KR20210120224A - 화소용 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 표시장치 - Google Patents

화소용 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 표시장치 Download PDF

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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 화소용 감광성 수지 조성물, 상기 화소용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 컬러필터, 및 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치에 관한 것이다.

Description

화소용 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 표시장치{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION FOR PIXEL, COLORFILTER AND DISPLAY DEVICE}
본 발명은 화소용 감광성 수지 조성물, 상기 조성물을 포함하는 컬러필터 및 표시장치에 관한 것이다.
컬러필터(CF)는 촬상(撮像)소자, 액정표시장치(LCD) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 확대되고 있다. 컬러필터는 통상적으로 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 각 색에 상당하는 안료를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포한 후, 가열 건조하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 컬러필터를 형성함으로써 제조된다.
LCD의 기술발전에 따라 컬러필터에 요구되는 기술과제는 높은 색재현성, 높은 콘트라스트, 높은 명도·고투과성, 고해상도와 고기능화이고, 특히 고화질화·에너지 저감에 대응해서는 콘트라스트 비(CR) 및 높은 명도·고 투과성 등이 있다. CF의 콘트라스트 비를 좌우하는 것은 안료의 미세화와 분산성이고, 명도·투과율은 소비전력에 영향이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0112188호에는 적색 컬러필터의 색재로서 휘도 및 콘트라스트비가 높은 벤즈이미다졸론 안료를 사용하는 적색 화소용 착색 감광성 수지 조성물이 개시되어 있다.
그러나, 고색재현성을 가지는 고품질의 컬러필터를 제공하기 위해, 안료형 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터에서는 안료 입자 크기에서 비롯되는 휘도와 명암비(콘트라스트비)의 한계가 존재한다. 이와 같은 요구에 부응하고자 안료 대신 입자를 이루지 않는 염료를 도입한 감광성 수지 조성물을 제조하여 휘도와 명암비 등의 색특성이 개선된 컬러필터를 구현하려는 시도가 계속되고 있다.
한편, 이러한 문제를 해결하기 위해 컬러필터의 색재로서 색재현성이 우수한 퍼릴렌 비스이미드계 염료를 도입하려는 시도가 있으나, 일반적으로 이러한 퍼릴렌 비스이미드계 염료들은 대칭 구조의 화합물로서 이들의 대칭 구조로 인해 용해도가 낮고, 형광이 있어 LCD 컬러필터에는 사용하기 어려운 문제가 있다. 따라서, 퍼릴렌 비스이미드계 염료의 용해도를 개선하고 형광을 제어할 수 있는 감광성 수지 조성물에 대한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0112188호
본 발명은, 상술한 종래 기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 화소용 감광성 수지 조성물, 상기 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터 및 표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 비대칭 구조의 화합물을 포함하는 염료로 인해 기존 안료형 감광성 수지 조성물의 한계를 극복하여, 고색재현성 및 우수한 신뢰성을 가지는 적색 화소용 착색 감광성 수지 조성물을 제공하고자 한다.
그러나, 본원이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 착색제 및 알칼리 가용성 수지를 포함하며, 상기 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 염료 및 안료를 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 화학식 1에서, R1 및 R1'는, 각각 독립적으로 C1 내지 C12의 알킬기, C1 내지 C12의 알콕시기, 또는 C1 내지 C12의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, C1 내지 C10의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, C6 내지 C18 아릴알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C1 내지 C10의 알코올기, 또는 치환 또는 비치환된 원자수 3 내지 30의 복소환기이고,
x, y, z는, 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이며, x, y, z가 2 이상인 경우, 추가적인 치환기 R2, R3, 및 R4는 같거나, 다를 수 있고,
R5는 하기 화학식 2-1로 표시되는 기이고,
[화학식 2-1]
Figure pat00002
상기 화학식 2-1에서, R6 내지 R10은, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 사슬형 또는 분지형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, C1 내지 C18의 알콕시기, 또는 C1 내지 C10의 알코올기이고, *는 결합손이고,
상기 화학식 1의 R2, R3, 및 R4; 및 상기 화학식 2-1의 R6 내지 R10 중 적어도 하나는 상이한 치환기이다.
또한, 본 발명은, 상기 화소용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 컬러필터를 제공한다.
또한, 본 발명은, 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물에 특정 구조의 화합물이 적색 염료로 포함됨으로써 기존 안료형 감광성 수지 조성물의 한계를 극복하여, 고색재현성 및 우수한 신뢰성을 가지는 적색 화소용 착색 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 화합물의 비대칭 구조로 인해 내열성 및 내화화학성이 향상된 화소용 감광성 수지 조성물을 포함하는 컬러필터 및 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명은, 착색제 및 알칼리 가용성 수지를 포함하는 화소용 감광성 수지 조성물, 상기 조성물을 포함하는 컬러필터 및 표시장치에 관한 것으로서, 구체적으로, 본 발명의 감광성 수지 조성물은 상기 착색제로서 비대칭 구조의 퍼릴렌 비스이미드계 화합물을 포함하는 염료 및 안료를 포함하는 것을 특징으로 하며, 퍼릴렌 비스이미드계 화합물은 높은 착색력 및 높은 신뢰성을 가지며, 퍼릴렌 비스이미드계 화합물 자체의 비대칭 구조에 의해 내화학성이 향상되고, 형광을 제어하여, 이를 컬러필터 형성에 적용가능 하도록 하였다.
이에 따라, 본 발명은, 기존 안료형 감광성 수지 조성물의 한계를 극복하여 고색재현성 및 우수한 신뢰성을 가지는 적색 화소용 착색 감광성 수지 조성물을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 퍼릴렌 비스이미드계 화합물의 비대칭 구조로 인해 내열성 및 내화화학성이 향상된 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 컬러필터 및 표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명에서, 퍼릴렌 비스이미드계 화합물은, 치환기의 입체장애 효과를 통하여 용매에 대한 용해도를 증가될 수 있고, 알코올기를 포함하는 경우 우수한 내화학성을 나타낼 수 있다.
또한, 종래 퍼릴렌 비스이미드계 화합물은 형광을 나타내어 콘트라스트 조절이 어렵기 때문에 LCD 컬러필터에 적용이 어려운 문제가 있으나, 본 발명에 따른 조성물은 첨가제에 의해 상기 화합물의 형광이 제어되어 우수한 콘트라스트를 가지며, 이에 따라 LCD 컬러필터에서도 사용이 가능하다.
본 발명에서는 컬러필터의 색재현성을 향상시키기 위해 컬러필터의 착색제로 상기 퍼릴렌 비스이미드계 염료 및 안료를 동시에 도입하였으며, 상기 염료의 형광을 제어하여 컬러필터의 콘트라스트 저하 문제를 해결할 수 있는 화소용 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 명세서에 있어서, "치환 또는 비치환"은 할로겐기, 니트릴기, 니트로기, 히드록시기, 알킬기, 시클로알킬기, 알케닐기, 알콕시기, 아릴옥시기, 티올기, 알킬티오기, 아릴티오기, 술폭시기, 알킬술폭시기, 아릴술폭시기, 실릴기, 붕소기, 아릴아민기, 아랄킬아민기, 알킬아민기, 아릴기, 아릴알킬기, 아릴알케닐기, 헤테로고리기 및 아세틸렌기로 이루어진 군에서 선택된 1개 이상의 치환기로 치환되었거나, 어떠한 치환기도 갖지 않는 것을 의미한다.
본 명세서에 있어서, "할로겐기"는 -F, -Cl, -Br 또는 -I를 의미한다.
< 화소용 감광성 수지 조성물 >
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 (A) 착색제 및 (D) 알칼리 가용성 수지를 포함할 수 있고, (B) 광중합성 화합물, (C) 광중합 개시제, (E) 용제, 및 (F) 첨가제를 추가 포함할 수 있다. 본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 컬러필터에 포함되는 화소를 제조하기 위한 것 일 수 있다.
(A) 착색제
본 발명에서 화소용 감광성 수지 조성물은 착색제(A)를 포함하며, 상기 착색제(A)는 염료(A1) 및 안료(A2)를 포함함으로써 색재현성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에서 염료(A1)는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00003
상기 화학식 1에서,
R1 및 R1'는, 각각 독립적으로 C1 내지 C12의 알킬기, C1 내지 C12의 알콕시기, 또는 C1 내지 C12의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고, 바람직하게는 C1 내지 C12의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환된 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 디이소프로필페닐 또는 2,4,6-트리메틸페닐이다.
R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, C1 내지 C10의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, C6 내지 C18 아릴알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C1 내지 C10의 알코올기, 또는 치환 또는 비치환된 원자수 3 내지 30의 복소환기이고, 바람직하게는 할로겐기, C1 내지 C5의 선형 또는 분지형 알킬기, C1 내지 C5의 분지형 알킬기로 치환된 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, tert-부틸기, 이소프로필벤젠, 또는 불소이다.
x, y, z는, 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이며, x, y, z가 2 이상인 경우, 추가적인 치환기 R2, R3, 및 R4는 같거나, 다를 수 있다.
R5는 하기 화학식 2-1로 표시되는 기이다.
[화학식 2-1]
Figure pat00004
상기 화학식 2-1에서, R6 내지 R10은, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 사슬형 또는 분지형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, C1 내지 C18의 알콕시기, 또는 C1 내지 C10의 알코올기이고, 바람직하게는 C1 내지 C10의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C1 내지 C5의 알코올기, 또는 C1 내지 C5의 분지형 알킬기로 치환된 페닐기이고, 더욱 바람직하게는 메틸기, 메탄올기, 에탄올기, 또는 이소프로필벤젠이고, *는 결합손이다.
상기 화학식 1의 R2, R3, 및 R4; 및 상기 화학식 2-1의 R6 내지 R10 중 적어도 하나는 상이한 치환기이다.
또한, R5는 하기 화학식 2-2로 표시되는 기일 수 있다.
[화학식 2-2]
Figure pat00005
상기 화학식 2-2에서, R11 내지 R19는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, 또는 C1 내지 C18의 알콕시기, C1 내지 C10의 알코올기이고, *는 결합손이다.
구체적으로, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-11로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
[화학식 3-1] [화학식 3-2]
Figure pat00006
Figure pat00007
[화학식 3-3] [화학식 3-4]
Figure pat00008
Figure pat00009
[화학식 3-5] [화학식 3-6]
Figure pat00010
Figure pat00011
[화학식 3-7] [화학식 3-8]
Figure pat00012
Figure pat00013
[화학식 3-9] [화학식 3-10]
Figure pat00014
Figure pat00015
[화학식 3-11]
Figure pat00016
본 발명에서 상기 염료(A1) 비대칭 구조의 퍼릴렌 비스이미드계 화합물일 수 있고, 상기 화합물은 적색 염료일 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 화소용 감광성 수지 조성물은 상기 염료를 포함함으로써 우수한 색재현성을 제공할 수 있다.
상기 염료의 화합물이 대칭 구조인 경우, 염료의 응집이 잘 발생하여 이물이 생기거나, 알칼리 가용성 수지와의 상용성이 좋지 않아 내화학성이 저하되므로, 하기 화학식 1로 표시되는 화합물은 비대칭 구조를 가지는 것이 바람직하다.
상기 적색 염료(A1)는 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 안료 대비 고색재현 및 우수한 휘도를 나타낸다.
본 발명에서, 안료(A2)는 유기 안료 및 무기 안료로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것으로서, 유기 안료 및 무기 안료로는 구체적으로 색지수(The Society of Dyers and Colourists 출판)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물을 들 수 있고, 보다 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 안료를 들 수 있지만, 반드시 이들로 한정되는 것은 아니며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
- C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 208, 215, 216, 224, 242, 254, 255, 264, 269, 및 296
상기 안료는 상기 적색 안료와 함께 황색 안료를 병용할 수 있으며, 구체적으로는 이하와 같은 색지수(C.I.) 번호의 황색 안료를 사용할 수 있다.
- C.I. 피그먼트 옐로우 13, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180, 및 185
- C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65, 및 71
상기 안료들은 각각 단독으로 사용되거나 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있고, 분산제 및 용매에 분산된 상태인 것을 포함한다.
상기 안료(A2)는 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 65 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 양호한 공정성을 얻을 수 있다.
(B) 알칼리 가용성 수지
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지를 포함하며, 알칼리 가용성 수지는 상기 염료(A1)의 비대칭 구조에 의해 상용성이 향상되어 조성물의 내화학성을 제어할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지(B)는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색재료의 분산매로서 작용한다. 본 발명의 감광성 수지 조성물에 함유되는 알칼리 가용성 수지는 착색재료에 대한 결합제수지로서 작용하고, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 알칼리 가용성 수지라면 모두 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 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 등을 들수 있다. 여기서, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.
상기 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.
상기 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω카르복시폴리카프로락톤 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, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 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-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 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 단량체류등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 특히, 상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 비유전 상수값을 낮추는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 알칼리 가용성 수지(B)로는 산가가 20 내지 200 (KOH㎎/g)의 범위가 바람직하다. 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, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)인 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000인 알칼리 가용성 수지가 바람직하다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 필름의 경도가 향상되어, 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.
또한, 알칼리 가용성 수지(B)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0 인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]가 1.5 내지 6.0이면 현상성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지(B)는 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 내지 70 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내로 포함되는 경우, 양호한 공정성을 나타낸다.
(C) 광중합성 화합물
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 광중합성 화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물에 함유되는 광중합성 화합물은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
단관능 단량체의 구체예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
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 화합물은 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 5 내지 50 질량%, 바람직하게는 7 내지 45 질량%의 범위에서 사용된다. 광중합성 화합물이 상기의 기준으로 5 내지 50 질량%의 범위이면 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
(D) 광중합 개시제
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 광중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으나, 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 포함하는 것일 수 있다.
상기 트리아진계 화합물로서는, 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-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물로서는, 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-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로는, 예를 들면 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, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 옥심 화합물로는, 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물 등을 들 수 있다
[화학식 5]
Figure pat00017
전술한 화합물들은 1종 이상은 혼합하여 사용할 수도 있다.
상기 광중합 개시제는 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%일 수 있다. 광중합 개시제의 함량이 상기 범위 내로 포함되면, 이를 포함하는 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 이 조성물을 사용하여 형성한 컬러필터의 강도나, 표면에서의 평탄성이 양호해질 수 있다.
또한, 본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 전술한 광중합 개시제와 함께 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수도 있다. 상기 광중합 개시 보조제는 전술한 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 화합물의 중합을 보다 촉진시키기 위해 사용될 수 있다. 상기 광중합 개시 조제로서는 예를 들면, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 티옥산톤계 화합물 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
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)벤즈페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하게 사용될 수 있다.
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. 티옥산톤계화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 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.
이러한 광중합 개시 보조제로서 시판되는 것을 사용할 수도 있으며, 시판되는 광중합 개시 조제로는, 예를 들면, 상품명 「EAB-F」[제조원: 호도가야가가쿠고교가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
이들 광중합 개시 보조제를 더 포함하는 경우, 이의 사용량은 광중합 개시제 1몰 당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰이 바람직하다. 상기의 범위에 있으면 감광성 수지 조성물의 감도가 보다 향상되고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 화소의 생산성이 보다 향상될 수 있다.
(E) 용제
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 용제(E)를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물에 함유되는 용제(E)는 특별히 제한되지 않으며 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.
그 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, 시클로헥사논등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 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, 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제(E)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 감광성 수지 조성물 중의 용제는 잔량으로 포함될 수 있으며, 상기 잔량은, 본 발명의 필수 성분 및 그 외 다른 성분들을 더 포함한 총 조성물의 중량이 100 중량%가 되도록 하는 잔량을 의미한다.
구체적으로, 용제는 조성물 전체량에 대하여 질량 분율로, 통상 60 내지 90 질량%, 바람직하게는 70 내지 85 질량%으로 포함될 수 있다. 용제(E)의 함유량이 상기의 기준으로 60 내지 90 질량%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 경향이 있기 때문에 바람직하다.
(F) 첨가제
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은 첨가제를 포함하며, 구체적으로 염료(A1)의 형광 특성을 제어하기 위한 형광제어 첨가제를 포함할 수 있고, 필요에 따라 충진제, 다른 고분자 화합물, 안료 분산제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 병행하는 것도 가능하다.
상기 형광을 제어하기 위한 첨가제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함할 수 있으며, 본 발명에 따른 화소용 감광성 수지 조성물이 상기 첨가제를 포함하는 경우 휘도 저하를 주지 않으면서 높은 신뢰성 및 우수한 콘트라스트 특성을 나타낼 수 있다.
[화학식 4]
(X+)n(Y)n-
상기 화학식 4에 있어서,
(X+)는 하기 화학식 5로 표현되고,
n은 1 내지 10의 정수이고,
(Y)n-는 텅스텐, 몰리브덴, 규소 및 인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와 산소 원자를 갖는 음이온이다.
예를 들어, 상기 음이온이 텅스텐을 필수 원소로서 함유하는 헤테로폴리산 또는 이소폴리산의 음이온인 경우 인텅스텐산, 규텅스텐산 및 텅스텐계 이소폴리산의 음이온을 포함하며, 예를 들면 케긴형 인텅스텐산 이온 α-[W12PO40]3-, 도슨형 인텅스텐산 이온 α-[P2W18O62]6-, βP2W18O62]6-, 케긴형 규소텅스텐산 이온 α-[SiW12O40]4-, βSiW12O40]4-, α-[SiW12O40]4-, 또한 기타 [P2W17O61]10-, [P2W15O56]12-, [H2P2W12O48]12-, [NaP5W30O110]14-, α-[SiW9O34]10-, γ10O36]8-, α-[SiW11O39]8-, β11O39]8-, [W6O19]2- 및 이들의 혼합물일 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00018
상기 화학식 5에 있어서,
A는 탄소 또는 질소이고, R20, R21, R22, R23, R24 및 R25는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 30의 1가 또는 2가로 치환 또는 비치환된 탄화수소기이며,
상기 탄화수소기를 구성하는 -CH2- 는 탄소가 산소 원자, 황 원자, 아미노기 또는 카보닐기로 전환되거나, 상기 탄화수소기에 포함된 수소 원자는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기로 전환되거나, 에폭시, 아크릴레이트의 반응기를 포함하거나;
알킬기, 할로겐, CN, OR26, SR27, 카르보닐기, 설폰산기 및 NR28R29로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있는 페닐 또는 방향족 탄화수소로부터 선택되는 것일 수 있고,
R26, R27, R28 및 R29는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 탄소 수 1 내지 30의 1가 또는 2가의 탄화수소기이며,
상기 탄화수소기를 구성하는 -CH2- 는 탄소가 산소 원자, 황 원자, 아미노기 또는 카보닐기로 전환되거나, 상기 탄화수소기에 포함된 수소 원자는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기로 전환되거나, 에폭시, 아크릴레이트의 반응기를 포함하거나;
탄소수 1 내지 30의 알케닐이거나, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기의 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한 페닐 또는 방향족 탄화수소기를 포함하며,
R21 및 R22는 결합하여 5 에서 7원환의 질소 함유 헤테로 고리를 형성하거나, 각각 독립적으로 사이클로 알킬기일 수 있으며,
M은 알칼리 금속 원자이고,
a는 0 내지 5의 정수이다.
예를 들어, 상기 화학식 5의 구체적인 화합물로는 하기와 같은 화합물이 있을 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
Figure pat00019
Figure pat00020
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
상기 염료의 형광 제어 첨가제는 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 범위 내로 첨가제가 포함되는 경우, 높은 콘트라스트를 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.
다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
안료 분산제로서는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급아민 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), 아사히가드(Asahi guard), 서플(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-tert-부틸페놀), 2,6-디-tert-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다. 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다. 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. 염료(A)를 미리 용제(E)와 혼합하여 용해시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제가 사용되고, 또한 알칼리 가용성 수지(B)의 일부 또는 전부가 배합되는 경우도 있다. 수득된 분산액(이하, 밀 베이스라고 하는 경우도 있음)에 알칼리 가용성 수지(B)의 나머지, 광중합성 화합물(C) 및 광중합 개시제(D), (F) 고굴절 재료를 필요에 따라 사용되는 그 밖의 성분, 필요에 따라 추가의 용제를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 목적하는 감광성 수지 조성물을 얻는다.
< 컬러필터 및 표시장치 >
본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 컬러필터, 상기 컬러필터를 포함하는 표시장치를 제공한다.
본 발명에서 컬러필터 및 표시장치는, 상기 본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물에 대하여 기술된 내용을 모두 적용할 수 있으며, 중복되는 부분들에 대해서는 상세한 설명을 생략하였으나, 그 설명이 생략되었더라도 동일하게 적용될 수 있다.
본 발명에서 컬러필터는, 목적하는 색을 구현할 수 있도록 하는 것으로서, 본 발명의 화소용 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 화소를 포함하는 것 일 수 있으며, 화소를 형성하는 층 외에 부가의 층을 더 포함할 수 있다. 일 예로, 본 발명의 컬러필터는 별도의 층으로 색변환층을 더 포함하는 것과, 색변환층을 포함하지 않는 것 모두를 포함한다.
상기 컬러필터 형성을 위한 패턴 형성 공정은 다음과 같다.
상기 화소용 감광성 수지 조성물을 지지 기판상에 스핀 코팅, 슬릿 코팅, 잉크젯 프린팅 등으로 도포하는 공정; 상기 도포된 감광성 수지 조성물을 건조하여 감광성 수지 조성물 막을 형성하는 공정; 상기 감광성 수지 조성물 막을 노광하는 공정; 상기 노광된 감광성 수지 조성물 막을 알칼리 수용액으로 현상하여 감광성 수지막을 제조하는 공정; 및 상기 감광성 수지막을 가열 처리하는 공정을 포함한다. 상기 공정 상의 조건 등에 대하여는 당해 분야에서 널리 알려진 사항이므로, 본 명세서에서 자세한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명에서 표시장치는 액정표시장치(LCD)인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예를 통하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 실시예는 본 발명을 더욱 구체적으로 설명하기 위한 것으로서, 본 발명의 범위가 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다.
1. 중간체 화합물의 합성
합성예 1-1: 중간체 화합물(INT)의 합성
1,6,7,12-테트라클로로퍼릴렌 테트라카르복실산 디안하이드라이드 (0.11mol)와 2,6-디이소프로필아닐린 (0.44 mol)를 프로피온산 1L에 투입 후 승온하여 140℃에서 5시간 동안 반응을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하여 석출물을 감압 여과하고 메탄올로 수세하였다. 여과체를 물에 분산하여 30분 유지 후에 감압 여과하고, 다시 메탄올에 분산하여 30분 유지 후 감압 여과하였다. 건조 후 80.5%의 수율로 하기 중간체 화합물(INT)을 수득하였다.
상기 형성된 중간체 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였고, 그 결과, 분자량이 848.16인 것으로 확인되었다.
합성예 1-2: 중간체 화합물(INT-2)의 합성
1,6,7,12-테트라클로로퍼릴렌 테트라카르복실산 디안하이드라이드 (0.11 mol)와 2,4,6-트리메틸아닐린 (0.44 mol)를 프로피온산 1L에 투입 후 승온하여 140℃에서 6시간 동안 반응을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하여 석출물을 감압 여과하고 메탄올로 수세하였다. 여과체를 물에 분산하여 30분 유지 후에 감압 여과하고, 다시 메탄올에 분산하여 30분 유지 후 감압 여과하였다. 건조 후 75.5%의 수율로 하기 중간체 화합물(INT-2)을 수득하였다.
2. 적색 염료 화합물의 합성
합성예 2-1: 화학식 3-2로 표시되는 염료(A1-1)의 합성
상기 합성예 1-1에서 제조된 INT (0.04 mol)와 N-메틸피롤리돈 (266.1g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 4-하이드로에틸페놀 (0.04 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7 g)에 용해한 액을 120℃에서 2시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-부틸페놀 (0.16 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 5시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 하기 화학식 3-2의 화합물을 54.0%의 수율로 수득하였다. 하기 화학식 3-2로 표시되는 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였고, 그 결과, 분자량이 1290.63인 것으로 확인되었다. PGMEA에서 4 중량% 용해도를 나타내었다.
[화학식 3-2]
Figure pat00024
합성예 2-2: 화학식 3-3으로 표시되는 염료(A1-2)의 합성
상기 합성예 1-1에서 제조된 INT (0.04 mol)와 N-메틸피롤리돈 (266.1 g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 4-하이드로에틸페놀 (0.08 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7 g)에 용해한 액을 120℃에서 2시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-큐밀페놀 (0.16 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 4시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 하기 화학식 3-3의 화합물을 38.0%의 수율로 수득하였다. 하기 화학식 3-3으로 표시되는 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정 장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였고, 그 결과, 분자량이 1476.68인 것으로 확인되었다. PGMEA에서 2 중량% 용해도를 나타내었다.
[화학식 3-3]
Figure pat00025
합성예 2-3: 화학식 3-6으로 표시되는 염료(A1-3)의 합성
상기 합성예 2-1에서 4-부틸페놀 대신에 4-플루오르페놀을 사용한 것 이외에는 동일한 방법으로 합성을 실시하였고, 하기 화학식 3-6의 화합물을 56.0%의 수율로 수득하였다. 하기 화학식 3-6로 표시되는 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였으며, 그 결과, 분자량이 1176.42인 것으로 확인되었다. PGMEA에서 3 중량% 용해도를 나타내었다.
[화학식 3-6]
Figure pat00026
합성예 2-4: 화학식 3-10으로 표시되는 염료(A1-4)의 합성
상기 합성예 1-2 에서 제조된 INT-2 (0.04mol)와 N-메틸피롤리돈 (266.1g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 4-하이드로에틸페놀 (0.04 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7g)에 용해한 액을 120℃에서 2시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-큐밀페놀 (0.16 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 4시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 하기 화학식 3-10의 화합물을 41.0%의 수율로 수득하였다. 하기 화학식 3-10으로 표시되는 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정 장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였고, 그 결과, 분자량이 1392.59인 것으로 확인되었다. PGMEA에서 4 중량% 용해도를 나타내었다.
[화학식 3-10]
Figure pat00027
합성예 2-5: 화학식 3-11로 표시되는 염료(A1-5)의 합성
상기 합성예 1-1에서 제조된 INT (0.04 mol)와 N-메틸피롤리돈 (266.1 g) 용해액에 탄산칼륨 (0.04 mol)을 첨가한 후 120℃로 승온하였다. 상기 반응액에 2,4-다이메틸페놀 (0.32 mol)을 N-메틸피롤리돈 (88.7 g)에 용해한 액을 120℃에서 2 시간 동안 투입하였다. 동일한 온도에서 1시간 동안 반응 유지 후, 4-쿠밀페놀 (0.32 mol)과 탄산칼륨 (0.16 mol)을 첨가하고, 4시간 동안 교반을 유지하였다. 반응액을 실온으로 냉각하고 증류수 3L에 배출하였다. 생성된 자주색 침전물을 감압 여과하고, 메탄올로 수세하였다. 여과체를 메틸렌클로라이드(MC)에 재용해 후 실리카 여과를 하여 불순물을 제거하고, MeOH로 재결정을 진행하여 하기 화학식 3-11의 화합물을 36.0%의 수율로 수득하였다. 하기 화학식 3-11으로 표시되는 화합물에 대해 MALDI-TOF 측정 장치를 이용하여 MS(Mass Spectrometric)를 측정하였고, 그 결과, 분자량이 1281.57인 것으로 확인되었다. PGMEA에서 4 중량% 용해도를 나타내었다.
[화학식 3-11]
Figure pat00028
3. 안료(A2) 분산액의 제조
제조예 1-1: 안료 분산액(A2-1)의 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 레드 254 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 24 중량부(고형분 환산 약 10.8 중량부) 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합 및 분산하여, 안료 분산액 A2-1을 제조하였다.
제조예 1-2: 안료 분산액(A2-2)의 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 레드 177 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 24 중량부(고형분 환산 약 10.8 중량부) 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합 및 분산하여, 안료 분산액 A2-2을 제조하였다.
제조예 1-3: 안료 분산액(A2-3)의 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 레드 296 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 24 중량부(고형분 환산 약 10.8 중량부) 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합 및 분산하여, 안료 분산액 A2-3을 제조하였다.
제조예 1-4: 안료 분산액(A2-4)의 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 옐로 139 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 24 중량부(고형분 환산 약 10.8 중량부) 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합 및 분산하여, 안료 분산액 A2-4을 제조하였다.
제조예 1-5: 안료 분산액(A2-5)의 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 옐로 185 40 중량부, 분산제로서 BYK2001(디스퍼빅: 비와이케이(BYK)사 제조, 고형분 농도 45.1 중량％) 24 중량부(고형분 환산 약 10.8 중량부) 및 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 136 중량부를 포함하는 혼합액을 비드밀에 의해 12 시간 동안 혼합 및 분산하여, 안료 분산액 A2-5을 제조하였다.
제조예 2: 알칼리 가용성 수지(B)의 제조
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182 g을 도입하여, 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5 g (0.40 몰), 메타크릴산 45.0 g (0.50 몰), 이소사이클릭 골격의 모노메타크릴레이트 44.5 g (0.10 몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136 g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6 g을 첨가한 용액을 적하로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5 시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30 g [0.2 몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의카르복실기에 대하여 40 몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9 g 및 히드로퀴논 0.145 g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99 ㎎KOH/g인 수지 B를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 28,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.2이었으며, GPC 측정 조건은 하기에 기재하였다.
장치: HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)
칼럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)
칼럼 온도: 40℃
이동상 용제: 테트라히드로퓨란
유속: 1.0 ㎖/분
주입량: 50 ㎕
검출기: RI
측정 시료 농도: 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)
상기에서 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
실시예: 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 물질들을 사용하여 하기 표 2에 기재된 함량으로 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
감광성 수지 조성물 사용 물질
(A1) 적색 염료 A1-1 합성예 2-1 (화학식 3-2의 화합물)
A1-2 합성예 2-2 (화학식 3-3의 화합물)
A1-3 합성예 2-3 (화학식 3-6의 화합물)
A1-4 합성예 2-4 (화학식 3-10의 화합물)
A1-5 합성예 2-5 (화학식 3-11의 화합물)
염료 1 로다민 B (TCI)
염료 2 ACID RED 52 (TCI)
염료 3 Lumogen f R305 (BASF)
(A2) 안료 분산액 A2-1 제조예 1-1 (C.I. 피그먼트 레드 254 분산액)
A2-2 제조예 1-2 (C.I. 피그먼트 레드 177 분산액)
A2-3 제조예 1-3 (C.I. 피그먼트 레드 296 분산액)
A2-4 제조예 1-4 (C.I. 피그먼트 옐로 139 분산액)
A2-5 제조예 1-5 (C.I. 피그먼트 옐로 185 분산액)
(B) 알칼리 가용성 수지 제조예 2
(C) 광중합성 화합물 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (Kayarad DPHA: 닛본 카야꾸㈜ 제조)
(D) 광중합 개시제 D-1 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 (Irgacure 369; Ciba Specialty Chemical사 제조)
D-2 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논 (EAB-F; 호도가야 카가쿠㈜제조)
(E) 용매 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
(F) 첨가제
Figure pat00029
(단위: 질량%) 실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
(A1) A1-1 6 - - - - - - - - -
A1-2 - 7 - - - - - - - -
A1-3 - - 6 - - - - - - -
A1-4 - - - 5 - - - - - -
A1-5 - - - - 5 - - - - -
염료 1 - - - - - - - 6 - -
염료 2 - - - - - - - - 6 -
염료 3 - - - - - - - - - 5
(A2) A2-1 - - - 20 20 - 40 - - 20
A2-2 25 25 25 - - 50 - 25 25 -
A2-3 - - - 5 5 - 5 - - -
A2-4 5 5 5 - - 5 - 5 5 -
A2-5 - - - 5 5 - 5 - - -
(B) 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3 8.3
(C) 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45 8.45
(D) D-1 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83 0.83
D-2 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33 0.33
(E) 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량 잔량
(F) 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0
제조예 3: 컬러필터의 제조
또한, 앞서 제조된 실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 감광성 수지 조성물을 이용하여 화소용 컬러필터를 제조하였다.
구체적으로, 상기 각각의 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, 자외선광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40 mJ/㎠의 노광량(365 ㎚)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.
상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 60초 동안 현상 후 220℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 컬러필터 패턴의 필름 두께는 3.0㎛이었다. 화소의 두께는 500 ㎛까지 다양하게 제어될 수 있다.
실험예 1: 색특성 평가
탈지 세척한 두께 1 mm의 유리 기판 상에 1 ㎛ 내지 3 ㎛의 두께로 상기 실시예 1 내지 실시예 5 및 비교예 1 내지 비교예 5에서 제조한 감광성 수지 조성물을 도포하고, 90℃의 핫 플레이트 상에서 2분 동안 건조시켜 도막을 수득하였다. 계속해서 도막에 365nm의 주파장을 가진 고압수은램프를 사용하여 노광하였다. 이 후, 200℃의 열풍순환식 건조로 안에서 5분 동안 건조시켜 감광성 수지막을 수득하였다.
분광광도계(MCPD3000, Otsuka electronic 社)를 이용하여 색좌표(x, y), 휘도(Y) 를 측정하여, 하기 표 3에 기재하였다. 하기 표 3에 있어서 실시예 1 내지 5의 휘도 값은 비교예 1의 안료 분산체를 사용하여 얻어지는 착색 글라스판의 휘도를 표준(100)으로 하였을 경우의 상대 값으로서 나타내었다.
실험예 2: 내열성 평가
상기 제조예 3에서 제조된 각각의 색변환층의 내열성 평가는 230℃의 조건에서 120분 동안 가열하기 전/후의 색변화를 평가하였다. 이때, 사용되는 하기 수학식 1은 L*, a*, b*로 정의되는 3차원 색도계에서의 색변화를 나타내는 것이다(일본 색채학회편, 신편 색채 과학핸드북(쇼와60년)p.266).
[수학식 1]
△Eab = {(△L)2+(△a)2+(△b)2}1/2
내열성의 평가 기준은 하기와 같으며, 그 결과는 하기 표 3에 기재하였다.
<평가 기준>
○: △Eab = 2 미만
×: △Eab = 2 이상
실험예 3: 내화학성 평가
상기 제조된 각각의 컬러필터에 대한 내화학성 평가를 진행하였다. 내화학성은 60℃의 조건에서 60분 동안 NMP 용액에 침전시킬 때 침전 전/후의 색변화 값을 측정함으로써 평가하였다. 색 변화값(△E*ab)는 CIE 1976(L*, a*, b*) 공간 표색계에 의한 아래의 채도 공식에 의해 요구되는 값이다(일본 색채학회편신편 색채 과학핸드북(쇼와 60년) P.266). 내화학성의 평가 기준은 하기와 같으며, 그 결과는 하기 표 3에 기재하였다.
<평가 기준>
○: △E*ab = 3 이하
△: △E*ab = 3 초과 10 이하
×: △E*ab = 10 초과
실험예 4: 콘트라스트 평가
실시예 1 내지 5 및 비교예 1 내지 5의 포스트 베이크 후의 착색 글라스판(컬러필터)의 콘트라스트를, 콘트라스트 측정 장치를 사용하여 측정하였다. 콘트라스트 측정장치는 색채 휘도계(상품명: ＬＳ-100, 코니카미놀타센싱(주) 제품), 램프(상품명: HF-SL-100WLCG, 전통산업(주) 제품) 및 편광판(상품명: POLAX-38S, (주)루케오제품)으로 구성하였다.
백라이트 상에 편광판(POLAX-38S)과 착색 글라스판과의 간격이 1mm가 되도록 편광판을 설치하였다. 그 상부에 회전 가능한 편광판을 설치하였다. 백라이트의 휘도가 충분히 안정한 것을 확인한 후, 상부에 설치한 회전 가능한 편광판을 크로스 니콜의 위치로 조절해서 착색 글라스판의 휘도를 측정하고, 계속해서 90° 회전시켜서 패러렐의 위치에서 착색 글라스판의 휘도를 측정하였다. 양자의 비(%)를 콘트라스트로서 구하였다.
실시예 1 내지 5의 콘트라스트 값은 비교예 1의 글라스판의 콘트라스트를 표준(100)으로 하였을 경우의 상대 값으로서 나타냈으며, 그 결과를 표 3에 나타내었다.
휘도 내열성 내화학성 콘트라스트
실시예 1 1.05 ○ ○ 1.05
실시예 2 1.09 ○ ○ 1.10
실시예 3 1.08 ○ ○ 1.10
실시예 4 1.10 ○ ○ 1.05
실시예 5 1.09 ○ ○ 1.05
비교예 1 STD ○ ○ STD
비교예 2 0.90 ○ ○ 0.95
비교예 3 0.87 × × 0.80
비교예 4 0.85 × × 0.75
비교예 5 - - - -
표 3을 참조하면, 본 발명에 따른 조성물을 사용한 실시예 1 내지 5의 경우, 비교예 1의 휘도(100) 및 콘트라스트(100)를 기준으로 1 이상의 우수한 휘도 및 콘트라스트를 나타낸 반면, 비교예 2 내지 4는 1 이하의 값을 나타내어 휘도 및 콘트라스트가 우수하지 않은 것을 확인할 수 있었다.
또한, 종래 염료를 사용한 비교예 3 내지 4에 비해 실시예 1 내지 4의 감광성 수지 조성물이 내열성 및 내화학성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예 5에서 적용한 기존 염료(대칭 구조의 퍼릴렌 비스이미드계 화합물)는 용해도의 부족으로 인하여 염료의 응집이 발생하여 정확한 측정을 진행할 수 없었다.

Claims (13)

  1. 착색제 및 알칼리 가용성 수지를 포함하며,
    상기 착색제는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는 염료 및 안료를 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure pat00030

    (상기 화학식 1에서,
    R1 및 R1'는, 각각 독립적으로 C1 내지 C12의 알킬기, C1 내지 C12의 알콕시기, 또는 C1 내지 C12의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환된 탄소수 6 내지 12의 아릴기이고,
    R2, R3, 및 R4는, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, C1 내지 C10의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C6 내지 C18 아릴기, C6 내지 C18 아릴알킬기, C1 내지 C18의 알콕시기, C1 내지 C10의 알코올기, 또는 치환 또는 비치환된 원자수 3 내지 30의 복소환기이고,
    x, y, z는, 각각 독립적으로, 0 내지 5의 정수이며, x, y, z가 2 이상인 경우, 추가적인 치환기 R2, R3, 및 R4는 같거나, 다를 수 있고,
    R5는 하기 화학식 2-1로 표시되는 기이고,
    [화학식 2-1]
    Figure pat00031

    상기 화학식 2-1에서,
    R6 내지 R10은, 각각 독립적으로, 수소, 할로겐기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 사슬형 또는 분지형 알킬기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20의 아릴기, C1 내지 C18의 알콕시기, 또는 C1 내지 C10의 알코올기이고,
    *는 결합손이고,
    상기 화학식 1의 R2, R3, 및 R4; 및 상기 화학식 2-1의 R6 내지 R10 중 적어도 하나는 상이한 치환기임.)
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 R2 내지 R5 중 적어도 하나는 히드록시기를 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 R5는 하기 화학식 2-2로 표시되는 기인 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 2-2]
    Figure pat00032

    (상기 화학식 2-2에서,
    R11 내지 R19는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 히드록시기, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20의 사슬형 또는 분지형 알킬기, C6 내지 C20의 아릴기, 또는 C1 내지 C18의 알콕시기, C1 내지 C10의 알코올기이고,
    *는 결합손임.)
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 R1 및 R1'는, 각각 독립적으로 C1 내지 C12의 선형 또는 분지형 알킬기로 치환된 페닐기인 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 R1 및 R1'는, 각각 독립적으로 디이소프로필페닐 또는 2,4,6-트리메틸페닐인 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료는 하기 화학식 3-1 내지 화학식 3-11로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나로 표시되는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 3-1] [화학식 3-2]
    Figure pat00033
    Figure pat00034

    [화학식 3-3] [화학식 3-4]
    Figure pat00035
    Figure pat00036

    [화학식 3-5] [화학식 3-6]
    Figure pat00037
    Figure pat00038

    [화학식 3-7] [화학식 3-8]
    Figure pat00039
    Figure pat00040

    [화학식 3-9] [화학식 3-10]
    Figure pat00041
    Figure pat00042

    [화학식 3-11]
    Figure pat00043

  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 염료는 적색 염료인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 안료는 유기 안료 및 무기 안료로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 화소용 착색 감광성 수지 조성물은 첨가제를 추가 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 첨가제는 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함하는 것인, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 4]
    (X+)n(Y)n-
    (상기 화학식 4에 있어서,
    (X+)는 하기 화학식 5로 표현되고,
    n은 1 내지 10의 정수이고,
    (Y)n-는 텅스텐, 몰리브덴, 규소 및 인으로 이루어지는 군으로부터 선택되는 적어도 1개의 원소와 산소 원자를 갖는 음이온이고;
    [화학식 5]
    Figure pat00044

    상기 화학식 5에 있어서,
    A는 탄소 또는 질소이고, R20, R21, R22, R23, R24 및 R25는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 30의 1가 또는 2가로 치환 또는 비치환된 탄화수소기이며,
    상기 탄화수소기를 구성하는 -CH2- 는 탄소가 산소 원자, 황 원자, 아미노기 또는 카보닐기로 전환되거나, 상기 탄화수소기에 포함된 수소 원자는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기로 전환되거나, 에폭시, 아크릴레이트의 반응기를 포함하거나;
    알킬기, 할로겐, CN, OR26, SR27, 카르보닐기, 설폰산기 및 NR28R29로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 치환기에 의해 치환될 수 있는 페닐 또는 방향족 탄화수소로부터 선택되는 것일 수 있고,
    R26, R27, R28 및 R29는, 각각 독립적으로 수소, 할로겐 원자 또는 탄소 수 1 내지 30의 1가 또는 2가의 탄화수소기이며,
    상기 탄화수소기를 구성하는 -CH2- 는 탄소가 산소 원자, 황 원자, 아미노기 또는 카보닐기로 전환되거나, 상기 탄화수소기에 포함된 수소 원자는 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기로 전환되거나, 에폭시, 아크릴레이트의 반응기를 포함하거나;
    탄소수 1 내지 30의 알케닐이거나, 할로겐 원자, 시아노기, 니트로기, 카르보닐기, 설폰산기, -SO3M, -CO2M, 하이드록시기, 포밀 기본 또는 아미노기의 그룹에서 선택된 하나 이상의 치환기를 포함한 페닐 또는 방향족 탄화수소기를 포함하며,
    R21 및 R22는 결합하여 5 에서 7원환의 질소 함유 헤테로 고리를 형성하거나, 각각 독립적으로 사이클로 알킬기일 수 있으며,
    M은 알칼리 금속 원자이고,
    a는 0 내지 5의 정수임.)
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 화소용 착색 감광성 수지 조성물은 광중합성 화합물; 광중합 개시제; 및 용제로부터 선택되는 1종 이상의 것을 추가 포함하는, 화소용 착색 감광성 수지 조성물.
  12. 청구항 1 내지 11 중 어느 한 항에 따른 화소용 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 컬러필터.
  13. 청구항 12에 따른 컬러필터를 포함하는 표시장치.
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Patent event date: 20200326

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