CN109696801B - 着色分散液、着色感光性树脂组合物、图案层、滤色器及显示装置 - Google Patents

着色分散液、着色感光性树脂组合物、图案层、滤色器及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供着色感光性树脂组合物、使用上述着色感光性树脂组合物而制造的图案层、包含上述图案层的滤色器以及包含上述滤色器的显示装置。上述着色感光性树脂组合物包含着色分散液、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂，上述着色分散液包含含有有机黑色颜料、蓝色颜料、紫色颜料和炭黑的着色剂、分散树脂以及溶剂，所述分散树脂含有下述化学式1的共聚物，下述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，a单体与b单体的摩尔比为1:20～20:1。化学式1

Description

着色分散液、着色感光性树脂组合物、图案层、滤色器及显示 装置
技术领域
本发明涉及着色分散液、包含上述着色分散液的着色感光性树脂组合物、使用上述树脂组合物而制造的图案层、包含上述图案层的滤色器以及包含上述滤色器的显示装置。
背景技术
滤色器广泛应用于摄像元件、液晶显示装置(LCD)等各种显示装置，其应用范围正大迅速扩大。上述应用于摄像元件、液晶显示装置等中的滤色器由红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)这三种颜色的着色图案形成，或者由黄色(Yellow)、品红色(Magenta)和蓝绿色(Cyan)这三种颜色的着色图案形成。
上述滤色器的各着色图案一般利用包含颜料或染料等着色剂、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的着色感光性树脂组合物来形成。利用上述着色感光性树脂组合物的着色图案加工通常通过光刻工序来实施。
着色感光性树脂是滤色器、液晶显示材料、有机发光元件、显示器等中必需的材料。例如，在液晶显示器中所使用的滤色器的情况下，包含由红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)各色构成的像素(pixel)，为了防止这些各个像素的混色或隐藏电极的图案，会在各色的着色层间的边界部分形成黑矩阵。此外，黑色柱状间隔物(Black Colum Spacer，BCS)作为与液晶直接接触的部分，要求优异的耐溶剂性以及在有机膜上不留下任何残渣的特性。
韩国注册专利第10-1658374号涉及一种将柱状间隔物和黑矩阵以一个模块一体化的黑色柱状间隔物，公开了满足全部作为柱状间隔物而要求的弹性回复率和作为黑矩阵而要求的遮光性等特性的着色感光性树脂组合物及黑色柱状间隔物。但是，在耐溶剂性和保存稳定性改善方面仍不充分。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国注册专利第10-1658374号
发明内容
所要解决的课题
本发明是为了解决上述以往技术的问题而提出的，其目的在于，提供颜料的分散性和保存稳定性优异的着色分散液。
此外，本发明的目的在于，提供包含着色分散液、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的着色感光性树脂组合物。
此外，本发明的目的在于，提供由着色感光性树脂组合物制造的图案层、包含上述图案层的滤色器、包含上述滤色器的显示装置。
解决课题的方法
为了实现上述目的，本发明提供一种着色分散液，其特征在于，包含着色剂、分散树脂和溶剂，
上述着色剂包含有机黑色颜料、蓝色颜料、紫色颜料和黑色颜料，
上述分散树脂含有下述化学式1的共聚物。
[化学式1]
Figure BDA0001835168310000021
(上述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，a和b各自独立地为1～20的整数。)
此外，本发明提供包含上述本发明的着色分散液、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的着色感光性树脂组合物。
此外，本发明提供提供由上述本发明的着色感光性树脂组合物制造的图案层。
此外，本发明提供包含上述本发明的图案层的滤色器。
此外，本发明提供包含上述本发明的滤色器的显示装置。
发明效果
本发明的着色分散液通过包含含有化学式1的共聚物的分散树脂，从而具有颜料的分散性和保存稳定性优异的效果。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物通过包含上述本发明的着色分散液，从而具有耐溶剂性和保存稳定性之类的可靠性优异，且应用于基板时有机膜上不产生残渣的效果。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物通过将环氧当量彼此不同的两种以上的共聚物混合使用，从而具有利用上述树脂组合物而制造的涂膜具备优异的弹性回复率的效果。
具体实施方式
以下，对本发明进行更详细的说明。
本发明涉及一种着色分散液，其特征在于，包含着色剂、分散树脂和溶剂，
上述着色剂包含有机黑色颜料、蓝色颜料、紫色颜料和炭黑，
上述分散树脂含有下述化学式1的共聚物。
[化学式1]
Figure BDA0001835168310000031
(上述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，a单体与b单体的摩尔比为1:20～20:1。)
本发明的着色分散液使用含有上述化学式1的共聚物的分散树脂，从而能够提高颜料的分散性和保存稳定性，进而能够提高应用该分散树脂的着色感光性树脂组合物的耐溶剂性和保存稳定性之类的可靠性。
在使用含有上述化学式1的共聚物的分散树脂来制造着色分散液的情况下，能够获得颜料的表面均匀地涂布有上述分散树脂的状态的着色分散液。因此，包含这样的着色分散液的着色感光性树脂组合物会因包含由分散树脂涂布而成的颜料粒子而防止颜料在溶剂中溶出，因而能够提高耐溶剂性，且抑制颜料粒子间的凝集而防止着色感光性树脂组合物的粘度增加，从而能够提高保存稳定性。
本发明的着色分散液的特征在于，相对于着色分散液中的固体成分总重量，包含着色剂65～75重量％和分散树脂7～12重量％，相对于上述着色分散液总重量，包含溶剂70～80重量％。在上述着色剂、分散树脂和溶剂满足上述范围的情况下，能够制造颜料的分散性和保存稳定性优异的着色分散液。
此外，上述着色分散液还可以追加包含分散剂。通过在着色分散液中添加分散剂而进行分散处理，能够获得颜料在溶液中更加均匀地分散的状态的着色分散液。
此外，本发明涉及包含上述着色分散液、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂的着色感光性树脂组合物。
本发明的着色感光性树脂组合物包含有机黑色颜料、紫色颜料、蓝色颜料和炭黑作为着色剂，从而能够提高着色感光性树脂组合物的光学密度。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物可以包含上述化学式1的共聚物作为碱溶性树脂。由此能够通过着色感光性树脂组合物的交联反应而提高耐溶剂性和耐化学性之类的可靠性。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物通过使用包含作为上述化学式1所表示的共聚物的、环氧当量彼此不同的两种以上的共聚物的碱溶性树脂，从而能够提高利用该树脂组合物而制造的涂膜的弹性回复率。
以下，按照各个成分来详细说明本发明的着色分散液和着色感光性树脂组合物。
着色剂
本发明中，使用对可见光具有遮光性的着色剂，本发明的着色剂包含有机黑色颜料、紫色颜料和蓝色颜料。
上述有机黑色颜料包含选自由内酰胺黑、苯胺黑和苝黑组成的组中的一种以上，优选包含内酰胺黑。通过包含上述有机黑色颜料，从而能够在提高光学密度的同时不对红外线区域造成影响，还能够提高介电常数和透过度。
上述紫色颜料发挥在400～600nm区域使透过率减小而使光学密度(opticaldensity，O.D)提高的作用。此外，通过上述紫色颜料的使用，能够减少有机黑色颜料的含量，因而能够提高着色感光性树脂组合物的可靠性。上述紫色颜料的种类没有特别限定，优选使用选自由C.I.颜料紫色19、23、29、31和37组成的组中的一种以上，最优选添加C.I.颜料紫色29来使用。
上述蓝色颜料是不含中心金属的化合物，如果存在上述中心金属，则在液晶驱动时可能造成影响，但在本发明中，通过使用不含中心金属的化合物作为蓝色颜料，从而能够有利于设备驱动。本发明中，上述蓝色颜料只要是不含中心金属的化合物，则种类没有特别限定，优选使用选自由C.I.颜料蓝16、60、63和66组成的组中的一种以上，最优选添加C.I.颜料蓝60来使用。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物可以包含黑色颜料作为追加着色剂。上述黑色颜料只要在可见光中具有遮光性，则其种类没有特别限定，优选添加选自由钛黑和炭黑组成的组中的一种以上来使用，更优选添加炭黑来使用。上述炭黑只要是具有遮光性的颜料，则没有特别限定，可以使用公知的炭黑。对于作为上述黑色颜料的炭黑而言，具体可以举出槽法炭黑(channel black)、炉法炭黑(furnace black)、热裂炭黑(thermalblack)、灯黑(lamp black)等。上述炭黑可以被覆有树脂，被覆有树脂的炭黑与未被覆的炭黑相比，导电性低，能够在形成黑矩阵或柱状间隔物时赋予优异的电绝缘性。
本发明中，相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述着色剂的含量为13～60重量％，优选为25～45重量％。如果上述着色剂的含量为13～60重量％，则光学密度和可靠性优异。
更具体而言，上述着色剂可以由有机黑色颜料、紫色颜料、蓝色颜料和黑色颜料按照1:0.08～2.5:0.2～3.3:0.12～1.7的重量比混合而成。此外，更优选可以按照1:0.27～1:0.47～1.88:0.27～0.87的重量比混合而成。如果按照上述重量比包含上述有机黑色颜料、紫色颜料、蓝色颜料和黑色颜料，则能够获得光学密度和可靠性优异的着色感光性树脂组合物。
分散树脂
上述分散树脂发挥以下作用：通过将存在于着色分散液中的颜料粒子用分散树脂进行涂布来防止溶解于溶剂，且通过抑制颜料粒子间的凝集来防止颜料粒子间的凝集所导致的粘度增加。
本发明的分散树脂含有下述化学式1的共聚物。
[化学式1]
Figure BDA0001835168310000061
(上述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，a单体与b单体的摩尔比为1:20～20:1。)
本发明中，通过包含不含环氧基的上述化学式1的共聚物作为分散树脂，从而能够改善耐溶剂性、保存稳定性及留膜率。
上述分散树脂的重均分子量没有特别限定，可以为3,000～100,000，优选可以为3,000～50,000，更优选可以为5,000～50,000。
上述分散树脂的酸值以固体成分基准为50～200mg KOH/g，在上述范围时，能够提高颜料的分散稳定性。
上述分散树脂也可以为上述化学式1所表示的共聚物与能够与其共聚的其他单体的共聚物。
作为能够与上述分散树脂的化学式1所表示的共聚物共聚的单体的具体例，可以举出苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、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醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等芳香族乙烯基化合物；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯类；(甲基)丙烯酸环戊酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环己酯、三环[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-二环戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯等脂环族(甲基)丙烯酸酯类；(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯类；(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯等(甲基)丙烯酸羟基烷基酯类；N-环己基马来酰亚胺、N-苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-邻羟基苯基马来酰亚胺、N-间羟基苯基马来酰亚胺、N-对羟基苯基马来酰亚胺、N-邻甲基苯基马来酰亚胺、N-间甲基苯基马来酰亚胺、N-对甲基苯基马来酰亚胺、N-邻甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对甲氧基苯基马来酰亚胺等N-取代马来酰亚胺系化合物；(甲基)丙烯酰胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺等不饱和酰胺化合物；3-(甲基丙烯酰氧甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等不饱和氧杂环丁烷化合物等。
上述例示的化合物可以各自单独或将两种以上组合使用。
本发明的分散树脂可以根据需要进一步混合本领域中一般使用的公知的多种多样的其他碱溶性树脂来使用。
相对于着色分散液中的固体成分总重量，上述分散树脂的含量为1～20重量％，优选为7～12重量％。如果上述分散树脂的含量处于上述的范围内，则颜料粒子均匀地分散，且能够防止颜料粒子间的凝集而提高耐溶剂性和保存稳定性，因此优选。
分散剂
上述分散剂是为了颜料的解凝及维持稳定性而添加的，作为分散剂的具体例，可以举出阳离子系、阴离子系、非离子系、聚酯系、聚胺系等表面活性剂等，它们可各自单独或将两种以上组合使用。
作为上述阳离子系表面活性剂的具体例，可以举出硬脂胺盐酸盐及月桂基三甲基氯化铵等胺盐或季铵盐等。
作为上述阴离子系表面活性剂的具体例，可以举出月桂醇硫酸酯钠及油醇硫酸酯钠等高级醇硫酸酯盐类、月桂基硫酸钠及月桂基硫酸铵等烷基硫酸盐类、十二烷基苯磺酸钠及十二烷基萘磺酸钠等烷基芳基磺酸盐类等。
作为上述非离子系表面活性剂的具体例，可以举出聚氧乙烯烷基醚、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、氧乙烯/氧丙烯嵌段共聚物、脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯脱水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯及聚氧乙烯烷基胺等。
除此以外，可以举出聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚乙二醇二酯类、脱水山梨醇脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类及聚乙烯亚胺类等。
此外，上述分散剂优选包含含有甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯(DMAEMA)的丙烯酸酯系分散剂(以下，丙烯酸酯系分散剂)。上述丙烯酸酯系分散剂优选使用通过活性控制方法而制造的分散剂，作为市售品，可以举出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070或DISPER BYK-2150等，上述丙烯酸酯系分散剂可以各自单独或将两种以上混合使用。
上述分散剂可以使用丙烯酸酯系分散剂以外的其他树脂型的颜料分散剂。作为上述其他树脂型的分散剂，可以举出公知的树脂型的分散剂，特别是聚氨酯、以聚丙烯酸酯为代表的聚羧酸酯、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、含羟基聚羧酸的酯及它们的改性生成物、或具有自由(free)羧基的聚酯与聚(低级亚烷基亚胺)的反应而形成的酰胺或它们的盐那样的油质分散剂；(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、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮那样的水溶性树脂或水溶性聚合物化合物；聚酯；改性聚丙烯酸酯；环氧乙烯/环氧丙烯的加成生成物；及磷酸酯等。
作为上述其他树脂型的分散剂的市售品，对于阳离子系树脂分散剂而言，可以举出例如BYK(毕克)化学公司的商品名：DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184、DISPER BYK-2000；BASF(巴斯夫)公司的商品名：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、EFKA-4800；Lubrizol(路博润)公司的商品名：SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10；川研精化公司的商品名：HINOACTT-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000；味之素公司的商品名：AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822、AJISPUR PB-823；共荣社化学公司的商品名：FLORENE DOPA-17HF、FLORENE DOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44等。
上述的丙烯酸酯系分散剂以外的其他树脂型的分散剂可以各自单独或将两种以上混合使用，也可以与丙烯酸酯系分散剂并用。
相对于着色剂1重量份，上述分散剂的含量为大于0重量份且1重量份以下，优选为0.05～0.5重量份。如果分散剂的含量为大于0重量份且1重量份以下，则能够获得均匀地分散的颜料，因此优选。
碱溶性树脂
本发明的着色感光性树脂组合物中所包含的碱溶性树脂是对于显影工序中所利用的碱性显影液赋予可溶性的成分。本发明中，上述碱溶性树脂没有特别限定，优选为具有羧基的单体与能够与其共聚的其他单体的共聚物。
作为上述具有羧基的单体的例子，可以举出分子内具有一个以上的羧基的不饱和羧酸，比如不饱和单羧酸、不饱和二羧酸等。作为它们的具体例，可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、马来酸、富马酸等。上述具有羧基的单体是具有碳-碳不饱和键的化合物，可以各自单独使用或使用两种以上。
作为上述其他单体的具体例，可以举出芳香族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和氨基烷基羧酸酯化合物、不饱和缩水甘油基羧酸酯化合物、乙烯基羧酸酯化合物、乙烯基氰化合物和不饱和氧杂环丁烷羧酸酯化合物等。
作为上述乙烯基化合物的具体例，可以举出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。作为上述不饱和羧酸酯化合物的具体例，可以举出丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯及2-苯硫基乙基丙烯酸酯等。作为上述不饱和氨基烷基羧酸酯化合物的具体例，可以举出丙烯酸氨基乙酯等。作为上述不饱和缩水甘油基羧酸酯化合物的具体例，可以举出甲基丙烯酸缩水甘油酯等。作为上述乙烯基羧酸酯化合物的具体例，可以举出乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等。作为上述乙烯基氰化合物的具体例，可以举出丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、偶氮双二甲基戊腈等。作为上述不饱和氧杂环丁烷羧酸酯化合物的具体例，可以举出3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯酰氧基甲基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷、3-甲基-3-丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷及3-甲基-3-甲基丙烯酰氧基乙基氧杂环丁烷等。上述其他单体可以各自单独使用或使用两种以上。
此外，上述碱溶性树脂可以以包含上述化学式1的共聚物为特征，碱溶性树脂通过包含含有环氧基的上述化学式1的共聚物，从而能够改善耐溶剂性和保存稳定性。
此外，本发明中，关于碱溶性树脂，作为上述化学式1的共聚物，可以将环氧当量彼此不同的两种以上的共聚物混合使用，优选可以将共聚物(b1)和共聚物(b2)混合使用。
上述共聚物(b1)的环氧当量可以为500～800，优选可以为600～700。此外，上述共聚物(b2)的环氧当量可以为1,000～1,300，优选可以为1,100～1,200。
此外，上述共聚物(b1)和(b2)可以以1:0.1～5的重量比包含，优选以1:0.25～3的重量比包含。在共聚物(b1)和(b2)满足上述环氧当量的范围以及重量比范围的情况下，能够表现出优异的弹性回复率，从此点考虑是优选的。
上述碱溶性树脂的重均分子量没有特别限定，可以为3,000～100,000，优选可以为3,000～50,000，更优选可以为5,000～50,000。
相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述碱溶性树脂的含量为5～60重量％，优选为20～50重量％。如果上述碱溶性树脂的含量处于上述的范围内，则容易形成图案，分辨率和留膜率提高，因此优选。
此外，本发明的碱溶性树脂相对于碱溶性树脂和光聚合性化合物合计100重量份以30～95重量份、优选以40～85重量份混合。如果上述碱溶性树脂以上述的范围混合，则能够提供溶解性充分而容易形成图案，且显影时防止曝光部像素部分的膜减少而非像素部分的脱落性佳的着色感光性树脂组合物。
光聚合性化合物
上述光聚合性化合物应当是包含不饱和键，与光聚合引发剂进行光反应而形成着色感光性树脂层，即能够通过后述的光聚合引发剂的作用进行聚合的化合物。
本发明中，光聚合性化合物的官能团可以为一般使用的(甲基)丙烯酸酯。
上述光聚合性化合物包含3～10个官能团，优选包含4～8个官能团。
作为上述多官能性单体中的三官能性单体的具体例，可以举出三羟甲基丙烷三(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)丙烯酸酯及季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。
作为上述多官能性单体中的四官能性单体的具体例，可以举出季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、二三羟甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四丙烯酸酯、乙氧基化季戊四醇四丙烯酸酯、甘油四丙烯酸酯、甘油四甲基丙烯酸酯等。
作为上述多官能性单体中的五官能性单体的具体例，可以举出二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五丙烯酸酯、二季戊四醇单羟基五甲基丙烯酸酯等。
作为上述多官能性单体中的六官能性单体的具体例，可以举出二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯等。
作为上述多官能性单体中的七～十官能性单体的具体例，可以举出三季戊四醇八甲基丙烯酸酯、三季戊四醇八丙烯酸酯、四季戊四醇七甲基丙烯酸酯及四季戊四醇七丙烯酸酯等。
相对于本发明的着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述光聚合性化合物的含量为5～50重量％，优选为7～45重量％。上述光聚合性化合物在上述5～50重量％范围时，能够使像素部的强度或平坦性变佳。
光聚合引发剂
上述光聚合引发剂只要能够使光聚合性化合物聚合，就可以没有限制地使用，优选地，考虑到聚合特性、引发效率、吸收波长、获得性、价格等，可以为选自由苯乙酮系化合物、苯偶姻系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、联咪唑系化合物、肟系化合物和噻吨酮系化合物组成的组中的一种以上的化合物。
作为上述苯乙酮系化合物，具体而言，例如，可以举出二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苯偶酰二甲基缩酮、2-羟基-1-[4-(2-羟基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮、2-羟基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮及2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮等。
作为上述苯偶姻系化合物，具体而言，例如，可以举出苯偶铟、苯偶铟甲基醚、苯偶铟乙基醚、苯偶铟异丙基醚及苯偶铟异丁基醚等。
作为上述二苯甲酮系化合物，具体而言，例如，可以举出二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(叔丁基过氧基化羰基)二苯甲酮及2,4,6-三甲基二苯甲酮等
作为上述三嗪系化合物，具体而言，例如，可以举出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)亚乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)亚乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基氨基-2-甲基苯基)亚乙基]-1,3,5-三嗪及2,4-双(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)亚乙基]-1,3,5-三嗪等。
作为上述联咪唑化合物，具体而言，例如，可以举出2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)联咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑、或4,4’,5,5’位置的苯基被烷氧羰基取代的联咪唑化合物等。
更优选可以举出2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2’-双(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基联咪唑、2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-联咪唑等。
作为上述肟化合物，具体而言，例如，可以举出邻乙氧基羰基-α-氧基亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等，作为市售品，可以为巴斯夫的OXE01、OXE02。
作为上述噻吨酮系化合物，具体而言，例如，可以举出2-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。
上述光聚合引发剂可以各自单独或将两种以上混合使用。
本发明中，相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述光聚合引发剂的含量为0.1～20重量％，优选为1～10重量％。
在上述0.1～20重量％范围内，着色感光性树脂组合物高灵密度化，因而使用上述着色感光性树脂组合物形成的像素部的强度以及上述像素部的表面的平滑性可以变佳。
此外，本发明中，光聚合引发剂中可以追加使用光聚合引发助剂。
上述光聚合引发助剂为了促进因光聚合引发剂而引发聚合的光聚合性化合物的聚合而使用的化合物，作为光聚合引发助剂，例如，可以举出胺系化合物或烷氧基蒽系化合物等。
作为上述胺系化合物，具体而言，例如，可以举出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、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(通称：米蚩酮)、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮及4,4'-双(乙基甲基氨基)二苯甲酮等，其中，优选为4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮。
作为上述烷氧基蒽系化合物，具体而言，例如，可以举出9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽及2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
此外，作为光聚合引发助剂，可以使用市售的光聚合引发助剂，作为市售的光聚合引发助剂，可以举出商品名“EAB-F”(制造商：保土谷化学工业株式会社)等。
在使用上述光聚合引发助剂的情况下，相对于光聚合引发剂1摩尔，通常以大于0摩尔且10摩尔以下、优选以0.01～5摩尔使用。如果以上述大于0摩尔且10摩尔以下的范围使用光聚合引发助剂，则着色感光性树脂组合物的灵密度可以更加提高，且能够提高使用着色感光性树脂组合物而形成的滤色器的生产率。
溶剂
上述溶剂只要在使着色感光性树脂组合物中所包含的其他成分溶解时有效且不发生反应，就可以没有特别限制地使用通常的着色感光性树脂组合物中使用的溶剂，特别优选为醚类、乙酸酯类、芳香族烃类、酮类、醇类或酯类等。
作为上述醚类，例如，可以举出乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚及乙二醇单丁基醚等乙二醇单烷基醚类；二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚及二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚类等。
作为上述乙酸酯类，例如，可以举出甲基溶纤剂乙酸酯、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、3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-1-丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯、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、3-甲氧基-1-丁基乙酸酯、1,2-丙二醇二乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、乙二醇单甲基醚乙酸酯、乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇单乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、丙二醇单乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、碳酸亚乙酯及碳酸亚丙酯等。
作为上述芳香族烃类，例如，可以举出苯、甲苯、二甲苯及均三甲苯等。
作为上述酮类，例如，可以举出甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮及环己酮等。
作为上述醇类，例如，可以举出乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油及4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。
作为上述酯类，例如，可以举出3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯及γ-丁内酯等。
上述溶剂可以各地单独或将两种以上混合使用。
从涂布性和干燥性方面考虑，上述溶剂优选使用沸点为100℃～200℃的有机溶剂，例如，可以举出丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、环己酮、3-乙氧基丙酸乙酯及3-甲氧基丙酸甲酯等。
相对于着色感光性树脂组合物总重量，上述溶剂的含量为60～90重量％，优选为65～85重量％。如果上述溶剂的含量处于上述60～90重量％的范围，则当利用辊涂机、旋涂机、狭缝式旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模涂机)及喷涂机等涂布装置进行涂布时，涂布性可以变佳。
添加剂
本发明的着色感光性树脂组合物中，除了上述的成分以外，在不损害本发明的目的的范围内，会根据一般技术人员的需求包含其他添加剂。
具体而言，上述添加剂可以追加包含选自由例如填充剂、其他高分子化合物、热引发剂、固化剂、表面活性剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂及防凝剂组成的组中的一种以上的添加剂。
作为上述其他高分子化合物的具体例，可以举出环氧树脂和马来酰亚胺树脂等固化性树脂；聚乙烯基醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯及聚氨酯等热塑性树脂等。
上述热引发剂发挥引发由热引起的固化反应而使引发效率极大化的作用。上述热引发剂可以为过氧化物系化合物。
上述热引发剂的具体种类没有特别限定，可以为选自由过氧化新癸酸四甲基丁酯(例如Perocta ND，NOF公司(制))、过氧化新癸酸双(4-丁基环己基)酯(例如Peroyl TCP，NOF公司(制))、过氧化碳酸二(2-乙基己基)酯、过氧化新癸酸丁酯(例如Perbutyl ND，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二丙酯(例如Peroyl NPP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二异丙酯(例如Peroyl IPP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二乙氧基乙酯(例如Peroyl EEP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二乙氧基己酯(例如Peroyl OEP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸己酯(例如Perhexyl ND，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二甲氧基丁酯(例如Peroyl MBP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸双(3-甲氧基-3-甲氧基丁基)酯(例如Peroyl SOP，NOF公司(制))、过氧化二碳酸二丁酯、过氧化二碳酸双十六烷基(dicetyl)酯、过氧化二碳酸双肉豆蔻(dimyristyl)酯、过氧化新戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯、过氧化新戊酸己酯(例如PerhexylPV，NOF公司(制))、过氧化新戊酸丁酯(例如Perbutyl，NOF公司(制))、三甲基己酰过氧化物(例如Peroyl 355，NOF公司(制))、过氧化新癸酸二甲基羟基丁酯(例如Luperox 610M75，Atofina(制))、过氧化新癸酸戊酯(例如Luperox 546M75，Atofina(制))、过氧化新癸酸丁酯(例如Luperox 10M75，Atofina(制))、过氧化新庚酸叔丁酯、过氧化新戊酸戊酯(例如Luperox 546M75，Alofina(制))、过氧化新戊酸叔丁酯、过氧化-2-乙基己酸叔戊酯、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯、月桂基过氧化物、过氧化二月桂酰(dilauroyl)、过氧化二癸酰、过氧化苯甲酰、过氧化二苯甲酰、2,2-双(叔丁基过氧化)丁烷、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、2,5-双(丁基过氧化)-2,5-二甲基己烷、2,5-双(叔丁基过氧化)-1-甲基乙基)苯、1,1-双(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化氢叔丁基、叔丁基过氧化物、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化异丙基碳酸叔丁酯、氢过氧化枯烯、过氧化二枯基、过氧化月桂酰、2,4-戊二酮过氧化物、过乙酸叔丁酯(tert-butyl peracetate)、过乙酸(peracetic acid)及过硫酸钾(potassium persulfate)组成的组中的一种以上。
关于上述热引发剂的含量，相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，优选为1～10重量％，更优选为1～5重量％。在以如上所述的含量包含的情况下，从工序性以及底切方面考虑更加优选。
上述固化剂是为了深部固化和提高机械强度而使用的，作为具体例，可以举出环氧化合物、多官能异氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物及氧杂环丁烷化合物等。
上述固化剂中，作为环氧化合物的具体例，可以举出双酚A型环氧树脂、氢化双酚A型环氧树脂、双酚F型环氧树脂、氢化双酚F型环氧树脂、酚醛清漆型环氧树脂、其他芳香族系环氧树脂、脂环族系环氧树脂、缩水甘油酯系树脂、缩水甘油胺系树脂、或这些环氧树脂的溴化衍生物、环氧树脂及其溴化衍生物以外的脂肪族、脂环族或芳香族环氧化合物、丁二烯(共)聚合物的环氧化物、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。
上述固化剂中，作为氧杂环丁烷化合物的具体例，可以举出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。
上述固化剂可与助固化化合物并用，所述助固化化合物能够与固化剂一起使环氧化合物的环氧基、氧杂环丁烷化合物的氧杂环丁烷骨架开环聚合。上述助固化化合物例如有多元羧酸类、多元羧酸酐类、产酸剂等。上述多元羧酸酐类可以利用市售的环氧树脂固化剂。作为上述环氧树脂固化剂的具体例，可以举出ADEKA HARDENER EH-700(商品名，ADEKA工业(株)制造)、RIKACID HH(商品名，新日本理化(株)制造)、MH-700(商品名，新日本理化(株)制造)等。上述例示的固化剂可以单独或将两种以上混合使用。
上述表面活性剂可以为了进一步提高感光性树脂组合物的被膜形成性而使用，例如，可以使用有机硅系、氟系、酯系、阳离子系、阴离子系、非离子系及两性系等的表面活性剂，优选可以使用有机硅系表面活性剂或氟系表面活性剂等。
上述有机硅系表面活性剂例如可以举出作为市售品的道康宁东丽有机硅公司的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA及SH8400等，GE东芝有机硅公司的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460及TSF-4452等。上述氟系表面活性剂例如可以举出作为市售品的Megafac F-554、F-470、F-471、F-475、F-482及F-489(大日本油墨化学工业公司)、BM-1000、BM-1100(BMChemie公司)、Fluorad FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M(株))等。
作为上述表面活性剂的其他例子，除了聚氧乙烯烷基醚类、聚氧乙烯烷基苯基醚类、聚乙二醇二酯类、失水山梨糖醇脂肪酸酯类、脂肪酸改性聚酯类、叔胺改性聚氨酯类、聚乙烯亚胺类等以外，还可以举出作为市售品的KP(信越化学工业(株))、Polyflow(共荣社化学(株))、EFTOP(Tohkem Products公司)、Megafac(大日本油墨化学工业(株))、Fluoride(住友3M(株))、Asahi guard、Surflon(以上，旭硝子玻璃(株))、Solsperse(Zeneca(株)),EFKA(EFKACHEMICALS公司)、PB821(味之素(株))等。
上述例示的表面活性剂可以各自单独或将两种以上组合使用。
上述密合促进剂是为了增强与基板的涂布性及密合性而使用的添加剂，可以包含含有选自由羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基及它们的组合组成的组中的反应性取代基的硅烷偶联剂。作为硅烷偶联剂的具体例，可以举出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-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧基环己基)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、三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、乙烯基三乙酰氧基硅烷、γ-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷等。
作为上述抗氧化剂的具体例，可以举出2,2'-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)及2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚等。
作为上述紫外线吸收剂的具体例，可以举出2-(3-叔丁基-2-羟基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑及烷氧基二苯甲酮等。
作为上述防凝剂的具体例，可以举出聚丙烯酸钠等。
相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述添加剂的含量可以为0.01～10重量％，优选可以为0.05～2重量％。
这样制造的着色感光性树脂组合物优选可以用于显示装置、优选液晶显示装置的黑矩阵、用于维持单元间隙(Cell Gap)的柱状间隔物或黑色柱状间隔物的制造。
本发明的柱状间隔物、黑矩阵和/或黑色柱状间隔物具有光学密度高而可靠性优异且遮蔽性优异的优点。
特别是，本发明的着色感光性树脂组合物优选可以用于黑色柱状间隔物(黑矩阵一体型间隔物)的制造，上述黑色柱状间隔物的意思是，黑矩阵和柱状间隔物作为一个图案一体地形成，而不是分别形成黑矩阵和柱状间隔物。
本发明还涉及包含使用上述着色感光性树脂组合物而制造的黑矩阵、柱状间隔物或黑色柱状间隔物的滤色器。
本发明的滤色器具有因光学密度高而可靠性优异且遮蔽性优异的优点。上述滤色器包含基板和形成于上述基板的上部的图案层。
就上述基板而言，上述滤色器本身可以为基板，或者也可以为显示装置等中滤色器所处的部位，没有特别限制。上述基板可以为玻璃、硅(Si)、硅氧化物(SiOx)或高分子基板，上述高分子基板可以为聚醚砜(polyethersulfone，PES)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等。
上述图案层是包含本发明的着色感光性树脂组合物的固化物的层，可以包含柱状间隔物、黑矩阵和/或黑色柱状间隔物。
上述图案层可以为通过涂布上述着色固化性树脂组合物且以预定的图案进行曝光、显影和热固化而形成的层，上述图案层可以通过实施本领域通常已知的方法来形成。
包含如上所述的基板和图案层的滤色器可以进一步包含形成于各图案之间的隔壁，也可以进一步包含黑矩阵，但不限定于此。
本发明还涉及包含上述滤色器的显示装置。比如，本发明的液晶显示装置可以包含具备含有上述的着色感光性树脂组合物的固化物的图案层的滤色器。
本发明的滤色器不仅可以应用于通常的液晶显示装置，而且可以应用于电致发光显示装置、等离子体显示装置、场发射显示装置等各种图像显示装置。
在上述液晶显示装置包含具备本发明的图案层的滤色器的情况下，具有遮蔽性和可靠性变佳的优点。
利用光刻方法来形成黑矩阵、柱状间隔物或黑色柱状间隔物的通常的图案化工序包括：
a)在基板上涂布着色感光性树脂组合物的步骤；
b)将溶剂干燥的前烘步骤；
c)在获得的被膜上放置光掩模照射活性光线而使曝光部固化的步骤；
d)实施利用碱性水溶液来将非曝光部溶解的显影工序的步骤；及
e)实施干燥及后烘的步骤。
上述基板使用玻璃基板或聚合物板。作为玻璃基板，特别优选可以使用苏打石灰玻璃、含有钡或锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸玻璃、硼硅酸玻璃、钡硼硅酸玻璃或石英等。此外，作为聚合物板，可以举出聚碳酸酯、亚克力、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫化物或聚砜等。
此时，涂布可以通过利用辊涂机、旋涂机、狭缝式旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模涂机)、喷涂机等涂布装置的湿式涂布方法来实施，以便能够获得期望的厚度。
前烘通过使用烘箱、加热板等进行加热而进行。此时，前烘时的加热温度以及加热时间根据所使用的溶剂来适当选择，例如，以80～150℃的温度进行1～30分钟。
此外，前烘后所进行的曝光使用曝光机来进行，且通过光掩模进行曝光，从而仅使图案中对应的部分感光。此时，照射的光例如可以是可见光线、紫外线、X射线以及电子射线等。
曝光后的碱显影是为了将作为非曝光部分的未被去除的部分的着色感光性树脂组合物去除而进行，通过该显影形成期望的图案。作为适合于该碱显影的显影液，例如可以使用碱金属或碱土金属的碳酸盐的水溶液等。尤其利用含有1～3重量％的碳酸钠、碳酸钾、碳酸锂等碳酸盐的碱水溶液在10～50℃、优选20～40℃的温度中利用显影机或超声波清洗机等来进行。
后烘是为了提高图案化的膜与基板的密合性而实施，按照在80～220℃进行10～120分钟的条件通过热处理来实现。后烘与前烘一样，利用烘箱、加热板等来实施。
此时，作为黑矩阵的膜厚度，优选为0.2μm～20μm，更优选为0.5μm～10μm，特别优选为0.8μm～5μm。
此外，作为柱状间隔物和黑色柱状间隔物的膜厚度，优选为0.1μm～8μm，更优选为0.1μm～6μm，特别优选为0.1μm～4μm。
由本发明的着色感光性树脂组合物制造的黑矩阵、柱状间隔物或黑色柱状间隔物不仅光学密度、密合性、电绝缘性、遮光性等物性优异，而且耐热性和耐溶剂性等优异，从而能够提高液晶显示装置的可靠性。
以下，通过实施例来更详细地说明本发明。但是，下述的实施例用于更加具体地说明本发明，本发明的范围并不受下述的实施例的限定。本领域的一般技术人员可以在本发明的范围内对下述的实施例进行适当的修改、变更。
制造例1.分散树脂A1的制造
在具备搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气导入管的内容积1L的分离型烧瓶中，投入甲氧基丁基乙酸酯277g，并加热至80℃。接着，调制使将3,4-环氧基三环[5.2.1.0,2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯和3,4-环氧基三环[5.2.1.0,2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯以50:50的摩尔比混合而成的混合物301g、甲基丙烯酸49g和偶氮双二甲基戊腈23g溶解于甲氧基丁基乙酸酯350g而得的混合溶液。使用滴液漏斗将上述混合溶液经5小时滴入烧瓶中，然后进行3小时反应，从而制造分散树脂A1[固体成分(NV)35.0重量％]。上述制造的分散树脂A1的酸值(干燥(dry))为69.8KOH mg/g，重均分子量(Mw)为12,300，分散度(Mw/Mn)为2.1。
制造例2.分散树脂A2的制造
准备具备搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气导入管的烧瓶。作为单体滴液漏斗，将丙烯酸14.4重量份(0.2摩尔)、甲基丙烯酸苄酯140.8重量份(0.8摩尔)、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯2.0重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)40.0重量份混合而准备。作为链转移剂滴加槽，将正十二烷硫醇3.0重量份、PGMEA 24.0重量份混合而准备。之后，在烧瓶中添加PGMEA 395重量份，且将烧瓶中的气氛从空气置换成氮气后，一边搅拌一边将烧瓶的温度升至90℃。接着，将单体和链转移剂从滴液漏斗进行滴加。滴加是在维持70℃的同时各自进行4小时，1小时后升温至90℃，进行8小时反应，从而制造分散树脂A2[固体成分(NV)35.0重量％]。上述制造的分散树脂A2的酸值(dry)为80.0KOH mg/g，重均分子量(Mw)为45,200，分散度(Mw/Mn)为2.8。
制造例3.分散树脂A3的制造
准备具备搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气导入管的烧瓶。作为单体滴液漏斗，将2-苯硫基乙基丙烯酸酯52.1重量份(0.25摩尔)、甲基丙烯酸苄酯44.0重量份(0.25摩尔)、甲基丙烯酸12.9重量份(0.15摩尔)、乙烯基甲苯41.3重量份(0.35摩尔)、过氧化-2-乙基己酸叔丁酯4.0重量份、PGMEA 40.0重量份混合而准备。作为链转移剂滴加槽，将正十二烷硫醇6.0重量份、PGMEA 24.0重量份混合而准备。之后，在烧瓶中添加PGMEA 395重量份，且将烧瓶中的气氛从空气置换成氮气后，一边搅拌一边将烧瓶的温度升至90℃。接着，将单体和链转移剂从滴液漏斗进行滴加。滴加是在维持90℃的同时各自进行2小时，1小时后升温至110℃，进行8小时反应，从而制造分散树脂A3[固体成分(NV)35.0重量％]。上述制造的分散树脂A3的酸值(dry)为70.0KOH mg/g，重均分子量(Mw)为23,000，分散度(Mw/Mn)为2.4。
制造例4.碱溶性树脂A4的制造
在具备搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气导入管的内容积1L的可分离式烧瓶中，投入甲氧基丁基乙酸酯277g，并加热至80℃。接着，调制使将3,4-环氧基三环[5.2.1.0,2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯和3,4-环氧基三环[5.2.1.0,2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯以50:50的摩尔比混合而成的混合物321g、甲基丙烯酸32g和偶氮双二甲基戊腈20g溶解于甲氧基丁基乙酸酯350g而得的混合溶液。使用滴液漏斗将上述混合溶液经5小时滴入烧瓶中，然后进行3小时反应，从而制造分散树脂A4[固体成分(NV)35.0重量％]。上述制造的碱溶性树脂A4的酸值(干燥(dry))为59.8KOH mg/g，重均分子量(Mw)为9,300，分散度(Mw/Mn)为1.9，环氧当量为665。
实施例1和比较例1～2
准备将上述分散树脂与着色剂、分散剂以及溶剂混合而成的混合物。接着，将二氧化锆珠(评价粒径0.1mm)与上述混合物以50:50的重量比混合，利用珠磨机进行6小时分散处理。分散结束后，过滤而制造着色分散液，将其含量示于下述表1中。
[表1]
(单位：g)
Figure BDA0001835168310000221
着色剂
V29：C.I.颜料紫29
OBP：有机黑色颜料
B60：C.I.颜料蓝60
CB：炭黑
分散树脂
A1：制造例1中制造的分散树脂
A2：制造例2中制造的分散树脂
A3：制造例3中制造的分散树脂
分散剂：Disper BYK-2000(毕克公司)
溶剂：丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)
实施例2～4和比较例3～8
将上述着色分散液与碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、添加剂和溶剂混合而制造着色感光性树脂组合物，将其含量示于下述表2中。
[表2]
(单位：g)
Figure BDA0001835168310000231
着色分散液
B1：实施例1中制造的着色分散液
B2：比较例1中制造的着色分散液
B3：比较例2中制造的着色分散液
碱溶性树脂
A1：制造例1中制造的树脂
A2：制造例2中制造的树脂
A3：制造例3中制造的树脂
A4：制造例4中制造的树脂
光聚合性化合物：二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(日本化药(株))
光聚合引发剂：2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮(Irgacure369：汽巴(Ciba)公司)
添加剂：Disper BYK-163(毕克公司)
溶剂：丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)
实验例1.着色分散液的物性测定
1-1.颜料的分散性评价
对于上述实施例1和比较例1～2中制造的着色分散液的分散特性，利用粒度测定仪(ELSZ-2000，大冢(Otsuka)公司)进行测定，其结果(平均粒度)示于下述表3中。
1-2.保存稳定性评价
对于上述实施例1和比较例1～2中制造的着色分散液的保存稳定性，测定粘度变化率(在40℃放置1周后的粘度/初始粘度×100)，其结果示于下述表3中。
评价基准记载如下。
<评价基准>
○：粘度变化率小于105％
△：粘度变化率为105％以上且小于110％
×：粘度变化率为110％以上
[表3]
区分 颜料的分散性 保存稳定性
实施例1 102nm ○
比较例1 137nm △
比较例2 125nm △
作为本发明的着色分散液的实施例1显示出颜料分散性和保存稳定性均优异的结果。
分别包含“分散树脂A2和A3”而非“分散树脂A1”作为分散树脂的比较例1和2的着色分散液的平均粒度测定得较大，显示出颜料分散性不足的结果，且粘度变化率增加，显示出保存稳定性也不佳的结果。
实验例2.着色感光性树脂组合物的物性测定
2-1.涂膜耐溶剂性评价
将用中性洗剂和水清洗后的5cm×5cm的玻璃基板(康宁公司)干燥后，将上述实施例2～4和比较例3～8中制造的着色感光性树脂组合物分别以最终膜厚度成为3.0μm的方式进行旋涂。然后，将其放置于加热板上，在80～120℃的温度干燥1～2分钟，将溶剂去除。接着，以25～35mJ/cm2曝光量进行曝光，在200～250℃烧成10～30分钟，从而制造无图案地在整面涂布有着色感光性树脂组合物的着色基板。
将上述基板裁切成3cmx3cm的尺寸，在100℃的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶剂中浸渍60分钟。然后，仅将NMP溶剂提取后，利用紫外-可见光光谱仪(UV-vis spectrometer)(UV-2600，岛津(Shimadzu)公司)测定可见光波长处的吸光度，评价耐溶剂性。吸光度的测定结果示于下述表4中。
2-2.保存稳定性评价
测定上述实施例2～4和比较例3～8中制造的着色感光性树脂组合物的粘度变化率(在5℃放置3个月后的粘度/初始粘度×100)，评价保存稳定性。
评价基准如下，测定结果示于下述表4中。
<评价基准>
◎：粘度变化率小于105％
○：粘度变化率为105％以上且小于110％
△：粘度变化率为110％以上且小于115％
×：粘度变化率为115％以上
2-3.留膜率评价
测定上述实施例2～4和比较例3～8中制造的着色感光性树脂组合物的留膜率，将测定结果示于下述表4中。
将用中性洗剂和水清洗后的5cm×5cm的玻璃基板(康宁公司)干燥后，将上述实施例2～4和比较例3～8中制造的着色感光性树脂组合物分别以最终膜厚度成为3.0μm的方式进行旋涂。然后，将其放置于加热板上，在80～120℃的温度干燥1～2分钟，将溶剂去除。接着，以25～35mJ/cm2曝光量进行曝光，测定膜厚度(膜厚度1)。之后，在KOH 0.04％的浓度的显影液中将上述基板分别显影，在200～250℃烧成10～30分钟，从而制造着色基板。测定所制造的着色基板的膜厚度(膜厚度2)，确认留膜率(膜厚度2/膜厚度1*100)。
2-4.弹性回复率评价
将用中性洗剂和水清洗后的5cm×5cm的玻璃基板(康宁公司)干燥后，将上述实施例1～3和比较例1～9中制造的着色感光性树脂组合物分别以最终膜厚度成为3.0μm的方式进行旋涂。然后，将其放置于加热板上，在80～120℃的温度干燥1～2分钟，将溶剂去除。接着，以25～35mJ/cm2曝光量进行曝光而形成图案，使用碱水溶液将非曝光部去除。接着，在200～250℃烧成10～30分钟，制造涂布有着色感光性树脂组合物的着色基板。
将所制作的基板通过三维表面形状测定设备(SIS-2000，SNU公司)测定基准状态下的图案的厚度和高度。之后，利用硬度计(Nano-indenter HM500，Fisher公司)进行按压直至图案发生1μm变形时为止。硬度计利用平面压头，以2mN/sec的速度进行按压。在发生1μm变形的位置保持5秒。之后，利用三维表面形状测定设备(SIS-2000，SNU公司)测定图案的厚度和高度，通过前后图案的厚度变化来测定弹性回复率。将比较例3作为基准(STD)，评价相对的弹性回复率，将结果示于表4中。
[表4]
Figure BDA0001835168310000261
作为本发明的着色感光性树脂组合物的实施例2～4显示出耐溶剂性、保存稳定性和留膜率均优异的结果。特别是，包含碱溶性树脂A1和A4这两者的实施例5～7的着色感光性树脂组合物在显示出优异的耐溶剂性、保存稳定性和留膜率的同时，显示出与实施例2～4相比更加优异的弹性回复率评价结果。
不包含本发明的着色分散液的比较例3～8的着色感光性树脂组合物的吸光度测定得较高，显示出耐溶剂性不足的结果，3个月后的粘度变化率也显示出明显不佳的结果，并且留膜率也显示出较低的结果。

Claims (16)

1.一种着色分散液，其特征在于，包含着色剂、分散树脂和溶剂，
所述着色剂包含有机黑色颜料、蓝色颜料和紫色颜料，
所述分散树脂含有下述化学式1的共聚物，
所述分散树脂的重均分子量为3,000～100,000，
化学式1
Figure FDA0003663284060000011
所述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，a单体与b单体的摩尔比为1:20～20:1。
2.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，所述有机黑色颜料包含选自由内酰胺黑、苯胺黑和苝黑组成的组中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，所述有机黑色颜料包含内酰胺黑。
4.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，所述蓝色颜料不包含中心金属。
5.根据权利要求4所述的着色分散液，其特征在于，所述蓝色颜料包含选自由C.I.颜料蓝16、60、63和66组成的组中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，所述紫色颜料包含选自由C.I.颜料紫19、23、29、31和37组成的组中的一种以上。
7.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，所述着色感光性树脂组合物还包含黑色颜料作为追加着色剂，所述黑色颜料为选自由钛黑和炭黑组成的组中的一种以上。
8.根据权利要求7所述的着色分散液，其特征在于，所述着色剂中，有机黑色颜料、蓝色颜料、紫色颜料和黑色颜料以1:0.08～2.5:0.2～3.3:0.12～1.7的重量比混合。
9.根据权利要求1所述的着色分散液，其特征在于，着色分散液相对于着色分散液中的固体成分总重量包含着色剂65～75重量％和分散树脂7～12重量％，且相对于所述着色分散液总重量包含溶剂70～80重量％。
10.一种着色感光性树脂组合物，其包含权利要求1所述的着色分散液、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂，
所述碱溶性树脂含有下述化学式1的共聚物，
所述碱溶性树脂的重均分子量为3,000～100,000，
所述碱溶性树脂包含环氧当量彼此不同的两种以上的共聚物，
化学式1
Figure FDA0003663284060000021
所述化学式1中，R1和R2各自独立地为氢或甲基，所述化学式1中，a单体与b单体的摩尔比为1:20～20:1。
11.根据权利要求10所述的着色感光性树脂组合物，其特征在于，相对于所述着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，包含着色剂13～60重量％、碱溶性树脂5～60重量％、光聚合性化合物5～50重量％和光聚合引发剂0.1～20重量％，且相对于所述着色感光性树脂组合物总重量，包含溶剂60～90重量％。
12.根据权利要求10所述的着色感光性树脂组合物，其特征在于，所述着色感光性树脂组合物进一步包含选自由填充剂、其他高分子化合物、固化剂、表面活性剂、密合促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂和防凝剂组成的组中的一种以上的添加剂，
所述其他高分子化合物包含选自环氧树脂、马来酰亚胺树脂、聚乙烯基醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯及聚氨酯中的一种以上。
13.一种图案层，其由权利要求10所述的着色感光性树脂组合物制造而得。
14.根据权利要求13所述的图案层，所述图案层为选自由柱状间隔物、黑矩阵和黑色柱状间隔物组成的组中的一种以上。
15.一种滤色器，其包含权利要求13所述的图案层。
16.一种显示装置，其包含权利要求15所述的滤色器。
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