KR20180048488A - 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치 - Google Patents

자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치에 관한 것으로, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 역테이퍼가 발생하지 않으며, 발광 특성이 우수한 효과를 지니고 있다.

Description

자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치{A self-light emitting photosensitive resin composition, color filter and display device comprising the same}
본 발명은 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치에 관한 것으로, 보다 자세하게는 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상 소자, 액정표시장치(LCD) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다.
상기 컬러 필터는 수십에서 수백 마이크로미터 정도의 크기를 가지는 각각의 화소 사이의 경계 부분을 차광하기 위해서 투명 기판 상에 정해진 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스 층 및 각각의 화소를 형성하기 위해 복수의 색(통상적으로 적색, 녹색 및 청색)의 3원색을 정해진 순서로 배열한 화소부가 차례로 적층된 구조를 취하고 있다.
상기 컬러필터는 통상 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판상에 적색, 녹색 및 청색의 각 색에 상당하는 안료를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅에 의해 균일하게 도포한 후, 가열 건조(이하, '예비 소성'이라고 하는 경우도 있음)하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화(이하, '후 소성'이라고 하는 경우도 있음)하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 화소를 형성하는 방법으로 주로 제조되고 있다. 여기서 패턴이 형성되는 블랙 매트릭스는 통상 흑색 감광성 수지 조성물로 형성하게 된다.
상기 컬러필터를 제조하는 방법 중의 하나인 상기 안료 분산법은 흑색 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 비롯하여 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용제 및 기타 첨가제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 코팅하고, 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막을 형성하는 방법으로, 휴대폰, 노트북, 모니터, TV 등의 LCD를 제조하는 데 활발하게 응용되고 있다.
근래에는 여러 가지 장점을 가지는 안료 분산법을 이용한 컬러필터용 감광성 수지 조성물에 있어서도 우수한 패턴 특성뿐만 아니라 높은 색재현율과 함께 고휘도 및 고명암비 등 더욱 향상된 성능이 요구되고 있는 실정이다.
그러나, 색 재현은 광원에서 조사된 광이 컬러필터를 투과하여 구현되는 것인데, 이 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되어 광 효율이 저하되고, 색 필터로써의 안료특성으로 인해 완벽한 색 재현에는 못 미치는 근본적인 한계가 있다.
이러한 문제를 해결할 수 있는 방법 중 하나로, 양자점 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터 제조방법을 들 수 있다. 양자점을 사용하면 발광 파형을 좁힐 수 있고 안료에서는 구현하지 못하는 높은 색 구현 능력을 가질 수 있으며, 우수한 휘도 특성을 지닐 수 있다. 하지만, 하드베이크 공정 중에 광효율이 떨어지는 문제가 있어 추가적인 개발이 필요한 상황이다.
본 발명은 광효율 저하 및 감광특성 불량이 발생하지 않는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터 및 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물로,
상기 광중합 개시제는 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러 필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 광에 의해 자체 발광할 수 있으므로 하드 베이크 공정 중 광효율 저하를 예방할 수 있어, 보다 우수한 광 효율을 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 색 재현성이 우수하고, 시야각이 넓으며, 역 테이퍼(taper)가 발생하지 않는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 고감도화되어 우수한 미세패턴을 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 표시장치는 휘도가 매우 우수한 효과를 지니고 있다.
도 1은 역 테이퍼가 발생하지 않은 컬러 필터를 나타낸 사진이다.
도 2는 역 테이퍼가 발생한 컬러 필터를 나타낸 사진이다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명은 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물로,
상기 광중합 개시제는 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
감광성 수지 조성물로 제조된 통상의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치는 백색광이 컬러 필터를 투과하여 컬러가 구현된다. 그러나 이 과정에서 광의 일부가 컬러 필터에 흡수되어 광 효율이 저하되는 문제가 있다.
상기와 같은 문제를 해결하고자, 본 발명에서는 광원의 광에 의해 자발광하는 양자점 입자를 포함하여 손실되는 광을 줄여 보다 우수한 광 효율을 구현할 수 있는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공하고자 하였다.
또한, 종래의 자발광 감광성 수지 조성물로 패턴을 형성할 때, 역 테이퍼(taper)가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명에서는 상기의 문제점을 해결하고자 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 광중합 개시제를 사용하여 역 테이퍼 발생을 예방하고, 고감도화되어 우수한 미세 화소 패턴을 형성할 수 있는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공하고자 하였다.
이하, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 각 성분 별로 자세히 설명한다.
(A) 양자점 입자
양자점이란 나노 크기의 반도체 물질을 말한다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 띠고 있을 때 이를 양자점이라고 한다.
양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출하며, 이를 자발광이라고 말한다.
본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 이러한 자발광 양자점 입자를 포함하며, 이로부터 제조된 컬러필터는 광 조사에 의해 발광할 수 있다.
컬러필터를 포함하는 통상의 표시 장치는 백색광이 컬러필터를 투과하여 컬러가 구현되는데, 이 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되므로 광 효율이 저하된다.
그러나, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 포함하는 경우에는, 컬러필터가 광원의 광에 의해 자체 발광하므로, 보다 뛰어난 광 효율을 구현할 수 있다.
또한, 색상을 가진 광이 방출되는 것이므로 색 재현성이 보다 우수하고, 광루미네선스에 의해 전 방향으로 광이 방출되므로 시야각도 개선될 수 있다.
본 발명의 양자점 입자는 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점 입자라면 그 종류를 특별히 한정하지 않으며, 예를 들면 Ⅱ-VI족 반도체 화합물, Ⅲ-V족 반도체 화합물, IV-VI족 반도체 화합물, 및 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 Ⅱ-VI족 반도체 화합물은 구체적으로 예를 들어, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 및 이들의 혼합물인 이원소 화합물;
CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물인 삼원소 화합물; 및
CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 및 이들의 혼합물인 사원소 화합물 등이 있다.
상기 Ⅲ-V족 반도체 화합물은 구체적으로 예를 들어, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물인 이원소 화합물;
GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물인 삼원소 화합물; 및
GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물인 사원소 화합물 화합물 등이 있다.
상기 IV-VI족 반도체 화합물은 구체적으로 예를 들어, 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물인 이원소 화합물;
SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물인 삼원소 화합물; 및
SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물인 사원소 화합물 등을 들 수 있다.
상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 구체적으로 예를 들어, Si, Ge 및 이들의 혼합물인 원소 화합물; 및
SiC, SiGe 및 이들의 혼합물인 이원소 화합물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 양자점 입자는 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell) 구조 및 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다.
상기 코어-쉘 이중 구조에서 각각의 코어와 쉘을 이루는 물질은 서로 다른 상기 반도체 화합물일 수 있다.
예를 들어, 상기 코어는 CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 상기 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
통상의 컬러 필터 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물이 색상 구현을 위해 적색, 녹색 및 청색의 착색제를 포함하듯, 양자점 입자도 적색 양자점 입자, 녹색 양자점 입자 및 청색 양자점 입자로 분류될 수 있으며, 본 발명에서는 적색 양자점 입자, 녹색 양자점 입자 및 청색 양자점 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 양자점 입자는 습식화학공정(wet chemical process), 유기 금속 화학증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍시 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 제조될 수 있다.
상기 습식 화학 공정은 유기 용제에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법으로, 결정이 성장할 때 유기 용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로 유기금속 화학증착이나 분자석 에피택시와 같은 기장 증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 양자점 입자의 크기 성장을 제어할 수 있다.
본 발명의 양자점 입자는 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 3 내지 80 중량%로 포함되며, 바람직하게는 5 내지 70 중량%로 포함된다.
상기 양자점 입자가 3 중량% 미만으로 포함되면 발광 효율이 미미할 수 있고, 80 중량%를 초과하면 다른 조성의 함량이 부족해져 화소 패턴을 형성하기 어려울 수 있다.
본 발명에서 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 중량이란 자발광 감광성 수지 조성물의 용제를 제외한 나머지 성분의 총 중량을 의미한다.
(B)알칼리 가용성 수지
본 발명의 알칼리 가용성 수지는 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성된 감광성 수지층의 비노광부를 알칼리 가용성으로 만들어 제거될 수 있게 하고, 노광 영역을 잔류시키는 역할을 할 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 한정하지 않는다.
상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기를 포함하는 단량체 및 상기 단량체와 공중합이 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기를 포함하는 단량체는 구체적으로 예를 들어, 불포화 모노카르복실산, 불포화 디카르복실산 및 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 포함하는 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 모노카르복실산은 구체적으로 예를 들어, 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산 및 신남산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 디카르복실산은 구체적으로 예를 들어, 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산 및 메사콘산 등을 들 수 있다.
상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로 예를 들어, 말레산 무수물, 이타콘산 무수물 및 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다.
또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 구체적으로 예를 들어, 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸) 및 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다.
또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 구체적으로 예를 들어, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트 및 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 화합물 중 아크릴산 또는 메타크릴산이 공중합 반응성 및 현상성에 대한 용해성이 우수하므로 바람직하다.
상기 카르복실기를 포함하는 단량체는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 카르복실기를 포함하는 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로는 구체적으로 예를 들어, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 및 아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산의 비치환 또는 치환 알킬에스테르 화합물;
시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 시클로헵틸(메타)아크릴레이트, 시클로옥틸(메타)아크릴레이트, 멘틸(메타)아크릴레이트, 시클로펜테닐(메타)아크릴레이트, 시클로헥세닐(메타)아크릴레이트, 시클로헵테닐(메타)아크릴레이트, 시클로옥테닐(메타)아크릴레이트, 멘타디에닐(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 피나닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트 및 피네닐(메타)아크릴레이트 등의 지환식 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물;
3-((메타)아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-((메타)아크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-((메타)아크릴로일옥시메틸)-2-메틸옥세탄 및 3-((메타)아크릴로일옥시메틸)-2-트리플로로메틸옥세탄 등의 열경화 가능한 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물;
올리고에틸렌글리콜 모노알킬(메타)아크릴레이트 등의 글리콜류의 모노포화 카르복실산 에스테르 화합물;
벤질(메타)아크릴레이트 및 페녹시(메타)아크릴레이트 등의 방향환을 갖는 치환기를 포함하는 불포화 카르복실산 에스테르 화합물;
스티렌, α-메틸스티렌 및 비닐톨루엔 등의 방향족 비닐 화합물;
아세트산 비닐, 프로피온산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르, (메타)아크릴로니트릴 및 α-클로로아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물;
글리시딜(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트, 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플로로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-펜타플로로에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2,2-디플로로옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2,2,4-트리플로로옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2,2,4,4-테트라플로로옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-3-에틸옥세탄, 2-에틸-3-(메타크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-2-트리플로로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-2-펜타플로로에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-2-페닐옥세탄, 2, 2-디플로로-3-(메타크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-2,2,4-트리플로로옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시에틸)-2,2,4,4-테트라플로로 옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2- 메틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2-트리플로로메틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2-펜타플로로에틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2,2-디플로로옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2,2,4-트리플로로옥세탄, 3-(아크릴로일옥시메틸)-2,2,4,4-테트라플로로옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-3-에틸옥세탄, 2-에틸-3-(아크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-2-트리플로로메틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-2-펜타 플로로에틸옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-2-페닐옥세탄, 2,2-디플로로-3-(아크릴로일옥시에틸)옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-2,2,4-트리플로로옥세탄, 3-(아크릴로일옥시에틸)-2,2,4,4-테트라플로로옥세탄, 에폭시화디시클로데칸닐(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 에폭시화디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트(2-(3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일옥시)에틸(메타)아크릴레이트, 2-(3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일옥시)에틸(메타)아크릴레이트 및 에폭시화디시클로펜타닐옥시헥시(메타)아크릴레이트 등의 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 다고리형 화합물;
디시클로펜탄, 트리시클로데칸, 노르보르난, 이소노르보르난, 비시클로옥탄, 시클로노난, 비시클로운데칸, 트리시클로운데칸, 비시클로도데칸 및 트리시클로도데칸 등의 에폭시 화합물;
N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-숙신이미딜- 3-말레이미드벤조에이트, N-숙신이미딜-4-말레이미드부틸레이트, N-숙신이미딜-6-말레이미드카프로에이트, N-숙신이미딜-3-말레이미드프로피오네이트 및 N-(9-아크리디닐)말레이미드 등의 디카르보닐 이미드 유도체를 들 수 있다.
상기 단량체는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 30 내지 150의 산가(KOH mg/g)를 갖는 것이 바람직하다. 산가가 상기 범위에 있으면 현상액 중의 용해성이 향상되어 비노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하여 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining raio)을 개선하게 되어 바람직하다.
산가란, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는데 필요한 수산화칼륨(KOH)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지의 겔 투과 크로마토그래피(GPC, 테트라하이드로퓨란을 용출 용제로 사용함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균 분자량이 3000 내지 100000 이다.
분자량이 상기 범위 내에 있으면 코팅 필름의 경도가 향상되어 잔막율이 높고, 현상액 중의 비노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.
본 발명의 알칼리 가용성 수지의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%로 포함된다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함량이 5 내지 80 중량%로 포함되면 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 생기기 어려워 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.
(C) 광중합성 화합물
본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합성 화합물은 후술하는 광중합 개시제(D)의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이어야 한다. 단관능 광중합성 화합물, 2관능 광중합성 화합물 또는 3관능 광중합성 화합물 등을 들 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단관능 단량체는 구체적으로 예를 들어, 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 단량체는 구체적으로 예를 들어, 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 화합물은 구체적으로 예를 들어, 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.
또한, 히드록시기 또는 카르복실기를 포함하는 디펜타에리트리톨(폴리)아크릴레이트인 하기 화학식 22 및 23의 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
[화학식 22]
Figure pat00001
[화학식 23]
Figure pat00002
상기 R6 내지 R10은 각각 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고,
상기 R11은 수소, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기이고,
상기 R12 내지 R14는 각각 독립적으로 히드록시기, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기 또는 OR16이고,
상기 R15는 수소, 탄소수 1 내지 4의 알킬기, 아크릴레이트기, 메타크릴레이트기, R16 또는 -C(=O)CH2CH2C(=O)OH이고,
상기 R12 내지 R15 중 적어도 하나는 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고,
상기 R16은 하기 화학식 24의 화합물이다.
[화학식 24]
Figure pat00003
상기 R17 및 R18은 각각 독립적으로 아크릴레이트기 또는 메타크릴레이트기이고,
상기 R19는 수소, 아크릴로일기, 메타크릴로일기 또는 -C(=O)CH2CH2C(=O)OH 이다.
상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 2관능 이상의 다관능 단량체를 사용하는 것이 바람직하며, 카르복실기를 포함하는 5관능 이상의 다관능 단량체를 사용하는 것이 보다 바람직하다.
5관능 이상의 광중합성 화합물을 사용하면 화소 패턴의 형성이 더욱 우수해지며, 특히 카르복실기를 포함하는 5관능 이상의 다관능 단량체를 사용하면 양자점 입자 응집에 따른 발광 특성의 저하가 없고, 광 반응성이 우수하여 발광성이 우수한 화소 패턴을 형성할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 70 중량%로 포함되며, 7 내지 45 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 광중합성 화합물은 상기 5 내지 70 중량% 범위에서 광원에 대한 화소 패턴의 형성이 용이하여 화소부의 강도 및 평활성이 양호해진다.
반면, 상기 광중합성 화합물이 5 중량% 미만으로 포함되면 광경화도가 저하되어 화소 패턴의 형성이 어렵고, 70 중량%를 초과하여 포함되면 패턴이 박리되는 문제가 발생할 수 있다.
(D) 광중합 개시제
본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합 개시제는 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 화합물을 포함함으로써 패턴 형성시, 역 테이퍼(taper)의 발생을 예방할 수 있다.
상기 아실포스핀계 화합물은 모노아실포스핀계 화합물 및 비스아실포스핀계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
상기 모노아실포스핀계 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함한다.
[화학식 1]
Figure pat00004
상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
상기 R3은 탄소수 4 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
상기 치환기는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.
상기 화학식 1의 화합물에 해당하는 화합물로는 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드(Irgacure TPO, Basf社) 및 에틸(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스피네이트(Irgacure TPO-L, Basf社) 등이 있다.
상기 비스아실포스핀계 화합물은 하기 화학식 2의 화합물을 포함한다.
[화학식 2]
Figure pat00005
상기 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
상기 R5는 각각 같거나 상이하게 탄소수 4 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
상기 치환기는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.
상기 화학식 2의 화합물에 해당하는 화합물로는 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드(Irgacure 819, Basf社) 등이 있다.
또한, 상기 옥심계 화합물은 플로렌기, 카바졸기 및 디페닐설파이드기로이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 화합물이다.
상기 옥심계 화합물은 하기 화학식 3 내지 21로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 2종 이상의 옥심계 화합물을 혼용하여 사용하는 것이 가능하다.
[화학식 3]
Figure pat00006
[화학식 4]
Figure pat00007
[화학식 5]
Figure pat00008
[화학식 6]
Figure pat00009
[화학식 7]
Figure pat00010
[화학식 8]
Figure pat00011
[화학식 9]
Figure pat00012
[화학식 10]
Figure pat00013
[화학식 11]
Figure pat00014
[화학식 12]
Figure pat00015
[화학식 13]
Figure pat00016
[화학식 14]
Figure pat00017
[화학식 15]
Figure pat00018
[화학식 16]
Figure pat00019
[화학식 17]
Figure pat00020
[화학식 18]
Figure pat00021
[화학식 19]
Figure pat00022
[화학식 20]
Figure pat00023
[화학식 21]
Figure pat00024
또한, 상기 광중합 개시제는 추가로 아세토페논계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로는 예를 들어, 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 및 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
또한, 상기 광중합 개시제는 강도나 컨택홀 특성을 양호하게 하기 위하여 트리아진계 화합물 또는 비이다졸계 화합물을 추가로 포함할 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로는 예를 들어, 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 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸계 화합물로는 예를 들어, 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 및 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 및 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 정도이면 이 분야에서 통상적으로 사용되고 있는 그 밖의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수도 있다.
그 밖의 광중합 개시제로서는, 예를 들면 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물 및 안트라센계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 벤조인계 화합물로 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 및 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로 예를 들면, 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 및 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물로 예를 들면, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤 및 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 안트라센계 화합물로 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10- 디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센 및 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
그 밖에 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물 등을 그 밖의 광중합 개시제로서 들 수 있다.
한편, 본 발명에서 (D)광중합 개시제와 함께 광중합 개시 보조제(D1)를 병용하면, 이들을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물이 더욱 고감도가 되어 컬러필터를 형성할 때의 생산성이 향상될 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제로는 아민 화합물 또는 카르복실산 화합물 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아민 화합물의 구체적인 예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물;
4-디메틸아미노벤조산 메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 : 미힐러 케톤) 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물;을 들 수 있으며, 방향족 아민 화합물이 바람직하게 사용된다.
상기 카르복실산 화합물의 구체적인 예로는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신 및 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%로 포함되며, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%로 포함된다.
상기 광중합 개시제가 0.1 내지 20 중량%의 범위로 포함되면 자발광 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 미세화소패턴의 형성이 양호해질 수 있다.
(E)용제
상기 용제는 자발광 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 자발광 감광성 수지 조성물에서 사용되는 용제를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 특히 에테르류, 아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알코올류 또는 에스테르류 등이 바람직하다.
상기 에테르류로는 예를 들어, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르 및 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류;
디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르 및 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류 등을 들 수 있다.
상기 아세테이트류로는 예를 들어, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아밀아세테이트, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시-1-부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 에틸렌글리콜디아세테이트, 메틸 3-메토시프로피오네이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 3-메톡시-1-부틸아세테이트, 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌카보네이트 및 프로필렌카보네이트 등을 들 수 있다.
상기 방향족 탄화수소류로는 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 메시틸렌 등을 들 수 있다.
상기 케톤류로는 예를 들어, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논 등을 들 수 있다.
상기 알콜류로는 예를 들어, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 및 4-하이드록시-4-메틸-2-펜탄온 등을 들 수 있다.
상기 에스테르류로는 예를 들어, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 및 γ-부티로락톤 등을 들 수 있다.
상기 용제는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어, 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸 및 3-메톡시프로피온산메틸 등을 들 수 있다.
상기 용제는 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함된다. 상기 용제가 상기 60 내지 90중량%의 범위로 포함되면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음) 및 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해질 수 있다.
(F)첨가제
상기 첨가제는 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들면 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 및 응집 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
또한, 상기 첨가제 중에서도 계면 활성제를 포함하는 것이 가장 바람직하다.
상기 다른 고분자 화합물의 구체적인 예로는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제의 구체적인 예로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물 및 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물의 구체적인 예로는 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 상기 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레트 (공)중합체 및 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물의 구체적인 예로는 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄 및 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다.
상기 경화 보조 화합물은 예를 들면 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류 및 산 발생제 등이 있다. 상기 다가 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 시판품으로는, 아데카하도나 EH-700(아데카공업㈜ 제조), 리카싯도 HH(신일본이화㈜ 제조) 및 MH-700(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 경화제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 자발광 감광성 수지 조성물의 피막 형성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있으며, 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계면활성제 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제는 예를 들어, 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA 및 SH8400 등이 있고, GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460 및 TSF-4452 등이 있다.
상기 불소계 계면활성제는 예를 들어, 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482 및 F-489 등이 있다.
또한, 그 외에 사용 가능한 시판품으로는 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(Lubrisol), EFKA(EFKA 케미칼스사), PB 821(아지노모또㈜) 및 Disperbyk-series(BYK-chemi) 등을 들 수 있다.
상기 양이온계 계면 활성제는 예를 들어, 스테아릴아민염산염 및 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등이 있다.
상기 음이온계 계면 활성제는 예를 들어, 라우릴알코올황산에스테르나트륨 및 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨 및 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨 및 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등이 있다.
상기 비이온계 계면 활성제는 예를 들어, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 폴리옥시에틸렌알킬아민 등이 있다.
상기 예시된 계면활성제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착 촉진제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 사용 가능한 밀착 촉진제의 구체적인 예로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 및 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다.
상기에서 예시한 밀착 촉진제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 밀착 촉진제는 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2 중량% 포함될 수 있다.
상기 산화 방지제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러 필터를 제공한다.
본 발명의 컬러 필터는 화상 표시 장치에 적용되는 경우에, 표시 장치 광원의 광에 의해 발광하므로 보다 뛰어난 광 효율을 나타낼 수 있다.
또한, 색상을 가진 광이 방출되는 것이므로 색 재현성이 보다 우수하고, 자발광에 의해 전 방향으로 광이 방출되므로 시야각도 개선될 수 있다.
상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
상기 기판은 컬러 필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러 필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 기판을 특별히 제한되지 않는다.
상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
상기 패턴층은 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 자발광 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
상기 자발광 감광성 수지 조성물로 형성된 패턴층은 적색 양자점 입자를 포함한 적색 패턴층, 녹색 양자점 입자를 포함한 녹색 패턴층 및 청색 양자점 입자를 포함한 청색 패턴층을 구비할 수 있다. 광 조사시 적색 패턴층은 적색광을, 녹색 패턴층은 녹색광을, 청색 패턴층은 청색광을 방출한다.
상기 패턴층을 화상표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 패턴층은 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 색상의 패턴층만을 구비할 수도 있다. 그러한 경우에는 상기 패턴층은 양자점 입자를 포함하지 않는 투명 패턴층을 더 구비한다.
2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적색 양자점 입자는 적색광을, 녹색 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타내게 된다.
상기와 같은 기판 및 패턴층을 포함하는 컬러필터는, 각 패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러필터의 패턴층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 컬러필터는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치 및 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.
본 발명의 표시장치는 적색 양자점 입자를 포함한 적색 패턴층, 녹색 양자점 입자를 포함한 녹색 패턴층 및 청색 양자점 입자를 포함한 청색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 구비할 수 있다. 그러한 경우에 표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명의 표시장치는 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층으로 이루어진 군으로부터 선택되는 2종 색상의 패턴층만을 포함하는 컬러필터를 구비할 수도 있다. 그러한 경우에는 상기 컬러필터는 양자점 입자를 포함하지 않는 투명 패턴층을 더 구비한다.
2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적색 양자점 입자는 적색광을, 녹색 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타내게 된다.
본 발명의 표시장치는 광 효율이 우수하여 높은 휘도를 나타내고, 색 재현성이 우수하며, 넓은 시야각을 갖는다.
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. 양자점 입자 제조
CdO 0.4 mmol, 아연 아세테이트(Zinc acetate) 4 mmol 및 올레산(Oleic acid) 5.5 mL를 1-옥타데센(1-Octadecene) 20 mL과 함께 반응기에 넣고 150℃로 가열하여 반응시켰다.
이후에 아연에 올레산이 치환됨으로써 생성된 아세트산(acetic acid)을 제거하기 위해 상기 반응물을 100 mTorr 의 진공 하에 20분간 방치하였다. 그리고 나서, 310℃의 열을 가하여 투명한 혼합물을 얻은 다음, 이를 20분간 310℃를 유지한 후, 0.4 mmol의 Se분말과 2.3 mmol의 S 분말을 3mL의 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine)에 용해시킨 Se 및 S 용액을 Cd(OA)2 및 Zn(OA)2 용액이 들어 있는 반응기에 빠르게 주입하였다.
이로부터 얻은 혼합물을 310℃에서 5분간 성장시킨 후, 얼음물 배쓰(ice bath)를 이용하여 성장을 중단시켰다. 그 후, 에탄올로 침전시켜 원심분리기를 이용하여 양자점을 분리하고 여분의 불순물은 클로로포름(chloroform)과 에탄올을 이용하여 씻어냄으로써, 올레인산으로 안정화된, 코어 입경과 쉘 두께의 합이 3 내지 5nm인 입자들이 분포된 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 녹색 양자점 입자를 제조하였다.
합성예 1. 알칼리 가용성 수지 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하였고, N-벤질말레이미드 45 중량부, 메타크릴산45 중량부, 트리사이클로데실 메타크릴레이트 10 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, "PGMEA"라함) 40 중량부를 투입후 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸티올 6 중량부 및 PGMEA 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄 이동제 적하 로트를 준비하였다.
이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 교환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2시간 동안 진행하고 1시간 후에 110℃로 승온하여 3시간 동안 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v)혼합 가스의 버블링을 개시하였다.
이어서, 글리시딜메타크릴레이트 10 중량부, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 중량부 및 트리에틸아민 0.8 중량부를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 그 후 실온까지 냉각하면서 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 32,000, 산가가 114㎎KOH/g인 알칼리 가용성 수지를 얻었다.
< 자발광 감광성 수지 조성물 제조>
실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 5.
하기 표 1 및 표 2의 조성으로 실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 5의 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분을 제조하였다.
상기 고형분 20 중량%와 용제인 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 80 중량%를 혼합하여 최종적으로 실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 5의 자발광 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
(단위 : 중량%)
구분 양자점 알칼리가용성수지 광중합성
화합물		 광중합 개시제
C-1 C-2 D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7 D-8 D-9 D-10 D-11 D-12
실시예 1 30 30 20 15 5 - - - - - - - - - - -
실시예 2 30 30 20 15 - 5 - - - - - - - - - -
실시예 3 30 30 20 15 - - 5 - - - - - - - - -
실시예 4 30 30 20 15 2.5 2.5 - - - - - - - - - -
실시예 5 30 30 20 15 2.5 - 2.5 - - - - - - - - -
실시예 6 30 30 20 15 - 2.5 2.5 - - - - - - - - -
실시예 7 30 30 20 15 - - - - - - 5 - - - - -
실시예 8 30 30 20 15 3 - - 2 - - - - - - - -
실시예 9 30 30 20 15 3 - - - 2 - - - - - - -
실시예 10 30 30 20 15 3 - - - - 2 - - - - - -
실시예 11 30 30 20 15 - - - 2 - - 3 - - - - -
실시예 12 30 30 20 15 - - - - 2 - 3 - - - - -
실시예 13 30 30 20 15 - - - - - 2 3 - - - - -
실시예 14 30 30 20 15 3 - - - - - 2 - - - - -
실시예 15 30 30 20 15 - - - - - - - 5 - - - -
실시예 16 30 30 20 15 - - - - - - - - 5 - - -
실시예 17 30 30 20 15 - - - - - - - - - 5 - -
실시예 18 30 30 20 15 - - - - - - 2.5 2.5 - - - -
실시예 19 30 30 20 15 - - - - - - 2.5 - 2.5 - - -
실시예 20 30 30 20 15 - - - - - - 2.5 - - 2.5 - -
실시예 21 30 30 20 15 3 - - - - - - - - - 2 -
실시예 22 30 30 20 15 3 - - - - - - - - - - 2
실시예 23 30 30 20 15 - - - - - - - - - - 2 -
실시예 24 30 30 20 15 - - - - - - 3 - - - - 2
실시예 25 30 30 20 15 3 - - 1 - - 1 - - - - -
실시예 26 30 30 20 15 3 - - - - - 1 1 - - - -
비교예 1 30 30 20 15 - - - 5 - - - - - - -
비교예 2 30 30 20 15 - - - - 5 - - - - - - -
비교예 3 30 30 20 15 - - - - - 5 - - - - - -
비교예 4 30 30 20 15 - - - - - - - - - - 5 -
비교예 5 30 30 20 15 - - - - - - - - - - - 5
양자점 : 제조예 1에서 제조한 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 녹색 양자점 입자알칼리 가용성 수지 : 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지
광중합성 화합물
C-1 : 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트호박산모노에스테르 (카르복시산함유 5관능 광중합성 화합물, TO-1382, 동아합성 제조)
C-2 : 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA, 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
광중합 개시제
D-1 : 모노아실포스핀계 화합물, Irgacure TPO (Basf사 제)
D-2 : 모노아실포스핀계 화합물, Irgacure TPO-L (Basf사 제)
D-3: 비스아실포스핀계 화합물, Irgaqure-819 (Basf사 제)
D-4 : 아세토페논계 화합물, Irgaqure-907 (Basf사 제)
D-5 : 아세토페논계 화합물, Irgaqure-651(Basf사 제)
D-6 : 아세토페논계 화합물, Irgaqure-184 (Basf사 제)
D-7 : 옥심계 화합물, Irgaure 0XE01 (Basf사 제) [화학식 3]
Figure pat00025
D-8 : 옥심계 화합물, [화학식 8]
Figure pat00026
D-9 : 옥심계 화합물, [화학식 11]
Figure pat00027
D-10: 옥심계 화합물, [화학식 16]
Figure pat00028
D-11 : 비이미다졸계 화합물, CZ-HABI (트론리사 제)
D-12 : 트리아진계 화합물, TAZ-101 (미도리화학사 제)
실험예 1. 물성 측정
상기 실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 5에서 제조한 자발광 감광성 수지 조성물 각각을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 가로x세로 20mm x 20mm 정사각형의 투과 패턴과 1㎛ 내지 100㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다.
이때, 자외선광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 200mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.
상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 80초 동안 담궈 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 150℃의 가열 오븐에서 10분 동안 가열하여 컬러필터 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 자발광 컬러 패턴의 필름 두께는 3.0㎛이었다.
1-1. 테이퍼 앵글 측정
상기에서 제조한 각각의 컬러 필터를 SEM을 이용하여 테이퍼 앵글을 측정하였으며, 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
테이퍼 앵글이 0 내지 90° 이하이면 순테이퍼 이고, 90°를 초과하면 역테이퍼임을 알 수 있다.
1-2. 발광 강도(intensity) 측정
상기에서 제조한 각각의 컬러 필터 중 20mm x 20mm 정사각형의 패턴으로 형성된 패턴부분에 365nm Tube형 4W UV조사기(VL-4LC, VILBER LOURMAT)를 통하여 광 변환된 영역을 측정하였으며, 실시예 1 내지 26 및 비교예 1 내지 5는 550nm 영역에서의 광 Intensity를 Spectrum meter(Ocean Optics사 제)를 이용하여 측정하였다.
측정된 광 강도(Intensity)가 높을수록 우수한 자발광 특성을 발휘하는 것으로 판단할 수 있으며, 발광 Intensity 측정결과를 하기 표 2에 나타내었다.
또한, 하드 베이크(Hard bake)를 230℃의 온도에서 60분 동안 진행하여, 하드 베이크 전의 발광 intensity와 하드 베이크 후의 intensity를 측정하고, 발광효율이 유지되는 수준을 확인하여 그 결과를 하기 표 2에 발광 강도 유지율로 나타내었다.
구분 테이퍼 앵글(°) 발광 강도 발광 강도
유지율(%)
실시예 1 31 순테이퍼 53614 56.4
실시예 2 30 순테이퍼 55696 55.8
실시예 3 34 순테이퍼 56211 54.9
실시예 4 32 순테이퍼 54215 58.2
실시예 5 32 순테이퍼 55904 52.7
실시예 6 32 순테이퍼 55821 58.5
실시예 7 39 순테이퍼 52352 53.2
실시예 8 38 순테이퍼 52333 57.4
실시예 9 35 순테이퍼 53603 55.5
실시예 10 36 순테이퍼 53595 53.3
실시예 11 34 순테이퍼 53200 54.3
실시예 12 32 순테이퍼 52234 51.2
실시예 13 32 순테이퍼 54083 55.0
실시예 14 40 순테이퍼 51023 50.2
실시예 15 41 순테이퍼 51385 52.8
실시예 16 39 순테이퍼 56204 54.2
실시예 17 42 순테이퍼 52343 53.4
실시예 18 38 순테이퍼 56852 52.5
실시예 19 39 순테이퍼 52521 55.2
실시예 20 40 순테이퍼 55321 54.3
실시예 21 41 순테이퍼 43035 41.4
실시예 22 38 순테이퍼 43520 39.8
실시예 23 38 순테이퍼 44054 42.3
실시예 24 39 순테이퍼 42606 43.1
실시예 25 38 순테이퍼 56488 53.3
실시예 26 40 순테이퍼 55870 54.1
비교예 1 130 역테이퍼 51324 53.2
비교예 2 133 역테이퍼 53218 55.7
비교예 3 135 역테이퍼 54286 52.1
비교예 4 40 순테이퍼 29499 28.4
비교예 5 40 순테이퍼 23852 28.8
상기 표 2의 결과에서, 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물인 실시예 1 내지 26은 역테이퍼가 발생하지 않았으며, 발광 강도 및 발광 강도 유지율 모두 우수한 것을 관찰할 수 있었다.
반면, 광중합 개시제로 아실포스핀계 화합물 또는 옥심계 화합물을 포함하지 않은 비교예 1 내지 5의 자발광 감광성 수지 조성물은 상기 3가지 항목 중 한 가지 항목 이상은 불량한 결과를 보였다.
보다 구체적으로, 광중합 개시제로 아세토페논계 화합물만을 포함한 비교예 1 내지 3의 자발광 감광성 수지 조성물은 발광 강도 및 발광 강도 유지율은 우수하였으나, 경화가 완전히 이루어지지 않아 역테이퍼가 발생하는 문제를 보였다.
또한, 비이미다졸계 화합물 및 트리아진계 화합물을 포함하는 비교예 4 및 5의 자발광 감광성 수지 조성물은 경화도가 높아 역테이퍼는 발생하지 않았지만, POB 공정 중에서 양자점의 발광 강도 및 발광 강도 유지율이 불량한 문제를 보였다.
따라서, 광중합 개시제로 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 역테이퍼가 발생하지 않으며, 우수한 발광 특성을 나타낸다는 것을 알 수 있었다.

Claims (14)

  1. 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물로,
    상기 광중합 개시제는 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 양자점 입자는 적색 양자점 입자, 녹색 양자점 입자 및 청색 양자점 입자로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 아실포스핀계 화합물은 모노아실포스핀계 화합물 및 비스아실포스핀계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 모노아실포스핀계 화합물은 하기 화학식 1의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00029

    상기 R1 및 R2는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
    상기 R3은 탄소수 4 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
    상기 치환기는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.
  5. 청구항 3에 있어서, 상기 비스아실포스핀계 화합물은 하기 화학식 2의 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2]
    Figure pat00030

    상기 R4는 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
    상기 R5는 각각 같거나 상이하게 탄소수 4 내지 20의 알킬기, 탄소수 5 내지 30의 사이클로알킬기, 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴기, 또는 치환기를 포함하거나 포함하지 않는 탄소수 5 내지 30의 아릴옥시기이고,
    상기 치환기는 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 10의 알콕시기이다.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 옥심계 화합물은 구조에 플로렌기, 카바졸기 및 디페닐설파이드기로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 옥심계 화합물은 하기 화학식 3 내지 21로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
    [화학식 3]
    Figure pat00031

    [화학식 4]
    Figure pat00032

    [화학식 5]
    Figure pat00033

    [화학식 6]
    Figure pat00034

    [화학식 7]
    Figure pat00035

    [화학식 8]
    Figure pat00036

    [화학식 9]
    Figure pat00037

    [화학식 10]
    Figure pat00038

    [화학식 11]
    Figure pat00039

    [화학식 12]
    Figure pat00040

    [화학식 13]
    Figure pat00041

    [화학식 14]
    Figure pat00042

    [화학식 15]
    Figure pat00043

    [화학식 16]
    Figure pat00044

    [화학식 17]
    Figure pat00045

    [화학식 18]
    Figure pat00046

    [화학식 19]
    Figure pat00047

    [화학식 20]
    Figure pat00048

    [화학식 21]
    Figure pat00049
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 2종 이상의 아실포스핀계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 2종 이상의 옥심계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 아실포스핀계 화합물 및 옥심계 화합물을 모두 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  11. 청구항 1에 있어서, 상기 광중합 개시제는 추가로 아세페논계 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  12. 청구항 1에 있어서, 상기 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 양자점 입자 3 내지 80 중량%, 알칼리 가용성 수지 5 내지 80 중량%, 광중합성 화합물 5 내지 70 중량%, 광중합 개시제 0.1 내지 20 중량%를 포함하고, 상기 자발광 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 용제 60 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  13. 청구항 1의 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러 필터.
  14. 청구항 13의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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