KR20110006219A - 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정 표시 장치 - Google Patents

컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 결합제 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)를 포함하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물로서, 상기 열경화성 화합물(B)은 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물을 제공한다:
(B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
(B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 하기 화학식 1로 표현되는 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
<화학식 1>
Figure 112009042564734-PAT00001
(상기 식에서, n은 0 또는 양의 정수이다.)
(B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
상기한 본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물은 우수한 보존 안정성을 가지면서, 투명성, 내알칼리성, 평탄성, 내열성이 우수한 특성을 갖는다. 그에 따라 상기 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성　수지 조성물은 컬러 필터 및 액정 표시 장치에 유용하게 사용될 수 있다.
열경화성 수지 조성물, 컬러 필터, 결합제 수지

Description

컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정 표시 장치{One component curable resin composition for protective film of color filter, color filter and liquid crystal display device using thereof}
본 발명은 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정 표시 장치에 관한 것이다.
일반적으로 컬러 액정 표시 장치는 컬러 필터 후공정에서 진행되는 산 또는 알칼리 등의 약품처리 및 고온의 스퍼터링 공정 등에서 착색층, 즉 화소부를 보호하고, 착색층의 각 화소별 발생하는 단차를 평탄화 하기 위하여 착색층의 표면에 보호막을 설치하고 있다. 그에 따라 상기 컬러 필터 보호막은 투명성, 내열성, 내약품성, 평탄성 등의 물성이 요구되며, 특히, 우수한 내열성이 요구된다. 이는, 보호막에 ITO(인듐주석옥사이드) 등의 투명 전극을 스퍼터링 방법에 의하여 제작할 때에, 보호막이 200℃이상, 또한 ITO 위에 액정 배향막을 소성할 경우에는 250℃ 이상의 온도로 가열하는 과정이 필요하기 때문이다.
종래 보호막을 형성하기 위한 재료로서 아크릴계 수지 주쇄에 글리시딜기를 갖는 중합체를 포함하는 열경화성 수지 조성물이 알려져 있다(일본 특허 공개 평5-78453호 공보). 하지만, 상기 조성물은 보호막에서 요구되는 물성을 충족하지 못하므로, 근래에는 열경화가 가능한 에폭시 수지 및 다가 산무수물을 필수성분으로 하는 보호막용 수지 조성물(일본국 특허공개 평4-170421호)이 사용되고 있다. 그러나, 일본국 특허공개 평4-170421호의 기술은 보존 안정성이 떨어지고 황변이 발생하는 문제점을 가지고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 투명성, 내열성, 내알칼리성이 우수한 특성을 가지는 동시에 보존 안정성이 양호하고, 컬러 필터의 단차를 평탄화하는 성능, 즉 평탄성이 우수한 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명을 상기 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정 표시 장치를 제공하는 데 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물은 결합제 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)를 포함하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물로서, 상기 열경화성 화합물(B)은 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지인 것을 특징으로 한다.
(B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
(B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 하기 화학식 1로 표현되는 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
<화학식 1>
Figure 112009042564734-PAT00002
(상기 식에서, n은 0 또는 양의 정수이다.)
(B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
상기 열경화성 화합물(B)은 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르, 지환식 지방 족 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 결합제 수지(A)는 하기의 (A1)과 (A2) 및 (A3) 화합물을 포함한 공중합 반응으로 얻어지는 공중합체에 하기의 (A4)를 더 반응시켜 얻어지는 불포화기 함유 수지인 것이 바람직하다.
(A1): 하기 화학식 2로 표시되는 화합물,
<화학식 2>
Figure 112009042564734-PAT00003
(상기 식에서 n은 0 또는 1이며, R1, R2는 위치에 따라 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 12의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족, 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6는 위치에 따라 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6 중에서 둘이 선택되어 연결된 고리형태 또는 연결되지 않은 가지 형태일 수 있다.)
(A2): (A1) 및 (A3)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물,
(A3): 불포화 카르복실산,
(A4): 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 컬러 필터는 기판 위 에 상기한 본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 형성된 보호막을 구비한 것을 특징으로 한다.
또한 본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위한 액정 표시 장치는 상기 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물은 우수한 보존 안정성을 가지면서, 투명성, 내알칼리성, 평탄성, 내열성이 우수한 특성을 나타내어 컬러 필터용 보호막의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 상기 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성　수지 조성물은 컬러 필터 및 액정 표시 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 결합제 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)를 포함하여 이루어진다. 각 성분에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
결합제 수지(A)
상기 결합제 수지(A)는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물(A1)을 포함한 공중합 반응으로 얻어지는 공중합체를 포함하는 것이 바람직하다.
<화학식 2>
Figure 112009042564734-PAT00004
상기 식에서 n은 0 또는 1이며, R1, R2는 위치에 따라 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 12의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족, 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6는 위치에 따라 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6 중에서 둘이 선택되어 연결된 고리형태 또는 연결되지 않은 가지 형태일 수 있다.
상기 헤테로 원자는 주골격 또는 가지에 존재할 수 있으며, 카르보닐기, 에테르기, 알콜기, 아민기, 헤테로고리 등의 형태로 존재할 수 있으며 제한되지 않는다.
상기 결합제 수지(A)는 상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 중합(이는 공중합도 포함하는 개념이다)으로 얻어질 수 있는 구성 단위를 포함하는 불포화기 함유 수지이다.
상기 결합제 수지(A)는 상기 화학식 2의 화합물(A1), 불포화 결합을 갖는 화 합물(A2) 및 카르복실기와 불포화 결합을 갖는 화합물(A3)을 포함한 공중합 반응으로 얻어지는 공중합체인 것이 바람직하며, 특히 상기 얻어진 공중합체에 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)을 더 반응시켜 얻어지는 불포화기 함유 수지인 것이 더욱 좋다.
상기 화학식 2의 화합물(A1)은 보다 구체적으로 아래의 화학식 3 내지 18의 구조식을 갖는 화합물에서 적어도 하나 선택되어 포함될 수 있다.
Figure 112009042564734-PAT00005
Figure 112009042564734-PAT00006
Figure 112009042564734-PAT00007
Figure 112009042564734-PAT00008
Figure 112009042564734-PAT00009
본 발명에 따른 화학식 2로 표시되는 화합물 (A1)은 상기 화학식 3 내지 18의 구조로 제한되지 않으며 노르보넨 골격구조를 포함하는 상기 화학식 2의 화합물의 유도체 또는 모든 유도체는 모두 본 발명에 포함된다.　이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.
상기의 불포화 결합을 갖는 화합물(A2)로는 중합이 가능한 불포화 이중 결합을 갖는 화합물이라면 제한되지 않는다. 상기 (A2)는 보다 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산의 비치환 또는 치환 알킬 에스테르 화합물, 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헵틸(메타)아크릴레이트, 시클로옥틸(메타)아크릴레이트, 멘틸(메타)아크릴레이트, 시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥세닐(메타)아크릴레이트, 시클로헵테닐(메타)아크릴레이트, 시클로옥테닐(메타)아크릴레이트, 멘타디에닐(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트, 피나닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노보닐(메타)아크릴레이트, 피네닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 올리고에틸렌글리콜모노알킬(메타)아크릴레이트 등의 글리콜류의 모노포화 카르복실산 에스테르 화합물, 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트 등의 방향환을 갖는 치환기를 포함하는 불포 화 카르복실산 에스테르 화합물, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물, 아세트산비닐, 프로피온산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르, (메타)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물, N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드 등의 말레이미드 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기 카르복실기와 불포화결합을 갖는 화합물(A3)은 중합이 가능한 불포화 이중 결합을 갖는 카르복실산 화합물이라면 제한되지 않으며, 구체적인 일례로 아크릴산, 메타크릴산 등을 들 수 있다. 아크릴산, 메타크릴산은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 또한, 이들 아크릴산이나 메타크릴산에 부가하여 그 밖의 산을 1종 이상 사용할 수도 있다. 그 밖의 산으로써는 구체적으로 크로톤산, 이타콘산, 말레산, 푸마르산 등 다른 불포화 카르복실산으로부터 1종 이상 선택되는 카르복실산을 병용하는 것도 가능하다.　 또한, α-(히드록시메틸)아크릴산 등의 동일 분자 중에 히드록시기 및 카르복실기를 함유하는 단량체를 병용할 수도 있다.
상기 결합제 수지(A)가 상기 (A1) 내지 (A3)을 공중합하여 얻어지는 공중합체(A1 내지 A3 이외의 단량체가 더 포함되어 공중합되는 경우에도 본 발명에 포함된다)인 경우 상기 (A1) 내지 (A3) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 상기의 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 몰 분율로 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
(A1)로부터 유도되는 구성 단위 : 2 내지 30몰%,
(A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 2 내지 95몰%,
(A3)으로부터 유도되는 구성 단위 : 2 내지 70몰%.
특히, 상기의 (A1) 내지 (A3) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율이 상기 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
(A1)로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 30몰%,
(A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 80몰%,
(A3)으로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 65몰%.
상기한 바와 같이 (A1) 내지 (A3) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율이 상기 범위에 있으면 내알칼리성 및 내열성의 균형이 양호한 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 공중합체가 (A1) 내지 (A3)를 공중합시켜 얻어지는 경우 제조방법의 일예로서 이하와 같은 방법으로 공중합시켜 제조할 수 있다.
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 (A1) 와 (A1) 내지 (A3)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0.5 내지 20 배량의 용제를 함께 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한다. 그 후, 용제를 40 내지 140℃로 승온시킨 후, (A2) 및 (A3)의 소정량, (A2) 내지 및 (A3)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0 내지 20 배량의 용제, 및 아조비스이소부티로니트릴이나 터트부티르퍼록시 2-에틸헥실카보네이트 등의 중합 개시제를 (A1) 내지 (A3)의 합계 몰수에 대하여 몰분율로0.1 내지 10몰% 첨가한 용액(실온 또는 가열하에 교반 용해)을 적하 로트로부터 0.1 내지 8시간에 걸쳐 상기의 플라스크에 적하하고, 40 내지 140℃에서 1 내지 10시간 더 교반한다.
상기의 공정에서 중합 개시제의 일부 또는 전량을 플라스크에 넣을 수도 있고, (A1) 내지 (A3)의 일부 또는 전량을 플라스크에 넣을 수도 있다. 잔량은 (A4)와의 중합시 첨가할 수 있다.
상기의 공정에서 사용되는 용매는 통상의 라디칼 중합 반응시 사용되는 용매를 이용할 수 있으며, 구체적으로는, 테트라히드로퓨란, 디옥산, 에틸렌글리콜디메틸에틸, 디에틸렌글리콜디메틸에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 초산에틸, 초산부틸, 프로필렌글리콜모노메틸에틸아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 에틸벤젠, 클로로포름, 디메틸설폭시드 등을 들 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기의 공정에 사용되는 중합 개시제로는 통상 사용되는 중합 개시제를 첨가할 수 있으며, 특별히 제한되지는 않는다. 구체적으로는 디이소프로필벤젠히드로퍼옥시드, 디-t-부틸퍼옥시드, 벤조일퍼옥시드, t-부틸퍼옥시이소프로필카르보네이트, t-아밀퍼옥시-2-에틸헥사노에이트, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 등의 유기 과산화물; 2,2'-아조비스(이소부티로니트릴), 2,2'-아조비스(2,4-디메틸바레로니토릴), 디메틸 2,2'-아조비스(2-메틸프로피오네이트) 등의 질소 화합물을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 분자량이나 분자량 분포를 제어하기 위해 α-메틸스티렌 다이머나 머캅토 화합물을 연쇄 이동제로서 사용할 수도 있다. α-메틸스티렌 다이머나 머캅토 화합물의 사용량은(A1) 내지 (A3)의 합계 질량에 대하여 질량 분율로 0.005 내지 5%이다. 또한, 상기의 중합 조건은 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 투입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수도 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물에 함유되는 결합제 수지(A)는 상기 (A1) 내지 (A3)을 공중합하여 얻어지는 공중합체에 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)를 더 반응시킴으로써 얻을 수 있다. 상기의 공중합체에 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)를 부가함으로써 결합제 수지에 열경화성을 부여할 수 있다.
상기 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)의 구체적 일례로서는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 글리시딜(메타)아크릴레이트가 바람직하게 사용된다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)은 상기 공중합체 중의 (A3)로부터 유도되는 구성 성분의 몰수에 대하여 몰분율로5 내지 80 몰% 반응시키는 것이 바람직하며, 특히 10 내지 80몰%가 좋다.　 1분자 내에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4)이 상기의 기준으로 상기 범위 내에 있으면 충분한 열경화성이 얻어져 내열성이 우수해지므로 바람직하다.
상기 결합제 수지(A)는 상기의 (A1) 내지 (A3)를 공중합하여 얻어지는 공중합체와 (A4)를, 예를 들면 이하와 같은 방법으로 반응시킴으로써 제조할 수 있다.
앞서 설명한 방법에 의해 (A1) 내지 (A3)의 공중합체가 얻어지면, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 치환하고, 상기 공중합체 중의 불포화 카르복실산 화합물(A3)으로부터 유도되는 구성 성분의 몰수에 대하여 몰분율로 5 내지 80몰%의 1분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A4), 카르복실기와 에폭시기의 반응 촉매로서, 예를 들면 트리스디메틸아미노메틸페놀을 (A1) 내지 (A4)의 합계 질량에 대하여 질량 분율로 0.01 내지 5질량% 및 중합금지제로서, 예를 들면 하이드로퀴논을 (A1) 내지 (A4)의 합계 질량에 대하여 질량 분율로 0.001 내지 5질량%를 플라스크내에 넣고 60 내지 130℃에서 1 내지 10시간 반응함으로써, 상기의 공중합체와 (A4)를 반응시킬 수 있다. 또한, 중합 조건과 마찬가지로 제조 설비나 중합에 의한 발열량 등을 고려하여 투입 방법이나 반응 온도를 적절하게 조정할 수도 있다.
상기 결합제 수지(A)의 분자량은 평탄성 있는 막을 구현 할 수 있는 한 특별히 한정되지는 않으며 통상 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량 2,000 내지 100,000 정도의 범위가 적절하며 3,000 내지 100,000 범위에 드는 것이 더 바람직하다. 상기 아크릴계 수지(A)의 분자량이 2,000 미만인 경우에는 컬러 필터의 보호막의 형성이 어렵고 신뢰성이 부족하다는 단점이 있고, 상기 분자량이 100,000 이상인 경 우에는 컬러 필터 보호막의 평탄성 및 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 저하 되는 문제가 있다.
상기 결합제 수지(A)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/ 수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 상기 분자량분포가 1.5 내지 6.0 이면 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 우수하게 유지되기 때문에 바람직하다.
상기 결합제 수지(A)의 산가는 고형분 기준으로 30 내지 150mgKOH/g의 범위가 바람직하다. 상기 산가가 30mgKOH/g 미만일 경우 내알리성이 떨어지고, 산가가 150mgKOH/g을 초과하는 경우에는 조성물의 보존 안정성이 우수해진다.
상기 결합제 수지(A)는 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량 분율로 통상 5 내지 85질량%, 바람직하게는 10 내지 70질량% 포함되는 것이 좋다. 상기 결합제 수지(A)의 함량이 상기의 기준으로 5 내지 85질량%이면 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 우수하고, 투명성, 내열성 및 내알칼리성이 우수해 진다.
본 발명에서 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물 중의 고형분이란 컬러 필터 보호막용 경화성 수지 조성물 중에서 용제를 제거한 성분의 합계를 의미한다.
열경화성 화합물(B)
상기 열경화성 화합물(B)은 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지를 포함한다.
(B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
(B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 하기 화학식 1로 표현되는 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되며,
<화학식 1>
Figure 112009042564734-PAT00010
(상기 식에서, n은 0 또는 양의 정수이다.)
(B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
본 발명에 따른 열경화성 화합물(B)은 에폭시 당량이 2000g/eq 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 상기 열경화성 화합물(B)는 에폭시 당량이 100내지 2000g/eq인 것이 좋다. 상기 열경화성 화합물(B)의 에폭시 당량이 상기한 조건을 만족하는 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.
아울러 상기 열경화성 화합물은 평균 분자량이 20000 이하인 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게 상기 열경화성 화합물(B)는 평균 분자량은 1000 내지 20000인 것이 좋다. 상기 열경화성 화합물(B)의 평균분자량이 상기한 조건을 만족하는 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.
상기 화학식 1로 표시되는 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지의 구체적인 예로서는, 2-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-2-[4-[1,1-비스[4-([2,3-에폭시프로폭시]페닐)]에틸]페닐]프로판과 1,3-비스[4-[1-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-1-[4-[1-[4-(2,3-에폭시프로폭시페닐)-1-메틸에틸]페닐]에틸]페녹시]-2-프로판올과의 혼합물, 2-[4-(2,3-에폭시프로폭시)페닐]-2-[4-[1,1-비스[4-([2,3-에폭시프로폭시]페닐)]에틸]페닐]프로판 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 화학식 1로 표현되는 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지는 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상 포함된다. 상기 화학식 1로 표시되는 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지의 함량이 상기의 기준으로 50질량% 미만일 경우 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 저하된다.
본 발명에 따른 열경화성 화합물(B)은 상기 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지 이외의 에폭시 수지가 함께 사용할 수 있다. 상기 비스페놀A노블락형 에폭시 수지와 함께 사용될 수 있는 에폭시 수지의 바람직한 예로서는, 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르, 지환식 지방족 에폭시 수지 등이 있으며 이들 중에서도, 글리시딜에테르형 에폭시 수지, 페놀노볼락형 에폭시수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지가 내열성이 우수하므로 특히 바람직하다. 이들 에폭시 수지는 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기한 에폭시 수지로서는 하기와 같은 시판품을 이용할 수 있다. 글리시딜에테르형 에폭시 수지로서는, TECHMORE VG3101L(상품명; 三井化學(주) 제품), EPPN-501H, 502H(상품명; 日本化藥(주) 제품), JER 1032H60(상품명; 저팬에폭시레진(주) 제품) 등, 다관능 지환식 에폭시 수지로서는, EHPE3150 (상품명; 다이셀화학㈜제품)등, 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지로서는, JER 157S65, 157S70(상품명;JER(주) 제품) 등, 페놀노볼락형 에폭시 수지로서는, EPPN-201(상품명;日本化藥(주) 제품), JER152, 154(상품명; JER (주) 제품) 등, 크레졸노볼락형 에폭시 수지로서는, EOCN-102S, 103S, 104S,1020(상품명; 日本化藥(주) 제품) 등을 들 수 있다.
상기 열경화성 화합물(B)의 함유량은 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량 분율로 통상 1 내지 60질량%, 바람직하게는 5 내지 50질량%의 범위에서 사용된다. 열경화성 화합물(B)이 상기의 기준으로 1 내지 60질량%의 범위이면 투명성 및 평탄성이 양호하게 되기 때문에 바람직하다.
용제(C)
상기 용제는, 특별히 제한되지 않으며 열경화성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다. 상기 용제(C)의 구체적인 예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기의 용제는 도포성, 건조성면에서 비점이 100 내지 200℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프 로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제(C)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제(C)의 함유량은 그것을 포함하는 열경화성 수지 조성물 전체량에 대하여 질량 분율로, 통상 60 내지 90질량%, 바람직하게는 70 내지 85질량%이다. 상기 용제(C)의 함유량이 상기의 기준으로 60 내지 90질량%의 범위이면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
기타 첨가제(D)
본 발명의 열경화성 수지 조성물은, 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위 내에서, 필요에 따라 상기한 성분들 이외의 다른 성분들을 기타 첨가제로서 함유할 수 있다. 이러한 기타 첨가제로서는 커플링제, 계면활성제, 산화 방지제 등을 들 수 있다.
상기 커플링제는, 기판과의 밀착성을 향상시키기 위해서 사용하는 것이며, 상기 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량 분율로 10질량% 이하로 포함될 수 있다.
상기 커플링제로서는, 실란계, 알루미늄계 및 티타네이트계의 화합물을 이용할 수 있다. 상기 커플링제는 구체적으로는, 3-글리시드옥시프로필디메틸에톡시실란, 3-글리시드옥시프로필메틸디에톡시실란, 및 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실 란 등의 실란계, 아세토알콕시알루미늄디이소프로필레이트 등의 알루미늄계, 및 테트라이소프로필비스(디옥틸포스페이트)티타네이트 등의 티타네이트계를 들 수 있다. 이들 중에서도, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란이 밀착성을 향상시키는 효과가 크기 때문에 바람직하다.
상기 계면활성제는, 하지 기판에 대한 습윤성, 레벨링성, 또는 도포성을 향상시키기 위하여 사용하는 것이며, 상기 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 질량 분율로 0.01~5질량% 포함될 수 있다. 상기 계면활성제로는 실리콘계, 불소계 계면활성제 등이 있으며, 실리콘계 계면활성제로는, 지이도시바실리콘㈜ 제조, 상품명 TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, 및 TSF4460; 신에쓰실리콘㈜ 제조, 상품명 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, 및 KP341; 및 BYK- Chemie 제조, 상품명 BYK-333, 358N 및 UV3500,390,306,340 등을 들 수 있다.
불소계 계면활성제로는 스미또모스리엠㈜ 제조, 상품명 플로리네이트 FC430 및 플로리네이트 FC431; 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조, 상품명 메가팍 F142D, 메가팍 F171, 메가팍 F172, 메가팍 F173, 메가팍 F177, 메가팍 F183, 메가팍 R30, 메가팍 R08, 메가팍 R09, 메가팍 BL20,메가팍 475, 메가팍 489, 메가팍 544 및 메가팍 F443; 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제는, 투명성의 향상, 경화막이 고온에 처했을 경우의 황변을 방지하기 위하여 사용하는 것이며, 상기 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 0.1~3질량% 범위 내에서 첨가하여 이용할 수 있다.
상기 산화 방지제로서는, 힌더드계, 힌더드페놀계 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는, 치바렘뵈鴉훈섭케미컬㈜ 제조, 상품명 IRGAFOS XP40, IRGAFOS XP60, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, IRGANOX1520L 등을 들 수 있다.
본 발명의 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물은, 상기한 아크릴계 수지(A), 열경화성 화합물(B) 용제(C) 및 필요에 따라 기타 첨가제를 추가로 첨가하고, 이들을 균일하게 혼합 용해 함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터는 기판 위에 상기한 본 발명에 따른 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 형성된 보호막을 구비한다
상기 도막 형성 방법은, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 디핑법, 및 슬릿 코팅법 등 종래 공지된 방법에 의해 도막을 형성할 수 있다.
상기 도막의 두께는, 바람직하게는 0.15 내지 8.0 ㎛, 보다 바람직하게는 0.20 내지 4.5 ㎛로 할 수 있다. 또한, 여기서 도막의 두께는, 용매 제거 후의 두께이다.
상기 도막은 핫 플레이트 또는 오븐 등으로 가열(프리베이킹)된다. 가열 조건은 보통 70~120℃의 오븐 또는 핫 플레이트에서 1~15분간이며, 그 후, 도막을 경화시키기 위해서 180~250℃, 바람직하게는 200~250℃의 오븐 또는 핫 플레이트에서 20~90분간 가열 처리함으로써 경화된 도막, 즉 컬러 필터용 보호막을 얻을 수 있 다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 컬러 필터를 구비한다. 본 발명의 액정 표시 장치는 전술한 컬라 필터를 구비한 것을 제외하고는 본 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다. 즉, 본 발명의 칼라필터를 적용할 수 있는 액정 표시 장치는 모두 본 발명에 포함된다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기의 실시예들은 어디까지나 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구 범위에 표시되었고, 더욱이 특허청구 범위 기록과 균등한 의미 및 범위내에의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
<합성예1> 결합제 수지(A1)
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 90g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 90g 및 2-노르보르넨11.0g(0.10몰)을 혼합하여 도입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 80℃로 승온 후 벤질 메타크릴레이트 70.5g(0.4몰), 메타크릴산 45.0g(0.5몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 터트부티르퍼록시2-에틸헥실카보네이트 3.2g 을 첨가한 용액을 적하 로트 로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸 아미노메틸 페놀 0.9g 및 하이드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하여, 고형분 산가가 100㎎KOH/g인 결합제 수지(A1)를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 31,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
이때, 상기 GPC법에 의한 결합제 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정은 HLC-8120GPC(도소㈜ 제조) 장치를 사용하였으며, 칼럼은 TSK-GELG4000HXL와 TSK-GELG2000HXL를 직렬 접속하여 사용하였고, 칼럼 온도는 40℃, 이동상 용제는 테트라히드로퓨란, 유속은 1.0 ㎖/분, 주입량은 50 ㎕, 검출기 RI를 사용하였으며, 측정 시료 농도는 0.6질량%(용제 = 테트라히드로퓨란), 교정용 표준 물질은 TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)을 사용하였다
상기에서 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
<합성예 2> 결합제 수지(A2)
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌 글리콜 모노 메틸에테르 아세테이트 90g, 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 90g 및 2-노르보르넨11.0g(0.10몰)을 혼합하여 도입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 80℃로 승온 후 벤질 메타크릴레이트 70.5g(0.4몰), 아크릴산 36.0g(0.5몰) 및 프로필렌 글리콜 모노 메틸 에테르 아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 터트부티르퍼록시 2-에틸헥실카보네이트 3.2g 을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜 메타크릴레이트 30g [0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸 아미노메틸 페놀 0.9g 및 하이드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하여, 고형분 산가가 95㎎KOH/g인 결합제 수지(A2)를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 25,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.1이었다.
<열경화성 수지 조성물 제조 및 평가>
실시예 1
상기 합성예 1에서 얻어진 결합제수지(A)를 11.50질량%(고형분), 열경화성 화합물(B)로서 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지(JER157S65 ; JER㈜ 제조, 에폭시당량: 210g/eq) 3.50질량%, 커플링제(D-1)로서 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403, 신네츠화학㈜제조) 0.10질량% 및 계면활성제(D-2)로서 메가팍 475(다이니혼잉크화학공업㈜ 제조) 0.02질량%를 가하고, 용제(C)로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(C1) 74.9질량% 및 3-메톡시프로피온산메틸(C2) 10.0질량%를 첨 가하여 고형분 농도가 15질량％가 되도록 한 후, 공경 0.5 ㎛의 밀리 포어 필터로 여과하여 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
<실시예 2 내지 4 및 비교예 1 내지 5>
각 구성 성분들과 그 함량을 하기 표 1 및 2에 나타낸 바와 같이 실시한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 실시하여 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3 4 5
결합제수지(A) (A1) 11.50 - 11.50 11.50 10.00 11.50 10.00 10.00 11.50
(A2) - 11.50 - - - - - - -
열경화성 화합물(B) (B1) 3.50 2.00 3.00 2.00 - 1.50 - - 2.00
(B2) - - - 1.50 3.50 2.00 - - -
(B3) - - - - - - 3.50 - -
(B4) - 1.50 0.50 - - - - 3.50 -
용제(C) (C1) 74.88 74.88 74.88 74.88 74.88 74.88 74.88 74.88 74.88
(C2) 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00 10.00
첨가제(D) (D1) 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
(D2) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
(D3) - - - 1.50 1.50 1.50 1.50
결합제 수지(A1) 및 (A2) : 합성예 참조
열경화성 화합물 (B1) : 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지 (JER157S65 에폭시당량: 210g/eq, JER㈜ 제조)
열경화성 화합물 (B2) : 크레졸노블락형 에폭시 수지 (EOCN-102S 에폭시당량: 215g/eq, 日本化藥㈜제조)
열경화성 화합물 (B3) : 글리시딜에테르형 에폭시 수지 (EPPN-501H 에폭시당량: 167g/eq, 日本化藥㈜제조)
열경화성 화합물 (B4) : 다관능 지환식 에폭시 수지 (EHPE3150 에폭시당량: 740g/eq, 다이셀화학㈜제조)
용제 (C1) : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
용제 (C2) : 3-메톡시프로피온산메틸
첨가제(D1) : 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (KBM-403, 신네츠화학㈜제조)
첨가제(D2) : (메가팍 475, 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조)
첨가제(D3) : 트리메틸릭 언히드리드(TMA(Trimethylic anhydride); 토오쿄카세이㈜ 제조)
<실험예>
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 열경화성 수지 조성물을 이용하여 평탄성, 투명성, 내열성, 내알칼리성 및 보존 안정성을 측정하고 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5
평탄성*1 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
투명성*2 ○ ○ ○ ○ X X ○ ○ ○
내열성*3 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X
내알칼리성*4 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X
보존안정성*5 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ X
<*1. 평탄성 평가>
2 평방인치의 유리 기판(코닝사 제조, #1737)을 중성 세제, 물 및 알코올로 차례로 세정하고 나서 건조하였다. 이 유리 기판상에, 컬러 레지스트(상품명 YR-800 Red, YG-800 Green, YB-800 blue, 동우화인켐(주) 제조)을 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 노광하여 현상 공정을 생략했을 때의 후 소성 후의 막 두께가 2.0㎛가 되도록 스핀 코팅하고, 이어서 크린 오븐 중, 100℃에서 3분간 예비 건조하였다. 냉각 후, 이 착색 감광성 수지 조성물을 도포한 기판과 석영 유리제 포토마스크(투과율을 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴과 1㎛에서 50㎛ 까지의 라인/스페이스 패턴을 가짐)의 간격을 100㎛로 하고, 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 그 후, 비 이온계 계면 활성제 0.12% 와 수산화 칼륨 0.06%를 포함하는 수계 현상액에 상기 도막을 26℃에서 소정 시간 담가두어 현상한 뒤, 수세 후 230℃에서 60분간 건조하였다.
이 컬러 필터가 형성된 기판 표면의 요철을 표면 조도계 (Dektak 6M, 베코사 제조)으로 측정한 바, 1.0㎛였다. 단, 측정 길이 2,000 ㎛, 측정 범위 2,000 ㎛, 측정점 수 n=5로 측정하였다. 즉, 측정 방향을 적색, 녹색 및 청색 방향의 스트라이프 라인 단축 방향 및 적색ㆍ적색, 녹색ㆍ녹색, 청색ㆍ청색의 동일한 색의 스트라이프 라인 장축 방향의 2 방향으로 하고, 각 방향에 대하여 n=5로 측정하였다(합계 n 수는 10).
이 위에 상기 열경화성 수지조성물을 스핀 코터를 사용하여 도포한 후, 핫 플레이트 위에서 80℃, 5분간 예비소성하여 도막을 형성하고, 오븐 중 230℃에서 60분간 가열 처리하여 막 두께 1.5㎛의 보호막을 형성하였다.
상기한 바와 같이 형성한 기판에 대하여, 접촉식 막 두께 측정 장치 표면 조도계 (Dektak 6M, 베코사 제조)으로 보호막 표면의 요철을 측정하였다. 단, 측정 길이 2,000㎛, 측정 범위 2,000㎛ 측정점 수 n=5로 측정하였다. 즉, 측정 방향을 적색, 녹색 및 청색 방향의 스트라이프 라인 단축 방향 및 적색ㆍ적색, 녹색ㆍ녹색 및 청색ㆍ청색의 동일한 색의 스트라이프 라인 장축 방향의 2 방향으로 하고, 각 방향에 대하여 n=5로 측정하였다(합계 n 수는 10). 각 측정마다 최고부와 최저부의 고저차(㎚)의 10회 평균값을 표 1에 나타내었다. 이 값이 300 ㎚ 이하일 때, 평탄화성이 양호하다고 할 수 있다.
또한, 상기한 바와 같이 형성한 기판에 대하여, Red, Green, Blue 화소간 단차의 최대값이 0.2㎛ 미만일 경우는 ○, 0.2㎛ 이상일 경우를 ×라 하였다.
< *2. 투명성 평가>
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 도막을 도포한 것과 동일한 유리기판을 참고로 하여 색도계 측정기(Olympus社)를 이용하여 380nm 에서 700nm까지의 파장에 대한 투과율을 표 2에 나타내었다.
이때, 투과율이 95% 이상일 경우를 ○, 투과율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
<*3. 내열성 평가>
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 오븐 중 250℃에서 1 시간의 조건으로 가열하여, 가열 전후의 막 두께를 측정하고. 하기 식 1에 따라 산출한 막 두께 변화율을 표 1에 나타내었다.
이때, 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
(가열 후의 막 두께)/(가열 전의 막 두께)× 100(％)
<*4. 내알칼리성 평가>
상기와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 40℃로 가온한 5%의 수산화나트륨 수용액에 30분간 침지 후, 초순수로 세정 및 120℃로 가온한 핫 플레이트 위에서 2분간 건조시켜, 알칼리 침지 전후의 막두께를 측정하였다.
이때, 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 한다.
<*5. 보존 안정성 평가>
실시예 1에서 제조한 열경화성 수지 조성물의 점도를 Rotational Viscometer 점도계 (VM-150Ⅲ, 토키산교㈜ 제조)를 사용하여 제조 당일 상온에서 1시간 방치 후 측정하였다. 그 후, 상기 조성물을 25℃에서 방치하면서, 제조 직후의 점도를 기준으로 5% 증점되는 데 필요한 일수를 확인하고, 이 일수가 30일 이상일 경우를 ○, 30일 미만일 경우를 ×라 한다.
상기 표 2에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 결합제 수지와 열경화성 화합물을 포함하는 실시예의 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 경우 비교예에 비하여 우수한 보존 안정성을 나타낼 뿐만 아니라 평탄성, 내알칼리성, 투명성, 내열성 등의 물성이 뛰어남을 알 수 있다.

Claims (5)

  1. 결합제 수지(A), 열경화성 화합물(B) 및 용제(C)를 포함하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물로서,
    상기 열경화성 화합물(B)은 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물:
    (B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
    (B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 하기 화학식 1로 표현되는 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
    <화학식 1>
    Figure 112009042564734-PAT00011
    (상기 식에서, n은 0 또는 양의 정수이다.)
    (B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 열경화성 화합물(B)이 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르, 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 결합제 수지(A)는 하기의 (A1)과 (A2) 및 (A3) 화합물을 포함한 공중합 반응으로 얻어지는 공중합체 또는 상기 공중합체에 하기의 (A4)를 더 반응시켜 얻어지는 불포화기 함유 수지인 것을 특징으로 하는 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물:
    (A1): 하기 화학식 2로 표시되는 화합물,
    <화학식 2>
    Figure 112009042564734-PAT00012
    (상기 식에서 n은 0 또는 1이며, R1, R2는 위치에 따라 각각 독립적으로 수 소, 탄소수 1 내지 12의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족, 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6는 위치에 따라 각각 독립적으로 수소, 탄소수 1 내지 30의 헤테로 원자를 포함하거나 포함하지 않는 지방족 또는 방향족 탄화수소이며, R3, R4, R5, R6 중에서 둘이 선택되어 연결된 고리형태 또는 연결되지 않은 가지 형태일 수 있다.)
    (A2): (A1) 및 (A3)과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물,
    (A3): 불포화 카르복실산,
    (A4): 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물.
  4. 기판 위에 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항의 컬러 필터 보호막용 일액형 열경화성 수지 조성물의 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 제조된 보호막을 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
  5. 청구항 4의 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치.
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