KR20130079859A - 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 - Google Patents

Abstract

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것으로, (A) 하기　화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체, (B) 아크릴계 광중합성 단량체, (C) 광중합 개시제, (D) 착색제 및 (E) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지　조성물을 제공한다.
[화학식 1]
　

상기 화학식 1에서, R¹은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.

Description

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한　컬러필터{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR COLOR FILTER AND COLOR FILTER USING THE SAME}

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것이다.

컬러필터는 액정 디스플레이 등의 컬러화의 목적으로 널리 사용되고 있고, 일반적으로 빨강, 초록, 파랑의 삼원색의 화소가 모자이크 모양으로 배치된 형태로 사용되고 있다.　이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 전착법, 안료분산법 등에 의하여 형성된다.

염색법의 경우, 기판 상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민 변성 폴리비닐 알코올, 아민 변성 아크릴 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하지만, 다색 박막을 동일 기판 상에 형성하기 위해서는 색상을 변화시킬 때마다 방염가공을 할 필요가 있기 때문에, 공정이 매우 복잡해지고 시간이 지연되는 문제점을 갖고 있다. 또한, 일반적으로 사용하는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성은 양호하나, 내광성, 내습성 및 가장 중요한 특성인 내열성이 나쁘다는 단점이 있다. 예컨대, 한국특허공고　제1991-4717호와 한국특허공고　제1994-7778호에서는 염료로서 아조 화합물과 아지드 화합물을 사용하고 있지만, 안료형에 비하여 내열성 및 내구성이 떨어지는 단점을 가지고 있다.

인쇄법에서는 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막이 형성된다.　이 방법에 의하면 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수는 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하고, 또한 형성되는 박막층이 균일하지 못한 단점이 있다. 섬세하고 정확한 색소의 인쇄를 위하여 노즐에서 분사되는 컬러 레지스트 조성물이 염료형으로 되어있기 때문에, 염색법과 마찬가지로 내구성 및 내열성이 떨어지게 된다.

이와 달리, 한국특허공개 제1993-7000858호 및 한국특허공개 제 1996-29904호에서는 전기침전법을 이용한 전착법을 제안하고 있는데, 전착법은 정밀한 착색망을 형성할 수 있고, 안료를 사용하므로 내열성 및 내광성이 우수한 특성을 가지고 있으나, 앞으로 화소크기가 정밀하게 되어 전극패턴이 세밀하게 되면, 양쪽 끝에 전기저항으로 인한 착색 얼룩이 나타나거나 착색막 두께가 두꺼워져서, 고도의 정밀성을 요구하는 칼라필터에 적용하기는 어렵다.

한편, 안료분산법은 차광층(흑색 매트릭스(BM))이 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅-노광-현상-열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막이 형성되는 방법이다. 안료분산법은 컬러필터의 가장 중요한 성질인 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있으며 미세 패턴 구현에　장점을 가지고 있다. 예컨대, 한국특허공개 제1992-7002502호, 한국특허공고 제1994-5617호, 한국특허공고 제1995-11163호, 한국특허공개 제1995-7000359호 등에서는 안료분산을 이용한 컬러 레지스트 제조방법이 제안되고 있다.

이때, 안료분산법의 감광성 수지 조성물은 안료, 감광성 수지, 광중합 개시제및 용매를 함유하는 것이 일반적이다.

근래, 컬러필터의 개발 방향은 재현율을 높이는 것 뿐 아니라, 휘도나 명암비를 향상시키는 것이다. 보통의 경우에는 안료의 등급이나 사이즈, 분산정도에 따라 휘도나 명암비를 올리려 하였지만, 그 역시 한계에 다다르고 있으며 감광성 수지 조성물을 만드는 과정에서 안료의 색특성이 저하되는 경우가 있었다. 이러한 이유로, 감광성 수지 조성물 내 성분으로 추가적인 색특성의 개선이 필요하게 되었다.

본 발명의 일 구현예는 내열성 및 휘도와 명암비가 개선된 컬러필터를 구현하는 감광성 수지 조성물을 제공하고자 한다.

본 발명의 다른 구현예는 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 사용한 컬러필터를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 구현예는 (A) 하기　화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체, (B) 아크릴계 광중합성 단량체, (C) 광중합 개시제 (D) 착색제 및 (E) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지　조성물을 제공한다.

[화학식 1]

　

상기 화학식 1에서,

R¹은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이며, 상기 R¹은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 아크릴계 공중합체(A)의 총량에 대하여 10 내지 30 중량%로 포함될 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체(A)는 하기 화학식 2 내지 4로 표현되는 구조단위 중 　하나 이상을 추가로 포함할 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 2 내지 4에 있어서,

R², R³, R⁴, R⁶　및 R⁸은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 알킬아릴기　또는 이들의 조합이며, R⁵는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, -CO-R¹⁰-COOH(R¹⁰은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기임) 또는 이들의 조합이며, R⁷은 -COOH 또는 -CONHR¹¹(여기서, R¹¹은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기임)이고, R⁹는 -COOH이고, R⁷　및 R⁹는 서로 융합되어 고리를 이루고, m은 정수 0 내지 5이다.

상기 아크릴계 공중합체(A)는 상기 화학식 2 내지 4를 각각 o, p 및 q몰로 포함하며, 상기 o, p 및 q는 각각 0≤o≤50, 0≤p≤30, 10≤q≤100일 수 있다.

상기 화학식 2 내지 4로 표현되는 구조단위는 상기 아크릴계 공중합체(A)　총량에 대하여　0.1 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체(A)는 상기 화학식 1로 표시되는 단위구조와 화학식 4로 표시되는 단위구조를 1:99　내지 30:70의 몰비로 포함할 수 있다.

본 발명의 일 구현예는 (A) 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 0.5 내지 40 중량%, (B) 상기 아크릴계 광중합성 단량체 0.5 내지 20 중량%; (C) 상기 광중합 개시제　0.1 내지 10 중량%, (D) 상기 착색제　0.1 내지 40 중량%. (E) 상기 용매 잔부를 포함할 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체(A)의 중량평균분자량(Mw)은 3,000 내지 50,000일 수 있다.

상기 화학식 1로　표시되는　구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체(A)의 산가는 40 내지 90 mgKOH/g일 수 있다.

본 발명의 또 다른 구현예는, 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.

본 발명에 따른 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 내열성이 우수하고, 휘도와 명암비가 개선된 컬러필터의 구현이 가능하다.

이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

본 명세서에서, 특별한 언급이 없는 한 "치환된"이란 화합물의 적어도 하나의 수소가 할로겐, 알킬기, 사이클로알킬기, 아릴기, 알콕시기, 아미노기 및 알케닐기로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 치환된 것을 의미한다.

본 명세서에서, 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C30 알킬기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C1 내지 C15 알킬기를 의미하고, "사이클로알킬기"란 C3 내지 C30 사이클로알킬기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C3 내지 C18 사이클로알킬기를 의미하고, "알콕시기"란 C1 내지 C30 알콕시기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C1 내지 C18 알콕시기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C30 아릴기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C6 내지 C18 아릴기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C30 알케닐기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C2 내지 C18 알케닐기를 의미하고, "알케닐렌기"란 C2 내지 C30 알케닐렌기를 의미하고, 보다 바람직하게는 C2 내지 C18 알케닐렌기를 의미한다.

또한, 본 명세서에서 "＊"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.

본 발명의 일 구현예는 (A) 하기　화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체, (B) 아크릴계 광중합성 단량체, (C) 광중합 개시제, (D) 착색제 및 (E) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지　조성물을 제공한다.

[화학식 1]

　

상기 화학식 1에서,

R¹은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다

이하, 본 발명의 일 구현예에 따른 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 각 성분에 대하여 구체적으로 살펴본다.　

(A) 아크릴계 공중합체

상기 아크릴계 공중합체는 하기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함한다.

[화학식 1]

　

상기 화학식 1에서,

R¹은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이며, 예를 들면 치환 또는 비치환된 C1 내지 C10 알킬기일 수 있다.

구체적으로, 상기 R¹은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.

상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 아크릴계 공중합체의 총량에 대하여 10내지 30 중량% 로 포함될 수 있으며, 예를 들면 15 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 상기 수치 범위를 만족하는 경우, 내열성이 우수할 뿐 아니라, 높은 투과도를 가짐으로써 색 특성이 우수한 컬러필터를 제조할 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위 외에, 제1 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유도된 구조단위　및 이와 공중합 가능한 제2 에틸렌성 불포화 단량체로부터 유도된 구조단위를 추가로 포함할 수 있다.

상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 하나 이상의 카르복시기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 구체적으로는　아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산　및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택하여 사용할 수 있다.

상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체의 중량 비율은 상기 공중합체를 형성하는 단량체의 총 중량에 대하여 1　내지 50 중량%일 수 있으며, 바람직하게는 3　내지　40 중량%, 더 바람직하게는 5　내지 30 중량%의 함량으로 포함될 수 있다.

상기 제2 에틸렌성 불포화 단량체로는, 알케닐 방향족 단량체, 불포화 카르본산 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물, 카르본산 비닐 에스테르류 화합물, 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 아미드류 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택하여 사용될 수 있다. 　

상기 알케닐 방향족 단량체의 대표적인 예로는, 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 벤질 메틸에테르 등이 있고; 상기 불포화 카르본산 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 에틸 아크릴레이트, 2-히드록시 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시 부틸 아크릴레이트, 2-히드록시 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 등이 있으며; 상기 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 카르본산 비닐 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 초산 비닐, 안식향산 비닐 등이 있고; 상기 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물의 대표적인 예로는, 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등이 있고; 상기 시안화 비닐 화합물의 대표적인 예로는 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등이 있으며; 상기 불포화 아미드류 화합물의 대표적인 예로는, 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이러한 불포화 제2 에틸렌성 불포화 단량체는 각각 단독으로 또는 2개 이상을 혼합하여 사용될 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체(A)는 메타크릴산/메틸 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타클릴레이트/스티렌 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체, 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시 에틸 메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있으며, 이들 중 1종 단독으로 또는 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.

일 구현예로, 상기 아크릴계 공중합체는 하기 화학식 2 내지 4 중 하나 이상의 구조단위를 추가로 포함할 수 있다.

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 2 내지 4에 있어서,

R², R³, R⁴, R⁶　및 R⁸은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 알킬아릴기　또는 이들의 조합이며, R⁵는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, -CO-R¹⁰-COOH(R¹⁰는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기임) 또는 이들의 조합이며, R⁷은 -COOH 또는 -CONHR¹¹(여기서, R¹¹은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기임)이고, R⁹는 -COOH이고, R⁷　및 R⁹는 서로 융합되어 고리를 이루고, m은 정수 0 내지 5이다.

또한, 상기 아크릴계 공중합체는 상기 화학식 2 내지 4를 각각 o, p 및 q몰로 포함하며, 상기 o, p 및 q는 각각 0≤o≤50, 0≤p≤30, 10≤q≤100일 수 있다. 예를 들면, 　o, p 및 q는 각각 10≤o≤30, 0≤p≤20, 30≤q≤70일 수 있다.

상기 화학식 2 내지 4로 표현되는 구조단위는 상기 아크릴계 공중합체　총량에 대하여　0.1 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체는 상기 화학식 1로 표시되는 단위구조 및 화학식 4로 표시되는 단위구조를 포함할 수 있다. 이때, 상기 화학식 1로 표시되는 단위구조와 화학식 4로 표시되는 단위구조의 몰비는 1:99　내지 30:70일 수 있다.

상기 화학식 4로 표현되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체를 사용하는 경우, 내열성을 개선시킬 수는 있으나, 상기 아크릴계 공중합체 자체가 띠고 있는 황색 특성으로 인하여 컬러필터 제조시, 빛의 투과도 및 휘도가 좋지 않다는 문제점이 있었다. 그러나, 상기 아크릴계 공중합체가 상기 화학식 1로 표시되는 단위구조와 화학식 4로 표시되는 단위구조를 모두 포함하는 경우, 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 내열성과 휘도 및 명암비를 동시에 개선시킬 수 있다.

상기 아크릴계 공중합체의 중량평균분자량(Mw)은 3,000 내지 50,000 바람직하게는 5,000 내지 20,000인 것이 좋다. 상기 범위 내에서는 고해상도의 픽셀을 얻을 수 있어 바람직하다.

　　또한 상기 아크릴계 공중합체의 산가는 40　내지 90 mgKOH/g, 바람직하게는 50 내지 80 mgKOH/g의 범위에 있다.　상기 범위 내에서는 패턴 형성부의 강도를 충분히 구현할 수 있고, 알칼리 현상액에 대한 비노광부의 현상성이 우수한 장점이 있어 바람직하다.

　또한 상기 아크릴계 공중합체는 전체 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 대하여 0.5 내지 40 중량%로 사용될 수 있으며, 예를 들면, 1 내지 20　중량%로 사용될 수 있다. 　상기와 같은 함량으로 포함될 때, 알칼리 현상액에 대한 현상이 좋고, 우수한 가교성을 나타내어 낮은 표면 거칠기를 갖는 화소층의 제조가 가능하다.

　

(B) 아크릴계 광중합성 단량체

상기 광중합성 단량체는 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 포함될 수 있는 것으로, 공지된　광중합성 단량체를 사용할 수 있다.

상기 광중합성 단량체의 구체적인 예를 들면, 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A 디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트, 카르복실기를 갖는 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 유도체, 에틸렌옥사이드화글리세린트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥사이드화글리세린트리(메타)아크릴레이트 등으로부터 1종 이상을 선택 또는 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 광중합성 단량체 또는 올리고머는 고리 형상의 에테르와 반응하여 내용매성을 향상시키는 경향이 있기 때문에, 카르복실기를 포함하도록 하는 것이 좋다. 카르복실기를 갖는 광중합성 단량체나 올리고머의 예로는, 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트와 다가(多價) 카르복실산과의 에스테르; 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트와 다가 카르복실산 무수물과의 에스테르; 등을 들 수 있다. 　

상기 하이드록실기 함유 (메타)아크릴레이트로는, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트, 글리세린 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.

상기 다가 카르복실산으로는, 프탈산, 3,4-디메틸프탈산, 이소프탈산, 테레프탈산, 피로메리트산, 트리메리트산, 1,4,5,8-나프탈렌테트라카르복실산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 등의 방향족 다가 카르복실산; 숙신산, 글루타르산, 아디핀산, 1,2,3,4-부탄테트라카르복실산, 말레인산, 푸마르산, 이타콘산 등의 지방족 다가 카르복실산; 헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산, 헥사하이드로이소프탈산, 헥사하이드로테레프탈산, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산, 시클로펜탄테트라카르복실산, 1,2,4,5-시클로헥산, 테트라카르복실산 등의 지환족 다가 카르복실산; 등을 들 수 있다.

상기 다가 카르복실산 무수물로는, 무수프탈산, 무수피로메리트산, 무수트리메리트산, 3,3',4,4'-벤조페논테트라카르복실산 2무수물 등의 방향족 다가 카르복실산 무수물; 무수이타콘산, 무수숙신산, 무수시트라콘산, 무수도데세닐숙신산, 무수트리카르발릴산, 무수말레인산, 1,2,3,4- 부탄테트라카르복실산 2무수물 등의 지방족 다가 카르복실산 무수물; 무수헥사하이드로프탈산, 3,4-디메틸테트라하이드로프탈산 무수물, 1,2,4-시클로펜탄트리카르복실산 무수물, 1,2,4-시클로헥산트리카르복실산 무수물, 시클로펜탄테트라카르복실산 2무수물, 1,2,4,5-시클로헥산테트라카르복실산 2무수물, 　무수하이믹산, 무수나딘산 등의 지환족 다가 카르복실산 무수물; 에틸렌글리콜 비스트리멜리테이트산, 글리세린 트리스트리멜리테이트 무수물 등의 에스테르기 함유 카르복실산 무수물; 등을 들 수 있다.

따라서, 카르복실기를 함유하는 단량체나 올리고머의 구체적인 예로는, 트리메틸올프로판 디(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 글리세린 디(메타)아크릴레이트의 숙신산에스테르, 펜타에리스리톨 트리(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트의 숙신산에스테르, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트의 프탈산에스테르, 디펜타에리스리톨 펜타(메타)아크릴레이트의 숙신산에스테르 등을 들 수 있다.

상기 아크릴계 광중합성 단량체의 사용량은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.5 내지 20 중량%인 것이 바람직하다. 　상기 아크릴계 광중합성 단량체의 함량이 상기 범위일 때, 패턴의 모서리가 깨끗하게 형성되고, 알칼리 현상액에의 현상성이 좋다. 　

　

(C) 광중합 개시제

본 발명에 사용되는 광중합 개시제의 예로는, 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물,　비이미다졸계 화합물, 　벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물 및 옥심계 화합물 등으로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예를 들면, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐)-1,3,5-트리아진, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등이 있고, 이 중에서, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진 또는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 특히, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진을 사용할 수 있다. 　　

상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예를 들면, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(2-하이드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-하이드록시시클로헥실페닐케톤, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-하이드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온 등을 들 수 있고, 이 중에서, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 또는 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸 아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 특히, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 또는 2-(4-메틸벤질)-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온을 사용할 수 있다.

상기 비이미다졸계 화합물로는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(4-카르보에톡시페닐)비이미다졸, 2,2',-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(4-브로모페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(2,4-디클로로페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(m-메톡시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-니트로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 및 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸가 있고, 이 중에서, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 또는 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 사용될 수 있다.

상기 벤조인계 화합물로는 벤조인, 벤조인 메틸에테르, 벤조인 에틸에테르, 벤조인 이소프로필에테르, 벤조인 이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈 등이 있다. 　　

상기 벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, o-벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시 벤조페논, 4,4'-디클로로 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노) 벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노) 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술파이드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논　등이 있다.

상기 티오크산톤계 화합물로는 티오크산톤, 2-메틸 티오크산톤, 2-이소프로필 티오크산톤, 4-이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤　등이 있다. 　　

상기 옥심계 화합물로는 O-아실옥심계 화합물, 2-(O-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(O-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온, 0-에톡시카르보닐-α-옥시아미노-1-페닐프로판-1-온 등이 있다. 　상기 O-아실옥심계 화합물의 구체 예로서는, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-0-아세테이트가 있다. 　　

본 발명에서는 상기 광중합 개시제 이외에 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물 등도 광중합 개시제로 사용이 가능하다. 　

또한, 상기 광 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후, 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 병용하여 사용될 수도 있다. 　

상기 광중합 개시제는 컬러필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 10 중량%로 사용되는 것이 바람직하다. 　상기 광중합 개시제의 함량이 상기 범위일 때, 패턴 형성 공정에서 노광시 광중합이 충분히 일어나고, 광중합 후 남은 미반응 개시제로 인한 투과율 저하를 발생시키지 않는다. 　

　

(D) 착색제

상기 착색제로는 유기안료, 무기안료 및 염료로부터 선택된 하나 이상이 사용될 수 있다.

상기 유기안료　및 염료로는, 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue), 옐로우(Yellow), 바이올렛(Vilot), 블랙(Black)　등의 색상을 갖는 화합물을　사용할 수 있다. 　이들은 안트라퀴논계 안료, 페릴렌계 안료 등의 축합다환 안료, 프탈로시아닌계 안료,아조계 안료 등으로, 이들 중 어느 한 종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 최대 흡광 파장 조정 및 크로스 포인트(Cross point) 및 크로스 토크(Cross talk) 등 조정을 위해 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 무기안료로는 카본 블랙, 티타늄옥사이드, 지르코늄옥사이드, 할로겐은 티타늄(TiOx) 블랙, 페릴렌계(perylene) 블랙, 아닐린계 (aniline) 블랙안료 등 유무기 안료를 모두 포함하며, 이들 중 어느 한 종을 단독 또는 혼합하여 사용될 수 있다.

상기 착색제는　용매에 분산　또는 용해시킨　액상으로　제조되어 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 포함될 수도 있다. 　

또한, 상기 착색제가　분산액 중에 균일하게 분산되도록 필요에 따라 분산제를 사용할 수도 있는데, 이러한 목적으로는 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제가 모두 사용 가능하며, 예를 들면 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산염, 카르복시산 에스테르, 카르복시산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등이 사용될 수 있다. 　이들 분산제는 1종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 적절히 조합하여 사용할 수 있다. 　

또한 상기 분산제와 더불어 카르복시기를 함유한 아크릴계 수지를 추가로 사용함으로써 안료 분산액의 안정성을 향상시킬 수 있을 뿐더러 픽셀의 패턴성도 개선시킬 수 있다.

상기 안료의 1차 입경은 10 내지 70nm인 것이 바람직하다. 　1차 입경이 상기 입경 범위내에 포함될 때 분산액에서의 안정성이 우수하고, 픽셀의 해상성 저하의 우려가 없어 바람직하다.

또한 분산액 중에 분산된 상기 안료의 2차 입경은 특별히 한정되지는 않으나, 픽셀의 해상성을 고려할 때 200nm 이하인 것이 바람직하고, 70 내지 100nm인 것이 보다 바람직하다.

상기 착색제의　사용량은 컬러필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.1 내지 40 중량%일 수 있다. 함량이 상기 범위일 때, 착색 효과 및 현상 성능이 적절하다. 　

　

(E) 용매

상기 용매의 예를 들면, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브 아세테이트류; 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 톨루엔, 크실렌 등의 방향족 탄화 수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 젖산 메틸, 젖산 에틸 등의 젖산 에스테르류; 옥시 초산 메틸, 옥시 초산 에틸, 옥시 초산 부틸 등의 옥시 초산 알킬 에스테르류; 메톡시 초산 메틸, 메톡시 초산 에틸, 메톡시 초산 부틸, 에톡시 초산 메틸, 에톡시 초산 에틸 등의 알콕시 초산 알킬 에스테르류; 3-옥시 프로피온산 메틸, 3-옥시 프로피온산 에틸 등의 3-옥시 프로피온산 알킬에스테르류; 3-메톡시 프로피온산 메틸, 3-메톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 에틸, 3-에톡시 프로피온산 메틸 등의 3-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시 프로피온산 메틸, 2-옥시 프로피온산 에틸, 2-옥시 프로피온산 프로필 등의 2-옥시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-메톡시 프로피온산 메틸, 2-메톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 에틸, 2-에톡시 프로피온산 메틸 등의 2-알콕시 프로피온산 알킬 에스테르류; 2-옥시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-옥시-2-메틸 프로피온산 에스테르류, 2-메톡시-2-메틸 프로피온산 메틸, 2-에톡시-2-메틸 프로피온산 에틸 등의 2-알콕시-2-메틸 프로피온산 알킬류의 모노옥시 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 2-히드록시 프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 히드록시 초산 에틸, 2-히드록시-3-메틸 부탄산 메틸 등의 에스테르류; 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류 등의 화합물이 있으며, 또한, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐라드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세트닐아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ-부티로락톤, 탄산 에틸렌, 탄산 프로필렌, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등의 고비점 용매를 들 수 있다.

이들 용매 중에서 상용성 및 반응성 등을 고려한다면, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜류; 프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류를 사용할 수 있고, 염료의 용해도를 고려하여 사이클로헥사논을 용매 총량 100 중량부에 대하여 10 중량부 내지 80 중량부로 포함할 수도 있다. 또한, 용매로서 이들 중 어느 한 종을 단독으로 사용하거나 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 　

상기 용매의 사용량은 잔부의 양으로 사용되며, 바람직하게는 20 내지 90 중량%의 양으로 사용된다. 　상기 용매의 함량이 상기 범위 내에서는 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 도포성이 우수하고, 두께 1 ㎛ 이상의 막에서 평탄성을 유지할 수 있어 바람직하다.

　

　(F) 기타 첨가제

본 발명의 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 상기 (A) 내지 (E)의 성분 외에 착색제(D) 성분이 용제(E) 중에 균일하게 분산되도록 앞서 설명한 바와 같은 분산제 또는 코팅시 얼룩, 반점 생성 방지, 레벨링 조절, 또는 미현상에 의해 잔사가 생성되는 것을 방지하기 위해 계면활성제 등의 기타 첨가제를 더욱 포함할 수 있다.

상기 분산제로는, 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌, 다가 알콜 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알콜알킬렌옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 알킬아민 등이 단독　또는 2종 이상을　조합하여 첨가될 수 있다.

상기 분산제는 상기 안료 100 중량부에 대하여 10 내지 20　중량부로 포함될 수 있다.

또한, 코팅성 및 소포성을 향상시키기 위하여 필요에 따라 실리콘계 및 불소계 등의 코팅 개선제 또는 기판과의 접착력을 향상시키기 위하여 접착성 향상제 등을 더 포함할 수도 있다. 　

상기 코팅 개선제 및 접착성 향상제 등은 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 0.01 내지 1 중량%로 포함될 수 있다.

또한, 도포시 얼룩이나 반점을 방지하고 레벨링 특성이나 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 에폭시 화합물; 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 에폭시기, 이소시아네이트기, 아민기, 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 갖는 실란계 커플링제; 레벨링제; 실리콘계 계면활성제;　불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제 등과 같은 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다. 　이들 첨가제의 사용량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다. 　

상기 에폭시 화합물로는 페놀 노볼락 에폭시 수지, 테트라 메틸 비-페닐 에폭시 수지, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 지환족 에폭시 수지, 오르토-크레졸 노볼락 수지 등을 들 수 있다. 　상기 에폭시 화합물은 상기 컬러필터 보호막용 감광성 수지 조성물 총 함량에 대하여 0.01 내지 10 중량%일 수 있고, 에폭시 화합물의 함량이 상기 범위에 포함되면 저장성 및 공정마진이 우수하다.

상기 실란계 커플링제의 구체적인 예로는, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리스(2-메톡시에톡시실란), 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시 시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란 등을 들 수 있다.

상기 실리콘계 계면활성제로는 실록산 결합을 가지는 계면활성제등을 들 수 있다. 　구체적인 상품명으로는, 토레이 실리콘社의 DC3PA, SH7PA, DC11PA, SH21PA, SH28PA, 29SHPA, SH30PA; 폴리에스테르변성 실리콘 오일인 토레이 실리콘社의 SH8400; 신에츠 실리콘社의 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, GF; 도시바 실리콘社의 TSF4445, TSF4446, TSF4452, TSF4460; 등을 들 수 있다.

상기 불소계 계면활성제로서는 플루오로카본쇄를 가지는 계면활성제 등을 들 수 있다. 　구체적인 상품명으로는, (주)스미토모 쓰리엠社의 플로라이드 FC430, 플로라이드 FC431; (주)다이니혼 잉크 화학공업社의 메카팩 F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 F470, 메가팩 F475, 메가팩 R30; (주)신아키다 화성社의 에프톱 EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352; (주)아사히 가라스社의 사프론 S381, 사프론 S382, 사프론 SC101, 사프론 SC105; (주)다이킨파인 케미컬 연구소의 E5844; 등을 들 수 있다.

상기한 실리콘계 계면계면활성제 및 불소계 계면활성제는 단독 또는 2종 이상을 함께 사용할 수도 있다.

　

본 발명의 다른 일 구현예에 따르면 상기와 같은 구성을 갖는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 화소층을 포함하는 컬러필터를 제공한다.

상기 컬러필터는 상기와 같은 구성을 갖는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 기재로서 웨이퍼 위에 스핀 도포, 슬릿 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 1.5 내지 2.5 ㎛의 두께로 도포하고, 도포된 컬러필터용 감광성 수지 조성물 층에 대하여 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 광을 조사한 후 도포층을 알칼리 현상액으로 처리하여 도포층의 비노광 부분을 용해시킴으로써 컬러필터에 필요한 패턴을 갖는 컬러필터를 형성하는 단계를 포함하는 제조방법에 의해 제조 될 수 있다. 이때 조사에 사용되는 광원으로서는, 190 내지 450nm, 예를 들면 200 내지 400 nm 영역의 UV 광선을 조사하며, 전자선 및 X선 조사도 적당하다, 이때 상기 기재는 실리콘 옥사이드(SiO2) 또는 실리콘 나이트리드(SiNx)를 포함하는 것이 바람직하다. 　이러한 과정을 필요한 레드, 그린, 블루, 블랙등 색의 수에 따라 반복　수행함으로써, 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다. 　또한 상기 과정에서, 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 또는 활성선 조사 등에 의해 경화시킴으로써 내크랙성, 내용매성 등을 더욱 향상시킬 수 있다. 　

　

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

　

합성예 1 및 2:아크릴계 공중합체의 제조

냉각관과 교반기를 구비한 플라스크에, 단량체 전체 100 중량부에 대하여 중합개시제(2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로 니트릴) 8 중량부 및 하기 표 1의 단량체들을 각각의 중량비대로 투입하고 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트(PGMEA, 용매)를 상기 광중합성 개시제와 단량체의 총량 100 중량부에 대하여 200 중량부 투입한 후, 질소 분위기 하에서 서서히 교반을 시작하였다. 　반응 용액을 80 ℃까지 승온시켜 8 시간 동안 교반하여, 합성예 1 및 합성예 2에 따른 카르복시기 함유 아크릴계 공중합체를　중합하였다. 　

　

비교 합성예 1 및 2

하기 표 1에 개시된 단량체 및 함량을 사용하여 상기 합성예와 동일한 방법으로 아크릴계 공중합체를　중합하였다.

	합성예 1	합성예 2	비교 합성예 1	비교 합성예 2
벤질 메타크릴레이트	40	40	50	40
메타크릴산	40	40	50	40
N-벤질말레이미드	0	10	0	20
N-메틸말레이미드	20	10	0	0
중량평균분자량(Mw)	6200	6500	7000	6000

　

실시예 1: 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 제조

상기 합성예 1로부터 얻어진 아크릴계 공중합체를 사용하여, 하기 표 2에 기재　기재된 성분들과 혼합하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 　

먼저 프로필렌글리콜모노메틸에테르　용매에 광중합 개시제(CGI 124, 이가큐어 907, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논)를 용해시킨 후, 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 　이어서, 카르복실기 함유 아크릴계 바인더 수지, 글리세롤트리아크릴레이트의 변형 단량체　및 아크릴계 광중합성 단량체를 첨가하고 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 　여기에 안료를 첨가한 후 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 　이어서 커플링제 및 계면활성제를 첨가하고 1시간 동안 상온에서 교반하였다. 상기 용액에 대하여 2회에 걸친 여과를 행하여 불순물을 제거하였다. 　

구분		함량 (%)
(A) 아크릴계 공중합체	합성예 1로부터 얻어진 아크릴계 공중합체	1.41
(B)아크릴계 광중합성　단량체	디펜타에리트리톨-헥사아크릴레이트	3.29
(C) 광중합 개시제	CGI 124(시바-가이기社) 이가큐어 907(시바-가이기社) 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논(호도가야社)	0.78 0.62 0.15
(D)안료	C.I. 안료 RED 254 / C.I. 안료 RED 177 = 58/42	41.03
(E)계면활성제	플루오르계 계면활성제 (DIC社)　F554	0.04
(F)용매	프로필렌글리콜모노메틸에테르	52.62
(G)첨가제	메타크릴옥시　실란 커플링제 (Chisso社)	0.06

　

실시예 2 및 비교예 1 및 2

상기 합성예 1로부터 얻어진 아크릴계 공중합체를 사용하는 대신, 상기 합성예 2, 비교 합성예 1 및 2에서 얻어진 아크릴계 공중합체를 사용하는 것을 제외하고는 하기 상기 실시예 1에 기재된 방법과 동일한 방법으로 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제조 하였다.

　　　　　

상기 실시예 1　및 비교예 1　내지 2에서 제조된 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 사용하여 물성 평가를 아래와 같이 하였다.

[물성평가]

휘도 평가

탈지　세척한 두께 1mm의 유리기판상에 1.5∼2.5μm의 두께로 컬러필터용 감광성 수지　조성물을 도포하고, 핫　플레이트(Hot plate) 상에서 일정시간(90초), 일정온도(90℃)로 건조시켜 도막을 수득하였다. 계속해서 365nm의 파장을 가진 고압수은램프를 사용하여 전면 노광한 후(50mJ) 열풍순환식 건조로　안에서 일정시간(28분), 일정온도(280℃)로 건조시켜 색시편을 수득하였다.

이 패턴은 색측정기(한국 오츠카사 MCPD)를 이용하여 색을 측정한 후, CIE 색도 좌표 기준 x, y, Y 결과를 얻었다.

	x	y	Y
실시예 1	0.655	0.3241	19.36
실시예 2	0.655	0.3242	19.35
비교예 1	0.655	0.3239	19.24
비교예 2	0.655	0.3244	19.26

　

상기 표 3으로부터 동일 x,y 값을 기준으로 Y 값을 비교하였을 때, 실시예 1 및 2의 휘도(Y)가 비교예 1 및 2에 비하여 높음을 알 수 있다.

　

명암비 ( CONTRAST ) 평가

또한, 명암비 측정기(Contrast tester CT-1, Tsubosaka사제)를 이용하여 편광판이 닫혔을 때와, 열렸을 때의 광량을 측정한 후, 하기 수학식 1에 따라 명암비를 구하였다. 그 결과를 하기 표 4에 나타내었다.

[수학식 1]

명암비 (contrast ratio) = L_Open/L_Close

	x	y	C/R
실시예 1	0.655	0.3241	10665
실시예 2	0.655	0.3242	9350
비교예 1	0.655	0.3239	9017
비교예 2	0.655	0.3244	9177

　

상기 표 4에 나타나 있듯이, 실시예 1 및 2의 명암비가 비교예 1 및 2에 비하여 우수하였다.

　

내열성 평가

탈지　세척한 두께 1mm의 유리기판상에 1.5∼2.5μm의 두께로 컬러필터용 감광성 수지　조성물을 　도포하고, 핫　플레이트(Hot plate) 상에서 일정시간(90초), 일정온도(90℃)로 건조시켜 도막을 수득하였다. 계속해서 365nm의 파장을 가진 고압수은램프를 사용하여 전면 노광한 후(50mJ) 열풍순환식 건조로　안에서 일정시간(28분), 일정온도(280℃)로 건조시켜 색시편을 수득하였다.

이 패턴은 색 측정기(한국 오츠카 MCPD)를 이용하여 색을 측정한 후, 추가로 열풍순환식 건조로　안에서 일정시간(60분), 일정온도(280℃)로 추가 BAKE를 진행한다. 이때, CIE 색도 좌표 기준 L,a,b 결과를 얻어, 추가 bake 전후의 L, a, b를 비교 한다.

(del Eab* = √{(L_휴-L_전)²+(a_후+a_전)²+(b_후-b_전)²} )

우수 : del Eab* <　1

양호 : del Eab* <　2

불량 : del Eab* >　2

	del Eab*	결과
실시예1	0.57	우수
실시예2	0.98	우수
비교예1	2.03	불량
비교예2	1.04	양호

　

상기 표 5에 나타나 있듯이, 본 발명의 실시예 1 및 2의 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 내열성이 우수함을 알 수 있다. 이로부터, N-알킬 치환된 말레이미드로부터 유도된 구조단위를 필수적으로 포함하는 아크릴계 공중합체는 컬러필터의 휘도 및 명암비를 개선시킬 뿐 아니라, 내열성도 함께 개선시킬 수 있음을 의미한다.

Claims (11)

1. (A) 하기　화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체;
   (B) 아크릴계 광중합성 단량체;
   (C) 광중합 개시제;
   (D) 착색제; 및
   (E) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지　조성물:
   [화학식 1]
   　

   

   
   상기 화학식 1에서,
   R¹은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬기이다.　
2. 제1항에 있어서,
   상기 R¹은 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기 및 이들의 조합에서 선택되는 것인 컬러필터용 감광성 수지　조성물.
3. 제1항에 있어서,
   상기 화학식 1로 표시되는 구조단위는 아크릴계 공중합체의 총량에 대하여 10 내지 30 중량% 포함되는 아크릴계 공중합체;
4. 제1항에 있어서,
   상기 아크릴계 공중합체(A)는 하기 화학식 2 내지 4로 표현되는 구조단위 중 　하나 이상을 추가로 포함하는 컬러필터용 감광성 수지　조성물:
   [화학식 2]
   

   

   
   [화학식 3]
   

   

   
   [화학식 4]
   

   

   
   상기 화학식 2 내지 4에 있어서,
   R², R³, R⁴, R⁶　및 R⁸은 수소, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 알킬아릴기　또는 이들의 조합이며,
   R⁵는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기, -CO-R¹⁰-COOH(R¹⁰은 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알킬렌기 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C30 알콕실렌기임) 또는 이들의 조합이며,
   R⁷은 -COOH 또는 -CONHR¹¹(여기서, R¹¹은 치환 또는 비치환된 C6 내지 C30 아릴기임)이고,
   R⁹는 -COOH이고,
   R⁷　및 R⁹는 서로 융합되어 고리를 이루고,
   m은 정수 0 내지 5이다.
5. 제4항에 있어서,
   상기 아크릴계 공중합체(A)는 상기 화학식 2 내지 4를 각각 o, p 및 q몰로 포함하며, 상기 o, p 및 q 가 0≤o≤50, 0≤p≤30, 10≤q≤100인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
6. 제4항에 있어서, 　
   상기 화학식 2 내지 4로 표현되는 구조단위가 상기 아크릴계 공중합체(A)　총량에 대하여　0.1 내지 80 중량%로 포함되는, 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
7. 제4항에 있어서,
   상기 화학식 1로 표시되는 단위구조와 화학식 4로 표시되는 단위구조를 　1:99　내지 30:70의 몰비로 포함하는 컬러필터용 감광성 조성물.
8. (A) 상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체 0.5 내지 40 중량%;
   (B) 상기 아크릴계 광중합성 단량체 0.5 내지 20 중량%;
   (C) 상기 광중합 개시제　0.1 내지 10 중량%;
   (D) 상기 착색제 0.1 내지 40 중량%;
   (E) 상기 용매　 잔부
   를 포함하는 것인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
9. 제1항에 있어서,
   상기 화학식 1로 표시되는 구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체(A)의 중량평균분자량(Mw)이 3,000 내지 50,000인 컬러필터용 감광성 조성물.
10. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 1로　표시되는　구조단위를 포함하는 아크릴계 공중합체(A)의 산가는 40　내지 90 mgKOH/g인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
11. 제1항 내지 제10항　중 어느 한 항에 따른 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터.