KR101097045B1

KR101097045B1 - 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물

Info

Publication number: KR101097045B1
Application number: KR1020050046203A
Authority: KR
Inventors: 김종환; 문성배; 성시진; 박종원
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2011-12-22
Anticipated expiration: 2025-05-31
Also published as: KR20060124335A

Abstract

본 발명은 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 (A) 노보넨 또는 그의 유도체 등을 포함하는 경화성 수지, (B) 에폭시 화합물, (C) 열잠재성 개시제 및 (D) 계면활성제를 포함하는 경화성 수지 조성물을 제조함으로써 일액형으로서 보존 안정성이 우수하고 대량 도포를 요하는 경우에도 조작성이 손상되지 않으며 내알칼리성, 내산성 및 내화학약품성 등의 물성도 개선된, 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.

노보넨, 열잠재성 개시제, 디스플레이 칼라필터

Description

디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물{THERMOSETTING RESIN COMPOSITION FOR PROTECTING DISPLAY COLOR FILTER}

도 1은 TFT-LCD용 칼라필터에 본 발명의 경도막을 적용한 모식도.

도 2는 포스트 베이크 후 경도막의 투과율 그래프.

도 3은 포스트 베이크 후 경도막의 열중량 분해도.

<도면의 주요 부분에 대한 설명>

1 : 유리 2 : 블랙매트릭스 3 : 칼라필터 4 : 경도막 5 : ITO

디스플레이 칼라필터 보호막은 액정 표시소자 (LCD), 전하 결합 소자 (CCD) 등에 사용된다. 상기 칼라 필터 보호막에 요구되는 물성으로는 내열성 및 내약품성을 비롯하여, 칼라 필터의 유리 기판 등과의 밀착성, 평탄성, 고경도 등을 들 수 있다. 특히, 내열성에 대해서는 보호막에 ITO (인듐주석옥사이드) 등의 투명 전극을 스퍼터링 방법에 의하여 제작할 때에는 보호막이 200 ℃ 이상, 또한 ITO 위에 액정 배향막을 소성할 경우에는 250 ℃, 게다가 강유전 액정에 대응하는 경우에는 270 ℃의 가열이 필요하므로 상기 온도 조건 하에서 안정할 것이 요구되고 있다.

현재까지, 이와 같은 보호막을 형성하기 위한 재료로는, 아크릴 수지, 멜라민 수지, 폴리이미드 수지 (일본 특개평1-156371 호), 에폭시 수지 (일본 특개평4-170421 호) 등이 제안되어 왔다. 그러나, 종래의 이들 보호막용 수지는 그 어느 것도 보호막으로서 요구되는 조건을 전부 완전히 만족하지는 못하였다.

예를 들어, 멜라민 수지는 삼차원의 그물코 구조를 가지므로 내열성이 양호하고 ITO 스퍼터링시에 주름이나 크랙이 생기기 어려운 장점은 있었으나, 유리 기판이나 칼라 필터와의 습윤성이 나쁘고 도포성이 떨어지며, 그 결과 형성된 보호막의 평탄성이 손상된다는 문제가 있었다.

또한, 에폭시 수지는 유리 기판과의 밀착성이 양호하며 투명성이나 내약품성이 우수한 보호막을 제공하지만, 도포시에 구멍이 생기기 쉬워서 도포성이 떨어지며, 결과적으로 평탄성과 내열성의 밸런스를 취하기 어렵다고 하는 문제가 있다.

본 발명자들은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 연구, 노력한 결과, 기존의 에폭시기를 함유한 불포화 화합물, 올레핀계 불포화 화합물, 불포화 카르복실산 무수물 등을 포함하고 라디칼 개시제를 이용한 경화 시스템을 채택하는 것 대신에, 주쇄에 사이클릭 구조가 있는 노보넨 또는 그의 유도체 등을 포함하는 경화성 수지를 포함시켜 내열성 및 내산성을 개선하고 소량의 에폭시기를 도입하여 내화학성을 개선하였으며 여러 수산기로 접착성을 개선하고 특히 열잠재성 개시제를 이용하여 경화 보조제가 없이도 극한 에칭 조건에서도 우수한 도막 경도를 얻을 수 있도록 함으로써 본 발명을 완성하였다.

따라서, 본 발명은 투명성, 내열성, 표면 경도 등의 우수한 특성을 가질 뿐만 아니라, 기판의 칼라필터, 블랙 매트릭스 등에 생기는 표면의 요철을 은폐하는 능력이 우수한 고평탄화 성능을 갖고 일액형에서도 보존 안정성이 우수한, 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물을 제공하는데 있다.

본 발명은 (A) 노보넨 또는 그의 유도체; 에테르기와 올레핀 이중 결합을 갖는 단량체의 1 종 이상을 부가 중합시키거나, 또는 상기 단량체와 에테르기와 반응할 수 있는 관능기를 갖지 않는 다른 단량체를 부가 중합시킨 중합체; 및 스티렌계 단량체를 부가 중합시킨 중합체를 포함하는 경화성 수지 60 ∼ 98.8 몰%, (B) 에폭 시 화합물 1 ∼ 50 몰%, (C) 열잠재성 개시제 0.1 ∼ 10 몰% 및 (D) 계면활성제 0.1 ∼ 1 몰%를 포함하는 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명은 (A) 노보넨 또는 그의 유도체 등을 포함하는 경화성 수지, (B) 에폭시 화합물, (C) 열잠재성 개시제, 및 (D) 계면활성제를 포함하는 경화성 수지 조성물을 제조함으로써 일액형으로서 보존 안정성이 우수하고 대량 도포를 요하는 경우에도 조작성이 손상되지 않으며 내알칼리성, 내산성 및 내화학약품성 등의 물성도 개선된, 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명의 (A) 성분은 가) 주쇄에 사이클릭 구조를 중합시킨 구조를 갖는 단량체, 나) 에테르기와 올레핀 이중 결합을 갖는 단량체의 1 종 이상을 부가 중합시키거나 또는 상기 단량체와 에테르기와 반응할 수 있는 관능기를 갖지 않는 다른 단량체를 부가 중합시킨 중합체, 및 다) 스티렌계 단량체를 부가 중합시킨 중합체를 포함하고, 상기 (A) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 60 ∼ 98.8 몰%이며 2000 이상의 분자량을 갖는 것이 바람직하다. 상기 (A) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 60 몰% 미만이면 막 형성시 내화학성이 부족하고, 98.8 몰%를 초과하면 막의 경도가 떨어져서 문제가 발생된다.

본 발명의 (A) 성분은 하기의 화학식 1로 표시될 수 있다.

상기 화학식 1에서, R, R₃및 R₅는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 2의 알킬이고, R₁은 직결합 또는 -C(=O)O- 이며, R₂는 비닐 또는 알릴이며, R₄는 에폭시 또는 탄소수 1 ∼ 3의 알킬이며, R₆는 벤젠 등을 포함하는 벤젠유도체이며, 가, 나 및 다는 1 내지 2의 정수이고 가, 나, 및 다는 임의의 순서일 수 있다.

가)는 주쇄에 사이클릭 구조를 중합시킨 구조를 갖는 단량체 또는 아크릴계 단량체일 수 있다. 가)는 (A) 성분 중에 30 ∼ 80 몰%, 바람직하게는 50 ∼ 70 몰% 포함되고, 구체적인 예로는 노보넨 및 노보넨 유도체 등이 있다. 상기 가) 성분이 (A) 성분 중에 30 몰% 미만이면 내화학성이 문제될 수 있고, 80 몰%를 초과하면 밀착성이 불량해지는 발생된다.

나)는 에테르기와 올레핀 이중 결합을 갖는 단량체의 1 종 이상을 부가 중합시키거나 또는 상기 단량체와 에테르기와 반응할 수 있는 관능기를 갖지 않는 다른 단량체를 부가 중합시킨 중합체로서, (A) 성분 중에 10 ∼ 40 몰%, 바람직하게는 20 ∼ 30 몰%가 포함된다. 상기 나) 성분이 (A) 성분 중에 10 몰% 미만이면 막과의 밀착성에서 문제가 발생될 수 있고, 40 몰%를 초과하면 투과도가 떨어질 수 있다.

상기 나)의 구체적인 예로는, 알릴 글리시딜 에테르, 2-메틸알릴 글리시딜 에테르 등의 불포화 글리시딜 에테르; 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 이타콘산 글리시딜 에스테르 등의 불포화 카복실산 글리시딜 에스테르; 글리시딜 옥시에틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜 옥시부틸(메트)아크릴레이트 등의 글리시딜옥시알킬(메트)아크릴레이트류; 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 아크릴레이트, 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 메타크릴레이트 등의 에폭시기 함유 사이클로알킬알킬(메트)아크릴레이트; 옥세타닐(메트)아크릴레이트, 3-옥세타닐메틸(메트)아크릴레이트, (3-메틸-3-옥세타닐)메틸(메트)아크릴레이트, (3-에틸-3-옥세타닐)메틸(메트)아크릴레이트 등의 (치환)옥세타닐(메트)아크릴레이트 또는 (치환)옥세타닐알킬(메트)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이 중에서 특히, 에폭시기 및 올레핀 이중결합을 갖는 단량체가 바람직하며, 불포화 카르복실산 글리시딜 에스테르 및 에폭시기 함유 사이클로알킬알킬(메트)아크릴레이트가 보다 바람직하며, 글리시딜 (메트)아크릴레이트 및 3,4-에폭시사이클로헥실메틸 아크릴레이트가 가장 바람직하다.

다)는 스티렌계 단량체를 부가 중합시킨 중합체로서, (A) 성분 중에 20 ∼ 60 몰%, 바람직하게는 30 ∼ 40 몰%가 포함될 수 있다. 상기 다) 성분이 (A) 성분 중에 20 몰% 미만이면 내열성이 불량할 수 있고, 60 몰%를 초과하면 막 경도가 떨어질 수 있다.

상기 다)의 구체적인 예로는, 스티렌, α-메틸스티렌, 디비닐 벤젠 등을 들 수 있다. 스티렌계 단량체로서는 2 종 이상의 스티렌계 단량체를 사용할 수 있는데, 이중에서도 스티렌이 가장 바람직하다.

본 발명에서 상기 고분자 수지들은 각각 라디칼 중합을 통해 용이하게 얻을 수 있으며, 이들은 각 단량체를 일정 몰비로 교반기, 질소 투입구가 부착된 플라스크에 투입하고 개시제 및 용매를 사용하여 제조할 수 있다. 상기 개시제로는 아조비스(이소부티로니트릴), 아조비스(다이메틸 발레로 니트릴) 및 아조비스(시아노 바레릭산)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이 바람직하며, 투입되는 각각의 단량체 총량에 대하여 0.1 ∼ 5 몰%를 가하는 것이 바람직하다.

본 발명의 (B) 성분은 에폭시 화합물로서, 경화성 수지 (A)이외의 것을 포함한다. 상기 (B) 성분의 구체적인 예로는 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 이소시아네이트 에폭시 수지가 포함된다. 상기 비스페놀 A 형 에폭시 수지에는 EPR 173,174,174S,174C,174HG,175 (이상, Bakelite㈜ 제조)가 포함되고, 상기 비스페놀 F 형 에폭시 수지에는 EPR 164,166,495 (이상, Bakelite㈜ 제조)가 포함되며, 상기 노볼락형 에폭시 수지에는 EPR 600,626,665,673,690 (이상, Bakelite㈜ 제조)가 포함되며, 상기 이소시아네이트 에폭시 수지로는 EPR-05290-05293 (이상, Bakelite㈜ 제조)를 대표적으로 들 수 있다. 이 중 바람직한 것은 비스페놀 A 형 에폭시 수지이다.

상기 (B) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 1 ∼ 50 몰%까지 사용할 수 있지만, 1 ∼ 20 몰% 사용하는 것이 바람직하다. 상기 (B) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 1 몰% 미만이면 내화학성이 떨어지고, 50 몰%를 초과하면 투과도가 현저 히 불량해진다.

본 발명의 (C) 성분은 열에 의해 이온을 발생시키는 안정한 열잠재성 개시제로서, 통상적으로는 양이온 성분과 음이온 성분이 쌍으로 된 유기 오늄염 화합물이 사용될 수 있다.

상기 양이온 성분은 하기의 화학식 2a 및 2b로 나타낼 수 있다.

상기 화학식 2a 및 2b에서, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬이며, X₁, X₂ 및 X₃는 탄소나 질소, 황 등을 포함하는 원자이다.

상기 음이온 성분으로서는 SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, PF₆ ^-, BF₄ ^-, B(C₆F₅)₄ ^- 등이 포함되는데, 그 중에서도 SbF₆ ^- 또는 PF₆ ^-가 바람직하다.

상기 (C) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 0.1 ∼ 10 몰%가 포함될 수 있으며, 1 ∼ 5 몰% 포함되는 것이 바람직하다. 상기 (C) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 0.1 몰% 미만이면 도막 형성이 불가능해질수 있고, 10 몰%를 초과하면 막 경도가 떨어지고 내화학성이 불량해질 수 있다.

본 발명의 조성물은 상기의 성분들 이외에도 통상적으로 포함되는 (D) 계면활성제를 포함한다. 본 발명의 계면활성제는 본 발명의 전체 조성물의 0.1 ∼ 1 몰%가 포함될 수 있다. 상기 (D) 성분은 본 발명의 전체 조성물의 0.1 몰% 미만이면 막의 평탄성이 불량해지고, 1 몰%를 초과하면 또한 평탄성에 문제가 발생될 수 있다.

본 발명의 (D) 성분은 도포성 향상을 위해 포함되는데, 실리콘계 계면활성제, 불소계 계면활성제 및 불소 원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로 이루어진 그룹에서 선택된 1 종 이상의 계면활성제를 함유시키는 것이 바람직하다.

상기 실리콘계 계면활성제로는, 상품명 TSF400, TSF401, TSF410, TSF4300, TSF4440, TSF4445, TSF-4446, TSF4452 및 TSF4460 (지이도시바실리콘가부시키가이샤제); 상품명 KP321, KP322, KP323, KP324, KP326, KP340 및 KP341 (신에쓰실리콘가부시키가이샤제); SH-8400 (트레실리콘가부시키가이샤제); BYK-333, 358N, UV3500, 390, 306, 340 (BYK-케미사제) 등이 있다.

불소계 계면활성제로는 플로리네이트 (등록상표) FC430 또는 플로리네이트 FC431 (스미또모스리엠가부시키가이샤제); 메가팍 (등록상표) F142D, 메가팍 F171, 메가팍 F172, 메가팍 F173, 메가팍 F177, 메가팍 F183 또는 메가팍 R30 (다이니혼 잉크가가쿠고교가부시키가이샤제); 에프톱 (등록상표) EF301, 에프톱 EF303, 에프톱 EF351 또는 에프톱 EF352 (신아키다가세이가부시키가이샤제); 사프론 (등록상표) S381, 사프론 S382, 사프론 SC101 또는 사프론 SC105 (아사히가라스가부시키가이샤제); 상품명 E5844 (가부시키가이샤다이킨화인케미컬겐큐쇼제); 상품명 BM-1000 또는 BM-1100 (BM 케미사제) 등을 들 수 있다.

불소원자를 갖는 실리콘계 계면활성제로서는 메가팍(등록상표) R08, 메가팍 BL20, 메가팍 F443[다이니혼잉크가가쿠고교가부시키가이샤제] 등을 들 수 있다.

상기 본 발명의 (A) 내지 (D) 성분은 용제에 녹여서 사용될 수 있다. 용제는 각 성분을 균일하게 용해할 수 있고, 특정 성분과 반응하지 않는 것이어야 하며 우수한 코팅성과 투명한 박막을 얻을 수 있는 용제가 바람직하다. 용제는 본 발명의 경화성 수지 조성물 100 중량부에 대하여 120 내지 200 중량부 사용하는 것이 바람직하다.

상기 용제의 구체적인 예로는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 펜탄올, 헥산올 또는 사이클로헥산올 등의 알콜류; 아세톤, 메틸 에틸 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 디이소부틸 케톤, 사이클로펜탄온 또는 사이클로헥산온 등의 케톤류; 에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르, 트리에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 테트라에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르, 3-메톡시-1-부 탄올 또는 3-메틸-3-메톡시-1-부탄올 등의 에테르류; 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 아밀 아세테이트, 메틸 락테이트, 에틸 락테이트, 부틸 락테이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시-1-부틸 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노아세테이트, 에틸렌 글리콜 디아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노아세테이트, 디에틸렌 글리콜 디아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노아세테이트, 프로필렌 글리콜 디아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트 또는 부티로락톤 등의 에스테르류; 톨루엔 또는 크실렌 등의 방향족 탄화수소류 등을 들 수 있다. 또한 이와 같은 용제는 목적에 맞추어 2 종 이상을 함께 사용할 수 있다.

이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 통하여 더욱 구체적으로 설명하고자 하나, 본 발명이 이들에 한정되는 것은 아니다.

합성예 1 : 공중합체-1 (A 성분)의 제조

반응용기에 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 5 중량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200 중량부에 녹였다. 계속해서 노보넨 40 몰%, 글리시딜 메타크릴레이트 20 몰%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 20 몰%, 스티렌 20 몰%를 첨가한 후 용액의 온도를 95 ℃로 상승시키고 이 온도를 3 시간 동안 유지하여 중합한 후 농도가 30 % (용매대비)인 공중합체-1 용액을 얻었다. 공 중합체-1의 평균 분자량(Mw)은 10,000 (1-a), 20,000 (1-b), 30,000 (1-c)이었다.

합성예 2 : 공중합체-2 (A 성분)의 제조

반응용기에 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 5 중량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200 중량부에 녹였다. 계속해서 노보넨 40 몰%, 글리시딜 메타크릴레이트 15 몰%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 25 몰%, 스티렌 20 몰%를 첨가한 후 용액의 온도를 95 ℃로 상승시키고 이 온도를 3 시간 동안 유지하여 중합한 후 농도가 30 % (용매대비)인 공중합체-2용액을 얻었다. 공중합체-2의 평균 분자량(Mw)은 10,000 (2-a), 20,000 (2-b), 30,000 (2-c)이었다.

합성예 3 : 공중합체-3 (A 성분)의 제조

반응용기에 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 5 중량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200 중량부에 녹였다. 계속해서 노보넨 50 몰%, 글리시딜 메타크릴레이트 10 몰%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 20 몰%, 스티렌 20 몰%를 첨가한 후 용액의 온도를 95 ℃로 상승시키고 이 온도를 3 시간 동안 유지하여 중합한 후 농도가 30 % (용매대비)인 공중합체-2용액을 얻었다. 공중합체-2의 평균 분자량(Mw)은 10,000 (3-a), 20,000 (3-b), 30,000 (3-c)이었다.

비교합성예 4 : 공중합체-4의 제조

반응용기에 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴 (AIBN) 5 중량부를 프로필렌글 리콜모노메틸에테르아세테이트 200 중량부에 녹였다. 계속해서, 글리시딜 메타크릴레이트 50 몰%, 2-하이드록시에틸 메타크릴레이트 30 몰%, 스티렌 20 몰%를 첨가한 후 용액의 온도를 95 ℃로 상승시키고 이 온도를 3 시간 동안 유지하여 중합한 후 농도가 30 % (용매대비)인 공중합체-4용액을 얻었다. 공중합체-4의 평균 분자량(Mw)은 10,000이었다.

실시예 1 ∼ 9 및 비교예

합성예 및 비교합성예를 통해 얻어진 시료를 이용하여 실시예 및 비교예의 조성물을 다음과 같이 제조하였다. 합성예 1 ∼ 3을 통해 얻어진 9 가지의 공중합체 용액에, 에폭시 화합물 (B), 열잠재성 개시제 (C), 계면활성제 (D) 및 용제 (E)를 하기 표 1의 함량으로 혼합하고 충분히 교반하여 조성물을 제조하였다.

구분	경화성 수지		에폭시 화합물		열잠재성개시제		계면활성제		용제
구분	성 분	함량	성 분	함량	성 분	함량	성 분	함량	성분	함량
실시예1	공중합체1-a	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예2	공중합체1-b	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예3	공중합체1-c	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예4	공중합체2-a	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예5	공중합체2-b	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예6	공중합체2-c	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예7	공중합체3-a	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예8	공중합체3-b	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
실시예9	공중합체3-c	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150
비교예	공중합체4	70	비스페놀-A	20	금속염	3	PS 002	0.1	PGMEA	150

실험예

상기 실시예 1 ∼ 9 및 비교예의 조성물을 스핀코터 (미카사사)를 이용하여 유리 기판 위에 막 두께가 1.5 um이 되도록 코팅을 하고, 이를 클린오븐에서 100 ℃, 1 ∼ 5 분간 예비 가열을 하여 용매를 제거하였다. 이어서, 240 ℃의 가열 경화로에서 30 ∼ 60 분 동안 가열하여 경도막을 형성시켰다. 이들 형성된 경도막에 대해서는 다음과 같은 물성 측정 방법 및 조건에 의하여 실험하였다.

<내열 평가 전후 투과율 평가>

경도막을 도포한 것과 동일한 유리 기판을 참고로 하여, 먼저 240 ℃, 30 ∼ 60 분 후 (포스트 베이크) 형성된 경도막에 대하여 색도계 측정기 (올림푸스사)를 이용하여 400 nm 에서 700 nm까지의 파장에 대한 투과율을 측정하였다. 이후 250 ℃, 1 시간 동안 가열 경화시킨 경도막에 대해서도 전과 동일한 방법으로 투과율을 측정하였다. 전후의 투과율을 비교하여 오차 범위 1 % 이내에 해당하는 경우를 합격판정(○)으로 하고 이를 벗어난 경우는 불합격 판정(×)을 한다.

<내열성 평가>

형성된 경도막을 250 ℃에서 1 시간 동안 가열 처리한 다음, 경도막의 막 두께를 측정한다. 막 두께 측정방법은 가열 전과 가열 후의 막 두께의 차이를 백분율화하고 이를 수치화하여 내열성을 평가한다.

막 두께 변화(%) = [가열 후의 막 두께/가열 전의 막 두께] × 100

평가 후 2 % 이내에 해당하는 경우, 합격판정(○)을 하고, 범위를 벗어난 경우는 불합격 판정(×)을 한다.

<내화학성 평가>

내화학성 평가는 다음 표 2와 같은 조건의 약액에 대한 침지방법을 통하여 평가한다.

상기 내화학성 평가에 있어, 평가 전 후의 보호막 손상 및 막 두께 변화를 확인한다. 막 두께 변화는 전 후의 막 두께 측정에 의한 차이를 확인하고 이를 백분율화하여 평가한다 (내열성 평가에서의 막두께 측정수식 및 평가방법 참고함).

<밀착성 평가>

각각의 내화학성 평가를 거친 샘플에 대하여 100 개의 바둑판 눈을 만들고 셀로판 테이프 박리 평가를 통해 100 개의 눈금 중에서 남는 수를 확인하여 기판과의 밀착성을 평가한다. 평가는 다음의 조건에 의하여 평가한다.

○ : 100/100

△ : 99/100 ∼ 50/100

× : 50/100 미만

<표면경도 평가>

240 ℃, 30 ∼ 60 분간 가열 경화로를 거쳐 형성된 경도막에 대하여, 연필 경도 측정기를 이용하여 하중 1 Kg을 가하였을 때에, 경도막에 흠집이 나지 않는 가장 경도가 높은 값으로 표시하였다.

<보존 안정성 평가>

상기 실시예에 의해 형성된 경도막을 점도계 (TVE-30L, 토키멕사)를 이용하여 23 ℃에서의 점도를 측정한다. 이후 23 ℃의 클린오븐에서 10 일 동안 밀폐하여 보관하고 초기에 측정하였던 방식 및 동일 점도계를 사용하여 보관후의 점도를 측정한다.

상기와 같은 평가 조건 등을 이용하여 평가를 한 결과를 아래의 [표 3] 에 제시하였다.

본 발명의 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물은 (A) 노보넨 또는 그의 유도체 등을 포함하는 경화성 수지, (B) 에폭시 화합물, (C) 열잠재성 개시제, (D) 계면활성제 및 (E) 용제를 포함하는 경화성 수지 조성물을 제조함으로써 일액형으로서 보존 안정성이 우수하고 대량 도포를 요하는 경우에도 조작성이 손상되지 않으며 내알칼리성, 내산성 및 극성 용매 (N-메틸피롤리돈 등), 포토레지스트 박리액 등에 대한 내화학약품성 등의 물성도 우수하다.

본 발명의 경도막은 이의 우수한 특성으로부터 칼라필터의 보호막 및 평탄성을 제공하는 용도의 막으로서 사용될 뿐만 아니라 액정 표시용 소자, 고체 촬영소 자, 보호막등의 전자재료, 그외에 도료, 접착제 등에 적절하게 사용되어질 수 있다.

Claims

(A) 노보넨 또는 그의 유도체, 에테르기와 올레핀 이중 결합을 갖는 단량체의 1 종 이상을 부가 중합시키거나 또는 상기 단량체와 에테르기와 반응할 수 있는 관능기를 갖지 않는 다른 단량체를 부가 중합시킨 중합체, 및 스티렌계 단량체를 부가 중합시킨 중합체를 포함하는 경화성 수지 60 ∼ 98.8 몰%;

(B) 에폭시 화합물 1 ∼ 50 몰%;

(C) 열잠재성 개시제 0.1 ∼ 10 몰%; 및

(D) 계면활성제 0.1 ∼ 1 몰%;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물.
(A) 하기 화학식 1의 구조를 갖는 경화성 수지 60 ∼ 98.8 몰%:

[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, R, R₃및 R₅는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 2의 알킬이 고, R₁은 직결합 또는 -C(=O)O- 이며, R₂는 비닐 또는 알릴이며, R₄는 에폭시 또는 탄소수 1 ∼ 3의 알킬이며, R₆는 벤젠 등을 포함하는 벤젠유도체이며, 가, 나 및 다는 1 내지 2의 정수이고 가, 나, 및 다는 임의의 순서일 수 있다.)

(B) 에폭시 화합물 1 ∼ 50 몰%;

(C) 열잠재성 개시제 0.1 ∼ 10 몰%; 및

(D) 계면활성제 0.1 ∼ 1 몰%;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 칼라필터 보호용 경화성 수지 조성물.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 열잠재성 개시제의 양이온 성분은 하기 화학식 2a 또는 화학식 2b이고:

[화학식 2a]

[화학식 2b]

(상기 화학식 2a 및 2b에서, R₁, R₂, R₃, R₄ 및 R₅는 수소 원자 또는 탄소수 1 ∼ 4의 알킬이며, X₁, X₂ 및 X₃는 탄소나 질소, 황 등을 포함하는 원자이다),

음이온 성분은 SbF₆ ^-, AsF₆ ^-, PF₆ ^-, BF₄ ^-, 또는 B(C₆F₅)₄ ^-인 경화성 수지 조성물.