포화 결합을 2개 이상 갖는 다관능성 아크릴 단량체로 이루어진다. 단관능, 2관능, 또는 3관능 이상의 (메타)아크릴레이트 및 이들을 혼용한 것이 중합성이 양호하고, 내열성이 향상된다는 관점에서 바람직하다. 구체적으로 예시하면, 2관능 (메타)아크릴레이트로서, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 디(메타)아크릴레이트류 폴리에틸렌글리콜, 폴리프로필렌글리콜 등의 폴리알킬렌글리콜의 디(메타)아크릴레이트류 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨, 숙신산 변성 펜타에리트리톨 등의 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메타)아크릴레이트류 폴리에스테르, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 실리콘 수지 스피란 수지 등의 올리고(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다. 이러한 다관능성 단량체를 단독으로 또는 조합하여 사용된다.

(E)광중합 개시제

본 발명에서, 광중합 개시제란, 노광에 의해 분해 또는 결합을 일으키며 라디칼, 음이온, 양이온 등의 상기 (D) 다관능성 아크릴 단량체의 중합을 개시할 수 있는 활성종을 발생시키는 화합물을 의미한다.

본 발명의 광경화형 수지 조성물은 전체 조성 중 1~15 중량% 되도록 광개시제를 포함한다. 그 함량이 1 중량% 미만이면 보호막의 감도가 충분하지 않아 현상 공정에서 보호막이 유실되기 쉽고, 현상 공정에서 보호막이 유지된다고 하더라도 충분히 높은 가교밀도를 갖는 보호막을 얻기 어렵다. 광개시제의 함량이 15 중량%를 초과하면 보호막의 내열성, 평탄화성 등이 저하되기 쉽다.

이같은 광개시제의 예로는 벤조인계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 크산톤계 화합물, 디아조계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.

상기 비이미다졸계 화합물을 구제적으로 예시하면, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4- 디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 및 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등을 들 수 있다. 상기 벤조인계 화합물로서는 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인i-프로필에테르, 벤조인i-부틸에테르, 메틸-2-벤조일벤조에이트 등을 들 수 있다. 상기 아세토페논계 화합물로서는, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 4-아지드아세토펜노, 4-아지드벤잘아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-i-프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)페닐-2(히드록시-2-프로필)케톤, 2,2-디메톡시아세토페논, 2,2-디에톡시아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다. 상기 벤조페논계 화합물로서는 벤조페논, 4,4,'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4,'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 3,3,'-디메틸-4메톡시벤조조페논 등을, α-디케톤계 화합물로서, 디아세틸, 디벤조일, 메틸벤조일포르메이트 등을 들 수 있고, 다핵 퀴논계 화합물로서 안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 2-t-부틸안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논 등을, 크산톤계 화합물로서, 크산톤, 티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을, 디아조계 화합물로서, 4-디아조페닐아미, 4-디아조-4'-메톡시디페닐아민, 4-디아조-3-메톡시디페닐아민 등 을 들수 있다. 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 1,3,5-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로메틸)-5-(2-클로로페닐)- s-트리아진, 1,3-비스(트리클로로페닐)-s-트리아진, 트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진 등을 들 수 있다.

이러한 광개시제는 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다.

(F) 용매

본 발명에 사용되는 용매로는 다음과 같은 물질들이 사용가능하다. 알코올류, 에테르류, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트류의 사용이 바람직하다.

알코올류의 구체적으로 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등을 들 수 있다. 에테르류의 구체적인 예로서는 테트라하이드로퓨란, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르 등이 있다. 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트류의 구체적인 예로서, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로펠렌 글리콜 프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 등이 있다.

용해성, 각 성분과의 반응성 및 도막 형성의 편리성의 관점에서 상기의 용매류 가운데에서 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 프로펠렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트류 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타난 등의 케톤류 아세트산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 2-히드록시프로피온산의 에틸, 메틸에스테르, 2-히드록시-2-메틸프로피온산의 에틸에스테르, 히드록시아세트산의 메틸, 에틸, 부틸 에스테르, 젖산에틸, 젖산에틸, 젖산프로필, 젖산부틸, 메톡시아세트산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 프로폭시아 세트산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 부톡시아세트산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 2-메톡시프로피온산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 2-에톡시프로피온산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 2-부톡시프로피온산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 3-메톡시프로판의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 3-에톡시프로피온산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르, 3-부톡시프로피온산의 메틸, 에틸, 프로필, 부틸에스테르 등의 에스테르류를 들 수 있다.

본 발명에서는 고비등점 용매를 상기 용매와 함께 병용한 것도 가능하다. 고비등점 용매로서는, 구체적인 예를 들면 N-메틸 포름아미드, N,N-디메틸 포름아미드, N-메틸 아세트아미드, N-메틸 피롤리돈, 디메틸 설폭시드, 벤질 에틸 에테르, N,N-디메틸 아세트아미드 등을 들 수 있다.

(G) 기타

본 발명의 감광성 수지 조성물은, 본 발명의 목적에 손상하지 않는 범위에서, 필요에 따라서 상기 성분 이외의 각종 첨가물, 예컨대, 계면활성제 밀착촉진제 등을 배합할 수 있다.

계면활성제는 도포성을 향상하고 현상공정시 습윤성을 개선하기 위한 것으로, 구체적으로는 모리시티산교社의 프탈로시아닌 유도체, 신에츠가가쿠고교社의 오르가노실록산 중합체 (KP322, KP323, KP340, KP341), 3M社나 DIC社의 의 불소계 유도체 (FC-129, FC-170C, FC-430 F-172, F-173, F-183, F-470, F-475) 등의 실리콘계 계면활성제를 들 수 있다. 이러한 계면활성제는 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여 바람직한 것은 5 중량부 이하, 보다 바람직한 것은 2 중량부 이하의 양으로 사용된다. 계면활성제의 양이 5 중량부를 초과한 경우에는 도포시 거품이 발생하기 쉬워진다.

또 기체와의 밀착성을 향상시키기 위해 밀착촉진제로서는, 관능성 실란 커플링제가 바람직하게 사용되는데, 구체적으로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프롤필메틸디메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시 실란, 트리메톡시실릴 안식향산, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸메톡시실란, γ-메타크릴록시프로필트리메톡시 실란, γ-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 이러한 밀착촉진제는 공중합체 (A) 100 중량부에 대하여 바람직한 것은 20 중량부 이하, 보다 바람직한 것은 10 중량부 이하의 양으로 사용된다. 접착 조제의 양이 20 중량부를 초과한 경우에는 내열성이 저하되기 쉽다.

(H) 칼라필터의 형성방법

이어서 본 발명의 칼라 필터용 감광성 착색수지 조성물을 사용하여 하기와 같은 단계를 통해 칼라필터를 형성하는 방법에 대해서 설명한다. 본 발명의 조성물은 칼라필터의 형성에 적합하게 사용할 수 있으며 그와 같이 사용하는 것은 종래에는 알려져 있지 않다.

[a] 상기의 조성물을 균질화 한 후 0.1~5㎛ 필터를 사용하여 여과 후 유리기 판에 코팅

[b] 상기 [a]단계의 박막을 70~150℃의 온도에서 30초 내지 5분 동안pre-bake

[c] 상기 [b]단계의 박막을 포토마스크를 사용하여 노광

[d] 상기 [c]단계의 박막을 알칼리 현상액으로 현상

[e] 상기 [d]단계의 박막을 200~300℃의 온도에서 30분내지 2시간동안 post-bake

먼저 칼라필터용 유리기판에 본 발명의 조성물을 적가한 후 스핀코터를 이용하여 두께 1.8㎛(±0.03) 되도록 도포하고, 핫플레이트 위에서 80~100℃에서 1~3분간 가열에 의해 용매의 일부를 제거한 후, 도포막이 형성되면 소정 형태의 포토마스크를 얻어진 도막 위에 놓은 상태에서 365nm의 자외선을 100~150mJ/㎠로 조사하고, 알칼리 수용액을 현상액으로 이용하여 불필요한 부분을 용해, 제거하여 노광된 부위만을 잔존시켜 패턴을 형성시킨 후, 이를 클린 오븐에서 220℃로 30~60분 동안 소성하여 유리기판 위에 패턴을 형성하였다.

<실시예 및 비교실시예>

이상의 발명의 상세한 설명에 따라, 본 발명을 하기 실시예에 의거 상세히 설명하면 다음과 같은 바, 본 발명이 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.

냉각관과 교반기가 구비된 반응 용기에 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 5중량부를 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 200중량부에 녹였다. 계속해서 (메타)아크릴산(MAA) 30중량부, 벤질(메타)아크릴레이트(BzMA) 60중량부 및 메틸(메타)아크릴레이트(MMA) 10중량부를 투입하고 질소 치환한 후 부드럽게 교반을 시작하였다. 용액의 온도를 70℃로 상승시키고 이 온도를 4시간 동안 유지하여 공중합체(이하, 알칼리 가용성 수지 ⓒ라 함)를 포함한 중합체 용액을 얻었다. 얻어진 중합체 용액의 고형분 농도는 40중량%이었다.

<실시예 1>

(A)안료 P.G.36 및 P.Y.150, (B) 형광증백제는 시판의 (UVITEX0DB, Ciba), 제조예 1에서 얻어진 (C)공중합체 ⓒ, (D) 다관능성 아크릴 단량체로서 디펜타에리트리톨 펜타/헥사 아크릴레이트, (E)광중합 개시제로서 2,4-디에틸티옥산톤과 에틸 4-디에틸아미노벤조에이트, 그리고 (F) 용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트를 사용하여 하기의 표1에 나타난 배합으로 프리믹싱 후, 횡형 비즈밀을 사용하여 분산하여 녹색 감광성 착색수지 조성물을 얻었다.

<실시예 2>

(A)안료 P.B.15:6 및 P.V.23을 사용한 것을 제외하고 실시예 1과 같이 하여, 하기의 표 1에 나타낸 배합으로 청색 감광성 착색수지 조성물을 얻었다.

<비교예 1>

형광증백제를 사용하지 않은 것을 제외하고 실시예 1과 같이 하여 하기의 표 1에 나타낸 배합으로 녹색 감광성 착색수지 조성물을 얻었다.

<비교예 2>

형광증백제를 사용하지 않은 것을 제외하고 실시예 2와 같은 조성으로 실시예 1과 같이 하여 하기의 표 1에 나타낸 배합으로 청색 감광성 착색수지 조성물을 얻었다.

실시예 1~2, 비교예 1~2의 배합표

	실시예		비교예
	1	2	1	2
P.G.36	6.16		6.16
P.Y.150	6.16		6.16
P.B.15:6		6.14		6.14
P.V.23		0.76		0.76
형광증백제	0.01	0.01
공중합체	4.5	7.2	4.5	7.2
다관능성 모노머	3.15	5.47	3.15	5.47
개시제1	0.6	0.9	0.6	0.9
개시제2	0.55	0	0.55	0
용제	78.87	79.52	78.88	79.53
합계	100	100	100	100

<평가법과 평가기준>

본 발명이 제공하는 형광증백제를 함유한 감광성 착색수지 조성물을 사용하여 상기의 방법에 따라 칼라필터를 제조할 경우 종래 칼라필터보다 우수한 명도와 우수한 현상위도를 나타낸다. 도막이 형성된 칼라필터용 기판에 대해, 하기와 같 은 방법으로 명도, 현상위도에 관하여 평가하였다.

1) 명도 : 색도계 MCPD-3000(오오츠카덴시 제품)으로 측정하였다. CIE(국제조명위원회)XYZ계 표시법의 Yxy 값으로 표시하고, Y값이 큰 만큼 명도가 큰 것을 나타내어 바람직하다.

- ○ : Green Y값 55이상, Blue Y값 9이상

- △ : Green Y값 50~55, Blue Y값 7~9

- × : Green Y값 50 이하, Blue Y값 7이하

2) 현상성 : 30㎛의 선폭을 형성하는데 걸리는 현상시간(EPD)과 선폭의 변화를 측정하여 선폭의 변동폭±10%를 가하는 현상시간폭(현상위도)으로 평가하였다. 선폭형성 현상시간(EPD)은 적정 수준이어야 바람직하며, 현상위도는 시간폭이 큰쪽이 바람직하다.

- 현상시간(EPD) ○ : 5초이상 30초미만일 때

× : 5초 미만 40초 이상일 때

- 현상위도 ○ : 40초 이상일 때

△ : 30초 이상 40초 미만일 때

× : 30초 미만일 때

실시예 1~2, 비교예 1~2의 조성물을 상기의 칼라필터 제조법과 평가법으로 평가하였다. 결과를 표 2에 나타내었다.

	명도	현상시간	현상위도
실시예1	○	○	○
비교예1	×	○	○
실시예2	○	○	○
비교예2	×	○	○

상기 표 2에서 보는 바와 같이 안료와 함께 형광증백제를 함유하는 본 발명의 감광성 칼라필터 조성물의 경우 색재현율은 그대로 유지하면서 명도가 향상되어 투과율이 높은 안료분산형 칼라필터를 제조할 수 있었다.

안료외에 형광증백제를 함유하는 본 발명의 감광성 착색수지 조성물을 이용하여 본 발명의 제조방법에 따라 칼라필터를 제조할 경우 색재현율은 그대로 유지하면서도 명도가 높아 투과율이 높은 우수한 칼라필터를 얻을 수 있다.

Claims

안료, 알칼리 가용성 공중합체, 다관능성 아크릴 단량체, 광중합 개시제, 용매를 포함하는 칼라필터용 감광성 착색 수지 조성물에 있어서,

형광증백제를 더 포함하는 것이 특징인 칼라필터용 감광성 착색 수지 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 형광증백제는 0.001 내지 1.0wt% 포함되는 것이 특징인 칼라필터용 감광성 착색 조성물.
제 1항에 있어서,

상기 형광증백제는 스틸벤(Stilbene)계, 피라졸론(Pyrazolone)계, 이미다졸론(Imidazolone)계, 옥사졸(Oxazol)계, 나프솔 이미드(Naphthol Imide)계로 이루어진 그룹 중에서 선택된 하나 이상인 것이 특징인 칼라필터용 감광성 착색수지 조성물.