KR20190110350A - 티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치 - Google Patents

티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특정구조의 티올우레탄 화합물을 착색 감광성 수지 조성물에 포함함으로써, 150℃이하의 저온 경화를 실시하여도 밀착성이 우수하여 현상공정 중에 패턴의 박리가 없으며, 감도 및 현상속도가 우수하고, 현상얼룩 등의 표면 불량이 발생하지 않을 뿐만 아니라 내열성 및 내용제성 등의 신뢰성이 우수한 패턴을 형성하여, 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.

Description

티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치{THIOURETHANE COMPOUNDS, A COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPRISING THE SAME, COLOR FILTER PREPARED THEREOF AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상소자, 액정표시장치(LCD) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다.
예를 들면, 컬러필터는 그 용도가 확대되고 있는 LCD에 있어 색조를 재현하는 가장 중요한 부품 중의 하나로 이용되고 있다. 이에 LCD 제조 공정에서는 생산성 향상을 위한 공정성 및 제품 신뢰성이 우수한 컬러필터 제조방법도 꾸준히 연구되고 있다.
최근에는, LCD 제조 공정에서는 생산성 향상을 위해서 패턴 제조시 고온 소성 공정보다는 저온 소성 공정에서 고신뢰성의 필터를 제조하기 위한 연구가 진행되고 있다. 하지만, 200℃ 이하에서 기존의 감광성 수지 조성물을 경화할 경우에 상기 수지 조성물의 경화가 충분히 이루어지지 않아 하부 기판과의 밀착성이 떨어져 패턴의 박리가 발생하거나 또는 박막을 형성하기 위해 노광량이 증가되게 되어 감도가 저하되는 문제점 등이 발생하고 있는 바, 저온의 소성공정에서 충분한 경화가 가능한 저온 경화형 착색 감광성 수지 조성물에 대한 요구가 높아지고 있다. 뿐만 아니라, 저온 경화가 가능하면서도 감광성 수지 조성물이 공정상 산, 알칼리 등 가혹한 환경에 놓인 경우에 대비하여 내화학성이 개선될 것이 요구된다.
이와 관련하여 대한민국 등록특허 제 10-1059316호는 티오우레탄 화합물(이하, '특허문헌 1'이라 함)을 이미 알려진 기존의 광중합 개시제와 조합하여 광중합 개시제 조성물을 구성하고, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물을 개시하고 있으나, 상기 특허문헌 1은 반응성이 저하됨에 따라 감도 및 신뢰성이 저하되는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제 10-1059316호
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 저온 경화가 가능하며 기재와의 밀착성이 우수하고, 신뢰성 및 생산성이 우수한 착색 감광성 수지 조성물 및 상기 착색 감광성 수지 조성물에 바람직한 티올우레탄 화합물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 패턴을 포함하는 컬러필터 및 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1은 에스테르 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌 옥사이드기의 개환체의 1 내지 20회 반복 단위, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 에폭시기이고,
Y는 1 내지 10개의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 치환기이다.
또한, 본 발명은 상기 티올우레탄 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 수지, 광중합 개시제, 광중합성 단량체 및 착색제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
또한, 본 발명은 전술한 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 패턴을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명의 일 구현예에 의한 티올우레탄 화합물은 화학식 1의 구조를 포함하는 신규한 구조를 가지며, 이러한 티올우레탄 화합물을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물은 150℃이하의 저온 경화를 실시하여도 밀착성이 우수하여 현상공정 중에 패턴의 박리가 없으며, 감도 및 현상속도가 우수하고, 현상얼룩 등의 표면 불량이 발생하지 않을 뿐만 아니라 내열성 및 내용제성 등의 신뢰성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
따라서, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 공정상 생산성 및 수율이 향상되고 패턴상 오류가 없는 우수한 품질의 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.
본 발명은 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물, 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 액정표시장치에 관한 것으로, 특정구조의 티올우레탄 화합물을 착색 감광성 수지 조성물에 포함함으로써, 150℃이하의 저온 경화를 실시하여도 밀착성이 우수하여 현상공정 중에 패턴의 박리가 없으며, 감도 및 현상속도가 우수하고, 현상얼룩 등의 표면 불량이 발생하지 않을 뿐만 아니라 내열성 및 내용제성 등의 신뢰성이 우수한 패턴을 형성하여, 컬러필터 및 이를 포함하는 액정표시장치에 유용하게 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.
<티올우레탄 화합물>
본 발명은 티올기와 우레탄기를 포함하는 신규한 구조의 티올우레탄 화합물을 제시한다.
본 발명에 있어서, 특별한 언급이 없는 한 ““*””는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
또한, 본 발명에 있어서, 화학식으로 표시되는 각 반복 단위는 그 반복단위의 이성질체를 포함하는 것으로서, 각 화학식으로 표시되는 반복단위가 이성질체가 있는 경우에는 해당 식으로 표시되는 반복단위는 그 이성질체까지 포함하는 대표 화학식을 의미한다.
또한, 본 발명에 있어서, 각 반복 단위는 정해진 mol% 범위 내에서 사슬의 어느 위치에라도 자유롭게 위치할 수 있다. 즉, 고분자 또는 수지를 나타내는 화학식 중 각 괄호는 mol%를 표현하기 위해 하나의 블록으로 표시되었으나, 각 반복단위는 해당 수지 내라면 제한없이 블록으로 또는 각각 분리되어 위치될 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따른 티올우레탄 화합물은 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 반복단위일 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1에서, R1은 에스테르 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌 옥사이드기의 개환체의 1 내지 20회 반복 단위, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 에폭시기이고,
Y는 1 내지 10개의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 치환기 일 수 있다. 바람직하게는, 상기 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 치환기는, (메타)아크릴레이트기 자체이거나, (메타)아크릴레이트기를 포함하는 탄소수 1 내지 30의 탄화수소기일 수 있다.
또한, Y는 상기 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물이 착색 감광성 수지 조성물에 포함되면 경화시에 반응하는 기이다.
<착색 감광성 수지 조성물>
본 발명의 일 구현예에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지(A), 광중합성 개시제(B), 광중합성 단량체(C), 착색제(D) 및 용제(E)를 포함하며, 필요에 따라 첨가제(F)를 더 포함할 수 있다.
알칼리 가용성 수지(A)
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 상술한 화학식 1로 표시되는 반복단위의 티올우레탄 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 수지(A)를 포함한다.
상기 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물은 티올기와 우레탄기를 분자 내에 포함하는 반복단위로, 본 발명의 감광성 수지 조성물의 저온 경화성을 현저하게 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물을 포함하는 것이라면 그 종류를 특별히 한정하지 않고 사용할 수 있으며, 필요에 따라, 상기 화학식 1로 표시되는 반복단위 외에 추가적으로 다른 공단량체(comonomer)들의 반복단위를 더 포함할 수 있다.
이러한 공단량체는 특별히 한정되지 않으나, 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 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등으로 이루어진 군에서 선택되는 단량체에서 유래된 구조 등일 수 있다. 이들은 단독 또는 2종이상 티올우레탄 화합물과 혼합 또는 공중합하여 사용될 수 있다.
이 경우, 본 발명에 따른 알칼리 가용성 수지는 티올우레탄 화합물과 다른 공단량체가 임의의 비율로 혼합된 것일 수 있다.
본 발명에 따른 알칼리 가용성 제1 수지는 그 중량 평균 분자량이 10,000 내지 20,000인 것이 바람직하다. 또한 산가는 100내지 150 mgKOH/g인 것이 바람직하다. 상기 분자량 및 산가 범위에서는 150도 이하의 저온 경화가 가능하며, 기재와의 밀착성이 우수하고 신뢰성이 우수하여 현상속도 및 잔사가 우수한 특성을 나타낼 수 있다.
상기 티올우레탄 화합물이 부가된 알칼리 가용성 수지(A)는 착색 감광성 수지 조성물 고형분 총 중량에 대하여 10 내지 50 중량%가 바람직하고, 20 내지 40중량%가 더욱 바람직하다. 상기 티올우레탄 화합물이 부가된 알칼리 가용성 수지 (A)의 함량이 상기의 기준으로 상술한 함량범위 미만일 경우 패턴 형성 및 밀착력 향상을 기대하기 어려우며, 상술한 함량범위를 초과하는 경우에는 조성물의 점도를 증가시켜 도포성이 불량해지며 수출률이 나빠지는 문제점이 있다.
광중합 개시제 (B)
상기 광중합 개시제(B)는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물 이외에 다른 종류의 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수도 있다. 다른 종류의 광중합 개시제로는 광을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하는 활성 라디칼 발생제, 증감제 및 산발생제 등을 들 수 있다. 상기 활성 라디칼 발생제로는 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 구체적인 예로는, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.상기 벤조페논계 화합물의 구체적인 예로는, 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 화합물의 구체적인 예로는, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤,2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 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-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진,2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진,2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다. 상기 증감제로는, 구체적으로 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 들 수 있다. 상기 산 발생제로는, 구체적으로 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류, 또는 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
상기 화합물 중에는 활성 라디칼과 산을 동시에 발생하는 화합물도 있는데, 예를 들어 트리아진계 화합물은 산발생제로서도 사용된다.
본 발명에서 상기 광중합 개시제(B)는 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분총 중량에 대하여, 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 3 내지 10 중량%로 포함된다.
본 발명은 광중합 개시제가 상술한 함량 범위로 포함되는 경우, 착색 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노출시간이 단축되고, 이로 인하여 생산성이 향상됨과 동시에 높은 해상도를 유지할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 광중합개시 보조제와 병용하여 사용할 수 있다. 상기 광중합개시 보조제는 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 단량체의 중합을 촉진시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 광중합개시 보조제로는 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물 등을 들 수 있다. 상기 아민계 화합물의 구체적인 예로는, 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 화합물의 구체적인 예로는, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센,9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다. 상기 광중합개시 보조제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 또한 상기 광중합개시 보조제는 시판되는 제품인 상품명 EAB-F(호도가야가가쿠고교가부시키가이샤 제조) 등을 사용할 수도 있다.
상기 광중합 개시제와 광중합개시 보조제의 바람직한 조합의 구체적인 예로는, 디에톡시아세토페논과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 1-히드록시시클로헥실페닐케톤과4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머와 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논; 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온과4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 조합 등을 들 수 있다.상기 광중합 개시제(C)와 광중합개시 보조제가 함께 사용되는 경우 상기 광중합개시 보조제의 함량은 광중합 개시제 1 몰에 대하여 0.01 내지 5몰인 것이 바람직하다. 상기 광중합개시 보조제가 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되기 때문에 바람직하다.
광중합성 단량체 (C)
상기 광중합성 단량체(C)는 광 및 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서 단관능성 단량체, 2관성능 단량체, 그 밖의 다관능성 단량체 등을 들 수 있다. 상기 단관능성 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다. 상기 2관능성 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 부틸렌글리콜디메타아크릴레이트, 헥산디올디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트, 에톡시레이트네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 프로필록시레이트네오펜틸글리콜디아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능성 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디([0070] 메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
４관능성 단량체의 구체적인 예로는 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라메타크릴레이트,디트리메티롤프로판테트라아크릴레이트, 디트리메티롤프로판테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 테트라메틸올메탄테트라아크릴레이트, 에톡시화펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 글리세린테트라아크릴레이트, 글리세린테트라메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
５관능성 단량체의 구체적인 예로는 디펜타에리트리톨펜타크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타아크릴레이트, 디펜타에리트리톨모노히드록시펜타메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
６관능성 단량체의 구체적인 예로는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사메타크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서 광중합성 단량체(C)는 2관능성 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있으며, 특히 5관능성 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있다. 상기 광중합성 단량체(C)는 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 단량체(C)가 상기 범위 내로 포함되는 경우에는 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 된다.
착색제(D)
상기 착색제(D)는 색조가 한정되어 있지 않으며, 제조하고자 하는 컬러필터의 용도에 따라 색조의 선정이 가능하다. 상기 착색제(D)는 구체적으로 안료, 염료 또는 천연 색소 중 어느 하나 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있으며, 이 중에서도 내열성, 발색성이 우수하다는 점에서 안료가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다. 상기 무기 안료로서는 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물을 들 수 있고, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물등을 들 수 있다. 바람직하게 상기 안료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트(pigment)로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있다. 보다 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 안료를 들 수 있지만, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, C.I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125,128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180, 185, 194 및 214;
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 71 및 73;
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 209, 215, 216, 224, 242, 254, 264 및 265;
C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6등) 및 60;
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36 및 38;
C.I. 피그먼트 바이올렛 1, 19, 23, 29, 32, 36 및 38;
C.I. 피그먼트 그린 7, 36 및 58;
C.I 피그먼트 브라운 23 및 25;
C.I 피그먼트 블랙 1 및 7 등의 안료를 들 수 있다.
상기 안료는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 착색제(D)는 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분 총 중량에 대하여 10 내지 50 중량%, 바람직하게는 20 내지 35 중량% 로 포함될 수 있다. 상기 착색제(D)의 함량이 상기 범위 내로 포함되는 경우에는 컬러필터가 제조되었을 때의 컬러의 농도가 충분하며, 착색 감광성 수지 조성물 내에 중합체가 필요한 함량으로 포함될 수 있으므로 기계적 강도가 충분한 패턴을 형성할 수 있다. 상기 안료 중 유기 안료는, 필요에 따라 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체 등을 이용한 표면처리, 중합체 화합물 등에 의한 안료 표면의 그라프트 처리, 황산 미립화법(refinement) 등에 의한 미립화 처리, 또는 불순물을 제거하기 위한 유기 용매 및 물 등에 의한 세정 처리, 이온성 불순물의 이온 교환법 등에 의한 제거처리 등으로 처리할 수 있다.
상기 착색제로 안료를 사용하는 경우 그 평균입경이 균일한 것을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 하는 방법으로서는, 계면 활성제를 안료 분산제로서 함유시켜 분산 처리를 행하는 방법 등을 들 수 있으며, 이 방법에 따르면 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다. 상기 안료 분산제로서는, 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계 등의 계면 활성제 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 안료 분산제는 착색 감광성 수지 조성물 중의 착색제 1질량부에 대하여 1질량부 이하로 사용되며, 바람직하게는 0.05 내지 0.5질량부로 사용되는 것이다. 상기 안료 분산제가 상기의 기준으로 상기 범위내에서 사용되는 경우에는 균일한 평균입경의 안료를 얻을 수 있기 때문에 바람직하다.
용제(E)
상기 용제는 착색 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 착색 감광성 수지 조성물에서 사용되는 용제를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 특히 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 바람직하다.
상기 용제는 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 들 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제가 바람직하며 좀더 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 이용할 수 있다.
상기 예시한 용제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물의 총 중량을 기준으로 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량% 포함될 수 있다. 상기 용제가 상술한 60 내지 90 중량%의 범위이면, 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 효과를 제공한다.
첨가제(F)
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에서 첨가제는 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들면 다른 고분자 화합물, 경화제, 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 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 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제의 구체적인 예로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 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 이러한 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, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물의 구체적인 예로는 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 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, 산 발생제 등이 있다. 상기 다가 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 에폭시 수지 경화제의 구체적인 예로는, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 경화제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 계면활성제는 감광성 수지 조성물의 피막 형성성을 보다 향상시키기 위해 사용할 수 있으며, 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제 등이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 실리콘계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다우코닝 도레이 실리콘사의 DC3PA, DC7PA, SH11PA, SH21PA, SH8400 등이 있고 GE 도시바 실리콘사의 TSF-4440, TSF-4300, TSF-4445, TSF-4446, TSF-4460, TSF-4452 등이 있다. 상기 불소계 계면활성제는 예를 들면 시판품으로서 다이닛본 잉크 가가꾸 고교사의 메가피스 F-470, F-471, F-475, F-482, F-489 등이 있다. 상기 예시된 계면활성제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착 촉진제의 구체적인 예로서는 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, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 밀착 촉진제는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 밀착 촉진제는 착색 감광성 수지 조성물의 고형분에 대하여 중량 분율로 통상 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2중량% 포함될 수 있다.
상기 산화 방지제의 구체적인 예로는 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 구체적인 예로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제의 구체적인 예로는 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
<컬러 필터 및 액정표시장치>
본 발명은 예시적인 실시예에 있어서, 전술한 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되며 패턴을 형성하는 컬러필터와 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 컬러 필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 컬러층을 포함한다.
기판은 컬러 필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러 필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC)등 일 수 있다.
컬러층은 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
상기와 같은 기판 및 컬러층을 포함하는 컬러 필터는, 각 착색패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러 필터의 컬러층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
본 발명의 화상표시장치는 상기 컬러 필터를 구비한 것을 제외하고는 본 발명의 기술분야에서 당업자에게 알려진 구성을 포함할 수 있고, 본 발명에서 특별히 제한하지 않는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
<합성예>
먼저, 본 발명에 따른 컬러필터용 착색 감광성 알칼리 가용성 수지 조성물(A)을 제조하기 위하여, 티올우레탄 화합물을 부가하기 위해 수산기를 갖는 티오글리시돌을 준비하였다. 하기의 합성예 1, 2, 3은 티올우레탄 화합물이 부가된 알칼리 가용성 수지 조성물(A)을 준비하기 위한 합성예이다.
합성예 1: 화학식 2의 화합물
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되있는 가열 장치에 2,2'-아조비스(2,4-디메틸발레로니트릴) (개시제) 16g, 벤질 톨루엔 100g, 아크릴산 120g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 385g을 넣고 질소를 투입하며 80℃에서 3시간 동안 교반하여 화학식 2로 표시되는 화합물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트에 희석된 상태로 574g을 얻을 수 있었다.
[화학식2]
Figure pat00003
합성예 2: 화학식 3의 화합물
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되있는 가열 장치에 합성예 1에서 얻어진 화학식 2의 화합물 300g과 하이드로퀴논 모노메틸 에스터 1g, 트리부틸아민 1g, 글리시딜메타크릴레이트 20g을 넣고 100℃에서 8시간 동안 교반하여 화학식 3으로 표시되는 화합물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트에 희석된 상태로 330g을 얻을 수 있었다.
[화학식3]
Figure pat00004
합성예 3: 화학식 4의 화합물
3구 반응기에 기계식 교반기, 온도센서, 온도센서와 연결되있는 가열 장치에 합성예 2에서 얻어진 화학식 3의 화합물 100g과 티오글리시돌 (TCI社) 20g을 넣고 70℃에서 4시간 동안 교반하여 화학식 4로 표시되는 화합물을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 희석된 상태로 100g을 얻을 수 있었다.
[화학식4]
Figure pat00005
합성예 4: 알칼리 가용성 수지의 합성(A-1)
합성예 3과 동일한 조건에서 합성예 3에서 얻어진 화학식 4의 화합물과 2-Isocyanatoethyl methacrylate (Aldrich社) 10g, 트리부틸아민 1g 넣고 70℃에서 4시간 동안 교반하여 화학식 5의 A-1을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 희석된 상태로 100g을 얻을수 있었다.
[화학식 5]
Figure pat00006
합성예 5: 알칼리 가용성 수지의 합성(A-2)
합성예 3과 동일한 조건에서 합성예 3에서 얻어진 화학식 4의 화합물과 2-(2-isocyanato-ethyloxy)ethyl methacrylate (Aldrich社) 10g, 트리부틸아민 1g 넣고 70℃에서 4시간 동안 교반하여 화학식 6의 A-2를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 희석된 상태로 100g을 얻을수 있었다.
[화학식6]
Figure pat00007
합성예 6: 알칼리 가용성 수지의 합성(A-3)
합성예 3과 동일한 조건에서 합성예 3에서 얻어진 화학식 4의 화합물과 2-(2-isocyanato-ethoxy)ethyl methacrylate (Aldrich社) 10g 과, 트리부틸아민 1g 넣고 70℃에서 4시간 동안 교반하여 화학식 7의 A-3을 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트에 희석된 상태로 100g을 얻을수 있었다.
[화학식7]
Figure pat00008
하기 표 1에 상기 합성예로 제조된 알칼리 가용성 수지(A-1 내지 A-3)의 중량평균분자량를 GPC(Gel Permeation Chromatography)를 사용하여 측정한 폴리스타이렌 환산평균분자량인 중량평균분자량과 KOH 정량법으로 측정한 산가를 기재하였다.
알칼리 가용성 제1 수지 중량평균분자량 산가 (mgKOH/g)
A-1 10,500 105
A-2 10,700 110
A-3 11,100 110
<착색 감광성 수지 조성물의 제조 >
실시예 및 비교예
하기 표 2에 기재된 성분 및 함량(단위: 중량%)으로 조성된 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다
　 실시예 비교예
1 2 3 4 1 2 3
알칼리 가용성 수지(A) A-1 3.02 5.92 　 　
A-2 　 　 5.92 　
A-3 　 　 　 5.92
A-4 5.92
A-5 5.92
A-6 5.92
광중합 개시제(B) B-1 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08 1.08
광중합성 단량체(C) C-1 6.69 3.79 3.79 3.79 3.79 3.79 3.79
착색제(D) D-1 3.21 3.21 3.21 3.21 3.21 3.21 3.21
D-2 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8 0.8
용제(E) E-1 85 85 85 85 85 85 85
첨가제(F) F-1 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
A-1: 알칼리 가용성 제1 수지(합성예 4의 화학식 5)
A-2: 알칼리 가용성 제1 수지(합성예 5의 화학식 6)
A-3: 알칼리 가용성 제1 수지(합성예 6의 화학식 7)
A-4: 메타크릴산과 벤질메타크릴레이트와의 공중합체 (메타크릴산 단위와 벤질메타크릴레이트 단위와의 비는 몰 비로 38：62, 산가는 120mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 8,000)
A-5: 글리시딜메타아크릴레이트, 에틸헥실아크릴레이트와의 공중합체 (글리시딜메타아크릴레이트 단위와 에틸헥실아크릴레이트 단위와의 비는 몰비로 70 : 30, 산가는 30mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 6,000)
A-6: 메타아크릴산, 글리시딜메타아크릴레이트와의 공중합체(메타아크릴산 단위와 글리시딜메타아크릴레이트 단위와의 비는 몰비로 45：55, 산가는 100mgKOH/g, 폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 15,000)
B-1: 2-벤질-2-디메틸아미노-1(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369; Ciba SpecialtyChemical 사 제조)
C-1: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
D-1: C.I.피그먼트 블루 15:6
D-2: C.I.피그먼트 바이올렛 23
E-1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
F-1: 계면활성제(SH-8400토레이 실리콘 제조)
<컬러필터의 제조>
상기 실시예 1 내지 4 및 비교예 1 내지 3으로 제조된 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 상기 박막 위에 투과율 1 내지100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을1000㎛로 하고, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 80초 동안 현상하였다. 상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고, 150℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 컬러필터를 제조하였다. 제조된 컬러필터의 패턴 형상(박막) 두께는 2.0 내지 2.5㎛였다.
실험예
(1) 감도 및 현상속도
상기 컬러필터의 제조과정 중 현상시 비 노광 박막부의 박리가 나타나는 시간을 측정하여 현상 속도를 측정하였다. 또한 상기 컬러필터의 제조과정 중 현상 후 패턴의 뜯김이 없는 박막을 형성하기 위해 필요한 최저 노광량(mJ/㎠)인 감도를 측정하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
(2) 현상얼룩 평가
제조된 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판(#1737, 코닝사 제조) 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 상기 자외선이조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 80초 동안 현상하였다. 상기 박막이 입혀진 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조한 박막 위에 증류수를 소량 적하하여 원형를 유지하여 2분간 상온에서 방치한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하였다. 이어서, 상기 기판에 Na 램프를 조사하고 도막의 표면 상태를 관찰하여 원형의 얼룩이 발생하는지의 여부를 육안 판단하고, 하기의 기준에 의해 평가하였다. 그 결과는 하기 표 3에 기재하였다.
○ : 도막 표면에 원형의 물얼룩이 인지되지 않음.
△ : 도막 표면에 원형의 물얼룩이 미세하게 인지됨.
X : 도막 표면에 원형의 물얼룩이 선명하게 인지됨.
(3) 밀착성
제작된 기판을 10×10mm의 영역내에서 100개의 매트릭스 구조로 절개한 후, 그 위에 테이프를 접착하고 수직으로 강하게 이형하면서 떨어져 나온 매트릭스의 개수를 표기한다
(떨어진 개수/100)
(4) 내열성
최종적으로 패턴을 형성한 후 230℃/2hr 전후의 색변화(내열성)를 비교 평가하고, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 이때 사용하게 되는 식은 L*, a*, b* 로 정의되는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타내는 상기 수학식(2)에 의해 계산되며, 색변화치가 작을수록 고신뢰성의 컬러필터 제조가 가능하다.
[수학식 1]
△Eab* =(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2
(5) NMP내용제성
제작된 기판을 3x3cm로 자른 후, 14.6ml의 NMP 용액에 80도씨/40분간 침지시킨다. 그 후 액을 UV-Vis spectrometer로 흡광도를 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다
노광량(40mJ/cm2) 실시예1 실시예2 실시예3 실시예4 비교예1 비교예2 비교예3
감도(mJ/cm2) 20 15 20 25 35 10 40
현상얼룩 O O O O O △ X
현상속도 15 13 10 7 21 10 18
밀착성 95/100 100/100 100/100 95/100 80/100 100/100 70/100
내열성 1.2 0.8 1.0 1.3 1.6 0.5 2.4
NMP내용제성 0.5 0.3 0.5 0.7 1.4 0.2 2.1
상기 표 3에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 4의 착색 감광성 수지 조성물은 감도, 현상속도, 현상얼룩, 밀착성, 내열성 및 NMP내용제성 측면에서 모두 우수한 효과를 가짐을 확인하였다.
반면, 비교예 1 내지 3의 착색 감광성 수지 조성물의 경우 감도, 현상속도, 현상얼룩, 밀착성, 내열성 또는 NMP내용제성에 있어 본원 실시예 조성물 대비 효과가 현저히 저하되는 것을 확인하였다.

Claims (8)

  1. 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 티올우레탄 화합물:
    [화학식 1]
    Figure pat00009

    상기 화학식 1에서, R1은 에스테르 결합을 포함하는 탄소수 2 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 2 내지 10의 알킬렌 옥사이드기의 개환체의 1 내지 20회 반복 단위, 탄소수 1 내지 20의 알킬렌기, 탄소수 6 내지 20의 아릴렌기 또는 탄소수 6 내지 20의 에폭시기이고,
    Y는 1 내지 10개의 (메타)아크릴레이트기를 포함하는 치환기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1의 구조는 하기 화학식 8 내지 10 중 어느 하나인, 티올우레탄 화합물.
    [화학식 8]
    Figure pat00010

    [화학식 9]
    Figure pat00011

    [화학식 10]
    Figure pat00012

  3. 청구항 1의 티올우레탄 화합물을 포함하는 알칼리 가용성 수지(A), 광중합 개시제(B), 광중합성 단량체(C), 착색제(D) 및 용제(E)를 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 상기 티올우레탄 화합물과 카르복실기 함유 단량체 및 상기 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와 혼합 또는 공중합 한 것인, 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 3에 있어서, 착색 감광성 수지 조성물의 총 고형분 중량에 대하여,
    알칼리 가용성 수지(A) 10 내지 50 중량%;
    광중합 개시제(B) 0.1 내지 20 중량%;
    공중합성 단량체(C) 5 내지 50 중량%;
    착색제(D) 10 내지 50 중량%; 및
    착색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여,
    용제 60 내지 90 중량%를 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 3에 있어서, 첨가제를 더 포함하는, 착색 감광성 수지 조성물.
  7. 청구항 3 내지 6 중 어느 한 항의 착색 감광성 수지 조성물로 제조된 패턴을 포함하는, 컬러필터.
  8. 청구항 7의 컬러필터를 포함하는 액정표시장치.
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