KR20170064793A - 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치에 관한 것으로, 화학식 1로 표시되는 알칼리 가용성 바인더 수지; 및 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 1 이상을 포함하는 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.

Description

착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치{COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER AND IMAGE DISPLAY DEVICE PRODUCED USING THE SAME}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상소자, 액정표시장치(LCD) 등의 각종 표시장치에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 상기 컬러필터는 레드(Red), 그린(Green) 및 블루(Blue)의 3가지 컬러의 착색 패턴으로 이루어지거나, 옐로우(Yellow), 마젠타(Magenta) 및 시안(Cyan)의 3가지 컬러의 착색 패턴으로 이루어진다.
상기 컬러필터 각각의 착색 패턴은 일반적으로 안료 또는 염료 등의 착색제, 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용매를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된다. 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 착색 패턴 가공은 통상적으로 리소그래피 공정으로 수행되고 있다.
한편, 박막 트랜지스터(TFT) 기판을 사용하는 컬러 액정표시장치에 있어서, 종래에는 컬러 화상을 표시하기 위한 컬러필터 기판을 박막 트랜지스터(TFT)가 배치된 구동용 기판과 별도로 제작하고, 이 컬러필터 기판을 상기 구동용 기판과 접합하여 제조하였다. 그러나, 이러한 방식에서는 접합할 때의 위치 정밀도가 낮기 때문에 블랙 매트릭스의 폭을 크게 하지 않으면 안되고, 개구율(즉, 광을 투과하는 개구부의 비율)을 높이는 것이 곤란하다는 결점이 있었다.
이에 대한 대안으로서, 대한민국특허공개 제10-2010-0022402호는 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터, 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것으로서,결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 착색 재료 및 용제로 이루어지고, TFT 기판 상의 R, G, B 픽셀에 각각 대응되어 코팅되는 착색 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 결합제 수지는 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량(Mw)이 5,000 내지 20,000이고, 상기 착색 감광성 수지 조성물로 형성되는 착색층은 R, G, B 픽셀별로 형성되는 오버랩(Overlap) 단차(Ra)가 각각 0.6㎛보다 작게 형성된 것을 특징으로 하는 착색 감광성 수지 조성물이 기재되어 있으나, 식각공정 또는 약품 처리시 도막의 불안정성으로 인하여 화소불량을 개선하기에는 다소 부족한 실정이다.
대한민국특허공개 제10-2010-0022402호 (동우 화인켐 주식회사, 2010.03.02.)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 개구율을 높일 수 있는 COA(Color Filter on Array) 방식의 컬러필터 제조시 발생하는 문제점인 식각공정 또는 약품 처리시 픽셀 도막의 불안정성으로 인한 표시불량을 개선할 수 있는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
구체적으로, 본 발명은 현상속도, 내열성 또는 내용제성이 우수한 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 또한, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 컬러 필터 및 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
구체적으로, 본 발명은 또한, 상기 착색 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 패턴 안정성, 내열성, 내용제성, 감도 또는 휘도가 우수한 컬러필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명은 또한, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 표시불량이 개선된 컬러필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 화학식 1로 표시되는 알칼리 가용성 바인더 수지; 및 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 1 이상을 포함하는 산화방지제를 포함하는 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고,
n은 1 내지 4의 정수이며,
x + y + z = 100 몰%이고,
상기 화학식 2에서,
X1은 우레탄 또는 우레아 결합이고,
R4는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수3 내지 20의 사이클릭알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기이며,
상기 헤테로아릴기는 N, O 또는 S로부터 선택되는 헤테로 원자를 갖고,
상기 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환 되며,
상기 화학식 3에서,
X2 및 X3은 각각 독립적으로 우레탄 또는 우레아 결합이고,
L은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 탄소수 3 내지 20의 사이클릭알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이며,
상기 알킬렌기 또는 아릴렌기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
또한, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러 필터 및 이를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 현상 공정 중 미세 패턴의 유실을 막고, 열처리 공정에서 알칼리 가용성 바인더의 흐름성을 개선하여 패턴 형성 시 안정성을 확보 할 수 있다. 또한, 산소에 의한 라디칼의 비활성화가 되더라도 활성인 티올(thiol) 라디칼이 재생되어 감도 또는 경화도가 우수한 착색 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 현상속도 또는 내열성이 우수한 특성을 갖는다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 COA(Color Filter on Array) 구조의 액정표시장치에 있어서 RGB 수지막에 얼라이먼트 정밀도가 우수한 컨택 홀을 형성할 수 있으며, 상기 수지막, 즉 픽셀 전극과 능동소자(TFT)의 전기적 통로를 형성함에 있어서, 건칙 에칭법에 의한 컨택 홀 형성 및 픽셀전극으로 사용될 IZO 증착 시의 RGB 수지막의 패턴 안정성을 확보함에 있어, 고개구율 확보를 위한 RGB 단선에 의한 화소불량이 개선된 컬러필터 및 이를 포함하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치는 휘도 또는 감도가 우수한 특성을 갖는다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하는 컬러 필터를 제시한다.
알칼리 가용성 바인더 수지
본 발명의 알칼리 가용성 바인더 수지는 하기 화학식 1의 반복단위를 필수 성분으로 하며, 이때 y+z는 전체 반복 단위 중 50 몰% 이상일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 화학식 1에서,
R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고, 바람직하게는 상기 R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 H 또는 메틸기이며,
n은 1 내지 4의 정수이고,
x + y + z = 100 몰%이다.
상기 화학식 1에서 상기 알킬기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환 된다.
상기 화학식 1의 공중합체는 말단 이중 결합 함유 반복 단위 (x), 에폭시 고리 함유 반복 단위 (y) 및 알킬기 함유 반복 단위 (z)로 구성된다. 구체적으로, 상기 말단 이중 결합 함유 반복 단위는 하이드록실메타아크릴레이트 그룹을 포함하는 아크릴계 단량체로부터, 상기 에폭시 고리 함유 반복 단위는 에폭시기를 포함하는 아크릴계 단량체로부터, 상기 알킬기 함유 반복 단위는 에틸 헥실아크릴레이트를 포함하는 아크릴계 단량체로부터 유래할 수 있다.
상기 말단 이중 결합 함유 반복 단위(x)는 바인더 수지로서 기능하기 위한 부분으로서, 상기 x는 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 구성하는 반복 단위들의 총 함량에 대하여 15 내지 50 몰%인 것이 바람직하다. 상기 x가 상기 범위를 만족하는 경우 현상 특성이 악화되는 것을 방지하며, 수소 결합에 의해 점도가 상승하는 현상을 방지하여 다루기가 용이한 이점이 있다.
상기 에폭시 고리 함유 반복 단위(y)는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 현상 속도를 낮추는 역할을 수행할 수 있다.
상기 알킬기 함유 반복 단위(z) 중 에틸 헥실 아크릴레이트는 전체 공중합체의 유리전이온도(Tg)를 낮추어 흐름성을 높임으로써 상기 착색 감광성 수지 조성물의 흐름성 개선 효과를 높이는 역할을 할 수 있다.
상기 y 및 z는 전체 공중합체 내 50 몰% 이상, 구체적으로 50≤y+z≤85 몰%로 사용함으로써 미세패턴의 유실이 적어 패턴 형성 시 안정성을 높이는 효과를 확보할 수 있다.
구체적으로, 상기 착색 감광성 수지는, 착색제로서 염료를 사용하는 경우에도, 현상공정 중 미세 패턴의 유실을 막아 패턴 형성 시 안정성 개선 효과를 달성하기 위해서는 상기 화학식 1 구조의 광경화성 반응성기의 함량이 50 몰% 이상인 것이 바람직하다.
상기 y+z의 몰비가 50 몰% 이상일 경우 유리전이 온도를 0도 이하로 제조하기 용이하며, 바인더의 열처리 공정 중 바인더의 흐름성 저하 및 현상공정 중의 미세패턴의 유실이 생기는 현상을 방지하여, 패턴 형성시 안정성이 떨어져 패턴의 유실이 발생하기 쉬운 현상을 막을 수 있는 이점이 있다. 상기 의 함량이 높을수록 상기 착색 감광성 조성물의 열처리 공정 중 바인더의 흐름성 저하 및 현상 공정 중의 미세패턴의 유실이 적어 언더컷의 개선효과는 크나 85% 초과로 제조시 수지 자체의 현상성이 현저히 떨어져 바람직하지 않다.
본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 상기 언급된 반복단위 x, y 및 z의 단량체 이외의 다른 단량체를 추가로 첨가하여 공중합하여 사용할 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 스티렌, 메틸메타크릴레이트, N-페닐말레이미드 및 메틸아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 반응성 단량체이다. 상기 반응성 단량체는 상기 알칼리 가용성 바인더 수지 내에 30중량% 이내로 포함될 수 있다.
상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 제조시 공중합 가능한 불포화 단량체들은 하기에 예시되어지나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 중합 단량체의 구체적인 예로는, 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6 ]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트, N-히드록시에틸아크릴아마이드 등의 히드록시에틸(메타)아크릴레이트류;페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류; 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물 등이 있다. 상기 예시한 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 함유랑은 상기 착색 감광성 수지 조성물 전체 고형분에 대하여 10 내지 80 중량%, 구체적으로 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 함유량이 상기 범위를 만족하는 경우 현상액에의 용해성이 충분하여 패턴형성이 용이하고, 현상 시 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해지는 이점이 있다.
상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 중량평균분자량은 5,000 내지 50,000, 구체적으로 10,000 내지 30,000, 더욱 구체적으로 10,000 내지 20,000일 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 이때, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 중량평균분자량은 현상성과 산가에 영향을 주는 것으로서, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족하는 경우 현상성 및 패턴 형성시 안정성을 부여할 수 있는 효과가 있다.
산화방지제
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 산화방지제는 하기 화학식 2 및 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 1 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00005
[화학식 3]
Figure pat00006
상기 화학식 2에서,
X1은 우레탄(urethane) 또는 우레아(urea) 결합이고,
R4는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수3 내지 20의 사이클릭알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기이며,
상기 헤테로아릴기는 N, O 또는 S로부터 선택되는 헤테로 원자를 갖고,
상기 알킬기, 사이클릭알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환 되며,
상기 헤테로아릴기는 그 5-원 또는 6-원 포화 또는 불포화 고리가 벤젠고리와 축합 또는 비축합된다.
구체적으로 상기 X1은 우레탄 또는 우레아 결합을 형성할 수 있는, 알코올, 다이올, 일차 아민(primary amine)을 나타내며, 상기 R4는 탄소수 1 내지 8의 알킬, 또는 나프탈렌 고리, 안트라센 고리, 크리센 고리, 페난트렌 고리, 아줄렌 고리, 플루오렌 고리, 아세나프틸렌고리, 인덴 고리, 아크리딘 고리, 페난트리딘 고리, 잔텐 고리, 치환 또는 비치환된 페닐, 헤테로 싸이클릭 고리, 치환 또는 비치환된 벤질기일 수 있다.
상기 화학식 3에서,
X2 및 X3은 각각 독립적으로 우레탄 또는 우레아 결합이고,
L은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 탄소수 3 내지 20의 사이클릭알킬렌기, 또는 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이다.
본 발명에서 언급하는 알킬기는 직쇄형 또는 분지형을 포함하고, 일례로 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, 이소부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-옥틸, n-데실 등을 포함한다.
본 발명에서 언급하는 알킬렌기는 상기 알킬기의 2가 치환기이다.
본 발명에서 언급하는 사이클릭알킬기는 사이클로프로판, 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 사이클로헵탄, 사이클로옥탄 등을 포함한다.
본 발명에서 언급하는 사이클로알킬렌기는 상기 사이클릭알킬기의 2가 치환기이다. 본 발명에서 언급하는 아릴기는 페닐, 바이페닐, 터페닐, 스틸베닐, 나프틸, 안트라세닐, 페난트릴, 파이레닐 등을 포함한다.
본 발명에서 언급하는 아릴렌기는 상기 아릴기의 2가 치환기이다.
본 발명에서 언급하는 헤테로아릴기는 1개의고리 또는 다중고리계, 예를 들어, 융합된 고리계를 포함하는 것으로 의도된다. 예를 들면, 티에닐, 벤조[b]티에닐, 나프토[2,3-b]티에닐, 티안트레닐, 푸릴, 디벤조푸릴, 크로메닐,크산테닐, 티오크산틸, 페녹사티이닐, 피롤릴, 이미다졸릴, 피라졸릴, 피라지닐, 피리미디닐, 피리다지닐, 인돌리지닐, 이소인돌릴, 인돌릴, 인다졸릴, 퓨리닐, 퀴놀리지닐, 이소퀴놀릴, 퀴놀릴, 프탈라지닐, 나프티리디닐,퀴녹살리닐, 퀴나졸리닐, 신놀리닐, 프테리디닐, 카르바졸릴, β-카르볼리닐, 페난트리디닐, 아크리디닐, 페리미디닐, 페난트롤리닐, 페나지닐, 이소티아졸릴, 페노티아지닐, 이속사졸릴, 푸라자닐, 페녹사지닐,7-페난트릴, 안트라퀴논-2-일 (= 9,10-디옥소-9,10-디히드로안트라센-2-일), 3-벤조[b]티에닐,5-벤조[b]티에닐, 2-벤조[b]티에닐, 4-디벤조푸릴, 4,7-디벤조푸릴, 4-메틸-7-디벤조푸릴, 2-크산테닐, 8-메틸-2-크산테닐, 3-크산테닐, 2-페녹시아티이닐, 2,7-페녹사티이닐, 2-피롤릴, 3-피롤릴, 5-메틸-3-피롤릴, 2-이미다졸릴, 4-이미다졸릴, 5-이미다졸릴, 2-메틸-4-이미다졸릴, 2-에틸-4-이미다졸릴, 2-에틸-5-이미다졸릴, 1H-테트라졸-5-일, 3-피라졸릴, 1-메틸-3-피라졸릴, 1-프로필-4-피라졸릴, 2-피라지닐, 5,6-디메틸-2-피라지닐, 2-인돌리지닐, 2-메틸-3-이소인돌릴, 2-메틸-1-이소인돌릴, 1-메틸-2-인돌릴, 1-메틸-3-인돌릴, 1,5-디메틸-2-인돌릴, 1-메틸-3-인다졸릴, 2,7-디메틸-8-퓨리닐, 2-메톡시-7-메틸-8-퓨리닐, 2-퀴놀리지닐, 3-이소퀴놀릴, 6-이소퀴놀릴, 7-이소퀴놀릴, 3-메톡시-6-이소퀴놀릴, 2-퀴놀릴, 6-퀴놀릴, 7-퀴놀릴, 2-메톡시-3-퀴놀릴, 2-메톡시-6-퀴놀릴, 6-프탈라지닐, 7-프탈라지닐, 1-메톡시-6-프탈라지닐, 1,4-디메톡시-6-프탈라지닐, 1,8-나프티리딘-2-일, 2-퀴녹살리닐, 6-퀴녹살리닐, 2,3-디메틸-6-퀴녹살리닐, 2,3-디메톡시-6-퀴녹살리닐, 2-퀴나졸리닐, 7-퀴나졸리닐, 2-디메틸아미노-6-퀴나졸리닐, 3-신놀리닐, 6-신놀리닐, 7-신놀리닐, 3-메톡시-7-신놀리닐, 2-프테리디닐, 6-프테리디닐, 7-프테리디닐, 6,7-디메톡시-2-프테리디닐, 2-카르바졸릴, 3-카르바졸릴, 9-메틸-2-카르바졸릴, 9-메틸-3-카르바졸릴, β-카르볼린-3-일, 1-메틸-β-카르볼린-3-일, 1-메틸-β-카르볼린-6-일, 3-페난트리디닐, 2-아크리디닐, 3-아크리디닐, 2-페리미디닐, 1-메틸-5-페리미디닐, 5-페난트롤리닐, 6-페난트롤리닐,1-페나지닐, 2-페나지닐, 3-이소티아졸릴, 4-이소티아졸릴, 5-이소티아졸릴, 2-페노티아지닐, 3-페노티아지닐,10-메틸-3-페노티아지닐, 3-이속사졸릴, 4-이속사졸릴, 5-이속사졸릴, 4-메틸-3-푸라자닐, 2-페녹사지닐, 10-메틸-2-페녹사지닐 등을 포함한다. 본 발명에서 언급하는 헤테로아릴렌기는 상기 아릴렌의 2가 치환기이다.
구체적으로, 상기 화학식 2의 산화방지제는 하기 구조식들에서 선택될 수 있다.
Figure pat00007
Figure pat00008
Figure pat00009
Figure pat00010
Figure pat00011
구체적으로, 상기 화학식 3의 산화방지제는 하기 구조식들에서 선택될 수 있다.
Figure pat00012
Figure pat00013
상기 산화방지제는 150℃의 오븐에서 200시간 이상의 조건에서도 열화되지 않는 것일 수 있다. 기존의 산화방지제는 내열성이 낮기 때문에 황변 억제 효과를 위해서는 내열성이 강한 산화방지제를 본원의 산화방지제보다 2 내지 3배의 양으로 사용해야 하는 문제점이 있었다.
종래와 같이 과량의 산화방지제를 사용할 경우 산화방지제 황변을 발생시켜, 투과도 저하가 발생하기 때문에 투과도 저하 억제 효과를 기대하기가 어렵다. 반면에, 150℃의 오븐에서 200시간 이상의 조건에서도 열화되지 않는 상기 화학식 2 또는 3으로 표시되는 산화방지제를 사용하면, 수소를 방출하여 라디칼을 제어함으로써 산화방지 효과가 있으며, 후 공정에서도 지속적으로 작용하여 공정 진행시 투과율 감소를 최소화 할 수 있는 이점이 있다.
상기 산화방지제는 고형분 기준으로 상기 광중합 개시제의 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량%, 구체적으로 2 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 산화방지제가 상기 범위내로 포함될 경우 상기 착색 감광성 수지 조성물의 감도 저하 없이 투과율 향상을 기대할 수 있는 이점이 있다. 또한, 염료에 의한 감도 저하를 극복하여 고감도화가 가능하며 현상 공정 중 패턴의 단락이 발생하는 현상을 방지할 수 있는 이점이 있다.
광중합성 화합물
본 발명의 광중합성 화합물은 후술할 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로, 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 다관능 단량체를 사용할 수 있으며, 구체적으로 2관능 이상의 다관능 단량체를 사용할 수 있다.
상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 또는 N-비닐피롤리돈 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 2관능 단량체는 이에 한정되는 것은 아니나, 예컨대 1,6-헥산디올디(메타) 아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타) 아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 또는 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등이 있다.
상기 다관능 단량체는 구체적으로, 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 또는 디펜타 에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합성 화합물은 상기 착색 감광성 수지 조성물의 전체고형분에 대하여 5 내지 45 중량%, 구체적으로 7 내지 45 중량%로 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 광중합성 화합물이 상기 착색 감광성 수지 조성물의 전체중 고형분 총 함량에 대하여 상기 범위내로 포함되는 경우 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 이점이 있다.
광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 상기 광중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로 상기 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는 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, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등이 있다.
상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 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-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물의 구체적인 예로는 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 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 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'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물의 구체적인 예로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 OXE01, OXE02가 대표적이다.
상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 고형분 총 중량을 기준으로 상기 알칼리 가용성 바인더 수지와 상기 광중합성 화합물의 함량에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 구체적으로 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위내일 경우 착색 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로, 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있다. 또한, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해지는 이점이 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위하여 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 상기 착색 감광성 수지 조성물이 상기 광중합 개시제를 더 포함하는 경우 감도가 더욱 높아져 생산성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 아민 화합물, 카르복실산 화합물 및 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
상기 아민 화합물로는 방향족 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 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(통칭: 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 사용할 수 있다.
상기 카르복실산 화합물은 방향족 헤테로아세트산류인 것이 바람직하며, 구체적으로 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.
상기 티올기를 가지는 유기 황화합물의 구체적인 예로서는 2-머캅토벤조티아졸, 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄, 1,3,5-트리스(3-머캅토부틸옥시에틸)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 트리메틸올프로판트리스(3-머갑토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토부틸레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3-머캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제를 더 사용하는 경우, 상기 착색 감광성 수지 조성물의 고형분 총 중량을 기준으로 상기 알칼리 가용성 바인더 수지와 상기 광중합성 화합물의 함량에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 구체적으로 1 내지 30 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제의 함량이 상기 범위내일 경우 상기 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 효과의 부여가 가능하다.
착색제
본 발명에 있어서 상기 착색제는 안료 및 염료 중 적어도 1 이상을 포함할 수 있다.
상기 착색제는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 전체고형분에 대하여 5 내지 60 중량부, 구체적으로 10 내지 45 중량부로 포함될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 착색제가 상기 범위내로 포함되는 경우 박막을 형성하여도 화소의 색 농도가 충분하고, 현상시 비화소부의 누락성이 저하되지 않기 때문에 잔사의 발생을 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다.
상기 유기 안료로는 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 각종의 안료를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프타로시아닌안료, 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.
상기 무기 안료로는 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.
특히, 상기 유기 안료 및 무기 안료로는 구체적으로 색지수(The society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 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. 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 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 및 71;
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 208, 215, 216, 224, 242, 254, 255 및 264;
C.I. 피그먼트 바이올렛 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37 및 38;
C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6등), 21, 28, 60, 64 및 76;
C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47 및 58;
C.I 피그먼트 브라운 28;
C.I 피그먼트 블랙 1 및 7 등
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 예시된 C.I. 피그먼트 안료 중에서도 C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 185, C.I. 피그먼트 오렌지 38, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 166, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 208, C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 255, C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I. 피그먼트 블루 15:3, 피그먼트 블루 15:6, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 그린 58 에서 선택되는 안료가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 안료의 함량은 상기 안료 분산 조성물 중의 전체 고형분에 대하여 중량분율로 10 내지 50 중량%, 구체적으로 15 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 안료의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우, 점도가 낮고 저장안정성이 우수하며 분산효율이 높아 명암비 상승에 효과적이기 때문에 바람직하다.
상기 안료는 그 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 일 예로 안료 분산제를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 이 방법에 따르면 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
상기의 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로 BMA(부틸메타아크릴레이트) 또는 DMAEMA(N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제를 사용할 수 있다. 이때, 상기 아크릴레이트계 분산제는 한국 공개특허 2004-0014311호에서 제시된 바와 같이 리빙 제어밥벙에 의해 제조된 것을 적용하는 것이 바람직한데, 상기 리빙 제어방법을 통해 제조된 아크릴레이트게 분산제의 시판품으로는 DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2150 등을 들 수 있다.
상기 예시된 아크릴 분산제는 각각 단독으로 또는 2종이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 상기한 아크릴 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제를 사용할 수도 있다. 상기 다른 수지 타입의 안료 분산제로는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)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 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다. 상기한 수지형 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서는, 예를 들면, BYK(빅) 케미사의 상품명: 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; BASF사의 상품명: 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 ; Lubirzol사의 상품명:SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10; 카와켄 파인 케미컬사의 상품명: 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000; 아지노모토사의 상품명: 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823; 쿄에이샤 화학사의 상품명: 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44 등을 들 수 있다. 상기한 아크릴 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 아크릴 분산제와 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 분산제의 사용량은 사용되는 상기 안료 고형분 전체에 대하여 5 내지 60 중량%, 구체적으로 15 내지 50 중량%로 포함될 수 있으며, 상기 안료 분산제의 함량이 상기 범위를 만족하는 경우 점도가 높아지는 현상을 방지하고, 안료의 미립화가 용이하며, 분산 후 겔화 등의 문제를 방지할 수 있는 이점이 있다.
상기 염료는 유기용제에 대한 용해성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 유기용제에 대한 용해성을 가지면서 알칼리 현상액에 대한 용해성 및 내용제성, 경시안정성 등의 신뢰성을 확보할 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염료로는 설폰산이나 카복실산 등의 산성기를 갖는 산성 염료, 산성 염료와 질소 함유 화합물의 염, 산성 염료의 설폰아미드체 등과 이들의 유도체에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이외에도 아조계, 크산텐계, 프탈로시아닌계의 산성염료 및 이들의 유도체도 선택할 수 있다.
바람직하게 상기 염료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)내에 염료로 분류되어 있는 화합물이나, 염색 노트(색염사)에 기재되어 있는 공지의 염료를 들 수 있다.
상기 염료의 구체적인 예로는, C.I. 솔벤트 염료로서,
C.I. 솔벤트 옐로우 4, 14, 15, 16, 21, 23, 24, 38, 56, 62, 63, 68, 79, 82, 93, 94, 98, 99, 151, 162, 163 등의 황색 염료;
C.I. 솔벤트 레드 8, 45, 49, 89, 111, 122, 125, 130, 132, 146, 179 등의 적색 염료;
C.I. 솔벤트 오렌지 2, 7, 11, 15, 26, 41, 45, 56, 62 등의 오렌지색 염료;
C.I. 솔벤트 블루 5, 35, 36, 37, 44, 59, 67, 70 등의 청색 염료;
C.I. 솔벤트 바이올렛 8, 9, 13, 14, 36, 37, 47, 49 등의 바이올렛 염료;
C.I. 솔벤트 그린 1, 3, 4, 5, 7, 28, 29, 32, 33, 34, 35 등의 녹색 염료 등을 들 수 있다.
상기 C.I. 솔벤트 염료중 유기용매에 대한 용해성이 우수한 C.I. 솔벤트 옐로우 14, 16, 21, 56, 151, 79, 93; C.I. 솔벤트 레드 8, 49, 89, 111, 122, 132, 146, 179; C.I. 솔벤트 오렌지 41, 45, 62; C.I. 솔벤트 블루 35, 36, 44, 45, 70; C.I. 솔벤트 바이올렛 13 이 바람직하고 이 중 C.I. 솔벤트 옐로우 21, 79; C.I. 솔벤트 레드 8, 122, 132; 가 좀더 바람직하다.
또한, C.I. 애시드 염료로서,
C.I.애시드 옐로우 1, 3, 7, 9, 11, 17, 23, 25, 29, 34, 36, 38, 40, 42, 54, 65, 72, 73, 76, 79, 98, 99, 111, 112, 113, 114, 116, 119, 123, 128, 134, 135, 138, 139, 140, 144, 150, 155, 157, 160, 161, 163, 168, 169, 172, 177, 178, 179, 184, 190, 193, 196, 197, 199, 202, 203, 204, 205, 207, 212, 214, 220, 221, 228, 230, 232, 235, 238, 240, 242, 243, 251 등의 황색 염료;
C.I.애시드 레드 1, 4, 8, 14, 17, 18, 26, 27, 29, 31, 34, 35, 37, 42, 44, 50, 51, 52, 57, 66, 73, 80, 87, 88, 91, 92, 94, 97, 103, 111, 114, 129, 133, 134, 138, 143, 145, 150, 151, 158, 176, 182, 183, 198, 206, 211, 215, 216, 217, 227, 228, 249, 252, 257, 258, 260, 261, 266, 268, 270, 274, 277, 280, 281, 195, 308, 312, 315, 316, 339, 341, 345, 346, 349, 382, 383, 394, 401, 412, 417, 418, 422, 426 등의 적색 염료;
C.I.애시드 오렌지 6, 7, 8, 10, 12, 26, 50, 51, 52, 56, 62, 63, 64, 74, 75, 94, 95, 107, 108, 169, 173 등의 오렌지색 염료;
C.I.애시드 블루 1, 7, 9, 15, 18, 23, 25, 27, 29, 40, 42, 45, 51, 62, 70, 74, 80, 83, 86, 87, 90, 92, 96, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 150, 158, 171, 182, 192, 210, 242, 243, 256, 259, 267, 278, 280, 285, 290, 296, 315, 324:1, 335, 340 등의 청색 염료;
C.I.애시드 바이올렛 6B, 7, 9, 17, 19, 66 등의 바이올렛색 염료;
C.I.애시드 그린 1, 3, 5, 9, 16, 25, 27, 50, 58, 63, 65, 80, 104, 105, 106, 109등의 녹색 염료 등을 들 수 있다.
상기 애시드 염료중 유기용매에 대한 용해도가 우수한 C.I.애시드 옐로우 42; C.I.애시드 레드 92; C.I.애시드 블루 80, 90; C.I.애시드 바이올렛 66; C.I.애시드 그린 27 이 바람직하다.
또한 C.I.다이렉트 염료로서,
C.I.다이렉트 옐로우 2, 33, 34, 35, 38, 39, 43, 47, 50, 54, 58, 68, 69, 70, 71, 86, 93, 94, 95, 98, 102, 108, 109, 129, 136, 138, 141 등의 황색 염료;
C.I.다이렉트 레드 79, 82, 83, 84, 91, 92, 96, 97, 98, 99, 105, 106, 107, 172, 173, 176, 177, 179, 181, 182, 184, 204, 207, 211, 213, 218, 220, 221, 222, 232, 233, 234, 241, 243, 246, 250 등의 적색 염료;
C.I.다이렉트 오렌지 34, 39, 41, 46, 50, 52, 56, 57, 61, 64, 65, 68, 70, 96, 97, 106, 107 등의 오렌지색 염료;
C.I.다이렉트 블루 38, 44, 57, 70, 77, 80, 81, 84, 85, 86, 90, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 113, 114, 115, 117, 119, 137, 149, 150, 153, 155, 156, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 172, 173, 188, 189, 190, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 200, 207, 209, 210, 212, 213, 214, 222, 228, 229, 237, 238, 242, 243, 244, 245, 247, 248, 250, 251, 252, 256, 257, 259, 260, 268, 274, 275, 293 등의 청색 염료;
C.I.다이렉트 바이올렛 47, 52, 54, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 81, 82, 84, 89, 90, 93, 95, 96, 103, 104 등의 바이올렛색 염료;
C.I.다이렉트 그린 25, 27, 31, 32, 34, 37, 63, 65, 66, 67, 68, 69, 72, 77, 79, 82 등의 녹색 염료 등을 들 수 있다.
또한, C.I. 모단토 염료로서
C.I.모단토 옐로우 5, 8, 10, 16, 20, 26, 30, 31, 33, 42, 43, 45, 56, 61, 62, 65 등의 황색 염료;
C.I.모단토 레드1, 2, 3, 4, 9, 11, 12, 14, 17, 18, 19, 22, 23, 24, 25, 26, 30, 32, 33, 36, 37, 38, 39, 41, 43, 45, 46, 48, 53, 56, 63, 71, 74, 85, 86, 88, 90, 94, 95 등의 적색 염료;
C.I.모단토 오렌지 3, 4, 5, 8, 12, 13, 14, 20, 21, 23, 24, 28, 29, 32, 34, 35, 36, 37, 42, 43, 47, 48 등의 오렌지색 염료;
C.I.모단토 블루 1, 2, 3, 7, 8, 9, 12, 13, 15, 16, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 26, 30, 31, 32, 39, 40, 41, 43, 44, 48, 49, 53, 61, 74, 77, 83, 84 등의 청색 염료;
C.I.모단토 바이올렛 1, 2, 4, 5, 7, 14, 22, 24, 30, 31, 32, 37, 40, 41, 44, 45, 47, 48, 53, 58 등의 바이올렛색 염료;
C.I.모단토 그린 1, 3, 4, 5, 10, 15, 19, 26, 29, 33, 34, 35, 41, 43, 53 등의 녹색 염료 등을 들 수 있다.
이들 염료는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제 중의 염료의 함량은 상기 착색제 중의 고형분에 대하여 0.5 내지 80 중량%, 구체적으로 0.5 내지 60 중량%, 더욱 구체적으로 1 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 착색제 중 염료의 함량이 상기 범위내일 경우 패턴 형성 후 유기용매에 의해 염료가 용출되는 신뢰성의 저하문제를 방지할 수 있으며, 감도가 우수한 이점이 있다.
본 발명에서 착색 감광성 수지 조성물의 총 고형분 함량이란 착색 감광성 수지 조성물로부터 용제를 제외한 나머지 성분의 총 함량을 의미한다.
용제
본 발명의 용제는 상기 착색 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 착색 감광성 수지 조성물에서 사용되는 용제를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 구체적으로, 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알코올류, 에스테르류 및 아미드류로 이루어진 군 중 1 이상을 사용할 수 있다.
상기 용제는 더욱 구체적으로 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 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 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 사용할 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용할 수 있으며, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 이용할 수 있다.
상기 용제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 상기 착색 감광성 수지 조성물 전체를 기준으로 60 내지 90 중량%, 구체적으로 60 내지 85 중량%, 더욱 구체적으로 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위내로 포함될 경우 롤 코터, 스킨 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿코터(다이코터), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 효과가 있다.
첨가제
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 첨가제를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 착색 감광성 수지 조성물은 분산제, 습윤제, 실란 커플링제 및 응집 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 첨가제를 적어도 하나 이상 더 포함할 수 있다.
상기 분산제로는 시판되고 있는 계면활성제를 사용할 수 있으며, 상기 계면 활성제로는 실리콘계 계면 활성제, 불소계 계면 활성제, 불소 원자를 가지는 실리콘계 계면활성제 및 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제로는 실록산 결합을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다.　시판품으로는, 토레이실 리콘 DC3PA, 토레이실리콘 SH7PA, 토레이실리콘 DC11PA, 토레이실리콘 SH21PA, 토 레이실리콘 SH28PA, 토레이실리콘 29SHPA, 토레이실리콘 SH30PA, 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400(토레이실리콘(주) 제조), KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340, KP341(신에쯔실리콘 제조), TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452, TSF4460(GE도시바실리콘(주) 제조) 등을 들 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 불소계 계면 활성제로는 플루오로카본 사슬을 갖는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 프로리네이트(상품명) FC430, 프로리네이트 FC431(스미또 모 3M(주) 제조), 메가팩(상품명) F142D, 메가팩 F171, 메가팩 F172, 메가팩 F173, 메가팩 F177, 메가팩 F183, 메가팩 R30(다이니폰잉크카가꾸코교(주) 제조), 에프톱 (상품명) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351, 에프톱 EF352(신아끼따카세이(주) 제조), 서프론(상품명) S381, 서프론 S382, 서프론 SC101, 서프론 SC105(아사히가 라스(주) 제조), E5844((주)다이킨파인케미컬겐큐쇼 제조), BM-1000, BM-1100(상품 명: BMChemie사 제조) 등을 예로 들 수 있다.　상기 불소 원자를 가지는 실리콘계 계면 활성제로는 실록산 결합 및 플루오로카본 사슬을 가지는 계면 활성제 등을 예로 들 수 있다. 구체적으로는, 메가팩(상품명) R08, 메가팩 BL20, 메가팩 F475, 메 가팩 F477, 메가팩 F443(다이니폰잉크카가꾸코교(주) 제조) 등을 예로 들 수 있다.
상기 습윤제로는 예컨대 글리세린, 디에틸렌글리콜 및 에틸렌글리콜 등을 들 수 있으며, 이 중에서 선택된 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 실란 커플링제로는 예컨대 아미노프로필트리에톡시실란, γ-메르캅토프로필트리메톡시실란 및 γ-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 SH6062, SZ6030(Toray-Dow Corning Silicon co.,Ltd. 제조), KBE903, KBM803(Shin-Etsu silicone co.,Ltd. 제조) 등이 있다.
상기 응집 방지제에는 예컨대 폴리아크릴산나트륨을 들 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 당업계에서 통상적으로 사용하는 응집 방지제를 적용할 수 있다.
상기 첨가제는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 전체에 대하여 0.001 내지 10 중량%, 구체적으로 0.001 내지 5 중량%, 더욱 구체적으로 0.001 내지 1 중량%로 포함될 수 있다. 상기 첨가제가 상기 착색 감광성 수지 조성물에 대하여 상기 범위내로 포함될 경우 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조되는 컬러필터의 성능을 저하시키지 않으면서도, 첨가제 각각의 목적하는 성능의 부여가 가능한 이점이 있다.
컬러 필터 및 화상 표시 장치
본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물로 제조되는 컬러 필터와 상기 컬러 필터를 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다.
이러한 컬러 필터를 구비할 수 있는 화상 표시 장치로는 액정 표시 장치, OLED, 플렉서블 디스플레이 등이 있을 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 적용이 가능한 당분야에 알려진 모든 화상 표시 장치를 예시할 수 있다.
컬러필터는 전술한 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 광경화 및 현상하여 패턴을 형성함으로써 제조할 수 있다.
먼저, 착색 감광성 수지 조성물을 기재에 도포한 후 가열 건조함으로써 용매 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는다.
도포 방법으로는, 예를 들어 스핀 코트, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 앤드 스핀 코트 또는 슬릿 코트법 등에 의해 실시될 수 있다. 도포 후 가열건조 (프리베이크), 또는 감압 건조 후에 가열하여 용매 등의 휘발 성분을 휘발시킨다. 여기에서, 가열 온도는 통상 70 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 130℃이다. 가열건조 후의 도막 두께는 통상 1 내지 8㎛ 정도이다. 이렇게 하여 얻어진 도막에, 목적으로 하는 패턴을 형성하기 위한 마스크를 통해 자외선을 조사한다. 이 때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 또한 마스크와 기판의 정확한 위치 맞춤이 실시되도록, 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 자외선을 조사하면, 자외선이 조사된 부위의 경화가 이루어진다.
상기 자외선으로는 g선(파장: 436㎚), h선, i선(파장: 365㎚) 등을 사용할 수 있다. 자외선의 조사량은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있는 것이며, 본 발명에서 이를 한정하지는 않는다. 경화가 종료된 도막을 현상액에 접촉시켜 비노광부를 용해시켜 현상하면 목적으로 하는 패턴 형상을 형성할 수 있다.
상기 현상 방법은, 액첨가법, 디핑법, 스프레이법 등 어느 것을 사용하여도 무방하다. 또한 현상시에 기판을 임의의 각도로 기울여도 된다. 상기 현 상액은 통상 알칼리성 화합물과 계면 활성제를 함유하는 수용액이다. 상기 알칼리성 화합물은, 무기 및 유기 알칼리성 화합물의 어느 것이어도 된다. 무기 알칼리성 화합물의 구체적인 예로는, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 인산수소 2나트륨, 인산2수소나트륨, 인산수소 2암모늄, 인산2수소암모늄, 인산 2수소칼륨, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 수소나트륨, 탄산 수소 칼륨, 붕산 나트륨, 붕산 칼륨, 암모니아 등을 들 수 있다. 또한, 유기 알칼리성 화합물의 구체적인 예로는, 테트라메틸암모늄히드록사이드, 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록사이드, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민, 에탄올아민 등을 들 수 있다.
이들 무기 및 유기 알칼리성 화합물은, 각각 단독 또는 2 종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 알칼리 현상액 중의 알칼리성 화합물의 농도는, 바람직하게는 0.01 내지 10 질량%이고, 보다 바람직하게는 0.03 내지 5 질량%이다.
상기 알칼리 현상액 중의 계면 활성제는 비이온계 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제 또는 양이온계 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 비이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌알 킬아민 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 라우릴알코올황산에 스테르나트륨이나 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨이나 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨이나 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 스테아릴아민염산염이나 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 이들 계면 활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 현상액 중의 계면 활성제의 농도는, 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%이다. 현상 후, 수세하고, 또한 필요에 따라 150 내지 230℃ 에서 10 내지 60 분의 포스트베이크를 실시할 수도 있다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
제조예 : 알칼리 가용성 바인더 수지 A-1의 제조
step 1: 2 - 하이드록시 -3-( 비닐옥시카르보닐옥시 ) 프로필메타크릴레이트의 제조
Figure pat00014
반응기에 비닐 하이드로겐카보네이트 10.0g (0.113 mole)을 에틸 아세테이트 100mL에 가한다. 글리시딜메타크릴레이트14.66g (0.103 mole)과 FeCl3 0.83g (0.005mole)을 가한 후 상온에서 3시간 교반하였다. 정제수 100 mL 를 가하고 30분간 교반한 후 유기 층을 회수하였다. 무수 황산마그네슘 3g을 가한 후 30분간 교반하고 여과한 후 여액을 감압 하에서 농축하였다. 농축 잔류물을 실리카 겔 컬럼크로마토그래피 (ethyl acetate : n-hexane = 1 : 4)로 정제하여 2-하이드록시-3-(비닐옥시카르보닐옥시)프로필 메타크릴레이트11.57g (55.3% yield)를 얻었다.
H NMR : 1.90 (3H, s), 4.43~4.48 (4H, m), 4.46 (1H, dd), 4.96 (1H, dd), 5.58 (1H, dd), 6.20 (1H, dd), 7.15 (1H, m)
m/z : 230
step 2: 2-에틸헥실 아크릴레이트의제조
Figure pat00015
반응기에 아크릴산20.0g (0.277 mole)을 에틸 아세테이트 200mL에 가하였다. 트리에틸아민 33.7g (0.333 mole)을 가하고 30분간 교반하였다. 3-Bromooctane 80.3g (0.416 mole)을 가한 후 70℃까지 승온한 후 6시간 동안 교반하였다. 상온으로 냉각한 후 정제수 200mL를 가한 후 30분간 교반하고 여과한 후 여액을 감압 하에서 농축하였다. 농축 잔류물을 실리카 겔 컬럼크로마토그래피 (에틸 아세테이트: n-헥산 = 1 : 4)로 정제하여 2-에틸 헥실아크릴레이트 30.8g (60.3% yield)를 얻었다.
1H NMR : 0.97 (6H, t), 1.29~1.33 (6H, m), 1.53~1.57 (4H, m), 3.95 (1H, m), , 5.85 (1H, dd), 6.20 (1H, dd), 6.55 (1H, m)
m/z : 184
step 3: 알칼리 가용성 바인더 수지 A-1의 제조
Figure pat00016
50 질량부의 글리시딜메타크릴레이트와 100 질량부의 2-하이드록시-3-(비닐옥시카르보닐옥시)프로필 메타크릴레이트, 100 질량부의 2-에틸 헥실아크릴레이트를클로로폼(전체 monomer 질량 대비 20배 부피)에 가한다. AIBN 5부를 가하고 60℃에서 3시간 교반한 후 다시 80℃에서 2시간 교반하였다. 반응물을 상온으로 냉각 후 2시간 동안 추가 교반하였다.
이렇게 합성된 알칼리 가용성 바인더 수지를 GPC로 측정한 중량평균분자량 Mw는 약 12630이었다. 시차주사열량계로 유리전이 온도를 측정한 결과 -7℃였다.
이때 제조된 수지는 x, y, z의 몰비가 40:20:40인 수지(중량평균분자량: 12,630)를 제조하였다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6
하기 표 1의 성분 및 함량(단위 : 중량%, 착색 감광성 수지 조성물 100 중량% 기준)을 사용하여 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
구분(중량부) 실시예
1 2 3 4 5 6
알칼리 가용성 바인더 수지 A-1 15.112 6.539 6.421 15.112 6.539 6.421
A-2 - 7.556 - - 7.556 -
A-3 - - 7.556 - - 7.556
광중합성 화합물 B 3.779 3.779 3.779 3.779 3.779 3.779
광중합 개시제 C-1 0.907 0.907 0.907 0.907 0.907 0.907
C-2 0.453 0.453 0.453 0.453 0.453 0.453
착색제 D 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
용매 E-1 17 17 17 17 17 17
E-2 58.167 59.184 59.302 58.167 59.184 59.302
첨가제 F 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006
산화방지제 G-1 0.076 0.076 0.076 0.038 0.038 0.038
G-2 - - - 0.038 0.038 0.038
구분(중량부) 비교예
1 2 3 4 5 6
알칼리 가용성 바인더 수지 A-1 - - - 15.112 6.539 6.421
A-2 13.077 - 6.421 - 7.556 -
A-3 - 12.841 6.539 - - 7.556
광중합성 화합물 B 3.779 3.779 3.779 3.779 3.779 3.779
광중합 개시제 C-1 0.907 0.907 0.907 0.907 0.907 0.907
C-2 0.453 0.453 0.453 0.453 0.453 0.453
착색제 D 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5 4.5
용매 E-1 17 17 17 17 17 17
E-2 60.202 60.438 60.320 58.167 59.184 59.302
첨가제 F 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006
산화방지제 G-1 0.076 0.076 0.076 - - -
G-2 - - - 0.076 0.076 0.076
알칼리 가용성 바인더 수지:

A-1
Figure pat00017

R1: 메틸기, R2: 메틸기, R3: 수소
x: 40, y: 20, z: 40
n: 1
A-2
glycidyl methacrylate와 2-hydroxy-3-(vinyloxycarbonyloxy)propyl methacrylate, octan-3-yl acrylate 단위와의 비는 몰비로 20:40:40 평균분자량은 12,600)

A-3
glycidyl methacrylate와 2-hydroxy-3-(vinyloxycarbonyloxy)propyl methacrylate, octan-3-yl acrylate 단위와의 비는 몰비로 45:10:45 평균분자량은 12,600)


중합성 화합물 B:KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조)

광중합 개시제
C-1: 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온
C-2: 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논

착색제 D: C.I. 피그먼트 블루 15:6

용매
E-1: 3-에톡시프로피오네이트
E-2: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

첨가제 F: 폴리에테르 변성 실리콘 오일 SH8400(토레이실리콘(주) 제조)

산화 방지제
G-1
Figure pat00018

G-2: 페놀계산화방지제로 Pentaerythritol tetrakis(3,5-di-tert-butyl-4-hydroxyhydrocinnamate(알드리치사)
컬러필터의 제조
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 6에 따라 제조된 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조하였다.
하기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 6의 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 상기 박막 위에 투과율을 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴과 1㎛에서 50㎛까지의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토 마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 G, H, I 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100mJ/cm2의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분동안 담구어서 현상하였다. 그 후, 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 200℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하였다. 컬러필터의 패턴 형상(필름) 두께는 통상 1~5㎛, 구체적으로 2~4㎛ 를 만족하는 것이 좋으며, 이를 통해 얻어진 본원의 실시예에 따른 컬러필터의 패턴 형상(필름) 두께는 모두 상기 기준을 만족하였다.
< 실험예 1 : 컬러필터의 현상 속도, 감도, 패턴 안정성, 테이퍼 선폭 및 형태 실험>
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 대상으로 하기 표 2와 같이 평가하였으며, 각 실험에 대한 검토 기준은 하기와 같다.
현상속도(sec) : 현상 <Spray Developer HPMJ 방식>시 비노광부가 현상액에 최초로 용해되는데 걸리는 시간
감도 : 감도 마스크 미세 패턴 (1~60)의 뜯김이 없는 박막을 형성한 정도(수치가 낮을수록 감도가 우수)
패턴 안정성 : 저노광량(20~100mJ)에서의 패턴 마스크의 노광후의 패턴의 뜯김 정도.
○: 패턴상 뜯김 없음
×: 패턴상 뜯김 3개 이상
(○, ×는 3차원 표면 형상기의 광학 현미경을 통하여 확인함)
테이퍼 선폭(㎛) : 패턴 마스크의 100㎛ 패턴의 노광후 선폭.
테이퍼 형태 : SEM을 통한 테이퍼의 형태를 확인.
하기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 조성물은 비교예 1 내지 6과 비교하여 볼 때, 실시예 1 내지 6의 현상속도, 감도, 패턴 안정성, 테이퍼 선폭 및 형태의 특성에 있어서 비교예보다 우수함을 알 수 있었다. 또한, 화학식 1로 표시되는 알칼리 가용성 바인더 수지와 화학식 2 또는 3으로 표시되는 산화 방지제를 모두 함유한 조성물은 패턴의 오류가 적었으며, 역테이퍼로 인한, 화소 상에 형성된 전극의 단선을 없애주어 화소 결함 등의 표시 불량이 발생하지 않았다.
< 실험예 2 : 컬러필터의 내용제성 , 내열성 측정 및 내열성 전후의 휘도 변화 확인 실험>
상기 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 6에 따른 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 대상으로 연필경도 측정을 통하여 막강도를 확인하였으며, 내열성 및 내용제성 측정 실험을 통하여 컬러필터 제조시 혹은 액정표시장치를 제작시 사용하게 되는 열 및 용제에 대한 안정성을 평가하였다.
내용제성 평가 : 실시예 및 비교예에 따라 제조된 컬러필터를 각각의 용제(NMP; 1-메틸-2-파이롤리디논)에 30분간 침지시켜, 평가전후의 색변화를 계산하여 비교 평가하였다.
이때, 사용되는 식은 L*, a*, b*로 정의되는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타내는 하기 수학식 1에 의해 계산하였다.
내열성 평가 및 휘도변화 : 실시예 및 비교예에 따라 제조된 컬러필터를 230℃의 가열 오븐에서 2시간 동안 가열한 뒤, 가열전후의 색변화를 측정하였으며 이를 수학식 1로 계산하였다. 또한, 내열성 평가 전후의 휘도(ΔY) 변화를 확인하여, 열적황변으로 인한 휘도저하 여부를 확인하였다. 휘도 변화는 색도계를 이용하여 측정하였다.
△Eab*= (△L*)2+ (△a*)2+(△b*)2]1/2 수학식 (1)
○ : △Eab = 1 미만,
△ : △Eab = 1 ~ 3,
× : △Eab = 3 초과
ΔY (휘도변화) 정도
○ : -0.04 이상 0.00 이하,
× : -0.04 미만,
연필경도: JIS K5600-5-4에 따른다.
상기 실험을 통해 얻어진 컬러필터의 내용제성, 내열성 측정 실험 결과와 연필경도 측정치를 하기 표 2에 나타내었다.
하기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 조성물은 비교예 1 내지 6과 비교하여 볼 때, 화학식 1로 표시되는 알칼리 가용성 바인더 수지와 화학식 2 또는 3으로 표시되는 산화방지제를 함유한 조성물이 그렇지 않은 조성물에 비하여 내열성, 내용제성(NMP 내성), 휘도변화 및 연필경도가 우수하며, 막경도가 향상되었음을 알 수 있다.
상기 실험예 1 및 2는 일반적인 컬러필터 제조시 필요한 물성치에 대한 결과를 기술한 것으로서, COA 방식에 의한 각 공정 단계 상에서 필요한 물성치에 대한 결과를 하기 실험예 3 및 4에 나타내었다.
< 실험예 3 : 컬러필터의 컨택 홀 크기, 형태, 스트리퍼액 내성 및 IZO 에천트액 내성 실험>
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 6의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 이용하여 TFT 층과 IZO(공통전극) 사이의 전기적 도통로인 컨택 홀의 크기 및 형태, 스트리퍼액에 대한 내성 및 IZO막의 식각 공정시 사용되는 에천트액에 대한 내성평가를 진행하였고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
스트리퍼액(PRS-2000, 동우화인켐사) 및 IZO 에천트액(MA-S03/MASZ02 - 동우화인켐사)을 상기 현상시 사용되었던 Spray Developer(HPMJ방식) 방식과 동일하게 진행하였다. 스트립 및 IZO 에칭조건에 대해서는 IZO 에칭 조건은 35℃에서 2분동안 침지 후 수세하여 IZO 에천트액에 의한 도막의 안정성을 확인하였으며, 스트리퍼액에 대한 조건은 70~80℃에서 3~5분 정도 평가를 실시하였다. 스트리퍼액에 대한 평가 역시 도막의 안정성을 확인하였다.
먼저 포지티브 PR < Clariant 社 : HKT-601>을 R/G/B 패턴 도막 위에 도포를 한 다음 가열판 위에 놓고 90℃ 온도에서 1분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 상기 박막 위에 투과율을 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴과 1㎛에서 50㎛까지의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토 마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때 자외선광원은 g, h, i 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100mJ/㎠의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학필터는 사용하지 않았다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 추가로 가열판 위에 놓고 110℃의 온도에서 1분간 유지하여 박막을 한번 더 큐어링하였다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 TMAH 2.38% 수용액 현상 용액에 30초동안 담구어서 현상하였다. 그 후, 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 130℃의 가열 오븐에서 2분 동안 가열하였다. 통상적인 포지티브 PR 패턴 형상(필름) 두께는 1~5㎛이고 더욱 바람직하게는 2~4㎛ 정도이며, 제조된 포지티브 PR 패턴 형상(필름)의 두께는 상기 범위를 모두 만족하였다. IZO 박막의 증착조건은 스퍼터(Sputter)를 이용해 500~2000Å이 적합하며, 더욱 바람직하게는 500~1000Å 정도이며, IZO 박막의 증착은 상기 범위 내에서 적절히 수행하였다. 각 실험에 대한 검토 기준은 다음과 같다.
C/H 크기(㎛) : 컨택 홀 마스크(Contact Hole Mask)의 40㎛ 패턴의 노광후 선폭의 크기.
C/H 형태 : C/H 마스크의 40㎛ 스퀘어 패턴의 노광후, SEM 이미지상 40㎛ 마스크 패턴의 구현 정도.
스트리퍼 내성 : 패턴 마스크의 100㎛ 패턴의 노광후의 패턴 벗겨짐 정도
IZO 에칭액 내성 : 패턴 마스크의 100㎛ 패턴의 노광후의 패턴 안정성을 나타내는 것으로 패턴침식 정도.
상기 스트리퍼 내성 및 IZO 에칭액 내성은 3차원 표면 형상기의 광학현미경을 통한 확인 결과.
○ : 패턴상 벗겨짐 1~3개
X : 패턴상 벗겨짐 3개 초과 및 패턴 박리로 내성 정도 평가 불가함.
하기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6의 조성물은 비교예 1 내지 6과 비교하여 볼 때, 실시예 1 내지 6의 C/H의 크기나 형태 및 스트리퍼 내성 및 IZO 에칭액 내성 결과 비교예보다 우수함을 알 수 있었다. 상기 결과에서 보듯이 화학식 1로 표시되는 알칼라 가용성 바인더 수지를 와 화학식 2 또는 화학식 3으로 표현되는 산화방지제를 함유한 조성물은, C/H의 크기 및 형태로 판단 해보면 기판상의 균일성(Uniformity)이 향상되었고, COA의 공정상 반드시 포함되어야 하는 스트리퍼 내성 및 IZO 에칭액 내성이 비교예와 비교하여 우수한 성능을 나타내었다. 즉, TFT 층과 IZO층 사이의 전기적 도통로가 내화학적으로 안정성을 나타내므로, 전극의 단선으로 인한 데드 픽셀이 발생하지 않아 컬러필터의 액정표시장치가 정상적으로 작동이 가능하였다.
<실험예 4 : 컬러필터의 아웃가스 측정 실험>
실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 6의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터의 아웃가스 측정을 위하여, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 스?? 코팅법으로 유리기판 위에 도포한 뒤, 가열 판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 그 후, 상기 박막 위에 포토마스크 (패턴 영역 : 3 × 3 cm)를 올려 놓고, 시험 포토 마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, I 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100mJ/cm2의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학 필터를 사용하지 않았다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 담군 후 현상하였다. 그 후, 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 200℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하였다. 컬러필터의 패턴 형상(필름) 두께는 통상 1~5㎛, 구체적으로 2~4㎛ 를 만족하는 것이 좋으며, 이를 통해 얻어진 본원의 실시예에 따른 컬러필터의 패턴 형상(필름) 두께는 모두 상기 기준을 만족하였다.
형성된 박막 기판을 Py-GC/FID를 통해 230℃에서 30분 열분해하여 포집된 화합물을 분석하였으며, 분석기준은 다음과 같다.
아웃가스 측정치 : 비교예 1의 값을 100% 기준으로 하여 백분율로 표시하였으며, 그 값이 낮을수록 우수하다.
하기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 6과 비교예 1 내지 6을 비교하여 볼 때, 실시예 1 내지 6의 아웃가스에 대한 평가가 비교에보다 우수함을 알 수 있었다. 하기 표 2에서 알 수 있듯이, COA 방식으로 제작된 표시 패털의 작동시, 잔상의 한가지 원인으로 추정되는 패턴도막으로부터 액정 중으로의 유입에 의한 표시불량의 개선이 가능하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6
현상속도(sec) 17 22 20 18 19 20 19 17 20 22 21 17
감도(mJ/㎠) 14 14 16 16 16 14 18 20 20 22 22 20
패턴 안정성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
테이퍼 선폭(㎛) 103 103 102 102 102 102 105 103 103 104 104 103
테이퍼 형태 순테이퍼 순테이퍼 순테이퍼 순테이퍼 순테이퍼 순테이퍼 역테이퍼 역테이퍼 역테이퍼 역테이퍼 순테이퍼 순테이퍼
내열성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
ΔY (휘도변화) ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
NMP 내용제성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
연필경도 6H 6H 6H 6H 6H 6H 4H 4H 5H 4H 5H 5H
C/H 크기(㎛) 18 17 18 18 18 17 15 16 18 14 14 18
C/H 형태 90% 92% 90% 92% 91% 90% 81% 84% 83% 84% 86% 80%
스트리퍼 내성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
IZO 에칭액 내성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ X X X X X X
아웃가스 측정치 60 50 60 70 60 70 90 100 90 80 90 80
본원의 착색 감광성 수지 조성물은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지를 포함하기 때문에 현상 공정 중 미세 패턴의 유실을 막을 수 있고, 열처리 공정에서 알칼리 가용성 바인더의 흐름성을 개선함으로써, 패턴 형성 시 안정성을 확보할 수 있다.
또한, 화학식 2 또는 화학식 3로 표시되는 화합물 중 적어도 1 이상을 포함하는 산화방지제를 포함하기 때문에 산소에 의한 라디칼이 비활성화가 되더라도 활성인 티올(thiol) 라디칼이 재생되어 감도 및 경화도가 우수한 착색 감광성 수지 조성물의 제공이 가능하다.
이로 인하여 COA(Color Filter on Array) 구조의 액정표시장치에 있어서, RGB 수지막에 얼라인먼트 정밀도가 우수한 컨택 홀을 형성할 수 있으며, 상기 수지막 즉, 픽셀 전극과 능동소자(TFT)의 전기적 통로를 형성함에 있어서, 건식 에칭법에 의한 컨택 홀 형성 및 픽셀전극으로 사용될 IZO 증착 시의 RGB 수지막의 패턴 안정성을 확보함에 있어, 고개구율 확보를 위한 RGB 단선에 의한 화소불량을 개선할 수 있는 이점이 있다.

Claims (12)

  1. 하기 화학식 1로 표시되는 알칼리 가용성 바인더 수지; 및
    하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 적어도 1 이상을 포함하는 산화방지제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물 :
    [화학식 1]
    Figure pat00019

    [화학식 2]
    Figure pat00020

    [화학식 3]
    Figure pat00021

    상기 화학식 1에서,
    R1, R2 및 R3는 각각 독립적으로 H 또는 탄소수 1 내지 5의 알킬기이고,
    n은 1 내지 4의 정수이며,
    x + y + z = 100 몰%이고,
    상기 화학식 2에서,
    X1은 우레탄 또는 우레아 결합이고,
    R4는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수3 내지 20의 사이클릭알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기, 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기이며,
    상기 헤테로아릴기는 N, O 또는 S로부터 선택되는 헤테로 원자를 갖고,
    상기 알킬기, 아릴기 또는 헤테로아릴기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 6 내지 20의 헤테로아릴기로 치환 또는 비치환 되며,
    상기 화학식 3에서,
    X2 및 X3은 각각 독립적으로 우레탄 또는 우레아 결합이고,
    L은 치환 또는 비치환된 탄소수 1 내지 12의 알킬렌기, 탄소수 3 내지 20의 사이클릭알킬렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기이며,
    상기 알킬렌기 또는 아릴렌기는 탄소수 1 내지 12의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 치환 또는 비치환된다.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 x로 표시되는 반복단위는 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 구성하는 반복 단위들의 총 함량에 대하여 15 내지 50 몰%로 포함되는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 y로 표시되는 반복단위 및 상기 z로 표시되는 반복단위의 합은 상기 알칼리 가용성 바인더 수지를 구성하는 반복 단위들의 총 함량에 대하여 50 내지 85 몰%로 포함되는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2에서 상기 헤테로아릴기는 그 5-원 또는 6-원 포화 또는 불포화 고리가 벤젠고리와 축합 또는 비축합된 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 2는 하기 구조식들에서 선택되는 것인 착색 감광성 수지 조성물:
    Figure pat00022
    Figure pat00023

    Figure pat00024
    Figure pat00025
    Figure pat00026
  6. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3은 하기 구조식들에서 선택되는 것인 착색 감광성 수지 조성물:
    Figure pat00027

    Figure pat00028
  7. 제1항에 있어서,
    상기 산화방지제는 150℃에서 200시간 이상 열화되지 않는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 상기 착색 감광성 수지 조성물의 전체고형분에 대하여 10 내지 80 중량%로 포함되는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 산화방지제는 조성물의 전체고형분 기준으로 상기 광중합 개시제의 100 중량부에 대하여 1 내지 100 중량%로 포함되는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    광중합성 화합물, 광중합 개시제, 착색제 및 용제를 더 포함하는 것인 착색 감광성 수지 조성물.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터.
  12. 제11항의 컬러필터를 포함하는 화상 표시 장치.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018216870A1 (ko) 2017-05-25 2018-11-29 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 배터리 모듈

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100022402A (ko) 2008-08-19 2010-03-02 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터, 이를 구비한 액정표시장치
KR20110123668A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 후지필름 가부시키가이샤 착색 감광성 조성물, 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터 및 액정 표시 장치
KR20120021752A (ko) * 2010-08-16 2012-03-09 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20130048072A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20130060826A (ko) * 2011-11-30 2013-06-10 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물
KR20140113092A (ko) * 2013-03-15 2014-09-24 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물
KR101564872B1 (ko) * 2015-02-10 2015-10-30 동우 화인켐 주식회사 네가티브형 감광성 수지 조성물

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100022402A (ko) 2008-08-19 2010-03-02 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터, 이를 구비한 액정표시장치
KR20110123668A (ko) * 2010-05-07 2011-11-15 후지필름 가부시키가이샤 착색 감광성 조성물, 컬러 필터의 제조 방법, 컬러 필터 및 액정 표시 장치
KR20120021752A (ko) * 2010-08-16 2012-03-09 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20130048072A (ko) * 2011-11-01 2013-05-09 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치
KR20130060826A (ko) * 2011-11-30 2013-06-10 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물
KR20140113092A (ko) * 2013-03-15 2014-09-24 동우 화인켐 주식회사 착색 감광성 수지 조성물
KR101564872B1 (ko) * 2015-02-10 2015-10-30 동우 화인켐 주식회사 네가티브형 감광성 수지 조성물

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018216870A1 (ko) 2017-05-25 2018-11-29 주식회사 엘지화학 안전성이 향상된 배터리 모듈

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