KR20170078158A - 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬럼 스페이서 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 착색제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 30 내지 55 중량%의 범위로 포함하고, 상기 광중합 개시제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 0.8 내지 3.5 중량%의 범위로 포함하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬럼 스페이서 및 액정표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 컬럼 스페이서의 각도(CS-angle)를 향상시킴으로써 시야각을 확보할 수 있다.

Description

착색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬럼 스페이서 {Colored Photosensitive Resin Composition and Column Spacer Comprising the Same}
본 발명은 착색 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 컬럼 스페이서에 관한 것으로, 보다 상세하게는 컬럼 스페이서의 각도(CS-angle)를 향상시켜 시야각 확보를 가능케 하는 착색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 형성되는 컬럼 스페이서 및 상기 컬럼 스페이서를 구비한 액정표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 상부인 컬러필터 기판 및 하부인 어레이 기판과 그 사이에 주입되는 액정에 의해 구성되며, 상기 상하부 기판 사이의 간격을 셀갭이라고 한다.
상기 컬러필터는 통상적으로 블랙 매트릭스가 패턴 형성된 기판 상에 적색, 녹색 및 청색의 각 색에 상당하는 안료를 함유하는 착색 감광성 수지 조성물을 균일하게 도포한 후, 가열 건조하여 형성된 도막을 노광, 현상하고, 필요에 따라 더 가열 경화하는 조작을 색마다 반복하여 각 색의 화소를 형성함으로써 제조된다.
고품질의 액정표시장치를 구현하기 위해서는 착색 감광성 수지 조성물의 적용시 각 색의 콘트라스트와 발색 효과를 높이는 것이 중요하며, 이를 위해 착색층 간의 경계 부분에 흑색 감광성 수지 조성물을 이용한 차광층을 형성하거나, 어레이 기판상에 블랙 매트릭스 및 셀갭 유지용 컬럼 스페이서를 형성하거나(대한민국 공개특허 제10-2012-0033893호), 컬러필터에 스페이서의 역할도 함께 수행할 수 있는 블랙 매트릭스를 형성하는(대한민국 공개특허 제10-2013-0081019호) 등 다양한 시도들이 이루어지고 있다.
아울러, 시야각 확보를 위해서는 컬럼 스페이서의 각도(CS-angle)를 향상시키는 것이 필요하나, 아직까지 이러한 컬럼 스페이서의 각도를 향상시키는 기술은 미비한 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2012-0033893호 대한민국 공개특허 제10-2013-0081019호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 한 목적은 컬럼 스페이서의 각도(CS-angle)를 향상시켜 시야각 확보를 가능케 하는 착색 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬럼 스페이서 또는 블랙 컬럼 스페이서를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 컬럼 스페이서를 구비한 액정표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 착색제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 30 내지 55 중량%의 범위로 포함하고, 상기 광중합 개시제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 0.8 내지 3.5 중량%의 범위로 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 착색 감광성 수지 조성물은 열중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬럼 스페이서를 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 블랙 컬럼 스페이서를 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 컬럼 스페이서 또는 상기 블랙 컬럼 스페이서가 구비된 액정표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 착색제 및 광중합 개시제를 각각 소정의 함량으로 포함하여, 컬럼 스페이서의 각도(CS-angle)를 향상시킴으로써 시야각을 확보할 수 있다.
도 1은 컬럼 스페이서 각도(CS-angle)의 측정과정을 개략적으로 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 착색제(A), 결합제 수지(B), 광중합성 화합물(C), 광중합 개시제(D) 및 용제(E)를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.
착색제(A)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 착색제(A)는 흑색 안료, 그리고 필요한 경우 유·무기 안료를 포함할 수 있다.
상기 흑색 안료는 가시광선에 차광성이 있는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있으며, 예컨대 카본 블랙, 아닐린 블랙, 페닐렌 블랙 등이 사용될 수 있다. 이러한 흑색 안료는 단독으로 사용되거나 유·무기 안료와 혼합하여 사용될 수 있다. 혼합 사용의 경우, 상기 흑색 안료는 전체 착색제의 함량에 대해 5 내지 70 중량%의 함량으로 사용될 수 있으며, 그 함량은 5 중량% 미만일 경우 광학밀도(optical density, O.D)가 낮아지고, 70 중량%를 초과할 경우에는 비유전율이 너무 높아져 표시장치의 구동에 문제가 발생할 수 있다.
한편, 상기 유·무기 안료로는 당해 분야에 공지된 무기 안료 및 유기 안료 중 하나 이상을 추가로 사용할 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 옐로우 13, 20, 24, 31, 53, 83, 86, 93, 94, 109, 110, 117, 125, 137, 138, 139, 147, 148, 150, 153, 154, 166, 173, 180 및 185;
C.I. 피그먼트 오렌지 13, 31, 36, 38, 40, 42, 43, 51, 55, 59, 61, 64, 65 및 71;
C.I. 피그먼트 레드 9, 97, 105, 122, 123, 144, 149, 166, 168, 176, 177, 180, 192, 194, 208, 215, 216, 224, 242, 254, 255 및 264;
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;
C.I. 피그먼트 그린 7, 10, 15, 25, 36, 47 및 58;
C.I 피그먼트 브라운 28;
C.I 피그먼트 블랙 1 및 7 등.
상기 예시된 안료는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 착색제는 착색 감광성 수지 조성물 중에 그 함량이 증가함에 따라 형성되는 패턴, 즉 컬럼 스페이서 부분의 각도(CS-angle)가 증가되어 시야각(view angle) 확보가 용이해질 수 있다.
특히, 상기 착색제는 조성물 중에 전체 고형분 함량을 기준으로 30 내지 55 중량%, 특히 35 내지 50 중량%의 범위로 포함될 때 유효한 CS-angle을 구현할 수 있다. 상기 착색제의 함량이 30 중량% 미만인 경우에는 고해상도의 제품을 얻기 어렵고, 원하는 높이의 컬럼 스페이서를 얻기 어려우며, 형성되는 CS-angle이 너무 작아 시야각을 확보하기 어렵고, 55 중량%를 초과하는 경우에는 충분한 광량을 받기 어려워 패턴 형성 및 밀착력에 나쁜 영향을 줄 수 있다.
결합제 수지(B)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 결합제 수지(B)는 통상적으로 착색 감광성 수지층의 비노광부를 알칼리 가용성으로 만들고, 착색제의 분산 매질로서 작용한다. 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물에 함유되는 결합제 수지(B)는 착색제(A)에 대한 결합제 수지로서 작용하고, 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 모두 사용할 수 있다.
본 발명의 결합제 수지(B)는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체 및 상기 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 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.
상기 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 상기 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 상기 불포화 다가 카르복실산은 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. 상기 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-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 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 등의 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.
또한, 본 발명의 결합제 수지(B)는, 상기 단량체들 이외에 하기 화학식 1 내지 2로부터 선택되는 하나 이상의 화합물이 함께 공중합될 수 있다:
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
상기 식에서, R1은 수소, 또는 헤테로 원자가 포함되거나 포함되지 않은 C1-20 알킬 또는 시클로알킬이고; R2는 단일결합, 또는 헤테로 원자가 포함되거나 포함되지 않은 C1 -20 알킬렌 또는 시클로알킬렌이며; 상기 R1 및 R2는 서로 독립적으로 히드록시기로 치환될 수 있다.
상기 화학식 1 내지 2로 표시되는 화합물의 대표적인 예로는 각각 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트 및 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일(메타)아크릴레이트를 들 수 있다.
본 발명의 결합제 수지로는 산가가 50 내지 200(KOH ㎎/g)의 범위인 것이 바람직하다. 산가가 상술한 범위를 만족할 때, 알칼리 현상에 대한 현상성이 우수하고, 잔사발생이 억제되며, 패턴의 밀착성이 향상될 수 있다. 상기 산가란, 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
또한, 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출 용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)이 3,000 내지 30,000인 결합제 수지가 바람직하고, 5,000 내지 20,000인 것이 보다 바람직하다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 필름의 경도가 향상되어 잔막율이 높고, 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도가 향상되는 경향이 있어 바람직하다.
상기 결합제 수지(B)의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.5 내지 6.0인 것이 바람직하고, 1.8 내지 4.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]가 1.5 내지 6.0이면 현상성이 우수하다.
본 발명의 결합제 수지(B)의 함량은 착색 감광성 수지 조성물 중의 전체 고형분 함량에 대하여 통상 5 내지 85 중량%, 바람직하게는 5 내지 70 중량%의 범위이다. 상기 결합제 수지(B)의 함량이 상기 범위를 만족할 때 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 일 실시형태에서, 상기 광중합성 화합물(C)은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합될 수 있는 화합물로서, 불포화기를 포함하고 감광성을 가지는 경우 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대 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 전체 고형분 함량에 대하여 통상 5 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 30 중량%의 범위로 사용된다. 상기 광중합성 화합물(C)가 상기 범위를 만족할 때 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
광중합 개시제 (D)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합 개시제(D)는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 예컨대 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 비이미다졸계 화합물 등을 1종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
상기 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 있다.
상기 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.
상기 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-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 티옥산톤계 화합물로는 예를 들면, 2-이소프로필티옥산톤, 4-이소프로필티옥산톤, 2,4-디에틸티옥산톤, 2,4-디클로로티옥산톤, 1-클로로-4-프로폭시티옥산톤 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물로는 예를 들면, 0-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 에타논-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라히드로피라닐옥시벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)(Irgacure OXE-02, Ciba) 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물로는 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로서는, 예를 들면 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, 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 그 함량에 따라 착색 감광성 수지 조성물에서 각 성분들간의 반응을 좌우하여 상기 조성물로부터 형성되는 패턴의 크기 및 두께 등이 달라지게 되고, 이에 따라 패턴으로부터 형성되는 CS-angle에 영향을 미치게 된다. 따라서, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 상기 광중합 개시제를 전체 고형분 함량을 기준으로 0.8 내지 3.5 중량%, 특히 1.0 내지 3.0 중량%로 포함하는 것이 바람직하다. 상기 광중합 개시제의 함량이 0.8 중량% 미만인 경우에는 패턴을 형성하기가 용이하지 않고, 신뢰성에 문제가 있을 수 있고, 형성되는 CS-angle이 너무 작아 시야각을 확보하기 어려우며, 3.5 중량%를 초과하는 경우에는 패턴 형성 자체가 어렵고 일정한 CS-angle을 얻기 어려울 수 있다.
또한, 상기 광중합 개시제와 함께, 광중합 개시 보조제를 추가로 사용함으로써 착색 감광성 수지의 조성물의 감도를 더욱 증가시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 사용가능한 광중합 개지 보조제로는 아민 및 카르복실산 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 착색 감광성 수지 조성물은 패턴 형성을 용이하게 하기 위해서 열중합 개시제를 추가로 포함할 수 있으며, 사용가능한 열중합 개시제의 예로는 3-메틸-2-부테닐테트라메틸렌설포니움 헥사플루오르안티모네이트 염, 이터븀 트리플루오르메텐설포네이트 염, 사마륨 트리플루오르메텐설포네이트 염, 에르븀 트리플루오르메텐설포네이트 염, 다이스프로슘 트리플루오르메텐설포네이트 염, 란타늄 트리플루오르메텐설포네이트 염, 테트라부틸포스포니움 메텐설포네이트 염, 에틸트리페닐포스포니움 브로마이드 염, 벤질다이메틸아민, 다이메틸아미노메틸페놀, 트리에탄올아민, N-n-부틸이미다졸, 2-에틸-4-메틸이미다졸 등을 들 수 있다.
또한, 상기 열중합 개시제는 광중합 개시제와 함께 적용시, 사용 비율에 따라서 다른 효과를 낼 수 있으며, 본 발명에서는 CS-angle의 향상을 위해서 광중합 개시제와 열중합 개시제 함량은 2:1 내지 4:1 범위를 만족할 때 좋은 효과를 나타낼 수 있다.
용제(E)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 용제(E)는 착색 감광성 수지 조성물에 포함되는 성분들을 분산 및 용해시키는데 효과적인 것이라면 특별히 제한되지 않으며, 착색 감광성 수지 조성물의 분야에서 사용되고 있는 각종 유기 용제를 사용할 수 있다.
상기 용제의 구체예로서는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 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, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
도포성, 건조성 면에서 상기 용제 중 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제가 바람직하고, 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 에스테르류가 보다 바람직하며, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등이 보다 더 바람직하다. 이들 용제(E)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물 중 용제(E)의 함량은 착색 감광성 수지 조성물 총 중량에 대하여 통상 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%이다. 용제(E)의 함량이 상기 범위를 만족할 때 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은 필요한 경우 밀착 촉진제, 안료 분산제, 충진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제(F)를 포함할 수 있다.
상기 밀착 촉진제는 기판과의 접착성을 높이기 위한 것으로, 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 상기 실란 커플링제의 예로는 트리메톡시실릴 벤조산, γ-메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ-이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으면, 이들은 단독 및 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 안료 분산제는 코팅성을 향상시키기 위한 것으로, 시판되는 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다. 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페에테르류, 폴리에틸렌글리콜디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며, 이외에도 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE) 5000(루브리졸(Lubrizol) 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
상기 안료 분산제 이외에도, DISPERBYK-161, DISPERBYK-163, DISPERBYK-164, DISPERBYK-2000, DISPERBYK-2001, DISPERBYK-130, DISPERBYK-109 (이상 BYK사 제조) 등의 분산제가 사용될 수 있다.
상기 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.
상기 산화 방지제로서는, 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제로서는, 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물은, 예를 들면 이하와 같은 방법에 의해 제조할 수 있다.
착색제(A)를 미리 용제(E)와 혼합하여 착색제의 평균 입경이 0.2㎛ 이하 정도가 될 때까지 비드 밀 등을 이용하여 분산시킨다. 이 때, 필요에 따라 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 수득한다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬럼 스페이서에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 컬럼 스페이서는 기판 상에 상술한 착색 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광 및 현상하여 형성되는 착색층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 이용한 패턴 형성 방법에 대해 상세히 설명한다.
본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 패턴을 형성하는 방법은 당해 분야에 공지된 방법을 사용할 수 있으나, 통상적으로는 도포 단계; 노광 단계; 및 제거 단계를 포함한다. 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 기재 상에 도포하고, 광 경화 및 현상을 하여 패턴을 형성함으로써, 컬럼 스페이서로 사용할 수 있다. 또한, 이러한 방식으로 형성된 패턴은 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 또는 스페이서 겸용 블랙 매트릭스(블랙 컬럼 스페이서)로도 사용할 수 있다.
상기 도포 단계는 본 발명의 착색 감광성 수지 조성물을 기재(제한되지 않으나, 통상은 유리) 또는 먼저 형성된 착색 감광성 수지 조성물층 위에 도포하고 80 내지 120℃에서 예비 건조(선 소성)함으로써 용제 등의 휘발 성분을 제거하여 평활한 도막을 얻는 단계이다. 이때, 도막의 두께는 1 내지 5 ㎛인 것이 바람직하다.
상기 노광 단계는 상기 도막에 목적하는 패턴을 얻기 위해 마스크를 통해 특정 영역에 40 내지 150mJ/cm2의 조도로 자외선을 조사하여 경화시키는 단계이다. 이때, 노광부 전체에 균일하게 평행 광선을 조사하고, 마스크와 기판이 정확히 위치가 맞도록 마스크 얼라이너나 스테퍼 등의 장치를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 제거 단계는 자외선을 조사하여 경화가 종료된 도막을 알칼리 수용액에 접촉시켜 비노광 영역을 용해시키고 현상함으로써 목적하는 패턴을 얻는 단계이다. 현상 후, 필요에 따라 150 내지 280℃에서 10 내지 60분 정도의 후 건조(후 소성)를 실시할 수 있다.
상기 현상에 사용되는 현상액은 당업계에 공지된 것을 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 알칼리성 화합물 및 계면활성제를 포함하는 수용액을 사용할 수 있다.
상기 알칼리성 화합물은 무기 또는 유기 알칼리성 화합물일 수 있다. 상기 무기 알칼리성 화합물의 구체적인 예로는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 인산수소이나트륨, 인산이수소나트륨, 인산수소이암모늄, 인산이수소암모늄, 인산이수소칼륨, 규산나트륨, 규산칼륨, 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산수소나트륨, 탄산수소칼륨, 붕산나트륨, 붕산칼륨, 암모니아 등을 들 수 있다. 상기 유기 알칼리성 화합물의 구체적 예로는, 테트라메틸암모늄히드록시드, 2-히드록시에틸트리메틸암모늄히드록시드, 모노메틸아민, 디메틸아민, 트리메틸아민, 모노에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 모노이소프로필아민, 디이소프로필아민, 에탄올아민 등을 들 수 있다. 이들 무기 및 유기 알칼리성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 알칼리성 화합물은 현상액에 대하여 0.01 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.03 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상기 계면활성제는 비이온계 계면활성제, 음이온계 계면활성제 및 양이온계 계면활성제로 이루어진 군에서 선택된 하나 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. 상기 비이온계 계면활성제의 구체적 예로는, 폴리옥시에틸렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌아릴에테르, 폴리옥시에틸렌알킬아릴에테르, 그 밖의 폴리옥시에틸렌 유도체, 옥시에틸렌/옥시프로필렌 블록 공중합체, 소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비탄 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌소르비톨 지방산 에스테르, 글리세린 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌 지방산 에스테르, 폴리옥시에틸렌알킬아민 등을 들 수 있다. 상기 음이온계 계면활성제의 구체적 예로는, 라우릴알콜 황산 에스테르 나트륨이나 올레일알콜 황산 에스테르 나트륨 등의 고급 알콜 황산 에스테르염류, 라우릴 황산 나트륨이나 라우릴 황산 암모늄 등의 알킬 황산염류, 도데실벤젠술폰산 나트륨이나 도데실나프탈렌술폰산 나트륨 등의 알킬아릴 술폰산염류 등을 들 수 있다. 상기 양이온계 계면활성제의 구체적 예로는, 스테아릴아민염산염이나 라우릴트리메틸암모늄클로라이드 등의 아민염 또는 4급 암모늄염 등을 들 수 있다. 상기 계면활성제는 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다. 상기 계면활성제는 현상액에 대하여 바람직하게는 0.01 내지 10 중량부, 보다 바람직하게는 0.05 내지 8 중량부, 보다 더 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.
상술한 바와 같이 착색 감광성 수지 조성물의 도포, 건조, 패턴화 노광, 그리고 현상이라는 조작을 거쳐 기판 상에 패턴을 형성할 수 있으며, 이 패턴은 표시 장치에 사용되는 컬럼 스페이서 또는 블랙 컬럼 스페이서로서 유용하다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 컬럼 스페이서 또는 블랙 컬럼 스페이서가 구비된 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 액정표시장치는 상술한 컬럼 스페이서 또는 블랙 컬럼 스페이서를 구비한 것을 제외하고는, 당해 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다. 즉, 본 발명의 컬럼 스페이서 또는 블랙 컬럼 스페이서를 적용할 수 있는 액정표시장치는 모두 본 발명에 포함된다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
제조예 1: 결합제 수지의 제조
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하였다. 모노머 적하 로트로서, 3,4-에폭시트리시클로데칸-8-일(메타)아크릴레이트와 3,4-에폭시트리시클로데칸-9-일(메타)아크릴레이트를 몰비 50:50으로 혼합한 혼합물 40 중량부, 메틸메타크릴레이트 50 중량부, 아크릴산 40 중량부, 비닐톨루엔 70 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. 연쇄이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 첨가하여 교반을 준비하였다. 이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 첨가하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 교환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온시켰다. 그 후 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시하였다. 적하는 90℃를 유지하면서, 각각 2 시간 동안 진행하였고 1 시간 후에 110℃까지 승온하여 5 시간 동안 반응을 계속하여 고형분 산가가 100㎎KOH/g인 결합제 수지를 얻었다.
수득된 결합제의 수지의 GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균분자량은 17,000이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.
상기의 결합제 수지의 중량평균분자량(Mw) 및 수평균분자량(Mn)의 측정에 대해서는 GPC법을 이용하여 이하의 조건으로 수행하였다. 상기에서 얻어진 중량평균분자량 및 수평균분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.
장치: HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)
컬럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 연결)
컬럼 온도: 40℃
이동상 용제: 테트라히드로퓨란
유속: 1.0 ㎖/분
주입량: 50 ㎕
검출기: RI
측정 시료 농도: 0.6중량% (용제 = 테트라히드로퓨란)
교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4: 착색 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1 내지 3에 나타낸 바와 같이 각 성분들을 혼합하여 착색 감광성 수지 조성물을 제조하였다(단위: 중량%).
구성 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2
착색제 함량
(전체 고형분 기준)		 35% 40% 50% 25% 60%
착색제 R194 4.72 5.39 6.74 3.37 8.09
B15:6 1.99 2.27 2.84 1.42 3.41
PBk7 0.99 1.14 1.42 0.71 1.70
결합제 수지 8.19 7.23 5.29 10.13 3.36
광중합성 화합물 2.05 1.81 1.32 2.53 0.84
광중합 개시제 0.50 0.44 0.32 0.62 0.21
첨가제 1 2.20 2.51 3.14 1.57 3.76
첨가제 2 1.36 1.21 0.93 1.65 0.63
용제 78.0 78.0 78.0 78.0 78.0
구성 비교예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 4
착색제 함량
(전체 고형분 기준)		 50%
개시제 함량
(전체 고형분 기준)		 0.77% 1.50% 2.05% 3.00% 4.05%
착색제 R194 6.74 6.74 6.74 6.74 6.74
B15:6 2.84 2.84 2.84 2.84 2.84
PBk7 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42
결합제 수지 5.40 5.29 5.20 5.05 4.89
광중합성 화합물 1.35 1.32 1.30 1.26 1.22
광중합 개시제 0.17 0.33 0.45 0.66 0.89
첨가제 1 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14
첨가제 2 0.94 0.92 0.91 0.89 0.86
용제 78.0 78.0 78.0 78.0 78.0
구성 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
광중합개시제:열중합개시제 1:1 2:1 3:1 4:1 5:1
착색제 함량
(전체 고형분 기준)		 50%
착색제 R194 6.74 6.74 6.74 6.74 6.74
B15:6 2.84 2.84 2.84 2.84 2.84
PBk7 1.42 1.42 1.42 1.42 1.42
결합제 수지 5.20 5.20 5.20 5.20 5.20
광중합성 화합물 1.30 1.30 1.30 1.30 1.30
광중합 개시제 0.225 0.30 0.34 0.36 0.38
열중합 개시제 0.225 0.15 0.11 0.09 0.08
첨가제1 3.14 3.14 3.14 3.14 3.14
첨가제2 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91
용제 78.0 78.0 78.0 78.0 78.0
R194: 레드 피그먼트 194(원일무역)
B15:6: 블루 피그먼트 15:6(DIC)
PBk7(Carbon Black, MA-8, 미쯔비시)
결합제 수지: 제조예 1
광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(Kayarad DPHA, 닛본 카야꾸)
광중합 개시제: 에타논-1-[9-에틸-6-(2-메틸-4-테트라히드로피라닐옥시벤조일)-9H-카바졸-3-일]-1-(O-아세틸옥심)(Irgacure OXE-02, Ciba)
첨가제 1: DiperBYK-163 (BYK)
첨가제 2: Solsperse 5000 (Lubrisol)
용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
실험예 1:
상기 실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 4에서 수득한 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 패턴층을 제조하였다. 즉, 5cm×5cm의 유리기판(코닝)을 중성세제 및 물로 세정 후 건조한 후, 이 유리 기판상에 최종 막 두께가 3.5㎛가 되도록 상기 조성물을 스핀 코팅하여, 80 내지 120℃에서 1 내지 2분 동안 건조(선 소성)하여 용제를 제거하였다. 그 후, g, h, i 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 노광량 40 내지 150 mJ/cm2 사이로 노광하여 패턴을 형성하고 알카리 수용액으로서 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액을 사용하여 비노광부를 제거하였다. 이어서, 후 소성을 200 내지 250 ℃에서 10 내지 30분 동안 진행하였다.
< CS - Angle 측정>
상기 제작된 기판 위의 패턴에 대해서 CS-angle을 측정하였다. 이때, 측정 장비로는 SNU(SIS-1200, SNU precision)를 사용하였고, 측정부위는 도 1에 나타낸 바와 같이, 상부 패턴의 바닥과 그로부터 80%의 높이가 되는 지점에서의 각도를 측정하였다. 그 결과로서, 착색 감광성 수지 조성물 중의 착색제 함량에 따른 CS-angle의 값을 하기 표 4에, 광중합 개시제의 함량에 따른 CS-angle의 값을 하기 표 5에, 그리고 광중합 개시제와 열중합 개시제 함량에 따른 CS-angle의 값을 하기 표 6에 나타내었다.
비교예 1 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 2
CS-Angle(°) 6.4 14.2 21.7 60.5 10.3
비교예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 4
CS-Angle(°) 3.2 52.8 57.2 61.4 패턴형성 안됨
실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 실시예 11
CS-Angle(°) 45.9 62.3 67.5 64.2 48.2
상기 표 4 내지 6에 나타난 바와 같이, 본 발명에 따른 실시예 1 내지 11의 착색 감광성 수지 조성물은 착색제 및 광중합성 개시제를 소정의 함량으로 포함함에 따라, 비교예 1 내지 4의 조성물에 비해 향상된 CS-angle을 형성하였다. 또한, 열중합 개시제를 추가로 사용한 실시예의 경우에는 보다 향상된 CS-angle을 확보할 수 있었으며, 특히 광중합 개시제와 열중합 개시제가 2:1 내지 4:1의 비율로 사용된 실시예 8 내지 10의 경우 더욱 양호한 결과를 나타내었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (9)

  1. 착색제, 결합제 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물로서, 상기 착색제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 30 내지 55 중량%의 범위로 포함하고, 상기 광중합 개시제를 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 0.8 내지 3.5 중량%의 범위로 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
  2. 제 1항에 있어서, 열중합 개시제를 추가로 포함하는 착색 감광성 수지 조성물.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 착색제의 함량이 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 35 내지 50 중량%인 착색 감광성 수지 조성물.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 광중합 개시제의 함량이 조성물의 전체 고형분 함량을 기준으로 1.0 내지 3.0 중량%인 착색 감광성 수지 조성물.
  5. 제 2항에 있어서, 광중합 개시제 및 열중합 개시제가 2:1 내지 4:1의 비율로 포함되는 착색 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 컬럼 스페이서.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 따른 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성되는 블랙 컬럼 스페이서.
  8. 제6항에 따른 컬럼 스페이서가 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 제7항에 따른 블랙 컬럼 스페이서가 구비된 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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