KR20060050157A

KR20060050157A - 감방사선성 조성물 및 그의 제조 방법

Info

Publication number: KR20060050157A
Application number: KR1020050063589A
Authority: KR
Inventors: 마사쯔구 아야베; 다쯔요시 가와모또; 도미오 나가쯔까
Original assignee: 제이에스알 가부시끼가이샤
Priority date: 2004-07-15
Filing date: 2005-07-14
Publication date: 2006-05-19
Also published as: SG119305A1; KR101134278B1; CN1758077A; CN100443931C; TW200615692A; JP2006030541A; JP4407410B2

Abstract

본 발명은 (A) 안료, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 다관능성 단량체 및 (D) 감방사선성 라디칼 발생제를 함유하는 감방사선성 조성물이며, (A) 안료가 C.I. 피그먼트 옐로우 219를 5 중량％ 이상 포함하고, (A) 안료의 평균 입경 r(단위 nm)이 50≤r≤300이며, 컬러 필터의 제조용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 감방사선성 조성물을 제공한다.

감방사선성 조성물, 안료, 컬러 필터, 액정 표시 장치

Description

감방사선성 조성물 및 그의 제조 방법 {RADIATION SENSITIVE COMPOSITION AND METHOD FOR THE PREPARATION OF THE SAME}

[특허 문헌 1] 일본 공개 특허 공보 (평)2-144502호

[특허 문헌 2] 일본 공개 특허 공보 (평)3-53201호

본 발명은 감방사선성 조성물과 그의 제조 방법, 컬러 필터 및 컬러 액정 표시 소자에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 투과형 또는 반사형의 컬러 액정 장치, 컬러 촬상관(撮像管) 소자 등에 이용되는 컬러 필터의 제조에 사용되는 감방사선성 조성물과 그의 제조 방법, 상기 감방사선성 조성물로부터 형성된 화소를 갖는 컬러 필터, 및 이 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자에 관한 것이다.

착색 감방사선성 조성물을 사용하여 컬러 필터를 형성하는 방법으로서, 기판상 또는 미리 원하는 패턴의 차광층을 형성한 기판상에, 착색 감방사선 조성물의 도막을 형성하고, 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 개재하여 방사선을 조사(이하, 「노광」이라고 함)하여, 현상하고 미노광부를 용해 제거하며, 그 후 노광후 베이킹함으로써 각 색의 화소를 얻는 방법(일본 공개 특허 공보 (평)2-144502호 및 일 본 공개 특허 공보 (평)3-53201호 참조)이 알려져 있다.

이러한 컬러 필터를 구비하는 액정 표시 소자에는 고휘도화가 요구되고 있으며, 그 때문에 컬러 필터에 대해서도 최근 점점 더 높은 광투과율이 요구되고 있다.

또한, 최근 디지털 비디오 카메라나 하이비젼 텔레비젼 등의 보급에 따라서, 컬러 액정 표시 소자에, 겨울 바다와 같은 깊은 청색이나 새빨간 석양과 같은 적색을 표시할 수 있는 높은 색농도에 대한 요구도 높아지고 있다. 또한, 이러한 높은 색농도를 표시하기 위해서는, 흑색 표시부의 「검음」이 확실하게 표시되어 있지 않으면, 윤곽이 희미해진 강약이 없는 화면이 되기 때문에, 높은 색농도와 동시에, 높은 콘트라스트비를 갖는 화소가 요구되고 있다. 따라서, 최근 높은 광투과율 및 콘트라스트비의 요구를 만족시키는, 적색 및 녹색 화소를 형성할 수 있는 컬러 필터용 감방사선성 조성물의 개발이 강하게 요구되고 있다.

일반적으로, 적색 및 녹색 화소에는 황색 안료가 포함되어 있고, 이것이 광투과율이나 콘트라스트비에 큰 영향을 미치는 것이 알려져 있다. 종래 황색 안료에는 주로 C.I. 피그먼트 옐로우 83이 사용되었지만, C.I. 피그먼트 옐로우 83을 포함하는 착색 감방사선성 조성물로부터 얻어지는 화소의 광투과율 및 콘트라스트비는 충분한 수준이라고는 할 수 없고, 보다 고화질의 화상을 제공하는 관점에서는 만족할 수 없다.

<발명의 개시>

본 발명의 목적은 광투과율 및 콘트라스트비가 높은 적색 화소 및 녹색 화소를 형성할 수 있는 컬러 필터용 감방사선성 조성물을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 상기 컬러 필터용 감방사선성 조성물의 제조 방법을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또다른 목적은 상기 컬러 필터용 감방사선성 조성물로부터 형성된 화소를 갖는 컬러 필터, 및 이 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자를 제공하는 것에 있다.

본 발명의 또다른 목적 및 이점은 이하의 설명으로부터 명백해질 것이다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 첫째로

(A) 안료, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 다관능성 단량체 및 (D) 감방사선성 라디칼 발생제를 함유하는 감방사선성 조성물이며, (A) 안료가 C.I. 피그먼트 옐로우 219를 5 중량％ 이상 포함하고, (A) 안료의 평균 입경 r(단위 nm)이 50≤r≤300이며, 컬러 필터의 제조에 사용되는 것을 특징으로 하는 감방사선성 조성물에 의해 달성된다.

본 발명에서 말하는 「방사선」은 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 포함하는 것을 의미한다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 둘째로

C.I. 피그먼트 옐로우 219를 5 중량％ 이상 포함하고, 평균 입경이 300 nm를 초과하는 (A) 안료를 용매 중에서 분쇄하면서 혼합ㆍ분산하여 얻어지는 (A) 안료의 평균 입경 r(단위 nm)이 50≤r≤300인 안료 분산액을, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 다관능성 단량체 및 (D) 감방사선성 라디칼 발생제와 혼합하여 컬러 필터용 감방사선성 조성물을 생성하는 것을 특징으로 하는 감방사선성 조성물의 제조 방법에 의해서 달성된다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 셋째로

상기 감방사선성 조성물로부터 형성된 적색 화소 및(또는) 녹색 화소를 갖는 컬러 필터에 의해 달성된다.

본 발명에 따르면, 본 발명의 상기 목적 및 이점은, 넷째로

상기 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 장치에 의해 달성된다.

<발명을 실시하기 위한 바람직한 형태>

이하, 본 발명에 대하여 상세하게 설명한다.

컬러 필터용 감방사선성 조성물

-(A) 안료-

본 발명에 있어서의 안료는, 컬러 인덱스(C.I.; The Society of Dyers and Colourists사 발행. 이하 동일함)에 있어서의 C.I. 피그먼트 옐로우 219를 포함하는 것이다.

본 발명에 있어서의 안료는, 경우에 따라서 다른 안료를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 안료로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 컬러 필터에는 고순도이며 높은 광투과성의 발색과 내열성이 요구되기 때문에, 유기 안료가 바람직하다.

다른 유기 안료로서는, 예를 들면 컬러 인덱스에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.) 번호가 부여된 것을 들 수 있다.

C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼트 옐로우 55, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I. 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 168, C.I. 피그먼트 옐로우 211;

C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36;

C.I. 피그먼트 오렌지 5, C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 14, C.I. 피그먼트 오렌지 24, C.I. 피그먼트 오렌지 34, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 46, C.I. 피그먼트 오렌지 49, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 68, C.I. 피그먼트 오렌지 70, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 72, C.I. 피그먼트 오렌지 73, C.I. 피그먼트 오렌지 74;

C.I. 피그먼트 레드 1, C.I. 피그먼트 레드 2, C.I. 피그먼트 레드 5, C.I. 피그먼트 레드 17, C.I. 피그먼트 레드 31, C.I. 피그먼트 레드 32, C.I. 피그먼트 레드 41, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 123, C.I. 피그먼트 레드 144, C.I. 피그먼트 레드 149, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 168, C.I. 피그먼트 레드 170, C.I. 피그먼트 레드 171, C.I. 피그먼트 레드 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 178, C.I. 피그먼트 레드 179, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 185, C.I. 피그먼트 레드 187, C.I. 피그먼트 레드 202, C.I. 피그먼트 레드 206, C.I. 피그먼트 레드 207, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 214, C.I. 피그먼트 레드 220, C.I. 피그먼트 레드 221, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 243, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 레드 262, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 272.

이들 다른 유기 안료 중, 적색 화소를 형성할 때의 다른 유기 안료로서는, 예를 들면 C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254 등이 바람직하고, 또한 녹색 화소를 형성할 때의 다른 유기 안료로서는, 예를 들면 C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 그린 36 등이 바람직하다.

상기 다른 유기 안료는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명의 안료에 있어서, C.I. 피그먼트 옐로우 219의 함유율은 5 중량％ 이상, 바람직하게는 20 내지 90 중량％, 특히 바람직하게는 35 내지 75 중량％이다. 이러한 안료를 사용함으로써, 양호한 현상성을 나타내고, 높은 콘트라스트비 이며, 또한 높은 광투과율로, 이물질이 없는 적색 및 녹색 화소를 얻을 수 있다.

본 발명에서 C.I. 피그먼트 옐로우 219 및 다른 안료는, 필요에 따라서 재결정법, 재침전법, 용제 세정법, 승화법, 진공 가열법이나, 이들의 조합 등에 의해 정제하여 사용할 수 있다.

본 발명에서 사용되는 안료의 평균 입경 r(단위 nm)은 50≤r≤300, 바람직하게는 100≤r≤300, 특히 바람직하게는 50≤r≤200을 만족시키는 것이 바람직하다. 이러한 평균 입경 r의 안료를 사용함으로써, 높은 콘트라스트비이면서, 높은 광투과율인 적색 및 녹색 화소를 얻을 수 있다. 여기서 말하는 「평균 입경」이란, 안료의 일차 입자(단일 미세 결정)의 집합인 이차 입자에 대한 평균 입경을 의미한다.

또한, 본 발명에서 사용되는 안료의 이차 입자의 입경 분포(이하, 단순히 「입경 분포」라 함)는, (평균 입경±100) nm에 포함되는 이차 입자가 전체의 70 중량％ 이상, 바람직하게는 80 중량％ 이상인 것이 바람직하다.

상기 평균 입경 및 입경 분포를 갖는 안료는, 시판되는 C.I. 피그먼트 옐로우 219(평균 입경은 통상 300 nm를 초과함)를, 경우에 따라서 사용되는 다른 안료(평균 입경은 통상 300 nm를 초과함)와 함께, 바람직하게는 분산제 및 용매와 혼합한 안료 혼합액으로서, 예를 들면 비드 밀, 롤 밀 등의 분쇄기를 사용하여 용매 중에서 분쇄하면서 혼합ㆍ분산시킴으로써 제조할 수 있다. 이와 같이 하여 얻어지는 안료는 통상, 안료 분산액의 형태를 취한다.

안료 분산액의 제조에 사용되는 분산제로서는, 예를 들면 양이온계, 음이온 계, 양성이나 비이온계 등의 적절한 분산제를 들 수 있지만, 우레탄 결합을 갖는 화합물(이하, 「우레탄계 분산제」라 함)을 포함하는 분산제가 바람직하다.

상기 우레탄 결합은, 바람직하게는 화학식 R-NH-COO-R'(여기서, R 및 R'는 지방족, 지환족 또는 방향족 1가 또는 다가 유기기이고, 상기 다가 유기기는 추가로 별도의 우레탄 결합을 갖는 기 또는 다른 기에 결합되어 있음)로 표시되는 우레탄계 분산제 중의 친유성기 및(또는) 친수성기에 존재할 수 있고, 또한 우레탄계 분산제의 주쇄 및(또는) 측쇄에 존재할 수 있으며, 또한 우레탄계 분산제 중에 1개 이상 존재할 수 있다. 우레탄 결합이 우레탄계 분산제 중에 2개 이상 존재할 때, 각 우레탄 결합은 동일하거나 상이할 수 있다.

이러한 우레탄계 분산제로서는, 예를 들면 디이소시아네이트 및(또는) 트리이소시아네이트와 한쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 및(또는) 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르와의 반응 생성물을 들 수 있다.

상기 디이소시아네이트로서는, 예를 들면 벤젠-1,3-디이소시아네이트, 벤젠-1,4-디이소시아네이트와 같은 벤젠 디이소시아네이트; 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,5-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 톨루엔-3,5-디이소시아네이트와 같은 톨루엔 디이소시아네이트; 1,2-크실렌-3,5-디이소시아네이트, 1,2-크실렌-3,6-디이소시아네이트, 1,3-크실렌-2,4-디이소시아네이트, 1,3-크실렌-2,5-디이소시아네이트, 1,3-크실렌-4,6-디이소시아네이트, 1,4-크실렌-2,5-디이소시아네이트, 1,4-크실렌-2,6-디이소시아네이트와 같은 크실렌 디이소시아네이트 등의 다른 방향족 디이소시아네이트를 들 수 있다.

또한, 상기 트리이소시아네이트로서는, 예를 들면 벤젠-1,2,4-트리이소시아네이트, 벤젠-1,2,5-트리이소시아네이트, 벤젠-1,3,5-트리이소시아네이트와 같은 벤젠 트리이소시아네이트; 톨루엔-2,3,5-트리이소시아네이트, 톨루엔-2,3,6-트리이소시아네이트, 톨루엔-2,4,5-트리이소시아네이트, 톨루엔-2,4,6-트리이소시아네이트와 같은 톨루엔 트리이소시아네이트; 1,2-크실렌-3,4,5-트리이소시아네이트, 1,2-크실렌-3,4,6-트리이소시아네이트, 1,3-크실렌-2,4,5-트리이소시아네이트, 1,3-크실렌-2,4,6-트리이소시아네이트, 1,3-크실렌-4,5,6-트리이소시아네이트, 1,4-크실렌-2,3,5-트리이소시아네이트, 1,4-크실렌-2,3,6-트리이소시아네이트와 같은 크실렌 트리이소시아네이트 등의 다른 방향족 트리이소시아네이트를 들 수 있다.

이들 디이소시아네이트 및 트리이소시아네이트는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 한쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 및 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르로서는, 예를 들면 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리카프롤락톤, 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리발레롤락톤, 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리프로피올락톤과 같은 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리락톤; 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리부틸렌 테레프탈레이트와 같은 한쪽 말단 또는 양쪽 말단에 수산기를 갖는 중축합계 폴리에스테르 등을 들 수 있다.

이들 한쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르 및 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리에스테르는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 우레탄계 분산제로서는, 방향족 디이소시아네이트와 한쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리락톤 및(또는) 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리락톤과의 반응 생성물이 바람직하고, 특히 톨루엔 디이소시아네이트와 한쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리카프롤락톤 및(또는) 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리카프롤락톤과의 반응 생성물이 바람직하다.

이러한 우레탄계 분산제의 구체예로서는, 상품명으로, 예를 들면 EFKA(에프카 케미칼즈 비브이(EFKA)사 제조), 디스퍼빅(Disperbyk)(빅케미(BYK)사 제조), 디스파론(구스모또 가세이(주) 제조) 등의 시리즈의 것을 들 수 있다.

본 발명에 있어서의 우레탄계 분산제의 겔 투과 크로마토그래피(GPC)에 의해 측정한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량은, 바람직하게는 5,000 내지 50,000, 보다 바람직하게는 7,000 내지 20,000이다.

상기 우레탄계 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

안료 분산액을 제조할 때의 우레탄계 분산제의 사용량은, 안료 100 중량부에 대하여 바람직하게는 100 중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5 내지 100 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 70 중량부, 특히 바람직하게는 10 내지 50 중량부이다. 이 경우, 우레탄계 분산제의 사용량이 100 중량부를 초과하면, 현상성 등이 손상될 우려가 있다.

또한, 안료 분산액을 제조할 때에 사용되는 용매로서는, 예를 들면 본 발명에 있어서의 컬러 필터용 감방사선성 조성물에 대하여 후술하는 용매와 동일한 것을 들 수 있다.

안료 분산액을 제조할 때의 용매의 사용량은, 안료 100 중량부에 대하여 바람직하게는 500 내지 1,000 중량부이다.

비드 밀을 사용하여 안료 분산액을 제조할 때는, 예를 들면 직경 0.5 내지 10 mm 정도의 유리 비드나 티타니아 비드 등을 사용하여, 안료 혼합액을 바람직하게는 냉각수 등으로 냉각시키면서 혼합ㆍ분산시킬 수 있다.

이 경우, 비드의 충전율은 바람직하게는 밀 용량의 50 내지 80 ％이고, 안료 혼합액의 주입량은 바람직하게는 밀 용량의 20 내지 50 ％ 정도이다. 또한, 처리 시간은 바람직하게는 2 내지 50 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 25 시간이다.

또한, 롤 밀을 사용하여 안료 분산액을 제조할 때는, 예를 들면 3축 롤 밀이나 2축 롤 밀 등을 사용하여, 안료 혼합액을 바람직하게는 냉각수 등으로 냉각시키면서 처리함으로써 실시할 수 있다.

이 경우, 롤 간격은 1O ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 전단력은 바람직하게는 10⁸ dyn/초 정도이다. 또한, 처리 시간은 바람직하게는 2 내지 50 시간, 보다 바람직하게는 2 내지 25 시간이다.

이와 같이 하여 제조된 안료 분산액 중 안료의 평균 입경 및 입경 분포는 동적 광 산란법에 의해 측정할 수 있다.

-(B) 알칼리 가용성 수지-

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지로서는, (A) 안료에 대하여 결합제로서 작용하면서, 또한 컬러 필터를 제조할 때의 현상 공정에서 사용되는 현상액, 바람직하게는 알칼리 현상액에 대하여 가용성을 갖는 것이면, 특별히 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 카르복실기, 페놀성 수산기, 술폰산 등의 산성 관능기를 갖는 중합성 불포화 단량체와 다른 공중합 가능한 불포화 단량체(이하, 「공중합성 불포화 단량체」라고 함)와의 공중합체를 들 수 있다.

카르복실기를 갖는 중합성 불포화 단량체(이하, 「카르복실기 함유 불포화 단량체」라고 함)로서는, 예를 들면

(메트)아크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산과 같은 불포화 모노카르복실산;

말레산, 무수 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 무수 이타콘산, 시트라콘산, 무수 시트라콘산, 메사콘산과 같은 불포화 디카르복실산이나 이들의 산 무수물;

3가 이상의 불포화 다가 카르복실산 또는 그의 무수물;

숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕, 프탈산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕과 같은 2가 이상의 다가 카르복실산의 모노〔(메트)아크릴로일옥시알킬〕에스테르;

ω-카르복시폴리카프롤락톤 모노(메트)아크릴레이트와 같은 양쪽 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 중합체의 모노(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

이들 카르복실기 함유 불포화 단량체 중, 특히 (메트)아크릴산, 숙신산 모노 〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕, ω-카르복시폴리카프롤락톤 모노(메트)아크릴레이트가 바람직하다.

상기 카르복실기 함유 불포화 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 페놀성 수산기를 갖는 중합성 불포화 단량체로서는, 예를 들면 o-히드록시스티렌, m-히드록시스티렌, p-히드록시스티렌, o-히드록시-α-메틸스티렌, m-히드록시-α-메틸스티렌, p-히드록시-α-메틸스티렌, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드 등을 들 수 있다.

이들 페놀성 수산기를 갖는 중합성 불포화 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 술폰산기를 갖는 중합성 불포화 단량체로서는, 예를 들면 이소프렌술폰산, p-스티렌술폰산 등을 들 수 있다.

이들 술폰산기를 갖는 중합성 불포화 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

다음으로, 공중합성 불포화 단량체로서는, 예를 들면

폴리스티렌, 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리-n-부틸(메트)아크릴레이트, 폴리실록산과 같은 중합체의 분자쇄의 한쪽 말단에 (메트)아크릴로일기를 갖는 마크로 단량체(이하, 단순히 「마크로 단량체」라고 함):

N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미 드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드와 같은 N-(치환) 아릴말레이미드나, N-시클로헥실말레이미드와 같은 N-위치 치환 말레이미드;

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-비닐벤질글리시딜에테르와 같은 방향족 비닐 화합물;

인덴, 1-메틸인덴과 같은 인덴류;

메틸(메트)아크릴레이트, 에틸(메트)아크릴레이트, n-프로필(메트)아크릴레이트, i-프로필(메트)아크릴레이트, n-부틸(메트)아크릴레이트, i-부틸(메트)아크릴레이트, sec-부틸(메트)아크릴레이트, t-부틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메트)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 3-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 시클로헥실(메트)아크릴레이트, 페닐(메트)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메트)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메트)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글루콜(메트)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글루콜(메트)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글루콜(메트)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글루콜(메트)아크릴레이트, 이소보르닐(메트)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐(메트)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크릴레이트와 같은 불포화 카르복실산 에스테르;

2-아미노에틸(메트)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트, 2-아미노프로필(메트)아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트, 3-아미노프로필(메트)아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트와 같은 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르;

글리시딜(메트)아크릴레이트와 같은 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르;

아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐과 같은 카르복실산비닐에스테르;

비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르와 같은 다른 불포화 에테르;

(메트)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴과 같은 시안화비닐 화합물;

(메트)아크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸(메트)아크릴아미드와 같은 불포화 아미드;

1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌과 같은 지방족 공액 디엔

등을 들 수 있다.

이들 공중합성 불포화 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 공중합성 불포화 단량체 중, 마크로 단량체, N-위치 치환 말레이미드, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트, 글리세롤(메트)아크 릴레이트가 바람직하다. 또한, 마크로 단량체 중에서는, 폴리스티렌 마크로 단량체, 폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로 단량체가 특히 바람직하고, N-위치 치환 말레이미드 중에서는, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드가 특히 바람직하다.

본 발명에 있어서의 바람직한 알칼리 가용성 수지로서는, 카르복실기 함유 불포화 단량체와 공중합성 불포화 단량체와의 공중합체(이하, 「카르복실기 함유 공중합체」라고 함)를 들 수 있다.

카르복실기 함유 공중합체로서는, (a) 카르복실기 함유 불포화 단량체와, (b) 폴리스티렌 마크로 단량체, 폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로 단량체, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아크릴레이트 및 글리세롤(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하고, 경우에 따라서 (c) 스티렌, 메틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트 및 페닐(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 단량체 혼합물의 공중합체(이하, 「카르복실기 함유 공중합체(I)라고 함)가 바람직하다.

특히, (a) (메트)아크릴산을 필수 성분으로 하고, 경우에 따라서 숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕 및(또는) ω-카르복시폴리카프롤락톤 모노(메트)아크릴레이트를 더 함유하는 카르복실기 함유 불포화 단량체 성분과, (b) 폴리스티렌 마크로 단량체, 폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로 단량체, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, 2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트, 벤질(메트)아 크릴레이트 및 글리세롤(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 함유하고, 경우에 따라서 (c) 스티렌, 메틸(메트)아크릴레이트, 알릴(메트)아크릴레이트 및 페닐(메트)아크릴레이트로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상을 더 함유하는 단량체 혼합물의 공중합체(이하, 「카르복실기 함유 공중합체(II)」라고 함)가 바람직하다.

카르복실기 함유 공중합체(II)의 구체예로서는,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/벤질(메트)아크릴레이트/글리세롤 모노(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/N-페닐말레이미드/스티렌/알릴(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/N-페닐말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/N-시클로헥실말레이미드/스티렌/알릴(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/N-시클로헥실말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/숙신산 모노〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕/N-페닐말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/글리세롤 모노(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/ω-카르복시폴리카프롤락톤 모노(메트)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/글리세롤 모노(메트)아크릴레이트/스티렌 공중 합체,

(메트)아크릴산/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/폴리스티렌 마크로 단량체/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로 단량체/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/벤질(메트)아크릴레이트/글리세롤 모노(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트/페닐(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/N-시클로헥실말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/폴리스티렌 마크로 단량체/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/폴리메틸(메트)아크릴레이트 마크로 단량체/2-히드록시에틸(메트)아크릴레이트/벤질(메트)아크릴레이트 공중합체,

(메트)아크릴산/N-페닐말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체,

(메트)아크릴산/N-페닐말레이미드/벤질(메트)아크릴레이트/글리세롤 모노(메트)아크릴레이트/스티렌 공중합체

등을 들 수 있다.

카르복실기 함유 공중합체에 있어서의 카르복실기 함유 불포화 단량체의 공중합 비율은 바람직하게는 5 내지 50 중량％, 보다 바람직하게는 10 내지 40 중량％이다. 이 경우, 카르복실기 함유 불포화 단량체의 공중합 비율이 5 중량％ 미만이면, 얻어지는 감방사선성 조성물의 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하하는 경향이 있고, 한편 50 중량％를 초과하면, 알칼리 현상액에 대한 용해성이 너무 커져, 알칼리 현상액에 의해 현상할 때에 화소가 기판으로부터 탈락되거나 화소 표면의 막 거칠음을 초래하기 쉬워지는 경향이 있다.

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량(이하, 「Mw」라고 함)은 바람직하게는 3,000 내지 300,000, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 100,000이다.

또한, 본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 용출 용매: 테트라히드로푸란)로 측정한 폴리스티렌 환산 수평균 분자량(이하, 「Mn」이라 함)은, 바람직하게는 3,000 내지 60,000, 더욱 바람직하게는 5,000 내지 25,000이다.

이러한 특정한 Mw 또는 Mn을 갖는 알칼리 가용성 수지를 사용함으로써, 현상성이 우수한 감방사선성 조성물이 얻어지고, 이에 의해 샤프한 패턴 엣지를 갖는 화소를 형성할 수 있음과 동시에, 현상시에 미노광부의 기판상 및 차광층상에 잔사, 바탕 오염(地汚), 막 잔여물 등이 발생하기 어려워진다.

또한, 본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 Mw와 Mn의 비(Mw/Mn)는 바람직하게는 1 내지 5, 보다 바람직하게는 1 내지 4이다.

본 발명에서 알칼리 가용성 수지는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 알칼리 가용성 수지의 사용량은, (A) 안료 100 중량부에 대하여 바람직하게는 10 내지 1,000 중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 500 중량부이다. 이 경우, 알칼리 가용성 수지의 사용량이 10 중량부 미만이면, 예를 들면 알칼리 현상성이 저하되거나, 미노광부의 기판상 또는 차광층상에 바탕 오염이나 막 잔여물이 발생할 우려가 있고, 한편 1,000 중량부를 초과하면, 상대적으로 안료농도가 저하되기 때문에, 박막으로서 목적하는 색 농도를 달성하는 것이 곤란해질 우려가 있다.

-(C) 다관능성 단량체-

본 발명에 있어서의 다관능성 단량체는 분자 내에 2개 이상의 중합성 불포화 결합을 갖는 단량체이다.

이러한 다관능성 단량체로서는, 예를 들면

에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜과 같은 알킬렌글리콜의 디(메트)아크릴레이트;

2 분자 이상의 에틸렌글리콜이 축합한 디에틸렌글리콜 등의 폴리에틸렌글리 콜, 2 분자 이상의 프로필렌글리콜이 축합한 디프로필렌글리콜 등의 폴리프로필렌글리콜과 같은 폴리알킬렌글리콜의 디(메트)아크릴레이트;

글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨, 디펜타에리트리톨과 같은 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트나 이들의 디카르복실산 변성물;

폴리에스테르, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 실리콘 수지, 스피란 수지와 같은 올리고(메트)아크릴레이트;

양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리-1,3-부타디엔, 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리이소프렌, 양쪽 말단에 수산기를 갖는 폴리카프롤락톤과 같은 양쪽 말단에 수산기를 갖는 중합체의 디(메트)아크릴레이트나,

트리스〔2-(메트)아크릴로일옥시에틸〕포스페이트

등을 들 수 있다.

이들 다관능성 단량체 중, 3가 이상의 다가 알코올의 폴리(메트)아크릴레이트나 이들의 디카르복실산 변성물이 바람직하고, 구체적으로는 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메트)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트 등이 바람직하다. 특히, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트가, 화소 강도가 높고, 화소 표면의 평활성이 우수하며, 또한 미노광부의 기판상 및 차광층상에 바탕 오염, 막 잔여물 등이 발생하기 어렵다는 점에서 특히 바람직하다. 상기 다관능성 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서의 다관능성 단량체의 사용량은, (B) 알칼리 가용성 수지 100 중량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 500 중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 300 중량부이다. 이 경우, 다관능성 단량체의 사용량이 5 중량부 미만이면, 화소의 강도나 표면 평활성이 저하되는 경향이 있고, 한편 500 중량부를 초과하면, 예를 들면 알칼리 현상성이 저하되거나, 미노광부의 기판상 또는 차광층상에 바탕 오염, 막 잔여물 등이 발생하기 쉬워지는 경향이 있다.

본 발명에서는 다관능성 단량체와 함께 1개의 중합성 불포화 결합을 갖는 단관능성 단량체를 병용할 수 있다.

상기 단관능성 단량체로서는, 예를 들면 상기 (B) 알칼리 가용성 수지에 대하여 예시한 카르복실기 함유 불포화 단량체, 공중합성 불포화 단량체나, N-비닐숙신이미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐프탈이미드, N-비닐-2-피페리돈, N-비닐-ε-카프롤락탐, N-비닐피롤, N-비닐피롤리딘, N-비닐이미다졸, N-비닐이미다졸리딘, N-비닐인돌, N-비닐인돌린, N-비닐벤즈이미다졸, N-비닐카르바졸, N-비닐피페리딘, N-비닐피페라진, N-비닐모르폴린, N-비닐페녹사진 등의 N-비닐 질소 함유 복소환식 화합물; N-(메트)아크릴로일 모르폴린 이외에, 시판품으로서 M-5300, M-5400, M-5600(상품명, 토아 고세이(주) 제조) 등을 들 수 있다.

이들 단관능성 단량체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

단관능성 단량체의 사용 비율은, 다관능성 단량체와 단관능성 단량체의 합계 에 대하여 바람직하게는 90 중량％ 이하, 보다 바람직하게는 50 중량％ 이하이다. 이 경우, 단관능성 단량체의 사용 비율이 90 중량％를 초과하면, 화소의 강도나 표면 평활성이 저하되는 경향이 있다.

-(D) 감방사선성 라디칼 발생제-

본 발명에 있어서의 감방사선성 라디칼 발생제(이하, 단순히 「라디칼 발생제」라고 함)는 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등의 노광에 의해, 상기 (C) 다관능성 단량체 및 경우에 따라서 사용되는 단관능성 단량체의 중합을 개시할 수 있는 라디칼을 발생하는 화합물이다.

이러한 라디칼 발생제로서는, 예를 들면 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 크산톤계 화합물, 디아조계 화합물 등을 들 수 있다.

본 발명에 있어서 라디칼 발생제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명에 있어서의 라디칼 발생제로서는, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 트리아진계 화합물로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상이 바람직하다.

본 발명에 있어서 라디칼 발생제의 사용량은, (C) 다관능성 단량체 100 중량부 또는 이것과 단관능성 단량체와의 합계 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 80 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 60 중량부이다. 이 경우, 라디칼 발생제의 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 노광에 의한 경화가 불충분해지고, 화소 패턴이 소정의 배열에 따라 배치된 컬러 필터를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있으며, 한편 80 중량부를 초과하면, 형성된 화소가 현상시에 기판으로부터 탈락되기 쉬워지는 경향이 있다.

본 발명에 있어서의 바람직한 라디칼 발생제 중 아세토페논계 화합물의 구체예로서는, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논-1, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1, 1-히드록시시클로헥실ㆍ페닐케톤, 2,2-디메톡시-1,2-디페닐에탄-1-온, 1,2-옥탄디온, 1-〔4-(페닐티오)페닐〕-2-(O-벤조일옥심) 등을 들 수 있다.

이들 아세토페논계 화합물 중, 특히 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로파논-1, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1, 1,2-옥탄디온, 1-〔4-(페닐티오)페닐〕-2-(O-벤조일옥심)이 바람직하다.

상기 아세토페논계 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 라디칼 발생제로서 아세토페논계 화합물을 사용하는 경우의 사용량은, (C) 다관능성 단량체 100 중량부 또는 이것과 단관능성 단량체와의 합계 100 중량부(단관능성 단량체를 병용하는 경우)에 대하여, 바람직하게는 0.01 내지 80 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 30 중량부이다. 이 경우, 아세토페논계 화합물의 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 노광에 의한 경화가 불충분해지고, 화소 패턴이 소정의 배열에 따라 배치된 컬러 필터를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있으며, 한편 80 중량부를 초과하면, 형성된 화소가 현상시에 기판으로부터 탈락되기 쉬워지는 경향이 있다.

또한, 상기 비이미다졸계 화합물의 구체예로서는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카르보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-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-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등을 들 수 있다.

이들 비이미다졸계 화합물 중, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-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 등이 바람직하고, 특히 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하다.

이들 비이미다졸계 화합물은 용제에 대한 용해성이 우수하고, 미용해물, 석출물 등의 이물질을 발생시키지 않고, 더구나 감도가 높으며, 적은 에너지량의 노광에 의해 경화 반응을 충분히 진행시킴과 동시에, 미노광부에서 경화 반응이 일어나지 않기 때문에, 노광 후의 도막은, 현상액에 대하여 불용성인 경화 부분과, 현상액에 대하여 높은 용해성을 갖는 미경화 부분으로 명확하게 구분되고, 이에 의해, 언더컷이 없는 화소 패턴이 소정의 배열에 따라 배치된 고정밀한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

상기 비이미다졸계 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서, 라디칼 발생제로서 비이미다졸계 화합물을 사용하는 경우의 사용량은, (C) 다관능성 단량체 100 중량부 또는 이것과 단관능성 단량체와의 합계(단관능성 단량체를 병용하는 경우) 100 중량부에 대하여, 바람직하게는 0.01 내지 40 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량부이다. 이 경우, 비이미다졸계 화합물의 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 노광에 의한 경화가 불충분해지고, 화소 패턴이 소정의 배열에 따라 배치된 컬러 필터를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있으며, 한편 40 중량부를 초과하면, 현상할 때에 형성된 화소가 기판으로부터 탈락되거나 화소 표면의 막 거칠음을 초래하기 쉬워지는 경향이 있다.

-수소 공여체-

본 발명에 있어서는, 라디칼 발생제로서 비이미다졸계 화합물을 사용하는 경우, 아래에 기재하는 수소 공여체를 병용하는 것이 감도를 더욱 개량할 수 있는 점에서 바람직하다.

여기서 말하는 「수소 공여체」란, 노광에 의해 비이미다졸계 화합물로부터 발생한 라디칼에 대하여 수소 원자를 공여할 수 있는 화합물을 의미한다.

본 발명에 있어서의 수소 공여체로서는, 하기에서 정의하는 머캅탄계 화합물, 아민계 화합물 등이 바람직하다.

상기 머캅탄계 화합물은 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 상기 모핵에 직접 결합한 머캅토기를 1개 이상, 바람직하게는 1 내지 3개, 더욱 바람직하게는 1 내지 2개 갖는 화합물(이하, 「머캅탄계 수소 공여체」라고 함)을 포함한다.

상기 아민계 화합물은 벤젠환 또는 복소환을 모핵으로 하고, 상기 모핵에 직접 결합한 아미노기를 1개 이상, 바람직하게는 1 내지 3개, 더욱 바람직하게는 1 내지 2개 갖는 화합물(이하, 「아민계 수소 공여체」라고 함)을 포함한다.

또한, 이들 수소 공여체는 머캅토기와 아미노기를 동시에 가질 수도 있다.

이하, 수소 공여체에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.

머캅탄계 수소 공여체는 벤젠환 또는 복소환을 각각 1개 이상 가질 수 있고, 또한 벤젠환과 복소환 두가지 모두를 가질 수 있다. 또한, 이들 환을 2개 이상 갖는 경우, 축합환을 형성할 수도 형성하지 않을 수도 있다.

또한, 머캅탄계 수소 공여체는, 머캅토기를 2개 이상 갖는 경우, 1개 이상의 유리 머캅토기가 잔존하는 한, 나머지 머캅토기 중 1개 이상이 알킬, 아랄킬 또는 아릴기로 치환되어 있을 수도 있고, 또한 1개 이상의 유리 머캅토기가 잔존하는 한, 2개의 황 원자가 알킬렌기 등의 2가 유기기를 개재하여 결합한 구조 단위, 또는 2개의 황 원자가 디술피드의 형태로 결합된 구조 단위를 가질 수 있다.

또한, 머캅탄계 수소 공여체는, 머캅토기 이외의 부분에서 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 치환 알콕시카르보닐기, 페녹시카르보닐기, 치환 페녹시카르보닐기, 니트릴기 등에 의해 치환될 수도 있다.

이러한 머캅탄계 수소 공여체의 구체예로서는, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅 토벤조옥사졸, 2-머캅토벤조이미다졸, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸, 2-머캅토-2,5-디메틸아미노피리딘 등을 들 수 있다.

이들 머캅탄계 수소 공여체 중, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸이 바람직하고, 2-머캅토벤조티아졸이 특히 바람직하다.

또한, 아민계 수소 공여체는 벤젠환 또는 복소환을 각각 1개 이상 가질 수 있고, 또한 벤젠환과 복소환 두가지 모두를 가질 수 있으며, 이들 환을 2개 이상 갖는 경우, 축합환을 형성할 수도 형성하지 않을 수도 있다.

또한, 아민계 수소 공여체는, 아미노기의 1개 이상이 알킬기 또는 치환 알킬기로 치환될 수도 있고, 또한 아미노기 이외의 부분에서 카르복실기, 알콕시카르보닐기, 치환 알콕시카르보닐기, 페녹시카르보닐기, 치환 페녹시카르보닐기, 니트릴기 등에 의해 치환될 수도 있다.

이러한 아민계 수소 공여체의 구체예로서는, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 4-디메틸아미노벤조산, 4-디메틸아미노벤조니트릴 등을 들 수 있다.

이들 아민계 수소 공여체 중, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하고, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 특히 바람직하다.

또한, 아민계 수소 공여체는 비이미다졸계 화합물 이외의 라디칼 발생제의 경우에도 증감제로서의 작용을 갖는다.

본 발명에 있어서 수소 공여체는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 1종 이상의 머캅탄계 수소 공여체와 1종 이상의 아민계 수소 공여체를 조합하여 사용하는 것이, 형성된 화소가 현상시에 기판으로부터 탈락되기 어렵고, 또한 화소 강도 및 감도도 높은 점에서 바람직하다.

머캅탄계 수소 공여체와 아민계 수소 공여체의 조합의 구체예로서는, 2-머캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 2-머캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-머캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 2-머캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 보다 바람직한 조합은 2-머캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2-머캅토벤조옥사졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이고, 특히 바람직한 조합은 2-머캅토벤조티아졸/4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이다.

머캅탄계 수소 공여체와 아민계 수소 공여체의 조합에서의 머캅탄계 수소 공여체와 아민계 수소 공여체와의 중량비는, 바람직하게는 1:1 내지 1:4, 보다 바람직하게는 1:1 내지 1:3이다.

본 발명에 있어서 수소 공여체를 비이미다졸계 화합물과 병용하는 경우의 사용량은, (C) 다관능성 단량체 100 중량부 또는 이것과 단관능성 단량체와의 합계(단관능성 단량체를 병용하는 경우) 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 40 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량부이다. 이 경우, 수소 공여체의 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 감도의 개량 효과가 저하되는 경향이 있고, 한편 40 중량부를 초과하면, 형성된 화소가 현상시 에 기판으로부터 탈락되기 쉬워지는 경향이 있다.

또한, 상기 트리아진계 화합물의 구체예로서는 2,4,6-트리스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-메틸-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-〔2-(5-메틸푸란-2-일)에테닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-〔2-(푸란-2-일)에테닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-〔2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-〔2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-에톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-n-부톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진과 같은 할로메틸기를 갖는 트리아진계 화합물을 들 수 있다.

이들 트리아진계 화합물 중, 특히 2-〔2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐〕-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진이 바람직하다.

상기 트리아진계 화합물은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

본 발명에 있어서 라디칼 발생제로서 트리아진계 화합물을 사용하는 경우의 사용량은, (C) 다관능성 단량체 100 중량부 또는 이것과 단관능성 단량체와의 합계(단관능성 단량체를 병용하는 경우) 100 중량부에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 40 중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 30 중량부, 더욱 바람직하게는 1 내지 20 중량부이다. 이 경우, 트리아진계 화합물의 사용량이 0.01 중량부 미만이면, 노광에 의한 경화가 불충분해지고, 화소 패턴이 소정의 배열에 따라 배치된 컬러 필터를 얻는 것이 곤란해질 우려가 있으며, 한편 40 중량부를 초과하면, 형성된 화소가 현상시에 기판으로부터 탈락되기 쉬워지는 경향이 있다.

-다른 첨가제-

본 발명의 컬러 필터용 감방사선성 조성물은 상기 (A) 내지 (D) 성분을 함유하는 것이지만, 필요에 따라서 다른 첨가제를 더 함유할 수도 있다.

상기 다른 첨가제로서는, 예를 들면 유리, 알루미나 등의 충전제; 폴리비닐 알코올, 폴리(플루오로알킬아크릴레이트) 등의 고분자 화합물; 비이온계 계면활성제, 양이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 등의 계면활성제; 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴로일옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등의 밀착 촉진제; 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸페놀 등의 산화 방지제; 2-(3-t-부틸-5-메틸-2-히드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등의 자외선 흡수제; 폴리아크릴산나트륨 등의 응집 방지제 등을 들 수 있다.

-용매-

본 발명의 컬러 필터용 감방사선성 조성물은 상기 (A) 내지 (D) 성분, 및 임의적으로 첨가되는 다른 첨가제를 함유하는 것이다. 바람직하게는 용매를 배합하 여 액상 조성물로서 제조된다.

상기 용매로서는, 감방사선성 조성물을 구성하는 (A) 내지 (D) 성분이나 다른 첨가제 성분을 분산 또는 용해시키고, 또한 이들 성분과 반응하지 않으며 적합한 휘발성을 갖는 것인 한, 적당하게 선택하여 사용할 수 있다.

이러한 용매로서는, 예를 들면

메탄올, 에탄올, 벤질 알코올과 같은 알코올;

에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-프로필에테르, 디프로필렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 트리프로필렌글리콜 모노에틸에테르와 같은 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르;

에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노-n-프로필에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세 테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트와 같은 (폴리)알킬렌글리콜 모노알킬에테르 아세테이트;

디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 테트라히드로푸란과 같은 다른 에테르;

메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 디아세톤 알코올(4-히드록시-4-메틸펜탄-2-온), 4-히드록시-4-메틸헥산-2-온과 같은 케톤;

락트산메틸, 락트산에틸과 같은 락트산 알킬에스테르;

아세트산에틸, 아세트산 n-프로필, 아세트산 i-프로필, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-펜틸, 아세트산 i-펜틸, 3-메틸-3-메톡시부틸아세테이트, 프로피온산 n-부틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 부티르산에틸, 부티르산 n-프로필, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 히드록시아세트산에틸, 에톡시아세트산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 피루브산메틸, 피루브산에틸, 피루브산 n-프로필, 아세토아세트산메틸, 아세토아세트산에틸, 2-히드록시-2-메틸프로피온산에틸, 2-히드록시-3-메틸부티르산메틸, 2-옥소부티르산에틸과 같은 다른 에스테르;

톨루엔, 크실렌과 같은 방향족 탄화수소;

N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드와 같은 아미드

등을 들 수 있다.

이들 용매 중, 용해성, 안료 분산성, 도포성 등의 관점에서, 벤질 알코올, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노-n-부틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 아세트산 n-부틸, 아세트산 i-부틸, 포름산 n-펜틸, 아세트산 i-펜틸, 3-메톡시부틸아세테이트, 프로피온산 n-부틸, 부티르산에틸, 부티르산 i-프로필, 부티르산 n-부틸, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 피루브산에틸 등이 바람직하다.

상기 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 용매와 함께, 벤질에틸에테르, 디-n-헥실에테르, 아세토닐아세톤, 이소포론, 카프로산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 아세트산벤질, 벤조산에틸, 옥살산디에틸, 말레산디에틸, γ-부티롤락톤, 탄산에틸렌, 탄산프로필렌, 에틸렌글리콜 모노페닐에테르 아세테이트 등의 고비점 용매를 병용할 수도 있다.

상기 고비점 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

용매의 사용량은 특별히 한정되는 것은 아니지만, 얻어지는 감방사선성 조성물의 도포성, 보존 안정성 등의 관점에서, 상기 조성물의 용매를 제외한 각 성분의 합계농도가, 바람직하게는 5 내지 50 중량％, 더욱 바람직하게는 10 내지 40 중량％가 되는 양이다.

컬러 필터의 형성 방법

다음으로, 본 발명의 감방사선성 조성물을 사용하여 본 발명의 컬러 필터를 형성하는 방법에 대하여 설명한다.

컬러 필터를 형성하는 방법은 바람직하게는 하기 순서로 실시되는, 적어도 하기 (1) 내지 (4)의 공정을 포함하고 있다.

(1) 기판상에 본 발명의 감방사선성 조성물의 도막을 형성하는 공정.

(2) 상기 도막의 적어도 일부에 노광하는 공정.

(3) 노광 후의 도막을 현상하는 공정.

(4) 현상 후의 도막을 노광후 베이킹하는 공정.

이하, 이들 공정에 대하여 차례로 설명한다.

- (1) 공정-

우선, 기판의 표면상에 필요에 따라서 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 차광층을 형성하고, 이 기판상에, 예를 들면 녹색의 (A) 안료를 함유하는 본 발명의 감방사선성 조성물을 통상 액상 조성물로서 도포한 후, 예비 베이킹하여 용매를 증발 제거함으로써 도막을 형성한다.

이 공정에서 사용되는 기판으로서는, 예를 들면 유리, 실리콘, 폴리카르보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드, 폴리에테르술폰 이외에, 환상 올레핀의 개환 중합체나 그의 수소 첨가물 등을 들 수 있다.

또한, 이들 기판에는, 목적에 따라서, 실란 커플링제 등에 의한 약품 처리, 플라즈마 처리, 이온 플레이팅, 스퍼터링, 기상 반응법, 진공 증착 등의 적절한 전 처리를 실시해 둘 수도 있다.

액상 조성물을 기판에 도포할 때는, 회전 도포법, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 다이 코터를 사용하는 도포법 등의 적절한 도포법을 채용할 수 있지만, 회전 도포법, 슬릿 다이 코터를 사용하는 도포법이 바람직하다.

예비 베이킹의 조건은 바람직하게는 70 내지 110 ℃에서 2 내지 4 분 정도이다.

도포 두께는, 용매 제거 후의 막 두께로서 바람직하게는 1.0 내지 10 ㎛, 보다 바람직하게는 1.0 내지 6.0 ㎛, 특히 바람직하게는 1.0 내지 4.0 ㎛이다.

-(2) 공정-

그 후, 형성된 도막의 적어도 일부에 노광한다. 이 경우, 도막의 일부에 노광할 때는, 바람직하게는 소정의 패턴을 갖는 포토마스크를 개재하여 노광한다.

노광에 사용되는 방사선으로서는, 예를 들면 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선, X선 등을 사용할 수 있지만, 파장이 190 내지 450 nm의 범위인 방사선이 바람직하다.

방사선의 노광량은 바람직하게는 10 내지 10,000 J/m²이다.

-(3) 공정-

그 후, 현상액, 바람직하게는 알칼리 현상액을 사용하여 현상하고, 도막의 미노광부를 용해 제거한다.

상기 알칼리 현상액으로서는, 예를 들면 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화 칼륨, 테트라메틸암모늄히드록시드, 콜린, 1,8-디아자비시클로-[5.4.0]-7-운데센, 1,5-디아자비시클로-[4.3.0]-5-노넨 등의 수용액이 바람직하다.

상기 알칼리 현상액에는, 예를 들면 메탄올, 에탄올 등의 수용성 유기 용제나 계면활성제 등을 적당량 첨가할 수도 있다. 또한, 알칼리 현상 후에는, 통상 수세한다.

현상 처리법으로서는 샤워 현상법, 분무 현상법, 딥(침지) 현상법, 퍼들 현상법 등을 적용할 수 있다.

현상 조건은 상온에서 10 내지 300 초 정도가 바람직하다.

-(4) 공정-

그 후, 현상 후의 도막을 노광후 베이킹함으로써, 감방사선성 조성물의 경화물을 포함하는 녹색의 화소 패턴이 소정의 배열로 배치된 기판을 얻을 수 있다.

노광후 베이킹의 조건은 180 내지 230 ℃에서 20 내지 40 분 정도가 바람직하다.

이와 같이 하여 형성된 화소의 막 두께는 바람직하게는 0.5 내지 5.0 ㎛, 보다 바람직하게는 1.5 내지 3.0 ㎛이다.

또한, 적색의 (A) 안료를 함유하는 본 발명의 감방사선성 조성물을 사용하여 상기 (1) 내지 (4) 공정을 반복함으로써 적색의 화소 패턴을 동일한 기판상에 형성하고, 또한 청색의 안료를 함유하는 청색 감방사선성 조성물을 사용하여 상기 (1) 내지 (4) 공정을 반복함으로써 청색의 화소 패턴을 동일한 기판상에 형성함으로써, 녹색, 적색 및 청색의 3원색의 화소 패턴이 소정의 배열로 배치된 화소 어레이를 기판상에 형성할 수 있다. 단, 상기 녹색의 화소 패턴과 적색의 화소 패턴 중 어느 한쪽은 본 발명의 감방사선성 조성물 이외의 착색 감방사선성 조성물(이하, 「다른 착색 감방사선성 조성물」이라고 함)을 사용하여 형성할 수도 있고, 또한 본 발명에 있어서 각 색의 화소 패턴의 형성 순서는 임의로 선택할 수 있다.

또한, 상기 청색의 안료를 함유하는 청색 감방사선성 조성물 및 다른 착색 감방사선성 조성물로서는, 특별히 한정되는 것은 아니지만, 예를 들면 본 발명에서의 (A) 성분 이외의 안료를, 본 발명에서의 (B) 내지 (D) 성분과 혼합한 조성물을 들 수 있다. 이들 다른 착색 감방사선성 조성물에 있어서의 안료의 평균 입경 r(단위 nm)도 50≤r≤300, 바람직하게는 100≤r≤300, 특히 바람직하게는 50≤r≤200의 범위인 것이 바람직하다. 또한, 안료의 입경 분포도 (평균 입경±100) nm에 포함되는 이차 입자가 전체의 70 중량％ 이상, 바람직하게는 80 중량％ 이상인 것이 바람직하다. 이러한 평균 입경 r 및 입경 분포를 갖는 안료는, 상술한 본 발명에 있어서 (A) 안료의 안료 분산액을 제조하는 방법과 동일하게 하여 얻을 수 있다.

컬러 필터

본 발명의 컬러 필터는 본 발명의 감방사선성 조성물로부터 형성된 적색 화소 및(또는) 녹색 화소를 갖는 것이다.

본 발명의 컬러 필터는, 예를 들면 투과형 또는 반사형의 컬러 액정 표시 장치, 컬러 촬상관 소자, 컬러 센서 등에 매우 유용하다.

컬러 액정 표시 소자

본 발명의 컬러 액정 표시 소자는 본 발명의 컬러 필터를 구비하는 것이다.

본 발명의 컬러 액정 표시 소자는 적절한 구조를 취할 수 있다. 예를 들면, 컬러 필터를, 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판과는 별도인 기판상에 형성하고, 구동용 기판과 컬러 필터를 형성한 기판이, 액정층을 개재하여 대향시킨 구조를 취할 수 있으며, 또한 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판의 표면상에 컬러 필터를 형성한 기판과, ITO(주석을 도핑한 산화인듐) 전극을 형성한 기판이, 액정층을 개재하여 대향시킨 구조를 취할 수도 있다. 후자의 구조는 개구율을 각별히 향상시킬 수 있고, 밝고 고정밀한 액정 표시 소자를 얻을 수 있다는 이점을 갖는다.

본 발명의 감방사선성 조성물은, 광투과율 및 콘트라스트비가 높은 적색 화소 및 녹색 화소를 형성할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예를 들어 본 발명의 실시 형태를 더욱 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명이 하기 실시예로 한정되는 것은 아니다.

<합성예 1>

냉각관, 교반기를 구비한 플라스크에 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 1 중량부 및 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 200 중량부를 넣고, 계속해서 메타크릴산 15 중량부, N-페닐말레이미드 25 중량부, 벤질메타크릴레이트 35 중량부, 글리세롤 모노메타크릴레이트 10 중량부, 스티렌 15 중량부 및 α-메틸스티렌 이량체(연쇄 이동제) 2.5 중량부를 투입하며, 질소 치환한 후, 완만하게 교반하면서 반응 용액을 80 ℃로 승온하고, 이 온도를 유지하여 3 시간 중합하였다. 그 후, 반응 용액을 100 ℃로 승온하여 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) 0.5 중량부를 추가하고, 1 시간 더 중합을 계속함으로써 수지 용액(고형분 농도=30 중량％)을 얻었다. 얻어진 수지는 Mw=30,000, Mn=10,000이었다. 이 수지 용액을 「수지 용액(B-1)」이라 한다.

<실시예 1>

안료 분산액의 제조

(A) 안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36과 C.I. 피그먼트 옐로우 219의 30/70(중량비) 혼합물 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 빅케미(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 10 중량부(고형분 환산 약 4.51 중량부), 및 용매로서 3-에톡시프로피온산에틸 150 중량부를 포함하는 혼합액을 비드 밀에 의해 12 시간 혼합ㆍ분산시켜 안료 분산액(P1)을 제조하였다.

안료 분산액(P1)에 대하여, 안료의 평균 입경을 동적 광 산란법에 의해 측정한 결과, 250 nm였다.

액상 조성물의 제조

안료 분산액(P1) 600 중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 수지 용액(B-1) 200 중량부, (C) 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 60 중량부, (D) 라디칼 발생제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1을 40 중량부, 및 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 1,000 중량부를 혼합하여 액상 조성물(G1)을 제조하였다.

화소 패턴의 형성

액상 조성물(G1)을, 표면에 나트륨 이온의 용출을 방지하기 위해서 SiO₂막이 형성된 소다 유리 기판상에, 스핀 코터를 이용하여 도포한 후, 90 ℃의 클린 오븐 내에서 10 분간 예비 베이킹을 행하여, 막 두께 3.2 ㎛의 도막을 형성하였다.

계속해서, 이 기판을 실온으로 냉각시킨 후, 고압 수은 램프를 사용하여 포토마스크를 개재하여 도막에 365 nm, 405 nm 및 436 nm의 각 파장을 포함하는 방사선을 5,000 J/m²의 노광량으로 노광시켰다. 그 후, 이 기판을 23 ℃의 0.04 중량％ 수산화칼륨 수용액을 포함하는 현상액에 1 분간 침지하여 현상한 후, 초순수로 세정하여 풍건(風乾)시키고, 또한 250 ℃에서 30 분간 노광후 베이킹을 행하여, 기판상에 녹색의 스트라이프상 화소 패턴을 형성하였다. 이 화소의 막 두께는 2.50 ㎛였다.

색도의 평가

화소의 색도를 컬러 분석기 TC-1800M(도쿄 덴쇼꾸(주) 제조)에서 평가한 결과, (x, y, Y)=(0.288, 0.600, 52.3)이었다.

콘트라스트비의 평가

얻어진 기판을 2매의 편광판 사이에 끼우고, 배면측으로부터 형광등(파장 범위 380 내지 780 nm)으로 조사하면서 전면측의 편향판을 회전시키고, 투과하는 광 강도를 휘도계 LS-100(미놀타(주) 제조)에서 최대값과 최소값을 측정하여, 그 최대값을 최소값으로 나눈 값으로서 콘트라스트비를 평가한 결과 1,080이었다.

<비교예 1>

안료 분산액의 제조

실시예 1에 있어서, (A) 안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36과 C.I. 피그먼트 옐로우 83의 80/20(중량비) 혼합물 30 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 빅케미(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 10 중량부(고형분 환산 약 4.51 중량부), 및 용매로서 3-에톡시프로피온산에틸 160 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여 안료 분산액(p1)을 제조하였다.

안료 분산액(p1)에 대해서, 안료의 평균 입경을 동적 광 산란법에 의해 측정한 결과, 300 nm였다.

액상 조성물의 제조

안료 분산액(p1) 200 중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 수지 용액(B-1) 200 중량부, (C) 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 60 중량부, (D) 라디칼 발생제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1을 40 중량부, 및 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 1,000 중량부를 혼합하여 액상 조성물(g1)을 제조하였다.

화소 패턴의 형성 및 평가

액상 조성물(G1) 대신에 액상 조성물(g1)을 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 기판상에 막 두께 2.50 ㎛의 녹색의 스트라이프상 화소 패턴을 형성하여 평가하였다.

그 결과, 화소의 색도는 (x, y, Y)=(0.288, 0.600, 48.5), 콘트라스트비는 450이었다.

<실시예 2>

안료 분산액의 제조

(A) 안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36과 C.I. 피그먼트 옐로우 150과 C.I. 피그먼트 옐로우 219의 40/15/45(중량비) 혼합물 30 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 빅케미(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 10 중량부(고형분 환산 약 4.51 중량부), 및 용매로서 3-에톡시프로피온산에틸 160 중량부를 포함하는 혼합액을 비드 밀에 의해 12 시간 혼합ㆍ분산시켜 안료 분산액(P2)를 제조하였다.

안료 분산액(P2)에 대하여, 안료의 평균 입경을 동적 광 산란법에 의해 측정한 결과, 200 nm였다.

액상 조성물의 제조

안료 분산액(P2) 400 중량부, (B) 알칼리 가용성 수지로서 수지 용액(B-1) 200 중량부, (C) 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트 60 중량부, (D) 라디칼 발생제로서 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부타논-1을 40 중량부, 및 용매로서 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트 1,000 중량부를 혼합하여 액상 조성물(G2)를 제조하였다.

화소 패턴의 형성 및 평가

액상 조성물(G1) 대신에 액상 조성물(G2)를 사용한 것 이외에는 실시예 1과 동일하게 하여, 기판상에 막 두께 2.50 ㎛의 녹색의 스트라이프상 화소 패턴을 형성하여 평가하였다.

그 결과, 화소의 색도는 (x, y, Y)=(0.300, 0.570, 61.1), 콘트라스트비는 1,200이었다.

<비교예 2>

안료 분산액의 제조

(A) 안료로서 C.I. 피그먼트 그린 36과 C.I. 피그먼트 옐로우 150과 C.I. 피그먼트 옐로우 138의 50/10/40(중량비) 혼합물 30 중량부를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 안료 분산액(p2)를 제조하였다.

안료 분산액(p2)에 대하여, 안료의 평균 입경을 동적 광 산란법에 의해 측정한 결과, 250 nm였다.

액상 조성물의 제조

안료 분산액(P2) 대신에 안료 분산액(p2)를 사용한 것 이외에는 실시예 2와 동일하게 하여 액상 조성물(g2)를 제조하였다.

화소 패턴의 형성 및 평가

그 결과, 화소의 색도는 (x, y, Y)=(0.300, 0.570, 60.5), 콘트라스트비는 900이었다.

본 발명에 따라 광투과율 및 콘트라스트비가 높은 적색 화소 및 녹색 화소를 형성할 수 있는 컬러 필터용 조성물 및 이의 제조 방법이 제공된다.

또한, 본 발명에 따라 상기 컬러 필터용 감방사선성 조성물로부터 형성된 화소를 갖는 컬러 필터, 및 이 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자가 제공된다.

Claims

(A) 안료, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 다관능성 단량체 및 (D) 감방사선성 라디칼 발생제를 함유하는 감방사선성 조성물이며, (A) 안료가 C.I. 피그먼트 옐로우 219를 5 중량％ 이상 포함하고, (A) 안료의 평균 입경 r(단위 nm)이 50≤r≤300이며, 컬러 필터의 제조용으로 사용되는 것을 특징으로 하는 감방사선성 조성물.
C.I. 피그먼트 옐로우 219를 5 중량％ 이상 포함하고, 평균 입경이 300 nm를 초과하는 (A) 안료를 용매 중에서 분쇄하면서 혼합ㆍ분산하여 얻어지는 (A) 안료의 평균 입경 r(단위 nm)이 50≤r≤300인 안료 분산액을, (B) 알칼리 가용성 수지, (C) 다관능성 단량체 및 (D) 감방사선성 라디칼 발생제와 혼합하여 컬러 필터용 감방사선성 조성물을 생성하는 감방사선성 조성물의 제조 방법.
제1항에 기재된 감방사선성 조성물로부터 형성된 적색 화소 및(또는) 녹색 화소를 갖는 컬러 필터.
제3항에 기재된 컬러 필터를 구비하는 컬러 액정 표시 소자.