KR20080100519A - 롤 프린팅용 잉크 조성물 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 롤 프린팅용 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물에 관한 것이다.
플루오르기, 잉크 조성물, 롤 프린팅

Description

롤 프린팅용 잉크 조성물 {INK COMPOSITION FOR ROLL PRINTING}
도 1a 및 도 1b는 각각 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에 따른 롤 프린팅용 적색 잉크를 블랭킷 상에 코팅한 후의 광학현미경 사진(×1000)이다.
도 2a 및 도 2b는 각각 본 발명의 실시예 2 및 비교예 2에 따른 롤 프린팅용 녹색 잉크를 블랭킷 상에 코팅한 후의 광학현미경 사진(×1000)이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 본 발명의 실시예 3 및 비교예 3에 따른 롤 프린팅용 청색 잉크를 블랭킷 상에 코팅한 후의 광학현미경 사진(×1000)이다.
본 발명은 롤 프린팅용 잉크 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물에 관한 것이다.
오늘날과 같은 정보화 사회에 있어서 전자 디스플레이 장치(electronic display device)의 역할은 갈수록 중요해지며, 각종 전자 디스플레이 장치가 다양한 산업 분야에 광범위하게 사용되고 있다. 이러한 전자 디스플레이 분야는 발전을 거듭하여 다양화하는 정보화 사회의 요구에 적합한 새로운 기능의 전자 디스플레이 장치로 지속적으로 개발되고 있다.
일반적으로 전자 디스플레이 장치란 다양한 정보를 시각을 통하여 인간에게 전달하는 장치를 말한다. 즉, 각종 전자 기기로부터 출력되는 전기적 정보 신호를 인간의 시각으로 인식 가능한 광 정보 신호로 변환하는 전자 장치라고 정의될 수 있으며, 인간과 전자기기를 연결하는 가교적인 역할을 담당하는 장치로 정의될 수도 있다.
이러한 전자 디스플레이 장치는 광 정보 신호가 발광현상에 의해 표시되는 경우에는 발광형 표시장치(emissive display)로 불려지며, 반사, 산란 또는 간섭 현상 등에 의하여 광 변조로 표시되는 경우에는 수광형 표시장치(non-emissive display)로 일컬어진다. 능동형 표시장치라고도 불리는 상기 발광형 표시장치로는 음극선관(cathode ray tube; CRT), 플라즈마 디스플레이 패널(plasma display panel; PDP), 발광 다이오드(light emitting diode; LED) 또는 일렉트로 루미네슨트 디스플레이(electroluminescent display; ELD) 등을 들 수 있다. 또한, 수동형 표시장치인 상기 수광형 표시장치에는 액정표시장치(liquid crystal display; LCD), 일렉트로 케미컬 디스플레이(electrochemical display; ECD) 또는 전기영동 표시장치(electrophoretic imagedisplay; EPID) 등이 해당된다.
텔레비전이나 컴퓨터용 모니터 등과 같은 화상 표시 장치에 사용되는 가장 오랜 역사를 갖는 디스플레이 장치인 음극선관(CRT)은 표시 품질 및 경제성 등의 면에서 가장 높은 점유율을 차지하고 있으나, 무거운 중량, 큰 용적 및 높은 소비 전력 등과 같은 많은 단점을 가지고 있다.
그러나, 반도체 기술의 급속한 진보에 의하여 각종 전자장치의 고체화, 저전압 및 저전력화와 함께 전자기기의 소형화 및 경량화에 따라 새로운 환경에 적합한 전자 디스플레이 장치가 필요하게 되었다. 즉, 얇고 가벼우면서도 낮은 구동전압 및 낮은 소비전력의 특징을 갖춘 평판 패널(flat panel)형 디스플레이 장치에 대한 요구가 급격히 증대하고 있는 것이다.
현재 개발된 여러 가지 평판 디스플레이 장치 가운데 액정표시장치는 다른 디스플레이 장치에 비하여 얇고 가벼우며, 낮은 소비전력 및 낮은 구동전압을 갖추고 있는 동시에 음극선관에 가까운 화상 표시가 가능하기 때문에 다양한 전자장치에 광범위하게 사용되고 있다. 또한, 액정표시장치는 제조가 용이하기 때문에 더욱 그 적용 범위를 확장해가고 있다.
이러한 액정표시장치는 컬러화를 위하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 삼원색으로 구성된 컬러필터를 필요로 한다.
상기 적, 녹 및 청 삼원색으로 구성된 각각의 포토레지스트를 이용하여 컬러필터를 제조하는 종래의 포토리소그래피 방법은 유리기판 상에 형성된 블랙 매트릭스에 의해 구획된 화소부에 적, 녹 및 청 각각의 포토레지스트 조성물을 코팅, 노광 및 현상 등의 공정을 포함한다. 상기 포토리소그래피 방법은 재료의 낭비와 복잡한 공정을 수행하고, 고가의 장비를 사용하기 때문에 액정표시장치의 제조시 시간 및 비용에 있어서 상당한 부분을 차지한다.
최근에는 종래의 포토리소그래피 방식을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공 정방식이 사용되고 있는데, 대표적인 것인 롤 프린팅 방식이다.
그러나, 종래의 롤 프린팅 방법은 롤 프린팅에 의한 패턴 전사시 블랭킷으로부터 기판으로 원활하게 패턴을 전사하기 위해 표면장력이 낮은 PDMS(polydimethylsilosane) 등의 재료를 블랭킷으로 사용하기 때문에 잉크의 표면장력이 블랭킷 재료보다 낮아야만 양호한 코팅 결과를 얻을 수 있다. 따라서, 롤 프린팅용 잉크 조성물이 블랭킷 표면보다 낮은 표면장력을 갖도록 하기 위해 잉크 조성물 내에 표면장력을 낮추는 효과가 뛰어난 계면활성제를 첨가하여 사용하여야만 한다. 그러나, 이의 경우 상기 계면활성제 성분과 롤 프린팅용 잉크 조성물에 포함되어 있는 안료 혹은 분산제 및 바인더 수지 등의 구성성분과 상용성 및 소포성이 떨어져서 블랭킷 상에 코팅시 코팅표면 또는 내부에서 홀(Hole)이 발생하거나 안료 뭉침이 발생하는 경우가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하고자, 본 발명자들은 롤 프린팅용 잉크 조성물의 제조에 있어서 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지를 사용함으로써 롤 프린팅 방식에서 블랭킷 상에 잉크 코팅시 상용성 및 소포성의 특성 개선을 통해 코팅표면의 홀 또는 안료 뭉침 등의 코팅 불량이 발생하지 않는 우수한 특성을 발견하였다. 이에 본 발명은 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터의 제조방법, 이에 의해 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112007035251366-PAT00001
여기서,
R1, R2, R3는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
R4는 플루오르기를 포함하는 탄소수 1 내지 8개의 알킬기 또는 방향족기이며,
m, n, l은 정수로서, m/n/l 의 비율은 몰비 기준으로 60 내지 70/15 내지 34/l 내지 15이고,
상기 공중합체 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
또한, 본 발명은
(a) 기판 상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계;
(b) 롤 프린팅 방법을 이용하여, 상기 블랙 매트릭스에 의하여 구획된 화소부에 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅 및 전사하여 패턴화하는 단계; 및
(c) 상기 패턴화된 롤 프린팅용 잉크 조성물을 건조하는 단계
를 포함하는 컬러필터의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 제조방법에 따른 컬러필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
이하, 본 발명을 상세히 설명한다.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제공한다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물에 사용되는 상기 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지는 하기 화학식 1로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112007035251366-PAT00002
여기서,
R1, R2, R3는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
R4는 플루오르기를 포함하는 탄소수 1 내지 8개의 알킬기 또는 방향족기이며,
m, n, l은 정수로서, m/n/l 의 비율은 몰비 기준으로 60 내지 70/15 내지 34/l 내지 15이고,
상기 공중합체 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
상기 화학식 1로 표시되는 아크릴 공중합체 수지는 플루오르기를 포함하고 있다. 상기 아크릴 공중합체 수지 내의 플루오르기는 본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물의 상용성 및 소포성을 갖게 하는 역할을 한다. 구체적으로, 기존 잉크 조성물에 사용되는 플루오르기가 포함된 계면활성제의 경우 표면장력을 낮추는 효과가 매우 큰 반면, 극성이 낮기 때문에 상대적으로 극성이 큰 안료 및 이의 분산에 사용된 분산제와의 상용성이 떨어지게 되며, 이로 인해 안료간의 뭉침이나 소포성 저 하의 문제가 발생하게 된다. 따라서, 코팅시 표면이 매우 거칠어 지고 내부에 기포가 함유된 상태로 박막이 형성될 수 있다. 그러나, 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지를 첨가할 경우, 상기 아크릴 공중합체 수지는 표면장력을 낮추는 역할을 하는 플루오르기를 포함하고 있으면서 동시에 안료 및 분산제, 그리고 기타 바인더 성분과의 상용성을 증가시키는 단량체 구성분을 함유하고 있어 결과적으로 전체 잉크 조성물의 상용성 및 분산성을 올려주어 코팅시 안료 뭉침이 없고, 표면이 균일해지며, 막 내부의 기포도 감소하게 된다.
상기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 잉크 조성물의 상용성 및 소포성이 향상되는 효과를 기대하기가 어렵고, 20 중량부를 초과할 경우에는 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머를 포함하는 기타 성분들의 함량이 상대적으로 적어져 필름의 강도가 저하될 수 있다.
본 발명에서는 상기 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지 이외에 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지를 추가로 포함할 수 있다. 상기 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지에 사용되는 바인더는 산기(acid function)를 포함하는 모노머와 상기 모노머와 공중합할 수 있는 모노머를 공중합하여 사용할 수 있으며, 포토리소그래피에서와는 달리 알칼리에 의한 현상공정을 거치지 않기 때문에 특별히 산기를 포함하지 않아도 무방하다.
상기 산기를 포함하는 모노머는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인산, 푸마린산, 모노메틸 말레인산, 이소프렌 술폰산, 및 스티렌 술폰산으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
상기 산기를 포함하는 모노머와 공중합할 수 있는 모노머는 스티렌, 클로로 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트, β-(메타)아실올옥시에틸히드로겐 수시네이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트 및 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하다.
상기 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지로 아래의 화학식 2 또는 화학식 3과 같이 표시되는 공중합체를 예로 들 수 있으며, 이에만 한정되지는 않는다.
[화학식 2]
Figure 112007035251366-PAT00003
여기서,
R1, R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
m, n은 정수로서, 비율은 몰비 기준으로 70:30이고,
상기 공중합체 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
[화학식 3]
Figure 112007035251366-PAT00004
여기서,
R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
m, n, l은 정수로서, 비율은 몰비 기준으로 70:15:15이며,
상기 공중합체 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
또한, 상기 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 바인더 공중합체 수지의 산기에 글리시딜 반응기를 갖는 모노머를 부가반응시켜 열경화시 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머와 함께 부가중합 가능한 에틸렌성 불포화 반응성기를 도입할 수 있다. 이때 사용 가능한 글리시딜 반응성기를 갖는 모노머로는 글리시딜 (메타)아크릴레이트, 비닐 벤질글리시딜 에테르, 비닐 글리시딜 에테르, 알릴글리시딜 에테르, 4-메틸-4,5-에폭시펜텐, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, γ-글리시독시 프로필 메틸디에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리에톡시 실란, 및 노보닐 유도체로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하 다.
본 발명에서 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지는 산가가 0 내지 200 KOH ㎎/g 정도이며, 수평균분자량은 5,000 내지 50,000의 범위인 것이 바람직하다. 상기 플루오르기를 포함하지 않는 수지 바인더는 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0 초과 내지 20 중량부 이하를 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머는 분자 중에 적어도 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100 ℃ 이상인 화합물 또는 카프로락톤을 도입한 관능성 아크릴 모노머를 사용할 수 있다.
상기 분자 중에 적어도 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100 ℃ 이상인 화합물로는 폴리에틸렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 또는 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리 아크릴레이트, 트리메틸롤 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타 아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트 등의 다관능성 모노머 등을 사용할 수 있다.
또한, 상기 카프로락톤을 도입한 다관능성 모노머로는 디펜타에리트리톨에 도입한 KAYARAD DPCA-20, 30, 60, 120, 테트라히드로퓨릴 아크릴레이트에 도입한 KAYARAD TC-110S, 또는 네오펜틸글리콜 히드록시피발레이트에 도입한 KAYARAD HX-220, KAYARAD HK-620 등을 사용할 수 있다. 그 외에 사용가능한 다관능성 모노머로는 비스페놀 A 유도체의 에폭시아크릴레이트, 노볼락-에폭시아크릴레이트, 우레탄계의 다관능성 아크릴레이트로 U-324A, U15HA 또는 U-4HA 등을 사용할 수 있다. 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머는 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머의 함량이 1 중량부 미만일 경우에는 코팅 필름의 강도가 저하될 수 있고, 20 중량부를 초과할 경우에는 수지층의 점착성이 과잉되어 오히려 필름의 강도가 저하될 수 있다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물은 광중합 개시제 및 열중합 개시제 모두를 사용할 수 있으나, 광경화형의 경우에는 잉크 조성물의 경화를 위해 노광 공정을 도입하여야 하고 이를 위해서는 롤 프린팅 장비 이외의 부가장비로 노광 장치 및 노광을 위한 얼라인 장치를 필요로 하기 때문에 롤 프린팅용 잉크로서는 열경화형의 경우가 더욱 바람직하며, 광경화형과 열경화형을 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명의 잉크 조성물에 사용되는 열중합 개시제로는 아조계 화합물로 와코사(Wako Pure chemical Industris. Ltd.)의 아조 니트릴계인 V-60, V-65, V-59, V-70, V-40과 아조 에스터계인 V-601, 아조 아미드계인 VA-086, VA-085, VA-080, Vam-110, Vam-111, VF-096, 아조 아미딘계인 V-50, VA-044, VA-046B, Aam-027, VA- 060, VA-057, VA-061, 매크로아조계 개시제인 VPS-0501, VPS-1001, VPE-0201, VPE-0401, VPE-0601, VPTG-0301 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.
상기의 열중합 개시제는 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0.03 내지 0.3 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 열중합 개시제의 함량이 0.03 중량부 미만일 경우에는 잉크의 열중합도가 낮아지는 문제가 발생하게 되고, 0.3 중량부를 초과할 경우에는 열중합 개시제의 효율이 감소할 수 있다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물에 사용되는 착색제는 안료가 바람직하다. 상기 안료는 분산에 악영향을 미치지 않는다면, 범용의 안료를 사용하여도 무방하지만, 미세 가공된 입자의 안료를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 안료 입자 크기는 주로 0.3 ㎛ 이하인 것이 바람직하며, 0.1 ㎛의 안료 입자가 90% 이상 분포되어 있는 것이 더욱 바람직하다. 상기 안료의 크기가 0.3 ㎛보다 큰 경우 일차적으로 조성물 제조시 안료 분산의 문제가 발생할 수 있고, 이에 따라 빛의 투과가 원만하지 못해 제조된 컬러필터의 투과성이 불량해질 수 있다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물에서 색 특성을 나타내기 위해 사용되는 레드 안료로는 나프톨계 레드 안료인 Pig.Red #1 (C.I.12070), Pig.Red #2 (C.I.12310), Pig.Red #3 (C.I.12120), Pig.Red #4(C.I.12085), Pig.Red #5 (C.I.12490), Pig.Red #6 (C.I.12090), Pig.Red #7(C.I.12420), Pig.Red #8 (C.I.12355), Pig.Red #9 (C.I.12460), Pig.Red #10 (C.I.12440), Pig.Red #11 (C.I.12430), Pig.Red #12(C.I.12385), Pig.Red #13(C.I.12395), Pig.Red #14(C.I.12380), Pig.Red #15(C.I.12465), Pig.Red #16(12500), Pig.Red #17(C.I.12390), Pig.Red #18(C.I.12350), Pig.Red #21(C.I.12300), Pig.Red #22(C.I.12315), Pig.Red #23(C.I.12355), Pig.Red #31(12360), Pig.Red #32(12320), Pig.Red #95(C.I.15897), Pig.Red #112(C.I.12370), Pig.Red #114(C.I.12351), Pig.Red #119(C.I.12469), Pig.Red #146(C.I.12485), Pig.Red #147(C.I.12433), Pig.Red #148(C.I.12369), Pig.Red #150(C.I.12290), Pig.Red #151(C.I.15890), Pig.Red #184(C.I.12487), Pig.Red #187(C.I.12486), Pig.Red #188(C.I.12467), Pig.Red #210(C.I.12474), Pig.Red #245(C.I.12317), Pig.Red #253(C.I.12375), Pig.Red #258(C.I.12318), Pig.Red #261(C.I.12468); 나프톨계와 금속 복합체인 Pig.Red #49(C.I.15630), Pig.Red #49:1(C.I.15630:1), Pig.Red #49:2(C.I.15630:2), Pig.Red #49:3(C.I.15630:3), Pig.Red #50:1(C.I.15500:1), Pig.Red #51:1(C.I.15580:1), Pig.Red #53(C.I.15585), Pig.Red #53:1(C.I.15585:1), Pig.Red #68(C.I.15525), Pig.Red #243(C.I.15910), Pig.Red #247(C.I.15915); 디스아조피라졸론계인 Pig.Red #37(C.I.21205), Pig.Red #38(C.I.21210), Pig.Red #41(C.I.21200); 디스아조계 축합물인 Pig.Red #144(C.I.20735), Pig.Red #166(C.I.20035), Pig.Red #220(C.I.20055), Pig.Red #221(C.I.20065), Pig.Red #242(C.I.20067); 2-히드록시-3-나프토익산계 금속 복합체인 Pig.Red #48:1(C.I.15865:1), Pig.Red #48:2(C.I.15865:2), Pig.Red #48:3(C.I.15865:3), Pig.Red #48:4(C.I.15865:4), Pig.Red #48:5(C.I.15865:5), Pig.Red #52:1(C.I.15860:1), Pig.Red #52:2(C.I.15860:2), Pig.Red #57:1(C.I.15850:1), Pig.Red #58:2(C.I.15825:2), Pig.Red #58:4(C.I.15825:4), Pig.Red #63:1(C.I.15880:1), Pig.Red #63:2(C.I.15880:2), Pig.Red #64(C.I.15800), Pig.Red #64:1(C.I.15800:1), Pig.Red #200(C.I.15867); 나플탈렌술폰산 금속 복합체인 Pig.Red #60:1(C.I.16105:1), Pig.Red #66(C.I.18000:1), Pig.Red #67(C.I.18025:1); 트리아릴카보늄계인 Pig.Red #81:1(C.I.45160:1), Pig.Red #81:3(C.I.45160:3), Pig.Red #169(C.I.45160:2); 안트라퀴논계인 Pig.Red #89(C.I.60745), Pig.Red #177(65300); 시오인디고계인 Pig.Red #88(C.I.73312), Pig.Red #181(C.I.73360); 퀴나크리돈계인 Pig.Red #122(C.I.73915), Pig.Red #207(C.I.73900), Pig.Red #209(C.I.73905); 페릴렌계인 Pig.Red #123(C.I.71145), Pig.Red #149(C.I.71137), Pig.Red #178(C.I.71155), Pig.Red #179(C.I.71130), Pig.Red #190(C.I.71140), Pig.Red #194(C.I.71100), Pig.Red #224(C.I.71127); 밴즈이미다졸론계인 Pig.Red #171(C.I.12512), Pig.Red #175(C.I.12513), Pig.Red #176(C.I.12515), Pig.Red #185(C.I.12516), Pig.Red #208(C.I.12514); 피란스론계인 Pig.Red #216(C.I.59710); 디케토피롤로피롤계인 Pig.Red #254(C.I.56110); 이소인돌린계인 Pig.Red #260(C.I.56295) 등이 사용될 수 있다.
바이올렛 안료로는 트리아릴카보늄계인 Pig.Violet#1(C.I.45170:2), Pig.Violet#2(C.I.45175:1), Pig.Violet#3(C.I.42535:2), Pig.Violet#27(C.I.42535:3), Pig.Violet#39(C.I.42555:2); 안스라퀴논계인 Pig.Violet#5:1(C.I.58055:1); 나프톨계인 Pig.Violet#25(C.I.12321), Pig.Violet#50(C.I.12322); 퀴나크리돈계인 Pig.Violet#19(C.I.73900); 디옥사진계인 Pig.Violet#23(C.I.51319), Pig.Violet#37(C.I.51345); 페릴렌계인 Pig.Violet#29(C.I.71129); 벤즈이미다졸론계인 Pig.Violet#32(C.I.12517) 등이 사용될 수 있다.
블루 안료로는 트리아릴카보늄계인 Pig.Blue#1(C.I.42595:2), Pig.Blue#2(C.I.44045:2), Pig.Blue#9(C.I.42025:1), Pig.Blue#10(C.I.44040:2), Pig.Blue#14(C.I.42600:1), Pig.Blue#18(C.I.42770:1), Pig.Blue#19(C.I.42750), Pig.Blue#56(C.I.42800), Pig.Blue#62(C.I.44084); Cu 프탈로시아닌계인 Pig.Blue#15(C.I.74160), Pig.Blue#15:1(C.I.74160); 메탈프리 프탈로시아닌계인 Pig.Blue#16(C.I.74100); 인단스론계인 Pig.Blue#60(C.I.69800), Pig.Blue#64(C.I.69825); 인디고계인 Pig.Blue#66(C.I.73000), Pig.Blue#63(C.I.73015:x) 등이 사용될 수 있다.
그린 안료로는 트리아릴카보늄계인 Pig.Green#1(C.I.42040:1), Pig.Green#2(C.I.42040:1), Pig.Green#4(C.I.42000:2); Cu 프탈로시아닌계인 Pig.Green#7(C.I.74260), Pig.Green#36(C.I.74265); 메탈 복합체인 Pig.Green#8(C.I.10006), Pig.Green#10(C.I.12775) 등이 사용될 수 있다.
옐로우 안료로는 모노아조계인 Pig.Yellow#1(C.I.11680), Pig.Yellow#2(C.I.11730), Pig.Yellow#3(C.I.11710), Pig.Yellow#5(C.I.11660), Pig.Yellow#6(C.I.11670), Pig.Yellow#10(C.I.12710), Pig.Yellow#49(C.I.11765), Pig.Yellow#65(C.I.11740), Pig.Yellow#73(C.I.11738), Pig.Yellow#74(C.I.11741), Pig.Yellow#75(C.I.11770), Pig.Yellow#97(C.I.11767), Pig.Yellow#98(C.I.11727), Pig.Yellow#111(C.I.11745), Pig.Yellow#116(C.I.11790), Pig.Yellow#167(C.I.11737); 모노아조계 금속 복합체인 Pig.Yellow#61(C.I.13880), Pig.Yellow#62:1(C.I.13940:1), Pig.Yellow#100(C.I.19140:1), Pig.Yellow#168(C.I.13960), Pig.Yellow#169(C.I.13955), Pig.Yellow#183(C.I.18792); 비스아세토아세트아릴라이드계인 Pig.Yellow#16(C.I.20040); 디아릴라이드계인 Pig.Yellow#12(C.I.21090), Pig.Yellow#13(C.I.21100), Pig.Yellow#14(C.I.21095), Pig.Yellow#17(C.I.21105), Pig.Yellow#55(C.I.21096), Pig.Yellow#63(C.I.21091), Pig.Yellow#81(C.I.21127), Pig.Yellow#83(C.I.21108), Pig.Yellow#87(C.I.21107:1), Pig.Yellow#113(C.I.21126), Pig.Yellow#114(C.I.21092), Pig.Yellow#124(C.I.21107), Pig.Yellow#126(C.I.21101), Pig.Yellow#127(21102), Pig.Yellow#152(C.I.21111), Pig.Yellow#170(C.I.21104), Pig.Yellow#171(C.I.21106), Pig.Yellow#172(C.I.21109), Pig.Yellow#174(C.I.21098); 플라반스론계인 Pig.Yellow#24(C.I.70600); 디아조계 축합물인 Pig.Yellow#93(C.I.20710), Pig.Yellow#94(C.I.20038), Pig.Yellow#95(C.I.20034), Pig.Yellow#128(C.I.20037), Pig.Yellow#166(C.I.20035); 안스라퀴논계인 Pig.Yellow#123(C.I.65049), Pig.Yellow#147(C.I.60645); 알다진계인 Pig.Yellow#101(C.I.48052); 나프탈렌 술폰산 금속 복합체인 Pig.Yellow#104(C.I.15985:1); 안스라피리미딘계인 Pig.Yellow#108(C.I.68420); 이소인돌리논계인 Pig.Yellow#109(C.I.56284), Pig.Yellow#110(C.I.56280), Pig.Yellow#139(C.I.56298), Pig.Yellow#185(C.I.56290); 벤즈이미다졸론계인 Pig.Yellow#123(C.I.11783), Pig.Yellow#154(C.I.13980), Pig.Yellow#175(C.I.11784), Pig.Yellow#180(C.I.21290), Pig.Yellow#181(C.I.11777); 퀴노프탈론계인 Pig.Yellow#138(C.I.56300); 금속복합체인 Pig.Yellow#117(C.I.48043), Pig.Yellow#129(C.I.48042), Pig.Yellow#150(C.I.12764), Pig.Yellow#153(C.I.48545), Pig.Yellow#177(C.I.48120), Pig.Yellow#179(C.I.48125) 등이 사용될 수 있다.
이 밖에 오렌지 안료로는 모노아조계인 Pig.Orange#1(C.I.11725), Pig.Orange#6(C.I.12730); 나프톨계인 Pig.Orange#2(C.I.12060), Pig.Orange#5(C.I.12075), Pig.Orange#22(C.I.12470), Pig.Orange#24(C.I.12305), Pig.Orange#38(C.I.12367); 나프톨 금속 복합체인 Pig.Orange#17(C.I.15510:1 Pig.Orange#17:1(15510:2), Pig.Orange#46(C.I.15602); 디스아조피라졸론계인 Pig.Orange#13(C.I.21110), Pig.Orange#34(C.I.21115); 디아릴라이드계인 Pig.Orange#15(C.I.21130), Pig.Orange#16(C.I.21160); 나프탈렌술폰산 금속 복합체인 Pig.Orange#19(C.I.15990); 디스아조계 축합물인 Pig.Orange#31(C.I.20050); 벤즈이미다졸론계인 Pig.Orange#36(C.I.11780), Pig.Orange#60(C.I.11782); 피란스론계인 Pig.Orange#40(C.I.59700); 페리논계인 Pig.Orange#43(C.I.71105); 퀴나크리돈계인 Pig.Orange#48(C.I.73900); 이소인돌린계인 Pig.Orange#61(C.I.11265), Pig.Orange#66(C.I.48210) 또는 Pig.Orange#69(C.I.56292) 등이 사용될 수 있다.
상기 롤 프린팅용 잉크 조성물에서 색 특성을 나타내기 위해 사용되는 착색 제는 요구되는 색 특성에 따라 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부를 첨가하는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 1 내지 15 중량부이다. 상기 잉크 조성물에 사용되는 착색제의 함량이 적절치 않을 경우, 컬러필터 제조시 원하는 화질의 제품을 얻을 수 없게 된다.
상기 용매는 용해성, 안료분산성, 코팅성 및 롤 프린팅에 의한 패턴 전사성 등을 고려할 때, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 2-히드록시에틸프로피오네이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 에틸-3-메톡시프로피오네이트, 메틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아밀퍼메이트, 이소아밀아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 부틸프로피오네이트, 이소프로필부티레이트, 에틸부티레이트, 부틸부티레이트, 에틸피루베이트, γ-부티롤아세테이트 및 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로필알콜, i-프로필알콜 등의 알코올류와 벤젠, 톨루엔, 크실렌 등의 방향족계, n-헵탄, n-헥산, n-옥탄 등의 포화 탄화수소류 등을 사용할 수 있다. 상기 용매는 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량부를 첨가하는 것이 바람직하다. 상기 용매의 함량이 60 중량부 미만인 경우에는 잉크의 고형분 함량이 많아지고 점도가 크게 증가하여 블랭킷으로의 잉크 코팅의 어 려움이 발생하며, 용매의 함량이 90 중량부를 초과할 경우에는 오히려 고형분 함량이 적어지고 점도가 낮아져 코팅의 어려움이 있을 뿐만 아니라 패턴 전사를 위해 휘발해야 하는 용매의 양이 많아 질 수 있다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물은 잉크의 표면장력을 조절하기 위해 계면활성제를 추가로 포함할 수 있다. 상기 첨가되는 계면활성제는 실리콘계 계면활성제 및 플루오린계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 바람직하다. 구체적으로, 표면장력을 낮추는 효과가 큰 실리콘계 계면활성제로 BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-330, BYK-333, BYK-335, BYK-341, BYK-344, BYK-345, BYK-370 등을 사용할 수 있으며, 플루오린계 계면활성제로는 F-114, F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-475, F-482, F-487, F-172D, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF-1441, TF-1442 등을 사용할 수 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 그러나 현재 롤 프린팅용 블랭킷 재료로 사용되고 있는 일반적인 PDMS가 약 24mN/m의 표면장력을 갖기 때문에 PDMS 표면에 코팅되는 잉크의 표면장력은 이보다는 낮은 값을 가져야 한다. 상기 롤 프린팅용 블랭킷 재료로 PDMS를 사용할 경우 실리콘계 계면활성제로는 그 양을 아무리 늘리더라도 잉크의 표면장력을 24mN/m이하로 낮추는 데에는 한계가 있다. 따라서 플루오린계 계면활성제를 단독으로 사용하거나 실리콘계 계면활성제와 혼합 사용하여 잉크의 표면장력을 24mN/m이하로 낮출 수 있다.
상기의 잉크의 표면장력을 조절하기 위해 첨가되는 계면활성제는 잉크 조성 물 100 중량부에 대해 0.03 내지 0.3 중량부를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 계면활성제의 함량이 0.03 중량부 미만일 경우에는 잉크의 표면장력을 낮추는 효과가 충분치 않아 블랭킷에의 코팅불량이 발생하게 되고, 0.3 중량부를 초과할 경우에는 계면활성제가 과량으로 사용되어 잉크의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물에는 필요에 따라 추가로 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가로 사용할 수 있다.
상기 분산제는 미리 안료를 표면처리하는 형태로 안료에 내부 첨가시키는 방법, 또는 안료에 외부 첨가시키는 방법으로 사용할 수 있다. 상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 또는 알킬아민 등이 있다. 이들은 단독으로 첨가하거나 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 밀착촉진제는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리 메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 또는 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다. 상기 산화방지제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있다.
상기 첨가제는 롤 프린팅용 잉크 조성물에 대해 0 초과 내지 5 중량부 이하를 첨가하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은
(a) 기판 상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계;
(b) 롤 프린팅 방법을 이용하여, 상기 블랙 매트릭스에 의하여 구획된 화소부에 상기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅 및 전사하여 패턴화하는 단계; 및
(c) 상기 패턴화된 롤 프린팅용 잉크 조성물을 열경화하는 단계
를 포함하는 컬러필터의 제조방법을 제공한다.
상기 (a)는 기판 상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계이다.
상기 기판으로는 재료에 특별히 한정되지 않으나, 유리 기판, 플라스틱 기판 또는 기타 플렉시블 기판 등을 사용할 수 있으며, 내열성이 강한 투명 유리 기판이 바람직하다.
상기 기판상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 과정은 당 업계에 알려져 있는 포토리소그래피 방법 또는 롤 프린팅 방법 등으로 수행할 수 있다.
상기의 블랙 매트릭스는 기존 사용되고 있는 크롬 블랙 매트릭스 혹은 수지 블랙 매트릭스를 이용하여 제조할 수 있으며, 상기 형성된 블랙 매트릭스의 두께는 0.2 내지 3㎛인 것이 바람직하고, 광학 밀도는 상기 두께 범위에서 2 내지 6인 것이 바람직하다.
상기 (b)는 롤 프린팅 방법을 이용하여, 상기 블랙 매트릭스에 의하여 구획된 화소부에 상기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅 및 전사하여 패턴화하는 단계이다.
여기서, 롤 프린팅 방법이란 롤 또는 평판 형태의 블랭킷(Blanket)에 상기 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅한 후, 원하는 패턴의 역상의 패턴이 있는 롤 또는 평판 형태의 클리쉐를 이용하여 블랭킷으로부터 원하지 않는 코팅 부분을 떼어내고, 다시 블랭킷에 남아 있는 원하는 패턴부분을 기판에 전사하는 방법을 말한다. 예컨대, 롤 형태의 블랭킷 재료(예: PDMS) 상에 본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물을 슬릿 노즐(Slit Nozzle)을 이용하여 코팅한 후, 특정 형태의 홈부(원하는 패턴모양)와 돌출부(원하지 않는 패턴 모양)가 형성되어 있는 클리쉐를 이용하여 블랭킷 상에 코팅된 잉크로부터 원하지 않는 패턴부를 떼어내고, 상기 블랭킷 상에 남아 있는 원하는 모양의 패턴부를 블랙 매트릭스에 의해 구획된 화소부에 접촉시켜 전사하는 방법이다. 또는 경우에 따라서는 원하는 패턴 모양의 돌출부를 갖는 클리쉐를 이용하여 블랭킷에 코팅된 잉크에서 원하는 패턴 모양을 떼어내어 이를 기판으로 직접 전사하는 방법도 가능하다.
상기 (c)는 상기 기판으로 전사된 롤 프린팅용 잉크 조성물을 열경화하는 단계이다. 상기 롤 프린팅 방법을 이용하여 블랙 매트릭스에 의해 구획된 화소부에 본 발명의 롤 프린팅용 잉크 조성물을 전사 후 50 내지 150℃의 온도에서 1 내지 600초 동안 소프트 베이크를 실시하고, 이를 다시 150 내지 250℃에서 600 내지 3000초 동안 포스트 베이크를 실시하여 열경화하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명은 상기 방법에 의하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 액정표시장치의 제조방법은 전술한 롤 프린팅용 잉크 조성물에 의한 컬러필터의 제조방법을 이용하는 것을 제외하고는 당기술 분야의 기술을 이용할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위하여 제공되는 것일 뿐, 이에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
본 발명에 사용된 상기의 롤 프린팅용 적색 잉크는 잉크 조성물 100 중량부에 대해 착색제로 피그먼트레드 #254 4 중량부, 피그먼트레드 #177 0.8 중량부, 피그먼트옐로우 #139 1.2 중량부, 플루오르기를 포함하는 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산, HFIMA가 45:25:30 의 몰비로 형성된 공중합체(Mw = 18,800) 2 중량부, 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성 된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 3.6 중량부, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 9.5 중량부, 아조아마이드계 열중합개시제(V-40, Wako Pure Chemical Industris. LTD) 0.5 중량부, 첨가제로 분산제인 폴리에스테르계 분산제 1 중량부, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.2 중량부, 플루오린계 계면활성제(Megaface F-172D, 대일본잉크화학공업주식회사, 일본) 0.2 중량부, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 50 중량부, 메틸 에틸 케톤 17 중량부, 에틸아세테이트 10 중량부를 혼합하였으며, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<실시예 2>
본 발명에 사용된 상기의 롤 프린팅용 녹색 잉크는 잉크 조성물 100 중량부에 대해 착색제로 피그먼트그린 #36 5.9 중량부, 피그먼트옐로우 #150 3.1 중량부, 플루오르기를 포함하는 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산, HFIMA가 45:25:30의 몰비로 형성된 공중합체(Mw = 18,800) 1.75 중량부, 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 2.32 중량부, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 6 중량부, 아조아마이드계 열중합개시제(V-40, Wako Pure Chemical Industris. LTD) 0.5 중량부, 첨가제로 분산제인 폴리에스테르계 분산제 1.58 중량부, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.2 중량부, 플루오린계 계면활성 제(Megaface F-172D, 대일본잉크화학공업주식회사, 일본) 0.2 중량부, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 54 중량부, 메틸 에틸 케톤 15 중량부, 에틸아세테이트 9.45 중량부를 혼합하였으며, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<실시예 3>
본 발명에 사용된 상기의 롤 프린팅용 청색 잉크는 잉크 조성물 100 중량부에 대해 착색제로 피그먼트블루 #15:6 3.76 중량부, 피그먼트바이올렛 #23 0.94 중량부, 플루오르기를 포함하는 수지 바인더로 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산, HFIMA가 45:25:30의 몰비로 형성된 공중합체(Mw = 18,800) 2.6 중량부, 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 4.75 중량부, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머로 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 9.6 중량부, 아조아마이드계 열중합개시제(V-40, Wako Pure Chemical Industris. LTD) 0.5 중량부, 첨가제로 분산제인 폴리에스테르계 분산제 1 중량부, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.2 중량부, 플루오린계 계면활성제(Megaface F-172D, 대일본잉크화학공업주식회사, 일본) 0.2 중량부, 용매로 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 42.25 중량부, 메틸 에틸 케톤 22.9 중량부, 에틸아세테이트 11.3 중량부를 혼합하였으며, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예 1>
상기 실시예 1에서, 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지를 첨가하지 않고 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 5.6 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예2>
상기 실시예 2에서, 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지를 첨가하지 않고 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 4.07 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 2과 동일한 방법으로 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<비교예3>
상기 실시예 3에서, 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지를 첨가하지 않고 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 70:30으로 형성된 공중합체에 알릴글리시딜 에테르가 부가된 플루오르기를 포함하지 않는 중합체(Mw = 7,000) 7.35 중량부를 추가로 첨가한 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 롤 프린팅용 잉크 조성물을 제조하였다.
<실험예>
상기 실시예 1 내지 3 및 비교예 1 내지 3에서 제조한 롤 프린팅용 잉크 조성물을 블랭킷 및 유기 기판 상에 도포한 후의 코팅 특성 및 표면특성의 결과를 관 찰하여 하기 표 1에 나타내었고, 상기 잉크 조성물을 블랭킷 상에 도포한 후의 모습을 CCD 카메라를 이용하여 도 1a 내지 도 3b에 나타내었다.
표 1. 롤 프린팅용 컬러 잉크의 코팅 및 표면특성 결과
블랭킷(PDMS) 위 유리 기판 위
실시예 1 양호 양호
실시예 2 양호 양호
실시예 3 양호 양호
비교예 1 분화구/색빠짐 발생 표면 홀 보임
비교예 2 분화구/색빠짐 발생 표면 홀 보임
비교예 3 분화구/색빠짐 발생 안료뭉침/표면 홀 보임
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물은 아크릴 공중합체 수지 내에 포함되어 있는 플루오르기로 인해 상용성 및 소포성을 갖게 된다. 따라서 본 발명에 의해 제조된 컬러필터는 분산 안정성 및 표면개선을 통해 액정표시장치의 컬러특성 향상 및 나아가 표시품질을 향상시킬 수 있다.

Claims (20)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지, 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머, 열중합 개시제, 착색제 및 용매를 포함하는 롤 프린팅용 잉크 조성물:
    [화학식 1]
    Figure 112007035251366-PAT00005
    여기서,
    R1, R2, R3는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
    R4는 플루오르기를 포함하는 탄소수 1 내지 8개의 알킬기 또는 방향족기이며,
    m, n, l은 정수로서, m/n/l 의 비율은 몰비 기준으로 60 내지 70/15 내지 34/l 내지 15이고,
    상기 공중합 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 플루오르기를 포함하는 아크릴 공중합체 수지는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 롤 프린팅용 잉크 조성물은 하기 화학식 2 또는 화학식 3으로 표시되는 플루오르기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지를 추가로 포함하는 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물:
    [화학식 2]
    Figure 112007035251366-PAT00006
    여기서,
    R1, R2는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
    m, n은 정수로서 비율은 몰비 기준으로 70:30이고,
    상기 공중합 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
    [화학식 3]
    Figure 112007035251366-PAT00007
    여기서,
    R1, R2, R3은 각각 독립적으로 수소 원자, 메틸기이고,
    m, n, l은 정수로서 비율은 몰비 기준으로 70:15:15이며,
    상기 공중합 수지의 수평균 분자량은 5,000 내지 50,000이다.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 플루오기를 포함하지 않는 아크릴 공중합체 수지는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0 초과 내지 20 중량부 이하인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머는 분자 중에 적어도 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 비등점이 100 ℃ 이상인 화합물 또는 카프로락톤을 도입한 관능성 아크릴 모노머인 것 인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 아크릴 모노머는 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대하여 1 내지 20 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 열중합 개시제는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0.03 내지 0.3 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 착색제는 안료인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 착색제는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 1 내지 20 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 용매는 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 시클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 2-히드록시에틸프로피오네이트, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 에틸-3-메톡시프로피오네이트, 메틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 부틸아세테이트, 에틸아세테이트, 아밀퍼메이트, 이 소아밀아세테이트, 이소부틸아세테이트, 이소프로필아세테이트, 메틸에틸케톤, 부틸프로피오네이트, 이소프로필부티레이트, 에틸부티레이트, 부틸부티레이트, 에틸피루베이트, γ-부티롤아세테이트, 메틸알콜, 에틸알콜, n-프로필알콜, i-프로필알콜,벤젠, 톨루엔, 크실렌, n-헵탄, n-헥산 및 n-옥탄으로 이루어진 군에서 선택된 단독 또는 2종 이상인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 용매는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 60 내지 90 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 롤 프린팅용 잉크 조성물은 실리콘계 계면활성제 및 플루오린계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1 종 이상을 추가로 포함하는 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  13. 청구항 12에 있어서, 상기 실리콘계 계면활성제 및 플루오린계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상은 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0.03 내지 0.3 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  14. 청구항 1에 있어서, 상기 롤 프린팅용 잉크 조성물은 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 첨가제를 추가로 포함하는 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 첨가제는 롤 프린팅용 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0 초과 내지 5 중량부인 것인 롤 프린팅용 잉크 조성물.
  16. (a) 기판 상에 블랙 매트릭스 패턴을 형성하는 단계;
    (b) 롤 프린팅 방법을 이용하여, 상기 블랙 매트릭스에 의하여 구획된 화소부에 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅 및 전사하여 패턴화하는 단계; 및
    (c) 상기 패턴화된 롤 프린팅용 잉크 조성물을 건조하는 단계
    를 포함하는 컬러필터의 제조방법.
  17. 청구항 16에 있어서, 상기 롤 프린팅 방법은 롤 또는 평판 형태의 블랭킷에 상기 롤 프린팅용 잉크 조성물을 코팅한 후, 원하는 패턴의 역상의 패턴이 있는 롤 또는 평판 형태의 클리쉐를 이용하여 블랭킷으로부터 원하지 않는 코팅 부분을 떼어내고, 다시 블랭킷에 남아 있는 원하는 패턴부분을 기판에 전사하는 방법으로 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  18. 청구항 16에 있어서, 상기 건조는 50 내지 150℃에서 1 내지 600초 동안 소프트 베이크를 실시한 후, 150 내지 250 ℃에서 600 내지 3,000 초 동안 포스트 베이크를 수행하는 것인 컬러필터의 제조방법.
  19. 청구항 1 내지 청구항 15 중 어느 한 항의 롤 프린팅용 잉크 조성물을 포함하는 컬러필터.
  20. 청구항 19의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.
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