CN109765756B

CN109765756B - 着色感光性树脂组合物、滤色器以及显示装置

Info

Publication number: CN109765756B
Application number: CN201811331001.9A
Authority: CN
Inventors: 曺升铉; 权宁竖; 李贤普
Original assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Current assignee: Dongwoo Fine Chem Co Ltd
Priority date: 2017-11-09
Filing date: 2018-11-09
Publication date: 2022-03-01
Anticipated expiration: 2038-11-09
Also published as: KR101931449B1; JP2019086781A; TWI710579B; CN109765756A; JP6985239B2; TW201922804A

Abstract

本发明涉及着色感光性树脂组合物、包含使用该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(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)光聚合性化合物、(D)光聚合引发剂、和(E)溶剂，由上述着色感光性树脂组合物形成的膜的、根据下述式1计算的平坦化特性(DOP)值为15～75％。[式1]

Description

着色感光性树脂组合物、滤色器以及显示装置

技术领域

本发明涉及着色感光性树脂组合物、利用上述组合物制造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，其应用范围正在迅速扩大。上述摄像元件、液晶显示装置等中使用的滤色器由红色(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，在彩色液晶显示器的滤色器中，为了提高红色、绿色、蓝色的对比度和显色效果，会在着色层间的边界部分形成利用黑色感光性组合物的遮光层。此外，近年来通过配置于阵列基板上而不仅要求发挥黑矩阵的作用，而且要求形成单元间隙维持用间隔物，从而能够一次性发挥多种作用。由此，不仅需要用于基本的遮光的光学效果，而且需要弹性模量和可靠性佳的特性。

根据这样的需求，韩国注册专利公报第10-1658374号中记载了形成为固化膜时弹性回复率、分辨率、耐化学性得到改善的着色感光性树脂组合物。但是，以往技术因使用一般的共聚物而NMP溶出可靠性不充分，而且在实现高低差方面也没有完美地解决工序余量问题。由此，需要开发进一步改善了的着色感光性树脂组合物。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：韩国注册专利公报第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，提供一种着色感光性树脂组合物，该着色感光性树脂组合物包含着色剂、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂，不仅平坦化特性(degree of planarization：DOP)和遮光性优异，而且弹性回复率、图案形状和耐化学性、分辨率优异。

此外，本发明的目的在于，提供使用上述着色感光性树脂组合物而将柱状间隔物和黑矩阵同时形成为一体型的包含黑矩阵和/或柱状间隔物的滤色器以及具备上述滤色器的液晶显示装置。

解决课题的方法

本发明提供一种着色感光性树脂组合物，其包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)光聚合性化合物、(D)光聚合引发剂、和(E)溶剂，

利用上述着色感光性树脂组合物形成的膜的、根据下述式1计算的平坦化特性(DOP)值为15～75％。

[式1]

上述式1中，

为下部图案的厚度，

为

的值，

和

的定义如下：

为由着色感光性树脂组合物形成了平坦性的膜中下部没有图案的部分的厚度，

表示从由着色感光性树脂组合物形成了平坦性的膜的最高点除去下部图案的最高点的部分的厚度。

本发明提供包含由上述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的滤色器。

本发明提供包含上述滤色器的显示装置。

发明效果

本发明具有不仅平坦化特性(degree of planarization：DOP)和遮光性优异，而且弹性回复率、图案形状以及耐化学性、分辨率优异的优点。

此外，本发明能够制造使用上述着色感光性树脂组合物而将柱状间隔物和黑矩阵同时形成为一体型的包含黑矩阵和/或柱状间隔物的滤色器以及具备上述滤色器的液晶显示装置。

附图说明

图1为示出本发明的平坦化特性(degree of planarization：DOP)的图。

具体实施方式

本发明提供一种着色感光性树脂组合物，其包含着色剂、碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂，且平坦化特性具有15～75％范围的值，从而不仅平坦化特性(degree of planarization：DOP)和遮光性优异，而且弹性回复率、图案形状以及耐化学性、分辨率优异。

本发明的平坦化特性(DOP)值根据下述式1计算，由上述着色感光性树脂组合物形成的膜的平坦化特性(DOP)值优选为15～75％。如图1的图所示，下述式1根据

至

的值计算。

[式1]

上述式1中，

为下部图案的厚度，

为

的值，

和

如下定义：

表示从由着色感光性树脂组合物了形成平坦性的膜的最高点除去下部图案的最高点的部分的厚度。

本发明中，所谓平坦性意味着在形成于下部基材的图案上涂布组合物时，下部没有图案的部分的涂膜的厚度恒定地形成。即，意味着开口部的位置的偏差被最小化的状态。

关于上述平坦化特性(DOP)值，根据构成面板的各层的设计值，平坦化特性需求值可能存在差异，但优选可以为15～75％，更优选可以为30～60％。这是在着色感光性树脂组合物的固体成分含量为15重量％～22重量％范围时粘度为2.8～4.2cP的情况下可出现的特性。在平坦化特性值低于上述范围的情况下，光学密度变低，遮光特性变得不良，可能发生从背光源泄露光的问题以及对于外部光的可见性问题。此外，在大于上述范围的情况下，高低差变小，高低差生成不良，从而发生无法发挥间隔物作用的问题，且液晶余量不良，可能对制品制造收率造成巨大影响。此外，本发明中，在平坦化特性值具有30～60％的范围的情况下，能够表现出显著优异的弹性回复率。

(A)着色剂

本发明中，着色剂使用对可见光具有遮光性的着色剂，优选地，本发明的着色剂可以包含有机黑色颜料、紫色颜料和蓝色颜料，且可以进一步包含炭黑，但并不限于此。

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，从而能够提高光学密度，且在介电常数和透过度方面有利。

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，通过使用上述紫色颜料，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C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36和/或37等，更优选使用C.I.颜料紫29。

此外，上述蓝色颜料是不含中心金属的化合物，通过使用上述不含中心金属的蓝色颜料，从而在与工序中使用的液晶接触时不会出现问题，能够有利于确保设备驱动。本发明中，上述蓝色颜料只要是不含中心金属的化合物，则其种类没有特别限定，优选使用C.I.颜料蓝B15:3、B15:4、B15:6、16、60、61和/或66等，更优选使用C.I.颜料蓝60。

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13～50重量％，优选为25～45重量％。如果上述着色剂的含量为13～50重量％的范围，则能够获得光学密度变佳的效果。

如果在本发明的着色剂中进一步包含炭黑，则能够获得光学密度优异的着色感光性树脂组合物。

本发明中，所谓的着色感光性树脂组合物中的固体成分是指将溶剂去除后的成分的合计。

此外，上述着色剂优选使用颜料的粒径均匀分散的颜料分散液。作为用于使颜料的粒径均匀分散的方法的例子，可以举出通过添加颜料分散剂(a1)而进行分散处理的方法等，根据上述方法可以获得颜料在溶液中均匀分散的状态的颜料分散液。

(a1)颜料分散剂

上述颜料分散剂是为了颜料的解凝及维持稳定性而添加，作为颜料分散剂的具体例，可以举出阳离子系、阴离子系、非离子系、两性系、聚酯系、聚胺系等表面活性剂等，它们可以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和油醇硫酸酯钠等高级醇硫酸酯盐类、月桂基硫酸钠和月桂基硫酸铵等烷基硫酸盐类、十二烷基苯磺酸钠和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、聚氧乙烯脂肪酸酯和聚氧乙烯烷基胺等。

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、叔胺改性聚氨酯类和聚乙烯亚胺类等。

此外，上述颜料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，称为丙烯酸酯系分散剂)。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DISPERBYK-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。

上述颜料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颜料分散剂，可以举出公知的树脂型的颜料分散剂，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；环氧乙烷/环氧丙烷的加成生成物；及磷酸酯等。

作为上述其他树脂型的颜料分散剂的市售品，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；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：HINOACT T-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000；味之素公司的商品名：AJISPUR PB-821、AJISPURPB-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颜料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，上述颜料分散剂的含量大于0且为1重量份以下，优选为0.05～0.5重量份。如果颜料分散剂的含量大于0且为1重量份以下，则能够获得均匀分散的颜料，因此优选。

(B)碱溶性树脂

本发明中使用的碱溶性树脂(B)是针对形成图案时的显影处理工序中所利用的碱性显影液赋予可溶性的成分。

本发明的碱溶性树脂(B)只要是能够溶解于本发明的溶剂、具有对于光或热的作用的反应性、且能够溶解于碱性显影液的树脂，则可以不特别限制其种类地使用。具体而言，可以使用含有羧基的单体以及能够与其共聚的单体等。

具体而言，作为含有羧基的单体，可以举出例如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸等不饱和单羧酸；马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等不饱和二羧酸；不饱和三羧酸等分子中具有1个以上的羧基的不饱和羧酸等。它们可以单独或将两种以上混合使用。本发明中，属于含有羧基的单体的不饱和羧酸也可以为酸酐，具体而言，可以举出马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。此外，上述不饱和羧酸也可以为其单(2-(甲基)丙烯酰氧基烷基)酯，可以举出例如琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、琥珀酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、邻苯二甲酸单(2-甲基丙烯酰氧基乙基)酯等。此外，上述不饱和羧酸还可以为其两末端二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯，可以举出例如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。

作为能够与含有羧基的单体共聚的其他单体的具体例，可以举出3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯、3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯等具有3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷环的碱溶性树脂、具有二环戊烯环(三环[5.2.1.0^2,6]-3-癸烯环)的单体；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等芳香族乙烯基化合物；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、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、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、丙烯酸双环戊二烯酯、甲基丙烯酸双环戊二烯酯、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、甘油单甲基丙烯酸酯等不饱和羧酸酯类；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、甲基丙烯酸3-二甲基氨基丙酯等不饱和羧酸氨基烷基酯类；乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯类；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等不饱和醚类；丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、亚乙烯基二氰等氰化乙烯基化合物；丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-2-羟基乙基丙烯酰胺、N-2-羟基乙基甲基丙烯酰胺等不饱和酰胺类；马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等不饱和酰亚胺类；1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共轭二烯类；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、聚硅氧烷的聚合物分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的大单体类；具有碳原子数2～4的环状醚结构和乙烯性不饱和键的单体；3-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-3-乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-三氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰氧基甲基)-2-苯基氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)氧杂环丁烷、2-(甲基丙烯酰氧基甲基)-4-三氟甲基氧杂环丁烷等不饱和氧杂环丁烷化合物；(甲基)丙烯酸甲基缩水甘油酯等不饱和环氧乙烷化合物；被碳原子数4～16的环烷或二环烷环取代的(甲基)丙烯酸酯等。它们可以单独或将两种以上混合使用。

本发明的碱溶性树脂更优选可以为含有羧基的单体和能够与该单体共聚而形成化学式1的结构的单体的共聚物。发现使用包含化学式1所表示的结构的碱溶性树脂时会形成硬度、耐溶剂性、耐热性优异的高性能的固化被膜，而且改善保存稳定性，从这些方面考虑是更优选的。

[化学式1]

上述化学式1的R₁和R₂彼此独立地为氢或碳原子数1～4的烷基，a和b各自独立地为1～20的整数。

从此点出发，更优选3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯、3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯等能够形成化学式1的结构的单体。

碱溶性树脂(B)的分子量例如聚苯乙烯换算重均分子量(以下，称为重均分子量)可以为5,000～20,000，优选可以为7,000～15,000，酸值可以为30～100mgKOH/g，更优选可以为40～80mgKOH/g。在满足上述重均分子量和酸值范围的情况下，可以在固体成分含量为15重量％～22重量％范围内将抗蚀剂(Resist)的粘度调节为2.8～4.2cP范围，平坦化特性变佳，且能够调节基于碱溶性树脂的酸值的显影特性，从而能够具有有利于确保余量的效果。此外，在满足上述酸值范围的情况下，不会发生因无法显影而产生未显影、残影的问题，而且能够解决因显影速度过快而工序余量变得不良的问题。由此，具有平坦化特性(DOP)优异而高低差形成余量得到改善的效果。

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范围以内，则容易形成图案，分辨率和留膜率提高，因此优选。

此外，关于上述碱溶性树脂(B)，相对于碱溶性树脂和后述的光聚合性化合物(C)的总重量，上述(B)碱溶性树脂的含量可以为40～80重量％。在含量处于上述范围内的情况下，显影液中的溶解性充分而容易形成图案，且防止显影时曝光部像素部分的膜减少而使非像素部分的脱落性变佳，因此优选。

(C)光聚合性化合物

上述光聚合性化合物(C)是能够通过光和下述光聚合引发剂的作用而聚合的化合物，可以举出单官能单体、二官能单体、其他多官能单体。

关于本发明中使用的光聚合性化合物(C)，为了改善显示装置的整面遮光层形成用感光性树脂组合物的显影性、灵敏度、密合性、表面问题等，可以将官能团的结构或官能团的数量不同的2个或其以上的光聚合性化合物混合使用，只要是本领域中一般使用的光聚合性化合物，则其种类没有特别限制。

作为单官能单体的具体例，可以举出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。作为二官能单体的具体例，可以举出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、三乙二醇二(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。作为其他多官能单体的具体例，可以举出三季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、聚季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、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，更优选可以包含三季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、聚季戊四醇(甲基)丙烯酸酯。其中优选使用二官能以上的多官能单体。

相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，上述光聚合性化合物的含量可以为5～50重量％。这样的含量范围是通过多方面考虑最终得到的黑矩阵或间隔物的强度或平滑性变佳的倾向等而选定的范围，如果其含量低于上述范围，则强度和平滑性不足，相反，在超过上述范围的情况下，会发生因高强度而不易图案化的问题，因此在上述范围内适宜使用。

此外，关于上述光聚合性化合物(C)，相对于上述碱溶性树脂(B)和光聚合性化合物(C)总重量，上述(C)光聚合性化合物的含量可以为20～60重量％。在含量处于上述范围内的情况下，像素部的灵敏度提高，图案的强度或平坦性变佳，具有容易形成高低差的效果。

(D)光聚合引发剂

光聚合引发剂是用于引发上述光聚合性化合物的聚合的化合物，本发明中没有特别限定，可以使用苯乙酮系、二苯甲酮系、三嗪系、噻吨酮系、肟系、苯偶姻系、蒽醌系和联咪唑系化合物等，它们可以单独或将两种以上混合使用。

作为上述苯乙酮系化合物，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[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮的低聚物等，特别优选可以使用其中的2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁烷-1-酮。

作为上述二苯甲酮系化合物，可以举出二苯甲酮、苯偶酰苯甲酸、苯偶酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酰化二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮等。

作为三嗪系化合物，可以举出2,4,6-三氯-均三嗪、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-联苯基-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均三嗪、2-(萘1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基萘1-基)-4,6-双(三氯甲基)-均三嗪、2,4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2,4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。

作为上述噻吨酮系化合物，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。

作为上述肟系化合物，可以举出邻乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等，作为市售品，代表性的有OXE01、OXE02。

作为上述苯偶姻系化合物，可以使用苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚、苯偶姻异丁基醚、苯偶酰二甲基缩酮等。

作为上述蒽醌系化合物，可以举出2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等。

作为上述联咪唑系化合物，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、4,4',5,5'位置的苯基被烷氧羰基取代的联咪唑化合物等。

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0.05～10重量％，优选为0.1～5重量％。在光聚合引发剂的含量处于上述范围内的情况下，着色感光性树脂组合物高灵密度化，使用上述着色感光性树脂组合物形成的像素部的强度和上述像素部的表面的平滑性可以变佳。

上述光聚合引发剂也可以与光聚合引发助剂组合使用。如果在上述光聚合引发剂中并用光聚合引发助剂，则含有它们的着色感光性树脂组合物进一步高灵敏度化，使用其形成单元间隙维持用支承间隔物时生产率提高，因此优选。

光聚合引发助剂可以为了提高聚合效率而使用，可以使用胺系化合物、烷氧基蒽系化合物和噻吨酮系化合物等。

作为上述胺系化合物，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，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，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、2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。

作为上述噻吨酮系化合物，可以举出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。

上述光聚合引发助剂可以直接制造或者购入市售品来使用，例如可以使用商品名“EAB-F”(制造商：保土谷化学工业株式会社)系列等。

上述光聚合引发助剂优选按照每1摩尔光聚合引发剂，通常以10摩尔以下、优选以0.01～5摩尔的范围使用。在以上述范围使用光聚合引发助剂的情况下，提高聚合效率，因而能够期待提高生产率的效果。

(E)溶剂

作为上述溶剂，只要能够使上述提及的组成溶解或分散，则可以使用任意溶剂，本发明中没有特别限定。优选地，从涂布性和干燥性方面考虑，可以使用沸点为100～200℃的有机溶剂。

典型地，作为可使用的溶剂，可以举出亚烷基二醇单烷基醚类、亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、芳香族烃类、酮类、低级和高级醇类、环状酯类等。更具体而言，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、乙二醇单丁基醚等亚烷基二醇单烷基醚类；二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚类；甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、丙二醇单甲基醚乙酸酯、丙二醇单乙基醚乙酸酯、丙二醇单丙基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯和甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯；苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烃类；甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮、环己酮等酮类；乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油等醇类；3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等酯类；γ-丁内酯等环状酯类等。

上述溶剂中优选可以使用亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、酮类、3-乙氧基丙酸乙酯或3-甲氧基丙酸甲酯等酯类，更优选可以使用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、3-甲氧基丙酸甲酯等。这些溶剂可以单独一种或将两种以上混合使用。

相对于着色感光性树脂组合物总重量，上述溶剂的含量为78～85重量％。如果上述溶剂的含量处于上述范围内，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。

(F)添加剂

本发明的着色感光性树脂组合物可以为了各种目的而进一步包含本领域中公知的添加剂。作为这样的添加剂，可以举出热引发剂、分散剂、填充剂、其他高分子化合物、紫外线吸收剂、防凝剂、表面调节剂、固化剂、密合促进剂、抗氧化剂等。

上述热引发剂是借助于热而产生酸的物质，是指通过在上述着色感光性树脂组合物固化过程中所施加的热处理(例如，后烘等)产生酸而促进图案的固化的成分。

本发明的另一实施方式中，上述热引发剂可以由下述化学式2表示。

[化学式2]

上述化学式2中，

R2为碳原子数3～8的环烷基，

R3为碳原子数1～8的烷基或碳原子数6～10的芳基。

本发明中，烷基没有特别限定，可以为直链或支链，优选为碳原子数1～8的烷基。作为具体例，有甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、叔丁基、仲丁基、1-甲基-丁基、1-乙基-丁基、正戊基、异戊基、新戊基、叔戊基、正己基、1-甲基戊基、2-甲基戊基、4-甲基-2-戊基、3,3-二甲基丁基、2-乙基丁基、正庚基、1-甲基己基、正辛基、叔辛基、1-甲基庚基、2-乙基己基、2-丙基戊基、正壬基、2,2-二甲基庚基、1-乙基-丙基、1,1-二甲基-丙基、异己基、2-甲基戊基、4-甲基己基、5-甲基己基等，但并不限于此。

本发明中，环烷基优选为碳原子数3～8的环烷基。作为具体例，有环丙基、环丁基、环戊基、3-甲基环戊基、2,3-二甲基环戊基、环己基、3-甲基环己基、4-甲基环己基、2,3-二甲基环己基、3,4,5-三甲基环己基、4-叔丁基环己基、环庚基、环辛基等，但并不限于此。

上述环烷基可以被羟基取代或非取代，但也不限于此。

本发明中，上述芳基没有特别限定，优选为碳原子数6～8的芳基，可以为单环式芳基或多环式芳基。作为上述单环式芳基，可以为苯基、联苯基、三联苯基、芪基等，但不限于此。作为上述多环式芳基，可以为萘基、蒽基、菲基、芘基、苝基、

基、芴基等，但不限于此。

上述芳基可以被烷基、具体被甲基取代或非取代。

具体而言，上述化学式2所表示的热引发剂可以由化学式2-1～2-3表示，各自可以单独或将两种以上混合使用。

[化学式2-1]

[化学式2-2]

[化学式2-3]

关于上述热引发剂含量，在添加剂中单独包含热引发剂的情况下，相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，可以包含1～10重量％，更优选可以包含1～5重量％。在以如上所述的含量包含的情况下，从工序性和底切方面考虑更优选。

在上述热引发剂的含量低于上述范围的情况下，耐溶剂性的效果微乎其微，在大于上述范围的情况下，显影速度加快而可能存在剥离型的显影性问题，因此优选含量处于上述范围内。

作为上述分散剂，可以利用市售的表面活性剂，可以使用氟系表面活性剂、氨基甲酸酯系表面活性剂等。作为上述氟系表面活性剂，可以使用BM-1000、BM-1100(BM Chemie公司)、Fluorad FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M(株))、SH-28PA/-190/SZ-6032(东丽有机硅(株))等。作为上述氨基甲酸酯系表面活性剂，可以举出DiperBYK-163(毕克公司)。此外，也可以添加Solsperse 5000(路博润(Lubrizol)公司)之类的分散助剂。

作为上述填充剂，可以使用玻璃、二氧化硅、氧化铝等，作为其他高分子化合物，可以使用环氧树脂、马来酰亚胺树脂等固化性树脂，聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、聚氨酯等热塑性树脂等。

作为上述紫外线吸收剂，可以使用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，作为防凝剂，可以使用聚丙烯酸钠等。

作为上述其他高分子化合物，只要对相容性没有影响，就没有限定，优选可以举出双酚A型环氧树脂、苯酚酚醛清漆型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、环状脂肪族环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂、缩水甘油胺系环氧树脂、杂环式环氧树脂、将甲基丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合的树脂等。其中，优选为双酚A型环氧树脂、甲酚酚醛清漆型环氧树脂、缩水甘油酯系环氧树脂等。

这些添加剂可以使用一种或两种以上，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％。

例如，可以通过将着色剂添加于溶剂后添加剩余的组成和其他添加剂并进行搅拌而得到。此时，上述着色剂可以以预先使颜料等溶解或分散在溶剂或碱溶性树脂而成的漆浆(mill base)的形态添加。在添加剂为溶液形态的情况下，可以与着色剂一同预先添加于溶剂。

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、用于保持单元间隙(Cell Gap)的柱状间隔物或黑色柱状间隔物的制造。

本发明还提供一种着色感光性树脂组合物，其特征在于，上述着色感光性树脂组合物形成为具有3.0μm的厚度的固化膜时，对于400～600nm范围波长，显示出0.1％以下的透光度；对于700nm～750nm范围波长，显示出10％以下的透光度；对于950nm范围波长，显示出15％以上的透光度。

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是指，黑矩阵和柱状间隔物以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制造的黑矩阵、柱状间隔物或黑色柱状间隔物的滤色器。

此外，涉及包含上述滤色器的显示装置。

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)在所得的被膜上放置光掩模并照射活性光线而使曝光部固化的步骤、

d)实施利用碱水溶液而将未曝光部溶解的显影工序的步骤、以及

e)实施干燥和后烘的步骤。

上述基板使用玻璃基板、聚合物板。作为玻璃基板，特别优选可以使用碱石灰玻璃、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，涂布可以通过使用辊涂机、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而进行，以便能够获得所期望的厚度。

前烘可以通过利用烘箱、加热板等加热而进行。此时，前烘中的加热温度和加热时间根据所使用的溶剂而适宜选择，例如以80～150℃的温度进行1～30分钟。

此外，前烘后进行的曝光利用曝光机来进行，且隔着光掩模曝光，从而仅使对应于图案的部分感光。此时，照射的光可以为例如可见光线、紫外线、X射线和电子射线等。

曝光后的碱显影是为了将非曝光部分的还未被去除的部分的着色感光性树脂组合物去除而进行的，通过该显影而形成所期望的图案。作为适于该碱显影的显影液，可以使用例如碱金属或碱土金属的碳酸盐的水溶液等。特别是，使用含有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℃的温度内使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进行的，按照在80～220℃、10～120分钟的条件通过热处理来进行。后烘与前烘同样地使用烘箱、加热板等来进行。

此时，作为黑矩阵的膜厚，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，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，通过实施例更详细说明本发明。但下述实施例用于更具体说明本发明，本发明的范围不受下述实施例的限定。对于下述实施例，本领域技术人员可以在本发明的范围内进行适当修改、变更。

制造例1：碱溶性树脂B1的制造

在具备搅拌机、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，投入丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下，称为“PGMEA”)277g，升温至80℃后，经5小时滴加使3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50:50(摩尔比)](即，下述化学式1-1和化学式1-2所表示的化合物[R^a＝H])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而成的混合溶液，并且进行3小时熟化，从而得到共聚物溶液(固体成分浓度35.0％)。所得共聚物的酸值(干燥(dry))为60.2mgKOH/g，重均分子量(Mw)为9,000。

[化学式1-1]

[化学式1-2]

(式中，R^a表示氢原子或碳原子数1～4的烷基等，R^b表示单键或碳原子数1～18的亚烷基等)

制造例2：碱溶性树脂B2制造

在具备搅拌机、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，投入丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下，称为“PGMEA”)277g，升温至80℃后，经8小时滴加使3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.0^2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50:50(摩尔比)](即，上述化学式1-1和化学式1-2所表示的化合物[R^a＝H])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而成的混合溶液，并且进行3小时熟化，从而得到共聚物溶液(固体成分浓度35.0％)。所得共聚物的酸值(干燥(dry))为61.5mgKOH/g，重均分子量(Mw)为15,000。

制造例3：碱溶性树脂B3制造

在具备搅拌机、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮气导入管的可分离式烧瓶中，添加甲基丙烯酸甲酯72重量份、丙烯酸3重量份、相对于单体合计量为2倍量的丙二醇单甲基醚乙酸酯(以下，称为“PGMEA”)、相对于单体合计量(100重量份)为5重量份的2,2'-偶氮双(2-甲基丁腈)，使之均匀溶解。之后，在氮气气流下、于85℃搅拌2小时，再次在100℃反应1小时。在所得的溶液中，进一步添加甲基丙烯酸缩水甘油酯25重量份、相对于甲基丙烯酸缩水甘油酯为10重量份的三乙胺、相对于甲基丙烯酸缩水甘油酯为1重量份的氢醌，以及使单体与甲基丙烯酸缩水甘油酯的合计重量成为35重量％的PGMEA，在100℃搅拌5小时从而得到目标共聚物溶液(固体成分浓度31.5％)。所得共聚物的重均分子量(Mw)为30,000，酸值(干燥(dry))为72mgKOH/g。

实施例1～16和比较例1～5

将混合了着色剂、碱溶性树脂、分散剂和溶剂的混合物在油漆摇动器(paintshaker)中、于常温分散处理8小时。利用0.1mm氧化锆珠进行分散，分散结束后过滤，制造着色分散液。

将上述着色分散液与碱溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂和溶剂混合而制造着色感光性树脂组合物，将其含量示于表1中(单位：g)

[表1]

OBP：内酰胺系有机黑色颜料

V29：C.I.颜料紫29

B60：C.I.颜料蓝60

CB：炭黑

碱溶性树脂：

B1)制造例1中制造的碱溶性树脂

B2)制造例2中制造的碱溶性树脂

B3)制造例3中制造的碱溶性树脂

光聚合性化合物(作为官能团使用(甲基)丙烯酸酯基)

光聚合性化合物：Viscoat#802(八官能，大阪有机化学)

光聚合引发剂：1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙酰肟)(Irgacure OXE-02：汽巴公司)

添加剂：I-PAG-250(巴斯夫公司)和/或F554(DIC公司，表面调节剂)

溶剂：丙二醇单甲基醚乙酸酯

实验例1.着色感光性树脂组合物的物性测定

1-1.粘度测定

在25℃，利用布氏粘度计(Brookfield Viscometer DV-I+，博勒飞(BROOKFIELD)公司制造)，测定由上述实施例的组成得到的着色感光性树脂组合物的粘度，将结果示于下述表2中。

1-2.基板制作及光特性测定(光学密度，Uv-vis)

将5cm×5cm的玻璃基板(康宁公司)用中性洗剂和水清洗后干燥。在上述玻璃基板上以最终膜厚为3.0(±0.2)μm的方式分别旋涂上述实施例1～16和比较例1～5中制造的着色感光性树脂组合物，在80～120℃进行前烧成，干燥1～2分钟，去除溶剂，形成预固化膜。

之后，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℃进行10～30分钟后烧成，制造着色基板。

对于形成的固化膜，利用光学密度计(361T，X-rite公司)，测定550nm处的透过率，求出针对1μm厚度的光学密度，并示于下述表2中。

此外，对于上述形成的固化膜，利用UV-vis(UV-2550；岛津公司)，评价光特性，评价基准如下，将结果示于下述表2中。

<光特性评价基准1：700～750nm波长范围内>

○：优异，透光性10％以下

△：不足，透光性大于10％且12％以下

X：恶化，透光性大于12％

<光特性评价基准2：950nm波长范围内>

○：优异，透光性1 5％以上

△：不足，透光性13％以上且低于1 5％

X：恶化，透光性低于13％

1-3.可靠性评价

将覆有由上述1-2的方法形成的固化膜的玻璃基板切割为3×3cm，然后将其浸渍于NMP溶剂后，在100℃施加热60分钟。之后，仅提取NMP溶剂，关于NMP溶剂中的溶出程度，利用紫外可见光谱仪(UV-vis spectrometer)测定吸光度，将其结果记载于下述表2中。

<可靠性评价基准>

○：优异，吸光度为0.5以下

△：不足，吸光度大于0.5且为0.8以下

X：恶化，吸光度大于0.8

1-4.弹性回复率评价

与上述1-2的基板制作同样地制作具有柱状间隔物图案的基板。对于上述制作的基板，利用SNU(SIS-2000，SNU公司)在基准状态下测定图案的厚度和高度。之后，利用硬度计(Nano-indenter HM500，Fisher公司)的平面压头，以2mN/sec的速度按压直至图案发生1μm变形的位置为止，在发生1μm变形的位置保持5秒。之后，利用SNU测定图案的厚度和高度，由前后图案的厚度变化来测定弹性回复率。具体评价基准如下，评价结果记载于下述表2中。

<弹性回复率评价基准>

优异◎：98％以上

良好○：96％以上且低于98％

不足△：94％以上且低于96％

恶化X：低于94％

1-5.平坦性(DOP：Degree of Planarization)测定

在形成有图案的基板(5cm×5cm玻璃基板)上以最终膜厚为3.0(±0.2)μm的方式分别旋涂上述实施例1～16和比较例1～5中制造的着色感光性树脂组合物，在80～120℃进行前烧成，干燥1～2分钟，去除溶剂，形成预固化膜。

之后，以25～35mJ/cm²曝光量将整面曝光而形成整面图案，使用碱水溶液进行显影。接着，在200～250℃进行10～30分钟后烧成，制造整面着色基板。

对于制造的整面着色基板，通过膜厚测定仪(DEKTAK6M，Veeco公司)，测定下部有图案的部分和没有图案的部分的厚度，然后利用预先测定好的下部基材的厚度，测定平坦性(DOP)。

<平坦性(DOP)评价基准>

下部图案厚度：1.17um，下部没有图案的平坦化部厚度：3.20um时，

◎：非常优异，30％以上60％以下

○：优异，15％以上且低于30％，大于60％且为75％以下

△：不足，10％以上且低于15％，大于75％且为85％以下

X：恶化，低于10％，大于85％

[表2]

由上表可确认，满足本发明的平坦化特性值范围的实施例1～16的着色感光性树脂组合物不仅显示出优异的光学密度、遮光特性、可靠性和粘度特性，而且弹性回复率也显示出优异的结果。尤其可确认，具有30％～60％范围的平坦化特性值的实施例1～12显示出显著优异的弹性回复率值。

另一方面，在超出本发明的平坦化特性值范围的比较例1～5的情况下，显示出与本发明的实施例相比显著下降的光学密度、遮光特性、可靠性、粘度和弹性回复率效果。

Claims

1.一种着色感光性树脂组合物，其包含：

(A)着色剂、

(B)碱溶性树脂、

(C)光聚合性化合物、

(D)光聚合引发剂、和

(E)溶剂，

所述(B)碱溶性树脂包含以下化学式1所表示的结构，

所述(C)光聚合性化合物包含8个官能团，

相对于所述碱溶性树脂和所述光聚合性化合物的总重量，包含所述(B)碱溶性树脂5.64/(5.64+5.23)×100～80重量％、所述(C)光聚合性化合物20～[1-5.64/(5.64+5.23)]×100重量％，

通过以下工序而形成的膜的、根据下述式1计算的平坦化特性DOP值为15～75％，

所述工序包括：

以最终膜厚为2.8μm～3.2μm的方式涂布所述着色感光性树脂组合物的工序；

以80～120℃的温度进行1～30分钟前烧成的工序；

以25～35mJ/cm²曝光量进行曝光的工序；

使用1～3重量％的碱水溶液在20～40℃的温度进行显影的工序；以及

以200～250℃的温度进行10～30分钟后烧成的工序，

式1

所述式1中，

为下部图案的厚度，

为

的值，

和

的定义如下：

为从由着色感光性树脂组合物形成了平坦性的膜的最高点除去下部图案的最高点的部分的厚度，

化学式1

R₁和R₂为彼此独立地为氢或甲基，a和b各自独立地为1～20的整数。

2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述着色感光性树脂组合物的固体成分含量在15重量％～22重量％范围内时抗蚀剂的粘度为2.8～4.2CP。

3.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述(A)着色剂包含有机黑色颜料、紫色颜料、蓝色颜料和炭黑中的一种以上。

4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述(B)碱溶性树脂的重均分子量为5,000～20,000。

5.根据权利要求4所述的着色感光性树脂组合物，所述(B)碱溶性树脂的酸值为30～100mgKOH/g。

6.根据权利要求3所述的着色感光性树脂组合物，所述有机黑色颜料为选自由内酰胺黑、苯胺黑和苝黑组成的组中的一种以上，所述紫色颜料为选自由C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36和37组成的组中的一种以上，所述蓝色颜料为选自由C.I.颜料蓝B15:3、B15:4、B15:6、16、60、61和66组成的组中的一种以上。

7.根据权利要求1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热引发剂、填充剂、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(F)添加剂。

8.根据权利要求1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(A)着色剂13～50重量％、(B)碱溶性树脂5～60重量％、(C)光聚合性化合物5～50重量％以及(D)光聚合引发剂0.05～10重量％，且相对于所述着色感光性树脂组合物总重量，包含(E)溶剂78～85重量％。

9.根据权利要求8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，进一步包含(F)添加剂0.01～10重量％。

10.一种滤色器，其包含由权利要求1～9中任一项所述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。

11.一种显示装置，其包含权利要求10的滤色器。