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KR101988696B1 - 청색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 청색 컬러필터 및 표시장치 - Google Patents

청색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 청색 컬러필터 및 표시장치 Download PDF

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KR101988696B1
KR101988696B1 KR1020150026937A KR20150026937A KR101988696B1 KR 101988696 B1 KR101988696 B1 KR 101988696B1 KR 1020150026937 A KR1020150026937 A KR 1020150026937A KR 20150026937 A KR20150026937 A KR 20150026937A KR 101988696 B1 KR101988696 B1 KR 101988696B1
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KR
South Korea
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blue
photosensitive resin
resin composition
solvent
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김수호
김정식
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 청색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 청색 감광성 수지 조성물로, 상기 알칼리 가용성 수지는 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되고, 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 15000 이상의 분자량을 가진 알칼리 가용성 수지가 40 내지 100 중량%로 포함되고, 상기 광중합 개시제는 옥심 에스테르계 화합물을 포함하고, 상기 용제는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

청색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 청색 컬러필터 및 표시장치{A blue photosensitive resin composition, blue color filter and display device comprising the same}
본 발명은 청색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 청색 컬러필터 및 표시장치에 관한 것이다.
컬러필터는 촬상(撮像) 소자, 액정표시장치(LCD) 등에 널리 이용되는 것으로, 그 응용 범위가 급속히 확대되고 있다. 컬러 액정표시장치나 촬상 소자 등에 사용되는 컬러필터는 통상 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판상에 적색, 녹색 및 청색의 각 색에 상당하는 안료를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅에 의해 균일하게 도포한 후, 가열 건조(이하, '예비 소성'이라고 하는 경우도 있음)하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화(이하, '후 소성'이라고 하는 경우도 있음)하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 화소를 형성함으로써 제조되고 있다. 여기서 패턴이 형성되는 블랙 매트릭스는 통상 흑색 감광성 수지 조성물로 형성하게 된다.
이러한 착색 감광성 수지 조성물로서 안료 및 결합제 수지와 함께 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유하는 조성물이 많이 사용되고 있다.
최근 들어, 촬상소자, 액정 표시 장치 등의 색 재현력이 높은 고품질화 및 용도의 확대를 반영하여 표시 패널의 착색 재료의 함량과 도막의 두께는 지속적으로 높아지고 있다. 그러나, 특히 청색의 화소를 제공하는 착색 감광성 수지 조성물은 도막이 후막화 됨에 따라 현상 공정 중 패턴의 단락이 빈번하게 발생하며, 제작된 컬러 필터의 패턴 내의 평탄성에 대한 문제가 지속적으로 발생하고 있다. 패턴 내의 평탄성 문제가 발생하게 되면, 한 개의 화소 안에서 색 좌표가 동일하지 않게 되어 시인성 문제가 나타나 고품질의 표시 장치를 제조하기 어려워 이를 해결하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
대한민국 공개특허 10-2010-0051395호
본 발명은 후막화된 패턴 내에서도 패턴의 단락 없이 평탄성을 유지하여 한 개의 화소에서 일정한 색좌표를 유지할 수 있는 청색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 청색 감광성 수지 조성물을 사용하여 고품질의 표시 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위하여,
본 발명은 청색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 청색 감광성 수지 조성물로, 상기 알칼리 가용성 수지는 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되고, 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 15000 이상의 분자량을 가진 알칼리 가용성 수지가 40 내지 100 중량%로 포함되고, 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 1을 포함하고, 상기 용제는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure 112015018962804-pat00001
상기 R1은 하기 화학식 2이고,
상기 R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤질기이고,
상기 R3는 디페닐설파이드기이고,
[화학식 2]
Figure 112015018962804-pat00002
상기 R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
상기 R5는 탄소수 3 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 시클로 알킬기 또는 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소이다.
또한, 본 발명은 상기 청색 감광성 수지 조성물을 포함하는 청색 컬러 필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 청색 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 제공한다.
본 발명의 청색 감광성 수지 조성물은 색재의 함량이 낮은 청색 패턴 내에서 패턴의 단락이 발생하지 않으며, 평탄성을 향상시키는 효과를 지니고 있어, 한 개의 화소에서 동일한 색좌표를 얻을 수 있는 컬러 필터를 제조할 수 있다.
따라서, 시인성 문제가 없는 컬러 필터를 제공하는 효과가 있다.
이하, 본 발명을 보다 자세히 설명한다.
본 발명은 청색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 청색 감광성 수지 조성물로, 상기 알칼리 가용성 수지는 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되고, 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 15000 이상의 분자량을 가진 알칼리 가용성 수지가 40 내지 100 중량%로 포함되고, 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 1을 포함하고, 상기 용제는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
[화학식 1]
Figure 112015018962804-pat00003
상기 R1은 하기 화학식 2이고,
상기 R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤질기이고,
상기 R3는 디페닐설파이드기이고,
[화학식 2]
Figure 112015018962804-pat00004
상기 R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
상기 R5는 탄소수 3 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 시클로 알킬기 또는 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소이다.
일반적으로, 착색 감광성 수지 조성물을 포함하는 컬러 필터는 코팅, 진공건조, 소프트베이크, 노광, 현상 및 하드베이크의 단계를 거쳐 제조된다. 컬러 필터의 평탄성을 확보하기 위해서는 소프트베이크와 하드베이크를 실시할 때 도막의 유동성을 최소화하는 것이 중요하며, 특히 소프트베이크 단계에서 패턴 내의 평탄성을 확보하지 못하면 최종적으로 제조된 컬러 필터에 그대로 발현되어 한 개의 화소 내에 동일하지 않은 색좌표가 나타나므로, 소프트베이크 단계에서 패턴내의 평탄성을 확보하는 것이 가장 중요하다.
본 발명에서는 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 분자량이 15000 이상인 알칼리 가용성 수지를 40 내지 100 중량%로 사용하여, 소프트베이크 단계에서 도막의 유동성을 억제할 수 있어 패턴의 평탄성을 확보하여 한 개의 화소에서 동일한 색좌표를 구현하는 청색 컬러 필터를 제조할 수 있다. 그러나 분자량이 15000 이상인 알칼리 가용성 수지가 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 40 중량% 미만으로 포함된다면, 소프트베이크 단계시 도막의 유동성이 증가하여 패턴의 평탄성을 확보하기 어려워 한 개의 화소에서 동일한 색좌표를 구현할 수 없게 된다.
또한, 본 발명에서는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 사용하여 패턴 내의 평탄성을 확보할 수 있으며, 8 중량%를 초과하여 포함될 경우 패턴 내에 잔존하는 용제의 양이 증가하여 소프트베이크 단계에서 도막의 유동성을 증가시켜 패턴 내의 평탄성을 유지할 수 없게 된다.
이하, 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물을 각 성분 별로 자세히 설명한다.
(A)청색 착색제
상기 청색 착색제는 1종 이상의 안료, 1종 이상의 염료 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있다. 또한, 상기 안료는 필요에 따라 레진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입된 안료 유도체 등을 이용한 표면 처리, 고분자 화합물 등에 의한 안료 표면의 그라프트 처리, 황산미립화법 등에 의한 미립화 처리, 불순물을 제거하기 위한 유기 용제나 물 등에 의한 세정 처리 또는 이온 교환법 등에 의한 이온성 불순물의 제거처리 등을 실시할 수도 있다.
상기 유기 안료는 인쇄 잉크, 잉크젯 잉크 등에 사용되는 각종의 안료를 사용할 수 있으며, 구체적으로는 수용성 아조 안료, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 이소인돌린 안료, 페리렌 안료, 페리논 안료, 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 디안트라퀴노닐 안료, 안트라피리미딘 안료, 안탄트론 안료, 인단트론 안료, 프라반트론 안료, 피란트론 안료, 디케토피로로피롤 안료 등을 들 수 있다.
또한, 상기 무기 안료로는 금속 산화물이나 금속 착염 등의 금속 화합물을 사용할 수 있고, 구체적으로는 철, 코발트, 알루미늄, 카드뮴, 납, 구리, 티탄, 마그네슘, 크롬, 아연, 안티몬, 카본블랙, 유기 블랙 안료, 티타늄 블랙 및 적색, 녹색 및 청색을 혼합하여 흑색을 띠는 안료 등의 금속의 산화물 또는 복합 금속 산화물 등을 들 수 있다.
특히, 상기 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 아니다.
C.I. 피그먼트 바이올렛 14, 19, 23, 29, 32, 33, 36, 37 및 38;
C.I. 피그먼트 블루 15(15:3, 15:4, 15:6등), 21, 28, 60, 64 및 76 등의 안료를 들 수 있다.
바람직하게는 C.I. 피그먼트 바이올렛 23, C.I 피그먼트 블루 15:3 및 C.I 피그먼트 블루 15:6로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용한다.
상기 안료는 안료의 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액을 사용하는 것이 바람직하다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 예로는 안료 분산제(a2)를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 상기 방법에 따라 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
( a2 )안료 분산제
상기 안료 분산제는 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가하는 것으로 안료 분산제의 구체적인 예로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있고, 이들은 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 양이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 스테아릴아민염산염 및 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다.
상기 음이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 라우릴알코올황산에스테르나트륨 및 올레일알코올황산에스테르나트륨 등의 고급 알코올 황산에스테르염류, 라우릴황산나트륨 및 라우릴황산암모늄 등의 알킬황산염류, 도데실벤젠술폰산나트륨 및 도데실나프탈렌술폰산나트륨 등의 알킬아릴술폰산염류 등을 들 수 있다.
상기 비이온계 계면 활성제의 구체적인 예로는 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨지방산에스테르, 글리세린지방산에스테르, 폴리옥시에틸렌지방산에스테르 및 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다.
그 외에 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌 알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜디에스테르류, 소르비탄지방산에스테르류, 지방산변성폴리에스테르류, 3급아민변성폴리우레탄류 및 폴리에틸렌이민류 등을 들 수 있다.
또한, 상기 안료분산제는 부틸메타아크릴레이트(BMA) 또는 N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)를 포함하는 아크릴레이트계 분산제 (이하, 아크릴레이트계 분산제)를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 아크릴레이트계 분산제는 리빙 제어방법에 의해 제조된 것을 사용하는 것이 바람직하며, 시판품으로는 DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070 또는 DISPER BYK-2150 등을 들 수 있으며, 상기 아크릴레이트계 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 아크릴레이트계 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제를 사용할 수도 있다. 상기 다른 수지 타입의 안료 분산제로는 공지된 수지 타입의 안료 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산에스테르, 불포화폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 (부분적)아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기-함 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 또는 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염과 같은 유질의 분산제; (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올 또는 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물; 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
상기 다른 수지타입의 안료 분산제의 시판품으로는 양이온계 수지 분산제로서는, 예를 들면, BYK(빅) 케미사의 상품명: DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162,DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184; BASF사의 상품명: EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48,EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800 ; Lubirzol사의 상품명:SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10; 카와켄 파인 케미컬사의 상품명: 히노액트(HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000; 아지노모토사의 상품명: 아지스퍼(AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823; 쿄에이샤 화학사의 상품명: 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44 등을 들 수 있다.
상기한 아크릴레이트계 분산제 이외에 다른 수지 타입의 안료 분산제는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있으며, 아크릴레이트계 분산제와 병용하여 사용할 수도 있다.
상기 안료 분산제는 안료 중 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부, 바람직하게는 15 내지 50 중량부로 포함된다. 상기 안료 분산제의 함량이 60 중량부를 초과하면 점도가 높아지게 되며, 5 중량부 미만일 경우에는 안료의 미립화가 어렵거나, 분산 후 겔화 등의 문제를 야기할 수 있다.
( a3 )염료
상기 염료는 유기용제에 대한 용해성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다. 바람직하게는 유기용제에 대한 용해성을 가지면서 알칼리 현상액에 대한 용해성 및 내열성, 내용제성 등의 신뢰성을 확보할 수 있는 염료를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 염료로는 설폰산이나 카복실산 등의 산성기를 갖는 산성 염료, 산성 염료와 질소 함유 화합물의 염, 산성 염료의 설폰아미드체 등과 이들의 유도체에서 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이외에도 아조계, 크산텐계, 프탈로시아닌계의 산성염료 및 이들의 유도체도 선택될 수 있다. 바람직하게는 상기 염료는 컬러 인덱스(The Society of Dyers and Colourists 출판)내에 염료로 분류되어 있는 화합물 또는 염색 노트(색염사)에 기재되어 있는 공지의 염료를 들 수 있다.
상기 염료의 구체적인 예로는, C.I. 솔벤트 염료로서,
C.I. 솔벤트 블루 5, 35, 36, 37, 44, 59, 67 및 70;
C.I. 솔벤트 바이올렛 8, 9, 13, 14, 36, 37, 47 및 49 등의 염료를 들 수 있다.
상기 C.I. 솔벤트 염료 중에서도 C.I. 솔벤트 블루 35, 36, 44, 45 및 70; 및 C.I. 솔벤트 바이올렛 13이 바람직하다.
또한, C.I. 애시드 염료로서,
C.I.애시드 블루 1, 7, 9, 15, 18, 23, 25, 27, 29, 40, 42, 45, 51, 62, 70, 74, 80, 83, 86, 87, 90, 92, 96, 103, 112, 113, 120, 129, 138, 147, 150, 158, 171, 182, 192, 210, 242, 243, 256, 259, 267, 278, 280, 285, 290, 296, 315, 324:1, 335 및 340;
C.I.애시드 바이올렛 6B, 7, 9, 17, 19 및 66 등의 염료를 들 수 있다.
상기 C.I.애시드 염료 중에서 C.I.애시드 블루 80, 90; 및 C.I.애시드 바이올렛 60이 바람직하다.
또한, C.I.다이렉트 염료로서,
C.I.다이렉트 블루 38, 44, 57, 70, 77, 80, 81, 84, 85, 86, 90, 93, 94, 95, 97, 98, 99, 100, 101, 106, 107, 108, 109, 113, 114, 115, 117, 119, 137, 149, 150, 153, 155, 156, 158, 159, 160, 161, 162, 163, 164, 166, 167, 170, 171, 172, 173, 188, 189, 190, 192, 193, 194, 196, 198, 199, 200, 207, 209, 210, 212, 213, 214, 222, 228, 229, 237, 238, 242, 243, 244, 245, 247, 248, 250, 251, 252, 256, 257, 259, 260, 268, 274, 275 및 293;
C.I.다이렉트 바이올렛 47, 52, 54, 59, 60, 65, 66, 79, 80, 81, 82, 84, 89, 90, 93, 95, 96, 103 및 104 등의 염료를 들 수 있다.
상기 염료는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 청색 착색제 중의 염료의 함량은 청색 착색제 중 고형분 총 중량에 대하여 0.5 내지 80 중량% 포함되며, 0.5 내지 60 중량%가 바람직하며, 1 내지 50 중량%가 보다 바람직하다. 상기 착색제 중 염료의 함량이 상기 0.5 내지 80 중량%로 포함되면 패턴 형성 후 유기용매에 의해 염료가 용출되는 신뢰성 저하문제를 방지할 수 있으며, 감도가 높아진다.
상기 청색 착색제의 함량은 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 45 중량%로 포함된다. 상기 청색 착색제가 상기 5 내지 60중량%로 포함되는 경우에는 박막을 형성하였을 때 화소의 색 농도가 충분하고, 현상시 비화소부의 누락성이 저하되지 않아 잔사가 발생하기 어렵다.
본 발명에서 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 중량이란 청색 감광성 수지 조성물의 용제를 제외한 나머지 성분의 총 중량을 의미한다.
(B)알칼리 가용성 수지
본 발명에서 알칼리 가용성 수지는 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 분자량이 15000 이상인 알칼리 가용성 수지를 40 내지 100 중량%를 포함하는 것이 특징이다. 상기 함량 범위에서 컬러 필터 제조 단계 중 하나인 소프트베이크 단계에서 도막의 유동성을 억제할 수 있어 패턴의 평탄성을 확보하여 한 개의 화소에서 동일한 색좌표를 구현하는 청색 컬러 필터를 제조할 수 있다. 반면에, 상기 40 중량% 미만으로 포함된다면 소프트베이크 단계시 도막의 유동성이 증가하여 패턴의 평탄성을 확보하기 어려워 한 개의 화소에서 동일한 색좌표를 구현할 수 없게 된다.
상기 알칼리 가용성 수지는 염료와의 상용성 및 청색 감광성 수지 조성물의 저장 안정성을 확보하기 위하여 30 내지 150 mgKOH/g의 산가를 가지는 것이 바람직하다. 산가가 30 mgKOH/g 미만일 경우, 청색 감광성 수지 조성물의 현상속도가 우수하지 못하며, 150 mgKOH/g을 초과할 경우, 기판과의 밀착성이 감소하여 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며, 염료와의 상용성에서 문제가 발생하여 청색 감광성 수지 조성물 내의 염료가 석출될 수도 있으며, 청색 감광성 수지 조성물의 저장 안정성이 저하되어 점도가 상승할 수 있다.
또한, 패턴을 형성할 때 현상 처리 공정에서 이용되는 알칼리 현상액에 대하여 가용성을 갖기 위하여 상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)를 공중합하여 제조한다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지에 수산기를 부여하기 위하여 (1)카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)와 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b2)를 공중합하여 제조할 수 있으며, (2)카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)의 공중합체에 글리시딜기를 갖는 화합물(b3)를 추가로 반응시켜 제조할 수 있고, (3)카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)와 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b2)의 공중합체에 추가로 글리시딜기를 갖는 화합물(b3)을 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)는 구체적으로 예를 들어, 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류; 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류; 및 상기 화합물의 디카르복실산의 무수물 및 ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있으며, 아크릴산 및 메타아크릴산이 바람직하다.
상기 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b2)는 구체적으로 예를 들어, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필 (메타)아크릴레이트 및 N-히드록시에틸 아크릴아마이드 등의 히드록시에틸(메타)아크릴레이트류 등이 있다.
상기 글리시딜기를 갖는 화합물(b3)은 구체적으로 예를 들어, 부틸글리시딜에테르, 글리시딜프로필에테르, 글리시딜페닐에테르, 2-에틸헥실글리시딜에테르, 글리시딜부티레이트, 글리시딜메틸에테르, 에틸글리시딜에테르, 글리시딜이소프로필에테르, t-부틸글리시딜에테르, 벤질글리시딜에테르, 글리시딜4-t-부틸벤조에이트, 글리시딜스테아레이트, 아릴글리시딜에테르 및 메타아크릴산 글리시딜에스터 등이 있으며, 부틸글리시딜에테르, 아릴글리시딜에테르 및 메타아크릴산 글리시딜에스터가 바람직하며 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 제조시 상기 카르복실기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b1)에 수산기를 갖는 에틸렌성 불포화 단량체(b2), 및 글리시딜기를 갖는 화합물(b3) 이외에 공중합 가능한 불포화 단량체(b4)를 추가하여 중합할 수 있다. 공중합 가능한 불포화 단량체들(b4)은 하기에 예시되어지나 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 공중합 가능한 불포화 단량체(b4)는 예를 들어, 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 및 인덴 등의 방향족 비닐 화합물;
N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드 및 N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물;
메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트 및 t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류;
시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6 ]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트 및 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류;
페닐(메타)아크릴레이트 및 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류;
3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄 및 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물 등이 있다. 상기 단량체는 각각 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되며, 바람직하게는 20 내지 70 중량%로 포함된다. 상기 알칼리 가용성 수지가 20 내지 80 중량%로 포함되면 현상액에서 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.
(C) 광중합성 화합물
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물 중 하나인 광중합성 화합물은 후술하는 광중합 개시제(D)의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이어야 한다. 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 다관능 단량체를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2관능 단량체를 사용하나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 단관능 단량체의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸 아크릴레이트 또는 N-비닐피롤리돈 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 2관능 단량체의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 또는 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다관능 단량체의 구체적인 예로는, 트리메틸올 프로판트리(메타) 아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 또는 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광중합성 화합물은 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 5 내지 45 중량%로 포함되며, 7 내지 45 중량%로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 광중합성 화합물은 상기 5 내지 45중량% 범위에서 화소부의 강도나 평탄성을 양호하게 할 수 있다.
(D) 광중합 개시제
본 발명의 광중합 개시제는 하기 화학식 1로 나타내는 옥심 에스테르계 화합물을 포함하는 것이 특징이다.
[화학식 1]
Figure 112015018962804-pat00005
상기 R1은 하기 화학식 2이고,
상기 R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤질기이고,
상기 R3는 디페닐설파이드기이고,
[화학식 2]
Figure 112015018962804-pat00006
상기 R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
상기 R5는 탄소수 3 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 시클로 알킬기 또는 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소이다.
상기 화학식 1로 나타내는 옥심 에스테르계 화합물은 바람직하게는 1-[4-(페닐싸이오)페닐]-3-사이클로펜틸프로판-1,2-다이온-2-(o-벤조일옥심)(1-[4-（phenylthio）phenyl]-3-cyclopentylpropane-1,2-dione-2-(o-benzoyloxime)) 및 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐싸이오)페닐]-, 2-(o-벤조일옥심)(1,2-Octanedione, 1-[4-(phenylthio)phenyl]-, 2-(O-benzoyloxime))로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
광중합 개시제로 상기 화학식 1의 화합물을 포함하면, 염료에 의한 감도 및 투과율 저하를 방지할 수 있어, 청색 착색제로 염료를 포함할 경우 청색 감광성 수지 조성물의 효과적인 광중합 특성을 발현할 수 있다.
또한, 상기 화학식 1은 광중합 개시제 총 중량에 대하여 10 내지 100 중량%로 포함되며, 바람직하게는 20 내지 100 중량%로 포함된다. 상기 화학식 1이 10 중량% 미만으로 포함되면 염료에 의한 감도 저하를 극복하지 못하고, 현상 공정 중 패턴의 단락이 발생하기 쉽다.
또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위에서 상기 이외의 광중합 개시제를 추가로 사용할 수도 있다. 상기 추가로 사용할 수 있는 광중합 개시제는 예를 들어, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아세토페논계 화합물은 예를 들어, 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-온 및 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물은 예를 들어, 벤조페논, 0-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 및 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물은 예를 들어, 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 및 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물은 예를 들어, 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, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4’,5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸 및 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 상기 비이미다졸 화합물 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 및 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5’-테트라페닐-1,2’-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 티오크산톤계 화합물은 예를 들어, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤 및 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
또한, 상기 광중합 개시제는 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따른 청색 감광성 수지 조성물은 광중합 개시 보조제를 포함함으로써, 감도를 더욱 향상시킬 수 있어 생산성을 증가시킬 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 예를 들어, 아민 화합물 또는 카르복실산 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 아민 화합물은 예를 들어, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민 및 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 : 미힐러 케톤) 및 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있으며, 상기 아민 화합물로 방향족아민 화합물이 사용되는 것이 바람직하다.
상기 카르복실산 화합물은 예를 들어, 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신 및 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
본 발명에서 광중합 개시제는 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상술한 0.1 내지 30 중량% 범위 내에 있으면, 청색 감광성 수지 조성물의 감도가 높아져 노광 시간이 단축되어 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있다. 또한, 상기 청색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해질 수 있다.
또한, 상기 광중합 개시 보조제를 추가로 사용하는 경우, 상기 광중합 개시 보조제는 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 30 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량% 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제의 함량이 상기 0.1 내지 30 중량%의 범위 내에 있으면 청색 감광성 수지 조성물의 감도가 더욱 높아지고, 상기 청색 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성을 향상시킬 수 있다.
(E)용제
본 발명의 용제는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 포함하는 것이 특징이다. 상기 용제가 8 중량%를 초과할 경우, 잔존하는 용제의 양이 늘어나 소프트베이크 단계에서 도막의 유동성을 부여하는 결과가 발생되어 패턴 내의 평탄성을 유지하기 어렵다.
상기 비점이 180℃ 이상인 용제는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 및 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
또한, 바람직하게는 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 및 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함한다.
또한, 본 발명에서 용제는 청색 감광성 수지 조성물에 포함되는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 청색 감광성 수지 조성물에 사용되는 용제를 추가로 혼용하여 사용할 수 있다. 그 중에서도 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 바람직하다.
상기 에테르류로는 예를 들어, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르 및 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 방향족 탄화수소류로는 예를 들어, 벤젠, 톨루엔, 크실렌 및 메시틸렌 등을 들 수 있다.
상기 케톤류로는 예를 들어, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤 및 시클로헥사논 등을 들 수 있다.
상기 알콜류로는 예를 들어, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜 및 글리세린 등을 들 수 있다.
상기 에스테르류로는 예를 들어, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 아밀아세테이트, 메틸락테이트, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 3-메틸-3-메톡시-1-부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노아세테이트, 에틸렌글리콜디아세테이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 2-아미노-2-메틸-1,3-프로판디올, 2-아미노-2-에틸-1,3-프로판디올, 에틸락테이트, 프로필렌글리콜, n-프로필에테르, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 프로필렌글리콜모노부틸에테르, 3-메톡시-1-부틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 감마부티로락톤, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 1,3-부틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노아세테이트, 디에틸렌글리콜디아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌카보네이트, 프로필렌카보네이트 및 γ-부티로락톤 등을 들 수 있다.
상기 예시한 용제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기에서 예시한 용제 중에서 도포성 및 건조성면에서 비점이 100 내지 200℃인 유기 용제가 바람직하며, 예를 들어, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부틸락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸 및 3-메톡시프로피온산메틸 등이 바람직하다.
또한, 본 발명에서 용제는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트와 함께, 비점이 180℃ 이상인 용제로 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 및 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것이 가장 바람직하다.
또한, 상기 용제는 본 발명의 청색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함된다. 상기 용제가 60 내지 90 중량%의 범위로 포함되면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 스프레이 코터, 리버스 인쇄, 그라비아 인쇄, 스크린 인쇄, 패드 인쇄 및 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해진다.
(F)첨가제
상기 첨가제는 필요에 따라 선택적으로 첨가될 수 있는 것으로서, 예를 들면 다른 고분자 화합물, 경화제, 밀착 촉진제, 자외선 흡수제 및 응집 방지제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.
상기 다른 고분자 화합물의 구체적인 예로는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르 및 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제의 구체적인 예로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물 및 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물의 구체적인 예로는 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 상기 에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레트 (공)중합체 및 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물의 구체적인 예로는 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄 및 시클로헥산디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다.
상기 경화 보조 화합물은 예를 들면 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류 및 산 발생제 등이 있다. 상기 다가 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 상기 시판품으로는, 아데카하도나 EH-700(아데카공업㈜ 제조), 리카싯도 HH(신일본이화㈜ 제조) 및 MH-700(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 경화제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 밀착 촉진제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 사용 가능한 밀착 촉진제의 구체적인 예로는 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란 및 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있다. 상기에서 예시한 밀착 촉진제는 각각 단독 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 상기 밀착 촉진제는 착색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 통상 0.01 내지 10중량%, 바람직하게는 0.05 내지 2중량% 포함될 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제의 종류는 특별히 한정하지 않으나, 사용 가능한 구체적인 예로는 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 청색 감광성 수지 조성물의 제조방법은 하기와 같다.
먼저, 상기 청색 착색제(A)중 안료(a1)를 용제(E)와 혼합하여 안료의 평균 입경이 0.2㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이때, 필요에 따라 안료 분산제(a2), 알칼리 가용성 수지(B)의 일부 또는 전부, 또는 염료(a3)를 용제(E)와 함께 혼합시켜, 용해 또는 분산시킬 수 있다.
상기 혼합된 분산액에 염료(a3), 알칼리 가용성 수지의 나머지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D)와 필요에 따라 첨가제(F) 및 용제(E)를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 본 발명에 따른 청색 감광성 수지 조성물을 제조할 수 있다.
또한, 본 발명은 청색 감광성 수지 조성물로 제조된 청색 컬러 필터와 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
먼저, 청색 감광성 수지 조성물을 기판(통상은 유리) 또는 먼저 형성된 청색 감광성 수지 조성물의 고형분으로 이루어지는 층 상에 도포한 후 가열 건조함으로써 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는다.
도포 방법으로는, 예를 들어 스핀 코트, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 앤드 스핀 코트 또는 슬릿 코트법 등에 의해 실시될 수 있다. 도포 후 가열 건조 (프리베이크), 또는 감압 건조 후에 가열하여 용제 등의 휘발 성분을 휘발시킨다. 여기에서 가열 온도는 통상 70 내지 200℃, 바람직하게는 80 내지 130℃ 이다. 가열건조 후의 도막 두께는 통상 1 내지 8㎛ 정도이다. 이렇게 하여 얻어진 도막에 목적으로 하는 패턴을 형성하기 위한 마스크를 통해 자외선을 조사한다. 이 때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선이 조사되고, 또한 마스크와 기판의 정확한 위치 맞춤이 실시되도록 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다. 자외선을 조사하면, 자외선이 조사된 부위의 경화가 이루어진다.
상기 자외선으로는 g선(파장: 436㎚), h선, i선(파장: 365㎚) 등을 사용할 수 있다. 자외선의 조사량은 필요에 따라 적절히 선택될 수 있는 것이며, 본 발명에서는 이를 한정하지는 않는다. 경화가 종료된 도막을 현상액에 접촉시켜 비노광부를 용해시켜 현상하면 목적으로 하는 패턴 형상을 갖는 스페이서를 얻을 수 있다.
상기 현상 방법은 액첨가법, 디핑법, 스프레이법 등으로 특별히 한정하는 것은 아니다. 또한, 현상시에 기판을 임의의 각도로 기울여도 된다. 상기 현상액은 통상 알칼리성 화합물과 계면 활성제를 함유하는 수용액이다.
상기 알칼리성 화합물은 무기 또는 유기 알칼리성 화합물로 특별히 한정하는 것은 아니다. 상기 무기 알칼리성 화합물로는 예를 들어, 수산화 나트륨, 수산화 칼륨, 인산수소2나트륨, 인산2수소나트륨, 인산수소 2암모늄, 인산2수소암모늄, 인산 2수소칼륨, 규산 나트륨, 규산 칼륨, 탄산 나트륨, 탄산 칼륨, 탄산 수소나트륨, 탄산 수소 칼륨, 붕산 나트륨, 붕산 칼륨 및 암모니아 등을 들 수 있다.
또한, 유기 알칼리성 화합물로는 예를 들어, 테트라메틸암모늄히드록사이드, 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록사이드, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민 및 에탄올아민 등을 들 수 있다.
상기 무기 또는 유기 알칼리성 화합물은 각각 단독 또는 2 종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 현상액 중의 알칼리성 화합물의 농도는 현상액 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%이고, 바람직하게는 0.03 내지 5 중량%이다.
상기 현상액 중의 계면 활성제는 전술한 비이온계 계면 활성제, 음이온계 계면 활성제 및 양이온계 계면 활성제로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다. 상기 현상액 중의 계면 활성제의 농도는 현상액 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.05 내지 8 중량%, 보다 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%로 포함된다. 현상 후, 수세하고, 필요에 따라 150 내지 230℃ 에서 10 내지 60 분의 포스트베이크를 실시할 수도 있다.
본 발명의 청색 감광성 수지 조성물을 사용하고, 상기와 같은 각 공정을 거쳐 기판 상에 특정의 패턴을 형성할 수 있다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
<안료 분산 조성물 제조>
제조예 1.안료 분산 조성물 제조
안료로서 C.I. 피그먼트 블루 15:6 12.0 중량부, 안료 분산제로서 DISPERBYK-2001 (BYK사 제조) 4.0 중량부, 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 84 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 안료 분산 조성물을 제조하였다.
<알칼리 가용성 수지 합성>
합성예 1. 알칼리 가용성 수지 합성
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트 120 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 80 중량부, AIBN 2 중량부, 아크릴산 13.0 중량부, 벤질메타아크릴레이트 10 중량부, 4-메틸스티렌 57 중량부, 메틸메타아크릴레이트 20 중량부, n-도데실머캅토 3 중량부를 투입하고 질소로 치환하였다. 그 후 교반하며 반응액의 온도를 110℃로 상승시키고 6시간 반응하여 알칼리 가용성 수지를 합성하였다. 상기 방법으로 합성된 알칼리 가용성 수지의 고형분 산가는 100.2㎎KOH/g 이며, GPC로 측정한 중량 평균 분자량은 약 15110이었다.
합성예 2. 알칼리 가용성 수지 합성
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 45 중량부, 아조비스이소부티로니트릴(AIBN) 4 중량부, 아크릴산 15 중량부, 벤질메타아크릴레이트 70 중량부, 스티렌 15 중량부, n-도데실머캅토 3 중량부를 투입하고 질소로 치환하였다. 그 후 교반하며 반응액의 온도를 110℃로 상승시키고 2시간 반응하여 알칼리 가용성 수지를 합성하였다. 상기 합성된 알칼리 가용성 수지의 고형분 산가는 110.4mgKOH/g 이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량은 약 8900 이었다.
<착색 감광성 수지 조성물 제조>
실시예 1.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 2.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 OXE-01 (BASF사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 3.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 OXE-01 (BASF사 제조) 0.6 중량부 및 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 0.6 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 4.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃이상인 용제로 디프로필렌글리콜모노메틸에테르 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 5.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃이상인 용제로 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 6.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 10.7 중량부, 합성예 2에서 제조한 알칼리 가용성 수지 7.8 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 1.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 2에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 2.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 38 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 8.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 3.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 Irgacure 369 (BASF사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 4.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 18.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 46.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예 5.
상기 제조예 1에서 제조한 안료 분산 조성물 27.9 중량부, 합성예 1에서 제조한 알칼리 가용성 수지 6.0 중량부, 합성예 2에서 제조한 알칼리 가용성 수지 12.5 중량부, 광중합성 화합물로 KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조) 6.2 중량부, 광중합 개시제로 옥심 에스테르계 화합물인 TR-PBG-305 (TRONLY사 제조) 1.2 중량부, 용제로 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 41.0 중량부 및 비점이 180℃ 이상인 용제로 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트 5.2 중량부를 혼합하여 청색 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실험예 1. 청색 컬러 필터의 제조 및 밀착성 평가
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 청색 감광성 수지 조성물을 각각 스핀 코팅법으로 2 인치 각의 유리 기판(코닝사 제조, 「EAGLE XG」) 위에 도포한 다음, 진공 건조 장비에서 65Pa이 될 때까지 감압하여 진공건조 하였다. 그 후, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 상기 박막 위에 1 ㎛ 내지 100 ㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 300 ㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, i선을 모두 함유하는 1kW의 고압 수은등을 사용하여 40 mJ/㎠의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 담그어 현상하였다. 상기 박막이 도포된 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 220℃의 가열 오븐에서 25분간 가열하여 각각의 청색 컬러필터를 제조하였다. 상기에서 제조된 청색 컬러필터의 필름 두께는 3.4 ㎛이었다.
상기에서 제조된 청색 컬러필터로 밀착성을 평가하였다. 상기 청색 컬러필터의 20㎛ 패턴의 뜯김 현상 정도를 광학 현미경으로 관찰하였으며, 결과는 하기 표 1에 나타내었다.
<패턴 뜯김 정도>
○: 패턴상 뜯김 없음
△: 패턴상 뜯김 1~3개
×: 패턴상 뜯김 4 이상
실험예 2. 청색 컬러 필터의 제조 및 패턴 내 평탄성 평가
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 5의 청색 감광성 수지 조성물을 각각 스핀 코팅법으로 블랙 매트릭스가 100㎛의 라인/스페이스로 패터닝된 2 인치 기판 위에 도포한 다음, 진공 건조 장비에서 65Pa이 될 때까지 감압하여 진공건조 하였다. 그 후, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 상기 박막 위에 포토마스크 없이 자외선을 조사하였다. 이때, 자외선 광원은 g, h, i선을 모두 함유하는 1kW의 고압 수은등을 사용하여 40 mJ/㎠의 조도로 조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 담그어 현상하였다. 상기 박막이 도포된 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 220℃의 가열 오븐에서 25분간 가열하여 각각의 청색 컬러필터를 제조하였다. 상기에서 제조된 청색 컬러필터의 필름 두께는 3.4 ㎛이었다.
상기에서 제조된 청색 컬러필터로 패턴 내 평탄성을 평가하였다. 상기 블랙 매트릭스 위에 제작된 청색 컬러필터를 색도계(올림푸스사 제조, OSP-200)를 이용하여 측정하였다. 상기 블랙 매트릭스 패턴에서 50㎛ 떨어진 지점과 10㎛ 떨어진 지점의 색을 측정하여 두 위치간의 색 차이(By)를 하기 표 1에 나타내었다. 색 차이(By)와 패턴 내 평탄성의 상관 관계는 하기와 같다.
<색 차이(By)와 패턴 내 평탄성 비교 기준치>
○ : 1/10000 < 색 차이(By) < 9/10000
×: 색 차이(By) ≥ 10/ 10000
구분 밀착성 패턴내 평탄성 색 차이
실시예 1 ○ ○ 0.0005
실시예 2 ○ ○ 0.0006
실시예 3 ○ ○ 0.0007
실시예 4 ○ ○ 0.0005
실시예 5 ○ ○ 0.0007
실시예 6 ○ ○ 0.0008
비교예 1 △ × 0.002
비교예 2 ○ × 0.003
비교예 3 × × 0.002
비교예 4 ○ × 0.003
비교예 5 △ × 0.003
비교예 1은 분자량이 15000 미만인 알칼리 가용성 수지를 사용하여 제조한 청색 감광성 수지 조성물이고, 비교예 2는 비점이 180℃ 이상인 용제를 용제 총 중량에 대하여 8 중량%를 초과하여 제조한 청색 감광성 수지 조성물이고, 비교예 3은 옥심 에스테르계 화합물을 포함하지 않은 광중합 개시제를 사용하여 제조한 청색 감광성 수지 조성물이다. 또한, 비교예 4는 비점이 180℃ 이상인 용제를 포함하지 않은 청색 감광성 수지 조성물이고, 비교예 5는 분자량이 15000이상인 알칼리 가용성 수지를 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 40 중량% 미만으로 포함한 청색 감광성 수지 조성물이다.
상기 표 1의 결과에서 실시예 1 내지 실시예 6의 청색 감광성 수지 조성물로 제조한 청색 컬러필터는 밀착성이 우수하며, 색 차이(By)가 양호하여 패턴 내 평탄성이 우수한 것으로 관찰되었다. 특히, 패턴 내 평탄성이 우수하여 한 화소 내에서 동일한 색 좌표를 얻을 수 있게 되었다.
반면에, 비교예 1 내지 5의 청색 감광성 수지 조성물로 제조한 청색 컬러필터는 밀착성이 우수할지라도, 패턴 내 평탄성을 확보하지 못하여 한 화소 내에서 색 차이(By)가 높게 나타났다.
따라서, 본 발명의 청색 감광성 수지는 밀착성이 우수하여 저노광량에서도 패턴의 박리가 발생하지 않으며, 패턴 내의 평탄성이 우수하여 한 화소 내에서 동일한 색 좌표를 구현할 수 있는 효과를 지니고 있다.

Claims (11)

  1. 청색 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 청색 감광성 수지 조성물로, 상기 알칼리 가용성 수지는 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 80 중량%로 포함되고, 알칼리 가용성 수지 총 중량에 대하여 15000 이상의 분자량을 가진 알칼리 가용성 수지가 40 내지 100 중량%로 포함되고, 상기 광중합 개시제는 하기 화학식 1을 포함하고, 상기 용제는 용제 총 중량에 대하여 비점이 180℃ 이상인 용제를 0 중량% 초과 8 중량% 이하로 포함하며, 상기 용제는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트 및 비점이 180℃이상인 용제로서 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 및 1,2-프로필렌글리콜디아세테이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상으로 구성되는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
    [화학식 1]
    Figure 112019049351590-pat00007

    상기 R1은 하기 화학식 2이고,
    상기 R2는 탄소수 1 내지 8의 알킬기, 페닐기, 치환 또는 비치환된 페닐기, 또는 치환 또는 비치환된 벤질기이고,
    상기 R3는 디페닐설파이드기이고,
    [화학식 2]
    Figure 112019049351590-pat00008

    상기 R4는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고,
    상기 R5는 탄소수 3 내지 8의 알킬기, 탄소수 3 내지 8의 시클로 알킬기 또는 탄소수 6 내지 8의 방향족 탄화수소이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 청색 착색제는 1종 이상의 안료, 1종 이상의 염료 또는 이들의 혼합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 산가가 30 내지 150mgKOH/g인 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1은 1-[4-(페닐싸이오)페닐]-3-사이클로펜틸프로판-1,2-다이온-2-(o-벤조일옥심) 및 1,2-옥탄디온, 1-[4-(페닐싸이오)페닐]-, 2-(o-벤조일옥심)로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 청색 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 청색 착색제 0.5 내지 60 중량%, 광중합성 화합물 5 내지 45 중량% 및 광중합 개시제 0.1 내지 30 중량%를 포함하고, 상기 청색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 용제 60 내지 90 중량%를 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
  9. 청구항 8에 있어서, 상기 광중합 개시제는 광중합 개시제 총 중량에 대하여 청구항 1의 화학식 1의 화합물을 10 내지 100 중량%로 포함하는 것을 특징으로 하는 청색 감광성 수지 조성물.
  10. 청구항 1의 청색 감광성 수지 조성물을 포함하는 청색 컬러 필터.
  11. 청구항 10의 청색 컬러 필터를 포함하는 표시 장치.
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