KR20080027725A - 컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터 화소제조방법 및 컬러필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 아크릴계 수지 1∼40 중량%, 중합성 모노머 1∼20 중량%, 안료 5∼20 중량% 및 잔량으로서 비점이 서로 다른 적어도 2종 이상의 용제를 포함하는 우수한 분산안정성, 저장안정성 및 토출성을 가지는 컬러필터용 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따른 컬러필터용 잉크 조성물은 높은 색재현률 및 고명암비 실현이 가능한 디스플레이용 컬러필터를 제공할 수 있다.

잉크, 잉크젯, 색재현, 컬러필터

Description

컬러필터용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터 화소 제조방법 및 컬러필터 {INK COMPOSITION FOR COLOR FILTER, METHOD FOR MANUFACTURING PICTURE ELEMENT OF COLOR FILTER AND COLOR FILTER PRODUCED BY THE SAME}

본 발명은 잉크젯 방식을 적용한 컬러필터용 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 분산안정성 및 저장안정성이 탁월하고, 잉크젯 프린팅 시 노즐이 막히지 않아 토출성 및 공정성이 우수한 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 색재현율(NTSC) 및 명암비(Contrast Ratio)가 우수한 컬러필터에 관한 것이다.

컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명기판 상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법, 잉크젯 방식 등에 의하여 형성된다.

염색법의 경우, 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐 알코올, 아민 변성 아크릴계 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판 상에 형성하기 위해서는 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있기 때문에, 공정이 매우 복잡해지고 시간이 지연되는 문제점을 갖고 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개 제 91-4717호와 대한민국 특허공개 제 94-7778호에서는 염료로서 아조 화합물과 아지드 화합물을 사용하고 있지만, 안료형에 비하여 내열성 및 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막이 형성된다. 이 방법에 의하면 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 단점이 있다. 대한민국 특허공개 제 95-703746호 및 대한민국 특허공개 제 96-11513호에서는 잉크젯 방식을 이용한 컬러필터의 제조방법을 제안하고 있는데, 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 컬러레지스트 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 된다.

이와 달리, 대한민국 특허공개 제 93-700858호, 대한민국 특허공개 제 96-29904호, 및 대한민국 특허공개 제 96-29904호에서는 전기침전법을 이용한 전착법을 제안하고 있는데, 전착법은 정밀한 착색망을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므 로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 앞으로 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양쪽끝에 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막 두께가 두꺼워져서, 고도의 정밀성을 요구하는 컬러필터에 적용하기는 어렵다.

안료분산법은 블랙 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅-노광-현상-열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막이 형성되는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 또한, 미세 패턴의 구현이 우수하고 제조방법이 비교적 용이하여 보편적으로 채용하고 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개 제 92-702502호, 대한민국 특허공고 제 94-5617호, 대한민국 특허공고 제 95-11163호, 대한민국 특허공개 제 95-700359호 등에서는 안료분산을 이용한 컬러레지스트 제조방법이 제안되고 있다.

그러나, 상기 방법은 화소를 형성하기 위하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 대하여 각각 코팅, 노광, 현상 및 경화하는 과정을 요구하여 제조 공정 라인이 너무 길어지고 공정간 제어인자가 많아짐에 따라 수율 관리에 어려움이 있다. 또한, 모니터, TV 등에서 높은 색재현률과 높은 명암비가 요구됨에 따라 코팅막 두께를 크게 하여야 하는 등 실제 생산 공정에서 여러 문제점들이 있다.

이러한 문제점을 극복하기 위해 최근에는 종래의 안료분산법을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공정방식이 사용되고 있는 데, 대표적인 것이 잉크젯 프린팅 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식에서는 유리기판 상에 블랙 매트릭스 등의 차광층을 형성하고 상기 화소 공간에 잉크를 주입하는 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식은 컬러필터를 제조함에 있어서 별도의 코팅, 노광, 현상 등의 공정이 불필요하므로 공정에 필요한 재료를 절감할 수 있고 공정의 단순화를 가능하게 한다.

상기 잉크젯 방식에서, 컬러필터가 균일하고 우수한 컬러특성을 갖기 위해서는 픽셀간 컬러층이 균일하게 형성되어야 한다. 또한 토출된 잉크가 블랙 매트릭스 표면과 인접 픽셀 개구부로 넘치거나 튀어서 오염되는 것을 최소한 방지해야 한다. 또한 잉크 분사시 잉크젯 헤드의 노즐 막힘이 없어야 하며, 헤드의 분사노즐 표면과 컬러잉크간의 상호작용은 분사 성능을 크게 좌우하는 요소이다. 잉크젯 헤드의 표면에 컬러잉크의 젖음성(wettability)이 커지면 분사 직진성이 저하되고 심하게 되면 잉크가 분사되지 않는 문제점이 발생한다.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창작된 것으로서, 본 발명의 한 측면은 헤드와 잉크간의 상용성이 우수하고, 잉크젯 프린팅 시 노즐이 막히지 않아 토출성이 우수하며, 잉크의 분산성 및 저장안정성이 우수한 컬러필터용 잉크 조성물을 제공하는 것이다.

또한, 본 발명의 다른 목적은 상기 잉크 조성물을 이용하여 우수한 색재현율 및 명암비를 가지며, 균일하게 패턴 형성이 가능하도록 제조된 디스플레이 장치용 컬러필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 그 밖의 목적, 특정한 장점 및 신규한 특징들은 이하의 발명의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 분명해질 것이다.

본 발명은 아크릴 수지 1∼40 중량%, 중합성 모노머 1∼20 중량%, 안료 1∼40 중량% 및 잔량으로서 비점이 서로 다른 적어도 2종 이상의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물을 제공한다.

상기 용제는 비점 170~250 ℃의 고비점 용제와 비점 170℃ 미만의 저비점 용제를 각각 1종 이상 포함하는 것이다.

상기 고비점 용제와 상기 저비점 용제의 혼합비는 바람직하게 90/10~50/50이다.

또한, 본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물은 중합 개시제 0.1~10중량%를 추가로 포함할 수 있다.

본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물에 포함되는 고비점 용제는 3-메톡시 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 1,3-부탄디올 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 디아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상일 수 있고, 저비점 용제는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, n-프로필아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 그릴콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 3-메톡시-1-프로필 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, n-부틸 프로피오네이트, 3-에톡시 프로피오네이트 에틸, n-펜틸 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

한편, 본 발명은 기판상에 본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물을 잉크젯 분사 방법으로 단색 또는 삼색 동시 프린팅하여 패턴을 형성하는 단계 및 상기 패턴을 160℃ 내지 300℃에서 가열하여 경화하는 단계를 포함하는 컬러필터용 화소를 제조하는 방법을 제공한다.

다른 한편, 본 발명은 상기 컬러필터용 화소를 제조하는 방법으로부터 제조된 화소를 포함하는 컬러필터를 제공한다.

본 발명은 토출성 확보가 가능한 고비점 용제와 고 색재현률 및 고 명암비 발현이 가능한 저비점 용제의 혼합 용제를 사용하는 것으로, 이러한 혼합 용제의 적절한 사용을 통해서, 분산안정성과 저장안정성을 가지는 컬러필터용 잉크 조성물을 제조하였다. 따라서, 본 발명에 따른 컬러필터용 잉크 조성물은 우수한 토출성, 높은 색재현률 및 고명암비 실현이 가능하여 디스플레이용 컬러필터의 재료에 유용한 특징이 있다.

본 발명은 우수한 분산안정성, 저장 안정성 및 토출성을 갖는 잉크 조성물로서 아크릴계 수지 1∼40 중량%, 중합성 모노머 1∼20 중량%, 안료 5∼20 중량% 및 잔량으로 2종 이상의 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크젯 방식 컬러필터용 잉크 조성물에 관한 것이다.

본 발명에서 아크릴계 수지는 에틸렌성 불포화 단량체 및 이와 공중합이 가능한 다른 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체이다.

상기 에틸렌성 불포화 단량체로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산 또는 푸마르산을 사용하는 것이 바람직하며, 이와 공중합이 가능한 다른 에틸렌성 불포화 단량체로는 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 비닐 벤질 메틸 에테르, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로 헥실 아크릴레이트, 시클로 헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 에스테르류; 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류; 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르본산 비닐 에스테르류; 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류; 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등의 불포화 아미드류 등을 예로 들 수 있으며, 이들 중 1종 이상을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 단량체들로 구성된 아크릴계 수지의 구체적인 예를 들면, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌 공중합체, 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체 또는 메타크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체 등이 있다.

본 발명에서 상기 아크릴계 수지의 함량은 잉크 조성물 총량에 대하여 1∼40 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량% 미만이면 기판과의 접착력이 불량하고, 잉크가 균일한 막두께를 형성하지 못하며, 막강도, 내열성, 내화학성 및 잔상등의 컬러필터 후공정이 불량할 수 있다. 한편, 40 중량%를 초과하면 잉크의 점도가 증가하여 잉크젯 프린팅시 균일한 토출이 어려워진다.

또한, 상기 아크릴계 수지의 분자량(Mw)은 3,000~150,000, 보다 바람직하게는 5,000~50,000이다.

본 발명에서 중합성 모노머는 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 단량체로서, 예를 들면 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 등이 있다.

본 발명에서 상기 중합성 모노머의 함량은 잉크 조성물 총량에 대하여 1~20 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량% 미만이면 패턴 형성 후 충분한 경화를 하지 못해 신뢰성에 문제가 발생할 수 있으며, 20 중량%를 초과하면 잉크의 점도 증가 및 경시안정성이 불안정하여 잉크로서의 특성을 유지하기 어려운 단점이 있 다.

본 발명에서 안료는 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 등의 축합다환 안료, 프탈로시아닌 안료, 아조계 안료 등의 유기안료 또는 카본블랙 등의 무기안료가 사용될 수 있다.

상기 유기 안료로는 컬러 인덱스(Color Index) 내에 안료로서 분류된 화합물을 구체적인 예로 들 수 있다. 즉, C.I. 안료 황색 1호, C.I. 안료 황색 12호, C.I. 안료 황색 13호, C.I. 안료 황색 14호, C.I. 안료 황색 15호, C.I. 안료 황색 16호, C.I. 안료 황색 17호, C.I. 안료 황색 20호, C.I. 안료 황색 24호, C.I. 안료 황색 31호, C.I. 안료 황색 53호, C.I. 안료 황색 83호, C.I. 안료 황색 86호, C.I. 안료 황색 93호, C.I. 안료 황색 94호, C.I. 안료 황색 109호, C.I. 안료 황색 110호, C.I. 안료 황색 117호, C.I. 안료 황색 125호, C.I. 안료 황색 128호, C.I. 안료 황색 137호, C.I. 안료 황색 138호, C.I. 안료 황색 139호, C.I. 안료 황색 147호, C.I. 안료 황색 148호, C.I. 안료 황색 150호, C.I. 안료 황색 153호, C.I. 안료 황색 154호, C.I. 안료 황색 166호, C.I. 안료 황색 173호, C.I. 안료 오렌지색 13호, C.I. 안료 오렌지색 31호, C.I. 안료 오렌지색 36호, C.I. 안료 오렌지색 38호, C.I. 안료 오렌지색 40호, C.I. 안료 오렌지색 42호, C.I. 안료 오렌지색 43호, C.I. 안료 오렌지색 51호, C.I. 안료 오렌지색 55호, C.I. 안료 오렌지색 59호, C.I. 안료 오렌지색 61호, C.I. 안료 오렌지색 64호, C.I. 안료 오렌지색 65호, C.I. 안료 오렌지색 71호, C.I. 안료 오렌지색 73호, C.I. 안료 적색 9호, C.I. 안료 적색 97호, C.I. 안료 적색 105호, C.I. 안료 적색 122호, C.I. 안료 적색 123호, C.I. 안료 적색 144호, C.I. 안료 적색 149호, C.I. 안료 적색 166호, C.I. 안료 적색 168호, C.I. 안료 적색 176호, C.I. 안료 적색 177호, C.I. 안료 적색 180호, C.I. 안료 적색 192호, C.I. 안료 적색 215호, C.I. 안료 적색 216호, C.I. 안료 적색 224호, C.I. 안료 적색 242호, C.I. 안료 적색 254호, C.I. 안료 적색 264호, C.I. 안료 적색 265호, C.I. 안료 청색 15호, C.I. 안료 청색 15:3호, C.I. 안료 청색 15:4호, C.I. 안료 청색 15:6호, C.I. 안료 청색 60호, C.I. 안료 자주색 1호, C.I. 안료 자주색 19호, C.I. 안료 자주색 23호, C.I 안료 자주색 29호, C.I 안료 자주색 32호, C.I 안료 자주색 36호, C.I 안료 자주색 38호, C.I. 안료 녹색 7호, C.I. 안료 녹색 36호, C.I. 안료 갈색 23호, C.I. 안료 갈색 25호 등을 들 수 있다. 또한, 무기안료로는 산화티탄, 티탄블랙, 카본블랙 등이 포함된다.

상기 유기 안료 및 무기 안료는 각각 단독으로 또는 2종 이상의 조합으로 사용할 수 있다.

본 발명에서 상기 안료의 함량은 잉크 조성물 총량에 대하여 1~40 중량%, 보다 바람직하게는 5~20 중량%인 것이 바람직하다. 함량이 1 중량% 미만이면 원하는 색재현율을 얻지 못하며, 40 중량%를 초과하면 패턴의 경화특성이 현저히 저하되고, 밀착력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

본 발명에서 용제는 프린팅시 노즐의 막힘 문제 해결 및 컬러 필터의 색특성 확보를 위해 비점이 170~250 ℃인 고비점 용제와 170℃ 미만의 저비점 용제를 혼합 하여 사용하는 것이 바람직하다. 비점이 250℃ 이상인 용제를 사용시는 요구하는 색특성의 잉크를 제조하기 어려울 뿐만 아니라, 컬러 필터 후공정에서 용제가 충분히 휘발되지 않고 잔류되어 충분한 막강도의 패턴을 얻을 수 없는 문제가 있으며, 170℃ 미만의 저비점 용제를 사용시는 잉크의 빠른 건조 속도로 인해 노즐이 막혀 토출 성능을 얻을 수 없는 우려가 있다.

상기 170~250 ℃인 고비점 용제로는 3-메톡시 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 1,3-부탄디올 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 디아세테이트 중에서 선택될 수 있다.

또한, 상기 저비점 용제는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, n-프로필아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 그릴콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 3-메톡시-1-프로필 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, n-부틸 프로피오네이트, 3-에톡시 프로피오네이트 에틸, n-펜틸 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트 중에서 선택될 수 있다.

상기 고비점 용제와 저비점 용제의 혼합비는 90/10~50/50 인 것이 바람직하다. 고비점 용제의 사용비율이 전체 용제 대비 50% 미만이면, 잉크의 건조 속도가 증가하여, 노즐의 막힘이 빈번해지므로 적절한 토출 성능 유지가 곤란할 수 있다. 반면, 90%를 초과하면 점도가 증가하여 균일한 토출이 어려우며, 분산안정성 및 저장안정성이 불량해지므로 높은 명암비를 유지하기 어려운 문제가 발생한다.

또한, 본 발명에서 상기 용제의 함량은 잉크 조성물 총량에 대하여 40~90 중량%인 것이 바람직하다. 용제가 조성물의 총 함량에 대하여 40 중량% 미만으로 포함되는 경우 토출성이 현저히 저하되어 프린팅이 불가능하게 되며, 90 중량%를 초과하여 포함되는 경우 헤드 노즐에서 잉크가 흘러나오는 문제점이 발생하게 되며, 패턴 형성 후 원하는 색특성을 얻을 수 없다.

또한 본 발명의 잉크 조성물은 그로부터 형성되는 패턴의 강도 향상을 위해 중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 중합 개시제로는 일반적으로 사용되는 아세토페논계의 화합물, 예를 들어 2,2'-디에톡시아세토페논, 2,2'-디부톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로리오페논, p-t-부틸트리클로로아세토페논, p-t-부틸디클로로아세토페논, 4-클로로아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온이 사용될 수 있다.

또한, 벤조페논계 화합물로 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논, 4,4'-비스 (디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸 아미노) 벤조페논; 티오크산톤계 화합물로 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤; 벤조 인계 화합물로 벤조인, 벤조 인 메틸 에테르, 벤조 인 에틸 에테르, 벤조 인 이소프로필 에테르, 벤조 인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈; 트리아진계 화합물로 2,4,6,-트리클로로 s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-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(트리 클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리 클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리 클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진; 과산화물계 화합물로 메틸에틸케톤퍼옥사이드, 메틸이소부탈케톤퍼옥사이드, 시클로헥사논퍼옥사이드, 아세틸아세톤퍼옥사이드, 이소부틸릴퍼옥사이드, 히드로퍼옥사이드류, 디이소프로벤젠히드로퍼옥사이드, 쿠멘히드로퍼옥사이드, t-부틸히드로퍼옥사이드; 퍼옥시케탈류 화합물로 1,1-디-t-부틸퍼옥시-3,3,5-트리메틸시클로헥산, 2,2-디-(t-부틸옥시이소프로필)벤젠, 4,4-디-t-부틸퍼옥시발레르산 n-부틸에스테르가 사용될 수 있다. 그 밖에 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 또는 비이미다졸계 화합물이 사용될 수 있다.

본 발명에서 상기 중합개시제의 함량은 잉크 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 10 중량%인 것이 바람직하다. 중합개시제가 조성물의 총 함량에 대하여 0.1 중량% 미만으로 포함되는 경우 패턴의 강도 향상은 거의 미미하며, 10 중량%를 초과하여 포함되는 경우 저장안정성이 불안정해지고, 점도가 지속적으로 증가하여 토출 성능을 저해시킬 수 있다.

또한 본 발명에서는 안료의 분산성 향상을 위해 분산제를 추가로 포함될 수 있다.

상기 분산제로는 예를 들면, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 상세하게는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상을 조합하여 첨가될 수 있다. 상기 분산제의 첨가량은 바람직하게 안료 100 중량%에 대하여 10 내지 20 중량%이다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물은 코팅성 및 소포성을 향상시키기 위해 실리콘계 및 불소계 등의 코팅 개선제 또는 기판과의 접착력을 향상시키기 위한 접착성 향상제을 추가로 포함할 수 있다. 상기 코팅 개선제 및 접착성 향상제는 잉크 조성물 총량에 대하여 0.01~1중량%인 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 실시형태는 상기 잉크 조성물을 이용하여 디스플레이의 장치용 컬러필터 화소를 제조하는 방법이다.

본 발명의 잉크 조성물을 이용하여 화소를 제조함에 있어서, 우선 기판 상에 잉크젯 분사 방식을 사용하여 예를 들면, 1.0 내지 2.0 ㎛의 두께로 잉크 조성 물을 도포한다. 잉크젯 분사로는 필요한 색의 수에 따라 단일 컬러를 반복 분사하여 패턴을 얻거나, 공정을 줄이기 위해 필요한 수의 색을 동시에 분사하여 패턴을 얻을 수 있다. 상기 공정을 통해 수득된 화상 패턴을 200℃이상, 바람직하게는 160℃ 내지 300℃의 온도로 가열하여 경화시켜 컬러필터를 얻을 수 있다.

이하, 실시예를 들어 본 발명에 대해서 더욱 상세하게 설명할 것이나, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 실시예일 뿐 본 발명이 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

[실시예 1]

(1) 아크릴계 수지 4 중량%

벤질메타크릴레이트/시클로헥실메타크릴레이트/스틸렌/메타크릴산 공중합체

(단량비 40/36/15/10, 중량 평균 분자량 = 20,000)

(2) 중합성 모노머 4 중량%

디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트

(3) 안료 10 중량%

C.I. 안료 적색 254호 / C.I. 안료 적색 177호 = 80/20

(4) 용제

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 62 중량%

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 20 중량%

상기 성분들을 혼합하는 것으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 2]

(4) 용제

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 52 중량%

3-메톡시 부틸 아세테이트 20 중량%

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 10 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 3]

(4) 용제

디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트 72 중량%

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 10 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 4]

(4) 용제

에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 72 중량%

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 10 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 5]

(3) 안료

C.I. 안료 녹색 36호 / C.I. 안료 황색 150호 = 75/25 10 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 6]

(3) 안료

C.I. 안료 청색 15:6호 / C.I. 안료 자주색 23호 = 90/10 10 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[실시예 7]

(2) 중합성 모노머

디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 3.5 중량% 및

를 사용하고,

(5)중합 개시제

TAZ-110 (미도리 카가쿠사 제품) 0.5 중량%

를 추가로 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[비교예 1]

(4) 용제

테트라 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 82 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[비교예 2]

(4) 용제

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 82 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[비교예 3]

(4) 용제

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 82 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조 하였다.

[비교예 4]

(4) 용제

디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트 30 중량%

프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 52 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

[비교예 5]

(3) 안료

C.I. 안료 청색 15:6호 / C.I. 안료 자주색 23호 = 90/10 10 중량%

실시예 1에서의 (4) 혼합용제 대신

테트라 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 82 중량%

를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 및 비교예로부터 제조된 잉크 조성물의 물성평가를 다음과 같이 행하였으며, 평가방법에 따른 결과를 표 1에 나타내었다.

* 명암비 평가

탈지세척한 두께 1mm의 유리기판상에 1~2μm의 두께로 잉크 조성물을 도포하고, 핫플레이트(Hot plate) 상에서 일정시간(1분), 일정온도(80℃)로 건조시켜 도포막을 수득하였다. 계속해서 열풍순환식 건조로 안에서 일정 시간(40분), 일정온도(220℃)로 건조시켜 분광측정기 및 명암비 측정기를 통하여 명암비를 평가하였다.

평가 결과로서 ◎는 1,200:1 이상, ○는 1,000:1~1,200:1, △는 800:1~1,000:1, ×는 800:1이하를 나타낸다.

* 토출성 평가

잉크 조성물을 일반 용지에 일정 액적크기(20pL)가 되도록 1회 분사 후 10초간 대기, 다시 2회 분사 후 20초 대기하였으며 반복적으로 대기시간을 증가시켜 잉크젯 헤드의 노즐중 어느 하나라도 불균일하게 토출되는 대기시간을 평가하였다.

평가 결과로서 ◎는 300초 이상을 대기 후, ○는 200~300초 대기 후, △는 100~200초 대기 후, ×는 100초 이하로 대기 후 정상적인 토출이 가능한 상태를 나타낸다. 하나의 노즐이라도 노즐막힘에 의해 토출이 진행되지 않거나, 토출된 잉크가 원하는 픽셀에 떨어지지 않았을 경우 불량으로 처리하였다.

* 패턴 형성 평가

잉크 조성물을 블랙매트릭스가 형성된 기판 위에 일정 액적크기(20pL)가 되 도록 분사한 후 잉크의 혼색 및 인접 픽셀로의 번짐을 광학 현미경을 이용하여 관찰하였다.

평가 결과로서, ○는 잉크의 혼색 및 인접픽셀로의 번짐이 전혀 없는 경우, △는 잉크의 혼색 및 인접픽셀로의 번짐은 발생하지 않았으나, 블랙매트릭스면 위에 잉크가 잔존해 있는 경우, ×는 잉크의 혼색 및 인접픽셀로의 번짐이 발생한 것이다.

* 저장 및 분산 안정성 평가

잉크 조성물을 1주일간 40 ℃의 항온 보관한 후, 점도 변화를 측정하였다.

평가 결과로서, ○는 점도의 변화가 없거나, 0.2 cPs 이내의 변화를 보이는 경우이며, △는 0.2~0.5 cPS 의 점도 변화를 보이는 경우이며, 점도의 상승이 뚜렷하여, 0.5cPs 이상의 경우를 ×로 표시하기로 한다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구범위는 본 발명의 요지에 속하는 이러한 수정이나 변형을 포함한다.

Claims (7)

1. (a) 아크릴 수지 1∼40 중량%,

   (b) 중합성 모노머 1∼20 중량%

   (c) 안료 1∼40 중량%, 및

   (d) 잔량으로서 비점 170~250 ℃의 고비점 용제와 비점 170℃ 미만의 저비점 용제를 각각 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고비점 용제와 상기 저비점 용제의 혼합비는 90/10~50/50 인 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
3. 제 1항에 있어서, 중합 개시제 0.1~10중량%을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
4. 제 1항에 있어서, 상기 고비점 용제는 3-메톡시 부틸 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 부틸 에테르 아세테이트, 1,3-부탄디올 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 n- 프로필 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 디아세테이트로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
5. 제 1항에 있어서, 상기 저비점 용제는 에틸아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, n-프로필아세테이트, 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 그릴콜 에틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 3-메톡시-1-프로필 아세테이트, 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 에틸 에테르 아세테이트, n-부틸 프로피오네이트, 3-에톡시 프로피오네이트 에틸, n-펜틸 프로피오네이트, n-프로필 프로피오네이트 및 프로필렌 글리콜 메틸 에테르 프로피오네이트로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상인 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
6. (1) 기판상에 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항의 컬러필터용 잉크 조성물을 잉크젯 분사 방법으로 단색 또는 삼색 동시 프린팅하여 패턴을 형성하는 단계; 및

   (2) 상기 패턴을 160℃ 내지 300℃에서 가열하여 경화하는 단계;

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터용 화소를 제조하는 방법.
7. 제 6 항에 의해 제조된 화소를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.