KR20210070180A - 컬러 필터용 적색 착색 조성물, 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치 - Google Patents

컬러 필터용 적색 착색 조성물, 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치 Download PDF

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아키라 하야시
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사카타 인쿠스 가부시키가이샤
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Abstract

[과제] 유기 안료에 기인하는 승화물이 억제되고 콘트라스트 및 휘도가 우수한 컬러 필터를 얻을 수 있는 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 제공한다.
[해결수단] 디케토피롤로피롤계 안료와 수지를 함유하고, 상기 수지가 말레이미드 골격과 술폰산기를 갖는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.

Description

컬러 필터용 적색 착색 조성물, 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치{RED COLORING COMPOSITION FOR COLOR FILTER, RED COLORING RESIST COMPOSITION, COLOR FILTER AND DISPLAY}
본 발명은 컬러 필터용 적색 착색 조성물, 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치에 관한 것이다.
액정 텔레비전의 고화질화를 실현하기 위해 불가결한 기술로서 고정세(高精細) 컬러 필터를 형성하는 기술이 있다. 컬러 필터로서는 유리 등의 투명한 기판의 표면에 2종 이상의 다른 색상의 미세한 띠(스트라이프)를 평행하게 배치한 것이나 미세한 화소를 가로세로로 일정한 배열로 배치한 것 등이 있다.
화소 크기는 수10~수100μm라는 미세한 크기이지만 색상마다 소정의 순서로 정연하게 배열될 필요가 있다. 나아가 각 색상의 화소에 대해서도 기본 성능으로서 색순도와 가시광의 투과율이 높고 추가로 하이 콘트라스트인 것이 요구된다.
액정 디스플레이 패널의 용도의 다양화에 동반하여 내열성, 내광성이라는 신뢰성의 면에서 화소의 색재로서 유기 안료가 많이 이용되고 있다.
종래 유기 안료로서 C.I. 피그먼트 레드 242, C.I. 피그먼트 레드 254 또는 C.I. 피그먼트 레드 177을 이용한 컬러 필터용 적색 안료 분산물이 이용되어 왔다(예를 들어 특허문헌 1).
그러나, 유기 안료로서 C.I. 피그먼트 레드 254를 이용한 경우에는 승화물이 발생하여 휘도나 콘트라스트가 저하되는 원인이 되는 경우가 있고, C.I. 피그먼트 레드 242나 C.I. 피그먼트 레드 177을 이용한 경우에는 이들 유기 안료를 분산하기 위해 안료 유도체가 필요하며 이에 기인하여 휘도가 불충분해진다는 문제가 있었다.
최근에 컬러 필터용 유기 안료로서 브롬화 디케토피롤로피롤 안료가 주목받고 있다(예를 들어 특허문헌 2~4).
그러나, 브롬화 디케토피롤로피롤 안료에서도 승화물은 아직 문제가 되는 수준의 것이며, 또한 최근에 콘트라스트나 휘도에 관한 요구가 높아져 더욱 개선의 여지가 있었다.
특허문헌 1: 일본공개특허 2011-162722호 공보 특허문헌 2: 일본공개특허 2011-523433호 공보 특허문헌 3: 일본공개특허 2012-155232호 공보 특허문헌 4: 일본공개특허 2018-158962호 공보
본 발명은 상기 과제를 감안하여, 유기 안료에 기인하는 승화물이 억제되고 콘트라스트 및 휘도가 우수한 컬러 필터를 얻을 수 있는 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명자들은 상술한 과제를 감안하여 면밀히 검토를 거듭한 결과, 디케토피롤로피롤계 안료를 이용하고 나아가 말레이미드 골격과 술폰산기를 갖는 수지를 함유함으로써 상술한 과제를 모두 해결할 수 있는 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 얻을 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성시킨 것이다.
즉, 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 디케토피롤로피롤계 안료와 수지를 함유하고, 상기 수지가 말레이미드 골격과 술폰산기를 가진다.
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물에 있어서, 상기 디케토피롤로피롤계 안료는 브롬기를 갖는 것이 바람직하다.
또한, 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
또한, 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 수지는 페닐말레이미드에 의한 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 수지는 술폰산가가 0.1~20mgKOH/g인 것이 바람직하다.
본 발명은 상기 컬러 필터용 적색 착색 조성물로부터 얻어지는 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물이기도 하다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터이기도 하다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치이기도 하다.
본 발명은 유기 안료에 기인하는 승화물이 억제되고 콘트라스트 및 휘도가 우수한 컬러 필터를 얻을 수 있는 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 제공할 수 있다.
이하, 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물, 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물, 컬러 필터 및 표시 장치에 대해 상세하게 설명한다.
<컬러 필터용 적색 착색 조성물>
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 브롬기를 갖는 디케토피롤로피롤계 안료와 수지를 함유하고, 상기 수지가 말레이미드 골격과 술폰산기를 가진다.
(디케토피롤로피롤계 안료)
상기 디케토피롤로피롤계 안료로서는 예를 들어 하기 일반식(1)으로 나타나는 화합물을 들 수 있다.
Figure pat00001
상기 일반식(1)에서 X는 수소 원자, 염소 원자 또는 브롬 원자를 나타내고, A 및 B는 각각 독립적으로 수소 원자, 불소 원자, 염소 원자, 브롬 원자, 요오드 원자, 시아노기, 탄소수 1~12의 알킬기, 치환기를 가져도 되는 페닐기, -CF3, -OR1, -SR2, -N(R3)R4, -COOR5, -CONH2, -CONHR6, -CON(R7)R8, -SO2NH2, -SO2NHR9 또는 -SO2N(R10)R11이며, R1~R11은 각각 독립적으로 탄소수 1~12의 알킬기, 치환기를 가져도 되는 페닐기 또는 치환기를 가져도 되는 아랄킬기이다.
상기 디케토피롤로피롤계 안료의 시판품으로서는 예를 들어 C.I. 피그먼트 레드 254, 255, 264, 272, 291, C.I. 피그먼트 오렌지 71, 73 또는 81 등을 들 수 있다.
상기 디케토피롤로피롤계 안료는 콘트라스트 및 휘도를 적합하게 향상시켜 승화물을 적합하게 억제하는 관점에서 브롬기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 브롬기를 갖는 디케토피롤로피롤계 안료로서는 예를 들어 하기 화학식으로 나타나는 화합물을 들 수 있고, 그 시판품으로서는 C.I. 피그먼트 레드 291을 들 수 있다.
Figure pat00002
상기 디케토피롤로피롤계 안료의 함유량으로서는 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 5~20질량%인 것이 바람직하고, 7~16질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 디케토피롤로피롤계 안료를 상기 범위에서 함유함으로써 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 적합하게 향상시킬 수 있다.
상기 디케토피롤로피롤계 안료를 상기 범위에서 함유하는 경우에는 다른 적색 안료를 병용할 수도 있다.
상기 다른 적색 안료로서는 C.I. 피그먼트 레드 177, 242 등을 들 수 있다.
상기 다른 적색 안료의 함유량으로서는 예를 들어 상기 디케토피롤로피롤계 안료의 함유량을 기준으로 하여 1~50질량%이다.
유기 안료에 기인하는 승화물을 억제하는 관점, 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 적합하게 향상시키는 관점에서는 상기 다른 적색 안료는 함유하지 않는 것이 바람직하다.
(수지)
상기 수지가 말레이미드 골격과 술폰산기를 가진다.
상기 수지는 예를 들어 비닐 모노머와, 말레이미드 골격을 갖는 모노머와, 술폰산기를 갖는 모노머를 공중합함으로써 얻을 수 있다.
상기 비닐 모노머로서는 예를 들어 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 sec-부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 시클로헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 벤질, 아세트산비닐, 프로피온산비닐, 부티르산비닐, 길초산비닐, 스티렌, 클로로프렌, 염화비닐, 염화비닐리덴, 아크릴로니트릴, 1-부텐, 부타디엔, 메타크릴로니트릴, 비닐톨루엔, 비닐에틸에테르, 퍼플루오로헥실에틸-티오-카르보닐-아미노에틸-메타크릴레이트, 메타크릴산 이소보닐, 메타크릴산 트리플루오로에틸, 메타크릴산 헥사플루오로-이소프로필, 메타크릴산 헥사플루오로부틸, 실록산 함유 비닐 모노머 등을 들 수 있다.
그 중에서도 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 sec-부틸, (메타)아크릴산 이소부틸, (메타)아크릴산 t-부틸, (메타)아크릴산 시클로헥실, (메타)아크릴산 2-에틸헥실, (메타)아크릴산 벤질이 바람직하고, 미립자화 공정이나 연육(練肉) 공정시에 이용하는 매체에의 친화성이나 얻어지는 수지의 여러 가지 물성의 관점에서 (메타)아크릴산, (메타)아크릴산 메틸, (메타)아크릴산 에틸, (메타)아크릴산 프로필, (메타)아크릴산 이소프로필, (메타)아크릴산 부틸, (메타)아크릴산 벤질이 보다 바람직하다.
상기 비닐 모노머는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
또, 본 명세서에서 (메타)아크릴산이란 아크릴산 및 메타크릴산을 의미한다.
상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머로서는 예를 들어 N-시클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-이소프로필말레이미드, N-t-부틸말레이미드, N-도데실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-나프틸말레이미드 등을 들 수 있다.
그 중에서도 유기 안료에 기인하는 승화물을 적합하게 억제하는 관점에서 N-페닐말레이미드가 바람직하다.
상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 술폰산기를 갖는 모노머로서는 예를 들어 (메타)아크릴아미드알킬술폰산, 비닐술폰산, (메타)아크릴아미드 t-부틸술폰산 및 스티렌술폰산 등을 들 수 있다.
그 중에서도 유기 안료에 기인하는 승화물을 적합하게 억제하는 관점, 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트를 적합하게 향상시키는 관점에서 아크릴아미드 t-부틸술폰산이 바람직하다.
상기 술폰산기를 갖는 모노머는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 비닐 모노머와 상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머와 상기 술폰산기를 갖는 모노머를 공중합할 때의 질량비로서는 이하와 같다.
상기 비닐 모노머는 상기 모노머의 합계 함유량(질량)을 기준으로 하여 40~80질량%인 것이 바람직하고, 50~70질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머는 상기 모노머의 합계 함유량을 기준으로 하여 10~50질량%인 것이 바람직하고, 20~40질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 술폰산기를 갖는 모노머는 상기 모노머의 합계 함유량을 기준으로 하여 1~10질량%인 것이 바람직하고, 2.5~5질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 비닐 모노머와 상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머와 상기 술폰산기를 갖는 모노머를 상기 범위에서 공중합함으로써 유기 안료에 기인하는 승화물을 적합하게 억제할 수 있고, 또한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트를 적합하게 향상시킬 수 있다.
상기 비닐 모노머와 상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머와 상기 술폰산기를 갖는 모노머를 공중합하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 공지의 공중합 등의 방법을 이용할 수 있다.
상기 수지는 페닐말레이미드에 의한 반복 단위를 갖는 것이 바람직하다.
상기 수지가 페닐말레이미드에 의한 반복 단위를 가짐으로써 유기 안료에 기인하는 승화물을 적합하게 억제할 수 있다.
상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머로서 N-페닐말레이미드를 포함함으로써 페닐말레이미드에 의한 반복 단위를 갖는 수지를 얻을 수 있다.
상기 수지는 술폰산가가 0.1~20mgKOH/g인 것이 바람직하다.
상기 수지의 술폰산가가 상기 범위임으로써 유기 안료에 기인하는 승화물을 적합하게 억제할 수 있고, 또한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트를 적합하게 향상시킬 수 있다.
상기 수지는 술폰산가가 6~18mgKOH/g인 것이 보다 바람직하고, 8~14mgKOH/g인 것이 더욱 바람직하다.
상기 비닐 모노머와 상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머와 상기 술폰산기를 갖는 모노머를 공중합할 때의 상기 술폰산기를 갖는 모노머의 질량비를 상술한 범위로 함으로써 상기 수지의 술폰산가를 적합하게 조정할 수 있다.
또, 상기 술폰산가란 수지 1g 중에 포함되는 술폰산을 중화하는 데에 필요로 하는 수산화칼륨의 양을 밀리그램 수로서 산출한 이론값이다.
상기 수지는 수지 자신의 제조성이나 미립자화 공정시에 사용하는 매체에의 친화성의 관점에서 중량 평균 분자량이 1000~10000인 것이 바람직하고, 2000~5000인 것이 보다 바람직하며, 2500~4000인 것이 더욱 바람직하다.
또, 상기 중량 평균 분자량으로서는 상기 수지를 용해시켜 0.02질량%의 용액을 제작하여 필터(지엘 사이언스사 제품, GL 크로마토 디스크, 수계 25A, 구멍 지름 0.2μm)를 통과시킨 후 사이즈 배제 크로마토그래피, 굴절률 검출기로 구성되는 alliance(니혼 워터즈사 제품)를 이용하여 이하의 조건에 의해 측정할 수 있다.
컬럼: pLgel mixed D(아질렌트사 제품)×2개 직렬 접속
검출기: alliance(니혼 워터즈사 제품)
용리액: THF
유속: 1.0ml/min
주입량: 100μl
상기 수지의 함유량으로서는 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물을 함유함으로써 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 휘도를 적합하게 향상시키고, 또한 상기 디케토피롤로피롤계 안료의 분산성을 향상시켜 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물로서는 C.I. 피그먼트 레드 2, 112, 188, C.I. 피그먼트 브라운 25 등을 들 수 있다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물은 상기 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물을 술폰화함으로써 얻을 수 있다.
술폰화의 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 공지의 방법을 이용할 수 있다.
그 중에서도 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 휘도를 보다 적합하게 향상시키는 관점에서는 C.I. 피그먼트 레드 188의 술폰화물이 바람직하고, 유기 안료의 분산 안정성을 적합하게 향상시켜 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트를 향상시키는 관점에서는 C.I. 피그먼트 레드 2의 술폰화물이 바람직하다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물의 함유량으로서는 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 것이 바람직하다.
상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 함유함으로써 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 적합하게 향상시킬 수 있다.
상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물로서는 C.I. 피그먼트 레드 254, 255, 264, 272 및 291, C.I. 피그먼트 오렌지 71 및 73 등의 술폰화물을 들 수 있다.
그 중에서도 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 보다 적합하게 향상시키는 관점에서 C.I. 피그먼트 오렌지 71의 술폰화물이 바람직하다.
상기 디케토피롤로피롤 화합물을 술폰화하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고 공지의 방법을 이용할 수 있다.
상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물의 함유량으로서는 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 상기 범위에서 함유함으로써 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 둘 다 보다 적합하게 향상시킬 수 있다.
(안료 분산제)
상기 안료 분산제로서는 예를 들어 일본공개특허 평3-277673호 공보, 일본공개특허 평10-339949호 공보, 일본공표특허 2003-517063호 공보 등에 기재된 주쇄에 아미드계 골격을 가지며 측쇄가 메타크릴산 에스테르에 의한 매크로 모노머로 이루어지는 그래프트 폴리머: 일본공개특허 평7-96654호 공보, 일본공개특허 평7-207178호 공보 등에 기재된 지방족 히드록시카르본산 잔기를 갖는 폴리에스테르계 올리고머: 오르가노실록산 폴리머(KP341 등, 신에츠 화학공업사 제품): (메타)아크릴산계 (공)중합체(폴리플로우 No. 75, 90, 95 등, 쿄에이 유시 화학공업사 제품): 양이온계 계면활성제(W001 등, 유쇼사 제품): 폴리옥시에틸렌 라우릴에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일에테르, 폴리옥시에틸렌 옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌 노닐페닐에테르, 폴리에틸렌글리콜 디라우레이트, 폴리에틸렌글리콜 디스테아레이트, 소르비탄 지방산 에스테르 등의 비이온계 계면활성제: 음이온계 계면활성제(W004, W005, W017 등, 유쇼사 제품): 그 밖의 시판품으로서 솔스퍼스 3000, 5000, 9000, 12000, 13240, 13940, 17000, 20000, 24000, 26000, 28000 등(제네카사 제품)의 각종 솔스퍼스 분산제, 아지스퍼 PB-821, PB-822(아지노모토 파인테크노사 제품), 이소넷 S-20(산요 카세이사 제품), Disperbyk-160, 161, 162, 163, 164, 182, 184, BYK-LPN23590, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116, BYK-LPN21234(BYK Chemie사 제품), EFKA-46, 47, 48 등(EFKA Chemicals BV사 제품)을 들 수 있다.
이들 중에서는 미세 안정화의 관점에서 주쇄에 아미드계 골격을 가지며 측쇄가 메타크릴산 에스테르에 의한 매크로 모노머로 이루어지는 그래프트 폴리머가 바람직하고, 구체적으로는 비닐피롤리돈을 주쇄에 함유하고 측쇄가 메타크릴산 메틸의 매크로 모노머로 이루어지는 그래프트 폴리머가 바람직하다.
상기 안료 분산제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 안료 분산제의 함유량으로서는 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 1~10질량%인 것이 바람직하고, 2~8질량%인 것이 보다 바람직하다.
(알칼리 가용성 수지)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 알칼리 가용성 수지를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지로서는 컬러 필터를 제조할 때에 그 현상 처리 공정에서 이용되는 현상액, 알칼리 현상액에 대해 가용성을 갖는 것이면 특별히 한정되는 것은 아니다.
그 중에서도 상기 알칼리 가용성 수지로서는 카르복실기를 갖는 알칼리 가용성 수지가 바람직하고, 특히 1 개 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체가 바람직하다.
또한, 알칼리 현상액에 대해 가용성을 갖는 것이면 상술한 상기 비닐 모노머와 상기 말레이미드 골격을 갖는 모노머와 상기 술폰산기를 갖는 모노머의 공중합을 이용할 수도 있다.
상기 하나 이상의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체로서는 구체적으로는 아크릴산, 메타크릴산 등의 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와, 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체와 공중합 가능한 스티렌, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤메타크릴레이트, N-페닐말레이미드, 폴리스티렌 매크로 모노머 및 폴리메틸메타크릴레이트 매크로 모노머로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체를 들 수 있다.
상기 공중합체의 산가로서는 50~300mgKOH/g이 바람직하다. 이 경우, 산가가 50mgKOH/g 미만에서는 본 발명의 착색 조성물을 레지스트 조성물로서 이용한 경우에 알칼리 현상액에 대한 용해성이 저하되는 경향이 있다. 한편 300mgKOH/g을 초과하면 알칼리 현상액에 대한 용해성이 과대해져 알칼리 현상액에 의해 현상할 때에 착색층의 기판으로부터의 탈락이나 착색층 표면의 막 거칠어짐을 초래하기 쉬워지는 경향이 있다.
또, 상기 공중합체의 산가는 전위차 적정법(JIS K 0070:1992)에 의해 측정할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 통상 1,000~10만이 바람직하다. 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량이 1,000 미만에서는 알칼리 현상액에 대한 용해성이 올라가 현상 특성이 저하되는 경우가 있다. 한편 10만을 초과하는 경우는 유기용제에의 용해성이 저하되어 본 발명의 착색 조성물을 레지스트 조성물로서 이용한 경우에 점도가 높아지는 경우가 있다.
또, 상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 상기 수지의 중량 평균 분자량과 동일한 방법에 의해 측정할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량은 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 5~50질량%인 것이 바람직하다.
(유기용제)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 유기용제를 함유하는 것이 바람직하다.
상기 유기용제로서는 상압(1.013×102kPa)에서의 비점이 100~220℃인 에스테르계 유기용제, 에테르계 유기용제, 에테르에스테르계 유기용제, 케톤계 유기용제, 방향족 탄화수소 용제 및 질소 함유계 유기용제 등인 것이 바람직하다.
상기 유기용제 중에서도 용해성, 안료 분산성, 도포성 등이 양호해지는 점에서 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 2-헵타논, 2-히드록시프로피온산에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 3-메톡시프로피온산에틸, 3-에톡시프로피온산메틸, 포름산 n-아밀 등이 보다 바람직하고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트가 더욱 바람직하다.
상기 유기용제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 유기용제의 함유량은 상기 알칼리 가용성 수지의 용해성, 안료 분산성, 도포성 등이 양호해지는 점에서 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 전질량을 기준으로 하여 30~80질량%인 것이 바람직하고, 35~75질량%인 것이 보다 바람직하다.
(컬러 필터용 적색 착색 조성물의 제조 방법)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 제조 방법으로서는 상술한 각종 성분을 더하여 혼합 및 연육함으로써 얻을 수 있다.
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 제조 방법에서는 디케토피롤로피롤 안료를 수지와 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물과 함께 솔트밀링 처리하여 미립자화 안료를 얻는 미립자화 공정 및 상기 미립자화 안료와 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물을 포함하는 혼합물을 연육하는 연육 공정을 갖는 것이 바람직하다.
상기 수지 및 상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 상기 연육시에 더한 경우와 비교하여 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용하여 얻어지는 컬러 필터의 콘트라스트 및 휘도를 적합하게 향상시킬 수 있기 때문이다.
상기 솔트밀링 처리로서는 예를 들어 이하의 방법을 이용할 수 있다.
상기 디케토피롤로피롤 안료, 상기 수지 및 상기 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물에 무기염, 유기용제를 더한 후 가열하면서 혼련하여 솔트밀링을 행한다.
그 후, 다음으로 얻어진 혼련물을 온수에 투입하고 가열하면서 교반하여 슬러리 형상으로 한다. 그 후, 여과 및 세정을 반복하여 무기염 및 유기용제를 제거한 후 건조를 행한다.
상기 무기염으로서는 수용성 무기염을 사용하는 것이 바람직하고, 예를 들어 염화나트륨, 염화칼륨, 황산나트륨 등을 이용하는 것이 바람직하다.
상기 무기염으로서는 1차 입자경 0.5~50μm의 무기염을 이용하는 것이 보다 바람직하다.
상기 무기염의 사용량은 상기 디케토피롤로피롤 안료 1질량부에 대해 3~20질량부로 하는 것이 바람직하고, 5~15질량부로 하는 것이 보다 바람직하다.
상기 솔트밀링 처리에서 사용하는 유기용제로서는 유기 안료의 결정 성장을 억제할 수 있는 유기용제를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 유기용제로서는 예를 들어 디에틸렌글리콜, 글리세린, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 액체 폴리에틸렌글리콜, 액체 폴리프로필렌글리콜, 2-(메톡시메톡시)에탄올, 2-부톡시에탄올, 2-(이소펜틸옥시)에탄올, 2-(헥실옥시)에탄올, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 트리에틸렌글리콜, 트리에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 1-메톡시-2-프로판올, 1-에톡시-2-프로판올, 디프로필렌글리콜, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜 등을 이용할 수 있다.
상기 솔트밀링 처리에서 사용하는 혼련기로서는 니더, 2본롤밀, 3본롤밀, 플래너터리 믹서 등을 들 수 있다.
상기 솔트밀링 처리에서 혼련할 때의 온도는 30~150℃인 것이 바람직하다. 혼련하는 시간은 2시간에서 20시간인 것이 바람직하다.
상기 솔트밀링 처리 후의 세정은 수세, 탕세 어느 것을 채용해도 된다. 또한, 산이나 알칼리나 용제를 이용해도 된다.
상기 세정은 1~5회의 범위에서 반복하여 행할 수도 있다.
상기 무기염 및 유기용제로서 수용성 무기염 및 수용성 유기용제를 이용한 경우이면 상기 세정에 의해 용이하게 수용성 무기염 및 수용성 유기용제를 제거할 수 있다.
상기 건조는 예를 들어 건조기에 설치한 가열원에 의해 80~120℃ 등으로 가열할 수 있고, 회분식 또는 연속식 건조 방법을 이용할 수 있다. 상기 건조기로서는 상자형 건조기, 밴드 건조기, 스프레이 드라이어 등을 사용할 수 있다.
상기 연육 공정에서는 상기 미립자화 안료와 아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물을 포함하는 혼합물을 연육하는 공정이다.
상기 연육을 하는 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 비즈밀, 레디밀, 초음파 호모지나이저, 고압 호모지나이저, 페인트 셰이커, 볼밀, 롤밀, 샌드밀, 샌드 그라인더, 다이노밀, 디스퍼매트, SC밀, 나노마이저 등을 이용하여 공지의 방법에 의해 연육하면 된다.
또, 상기 미립자화 공정 및 연육 공정에서는 필요에 따라 안료 분산제, 알칼리 가용성 수지 및 유기용제 등을 더해도 된다.
<컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물>
본 발명은 상기 컬러 필터용 적색 착색 조성물로부터 얻어지는 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물이기도 하다.
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물로서는 상술한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물에 부가적으로 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 유기용제 및 필요에 따라 첨가제 등을 더함으로써 얻을 수 있다.
(컬러 필터용 적색 착색 조성물)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물은 상술한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 함유한다.
상기 컬러 필터용 적색 착색 조성물의 함유량으로서는 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 30~80질량%인 것이 바람직하고, 40~75질량%인 것이 보다 바람직하다.
(알칼리 가용성 수지)
상기 알칼리 가용성 수지로서는 상술한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물에서 기재한 알칼리 가용성 수지를 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량으로서는 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 1~35질량%인 것이 바람직하고, 3~30질량%인 것이 보다 바람직하다.
(광중합성 화합물)
상기 광중합성 화합물로서는 광중합성 불포화 결합을 분자 내에 1개 이상 갖는 단량체, 올리고머 등을 들 수 있다. 광중합성 불포화 결합이란 후술하는 광중합 개시제가 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선에 의해 분해되었을 때에 발생하는 라디칼이나 양이온의 작용에 의해 중합할 수 있는 불포화 결합이다.
상기 광중합성 불포화 결합을 분자 내에 1개 갖는 단량체로서는 메틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실메타크릴레이트, 메틸아크릴레이트, 부틸아크릴레이트, 2-에틸헥실아크릴레이트 등의 알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 벤질메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트 등의 아랄킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 부톡시에틸 메타크릴레이트, 부톡시에틸 아크릴레이트 등의 알콕시알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; N,N-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸 아크릴레이트 등의 아미노알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 디에틸렌글리콜 에틸에테르, 트리에틸렌글리콜 부틸에테르, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 등의 폴리알킬렌글리콜 알킬에테르의 메타크릴산 에스테르 또는 아크릴산 에스테르; 헥사에틸렌글리콜 페닐에테르 등의 폴리알킬렌글리콜 아릴에테르의 메타크릴산 에스테르 또는 아크릴산 에스테르; 이소보닐 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 글리세롤 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 2-히드록시에틸 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트 등을 예시할 수 있다.
본 명세서에서 (메타)아크릴레이트란 아크릴레이트 및 메타크릴레이트를 의미한다.
상기 광중합성 불포화 결합을 분자 내에 2개 이상 갖는 단량체로서는 비스페놀 A 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 글리세롤 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타메타크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 함유량은 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.5~20질량%인 것이 바람직하고, 1~10질량%인 것이 보다 바람직하다.
(광중합 개시제)
상기 광중합 개시제로서는 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선이 조사됨으로써 라디칼이나 양이온을 발생할 수 있는 것이면 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 벤조페논, N,N'-테트라에틸-4,4'-디아미노벤조페논, 4-메톡시-4'-디메틸아미노벤조페논, 벤질, 2,2-디에톡시아세토페논, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인이소부틸에테르, 벤질디메틸케탈, α-히드록시이소부틸페논, 티옥산톤, 2-클로로티옥산톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, t-부틸안트라퀴논, 1-클로로안트라퀴논, 2,3-디클로로안트라퀴논, 3-클로로-2-메틸안트라퀴논, 2-에틸안트라퀴논, 1,4-나프토퀴논, 1,2-벤조안트라퀴논, 1,4-디메틸안트라퀴논, 2-페닐안트라퀴논, 2-메틸-1[4-(메틸티오)페닐]-2-모르폴리노프로판-1-온, 트리아진계 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함유량은 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(유기용제)
상기 유기용제로서는 상술한 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물에서 기재한 유기용제를 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
상기 유기용제의 함유량으로서는 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 1~40질량%인 것이 바람직하고, 5~35질량%인 것이 보다 바람직하다.
(그 밖의 첨가제)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물은 본 발명의 효과를 손상시키지 않는 범위에서 첨가제를 함유해도 된다.
상기 첨가제로서는 열중합 금지제, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 자외선 흡수제 및 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 들 수 있다.
(컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 제조 방법)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않고, 상술한 재료를 함유하고 공지의 방법에 의해 혼합함으로써 얻을 수 있다.
(컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물)
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물은 스핀 코터를 이용하여 유리 기판상에 도포하고 100℃에서 3분간 프리베이크한 후 고압 수은등으로 노광하고 230℃에서 30분간 포스트베이크한 도막의 분광 광도계(시마즈제작소 제품, UV-2500PC, C광원 2°시야)를 이용하여 측정한 색도 x=0.6400, y=0.3290에서의 콘트라스트가 6200 이상인 것이 바람직하고, 6500 이상인 것이 보다 바람직하며, 6800 이상인 것이 더욱 바람직하고, 7000 이상인 것이 특히 바람직하며, 7100 이상인 것이 가장 바람직하다.
또, 상기 콘트라스트는 블랭크를 10000으로 하였을 때의 값이다.
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물은 스핀 코터를 이용하여 유리 기판상에 도포하고 100℃에서 3분간 프리베이크한 후 고압 수은등으로 노광하고 230℃에서 30분간 포스트베이크한 도막의 분광 광도계(시마즈제작소 제품, UV-2500PC, C광원 2°시야)를 이용하여 측정한 색도 x=0.6400, y=0.3290에서의 휘도 Y가 22.4 이상인 것이 바람직하고, 22.5 이상인 것이 보다 바람직하며, 22.6 이상인 것이 더욱 바람직하고, 22.7 이상인 것이 특히 바람직하며, 22.8 이상인 것이 가장 바람직하다.
<컬러 필터>
본 발명은 상기 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터이기도 하다.
본 발명의 컬러 필터는 적색 필터 세그먼트, 녹색 필터 세그먼트 및 청색 필터 세그먼트를 구비하는 것이며, 그 중 적색 필터 세그먼트가 본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물에 의해 형성되어 있다.
상기 녹색 필터 세그먼트 및 상기 청색 필터 세그먼트로서는 공지의 재료 및 방법에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터는 예를 들어 인쇄법 또는 포토리소그래피법 등 공지의 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
<표시 장치>
본 발명은 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치이기도 하다.
본 발명의 표시 장치로서는 상술한 본 발명의 컬러 필터를 포함하고 있으면 특별히 한정되지 않고, 공지의 액정 표시 장치나 터치 패널 등을 들 수 있다.
실시예
이하에 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하지만, 본 발명은 이들 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 또, 특별히 언급이 없는 한 「%」는 「질량%」를 의미하고, 「부」는 「질량부」를 의미한다.
실시예 및 비교예에서 이용한 재료는 이하와 같다.
<유기 안료>
(PR291)
C.I. 피그먼트 레드 291
(PR254)
C.I. 피그먼트 레드 254
(PR177)
C.I. 피그먼트 레드 177
(PR242)
C.I. 피그먼트 레드 242
<술폰화물>
(PR2S)
100ml 삼각 플라스크에 진한 황산을 30ml 넣고 마그네틱 스터러로 교반하면서 C.I. 피그먼트 레드 2를 10g 투입하여 실온에서 30분 교반하였다. 1L 비커에 물 50g과 얼음 50g의 혼합물을 넣고 상기 반응물을 이 빙수 중에 주입하여 마그네틱 스터러로 30분 교반하였다. 이를 감압하에서 여과·수세하여 얻어진 고체를 건조시켜 PR2S를 얻었다.
(PR188S)
상기 PR2S의 제조 방법에서 C.I. 피그먼트 레드 2를 C.I. 피그먼트 레드 188로 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의해 PR188S를 얻었다.
(PO71S)
상기 PR2S의 제조 방법에서 C.I. 피그먼트 레드 2를 C.I. 피그먼트 오렌지 71로 변경한 것 이외에는 동일한 방법에 의해 PO71S를 얻었다.
<수지>
(수지 1)
메타크릴산 부틸(50질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 N-페닐말레이미드(40질량부)와 아크릴아미드 t-부틸술폰산(5질량부)을 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 1을 얻었다.
수지 1의 술폰산가는 14mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
(수지 2)
메타크릴산 부틸(52.5질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 N-페닐말레이미드(40질량부)와 아크릴아미드 t-부틸술폰산(2.5질량부)을 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 2를 얻었다.
수지 2의 술폰산가는 7mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
(수지 3)
메타크릴산 부틸(50질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 N-페닐말레이미드(40질량부)와 비닐술폰산(5질량부)을 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 3을 얻었다.
수지 3의 술폰산가는 26mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
(수지 4)
메타크릴산 부틸(70질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 N-페닐말레이미드(20질량부)와 아크릴아미드 t-부틸술폰산(5질량부)을 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 4를 얻었다.
수지 4의 술폰산가는 14mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
(수지 5)
메타크릴산 부틸(90질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 아크릴아미드 t-부틸술폰산(5질량부)을 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 5를 얻었다.
수지 5의 술폰산가는 14mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
(수지 6)
메타크릴산 부틸(55질량부)과 메타크릴산(5질량부)과 N-페닐말레이미드(40질량부)를 공지의 방법에 의해 랜덤 공중합을 행하여 수지 6을 얻었다.
수지 6의 술폰산가는 0mgKOH/g이며 중량 평균 분자량은 3000이었다.
또, 상기 수지 1~6의 술폰산가란 수지 1g 중에 포함되는 술폰산을 중화하는 데에 필요로 하는 수산화칼륨의 양을 밀리그램 수로서 산출한 이론값이다.
또한, 상기 중량 평균 분자량은 상기 수지를 용해시켜 0.02질량%의 용액을 제작하여 필터(지엘 사이언스사 제품, GL 크로마토 디스크, 수계 25A, 구멍 지름 0.2μm)를 통과시킨 후 사이즈 배제 크로마토그래피, 굴절률 검출기로 구성되는 alliance(니혼 워터즈사 제품)를 이용하여 이하의 조건에 의해 측정하였다.
컬럼: pLgel mixed D(아질렌트사 제품)×2개 직렬 접속
검출기: alliance(니혼 워터즈사 제품)
용리액: THF
유속: 1.0ml/min
주입량: 100μl
<안료 분산제>
(BYK-LPN23590)
BYK-LPN23590(BYK Chemie사 제품, 고형분 50%, AB 블록 구조, 아크릴계)
<알칼리 가용성 수지>
(ZAH110)
폴레트 ZAH110(소켄 화학사 제품, 고형분 35%)
<유기용제>
(PGMEA)
프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트
(PGME)
프로필렌글리콜 모노메틸에테르
<광중합성 화합물>
(DPEHA)
디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트
<광중합 개시제>
(Or907)
2-벤질-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논(상품명: Omnirad907, IGM Resins B.V.사 제품)
<미립자화 유기 안료>
(미립자화 PR291-1)
니더(상품명: KHD-2, 이노우에 제작소 제품)의 탱크에 PR291을 10질량부, PO71S를 1질량부, 수지 1을 1질량부, 입경 20μm의 염화나트륨을 200질량부, 디에틸렌글리콜을 240질량부 투입하여 50℃에서 12시간 혼련하고 솔트밀링을 행하여 혼련물을 얻었다.
이어서 얻어진 혼련물 중 200질량부를 2리터의 온수에 투입하여 40℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리 형상으로 하였다.
그 후 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후 40℃에서 건조하여 미립자화 PR291-1을 얻었다.
(미립자화 PR291-2)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 수지 1 대신에 수지 2를 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-2를 얻었다.
(미립자화 PR291-3)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 수지 1 대신에 수지 3을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-3을 얻었다.
(미립자화 PR291-4)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 수지 1 대신에 수지 4를 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-4를 얻었다.
(미립자화 PR291-5)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 수지 1을 0.5질량부로 한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-5를 얻었다.
(미립자화 PR291-6)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 PO71S 대신에 PR2S를 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-6을 얻었다.
(미립자화 PR291-7)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 PO71S를 0.5질량부로 한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-7을 얻었다.
(미립자화 PR291-8)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 PO71S를 이용하지 않은 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-8을 얻었다.
(미립자화 PR291-9)
상기 미립자화 PR291-1의 제조에서 수지 1을 이용하지 않은 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR291-9를 얻었다.
(미립자화 PR254-1)
니더(상품명: KHD-2, 이노우에 제작소 제품)의 탱크에 PR254를 10질량부, PO71S를 1질량부, 수지 1을 1질량부, 입경 20μm의 염화나트륨을 200질량부, 디에틸렌글리콜을 240질량부 투입하여 50℃에서 12시간 혼련하고 솔트밀링을 행하여 혼련물을 얻었다.
이어서 얻어진 혼련물 중 200질량부를 2리터의 온수에 투입하여 40℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리 형상으로 하였다.
그 후 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후 40℃에서 건조하여 미립자화 PR254-1을 얻었다.
(미립자화 PR254-2)
상기 미립자화 PR254-1의 제조에서 수지 1 대신에 수지 5를 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR254-2를 얻었다.
(미립자화 PR254-3)
상기 미립자화 PR254-1의 제조에서 수지 1 대신에 수지 6을 이용한 것 이외에는 동일하게 하여 미립자화 PR254-3을 얻었다.
(미립자화 PR242)
니더(상품명: KHD-2, 이노우에 제작소 제품)의 탱크에 PR242를 10질량부, PO71S를 1질량부, 수지 1을 1질량부, 입경 20μm의 염화나트륨을 200질량부, 디에틸렌글리콜을 240질량부 투입하여 50℃에서 12시간 혼련하고 솔트밀링을 행하여 혼련물을 얻었다.
이어서 얻어진 혼련물 중 200질량부를 2리터의 온수에 투입하여 40℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리 형상으로 하였다.
그 후 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후 40℃에서 건조하여 미립자화 PR242를 얻었다.
(미립자화 PR177)
니더(상품명: KHD-2, 이노우에 제작소 제품)의 탱크에 PR177을 10질량부, PO71S를 1질량부, 수지 1을 1질량부, 입경 20μm의 염화나트륨을 200질량부, 디에틸렌글리콜을 240질량부 투입하여 50℃에서 12시간 혼련하고 솔트밀링을 행하여 혼련물을 얻었다.
이어서 얻어진 혼련물 중 200질량부를 2리터의 온수에 투입하여 40℃로 가열하면서 1시간 교반하여 슬러리 형상으로 하였다.
그 후 여과, 수세를 반복하여 염화나트륨 및 디에틸렌글리콜을 제거한 후 40℃에서 건조하여 미립자화 PR177을 얻었다.
<컬러 필터용 적색 착색 조성물의 제조>
표 1에 기재된 조성이 되도록 각종 재료를 혼합하고 레디밀(비즈지름: 0.2nm, 충전율 50%)에서 60분간 연육하여 실시예 및 비교예의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 얻었다.
Figure pat00003
<컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물의 제조>
표 2에 기재된 조성이 되도록 각종 재료를 고속 교반기를 이용하여 균일하게 혼합한 후 구멍 지름 3μm의 멤브레인 필터로 여과하여 실시예 및 비교예의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물을 얻었다.
(평가용 샘플의 작성)
실시예 및 비교예의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물을 스핀 코터를 이용하여 유리 기판상에 각각 동일한 막두께가 되도록 하여 도포하였다.
다음으로 100℃에서 3분간 프리베이크한 후 고압 수은등으로 노광하고, 추가로 230℃에서 30분간 포스트베이크하여 각 평가용 샘플을 얻었다.
(광학 특성 평가)
상기 각 평가용 샘플을 분광 광도계(시마즈제작소 제품, UV-2500PC, C광원 2°시야)를 이용하여 색도 x=0.6400, y=0.3290에서의 콘트라스트 및 휘도 Y를 측정하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
또, 콘트라스트의 측정에서는 블랭크를 10000으로 하였다.
(승화물 평가)
상기 각 평가용 샘플을 광학 현미경으로 관찰하고, 그 후 추가로 260℃에서 30분간 베이크 후에 다시 광학 현미경으로 관찰하여 하기 평가 기준에 따라 평가하였다. 그 결과를 표 2에 나타내었다.
○: 260℃ 베이크 후에도 승화물이 인정되지 않음.
△: 230℃ 베이크 후에는 승화물은 인정되지 않지만 260℃ 베이크 후에 승화물이 약간 인정됨.
×: 230℃ 베이크 후에 승화물이 인정됨.
Figure pat00004
실시예 1~13의 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 이용한 실시예 14~26의 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물에서는 평가용 샘플의 콘트라스트 및 휘도가 우수하고 유기 안료에 기인하는 승화물이 억제되는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 14와 실시예 16 및 17의 비교로부터 술폰산가가 0.1~20mgKOH/g인 수지를 이용함으로써 콘트라스트를 보다 적합하게 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 14와 실시예 20의 비교로부터 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 함유함으로써 콘트라스트를 보다 적합하게 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 14와 실시예 24 및 25의 비교로부터 솔트밀링 처리시에 수지 및 디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 함유함으로써 콘트라스트 및 휘도를 보다 적합하게 향상시킬 수 있는 것이 확인되었다.
또한, 실시예 14와 실시예 26의 비교로부터 브롬기를 갖는 디케토피롤로피롤계 안료를 이용함으로써 콘트라스트 및 휘도를 보다 적합하게 향상시킬 수 있고 승화물을 보다 적합하게 억제할 수 있는 것이 확인되었다.
한편, 유기 안료로서 C.I. 피그먼트 레드 242를 이용한 비교예 5, C.I. 피그먼트 레드 177을 이용한 비교예 6에서는 휘도가 불충분하였다.
또한, 말레이미드 골격을 가지지 않는 수지를 이용한 비교예 7, 술폰산기를 가지지 않는 수지를 이용한 비교예 8에서는 승화물이 발생하고 콘트라스트 및 휘도도 불충분하였다.
본 발명의 컬러 필터용 적색 착색 조성물은 유기 안료에 기인하는 승화물이 억제되고 콘트라스트 및 휘도가 우수한 컬러 필터를 얻을 수 있는 컬러 필터용 적색 착색 조성물을 제공할 수 있으므로 액정 표시 장치나 터치 패널 등의 컬러 필터에 이용하는 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물로서 적합하게 사용할 수 있다.

Claims (9)

  1. 디케토피롤로피롤계 안료와 수지를 함유하고,
    상기 수지가 말레이미드 골격과 술폰산기를 갖는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 디케토피롤로피롤계 안료는 브롬기를 갖는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    디케토피롤로피롤 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  4. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
    아조기와 나프톨 골격을 갖는 화합물의 술폰화물을 더 함유하는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는 페닐말레이미드에 의한 반복 단위를 갖는 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  6. 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 수지는 술폰산가가 0.1~20mgKOH/g인 컬러 필터용 적색 착색 조성물.
  7. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 컬러 필터용 적색 착색 조성물로부터 얻어지는 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물.
  8. 청구항 7에 기재된 컬러 필터용 적색 착색 레지스트 조성물에 의해 형성되는 컬러 필터.
  9. 청구항 8에 기재된 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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