KR20100020172A

KR20100020172A - 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치

Info

Publication number: KR20100020172A
Application number: KR1020080078847A
Authority: KR
Inventors: 김은주; 최화섭; 장호진
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2008-08-12
Filing date: 2008-08-12
Publication date: 2010-02-22

Abstract

본 발명은 (A) 폴리우레아 수지, (B) 착색제, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지, (D) 경화성 단량체, (E) 용제를 포함하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물로서 잉크의 유변성 조정이 용이하여 인쇄 정밀도가 우수하고 막강도 및 저장 안정성도 우수한 오프셋 인쇄용 컬러필터 잉크를 얻을 수 있다.

화학식 (1)

(상기 식에서 x, y는 1~20 이내의 정수이고, R₁은 탄소수 1 내지 20의 헤테로 원자가 포함되거나 포함되지 않은 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R₂, R₃는 독립적으로 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₄는 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.)

컬러필터, 오프셋 인쇄, 폴리우레아

Description

컬러필터 인쇄용 잉크 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치{Printing Ink Composition for Color filter, Color filter, and Liquid Crystal Display Device Having the Same}

본 발명은 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.

LCD용 컬러필터는 통상적으로 적색, 녹색 및 청색의 화소가 규칙적으로 배열되어 있고, 각각의 화소는 블랙 매트리스로 가장자리가 연결되어 있다. 각 화소는, 포토리소그래피로 형성시킨 패턴을 염색시키는 염색법, 투명 기판 위에 패턴을 직접 인쇄하는 인쇄법, 투명 기판의 표면에 투명 전극 패턴을 만들고 이 패턴의 표면에 색소를 전착시키는 전착법 또는 안료를 함유하는 광 중합 조성물을 포토리소그래피로 패턴 형성하는 안료 분산법 등에 의해 제조될 수 있다.

이중, 종래의 액정표시장치 컬러필터의 투명 착색층을 제작하는 방법에는 포토리소그래피(photo lithography)를 이용한 안료 분산법이 주류를 이루고 있는 데, 이 포토리소그래피를 이용한 방법은 공정 프로세스가 복잡하고, 패턴 형성에 필요한 재료나 제조설비 등이 고가이기 때문에 제조 비용이 높아지는 문제가 있다. 또한, 패턴 형성 시, 현상처리 등에서 발생하는 폐액의 처리 비용이 높으며, 이 폐액은 환경 보호의 관점에서도 문제가 된다.

따라서 포토리소그래피를 이용한 방법 대신에 저비용이 소요되며, 유해한 폐액 등이 발생되지 않는 패턴 형성 방법에 관한 연구가 이루어지고 있다. 그 중에서도 인쇄법은 각 색의 잉크를 투명 기판상에 인쇄하고 경화시키는 것만으로 투명 착색층을 제조할 수 있기 때문에 제조 공정이 간단하여 양산성이 우수하고, 컬러필터 제조의 저비용화를 실현할 수 있는 방법으로써 유망하다.

그러나 상기의 인쇄법에 의한 잉크의 경우 잉크의 유변성이 인쇄 정밀도를 좌우하는 중요한 요소로써 작용하는데, 종래에는 고형분의 농도 즉, 용제의 함량으로만 유변성을 조정하거나 혹은 대한민국특허공개 10-2006-0108839, 대한민국특허공개 10-2007-0029697에 공시된 바와 같이 셀룰로오스계 화합물 등의 증점제를 이용하여 잉크의 유변성을 조정하였다. 그러나 용제만으로 잉크의 유변성을 조정하기에는 그 범위가 한정적이며, 상기 셀룰로오스계 화합물을 더 첨가하여 사용할 시 내열성, 내약품성 및 막강도가 떨어지는 문제점이 있다. 또한 친수성 점토 겔화제, 잔탄 검, 폴리우레탄계 화합물을 더 첨가하여 사용할 경우 자발적인 안료의 뭉침 및 엉김으로 인해 보관상에 문제점이 제기되어 저장 안정성 면에서 문제가 되고 있다. 따라서 이러한 문제점들은 인쇄법에 의한 컬러필터 제조 방식을 도입하는데 가장 큰 걸림돌이 되고 있는 실정이다.

본 발명의 목적은, 잉크의 유변성을 용이하게 조정하여 인쇄 정밀도를 증가시켜 인쇄성이 우수할 뿐만 아니라 내열성, 내약품성, 막강도 및 저장 안정성이 우수한 컬러필터를 제조할 수 있는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 본 발명의 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 적용함으로써 인쇄 정밀도가 향상된 컬러필터를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 본 발명의 컬러필터를 구비한 액정표시장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 (A) 폴리우레아 수지, (B) 착색제, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지, (D) 경화성 단량체, (E) 용제를 포함하고, 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 (B) 착색제 5~40중량%, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지 2~30중량%, (D) 경화성 단량체 3~50중량%, (E) 용제 5~40중량%를 포함하여 이루어진 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제공한다.

화학식 (1)

(상기 식에서 x, y는 1~20 이내의 정수이고, R₁은 탄소수 1 내지 20의 N, O 및 S로 이루어진 군으로부터 선택된 헤테로 원자가 포함되거나 포함되지 않은 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R₂, R₃는 독립적으로 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₄는 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.)

또한 상기의 폴리우레아 수지의 함량이 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량 100 중량부에 대하여 0.01~10 중량부인 것을 특징으로 하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제공한다.

본 발명에 따르면 저장 안정성이 우수한 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 사용하여 컬러필터를 제조할 경우, 내열성, 내약품성, 막강도가 우수할 뿐만 아니라, 인쇄 정밀도가 우수한 컬러필터 박막을 얻을 수 있다. 따라서 고화질 화상의 표시를 가능하게 하는 액정표시장치용 기판, 및 액정표시장치를 제공할 수 있다.

본 발명은 또한, 상기 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 사용하여 그라비아 인쇄법에 의하여 투명 기판의 패턴 상에 형성되는 복수의 착색층을 포함하는 컬러필터를 제공한다.

본 발명은 또한, 전술한 컬러필터를 구비한 액정표시장치를 제공한다.

이하에서 본 발명을 상세하게 설명한다. 이하의 설명은 일 실시예에 대한 구체적 설명이므로 비록 단정적, 한정적 표현이 있더라도 특허청구범위로부터 정해지는 권리 범위가 제한되지 않는다.

본 발명의 실시예에 따른 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물은 (A) 폴리우레아 수지, (B) 착색제, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지, (D) 경화성 단량체, (E) 용제를 포함하고, 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 (B) 착색제 5~40중량%, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지 2~30중량%, (D) 경화성 단량체 3~50중량%, (E) 용제 5~40중량%를 포함하여 이루어진 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제공한다.

또한 상기의 폴리우레아 수지의 함량이 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량 100 중량부에 대하여 0.01~10중량부인 것을 특징으로 하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제공한다.

(A) 폴리우레아 수지

본 발명의 잉크 조성물에 사용되는 (A) 폴리우레아 수지는 디이소시아네이트와 디아민의 반응으로 얻을 수 있는 것으로, 디이소시아네이트로는 지방족, 고리지방족 및 방향족 디이소시아네이트 또는 이들의 혼합물을 바람직하게 사용할 수 있다. 그러한 디이소시아네이트의 예는 테트라메틸렌, 1,4-디이소시아네이트, 헥사메틸렌, 1,6-디이소시아네이트, 페닐렌 p-디이소시아네이트, 페닐렌 m-디이소시아네이트, 톨루엔 2,6-디이소시아네이트, 토릴렌 2,4-디이소시아네이트 및 이들의 혼합물, 크실렌p-및 m-디이소시아네이트, 나프탈렌, 1,5-디이소시아네이트, 이소포론 디이소시아네이트, 4,4'-디이소시아네이토디시클로헥실메탄, 3,3'-디메틸-4,4'-비스페닐렌 디이소시아네이트, 3,3'-디메틸디이소시아네이토디페닐메탄, 2,4' 및 4,4'-디이소시아네이토페닐 메탄의 이성질체 혼합물 및 C₃₆이량체 디이소시아네이트이다.

디아민으로는 에틸렌디아민, 프로판디아민, 부탄디아민, 헥산디아민, 옥탄디아민, 페닐렌디아민, 트릴렌디아민, 자일렌디아민 등을 들 수 있다.

이와 같은 폴리우레아 수지의 함량비는 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량 100중량부에 대하여 0.01~10중량부, 바람직하게는 0.05~8중량부가 바람직하다. 폴리우레아 수지의 함량이 0.01중량부 미만일 경우, 그 함량이 미비하여 잉크의 레올러지 변화가 전혀 발생하지 않으며 따라서 인쇄 정밀도가 우수해지는 효과를 기대하지 어렵다. 또한 함량비가 10 중량부를 초과할 경우, 잉크 전체의 초기 점도가 증가하여 잉크 공급을 원활하게 할 수 없으며, 결국엔 디스펜싱 노즐의 막힘을 초래하는 공정상 문제점을 야기 시키는 점에서 바람직하지 않다.

(B) 착색제

본 발명에 사용할 수 있는 (B) 착색제로서는 종래 공지의 여러 가지 염료나 안료를 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 또한 안료는 고 투과율인 것이 바람직하므로 가능한 한 입자가 작은 것을 사용하는 것이 좋다. 그러나 너무 작은 입자의 경우 뭉침 현상이 발생하는 등 안료 분산에 문제점을 야기시키며, 이로 인해 컬러필터 형성 시 콘트라스트가 떨어지게 되므로 바람직하지 않다. 그러므로 바람직하게는 평균입자지름이 0.01~0.2㎛, 더욱 바람직하게는 0.01~0.05㎛인 안료가 좋다.

무기 안료로서는 철, 코발트, 알루미늄, 안티몬, 아연, 크롬, 마그네슘 등의 금속 산화물이나 상기 금속의 복합 산화물 등이 포함될 수 있으며, 이 중에서 선택된 1종 또는 2종 이상이 포함될 수 있다. 유기 안료로서는 컬러 인덱스로 예시할 수 있다. 구체적으로는 C.I. 피그먼트 옐로우 1, C.I. 피그먼트 옐로우 3, C.I. 피그먼트 옐로우 12, C.I. 피그먼트 옐로우 13, C.I. 피그먼트 옐로우 14, C.I. 피그먼트 옐로우 15, C.I. 피그먼트 옐로우 16, C.I. 피그먼트 옐로우 17, C.I. 피그먼트 옐로우 20, C.I. 피그먼트 옐로우 24, C.I. 피그먼트 옐로우 31, C.I. 피그먼 트 옐로우 53, C.I. 피그먼트 옐로우 83, C.I. 피그먼트 옐로우 86, C.I.피그먼트 옐로우 93, C.I. 피그먼트 옐로우 94, C.I. 피그먼트 옐로우 109, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 117, C.I. 피그먼트 옐로우 125, C.I. 피그먼트 옐로우 128, C.I.피그먼트 옐로우 137, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 147, C.I. 피그먼트 옐로우 148, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 153, C.I 피그먼트 옐로우 154, C.I. 피그먼트 옐로우 166, C.I. 피그먼트 옐로우 173, C.I. 피그먼트 옐로우 194, C.I. 피그먼트 옐로우 214 등의 황색 안료;

C.I. 피그먼트 오렌지 13, C.I. 피그먼트 오렌지 31, C.I. 피그먼트 오렌지 36, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 오렌지 40, C.I. 피그먼트 오렌지 42, C.I. 피그먼트 오렌지 43, C.I. 피그먼트 오렌지 51, C.I. 피그먼트 오렌지 55, C.I. 피그먼트 오렌지 59, C.I. 피그먼트 오렌지 61, C.I. 피그먼트 오렌지 64, C.I. 피그먼트 오렌지 65, C.I. 피그먼트 오렌지 71, C.I. 피그먼트 오렌지 73 등의 오렌지색의 안료;

C.I. 피그먼트 레드 9, C.I. 피그먼트 레드 97, C.I. 피그먼트 레드 105, 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 176, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 180, C.I. 피그먼트 레드 192, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 215, C.I. 피그먼트 레드 216, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 264, C.I. 피그먼트 레드 265 등의 적색 안료;

C.I. 피그먼트 블루 15, C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 블루 60 등의 청색 안료;

C.I. 피그먼트 바이올렛 1, C.I. 피그먼트 바이올렛 19, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 바이올렛 29, C.I. 피그먼트 바이올렛 32, C.I. 피그먼트 바이올렛 36, C.I. 피그먼트 바이올렛 38 등의 바이올렛 색 안료;

C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58 등의 녹색 안료;

C.I. 피그먼트 브라운 23, C.I. 피그먼트 브라운 25 등의 브라운 색 안료;

C.I. 피그먼트 블랙 1, C.I. 피그먼트 블랙 7 등의 흑색 안료 등을 들 수 있다.

이들 중에서, 적색 화소를 형성하기 위해서는 C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 242, 및 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 138에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 녹색 화소를 형성하기 위해서는 C.I. 피그먼트 그린 58, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 옐로우 150, 및 C.I. 피그먼트 옐로우 138 중에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하고, 청색 화소를 형성하기 위해서는 C.I. 피그먼트 블루 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:6, 및 피그먼트 바이올렛 23 중에서 선택되는 1종 이상을 함유하는 것이 바람직하다.

유기 안료 또는 무기 안료는, 필요에 따라 레진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체 등을 이용한 표면 처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 표면에의 그라프트 처리, 황산미립화법 등에 의한 미립화 처리 또는 불순물을 제거하기 위한 유기 용매나 물 등에 의한 세정 처리, 이온 교환법 등에 의한 이온성 불순물의 제거 처리 등을 실시할 수도 있다. 착색제로서 사용되는 안료는 그 입경이 균일하고 입자 사이즈가 작은 것이 바람직하며, 이를 위해서는 계면 활성제를 안료 분산제로서 사용하여 분산 처리하는 방법이 있다.

본 발명에서 사용되는 착색제의 함량은 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 5~40중량%가 바람직하다. 더욱 바람직하게는 적색 잉크일 경우는 8~30중량%, 녹색 잉크일 경우는 10~35중량%, 청색 잉크일 경우는 5~20중량%가 좋다. 상기 범위 내에서의 잉크는 원하는 색 좌표 값을 얻기에 유리하며 안료분산도 효율적인 점에서 바람직하다. 그러나, 착색제이 함량이 5중량% 미만이면 막 두께가 상승하여 콘트라스트 비(Contrast ratio) 및 휘도가 낮아지는 점이 문제가 되며, 40중량%를 초과하면 인쇄성 및 건조성이 나빠져 연속 인쇄 시 투명 기판으로의 전사가 이루어지지 않는 인쇄 불량의 문제가 발생한다.

본 발명의 각 색의 컬러필터용 잉크 중에서 본 발명의 효과가 손상되지 않는 범위 내에서 체질 안료 등의 다른 안료를 배합해도 좋다. 상기 체질 안료는 잉 크의 점도를 조정하는 등의 목적에서 배합된다. 그러나 체질 안료의 함량이 많아지면 잉크의 분광 특성이나 인쇄성이 저하될 우려가 있기 때문에 가능한 한 배합하지 않는 것이 바람직하다. 본 발명에 있어서 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 체질 안료의 배합 비율은 50중량% 이하, 바람직하게는 30중량% 이하로 설정된다.

상기 체질 안료로서는 투명으로 입경이 가는 것이 바람직하고 예를 들면 건식 실리카(silica), 황산 바륨, 탄산칼슘 등이 사용 가능하지만 이것에 한정되는 것이 아니다.

(C) 결합제 수지

본 발명에 사용되는 결합제 수지는 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 아크릴계 수지를 특징으로 한다. 구체적으로 측쇄에 도입된 에틸렌성 불포화기의 중합반복단위는 하기 화학식 (2)~(6)을 들 수 있다.

화학식 (1)

화학식 (2)

(상기 식에서 z는 1~20 이내의 정수)

화학식 (3)

(상기 식에서 z는 1~20 이내의 정수)

화학식 (4)

(상기 식에서 z는 1~20 이내의 정수)

화학식 (5)

(상기 식에서 z는 1~20 이내의 정수)

화학식 (6)

(상기 식에서 z는 1~20 이내의 정수)

측쇄에 에틸렌성 불포화기를 도입하는 방법은, 공지의 것 중에서 적당하게 선택할 수 있고, 예를 들면 카르복실기를 갖는 기에 에폭시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 부가하는 방법, 히드록실기를 갖는 기에 이소시아네이트기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 부가하는 방법, 이소시아네이트기를 갖는 기에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 부가하는 방법, 이소시아네이트기를 갖는 기에 히드록시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 부가하는 방법 등을 들 수 있다.

그 중에서도 카르복실기를 갖는 반복 단위에 에폭시기를 갖는 (메타)아크릴레이트를 부가하는 방법이 가장 제조가 용이하고 저비용인 점에서 바람직하다.

그 외 상기 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체는 하기와 같다.

카르복실기 함유 단량체의 구체적인 예로는, 불포화 모노카르복실산, 또는 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.

불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.

불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다.

불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크 릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다.

이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체의 구체적인 예로는, 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-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물;

에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히 드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류;

2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류;

글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류;

아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류;

비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류;

아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물;

아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류;

말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류;

1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류;

폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다.

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

이와 같은 결합제 수지는 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 2~30중량%이고, 보다 바람직하게는 5~25중량%이다. 만일 그 함량이 2중량% 미만이면 도포막 형성이 잘 되지 않는 문제가 있으며, 30중량% 초과하게 되면 고점도 로 인해서 전사 불량 혹은 연속 인쇄 시 인쇄성의 안정성 등에 문제가 있을 수 있다. 또한, 산가 70 이상인 결합제 수지가 바람직하며, 산가 70 미만의 결합제 수지는 동일 량의 폴리우레아 수지를 사용하여 유변성을 조정할 경우 인쇄 정밀도가 나빠지며, 폴리우레아 함량을 늘여서 유변성을 조정할 경우 인쇄 정밀도는 좋아지나 보관 시간이 소요될수록 안료 및 분산제의 응집으로 인한 점도 변화가 크게 일어나서 저장 안정성이 좋지 않다. 상기 수지 중에 수지의 경화 속도를 조정하는 것을 목적으로 산촉매 등의 경화 촉매를 적절하게 배합해도 좋다.

(D) 경화성 단량체

본 발명의 잉크 조성물에 사용되는 (D) 경화성 단량체로는 광경화성, 열경화성 단량체 등이 사용될 수 있으며, 이의 예로는 2개 이상의 관능기를 갖는 (메타)아크릴레이트 모노머는 열경화성 단량체로 포함되는 경우, 별도의 열경화제의 첨가 없이도 내용제성과 내열성이 우수한 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 얻는 것이 가능하여 바람직하다.

또한, 이들 중에서도 트리에틸롤프로판트리아크릴레이트, 트리메틸롤프로판트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타아크릴레이트 등 3개 이상의 관능기를 갖는(메타)아크릴레이트가 경화 후 가교밀도가 높아서 고열 및 각종 용제로부터 안정한 박막을 형성할 수 있으므로 더욱 바람직하다.

상기에서 예시된 모노머는 1종 또는 2종 이상이 본 발명의 경화성 단량체 로 사용될 수 있다.

상기 경화성 단량체의 함량비는 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 3~50중량%이고, 바람직하게는 10~40중량%가 바람직하다. 경화성 단량체의 함량비가 3중량% 미만일 경우, 인쇄 후 도막의 경도가 취약하여 외부 환경에 의해 쉽게 손상될 우려가 있으며, 50중량%를 초과할 경우, 안료 분산이 제대로 이루어지지 않는 점에서 바람직하지 않다.

(E) 용제

본 발명의 잉크 조성물에 사용되는 (E) 용제는 이 분야에서 사용되는 것이면 특별히 제한되지 않으며 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.

구체적인 예로는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 디프로필렌글리콜n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 트리프로필렌글리콜n-부틸에테르, 프로필렌글리콜페닐에테르 등의 알킬렌글리콜알킬에테르류;

메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 아세테이트류;

디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에틸아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류;

벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류;

메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류;

에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 1,3-부틸렌글리콜 글리세린 등의 알코올류;

3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류;

γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.

이들 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있지만, 도포성, 건조성 측면에서 비점이 200~300℃인 것을 적어도 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.

상기 비점이 200~300℃인 용제로는 트리프로필렌글리콜메틸에테르, 디프로필렌글리콜n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜n-부틸에테르, 프로필렌글리콜페닐에테르, 디프로필렌글리콜메틸에틸아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜 등을 들 수 있다.

본 발명에서 사용되는 용제의 함량은 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 5~40중량%, 바람직하게는 10~35중량%이다. 용제의 함량이 상기 범위이면 인쇄에 적합한 점도를 구현하는데 용이한 점에서 바람직하다. 그러나, 용제의 함량이 5중량% 미만이면 피인쇄체로의 전사가 원활하게 이루어지지 않아 전사성 불량을 야기하여 인쇄성이 문제가 되며, 40중량%를 초과하면 잉크의 전체 점도가 낮아져서 블랭킷(Blanket)으로의 전이가 원활하게 이루어지지 않아 인쇄성에 문제가 발생한다.

기타 첨가제

한편, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에는, 필요에 따라, 충진제, 다른 고분자 화합물, 안료 분산제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 대전 방지제 등의 첨가제를 포함할 수 있다.

첨가제의 함량은 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 통상 0.005~10중량%, 바람직하게는 0.05~2중량%를 포함할 수 있다. 상기 범위에서 잉크 조성물의 기본 물성을 손상하지 않으면서, 첨가제의 목적을 달성할 수 있다.

상기 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.

상기의 다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수 지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

상기 안료 분산제로는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

상기 계면 활성제로는, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW, 교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP, 토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC, 다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad, 스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE, 제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.

상기 밀착 촉진제로는, 예를 들면, 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실 란, 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-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.

상기 산화 방지제로는 예를 들면, 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.

상기 자외선 흡수제로는 예를 들면, 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.

상기 응집 방지제로는 예를 들면, 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

상기 대전 방지제로는 예를 들면, 전도성 고분자, 이온 도전제 등이 이에 해당한다.

상기 전도성 고분자는 폴리아닐린, 폴리피롤, 폴리티오펜, 수용성 폴리 3,4-에틸렌티오펜, 이들의 유도체나 공중합체 수용성 및 유기 용매에 가용성인 π-공액계 전기 전도성 고분자 중에서 선택될 수 있다.

이온 도전제로는 알칼리 금속염과 알킬렌 옥사이드 사슬을 갖는 폴리에테르 화합물을 함유하는 이온 도전제를 들 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따라, 본 발명은 투명 기판과 상기 투명 기판의 패턴 상에 형성되는 복수의 투명 착색층을 포함하는 컬러필터에 있어서, 상기 투명 착색층이 본 발명에 따른 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 사용하여 인쇄법에 의해 형성되는 컬러필터를 제공한다.

상기 투명 기판은 컬러필터에 사용되는 투명기판으로서 내열성이 우수한 것이면 사용할 수 있으며, 예를 들면 유리 기판 등을 들 수 있다.

상기 인쇄법으로는 스크린 인쇄법, 평판 인쇄법, 볼록판 인쇄법, 그라비아 인쇄법 등이 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면 그라비아 오프셋 인쇄법이 사용될 수 있다.

본 발명에 따라 상기 투명 기판에 오프셋 인쇄법으로 본 발명에 따른 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 도포한 후 열경화 시키면 컬러필터를 제조할 수 있다.

상세하게는, 우선 블랙 매트릭스를 설치한 투명 기판에 본 발명에서 사용하는 잉크 조성물을 오프셋 방식에 의해 기판에 착색 패턴을 전사시키면 된다.

이후 열경화 단계를 거치는데, 상기 열경화는 핫플레이트, 전기 오븐 등의 공지 관용의 열원을 사용할 수 있다. 가열 온도는 100~300℃의 범위, 바람직하게는 150~250℃이 바람직하다. 100℃ 미만에서는 용매의 증발 및 열경화가 불충분하므로 막 강도, 화학 내성이 떨어지는 경향이 있고, 300℃ 이상에서는 과도한 화소부의 체적 수축으로 기판 밀착성이나 정밀도에 문제가 발생할 수 있으므로 바람직하지 않다.

즉, 본 발명에 따른 액정표시장치의 컬러필터의 투명 착색층은 본 발명의 잉크를 사용하고 그라비아 오프셋 인쇄법에 의하여 상기 잉크를 투명 기판상에 인쇄한 후 100~300℃, 바람직하게는 150~250℃의 온도로 가열함으로써 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 컬러필터를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 컬러필터는 전술한 잉크 조성물을 사용하여, 인쇄법에 의하여 투명기판의 패턴 상에 형성되는 복수의 투명 착색층을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다. 패턴 형성방법은 당해 기술분야에 널리 알려진 일반적인 방법이 사용될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 형성방법은 전술한 바에 의하고 자세한 설명은 생략한다. 컬러필터는 통상 블랙 매트릭스 및 적색, 녹색 및 청색의 3원색 화소를 기판상에 배치한 것이지만, 목적하는 특정 색에 상당하는 착색 재료를 포함하는 본 발명의 잉크 조성물을 사용함으로써 그 색의 블랙 매트릭스 또는 화소를 얻고, 다른 색에 대해서도 목적하는 색에 상당하는 착색 재료를 포함하는 본 발명의 잉크 조성물을 사용하여 블랙 매트릭스 및 3원색 화소를 기판상에 배치할 수 있다. 물론, 블랙 매트릭스 및 3원색 중 어느 1색, 2색 또는 3색에만 본 발명의 잉크 조성물을 적용할 수도 있다.

또한, 차광층인 블랙 매트릭스는, 본 발명의 흑색으로 착색된 잉크 조성물 을 사용할 수도 있다.

본 발명의 잉크 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터는 박막의 유연성이 증가하여, 프레스 특성이 우수하여 막 두께의 조절이 용이하므로, 면내의 막 두께를, 예를 들면 1 내지 3㎛의 막 두께로, 면내 막 두께차를 0.15㎛ 이하, 나아가 0.05㎛ 이하로 할 수 있다. 따라서, 이렇게 해서 얻어지는 컬러필터는 평활성이 우수하면서도, 패턴의 직선성이 우수하여, 이것을 컬러 액정표시장치에 조립함으로써 우수한 품질의 액정표시장치를 높은 수율로 낮은 제조단가로서 제조할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 컬러필터를 구비한 액정표시장치도 본 발명의 권리에 포함된다.

본 발명의 액정표시장치는 전술한 컬러필터를 구비한 것을 제외하고는 본 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다. 즉, 본 발명의 컬러필터를 적용할 수 있는 액정표시장치는 모두 본 발명에 포함된다. 일례로, 박막트랜지스터(TFT소자), 화소전극 및 배향층을 구비한 대향전극기판을 소정의 간격으로 마주 향하게 하고, 이 간극부에 액정재료를 주입하여 액정층으로 한 투과형의 액정표시장치를 들 수 있다. 또한, 컬러필터의 기판과 착색층 사이에 반사층을 설치한 반사형의 액정표시장치도 있다.

또 다른 일례로, 컬러필터의 투명 전극 위에 합쳐진 TFT(박막 트랜지스터: Thin Film Transistor) 기판 및, TFT 기판이 컬러필터와 중첩하는 위치에 고정된 백라이트를 포함한 액정표시장치를 들 수 있다. 상기 TFT 기판은 컬러필터의 주변 표면을 둘러싸는 광방지 수지(light-proof resin)로 이루어진 외부 프레임,　외부 프레임 내에 부과된 네마틱 액정으로 이루어진 액정층, 액정층의 각 영역마다 제공된 다수의 화소 전극, 화소 전극이 형성된 투명 유리 기판, 및 투명 유리 기판의 노출된 표면 위에 형성된 편광판을 구비할 수 있다.

편광판은 수직으로 가로지르는 편광 방향을 가지며, 폴리비닐알코올과 같은 유기 재료로 구성되어 있다. 다수의 화소 전극은 각각 TFT 기판의 유리 기판위에 형성된 복수의 박막 트랜지스터와 연결되어 있다. 만일 특정의 화소 전극에 소정의 전위차가 적용되면, 소정의 전압이 특정 화소 전극과 투명 전극사이에 적용된다. 따라서, 전압에 따라 형성된 전기장이 액정층의 특정 화소 전극에 해당하는 영역의 배향을 변화시킨다.

결합제 수지 합성예

결합제 수지(C-1)

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5g(0.40몰), 메타크릴산 45.0g(0.50몰), 2-(2-메틸)아다만틸메타크릴레이트 22.0g(0.10몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적 하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9g 및 히드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99㎎KOH/g인 수지 C-1 를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 23,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

결합제 수지(C-2)

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하 로트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g, PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃ 승온하여 3h 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g를 플라스크내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 수지 C-2를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

결합제 수지(C-3)

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 비닐톨루엔 56.6g(0.50몰), 메타크릴산 25.8g(0.30몰), 이소사이클릭 골격의 모노메타크릴레이트 89.0g(0.20몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 고형분 산가가 119㎎KOH/g인 수지 C-3을 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 25,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.4이었다.

결합제 수지(C-4)

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 비닐톨루엔 90.6g(0.80몰), 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰)을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가 한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하여 에틸렌성 불포화기와 카르복실기를 포함하지 않는 수지 C-4를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 15,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.1이었다.

상기의 결합제 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.

장치: HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)

칼럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)

칼럼 온도: 40℃

이동상 용제: 테트라히드로퓨란

유속: 1.0 ㎖/분

주입량: 50 ㎕

검출기: RI

측정 시료 농도: 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)

교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)

실시예

이하에서, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기 에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지나 예시를 위한 것으로서, 본 발명의 범위는 이들 실시 형태에 의해 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구 범위에 표시되었고, 특허청구 범위의 기재와 균등한 의미 및 그 범위에 속하는 모든 변경을 포함한다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함량을 나타내는 "%"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.

실시예 1~3: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(A)폴리우레아 수지로서는 KPU-300(국도화학(주) 제조), (B) 착색제로서 C.I. 피그먼트 레드 254와 C.I. 피크먼트 레드 242의 비율이 64:36 중량비로 혼합된 혼합물, (C)결합제 수지로서 산가가 99인 C-1의 합성물, (D)경화성 단량체로서 디펜타에리스리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조), (E)용제로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트(BGDAC)의 2:8 중량비로 혼합된 혼합물을 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 4: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(C)결합제 수지로서 산가가 70인 C-2의 합성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 것을 사용하여 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 5 및 6: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(A)폴리우레아 수지, (B)착색제, (C-1)결합제 수지, (D)경화성 단량체 및 (E)용제는 실시예 1과 동일한 것을 사용하여 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 1: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

비교예 2: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(A)폴리우레아 수지를 제외하고 셀룰로오스계 화합물 AF-2785(고려CMC㈜ 제조)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 것을 사용하여 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 3: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(C)결합제 수지로서 측쇄에 에틸렌성 불포화기를 포함하지 않는 C-3의 합성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 것을 사용하여 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 4: 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물의 제조

(C)결합제 수지로서 측쇄에 에틸렌성 불포화기와 카르복실기를 포함하지 않는 C-4의 합성물을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1와 동일한 것을 사용하여 표 1에 나타난 비율로 혼합하여 잉크 조성물을 제조하였다.

(단위: 중량%, 단 (A) 폴리우레아 수지의 경우 폴리우레아 수지를 제외한 잉크 총 중량 100중량부 대비 중량부)

		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
(A)폴리우레아 수지		0.05	1.5	6.5	0.05	0.005	15	0.05	-	0.05	0.05
CMC		-	-	-	-	-	-	-	0.05	-	-
(B)착색제		20	20	20	20	20	20	20	20	20	20
(C)결합제 수지	C-1	25	15	5	-	25	25	35	25	-	-
	C-2	-	-	-	25	-	-	-	-	-	-
	C-3	-	-	-	-	-	-	-	-	25	-
	C-4	-	-	-	-	-	-	-	-	-	25
(D)경화성 단량체		20	30	40	20	20	20	30	20	20	20
(E)용제		35	35	35	35	35	35	15	35	35	35

시험예

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 잉크 조성물을 이용하여 블랭킷을 이용한 오프셋 인쇄법에 의하여 투명 기판상에 인쇄하고 10분 경과 후 프레스 인입량을 300㎛로 하고 프레스 한 후 220℃의 온도에서 30분간 가열함으로써 1.5㎛의 액정표시장치의 컬러필터용 투명 착색층을 형성하였다.

(1) 직선성의 평가

직선성은 초심도 컬러 3D 형상 측정 현미경인 VK-9500(Keyence사)을 이용한다. 측정 방법은 인쇄된 샘플의 각 서브픽셀(sub pixel)을 50배율로 측정한 후, 도 1에 나타난 바와 같이 선폭의 중심 라인(A라인)을 기준으로 옆 선의 굴곡선에서 중심 라인과 가장 가까운 지점을 기준으로 중심 라인과 평행한 선을 긋고 이를 B라인이라고 한다. 이 B라인에서 A라인 반대편으로 벗어나 있는 영역의 면적(S)을 계산하여 직진성을 평가한다. 즉, 이상적인 직선성을 나타낼 경우 이때의 값은 0이 된다. 평가의 정확성을 위해 5회 이상 측정하여 평균값을 취한다.

상기의 직선성에 대한 평가 기준은 하기 표 2과 같다. 그 결과를 표 7에 기재하였다.

	면적(S / ㎛²)
◎	0< S ≤ 200
○	200 < S ≤ 400
△	400 < S ≤ 500
×	500 < S ≤ 600
××	600 < S

(2) 막 강도의 평가

막 강도는 Pencil hardness tester(㈜석보과학)기를 이용하여 45°각도로 KS G 2630(연필)에 규정된 연필의 심을 대고 하중 1kg으로 도면에 누르면서 이동하여 표면을 긁어서 평가한다.

막 강도의 평가 기준은 하기 표 3와 같다. 그 결과를 표 7에 기재하였다.

	경도
◎	3H< A
○	H < A ≤ 3H
△	B < A ≤ H
×	3B < A ≤ B
××	A ≤ 3B

(3) 내열성의 평가

230℃ 오븐에 2시간 방치한 후 색 변화(△E*ab)를 측정한다.

이때 측정 장비는 Microscopic Spectrophotometer(모델 No. OSP-SP2000, Olympus(사))를 이용하여 내용제성 평가 전 후의 CIE 색좌표 값을 각각 측정하여 상기의 수학식 1을 통해서 색변화(색차) 정도를 확인한다.

△E*ab = [(△L*)²+(△a*)²+(△b*)²]^1/2

상기 수학식 1에서, △E*ab는 색 변화, △L*은 명도차, △a*는 레드와 그린의 색차, △b*는 엘로우와 블루의 색차를 나타낸다.

내열성의 평가 기준은 하기 표 4과 같다. 그 결과를 표 7에 기재하였다.

	△E*ab
◎	△E*ab ≤ 0.8
○	0.8 < △E*ab ≤ 0.9
△	0.9 < △E*ab ≤ 1.0
×	1.0 < △E*ab ≤ 1.1
××	1.1 < △E*ab

(4) 내약품성의 평가

내용제성은 n-메틸 2-피롤리돈(NMP), 이소프로필알코올(IPA), 감마부틸로락톤(GBL) 각 용제를 23℃로 일정하게 유지한 후, 30분간 침지하여 색 변화(△E*ab)를 측정한다. 이때 측정 장비는 Microscopic Spectrophotometer(모델 No. OSP-SP2000, 올림푸스사)를 이용하여 내용제성 평가 전 후의 CIE 색좌표 값을 각각 측정하여 다음의 수학식 1을 통해서 색변화(색차) 정도를 확인한다.

내용제성 평가 기준은 하기 표 5와 같다. 그 결과를 표 7에 기재하였다.

	△E*ab
◎	△E*ab ≤ 1.5
○	1.5 < △E*ab ≤ 2.0
△	2.0< △E*ab ≤ 2.5
×	2.5 < △E*ab ≤ 3.0
× ×	3.0 < △E*ab

(5) 저장 안정성의 평가

컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 제조한 직후의 점도를 측정하고, 25℃에서 1주일 동안 방치한 후 다시 점도를 측정하였다. 점도의 변화(△cP)를 계산하고, 평가 기준은 하기 표 6와 같다. 그 결과를 표 7에 기재하였다.

	△Cp
◎	△cP ≤ 500
○	500 < △cP ≤ 1,000
△	1,000< △cP ≤ 2,000
×	2,000 < △cP ≤ 3,000
× ×	3,000 < △cP

		실시예						비교예
		1	2	3	4	5	6	1	2	3	4
직선성		◎	◎	◎	○	△	◎	x	◎	△	x
내열성		◎	◎	◎	○	◎	○	○	△	x	x
내약품성	NMP	◎	◎	○	◎	◎	○	○	x	x	x
	IPA	◎	◎	◎	◎	◎	○	○	△	x	x
	GBL	◎	◎	◎	◎	◎	○	○	△	x	x
막강도		◎	◎	○	◎	◎	○	○	xx	xx	xx
저장 안정성		◎	◎	◎	○	◎	△	x	△	◎	◎

도 1은 직선성 평가를 설명하기 위한 현미경 사진이다.

Claims

(A) 폴리우레아 수지, (B) 착색제, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지, (D) 경화성 단량체, (E) 용제를 포함하고, 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량에 대하여 (B) 착색제 5~40중량%, (C) 화학식 1로 표기되는 중합반복단위를 포함하는 결합제 수지 2~30중량%, (D) 경화성 단량체 3~50중량%, (E) 용제 5~40중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물.

화학식(1)

(상기 식에서 x, y는 1~20 이내의 정수이고, R₁은 탄소수 1 내지 20의 헤테로 원자가 포함되거나 포함되지 않은 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R₂, R₃는 독립적으로 수소원자 혹은 메틸기를 나타내며, R₄는 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이다.)
제1항에 있어서,

상기 (A) 폴리우레아 수지의 함량이 상기 폴리우레아 수지를 제외한 잉크의 총 중량 100중량부에 대하여 0.01~10중량부인 것을 특징으로 하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물.
제1항에 있어서,

상기 (C) 결합제 수지의 산가가 70 이상인 것을 특징으로 하는 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물.
투명 기판과 상기 투명 기판의 패턴 상에 형성되는 복수의 착색층을 포함하는 컬러필터에 있어서,

상기 투명 착색층이 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물을 사용하여 인쇄법에 의해 형성되며,

상기 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물이 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 컬러필터 인쇄용 잉크 조성물인 것을 특징으로 하는 컬러필터.
제4항의 컬러필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.