KR20150028584A - 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 - Google Patents

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 Download PDF

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KR20150028584A
KR20150028584A KR20130107399A KR20130107399A KR20150028584A KR 20150028584 A KR20150028584 A KR 20150028584A KR 20130107399 A KR20130107399 A KR 20130107399A KR 20130107399 A KR20130107399 A KR 20130107399A KR 20150028584 A KR20150028584 A KR 20150028584A
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Abstract

(A) 염료를 포함하는 착색제; (B) 광경화 분산제; (C) 아크릴계 바인더 수지; (D) 광중합성 단량체; (E) 광중합 개시제; 및 (F) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물, 및 이를 이용한 컬러필터가 제공된다.

Description

컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND COLOR FILTER USING THE SAME}
본 기재는 컬러필터용 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터에 관한 것이다.
최근 대화면 액정표시장치의 보급이 확대됨에 따라 액정표시장치에 대한 새로운 성능 향상의 요구가 높아지고 있으며, 액정표시장치의 부품 중 컬러필터는 색상을 구현하는 가장 중요한 것으로 생산성을 위한 공정 마진을 증가시키기 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다.
또한 대화면 액정표시장치의 경우 색순도를 높이기 위해 컬러필터 제조시 감광성 수지 조성물의 착색제 농도가 높아지고 있으며, 제조 공정상의 생산성과 수율을 증가시키기 위해 현상속도를 낮추고 적은 노광량에도 감도가 우수한 감광성 수지 조성물이 요구되고 있다.
감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 주로 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료 분산법 등에 의해 3종 이상의 색상을 투명 기판 상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산법이 많이 이용되고 있다.
그러나 안료 분산법의 경우, 예를 들어 적색 안료를 이용하여 색좌표 상의 착색력이 높은 영역(고농도 영역)을 표시하는 적색 화소를 형성하려면 적색 안료의 함량을 늘려야 하는데, 이 경우 투과율이 낮아진다. 또한 고투과율을 확보하기 위해 황색 안료를 고농도로 사용하여 색좌표를 황색 방향에 어긋나게 하는 방법이 있으나, 황색 안료의 함량이 많아지면 안료의 총 함량이 증가하여 휘도 특성이 저하되며, 패턴 형성성이 떨어지는 문제점이 있다.
안료 대신 염료를 사용하는 경우, 염료를 고분자화하거나, 또는 금속과 함께 착체를 형성하여 사용하는데, 고분자화된 염료는 단분자 염료 보다는 신뢰성이 개선되나, 염료의 양이 늘어나거나 염료를 단독 사용하는 경우에는 여전히 신뢰성이 떨어지고, 또한, 염료를 금속과 함께 착체로 형성하면 휘도 등의 색특성이 떨어지는 문제가 있다.
일 구현예는 고휘도를 가지며, 색특성 및 신뢰성이 우수한 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공하기 위한 것이다.
다른 구현예는 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 일 구현예는 (A) 염료를 포함하는 착색제; (B) 광경화 분산제; (C) 아크릴계 바인더 수지; (D) 광중합성 단량체; (E) 광중합 개시제; 및 (F) 용매를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 제공한다.
상기 광경화 분산제는 아크릴레이트계 모노머, 에스테르계 모노머, 우레탄계 모노머, 에폭시 아미드계 모노머, 또는 개질된 상기 각 모노머의 중합체일 수 있다.
상기 광경화 분산제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
(상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
R' 및 R"은 각각 독립적으로 C1 내지 C20 알킬기이고,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
Pre poly는 우레탄 프리폴리머(prepolymer)이고,
Anchoring group은 아크릴레이트기이고,
-polyether-는 -(L4-O-L5)h-로 표시될 수 있고, -polyester-는 -(L6-COO-L7)i-로 표시될 수 있고, 상기 L4, L5, L6, 및 L7은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
a 내지 l, 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.)
상기 염료는 청색 염료일 수 있다.
상기 착색제는 안료를 더 포함할 수 있다.
상기 착색제는 상기 염료와 상기 안료를 5 : 5 내지 9.9 : 0.1의 중량비로 포함할 수 있다.
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 착색제 1 내지 30 중량%; 광경화 분산제 0.1 내지 20 중량%; 아크릴계 바인더 수지 1 내지 30 중량%; 광중합성 단량체 1 내지 15 중량%; 광중합 개시제 0.1 내지 10 중량%; 및 용매 잔부량을 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지는　(메타)아크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산 또는 이들의 조합을 포함하는 제1 에틸렌성 불포화 단량체; 및 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 초산비닐, 안식향산 비닐, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체를 포함할 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트　또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제;　또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 고휘도를 가지며, 색특성 및 신뢰성이 우수함에 따라, 컬러 필터에 유용하게 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C3 내지 C20의 사이클로알킬기, C3 내지 C20의 사이클로알케닐기, C3 내지 C20의 사이클로알키닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 고리기 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예에 따른 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 (A) 염료를 포함하는 착색제; (B) 광경화 분산제; (C) 아크릴계 바인더 수지; (D) 광중합성 단량체; (E) 광중합 개시제; 및 (F) 용매를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 안료를 더 포함할 수 있으며, 상기 염료와 안료의 중량비는 약 5 : 5 내지 9.9 : 0.1일 수 있다.
상기와 같은 구성을 갖는 컬러필터용 감광성 수지 조성물은, 염료를 착색제의 주성분으로 포함하면서도, 내열성, 내광성, 내약품성 등의 신뢰성이 높고, 고휘도 등 우수한 색특성을 유지할 수 있다. 이는 아크릴레이트계 모노머, 에스테르계 모노머, 우레탄계 모노머, 에폭시 아미드계 모노머, 또는 개질된 상기 각 모노머의 중합체를 포함하는 상기 광경화 분산제를 염료와 함께 사용함에 따라 달성되는 것이다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(A) 착색제
상기 착색제는 주성분으로서 염료를 포함한다.
상기 염료는 용매에 대한 용해성이 우수하며, 이로부터 입자성을 가진 안료와 달리 용액 상태에서 입자성이 없거나 1차 입경이 1 nm 내지 10 nm로 매우 작으며, 고내구성을 가질 수 있다. 　이와 같이 염료의 입경이 안료 대비 매우 작을 경우 광산란이 감소되어 결과적으로 명암비와 휘도가 향상될 수 있으며, 이에 따라, 컬러필터 제조에 주로 사용되는 안료 분산법의 문제인 명암비 및 휘도의 저하를 보상할 수 있다.
상기 특성을 가지는 염료는 원하는 색좌표에서 고휘도 및 고명암비를 발현할 수 있는 바, 백라이트가 CCFL 또는 LED인 LCD 컬러필터에 유용하게 사용될 수 있다.
상기 염료는 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 산성 매염 염료, 황화 염료, 환원 염료, 아조익 염료, 분산 염료, 반응성 염료, 산화 염료, 유용 염료, 아조 염료, 안트라퀴논 염료, 인디고이드 염료, 카르보늄이온 염료, 프탈로시아닌 염료, 니트로 염료, 퀴놀린 염료, 시아닌 염료, 메틴 염료, 로다민(rhodamine) 염료, 릴렌(rylene) 염료, 아조 시아닌 염료, 또는 이들의 조합일 수 있다.
상기 염료는 예컨대, C.I. 액시드(acid) 바이올렛 49, C.I. 베이직(basic) 바이올렛 1, C.I. 베이직 바이올렛 3, C.I. 베이직 바이올렛 4, C.I. 베이직 바이올렛 7, C.I. 베이직 바이올렛 10, C.I. 베이직 바이올렛 11, C.I. 베이직 바이올렛 14, C.I. 베이직 바이올렛 18, C.I. 베이직 옐로우 2, C.I. 베이직 옐로우 9, C.I. 베이직 옐로우 13, C.I. 베이직 옐로우 15, C.I. 베이직 옐로우 21, C.I. 베이직 옐로우 23, C.I. 베이직 옐로우 24, C.I. 베이직 옐로우 25, C.I. 베이직 옐로우 32, C.I. 베이직 옐로우 41, C.I. 베이직 오렌지 2, C.I. 베이직 오렌지 14, C.I. 베이직 오렌지 22, C.I. 베이직 오렌지 23, C.I. 베이직 오렌지 24, C.I. 베이직 오렌지 25, C.I. 베이직 오렌지 30, C.I. 베이직 오렌지 33, C.I. 베이직 그린 1, C.I. 베이직 그린 4, C.I. 베이직 그린 5, C.I. 액시드 블루 7, C.I. 베이직 블루 1, C.I. 베이직 블루 3, C.I. 베이직 블루 6, C.I. 베이직 블루 9, C.I. 베이직 블루 22, C.I. 베이직 블루 41, C.I. 베이직 블루 45, C.I. 베이직 블루 47, C.I. 베이직 블루 64, C.I. 베이직 블루 66, C.I. 모던트(mordant) 블루 1, C.I. 베이직 레드 1, C.I. 베이직 레드 2, C.I. 베이직 레드 9, C.I. 베이직 레드 11(로다민 S), C.I. 베이직 레드 14, C.I. 베이직 레드 17, C.I. 베이직 레드 18, C.I. 베이직 레드 22, C.I. 베이직 레드 23, C.I. 베이직 레드 24, C.I. 베이직 레드 25, C.I. 베이직 레드 27, C.I. 베이직 레드 29, C.I. 베이직 레드 30, C.I. 베이직 레드 39, C.I. 액시드 레드 52, C.I. 베이직 브라운 1, C.I. 베이직 블랙 2 등 일 수 있다.
일 구현예에서, 상기 염료는 청색 염료일 수 있다. 컬러필터용 감광성 수지 조성물이 착색제로서 청색 염료를 포함하는 경우, 투과율 및 명암비가 개선될 수 있다.
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 상기 청색 염료 외, 다른 적색 염료 또는 녹색 염료를 더 포함할 수 있다.
일 구현예에서는 착색제로서 상기 전술한 염료를 단독으로 사용할 수도 있고, 내구성 향상을 위해 안료와 혼합하여 사용할 수도 있다.　
상기 안료는 적색 안료, 황색 안료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 적색 안료는 적어도 하나의 아조기를 포함하는 화합물을 사용할 수 있으며, 구체적으로 컬러 인덱스(Color Index) 내에서 C.I. 안료 적색 254, C.I. 안료 적색 242, C.I. 안료 적색 214, C.I. 안료 적색 221, C.I. 안료 적색 166, C.I. 안료 적색 220, C.I. 안료 적색 248, C.I. 안료 적색 262 등을 들 수 있고, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 황색 안료는 컬러 인덱스(Color Index) 내에서 C.I. 안료 황색 139, C.I. 안료 황색 138, C.I. 안료 황색 150 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제는 상기 염료와 상기 안료를 약 5 : 5 내지 9.9 : 0.1의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있으며, 예를 들어 약 6 : 4 내지 7 : 3의 중량비로 혼합하여 사용할 수 있다. 　상기 중량비 범위로 혼합하여 사용할 경우 색특성을 유지하면서　높은 명암비를 가질 수 있다.
상기 착색제는 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 약 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있으며, 예를 들어 약 3 내지 25 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 착색제를 상기 범위 내로 사용할 경우, 우수한 색특성을 가지면서 동일한 색 좌표에서 높은 명암비를 나타낼 수 있다.
(B) 광경화 분산제
상기 광경화 분산제는 에스테르계 모노머, 우레탄계 모노머, 아크릴레이트계 모노머, 에폭시 아미드계 모노머, 또는 개질된 상기 각 모노머의 중합체일 수 있다. 착색제의 주성분으로서 염료를 사용할 경우 신뢰성이 저하될 수 있으나, 상기 광경화 분산제를 염료와 함께 사용함으로써 신뢰성 및 감도가 향상된 컬러필터용 감광성 조성물을 얻을 수 있음을 확인하였다.
구체적으로, 상기 광경화 분산제를 형성하는 모노머로는 아크릴산, 메타크릴산, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트, 에틸헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 아크릴산 벤질(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 톨릴(메타)아크릴레이트, o-실릴(메타)아크릴레이트, 글리세롤(메타)아크릴레이트, 알킬아릴(메타)아크릴레이트, 숙시닉(메타)아크릴레이트 등과 같은 (메타)아크릴레이트계 모노머; 카프로락톤, 부티로락톤 등과 같은 락톤계 모노머 등을 들 수 있으며, 이들을 2종 이상 혼합하여 사용할 수도 있다. 즉, 상기 모노머를 1종 또는 2종 이상 중합한 중합체 또는 이를 적절한 작용기 등으로 개질시킨 중합체를 상기 광경화 분산제로 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 광경화 분산제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시될 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00005
[화학식 2]
Figure pat00006
[화학식 3]
Figure pat00007
[화학식 4]
Figure pat00008
(상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
R1 내지 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
R' 및 R"은 각각 독립적으로 C1 내지 C20 알킬기이고,
L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
Pre poly는 우레탄 프리폴리머(prepolymer)이고,
Anchoring group은 아크릴레이트기이고,
-polyether-는 -(L4-O-L5)h-로 표시될 수 있고, -polyester-는 -(L6-COO-L7)i-로 표시될 수 있고, 상기 L4, L5, L6, 및 L7은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
a 내지 l, 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.)
상기 화학식 2 또는 화학식 3의 경우, 고리형 에스터, 2가 알콜(히드록시기가 2개인 알콜), 및 아민 화합물을 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 광경화 분산제는 컬러필터용 감광성 수지 조성물 중 약 0.1 내지 20 중량%로 포함되는 것이 바람직하고, 상기 염료 대비 약 3 내지 8 중량%로 포함되는 것이 보다 바람직하다. 상기 광경화 분산제를 상기 범위로 사용할 경우, 컬러필터의 광학적, 물리적, 및 화학적 품질을 향상시킬 수 있다.
(C) 아크릴계 바인더 수지
상기 아크릴계 바인더 수지는 제1 에틸렌성 불포화 단량체　및 이와 공중합 가능한 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체로, 하나 이상의 아크릴계 반복단위를 포함하는 수지이다. 　
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 하나 이상의 카르복시기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 이의 구체적인 예로는　아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산　또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 약 5 내지　50　중량%, 예컨대 약 10 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제2 에틸렌성 불포화 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 에스테르 화합물; 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 아미노 알킬 에스테르 화합물; 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르복시산 비닐 에스테르 화합물; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 글리시딜 에스테르 화합물; (메타)아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; (메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드 화합물; 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 바인더 수지의 구체적인 예로는 (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 배합하여 사용할 수도 있다. 　
상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량은 약 3,000 내지 150,000 g/mol, 예컨대 약 5,000 내지 50,000 g/mol 일 수 있다.　　상기 아크릴계 바인더 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우, 상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물의 물리적 및 화학적 물성이 우수하고 점도가 적절하며, 컬러필터 제조시 기판과의 밀착성이 우수하다. 　
상기 아크릴계 바인더 수지의 산가는 약 15 내지 60 mgKOH/g, 예컨대 약 20 내지 50 mgKOH/g　일 수 있다. 　상기 아크릴계 바인더 수지의 산가가 상기 범위 내일 경우 픽셀 패턴의 해상도가 우수하다.
상기 아크릴계 바인더 수지는 상기 컬러 필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 약 1 내지 30 중량%, 예컨대 약 5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 아크릴계 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우, 컬러필터 제조시 현상성이 우수하며 가교성이 개선되어 우수한 표면 평활도를 얻을 수 있다.　
(D) 광중합성 단량체
상기 광중합성 단량체는 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 광중합성 단량체는 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가짐으로써,　패턴 형성 공정에서 노광시 충분한 중합을 일으킴으로써 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 광중합성 단량체의 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트　등을 들 수 있다.
상기 광중합성 단량체의 시판되는 제품을 예로 들면 다음과 같다. 　상기 (메타)아크릴산의 일관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-101®, 동 M-111®, 동 M-114® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TC-110S®, 동 TC-120S® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-158®, V-2311® 등을 들 수 있다. 　상기 (메타)아크릴산의 이관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-210®, 동 M-240®, 동 M-6200® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD HDDA®, 동 HX-220®, 동 R-604® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-260®, V-312®, V-335 HP® 등을 들 수 있다. 　상기 (메타)아크릴산의 삼관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-309®, 동 M-400®, 동 M-405®, 동 M-450®, 동 M-7100®, 동 M-8030®, 동 M-8060® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TMPTA®, 동 DPCA-20®, 동-30®, 동-60®, 동-120® 등; 오사카 유끼 가야꾸 고교(주)社의 V-295®, 동-300®, 동-360®, 동-GPT®, 동-3PA®, 동-400® 등을 들 수 있다. 　상기 제품을 단독 사용 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
상기 광중합성 단량체는　보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합성 단량체는　상기 컬러 필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 약 1　내지 15　중량%, 예컨대 약 5　내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 　상기 광중합성 단량체가 상기 범위 내로 포함될 경우,　패턴 형성 공정에서 노광시 경화가 충분히 일어나 신뢰성이 우수하며, 알칼리 현상액에의 현상성이 우수하다.
(E) 광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 아세토페논계의 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로 아세토페논, p-t-부틸디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예로는, 티오크산톤, 2-크롤티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물의 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐 4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3', 4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐 4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-트리 클로로메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2-4-트리클로로메틸(4'-메톡시스티릴)-6-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물의 예로는, 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는　상기 컬러 필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 약 0.1　내지 10　중량%, 예컨대 약 0.5 내지 5　중량%로 포함될 수 있다. 　상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 패턴 형성 공정에서 노광시 광중합이 충분히 일어나고, 미반응 개시제로 인한 투과율의 저하를 막을 수 있다.
(F) 용매
상기 용매는 상기 염료 및 안료, 상기 아크릴계 바인더 수지, 상기 광중합성 단량체, 및 상기 광중합 개시제와의 상용성을 가지되 반응하지 않는 물질들이 사용될 수 있다.
상기 용매의 예로는, 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 디클로로에틸 에테르, n-부틸 에테르, 디이소아밀 에테르, 메틸페닐 에테르, 테트라히드로퓨란 등의 에테르류; 에틸렌 글리콜 메틸에테르, 에틸렌 글리콜 에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 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 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케논, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 메틸 락테이트, 에틸 락테이트 등의 락트산 알킬 에스테르류; 메틸 히드록시아세테이트, 에틸 히드록시아세테이트, 부틸 히드록시아세테이트 등의 히드록시아세트산 알킬 에스테르류; 메톡시메틸 아세테이트, 메톡시에틸 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 에톡시메틸 아세테이트, 에톡시에틸 아세테이트 등의 아세트산 알콕시알킬 에스테르류; 메틸 3-히드록시프로피오네이트, 에틸 3-히드록시프로피오네이트 등의 3-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-에톡시프로피오네이트 등의 3-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시프로피오네이트, 에틸 2-히드록시프로피오네이트, 프로필 2-히드록시프로피오네이트 등의 2-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-에톡시프로피오네이트, 메틸 2-에톡시프로피오네이트 등의 2-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-히드록시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-에톡시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-알콕시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트, 2-히드록시-2-메틸에틸 프로피오네이트, 히드록시에틸 아세테이트, 메틸 2-히드록시-3-메틸부타노에이트 등의 에스테르류; 또는 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류의 화합물이 있으며, 또한 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐리드, 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, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 페닐 셀로솔브 아세테이트 등이 있으며, 이들 단독으로 사용되거나 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용매 중 혼화성(miscibility) 및 반응성 등을 고려한다면, 좋게는 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 등의 디에틸렌 글리콜류; 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류가 사용될 수 있다.
상기 용매는　상기 컬러 필터용 감광성 수지 조성물 총량에 대하여 잔부량으로 포함될 수 있으며, 예컨대 약 20　내지 90　중량%로 포함될 수 있다. 　상기 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우　컬러필터용 감광성 수지 조성물의 도포성이 우수하고, 두께 3㎛ 이상의 막에서 우수한 평탄성을 유지할 수 있다.
(G) 기타 첨가제
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 도포시 얼룩이나 반점을 방지하고, 레벨링 성능을 개선하기 위해, 또한 미현상에 의한 잔사의 생성을 방지하기 위하여, 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제 등의 기타 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ-메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ-이소 시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제의 예로는, BM Chemie사의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교(주)사의 메카 팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183® 등; 스미토모 스리엠(주)사의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히 그라스(주)사의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이 실리콘(주)사의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 시판품을 들 수 있다.
상기 첨가제의 함량은 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.
상기 컬러필터용 감광성 수지 조성물은 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해 에폭시 화합물을 더 포함할 수 있다.
상기 에폭시 화합물의 예로는, 페놀 노볼락 에폭시 화합물, 테트라메틸 비페닐 에폭시 화합물, 비스페놀 A형 에폭시 화합물, 지환족 에폭시　화합물 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 에폭시 화합물은 상기 컬러 필터용 감광성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 약 0.01 내지 5 중량부, 예컨대 약 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다. 　상기 에폭시 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 내열성 및 내화학성 등이 우수하다.
다른 일 구현예는 전술한 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터의 제조 방법은 다음과 같다.
유리기판 위에 스핀 도포, 롤러 도포, 스프레이 도포 등의 적당한 방법을 사용하여, 예를 들면, 0.5 내지 10 ㎛의 두께로 전술한 감광성 수지　조성물을 도포하여 수지 조성물 층을 형성한다.
이어서, 상기 수지 조성물 층이 형성된 기판에 컬러필터에 필요한 패턴을 형성하도록 광을 조사한다. 　조사에 사용되는 광원으로는 UV, 전자선 또는 X선을 사용할 수 있고, 예를 들면, 190 nm 내지　450 nm, 구체적으로는 200 nm 내지 400 nm 영역의 UV를 조사할 수 있다. 　상기 조사하는 공정에서 포토레지스트 마스크를 더욱 사용하여 실시할 수도 있다. 　이와 같이 조사하는 공정을 실시한 후, 상기 광원이 조사된　수지 조성물 층을 현상액으로 처리한다. 　이때 수지 조성물 층에서 비노광 부분은 용해됨으로써 컬러필터에 필요한 패턴이 형성된다. 이러한 공정을 필요한 색의 수에 따라 반복함으로써 원하는 패턴을 갖는 컬러필터를 수득할 수 있다. 　또한 상기 공정에서 현상에 의해 수득된 화상 패턴을 다시 가열하거나 활성선 조사 등에 의해 경화시키면 내크랙성, 내용제성 등을 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.　　다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(컬러필터용 감광성 수지 조성물 제조)
실시예 1
광중합 개시제의 함량을 정확히 측정한 뒤 용매를 투입하고, 광중합 개시제가 다 녹을 때까지 충분히 교반하였다 (30분 이상). 여기에 아크릴계 바인더 수지와 광중합성 단량체 그리고 광경화 분산제를 순차적으로 첨가한 뒤, 다시 1 시간 가량 교반하였다. 기타 첨가제를 투입하고, 염료를 넣은 후 최종적으로 수지 조성물 전체를 2 시간 이상 교반하여, 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 성분의 사양은 하기 표 1과 같다. 하기 표 1 내지 표 5에서, '**'표시는 고형분 기준의 바인더 수지의 함량을 의미하며, '***'표시는 밀 베이스(Millbase) 중 염료만의 함량을 의미한다.
성분 함량(g)
아크릴계 바인더 수지 200H (SMS社) 10.00**
광중합성 단량체 DiPentaerythritol Hexa Acrylate(DPHA) 10.00
광중합 개시제 OXE02 (시바-가이기社 제품) 1.00
광경화 분산제 X300 (SOLSPERSE社) 0.24
용매 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 75.46
염료 BLUE 8B(45%) (경인社) 3.00***
기타 첨가제 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란
(S-710, Chisso社)		 0.31
실시예 2
광경화 분산제로 X300 대신 Solsperse 32000 (SOLSPERSE社)을 사용한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하게 하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3
상기 표 1의 조성 대신 하기 표 2의 조성으로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 성분의 사양은 하기 표 2와 같다.
성분 함량(g)
아크릴계 바인더 수지 200H (SMS社) 10.00**
광중합성 단량체 DiPentaerythritol Hexa Acrylate(DPHA) 10.00
광중합 개시제 OXE02 (시바-가이기社 제품) 1.00
광경화 분산제 X300 (SOLSPERSE社) 0.24
용매 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 75.46
염료 BLUE 8B(45%) (경인社) 1.500***
안료 SF BLUE GC1246(SANYO社) 1.500
기타 첨가제 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란
(S-710, Chisso社)		 0.31
실시예 4
상기 표 1의 조성 대신 하기 표 3의 조성으로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 성분의 사양은 하기 표 3과 같다.
성분 함량(g)
아크릴계 바인더 수지 200H (SMS社) 9.76**
광중합성 단량체 DiPentaerythritol Hexa Acrylate(DPHA) 10.00
광중합 개시제 OXE02 (시바-가이기社 제품) 1.00
광경화 분산제 X300 (SOLSPERSE社) 0.48
용매 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 75.46
염료 BLUE 8B(45%) (경인社) 3.00***
기타 첨가제 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란
(S-710, Chisso社)		 0.31
실시예 5
상기 표 1의 조성 대신 하기 표 4의 조성으로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 성분의 사양은 하기 표 4와 같다.
성분 함량(g)
아크릴계 바인더 수지 200H (SMS社) 9.52**
광중합성 단량체 DiPentaerythritol Hexa Acrylate(DPHA) 10.00
광중합 개시제 OXE02 (시바-가이기社 제품) 1.00
광경화 분산제 X300 (SOLSPERSE社) 0.72
용매 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 75.46
염료 BLUE 8B(45%) (경인社) 3.00***
기타 첨가제 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란
(S-710, Chisso社)		 0.31
비교예 1
광경화 분산제를 사용하지 않고, 광중합성 단량체의 함량을 10g 대신 10.24g 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일하게 하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2
상기 표 1의 조성 대신 하기 표 5의 조성으로 한 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다. 감광성 수지 조성물 제조에 사용되는 성분의 사양은 하기 표 5와 같다.
성분 함량(g)
아크릴계 바인더 수지 200H (SMS社) 10.00**
광중합성 단량체 DiPentaerythritol Hexa Acrylate(DPHA) 10.00
광중합 개시제 OXE02 (시바-가이기社 제품) 1.00
광경화 분산제 X300 (SOLSPERSE社) 0.24
용매 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트 75.46
안료 TS112 (TOYO社) 3.000
기타 첨가제 γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란
(S-710, Chisso社)		 0.31
평가: 색특성 및 내열성 평가
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 감광성 수지 조성물을 이용하여 색좌표(Δx 및 Δy), 휘도(ΔY), 및 색상변화율(ΔEab*)을 아래의 방법으로 측정하여 그 결과를 하기 표 6 내지 표 8에 나타내었다. 색좌표 및 휘도는 측색기(오츠카社, MCDPD)를 사용하여 측정하였고, 각각의 측정 방법은 다음과 같다.
1. Post bake 단계를 거친 기판을 etchant를 이용하여 내화학 처리 과정을 갖고, MCDPD(오츠카社)를 이용하여 전후 색을 측정하며 색값을 기준으로 ΔEab*를 계산하여, 하기 표 6에 나타내었다.
2. Post bake 단계를 거친 기판을 stripper를 이용하여 내화학 처리 과정을 갖고, MCDPD(오츠카社)를 이용하여 전후 색을 측정하며 색값을 기준으로 ΔEab*를 계산하여, 하기 표 7에 나타내었다.
3. Post bake 단계를 거친 기판을 convection oven을 이용하여 230℃/20분 간 baking 과정을 갖고,　MCDPD(오츠카社)를 이용하여 전후 색을 측정하며 색값을 기준으로 ΔEab* 를 계산하여, 하기 표 8에 나타내었다.
ETCHANT
SAMOLE Δx Δy ΔY ΔEab*
실시예 1 0.000 0.001 0.119 0.47
실시예 2 0.000 0.001 0.148 0.52
실시예 3 0.000 0.001 0.133 0.62
실시예 4 0.000 0.001 0.145 0.63
실시예 5 0.000 0.001 0.179 0.74
비교예 1 0.066 0.087 19.200 39.69
비교예 2 0.000 0.001 0.148 0.52
STRIPER
SAMOLE Δx Δy ΔY ΔEab*
실시예 1 0.000 0.000 0.081 0.33
실시예 2 0.000 0.000 0.086 0.43
실시예 3 0.000 0.001 0.209 0.43
실시예 4 0.000 0.000 0.109 0.25
실시예 5 0.000 0.000 0.181 0.37
비교예 1 0.000 0.003 0.080 2.64
비교예 2 0.000 0.001 0.119 0.47
내열성
SAMOLE Δx Δy ΔY ΔEab*
실시예 1 0.000 0.002 -0.036 2.05
실시예 2 0.000 0.002 -0.053 2.31
실시예 3 0.000 0.003 0.038 2.44
실시예 4 0.000 0.002 -0.050 2.34
실시예 5 0.000 0.003 0.127 2.81
비교예 1 0.067 0.087 21.200 42.58
비교예 2 0.000 0.000 0.035 0.33
상기 표 6 내지 표 8을 통하여, 광경화 분산제를 포함하는 실시예 1 내지 5의 경우, 광경화 분산제를 포함하지 않는 비교예 1 및 염료를 포함하지 않은 비교예 2의 경우와 비교하여, 휘도, 색특성, 및 내열성이 우수함을 알 수 있다.
상기 고휘도, 및 우수한 색특성의 결과는 상기 염료의 높은 색 재현력에 기인한 것으로 설명될 수 있으며, 상기 우수한 내열성의 결과는 염료와 함께 사용한 광경화 분산제의 신뢰성 향상 효과에 기인한 것으로 설명될 수 있다.
또한, 염료는 안료의 분산 입자와는 달리 유기 용매에 대한 가용성을 가지며, 이로부터 감광성 수지 조성물 내에서 입자성을 띠지 않거나 1차 입경이 안료 대비 매우 작아 불필요한 광산란을 감소시키는 바, 염료를 포함하는 실시예 1 내지 5의 감광성 수지 조성물은 염료를 포함하지 않는 비교예 2의 감광성 수지 조성물보다 고명암비를 가짐을 알 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　　그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (11)

  1. (A) 염료를 포함하는 착색제;
    (B) 광경화 분산제;
    (C) 아크릴계 바인더 수지;
    (D) 광중합성 단량체;
    (E) 광중합 개시제; 및
    (F) 용매
    를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광경화 분산제는 아크릴레이트계 모노머, 에스테르계 모노머, 우레탄계 모노머, 에폭시 아미드계 모노머, 또는 개질된 상기 각각의 모노머의 중합체인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광경화 분산제는 하기 화학식 1 내지 화학식 4로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나로 표시되는 컬러필터용 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    [화학식 2]
    Figure pat00010

    [화학식 3]
    Figure pat00011

    [화학식 4]
    Figure pat00012

    (상기 화학식 1 내지 화학식 4에서,
    R1 내지 R6은 각각 독립적으로, 수소 원자, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C30 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C3 내지 C30 헤테로아릴기, 또는 이들의 조합이고,
    R' 및 R" 은 각각 독립적으로 C1 내지 C20 알킬기이고,
    L1 내지 L3은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
    Pre poly는 우레탄 프리폴리머(prepolymer)이고,
    Anchoring group은 아크릴레이트기이고,
    -polyether-는 -(L4-O-L5)h-로 표시되고, -polyester-는 -(L6-COO-L7)i-로 표시되고, 상기 L4, L5, L6, 및 L7은 각각 독립적으로 단일결합, C1 내지 C20 알킬렌기, C2 내지 C20 알케닐렌기, C2 내지 C20 알키닐렌기, C6 내지 C30 아릴렌기, C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬렌기, C3 내지 C30 헤테로아릴렌기, 또는 이들의 조합이고,
    a 내지 l, 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.)
  4. 제1항에 있어서,
    상기 염료는 청색 염료인 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 착색제는 안료를 더 포함하는 것인 컬러 필터용 감광성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 착색제는 상기 염료와 상기 안료를 5 : 5 내지 9.9 : 0.1의 중량비로 포함하는 것인 컬러 필터용 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은
    상기 착색제 1 내지 30 중량%;
    상기 광경화 분산제 0.1 내지 20 중량%;
    상기 아크릴계 바인더 수지 1 내지 30 중량%;
    상기 광중합성 단량체 1 내지 15 중량%;
    상기 광중합 개시제 0.1 내지 10 중량%; 및
    상기 용매 잔부량
    을 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 아크릴계 바인더 수지는 (메타)아크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산또는 이들의 조합을 포함하는 제1 에틸렌성 불포화 단량체; 및 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 초산비닐, 안식향산 비닐, 글리시딜(메타)아크릴레이트, (메타)아크릴로니트릴, (메타)아크릴아미드 또는 이들의 조합을 포함하는 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체를 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 광중합성 단량체는 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트,　또는 이들의 조합을 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 감광성 수지 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 비닐기 또는 (메타)아크릴옥시기를 포함하는 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 라디칼 중합 개시제;　또는 이들의 조합의 첨가제를 더 포함하는 컬러필터용 감광성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항의 컬러필터용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터.
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