KR20190061808A

KR20190061808A - 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치

Info

Publication number: KR20190061808A
Application number: KR1020170160557A
Authority: KR
Inventors: 박정효; 오용호
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-11-28
Filing date: 2017-11-28
Publication date: 2019-06-05
Also published as: KR102385654B1

Abstract

본 발명은 형광 염료, 이소시아누레이트 화합물, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은 이소시아누레이트 화합물을 포함함으로써 색변환층의 내열성 및 신뢰성을 개선할 수 있다.

Description

색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치{Photosensitive Resin Composition for Color Conversion Layer, Color Filter Comprising Color Conversion Layer Using the Same and Display Device}

본 발명은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 색변환층의 내열성 및 신뢰성을 개선할 수 있는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.

최근 디스플레이 산업은 CRT에서 PDP, OLED, LCD 등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 그 중 액정표시장치(LCD)는 거의 모든 산업에서 화상표시장치로서 널리 이용되고 있으며, 그 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다. 하지만 LCD는 자체적인 발광소자의 부재로 인해 별도의 백라이트 유닛이 필수적이다.

일반적인 백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)을 이용하였다. 그러나, CCFL을 이용한 백라이트 유닛은 항상 CCFL에 전원이 인가되므로 상당량의 전력이 소모되며, CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다. 상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다. LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, NTSC(National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.

또한, 동종 산업계에서는 백라이트 광원의 효율을 향상시키기 위해 컬러필터 및 LCD 패널의 재료 및 구조 등의 변경을 통해 광효율을 향상시키기 위해 노력해왔다[대한민국 공개특허 제10-2012-0048218호 참조].

컬러필터는 안료 또는 염료를 포함한 분산 조성물을 도포 후 패터닝 공정을 통해 각 색의 화소를 형성하는데, 이러한 안료 및 염료는 백라이트 광원의 투과 효율을 저하시키는 문제를 야기한다. 상기 투과 효율의 저하는 결과적으로 표시장치의 색재현성을 낮추게 되어 결국 고품질의 화면 구현을 어렵게 한다.

이러한 낮은 색재현성 문제는 컬러필터의 광 효율의 증가를 통해 개선될 수 있으며, 이에 컬러필터의 두께를 증가시키거나 이에 적층 또는 근접하여 색변환층(또는 광변환층)을 도입하는 방식이 제안되고 있다.

색변환층에는 기존 염료나 안료가 사용되고 있는데, 이러한 염료 및 안료만으로는 광 효율 향상을 기대하기 어려우며 오히려 휘도가 낮아지는 문제가 발생한다. 이에 색변환층에 형광 물질을 사용하는 방식이 제안되었다[대한민국 공개특허 제10-2016-0112479호 참조]. 그러나, 상기와 같이 색변환층에 형광 물질을 사용하는 경우, 색변환층의 내열성 및 신뢰성이 부족한 문제점이 있다.

대한민국 공개특허 제10-2012-0048218호 대한민국 공개특허 제10-2016-0112479호

본 발명의 한 목적은 색변환층의 내열성 및 신뢰성을 개선할 수 있는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 이용한 색변환층을 포함하는 컬러필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것이다.

한편으로, 본 발명은 형광 염료, 이소시아누레이트 화합물, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이소시아누레이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물일 수 있다.

[화학식 1]

상기 식에서,

R¹ 내지 R³는 각각 독립적으로 C₂-C₂₀의 알케닐기, 에폭시기 또는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기이고,

[화학식 2]

상기 식에서,

R⁴는 C₁-C₂₀의 알킬기이며,

R⁵는 수소 원자 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기이고,

[화학식 3]

상기 식에서,

R⁶는 C₁-C₂₀의 알킬기이다.

다른 한편으로, 본 발명은 상기 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 색변환층을 포함하는 컬러필터를 제공한다.

또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은 이소시아누레이트 화합물을 포함함으로써 색변환층의 내열성 및 신뢰성을 개선할 수 있다.

이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

본 발명의 일 실시형태는 형광 염료(A), 이소시아누레이트 화합물(B), 결합제 수지(C), 광중합성 화합물(D), 광중합 개시제(E) 및 용제(F)를 포함하는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.

형광 염료(A)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 형광 염료(A)는 소정의 파장 범위(380nm 내지 780nm)를 갖는 입사광 내의 특정 파장 영역의 광을 가시광으로 변환시킬 수 있으며, 형광 특성을 갖는 것이면 특별히 한정하지 않고 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 형광 염료로는 예를 들면 쿠마린계, 나프탈이미드계, 퀴나크리돈계, 시아닌계, 크산틴계, 피리딘계 등의 염료를 사용할 수 있다. 또한, 각종 저분자 발광재료 및 고분자 발광재료도 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 형광 염료는 3-(2-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 6), 3-(2-벤조이미다졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 7) 및 쿠마린 135 등을 포함하는 쿠마린계 형광 염료; 솔벤트 옐로(Solvent Yellow) 43, 솔벤트 옐로 44 등을 포함하는 나프탈이미드계 형광 염료; 디에틸퀴나크리돈(DEQ) 등의 퀴나크리돈계 형광 염료; 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM-1(I)), DCM-2(Ⅱ), DCJTB(Ⅲ)) 등을 포함하는 시아닌계 형광 염료; 로다민 B 및 로다민 6G 등을 포함하는 크산틴계 형광 염료; 피리딘 1을 포함하는 피리딘계 형광 염료; 4,4-디플루오로-1,3,5,7-테트라페닐-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센(IV), 루모겐 F 레드, 나일 레드(V) 등의 저분자 발광재료; 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리아릴렌(polyarylene), 폴리플루오렌(polyfluorene) 등을 포함하는 고분자 발광재료를 사용할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 상기 형광 염료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 솔벤트(Solvent), 애시드(Acid), 베이직(Basic), 리액티브(Reactive), 다이렉트(Direct), 디스펄스(Disperse) 또는 배트(Vat)로 분류되어 있는 염료 등을 들 수 있다. 더욱 구체적으로는 하기와 같은 컬러 인텍스(C.I.) 번호의 염료를 들 수 있으나, 이들로 한정되는 것은 아니다.

C.I. 솔벤트 옐로우 25, 79, 81, 82, 83, 89;

C.I. 애시드 옐로우 7, 23, 25, 42, 65, 76;

C.I. 리액티브 옐로우 2, 76, 116;

C.I. 다이렉트 옐로우 4, 28, 44, 86, 132;

C.I. 디스펄스 옐로우 54, 76;

C.I. 솔벤트 오렌지 41, 54, 56, 99;

C.I. 애시드 오렌지 56, 74, 95, 108, 149, 162;

C.I. 리액티브 오렌지 16;

C.I. 다이렉트 오렌지 26;

C.I. 솔벤트 레드 24, 49, 90, 91, 118, 119, 122, 124, 125, 127, 130, 132, 160, 218;

C.I. 애시드 레드 73, 91, 92, 97, 138, 151, 211, 274, 289;

C.I. 애시드 바이올렛 102;

C.I. 솔벤트 그린 1, 5;

C.I. 애시드 그린 3, 5, 9, 25, 28;

C.I. 베이직 그린 1;

C.I. 배트 그린 1

상기 형광 염료(A)의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 70 중량%, 바람직하기로 0.1 내지 10 중량%일 수 있다. 상기 형광 염료의 함량이 0.1 중량% 미만이면 광효율을 확보하지 못해 본 발명에서 얻고자 하는 색변환 특성을 충분히 확보하기 어려울 수 있고, 70 중량%를 초과하면 광효율 향상을 기대할 수 없거나 비용이 지나치게 상승할 수 있다.

이소시아누레이트 화합물(B)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 이소시아누레이트 화합물(B)은 강직한 이소시아누레이트 골격으로 인해 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물의 내열성 및 신뢰성을 개선하는 역할을 한다.

상기 이소시아누레이트 화합물(B)로는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 사용할 수 있다.

[화학식 1]

상기 식에서,

[화학식 2]

상기 식에서,

R⁴는 C₁-C₂₀의 알킬기이며,

[화학식 3]

상기 식에서,

R⁶는 C₁-C₂₀의 알킬기이다.

본 명세서에서 사용되는 C₂-C₂₀의 알케닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 탄소수 2 내지 20개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 불포화 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 에틸렌일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.

본 명세서에서 사용되는 C₁-C₂₀의 알킬기는 탄소수 1 내지 20개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐, n-데카닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 C₂-C₂₀의 알케닐기 및 C₁-C₂₀의 알킬기는 한 개 또는 그 이상의 수소가 C₁-C₆의 알킬기, C₂-C₆의 알케닐기, C₂-C₆의 알키닐기, C₃-C₁₀의 사이클로알킬기, C₃-C₁₀의 헤테로사이클로알킬기, C₃-C₁₀의 헤테로사이클로알킬옥시기, C₁-C₆의 할로알킬기, C₁-C₆의 알콕시기, C₁-C₆의 티오알콕시기, 아릴기, 아실기, 히드록시, 티오(thio), 할로겐, 아미노, 알콕시카르보닐, 카르복시, 카바모일, 시아노, 니트로 등으로 치환될 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, R¹ 내지 R³는 각각 독립적으로 에틸렌일 또는 옥시라닐일 수 있다.

구체적으로, 상기 이소시아누레이트 화합물은 하기 화학식 4 또는 5로 표시되는 화합물일 수 있다.

[화학식 4]

[화학식 5]

상기 이소시아누레이트 화합물(B)의 함량은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 이소시아누레이트 화합물(B)의 함량이 0.1 중량% 미만이면 내열성 및 신뢰성 향상을 기대하기 어려우며, 40 중량% 초과이면 광중합성 화합물이나 광중합 개시제 등의 첨가량이 제한되어 막 경도가 약해져 충분한 공정 특성을 얻을 수 없다.

결합제 수지(C)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 결합제 수지(C)는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색재료의 분산매로서 작용한다. 본 발명의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물에 함유되는 결합제 수지(C)는 착색재료에 대한 결합제 수지로서 작용하고, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 모두 사용할 수 있다.

상기 결합제 수지(C)는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.

상기 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 2개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 여기서, 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.

상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 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 이미드류; 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 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 결합제 수지(C)는 산가가 20 내지 200(KOH ㎎/g)일 수 있다. 산가가 상기 범위에 있으면, 현상액 중의 용해성이 향상되어, 비-노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하여, 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining ratio)을 개선하게 되어 바람직하다. 여기서 산가란, 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.

상기 결합제 수지(C)는 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)이 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000일 수 있다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 필름의 경도가 향상되어, 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.

상기 결합제 수지(C)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0, 바람직하게는 1.8 내지 4.0일 수 있다. 분자량 분포가 상기 범위 내에 있으면 현상성이 우수하기 때문에 바람직하다.

상기 결합제 수지(C)의 함량은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 통상 5 내지 85 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%일 수 있다. 상기 결합제 수지(C)의 함량이 상기 범위 내에 있으면 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 생기기 어려워 비화소 부분의 누락성이 양호한 경향이 있으므로 바람직하다.

광중합성 화합물(D)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합성 화합물(D)은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.

상기 단관능 단량체의 구체예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 상기 2관능 단량체의 구체예로는 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 있다. 그 밖의 다관능 단량체의 구체예로서는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용된다.

상기 광중합성 화합물(D)의 함량은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 통상 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 7 내지 45 중량%일 수 있다. 상기 광중합성 화합물(D)의 함량이 상기 범위 내에 있으면 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

광중합 개시제 (E)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합 개시제(E)는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 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, 상기 아세토페논계 이외의 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수 있다. 아세토페논계 이외의 광중합 개시제는 빛을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하는 활성 라디칼 발생제, 증감제, 산발생제 등을 들 수 있다.

상기 활성라디칼 발생제로는, 예를 들면, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.

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

상기 벤조페논계 화합물로는, 예를 들면, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.

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

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

상기 활성 라디칼 발생제로는, 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 사용할 수도 있다.

상기 산발생제로는 예를 들면, 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.

또한, 활성 라디칼 발생제로서 상기 화합물 중에는 활성 라디칼과 동시에 산을 발생하는 화합물도 있으며, 예를 들면, 트리아진계 광중합 개시제는 산 발생제로서도 사용된다.

상기 광중합 개시제(E)의 함량은, 고형분을 기준으로 결합제 수지(C) 및 광중합성 화합물(D)의 합계량 100 중량부에 대해서 중량분율로 통상 0.1 내지 40 중량부, 바람직하게는 1 내지 30 중량부일 수 있다. 상기 광중합 개시제(E)의 함량이 상기 범위 내에 있으면 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 이 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도나, 이 화소부의 표면에서의 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

또한, 본 발명에서는 광중합 개시 조제를 사용할 수 있다. 광중합 개시 조제는 광중합 개시제와 조합하여 사용되는 경우가 있으며, 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해 사용되는 화합물이다. 광중합 개시 조제로서는, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물 등을 들 수 있다.

상기 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. 상기 알콕시안트라센계 화합물로는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다. 이러한 광중합 개시 조제는 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용해도 지장이 없다. 또한, 광중합 개시 조제로서 시판되는 것을 사용할 수 있으며, 시판되는 광중합 개시 조제로는, 예를 들면, 상품명 「EAB-F」[제조원: 호도가야가가쿠고교가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.

이들 광중합 개시 조제를 사용하는 경우, 이의 사용량은 광중합 개시제 1몰 당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰이 바람직하다. 상기 광중합 개시 조제의 사용량이 상기 범위 내에 있으면 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

용제(F)

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 용제(F)는 특별히 제한되지 않으며, 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다. 그의 구체예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 상기의 용제 중, 도포성, 건조성 면에서 바람직하게는 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용할 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 사용할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제(F)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용제(F)의 함량은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 통상 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 90 중량%일 수 있다. 용제(F)의 함량이 상기 범위 내에 있으면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

첨가제(G)

본 발명의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 충진제, 다른 고분자 화합물, 안료 분산제. 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 병용할 수 있다.

상기 충진제의 구체적인 예로는 유리, 실리카, 알루미나 등을 들 수 있다.

상기 다른 고분자 화합물의 구체적인 예로는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

상기 안료 분산제로는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히 가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.

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

상기 산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.

상기 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.

상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

본 발명의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. 먼저, 형광 염료(A)를 미리 용제(F)와 혼합하여 용해시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제가 사용되고, 또한 결합제 수지(C)의 일부 또는 전부가 배합되는 경우도 있다. 얻어진 분산액(이하, 밀 베이스라고 하는 경우도 있음)에 결합제 수지(C)의 나머지, 에폭시 화합물(B), 광중합성 화합물(D) 및 광중합 개시제(E)를 필요에 따라 사용되는 그 밖의 성분과 함께 첨가하고, 필요에 따라 추가의 용제(F)를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 목적하는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 얻는다.

본 발명의 일 실시형태는 상술한 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 색변환층을 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.

상기 색변환층은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 코팅 후 포토리쏘그래피 방법을 통해 패터닝하여 컬러필터의 R, G에 대응하는 패턴을 형성하여 제조할 수 있다. 포토리쏘그래피 방법은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며 감광성 수지 조성물을 이용한 공지의 방법이면 어느 것이든 적용 가능하다.

일례로, 패터닝된 색변환층은

a) 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 기판 표면에 도포하는 단계;

b) 프리큐어에 의해 용매를 건조하는 단계(프리 베이크);

c) 얻어진 피막 위에 포토 마스크를 대어 활성 광선을 조사해 노광부를 경화시키는 단계;

d) 알칼리 수용액을 이용하여 비노광부를 용해하는 현상 공정을 수행하는 단계; 및

e) 건조 및 포스트 베이크를 수행하는 단계를 거쳐 얻을 수 있다.

상기 기판은 유리 기판이나 폴리머 기판이 사용된다. 폴리머 기판으로서는, 폴리카보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리에테르 설파이드 또는 폴리 설폰 등으로 이루어진 폴리머 기판이 사용될 수 있다.

이때 도포는 원하는 두께를 얻을 수 있도록 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치를 이용한 습식 코팅 방법으로 수행할 수 있다.

프리 베이크는 오븐, 핫 플레이트 등에 의해 가열함으로써 수행할 수 있다. 프리 베이크에 있어서의 가열 온도 및 가열 시간은 사용하는 용제에 따라 적의 선택 되며, 예를 들면 80 내지 150℃의 온도로 1 내지 30분간 수행할 수 있다.

또한, 프리 베이크 후에 행해지는 노광은, 노광기에 의해 행해져 포토 마스크를 통하여 노광함으로써 패턴에 대응한 부분만을 감광시킨다. 이때 조사하는 빛은, 예를 들면, 가시광선, 자외선, X선 및 전자선 등이 가능하다.

노광 후의 알칼리 현상은 비노광 부분의 레지스터를 제거하는 목적으로 행해져 이 현상에 의해 원하는 패턴이 형성된다. 이 알칼리 현상에 적합한 현상액으로서는, 예를 들면 알칼리 금속염이나 알칼리 토금속염의 수용액 등을 사용할 수 있다. 특히, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨 등을 1 내지 3 중량%의 양으로 함유하는 알칼리 수용액을 이용하여 10 내지 50℃, 바람직하게는 20 내지 40℃의 온도 내에서 현상기 또는 초음파 세정기 등을 이용하여 수행한다.

포스트 베이크는 패터닝 된 색변환층과 기판과의 밀착성을 높이기 위해서 수행하며, 80 내지 220℃에서 10 내지 120 분의 조건으로 열처리를 통해 이루어진다. 포스트 베이크는 프리 베이크와 같게, 오븐, 핫 플레이트 등을 이용하여 수행할 수 있다.

상기 색변환층은 높은 휘도를 유지하고 우수한 색변환 특성과 높은 광 효율을 확보할 수 있도록 충분한 크기, 수 내지 수천 마이크로미터, 바람직하기로 0.1 내지 100㎛, 더욱 바람직하기로 1 내지 50㎛의 두께로 형성한다.

상기 색변환층은 광원과 컬러층 사이 중이면 어느 위치건 간에 가능하며, 광원/색변환층/컬러층의 구성을 기본으로 하되, 색변환층이 컬러층과 직접적으로 접하거나 다른 막 또는 기판이 삽입된 구조로서도 도입이 가능하다.

이때 광원은 LED, 냉음극관, 무기 EL, 유기 EL, 형광등 또는 백열등 등이 이용되지만, 바람직하기로 LED를 광원으로 할 수 있다.

이러한 색변환층을 구비하는 표시장치는 높은 휘도를 유지하고 우수한 색변환 특성과 높은 광 효율을 확보하여 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시형태는 상술한 컬러필터가 구비된 화상표시장치에 관한 것이다.

본 발명의 컬러필터는 통상의 액정표시장치(LCD)뿐만 아니라, 전계발광표시장치(EL), 플라스마표시장치(PDP), 전계방출표시장치(FED), 유기발광소자(OLED) 등 각종 화상표시장치에 적용이 가능하다.

본 발명의 화상표시장치는 상술한 컬러필터를 구비한 것을 제외하고는, 당해 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적 양자점 입자를 함유한 적색 패턴층, 녹 양자점 입자를 함유한 녹색 패턴층, 및 청 양자점 입자를 함유한 청색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수 있다. 그러한 경우에 화상표시장치에 적용되는 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치는 상술한 컬러필터 이외에 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 포함하는 컬러필터를 추가로 구비할 수도 있다. 그러한 경우에 상기 컬러필터는 양자점 입자를 함유하지 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 패턴층만을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적 양자점 입자는 적색광을, 녹 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.

이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.

합성예 1: 결합제 수지(C-1)의 합성

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하 로트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g 및 PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크 내 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 2 시간 동안 진행하고 1 시간 후에 110℃로 승온하여 3 시간 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g 및 트리에틸아민 0.8g를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 동안 반응을 계속하여, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 결합제 수지 C-1을 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이었고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

실시예 1 내지 2 및 비교예 1: 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물의 제조

하기 표 1의 조성으로 각 성분들을 혼합하여 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 제조하였다(단위: 중량%).

		실시예 1	실시예2	비교예 1
형광염료	A-1	1.1	1.1	1.1
이소시아누레이트 화합물	B-1	0.59	-	-
이소시아누레이트 화합물	B-2	-	0.59	-
결합제 수지	C-1	7.1	7.1	7.4
광중합성 화합물	D-1	4.7	4.7	4.9
광중합 개시제	E-1	0.4	0.4	0.4
용제	F-1	86.11	86.11	86.2

A-1: 루모겐(Lumogen) F 레드

B-1: 화학식 4의 이소시아누레이트 화합물 (MA-DGIC, SHIKOKU 케미컬사)

B-2: 화학식 5의 이소시아누레이트 화합물 (DA-MGIC, SHIKOKU 케미컬사)

C-1: 합성예 1의 결합제 수지

D-1: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(Kayarad DPHA: 닛본 카야꾸㈜ 제조)

E-1: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(이가큐어 369, 바스프사)

F-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

실험예 1

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 이용하여 아래와 같이 컬러필터를 제조하였으며, 이때의 내열성 및 도막의 표면특성을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다.

<컬러필터의 제조>

각각의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 40mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액으로 스프레이 현상기를 이용하여 60초 동안 현상 후 220℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 색변환층 패턴의 두께는 3.0㎛이었다. 상기 색변환층의 두께는 500㎛까지 다양하게 제어될 수 있었다.

(1) 내열성

내열성은 230℃ 하에서 120분 동안 가열하기 전후의 색 변화값(△E^*ab)을 측정하여 하기 평가기준에 따라 평가하였다. △E^*ab는 하기 수학식 1로 정의되는 값이다.

[수학식 1]

△E^*ab = {(△L)² +(△a)²+(△b)²}^1/2

<평가기준>

○: △E^*ab 값이 3 이하

△: △E^*ab 값이 3 초과 10 이하

×: △E^*ab 값이 10 초과

(2) 도막의 표면특성

상기 실시예 및 비교예에서 제조된 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 각각 유리에 코팅하고 10분 방치 후 도막의 표면을 광학 현미경으로 확인하여 하기 평가기준에 따라 평가하였다.

<평가기준>

○: 이물이 발생하지 않음

△: 표면이 불투명함

×: 이물이 발생함

	내열성	도막의 표면특성
실시예 1	○	○
실시예 2	○	○
비교예 1	×	×

상기 표 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따라 이소시아누레이트 화합물을 포함하는 실시예 1 내지 2의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은 내열성이 우수하고 도막의 표면에 이물이 발생하지 않아 신뢰성도 우수한 것을 확인할 수 있었다. 반면, 이소시아누레이트 화합물을 포함하지 않는 비교예 1의 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물은 내열성 및 신뢰성이 불량한 것을 확인할 수 있었다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims

형광 염료, 이소시아누레이트 화합물, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물:
[화학식 1]

상기 식에서,
R¹ 내지 R³는 각각 독립적으로 C₂-C₂₀의 알케닐기, 에폭시기 또는 하기 화학식 2로 표시되는 작용기이고,
[화학식 2]

상기 식에서,
R⁴는 C₁-C₂₀의 알킬기이며,
R⁵는 수소 원자 또는 하기 화학식 3으로 표시되는 작용기이고,
[화학식 3]

상기 식에서,
R⁶는 C₁-C₂₀의 알킬기이다.
제2항에 있어서, R¹ 내지 R³는 각각 독립적으로 에틸렌일 또는 옥시라닐인 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물.
제1항에 있어서, 상기 이소시아누레이트 화합물의 함량은 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 40 중량%인 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 따른 색변환층 형성용 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 색변환층을 포함하는 컬러필터.
제5항에 따른 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.