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KR102748931B1 - 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치 - Google Patents

자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치 Download PDF

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KR102748931B1
KR102748931B1 KR1020170015602A KR20170015602A KR102748931B1 KR 102748931 B1 KR102748931 B1 KR 102748931B1 KR 1020170015602 A KR1020170015602 A KR 1020170015602A KR 20170015602 A KR20170015602 A KR 20170015602A KR 102748931 B1 KR102748931 B1 KR 102748931B1
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luminous photosensitive
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박정효
오용호
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 520 내지 700nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 포함함으로써, 별도의 색변환층 없이도 우수한 형광효율을 보이는 컬러필터 및 화상표시장치를 제작하기 위한 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것이다.

Description

자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치{SELF EMISSION TYPE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER AND IMAGE DISPLAY DEVICE USING THE SAME}
본 발명은 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것이다.
최근 디스플레이 산업은 CRT(Cathode-Ray Tube)에서 PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light-Emitting Diode), LCD(Liquid-Crystal Display) 등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격히 변화해왔다. 그 중 LCD는 거의 모든 산업에서 사용되는 화상표시장치로 널리 이용되고 있으며, 그 응용 범위는 지속적으로 확대되고 있다.
LCD는 백라이트 유닛으로부터 발생한 백색광이 액정셀을 통과하면서 투과율이 조절되고 레드(Red), 그린(Green), 블루(Blue)의 컬러필터를 투과해 나오는 3원색이 혼합되어 풀칼라를 구현한다.
백라이트 유닛의 광원으로는 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp)을 이용하는데, 이 경우 백라이트 유닛이 CCFL에 전원이 항상 인가하여야하므로 소비전력이 소모되는 문제를 야기한다. 또한, 기존 CRT에 비해 약 70% 수준의 색 재현율, 수은이 첨가됨에 따른 환경 오염 문제들이 단점으로 지적되고 있다.
상기 문제점을 해소하기 위한 대체품으로 현재는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 백라이트 유닛에 대한 연구가 활발히 이루어지고 있다.
LED를 백라이트 유닛으로 사용하는 경우, NTSC(National Television System Committee) 색 재현 범위 사양의 100%를 상회하여 보다 생생한 화질을 소비자에게 제공할 수 있다.
이에 동종 산업계에서는 백라이트 광원의 효율을 향상시키기 위해 컬러필터 및 LCD 패널의 재료 및 구조 등의 변경을 통한 방식이 제안되고 있다.
컬러필터는 안료 또는 염료를 포함한 분산 조성물을 도포 후 패터닝 공정을 통해 각 색의 화소를 형성하는데, 이러한 안료 및 염료는 백라이트 광원의 투과 효율을 저하시키는 문제를 야기한다. 상기 투과 효율의 저하는 결과적으로 표시장치의 색재현성을 낮추게 되어 결국 고품질의 화면 구현을 어렵게 한다.
낮은 색재현성 문제는 컬러필터의 광 효율의 증가를 통해 해소될 수 있으며, 이에 컬러필터의 두께를 증가시키거나 이에 적층 또는 근접하여 색변환층(또는 광변환층)을 도입하는 방식이 제안되고 있다.
이와 관련하여, 대한민국 공개특허 제2010-0056437호는 컬러필터층 상에 잉크젯법을 이용하여, 특정한 파장의 광을 흡수하고, 흡수한 파장과 상이한 파장을 포함하는 광을 출력하는 색변환층을 형성하는 방법을 개시하고 있으며, 대한민국 공개특허 제2012-0048218호는 형광 물질을 함유하는 광변화부를 포함하는 컬러필터에 대해 개시하고 있다.
하지만, 이와 상기와 같은 방법들은 컬러필터층과 색변환층을 형성하기 위한 조성물을 각각 만들어야 하기 때문에 공정과정이 복잡해지고, 공정 시간이 길어지는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제2010-0056437호(2010.05.27) 대한민국 공개특허 제2012-0048218호(2012.05.15)
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 컬러필터층을 포함하지 않고, 색변환층만을 포함함으로써 컬러필터 및 화상표시장치의 공정 과정을 간략화 할 수 있고, 그에 따른 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 형광효율 또한 우수한 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치의 제조를 위한 자발광 감광성 수지 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 전술한 자발광 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물은 520 내지 750nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 컬러필터는 전술한 자발광 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명에 따른 화상표시장치는 전술한 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 520 내지 750nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 함께 포함함으로써, 별도의 컬러필터층을 포함하지 않고, 색변환층만으로도 컬러필터층의 역할을 대신하며, 형광 효율 또한 우수한 컬러필터 및 화상표시장치를 제작할 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터 및 화상표시장치 제작 시, 별도의 컬러필터층을 포함하지 않는 단일층의 색변환층을 형성함으로써 공정 과정을 간략화하여 공정 시간을 단축시킬 수 있으며, 색변환층 만으로도 컬러필터층의 역할을 대신할 수 있고, 형광효율 또한 우수한 이점이 있다.
도 1은 종래의 컬러필터층 및 색변환층을 포함하는 컬러필터를 도식화한 도이다.
도 2는 본 발명의 색변환층만을 포함하는 컬러필터를 도식화한 것이다.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명에 대하여 더욱 상세히 설명한다.
< 자발광 감광성 수지 조성물>
본 발명의 한 양태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 520 내지 750nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 함께 포함함으로써, 별도의 컬러필터층 없이도 컬러필터층의 역할을 대신하며, 우수한 형광효율을 보이는 컬러필터 및 화상표시장치를 제작할 수 있는 이점이 있다. 또한, 이를 이용하여 컬러필터 및 화상표시장치 제작 시 별도의 컬러필터층을 구성하기 위한 공정 과정이 불필요하기 때문에, 전체적인 공정 과정을 간략화함으로써 공정 시간을 단축할 수 있는 이점이 있다.
형광염료
본 발명의 한 양태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 520 내지 750nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광염료를 포함한다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 형광 염료는 시아닌계, 크산틴계, 피리딘계, 저분자 발광재료 및 고분자 발광재료로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상일 수 있다.
상기 형광염료는 보다 구체적으로 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(DCM-1(I)), DCM-2(Ⅱ), DCJTB(Ⅲ) 등을 포함하는 시아닌계 형광 염료; 로다민B, 및 로다민6G 등을 포함하는 크산틴계 형광 염료; 피리딘1을 포함하는 피리딘계 형광 염료; 4,4-디플루오로-1,3,5,7-테트라페닐-4-보라-3a,4a-디아자-s-인다센(Ⅳ), 루모겐 F 레드, 나일 레드(V) 등의 저분자 발광재료; 및 폴리페닐렌(polyphenylene), 폴리아릴렌(polyarylene), 폴리플루오렌(polyfluorene) 등을 포함하는 고분자 발광재료;로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 형광 염료는 자발광 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대해서, 0.1 내지 70 중량%, 바람직하게는 1 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 상기 형광염료의 함량이 상기 범위 미만이면 광효율을 확보하지 못해 본 발명에서 얻고자 하는 색 변환 특성을 충분히 확보할 수 없고, 상기 범위를 초과할 경우 형광염료의 함량 대비 광 효율 향상 효과가 미비하여 색변환 필터의 제작 비용이 증가하는 문제가 발생할 수 있다.
안료
본 발명의 한 양태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 380 내지 500nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료를 포함한다.
상기 안료는 전술한 최대 흡수 파장 범위를 만족하는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 구체적으로 C.I. 피그먼트 옐로우 1, 3, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 20, 24, 31, 63, 83, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 128, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 185, 194, 214 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 상기 안료는 함께 포함되는 형광 염료 전체 100중량%에 대하여, 0.1 내지 70 중량%, 바람직하게는 1 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 안료가 상기 범위 내로 포함될 경우, 형광효율이 우수한 이점이 있다. 또한, 상기 안료가 상기 함량 범위를 초과할 경우 형광효율을 감소시킬 수 있다.
상기 안료는 그 입경이 균일하게 분산된 안료 분산액의 형태로 사용될 수 있다. 안료의 입경을 균일하게 분산시키기 위한 방법의 일 예로 분산제 및 용매를 함유시켜 분산 처리하는 방법 등을 들 수 있으며, 이 방법에 따르면 안료가 용액 중에 균일하게 분산된 상태의 안료 분산 조성물을 얻을 수 있다. 이 때, 상기 용매는 후술할 용매일 수 있다.
상기 분산제는 상기 불용성 착색제의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다. 구체적으로, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등의 계면활성제 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기 분산제의 시판품으로는 예를 들면, BYK 사의 DISPER BYK-101, DISPER BYK-103, DISPER BYK-107, DISPER BYK-108, DISPER BYK-110, DISPER BYK-111, DISPER BYK-112, DISPER BYK-116, DISPER BYK-130, DISPER BYK-140, DISPER BYK-142, DISPER BYK-154, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162, DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-165, DISPER BYK-166, DISPER BYK-167, DISPER BYK-168, DISPER BYK-170, DISPER BYK-171, DISPER BYK-174, DISPER BYK-180, DISPER BYK-181, DISPER BYK-182, DISPER BYK-183, DISPER BYK-184, DISPER BYK-185, DISPER BYK-190, DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2009, DISPER BYK-2010, DISPER BYK-2020, DISPER BYK-2025, DISPER BYK-2050, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2095, DISPER BYK-2150, DISPER BYK-2155, DISPER BYK-2163, DISPER BYK-2164 등을 들 수 있고, Lubrizol 사의 SOLSPERSE-3000, SOLSPERSE-9000, SOLSPERSE-13000, SOLSPERSE-13240, SOLSPERSE-13650, SOLSPERSE-13940, SOLSPERSE-16000, SOLSPERSE-17000, SOLSPERSE-18000, SOLSPERSE-20000, SOLSPERSE-21000, SOLSPERSE-24000, SOLSPERSE-26000, SOLSPERSE-27000, SOLSPERSE-28000, SOLSPERSE-31845, SOLSPERSE-32000, SOLSPERSE-32500, SOLSPERSE-32550, SOLSPERSE-33500, SOLSPERSE-32600, SOLSPERSE-34750, SOLSPERSE-35100, SOLSPERSE-36600, SOLSPERSE-38500, SOLSPERSE-41000, SOLSPERSE-41090, SOLSPERSE-53095, SOLSPERSE-55000, SOLSPERSE-56000, SOLSPERSE-76500 등을 들 수 있다.
이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상이 혼합되어 사용될 수 있으며, 구체적으로, 산성 관능기를 갖는 분산제인, DISPERSE BYK-2000, DISPERSE BYK-2001, SOLSPERSE-3000, SOLSPERSE-21000, SOLSPERSE-26000. SOLSPERSE-36600 및 SOLSPERSE-4000로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상이 사용될 수 있다.
상기 분산제는 상기 자발광 감광성 수지 조성물 내에 함께 포함되는 불용성 착색제의 고형분 100중량부에 대하여, 5 내지 60중량부, 구체적으로 15 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 분산제의 함량이 상기 범위를 초과하면 이를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물의 점도가 높아질 수 있고, 상기 범위 미만으로 포함되면 함께 포함되는 불용성 착색제의 미립화가 어렵거나 분산 후 겔화 등의 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 용제 및 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
알칼리 가용성 수지
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지를 더 포함할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색재료(형광염료, 안료 등)의 분산매로서 작용한다. 상기 알칼리 가용성 수지는 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물에 포함되는 착색재료(형광염료, 안료 등)에 대한 결합제 수지로서 작용하고, 컬러필터의 제작을 위한 현상 단계에서 사용되는 알칼리성 현상액에 용해 가능한 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기 함유 불포화 단량체의 중합체, 또는 이와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 단량체와의 공중합체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있다.
이때 상기 카르복실기 함유 불포화 단량체는 불포화 모노카르복시산, 불포화 디카르복시산, 불포화 트리카르복시산 등이 가능하다. 구체적으로, 불포화 모노카르복시산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복시산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복시산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복시산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복시산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 상기 카르복실기 함유 불포화 단량체와 공중합이 가능한 단량체는 방향족 비닐 화합물, 불포화 카르복시산 에스테르 화합물, 불포화 카르복시산 아미노알킬에스테르 화합물, 불포화 카르복시산 글리시딜에스테르 화합물, 카르복시산 비닐에스테르 화합물, 불포화 에테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 이미드류 화합물, 지방족 공액 디엔류 화합물, 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체, 벌키성 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.
보다 구체적으로, 상기 공중합 가능한 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 에스테르; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸 메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 아미노알킬에스테르 화합물; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 글리시딜에스테르 화합물; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복시산 비닐에스테르 화합물; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드 화합물; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류; 비유전 상수값을 낮출수 있는 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 사용 가능하다.
상기 알칼리 가용성 수지는 20 내지 200 (KOHmg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용할 수 있다. 상기 "산가"란, 아크릴계 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여하며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위를 만족하는 경우 현상액 중의 용해성이 향상되어, 비-노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하며, 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining ratio)을 개선할 수 있는 이점이 있다.
상기 알칼리 가용성 수지에 대하여 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, '중량평균분자량'이라고 함)이 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000인 것이 바람직하다. 상기 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량이 상기 범위를 만족할 경우 잔막율을 개선할 수 있고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하며 해상도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 알칼리 가용성 수지의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0일 수 있으며, 바람직하게는 1.8 내지 4.0일 수 있다. 상기 분자량분포가 상기 범위를 만족할 경우 현상성이 향상되는 이점이 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 이를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 전체 100중량%에 대하여, 5 내지 85중량%, 바람직하게는 10 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 함량이 상기 범위를 만족시킬 경우 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판 상에 현상 잔사의 발생을 억제할 수 있고, 현상 시 노광부의 화소 부분의 막 감소가 발생하는 것을 방지해 비화소 부분의 누락성이 양호한 이점이 있다.
광중합성 화합물
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 광중합성 화합물을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물에 함유되는 광중합성 화합물은 광 및 후술할 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용된다.
상기 광중합성 화합물은 이를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 50 중량%, 구체적으로 7 내지 45 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 화소부의 강도나 평활성이 양호해지는 이점이 있다. 즉, 상기 광중합성 화합물이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 화소부의 강도가 다소 저하될 수 있으며, 상기 광중합성 화합물이 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우 평활성이 다소 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
광중합 개시제
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 광중합 개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는 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, 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, o-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등이 있다.
상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물의 구체적인 예로는 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 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4'5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물의 구체적인 예로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 Irgacure OXE 01, OXE 02가 대표적이다.
상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 있다.
상기 광중합 개시제는 고형분을 기준으로 알칼리 가용성 수지 및 광중합성 화합물의 합 전체 100중량%에 대해서, 0.1 내지 40중량%, 바람직하게는 1 내지 30중량%로 포함될 수 있다.
상기 자발광 감광성 수지 조성물 중 고형분 전체 100중량%에 대하여 0.1 내지 20중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 상기 자발광 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해지는 이점이 있다.
상기 광중합 개시제는 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 포함되는 경우 감도가 더욱 높아져 생산성이 향상되는 이점이 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 예컨대, 아민 화합물, 카르복시산 화합물, 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 아민 화합물로는 방향족 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하며, 구체적으로 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산2-에틸헥실, 벤조산2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭: 미힐러 케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등을 사용할 수 있다.
상기 카르복시산 화합물은 방향족 헤테로아세트산류인 것이 바람직하며, 구체적으로 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.
상기 티올기를 가지는 유기 황화합물의 구체적인 예로서는 2-머캅토벤조티아졸, 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄, 1,3,5-트리스(3-머캅토부틸옥시에틸)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 트리메틸올프로판트리스(3-머갑토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토부틸레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트), 테트라에틸렌글리콜비스(3-머캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제의 시판품으로는 예를 들면, 상품명 EAB-F(호도가야가가쿠고교가부시키가이샤) 등을 들 수 있으며, 상기 광중합 개시 보조제는 본 발명의 범위를 해치지 않는 범위에서 적절히 추가하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시 보조제의 함량은 함께 포함되는 광중합 개시제 1몰 당 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰일 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 상기 함량 범위 내로 포함될 경우 이를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물의 감도가 향상되고, 상기 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 이점이 있다.
용제
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 용제를 더 포함할 수 있다.
상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 유기 용제를 사용할 수 있다.
상기 용제는 구체적으로 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알콕시알킬아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기의 용제는 도포성 및 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르 아세테이트, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 용제는 상기 자발광 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제의 함량이 상기 범위 이내로 포함될 경우에는 롤코터, 스핀 코터, 슬릿앤드 스핀 코터, 슬릿코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해질 수 있어 바람직하다. 즉, 상기 용제의 함량이 상기 범위 미만으로 포함될 경우 도포성이 다소 저하됨에 따라 공정이 다소 어려워질 수 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 형성된 컬러 필터의 성능이 다소 저하될 수 있는 문제가 발생할 수 있다.
첨가제
본 발명의 한 실시형태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 목적을 해치지 않는 범위 내에서 당 업자의 필요에 따라 첨가될 수 있으며 구체적으로, 충진제, 다른 고분자 화합물, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등을 들 수 있다.
상기 충진제의 구체적인 예로는 유리, 실리카, 알루미나 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다른 고분자 화합물의 구체적인 예로는, 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지; 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알칼아크릴레이트, 플리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지; 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 밀착 촉진제의 구체적인 예로는, 비닐트리메톡시실란, 미닐트리에톡시실란, 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-머캅토 프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란, 3-이소시아네이트프로필트리에톡시실란 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 산화방지제는 고형분을 기준으로, 함께 포함되는 광중합 개시제 100중량부에 대하여, 1 내지 100중량부, 구체적으로 2 내지 50중량부로 포함될 수 있다. 상기 산화방지제의 함량이 상기 범위를 만족할 경우, 상기 착색 감광성 수지 조성물의 감도 저하 없이도 투과율이 향상될 수 있는 효과를 기대할 수 있다. 상기 산화방지제의 함량이 상기 범위 미만일 경우 투과율 향상효과를 기대하기 어려우며, 상기 범위를 초과하는 경우 감도가 저하되어 현상공정 중 패턴의 단락이 발생할 수 있다.
상기 자외선 흡수제의 구체적인 예로는, 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 응집방지제의 구체적인 예로는, 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 첨가제들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
<컬러필터>
본 발명의 다른 양태는 전술한 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 제조된 색변환층을 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 컬러필터는 520 내지 700nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 함께 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 색변환층을 포함함으로써, 별도의 컬러필터층을 포함하지 않아도 우수한 형광효율을 보이고, 색변화층 단일층의 구성만으로도 기존의 컬러필터층 및 색변환층의 역할을 대신하는 이점이 있다.
또한, 기판(10) 상에 색변환층(20) 및 컬러필터층(30)을 적층시키는 종래의 제조 공정과 비교하여, 본 발명의 컬러필터는 기판(10) 상에 직접 색변환층(20)을 적층시킴으로써, 별도의 컬러필터층(30)을 구성하지 않기 때문에 상기 컬러필터층(30) 구성을 위한 제조 공정이 제외되므로, 컬러필터의 제조 공정이 간략해질 수 있으며, 이에 따라 공정 시간이 단축되는 이점이 있다(도 1 내지 도 2 참조).
상기 컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
상기 기판은 상기 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
상기 패턴층은 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 자발광 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형된 층일 수 있다. 상기 패턴층은 당업계에서 통상적으로 알려진 방법을 수행함으로써 형성할 수 있다.
상기와 같은 기판 및 패턴층을 포함하는 컬러필터는 각 패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
또한, 상기 컬러필터의 패턴층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
상기 컬러필터는 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층으로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다. 상기 적색 패턴층, 녹색 패턴층, 청색 패턴층은 각각 광 조사시 적색광, 녹색광, 청색광을 방출할 수 있으며, 이때, 상기 광원의 방출광은 특별히 한정되지는 않으나 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
<화상표시장치>
본 발명의 또 다른 양태는 전술한 컬러필터를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 컬러필터는 통상의 액정표시장치뿐만 아니라, 전체 발광 표시장치, 플라스마 표시장치, 전계 방출 표시장치 등의 각종 화상표시장치에 적용 가능하다.
상기 화상표시장치는 본 발명의 형광염료 및 안료를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 컬러필터를 포함함으로써, 별도의 컬러필터층 없이 색변환층만으로도 컬러필터층 및 색변환층의 역할을 대신하며, 우수한 형광효율을 보이는 이점이 있다. 또한, 상기 화상표시장치의 제조 공정에서 별도의 컬러필터층을 구성하는 공정이 제외되므로, 화상표시장치의 제조 공정이 간략해질 수 있으며, 이에 따라 공정 시간이 단축되는 이점이 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 화상표시장치는 광원을 더 포함할 수 있으며, 구체적으로는 상기 광원은 청색광을 방출하는 것일 수 있다. 광원을 필요로 하지 않는 화상표시장치(예를 들면, OLED)의 경우 상관이 없으나, 상기와 같이 광원을 포함하는 경우 광원으로부터 방출되는 광의 파장(예들들면, 청색광의 경우 400 내지 480nm)과 색변환층 내에 포함된 형광염료에서 방출되는 파장이 서로 혼재되어 나타남으로써 형광염료의 형광효율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 하지만 본 발명의 한 양태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 380 내지 550의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료를 함께 포함함으로써, 광원으로부터 방출되는 파장을 흡수하여 형광염료에 의해 방출되는 파장만이 보여지도록 즉, 형광염료의 형광효율이 저하되지 않도록 하는 이점이 있다. 따라서, 본 발명의 한 양태에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 광원을 포함하는 화상표시장치에 적용할 경우 가장 바람직하다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 발명의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
제조예 1: 알칼리 가용성 수지(C)의 제조
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하로트로서 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g을 투입 한 뒤 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g, PGMEA 24g을 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이 후 플라스크에 PGMEA 385g을 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 치환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다. 이어서, 모노머 및 연쇄 이동제를 적하로트로부터 적하를 개시하였다. 적하는 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하였고, 1h 후에 110℃로 승온시켜 3h 동안 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시하였다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g을 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 동안 반응을 계속하여, 고형분 산가가 70mgKOH/g인 알칼리 가용성 수지(C)를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다. 상기 결합제 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 하기의 조건으로 행하였다.
장치: HLC-8129GPC(도소(주) 제조)
칼럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)
칼럼 온도: 40℃
이동상 용제: 테트라히드로퓨란
유속: 1.0 ml/분
주입량: 50 ㎕
검출기: RI
측정 시료 농도: 0.6질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소 (주) 제조)
실시예 및 비교예 : 자발광 감광성 수지 조성물
하기 표 1과 같은 조성 및 함량으로 자발광 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
(단위: 중량부) 실시예 1 실시예 2 비교예 1
형광 염료 A 4.64 4.64 4.64
안료 B1 2.56 - -
B2 - 2.56 -
B3 - - 2.56
알칼리 가용성 수지 C 23.03 23.03 23.03
광중합성 화합물 D 15.74 15.74 15.74
광중합 개시제 E 0.4 0.4 0.4
용매 F 53.63 53.63 53.63
A1: 루모겐(Lumogen)F 레드(바스프사 제조)
B1: C.I. 피그먼트 옐로우 138(바스프사 제조)
B2: C.I. 피그먼트 옐로우 185(바스프사 제조)
B3: C.I. 피그먼트 레드 254(바스프사 제조)
C: 제조예 1의 알칼리 가용성 수지
D: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(Kayarad DPHA: 닛본 카야꾸㈜ 제조)
E: 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369; Ciba Specialty Chemical사 제조)
F: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
제조예 2: 컬러필터의 제조
상기 실시예 1 내지 2 및 비교예 1에서 제조된 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 컬러필터를 제조하였다. 즉, 상기 제조된 각각의 자발광 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 자외선을 조사하였다. 이 때 자외선 광원은 우시오 덴끼(주)제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/cm2의 노광량(365nm)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기 자외선이 조사된 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 60초 동안 현상한 후, 220℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 컬러필터를 제조하였다. 상기에서 제조된 자발광 컬러 패턴의 필름 두께는 3.0㎛이었다.
실험예 : 발광강도( Intensity ) 측정
상기 제조예 2에서 제조된 자발광 컬러필터를 양자효율 측정기(QE-1000, 오츠카사제)를 이용하여, 각각의 코팅기판에 대한 발광 루미네선스(PL, Photoluminescence)를 측정하여, 하기 표 2에 발광 강도를 기재하였다.
이 때, 측정된 발광 강도는 높을수록 우수한 휘도 특성을 갖는 것으로 판단할 수 있다.
발광 강도(최대 발광 파장 λ = 620nm)
실시예 1 669
실시예 2 660
비교예 1 300
상기 표 2를 참고하면, 본 발명의 형광염료 및 안료를 모두 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물(실시예 1 및 2)의 경우, 본 발명의 파장 범위를 벗어나는 형광염료 내지 안료를 포함하는 경우(비교예 1)보다 발광 강도가 우수한 것을 확인할 수 있다.
10: 기판
20: 색변환층
30: 컬러필터층

Claims (8)

  1. 520 내지 700nm의 발광 파장 범위를 갖는 형광 염료; 및 380 내지 550nm의 최대 흡수 파장 범위를 갖는 안료;를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물로,
    상기 형광 염료는 루모겐 F 레드를 포함하고,
    상기 안료는 C.I. 피그먼트 옐로우를 포함하며,
    상기 자발광 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 컬러필터는 청색 광을 방출하는 광원과 결합하여 사용되기 위한 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자발광 감광성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 용제 및 첨가제로 이루어진 군으로부터 선택되는 하나 이상을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형광염료는 이를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물 전체 100중량%에 대하여 0.1 내지 70중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 안료는 함께 포함되는 형광염료 전체 100중량%에 대하여 0.1 내지 70중량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  6. 색변환층을 포함하는 컬러필터에 있어서,
    상기 색변환층은 제1항, 제2항, 제4항 및 제5항 중 어느 한 항의 자발광 감광성 수지 조성물의 경화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  7. 제6항의 컬러필터를 포함하는 화상표시장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 화상표시장치는 광원을 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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PG1601 Publication of registration