KR20110115241A - 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정표시장치 - Google Patents

열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 쿠마린 화합물(A1) 및 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물(A2)을 포함하는 화합물들을 공중합하여 얻어지는 아크릴계 수지(A)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 일액형으로서 내열성, 투명성, 내알칼리성, 평탄성, 장기 보존 안정성이 우수한 특성을 나타내어 컬러 필터용 보호막의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 상기 열경화성　수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막은 컬러 필터 및 액정 표시 장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정표시장치{Curable resin composition for protective film of color filter, color filter and liquid crystal display device using thereof}
본 발명은 열경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 보호막을 구비한 컬러 필터 및 액정표시장치에 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.
본 발명은 일액형 열경화성 수지 조성물에서 요구되는 내열성 가지면서, 투명성, 내알칼리성, 평탄성, 장기 보존 안정성이 우수한 열경화성 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 열경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 내열성, 투명성, 내알칼리성이 우수한 컬러 필터용 보호막을 구비한 컬러 필터를 제공하는데 다른 목적이 있다.
또한 본 발명은 상기 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 표시 장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 하기 (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물들을 공중합하여 얻어지는 아크릴계 수지(A)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물을 제공한다:
(A1) : 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 쿠마린 화합물,
(A2) : 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물.
상기 (A1)은 하기 화학식 1 내지 4로 표현되는 화합물로 이루어진 군부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
(상기 화학식 1 내지 4 에서, X 는
Figure pat00005
이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 알릴기, 페닐기, 벤질기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기이고, R6은 수소 또는 메틸기이다.)
상기 (A2)는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트 및 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 수지(A)는 (A1), (A2) 및 상기 (A1) 및 (A2)와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A3)을 공중합하여 얻어지는 것일 수 있다.
상기 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 상기 (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 몰 분율로 (A1)으로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 80몰%, (A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 20 내지 95몰%인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지(A)는 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 2,000 내지 100,000인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지(A)는 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 5 내지 90질량% 포함될 수 있다.
상기 열경화성 수지 조성물은 열경화성 화합물(B) 및 용매(C)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함할 수 있다.
상기 열경화성 화합물(B)은, 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지인 것이 바람직하다.
(B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
(B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
(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 및 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물을 이용하여 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 제조된 컬러 필터용 보호막을 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 상기한 본 발명에 따른 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 일액형으로서 내열성, 투명성, 내알칼리성, 평탄성, 장기 보존 안정성이 우수한 특성을 나타내어 컬러 필터용 보호막의 제조에 유용하게 사용될 수 있다. 따라서 상기 열경화성　수지 조성물을 이용하여 제조된 보호막은 컬러 필터 및 액정 표시 장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하에서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지(A)를 포함하여 이루어지며, 열경화성 화합물(B) 및 용매(C)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 포함하여 이루어질 수 있다. 각 성분에 대하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.
아크릴계 수지(A)
상기 아크릴계 수지(A)는 하기 (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물들을 공중합하여 얻어지는 수지를 포함한다.
(A1) : 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 쿠마린 화합물,
(A2) : 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물.
상기 아크릴계 수지(A)는 상기의 (A1) 및 (A2)의 화합물 이외에도 다른 단량체들을 추가하여 함께 공중합하여 얻어지는 수지이거나, 또는 (A1) 및 (A2)의 공중합체에 다른 단량체들을 더 반응시켜 얻어지는 수지일 수 있다.
상기 (A1)은 구체적으로 하기 화학식 1 내지 4로 표현되는 화합물로 이루어진 군부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00006
[화학식 2]
Figure pat00007
[화학식 3]
Figure pat00008
[화학식 4]
Figure pat00009
(상기 화학식 1 내지 4 에서, X 는
Figure pat00010
이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 알릴기, 페닐기, 벤질기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기이고, R6은 수소 또는 메틸기이다.)
상기 화학식 1 내지 4로 표현되는 화합물은 당해 분야의 공지된 합성방법에 따라 용이하게 제조할 수 있으며, 본 발명은 그 합성방법을 한정하는 것은 아니다.
상기 (A2)는 구체적으로 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트 및 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 특히 상기 예시한 (A2) 중에서 글리시딜(메타)아크릴레이트는 제조의 용의성 및 신뢰성에서 우수하여 보다 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에서 (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 및/또는 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 아크릴계 수지(A)가 (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체(A1 및 A2 이외의 단량체가 더 포함되어 공중합되는 경우에도 본 발명에 포함된다)일 경우 상기 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 상기의 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 몰 분율로 이하의 범위에 있는 것이 바람직하다.
(A1)으로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 80몰%,
(A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 20 내지 95몰%.
특히, 상기의 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율이 상기 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 이하의 범위인 것이 보다 바람직하다.
(A1)으로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 60몰%,
(A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 20 내지 80몰%.
상기 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율이 상기 범위에 있으면 내알칼리성 및 내열성의 균형이 양호한 공중합체를 얻을 수 있다.
상기 공중합체가 (A1) 및 (A2)의 공중합체인 경우의 제조방법의 일례는 다음과 같다.
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 (A1)과 (A2)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0.5 내지 20 배의 용매를 함께 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한다. 그 후, 용매를 40 내지 140℃로 승온시킨 후, (A1) 및 (A2)의 소정량, (A1) 및 (A2)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0.1 내지20 배의 용매, 및 아조비스이소부티로니트릴이나 터트부티르퍼록시 2-에틸헥실카보네이트 등의 중합 개시제를 (A1) 및 (A2)의 합계 몰수에 대하여 몰분율로0.1 내지 10몰% 첨가한 용액(실온 또는 가열하에 교반 용해)을 적하로트로부터 0.1 내지 8시간에 걸쳐 상기의 플라스크에 적하하고, 40 내지 140℃에서 1 내지 10시간 더 교반한다.
상기의 공정에서 사용되는 용제는 통상의 라디칼 중합 반응시 사용되는 용제를 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 용제는 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) 및 (A2)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 아크릴계 수지(A)는 상기의 (A1) 및 (A2) 이외의 단량체가 더 포함되어 중합되는 수지일 수 있다. 바람직하게 상기 아크릴계 수지(A)는 (A1), (A2) 및 상기 (A1) 및 (A2)와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A3)을 공중합하여 얻어지는 수지일 수 있다.
상기 (A3)는 구체적으로 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 아미노에틸(메타)아크릴레이트, 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, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 피나닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 피네닐(메타)아크릴레이트, 올리고에틸렌글리콜모노알킬(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 페녹시(메타)아크릴레이트, 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, (메타)아크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, N-시클로헥실말레이미드, 벤질말레이미드 및 N-페닐말레이미드로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 (A3)로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 (A1) 내지 (A3)를 공중합하여 얻어지는 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 0 내지 70몰% 인 것이 바람직하다.
상기 아크릴계 수지(A)가 (A1) 내지 (A3)를 공중합시켜 얻어지는 경우 이하와 같은 방법으로 공중합시킴으로써 제조할 수 있다.
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 (A1) 내지 (A3)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0.5 내지 20 배량의 용매를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한다. 그 후, 용매를 40 내지 140℃로 승온시킨 후, (A1) 내지 (A3)의 소정량, 상기 (A1) 내지 (A3)의 합계 질량에 대하여 질량 기준으로 0 내지 20 배량의 용매, 및 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.
상기 공정에서 사용되는 용매나 중합개시제는 전술한 바와 같으며, 분자량이나 분자량 분포의 제어를 위하여 연쇄 이동제를 사용할 수도 있다.
상기 아크릴계 수지(A)의 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)은 평탄성 있는 막을 구현 할 수 있는 한 특별히 한정되지 않는다. 바람직하게 상기 아크릴계 수지(A)의 중량평균분자량은 2,000 내지 100,000 정도의 범위가 적절하며 3,000 내지 100,000 범위인 것이 더욱 바람직하다. 상기 아크릴계 수지(A)의 중량평균분자량이 2,000 이하인 경우에는 조성물의 제막 및 신뢰성이 부족하고 분자량이 100,000 이상인 경우에는 평탄성 및 보존안전성이 저하 되는 문제가 있다.
상기 아크릴계 수지(A)의 분자량분포[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 아크릴계 수지(A)는 경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량 분율로 5 내지 90질량%, 바람직하게는 10 내지 70질량% 포함되는 것이 좋다. 상기 아크릴계 수지(A)의 함량이 상기의 기준으로 5 내지 90질량%이면 경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 우수하고, 투명성, 내열성 및 내알칼리성이 우수해 진다.
열경화성 화합물(B)
상기 열경화성 화합물(B)는, 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 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
(B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
상기 열경화성 화합물의 평균 분자량은 20000 이하인 것이 바람직하고 특히 1000 내지 20000인 것이 좋다. 상기 열경화성 화합물(B)의 평균분자량이 상기한 조건을 만족하는 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.
상기 열경화성 화합물(B)은 전체량에 대하여 질량분율로 50질량% 이상이 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되는 것이 바람직하다. 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지의 함량이 상기의 기준으로 50질량% 미만일 경우 열경화성 수지 조성물의 보존 안정성이 저하된다.
상기 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지는 반드시 제한되지는 않지만 하기 화학식 5로 표현되는 것이 바람직하다. 이 경우 열경화성 수지 조성물은 투명성 및 내열성이 우수해진다.
<화학식 5>
Figure pat00011
(상기 화학식 5에서, n은 0 또는 양의 정수이다.)
아울러 상기 열경화성 화합물(B)은 카르복실산, 카르복실산무수물 및 다가카르복실산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는 것이 바람직하다. 만일 상기 경화보조제가 포함되는 경우 열경화성 수지 조성물의 보존안정성이 떨어지는 문제점이 있다.
상기한 조건을 만족하는 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지로는 구체적인 예로서, 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. 시판되는 상품으로서는 JER 157S65, 157S70(상품명;JER(주) 제품) 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 열경화성 화합물은 상기 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지 이외의 에폭시 수지가 함께 사용할 수 있다. 상기 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지와 함께 사용될 수 있는 에폭시 수지의 바람직한 예로서는, 비스페놀A형 에폭시수지, 비스페놀F형 에폭시수지, 비스페놀S형 에폭시 수지, 디페닐에테르형 에폭시수지, 하이드로키논형 에폭시수지, 나프탈렌형에폭시수지, 비페닐형에폭시수지, 플루오렌에폭시수지, 페놀노블락형 에폭시수지, 올소크레졸노블락형에폭시 수지, 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형에폭시수지, 3관능형 에폭시 수지, 테트라페놀에탄형 에폭시 수지, 디시클로메탄디엔페놀형 에폭시 수지, 수첨비스페놀A형 에폭시 수지, 비스페놀A함핵 폴리올형에폭시 수지, 폴리프로필렌글리콜형 에폭시수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리옥살형 에폭시 수지, 지환식 다관능 에폭시 수지, 복소환형 에폭시 수지등을 사용할 수 있다. 이들 에폭시 수지는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기한 에폭시 수지로서는 하기와 같은 시판품을 이용할 수 있다. 보다 구체적으로는 비스페놀F형 에폭시 수지로서 YDF-175S(東都化成㈜제품) 등, 비스페놀A형 에폭시 수지로서 YDB-715(東都化成㈜ 제품) 등, 비스페놀S형 에폭시 수지로서 EPICLON EXA1514(다이니뽄 잉키카가큐코우교우㈜제품) 등, 하이드로 키논형 에폭시 수지로서 YDC-1312(東都化成㈜ 제품) 등, 나프탈렌형 에폭시 수지로서 EPICLON EXA4032(다이니뽄 잉키카가큐코우교우㈜제품) 등, 비페닐형 에폭시 수지로서 에피코트 YX4000H(JER(주) 제품) 등, 비스페놀A노볼락형 에폭시 수지로서 JER 157S65 또는 157S70(JER(주) 제품) 등, 페놀노볼락형 에폭시 수지로서 EPPN-201(니뽄카야쿠(주) 제품), JER152 154(JER(주) 제품) 등, 크레졸노볼락형 에폭시 수지로서 EOCN-102S, 103S, 104S 또는 1020(니뽄카야쿠(주) 제품), 트리스히드록시페닐메탄형에폭시수지로서 에피코트 1032H60(JER (주) 제품) 등, 3관능형 에폭시 수지로서 VG3101M80(미쯔이카가쿠㈜제품) 등, 테트라페놀에탄형 에폭시 수지로서 에피코트10315(JER (주) 제품) 등, 수첨비스페놀A형 에폭시 수지로서 ST-3000(東都化成㈜제품) 등, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지로서 에피코트 190P(JER (주) 제품)등, 글리시딜아민형 에폭시 수지로서 YH-434(東都化成㈜제품) 등, 글리옥살형 에폭시 수지로서 YDG-414(東都化成㈜제품）등, 지환식 다관능 에폭시 수지로서 EHPE3150 또는 에포리드 GT-401(다이셀카가쿠㈜제품) 등을 들 수 있다. 상기 에폭시 수지는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 열경화성 화합물(B)의 함유량은 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량 분율로 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.
용매(C)
상기 용매는, 특별히 제한되지 않으며 열경화성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용매를 사용할 수 있다.
상기 용매(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-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기의 용매(C)는 도포성, 건조성면에서 비점이 100 내지 200℃인 유기 용매를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산에틸이나, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 들 수 있다.
상기 용매(C)는 각각 단독으로 또는 둘 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매(C)의 함유량은 그것을 포함하는 열경화성 수지 조성물 전체량에 대하여 질량 분율로, 통상 60 내지 90질량%, 바람직하게는 70 내지 85질량%이다. 상기 용매(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 양호해지기 때문에 바람직하다.
첨가제(D)
본 발명의 열경화성 수지 조성물은, 본 발명의 목적을 손상하지 않는 범위에서, 필요에 따라서 상기 이외의 다른 성분들을 첨가제(D)로서 함유해도 좋다. 이러한 첨가제(D)로서는 구체적으로 커플링제, 계면활성제, 산화 방지제, 다관능모노머 등을 들 수 있다.
상기 커플링제는 기판과의 밀착성을 향상시키기 위해서 사용할 수 있으며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 10질량% 이하로 함유할 수 있다.
상기 커플링제로서는 실란계, 알루미늄계 및 티타네이트계의 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로는 3-글리시독시프로필디메틸에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디에톡시실란, 및 3-글리시독시프로필트리메톡시실란 등의 실란계, 아세토알콕시알루미늄디이소프로필레이트 등의 알루미늄계, 및 테트라이소프로필비스(디옥틸포스페이트)티타네이트 등의 티타네이트계를 사용할 수 있다. 이들 중에서도 3-글리시독시프로필트리메톡시실란이 밀착성을 향상시키는 효과가 크기 때문에 바람직하다.
상기 계면활성제는 기판에 대한 습윤성, 레벨링성, 또는 도포성을 향상시키기 위하여 사용할 수 있으며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 0.01~1질량% 포함될 수 있다.
상기 계면활성제로는 실리콘계, 불소계 계면활성제 등을 사용할 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제로는 지이도시바실리콘㈜ 제조의 상품명 TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, 및 TSF4460; 신에쓰실리콘㈜ 제조의 상품명 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, 및 KP341; 및 BYK- Chemie 제조의 상품명 BYK-333, 358N 및 UV3500,390,306,340 등을 들 수 있다.
상기 불소계 계면활성제로는 스미또모스리엠㈜ 제조의 상품명 플로리네이트 FC430 및 플로리네이트 FC431; 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조의 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 0.1~3질량부 첨가하여 이용할 수 있다.
상기 산화 방지제로서는 힌더드계, 힌더드페놀계 등을 이용할 수 있으며, 구체적으로는 치바스페셜티케미컬㈜ 제조의 상품명 IRGAFOS XP40, IRGAFOS XP60, IRGANOX 1010, IRGANOX 1035, IRGANOX 1076, IRGANOX 1135, IRGANOX1520L 등을 들 수 있다.
상기 다관능 모노머는 도막의 코팅성과의 가교도를 조정 등을 위해서 사용할 수 있으며, 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 0.1~30질량% 포함할 수 있다.
상기 다관능 모노머는 구체적으로 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
본 발명의 열경화성 수지 조성물은 아크릴계 수지(A), 열경화성 화합물(B), 용매(C) 및 필요에 따라서 첨가제를 추가로 첨가하고, 이들을 균일하게 혼합 용해 함으로써 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 컬러 필터는 상기한 본 발명에 따른 열경화성 수지 조성물을 이용하여 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 형성된 컬러 필터용 보호막을 구비한다.
상기 도막 형성 방법은, 스핀 코팅법, 롤 코팅법, 디핑법, 및 슬릿 코팅법 등 종래 공지된 방법에 의해 도막을 형성할 수 있다.
이때, 컬러 필터용 기판 위에 직접 도막을 형성하여 컬러 필터용 보호막을 구비시킬 수 있으나, 필요에 따라서는 필름 형태로 보호막을 형성한 후 컬러 필터의 기판에 부착하는 방식으로 컬러 필터에 보호막을 구비시킬 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 있다.
본 발명에 따른 액정 표시 장치는 상기 컬러 필터를 구비한다. 본 발명의 액정 표시 장치는 전술한 컬러 필터를 구비한 것을 제외하고는 본 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다. 즉, 본 발명의 컬러 필터를 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.
<합성예 1> 6-메타아크릴옥시쿠마린 화합물의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 공기를 질소로 치환 후 6-히드록시쿠마린 48.6g(0.3 몰), 트리에틸아민 23.0g을 무수 테트라히드로푸란(THF) 320g으로 완전히 용해시켰다. 여기에 테트라히드로퓨란에 20%(w/w) 희석한 염화메타아크릴레이트 용액 156g(0.3 몰)을 적하로트로부터 1 시간에 걸쳐 적하하여 4 시간 동안 상온에서 교반하여 쿠마린 유도체를 합성하였다.
<합성예 2> 7-메타아크릴옥시-3,4,8-트리메틸쿠마린 화합물의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 공기를 질소로 치환 후 7-히드록시-3,4,8-트리메틸쿠마린 61.2g(0.3 몰), 트리에틸아민 23.0g을 무수 테트라히드로푸란(THF) 320g으로 완전히 용해시켰다. 여기에 테트라히드로퓨란에 20%(w/w) 희석한 염화메타아크릴레이트 용액 156g(0.3 몰)을 적하로트로부터 1시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 4시간 동안 상온에서 교반하여 쿠마린 유도체를 합성하였다.
아크릴 수지 합성
< 합성예 3> 수지(a-1)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 137g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 45g 및 합성예 1 에서 제조한 쿠마린 화합물 46.0g(0.20몰)을 혼합하여 도입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 80℃로 승온 후 글리시딜메타크릴레이트 113.6g(0.8몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 tert-부틸퍼록시2-에틸헥실카보네이트 3.2g 을 첨가한 용액을 적하로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9g 및 히드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110 ℃에서 반응을 계속하여, 아크릴계 수지(a-1)를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 18,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.4이었다.
이때, 상기의 아크릴 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 용매는 테트라히드로퓨란, 유속은 1.0 ㎖/분, 주입량은 50 ㎕, 검출기 RI를 사용하였으며, 측정 시료 농도는 0.6 질량%(용매 = 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 4 내지 11>
각성분과 그 함량을 하기 표 1에 나타낸 바와 같이 변화시킨 것을 제외하고는 상기 합성예 3과 동일하게 실시하였다.
합성예3 합성예4 합성예5 합성예6 합성예7 합성예8 합성예9 합성예10 합성예11
a-1 a-2 a-3 a-4 a-5 a-6 a-7 a-8 a-9
(A1) 제조예1
46.0g
(0.2몰)		 제조예1
92.0g
(0.4몰)		 제조예1
46.0g
(0.2몰)		 제조예1
46.0g
(0.2몰)		 제조예1
46.0g
(0.2몰)		 제조예2
46.0g
(0.2몰)		 제조예1
46.0g
(0.2몰)		 제조예1
115.0g
(0.5몰)
(A1) 제조예2
46.0g
(0.2몰)
(A2) 글리시딜메타크릴레이트
113.6g
(0.8몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)		 글리시딜메타크릴레이트
113.6g
(0.8몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)		 글리시딜메타크릴레이트
85.2g
(0.6몰)
(A3) 벤질말레이미드
74.8g
(0.2몰)		 벤질메타크릴레이트
35.2g
(0.2몰)		 비닐톨루엔
23.6g
(0.2몰)		 벤질메타크릴레이트
70.g
(0.4몰)		 비닐톨루엔
59.0g
(0.5몰)
중량 평균
분자량(MW)		 18,000 17,500 18,300 17,500 16,500 17,000 18,300 19,300 16,000
분자량 분
포(Mw/Mn)		 2.4 2.3 2.3 2.3 2.5 2.3 2.4 2.3 2.5
<실시예 1 내지 7, 비교예 1 및 2>
하기 표 2에 기재된 바와 같이 상기 합성예에서 얻어진 아크릴수지(A), 열경화성 화합물(B), 첨가제(D) 및 용매(C)를 혼합한 후, 공경 0.5㎛의 밀리 포어 필터로 여과하여 열경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2
아크릴
수지(A)		 (a-1) 11.5
(a-2) 11.5
(a-3) 11.5
(a-4) 11.5
(a-5) 11.5
(a-6) 11.5
(a-7) 11.5
(a-8) 11.5
(a-9) 11.5
열경화성 화합물(B) (B1) 3.50 2.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50 3.50
(B2) 1.00
용매(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
(D1) 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02
상기 표 2에 기재된 각 성분들은 아래와 같다.
아크릴 수지(A) : 합성예 3 내지 11((a-1) 내지 (a-9): 합성예 참조)
열경화성 화합물(B1) : 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지 (JER157S70 , JER㈜
제조, 에폭시 당량: 210g/eq)
열경화성 화합물(B2) : 지환식 다관능 에폭시 수지 (EHPE3150,다이셀카가쿠㈜제조, 에폭시 당량: 180g/eq)
용매(C1) : 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
용매(C2) 3-메톡시프로피온산메틸
첨가제(D1) : 3-글리시독시프로필트리메톡시실란(KBM-403, 신네츠화학㈜제조)
첨가제(D2) : 계면활성제(메가팍 475, 다이니혼잉크화학공업㈜ 제조)
<실험예>
상기 실시예 및 비교예에서 제조한 열경화성 수지 조성물을 아래와 같이 평탄성, 투명성, 내열성, 내알칼리성 및 보존 안정성을 평가하고, 그 결과를 하기 표3에 나타내었다.
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.
상기 컬러 필터가 형성된 기판 위에 상기 실시예 및 비교예의 열경화성 수지 조성물을 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). 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
상기 평탄성 평가에서와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여 색도계 측정기(Olympus社)를 이용하여 380nm 에서 700nm까지의 파장에 대한 투과율을 측정하였다.
이때, 투과율이 95% 이상일 경우를 ○, 투과율이 95% 미만일 경우를 ×라 하였다.
3. 내열성 평가
상기 평탄성 평가에서와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 오븐 중 250℃에서 1 시간의 조건으로 가열하여, 가열 전후의 막 두께를 측정하고. 아래와 같이 막 두께 변화율을 산출한 다음 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 하였다.
(가열 후의 막 두께)/(가열 전의 막 두께)〕×100(％)
4. 내알칼리성 평가
상기 평탄성 평가에서와 같이 형성된 보호막을 갖는 기판에 대하여, 40℃로 가온한 5％의 수산화나트륨 수용액에 30분간 침지 후, 초순수로 세정하고, 이를 120℃로 가온한 핫 플레이트 위에서 2분간 건조시켜, 알칼리 침지 전후의 막두께를 측정하였다. 아래와 같이 막 두께 변화율을 산출한 다음 막 두께 변화율이 95% 이상일 경우를 ○, 막 두께 변화율이 95% 미만일 경우를 ×라 하였다.
5. 보존안정성 평가
열경화성 수지 조성물의 점도를 Rotational Viscometer 점도계(VM-150Ⅲ, 토키산교㈜ 제조)를 사용하여 제조 당일 상온에서 1시간 방치 후 측정하였다. 그 후, 상기 조성물을 40℃에서 방치하면서, 제조 직후의 점도를 기준으로 5％ 증점되는 데 필요한 일수를 확인하고, 이 일수가 15일 이상일 경우를 ○, 15일 미만일 경우를 ×라 하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 비교예 1 비교예 2
평탄성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ○
투명성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ×
내열성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ×
내알칼리성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ × ×
보존안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○ ○
상기 표 3에서 보는 바와 같이 본 발명에 따른 아크릴계 수지를 포함하는 열경화성 수지 조성물을 사용한 실시예의 경우 이를 포함하지 않는 비교예에 비하여 장기 보존안정성이 우수할 뿐만 아니라 평탄성, 투명성, 내열성 및 내알칼리성이 우수함을 확인할 수 있다.

Claims (12)

  1. 하기 (A1) 및 (A2)를 포함하는 화합물들을 공중합하여 얻어지는 아크릴계 수지(A)를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물:
    (A1) : 적어도 하나의 (메타)아크릴레이트 관능기를 포함하는 쿠마린 화합물,
    (A2) : 1 분자 중에 불포화 결합과 에폭시기를 갖는 화합물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A1)은 하기 화학식 1 내지 4로 표현되는 화합물로 이루어진 군부터 선택되는 적어도 하나의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00012

    [화학식 2]
    Figure pat00013

    [화학식 3]
    Figure pat00014

    [화학식 4]
    Figure pat00015

    (상기 화학식 1 내지 4 에서, X 는
    Figure pat00016
    이며, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 12 의 알킬기, 알릴기, 페닐기, 벤질기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 8 의 알콕시기이고, R6은 수소 또는 메틸기이다.)
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A2)는 글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트 및 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지(A)는 (A1), (A2) 및 상기 (A1) 및 (A2)와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물(A3)을 공중합하여 얻어지는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 (A1) 및 (A2) 각각으로부터 유도되는 구성 성분의 비율은 상기 (A1) 및 (A2)를 공중합하여 얻어지는 공중합체를 구성하는 구성 성분의 합계 몰수에 대하여 몰 분율로
    (A1)으로부터 유도되는 구성 단위 : 5 내지 80몰%,
    (A2)로부터 유도되는 구성 단위 : 20 내지 95몰%
    인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지(A)는 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량이 2,000 내지 100,000인 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  7. 　청구항 1에 있어서,
    상기 아크릴계 수지(A)는 열경화성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 5 내지 90질량% 포함되는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 열경화성 수지 조성물이 열경화성 화합물(B) 및 용매(C)로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 1종을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성 수지 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 열경화성 화합물(B)은, 하기 (B1), (B2) 및 (B3)의 조건을 만족하는 에폭시 수지인 것을 특징으로 하는 열경화성　수지 조성물:
    (B1) 에폭시 당량 2000g/eq 이하이고,
    (B2) 열경화성 화합물(B) 전체량에 대하여 질량 분율로 50질량% 이상이 비스페놀A 노블락형 에폭시 수지로 구성되고,
    (B3) 카르복시산, 카르복시산무수물 및 다가카르복시산 무수물에서 선택되는 경화보조제를 포함하지 않는다.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 열경화성 화합물(B)은 페놀노볼락형 에폭시 수지, 크레졸노볼락형 에폭시 수지, 글리시딜에테르형에폭시 수지, 지방족 폴리글리시딜에테르 및 지환식 지방족 에폭시 수지로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 열경화성　수지 조성물.
  11. 　청구항 1 내지 10 중 어느 한 항의 열경화성 수지 조성물을 이용하여 도막을 형성한 다음 가열 처리하여 제조된 컬러 필터용 보호막을 구비한 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
  12. 청구항 11의 컬러 필터를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016039405A1 (ja) * 2014-09-12 2016-03-17 住友化学株式会社 化合物及び該化合物を含む着色硬化性樹脂組成物
KR20170054422A (ko) * 2014-09-12 2017-05-17 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 화합물 및 그 화합물을 포함하는 착색 경화성 수지 조성물
JPWO2016039405A1 (ja) * 2014-09-12 2017-06-29 住友化学株式会社 化合物及び該化合物を含む着色硬化性樹脂組成物
JP2020090676A (ja) * 2014-09-12 2020-06-11 住友化学株式会社 化合物及び該化合物を含む着色硬化性樹脂組成物

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