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KR20090107595A - 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한액정표시장치 - Google Patents

착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한액정표시장치 Download PDF

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Publication number
KR20090107595A
KR20090107595A KR1020080032940A KR20080032940A KR20090107595A KR 20090107595 A KR20090107595 A KR 20090107595A KR 1020080032940 A KR1020080032940 A KR 1020080032940A KR 20080032940 A KR20080032940 A KR 20080032940A KR 20090107595 A KR20090107595 A KR 20090107595A
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KR
South Korea
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photosensitive resin
resin composition
color filter
pigment
green
Prior art date
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KR1020080032940A
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English (en)
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KR101422851B1 (ko
Inventor
권봉일
이종서
정성욱
Original Assignee
동우 화인켐 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Abstract

본 발명은 (A)C.I. 피그먼트 그린 58를 포함하는 착색재료, (B)결합제 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, 및 (E)용제를 포함하고, 상기 C.I. 피그먼트 그린 58이 다른 안료와의 질량비로 40:60 내지 80:20인, TFT기판 상에 형성되는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다. 콘트라스트 및 휘도가 우수할 뿐만 아니라, 전압을 인가한 부분이 정확이 작동하지 않아 발생하는 표시불량의 문제점이 없는 TFT기판 상에 형성되는 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공할 수 있다.
컬러필터, 고개구율, 비유전율

Description

착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치{A COLORED PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER AND LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 컬러 액정표시장치의 화소를 포함하는 착색층을 박막트랜지스터(TFT) 방식 컬러 액정표시장치의 구동용 기판 상에 형성하기 위해 사용되는 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정표시장치에 있어서, 컬러화상표시를 실현하기 위해서는 액정표시소자의 복수의 화소에 대응하도록 배치되는 복수의 착색층을 갖는 컬러필터가 이용된다. 이러한 컬러필터는 스위칭 소자가 형성되어 있는 박막트랜지스터소자(Thin Film Transistor: 이하 TFT라 칭함)가 형성된 기판(이하, TFT기판으로 칭함)측이 아닌 TFT기판과 대향배치되는 대향기판측에 형성되어 있다.
그러나, 컬러필터를 대향기판측에 배치하는 경우, TFT기판상의 각 화소전극과의 위치결정이 간단하지 않고, 개구율이 낮았다. 또한, 컬러필터와 액정층과의 사이의 거리가 비교적 크기 때문에 경사방향으로부터 입사한 광으로부터 기인한 표시품위가 저하한다는 문제가 발생하였다. 이러한 문제를 해결하기 위해, 일본국 특개평 09-73078호에는 TFT기판 상에 컬러필터를 형성함으로써, 이러한 문제를 해결하고 있다.
하지만, 전압을 인가한 부분이 정확이 작동하지 않아 표시불량이 발생한다는 문제점이 발생하였다. 일본국 특개 2001-324611호에서는 이러한 표시불량 발생을 억제하기 위해서, 컬러필터를 형성하는 착색 감광성 수지 조성물로 형성된 착색층의 비유전율이 10 이하로 하는 것을 기재하고 있다.
하지만, 대형화 및 고정세화의 액정표시장치에서는 여전히 전압을 인가한 부분이 정확이 작동하지 않아 표시불량이 발생한다는 문제점이 발생하고, 특히, 녹색 착색층의 경우에는 종래 사용되는 착색재료를 통해서는 콘트라스트 및 휘도가 만족스럽지 못하고, 대형화 및 고정세화의 액정표시장치에서는 표시불량의 문제가 심하기 때문에, 이에 대한 해결책이 요구되고 있었다.
본 발명의 과제는 콘트라스트 및 휘도가 우수할 뿐만 아니라, 전압을 인가한 부분이 정확이 작동하지 않아 발생하는 표시불량의 문제점이 없는 TFT기판 상에 형성되는 착색 감광성 수지 조성물, 컬러필터 및 이를 구비한 액정표시장치를 제공하 는 것이다.
이러한 과제를 달성하기 위하여,
본 발명은 TFT 기판상에 형성되는 컬러필터용 착색 감광성 수지 조성물에 있어서,
상기 착색 감광성 수지 조성물이 (A)C.I. 피그먼트 그린 58를 포함하는 착색재료, (B)결합제 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, 및 (E)용제를 포함하며,
상기 착색재료가 C.I. 피그먼트 그린 58과 다른 안료가 질량비로 40:60 내지 80:20로 혼합되어 사용되는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위하여,
본 발명은 TFT 기판상에 형성된 컬러필터에 있어서,
상기 컬러필터가 본 발명에 따른 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 녹색 착색층을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
본 발명의 또 다른 과제를 달성하기 위하여,
본 발명은 TFT 기판 및 상기 TFT 기판 상에 형성되는 컬러필터를 포함하는 액정 표시 장치에 있어서, 상기 컬러필터가 본 발명에 따른 녹색 착색층용 착색 감 광성 수지 조성물로 이루어지는 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물은 TFT 기판상에 컬러필터를 형성하는데 사용됨으로써, 전압을 인가한 부분이 정확이 작동하지 않아 발생하는 표시불량의 문제점이 없고, 또한, 콘트라스트 및 휘도가 우수한 컬러필터를 제공할 수 있다. 이에 따라 기존 COA(Color Filter on Array) 방식의 액정표시장치의 장점인 고개구율 특성은 살리면서도 단점인 표시불량을 개선한 고품질의 액정표시장치를 제공할 수 있다.
본 발명을 이하에서 더욱 상세히 설명한다.
본 발명은 TFT 기판상에 형성되는 컬러필터층용 착색 감광성 수지 조성물에 있어서, 상기 착색 감광성 수지 조성물이 (A)C.I. 피그먼트 그린 58를 포함하는 착색재료, (B)결합제 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, 및 (E)용제를 포함하며, 상기 C.I. 피그먼트 그린 58이 다른 안료와의 질량비로 40:60 내지 80:20인 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명자들은 종래의 착색 감광성 수지 조성물의 문제점을 해결하기 비유전율이 낮은 착색 감광성 수지 조성물을 개발하고자 종래의 착색 감광성 수지 조성물을 검토한 결과, 적색, 녹색, 청색 감광성 수지 조성물 중 녹색 감광성 수지 조성물에서 구리프탈로시아네이트의 기본골격을 갖는 안료를 아연프탈로시아네이트의 기본골격을 갖는 안료로 변경할 경우 비유전율이 낮고, 콘트라스트 및 휘도가 뛰어난 액정표시장치를 제공할 수 있는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물을 완성하였다.
착색재료(A)
본 발명의 착색재료는 본 발명에 따라 비유전율이 낮은 녹색 착색층을 제공하기 위하여, C.I. 피그먼트 그린 58을 포함하는 것을 특징으로 한다. 다만, 색조 조절을 위해 상기 C.I. 피그먼트 그린 58과 함께 종래 공지의 여러 가지 무기안료 또는 유기안료를 사용할 수 있다. 이때, C.I. 피그먼트 그린 58과 다른 안료와의 질량비는 40:60 내지 80:20으로 형성되는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 질량비 60:40 내지 70:30이다. C.I.피그먼트 그린 58의 함량이 상기 범위보다 작으면 원하는 비유전율을 얻을 수 없으며, 많으면 원하는 색좌표를 얻기 어려워진다.
상기 C.I. 피그먼트 그린 58 이외의 다른 안료로서는 C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139, C.I. 피그먼트 옐로우 150, C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36 등에서 선택되는 1종 이상을 들 수 있고, 바람직하게는 피그먼트 옐로우 139 및 C.I. 피그먼트 옐로우 150 중에서 선택되는 1종 이상이 휘 도 및 콘트라스트의 특성 향상의 면에서 바람직하다.
이러한 착색재료(A)의 함유량은 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 질량분율로 통상 3 내지 60질량%, 바람직하게는 5 내지 55질량%의 범위이다. 착색 재료(A)의 함유량이 상기의 기준으로 3 내지 60질량%의 범위이면 박막을 형성하여도 화소의 색 농도가 충분하고, 현상시 비화소부의 누락성이 저하되지 않기 때문에 잔사가 발생하기 어려운 경향이 있으므로 바람직하다.
본 발명에서 착색 감광성 조성물 중의 고형분이란, 용제를 제거한 성분의 합계를 의미한다.
착색재료가 안료를 포함하는 경우에는, 안료 분산제를 함유시켜 분산 처리를 수행함으로써, 안료가 용액 중에서 균일하게 분산된 상태의 안료 분산액을 얻을 수 있다.
상기 안료분산제로서는, 예를 들어, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성, 폴리에스테르계 및 폴리아민계, 폴리아크릴계 등의 계면활성제 등을 언급할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
안료 분산제를 사용하는 경우, 그의 사용량은 착색재료 1 질량부 당 바람직하게는 1 질량부 이하이고, 보다 바람직하게는 0.05 질량부 내지 0.5 질량부이다. 안료분산제의 사용량이 상기 범위에 있으면, 균일한 분산 상태의 안료가 얻어지는 경향이 있어 바람직하다.
결합제 수지(B)
상기 결합제 수지(B)는 통상적으로 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 갖고, 착색재료의 분산매로서 작용한다. 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 결합제 수지(B)는 착색재료(A)에 대한 결합제 수지로서 작용하고, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 모두 사용할 수 있다.
결합제 수지(B)는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들 수 있다. 여기서, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다.
불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스 테르일 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 카르복실산은 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.
상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 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-히 드록시부틸아크릴레이트, 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 카르복실산 에스테르류;
2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등 의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류;
글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류;
아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류;
비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류;
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 이미드류;
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 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
특히, 상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서 노르 보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄 골격을 갖는 단량체, 로진 골격을 갖는 단량체 등의 벌키성 단량체가 비유전 상수값을 낮추는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 결합제 수지로는 산가가 20 내지 200(KOH ㎎/g)의 범위가 바람직하다. 산가가 상기 범위에 있으면, 현상액 중의 용해성이 향상되어, 비-노출부가 쉽게 용해되고 감도가 증가하여, 결과적으로 노출부의 패턴이 현상시에 남아서 잔막율(film remaining ratio)을 개선하게 되어 바람직하다. 여기서 산가란, 아크릴계 중합체 1 g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)인 3,000 내지 200,000, 바람직하게는 5,000 내지 100,000인 결합제 수지가 바람직하다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 필름의 경도가 향상되어, 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.
결합제 수지(B)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0 인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]가 1.5 내지 6.0이면 현상성이 우수하기 때 문에 바람직하다.
본 발명의 결합제 수지(B)의 함유량은 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 질량분율로 통상 5 내지 85질량%, 바람직하게는 10 내지 70질량%의 범위이다. 결합체 수지(A)의 함유량이 상기의 기준으로 5 내지 85질량%이면 현상액에의 용해성이 충분하여 비화소 부분의 기판상에 현상 잔사가 발생하기 어렵고, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 생기기 어려워 비화소 부분의 누락성이 양호한 경향이 있으므로 바람직하다.
광중합성 화합물(C)
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 광중합성 화합물(C)은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
단관능 단량체의 구체예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
2관능 단량체의 구체예로는 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.
그 밖의 다관능 단량체의 구체예로서는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용된다.
상기 광중합성 화합물(C)은 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 질량분율로 통상 5 내지 50질량%, 바람직하게는 7 내지 45질량%의 범위에서 사용된다. 광중합성 화합물(C)가 상기의 기준으로 5 내지 50질량%의 범위이면 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
광중합 개시제 (D)
본 발명에서 사용되는 광중합 개시제(D)는 아세토페논계 화합물을 함유하는 것이 바람직하다. 아세토페논계 화합물로는, 예를 들면, 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-온의 올리고머 등을 들 수 있고, 바람직하게는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.
또한, 상기 아세토페논계 이외의 광중합 개시제를 조합하여 사용할 수 있다. 아세토페논계 이외의 광중합 개시제는 빛을 조사함으로써 활성 라디칼을 발생하는 활성 라디칼 발생제, 증감제, 산발생제 등을 들 수 있다. 활성 라디칼 발생제로는, 예를 들면, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 트리아진계 화합물 등을 들 수 있다.
벤조인계 화합물로는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다. 벤조페논계 화합물로는, 예를 들면, 벤조페논, o-벤조일벤조산메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐설파이드, 3,3',4,4'-테트라(t-부틸퍼옥시카보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논 등을 들 수 있다. 티옥산톤계 화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다. 트리아진계 화합물로는, 예를 들면, 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-(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-(3,4디메톡시페닐)에 테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 활성 라디칼 발생제로는, 예를 들면, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2,2,-비스(o-클로르로페닐)-4,4', 5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포르퀴논, 페닐글리옥실산메틸, 티타노센 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 산발생제로는 예를 들면, 4-히드록시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-히드록시페닐디메틸설포늄헥사플루오로안티모네이트, 4-아세톡시페닐디메틸설포늄 p-톨루엔설포네이트, 4-아세톡시페닐메틸벤질설포늄헥사플루오로안티모네이트, 트리페닐설포늄 p-톨루엔설포네이트, 트리페닐설포늄헥사플루오로안티모네이트, 디페닐요오도늄 p-톨루엔설포네이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트 등의 오늄염류나 니트로벤질토실레이트류, 벤조인토실레이트류 등을 들 수 있다.
또한, 활성 라디칼 발생제로서 상기 화합물 중에는 활성 라디칼과 동시에 산을 발생하는 화합물도 있으며, 예를 들면, 트리아진계 광중합 개시제는 산 발생제로서도 사용된다.
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물에 사용되는 광중합 개시제(D)의 함유량은, 고형분을 기준으로 결합제 수지(B) 및 광중합성 화합물(C)의 합계량에 대해서 질량분율로 통상 0.1 내지 40질량%, 바람직하게는 1 내지 30질량%이다. 상기 의 범위에 있으면 착색 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 이 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도나, 이 화소부의 표면에서의 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
나아가, 본 발명에서는 광중합 개시 조제를 사용할 수 있다. 광중합 개시 조제는 광중합 개시제와 조합하여 사용되는 경우가 있으며, 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 광중합성 화합물의 중합을 촉진시키기 위해 사용되는 화합물이다. 광중합 개시 조제로서는, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물, 티옥산톤계 화합물 등을 들 수 있다.
아민계 화합물로는, 예를 들면, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤즈페논(통칭, 미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있으며, 이 중에서도 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논이 바람직하다. 알콕시안트라센계 화합물로는, 예를 들면, 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다. 티옥산톤계 화합물로는, 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.
이러한 광중합 개시제(D)는 단독으로 또는 복수를 조합하여 사용해도 지장이 없다. 또한, 광중합 개시 조제로서 시판되는 것을 사용할 수 있으며, 시판되는 광중합 개시 조제로는, 예를 들면, 상품명 「EAB-F」[제조원: 호도가야가가쿠고교가부시키가이샤] 등을 들 수 있다.
이들 광중합 개시 조제를 사용하는 경우, 이의 사용량은 광중합 개시제 1몰당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01~5몰이 바람직하다. 상기의 범위에 있으면 착색 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
용제(E)
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 용제(E)는 특별히 제한되지 않으며 착색 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.
그의 구체예로서는 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류, γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기의 용제 중, 도포성, 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 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제(E)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물 중의 용제(E)의 함유량은 그것을 포함하는 착색 감광성 수지 조성물 전체량에 대하여 질량 분율로, 통상 60 내지 90질량%, 바람직하게는 70 내지 85 질량%이다. 용제(E)의 함유량이 상기의 기준으로 60 내지 90질량%의 범위이면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코 터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
첨가제
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에는 필요에 따라 충진제, 다른 고분자 화합물, 안료 분산제. 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제(F)를 병행하는 것도 가능하다.
충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.
다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
안료 분산제로서는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메 가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
밀착 촉진제로서, 예를 들면 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 등을 들 수 있다.
산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다. 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다. 착색재료(A)를 미리 용제(E)와 혼합하여 착색재료의 평균 입경이 0.2㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이때, 필요에 따 라 안료 분산제가 사용되고, 또한 결합제 수지(B)의 일부 또는 전부가 배합되는 경우도 있다. 얻어진 분산액(이하, 밀 베이스라고 하는 경우도 있음)에 결합제 수지(B)의 나머지, 광중합성 화합물(C) 및 광중합 개시제(D), 필요에 따라 사용되는 그 밖의 성분, 필요에 따라 추가의 용제를 소정의 농도가 되도록 더 첨가하여 목적하는 착색 감광성 수지 조성물을 얻는다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 착색층의 형성공정을 도 1를 사용하여 하기에 설명한다.
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 COA(Color Filter on Array)방식에 의한 컬러필터를 제조하는 경우에는, TFT층 기판에 직접 적색, 녹색, 청색의 각 픽셀 패턴을 상기 막 위에 도막을 형성한다.(도 1a)
TFT층과 전극(IZO층)과의 전기적 도통로를 형성하기 위한 공정으로, SiNx(보호층)도막의 제거를 위해 마스크를 이용해 포지티브 감광성 수지막을 패터닝한다.(도 1b)
상기 포지티브 감광성 수지막 하부면(전기적 도통로)에 위치한 SiNx(보호층)을 건식식각(드라이에칭)을 하여 전기적 도통로를 형성한다.(도 1c)
(도 1c)의 픽셀 패턴위에 잔존한 포지티브 감광성 수지막을 제거하기 위해 스트리퍼 현상액을 사용해 포지티브 감광성 수지막 층을 제거한다.(도 1d)
TFT층과의 공통전극(IZO층)으로 사용하게 될 IZO층을 증착한다.(도 1e)
공통전극(IZO층)층을 형성하기 위하여 공통전극(IZO층)층 상부에 포지티브 감광성 수지막을 패터닝한다.(도 1f)
형성된 포지티브 감광성 수지막 노광부분(IZO층이 노출된 부분)의 공통전극(IZO)을 습식식각(웨트에칭)에 의하여 제거한다.(도 1g)
(도 1g)의 IZO층위의 잔존한 포지티브 PR을 제거하기 위해 스트리퍼 현상액을 사용해 포지티브 감광성 수지막을 제거한다.(도 1h)
결합제 수지 합성예
수지(B-1)
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하 로트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g, PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃ 승온하여 3h 유지한 뒤, 가스 도입 관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g를 플라스크내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 수지 A를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 16,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
수지(B-2)
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5g(0.40몰), 메타크릴산 45.0g(0.50몰), 이소사이클릭 골격의 모노메타크릴레이트 44.5g(0.10몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9g 및 히드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99㎎KOH/g인 수지 B를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 28,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.2이었다.
수지(B-3)
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 도입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 70.5g(0.40몰), 메타크릴산 45.0g(0.50몰), 2-(2-메틸)아다만틸메타크릴레이트 22.0g(0.10몰) 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반을 계속하였다. 이어서, 플라스크내 분위기를 질소에서 공기로 하고, 글리시딜메타크릴레이트 30g[0.2몰, (본 반응에 사용한 메타크릴산의 카르복실기에 대하여 40몰%)], 트리스디메틸아미노메틸페놀 0.9g 및 히드로퀴논 0.145g을 플라스크내에 투입하여 110℃에서 6시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 99㎎KOH/g인 수지 C를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량은 23,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
상기의 결합제 수지의 중량 평균 분자량(Mw) 및 수평균 분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 행하였다.
장치 : HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)
칼럼 : TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)
칼럼 온도 : 40℃
이동상 용제 : 테트라히드로퓨란
유속 : 1.0 ㎖/분
주입량 : 50 ㎕
검출기 : RI
측정 시료 농도 : 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질 : TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)
상기에서 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
실시예
이하와 같이, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 어디까지나 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구 범위에 표시되었고, 더욱이 특허청구 범위 기록과 균등한 의미 및 범위내에의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
실시예 1~8 및 비교예 1~7
하기 표 1과 같이 실시예 1~8 및 비교예 1~7에 성분 및 함량을 나타냈다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 6 7 8 1 2 3 4 5 6
착색재료(A) C.I. 피그먼트 그린 7 0.25
C.I. 피그먼트 그린 36 0.25 3.48 2.98 2.49 1.99
C.I. 피그먼트 그린 58 3.48 2.98 2.49 2.98 2.49 2.98 3.48 3.48 4.47 1.49
C.I. 피그먼트 옐로우 138 0.50
C.I. 피그먼트 옐로우 139 0.50 0.50
C.I. 피그먼트 옐로우 150 1.49 1.49 1.49 1.99 2.49 1.49 1.49 1.49 1.49 1.99 2.49 2.98 0.50 3.48
결합제 수지(B) 수지(B1) 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52 6.52
수지(B2) 6.52
수지(B3) 6.52
(C)1) 4.35
(D)2) 개시제(D1) 1.96
개시제(D2) 0.33
(E)3) 80.46
(F)4) 첨가제(F1) 1.49
첨가제(F2) 0.10
1)광중합성 화합물(C): 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
2)개시제(D1): 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369; Ciba Specialty Chemical 사 제조)
개시제(D2): 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논(EAB-F; 호도가야 카가쿠㈜제조)
3) 용제(E): 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
4) 첨가제(F1): 안료 분산제(아크릴계)
첨가제(F2): 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란
1. 비유전율 측정
-측정시편 제작
상기 실시예 1~8와 비교예 1~7에 따라 제조된 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 착색층을 제조하였다.
25㎠의 유리기판(코닝사 제조, #1737)을 중성 세제, 물 및 알코올로 차례로 세정하고 나서 건조하였다. 이 유리기판상에 ITO전극을 두께 0.150㎛로 증착했다. 상기 기판상에 녹색 감광성 수지 조성물을 소성 후의 막 두께가 3.0±0.5㎛가 되도록 스핀 코팅하고, 이어서 크린 오븐 중, 100℃에서 3분간 예비 건조하였다. 냉각 후, 이 착색 감광성 수지 조성물을 도포한 기판과 석영 유리제 포토마스크(노광부가 30mm*30mm)의 간격을 100㎛로 하고, 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 100mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 그 후, 비 이온계 계면 활성제 0.12%와 수산화칼륨 0.06%를 포함하는 수계 현상액에 상기 도막을 26℃에서 소정 시간 담가두어 현상한 뒤, 수세 후 200℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 착색층을 형성했다. 상기 방법을 통해 만들어진 착색 기판에 알루미늄 진공증착 장비 및 마스크를 이용하여 알루미늄 전극을 형성시켰다. 이때 알루미늄 전극은 직경 5mm 원형모양으로 착색층 및 비도막층(ITO전극) 위에 0.05~0.1㎛ 두께로 증착했다.
-비유전율 측정방법
상기 방법을 통해 얻어진 시편의 도막층 위의 알루미늄 전극과 비도막층의 알루미늄 전극에 정전용량 측정기(상품명 LCR 미터 4284A, Agilnet㈜)를 이용하여 1~100 kHz, 1V의 교류 전압을 인가한 때의 정전 용량을 측정하고, 그 값으로부터 비유전율을 산출하여 하기의 표 2 에 나타냈다. 평가기준으로서 비유전율이 5.0 미만인 경우가 바람직하다.
2. 휘도, 색좌표 및 콘트라스트 측정
-측정시편 제작
상기 실시예 1~8와 비교예 1~7에 따라 제조된 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 착색층을 제조하였다. 즉, 스핀 코팅법으로 유리기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서, g, h, i 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100mJ/㎠의 조도로 조사하였다. 이때 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 담구어서 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 200℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하였다. 이를 통해 얻어진 착색층의 두께는 1~5㎛이고 더욱 바람직하게는 2~4㎛ 정도이다.
-휘도 및 색좌표 측정방법
마이크로스코픽 스펙트로미터 OSP-SP2000을 이용하여 측정하였다. 휘도는 하기의 표 2 에 나타내고, 색좌표는 표 3에 나타냈다.
휘도(Y)의 평가 기준은 하기와 같다.
○ : Y≥57, △ : 54≤Y<57, X : Y<54
-콘스라스트 측정방법
탑콘사 콘트라스트 측정기 BM-5A모델을 이용하여 측정하고, 측정기준은 유리기판(착색층 형성전)의 콘트라스트 1/10000 기준으로 하였다. 그 결과는 하기의 표 2 에 나타냈다.
콘스라스트(CR)의 평가 기준은 하기와 같다.
◎ : CR≥8000, ○ : 7500≤CR<8000, △ : 7000≤CR<7500, X : CR<7000
비유전율 휘도 콘트라스트
실시예 1 4.4 ○ ◎
실시예 2 4.4 ○ ○
실시예 3 4.3 ○ ○
실시예 4 4.7 ○ ◎
실시예 5 4.9 ○ ◎
실시예 6 4.4 ○ ○
실시예 7 3.9 ○ ◎
실시예 8 4.0 ○ ◎
비교예 1 4.4 Х ○
비교예 2 4.6 Х ○
비교예 3 5.0 △ ○
비교예 4 5.1 △ ○
비교예 5 4.2 Х △
비교예 6 5.3 ○ △
비교예 7 5.4 ○ △
상기 표 2에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따라 상기 조성물(실시예 1~8과 비교예 1~7)의 비교 결과로서, 주안료로서 C.I. 피그먼트 그린 58을 사용한 실시예 1~8이 C.I. 피그먼트 그린 36을 사용한 비교예 1~4 및 비교예 7보다 비유전율, 휘도, 콘트라스트의 특성 우수하였다.
특히, 로진계 결합제 수지 및 아다만탄계 결합제 수지 등의 벌키한 결합제 수지를 포함한 실시예 7, 8의 비유전율 특성이 더욱 우수하였다.
또한, 착색제가 C.I. 피그먼트 그린 58과 다른 안료가 질량비로 40:60 내지 80:20를 벗어나는 비교예 5, 6의 경우, 비유전율 특성, 휘도 또는 콘트라스트가 기준을 만족시키지 못했다.
색상(색좌표)
실시예 1 Gx=0.296, Gy=0.595
비교예 3
실시예 4 Gx=0.306, Gy=0.595
비교예 4
실시예 5 Gx=0.316, Gy=0.595
비교예 7
상기 표 2 및 표 3을 통해서 알 수 있는 바와 같이, 동일 색좌표의 관점에서 볼 때, 실시예 1과 비교예 3, 실시예 4와 비교예 4, 실시예 5 및 비교예 7을 각각 비교하면, 실시예의 비유전율 특성, 휘도, 콘트라스트 값이 비교예보다 우수한 것을 알 수 있고, 이것은 박막트랜지스터소자 위에 착색층을 형성하는 대형화 및 고정세화의 COA방식의 액정표시장치에서의 표시불량의 발생가능성이 낮다는 것을 시사한다.
도 1는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 사용하여 박막트랜지스터(TFT) 방식 컬러 액정표시장치의 구동용 기판 상에 착색층을 형성하는 공정도이다.
(도면의 인용부호의 명칭)
ⓐ : R/G/B 의 픽셀 패턴, ⓑ : SiNx(보호층), ⓒ : TFT층, ⓓ : 유리기판, ⓔ : 포지티브 PR, ⓕ : IZO층(공통전극)

Claims (8)

  1. TFT 기판상에 형성되는 컬러필터층용 착색 감광성 수지 조성물에 있어서,
    상기 착색 감광성 수지 조성물이 (A)C.I. 피그먼트 그린 58를 포함하는 착색재료, (B)결합제 수지, (C)광중합성 화합물, (D)광중합 개시제, 및 (E)용제를 포함하며,
    상기 착색제가 C.I. 피그먼트 그린 58과 다른 안료가 질량비로 40:60 내지 80:20로 혼합되어 사용되는 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 C.I. 피그먼트 그린 58과 다른 안료의 질량비가 60:40 내지 70:30인 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 다른 안료가 C.I. 피그먼트 그린 7, C.I. 피그먼트 그린 36, C.I. 피그먼트 옐로우 138, C.I. 피그먼트 옐로우 139 및 C.I. 피그먼트 옐로우 150에서 선택되는 1종 이상인 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 착색재료가 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대하여 질량분율로 3 내지 60질량%로 포함되는 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 결합제 수지가 카르복실기를 갖는 단량체와 벌키성 단량체를 포함하는 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 벌키성 단량체가 노르보닐 골격을 갖는 단량체, 아다만탄 골격을 갖는 단량체 또는 로진 골격을 갖는 단량체인 것을 특징으로 하는 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물.
  7. TFT 기판상에 형성된 컬러필터에 있어서,
    상기 컬러필터가 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항의 녹색 착색층용 착색 감광성 수지 조성물로 이루어진 녹색 착색층을 포함하는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  8. TFT 기판 및 상기 TFT 기판 상에 형성되는 컬러필터를 포함하는 액정 표시 장치에 있어서,
    상기 컬러필터가 제7항의 컬러필터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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