KR20160103279A

KR20160103279A - 착색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치

Info

Publication number: KR20160103279A
Application number: KR1020150025551A
Authority: KR
Inventors: 홍성훈; 오용호
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2015-02-24
Filing date: 2015-02-24
Publication date: 2016-09-01
Also published as: KR102279562B1

Abstract

본 발명은 녹색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129로 구성된 착색제와 더불어 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 녹색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것이다.
상기 조성을 포함하는 컬러필터는 종래보다 착색력이 우수하고 높은 색재현 범위를 구현할 수 있으며 고색재현 범위에서의 휘도 저하를 개선하고, 이를 액정표시장치에 도입시 우수한 색특성을 확보하여 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있다.

Description

착색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치{COLOR PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER MANUFACTURED THEREBY AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY COMPRISING THE SAME}

본 발명은 고색재현, 고휘도를 나타내며 착색력이 우수하여 고품위의 화질을 구현할 수 있는 녹색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.

디스플레이 산업은 CRT(cathode-ray tube)에서 PDP(plasma display panel), OLED(organic light-emitting diode), LCD(liquid-crystal display) 등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 그 중 LCD는 얇고 가벼우면서 우수한 해상력과 저전력 소모 등의 장점이 있어서 거의 모든 산업에서 사용되는 화상표시장치로 널리 이용되고 있으며, 앞으로도 큰 시장 확대가 예상된다.

LCD는 광원으로부터 발생한 백색광이 액정셀을 통과하면서 투과율이 조절되고 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 투과해 나오는 3원색이 혼합되어 풀칼라를 구현한다.

일반적으로 LCD에 사용되는 컬러필터의 제조방법으로서, 염색법, 인쇄법, 전착법 및 안료 분산법이 알려져 있으며 과거부터 염료를 사용하는 방법들이 검토는 되어 왔으나 염료를 사용한 경우 내열성, 내광성, 내화학성 등이 안료에 비해 낮은 문제가 있어 적용이 어려울 뿐 아니라 염색법의 경우 복잡한 공정으로 경제성이 없어 현재는 안료 분산법이 일반적으로 적용되고 있다.

안료는 염료에 비해 투명성은 떨어지지만 안료의 미세화 및 분산기술의 진보에 의해 극복되어 왔다. 안료 분산법으로 제작된 컬러필터는 안료를 사용하기 때문에, 빛, 열, 용제 등에 대해 안정하며 포토리소그래피법에 의해 패터닝할 경우 대화면 및 고정밀 컬러 디스플레이용 컬러필터를 제작하기 용이하여 현재 가장 광범위하게 사용되고 있다.

안료 분산형 컬러필터에 사용되는 안료는 RGB 컬러필터를 형성할 경우 적색, 녹색 및 청색 안료를 각각 포함하며, 일반적으로 색상을 더 효과적으로 표현하기 위해, 황색 안료, 보라색 안료 등을 더 포함할 수 있다.

안료 분산법에 의해 컬러필터를 제작하는 방법은 우선 스핀코터로 컬러필터 용액을 기판 상에 도포하고, 건조시켜 도포막을 형성시킨다. 이어서, 도포막의 패턴 노광 및 현상에 의해 착색 화소를 얻고 고온에서 가열 처리하여 첫 번째 색상의 패턴을 얻고, 색좌표에 상응하여 이 조작을 반복함으로써, 컬러필터를 제작한다.

최근 액정표시장치의 보급에 따라, 그 용도도 각종 모니터나 TV로 확대되고 있으며, 색재현성에 대한 추가적인 향상이 요구되도록 되어 오고 있다. 이 요구에 응하기 위해서, 색재현 역이 넓어진 컬러 필터의 제공이 요구되고 있다. 특히, TV용도에 있어서는 종래보다 색재현 영역의 확대가 요구된다.

또한, 색재현 범위 확대에 더하여, 고휘도화 및 고콘트라스트화에 의한 표시 품질 향상도 요구되고 있다. 그러나, 색재현 범위와 투과율, 색재현 범위와 콘트라스트비는 트레이드 오프의 관계에 있어, 색재현 범위를 확대하려고 하면 투과율, 콘트라스트비가 저하되는 문제가 있다.

이와 관련하여 대한민국 특허공개 제2014-0089001호는 녹색 화소용 착색 감광성 수지 조성물에 있어서 착색제로 C.I. 안료 녹색 7과 C.I. 안료 청색 15:3 또는 C.I. 안료 청색 15:4를 함께 사용하는 것으로 고색재현을 제안하고 있다.

대한민국 특허공개 제2010-0033928호는 착색 감광성 수지 조성물에 있어 착색제로 녹색 안료와 황색 안료를 함께 사용하여 색순도와 콘트라스트비가 높임으로 색특성이 양호한 컬러필터를 얻을 수 있는 방법을 언급하고 있다.

이들 특허들은 녹색 안료에 블루 안료 또는 황색 안료를 사용하여 컬러필터의 개선된 색재현을 꾀하고 있으며 어느 정도의 개선 효과는 확보할 수 있으나, 만족스러운 색재현 특성을 발휘하지 못할 뿐 아니라 패턴 형성에 있어 불량이 발생하여 그 효과가 충분치 않다.

대한민국 특허공개 제2014-0089001호 대한민국 특허공개 제2010-0033928호

이에 착색력이 우수하고 고색재현 및 고휘도를 확보하기 위해 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 착색제로 특정비의 녹색 안료 및 황색 안료에 추가로 청색 안료를 소량 사용할 경우 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,

상기 착색제는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 포함하는 녹색 감광성 수지 조성물을 제공한다.

이때 상기 착색제는 C.I. 안료 황색 129의 1 중량부에 대하여 녹색 안료를 0.1 내지 1 중량부 및 C.I. 안료 청색 16을 0.01 내지 0.2 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 녹색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치를 특징으로 한다.

본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 착색제로 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 함께 사용하여 높은 색재현 범위를 구현할 수 있다.

상기 녹색 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 착색제로 녹색 안료, 청색 안료 및 황색 안료를 혼합 사용하여 색재현 특성이 우수할 뿐 아니라 착색력이 개선되어 표시 불량 발생 문제를 해소할 수 있고, 상기 컬러필터가 도입된 액정표시장치는 고색재현 및 고휘도 특성을 확보하여 생생한 화질을 구현할 수 있다.

본 발명은 컬러필터에 있어 고색재현이 가능한 녹색 감광성 수지 조성물을 제시한다.

일반적으로 액정표시장치의 색재현성은 색재현성은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 각각의 화소픽셀로부터 방사되는 빛의 색특성로 평가하며, 상기 색특성은 색좌표(x, y, Y)로 나타낸다. 본 발명의 명세서에서 제시하는 고색재현은 색도가 0.19≤x≤0.22, 0.67≤y≤0.72를 만족하며 휘도(Y)가 높은 색좌표를 가지는 빛을 방사함을 의미한다.

특히, 본 발명에서는 착색제로 녹색 안료, 청색 안료 및 황색 안료를 필수 성분으로 하는 녹색 감광성 수지 조성물을 제시하며, 상기 착색제는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 일정 비율 범위 내로 혼합하여 사용함으로써 컬러필터의 착색력, 색재현성의 개선을 가져오고, 높은 색재현 범위에서 발생하는 콘트라스트비 및 휘도 저하문제를 개선할 수 있다. 또한, 상기 녹색 감광성 수지 조성물로 컬러필터의 화소픽셀을 제조함에 따라 미세 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 잇점을 확보한다.

이에 더해서 전술한 효과는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 함께 사용하는 경우 더욱 향상된다.

상기 착색제와 더불어 본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다.

이하 각 조성을 설명한다.

착색제는 소정의 파장 범위를 갖는 입사광 내 특정 파장 영역의 광을 흡수하여 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 각각에 해당하는 광으로 변환시키는 역할을 하는 것으로 우수한 투과도, 명암비, 착색력이 요구된다.

본 발명에 따른 착색제는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이때 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129을 혼합 사용하는 것이 바람직하다.

상기 착색제는 녹색 안료로 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종과 황색 안료로 C.I. 안료 황색 129에 청색 안료인 C.I. 안료 청색 16을 함께 사용함으로써 녹색 안료의 단독 사용 또는 녹색 안료와 황색 안료을 혼합 사용한 경우에 비해 색특성이 우수할 뿐 아니라 일정 함량 비율 범위로 포함함으로써 높은 색재현 범위에서 개선된 착색력과 투과도를 나타낸다.

상기 착색제는 C.I. 안료 황색 129 1 중량부에 대하여 녹색 안료를 0.1 내지 1 중량부 및 C.I. 안료 청색 16을 0.01 내지 0.2 중량부로 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 함량 비율 미만으로 사용되는 경우 원하는 색조와 착색력을 얻을 수 없으며 반대로 상기 함량 비율을 초과하는 경우 패턴 형성성이 저하되는 문제가 있다.

본 발명에 따른 착색제는 전술한 안료들 외에도 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 추가적으로 당 분야에서 일반적으로 사용되는 녹색, 황색 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다.

안료로는 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 각종의 안료를 사용할수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론 안료, 인단트론 안료, 프라반트론 안료, 피란트론 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다.

무기 안료로서는 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬, 카본블랙 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다.

일례로, 상기 유기 안료 및 무기 안료로는 색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 안료로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 안료를 들 수 있지만, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.

C.I. 안료 황색 1, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 55, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 155, 166, 168, 173, 180, 185, 211호;

C.I. 안료 녹색 10, 15, 25, 36, 47호.

이들 안료는 경우에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 이용한 표면 처리, 중합체 화합물 등을 이용한 표면 그라프트 처리, 황산을 이용한 미세 입자화 처리, 또는 유기 용매 또는 물을 이용한 세정 처리 등이 수행된 것일 수도 있다.

특히, 상기 예시된 황색염료 중 C.I. 안료 황색 185가 바람직하게 사용될 수 있다.

이러한 착색제의 함량은 전체 녹색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 1 내지 60 중량%, 바람직하기로 5 내지 50 중량%로 포함된다. 만약 함량이 상기 범위 미만이면 색 농도가 충분하지 않고 반대로 상기 범위를 초과하면 투과율 저하되고 현상시 비화소부의 누락성이 저하되기 때문에 잔사가 발생하여 품질이 저하될 수 있다.

본 발명에서의 착색제는 필요하다면 분산제, 분산 보조제와 함께 사용할 수 있다.

상기 분산제로는, 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 적절한 분산제를 사용할 수 있지만, 중합체 분산제가 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴계 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등을 들 수 있다. 이러한 분산제는 상업적으로 입수할 수 있고, 예를 들면 아크릴계 공중합체로서 DisperBYK-2000, DisperBYK-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 5000(Lubrizol사 제조), 폴리우레탄으로서 DisperBYK-161, DisperBYK-162, DisperBYK-163, DisperBYK-165, DisperBYK-167, DisperBYK-170, DisperBYK-182(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 76500(Lubrizol사 제조), 폴리에틸렌이민으로서 Solsperse 24000(Lubrizol사 제조), 폴리에스테르로서 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB880(아지노모또 파인테크노 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.

상기 분산 보조제로는, 예를 들면 안료 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는 구리프탈로시아닌, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론의 술폰산 유도체 등을 들 수 있다.

이들 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 분산제의 함량은 착색제 1 중량부에 대하여, 통상 1 중량부 이하, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 중량부, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부이다. 분산제의 함유량이 지나치게 많으면, 현상성 등이 손상될 우려가 있다.

본 발명의 녹색 감광성 수지 조성물을 구성하는 알칼리 가용성 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며 착색제를 비롯한 고형분의 분산매로서 작용하며 결착 수지의 기능을 하며, 이는 수지 조성물을 이용한 필름 제조의 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 어느 것이든 사용 가능하다.

본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 20 내지 200 (KOH mg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용한다. 산가는 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여한다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 미만이면 충분한 현상속도를 확보하기 어려우며 반대로 상기 범위를 초과하면 기판과의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며 전체 조성물의 저장 안정성이 저하되어 점도가 상승하는 문제가 발생한다.

또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 컬러필터로 사용하기 위한 표면 경도 향상을 위해 분자량 및 분자량 분포도(MW/MN)의 한정을 고려할 수 있다. 바람직하기로 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 Da, 바람직하게는 5,000 내지 100,000 Da이 되도록 하고, 분자량 분포도는 1.5 내지 6.0, 바람직하기로 1.8 내지 4.0의 범위를 갖도록 직접 중합하거나 구입하여 사용한다. 상기 범위의 분자량 및 분자량 분포도를 갖는 알칼리 가용성 수지는 이미 언급한 경도가 향상, 높은 잔막율 뿐만 아니라 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도를 향상시킬 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기 함유 불포화 단량체의 중합체, 또는 이와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 단량체와의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함한다.

이때 카르복실기 함유 불포화 단량체는 불포화 모노카르복실산, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등이 가능하다. 구체적으로, 불포화 모노카르복실산으로서는, 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, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다

또한, 카르복실기 함유 불포화 단량체와 공중합이 가능한 단량체는 방향족 비닐 화합물, 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르 화합물, 카르복실산 비닐에스테르 화합물, 불포화 에테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 이미드류 화합물, 지방족 공액 디엔류 화합물, 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체, 벌키성 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

보다 구체적으로, 상기 공중합 가능한 단량체는 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, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르 화합물; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르 화합물; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드 화합물; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류; 비유전 상수값을 낮출수 있는 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 사용 가능하다.

이러한 알칼리 가용성 수지의 함량은 전체 녹색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 5 내지 85 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%로 포함된다. 알칼리 가용성 수지의 함량이 5 내지 85 중량% 범위 내인 경우, 현상액에의 용해성이 충분하여 패턴형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.

광중합성 화합물은 자외선 등의 광 조사를 받아 중합하고 경화하는 물질로 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이면 특별하게 한정되지 않는다. 상기 광중합성 화합물은 패턴의 강도를 강화시키기 위한 성분으로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 3관능 이상의 다관능 단량체 등을 사용할 수 있다.

상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 아크릴레이트, 메타아크릴레이트, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-101 (도아고세이), KAYARAD TC-110S (닛본가야꾸) 또는 비스코트 158 (오사카 유키 가가쿠 고교) 등을 들 수 있다.

상기 2관능 단량체의 구체적인 예로는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며 시판품으로는 아로닉스 M-210, M-1100, 1200(도아고세이), KAYARAD HDDA (닛본가야꾸), 비스코트 260 (오사카 유키 가가쿠 고교), AH-600, AT-600 또는 UA-306H (교에이샤 가가꾸사) 등이 있다.

상기 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 티펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-309, TO-1382 (도아고세이), KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPHA 또는 KAYARAD DPHA-40H (닛본가야꾸) 등이 있다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 3관능 이상의 (메타)아크릴산에스테류 및 우레탄(메타)아크릴레이트가 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

이러한 광중합성 화합물의 함량은 전체 녹색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 이러한 함량 범위는 컬러필터 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향 등을 다각적으로 고려하여 선정된 범위로서, 만약 그 함량이 상기 범위 미만이면 강도 및 평활성이 부족하고, 반대로 상기 범위를 초과할 경우 높은 강도로 인해 패터닝이 용이하지 않은 문제가 발생하므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

광중합 개시제는 빛을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하여 전술한 알칼리 가용성 수지 및 광중합성 화합물의 중합을 개시하기 위한 화합물이며 상기 광중합 개시제를 함유하는 본 발명의 녹색 감광성 수지 조성물은 고감도이며 양호한 패턴성을 갖는다.

본 발명에 따른 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 아세토페논계 화합물로는, 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[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있고, 바람직하게는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.

또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 상기 아세토페논계 이외의 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수 있다. 상기 추가로 사용할 수 있는 광중합 개시제는 예를 들어, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물등을 들 수 있다.

벤조인계 화합물로는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조이소부틸에테르 등을 들 수 있다.

벤조페논계 화합물로는, 예를 들면, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐조페논, 4-벤조일-4′-메틸디페닐설파이드, 3,3′,4,4′-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.

티옥산톤계 화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.

트리아진계 화합물로는, 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-(3,4디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.

그 밖의 광중합 개시제로는 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2,-비스(o-클로르로페닐)-4,4′, 5,5′-테트라페닐-1,2′-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 1,2-벤즈 안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 사용할 수 있다. 이에 더해서 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사 플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.

이러한 광중합 개시제의 함량은 전체 녹색 감광성 수지 조성물 100 중량% 내에서 0.1 내지 10 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 내지 5 중량%인 것이 좋다. 만약 그 함량이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우, 감도가 저하되어 현상 공정 중 패턴의 탈락이 발생할 수 있으며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 과도한 반응에 의해 가교 반응이 지나쳐 주름이 발생하는 도막의 물성이 저하될 수 있다.

또한, 상기 광중합 개시제는 본 발명의 녹색 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 광중합 개시 보조제를 포함함으로써, 감도를 더욱 향상시킬 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있다.

상기 광중합 개시 보조제로는 예를 들어, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 티옥산톤계 화합물 등을 들수 있다.

아민계 화합물로는, 예를 들면, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4′-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4′-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4′-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4′-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다.

알콕시안트라센계 화합물로는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.

티옥산톤계화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.

전술한 광중합 개시제는 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용해도 지장이 없다. 또한, 광중합 개시 보조제로서 시판되는 것을 사용할 수 있으며, 시판되는 광중합 개시 보조제로는, 예를 들면, 상품명 EAB-F(호도가야가가쿠고교가부시키가이샤 제조) 등을 들 수 있다.

이들 광중합 개시 보조제를 사용하는 경우, 이의 사용량은 광중합 개시제 1몰당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰이 바람직하다. 상기의 범위에 있으면 본 발명의 녹색 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

용제는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.

대표적으로 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류, 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 저급 및 고급 알코올류, 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용제로서 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들수 있다.

상기의 용제 중, 도포성, 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100 내지 200 ℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

이러한 용제는 전체 조성물 100 중량%를 만족하도록 잔부로 사용할 수 있으며, 일례로 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 조성의 분산 안정성 및 제조 공정에서의 공정 용이성(예, 도포성)이 양호해질 수 있다.

추가로, 본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 다양한 목적으로 인해 공지의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 충진제, 다른 고분자 화합물, 계면 활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 경화제 등의 첨가제를 병행하는 것도 가능하다. 이들 첨가제는 1종 또는 2종 이상이 가능하며, 광 효율 등을 고려하여 전체 조성물 내에서 1 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.

충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.

다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

계면 활성제는 감광성 수지 조성물의 피막 형성성을 향상시키는 성분으로, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플(Surflon)(아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.

밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.

산화 방지제로서는 구체적으로 2,2′-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.

자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-t-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다. 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

경화제는 심부경화 및 기계적 강도를 높이기 위한 성분으로서, 그 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 에폭시 화합물, 다관능이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.

에폭시 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비스페놀 A계 에폭시수지, 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 그브롬화 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.

또한, 추가로 경화도를 높이기 위해 본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 경화 보조제를 더욱 포함할 수 있다. 사용 가능한 경화 보조제는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 공지된 바의 경화 보조제라면 어느 것이든 사용 가능하다.

대표적으로, 벤질디메틸아민, 트리에탄올아민, 트리에틸렌디아민, 디메틸아미노에탄올, 트리(디메틸아미노메틸)페놀 등의 3급 아민류; 2-메틸이미다졸, 2-페닐이미다졸 등의 이미다졸류; 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀 등의 유기 포스핀류; 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트, 트리페닐포스핀 테트라페닐보레이트 등의 테트라페닐보론염 등이 가능하다.

전술한 바의 녹색 감광성 조성물의 제조는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 공지된 바의 감광성 조성물의 제조방법을 따른다.

일례로, 착색제를 미리 용제와 혼합하여 착색제의 평균 입경이 0.2 ㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제가 사용되고, 또한 알칼리 가용성 수지의 일부 또는 전부가 배합되는 경우도 있다. 얻어진 분산액(이하, 밀 베이스라고 하는 경우도 있음)에 알칼리 가용성 수지의 나머지, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제, 필요에 따라 사용되는 그 밖의 성분, 필요에 따라 추가의 용제를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 목적하는 녹색 감광성 수지 조성물을 얻는다.

이렇게 제조된 녹색 감광성 수지 조성물은 습식 코팅에 의해 컬러필터를 제조할 수 있으며, 이때 습식 코팅 방법으로 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치가 사용될 수 있다.

또한, 본 발명은 전술한 녹색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러 필터를 제공한다.

본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 착색제로 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 사용함으로써 우수한 착색력, 고색재현 및 고명암비를 나타내고 고색재현시에도 휘도 저하가 발생하지 않으며 패턴 형성성이 우수하기 때문에 상기 녹색 감광성 수지 조성물로 형성된 컬러필터는 높은 색재현범위와 표시 불량 문제를 개선할 수 있다.

상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 컬러층을 포함한다.

기판은 컬러 필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러 필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiO_x) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.

컬러층은 본 발명의 녹색 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 녹색 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.

상기와 같은 기판 및 컬러층을 포함하는 컬러 필터는, 각 착색패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러 필터의 컬러층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.

또한, 본 발명은 상기 컬러 필터를 구비한 액정표시장치를 제공한다.

본 발명의 액정표시장치는 상기 컬러 필터를 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.

제조예 1. 알칼리 가용성 수지 A의 제조

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하 로트로서, 벤질말레이미드 74.8 g(0.20몰), 아크릴산 43.2 g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0 g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하 PGMEA) 40 g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6 g, PGMEA 24 g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다.

이후 플라스크에 PGMEA 395 g를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90 ℃까지 승온했다.

이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90 ℃를 유지하면서, 각각 2시간 동안 진행하고 1시간 후에 110 ℃ 승온하여 3시간동안 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시했다.

이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4 g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2′-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 g, 트리에틸아민 0.8 g를 플라스크내에 투입하여 110 ℃에서 8 시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70 ㎎KOH/g인 수지 A를 얻었다.

GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

제조예 2. 알칼리 가용성 수지 B의 제조

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 PGMEA 182 g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100 ℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5 g(0.40몰), 메타크릴산 45.0 g(0.50몰), 이소사이클릭 골격의 모노메타크릴레이트 44.5 g(0.10몰) 및 PGMEA 136 g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6 g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2 시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100 ℃에서 5 시간 더 교반을 계속하였다.

이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30 g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9 g 및 히드로퀴논 0.145 g을 플라스크내에 투입하여 110 ℃에서 6 시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99 ㎎KOH/g인 수지 B를 얻었다.

GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 28,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.2이었다.

제조예 3. 알칼리 가용성 수지 C의 제조

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 PGMEA 182 g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100 ℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5 g(0.40몰), 메타크릴산 45.0 g(0.50몰), 2-(2-메틸)아다만틸메타크릴레이트 22.0 g(0.10몰) 및 PGMEA 136 g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6 g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2 시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100 ℃에서 5 시간 더 교반을 계속하였다.

이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30 g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9 g 및 히드로퀴논 0.145 g을 플라스크내에 투입하여 110 ℃에서 6 시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99 ㎎KOH/g인 수지 C를 얻었다.

GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의중량 평균 분자량은 23,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다. 상기의 결합제 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.

상기 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 수행하였고, 이때 얻어진 중량평균분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.

장치 : HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)

칼럼 : TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)

칼럼 온도 : 40 ℃

이동상 용제 : 테트라히드로퓨란

유속 : 1.0 ㎖/분

주입량 : 50 ㎕

검출기 : RI

측정 시료 농도 : 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)

교정용 표준 물질 : TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)

실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 4

하기 표 1에 기재된 조성 및 함량을 갖는 녹색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.

조성(중량%)	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
녹색 안료A¹⁾	3.23	-	3.48	3.58	2.51	0.8	-	1.6	9.91
녹색 안료B²⁾	-	3.76	-	-	1.07	-	3.24	-	-
청색 안료A³⁾	1.56	1.4	1.56	1.56	1.56	2.49	1.56	-	-
청색 안료B⁴⁾	-	-	-	-	-	-	-	2.34	-
황색 안료A⁵⁾	-	-	0.78	1.09	1.09	-	-	-	2.34
황색 안료B⁶⁾	10.79	10.42	9.76	9.35	9.35	12.29	10.78	11.64	3.33
수지 A⁷⁾	6.52	6.52	6.52	6.52	6.52	6.52	6.52	6.52	6.52
수지 B⁸⁾	-	-	-	-	-	-	-	-	-
수지 C⁹⁾	-	-	-	-	-	-	-	-	-
KAYARAD DPHA¹⁰⁾	4.35	4.35	4.35	4.35	4.35	4.35	4.35	4.35	4.35
Irgacure 369¹¹⁾	1.96	1.96	1.96	1.96	1.96	1.96	1.96	1.96	1.96
EAB-F¹²⁾	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33	0.33
Disper byk-2001¹³⁾	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8	0.8
PGMEA¹⁴⁾	70.46	70.46	70.46	70.46	70.46	70.46	70.46	70.46	70.46
1) C.I. 안료 녹색 7 2) C.I. 안료 녹색 58 3) C.I. 안료 청색 16 4) C.I. 안료 청색 15:4 5) C.I. 안료 황색 185 6) C.I. 안료 황색 129 7) 제조예 1에서 제조된 수지 8) 제조예 2에서 제조된 수지 9) 제조예 3에서 제조된 수지 10) 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(닛본 카야꾸㈜ 제조) 11) 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Ciba Specialty Chemical제조) 12) 4,4′-디(N,N′-디메틸아미노)-벤조페논(호도가야 카가쿠㈜ 제조) 13) 아크릴계 안료분산제(빅케미(BYK) 제조) 14) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

실험예 1.색특성 평가

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 녹색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100 ℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다.

이어서, 상기 박막 위에 g, h, i 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100mJ/㎠의 조도로 조사하였다. 이때 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.

상기 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 침지시켜 현상하였다.

상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고, 220 ℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 착색층을 제조하였다. 제조된 착색층의 두께는 1 내지 5 ㎛였다.

(1) 휘도

휘도는 색도계(OSP-SP2000, 올림푸스사 제조)를 이용하여 측정하였다. 휘도는 Y 값으로 평가하며 이때 휘도의 평가 기준은 하기와 같다.

<기준>

○: Y≥40.0

△: 38.0≤Y<40.0

X : Y<38.0

(2) 콘트라스트(CR)

콘트라스트는 콘트라스트 측정기(BM-5A 모델, 탑콘사 제조)를 이용하여 측정하였으며 착색층이 형성되지 않은 유리 기판의 콘트라스트1/30000 을 기준으로 하였으며 얻어진 결과는 하기의 표 3에 나타내었다.

이때 콘트라스트 평가 기준은 하기와 같다.

<기준>

◎: CR≥15000

○: 12000≤CR＜15000

△: 10000≤CR＜12000

X : CR＜10000

(3) 착색력

착색력은 동일한 색도 및 막두께일 때의 녹색 감광성 수지 조성물 내 포함된 착색제인 안료의 중량비율(PWC)로 나타내었다. 얻어진 결과는 하기 표 3에 나타내었다.

이때 착색력 평가 기준은 하기와 같다.

<기준>

○: PWC＜0.45

△: 0.45≤PWC≤0.50

X : PWC＞0.50

실험예 2. 패턴 형성성 평가

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 녹색 감광성 수지 조성물을 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100 ℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다.

이어서, 상기 박막 위에 투과율 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 1000 ㎛로 하고, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의 노광량(365 ㎚)으로 광조사하였다.

상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 80초 동안 현상하였다.

상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고, 220 ℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 컬러필터를 제조하였다. 제조된 컬러필터의 패턴 형상(박막) 두께는 2.5 내지 2.9 ㎛였다.

패턴 형성시 조사되는 최초 노광량 대비 노광량을 줄여가면서 패턴을 형성하였으며, 최초 노량광 대비 패턴이 형성되는 노광량 비율(%)에 따라 패턴 형성성을 평가하였다. 얻어진 결과는 하기 표 4에 나타내었다.

이때 패턴 형성성 평가 기준은 하기와 같다.

<기준>

○: 패턴 형성성＜0.2

△: 0.2≤패턴 형성성＜0.6

X : 패턴 형성성＞0.6

	휘도	콘트라스트	착색력	패턴 형성성
실시예1	○	○	○	○
실시예2	○	◎	△	○
실시예3	○	○	○	○
실시예4	○	○	○	○
실시예5	◎	○	○	○
비교예1	X	○	X	△
비교예2	△	△	△	○
비교예3	X	○	X	△
비교예4	○	X	X	X

상기 표 2 및 3에서 확인되는 바와 같이, 본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물인 실시예 1 내지 4의 경우, 비교예 1 내지 4에 비해 휘도, 콘트라스트, 착색력, 패턴형성성의 특성이 우수하였다.

색도계로 측정한 색좌표에 있어 색도 (x, y)는 실시예 및 비교예 모두 0.19≤x≤0.22, 0.67≤y≤0.72 범위를 만족시키는 녹색을 나타냈으나 Y값에서 실시예가 비교예보다 높은 값을 나타내어 휘도가 개선되었음을 알 수 있다.

본 발명에 따른 녹색 감광성 수지 조성물은 액정표시장치의 컬러필터로 도입되어 우수한 착색력, 고색재현 특성 및 고휘도를 유지하여 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있다.

Claims

착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하며,
상기 착색제는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 녹색 58 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 녹색 안료,
C.I. 안료 청색 16, 및
C.I. 안료 황색 129를 포함하는 녹색 감광성 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 착색제는 C.I. 안료 녹색 7, C.I. 안료 청색 16 및 C.I. 안료 황색 129를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 감광성 수지 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 착색제는 C.I. 안료 황색 129의 1 중량부에 대하여
녹색 안료를 0.1 내지 1 중량부 및
C.I. 안료 청색 16을 0.01 내지 0.2 중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 감광성 수지 조성물.
청구항 1에 있어서, 상기 녹색 감광성 수지 조성물은 전체 조성물 100 중량%를 만족하도록
착색제 1 내지 60 중량%,
알칼리 가용성 수지 5 내지 85 중량%,
광중합성 화합물 1 내지 50 중량%,
광중합 개시제 0.1 내지 10 중량% 및
잔부로 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 감광성 수지 조성물.
청구항 1 내지 4 중 어느 한 항에 따른 녹색 감광성 수지 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
청구항 5의 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.