KR100707701B1 - 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물, 컬러 필터 및 컬러필터의 제조방법 - Google Patents

Abstract

잉크 제트 시스템에 의해 컬러 필터를 제조하기 위한 수지 조성물은 착색제(A), 결합제 수지(B) 및 상압(normal pressure)에서의 비점(沸點)이 245℃ 이상인 용매(C)를 함유한다.

수지 조성물로부터 컬러 필터는 상기의 수지 조성물을 잉크 제트 헤드로부터 장벽이 형성되어 있는 투명한 기판 표면 위의 투광 영역으로 토출하여 장벽에 의해 한정되는 투광 영역에 수지 조성물을 저장하고, 투광 영역에 저장된 수지 조성물을 건조시켜 화소 패턴(pixel pattern)을 형성한 다음, 화소 패턴을 보호하기 위하여 보호층을 형성함으로써 제조한다.

컬러 필터, 착색제, 결합제 수지, 잉크 제트 헤드

Description

잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물, 컬러 필터 및 컬러 필터의 제조방법{Ink jet color filter resin composition, color filter and color filter production process}

도 1은 본 발명의 컬러 필터 제조 공정의 한 가지 예의 주요 부분을 나타내는 종단면도로, 여기서 (a)는 장벽의 형성 단계를 나타내고, (b)는 화소 패턴의 형성 단계를 나타내고, (c)는 건조 단계를 나타내고, (d)는 보호층의 형성 단계를 나타내며, (e)는 공통 전극의 형성 단계를 나타낸다.

도 2는 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 의해 제조된 컬러 필터를 갖는 액정 표시 장치의 한 가지 예의 주요 부분을 도시한 종단면도이다.

도 3은 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 의해 제조된 컬러 필터의 평면도이다.

도 4는 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 사용되는 컬러 필터 제조 장치를 나타내는 도면이다.

도 5는 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 사용되는 잉크 제트 헤드의 주요 부분을 도시한 부분 단면도이다.

도 6은 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 사용되는 장벽이 형성되어 있는 기판에 잉크 제트 헤드의 노즐 및 필터 부재의 배열을 나타내는 평면도이다.

본 발명은 컬러 액정 표시 장치, 컬러 상 픽업 부재 등에 사용하기 위한 컬러 필터를 잉크 제트 시스템으로 제조하기 위한 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물, 컬러 필터 수지 조성물로부터 잉크 제트 시스템에 의해 형성된 화소 패턴을 갖는 컬러 필터 및 컬러 필터 수지 조성물로부터 잉크 제트 시스템으로 컬러 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.

컬러 액정 표시 장치(LCD) 등에 사용하기 위한 컬러 필터는, 컬러 액정 표시 장치 등에 삽입되어 화질을 개선시키고, 각각의 화소에 원색의 색채를 제공한다.

이러한 컬러 필터를 제조하는 공지된 공정에는 방사선 민감성 수지의 도포막을 광 마스크를 통하여 방사선 조사시켜 노출된 부분을 경화시키고, 노출된 부분을 현상시켜 도포막의 방사선 노출되지 않은 부분을 제거함으로써 패턴을 형성하고, 패턴을 염색시키는 공정(염색 공정) 및 방사선 민감성 수지에 분산된 적색, 녹색 또는 청색 착색제를 포함하는 조성물을 사용하여 도포막을 형성하고, 도포막을 방사선 조사시켜 상기한 바와 같이 현상시키는 사진 공정이 포함된다. 그러나, 이들 공정은 화소 패턴 형성 단계가 복잡하고, 경비가 많이 드는 문제점을 포함한다.

일본 공개특허공보 제(소)59-75205호, 제(소)61-245106호 및 제(소)63-235901호에는, 잉크 제트 헤드에 의해 컬러 필터의 착색층을 형성하는 단계를 포함하는 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터의 제조 공정이 기재되어 있다. 이들 공정은 컬러 필터 수지 조성물의 액적을 토출하는 위치의 조절이 용이하고, 수지 조성물의 폐기물이 적기 때문에 제조 경비를 감소시킬 수 있다.

그러나, 잉크 제트 시스템에 의한 상기의 통상적인 컬러 필터 제조 공정은 토출되는 컬러 필터 수지 조성물의 색 농도가 균일하지 않은 문제점을 가질 수 있다. 따라서, 일본 공개특허공보 제(평)4-261503호 및 제(평)7-318723호는 컬러 필터 조성물의 토출량을 조절함으로써 화소 패턴의 색 농도의 불균일성을 억제하는 방법을 제안하고 있다.

이들 문헌에서는, 컬러 필터 수지 조성물의 잉크 제트 시스템에 적합한 조성에 대해서는 철저한 연구가 이루어지지 않고 있으며, 컬러 필터 제조 공정도 상세히 기재되어 있지 않다.

본 발명의 발명자는 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조에 사용되는 컬러 필터 수지 조성물의 컬러 필터 제조 공정에 있어서의 거동에 대해 상세히 연구한 결과, 컬러 필터를 구성하는 각각의 화소 패턴이 면적이 매우 작기 때문에 사용되는 잉크 제트 헤드가 막히는 것을 방지하기 위해, 컬러 필터 수지 조성물의 액적이 직진성 양호하게 토출되는 것이 필요하고, 이를 위해 컬러 필터 수지 조성물의 토출시의 액적의 건조 속도를 감소시키고, 건조에 의한 액적의 과도한 점도 상승을 억제하며, 고체 성분의 석출을 방지해야 할 필요가 있음을 발견하였다.

본 발명은 선행 기술 분야의 상기 상황에 비추어 상기 발견을 근거로 이루어졌다.

따라서, 본 발명의 목적은 화소 패턴 형성 단계를 단순화시킬 수 있고, 잉크 제트 시스템에 의해 저렴한 컬러 필터를 제조하도록 최적화된 컬러 필터 수지 조성물을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 잉크 제트 시스템에 의해 상기의 컬러 필터 수지 조성물로부터 형성되는 화소 패턴을 갖는 컬러 필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 수지 조성물로부터 컬러 필터의 제조 공정을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음의 기술로부터 명확해질 것이다.

본 발명에 따라, 첫째, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 착색제(A), 결합제 수지(B) 및 상압에서의 비점이 245℃ 이상인 용매(C)를 포함하는 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물(이 후, "본 발명의 제1 조성물"로 칭함)에 의해 성취된다.

본 발명에 따라, 둘째, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 착색제(A), 결합제 수지(B) 및 상압에서의 비점이 245℃ 이상인 용매(C)를 포함하고, 컬러 필터 장벽 형성용 수지 조성물로부터 형성된 화소 장벽과 컬러 필터 사이의 접촉각이 40°이상인 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물(이 후, "본 발명의 제2 조성물"로 칭함)에 의해 성취된다.

본 발명에 따라, 셋째, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 착색제(A), 결합제 수지(B) 및 상압에서의 비점이 245℃ 이상인 용매(C)를 포함하는 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물 또는 상기 성분(A), 성분(B) 및 성분(C)를 포함하고, 장벽 형성용 수지 조성물로부터 형성된 장벽과 조성물 사이의 접촉각이 40°이상인 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물로부터 잉크 제트 시스템에 의해 형성되는 화소 패턴을 갖는 컬러 필터에 의해 성취된다.

본 발명에 따라, 넷째, 본 발명의 상기 목적 및 이점은 상기의 수지 조성물을 잉크 제트 헤드로부터 장벽이 형성되어 있는 투명한 기판 표면 위의 투광 영역으로 토출하여 장벽에 의해 한정되는 투광 영역에 수지 조성물을 저장하는 단계, 투광 영역에 저장된 수지 조성물을 건조시켜 화소 패턴을 형성하는 단계 및 화소 패턴을 보호하기 위하여 보호층을 형성하는 단계를 포함하는, 잉크 제트 시스템에 의한 본 발명의 상기 수지 조성물로부터의 컬러 필터 제조 공정에 의해 성취된다.

본 발명은 하기에서 상세히 기술할 것이다.

(A) 착색제

본 발명에 사용된 착색제는 특별한 색상으로 제한되지 않는다. 이는 수득되는 컬러 필터의 적용 목적에 따라 적절히 선택되며, 안료, 염료 또는 천연의 유색 물질일 수 있다.

컬러 필터에는 고정밀 발색 및 내열성이 요구되므로, 본 발명의 착색제는 바람직하게는 발색능이 높고 내열성이 높은 착색제이며, 특히 바람직하게는 내열분해성이 큰 착색제이다. 안료가 일반적으로 사용되며, 유기 안료가 특히 바람직하게 사용된다.

유기 안료의 예로는 컬러 인덱스(color index)(C.I.; The Society of Dyers and Colourists)에 따르는 안료 그룹으로 분류되는 화합물, 특히 다음의 컬러 인덱스(C.I.)를 갖는 화합물이 있다:

C.I. 피그먼트 옐로우(Pigment Yellow) 83, C.I. 피그먼트 옐로우 110, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 옐로우 155, C.I. 피그먼트 오렌지(Orange) 71, C.I. 피그먼트 레드(Red) 48:1, C.I. 피그먼트 레드 48:2, C.I. 피그먼트 레드 48:3, C.I. 피그먼트 레드 48:4, C.I. 피그먼트 레드 122, C.I. 피그먼트 레드 177, C.I. 피그먼트 레드 202, C.I. 피그먼트 레드 206, C.I. 피그먼트 레드 207, C.I. 피그먼트 레드 209, C.I. 피그먼트 레드 224, C.I. 피그먼트 레드 254, C.I. 피그먼트 블루(Blue) 15:3, C.I. 피그먼트 블루 15:4, C.I. 피그먼트 블루 15:6;

C.I. 피그먼트 그린(Green) 7, C.I. 피그먼트 그린 36;

C.I. 피그먼트 브라운(Brown) 23, C.I. 피그먼트 브라운 25;

C.I. 피그먼트 블랙(Black) 1, C.I. 피그먼트 블랙 7.

이들 유기 안료는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

유기 안료는 황산 재결정화법, 용매 세척법 또는 이들을 조합하여 정제할 수 있다.

무기 안료의 예로는 산화티탄, 황산바륨, 탄산칼슘, 산화아연, 황산납, 황색 납, 아연 옐로우, 적색 산화철(III), 카드뮴 레드, 울트라마린 블루, 프러시안 블루, 산화크롬 그린, 코발트 그린, 호박(amber), 티탄 블랙, 합성 철 블랙 및 카본 블랙이 포함된다.

이들 무기 안료는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

본 발명의 착색제 입자 표면은 필요에 따라 중합체로 개질시킬 수 있다. 착색제 표면을 개질시키기 위한 중합체는 일본 공개특허공보 제(평)8-259876호에 기재되어 있는 중합체이거나, 시판되고 있는 중합체 또는 안료 분산용 올리고머 등이다.

본 발명의 착색제는, 경우에 따라, 분산제와 함께 사용될 수 있다.

분산제는, 예를 들면, 양이온성, 음이온성, 비이온성 또는 양쪽성 계면활성제이거나, 실리콘계 또는 불소계 계면활성제이다.

계면활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르(예: 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 스테아릴 에테르 및 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르); 폴리옥시에틸렌 알킬페닐 에테르(예: 폴리옥시에틸렌 n-옥틸페닐 에테르 및 폴리옥시에틸렌 n-노닐페닐 에테르); 폴리에틸렌 글리콜 디에스테르(예: 폴리에틸렌 글리콜 디라우레이트 및 폴리에틸렌 글리콜 디스테아레이트); 소르비탄 지방산 에스테르; 지방산 개질된 폴리에스테르; 3급-아민 개질된 폴리우레탄 및 폴리에틸렌이민이 포함된다. 이들은 케이피(KP)[제조원: 신-에츠 케미칼 캄파니, 리미티드(Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)], 폴리플로우(Polyflow)[제조원: 교에이샤 케미칼 캄파니, 리미티드(Kyoeisha Chemical Co., Ltd.)], 에프-탑(F-Top)[제조원: 도켐 프로덕츠 코포레이션(Tohkem Products Corporation)], 메가팩(Megafac)[제조원: 다이닛폰 잉크 앤드 케미칼스, 인코포레이티드(Dainippon Ink and Chemicals, Inc.)], 플로라드(Florade)[제조원: 스미토모 쓰리엠 리미티드(Sumitomo 3M Limited)], 아사히 가드(Asahi Guard) 및 아사히 서플론(Asahi Surflon)[제조원: 아사히 글라스 캄파니, 리미티드(Asahi Glass Co., Ltd.)], 디스퍼빅(Disperbyk)[제조원: 비와이케이-헤미 게엠베하(BYK-Chemie GmbH)] 및 솔스페르제(Solsperse)[제조원: 제네카 리미티드(Zeneca Ltd.)]의 상표명으로 시판되고 있다.

이들 계면활성제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

계면활성제는 바람직하게는 착색제 100중량부를 기준으로 하여, 50중량부 이하, 보다 바람직하게는 30중량부 이하로 사용된다.

(B) 결합제 수지

착색제(A)용 결합제로서 사용되는 수지라면 어느 것이라도 본 발명에서 결합제 수지로서 사용될 수 있다.

본 발명에 바람직한 결합제 수지는 카복실 그룹 함유 공중합체 또는 N-치환된 말레이미드 공중합체이다. 전자의 공중합체는 카복실 그룹을 함유하는 중합체, 특히 분자에 하나 이상의 카복실 그룹을 갖는 에틸렌계 불포화 단량체[이 후, 간단히 "카복실 그룹 함유 불포화 단량체"로 칭함] 및 분자에 카복실 그룹을 갖지 않는 기타 공중합 가능한 에틸렌계 불포화 단량체[이 후, "기타 불포화 단량체(b1)"로 칭함)의 공중합체(이 후, "카복실 그룹 함유 공중합체(B1)"로 칭함]이다.

카복실 그룹 함유 불포화 단량체의 대표적인 예로는 불포화 모노카복실산(예: 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산 및 신남산); 불포화 디카복실산(무수물)(예: 말레산, 말레산 무수물, 푸마르산, 이타콘산, 이타콘산 무수물, 시트라콘산, 시트라콘산 무수물 및 메사콘산); 분자에 세 개 이상의 카복실 그룹을 갖는 불포화 폴리카복실산(무수물); 분자에 두 개 이상의 카복실 그룹을 갖는 폴리카복실산의 모노[(메트)아크릴로일옥시알킬]에스테르[예: 모노(2-아크릴로일옥시에틸)석시네이트, 모노(2-메타크릴로일옥시에틸)석시네이트, 모노(2-아크릴로일옥시에틸)프탈레이트 및 모노(2-메타크릴로일옥시에틸)프탈레이트]; 및 양쪽 말단에 카복실 그룹 및 하이드록시 그룹을 갖는 중합체의 모노(메트)아크릴레이트[예: ω-카복시-폴리카프롤락톤 모노아크릴레이트 및 ω-카복시-폴리카프롤락톤 모노메타크릴레이트]가 포함된다.

모노(2-아크릴로일옥시에틸)석시네이트 및 모노(2-아크릴로일옥시에틸)프탈레이트가 각각 M-5300 및 M-5400의 상표명[제조원: 도아고세이 케미칼 인더스트리 캄파니, 리미티드(Toagosei Chemical Industry, Co., Ltd.)]으로 시판되고 있다.

이들 카복실 그룹 함유 에틸렌계 불포화 단량체는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

기타 불포화 단량체(b1)의 대표적인 예로는 방향족 비닐 화합물(예: 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질 메틸 에테르, m-비닐벤질 메틸 에테르, p-비닐벤질 메틸 에테르, o-비닐벤질 글리시딜 에테르, m-비닐벤질 글리시딜 에테르 및 p-비닐벤질 글리시딜 에테르); 인덴(예: 인덴 및 1-메틸인덴); 불포화 카복실레이트(예: 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-부틸 아크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트, 2급-부틸 아크릴레이트, 2급-부틸 메타크릴레이트, 3급-부틸 아크릴레이트, 3급-부틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 3-하이드록시프로필 아크릴레이트, 3-하이드록시프로필 메타크릴레이트, 2-하이드록시부틸 아크릴레이트, 2-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 3-하이드록시부틸 아크릴레이트, 3-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 4-하이드록시부틸 아크릴레이트, 4-하이드록시부틸 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 사이클로헥실 아크릴레이트, 사이클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 2-메톡시에틸 아크릴레이트, 2-메톡시에틸 메타크릴레이트, 2-페녹시에틸 아크릴레이트, 2-페녹시에틸 메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시프로필렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시디프로필렌 글리콜 메타크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트, 디사이클로펜타디에닐 아크릴레이트, 디사이클로펜타디에닐 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 메타크릴레이트, 글리세롤 모노아크릴레이트 및 글리세롤 모노메타크릴레이트); 불포화 아미노알킬 카복실레이트(예: 2-아미노에틸 아크릴레이트, 2-아미노에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-아미노프로필 아크릴레이트, 2-아미노프로필 메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필 아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필 메타크릴레이트, 3-아미노프로필 아크릴레이트, 3-아미노프로필 메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필 아크릴레이트 및 3-디메틸아미노프로필 메타크릴레이트); 불포화 글리시딜 카복실레이트(예: 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트); 비닐 카복실레이트(예: 비닐 아세테이트, 비닐 프로피오네이트, 비닐 부티레이트 및 비닐 벤조에이트); 불포화 에테르(예: 비닐메틸 에테르, 비닐에틸 에테르, 알릴 글리시딜 에테르 및 메트알릴 글리시딜 에테르); 비닐 시아나이드 화합물(예: 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴 및 비닐리덴 시아나이드); 불포화 아미드 및 불포화 이미드(예: 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-하이드록시에틸 아크릴아미드, N-2-하이드록시에틸 메타크릴아미드 및 말레이미드); 지방족 공액 디엔(예: 1,3-부타디엔, 이소프렌 및 클로로프렌) 및 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일 그룹 또는 모노메타크릴로일 그룹을 갖는 거대 단량체(예: 폴리스티렌, 폴리메틸 아크릴레이트, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리-n-부틸 아크릴레이트, 폴리-n-부틸 메타크릴레이트 및 폴리실록산)가 포함된다.

이들 기타 불포화 단량체(b1)는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

카복실 그룹 함유 공중합체(B1)는 바람직하게는 아크릴산 및/또는 메타크릴산(1)과 스티렌, 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 폴리스티렌 거대 단량체 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물(2)과의 공중합체이다.

카복실 그룹 함유 공중합체(B1)의 바람직한 예로는 아크릴산 공중합체[예: 아크릴산과 벤질 아크릴레이트와의 공중합체; 아크릴산, 스티렌 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체; 아크릴산, 스티렌 및 벤질 아크릴레이트의 공중합체; 아크릴산, 메틸 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 메틸 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 벤질 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 벤질 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 단량체의 공중합체; 아크릴산 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 아크릴산, 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체; 아크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 아크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 아크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체] 및 메타크릴산 공중합체[예: 메타크릴산 및 벤질 아크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 메틸 아크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 아크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 벤질 아크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체]가 포함된다.

이들 카복실 그룹 함유 공중합체(B1) 중에서, 메타크릴산 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체가 특히 바람직하다.

카복실 그룹 함유 공중합체(B1)에서 카복실 그룹 함유 불포화 단량체의 비는 바람직하게는 5 내지 50중량%이고, 보다 바람직하게는 10 내지 40중량%이다.

카복실 그룹 함유 공중합체(B1)는 본 발명에서 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

본 발명에서 다른 바람직한 결합제 수지는 N-치환된 말레이미드 공중합체이다. 이러한 공중합체는 N-치환된 말레이미드 및 기타 공중합 가능한 에틸렌계 불포화 단량체[이 후, "기타 불포화 단량체(b2)"로 칭함]와의 공중합체[이 후, "N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)"로 칭함]이다.

N-치환된 말레이미드의 N-치환체는 탄소수가 1 내지 20인 (사이클로)알킬 그룹, 탄소수가 6 내지 30인 아릴 그룹, 탄소수가 7 내지 30인 아르알킬 그룹 또는 이의 치환된 유도체이다. 이들 N-치환체 중에서, 탄소수 6 내지 20인 아릴 그룹 및 이의 치환된 유도체가 바람직하다.

N-치환된 말레이미드의 대표적인 예로는 N-(사이클로)알킬-치환된 말레이미드 및 이의 치환된 유도체(예: N-메틸말레이미드, N-에틸말레이미드, N-n-프로필말레이미드, N-i-프로필말레이미드, N-n-부틸말레이미드, N-3급-부틸말레이미드, N-n-펜틸말레이미드, N-n-헥실말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드, N-4-메틸사이클로헥실말레이미드 및 N-4-클로로사이클로헥실말레이미드); N-아릴 치환된 말레이미드 및 이의 치환된 유도체(예: N-페닐말레이미드, N-o-하이드록시페닐말레이미드, N-m-하이드록시페닐말레이미드, N-p-하이드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 및 N-p-클로로페닐말레이미드)와 N-아르알킬 치환된 말레이미드 및 이의 치환된 유도체(예: N-벤질말레이미드, N-페닐에틸말레이미드, N-o-하이드록시벤질말레이미드, N-m-하이드록시벤질말레이미드, N-p-하이드록시벤질말레이미드, N-o-메틸벤질말레이미드, N-m-메틸벤질말레이미드, N-p-메틸벤질말레이미드, N-o-메톡시벤질말레이미드, N-m-메톡시벤질말레이미드, N-p-메톡시벤질말레이미드 및 N-p-클로로벤질말레이미드)가 포함된다.

이들 N-치환된 말레이미드 중에서, N-사이클로헥실말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-하이드록시페닐말레이미드, N-m-하이드록시페닐말레이미드, N-p-하이드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드 및 N-p-메톡시페닐말레이미드가 바람직하다.

상기의 N-치환된 말레이미드는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

기타 불포화 단량체(b2)는 N-치환된 말레이미드와 공중합될 수 있는 경우 특별한 종류로 제한되지 않는다. 바람직하게는, 하나 이상의 상기 카복실 그룹 함유 불포화 단량체 및 하나 이상의 상기 기타 불포화 단량체(b1)의 단량체 혼합물이다.

N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)는 바람직하게는 N-페닐말레이미드 공중합체이고, 보다 바람직하게는 N-페닐말레이미드, 카복실 그룹 함유 불포화 단량체 및 기타 불포화 단량체(b1)의 공중합체이며, 특히 바람직하게는 N-페닐말레이미드그룹(1), 아크릴산 및/또는 메타크릴산(2), 스티렌(3) 및 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 2-하이드록시에틸 아크릴레이트, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 알릴 아크릴레이트, 알릴 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트, 폴리스티렌 거대 단량체 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물(4)의 공중합체이다.

N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)의 바람직한 예로는 N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 알릴 아크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 알릴 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 페닐 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체가 포함된다.

N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)에서 N-치환된 말레이미드의 비는 바람직 하게는 5 내지 50중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 40중량%이다.

N-치환된 말레이미드 공중합체가 N-치환된 말레이미드, 카복실 그룹 함유 불포화 단량체 및 기타 불포화 단량체(b1)의 공중합체인 경우에, 카복실 그룹 함유 불포화 단량체의 비는 바람직하게는 5 내지 50중량%이고, 보다 바람직하게는 10 내지 40중량%이며, 기타 불포화 단량체(b1)의 비는 바람직하게는 10 내지 90중량%이고, 보다 바람직하게는 20 내지 80중량%이다.

본 발명에 있어서, N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

본 발명에서 결합제 수지를 형성하는 각각의 수지 성분의 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라하이드로푸란이 용출 용매로서 사용됨)로 측정한 폴리스티렌과 관련된 중량 평균 분자량(이 후, "중량 평균 분자량"으로 간단히 칭함)은 바람직하게는 3,000 내지 300,000이고, 특히 바람직하게는 5,000 내지 100,000이다.

본 발명에서 결합제 수지의 양은 바람직하게는 착색제(A) 100중량부를 기준으로 하여, 10 내지 1,000중량부, 보다 바람직하게는 20 내지 500중량부이다. 결합제 수지의 양이 10중량부 미만인 경우, 컬러 필터 수지 조성물의 토출 안정성 및 형성된 화소의 경도가 저하되고, 결합제 수지의 양이 1,000중량부보다 큰 경우, 착색제의 농도가 상대적으로 저하됨으로써, 박막으로서 목적하는 색 농도를 성취하기가 어려워진다.

(C) 용매

본 발명에서 용매는 상압(1atm)에서의 비점(이 후, 간단히 "비점"으로 칭함)이 245℃ 이상인 용매이다. 고비점 용매의 비점은 바람직하게는 250℃ 이상, 보다 바람직하게는 260℃ 이상, 특히 바람직하게는 270℃ 이상이다. 고비점 용매의 비점의 상한선은 컬러 필터가 잉크 제트 시스템에 의해 본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물로부터 제조될 수 있는 경우에 특별히 제한되지 않는다. 그러나, 용매는 바람직하게는 수지 조성물의 제조 단계 및 컬러 필터의 제조 단계에서의 조작의 용이성이란 측면에서 비점이 바람직하게는 290℃ 이하, 보다 바람직하게는 280℃ 이하이며, 상온(20℃)에서 비교적 점도가 낮은 고비점 액체 용매이다. 따라서, 본 발명의 고비점 용매의 비점의 범위는 바람직하게는 250 내지 290℃, 보다 바람직하게는 260 내지 290℃, 특히 바람직하게는 270 내지 280℃이다.

고비점 용매의 대표적인 예로는 화학식 R¹-O(CH₂CH₂O)₂-R²의 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르계 용매(여기서, R¹ 및 R²는 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 10의 알킬 그룹이다); 화학식 R³-O(CH₂CH₂O)₃-R⁴의 트리에틸렌 글리콜 디알킬 에테르계 용매(여기서, R³ 및 R⁴는 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹이다); 화학식 R⁵-O(CH₂CH₂O)_i-R⁶의 폴리에틸렌 글리콜 디알킬 에테르계 용매(여기서, R⁵ 및 R⁶은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 10의 알킬 그룹이고, i는 4 내지 30의 정수이다); 화학식 R⁷-OCH(CH₃)CH₂O-R⁸의 프로필렌 글리콜 디알킬 에테르계 용매(여기서, R⁷ 및 R⁸은 각각 독립적으로 탄소수 4 내지 10의 알킬 그룹이다); 및 에스테르계 용매(예: 글리세린 트리아세테이트, 디-n-부틸 말레에이트, 디-n-부틸 푸마레이트, n-부틸 벤조에이트, 디메틸 프탈레이트, 디에틸 프탈레이트, 디-n-프로필 프탈레이트, 디-i-프로필 프탈레이트, 디-n-부틸 프탈레이트 및 i-아밀 살리실레이트)가 포함된다.

본 발명에서 고비점 용매의 바람직한 예로는 에테르계 용매(예: 디에틸렌 글리콜 디-n-부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 펜타에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 헥사에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디-n-부틸 에테르 및 부틸카비톨 아세테이트)가 포함된다. 이들 중에서, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르(비점: 275℃)가 특히 바람직하다.

상기의 고비점 용매는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

고비점 용매의 양은 결합제 수지(B) 100중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 100 내지 10,000중량부, 보다 바람직하게는 1,000 내지 10,000중량부이며, 특히 바람직하게는 2,000 내지 5,000중량부이다.

본 발명에서 고비점 용매를 사용함으로써 다음의 효과(1) 내지 (3)을 수득할 수 있다.

(1) 화소 패턴이 잉크 제트 시스템에 의해 형성되는 경우, 컬러 필터 수지 조성물을 장벽의 상단보다 솟아오른 상태로 되도록 투광 영역으로 토출시키고, 건조시켜 장벽에 의해 한정되는 투광 영역에서 화소 패턴을 형성한다. 고비점 용매의 증발 속도가 저하되고, 토출되는 수지 조성물의 상부 형태가 건조시 신속히 변하지 않기 때문에, 화소 패턴의 형성의 작업 마진이 개선된다.

(2) 화소 패턴이 잉크 제트 시스템에 의해 형성되는 경우, 컬러 필터 수지 조성물은 용매의 증발에 의해 서서히 점성이 된다. 용매의 비점이 저하되기 때문에, 점도 변화가 커짐으로써, 투광 영역으로 토출되는 수지 조성물의 상부 형태의 변화가 화소 패턴 형성 단계의 초기 및 말기에 커져서, 화소 패턴의 형성이 어려워진다. 이와는 대조적으로, 고비점 용매의 사용으로 이러한 점도 변화를 억제할 수 있고, 원하는 형상을 갖는 화소 패턴을 형성하기가 용이해진다.

(3) 컬러 필터 수지 조성물을 토출하기 위한 잉크 제트 헤드가 건조에 의해 막히는 것을 방지할 수 있고, 수지 조성물이 토출시의 잉크 제트 헤드의 건조에 의해 비행동안 휘어지는 것을 방지함으로써, 수지 조성물의 우수한 직진성을 보장할 수 있다. 따라서, 컬러 필터 수지 조성물의 이용 효율 및 컬러 필터 제조 장치의 세정 효율이 개선된다.

본 발명에 있어서, 필요에 따라, 고비점 용매와 함께, 비점이 245℃보다 낮은 용매(이 후, "저비점 용매"로 칭함)가 사용될 수 있다.

저비점 용매의 대표적인 예로는 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르(예: 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르); 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트(예: 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 및 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트); 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르(예: 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 및 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르); 디에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트(예: 디에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 및 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트); 프로필렌 글리콜 모노알킬 에테르 아세테이트(예: 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 및 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트); 기타 에테르(예: n-부틸 디글리콜 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 벤질 에틸 에테르, 디헥실 에테르 및 테트라하이드로푸란); 알콜(예: 1-옥탄올, 1-노난올 및 벤질 알콜); 케톤(예: 메틸 에틸 케톤, 사이클로헥사논, 2-헵타논, 3-헵타논, 아세토닐아세톤 및 이소포론); 카복실산(예: 카프로산 및 카프릴산); 알킬 락테이트(예: 메틸 2-하이드록시프로피오네이트 및 에틸 2-하이드록시프로피오네이트); 기타 에스테르(예: 에틸 2-하이드록시-2-메틸프로피오네이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, 메틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 에틸 에톡시아세테이트, 에틸 하이드록시아세테이트, 메틸 2-하이드록시-3-메틸부타노산, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 프로피오네이트, 에틸 아세테이트, n-부틸 아세테이트, 이소부틸 아세테이트, n-아밀 포르메이트, 이소아밀 아세테이트, 부틸 프로피오네이트, 에틸 부티레이트, 이소프로필 부티레이트, n-부틸 부티레이트, 메틸 피루베이트, 에틸 피루베이트, n-프로필 피루베이트, 메틸 아세토아세테이트, 에틸 아세토아세테이트, 에틸 2-옥소부타노산, 벤질 아세테이트, 에틸 벤조에이트, 디에틸 옥살레이트, 디에틸 말레에이트, γ-부티로락톤, 에틸렌 카보네이트 및 프로필렌 카보네이트); 및 방향족 탄화수소(예: 톨루엔 및 크실렌)가 포함된다.

이들 저비점 용매는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

저비점 용매의 비는 전체 고비점 용매 및 저비점 용매를 기준으로 하여, 바람직하게는 20중량% 이하이고, 바람직하게는 5중량% 이하이다. 저비점 용매의 비가 20중량% 이상인 경우, 고비점 용매의 사용으로부터 예상되는 바람직한 효과가 손실될 수 있다.

다관능성 단량체

본 발명에서 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물은 가교결합 가능한 단량체 성분으로서 두 개 이상의 중합 가능한 불포화 결합을 갖는 다관능성 단량체를 함유할 수 있다.

상기 다관능성 단량체의 대표적인 예로는 알킬렌 글리콜(예: 에틸렌 글리콜 및 프로필렌 글리콜)의 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; 폴리알킬렌 글리콜(예: 폴리에틸렌 글리콜 및 폴리프로필렌 글리콜)의 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; 세 개 이상의 하이드록시 그룹을 갖는 다가 알콜(예: 글리세린, 트리메틸올프로판, 펜타에리트리톨 및 디펜타에리트리톨) 및 이의 카복실산 개질된 생성물의 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트; 올리고아크릴레이트 및 올리고메타크릴레이트(예: 폴리에스테르, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 알키드 수지, 실리콘 수지 및 스피란 수지); 양쪽 말단 하이드록시화된 중합체(예: 양쪽 말단 하이드록시폴리부타디엔, 양쪽 말단 하이드록시폴리이소프렌 및 양쪽 말단 하이드록시폴리카프롤 락톤)의 디아크릴레이트 및 디메타크릴레이트; 및 트리스(2-아크릴로일옥시에틸)포스페이트와 트리스(2-메타크릴로일옥시에틸)포스페이트가 포함된다.

이들 다관능성 단량체 중에서, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리메타크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라메타크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사메타크릴레이트 및 하기 화학식 1의 화합물과 같은 세 개 이상의 하이드록시 그룹을 갖는 다가 알콜 및 이의 카복실산 개질된 생성물의 폴리아크릴레이트 및 폴리메타크릴레이트가 바람직하다.

트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트의 경우 강도가 높고 표면 평활도가 우수한 화소를 제공하기 때문에 특히 바람직하다.

상기의 다관능성 단량체는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

본 발명에서 다관능성 단량체의 양은 결합제 수지(B) 100중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 500중량부 이하, 보다 바람직하게는 20 내지 300중량부이다. 다관능성 단량체의 양이 500중량부보다 큰 경우, 잉크 토출성능이 저하되기 쉽다.

한 개의 중합 가능한 불포화 결합을 갖는 일관능성 단량체는 본 발명에서 상기의 다관능성 단량체와 함께 사용될 수 있다.

일관능성 단량체의 대표적인 예로는 메톡시에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시디프로필렌 글리콜 아크릴레이트, 메톡시프로필렌 글리콜 메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌 글리콜 메타크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트, 2-하이드록시-3-페녹시프로필 메타크릴레이트, 2-아크릴로일옥시에틸 석시네이트, 2-메타크릴로일옥시에틸 석시네이트 및 ω-카복시폴리카프롤락톤 모노메타크릴레이트 등이 포함된다. 일관능성 단량체의 시판중인 제품에는 M-5300 및 M-5400(상표명, 제조원: 도아고세이 케미칼 인더스트리, 리미티드)이 포함된다.

이들 일관능성 단량체는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

일관능성 단량체의 양은 전체 다관능성 단량체 및 일관능성 단량체를 기준으로 하여, 바람직하게는 90중량% 이하, 보다 바람직하게는 50중량% 이하이다.

광중합 개시제

광중합 개시제를 본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물내로 블렌딩시켜 수지 조성물에 방사선 경화성을 부여한다.

본 명세서에 사용한 "방사선"이란 용어는 가시광선, 자외선, 원적외선, X선 및 전자 비임 등을 포함한다.

광중합 개시제는 바람직하게는 화학식 2의 화합물[이 후, "비이미다졸계 화합물 (2)"로 칭함] 및 화학식 3의 화합물[이 후, "비이미다졸계 화합물 (3)"으로 칭함]로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 비이미다졸계 화합물을 함유하는 성분이다.

위의 화학식 2 및 3에서,

X는 수소원자, 할로겐 원자, 시아노 그룹, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 및 탄소수 6 내지 9의 아릴 그룹이고, 다수의 X는 동일하거나 상이할 수 있고,

A는 -COOR(여기서, R은 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 탄소수 6 내지 9의 아릴 그룹이다)이고, 다수의 A는 동일하거나 상이할 수 있고,

m은 1 내지 3의 정수이고,

n은 1 내지 3의 정수이고,

X¹, X² 및 X³은 각각 독립적으로 수소원자, 할로겐 원자, 시아노 그룹, 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 탄소수 6 내지 9의 아릴 그룹이며,

단 X¹, X² 및 X³ 중의 둘 이상은 동시에 수소원자일 수 없다.

화학식 2 및 화학식 3에서, X, X¹, X² 및 X³으로 표시되는 할로겐 원자의 예로는 염소 원자, 브롬 원자 및 요오드 원자 등이 포함된다. 탄소수 1 내지 4인 알킬 그룹의 예로는 메틸 그룹, 에틸 그룹, n-프로필 그룹, i-프로필 그룹, n-부틸 그룹, i-부틸 그룹, 2급-부틸 그룹 및 3급-부틸 그룹 등이 포함되며, 탄소수 6 내지 9인 아릴 그룹의 예로는 페닐 그룹, o-톨릴 그룹, m-톨릴 그룹 및 p-톨릴 그룹 등이 포함된다.

화학식 2에서, A로 표시되는 -COOR에서의 R은 X에 대해 열거한 것과 동일한 탄소수 1 내지 4의 알킬 그룹 또는 탄소수 6 내지 9의 아릴 그룹이다.

화학식 2 및 화학식 3은 일반적으로 두 개의 이미다졸 단위가 1번 위치 또는 2번 위치에서 서로에 대해 결합되는 구조를 나타낸다. 따라서, 비이미다졸계 화합물(2) 및 비이미다졸계 화합물(3)은 화학식 4 내지 6의 주요 골격을 갖는 화합물 중의 하나 또는 이들의 혼합물이다.

비이미다졸계 화합물(2) 및 비이미다졸계 화합물(3)의 대표적인 예는 하기에 제시되어 있다.

비이미다졸계 화합물(2)의 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-시아노페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-시아노페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-시아노페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-에틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-에틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-에틸페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-페닐페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-메톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2-페닐페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 및 2,2'-비스(2-페닐페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-페녹시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 등이 포함된다.

비이미다졸계 화합물(3)의 예로는 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미 다졸, 2,2'-비스(2,4-디시아노페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리시아노페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리메틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디에틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리에틸페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디페닐페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 및 2,2'-비스(2,4,6-트리페닐페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등이 포함된다.

이들 중에서, 비이미다졸계 화합물(2)로는, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 또는 2,2'-비스(2-브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸이 특히 바람직하다. 이들 중에서, 비이미다졸계 화합물(3)으로는, 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 2,2'-비스(2,4,6-트리브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 특히 바람직하다.

비이미다졸계 화합물(2) 및 비이미다졸계 화합물(3)은 용매에 대한 용해도가 우수하고, 불용성 생성물 및 석출물 등의 이물질을 거의 생성하지 않는다. 또한, 이들은 감도가 높고, 적은 에너지량의 방사선 조사에 의해서 경화 반응을 충분히 진행시키고, 높은 콘트라스트를 제공하며, 방사선 미조사 부분에서 경화 반응을 유발하지 않는다. 따라서, 이러한 비이미다졸계 화합물을 사용함으로써 우수한 컬러 필터를 형성할 수 있다.

본 발명에 있어서, 비이미다졸계 화합물(2) 및 비이미다졸계 화합물(3)은 단독으로 또는 각각 둘 이상의 혼합물로 또는 혼합되어 사용될 수 있다.

본 발명에서 비이미다졸계 화합물(2) 및 비이미다졸계 화합물(3)의 총량은 다관능성 단량체가 사용되지 않는 경우에, 결합제 수지(B) 100중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 50중량부 이하, 보다 바람직하게는 0.5 내지 30중량부, 특히 바람직하게는 0.5 내지 10중량부이다. 다관능성 단량체가 사용되는 경우, 총량은 다관능성 단량체 100중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 0.01 내지 200중량부, 보다 바람직하게는 1 내지 120중량부, 특히 바람직하게는 1 내지 50중량부이다. 이들 화합물의 총량을 상기 범위로 조절하여 패턴 형태와 기판에 대한 접착력이 우수한 화소를 형성할 수 있다.

기타 광 라디칼 생성제, 증감제, 경화촉진제 및 중합체 화합물로 구성된 광가교결합제 또는 감광제(이후, "중합체 광가교결합 및 증감제"로 칭함)로부터 선택된 하나 이상의 화합물은 비이미다졸계 화합물(2) 및/또는 비이미다졸계 화합물(3)과 함께 광중합 개시제 성분으로서 사용될 수 있다.

기타 광 라디칼 생성제의 대표적인 예로는 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-하이드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-하이드록시에톡시)페닐-(2-하이드록시-2-프로필)케톤, 1-하이드록시사이클로헥실페닐케톤, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 2,4-디에틸티오크산톤, 3,3-디메틸-4-메톡시벤조페논, 4-아지도벤즈알데히드, 4-아지도아세토페논, 4-아지도벤잘아세토페논, 아지도피렌, 4-디아지도디페닐아민, 4-디아조-4'-메톡시디페닐아민, 4-디아조-3-메톡시디페닐아민, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4'-트리메틸펜틸포스핀 옥사이드, 디벤조일, 벤조인 이소부틸 에테르, N-페닐티오아크리돈 및 트리페닐피릴륨 퍼클로레이트가 포함된다.

이들 기타 광 라디칼 생성제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

증감제의 대표적인 예로는 4-디에틸아미노아세토페논, 4-디메틸아미노프로피오페논, 에틸-4-디메틸아미노벤조에이트, 2-에틸헥실-1,4-디메틸아미노벤조에이트, 2,5-비스(4'-디에틸아미노벤잘)사이클로헥사논, 7-디에틸아미노-3-(4-디에틸아미노벤조일)쿠마린 및 4-(디에틸아미노)칼콘이 포함된다.

이들 증감제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

경화 촉진제의 대표적인 예로는 2-머캅토벤조이미다졸, 2-머캅토벤조티아졸, 2-머캅토벤조옥사졸, 2,5-디머캅토-1,3,4-티아디아졸 및 2-머캅토-4,6-디메틸아미노피리딘이 포함된다.

이들 경화 촉진제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

상기의 기타 광 라디칼 생성제, 증감제 및 경화 촉진제 중에서, 2-하이드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 2-메틸-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-머캅토벤조티아졸이 바람직한데, 이는 형성된 화소가 현상시 기판으로부터 거의 탈락되지 않고, 강도 및 감도가 높기 때문이다.

본 발명에 있어서, 광중합 개시제는 비이미다졸계 화합물(2) 및/또는 비이미다졸계 화합물(3)과, 벤조페논계 및 아세토페논계의 기타 광 라디칼 생성제 및 티아졸계 경화촉진제로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물과의 혼합물이 특히 바람직하다.

특히 바람직한 혼합물의 대표적인 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤 및 2-머캅토벤조티아졸의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤의 혼합물; 및 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤 및 2-머캅토벤조티아졸의 혼합물이 포함된다.

본 발명에서 기타 광 라디칼 생성제의 양은 광중합 개시제의 총량을 기준으로 하여, 바람직하게는 80중량% 이하이고, 증감제 및/또는 경화촉진제의 총량은 바람직하게는 광중합 개시제의 총량을 기준으로 하여, 80중량% 이하이다.

중합체 광가교결합제/증감제는 주쇄 및/또는 측쇄에서 광가교결합제 또는 감광제로서 작용할 수 있는 관능기를 갖는 중합체 화합물이다. 중합체 광가교결합제/증감제의 대표적인 예로는 4-아지도벤즈알데히드 및 폴리비닐 알콜의 축합물, 4-아지도벤즈알데히드 및 페놀 노볼락 수지의 축합물, 신남산 및 4-(메트)아크릴로일페닐의 (공)중합체, 1,4-폴리부타디엔 및 1,2-폴리부타디엔이 포함된다.

이들 중합체 광가교결합제/증감제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

중합체 광가교결합제/증감제의 양은, 전체 비이미다졸계 화합물(2) 및/또는 비이미다졸계 화합물(3) 100중량부를 기준으로 하여, 바람직하게는 200중량부 이하, 보다 바람직하게는 180중량부 이하이다.

기타 부가제

본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물은 다양한 다른 부가제를 필요에 따라 함유할 수 있다.

부가제에는, 예를 들면, 분산 보조제(예: 구리 프탈로시아닌 유도체로 예시되는 청색 안료 유도체 또는 황색 안료 유도체); 충전제(예: 유리 또는 알루미나); 중합체 화합물(예: 폴리비닐 알콜, 폴리에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르 또는 폴리플루오로알킬 아크릴레이트); 접착촉진제(예: 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란 또는 3-머캅토프로필트리메톡시실란); 산화 방지제[예: 2,2-티오비스(4-메틸-6-3급-부틸페놀) 또는 2,6-디-3급-부틸페놀]; 자외선 흡수제[예: 2-(3-3급-부틸-5-메틸-2-하이드록시페닐)-5-클로로벤조트리아졸 또는 알콕시벤조페논]; 응고방지제(예: 나트륨 폴리아크릴레이트); 잉크 제트 토출 안정제(예: 메탄올, 에탄올, i-프로판올, n-부탄올 및 글리세린); 및 에프-탑 EF301, EF303 또는 EF352[제조원: 신 아키타 가세이 캄파니, 리미티드(Shin Akita Kasei Co., Ltd.)], 메가팩 F171, F172, F173 또는 F178K(제조원: 다이닛폰 잉크 앤드 케미칼스, 인포코레이티드), 플로라드 FC430 또는 FC431(제조원: 스미토모 쓰리엠 리미티드), 아사히 가드 AG710 또는 서플론 S-382, SC-101, SC-102, SC-103, SC-104, SC-105 또는 SC-106(제조원: 아사히 글라스 캄파니, 리미티드), KP341(제조원: 신-에츠 케미칼 캄파니, 리미티드) 및 폴리플로우 No.75 또는 No.95(제조원: 교에이샤 케미칼 캄파니, 리미티드)로 시판중인 계면활성제가 포함된다.

본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물은 열에 의한 산 발생제 및 산 가교결합제를 추가로 함유할 수 있다.

열에 의한 산 발생제는 열에 의해 산을 생성하는 성분으로, 설포늄 염, 벤조티아졸륨 염, 암모늄 염 및 포스포늄 염과 같은 오늄 염을 예로 들 수 있다. 이들 중에서, 설포늄 염 및 벤조티아졸륨 염이 바람직하다.

설포늄 염은 바람직하게는 화학식 7의 화합물[이 후, "설포늄 염 (7)"로 칭함]이다.

위의 화학식 7에서,

R⁹, R¹⁰ 및 R¹¹은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 5의 1가 탄화수소 또는 이의 치환된 유도체이거나, 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹 또는 이의 치환된 유도체이고,

단 R⁹, R¹⁰ 및 R¹¹ 중의 하나 이상은 탄소수 6 내지 10의 아릴 그룹 또는 이의 치환된 유도체이며,

Y^-는 1가 음이온이다.

설포늄 염(7)의 대표적인 예로는 디알킬설포늄 염(예: 4-아세토페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 4-벤질옥시카보닐옥시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-벤조일옥시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-벤조일옥시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트 및 3-클로로-4-아세톡시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트); 모노벤질설포늄 염(예: 4-하이드록시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-메톡시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 2-메틸-4-하이드록시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트 및 3-클로로-4-하이드록시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트); 디벤질설포늄 염(예: 4-하이드록시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로포스페이트, 4-아세톡시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-메톡시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 3-클로로-4-하이드록시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로아르세네이트 및 3-클로로-4-하이드록시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트); 및 치환된 벤질설포늄 염(예: 4-하이드록시페닐-4-메톡시벤질메틸설포늄 헥사플루오로포스페이트, 4-하이드록시페닐-4-클로로벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐-4-니트로벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐- 4-클로로벤질메틸설포늄 헥사플루오로포스페이트, 3-메틸-4-하이드록시페닐-4-니트로벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐-3,5-디클로로벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 3-클로로-4-하이드록시페닐-2-클로로벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트 및 4-하이드록시페닐벤질-4-메톡시벤질설포늄 헥사플루오로포스페이트)이 포함된다.

벤조티아졸륨 염의 대표적인 예로는 3-벤질벤조티아졸륨 헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질벤조티아졸륨 헥사플루오로포스페이트, 3-벤질벤조티아졸륨 테트라플루오로보레이트, 3-(4-메톡시벤질) 벤조티아졸륨 헥사플루오로안티모네이트, 3-벤질-2-메틸티오벤조티아졸륨 헥사플루오로안티모네이트 및 3-벤질-5-클로로벤조티아졸륨 헥사플루오로안티모네이트와 같은 벤질벤조티아졸륨 염이 포함된다.

설포늄 염(7) 및 벤조티아졸륨 염 중에서, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 헥사플루오로아르세네이트, 4-하이드록시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐벤질메틸설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-하이드록시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디벤질설포늄 헥사플루오로안티모네이트 및 3-벤질벤조티아졸륨 헥사플루오로안티모네이트가 바람직하다. 이들 화합물은 선에이드(Sunaide) SI-L85, SI-L110, SI-L145, SI-L150 및 SI-L160의 상표명(제조원: 산신 가가쿠 고교 캄파니, 리미티드(Sanshin Kagaku Kogyo Co., Ltd.)]으로 시판되고 있다.

상기의 열에 의한 산 발생제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

상기의 산 가교결합제는 바람직하게는 분자에 화학식 -CH₂OR¹²의 1가 유기 그룹(여기서, R¹²는 수소원자 또는 탄소수가 바람직하게는 1 내지 6이고, 보다 바람직하게는 탄소수가 1 내지 4인 알킬 그룹이다)(이 후, "메틸올(에테르) 그룹"으로 칭함)을 둘 이상 갖는 화합물이고, 보다 바람직하게는 질소 원자에 결합된 1가 유기 그룹을 갖는 화합물로, 즉 N-메틸올 그룹 및/또는 N-알콕시메틸 그룹을 갖는 화합물이다. 산 가교결합제가 분자에 두 개 이상의 메틸올(에테르) 그룹을 갖는 경우, 메틸올(에테르) 그룹은 동일하거나 상이할 수 있다.

결합제 수지(B)가 카복실 그룹을 갖는 경우, 산 가교결합제의 메틸올(에테르) 그룹은 열에 의한 산 발생제로부터 생성되는 산의 존재하에 결합제 수지(B)의 카복실 그룹과 반응하여 가교결합 구조를 형성한다.

산 가교결합제의 대표적인 예로는 화학식 8의 N,N,N,N,N,N-헥사(알콕시메틸)멜라민과 같은 알콕시메틸 그룹을 갖는 멜라민과, 화학식 9의 N,N,N,N-테트라(알콕시메틸)글리콜우릴과 같은 알콕시메틸 그룹을 갖는 글리콜우릴이 포함된다.

위의 화학식 8 및 9에서,

R¹³ 내지 R²²는 각각 독립적으로 탄소수가 바람직하게는 1 내지 6이고, 보다 바람직하게는 1 내지 4인 알킬 그룹이다.

기타 산 가교결합제에는 우레아-포름알데히드 수지, 티오우레아-포름알데히드 수지, 멜라민-포름알데히드 수지, 구안아민-포름알데히드 수지, 벤조구안아민-포름알데히드 수지, 글리콜우릴-포름알데히드 수지, 및 메틸올(에테르) 그룹을 폴리비닐페놀에 도입시켜 수득한 화합물이 포함된다.

이들 산 가교결합제는 단독으로 또는 둘 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.

상기의 산 가교결합제 중에서, 알콕시메틸 그룹을 갖는 멜라민 및 알콕시메틸 그룹을 갖는 글리콜우릴이 바람직하고, 알콕시메틸 그룹을 갖는 멜라민이 특히 바람직하다. 알콕시메틸 그룹을 갖는 멜라민(α) 및 알콕시메틸 그룹을 갖는 글리콜우릴(β)을 바람직하게는 5/95 내지 95/5, 보다 바람직하게는 10/90 내지 90/10의 [α/β] 중량비로 혼합하여 제조한 산 가교결합제가 특히 바람직한데, 이는 가교결합성, 내열성 및 내용매성과 낮은 유전상수 사이에 양호한 균형을 갖는 경화 생성물이 수득되기 때문이다.

본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물은 이와 컬러 필터를 형성하는 수지 조성물로부터 형성된 장벽 사이의 접촉각이 40°이상, 바람직하게는 50°이상이다. 이러한 접촉각에 따라, 화소 어레이 사이에서의 수지 조성물의 혼색을 제거할 수 있고, 투광 영역으로 토출될 수 있는 수지 조성물의 양을, 화소 패턴의 만족스러운 색 농도를 보장하도록 증가시킬 수 있다.

컬러 필터 제조 공정

이어서, 잉크 제트 시스템에 의한 본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물로부터의 컬러 필터의 제조방법(이 후, "컬러 필터 제조 공정"으로 간단히 칭함)이 기술된다.

도 2는 본 발명의 컬러 필터 제조 공정으로 제조된 컬러 필터를 갖는 액정 표시 장치의 한 예의 주요 부분을 도시한 종단면도이다.

도에 나타낸 바와 같이, 컬러 필터(1)는 기본적으로 기판(101), 장벽(102), 화소 패턴(20)(예: 적색), (21)(예: 녹색) 및 (22)(예: 청색)을 이들 화소 패턴을 보호하기 위한 보호층(103)에 적층시키는 단계를 포함한다. 장벽(102)을 제외한 이들 구성 부재는 빛을 투과하지만, 장벽(102)은 빛을 투과하거나 차단할 수 있다.

또한, 액정 표시 장치(6)는 기판(101)의 외측에 배열된 편광기(201) 및 공통 전극(202), 배향막(203), 액정층(204), 배향막(205), 화소 전극(206), 기판(207) 및 편광판(208)[이들 모두는 보호층(103) 위에 형성됨]을 적층시키는 단계를 포함한다.

투광 물질은 컬러 필터의 제조 단계에서 가열 조건에 대한 내열성 및 소정의 기계적 강도를 갖는 경우에 기판(101) 물질로서 사용될 수 있다. 투광 물질의 예로는 유리, 규소, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드-이미드, 폴리이미드, 노르보넨 기본 개환 중합체 및 이의 수소화물이 포함된다. 이러한 물질로부터 제조된 기판은 실란 커플링제 등으로 화학 처리하거나, 플라즈마 처리, 이온 도금, 스퍼터링, 증기상 반응 또는 증착 등의 예비 처리를 할 수 있다.

이들 물질은 기판(207)에서 사용될 수 있지만, 두 기판의 물질은 경우에 따라 상이할 수 있다.

장벽(102)은 장벽 형성용으로 적절한 수지 조성물로부터 제조하며, 도에서 기판(101) 표면을 격자 형태로 구획화했다. 장벽(102)에 의해 구분되는 영역은 빛을 투과하기 위한 투광 영역이다. 장벽(102)에 의해 구분되는 각 영역의 형태는 경우에 따라 변할 수 있다.

장벽(102)을 형성하는데 사용되는 수지 조성물은, 결합제 수지, 다관능성 단량체 및 광중합 개시제를 포함하고 방사선 조사에 의해 경화되는 방사선 민감성 수지 조성물(i)이거나 결합제 수지, 방사선 조사에 의해 산을 생성하는 화합물 및 방사선 조사에 의해 생성된 산의 작용에 의해 가교결합될 수 있는 가교결합성 화합물을 포함하고 방사선 조사에 의해 경화되는 방사선 민감성 수지 조성물(ii)이다. 장벽을 형성하기 위한 이들 방사선 민감성 수지 조성물은 일반적으로 용매와 혼합하여 사용 전에 액체 조성물을 제조한다. 용매는 고비점 용매 또는 저비점 용매일 수 있다.

본 발명에서 장벽 형성용 방사선 민감성 수지 조성물은 바람직하게는, 헥사플루오로프로필렌, 불포화 카복실산(무수물) 및 기타 공중합 가능한 에틸렌계 불포화 단량체의 공중합체(a); 방사선 조사에 의해 산을 생성하는 화합물(b); 방사선 조사에 의해 생성되는 산의 작용에 의해 가교결합될 수 있는 가교결합성 화합물(c); 성분 (a)가 아닌 불소 함유 유기 화합물(d); 및 상기 성분 (a) 내지 (d)를 용해시킬 수 있는 용매(e)를 포함하는, 일본 공개특허공보 제(평)10-86456호에 기재된 바와 같은 조성물이다.

화소 패턴(20)은, 예를 들면, 적색 착색제를 함유하는 컬러 필터 수지 조성물로부터 형성되며, 화소 패턴(21)은, 예를 들면, 녹색 착색제를 함유하는 컬러 필터 수지 조성물로부터 형성되고, 화소 패턴(22)는, 예를 들면, 청색 착색제를 함유하는 컬러 필터 수지 조성물로부터 형성된다. 이들 화소 패턴은 이후에 기술되는 잉크 제트 시스템에 의해 형성된다.

장벽(102)에 의해 구분되는 화소 패턴의 총수는 액정 표시 장치에서 각 색상의 화소 패턴의 수에 원색(도면에서는 세 가지 색상, 즉, 적색, 녹색 및 청색)의 수를 곱하여 수득한 수이다. 예를 들면, 정보 터미널(예: 개인용 컴퓨터)에 사용되는 VGA계 액정 표시 장치의 경우, 각 색상에 대한 화소 패턴의 수는 640열 x 480 라인이고, 전체 화소 패턴의 수는 (640 x 480 x 3)이다. 예를 들면, 화소 패턴의 피치는 100㎛이다. 도면에서는 용이하게 이해할 수 있도록 화소 패턴의 수를 적게 표시했다.

보호층(103)은 컬러 필터용 보호층의 형성시 통상 사용되는 물질로부터 제조되지만, 바람직하게는 빛 또는 열이나, 이들 둘 다의 작용에 의해 경화되는 물질로부터 제조됨으로써, 범용 노광 장치, 베이킹 노 또는 핫 플레이트가 사용될 수 있다. 이는 장치의 경비를 감소시키거나, 공간을 절약할 수 있게 한다.

또한, 공통 전극(202)은 통상 사용되는 처리 방법에 의해 투광성과 전도성을 겸비한 물질, 예를 들면, ITO(산화주석인듐)로부터 제조할 수 있다. 배향막(203 및 205)은 적절한 액정 배향제로부터 형성된 막을 문질러 형성할 수 있으며, 액정 분자를 일정 방향으로 배향시키는 작용을 갖는다.

액정층(204)은 분극된 액정 분자로 구성되고, 전압 인가에 의해 액정 분자의 배향 방향의 제어가 가능하도록 구성되어 있다.

화소 전극(206)은 컬러 필터(1)의 화소 패턴에 상응하게 배치되고, 구동 수단(참조: 도 4)의 각각의 출력 단자가 접속되어 있다. 또한, 화소 전극(206)은 투광성과 전도성을 겸비한 재료로부터 제조되고, 공통 전극(202)과 동일하거나 경우에 따라 공통 전극(202)과 상이한 재료로 제조할 수 있다. TFT(박막 트랜지스터) 또는 TFD(박막 다이오드) 등이 상기한 구동 수단으로서 사용될 수 있다.

편광판(201 및 208)은 각각 기판(101 및 207)의 외측면에 적층된다. 이들 편광판은 단지 액정 표시 장치(6)의 뒤로부터 조사되는 역광 중, 특정한 편광 상태의 광만을 투과시킨다. 이들 두 편광판은 투광 후의 광 비임의 편광 방향이, 액정층(204)에 전압을 인가하지 않을 경우, 액정 분자가 의해 광에 부여되는 편광 회전각만을 빗겨나가도록 배치되어 있다.

이어서, 도 1 내지 도 3을 참조하여, 컬러 필터 제조 공정을 기술한다.

액정 표시 장치(6)로부터 컬러 필터(1)를 제조하는 유일한 방법을 하기에서 기술한다. 공지된 기술은 액정 표시 장치(6)의 다른 구성 부분을 제조하는 데 적용시킬 수 있다.

도 1은 도 3의 라인 A-A에 따라 절단된, 컬러 필터(1)의 제조 공정예의 주요 부분을 도시한 종단면도이다. 도 3은 컬러 필터(1)의 평면도이다.

장벽을 형성하기 위한 방사선 민감성 수지 조성물을 용액으로서 기판(101)에 도포시킨 후에, 용매를 증발시키기 위하여 예비 베이킹(PB)시켜 도포막을 형성한다. 예비 베이킹 조건은 50 내지 150℃의 가열 온도와 30 내지 60초의 가열 시간을 포함한다.

그 후, 광 마스크를 통하여 도포막에 방사선을 조사하고 노광후 베이킹(post-exposure baked; PEB)시켜, 알칼리 현상액으로 현상함으로써 도포막의 방사선 조사되지 않은 부분을 용해시키고 제거한다. 이에 의해, 도 1(a)에 도시된 바와 같이, 장벽(102)에 의해 한정된 소정의 장벽 패턴이 소정의 배열로 형성되어 있는 기판의 표면에, 빛을 투과하기 위한 다수의 투광 영역(105)이 형성되어 있는 기판(101)을 수득한다. 이러한 경우의 PEB 조건은 50 내지 150℃의 가열 온도, 약 30 내지 600초의 가열 시간 및 약 1 내지 500mJ/㎠의 조사량을 포함한다. 현상 시간은 약 10 내지 300초이고, 현상법은 퍼들 현상, 침지 현상 또는 진동 침지 현상 등이다. 현상 후에, 후베이킹(post-baking)은 약 150 내지 280℃의 가열 온도에서 약 3분 내지 2시간의 가열 시간 동안 수행할 수 있다.

이어서, 도 1(b)에 나타낸 바와 같이, 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물을 각각의 투광 영역(105)에 저장되도록 잉크 제트 헤드(10)로부터 각각의 투광 영역(105)으로 토출시켜, 수지 조성물의 상부 표면이 장벽(102)의 상부 말단 보다 높도록 하여 수지 조성물의 저장층(21, 22, ....)이 형성되도록 한다. 참조 번호(20)은 수지 조성물이 토출됨을 나타낸다. 수지 조성물의 토출 속도는, 예를 들면, 약 0.01 내지 100m/sec이다.

도 1(c)에 나타낸 바와 같이, 각 저장층의 수지 조성물은 가열에 의해 건조시킴으로써 용매를 증발시켜 소정의 두께를 갖는 화소 패턴(20, 21, 22, ....)을 형성한다. 각 저장층의 용적은 이러한 처리로 감소된다. 이러한 경우에 열처리는 전체 기판을 소정의 온도(예: 50℃)에서 히터로 가열하여 수행한다.

기판을 경우에 따라 방사선 조사시킨 후에, 소정의 온도(예: 약 150 내지 280℃)에서 소정의 시간(예: 약 3분 내지 2시간) 동안 가열하여 수지 조성물을 완전히 건조시키고 가교결합시킨다. 이러한 경우에 조사량은 약 1 내지 500mJ/㎠이다.

화소 패턴(20, 21, 22,....)을 형성하기 위하여, 적색, 녹색 및 청색 수지 조성물을 연속적으로 사용하여 기판(101) 위에 세 개의 적색, 녹색 및 청색 기본 컬러 화소 어레이를 형성한다.

그 후, 도 1(d)에 나타낸 바와 같이, 보호층(103)을 적절한 수지로부터 형성하여 형성된 화소 패턴을 보호하고 도포하며, 컬러 필터의 표면을 평평하게 한다.

또한, 도 1(e)에 나타낸 바와 같이, 광 투과성 및 전도성 물질(예: ITO)을 사용하여 스퍼터링 또는 증착법에 의해 보호층(103) 위에 공통 전극(202)을 형성한다. 공통 전극(202) 패턴을 형성하기 위하여, 공통 전극(202)을 화소 전극(206)과 같은 다른 구성 부품의 패턴 형태에 따라 에칭시킨다.

컬러 필터(1)는 상기 단계를 통하여 제조할 수 있다.

그 후, 도 2에 나타낸 바와 같이, 화소 전극(206)을 갖는 기판(207)과 컬러 필터(1)와의 사이에 배향막(203), 액정층(204) 및 배향막(205)을 연속적으로 형성하고, 양쪽 외측면에 편광판(201 및 208)을 적층시켜 액정 표시 장치(6)를 제조한다.

기판(101) 위에 장벽을 형성하기 위한 방사선 민감성 수지 조성물을 피복시키기 위하여, 회전 피복법, 주조 피복법 또는 롤 피복법 등이 사용될 수 있다. 예비 베이킹 후에 도포막의 두께는 바람직하게는 0.1 내지 10㎛, 보다 바람직하게는 0.5 내지 3.0㎛이다.

장벽(102) 및 화소 패턴(20, 21, 22,...)을 형성하는 데 사용되는 방사선은 가시광선, 자외선, 원자외선, X선 또는 전자 비임 등이지만, 바람직하게는 파장이 190 내지 450㎚인 방사선이다.

장벽(102)을 형성하는 데 사용되는 알칼리 현상제는 바람직하게는 탄산나트륨, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 실리콘 나트륨, 메타실리콘 나트륨, 암모니아수, 에틸아민, n-프로필아민, 디에틸아민, 디-n-프로필아민, 트리에틸아민, 메틸디에틸아민, 디메틸에탄올아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄 하이드록사이드, 테트라에틸암모늄 하이드록사이드, 콜린, 피롤, 피페리딘, 1,8-디아자비사이클로[5.4.0]-7-운데센 또는 1,5-디아자비사이클로[4.3.0]-5-노넨의 수용액이다.

수용성 유기 용매(예: 메탄올 또는 에탄올) 및 계면활성제를 적절한 양으로 알칼리 현상제에 가할 수 있다. 알칼리 현상제로 현상한 후, 기판을 물로 세척하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 컬러 필터 제조 공정에 사용되는 컬러 필터 제조 장치를 도시한 것이다.

이 컬러 필터 제조 장치는 잉크 제트 헤드(10)를 조절하기 위한 제어장치(2), 모터(3 및 4) 및 위치 센서(5)를 포함한다.

잉크 제트 헤드(10)는 이의 노즐로부터 공급되는 컬러 필터 수지 조성물을 토출한다. 특별한 형태로 제한되지 않지만, 공지된 잉크 제트 시스템일 수 있다. 컬러 필터 수지 조성물이 본 발명에 사용되므로, 잉크 제트 헤드(10)는 바람직하게는 물질이 손상되는 것을 방지하기 위하여 수지 조성물에 작용하는 열을 유발하지 않는 피에조 제트 시스템(piezo jet system)이다.

컬러 필터 수지 조성물을 토출하기 위한 압전체 소자(40)의 N수(여기서, N은 임의의 수이다)는 피에조 제트-잉크 제트 헤드(10)에 제공된다. 압전체 소자(40)는 독립적으로 구동하거나, 구동하지 않을 수 있다.

도 5는 잉크 제트 헤드(10)의 주요 부분의 부분 파단도이다.

잉크 제트 헤드(10)는 주로 압력 챔버 기판(11), 진동판(12) 및 노즐판(13)으로 이루어진다. 진동판(12)은 압력 챔버 기판(11)의 한 면에 제공되고, 노즐판(13)은 압력 챔버 기판(11)의 다른 면에 제공된다.

압력 챔버(14), 측벽(15), 저장소(16) 및 공급구(17) 등은, 예를 들면, 실리콘 기판을 에칭시켜 압력 챔버 기판(11) 위에 형성된다. 진동판(12) 위에 제공된 압전체 소자(40) 및 압력 챔버(14)는 서로에 대해 배열되어 압력 챔버(14)의 용적이 진동판(12)의 변형에 의해 변화되도록 한다.

진동판(12)은 세라믹 등으로부터 제조된 탄성 필름이고, 행으로 배열된 압전체 소자(40)를 가지며, 압전체 소자(40)의 변형에 의해 변형된다. 잉크 탱크 입구(18)는 진동판(12)에 형성되어 도시되지 않은 잉크 탱크에 저장된 컬러 필터 수지 조성물을 압력 챔버 기판(11)으로 공급하고, 압력 챔버 기판(11)으로 공급된 컬러 필터 수지 조성물은 저장소(16)로부터 공급구(17) 및 압력 챔버(14)로 유동한다. 압전체 소자(40)는 압전 세라믹 결정을 전극과 함께 지지하여 구성한다.

압력 챔버(16)의 수에 상응하는 노즐(19)이 노즐판(13)에 형성되어 컬러 필터 수지 조성물을 토출한다.

잉크 제트 헤드(10)는 다수의 컬러 필터 수지 조성물 종류의 수에 상응한다. 실제로, 적색, 녹색 및 청색 잉크 제트 헤드(10)가 사용된다. 이해를 용이하게 하기 위하여 단 하나의 잉크 제트 헤드(10)가 제시되어 있다.

잉크 제트 헤드(10)에서, 전압이 인가된 구동 회로에 연결된 압전체 소자(40) 만이 변형되며, 진동판(12)이 변형되고, 압력은 압전체 소자에 상응하는 압력 챔버(14)로 적용되어, 컬러 필터 수지 조성물이 노즐(19)로부터 토출된다. 전압이 인가되지 않는 압전체 소자(40)는 변형되지 않기 때문에, 압전체 소자(40)에 상응하는 압력 챔버(14)의 수지 조성물은 토출되지 않는다. 따라서, 작동 장치는 압전체 소자(40), 압력 챔버(14) 및 노즐(19) 셋트로 이루어진다.

또한, 도 6은 잉크 제트 헤드(10)의 노즐(19)의 배치와, 컬러 필터(1)의 구성원인 장벽(102)이 형성되어 있는 기판(101)에서의 필터 부재의 평면도를 도시한 것이다.

노즐의 수 N은 hn(여기서, n은 1 내지 N이다)으로 넘버링하고, 각 노즐(19)의 위치 Nn(xn, yn)은 상대적인 좌표의 x2 축 및 y2 축으로 명시한다.

장벽(102)의 격자에 의해 한정되는 최소한의 화소 요소를 "필터 부재"라 칭하며, 너비가 x1 축(횡) 방향으로 300㎛이고, 길이가 y1 축(종) 방향으로 100㎛인 창과 유사한 형태이며, 장벽이 형성된 기판 위의 각 필터 부재의 위치 Wm(xm, ym)(여기서, m은 1 내지 필터 부재의 최대수이다)는 상대적인 좌표의 x1 축 및 y1 축에 의해 명시한다.

노즐(19)의 피치는 x1 축 방향의 필터 부재의 피치의 정수배로 설정되어 있다. 예를 들면, 잉크 제트 헤드(10)에 60개의 노즐(19)이 배열되고, 하나의 필터 부재에 3액적의 컬러 필터 수지 조성물을 토출시키는 경우에, 잉크 제트 헤드(10)를 14.4KHz의 구동 주파수로 작동시키면, 약 900,000개 화소를 갖는 10inch VGA 사양의 컬러 필터에는 수지 조성물이 900,000화소 ×3액적/14,400(회/초) ×60개에 상응하는 시간인 약 3초 이내에 저장될 수 있다. 잉크 제트 헤드(10)의 이동 시간이 고려되어야 하므로, 수지 조성물은 실제로는 1분 이내에 모든 필터 부재에 저장될 수 있다.

이러한 컬러 필터 제조 공정은 간단하고, 비용이 저렴하며, 공업적으로 상당히 유용하다. 본 발명에 있어서, 화소 패턴의 형성 작업은 상기한 바와 같은 고비점 용매를 함유하는 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물을 사용함으로써 공업적으로 상당히 유용해진다.

상기 컬러 필터 제조 공정에 의해 제조된 컬러 필터는 컬러 액정 표시 장치, 컬러 상 픽업 부재 및 컬러 센서 등에 첨색(additive color) 혼합물 형태 또는 감색(subtractive color) 혼합물 형태의 컬러 필터로서 상당히 유용하다.

다음의 실시예는 본 발명을 추가로 기술할 목적으로 제공되지만, 이를 제한하는 것으로 간주되어서는 안된다.

실시예 1

(1) 성분(A)로서 C.I. 피그먼트 레드 254 100중량부, 성분(B)로서 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체(중량비 = 25/65/10, 중량 평균 분자량 = 300,000)의 공중합체 50중량부, 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 50중량부, 광중합 개시제로서의 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 10중량부와 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중량부 및 성분(C)로서 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 1,700중량부를 함께 혼합하여 적색의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물[이 후, "수지 조성물 (R1)"로 칭함]을 제조한다.

별도로, 형성된 나트륨 이온의 표면으로의 용출을 방지하기 위하여 실리카(SiO₂) 필름을 갖는 소다 유리 투명 기판의 표면에 방사선 민감성 수지 조성물을 도포하고, 110℃에서 2분 동안 열판에서 예비 베이킹하여 용매를 증발시킴으로써 도포막을 형성한다. 그 후, 도포막은 광 마스크를 통하여 150mJ/㎠의 조사량으로 방사선 조사하고, 110℃에서 2분 동안 노광후 베이킹시킨 다음, 25℃에서 1분 동안 알칼리 현상제로 현상하여 도포막의 방사선 조사되지 않은 부분을 용해시키고 제거함으로써, 화소 패턴을 형성하는 부분을 한정하기 위한 장벽 패턴을 형성한다.

이어서, 수지 조성물(R1)을 수지 조성물(R1)의 상부 표면이 장벽의 높이보다 높도록 7m/sec의 속도로 잉크 제트 시스템에 의해 장벽 패턴의 안쪽으로 토출하고, 200℃에서 2분 동안 열판에서 예비 베이킹하여 용매를 증발시켜, 수지 조성물(R1)의 상승된 부분을 평평하게 하고, 200℃로 가열된 오븐에서 1시간 동안 후베이킹하여 적색 화소 어레이가 기판에 배치된 컬러 필터를 수득한다.

수득한 컬러 필터는 화소의 표면 평활도가 우수하고, 화소 두께 불균일도가 5% 미만이며, 색 불균일화가 존재하지 않는다.

장벽과 수지 조성물(R1) 사이의 접촉각(수지 조성물이 기판의 표면과 접촉된 시간으로부터 1분 미만에 측정한 값)은 약 50°이다.

(2) 상기의 장벽 패턴을 형성하는 데 사용되는 방사선 민감성 수지 조성물은 다음과 같이 제조한다.

전자기 교반기가 장착된 0.5L들이 스테인레스 스틸 오토클레이브의 내부를 질소 가스로 완전히 대체시킨 후, 에틸 아세테이트 270g, 에틸비닐 에테르(EVE) 16.3 g, 크로톤산(CA) 40.3g, 헵타플루오로부틸비닐 에테르 19.7g 및 라우로일 퍼옥사이드 5.4g을 오토클레이브로 충전시키고, -50℃에서 무수 빙-메탄올을 사용하여 냉각시킨 다음, 시스템의 산소를 질소 가스로 다시 제거한다. 그 후, 헵타플루오로프로필렌(HFP) 117g을 오토클레이브로 충전시키고, 온도를 상승시키기 시작한다. 오토클레이브의 온도가 70℃에 이르면 압력이 8.2kgf/㎠이다. 그 후, 교반하에 70℃에서 12시간 동안 반응시키고, 오토클레이브는 압력이 7.5kgf/㎠로 감소되는 경우에 물로 냉각시켜 반응을 정지시킨다. 실온에 이른 후에, 반응하지 않은 단량체를 배출시키고, 오토클레이브를 개방하여, 고체 함량이 16.0%인 중합체 용액을 수득한다. 수득한 중합체 용액을 물에 가하여 중합체를 침전시킨 다음, n-헥산으로 재침전시켜 정제하여 50℃에서 진공 건조시킴으로써 불소 함유 공중합체 80g을 수득한다.

시스템-21 GPC 크로마토그래피[쇼와 덴코 케이. 케이.(Showa Denko K.K.)]를 사용하여 폴리스티렌 기준으로 수득한 불소 함유 공중합체의 수 평균 분자량을 측정하면 1,900이다.

이러한 불소 함유 공중합체 100중량부, 2-피페로닐-비스(4,6-트리클로로메틸)-s-트리아진 5중량부, 헥사메톡시메틸올 멜라민 수지인 씨멜 300 20중량부 및 메가팩 F172(제조원: 다이닛폰 잉크 앤드 케미칼스, 인코포레이티드; 퍼플루오로알킬 그룹 및 친유성 그룹을 함유하는 올리고머) 6중량부를 디에틸렌 글리콜 에틸 메틸 에테르에 용해시켜 고체 함량이 40%로 되도록 하고, 혼합물은 기공 직경이 0.2㎛인 막 필터로 여과하여 상기의 방사선 민감성 수지 조성물의 용액을 제조한다.

실시예 2

성분(A)로서 C.I. 피그먼트 레드 254 100중량부, 성분(B)로서 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체(중량비 = 25/65/10, 중량 평균 분자량 = 30,000)의 공중합체 50중량부, 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 50중량부 및 성분(C)로서 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 1,700중량부를 함께 혼합하여 적색의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물[이 후, "수지 조성물 (R2)"로 칭함]을 제조한다.

별도로, 장벽 패턴을 실시예 1과 동일한 방법으로 표면으로의 나트륨 이온의 용출을 방지하기 위하여 실리카(SiO₂) 필름을 갖는 소다 유리 투명 기판의 표면에 형성한다.

적색 화소 어레이가 기판에 배치된 컬러 필터를 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 제트 시스템에 의해 수지 조성물(R2)로부터 제조한다.

수득한 컬러 필터는 화소의 표면 평활도가 우수하고, 화소 두께 불균일도가 5% 미만이며, 색 불균일화가 존재하지 않는다.

장벽과 수지 조성물(R2) 사이의 접촉각(수지 조성물이 기판의 표면과 접촉된 시간으로부터 1분 미만에 측정한 값)은 약 50°이다.

실시예 3

수지 조성물(R3)은 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 10중량부 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중 량부 대신 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 10중량부, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중량부 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 50중량부를 광중합 개시제로서 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조한다. 실시예 1과 동일한 방법으로 분석한다. 실시예 1과 동일한 분석 결과가 수득된다.

실시예 4

수지 조성물(R4)은 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르 1,700중량부 대신 부틸카비톨 아세테이트 1,700중량부를 사용하는 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 실시예 1과 동일한 방법으로 분석한다. 실시예 1과 동일한 분석 결과가 수득된다.

비교실시예 1

성분(A)로서 C.I. 피그먼트 레드 254 100중량부, 성분(B)로서 메타크릴산/벤질 메타크릴레이트/폴리스티렌 거대 단량체(중량비 = 25/65/10, 중량 평균 분자량 = 30,000)의 공중합체 50중량부, 다관능성 단량체로서 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 50중량부, 광중합 개시제로서의 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 10중량부와 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중량부 및 용매로서 에틸 3-에톡시프로피오네이트(비점 170℃) 1,700중량부를 함께 혼합하여 적색의 수지 조성물[이 후, "수지 조성물 (r1)"로 칭함]을 제조한다.

별도로, 장벽 패턴은 실시예 1과 동일한 방법으로 형성된 나트륨 이온의 표면으로의 용출을 방지하기 위하여 실리카(SiO₂) 필름을 갖는 소다 유리 투명 기판의 표면에 형성한다.

적색 화소 어레이가 기판에 배치된 컬러 필터는 실시예 1과 동일한 방법으로 잉크 제트 시스템에 의해 수지 조성물(r1)로부터 제조한다. 수지 조성물(r1)이 장벽 패턴의 안쪽으로 토출되는 경우, 잉크 제트 안정성은 불만족스럽고, 수지 조성물(r1)은 장벽 패턴이 기판에 형성되어 있는 영역으로부터 밀려난다. 수득한 컬러 필터는 화소의 표면 평활도가 불량하고, 색 불균일화가 존재한다.

본 발명의 잉크 제트 컬러 필터 수지 조성물은 성분(C)로서 고비점 용매를 함유하며, 화소 패턴 형성법은 잉크 제트 시스템으로 한정되고, 본 발명의 컬러 필터 제조 공정은 잉크 제트 시스템에 의해 잉크 제트 필터 수지 조성물로부터 화소 패턴을 형성하는 단계를 포함한다.

따라서, 이들 발명은 다음의 현저한 효과를 갖는다.

(1) 화소 패턴을 형성시키는 때의 용매의 증발 속도가 낮고, 토출되는 컬러 필터 수지 조성물의 상부 표면의 형상이 건조시 상당히 변화되지 않으므로, 화소 패턴 형성시 작업 마진이 개선된다.

(2) 화소 패턴이 잉크 제트 시스템에 의해 형성되는 경우, 용매의 증발에 의한 점도 변화가 최소화될 수 있고, 원하는 형상을 갖는 화소 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

(3) 컬러 필터 수지 조성물이 토출되는 경우, 잉크 제트 헤드가 건조에 의해 막히는 것이 방지되고 우수한 직진성이 보장될 수 있으므로, 컬러 필터 수지 조성물의 이용 효율 및 컬러 필터 제조 장치의 세정 효율이 개선된다. 따라서, 우수한 컬러 필터를 간단한 화소 패턴 형성 단계에 의해 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.

비교실시예 2

수지 조성물(r2)은 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)-1,2'-비이미다졸 10중량부 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중량부 대신에 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 10중량부, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 10중량부 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 50중량부를 광중합 개시제로서 사용하는 것을 제외하고는, 비교실시예 1과 동일한 방법으로 제조하고, 비교실시예 1과 동일한 방법으로 분석한다. 비교실시예 1과 동일한 분석 결과가 수득된다.

(1) 화소 패턴의 형성시 용매의 증발 속도가 낮고, 토출되는 컬러 필터 수지 조성물의 상부 표면이 건조시 상당히 변하지 않으므로, 화소 패턴 형성의 작업 마진이 개선된다.

(2) 화소 패턴이 잉크 제트 시스템에 의해 형성되는 경우, 용매의 증발에 의한 점도 변화가 최소화될 수 있고, 원하는 형상을 갖는 화소 패턴이 용이하게 형성될 수 있다.

(3) 컬러 필터 수지 조성물이 토출되는 경우, 잉크 제트 헤드가 건조에 의해 막히는 것이 방지되고 우수한 직진성이 보장될 수 있으므로, 컬러 필터 수지 조성물의 이용 효율 및 컬러 필터 제조 장치의 세정 효율이 개선되어, 간단한 화소 패턴 형성 단계를 통하여 우수한 컬러 필터를 저렴한 비용으로 제조할 수 있다.

Claims (11)

1. 착색제(A), 결합제 수지(B), 및 디에틸렌 글리콜 디-n-부틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 펜타에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 헥사에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 디-n-부틸 에테르 및 부틸카비톨 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 용매(C)를 포함하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
2. 제1항에 있어서, 수지 조성물과 장벽 형성용 수지 조성물로부터 형성된 장벽 사이의 접촉각이 40°이상임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
3. 제1항에 있어서, 성분(A)가 유기 안료 또는 무기 안료임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
4. 제1항에 있어서, 성분(B)가 카복실 그룹 함유 공중합체(B1) 및 N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 공중합체임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
5. 제4항에 있어서, 카복실 그룹 함유 공중합체(B1)가 메타크릴산과 벤질 메타크릴레이트와의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 메틸 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 메틸 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 메타크릴산, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
6. 제4항에 있어서, N-치환된 말레이미드 공중합체(B2)가 N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 알릴 아크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 알릴 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 벤질 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌 및 페닐 메타크릴레이트의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체; N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리스티렌 거대 단량체의 공중합체; 및 N-페닐말레이미드, 메타크릴산, 스티렌, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 및 폴리메틸 메타크릴레이트 거대 단량체의 공중합체로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 화합물임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
7. 제1항에 있어서, 성분(C)가 상압에서의 비점이 245 내지 290℃임을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
8. 제1항에 있어서, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 다관능성 단량체를 추가로 함유함을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
9. 제1항에 있어서, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸과 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논과의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤의 혼합물; 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(4-에톡시카보닐페닐)비이미다졸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤 및 2-머캅토벤조티아졸의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온의 혼합물; 2,2'-비스(2,4-디브로모페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 및 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤의 혼합물; 및 2,2'-비스(2,4,6-트리클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 1-하이드록시사이클로헥실페닐 케톤 및 2-머캅토벤조티아졸의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 광중합 개시제를 추가로 함유함을 특징으로 하는, 잉크 제트 시스템에 의한 컬러 필터 제조용 수지 조성물.
10. 잉크 제트 시스템에 의해 제1항 또는 제2항의 수지 조성물로부터 형성된 화소 패턴(pixel pattern)을 갖는 컬러 필터.
11. 수지 조성물을 잉크 제트 헤드로부터 장벽이 형성되어 있는 투명한 기판 표면의 투광 영역으로 토출시켜 장벽에 의해 한정되는 투광 영역에 수지 조성물을 저장하는 단계,

    투광 영역에 저장된 수지 조성물을 건조시켜 화소 패턴을 형성하는 단계 및

    화소 패턴을 보호하기 위하여 보호층을 형성하는 단계를 포함하여, 잉크 제트 시스템에 의해 제1항 또는 제2항의 수지 조성물로부터 컬러 필터를 제조하는 방법.

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