KR20130134494A

KR20130134494A - 잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 소자

Info

Publication number: KR20130134494A
Application number: KR1020120058046A
Authority: KR
Inventors: 김대현; 박미희; 이어라; 이원주
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2012-05-31
Filing date: 2012-05-31
Publication date: 2013-12-10
Also published as: KR101687849B1

Abstract

본 명세서는 잉크 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 명암비를 개선할 수 있는 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 소자에 관한 것이다.

Description

잉크 조성물, 이를 이용한 컬러필터 및 이를 포함하는 디스플레이 소자 {INK COMPOSITION, COLOR FILTER USING THE COMPOSITION AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}

차세대 디스플레이 기술로 플렉서블 디스플레이 소자가 최근 각광을 받고 있다. 구부러지는 특성을 갖는 플라스틱 기판에 디스플레이를 제조하는 기술로, 액정 표시 장치, 유기 발광 소자 및 전자종이(E-Paper) 기술 등 다양한 기술들이 플렉서블 디스플레이 소자 분야에 활용되고 있다.

그러나, 플렉서블 디스플레이 소자가 실제로 적용되기 위해서는 현재의 다양한 디스플레이 제품과 비교하였을 때 풀 컬러의 구현이 가능하고, 소비 전력이 작아야 하며, 실외에서도 쉽게 읽힐 수 있어야 한다.

이러한 의미에서 유기 발광 소자는 풀 컬러의 구현 가능성과 낮은 소비 전력, 빠른 응답 속도의 장점을 갖고 있기 때문에 플렉서블 디스플레이 소자의 광원으로서 가장 유용한 자원이 되고 있다.

현재의 유기 발광 소자는 유기 발광 소자를 산소와 수분으로부터 보호하기 위한 캡슐 배리어(encapsulation barrier)층과 실외에서도 쉽게 읽힐 수 있도록(outdoor readability) 하기 위하여 높은 명암비(contrast ratio)를 유지하도록 편광판(polarizer)을 필요로 한다.

그런데 딱딱한 특성을 갖는 편광판을 적용하게 되면 플렉서블 디스플레이 소자의 유연성이 감소하게 되는 단점이 발생할 수 있다.

반면, 편광판을 적용하지 않게 되면 외부광이 플렉서블 디스플레이 소자로 투과되어 들어온 후 다시 반사되어 나가면서 원래의 유기 발광 소자에서 나오는 광과 혼색이 되면서 외부 광원 하에서의 명암비가 크게 감소하게 된다.

본 명세서는 상기와 같이 문제점을 해결하기 위하여 디스플레이 소자에서 편광판을 사용하지 않더라도 명암비를 개선할 수 있는 잉크 조성물을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 명세서는 480 nm 이하와 600 nm 이상의 스펙트럼 투과율이 10% 이하이고, 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 70% 이하인 잉크 조성물을 제공한다.

또한, 본 명세서는 상기 잉크 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.

또한, 본 명세서는 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 소자를 제공한다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 잉크 조성물을 이용하면 480 nm 이하의 단파장과 600 nm 이상의 장파장에서의 투과율은 낮추면서 520 nm 내지 540 nm에서의 투과율을 70% 이하로 유지할 수 있다.

본 명세서의 일 실시상태에 따른 잉크 조성물을 이용하면 유기발광소자(OLED)의 녹색 광원 스펙트럼과 매칭(matching)성을 높여 플렉서블 디스플레이 소자에서 편광판을 사용하지 않더라도 외부 광원 하에서의 명암비의 감소를 개선할 수 있다.

도 1은 종래의 잉크 조성물에 있어서의 스펙트럼 투과율을 나타낸 도이다.
도 2는 본 명세서의 실시예에 따른 잉크 조성물에 있어서의 스펙트럼 투과율을 나타낸 도이다.

이하, 본 명세서를 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 명세서에 따른 잉크 조성물은 480 nm 이하와 600 nm 이상의 스펙트럼 투과율이 10% 이하이고, 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 70% 이하인 것을 그 특징으로 한다.

특히, 상기 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 60% 이하인 경우 더욱 바람직하다.

플렉서블 디스플레이 소자에서 편광판을 사용하는 경우 이의 딱딱한 특징으로 인해 생기는 문제점이 있어 편광판을 사용하는 대신 컬러필터를 사용할 수 있다.

이 경우 적색 픽셀에서는 적색광만 투과하고 나머지 광은 흡수되며, 청색 픽셀에서는 청색광만 투과하고 나머지 광은 흡수되고, 녹색 픽셀에서는 녹색광만 투과하고 나머지 광은 흡수된다.

이로 인해 플렉서블 디스플레이 소자의 전체적인 투과율을 향상시키고 높은 색재현율을 구현할 수 있을 뿐 아니라, 편광판을 적용하지 않을 때와 비교하여 외부 광원에 의한 명암비의 감소를 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

특히, 480 nm 이하와 600 nm 이상의 스펙트럼 투과율이 10% 이하가 되어 유기 발광 소자의 녹색 광원 스펙트럼과 매칭(matching)성을 높이면서도, 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하 수준으로 유지하여 플렉서블 디스플레이 소자에서 편광판을 사용하지 않더라도 외부 광원 하에서의 명암비의 감소를 개선할 수 있다.

일반적으로 가시광선 전 파장 영역에 대한 편광판의 투과율은 대략 40% 정도 수준이다. 따라서, 플렉서블 디스플레이에서 외부 광원에 의한 명암비의 감소를 최소화 하기 위해서는 컬러 필터의 투과율도 그 만큼 낮아져야 한다. 그러나, 컬러 필터의 투과율을 40% 정도의 수준까지 낮추게 되면 유기 발광 소자의 효율을 크게 감소시키게 될 뿐만 아니라, 착색제의 함량도 높아 지게 되어 컬러 필터를 형성하기 위한 잉크의 제조에도 어려움이 있다. 따라서, 외부광원에 의한 명암비의 감소를 최소화하면서도 유기 발광 소자의 효율을 개선하기 위해서는 컬러 필터의 투과율 스펙트럼을 유기 발광 소자 스펙트럼과 최대한 메칭(matching)을 시키면서 적정한 수준까지 투과율을 낮추는 것이 필요하다. 따라서 그린 컬러 필터에서는 유기 발광 소자 스펙트럼 특성을 반영하여 480 nm 이하와 600 nm 이상의 스펙트럼 투과율이 10% 이하가 되도록 하고, 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 70% 이하, 바람직하게는 60% 이하 수준으로 유지하는 것이 필요하다.

또한, 플렉서블 디스플레이에 적용하기 위해서는 사용되는 기판의 특성에 따라 저온 소성이 필요하게 된다. 최근 많이 이용되고 있는 폴리이미드 재질의 기판을 적용하기 위해서는 190도 이하의 소성이면 충분하지만, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 등의 범용 플라스틱 재료를 기판으로 적용하기 위해서라도 150도 이하의 저온 소성은 필수적이다.

플렉서블 디스플레이용 컬러 필터의 잉크에 사용되기 위해서는 열경화형 소재가 상온에서의 경시변화에 안정성을 가지면서도 원하는 온도 이하에서의 저온 소성이 가능하여야 한다.

상기의 목적으로 사용할 수 있는 열경화형 소재로는 특정 온도 이상에서 디블락킹(deblocking)되면서 반응성이 높은 이소시아네이트기가 노출되는 블락 이소시아네이트기를 함유하는 화합물과 함께 이소시아네이트기와의 반응성이 높은 반응성기를 함유하는 화합물을 함께 이용하는 방법 등을 이용할 수 있다.

본원 발명에 따른 잉크 조성물은 a) 녹색 착색제와 황색 착색제를 포함하는 착색제, b) 바인더 수지 및 c) 블락 이소시아네이트기를 함유하는 화합물을 포함할 수 있다.

상기 착색제는 종래 공지의 여러 가지 안료, 염료 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.

상기 착색제의 구체적인 예로, 카민 6B(C.I.12490), 프탈로시아닌 그린(C.I. 74260), 프탈로시아닌 블루(C.I. 74160), 페릴렌 블랙(BASF K0084. K0086), 시아닌 블랙, 리놀옐로우(C.I.21090), 리놀 옐로우GRO(C.I. 21090), 벤지딘 옐로우4T-564D, 빅토리아 퓨어 블루(C.I.42595), C.I. PIGMENT RED 3, 23, 97, 108, 122, 139, 140, 141, 142, 143, 144, 149, 166, 168, 175, 177, 180, 185, 189, 190, 192, 202, 214, 215, 220, 221, 224, 230, 235, 242, 254, 255, 260, 262, 264, 272; C.I. PIGMENT GREEN 7, 36, 58; C.I. PIGMENT BLUE 15:1, 15:3, 15:4, 15:6, 16, 22, 28, 36, 60, 64; C.I. PIGMENT YELLOW 13, 14, 35, 53, 83, 93, 95, 110, 120, 138, 139, 150, 151, 154, 175, 180, 181, 185, 194, 213; C.I. PIGMENT VIOLET 15, 19, 23, 29, 32, 37 등이 있고, 이 밖에 백색 안료, 형광 안료 등을 사용할 수 있으나, 상기 기재한 것에 한정되는 것은 아니며, 기존의 잉크 조성물에 포함되는 착색제라면 모두 사용할 수 있다.

상기 녹색 착색제로서는 C.I. PIGMENT GREEN 7, 황색 착색제로서는 C.I. PIGMENT YELLOW 185를 사용하는 것이 바람직하다.

480 nm 이하의 파장을 흡수하기 위해서는 황색 안료 중에서도 C.I. PIGMENT YELLOW 185를 사용하는 것이 바람직하고, 600 nm 이상의 파장을 흡수하기 위하여는 녹색 안료 중에서도 C.I. PIGMENT GREEN 7을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 황색 안료인 C.I. PIGMENT Yellow 185는 녹색 안료인 C.I. PIGMENT Green 7의 10~40 중량%의 비율로 혼합되는 것이 바람직하다. 상기의 황색 안료인 C.I. PIGMENT Yellow 185은 480nm 이하의 파장에서는 투과율이 10% 이하로 매우 낮으면서 520nm 이상의 장파장에서는 투과율이 90% 이상으로 높다. 반면, 상기 녹색 안료인 C.I. PIGMENT GREEN 7은 600nm 이상의 장파장에서는 투과율이 10% 이하로 낮은 반면 430~600nm까지 넓은 투과율 스펙트럼을 갖고 있다. 따라서, 상기 황색 안료가 녹색 안료의 10중량% 미만으로 적게 함유되면 480nm 이하의 단파장 투과율이 증가하여 외부광 중 단파장의 광에 대한 투과율이 증가하여 외부광에 의한 명암비 감소가 우려될 뿐만 아니라 상대적으로 녹색 안료의 함유량이 증가되어 600nm 이하의 투과율이 다소 감소하게 되어 유기 발광 소자의 효율에 영향을 주게 되며, 40중량% 이상으로 과량 함유되면 상대적으로 녹색 안료의 함량이 감소하여 600nm 이상의 장파장 투과율이 증가하여 외부광 중 장파장의 광에 대한 투과율이 증가하여 외부광에 의한 명암비가 감소하게 될 우려가 있다.

상기 녹색 안료 및 황색 안료로 구성된 착색제의 함량은 잉크 조성물의 전체 고형분 100 중량부 대비 30~50 중량부로 함유되는 것이 바람직하다. 착색제 함량이 30 중량부 이하로 함유되면 원하는 그린 컬러 필터의 막두께에서 520내지 540nm의 투과율이 70% 이하로 되도록 하는 것이 어려워지며, 50 중량부 이상으로 과량의 착색제가 사용되면 전체 착색제의 함량이 높아져 컬러 필터 막의 물성이 나빠지고, 잉크의 인쇄 공정성이 나빠질 우려가 있다.

본 명세서에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 b) 바인더 수지는 5,000 내지 15,000의 중량 평균 분자량, 및 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가(Acid Value)를 가지는 것이 바람직하다.

본 명세서에서 플렉서블 유기 발광 소자용 컬러 필터의 패턴은 종래의 포로리소그래피 공정이나 잉크젯 인쇄 공정 및 리버스 오프셋 인쇄 공정 등을 통해서 형성할 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다. 특히 리버스 오프셋 인쇄 공정을 통해서 컬러 필터의 패턴을 형성하는 경우에 있어서는 패턴의 전사 공정 마진이 넓으면서 패턴 전사 효율이 높고, 클리쉐 상에 남아 있는 잔여 잉크를 포토리소그래피 공정에서 사용하는 일반적으로 사용되는 알칼리 현상액을 이용하여 용이하게 세정할 수 있어야 한다. 따라서, 본 명세서의 잉크에 사용되는 바인더 수지는 5,000 내지 15,000의 중량 평균 분자량, 및 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가(Acid Value)를 가지는 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지로는, 산기를 포함하는 아크릴계 모노머 및 1종 이상의 공중합 가능한 모노머로부터 제조되는 아크릴계 수지; 산기를 포함하는 디올(diol) 화합물과 다염기산 무수물로부터 제조된 폴리에스테르계 수지; 및 산기를 포함하는 디올 화합물 또는 다염기산 무수물과 디이소시아네이트(diisocyanate)로부터 제조되는 폴리우레탄계 수지 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더 수지는 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가를 나타내는 것이 바람직하며, 상기 산가를 나타내기 위해 사용되는 산기를 포함하는 아크릴계 모노머로는 (메타)아크릴산, 크로톤산, 이타콘산, 말레인 산, 푸마린산, 모노메틸 말레인산, 이소프렌 술폰산, 및 스티렌 술폰산으로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상 선택되는 것이 바람직하며, 상기 산기를 포함하는 모노머와 공중합할 수 있는 모노머는 스티렌, 클로로 스티렌, α-메틸 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, 부틸 (메타)아크릴레이트, 벤질 (메타)아크릴레이트, 디메틸아미노에틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, 이소보닐 (메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸 (메타)아크릴레이트, 테트라히드로퍼프릴 (메타)아크릴레이트, 히드록시에틸 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-클로로프로필 (메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸 (메타)아크릴레이트, 아실옥틸옥시-2-히드록시프로필 (메타)아크릴레이트, 에틸헥실 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 (메타)아크릴레이트, 3-메톡시부틸 (메타)아크릴레이트, 에톡시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시트리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 메톡시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 페녹시디에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리에틸렌글리콜 (메타)아크릴레이트, p-노닐페녹시폴리프로필렌글리콜 (메타)아크릴레이트, 테트라플루오로프로필 (메타)아크릴레이트, 1,1,1,3,3,3-헥사플루오로이소프로필 (메타)아크릴레이트, 옥타플루오로펜틸 (메타)아크릴레이트, 헵타데카플루오로데실 (메타)아크릴레이트, 트리브로모페닐 (메타)아크릴레이트, β-(메타)아실올옥시에틸히드로겐 수시네이트, 메틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 에틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트, 프로필 α-히드록시메틸 아크릴레이트 및 부틸 α-히드록시메틸 아크릴레이트로 이루어지는 군으로부터 1 종 이상이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 산기를 포함하는 디올 화합물에는 비스-히드록시 메틸 프로피오닉 에시드, 비스-히드록시 메틸 부티릭 에시드 등이 사용될 수 있으며, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 다염기산 무수물은 1,2,4,5-벤젠 테트라카르복시산 이무수물, 3,3',4,4'-벤조페논 테트라카르복시산 이무수물, 비페닐 테트라카르복시산 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐) 에테르 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐) 설파이드 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐) 설폰 이무수물, 1,4-비스(2,3-디카르복시페녹시) 벤젠 이무수물, 1,3-비스(3,4-디카르복시페녹시) 벤젠 이무수물, 2,3,6,7-나프탈렌 테트라카르복시산 이무수물, 4,4-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 이무수물, 4,4-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 에테르 이무수물, 4,4-비스(3,4-디카르복시페녹시)디페닐 설폰 이무수물, 비스(3,4-디카르복시페닐) 메탄 이무수물, 1,1-비스(3,4-디카르복시페닐) 에탄 이무수물, 1,2-비스(3,4-디카르복시페닐) 에탄 이무수물, 2,2-(3,4-디카르복시페닐) 프로판 이무수물, 2,2-비스[4-(3,4-디카르복시페녹시)페닐] 프로판 이무수물, 4-(2,3-디카르복시페녹시)-4'-(3,4-디카르복시페녹시) 디페닐-2,2-프로판 이무수물 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 디이소시아네이트로는 톨루엔 디이소시아네이트, 헥사메틸렌 디이소시아네이트, 메틸렌(비스)페닐 디이소시아네이트 등이 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 바인더 수지는 5,000 내지 15,000의 중량 평균 분자량을 갖는 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지의 중량 평균 분자량이 5,000 미만일 경우에는 메트릭스를 형성할 수 있는 수지의 분자량이 낮고 가교 반응의 정도가 낮아 잉크의 물성이 약화될 수 있고, 15,000 를 초과할 경우에는 바인더 수지의 용해도가 떨어져서 잉크의 패턴 전사시 용매가 휘발함에 따라 잉크의 굳는 정도가 빨라져서 공정 마진이 감소될 수 있다.

또한, 상기 바인더 수지는 40 내지 150 ㎎KOH/g의 산가를 가질 경우, 클리쉐에 남아있는 잉크 잔여성분을 제거하기 위해 사용되는 클리쉐의 세정액으로 포토레지스트 공정에서 일반적으로 사용되는 저렴한 가격의 알칼리 현상액을 그대로 사용하는 것이 가능하다.

상기 바인더 수지의 산가가 40 ㎎KOH/g 미만일 경우에는 경화성 가교제로 함께 사용되는 에폭시 수지 및 멜라민 수지와의 반응성이 감소하여 경화도가 감소할 뿐만 아니라 알칼리 현상액에 의한 클리쉐의 세정력이 감소될 수 있고, 150㎎KOH/g을 초과할 경우에는 경화성 가교제와의 반응에 의해 저장안정성이 떨어질 수 있고, 잉크의 점도가 올라가서 코팅 특성이 나빠질 수 있다.

상기 바인더 수지의 함량은 잉크 조성물 전체 고형분 100 중량부에 대해 5 내지 30 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지의 고형분 함량이 5 중량부 미만일 경우에는 메트릭스를 형성할 수 있는 수지의 함량이 낮아 잉크의 물성이 약화될 수 있고, 30 중량부를 초과할 경우에는 용매의 휘발에 따른 잉크의 건조 속도가 빨라 공정 마진이 좁아질 수 있다.

본 명세서에 따른 잉크 조성물에 있어서, 상기 c) 블락 이소시아네이트기를 함유하는 화합물로는 지방족 또는 방향족 디이소시아네이트의 다이머(dimer)나 트라이머(trimer) 혹은 폴리이소시아네이트(polyisocyanate)가 알코올(alcohol), 페놀(phenol), 카프로락탐(caprolactam), 옥심(oxime), 피라졸(pyrazole), 말론산(malonate) 등의 작용기를 갖는 화합물을 이용하여 블락킹(blocking) 되어 있는 구조의 것을 사용할 수 있다.

상기 블락된 이소시아네이트기를 포함하는 화합물은 하기 화학식 1로 표시된다.

[화학식 1]

상기 화학식 1에서,

R₁은 G-X-이며,

G는 -NCO, H, C₁~C₃인 알킬기 또는 아크릴레이트기이고,

X는 치환 또는 비치환된 C₁~C₈인 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C₁~C₈인 헤테로알킬렌; 치환 또는 비치환된 C₃~C₃₀인 사이클로 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C₃~C₃₀인 헤테로사이클로 알킬렌; 치환 또는 비치환된 C₆~C₂₀인 아릴렌; 및 치환 또는 비치환된 C₆~C₂₀인 헤테로아릴렌으로 구성된 군으로부터 선택되고,

n은 1 내지 5인 정수이고,

R₂는 이소시아네이트기를 블락시키기 위한 반응성기를 갖는 블락킹 에이전트(blocking agent)로 하기 화학식 2 내지 7 중 어느 하나이며,

[화학식 2]: 알코올(alcohol)류

[화학식 3]: 카프로락탐(caprolactam)류

[화학식 4]: 피라졸(pyrazole)류

[화학식 5] : 말론산(malonate)류

[화학식 6]: 페놀(phenol)류

[화학식 7]: 옥심(oxime)류

상기 화학식 2 내지 7에 있어서,

R은 직접결합 또는 치환된 또는 비치환된 C₁~C₁₀ 알킬렌이며,

R'는 H, C₁~C₃인 알킬기, -OH, -OCH₃, -COOCH₃, -CN, 할로겐기 또는 -NH₂이다.

상기의 화학식 2~7의 블락킹 에이전트(blocking agent) 중에서 150도 이하의 온도에서 디블락킹(deblocking)이 가능하면서 경시 안정성을 확보할 수 있는 옥심(oxime)계 재료로 블락된 이소시아네이트 화합물을 사용하는 것이 더욱 바람직하다.

상기 블락 이소아네이트기를 갖는 화합물의 함량은 잉크 조성물 전체 고형분 100 중량부에 대해 20 내지 45 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 경화성 가교제의 고형분 함량이 20 중량부 미만일 경우에는 경화도가 낮아 형성된 패턴의 물성이 저하될 수 있고, 45 중량부를 초과할 경우에는 저분자량 재료가 많이 포함되어 열에 의한 소성시 흄(fume) 발생의 우려가 있다.

본 명세서에 따른 잉크 조성물은 d) 계면활성제 또는 e) 용매를 추가로 포함할 수 있다.

본 명세서의 잉크 조성물에 사용되는 계면활성제로는 실리콘계 계면활성제 또는 플루오린계 계면활성제가 바람직하다. 그러나, 프린팅 공정에 사용되는 블랭킷의 재질로 사용되는 폴리디메틸 실옥산(PDMS, polydimethyl siloxane) 고무층의 표면에 잉크 조성물이 원활하게 코팅되기 위해서 잉크의 표면장력을 낮추는 효과가 큰 불소계 계면활성제가 더 바람직하다.

상기 실리콘계 계면활성제의 구체적인 예로는 BYK-Chemie 사의 BYK-077, BYK-085, BYK-300, BYK-301, BYK-302, BYK-306, BYK-307, BYK-310, BYK-320, BYK-322, BYK-323, BYK-325, BYK-330, BYK-331, BYK-333, BYK-335, BYK-341v344, BYK-345v346, BYK-348, BYK-354, BYK-355, BYK-356, BYK-358, BYK-361, BYK-370, BYK-371, BYK-375, BYK-380 또는 BYK-390 등이 있으며, 상기 플루오린계 계면활성제의 구체적인 예로는 DIC(DaiNippon Ink & Chemicals) 사의 F-114, F-177, F-410, F-411, F-450, F-493, F-494, F-443, F-444, F-445, F-446, F-470, F-471, F-472SF, F-474, F-475, F-477, F-478, F-479, F-480SF, F-482, F-483, F-484, F-486, F-487, F-172D, MCF-350SF, TF-1025SF, TF-1117SF, TF-1026SF, TF-1128, TF-1127, TF-1129, TF-1126, TF-1130, TF-1116SF, TF-1131, TF1132, TF1027SF, TF-1441 또는 TF-1442 등이 있으나, 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기의 잉크의 표면장력을 조절하기 위해 첨가되는 계면활성제는 잉크 조성물 전체 100 중량부에 대해 0.1 내지 0.5 중량부로 포함되는 것이 바람직하다.

상기 계면활성제의 함량이 0.1 중량부 미만일 경우에는 잉크의 표면장력을 낮추는 효과가 충분치 않아 블랭킷에 잉크 조성물을 코팅 시 코팅불량이 발생하게 되고, 0.5 중량부를 초과할 경우에는 계면활성제가 과량으로 사용되어 잉크의 상용성 및 소포성이 오히려 감소하게 되는 문제점이 있다.

본 명세서의 잉크 조성물에 사용되는 용매는 용해성, 안료분산성 및 도포성 등을 고려할 때, 벤젠(benzene), 톨루엔(toluene), 에틸벤젠(ethylbenzene), 자일렌(xylene), 히이드로퀴논(hydroquinone), 헥산(hexane)과 같은 방향족 탄화수소계열의 용매; 메탄올(methanol), 에탄올(ethanol), 이소-프로필 알코올(iso-propyl alcohol), 테트라글리콜(tetraglycol), 메톡시 프로판올(methoxy propanol), 에톡시 프로판올(ethoxy propanol), 부톡시 프로판올(butoxy propanol), 벤질 알코올(benzyl alcohol) 등의 알코올류 용매; 모노메틸아민(monomethylamine), 모노에틸아민(monoethylamine), 모노에탄올아민(monoethanolamine) 1-아미노-2-프로판올(1-amino-2-propanol), 2-메틸아미노에탄올(2-methylaminoethanol), 디메틸에탄올아민(dimethylethanolamine), 메틸피롤리돈(methylpyrrolidone), 디에탄올아민(diethanolamine), 디에틸아미노에탄올(diethylaminoethanol), 트리에탄올아민(triethanolamine) 등의 아민류 용매; 부티로락톤(butyrolactone), 프로필 아세테이트(propyl acetate), 에틸 아세테이트(ethyl acetate), 에틸 프로피오네이트(ethyl propionate), 에틸 피루베이트(ethyl pyruvate), 부틸 아세테이트(butyl acetate), 에틸 락테이트 (ethyl lactate), 메틸-2-하이드록시 이소부틸레이트(methyl-2-hydroxy isobutyrate), 에틸렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol methyl ether acetate), 에텔렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monobutyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(propylene glycol monomethyl ether acetate), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(propylene glycol monoethyl ether acetate, 2-ethyoxyethyl acetate), 에틸에톡시 프로피오네이트(ethylethoxy propionate), 부틸 락테이트(butyl lactate), 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트(diethylene glycol monomethyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트(diethylene glycol monoethyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(diethylene glycol monobutyl ether acetate), 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(ethylene glycol monobutyl ether acetate), 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트(diethylene glycol monobutyl ether acetate) 등의 에테르류 용매; 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofurane), 1,4-다이옥산(1,4-dioxane), 1-메톡시-2-프로판올(1-methoxy-2-propanol), 메톡시벤젠(methyoxybenzene), 디부틸 에테르(dibutyl ether), 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르(diethylene glycol monoethyl ether), 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(diethylene glycol dimethyl ether), 디에틸렌 글리콜 에틸메틸 에테르(diethylene glycol ethylmethyl ether), 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르(diethylene glycol diethyl ether), 디프로피리렌 글리콜 모노에틸 에테르(dipropylene glycol monoethyl ether), 디프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르(dipropylene glycol monomethyl ether), 디에틸렌 글리콜 부틸 에테르(diethylene glycol butyl ether), 디페닐 에테르(diphenyl ether), 아세트산 3-메톡시부틸 에스테르(acetic acid 3-methoxybutyl ester) 등의 에스테르류 용매; 및 아세테이트(acetate), 시클로헥산(cyclohexanone), 메틸 부틸 케톤(methyl butyl ketone), 메틸 에틸 케톤(methyl ethyl ketone), 2-헵타논(2-heptanone), 부티로락톤(butyrolactone) 등의 케톤류 용매 등을 사용할 수 있으며, 상기 용매는 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용매는 잉크 조성물 전체 100 중량부에 대해 50 내지 90 중량부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 명세서의 잉크 조성물에는 필요에 따라 추가로 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 첨가제를 추가로 사용할 수 있다.

상기 분산제는 미리 안료를 표면처리하는 형태로 안료에 내부 첨가시키는 방법, 또는 안료에 외부 첨가시키는 방법으로 사용할 수 있다. 상기 분산제로는 고분자형, 비이온성, 음이온성, 또는 양이온성 분산제를 사용할 수 있으며, 그 예로는 폴리알킬렌글리콜 및 이의 에스테르, 폴리옥시알킬렌 다가알콜, 에스테르알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올알킬렌옥사이드 부가물, 설폰산 에스테르, 설폰산염, 카르복실산에스테르, 카르복실산염, 알킬아미드알킬렌옥사이드 부가물, 또는 알킬아민 등이 있다. 이들은 단독으로 첨가하거나 2 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 밀착촉진제는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)-실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에톡시 시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 또는 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다.

상기 산화방지제는 2,2-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 또는 2,6-g,t-부틸페놀 등을 사용할 수 있다.

상기 첨가제는 전체 잉크 조성물 100 중량부에 대해 0 초과 내지 5 중량부 이하로 첨가하는 것이 바람직하다.

상기 컬러필터의 제조는 유기발광소자와 같은 디스플레이 소자의 기판 위에 직접 형성할 수도 있고, 유기발광소자와 같은 디스플레이 소자가 형성된 기판과 다른 별도의 기판에 컬러필터를 형성한 뒤 두 기판을 합착하는 방식으로도 제조할 수 있다.

본 명세서에 따른 컬러필터의 제조방법은 본 명세서의 잉크 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 당 기술 분야의 기술을 이용할 수 있다.

예를 들어, 컬러필터를 형성할 수 있는 방법은 통상 알려진 포토리소그라피 공정, 잉크젯(ink jet) 프린팅 공정, 리버스 오프셋 프린팅 공정 등을 이용할 수 있으나 이에만 한정되는 것은 아니다.

상기 디스플레이 소자는 플렉서블 디스플레이 소자인 것이 바람직하다.

상기 디스플레이 소자는 유기발광소자, 구체적으로 녹색 광원을 포함하는 유기발광소자일 수 있다.

본 명세서에 따른 디스플레이 소자의 제조방법은 본 명세서의 컬러필터용 잉크 조성물을 이용하는 것을 제외하고는 당 기술 분야의 기술을 이용할 수 있다.

이하, 본 명세서의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시한다. 그러나, 하기의 실시예는 본 명세서를 예시하기 위한 것이며, 이에 의하여 본 명세서의 범위가 한정되는 것은 아니다.

<실시예>

착색제로는 C.I. PIGMENT GREEN 7과 C.I. PIGMENT YELLOW 185을 중량비로 7:3이 되도록 혼합하여 전체 안료 함량이 5.4중량%가 되도록 혼합하였다. 분산제로 폴리에스테르계 분산수지 4.73 중량%와 바인더 수지로서 벤질(메타)아크릴레이트와 (메타)아크릴산이 7:3의 몰비로 형성된 공중합체(Mw=7,000, 산가 113㎎KOH/g) 3.58 중량%, 블락 이소시아네이트기를 함유하는 화합물로 헥사메틸렌 디이소시아네트(hexamethylene diisocyanate)의 트라이머(trimer)가 메틸에틸 케톡심(methylethyl ketoxime)으로 블락킹(blocking)된 트라이머(trimer)계 블락 이소시아네이트 (TPA-B80X, Asahi KASEI Ltd. Japan) 3.04 중량%를 혼합하고, 첨가제로서 불소계 계면활성제인 TF-1752 (DIC, Japan) 0.28 중량%, 접착조제로 3-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란 0.1 중량%를 혼합하고, 용매로서 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 58.71 중량%, 1-메톡시-2-프로판올 23.1중량%, 디메틸카보네이트 1.06중량%를 혼합하였다. 그 다음, 상기 혼합물을 5 시간 동안 교반하여 잉크 조성물을 제조하였다.

<비교예>

착색제로 C.I. PIGMENT GREEN 58, C.I. PIGMENT YELLOW 150을 중량비로 6:4가 되도록 혼합하여 전체 안료함량이 5.4 중량%가 되도록 혼합한 것 이외에는 실시예와 동일하게 하여 잉크 조성물을 제조하였다.

<실험예 1>

상기 실시예 및 비교예의 잉크 조성물을 스핀 코터를 이용하여 LCD용 유리 기판 위에 250rpm으로 7초간 균일하게 코팅한 후, 핫플레이트(Hot plate) 위에서 90도 100초간 전열처리(pre-bake)를 실시한 후 컨벡션 오븐(convection oven)을 이용하여 230℃ 30분간 소성을 실시하였으며, 소성 후 막의 두께는 2.1㎛ 이었다.

<실험예 2>

실험예 1에서 얻어진 실시예 및 비교예의 잉크 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조한 후 380 nm~780 nm 범위의 가시광 영역에서의 스펙트럼 투과율을 얻었으며, 도 1 및 도 2에 나타내었다.

도 1은 C.I. PIGMENT GREEN 58 및 C.I. PIGMENT YELLOW 150을 사용한 종래 안료의 스펙트럼 투과율을 나타낸 도이고,

도 2는 본 명세서의 실시예에 따라 녹색 착색제로 C.I. PIGMENT GREEN 7, 황색 착색제로 C.I. PIGMENT YELLOW 185를 사용한 안료의 스펙트럼 투과율을 나타낸 도이다.

도 1의 경우 파장 520 nm 내지 540 nm 범위의 투과율이 70%를 초과하여 투과율이 높기 때문에 외부광에 의한 혼색에 의해 명암비가 감소하는 문제점이 있다.

그러나 본원 발명에 따른 잉크 조성물을 사용한 도 2의 경우 520 nm 내지 540 nm 범위에서의 투과율이 70% 이하로 나타나 외부광에 의한 혼색에 의해 명암비가 감소하는 것을 막을 수 있다.

Claims

480 nm 이하와 600 nm 이상의 스펙트럼 투과율이 10% 이하이고, 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 70% 이하인 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 520 nm 내지 540 nm 범위의 스펙트럼 투과율이 60% 이하인 것인 잉크 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 잉크 조성물은 a) 녹색 착색제와 황색 착색제를 포함하는 착색제, b) 바인더 수지 및 c) 블락 이소시아네이트기를 함유하는 화합물을 포함하는 것인 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 적색 착색제는 C.I. PIGMENT GREEN 7이고, 황색 착색제는 C.I. PIGMENT YELLOW 185인 것인 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 잉크 조성물 전체 고형분 100 중량부를 기준으로, 상기 a) 착색제의 함량은 30 내지 50 중량부이고, 상기 b) 바인더 수지의 함량은 5 내지 30 중량부이며, 상기 c) 블락 이소아네이트기를 갖는 화합물의 함량은 20 내지 45 중량부인 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 b) 바인더 수지의 중량 평균 분자량이 5,000 내지 15,000인 것인 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 b) 바인더 수지는 산가가 40 내지 150 KOH mg/g인 것인 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, d) 계면활성제 또는 e) 용매를 추가로 포함하는 것인 잉크 조성물.
청구항 8에 있어서, 상기 잉크 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 상기 d) 계면활성제의 함량은 0.1 내지 0.5 중량부이며, 상기 e) 용매의 함량은 50 내지 90 중량부인 것인 잉크 조성물.
청구항 3에 있어서, 상기 잉크 조성물은 첨가제로서 분산제, 밀착촉진제 및 산화방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 추가로 포함하는 것인 잉크 조성물.
청구항 10에 있어서, 상기 잉크 조성물 전체 100 중량부를 기준으로, 상기 첨가제의 함량은 각각 독립적으로 0 중량부 초과 내지 5 중량부 이하인 것인 잉크 조성물.
청구항 1 내지 11 중 어느 한 항의 잉크 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터.
청구항 12의 컬러필터를 포함하는 디스플레이 소자.
청구항 13에 있어서, 상기 디스플레이 소자는 플렉서블 디스플레이 소자인 것인 디스플레이 소자.
청구항 13에 있어서, 상기 디스플레이 소자는 녹색 광원을 포함하는 유기발광소자인 것인 디스플레이 소자.