KR20210122122A - 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물 - Google Patents

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슌스케 스기에
šœ스케 스기에
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Abstract

백라이트 광원으로서 양자 도트를 이용한 경우에 박막이어도 우수한 색재현성을 실현할 수 있는 도막을 형성할 수 있는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 제공한다.
발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300인 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 막두께가 3μm 이하이며, 상기 도막은 파장 anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))가 1.9 이상인 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.

Description

칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물{RED PIGMENT DISPERSION COMPOSITION FOR COLOR FILTER}
본 발명은 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물에 관한 것이다.
영상 표시 장치의 고화질화를 실현하기 위해 불가결한 기술로서 고정밀 칼라 필터를 형성하는 기술이 있다. 칼라 필터로서는 유리 등의 투명한 기판 표면에 2종 이상의 다른 색상의 미세한 띠(스트라이프)를 평행하게 배치한 것이나, 미세한 화소를 가로세로로 일정한 배열로 배치한 것 등이 있다.
화소 사이즈는 수십~수백μm의 미세한 크기이지만, 색상마다 소정 순서대로 정연하게 배열될 필요가 있다. 또한 각 색상의 화소에 대해서도 기본 성능으로서 색순도와 가시광의 투과율이 높고 나아가 하이콘트라스트일 것이 요구된다.
종래에는, 예를 들면 (A) 착색제, (B) 바인더 수지 및 (C) 중합성 화합물을 함유하는 착색 조성물에서, (A) 착색제로서 C.I. 피그먼트 레드 264, 및 이소인도린계 안료를 함유하는 것을 특징으로 하는 착색 조성물을 이용하여 칼라 필터를 형성하는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 1).
근래에는 영상 표시 장치의 분야에서는 정확한 색표현으로 영상을 보다 아름답고 자연스럽게 풍부한 색채로 표시하는 것에 대한 요망이 높아지고 있다.
예를 들면, 적색으로는 XYZ 표색계에서의 색도 좌표 x=0.6700~0.6900, 또한y=0.3100~0.3300을 실현할 수 있는 칼라 필터가 요구되고 있다.
한편 우수한 색재현성이 실현되는 관점에서 양자 도트의 기술을 이용한 백라이트 광원의 개발도 진행되고 있다.
이러한 백라이트 광원으로서는, 예를 들면 약 615nm 내지 약 630nm의 범위에 피크 중심 파장을 가지고 있으며 반치전폭(FWHM)으로 약 25nm 에서 약 60nm 사이의 범위에 좁은 발광 프로파일을 나타내는 것이 개시되어 있다(예를 들면, 특허 문헌 2).
따라서 양자 도트를 포함한 광원을 구비한 영상 표시 장치에 이용되는 칼라 필터는 특정 파장(예를 들면, 615nm 내지 630nm)의 빛을 효율적으로 투과하는 성질이 요구된다.
또 근래에는 영상 표시 장치의 박형화를 위해 박막의 칼라 필터를 형성할 것이 요구되고 있다.
그러나 종래의 착색 조성물에서는 백라이트 광원으로서 양자 도트를 이용한 경우 XYZ 표색계에서의 색도 좌표 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300을 실현할 수 있고 박막화도 실현할 수 있는 도막을 형성할 수 있고, 또한 양자 도트를 포함하는 광원의 빛을 효율적으로 투과할 수 있는 성질을 가진 적색 안료 분산 조성물은 얻을 수 없어 개선의 여지가 있었다.
[특허 문헌 1] 일본 특개 2014-178676호 공보 [특허 문헌 2] 일본 특표 2013-539598호 공보
본 발명은 상기 과제를 감안하여 백라이트 광원으로서 양자 도트를 이용한 경우에 박막이어도 우수한 색재현성을 실현할 수 있는 도막을 형성할 수 있는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300인 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 막두께가 3μm 이하이며, 상기 도막은 파장anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))가 1.9 이상이다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 C.I. 피그먼트 레드 179와 C.I. 피그먼트 옐로우 139를 질량비(C.I. 피그먼트 레드 179의 질량/C.I. 피그먼트 옐로우 139의 질량) 95/5~40/60으로 함유한 것이 바람직하다.
또 상기 C.I. 피그먼트 레드 179와 상기 C.I. 피그먼트 옐로우 139와의 합계의 질량에 대해, C.I. 피그먼트 바이올렛 29를 5~50질량%로 함유한 것이 바람직하다.
또 안료 분산제, 안료 분산조제, 알칼리 가용성 수지, 및 유기용제를 함유하는 것이 바람직하다.
또 상기 안료 분산제는 염기성기 함유 고분자 안료 분산제인 것이 바람직하다.
또 상기 염기성기 함유 고분자 안료 분산제는 질소 원자를 함유하는 아크릴계 블록 공중합체인 것이 바람직하다.
또 상기 안료 분산조제는 술폰산기 함유 안료 분산조제인 것이 바람직하다.
또 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 양자 도트를 포함하는 광원을 구비한 영상 표시 장치의 칼라 필터에 이용되는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물에 대해 상세히 설명하기로 한다.
＜칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물＞
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은, 발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300인 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 막두께가 3μm이하이며, 상기 도막은 파장anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))가 1.9 이상이다.
여기서 상기색XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값은, CIE1931XYZ 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 색도값을 의미한다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300인 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 막두께가 3μm 이하이다.
이러한 막두께를 가짐으로써 우수한 색표현성을 가진 칼라 필터를 얻을 수 있다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300의 범위에 있으며, 그 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 파장anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))가 1.9 이상이다.
이러한 투과율을 가짐으로써 우수한 색표현성을 가진 칼라 필터를 얻을 수 있다.
상기 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))는 2.0 이상인 것이 바람직하다.
아울러 투과율의 측정 방법으로서는, 분광 광도계(시마즈 제작소사제, UV-2500 PC, C광원 2°시야)에 의해 측정할 수 있다.
(안료)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 C.I. 피그먼트 레드 179와 C.I. 피그먼트 옐로우 139를 질량비(C.I. 피그먼트 레드 179의 질량/C.I. 피그먼트 옐로우 139의 질량) 95/5~40/60으로 함유하는 것이 바람직하다.
C.I. 피그먼트 레드 179와 C.I. 피그먼트 옐로우 139를 특정 질량비로 함유함으로써 상기 특정 색도 좌표에서의 막두께를 3μm 이하로 바람직하게 제어할 수 있다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 상기 C.I. 피그먼트 레드 179와 상기 C.I. 피그먼트 옐로우 139와의 합계의 질량에 대해 C.I. 피그먼트 바이올렛 29를 5~50질량%로 함유하는 것이 바람직하다.
C.I. 피그먼트 바이올렛 29를 특정량 함유함으로써 상기 특정 색도 좌표에서의 막두께를 3μm 이하로 보다 적합하게 제어할 수 있다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 본 발명의 작용 효과를 손상시키지 않는 범위에서 종래의 적색 안료 분산 조성물에 이용되었던 적색 안료, 오렌지색안료, 및 황색 안료를 포함시켜도 된다.
이러한 안료로서는 C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 레드 291 등을 들 수 있다.
(안료 분산제)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 안료 분산제, 안료 분산조제, 알칼리 가용성 수지, 및 유기용제를 함유하는 것이 바람직하다.
우선은 안료 분산제에 대해 설명한다.
상기 안료 분산제로서는 종래부터 칼라 필터 분야에서 사용되고 있는 알칼리성기를 가진 고분자 안료 분산제를 사용할 수 있다.
상기 알칼리성기를 가진 고분자 안료 분산제로서는 예를 들면, 이하의 것을 들 수 있다.
(1) 폴리아민 화합물(예를 들면, 폴리아릴아민, 폴리비닐아민, 폴리에틸렌폴리이민 등의 폴리(저급)알킬렌아민 등)의 아미노기 및/또는 이미노기와, 유리된 카르복실기를 가진 폴리에스테르, 폴리아미드 및 폴리에스테르아미드로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종과의 반응 생성물.
(2) 분자 내에 폴리에스테르 측쇄, 폴리에테르 측쇄, 및 폴리아크릴 측쇄로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종의 측쇄와 알칼리성 질소 함유기를 각각 적어도 하나 가진 카르복시이미드계 화합물.
(3) 폴리(저급)알킬렌이민, 메틸이미노비스프로필아민 등의 저분자 아미노 화합물과, 유리된 카르복실기를 가진 폴리에스테르와의 반응 생성물.
(4) 폴리이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기에, 메톡시 폴리에틸렌 글리콜 등의 알코올류나 카프로락톤 폴리에스테르 등의 수산기를 1개 가진 폴리에스테르류, 2~3개의 이소시아네이트기 반응성 관능기를 가진 화합물, 이소시아네이트기 반응성 관능기와 제3급 아미노기를 가진 지방족 또는 복소환식 탄화수소 화합물을 차례대로 반응시켜 이루어지는 반응 생성물.
(5) 알코올성 수산기를 가진 아크릴레이트의 중합물에 폴리이소시아네이트 화합물과 아미노기를 가진 탄화수소 화합물을 반응시킨 반응 생성물.
(6) 저분자 아미노 화합물에 폴리에테르쇄를 부가시켜 이루어지는 반응 생성물.
(7) 이소시아네이트기를 가진 화합물에 아미노기를 가진 화합물을 반응시켜 이루어지는 반응 생성물.
(8) 폴리에폭시 화합물에 유리된 카르복실기를 가진 선형 폴리머 및 2급 아미노기를 1개 가진 유기 아민 화합물을 반응시킨 반응 생성물.
(9) 일 말단에 아미노기와 반응할 수 있는 관능기를 가진 폴리카보네이트 화합물과 폴리아민 화합물과의 반응 생성물.
(10) 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 프로필 메타크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 스테아릴 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 프로필 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 스테아릴 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 등의 메타크릴산 에스테르 또는 아크릴산 에스테르로부터 선택되는 적어도 1종과, 아크릴아미드, 메타크릴아미드, N-메틸올아미드, 비닐이미다졸, 비닐피리딘, 아미노기와 폴리카프로락톤 골격을 가진 모노머 등의 염기성기 함유 중합성 모노머의 적어도 1종과, 스티렌, 스티렌 유도체, 기타 중합성 모노머의 적어도 1종과의 공중합체.
(11) 3급 아미노기, 4급 암모늄염기 등의 염기성기를 가진 블록과 알칼리성 관능기를 가지지 않은 블록으로 이루어진 질소 원자를 함유하는 아크릴계 블록 공중합체 등.
(12) 폴리아릴아민에 폴리카보네이트 화합물을 마이클 부가 반응시켜 얻을 수 있는 안료 분산제.
(13) 폴리부타디엔쇄와 염기성 질소 함유기를 각각 적어도 하나 가진 카르복시이미드계 화합물.
(14) 분자 내에 아미드기를 가진 측쇄와 알칼리성 질소 함유기를 각각 적어도 하나 가진 카르복시이미드계 화합물.
(15) 에틸렌옥사이드쇄과 프로필렌 옥사이드쇄를 가진 구성 단위를 가지고 또한 4급화제에 의해 4급화된 아미노기를 가진 폴리우레탄계 화합물.
(16) 분자 내에 이소시아누레이트 고리를 가진 이소시아네이트 화합물의 이소시아네이트기와 분자 내에 활성 수소기를 가지고, 또한 카르바졸 고리 및/또는 아조벤젠 골격을 가진 화합물의 활성 수소기를 반응시켜 얻을 수 있는 화합물로서, 해당 화합물의 분자 내의, 이소시아누레이트 고리를 가진 이소시아네이트 화합물에서 유래한 이소시아네이트기와, 이소시아네이트기와 활성 수소기와의 반응에 의해 발생한 우레탄 결합 및 요소 결합과의 합계에 대한 카르바졸 고리와 아조벤젠 골격의 수가 15~85%인 화합물 등.
상기 안료 분산제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 안료 분산성을 적절히 발휘하는 관점에서 질소 원자를 함유하는 아크릴 수지계 고분자 안료 분산제가 바람직하고, 아미노기, 4급 암모늄염기 등의 염기성기를 가진 블록과 알칼리성 관능기를 가지지 않은 블록으로 이루어지는 아크릴계 블록 공중합체인 것이 보다 바람직하다.
상기 질소 원자를 함유하는 아크릴 수지계 고분자 안료 분산제로서는 측쇄에 4급 암모늄염기 및 아미노기 중 적어도 한쪽을 가진 A블록과, 4급 암모늄염기 및 아미노기를 가지지 않은 B블록으로 이루어지는 A-B블록 공중합체 및 B-A-B블록 공중합체 중 적어도 한쪽을 포함하는 것이 더욱 바람직하다.
본 발명의 칼라 필터용 안료 분산 조성물에서 안료 분산제의 함유량은 상기 안료 100질량부에 대해 1~100질량부인 것이 바람직하고, 1~60질량부인 것이 보다 바람직하다.
상기 안료 분산제의 함유량이 상기 안료 100질량부에 대해 1질량부보다 작으면 안료 분산 효과가 저하되는 경우가 있으며, 한편 상기 안료 100질량부에 대해 100질량부를 초과하는 경우에는 현상성(現像性)이 저하될 우려가 있다.
(안료 분산조제)
상기 안료 분산조제로서는 종래부터 칼라 필터 분야에서 사용되고 있는 안료 분산조제를 사용할 수 있지만, 안료 분산성을 바람직하게 발휘하는 관점에서, 술폰산기 함유 안료 분산조제인 것이 바람직하다.
상기 술폰산기 함유 안료 분산조제로서는 아조기와 나프톨 골격을 가진 화합물의 술폰화물인 것이 보다 바람직하다.
상기 술폰산기 함유 안료 분산조제가 상기 아조기와 나프톨 골격을 가진 화합물을 함유함으로써 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 이용하여 얻을 수 있는 칼라 필터의 휘도를 바람직하게 향상시켜 분산성을 향상시킬 수 있다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 가진 화합물로서는 C.I. 피그먼트 레드 2, 112, 188, C.I. 피그먼트 브라운 25 등을 들 수 있다.
상기 아조기와 나프톨 골격을 가진 화합물의 술폰화물은 상기 아조기와 나프톨 골격을 가진 화합물을 술폰화함으로써 얻을 수 있다.
술폰화 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 공지의 방법을 이용할 수 있다.
그 중에서도 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 이용하여 얻을 수 있는 칼라 필터의 휘도를 보다 바람직하게 향상시키는 관점에서는, C.I. 피그먼트 레드 188의 술폰화물이 바람직하고, 상기 안료의 분산 안정성을 바람직하게 향상시키고 나아가 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 이용하여 얻을 수 있는 칼라 필터의 콘트라스트를 향상시키는 관점에서는 C.I. 피그먼트 레드 2의 술폰화물이 보다 바람직하다.
상기 안료 분산조제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 안료 분산조제의 함유량으로서는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(알칼리 가용성 수지)
상기 알칼리 가용성 수지로서는 특별히 한정되지는 않으며 종래부터 사용되고 있는 것을 사용할 수 있지만, 상기 안료에 대해 바인더로서 작용하고 또한 칼라 필터를 제조할 때 그 현상 처리 공정에 이용되는 현상액(바람직하게는 알칼리 현상액)에 대해 가용성을 가진 것이 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지로서는 랜덤 공중합체여도 되고 블록 공중합체여도 된다.
상기 알칼리 가용성 수지 중에서도 카르복실기를 가진 것이 바람직하고, 특히 1개 이상의 카르복실기를 가진 에틸렌성 불포화 단량체와, 다른 공중합 가능한 에틸렌성 불포화 단량체로 이루어지는 공중합체가 보다 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지로서는 구체적으로는 아크릴산, 메타크릴산 등의 카르복실기를 가진 에틸렌성 불포화 단량체와 카르복실기를 가진 에틸렌성 불포화 단량체와 공중합 가능한 스티렌, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 아릴아크릴레이트, 아릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤메타크릴레이트, N-페닐말레이미드, 폴리스티렌마크로 모노머, 폴리메틸메타크릴레이트마크로 모노머, 카르보에폭시디아크릴레이트 등의 모노머, 올리고머류의 군에서 선택되는 적어도 1종의 에틸렌성 불포화 단량체와의 공중합체를 들 수 있다.
단, N-비닐피롤리돈, 유황 원소 함유 모노머는 사용하지 않는 것이 바람직하다. 또 상기 알칼리 가용성 수지는 광중합성 관능기를 가지고 있어도 된다.
상기 알칼리 가용성 수지의 산가로서는, 현상 특성면에서 5~250mgKOH/g가 바람직하고, 10~200mgKOH/g가 보다 바람직하고, 60~150mgKOH/g가 한층 더 바람직하다.
아울러 본 발명에서는 상기 산가는 이론 산가이며, 카르복실기를 가진 에틸렌성 불포화 단량체와 그 함유량에 기초하여 산술적으로 구한 값이다.
상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 통상 현상 특성이나 유기용제에 대한 용해성의 면에서 1,000~100,000이 바람직하고, 3,000~50,000이 보다 바람직하고, 7,000~20,000이 한층 더 바람직하다.
아울러 본 명세서에서 상기 알칼리 가용성 수지의 중량 평균 분자량은 GPC에 기초하여 얻을 수 있는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이다. 또 장치로서는 Water2690 (워터즈사제), 칼럼으로서는 PLgel 5μm MIXED-D (Agilent Technologies사제)를 이용하여 측정할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량은 상기 안료 100질량부에 대해 1~200질량부가 바람직하고, 10~150질량부가 보다 바람직하다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량이 상기 안료 100질량부에 대해 1질량부 미만이면 현상 특성이 저하될 우려가 있다. 반면, 상기 알칼리 가용성 수지의 함유량이 상기 안료 100질량부에 대해 200질량부를 초과하면 상대적으로 착색제 농도가 저하되기 때문에 박막으로서 목적으로 하는 색농도를 달성하기 어려워질 우려가 있다.
상기 알칼리 가용성 수지로서는, 1급, 2급, 및 3급 중 어떤 아미노기도 함유하지 않고, 또한 4급 암모늄기도 함유하지 않는 것이 바람직하다.
또한 알칼리성기를 가지지 않는 것이 보다 바람직하다.
(기타 수지)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 다른 수지를 포함시켜도 된다.
상기 기타 수지로서는 가시광선 영역의 400~700nm의 전파장 영역에서 투과율이 보다 높은 수지를 사용하는 것이 바람직하다.
이러한 수지로서는 열강화성 수지, 열가소성 수지, 상기 이외의 알칼리 가용성 수지, 또 하기 광중합성 화합물을 사용할 수 있다.
상기 기타 수지는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 전고형분에 대해 질량 분율로, 사용하는 기타 수지의 합계량이 5~94질량%가 바람직하고, 20~50질량%가 보다 바람직하다.
상기 열강화성 수지나 열가소성 수지로서는, 예를 들면 부티랄 수지, 스티렌-말레인산 공중합체, 염소화 폴리에틸렌, 염소화 폴리프로필렌, 폴리염화비닐, 염화비닐-아세트산비닐 공중합체, 폴리아세트산비닐, 폴리우레탄계 수지, 페놀 수지, 폴리에스테르 수지, 아크릴계 수지, 알키드 수지, 스티렌 수지, 폴리아미드 수지, 고무계 수지, 환화 고무, 에폭시 수지, 셀룰로오스류, 폴리부타디엔, 폴리이미드 수지, 벤조구아나민 수지, 멜라민 수지, 요소 수지 등을 들 수 있다.
아울러 필요에 따라 후술하는 칼라 필터용 안료 분산 레지스트 조성물에서 기재된 광중합성 수지를 배합할 수도 있다.
(유기용제)
상기 유기용제로서는 종래부터 액정 칼라 필터 레지스트의 분야에서 사용되고 있는 유기용제를 바람직하게 사용할 수 있다.
상기 유기용제로서는 구체적으로는 상압(1.013×102kPa)에서의 비점이 100~220℃인 에스테르계 유기용제, 에테르계 유기용제, 에테르에스테르계 유기용제, 케톤계 유기용제, 방향족 탄화수소계 유기용제, 함질소계 유기용제 등이다.
상기 유기용제로서 비점이 220℃를 넘는 유기용제를 다량으로 함유하고 있으면, 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물, 또는 후술하는 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물을 도포하여 이루어진 도막을 프리베이크할 때 유기용제가 충분히 증발하지 않고 건조 도막 내에 잔존하여 건조 도막의 내열성이 저하될 우려가 있다.
또 상기 유기용제로서 비점 100℃ 미만의 유기용제를 다량으로 함유하고 있으면 얼룩짐 없이 균일하게 도포하는 것이 곤란해져서 표면 평활성이 우수한 도막을 얻을 수 없게 될 우려가 있다.
상기 유기용제로서는 구체적으로는 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노이소프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르 등의 에테르계 유기용제; 에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트 등의 에테르 에스테르계 유기용제; 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 2-헵타논, δ-부틸올락톤 등의 케톤계 유기용제; 2-히드록시프로피온산 메틸, 2-히드록시프로피온산 에틸, 2-히드록시-2-메틸 프로피온산 에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 3-메톡시프로피온산 메틸, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 3-에톡시프로피온산 에틸, 에톡시 아세트산에틸, 히드록시 아세트산에틸, 포름산 n-아밀 등의 에스테르계 유기용제; 메탄올, 에탄올, 이소프로필 알코올, 부탄올, 디아세톤알코올 등의 알코올계 용제; N-메틸피롤리돈, N,N-디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 함질소계 유기용제 등을 예시할 수 있다.
이들은 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 유기용제 중에서도 용해성, 분산성, 도포성 등의 점에서 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 메틸에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 시클로헥사논, 2-헵타논, 2-히드록시프로피온산 에틸, 3-메틸-3-메톡시부틸프로피오네이트, 3-메톡시프로피온산 에틸, 3-에톡시프로피온산 메틸, 포름산 n-아밀 등이 바람직하고, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트가 보다 바람직하다.
상기 유기용제의 함유량은 상기 알칼리 가용성 수지의 용해성, 안료 분산성, 도포성 등이 양호해지는 점에서 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 전질량을 기준으로 30~80질량%인 것이 바람직하고, 35~75질량%인 것이 보다 바람직하다.
(칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 제조 방법)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 제조 방법으로서는 상술한 각종 성분을 더해 혼합 및 반죽함으로써 얻을 수 있다.
상술한 각종 성분을 더하는 방법으로서는 예를 들면 안료를 1종류 포함한 안료 분산액을 복수 제작한 후, 제작한 안료 분산액끼리 혼합하여 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 제작해도 된다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 양자 도트를 포함하는 광원을 구비한 영상 표시 장치의 칼라 필터에 이용되는 것이 바람직하다.
상기 양자 도트로서는 예를 들면 일본 특표 2013-539598호 공보에 개시된 양자 도트를 이용할 수 있다.
＜칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물＞
상기 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물로서는 상술한 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물에 추가하여 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 유기용제, 및 필요에 따라 첨가제 등을 더함으로써 얻을 수 있다.
(칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물)
상기 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물은 상술한 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 함유한다.
상기 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 함유량으로서는 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 30~80질량%인 것이 바람직하고, 40~75질량%인 것이 보다 바람직하다.
(알칼리 가용성 수지)
상기 알칼리 가용성 수지로서는 상술한 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물에서 기재된 알칼리 가용성 수지를 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 함유량으로서는 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 1~35질량%인 것이 바람직하고, 3~30질량%인 것이 보다 바람직하다.
(광중합성 화합물)
상기 광중합성 화합물로서는 광중합성 불포화 결합을 분자 내에 1개 이상 가진 단량체, 올리고머 등을 들 수 있다. 광중합성 불포화 결합이란 후술하는 광중합 개시제가 자외선이나 전자선 등의 활성 에너지선에 의해 분해되었을 때 발생하는 라디칼이나 양이온의 작용에 의해 중합될 수 있는 불포화 결합이다.
상기 광중합성 불포화 결합을 분자 내에 1개 가진 단량체로서는, 메틸(메타) 아크릴레이트, 부틸(메타) 아크릴레이트, 2-에틸헥실 메타크릴레이트, 메틸 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트 등의 알킬 메타크릴레이트 또는 아크릴레이트; 벤질 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 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; 이소보닐메타크릴레이트 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 가진 단량체로서는 비스페놀A 디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올 디메타크릴레이트, 1,3-부티렌글리콜 디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 글리세롤 디메타크릴레이트, 네오펜틸글리콜디메타크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리스리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사메타크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타메타크릴레이트, 비스페놀A 디아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디아크릴레이트, 1,3-부틸렌글리콜 디아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 글리세롤 디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디아크릴레이트, 테트라에틸렌글리콜 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리스리톨 펜타아크릴레이트등 을 들 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 함유량은 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 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 것이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 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, 2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질-1-부타논, 트리아진계 광중합 개시제 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 1종 또는 2종 이상을 병용하여 이용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함유량은 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 0.1~5질량%인 것이 바람직하고, 0.5~3질량%인 것이 보다 바람직하다.
(유기용제)
상기 유기용제로서는 상술한 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물에서 기재된 유기용제를 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
상기 유기용제의 함유량으로서는 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 전질량을 기준으로 하여 1~40질량%인 것이 바람직하고, 5~35질량%인 것이 보다 바람직하다.
(기타 첨가제)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물은 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 첨가제를 함유해도 된다.
상기 첨가제로서는 열중합 금지제, 실란 커플링제, 티타네이트 커플링제, 자외선 흡수제 및 산화 방지제 등의 각종 첨가제를 들 수 있다.
(칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 제조 방법)
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 제조 방법으로서는 특별히 한정되지 않으며, 상술한 재료를 함유하고 공지의 방법에 의해 혼합하여 반죽함으로써 얻을 수 있다.
＜칼라 필터＞
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물은 칼라 필터를 형성하기 위해 이용할 수 있다.
상기 칼라 필터는 적색 필터 세그먼트, 녹색 필터 세그먼트, 및 청색 필터 세그먼트를 구비한 것이며, 그 중 적색 필터 세그먼트가 본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물에 의해 형성되어 있다.
상기 녹색 필터 세그먼트 및 상기 청색 필터 세그먼트로서는 공지의 재료 및 방법에 의해 형성할 수 있다.
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물에 의해 형성되는 칼라 필터는 예를 들면 인쇄법 또는 포트리소그래피법 등 공지의 방법을 적절히 선택하여 이용할 수 있다.
＜표시 장치＞
상기 칼라 필터는 표시 장치로서 이용할 수 있다.
상기 표시 장치로서는 상술한 본 발명의 칼라 필터를 포함하고 있으면 특별히 한정되지 않으며, 공지의 액정 표시 장치나 터치 패널 등을 들 수 있다.
상기 표시 장치의 광원으로서는 상술한 양자 도트를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명은 백라이트 광원으로서 양자 도트를 이용한 경우에 박막이어도 우수한 색재현성을 실현할 수 있는 도막을 형성할 수 있는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 제공할 수 있다.
이하 실시예를 들어 본 발명을 더욱 상세하게 설명하기로 하는데, 본 발명은 이러한 실시예만으로 한정되지는 않는다. 아울러 별도로 언급이 없는 한 "%"는 "질량%"를 의미하고 "부"는 "질량부"를 의미한다.
실시예 및 비교예에서 이용한 재료는 이하와 같다.
＜안료＞
(PR179)
C.I. 피그먼트 레드 179
(PV29)
C.I. 피그먼트 바이올렛 29
(PY139)
C.I. 피그먼트 옐로우 139
(PR177)
C.I. 피그먼트 레드 177
(PR254)
C.I. 피그먼트 레드 254
(PR291)
C.I. 피그먼트 레드 291
＜안료 분산제＞
(질소 원자를 함유하는 아크릴계 블록 공중합체)
3급 아미노기를 포함하는 아크릴계 블록 공중합체(LP-N21116, BYK Chemie사제)
＜안료 분산조제＞
(PR2S)
100ml 삼각 플라스크에 농축 황산을 30ml 집어넣고 마그네틱 스터러로 교반하면서 C.I. 피그먼트 레드 2를 10g 투입하고 실온에서 30분 교반하였다. 1L 비커에 물 50g과 얼음 50g의 혼합물을 넣고 상기 반응물을 이 얼음물에 부어 마그네틱 스터러로 30분 교반하였다. 이것을 감압하에서 여과·수세하여 얻어진 고체를 건조시켜 술폰산기 함유 안료 분산조제(C.I. 피그먼트 레드 2의 술폰화물, PR2S)를 제작하였다.
＜알칼리 가용성 수지＞
(BMA/MAA 공중합체)
메타크릴산 부틸/메타크릴산 공중합체(포렛 ZAH110, 소켄 화학사제, 고형분 35%)
＜유기용제＞
(PGMEA)
프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트
＜광중합성 화합물＞
(DPHA)
디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(A9530, 신나카무라 화학사제)
＜광중합 개시제＞
(이르가큐아 369)
2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)-2-벤질-1-부타논
＜칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물의 제작＞
상술한 각종 성분을 표 1에 기재된 배합량으로 더한 안료 분산액 1~6을 제작하였다.
그 후, 안료 분산액 1~6을 표 2에 기재된 질량 비율로 혼합 및 반죽하여 실시예 및 비교예의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물을 제작하였다.
Figure pat00001
Figure pat00002
＜칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 제작＞
상술한 각종 성분을 표 3에 기재된 조성이 되도록 각종 재료를 더하여 고속 교반기를 이용하여 균일하게 혼합한 후, 구멍 직경 3μm의 멤브레인 필터로 여과하여 실시예 및 비교예의 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물을 제작하였다.
Figure pat00003
(점도)
실시예 및 비교예에서 제작한 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물의 점도를 E형 점토계(도키산업사제, R100형 점토계 형식 RE100L)를 이용하여 25℃에서의 점도를 측정하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
(분산 안정성)
실시예 및 비교예에서 제작한 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물에 관하여 각각 유리병에 채취하여 밀봉하도록 뚜껑을 닫고 40℃, 5℃ 및 실온(23℃)의 각 온도하에서 1개월 보존한 후의 상태를 하기 평가 기준에 따라서 평가하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
○: 보관 전후의 점도 변화율이 10% 이하이다
×: 보관 전후의 점도 변화율이 10%를 초과한다
(도막의 막두께)
실시예 및 비교예의 칼라 필터용 안료 분산 레지스트 조성물을 스핀 코터를 이용하여 유리 기판상에 각각 도포하고 100℃에서 3분간 프리베이크하였다. 이 때, 각 레지스트 조성물에 대해 색도 x(후술하는 포스트베이크 후의 값)가 다른 2개의 도막이 형성되도록 도포한 2장의 도포판을 제작하였다. 즉, 스핀 코터의 회전수를 변화시켜 두께를 바꾸고 2장 중 1장의 색도 x가 반드시 0.6800보다 작은 값이 되도록 하고 다른 1장의 색도 x가 반드시 0.6800보다 큰 값이 되도록 하였다.
그 후, 각각의 도포판을 고압 수은등으로 노광하여 230℃에서 30분간 더 포스트베이크하였다. 그 후, 도포판에 3mm의 범위 내에 커터로 3개의 상처를 내서 표면 거칠기 측정기(KLA-Tencor Corporation 서페이스 프로파일러 ALPHA-STEP IQ)를 이용하여 주사하여 심도를 측정하였다. 3점의 평균값을 산출하여 도막의 막두께로 하였다. 각 도막에 대해 상술한 바와 같이 하여 준비한 2장의 도포판의 측정값으로부터 근사 직선(검량선)을 구하여 색도 x가 0.6800일 때의 막두께를 산출하여 실시예 및 비교예의 막두께로서 채용하였다.
(도막의 휘도)
상기 방법으로 얻은 각각의 칼라 필터용 안료 분산 레지스트 조성물의 도포판에 대해 휘도 Y를 분광 광도계(시마즈 제작소사제, UV-2500 PC, C광원 2°시야)로 측정하였다. 상기 도포판 위에 형성된 각 도막에 대해 상술한 바와 같이 하여 준비한 2장의 도포판의 휘도값 Y로부터 근사 직선(검량선)을 구하여 색도 x가 0.6800인 값을 산출하여 실시예 및 비교예의 휘도값 Y로서 채용하였다.
(도막의 y값)
상기 방법으로 얻은 각각의 칼라 필터용 안료 분산 레지스트 조성물의 도포판에 대해 색도 y값을 분광 광도계(시마즈 제작소사제, UV-2500 PC, C광원 2°시야)로 측정하였다. 상기 도포판 위에 형성된 각 도막에 대해 상술한 바와 같이 하여 준비한 2장의 도포판의 색도 y로부터 근사 직선(검량선)을 구하여 색도 x가 0.6800일 때의 y값을 산출하여 실시예 및 비교예의 y값으로서 채용하였다.
(도막의 투과율)
상기 방법으로 얻은 각각의 칼라 필터용 안료 분산 레지스트 조성물의 도포판에 대해 분광 광도계(시마즈 제작소사제, UV-2500 PC, C광원 2°시야)로 파장 590nm에서 670nm까지 10nm마다 투과율을 측정하였다.
상기 각 파장에 대해 상술한 바와 같이 하여 준비한 2장의 도포판의 투과율의 값으로부터 근사 직선(검량선)을 구하여 색도 x가 0.6800인 값을 산출하여 실시예 및 비교예의 투과율로서 채용하였다.
또 파장 anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때의 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))를 산출하였다. 그 결과를 표 4에 나타냈다.
Figure pat00004
본 발명의 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물은 백라이트 광원으로서 양자 도트를 이용한 경우에 박막이어도 우수한 색재현성을 실현할 수 있는 도막을 형성할 수 있기 때문에 액정 표시 장치나 터치 패널 등의 칼라 필터에 이용하는 칼라 필터용 적색 안료 분산 레지스트 조성물로서 바람직하게 사용할 수 있다.

Claims (8)

  1. 발광 소자로서 CIE1931 표색계에서의 C광원을 이용하여 측정된 XYZ 표색계에서의 색도(x, y)값이 x=0.6700~0.6900, 또한 y=0.3100~0.3300인 색도 범위에서 도막을 형성했을 때 막두께가 3μm 이하이며, 상기 도막은 파장 anm에서의 투과율을 T(a)로 했을 때 (T(630)-T(600))/(T(600)-T(590))가 1.9 이상인
    칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서,
    C.I. 피그먼트 레드 179와 C.I. 피그먼트 옐로우 139를 질량비(C.I. 피그먼트 레드 179의 질량/C.I. 피그먼트 옐로우 139의 질량) 95/5~40/60으로 함유한 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 C.I. 피그먼트 레드 179와 상기 C.I. 피그먼트 옐로우 139의 합계의 질량에 대해 C.I. 피그먼트 바이올렛 29를 5~50질량%로 함유한 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  4. 청구항 1 내지 3 중 어느 한 항에 있어서,
    안료 분산제, 안료 분산조제, 알칼리 가용성 수지, 및 유기용제를 함유하는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 안료 분산제는, 염기성기 함유 고분자 안료 분산제인 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 염기성기 함유 고분자 안료 분산제는 질소 원자를 함유한 아크릴계 블록 공중합체인 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  7. 청구항 4 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 안료 분산조제는 술폰산기 함유 안료 분산조제인 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    양자 도트를 포함하는 광원을 구비한 영상 표시 장치의 칼라 필터에 이용되는 칼라 필터용 적색 안료 분산 조성물.
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