CN105988290B - 着色感光树脂组合物、包含其的滤色器和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及着色感光树脂组合物、以及包括其的滤色器和显示装置，更具体地，涉及包含着色剂、碱溶性树脂、包括异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物、光聚合性单体、光聚合引发剂和溶剂的着色感光树脂组合物，其具有优异的粘合性、亮度和敏感度，以及包含所述着色感光树脂组合物的滤色器和显示装置。

Description

着色感光树脂组合物、包含其的滤色器和显示装置
技术领域
本发明涉及着色感光树脂组合物、包含其的滤色器和显示装置，更具体地，涉及包含着色剂、碱溶性树脂、包括异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物、光聚合性单体、光聚合引发剂和溶剂的着色感光树脂组合物，其具有优异的粘合性、亮度和敏感度，以及包含所述着色感光树脂组合物的滤色器和显示装置。
背景技术
滤色器广泛地用于成像装置、液晶显示装置(LCD)等，并且应用范围正迅速增长。用于液晶显示装置、成像装置等中的滤色器通常如下所述制造：利用旋涂在其上形成有黑色矩阵图案的基板上均匀涂敷含有对应于红、绿和蓝各种颜色的颜料的着色感光树脂组合物，将加热干燥(在下文中有时称为‘预烘焙’)生成物而形成的膜曝光和显影，并根据需要通过对各颜色进一步重复热固化操作(在下文中有时称为‘后烘焙’)形成各颜色的像素。在此，在其上形成有图案的所述黑色矩阵常规用黑色感光树脂组合物形成。
另外，液晶显示装置具有在两片偏光板之间提供液晶材料和多个像素的结构。在液晶显示装置中，向每个像素施加电压以改变所述液晶材料的取向状态，并通过改变透过第一偏光板的光的偏振度来控制透过第二偏光板的透射光进行图像显示。
通过在液晶显示装置中这两个偏光板之间安装滤色器，彩色显示器变得可能，并且液晶显示装置已经用于电视机、个人电脑和监视器中。
滤色器具有在透明基板例如玻璃板上安装黑色矩阵(在下文中称为BM)、即格子状的遮光膜以防止透射光色彩混合并增强显示器对比度、和对应于像素而配置的多色(通常红、绿和颜色)的滤波器节的结构。所述滤波器节是微小的，有数至数百μm。所述滤波器节排列可以包括被安排成具有不同颜色的两种或更多种类型的细带形排列(条纹排列)、长度和宽度规则安排的排列(δ排列)等。所述滤波器节和BM通过施加着色组合物、并将生成物在通常180℃或更高并优选230℃或更高的高温下干燥而形成。
在彩色液晶显示装置中，用于驱动液晶的透明电极在滤色器上通过沉积或溅射形成，并在其上形成用于将液晶以某个方向定向的取向膜。这些透明电极和取向膜需要在180℃或更高并优选230℃或更高的高温下形成，以便充分达到其品质。因此，作为制造滤色器的现行方法，主要使用称为颜料分散法的方法，其使用具有优异的耐光性和耐热性的颜料作为着色剂。
作为液晶显示装置需要的品质可以包括高清晰度、低电力消耗等，而为了实现这些目标，需要高亮度、高对比度和高分辨率的滤色器。
特别是，在最近的电力消耗方面，高亮度的滤色器已经是趋势。当使用高亮度的滤色器时，透光率高，因此，可以降低作为光源的背光的数量，于是可以抑制电力消耗。
在现有的滤色器中，已经在红色滤波器节中结合了二酮基吡咯并吡咯基颜料、蒽醌基颜料等。在绿色滤波器节中已经结合了铜或锌酞菁颜料、镍偶氮络合物基颜料等。在蓝色滤波器节中已经结合了铜酞菁颜料、二噁嗪基颜料等。因此，已经能够实现高亮度和宽色彩显示区。然而，如上所述，滤色器还需要进一步提高亮度。
随着对进一步提高亮度的需求增长，染料基着色材料已经得到了关注。日本专利申请公布No.2009-265641和日本专利申请公布No.2010-32999公开了若丹明色料、氧杂蒽基色料例如伊红色料、三芳基甲烷基色料例如三苯基甲烷，因为这些色料在色性质中具有优点，被期待作为实现亮度提高的材料。
然而，当制造含有这些色料的像素并测量其色度时，当形成像素时，在230℃高温下干燥后与高温干燥之前相比，亮度降低。染料基色材料与已经常规使用的颜料相比耐热性差，因此，由于热处理而不能获得足够的亮度。
另外，韩国专利申请公布No.10-2013-0082469公开了耐热性提高的着色感光树脂组合物，然而，出现了由热处理引起的分散稳定性下降和亮度下降的问题。
因此，需要能够通过抑制由热处理引起的亮度下降来进一步提高亮度的研究。
【现有技术文献】
【专利文献】
日本专利申请公布No.2009-265641
日本专利申请公布No.2010-32999
韩国专利申请公布No.10-2013-0082469
发明内容
本发明的目的是提供着色感光树脂组合物，其通过包含包括异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物，即使在40mJ/m2或更小的曝光量下仍能够形成图案并具有优异的基板粘合性、亮度、敏感度和可靠性。
本发明的另一个目的是通过在滤色器制造中使用所述着色感光树脂组合物，提供具有优异的耐化学性和平整度并且在像素单元中不存在表面缺陷的滤色器，以及包含所述滤色器的液晶显示装置。
鉴于上述，本发明的一个方面提供了着色感光树脂组合物，其包含着色剂、碱溶性树脂、包括下面化学式1的异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物、光聚合性单体、光聚合引发剂和溶剂，其中相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述包括下面化学式1的异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物占10重量％至30重量％。
[化学式1]
Figure BDA0000933460240000041
R1、R2和R3彼此相同或不同，并且是选自下面式2至4中的一种，并且
R1、R2和R3的至少一个包括下面的化学式2。
[化学式2]
Figure BDA0000933460240000042
[化学式3]
Figure BDA0000933460240000043
[化学式4]
Figure BDA0000933460240000044
本发明的另一个方面提供了包含所述着色感光树脂组合物的滤色器。
本发明的又一个方面提供了包含所述滤色器的显示装置。
具体实施方式
在下文中，将更详细地描述本发明。
本发明涉及着色感光树脂组合物，其包含着色剂、碱溶性树脂、包括下面化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物、光聚合性单体、光聚合引发剂和溶剂，其中相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述包括下面化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物占10重量％至30重量％。
[化学式1]
Figure BDA0000933460240000051
R1、R2和R3彼此相同或不同，并且是选自下面式2至4中的一种，并且
R1、R2和R3的至少一个包括下面的化学式2。
[化学式2]
Figure BDA0000933460240000052
[化学式3]
Figure BDA0000933460240000053
[化学式4]
Figure BDA0000933460240000054
通过相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量包含10重量％至30重量％的包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的所述光或热聚合性化合物，可以提供即使在40mJ/m2或更小的曝光量下仍能够形成图案并具有优异的基板粘合性、亮度、敏感度和可靠性的着色感光树脂组合物。
本文中，将通过每种成分详细地描述本发明的着色感光树脂组合物。
(A)着色剂
在本发明中，所述着色剂包括一种或多种的颜料、一种或多种的染料或其混合物，并优选包括一种或多种的颜料。
(a1)颜料
作为颜料，可以使用本领域中通常使用的有机颜料或无机颜料。另外，根据需要，所述颜料可以被树脂处理、利用引入酸性基团或碱性基团的颜料衍生物等表面处理、利用聚合物等在颜料表面上接枝处理、利用硫酸雾化法等雾化处理、用有机溶剂或水洗涤处理以去除杂质、或利用离子交换法等处理以去除离子杂质。
作为有机颜料，可使用用于印刷墨水、喷墨墨水等中的各种各样的颜料，并且其具体例子包括水溶性偶氮颜料、不溶性偶氮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮颜料、异吲哚啉酮颜料、异吲哚啉颜料、苝颜料、苝酮颜料、二噁嗪颜料、蒽醌颜料、二蒽醌基颜料、蒽嘧啶颜料、蒽嵌蒽二酮颜料、靛蒽醌颜料、黄烷士酮颜料、皮蒽酮颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料等。
另外，作为无机颜料，可以包括金属化合物例如金属氧化物或金属络合物盐，其具体例子可以包括金属例如铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑的氧化物、炭黑、有机黑色颜料，和通过混合钛黑和红以及绿和蓝而看起来黑色的颜料、或者复合金属氧化物等。
特别是，作为所述有机颜料和无机颜料，可以包括在色指数(由染色家协会(Society of Dyers and Colourists出版)中归类为颜料的化合物，更具体地是，下列色指数(C.I.)编号的颜料，然而，所述颜料不限于此。
C.I.颜料黄1，3，12，13，14，15，16，17，20，24，31，53，83，86，93，94，109，110，117，125,128，137，138，139，147，148，150，153，154，166，173，180，185，194和214；
C.I.颜料橙13，31，36，38，40，42，43，51，55，59，61，64，65，71和73；
C.I.颜料红9，97，105，122，123，144，149，166，168，176，177，180，192，209，215，216，224，242，254，264和265；
C.I.颜料紫1，19，23，29，32，36和38；
C.I.颜料蓝15(15:3，15:4，15:6等)和60；
C.I.颜料绿7，36和58；
C.I.颜料棕23和25；
C.I.颜料黑1和7；等等。
所述颜料可以单独或作为两种或更多种的组合使用。
相对于所述着色剂中的总固体重量，所述颜料占15重量％至45重量％并优选20重量％至40重量％。当所述颜料占小于20重量％时，难以得到色泽复现性，而当占大于40重量％时，对显影溶液的溶解性降低，致使图案形成困难。
对显影溶液的溶解性可以优异，并且在显影期间可以准确形成图案。
所述颜料优选使用颜料粒子均匀分散在其中的颜料分散液。均匀分散颜料粒子的方法的例子可以包括含有颜料分散剂(a2)等的分散方法，并且使用这种方法，可以得到颜料均匀分散在溶液中的颜料分散液。
(a2)颜料分散剂
添加颜料分散剂是为了颜料的解散和保持稳定性，所述颜料分散剂的具体例子可以包括阳离子基、阴离子基、非离子基、两性、聚酯基、多胺基等的表面活性剂，并且这些可以单独或作为两种或更多种的组合使用。
所述阳离子基表面活性剂的具体例子可以包括胺盐或季铵盐，例如硬脂基胺盐酸盐和月桂基三甲基氯化铵。
所述阴离子基表面活性剂的具体例子可以包括高级醇硫酸酯盐例如月桂醇硫酸酯钠和油醇硫酸酯钠，烷基硫酸盐例如月桂基硫酸钠和月桂基硫酸铵，烷基芳基磺酸盐例如十二烷基苯磺酸钠和十二烷基萘磺酸钠。
所述非离子基表面活性剂的具体例子可以包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、其他聚氧乙烯衍生物、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、脂肪酸的失水山梨糖醇酯、脂肪酸的聚氧乙烯失水山梨糖醇酯、脂肪酸的聚氧乙烯山梨糖醇酯、脂肪酸的甘油酯、脂肪酸的聚氧乙烯酯和聚氧乙烯烷基胺等等。
除这些之外，还可以包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚乙二醇二酯、脂肪酸的失水山梨糖醇酯、脂肪酸改性的聚酯、叔胺改性的聚氨酯、聚乙烯亚胺等等。
此外，所述颜料分散剂优选包括丙烯酸酯基分散剂，包括甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)(在下文中，称为丙烯酸酯基分散剂)。可商购的所述丙烯酸酯基分散剂可以包括DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、DISPER BYK-2150等等，并且所述丙烯酸酯基分散剂可以分别单独或作为其种或更多种的组合使用。
除了以上提到的丙烯酸酯基分散剂之外，所述颜料分散剂还可以使用其他树脂型颜料分散剂。所述其他树脂型颜料分散剂的例子可以包括已知的树脂型颜料分散剂，特别是油性分散剂例如聚氨酯、由聚丙烯酸酯代表的聚羧酸酯、不饱和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分)胺盐、聚羧酸的铵盐、聚羧酸的烷基胺盐、聚硅氧烷、长链聚氨基酰胺磷酸盐、含有羟基的聚羧酸酯及其改性产物、或从具有自由羧基的聚酯与聚(低级烯化亚胺)的反应形成的酰胺或其盐；水溶性树脂或水溶性聚合物化合物，例如(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-马来酸共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮；聚酯；改性聚丙烯酸酯；环氧乙烷/环氧丙烷加成物；磷酸酯，等等。
作为所述其他树脂型分散剂的商品，所述阳离子基树脂分散剂的例子可以包括BYK Chemie的商品名：DISPER BYK-160，DISPER BYK-161，DISPER BYK-162，DISPER BYK-163，DISPER BYK-164，DISPER BYK-166，DISPER BYK-171，DISPER BYK-182和DISPER BYK-184；BASF Corporation的商品名：EFKA-44，EFKA-46，EFKA-47，EFKA-48，EFKA-4010，EFKA-4050，EFKA-4055，EFKA-4020，EFKA-4015，EFKA-4060，EFKA-4300，EFKA-4330，EFKA-4400，EFKA-4406，EFKA-4510和EFKA-4800；Lubrizol Corporation的商品名：SOLSPERS-24000，SOLSPERS-32550和NBZ-4204/10；Kawaken Fine Chemicals Co.，Ltd.的商品名：HINOACTT-6000，HINOACT T-7000和HINOACT T-8000；Ajinomoto Fine-Techno Co.，Inc.的商品名：AJISPER PB-821，AJISPER PB-822和AJISPER PB-823；Kyoeisha Chemical Co.，ltd.的商品名：FLORENE DOPA-17HF，FLORENE DOPA-15BHF，FLORENE DOPA-33和FLORENE DOPA-44，等等。
所述除丙烯酸酯基分散剂以外的其他树脂型颜料分散剂可以单独或作为两种或更多种类型的组合使用，或可以与丙烯酸酯基分散剂一起使用。
相对于1重量份的着色剂，所述颜料分散剂占大于0重量份并小于或等于1重量份，优选0.05重量份至0.5重量份。因为可以得到均匀的分散颜料，占大于0重量份并小于或等于1重量份的所述颜料分散剂是优选的。
(a3)染料
所述染料可以没有限制地使用，只要它具有有机溶剂溶解性即可。优选地，可以使用能够确保可靠性例如对碱显影溶液的溶解性、耐热性和耐溶剂性同时具有对有机溶剂的溶解性的染料。
作为所述染料，可以使用选自具有酸性基团例如磺酸或羧酸的酸性染料、所述酸性染料与含氮化合物的盐、所述酸性染料的磺酰胺等、及其衍生物，并且除此之外，也可以选择偶氮基、氧杂蒽基和酞菁基酸性染料，及其衍生物。所述染料优选包括在色指数(由染色家协会(Society of Dyers and Colourists)出版)中归类为染料的化合物或在染色说明(Dye Note)(由Shikisensha出版)中描述的已知染料。
作为C.I.溶剂染料，所述染料的具体例子包括，例如下列的染料，
C.I.溶剂红8，45，49，89，111，122，125，130，132，146和179；
C.I.溶剂蓝5，35，36，37，44，59，67和70；
C.I.溶剂紫8，9，13，14，36，37，47和49；
C.I.溶剂黄4，14，15，23，24，38，62，63，68，82，94，98，99和162；
C.I.溶剂橙2，7，11，15，26和56；和
C.I.溶剂绿1，3，4，5，7，28，29，32，33，34和35。
在所述C.I.溶剂染料之中，优选C.I.溶剂红8，49，89，111，122，132，146和179；C.I.溶剂蓝35，36，44，45和70；C.I.溶剂紫13，并更优选C.I.溶剂红8，122和132。
此外，作为C.I.酸性染料，可以包括例如下列的染料，例如
C.I.酸性红1，4，8，14，17，18，26，27，29，31，34，35，37，42，44，50，51，52，57，66，73，80，87，88，91，92，94，97，103，111，114，129，133，134，138，143，145，150，151，158，176，182，183，195，198，206，211，215，216，217，227，228，249，252，257，258，260，261，266，268，270，274，277，280，281，308，312，315，316，339，341，345，346，349，382，383，394，401，412，417，418，422和426；
C.I.酸性黄1，3，7，9，11，17，23，25，29，34，36，38，40，42，54，65，72，73，76，79，98，99，111，112，113，114，116，119，123，128，134，135，138，139，140，144，150，155，157，160，161，163，168，169，172，177，178，179，184，190，193，196，197，199，202，203，204，205，207，212，214，220，221，228，230，232，235，238，240，242，243和251；
C.I.酸性橙6，7，8，10，12，26，50，51，52，56，62，63，64，74，75，94，95，107，108，169和173；
C.I.酸性蓝1，7，9，15，18，23，25，27，29，40，42，45，51，62，70，74，80，83，86，87，90，92，96，103，112，113，120，129，138，147，150，158，171，182，192，210，242，243，256，259，267，278，280，285，290，296，315，324：1，335和340；
C.I.酸性紫6B，7，9，17，19和66；和
C.I.酸性绿1，3，5，9，16，25，27，50，58，63，65，80，104，105，106和109。
在所述C.I.酸性染料之中，优选对有机溶剂具有优异溶解性的C.I.酸性红92；C.I.酸性蓝80和90；和C.I.酸性紫60。
此外，作为C.I.直接染料，可以包含例如下列的染料
C.I.直接红79，82，83，84，91，92，96，97，98，99，105，106，107，172，173，176，177，179，181，182，184，204，207，211，213，218，220，221，222，232，233，234，241，243，246和250；
C.I.直接黄2，33，34，35，38，39，43，47，50，54，58，68，69，70，71，86，93，94，95，98，102，108，109，129，136，138和141；
C.I.直接橙34，39，41，46，50，52，56，57，61，64，65，68，70，96，97，106和107；
C.I.直接蓝38，44，57，70，77，80，81，84，85，86，90，93，94，95，97，98，99，100，101，106，107，108，109，113，114，115，117，119，137，149，150，153，155，156，158，159，160，161，162，163，164，166，167，170，171，172，173，188，189，190，192，193，194，196，198，199，200，207，209，210，212，213，214，222，228，229，237，238，242，243，244，245，247，248，250，251，252，256，257，259，260，268，274，275和293；
C.I.直接紫47，52，54，59，60，65，66，79，80，81，82，84，89，90，93，95，96，103和104；和
C.I.直接绿25，27，31，32，34，37，63，65，66，67，68，69，72，77，79和82。
另外，作为C.I.媒染染料，可以包括例如下列染料
C.I.媒染黄5，8，10，16，20，26，30，31，33，42，43，45，56，61，62和65；
C.I.媒染红1，2，3，4，9，11，12，14，17，18，19，22，23，24，25，26，30，32，33，36，37，38，39，41，43，45，46，48，53，56，63，71，74，85，86，88，90，94和95；
C.I.媒染橙3，4，5，8，12，13，14，20，21，23，24，28，29，32，34，35，36，37，42，43，47和48；
C.I.媒染蓝1，2，3，7，8，9，12，13，15，16，19，20，21，22，23，24，26，30，31，32，39，40，41，43，44，48，49，53，61，74，77，83和84；
C.I.媒染紫1，2，4，5，7，14，22，24，30，31，32，37，40，41，44，45，47，48，53和58；和
C.I.媒染绿1，3，4，5，10，15，19，26，29，33，34，35，41，43和53。
所述染料可以单独或作为两种或更多种的组合使用。
相对于着色剂中的总固体重量，所述着色剂中染料的含量是0.5重量％至80重量％，优选0.5重量％至60重量％，更优选1重量％至50重量％。当所述着色剂中的染料含量是0.5重量％至80重量％时，可以防止图案形成后由有机溶剂引起的染料洗脱的可靠性下降问题，并增加敏感度。
相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述着色剂的含量是3重量％至60重量％并优选5重量％至55重量％。当所述着色剂占3重量％至60重量％时，当制造滤色器时的色浓度是足够的，并可以形成具有足够机械强度的图案。
(B)碱溶性树脂
所述碱溶性树脂通常通过光或热的作用而具有反应性并具有碱溶性，并起到所述着色剂的分散介质的作用。
所述着色感光树脂组合物中包含的碱溶性树脂起到着色剂(A)的粘合剂树脂的作用，其类型没有特别的限制，只要它是可溶解在制造所述滤色器的显影步骤中所使用的碱性显影溶液中的粘合剂树脂即可。
所述碱溶性树脂的例子可以包括包含羧基的单体和与所述包含羧基的单体可共聚的其他单体的共聚物。
所述包含羧基的单体的具体例子可以包括不饱和羧酸例如不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、或在分子中具有一个或多个羧基的不饱和多价羧酸例如不饱和三羧酸。
所述不饱和单羧酸的具体例子可以包括丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯代丙烯酸、肉桂酸等。
所述不饱和二羧酸的具体例子可以包括马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。
所述不饱和多价羧酸可以是酸酐，其具体例子可以包括马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。
另外，所述不饱和多价羧酸可以是其单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯，并且其具体例子可以包括单(2-丙烯酰氧基乙基)琥珀酸酯、单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)琥珀酸酯、单(2-丙烯酰氧基乙基)邻苯二甲酸酯、单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)邻苯二甲酸酯等。
此外，所述不饱和多价羧酸的两端可以是二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯，并且其具体例子可以包括ω-羧基聚己内酯单丙烯酸酯、ω-羧基聚己内酯单甲基丙烯酸酯等。
所述包含羧基的单体可以单独或作为两种或更多种的混合物使用。
所述与包含羧基的单体可共聚的其他单体的具体例子可以包括
芳族乙烯基化合物例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、邻乙烯基甲苯、间乙烯基甲苯、对乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、邻甲氧基苯乙烯、间甲氧基苯乙烯、对甲氧基苯乙烯、邻乙烯基苄基甲基醚、间乙烯基苄基甲基醚、对乙烯基苄基甲基醚、邻乙烯基苄基缩水甘油基醚、间乙烯基苄基缩水甘油基醚、对乙烯基苄基缩水甘油基醚和茚；
不饱和羧酸酯例如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基丁酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯、丙烯酸3-羟基丁酯、甲基丙烯酸3-羟基丁酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸二环戊二烯酯、甲基丙烯酸二环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、甘油单丙烯酸酯和甘油单甲基丙烯酸酯；
不饱和羧酸氨基烷基酯，例如丙烯酸2-氨基乙酯、甲基丙烯酸2-氨基乙酯、丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基乙酯、丙烯酸2-氨基丙酯、甲基丙烯酸2-氨基丙酯、丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、甲基丙烯酸2-二甲基氨基丙酯、丙烯酸3-氨基丙酯、甲基丙烯酸3-氨基丙酯、丙烯酸3-二甲基氨基丙酯和甲基丙烯酸3-二甲基氨基丙酯；
不饱和羧酸缩水甘油酯例如丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯；
羧酸乙烯酯，例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯和苯甲酸乙烯酯；
不饱和醚，例如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚和烯丙基缩水甘油基醚；
氰化乙烯基化合物，例如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯代丙烯腈和偏二氰基乙烯；
不饱和酰胺，例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯代丙烯酰胺、N-2-羟基乙基丙烯酰胺和N-2-羟基乙基甲基丙烯酰胺；
不饱和酰亚胺，例如马来酰亚胺、苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺和N-环己基马来酰亚胺；
脂族共轭二烯，例如1,3-丁二烯、异戊二烯和氯丁二烯；
在聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯和聚硅氧烷的聚合物分子链末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大分子单体；等等。
这些单体可以单独或作为两种或更多种的混合物使用。
另外，所述碱溶性树脂、即包含羧基的单体和与所述包含羧基的单体可共聚的其他单体的共聚物的具体例子可以包括(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子单体共聚物，(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物，(甲基)丙烯酸/单(2-丙烯酰氧基)琥珀酸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物，(甲基)丙烯酸/单(2-丙烯酰氧基)琥珀酸酯/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/甘油单(甲基)丙烯酸酯共聚物等。
这些之中，可以优选使用(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物，(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物和(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物。
当所述碱溶性树脂是包含羧基的单体和与所述包含羧基的单体可共聚的其他单体的共聚物时，相对于所述碱溶性树脂的总重量，所述包含羧基的单体占10重量％至50重量％，优选15重量％至40重量％并更优选25重量％至40重量％。当所述包含羧基的单体占10重量％至50重量％时，对显影溶液的溶解性可以是优异的，并且在显影期间可以准确形成图案。
另外，所述碱溶性树脂优选具有20mgKOH/g至200mgKOH/g的酸值。在上述酸值范围内，提高了对显影溶液的溶解性，容易溶解未曝光单元，并可以增加敏感度，因此，因为在显影期间保留了暴露单元中的图案，可以改善膜残留率。
所述酸值是作为中和1g丙烯酸系聚合物需要的氢氧化钾的量(mg)测量的值，并通常可以从使用氢氧化钾水溶液滴定得到。
另外，利用凝胶渗透色谱(GPC；利用四氢呋喃作为洗脱溶剂)测量的所述碱溶性树脂的聚苯乙烯换算的重均分子量(在下文中，简称为‘重均分子量')是3,000至200,000并优选5,000至100,000。当所述碱溶性树脂的重均分子量是3,000至200,000时，涂膜的硬度提高，导致膜残留率高，未曝光单元对显影溶液的溶解性优异，并且也提高了分辨率。
在本发明中，相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述碱溶性树脂占10重量％至80重量％并优选20重量％至70重量％。
当所述碱溶性树脂的含量是10重量％至80重量％时，能够形成图案，并可以提高分辨率和膜残留率。
(C)包括异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物
本发明的着色感光树脂组合物包含包括下面化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物。
[化学式1]
Figure BDA0000933460240000161
R1、R2和R3彼此相同或不同，并且是选自下面式2至4中的一种，并且
R1、R2和R3的至少一个包括下面的化学式2。
[化学式2]
Figure BDA0000933460240000162
[化学式3]
Figure BDA0000933460240000171
[化学式4]
Figure BDA0000933460240000172
所述包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物能够通过R1、R2和R3官能团控制官能团数，并且热固化或光固化全部可以进行，因此，可以提高所述着色感光树脂组合物的反应性和粘合性。
另外，由于热处理所致的亮度降低少，敏感度和可靠性优异，没有出现像素单元中的表面缺陷，并且可以得到优异的耐热性、耐化学性和平整度效应。
相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物占10重量％至30重量％并优选10重量％至20重量％。
当所述包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物占小于10重量％时，出现由于热处理所致的亮度降低，并且敏感度和粘合性没有提高，而当占大于30重量％时，所述着色感光树脂组合物的粘度增加，导致涂布性差，分散稳定性可由于反应性而下降，并且可以出现发黄。
(D)光聚合性单体
所述光聚合性化合物，即本发明的着色感光树脂组合物之一，需要通过后文描述的光聚合引发剂(E)的作用聚合。
作为所述光聚合性化合物，可以使用单官能单体、双官能单体或多官能单体，并优选可以使用双官能或更高的多官能单体，更优选五官能或更高的多官能单体，然而，所述光聚合性化合物不限于此。
所述单官能单体的具体例子包括丙烯酸壬基苯基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、丙烯酸2-乙基己基卡必醇酯、丙烯酸2-羟基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等，但不限于此。
所述双官能单体的具体例子包括1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、双酚A的双(丙烯酰氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等，但不限于此。
所述多官能单体的具体例子包括三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等，但不限于此。
相对于本发明的着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述光聚合性单体占5重量％至50重量％并优选7重量％至45重量％。在上述5重量％至50重量％内，所述光聚合性化合物允许像素单元具有有利的平整度强度。
(E)光聚合引发剂
所述光聚合引发剂优选包括苯乙酮基化合物。
所述苯乙酮基化合物的具体例子可以包括二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苄基二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮的低聚物等，并可以优选包括2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮等。
另外，所述光聚合引发剂可以使用苯乙酮基化合物与其他类型的光聚合引发剂的混合物。
所述其他类型的光聚合引发剂可以包括通过光照射、敏化剂、产酸剂等产生活性基团的活性基团产生剂。
所述活性基团产生剂的具体例子可以包括苯偶姻基化合物、二苯甲酮基化合物、噻吨酮基化合物、三嗪基化合物等。
所述苯偶姻基化合物的具体例子可以包括苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚等。
所述二苯甲酮基化合物的具体例子可以包括二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3',4,4'-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
所述噻吨酮基化合物的具体例子可以包括2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮等。
所述三嗪基化合物的具体例子可以包括2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪等。
所述敏化剂的具体例子可以包括2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2,2,-双(邻氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、10-丁基-2-氯吖啶酮、2-乙基蒽醌、9,10-菲醌、樟脑醌、甲基苯基乙醛酸酯、二茂钛化合物等。
所述产酸剂的具体例子可以包括鎓盐例如4-羟基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-羟基苯基二甲基锍六氟锑酸盐、4-乙酰氧基苯基二甲基锍对甲苯磺酸盐、4-乙酰氧基苯基甲基苄基锍六氟锑酸盐、三苯基锍对甲苯磺酸盐、三苯基锍六氟锑酸盐、二苯基碘鎓对甲苯磺酸盐、二苯基碘鎓和六氟锑酸盐、硝基苄基甲苯磺酸盐、苯偶姻甲苯磺酸盐等。
另外，所述活性基团生成剂还包括在上述化合物之中生成酸以及活性基团的化合物，例如，所述三嗪基光聚合引发剂也可以用作产酸剂。
所述光聚合引发剂可以单独或作为两种或更多种的组合使用。
在本发明中，相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述光聚合引发剂占0.1重量％至20重量％并优选1重量％至10重量％。
在0.1重量％至20重量％范围内，所述着色感光树脂组合物变得高度敏化，减少了曝光时间，因此，可以预期生产的增长和高分辨率。
此外，本发明可以在所述光聚合引发剂之外还使用光聚合引发助剂。
所述光聚合引发助剂是用于促进由所述光聚合引发剂引发聚合的所述光聚合性化合物聚合的化合物，并且所述光聚合引发助剂可以包括胺基化合物、烷氧基蒽基化合物等。
所述胺基化合物的具体例子可以包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺和三异丙醇胺、4-二甲基氨基苯甲酸甲酯、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸异戊酯、苯甲酸2-二甲基氨基乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基对甲苯胺、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮(统称为米蚩酮)、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等，并且在这些之中，优选4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
所述烷氧基蒽基化合物的具体例子可以包括9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
另外，可以使用可商购的作为所述光聚合引发助剂的化合物，并且可商购的光聚合引发助剂可包括商品名“EAB-F”(Hodogaya Chemical Co.，Ltd.制造)等。
当混合所述光聚合引发剂和所述光聚合引发助剂使用时，所述优选组合的具体例子可以包括下列组合：二乙氧基苯乙酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；2-羟基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；2-羟基-2-甲基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙-1-酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；1-羟基环己基苯基酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮的低聚物和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮；2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁-1-酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮等，并且优选2-甲基-2-吗啉代-1-(4-甲硫基苯基)丙-1-酮和4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮的组合。
相对于1摩尔的所述光聚合引发剂，所述光聚合引发助剂通常优选使用0.01摩尔至5摩尔。当所述光聚合引发助剂在0.01摩尔至5摩尔范围内使用时，所述着色感光树脂组合物的敏感度进一步提高，并且可以提高利用所述着色感光树脂组合物形成的滤色器的生产率。
(F)溶剂
所述溶剂可以使用在着色感光树脂组合物中普遍使用的溶剂，没有限制，只要它有效溶解所述着色感光树脂组合物中包含的其他组分即可，并且特别是，优选醚、乙酸酯、芳烃、酮、醇、酯、酰胺等。
所述醚的例子可以包括乙二醇单烷基醚例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚和乙二醇单丁醚；以及
二甘醇二烷基醚例如二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙醚和二甘醇二丁醚。
所述乙酸酯的例子可以包括甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯、乙酸戊酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基-1-丁酯、乙酸甲氧基戊酯、乙二醇单乙酸酯、乙二醇二乙酸酯、3-甲氧基丙酸甲酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基-1-丁酯、1,2-丙二醇二乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、二甘醇单丁醚乙酸酯、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二甘醇单乙酸酯、二甘醇二乙酸酯、二甘醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯等。
所述芳烃的例子可以包括苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等。
所述酮的例子可以包括甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等。
所述醇的例子可以包括乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油、4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。
所述酯的例子可以包括3-乙氧基丙酸乙酯和3-甲氧基丙酸甲酯、γ-丁内酯等。
所述酰胺的例子可以包括二甲基甲酰胺(DMF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。
所述溶剂可以单独或作为两种或更多种的混合物使用。
根据涂布性和干燥性，所述溶剂优选是沸点为100℃至200℃的有机溶剂，更优选可以包括丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。
相对于所述着色感光树脂组合物的总重量，所述溶剂占60重量％至90重量％并优选70重量％至85重量％。当所述溶剂占60重量％至90重量％的范围内时，当用涂敷设备例如辊涂机、旋涂机、狭缝旋涂机、狭缝涂布机(有时称为模压涂布机)和喷墨涂敷时，涂布性变得有利。
(G)添加剂
所述添加剂可以根据需要选择性添加，其例子可以包括选自其他聚合物、固化剂、表面活性剂、粘合性促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和解聚结剂的一种或多种。
所述其他聚合物的具体例子可以包括固化树脂例如环氧树脂和马来酰亚胺树脂、和热塑性树脂例如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟代烷基丙烯酸酯、聚酯和聚氨酯。
所述固化剂用于深度固化和提高机械强度，并且所述固化剂的具体例子可以包括环氧化合物、多官能异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、氧杂环丁烷化合物等。
所述固化剂中的环氧化合物的具体例子可以包括双酚A基环氧树脂、氢化双酚A基环氧树脂、双酚F基环氧树脂、氢化双酚F基环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、其他芳族基环氧树脂、脂环族基环氧树脂、缩水甘油酯基树脂、缩水甘油胺基树脂、或所述环氧树脂的溴化衍生物、环氧树脂以外的脂族、脂环族或芳族环氧化合物及其溴化衍生物、丁二烯(共)聚合物环氧化物、异戊二烯(共)聚合物环氧化物、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等等。
所述固化剂中氧杂环丁烷化合物的具体例子可以包括碳酸酯双氧杂环丁烷、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷、环己烷二羧酸双氧杂环丁烷等。
所述固化剂可以使用能够与固化剂一起将所述环氧化合物的环氧基和所述氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架开环聚合的固化助剂化合物。
所述固化助剂化合物的例子包括多价羧酸、多价羧酸酐、产酸剂等。作为所述多价羧酸酐，可以使用可作为环氧树脂固化剂商购的化合物。所述环氧树脂固化剂的具体例子可以包括Adeka primer EH-700(Adeka Corporation制造)、Rikacid HH(New JapanChemical Co.，Ltd.制造)、MH-700(New Japan Chemical Co.，Ltd.制造)等。以上举例说明的固化剂可以单独或作为两种或更多种的混合物使用。
所述表面活性剂可以用于进一步提高所述着色感光树脂组合物的成膜性，并可以优选使用有机硅基、氟基、酯基、阳离子基、阴离子基、非离子基、两性的表面活性剂等。
作为商品，所述有机硅基表面活性剂的例子包括，Dow Corning Toray SiliconeCo.，Ltd.制造的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、SH8400等，和GE Toshiba Silicone Co.，Ltd.制造的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452等，等等。
作为商品，所述氟基表面活性剂的例子包括，DIC Corporation制造的Megafac F-470、F-471、F-475、F-482、F-489等。
另外，其他能够使用的商品可以包括KP(Shin-Etsu Chemical Co.，Ltd.)、POLYFLOW(Kyoeisha Chemical Co.，Ltd.)、EFTOP(Tochem Products)、MEGAFAC(DICCorporation)、Flourad(Sumitomo 3M Ltd.)、Asahi guard、Surflon(以上，AGC SeimiChemical Co.,Ltd)、SOLSPERSE(Lubrisol)、EFKA(EFKA Chemicals)、PB 821(AjinomotoFine-Techno Co.,Inc.)、Disperbyk系列(BYK-Chemi)等。
以上举例说明的表面活性剂可以单独或作为两种或更多种的组合使用。
粘合性促进剂的类型没有特别的限制，能够使用的所述粘合性促进剂的具体例子可以包括乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯基丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三甲氧基硅烷、3-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷等。
以上举例说明的粘合性促进剂可以单独或作为两种或更多种的组合使用。相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述粘合性促进剂通常可以占0.01重量％至10重量％并且优选0.05重量％至2重量％。
所述抗氧化剂的类型没有特别的限制，并且其例子可以包括2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等。
紫外线吸收剂的类型没有特别的限制，并且能够使用的其具体例子可以包括2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、烷氧基二苯甲酮等。
所述解聚结剂的类型没有特别的限制，并且能够使用的其具体例子可以包括聚丙烯酸钠等。
本发明的着色感光树脂组合物的制备方法如下。
首先，将着色剂(A)与溶剂(F)混合并利用珠磨机等分散，直到所述颜料的平均颗粒直径变成大约0.2μm或更小。在此，根据需要，颜料分散剂(a2)、和一部分或全部的所述碱溶性树脂(B)可以与溶剂(F)混合，并在其中溶解或分散。
向所述混合的着色材料进一步添加剩余的碱溶性树脂(B)、所述包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物(C)、光聚合性单体(D)、光聚合引发剂(E)、根据需要的添加剂(G)，并且进一步添加溶剂(F)以使得具有特定的浓度，并可以制备本发明的着色感光树脂组合物。
另外，本发明提供了利用所述着色感光树脂组合物制造的滤色器，和设置有其的显示装置。
首先，所述着色感光树脂组合物涂敷在基板(通常是玻璃)或预先形成的用所述着色感光树脂组合物的固体形成的层上，然后热干燥生成物以去除挥发性组分例如溶剂，并因此得到平膜。
所述涂敷可以通过例如旋涂、挠性涂敷法、辊涂法、狭缝和旋转涂敷、狭缝涂敷法等进行。涂敷后，在加热干燥(预烘焙)或真空干燥后通过加热蒸发挥发性组分例如溶剂。在此，加热温度通常从70℃至200℃并优选80℃至130℃。加热干燥后所述膜的厚度通常从大约1μm至8μm。在如上得到的膜上，通过掩模照射紫外线以形成目标图案。在此，优选使用例如掩模对准器或步进器的装置，以便平行光线均匀照射在整个曝光单元上，并准确定位所述掩模和基板。当照射紫外线时，被紫外线照射的部分固化。
作为紫外线，可以使用g线(波长：436nm)、h线、i线(波长：365nm)等。紫外线剂量可以根据需要适当地确定，在本发明中不限制。固化完成的膜与显影溶液进行接触并通过溶解未曝光单元而显影，并可以得到具有目标图案的间隔物。
所述显影方法没有特别限于液体添加法、浸渍法、喷雾法等。另外，所述基板在显影期间可以倾斜成任何角度。显影溶液通常是含有碱性化合物和表面活性剂的水溶液。
所述碱性化合物没有特别限于无机或有机碱性化合物。所述无机碱性化合物的例子可以包括氢氧化钠、氢氧化钾、磷酸氢二钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二铵、磷酸二氢铵、磷酸二氢钾、硅酸钠、硅酸钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾、硼酸钠、硼酸钾、氨等。
所述有机碱性化合物的例子可以包括四甲基氢氧化铵、2-羟乙基三甲基氢氧化铵、单甲胺、二甲胺、三甲胺、单乙胺、二乙胺、三乙胺、单异丙胺、二异丙胺、乙醇胺等。
所述无机或有机碱性化合物可以单独或作为两种或更多种的混合物使用。相对于显影溶液的总重量，所述显影溶液中的所述碱性化合物的浓度是0.01重量％至10重量％并优选0.03重量％至5重量％。
所述显影溶液中的表面活性剂可以使用选自非离子基表面活性剂、阴离子基表面活性剂和阳离子基表面活性剂的一种或多种。相对于显影溶液的总重量，所述显影溶液中的所述表面活性剂的浓度是0.01重量％至10重量％，优选0.05重量％至8重量％并更优选0.1重量％至5重量％。显影后，洗涤生成物，并根据需要，可以在150℃至230℃进行后烘焙10分钟至60分钟。
通过使用本发明的着色感光树脂组合物并通过如同上述的各个工序，可以在基板上形成特定的图案。
在下文中，将更详细地参考实施例描述本发明。然而，根据本发明的实施例可以修改成各种其他形式，并且本发明的范围不应被解释为限于在下面描述的实施例。提供本发明的实施例是为了向本领域技术人员更完整地描述本发明。
<异氰脲酸酯化合物的合成>
合成例1.
将43.4重量份的异氰脲酸和500重量份的甲苯放入包括冷却管和搅拌器的4-颈圆底烧瓶中，并在搅拌所述混合物的同时，向其引入0.4重量份的氢氧化钡、27.5重量份的甲醛和29.1重量份的丙烯酸。
所述回流反应持续12小时，并通过TLC监测以鉴定反应的完成。
反应器的温度降至室温后，利用水和乙酸乙酯洗涤所述有机溶液三次，分离有机层并用无水硫酸镁干燥。在真空下去除溶剂，得到83.2重量份(收率83％)的下面化学式5的化合物，为白色固体。
[化学式5]
Figure BDA0000933460240000261
合成例2.
将35.9重量份的异氰脲酸和500重量份的甲苯放入包括冷却管和搅拌器的4-颈圆底烧瓶中，并在搅拌所述混合物的同时，向其引入0.4重量份的氢氧化钡、10.1重量份的甲醛和54.0重量份的丙烯酸。
所述回流反应持续12小时，并通过TLC监测以鉴定反应的完成。
反应器的温度降至室温后，利用水和乙酸乙酯洗涤所述有机溶液三次，分离有机层并用无水硫酸镁干燥。在真空下去除溶剂，得到85.1重量份(收率85％)的下面化学式6的化合物，为白色固体。
[化学式6]
Figure BDA0000933460240000271
合成例3.
将42.1重量份的异氰脲酸和500重量份的甲苯放入包括冷却管和搅拌器的4-颈圆底烧瓶中，并在搅拌所述混合物的同时，向其引入0.4重量份的氢氧化钡、25.0重量份的甲醛和32.9重量份的氯乙烯。
所述回流反应持续12小时，并通过TLC监测以鉴定反应的完成。
反应器的温度降至室温后，利用水和乙酸乙酯洗涤所述有机溶液三次，分离有机层并用无水硫酸镁干燥。在真空下去除溶剂，得到84重量份(收率84.3％)的下面化学式7的化合物，为白色固体。
[化学式7]
Figure BDA0000933460240000272
<着色感光树脂组合物的制备>
实施例1至6和比较例1至8.
按下面表1的组成制备实施例1至6和比较例1至8的着色感光树脂组合物。
【表1】
(单位：重量％)
Figure BDA0000933460240000281
着色剂A-1：C.I.颜料蓝15:6
着色剂A-2：C.I.颜料紫23
碱溶性树脂(B)：甲基丙烯酸和甲基丙烯酸苄酯的共聚物(甲基丙烯酸单元和甲基丙烯酸苄酯单元的摩尔比是31:69，酸值是100mgKOH/g，聚苯乙烯换算的重均分子量是20,000)
异氰脲酸酯化合物C-1：合成例1中制备的化学式5
异氰脲酸酯化合物C-2：合成例2中制备的化学式6
异氰脲酸酯化合物C-3：合成例3中制备的化学式7
异氰脲酸酯化合物C-4：包含异氰脲酸酯的环氧丙烯酸酯(DA-MGIC SHIKOKUChemicals Corporation)
光聚合性单体(D)：二季戊四醇六丙烯酸酯(KAYARAD DPHA；由Nippon KayakuCo.，Ltd.制造)
光聚合引发剂(E)：2-苄基-2-二甲基氨基-1(4-吗啉代苯基)丁-1-酮(Irgacure369；由Ciba Specialty Chemicals Corporation制造)
溶剂(F)：丙二醇单甲醚乙酸酯
添加剂G-1：表面活性剂(SH-8400，由Toray Silicone Co.，Ltd.,制造)
添加剂G-2：环氧树脂(SUMI-EPOXY ESCN-195XL；由Sumitomo Chemical CompanyLtd.制造)
添加剂G-3：粘合性促进剂(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷)
试验例1.滤色器的制造和对物理性质的评价
实施例1至6和比较例1至8的各着色感光树脂组合物利用旋涂法在2英寸角度的玻璃基板(#1797，由Corning Incorporated制造)上涂敷，并将生成物放在加热板上并在100℃温度下保持3分钟以形成薄膜。之后，在所述薄膜上布置以步进方式在1％至100％范围内改变透射率的图案，并在大气气氛下利用超高压汞灯(USH-250D，由USHIO Inc.制造)在离试验光掩模1000μm的距离处照射40mJ/cm2曝光量(365nm)的光。利用喷雾显影器，将紫外线照射过的薄膜在pH为12.5的KOH显影水溶液中显影80秒。所述薄膜涂敷的玻璃板用蒸馏水洗涤，然后通过吹氮气干燥，并在加热烘箱中220℃下加热20分钟以制造各滤色器。所制造的滤色器的厚度从1.9μm至2.1μm。
1.敏感度评价
测量敏感度，即在滤色器制造过程中显影后形成没有图案撕裂的薄膜所需要的最小曝光量(mJ/cm2)。
评价标准如下，结果在下面表2中显示。
<敏感度的评价标准>
○(优异)：大于40mJ/cm2
△(良好)：大于30mJ/cm2并小于或等于40mJ/cm2
×(差)：30mJ/cm2或更低
2.粘合性评价
所制造的基板切成面积10mm×10mm的100个矩阵结构后，在其上粘合胶带，测量当用力垂直地脱除所述胶带时脱落的矩阵数量。
评价标准如下，结果在下面表2中显示。
<粘合性的评价标准>
○(优异)：小于5
△(良好)：大于或等于5且小于15
×(差)：15或更多
3.耐热性评价
最后形成图案后，比较大约230℃/2hr的变色(耐热性)并评价。在此使用的公式通过以下数学式1计算，所述数学式1表现了通过L*、a*和b*定义的在3-维色度计中的变色，并且因为变色值较小，能够制造高度可靠的滤色器。
[数学式1]
△Eab*＝(△L*)2+(△a*)2+(△b*)2]1/2
耐热性结果在下面表2中显示。
4.NMP溶剂耐受性评价
所制造的基板被切成3cm x 3cm，然后在80℃下浸于14.6mL的NMP溶液中40分钟。之后，利用紫外线-可见光分光计评价所述溶液的吸光度。
结果显示在下面表2中。
【表2】
Figure BDA0000933460240000301
Figure BDA0000933460240000311
根据表2的结果，本发明的实施例1至6的着色感光树脂组合物包含包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物，利用它们制造的滤色器在敏感度、粘合性、耐热性和耐溶剂性上即使用低曝光量(40mJ/cm2)都全部表现出优异和良好的结果。
同时，比较例1至6的着色感光树脂组合物包含包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物，但相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，包含所述化合物在10重量％至30重量％的范围之外，利用所述着色感光树脂组合物制造的滤色器表现出敏感度、粘合性、耐热性和耐溶剂性中的一种或多种差的结果。
另外，比较例7和8的着色感光树脂组合物不包含包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物，利用它们制造的滤色器在敏感度、粘合性、耐热性和耐溶剂性上全部表现出差结果。
因此，通过利用包含包括化学式1的异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物且相对于着色感光树脂组合物的总固体重量在10重量％至30％重量内的本发明着色感光树脂组合物，可以制造具有优异的敏感度、粘合性、耐热性和耐溶剂性以及优异的可靠性的滤色器，和包含所述滤色器的显示装置。
本发明的着色感光树脂组合物包含包括异氰脲酸酯化合物在内的光或热聚合性化合物，因此，即使在40mJ/m2或更低的曝光量下仍能够形成图案，表现出优异的基板粘合性、亮度、敏感度和可靠性。
另外，通过利用本发明的着色感光树脂组合物，可制造具有优异的耐热性、耐化学性和平整度并且没有表面缺陷例如显影斑点或水斑的滤色器和包含所述滤色器的液晶显示装置。

Claims (4)

1.着色感光树脂组合物，其由如下成分构成：
着色剂；
碱溶性树脂；
包括下面化学式5和化学式7中的至少任一者的异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物；
光聚合性单体；
光聚合引发剂；
添加剂；和
溶剂，
其中所述光聚合性单体是五官能或更高的多官能丙烯酸酯系单体，
其中相对于所述着色感光树脂组合物的总固体重量，以5重量％至50重量％包括所述光聚合性单体，
其中相对于所述着色感光树脂组合物中的总固体重量，所述包括下面化学式5和化学式7中的至少任一者的异氰脲酸酯化合物的光或热聚合性化合物占10重量％至30重量％：
[化学式5]
Figure FDF0000015243560000011
[化学式7]
Figure FDF0000015243560000021
2.权利要求1所述的着色感光树脂组合物，其包含：
相对于所述着色感光树脂组合物的总固体重量，3重量％至60重量％的所述着色剂；
10重量％至80重量％的所述碱溶性树脂；
0.1重量％至20重量％的所述光聚合引发剂；和
相对于所述着色感光树脂组合物的总重量，60重量％至90重量％的溶剂。
3.滤色器，其包含权利要求1所述的着色感光树脂组合物。
4.显示装置，其包含权利要求3所述的滤色器。
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SE01 Entry into force of request for substantive examination
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