KR101200633B1

KR101200633B1 - 컬러필터용 잉크조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치

Info

Publication number: KR101200633B1
Application number: KR1020080137449A
Authority: KR
Inventors: 유민아; 김한수; 김대현
Original assignee: 주식회사 엘지화학
Priority date: 2008-12-30
Filing date: 2008-12-30
Publication date: 2012-11-12
Also published as: KR20100079042A

Abstract

본 발명은 컬러 필터용 잉크 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치에 관한 것으로, 동일 점도에서 고형분 함량을 증가시킬 수 있는 하이퍼 브랜치 구조의 폴리머를 바인더 수지로 사용함으로써 픽셀 내부에 토출되는 잉크 방울의 수를 줄여 공정성을 증대시킬 수 있는 효과를 가진다.

하이퍼*브랜치*컬러필터*잉크*조성물*잔막율*고형분*점도

Description

컬러필터용 잉크조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정표시장치{Ink composition for color filter and liquid crystal display device containing color filter prepared thereof}

본 발명은 잉크젯 방식을 이용하여 컬러필터를 제조함에 있어서 하이퍼 브랜치 폴리머를 바인더 수지로 적용하여 동일 점도에서 고형분 함량을 증가시킬 수 있어 픽셀 내부에 토출되는 잉크 방울의 수를 줄여 공정성을 증대시킬 수 있는 컬러필터용 잉크 조성물 및 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 액정 표시 장치에 관한 것이다.

액정 디스플레이, 유기 EL 디스플레이, 플라즈마 디스플레이 등의 칼라 필터나 각종 배선을 제조하는데 있어서 잉크젯 공정이 널리 활용되고 있다. 잉크젯 공정은 잉크젯 장비를 이용하여 액상의 원료 물질을 미리 설계된 패턴에 따라 인쇄한 후 건조시켜 원하는 패턴을 형성하는 방법이다.

표시장치용 컬러필터는 예를 들면, 유리 등의 기판 상에 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 등의 도트상 화상을 매트릭스상으로 배치하고, 도트상으로 형성된 화상과 화상의 사이를 블랙 매트릭스 등의 격리벽으로 격리시킨 구조를 갖고 있다.

상기 블랙 매트릭스는 착색 레지스트법으로 형성하고, 그 후에 RGB 등의 착색 패턴(화소)을 잉크젯법을 이용하여 형성하는 방법이 제안되어 있다. 그러나, 블랙 매트릭스 등의 격벽으로 주위가 둘러싸여진 오목부(착색층 형성 영역)에 착색 잉크(R, G, B 등)를 떨어뜨려 컬러필터를 제조하는 경우, 착색 잉크의 고형분 농도가 낮아 잉크 양이 부족하면 건조 후에 소망의 두께가 얻어질 수 없다.

따라서, 액정 표시 장치의 컬러필터를 제조하는 방법에 있어서 잉크의 고형분을 높여 픽셀에 채우는 잉크 방울의 수를 줄일 수 있다면 잉크 토출 빈도와 시간을 줄임으로써 생산성을 높일 수 있는 장점을 가진다. 그러나, 헤드의 구조상 잉크젯용 잉크는 젯팅(jetting)을 위한 적정 수준의 점도를 유지해야 한다. 따라서, 잉크의 고형분을 증가시키면서도 적정 수준의 점도를 동시에 유지하는 데에 어려움이 따른다.

한편, 하이퍼-브랜치 폴리머는 덴드리머와 함께 덴드리틱(수지상) 폴리머로서 분류되고 있다. 종래의 고분자는 일반적으로 유상의 형상임에 비해, 이러한 덴드리틱 폴리머는 적극적으로 분기를 도입하고 있다는 점에서 그 특이한 구조, 나노 미터 사이즈, 많은 관능기를 보유할 수 있는 표면, 선상 폴리머에 비해 저점도화 할 수 있는 분자간의 뒤엉킴이 적고 미립자적 거동을 나타내는 비정성으로 되어 용매 용해성을 제어할 수 있는 등 여러 가지 응용이 기대되고 있다.

특히 말단기의 수가 많음은 덴드리틱 폴리머의 가장 현저한 특징이어서, 분자량이 증가하면 분기의 수도 증가하므로, 말단기의 절대수는 고분자량의 덴드리틱 폴리머일수록 많아진다. 이러한 말단기수가 많은 덴드리틱 폴리머는, 말단기의 종 류에 의해 분자 사이 상호작용이 크게 좌우되어 유리 전이 온도나 용해성, 박막 형성성 등이 크게 변화하므로 일반의 선형 고분자에는 없는 특징을 갖는다. 또 말단기에 반응성 관능기를 부여한 경우에는, 매우 고밀도로 반응성 관능기를 가지게 되기 때문에, 예를 들면, 기능물질의 고감도 보충제, 고감도인 다관능 가교제, 금속이나 금속산화물의 분산제 또는 코팅제로서의 응용이 기대된다.

이러한 덴드릭 고분자는 구성 단위의 화학구조나 분기의 상태 등에 의한 형태로부터 분자량에 비해 점도가 작고, 많은 말단을 가지기 때문에 기능성이 높은 특징을 가진다. 하이퍼-브랜치 폴리머는 모노머의 분자 설계에 의해 비교적 간단하게 합성할 수 있다는 장점이 있어 공업적 생산에 있어서는 유리하다. 또한, 하이퍼 브랜치 폴리머의 구형 구조, 저점도, 높은 용해성, 많은 말단 관능기 등의 특징을 가짐으로 각종 재료로서 주목받고 있다.

이렇게 제조된 하이퍼 브랜치 구조를 가지는 고분자는 컬러 필터의 바인더 수지, 기능물질의 고감도 보충제, 고감도인 다관능 가교제, 금속이나 금속산화물의 분산제 또는 코팅제로서 사용되어 왔다.

일본 공개특허 2005-036099에서는 메타크릴산 글리시딜 에스테르와 같은 에폭시기 함유 (메타)아크릴레이트 화합물과 트리메리트 산무수물과 같은 3염기산 1 무수물을 100～180℃에서 반응시키고, 에폭시기와 카르복시기가 반응하여 생기는 에스테르 결합과, 산무수물기와 OH기를 갖는 에스테르를 형성시키고, 다음에 90℃ 이하에서 이 에스테르를 자기중합 반응시켜 폴리에스테르화 하는 것을 특징으로 하는 (메타)아크리로일기 및 카르복실기를 가지는 하이퍼 브랜치 구조의 폴리에스테 르의 제조 방법을 제시하고 있다.

그러나 상기 하이퍼 브랜치 고분자를 컬러 필터의 바인더 수지로 사용할 경우 상기 성분들이 높은 온도에서 휘발되는 특징을 가지고 있으므로, 잔막율이 떨어지는 문제가 있어 바람직하지 못하다.

본 발명에서는 컬러필터용 잉크 조성물에서 가진 종래 기술의 문제들을 해결하고자 한 것으로서, 점도를 낮춰 궁극적으로 고형분 함량을 높일 수 있고, 이로 인해 잉크젯 공정 중에 소비되는 잉크의 양을 줄일 수 있는 컬러필터용 잉크 조성물을 제공하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 잉크 조성물로부터 제조된 컬러 필터를 포함하는 액정표시장치를 제공하는 데도 그 목적이 있다.

본 발명에서는 하이퍼 브랜치 구조를 가지는 바인더 폴리머를 잉크젯용 컬러 필터 잉크 조성물에 도입하여 동일 점도에서 고형분을 증가시킴으로써 픽셀에 채우는 잉크 방울의 수를 줄임으로써 공정성을 개선할 수 있고, 우수한 잔막율을 가지는 컬러 필터를 제공할 수 있게 되었다.

본 발명과 같이 하이퍼 브랜치 구조를 가지는 바인더 수지를 잉크젯 조성물에 포함시킴으로써 컬러필터를 생산하기 위한 생산 속도를 증진시킬 수 있고, 잉크의 총 사용량을 줄임으로써 소비되는 재료비를 절감할 수 있는 효과를 가진다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물은 산 성분을 포함하는 디올 화합물이 적어도 2개의 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물, 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 다른 목적을 달성하기 위한 컬러 필터는 상기와 같은 컬러필터용 잉크 조성물로부터 제조된 것이며, 상기 컬러 필터를 포함하는 액정표시장치에도 그 특징을 가진다.

이하, 본 발명을 더욱 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 컬러필터용 잉크 조성물은 산 성분을 포함하는 디올 화합물이 적어도 2개의 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물, 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 상기 산 성분을 포함하는 디올 화합물이 적어도 2개의 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 바인더 수지는 다음 화학식 1로 표시되는 산 성분을 포함하는 디올 화합물 양 말단의 히드록시기와 측쇄의 카르복실기가 산 성분을 포함하는 언하이드라이드, 및 에폭시기를 포함하는 화합물과 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 것이다.

화학식 1

상기 식에서, R1은 메틸기 혹은 에틸기이다.

상기 산 성분을 포함하는 디올 화합물은 전체 하이퍼 브랜치 폴리머 중 1 내지 20 몰%로 포함되는 것이 분자량 조절 및 재현성 확보 측면에서 바람직하다.

또한, 본 발명의 하이퍼 브랜치 폴리머 제조에 포함되는 산 성분을 포함하는 언하이드라이드는 다음 화학식 2로 표시되는 화합물이다.

화학식 2

상기 식에서, X는 수소, C1~C6의 알콕시, 페녹시, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 C1~C10 의 알킬기, 불포화기가 1~3개 포함된 C1~C10의 알케닐기, 페닐기, 나프틸기, 또는 안트라세닐기이고; Y는 C1~C6의 알콕시기, 페녹시기, 할로겐으로 치환 또는 비치환된 C1~C10의 알킬렌기, 불포화기가 1~3개 포함된 C1~C10의 알케닐렌기, 페닐렌기이며; 상기 X와 Y는 서로 연결되어 5~6각의 고리를 형성할 수 있고; Z는 수소, 또는 카르복실기가 치환된 직쇄 또는 분지쇄의 C1~C10의 알킬기이다.

상기 산 성분을 포함하는 언하이드라이드 화합물은 전체 하이퍼 브랜치 폴리머 중 30 내지 50 몰%로 포함되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 하이퍼 브랜치 폴리머 제조에 포함되는 에폭시기를 포함하는 화합물의 구체적인 예를 들면, 알릴 글리시딜 에테르, 글리시딜(메트)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메트)아크릴레이트, 글리시딜 5-노보넨-2-카복실레이트(엔도, 엑소 혼합물), 글리시딜 5-노보넨-2-메틸-2-카복실레이트(엔도, 엑소 혼합물), 1,2-에폭시-5-헥센, 및 1,2-에폭시-9-데센으로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상의 것이다.

상기 에폭시기를 포함하는 화합물은 전체 하이퍼 브랜치 폴리머 중 30 내지 69 몰%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 하이퍼 브랜치 폴리머의 제조 과정을 다음 반응식 1에서 나타내었다.

반응식 1

상기 반응식을 통해 제조된 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 하이퍼 브랜치 폴리머의 구조를 살피면, 산 성분을 포함하는 디올 화합물(BHMPA)은 양 말단에 치환된 히드록시기(OH)와 카르복실기가 에폭시기를 포함하는 화합물(GMA)과 산 성분을 포함하는 언하이드라이드(TMA)와 3개의 하이퍼 브랜치 구조로 연결되어 있다. 또한, 상기 산 성분을 포함하는 언하이드라이드(TMA)는 이에 치환된 카르복실기와 언하이드라이드의 고리(ring)가 열리면서 역시 상기 산 성분을 포함하는 디올 화합물(BHMPA)과 에폭시기를 가지는 화합물(GMA)과 3개의 하이퍼 브랜치 구조로 연결되어 있다.

또한, 상기 에폭시기를 포함하는 화합물(GMA)은 에폭시 고리(ring)가 열리면 서 상기 산 성분을 포함하는 디올 화합물(BHMPA)과 산 성분을 포함하는 언하이드라이드(TMA)와 하이퍼 브랜치 구조로 연결되어 있다.

또한, 상기 최종 제조된 하이퍼 브랜치 폴리머를 구성하는 각 구성성분의 치환기 말단에 사슬로 연결된 부분은, 본 발명의 하이퍼 브랜치 폴리머를 구성하는 화합물들 간의 반응이 계속적으로 진행되어 추가의 하이퍼 브랜치 구조를 형성하게 된다.

종래의 컬러필터용 잉크조성물의 바인더 수지는 주로 아크릴계 공중합체가 사용되었는데, 상기 아크릴계 공중합체는 단량체로 사용된 언하이드라이드와 아크릴계 화합물의 반응성을 제어가 힘들어 원하는 수준으로 분자량을 조절할 수 없는 문제가 있었다. 이에 비해, 본 발명의 하이퍼 브랜치 폴리머는 그 구조적인 특징으로 인해 분자량 조절이 용이하고, 결과적으로 반응 재현성이 우수하여, 이를 바인더 폴리머로 사용하는 경우 동일 점도 대비 고형분 함량을 높일 수 있어 코팅액을 줄일 수 있고, 공정성이 우수한 효과를 가진다.

본 발명에 따른 바인더 수지인 하이퍼 브랜치 폴리머는 산 성분을 포함하는 디올 화합물:산 성분을 포함하는 언하이드라이드:에폭시기를 포함하는 화합물을 1:30:30 내지 20:50:69 의 몰비율로 반응시켜 제조된 것이다.

본 발명에 따른 하이퍼 브랜치 폴리머의 중량평균분자량은 5,000 내지 10,000g/mol이며, 산가는 110 내지 120mg/KOH인 것이 바람직하다.

상기 바인더 수지는 전체 잉크 조성물 중 1 내지 20 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 1중량% 미만에서는 완성된 컬러 패턴의 내화학성 및 막강도 가 저하될 수 있고, 20 중량%를 초과할 경우 완성된 컬러 패턴과 기판과의 밀착성이 저하되는 문제가 있을 수 있다.

본 발명에 따른 컬러필터용 잉크조성물을 구성하는 에틸렌성 불포화 결합을갖는 중합성 화합물은 전체 조성물 중 10 내지 50 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하며, 상기 범위를 만족하면 함량 미달로 인해 발생될 수 있는 불충분한 가교 진행을 제어할 수 있다.

상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 다관능성 모노머는 그 분자 내에 적어도 1 개 이상의 부가중합 가능한 불포화기를 갖는 관능성 모노머가 이용되면 바람직하나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 에틸렌성 불포화 결합을갖는 중합성 화합물의 구체적인 예를 들면, 폴리에틸렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 또는 페녹시에틸(메타)아크릴레이트 등의 단관능성 모노머, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리 아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타 아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 컬러필터용 잉크조성물을 구성하는 개시제는 광중합개시제와열중합 개시제 모두 가능하며, 전체 조성물 중 0.05 내지 5 중량%의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 상기 개시제의 함량에 대한 수치 범위를 만족하면, 라디칼 이 충분하게 발생되어 중합이 적절하게 진행되어 바람직하며, 함량 초과로 인해 중합개시제가 용해되지 못하고 이로 인해 초래될 수 있는 컬러필터 막의 표면 불량의 문제, 경화에 참여하지 않은 라디칼에 의한 오염 등의 문제를 방지할 수 있다.

상기 개시제의 구체적인 예를 들면, 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2-시아노-2-프로필아조포름아미드, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), V-40, VA-086, VA-085, VF096, VAm-110, Vam-111(이상 Wako pure chemicals ind.), 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트 및 1,1'-비스-(비스-t-,부틸퍼옥시)시클로헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 것이나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 용매는 비점이 150℃ 이상의 휘발성이 적은 용매를 사용하는 것이 바람직하며, 예를 들면, 부틸 카비톨 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 메톡시 에탄올, 에톡시 에탄올, 부톡시 에탄올, 에톡시 에틸 아세테이트 및 부톡시 에틸 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 것이 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다.

상기 용매는 컬러필터용 잉크 조성물 중 40 내지 86 중량%로 포함되는 것이 바람직하다.

본 발명의 잉크 조성물은 공지의 착색제(염료, 안료)를 사용하여 구성할 수 있다. 공지의 착색제 중 안료를 사용하는 경우에는 착색 액체 조성물 중에 균일하게 분산된 것이 바람직하다. 따라서, 안료의 입경으로 0.1㎛ 이하가 바람직하고, 특히 0.08㎛ 이하인 것이 바람직하다.

공지의 염료 내지 안료로서는 예를 들면, 빅토리아 퓨어 블루 BO(C.I.42595), 오라민(C.I.41000), 팻 블랙 HB(C.I. 26150), C.I.피그먼트 옐로우 1, C.I.피그먼트 옐로우 3, C.I.피그먼트 옐로우 12, C.I.피그먼트 옐로우 13, C.I.피그먼트 옐로우 14, C.I.피그먼트 옐로우 5, C.I.피그먼트 옐로우 16, C.I.피그먼트 옐로우 17, C.I.피그먼트 옐로우 20, C.I.피그먼트 옐로우 24, C.I.피그먼트 옐로우 31, C.I.피그먼트 옐로우 55, C.I.피그먼트 옐로우 60, C.I.피그먼트 옐로우 61, C.I.피그먼트 옐로우 65, C.I.피그먼트 옐로우 71, C.I.피그먼트 옐로우 73, C.I.피그먼트 옐로우 74, C.I.피그먼트 옐로우 81, C.I.피그먼트 옐로우 83, C.I.피그먼트 옐로우 93, C.I.피그먼트 옐로우 95, C.I.피그먼트 옐로우 97, C.I.피그먼트 옐로우 98, C.I.피그먼트 옐로우 100, C.I.피그먼트 옐로우 101, C.I.피그먼트 옐로우 104, C.I.피그먼트 옐로우 106, C.I.피그먼트 옐로우 108, C.I.피그먼트 옐로우 109, C.I.피그먼트 옐로우 110, C.I.피그먼트 옐로우 113, C.I.피그먼트 옐로우 114, C.I.피그먼트 옐로우 116, C.I.피그먼트 옐로우 117, C.I.피그먼트 옐로우 119, C.I.피그먼트 옐로우 120, C.I.피그먼트 옐로우 126, C.I.피그먼트 옐로우 127, C.I.피그먼트 옐로우 128, C.I.피그먼트 옐로우 129, C.I.피그먼트 옐로우 138, C.I.피그먼트 옐로우 139, C.I.피그먼트 옐로우 150, C.I.피그먼트 옐로우 151, C.I.피그먼트 옐로우 152, C.I.피그먼트 옐로우 153, C.I.피그먼트 옐로우 154, C.I.피그먼트 옐로우 155, C.I.피그먼트 옐로우 156, C.I.피그먼트 옐로우 166, C.I.피그먼트 옐로우 168, C.I.피그먼트 옐로우 175, C.I.피그먼트 옐로우 180, C.I.피그먼트 옐로우 185;

C.I.피그먼트 오렌지 1, C.I.피그먼트 오렌지 5, C.I.피그먼트 오렌지 13, C.I.피그먼트 오렌지 14, C.I.피그먼트 오렌지 16, C.I.피그먼트 오렌지 17, C.I.피그먼트 오렌지 24, C.I.피그먼트 오렌지 34, C.I.피그먼트 오렌지 36, C.I.피그먼트 오렌지 38, C.I.피그먼트 오렌지 40, C.I.피그먼트 오렌지 43, C.I.피그먼트 오렌지 46, C.I.피그먼트 오렌지 49, C.I.피그먼트 오렌지 51, C.I.피그먼트 오렌지 61, C.I.피그먼트 오렌지 63, C.I.피그먼트 오렌지 64, C.I.피그먼트 오렌지 71, C.I.피그먼트 오렌지 73;

C.I.피그먼트 바이올렛 1, C.I.피그먼트 바이올렛 19, C.I.피그먼트 바이올렛 23, C.I.피그먼트 바이올렛 29, C.I.피그먼트 바이올렛 32, C.I.피그먼트 바이올렛 36, C.I.피그먼트 바이올렛 38;

C.I.피그먼트 레드 1, C.I.피그먼트 레드 2, C.I.피그먼트 레드 3, C.I.피그먼트 레드 4, C.I.피그먼트 레드 5, C.I.피그먼트 레드 6, C.I.피그먼트 레드 7, C.I.피그먼트 레드 8, C.I.피그먼트 레드 9, C.I.피그먼트 레드 10, C.I.피그먼트 레드 11, C.I.피그먼트 레드 12, C.I.피그먼트 레드 14, C.I.피그먼트 레드 15, C.I.피그먼트 레드 16, C.I.피그먼트 레드 17, C.I.피그먼트 레드 18, C.I.피그먼트 레드 19, C.I.피그먼트 레드 21, C.I.피그먼트 레드 22, C.I.피그먼트 레드 23, C.I.피그먼트 레드 30, C.I.피그먼트 레드 31, C.I.피그먼트 레드 32, C.I.피그먼트 레드 37, C.I.피그먼트 레드 38, C.I.피그먼트 레드 40, C.I.피그먼트 레드 41, C.I.피그먼트 레드 42, C.I.피그먼트 레드 48:1, C.I.피그먼트 레드 48:2, C.I.피 그먼트 레드 48:3, C.I.피그먼트 레드 48:4, C.I.피그먼트 레드 49:1, C.I.피그먼트 레드 49:2, C.I.피그먼트 레드 50:1, C.I.피그먼트 레드 52:1, C.I.피그먼트 레드 53:1, C.I.피그먼트 레드 57, C.I.피그먼트 레드 57:1, C.I.피그먼트 레드 57:2, C.I.피그먼트 레드 58:2, C.I.피그먼트 레드 58:4, C.I.피그먼트 레드 60:1, C.I.피그먼트 레드 63:1, C.I.피그먼트 레드 63:2, C.I.피그먼트 레드 64:1, C.I.피그먼트 레드 81:1, C.I.피그먼트 레드 83, C.I.피그먼트 레드 88, C.I.피그먼트 레드 90:1, C.I.피그먼트 레드 97, C.I.피그먼트 레드 101, C.I.피그먼트 레드 102, C.I.피그먼트 레드 104, C.I.피그먼트 레드 105, C.I.피그먼트 레드 106, C.I.피그먼트 레드 108, C.I.피그먼트 레드 112, C.I.피그먼트 레드 113, C.I.피그먼트 레드 114, C.I.피그먼트 레드 122, C.I.피그먼트 레드 123, C.I.피그먼트 레드 144, C.I.피그먼트 레드 146, C.I.피그먼트 레드 149, C.I.피그먼트 레드 150, C.I.피그먼트 레드 151, C.I.피그먼트 레드 166, C.I.피그먼트 레드 168, C.I.피그먼트 레드 170, C.I.피그먼트 레드 171, C.I.피그먼트 레드 172, C.I.피그먼트 레드 174, C.I.피그먼트 레드 175, C.I.피그먼트 레드 176, C.I.피그먼트 레드 177, C.I.피그먼트 레드 178, C.I.피그먼트 레드 179, C.I.피그먼트 레드 180, C.I.피그먼트 레드 185, C.I.피그먼트 레드 187, C.I.피그먼트 레드 188, C.I.피그먼트 레드 190, C.I.피그먼트 레드 193, C.I.피그먼트 레드 194, C.I.피그먼트 레드 202, C.I.피그먼트 레드 206, C.I.피그먼트 레드 207, C.I.피그먼트 레드 208, C.I.피그먼트 레드 209, C.I.피그먼트 레드 215, C.I.피그먼트 레드 216, C.I.피그먼트 레드 220, C.I.피그먼트 레드 224, C.I.피그먼트 레드 226, C.I.피그먼트 레드 242, C.I.피그먼트 레드 243, C.I.피그먼트 레드 245, C.I.피그먼트 레드 254, C.I.피그먼트 레드 255, C.I.피그먼트 레드 264, C.I.피그먼트 레드 265;

C.I.피그먼트 블루 15, C.I.피그먼트 블루 15:3, C.I.피그먼트 블루 15:4, C.I.피그먼트 블루 15:6, C.I.피그먼트 블루 60;

C.I.피그먼트 그린 7, C.I.피그먼트 그린 36;

C.I.피그먼트 브라운 23, C.I.피그먼트 브라운 25;

C.I.피그먼트 블랙, C.I.피그먼트 블랙 7; 등이 있다.

본 발명에 따른 안료는 분산액으로서 사용하는 것이 바람직하다. 착색제(안료)의 입경은 수평균 입경으로 0.001～0.1㎛가 바람직하고, 0.01～0.08㎛가 더욱 바람직하다. 수평균 입경이 상기 범위내이면, 입자 표면 에너지를 낮게 해서 응집이 억제되어 안료 분산을 양호하게 행할 수 있다. 또한, 분산 상태를 보다 안정하게 유지할 수 있어 양호한 콘트라스트가 얻어진다.

또한, 본 발명의 컬러 필터용 잉크 조성물은 물성을 해치지 않는 범위 내에서 예를 들면, 계면활성제, 커플링제, 열경화 촉진제, 접착 촉진제 및 충진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 통상의 첨가제를 포함할 수 있음은 물론이다.

본 발명에 따른 조성물의 고형분 함량은 20 내지 40%로서, 이때의 점도는 5 내지 20Cp로 유지하는 것이 상온에서 젯팅(jetting)하는 데 있어 바람직하다. 상기와 같은 점도는 일반적으로 종래 기술에서 아크릴계 화합물을 바인더 수지로 포함하는 잉크 조성물과 유사한 수준이나, 본 발명과 같이 하이퍼 브랜치 구조를 가지 는 폴리머를 바인더 수지로 사용함에 따라 고형분 함량은 동일 점도 대비 높일 수 있다는 장점을 가진다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 조성을 가지는 컬러필터용 잉크 조성물로부터 제조된 컬러필터를 제공한다. 본 발명에 있어서의 컬러필터는 기판 상에 색상이 다른 2색 이상의 화소군과 화소군을 구성하는 각 화소를 서로 격리하는 차광성의 격리벽을 가진다. 이 컬러필터는 격리벽으로 둘러싸여진 오목부에 잉크젯법에 의해 착색 영역(착색층)을 설치해서 화소 패턴을 형성하여 구성되는 것이다.

본 발명의 컬러필터는 통상의 컬러필터의 제조방법에 의해 제작된 것이며, 예를 들면 텔레비젼, 퍼스널 컴퓨터, 액정 프로젝터, 게임기, 휴대전화 등의 휴대 단말, 디지탈 카메라, 카 네비게이션 등의 용도에 특별히 제한없이 바람직하게 적용할 수 있다.

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 하기 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

비스 하이드록시 프로피온산 3.56g(3.45 몰%)과 트리멜리틱 언하이드라이드 61.13g(41.38 몰%), 글리시딜메타크릴레이트 60.31g(55.17 몰%)로 이루어진 하이퍼 브랜치 구조의 바인더 폴리머 3.88중량부(폴리스티렌 환산 중량평균분자량은 5,700g/mol이고, 산가는 113 KOHmg/g), 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합 물 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트(DPHA) 11.63중량부, 개시제 V40 0.5중량부, Blue 안료분산액(안료 6.01 중량부 + 분산제 4.13중량부로 구성됨), 용매 부틸 카비톨 아세테이트 73.50중량부, 및 계면활성제로 0.06중량부, 접착증진제 0.30중량부를 혼합하여 본 발명에 따른 컬러 필터용 잉크 조성물을 제조하였다.

실시예 2

다음 표 1과 같이 잉크 조성물의 고형분 함량을 26.5%에서 28.5%로 증가시킨 것을 제외하고는, 상기 실시예 1과 동일한 조성의 컬러 필터용 잉크 조성물을 제조하였다.

비교예 1

반응 용기에 열개시제로서 V65 1.6 중량부를 용매에 녹인 후 벤질메타아크릴레이트/메타아크릴산를 68/32의 몰비로 투입한 후 질소 분위기에서 65를 유지하며 7.5시간 반응시켰다. 상기에서 얻은 공중합체 용액을 교반기가 부착된 플라스크에 투입하고, 글리시딜메타아크릴레이트를 가한 다음, 추가로 110에서 6시간 동안 반응시켜 아크릴 공중합체를 제조하고, 이를 바인더 수지로 사용하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 컬러 필터용 잉크 조성물을 제조하였다.

상기 실시예 및 비교예의 구체 조성을 다음 표 1에 정리하였다.

함량 : 중량부	비교예 1	실시예
함량 : 중량부	비교예 1	1	2
안료	6.01	6.01	6.47
분산제	4.13	4.13	4.44
바인더	3.88	3.88	4.19
중합성 화합물	11.63	11.63	12.55
접착 증진제	0.30	0.30	0.30
계면활성제	0.06	0.06	0.06
개시제	0.50	0.50	0.50
용매	73.50	73.50	71.50

점도 및 고형분 함량

상기 각 실시예와 비교예에 따라 제조된 컬러필터용 잉크 조성물의 점도는 Brookfield 점도계를 이용하여 측정하였으며, 고형분 함량은 상기 표에서 용매를 제외한 나머지 성분들의 합으로 구하였으며, 그 결과를 다음 표 2에 나타내었다.

물성	비교예 1	실시예
물성	비교예 1	1	2
고형분 (%)	26.5	26.5	28.5
점도 (cP)	13.0	11.0	12.3

상기 표 2의 결과에서와 같이, 실시예 1과 비교예 1의 잉크 조성물은 동일 고형분 26.5%에서 실시예 1의 점도가 비교예 1에 비해 2.0cP 정도 낮음을 알 수 있다. 또한, 실시예 2의 경우 비교예 1 대비 점도가 낮음에도 고형분 함량은 28.5%로 높음을 확인할 수 있다.

실험예

상기 실시예와 비교예의 각 조성물을 이용하여 42ppi 픽셀 내부에 잉크 22 방울을 동일하게 채운 후 경화시켜 막두께를 비교한 결과, 실시예 2의 잉크 조성물을 이용한 경우 1.75㎛이고(도 2 참조), 비교예 1의 잉크조성물을 이용한 경우 1.55㎛로서(도 1 참조), 본 발명과 같은 하이퍼 브랜치 구조의 폴리머를 바인더 수지로 포함하는 잉크 조성물을 이용할 경우 종래 기술에 의한 잉크액을 사용한 경우에 비해 더 두껍게 도포가 가능하여 도포액을 절약할 수 있어 공정성을 증대시키는 데 효과적임을 확인하였다.

다음 도 1은 비교예 1에 따른 컬러 필터용 잉크조성물로부터 제조된 패턴을 경화시킨 후의 막두께 그래프이고,

다음 도 2는 본 발명 실시예 2에 따른 컬러 필터용 잉크조성물로부터 제조된 패턴을 경화시킨 후의 막두께 그래프이다.

Claims

액정표시장치에 사용되는 컬러필터용 잉크조성물에 있어서,

산 성분을 포함하는 디올 화합물이 적어도 2개의 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 바인더 수지, 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물, 개시제, 착색제, 및 용매를 포함하며,

상기 바인더 수지는 산 성분을 포함하는 디올화합물, 산성분을 포함하는 언하이드라이드 및 에폭시기를 포함하는 화합물을 1:30:30 ~ 20:50:69의 몰비율로 반응시켜 제조된 것임을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 다음 화학식 1로 표시되는 상기 디올 화합물 양 말단의 히드록시기와 측쇄의 카르복실기가 상기 산 성분을 포함하는 언하이드라이드, 및 상기 에폭시기를 포함하는 화합물과 하이퍼 브랜치 구조를 형성한 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.

화학식 1

상기 식에서, R1은 메틸기 혹은 에틸기이다.
제 1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 중량평균분자량 5,000 내지 10,000g/mol이며, 산가는 110 내지 120mg/KOH인 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉 크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 바인더 수지는 컬러필터용 잉크 조성물 중 1 내지 20 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물은 폴리에틸렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌 글리콜모노(메타)아크릴레이트, 또는 페녹시에틸(메타)아크릴레이트를 포함하는 단관능성 모노머, 폴리에틸렌 글리콜(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 트리메틸올 에탄 트리 아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트, 네오펜틸글리콜(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라 아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리 아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타 아크릴레이트, 및 디펜타에리트리톨 헥사 아크릴레이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 갖는 중합성 화합물은 컬러필터용 잉크 조성물 중 10 내지 50 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 개시제는 2,2'-아조비스이소부티로니트릴(AIBN), 2,2'-아조비스-(2,4-디메틸발레로니트릴), 2,2'-아조비스-(4-메톡시-2,4-디메틸발레로니트릴), 2-시아노-2-프로필아조포름아미드, 1,1'-아조비스(시클로헥산-1-카로니트릴), 2,2'-아조비스(2-메틸부티로니트릴), V-40, VA-086, VA-085, VF096, VAm-110, Vam-111, 벤조일퍼옥사이드, 라우로일퍼옥사이드, t-부틸퍼옥시피발레이트 및 1,1'-비스-(비스-t-,부틸퍼옥시)시클로헥산으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 개시제는 컬러 필터용 잉크 조성물 중 0.05 내지 5 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 착색제는 컬러 필터용 잉크 조성물 중 2 내지 15 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 용매는 부틸 카비톨 아세테이트, 디에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 디프로필렌글리콜 메틸에테르 아세테이트, 메톡시 에탄올, 에톡시 에탄올, 부톡시 에탄올, 에톡시 에틸 아세테이트, 및 부톡시 에틸 아세테이트로 이루어진 그룹으로부터 선택된 1종 이상임을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 용매는 컬러필터용 잉크 조성물 중 40 내지 86 중량% 로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항에 있어서, 상기 컬러필터용 잉크 조성물은 첨가제로서 계면활성제, 커플링제, 열경화 촉진제, 접착 촉진제 및 충진제로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 12항에 있어서, 상기 첨가제는 컬러필터용 잉크 조성물 중 0.01 내지 20 중량%로 포함됨을 특징으로 하는 컬러필터용 잉크 조성물.
제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항의 컬러필터용 잉크 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터.
제 14항의 컬러필터를 포함하는 액정표시소자.