KR20140106282A - 착색 감광성 수지 조성물 - Google Patents

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KR20140106282A KR1020130020638A KR20130020638A KR20140106282A KR 20140106282 A KR20140106282 A KR 20140106282A KR 1020130020638 A KR1020130020638 A KR 1020130020638A KR 20130020638 A KR20130020638 A KR 20130020638A KR 20140106282 A KR20140106282 A KR 20140106282A
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신현철
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 본 발명은 녹색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 열가교제 및 용제를 포함하며; 녹색 착색제는 C.I.피그먼트 그린 58을 포함하는 안료 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 염료를 포함하고; 열가교제는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 명암비가 높고, 내열성 및 내약품성이 우수하여, 고온 조건에 오래 노출되거나 제조 공정상 다수의 약품에 노출되어도 색 변화를 최소화할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

착색 감광성 수지 조성물 {COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
칼라필터는 촬상(撮像)소자, 액정표시장치 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 칼라 액정표시장치나 촬상소자 등에 사용되는 칼라필터는, 통상 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판상에 적색, 녹색 및 청색의 각 색에 상당하는 녹색 착색제를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅에 의해 균일하게 도포한 후, 가열 건조(이하, 예비 소성이라고 하는 경우도 있음)하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화(이하, 후 소성이라고 하는 경우도 있음)하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 화소를 형성함으로써 제조되고 있다.
근래에 액정 디스플레이(LCD)용 칼라 필터는 액정 디스플레이가 점차적으로 대면적화되며 지속적으로 고품위의 화질이 요구되고 있다. 이를 위해 녹색화소의 색제가 C.I. 피그먼트 그린 36에서 투과도 및 명암비가 높은 C.I. 피그먼트 그린 58로 급속하게 변경되고 있으나, 내열성, 내약품성 등이 떨어져 고온에 오래 노출되거나 공정상 또는 사용 환경에 따라 색 변화가 발생하는 문제가 있다.
한국공개특허 제2011-113137호에는 착색 조성물, 컬러 필터 및 컬러 액정 표시 소자가 개시되어 있으나, 상기 문제점에 대한 대안을 제시하지 못하였다.
한국공개특허 제2011-113137호
본 발명은 명암비가 우수한 컬러필터를 제조할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 내열성 및 내약품성이 우수한 컬러필터를 제조할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 녹색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 열가교제 및 용제를 포함하며; 상기 녹색 착색제는 C.I.피그먼트 그린 58을 포함하는 안료 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 염료를 포함하고; 상기 열가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(식 중, R1은 수소원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;
R2는 (C2H4O)n이고, n은 0 내지 2의 정수임).
2. 위 1에 있어서, 상기 안료 및 염료는 30:70 내지 99:1의 중량비로 혼합되는 착색 감광성 수지 조성물.
3. 위 1에 있어서, 상기 열가교제는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 착색 감광성 수지 조성물:
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
.
4. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 50 내지 150mgKOH/g인 착색 감광성 수지 조성물.
5. 위 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 50,000인 착색 감광성 수지 조성물.
6. 위 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계(biimidazole) 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 착색 감광성 수지 조성물.
7. 위 1에 있어서, 아민 화합물 및 카르복실산 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 광중합 개시 보조제를 더 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
8. 위 1에 있어서, 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 상기 녹색 착색제는 5 내지 60중량%, 상기 알칼리 가용성 수지는 5 내지 85중량%, 상기 광중합성 화합물은 1 내지 60중량% 상기 열가교제는 1 내지 30중량%, 상기 광중합 개시제는 0.1 내지 40중량%로 포함되며; 상기 용제는 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%로 포함되는 착색 감광성 수지 조성물.
9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터는 명암비가 높다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터는 내열성 및 내약품성이 우수하여, 고온 조건에 오래 노출되거나 제조 공정상 다수의 약품에 노출되어도 색 변화를 최소화할 수 있다.
본 발명은 녹색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 열가교제 및 용제를 포함하며; 녹색 착색제는 C.I.피그먼트 그린 58을 포함하는 안료 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 염료를 포함하고; 열가교제는 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 명암비가 높고, 내열성 및 내약품성이 우수하여, 고온 조건에 오래 노출되거나 제조 공정상 다수의 약품에 노출되어도 색 변화를 최소화할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 녹색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다.
<녹색 착색제>
본 발명에 따른 녹색 착색제는 C.I.피그먼트 그린 58을 포함하는 안료 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 염료를 포함한다.
본 발명에 있어서, 녹색이란 특정 색 지수를 갖는 하나의 색상을 지칭하는 것이 아니라, 녹색 계열의 색상을 총칭하는 색으로, 이러한 측면에서 안료는 C.I.피그먼트 그린 58 외에도 원하는 색상을 나타내기 위해서 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 녹색 및 황색, 또는 기타 색의 유기 안료, 무기 안료 또는 이들의 혼합물을 더 포함할 수 있다.
유기 안료는 특별히 한정되지 않고, 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 안료일 수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프타로시아닌 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론(anthanthrone) 안료, 인단트론(indanthrone) 안료, 프라반트론 안료, 피란트론(pyranthrone) 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
무기 안료는 특별히 한정되지 않고 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물일 수 있으며, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 및 카본블랙으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 금속의 산화물일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
유기 안료 및 무기 안료는 색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 C.I. 피그먼트 옐로우 13, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180 및 185; C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36 및 47 등을 들 수 있고, 바람직하게는 C.I. 피그먼트 옐로우 138, 139, 150; C.I. 피그먼트 그린 7 등일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
다른 안료와 병용하는 경우 C.I.피그먼트 그린 58의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 안료 총 중량 중 70 내지 100중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 75 내지 100중량%로 포함될 수 있다. C.I.피그먼트 그린 58의 함량이 상기 범위 내인 경우, 원하는 색상을 나타낼 수 있으며 명암비 개선 효과를 극대화 할 수 있다.
본 발명에 따른 염료는 솔벤트 옐로우 21을 포함한다. C.I.피그먼트 그린 58과 솔벤트 옐로우 21을 병용하여 사용하는 경우, 보다 명암비가 우수한 컬러필터를 제조할 수 있다.
안료 및 염료의 혼합비는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 30:70 내지 99:1의 중량비로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 40:60 내지 80:20의 중량비로 포함될 수 있다. 안료 및 염료의 혼합비가 상기 범위 내인 경우, 휘도 및 명암비가 우수하며, 원하는 색조를 나타내면서도 패널 등에 적용되었을 때 적정의 R, G, B 밸런스를 가져 표시장치의 불량을 억제할 수 있다.
녹색 착색제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 5 내지 60중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 녹색 착색제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 화소의 색 농도가 충분하고, 현상시 비화소부의 누락성이 저하되지 않기 때문에 잔사 발생을 줄일 수 있다.
<알칼리 가용성 수지>
알칼리 가용성 수지는 본 발명의 용제에 용해될 수 있고 광 또는 열의 작용에 대한 반응성을 가지며, 상기 착색제에 대한 결착 수지의 기능을 하고 알칼리성 현상액에 용해 가능한 아크릴계 공중합체이면, 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다.
아크릴계 공중합체는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 상기 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
카르복실기 함유 단량체로는 예를 들면 불포화 모노카르복실산, 불포화 디카르복실산 또는 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
불포화 모노카르복실산으로는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.
불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다.
불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
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; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 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-히드록시부틸아크릴레이트, 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; 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 벤조산비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화비닐리덴 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. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
알칼리 가용성 수지가 카르복실기 함유 단량체 및 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체일 경우, 카르복실기 함유 단량체의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 단량체 총 중량 중 10 내지 50중량%, 바람직하게는 15 내지 40중량%, 보다 바람직하게는 25 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 카르복실기 함유 단량체의 함량이 상기 범위 내인 경우, 현상액에 대한 용해성이 양호하며, 현상시 정확한 패턴을 형성할 수 있다.
알칼리 가용성 수지는, 예를 들면 (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리스틸렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스틸렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트/벤질(메타)아크릴레이트/폴리메틸(메타)아크릴레이트 거대 단량체 공중합체, (메타)아크릴산/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시)/스티렌/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/숙신산모노(2-아크릴로일옥시에틸)/스티렌/알릴(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/N-페닐말레이미드/스티렌/글리세롤모노(메타)아크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있다. 여기서 (메타)아크릴레이트는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
이들 중에서 (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질(메타)아크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/메틸(메타)아크릴레이트/스티렌 공중합체 등이 바람직하다.
알칼리 가용성 수지의 분자량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 중량평균분자량)이 5,000 내지 50,000이고, 바람직하게는 8,000 내지 40,000이며, 보다 바람직하게는 10,000 내지 35,000이고, 가장 바람직하게는 10,000 내지 30,000일 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 분자량이 상기 범위 내인 경우, 도막 경도가 향상되고, 잔막률도 높으며, 미노광부의 현상액에 대한 용해성이 양호하고, 해상도가 향상될 수 있다.
알칼리 가용성 수지의 산가는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 50 내지 150mgKOH/g일 수 있고, 바람직하게는 60 내지 140mgKOH/g, 보다 바람직하게는 80 내지 135mgKOH/g, 가장 바람직하게는 80 내지 130mgKOH/g일 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 내인 경우, 현상액에 대한 용해성이 향상되고, 잔막률을 개선될 수 있다. 산가란, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
알칼리 가용성 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 5 내지 85중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 10 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 알칼리 가용성 수지의 함량이 상기 범위 내인 경우, 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하는 것을 억제할 수 있고, 현상시에 비화소 부분의 누락을 억제할 수 있다.
< 광중합성 화합물>
광중합성 화합물은 패턴의 강도를 강화시키기 위한 성분으로서, 1관능, 2관능 또는 다관능 다량체 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2관능 이상의 단량체일 수 있다. 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 또는 N-비닐피롤리돈 등의 1관능성 단량체; 1,6-헥산디올디(메타) 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타) 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 또는 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등의 2관능성 단량체; 트리메틸올 프로판트리(메타) 아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리 (메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스 리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴 레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타 에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등의 다관능성 단량체를 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
광중합성 화합물의 함량은 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 1 내지 60중량%로 포함되고, 바람직하게는 5 내지 50중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물의 함량이 상기 범위 내인 경우, 화소부의 강도나 평활성이 양호할 수 있다.
< 열가교제 >
열가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00005
(식 중, R1은 수소원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;
R2는 (C2H4O)n이고, n은 0 내지 2의 정수임).
화학식 1로 표시되는 열가교제를 C.I.피그먼트 그린 58 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 착색제와 병용하여 사용하면, 내열성 및 내용제성이 특히 개선되어 고온 조건에 오래 노출되거나, 제조 공정 중에 다수의 약품에 노출되어도 색 변화를 최소화할 수 있다.
본 발명에 따른 열가교제는 내열성 및 내용제성 개선을 극대화하는 측면에서 바람직하게는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물 중 적어도 1종을 포함한다.
[화학식 2]
Figure pat00006
[화학식 3]
Figure pat00007
[화학식 4]
Figure pat00008
본 발명에 따른 열가교제는 전술한 화합물 외에도 당 분야에서 통상적으로 사용되는 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다.
열가교제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 1 내지 30중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 5 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 열가교제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 내약품성이 우수하고 미세패턴 형성이 용이하며, 현상성이 우수하고, 컬러필터의 비화소부의 잔여 미용해물 생성을 억제할 수 있다.
< 광중합 개시제 >
광중합 개시제의 종류는 상기 광중합성 화합물의 중합을 개시할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 광중합개시제 일 수 있고, 예를 들면 아세토페논계, 비이미다졸계(biimidazole), 옥심계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아세토페논계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온, 하기 화학식 5 로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00009
(식 중, R1, R2, R3 및 R4는 서로 독립적으로 수소 원자; 할로겐 원자, 히드록시기 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환 또는 비치환된 페닐기, 벤질기 또는 나프틸기임).
화학식 5 로 표시되는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-프로필-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-부틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-메틸-2-메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디에틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
비이미다졸계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 이들 중 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기로 치환된 이미다졸 화합물 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 등일 수 있다.
옥심계 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 하기 화학식 6 내지 8로 표시되는 화합물 등일 수 있으며, 사용 가능한 시판품으로 예를 들면 igacure OXE01, igacure OXE02(BASF사) 등을 들 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00010
[화학식 7]
Figure pat00011
[화학식 8]
Figure pat00012
광중합 개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 0.1 내지 40중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 광중합 개시제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 착색 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있으며, 형성한 화소부의 강도와 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해질 수 있다.
< 광중합 개시 보조제>
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 감도 향상을 위해 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다.
광중합 개시 보조제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들어 아민 화합물, 카르복실산 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
아민 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 벤조산2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민화합물 등을 들 수 있다.
카르복실산 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
광중합 개시 보조제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 0.1 내지 50중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 1 내지 40중량%로 포함될 수 있다. 광중합 개시 보조제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 향상되고, 형상 공정 중 패턴 단락 발생을 방지할 수 있다.
<용제>
용제는 상기 성분들을 용해할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
예를 들면 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 에테르류; 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, γ-부티롤락톤 등의 에스테르류 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등일 수 있다.
용제는 도포성 및 건조성 면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제인 것이 바람직하다.
용제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 70 내지 85중량%로 포함될 수 있다. 용제의 함량이 상기 범위 내인 경우, 도포성이 양호할 수 있다.
<첨가제>
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 분산제, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 자외선 흡수제 및 응집 방지제로 이루어지는 군에서 선택된 적어도 1종의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
분산제의 종류는 특별히 한정되지 않고 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면 BMA(부틸메타아크릴레이트) 또는 DMAEMA(N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제; 폴리카르복실산 에스테르; 불포화 폴리아미드; 폴리카르복실산; 폴리카르복실산의 (부분적)아민염; 폴리카르복실산의 암모늄염; 폴리카르복실산의 알킬아민염; 폴리실록산; 장쇄 폴리아미노아미드포스페이트염; 히드록실기 함유 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물; 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염; (메타)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메타)아크릴산-(메타)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물; 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에서 사용 가능한 시판되고 있는 분산제로는, 예를 들면 DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162,DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184, DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2150(BYK케미사); EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48,EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800(BASF사); SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204/10(Lubirzol사); 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000(카와켄 파인 케미컬사); 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823(아지노모토사); 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44(쿄에이샤 화학사) 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위한 성분으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
에폭시 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한 에폭시 수지의 브롬화 유도체; 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물; 부타디엔(공)중합체 에폭시화물; 이소프렌(공)중합체 에폭시화물; 글리시딜(메타)아크릴레트(공)중합체; 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
옥세탄 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다.
경화 보조 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 다가 카르복시산류, 다가 카르복시산 무수물류, 산발생제 등이 있다. 다가 카르복시산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다.
본 발명에서 사용가능한 시판되는 에폭시 수지 경화제로는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
계면활성제는 감광성 수지 조성물의 피막 형성성을 향상시키는 성분으로, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 불소계 계면활성제, 실리콘계 계면활성제 또는 이들의 혼합물을 들 수 있다.
실리콘계 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400 등; GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452 등을 들 수 있다.
불소계 계면활성제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482, F-489 등을 들 수 있다.
밀착 촉진제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 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, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
밀착 촉진제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 0.01 내지 10중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 2중량%로 포함될 수 있다.
자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
응집 방지제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리아크릴산 나트륨일 수 있다.
상기 첨가제는 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 0.01 내지 15중량%로 포함될 수 있다.
<착색 감광성 수지 조성물의 제조방법>
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 조제하는 방법으로서는, 예를 들면, 용매에 착색제 및 분산제를 첨가하여 분산시켜 균일한 입자 직경의 착색제 분산액을 조제한 다음, 용매에 용해시킨 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 필요에 따라 기타 첨가제 등을 용해시켜 착색제 분산액과 혼합하며 필요에 따라 다시 용매를 첨가하는 방법으로 제조할 수 있다.
<컬러필터>
또한, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 제공한다.
컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 컬러층을 포함한다.
기판은 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
컬러층은 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
상기와 같은 기판 및 컬러층을 포함하는 컬러필터는, 각 착색패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러필터의 컬러층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
<액정표시장치>
또한 본 발명은 상기 컬러필터를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시장치는 상기 컬러필터를 구비한 것을 제외하고는 본 발명의 기술분야에서 당업자에게 알려진 구성을 포함할 수 있고, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
합성예 . 알칼리 가용성 수지
메타크릴산, 스티렌, 벤질메타아크릴레이트 및 N-벤질말레이미드를 25: 15: 40: 20의 중량비로 포함하여 중합하여 고형분 산가 85㎎KOH/g, GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 20,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.1인 알칼리 가용성 수지를 제조하였다.
실시예 및 비교예 .
하기의 표 1의 조성 및 함량(중량부)를 갖는 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구분 착색제
(A)		 알칼리 가용성 수지
(B)		 광중합성 화합물
(C)		 광중합 개시제
(D)		 열가교제
(E)		 용제
(F)		 첨가제
(G)
성분 함량 성분 함량 성분 함량
실시예 1 A-1/
A-3		 4.42/
0.97		 3.3 3.3 D-1/
D-2		 0.35/
0.68		 E-1 0.34 85.31 1.33
실시예 2 A-1/
A-2/
A-3		 4.16/
0.76/
0.49		 3.3 3.3 D-1
D-2		 0.35/
0.68		 E-1 0.34 85.29 1.33
비교예 1 A-1/
A-2		 3.89/
1.51		 3.3 3.3 D-1/
D-2		 0.35/
0.68		 E-1 0.34 85.30 1.33
비교예 2 A-1/
A-3		 4.42/
0.97		 3.3 3.3 D-1/
D-2		 0.35/
0.68		 - - 85.65 1.33
비교예 3 A-1/
A-3		 4.42/
0.97		 3.3 3.3 D-1/
D-2		 0.35/
0.68		 E-2 0.34 85.31 1.33
A-1: C.I.피그먼트 그린58,
A-2: C.I.피그먼트 옐로우138,
A-3: 솔벤트 옐로우 21,
B: 합성예의 알칼리 가용성 수지,
C: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA, 닛본 카야꾸사),
D-1: 2-벤질-2-디메틸아미노-1(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369, Ciba사),
D-2:에타논-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4테트라히드로피라닐옥시벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심) (Irgacure OXE02, Ciba사),
E-1: 플루오렌 에폭시 수지 (BPEF-G, 오사카가스케이칼사),
E-2: 오르솔크레졸 노볼락 에폭시 수지(SUMI-EPOXY ESCN-195XL; 스미또모 카가꾸 고교사),
F: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트,
G: 메가피스 F-475(다이닛본 잉크 가가꾸 고교 사)
실험예 .
2평방인치의 유리 기판(#1737, 코닝사)을 중성 세제, 물 및 알코올로 차례로 세정하고 나서 건조하였다. 이 유리 기판상에 실시예 및 비교예의 착색 감광성 수지 조성물을 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 노광하여 현상 공정을 생략했을 때의 후 소성 후의 막 두께가 2.2㎛가 되도록 스핀 코팅하고, 이어서 크린 오븐 중, 100℃에서 3분간 예비 건조(예비 소성)하였다. 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 패턴을가짐)의 간격을 100㎛로 하고, 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광 조사하였다. 그 후, 비이온계 계면 활성제 0.12%와 수산화칼륨 0.06%를 포함하는 수계 현상액에 상기 도막을 26℃에서 소정 시간 담가두어 현상한 뒤, 수세 후 230℃에서 20분간 건조(후 소성)하여 컬러필터를 제조하였다.
(1) 명암비 측정
제조된 컬러필터에서 동일 색상좌표(Gx=0.274, Gy=0.572)에서 명암비를 측정하여, 하기 기준에 따라 평가하고, 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
○: 명암비가 24,000 이상
△: 명암비가 22,000 이상 내지 24,000 미만
X: 명암비가 22,000 미만
(2) 내용제성 평가
제조된 컬러필터를 NMP(1-메틸-2-피롤리돈)에 30분간 침지시켜, 침지 전후의 색변화를 측정하여 하기 기준에 따라 내용제성을 평가하였다. 하기 수학식 1에 따라 색변화를 나타내었으며, 수학식 1에서 L*, a*, b*는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타낸다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[수학식 1]
△Eab*= (△L*)2+ (△a*)2+(△b*)2](1/2)
○: △Eab가 1 내지 2.
△: △Eab가 2 초과 내지 3 이하.
X: △Eab가 3 초과.
(3) 내열성 평가
제조된 컬러필터를 230℃의 가열 오븐에서 2시간 가열하여, 가열 전후의 색변화를 측정하여 하기 기준에 따라 내열성을 평가하였다. 하기 수학식 1에 따라 색변화를 나타내었으며, 수학식 1에서 L*, a*, b*는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타낸다. 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
[수학식 1]
△Eab*= (△L*)2+ (△a*)2+(△b*)2](1/2)
○: △Eab가 1 내지 2.
△: △Eab가 2 초과 내지 3 이하.
X: △Eab가 3 초과.
평가 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
구분 명암비 내용제성 내열성
실시예 1 ○ ○ ○
실시예 2 ○ ○ ○
비교예 1 △ ○ △
비교예 2 ○ X X
비교예 3 ○ X X
상기 표 2를 참조하면, 실시예 1 및 2의 착색 감광성 수지 조성물로 형성한 컬러필터는 명암비가 우수하고, 내용제성 및 내열성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
그러나, 솔벤트 옐로우 21을 포함하지 않는 비교예 1의 착색 감광성 수지 조성물로 형성한 컬러필터는 명암비 및 내열성이 다소 불량하였다.
그리고 가교제를 포함하지 않은 비교예 2 및 본 발명의 범위를 벗어나는 가교제를 포함한 비교예 3의 착색 감광성 수지 조성물로 형성한 컬러필터는 용제에 노출되거나 고온 조건에 노출되었을 때 색 변화가 커서 내용제성 및 내열성이 매우 떨어지는 것을 확인하였다.

Claims (9)

  1. 녹색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 열가교제 및 용제를 포함하며;
    상기 녹색 착색제는 C.I.피그먼트 그린 58을 포함하는 안료 및 솔벤트 옐로우 21을 포함하는 염료를 포함하고;
    상기 열가교제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00013

    (식 중, R1은 수소원자 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고;
    R2는 (C2H4O)n이고, n은 0 내지 2의 정수임).
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 안료 및 염료는 30:70 내지 99:1의 중량비로 혼합되는 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 열가교제는 하기 화학식 2 내지 4로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 착색 감광성 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00014

    [화학식 3]
    Figure pat00015

    [화학식 4]
    Figure pat00016
    .
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 산가는 50 내지 150mgKOH/g인 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 5,000 내지 50,000인 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계(biimidazole) 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종인 착색 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 아민 화합물 및 카르복실산 화합물로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1종의 광중합 개시 보조제를 더 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 고형분 기준으로 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중
    상기 녹색 착색제는 5 내지 60중량%,
    상기 알칼리 가용성 수지는 5 내지 85중량%,
    상기 광중합성 화합물은 1 내지 60중량%
    상기 열가교제는 1 내지 30중량%,
    상기 광중합 개시제는 0.1 내지 40중량%로 포함되며;
    상기 용제는 착색 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60 내지 90중량%로 포함되는 착색 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20160028276A (ko) * 2014-09-03 2016-03-11 동우 화인켐 주식회사 감광성 수지 조성물
KR20170036600A (ko) * 2015-09-24 2017-04-03 동우 화인켐 주식회사 녹색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치
KR20180106658A (ko) * 2017-03-21 2018-10-01 동우 화인켐 주식회사 적색 화소용 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치
CN111164512A (zh) * 2017-09-29 2020-05-15 东丽株式会社 感光性树脂组合物、固化膜、具备固化膜的元件和有机el显示器及有机el显示器的制造方法

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