CN110221521B - 着色感光性树脂组合物、滤色器和显示装置 - Google Patents

着色感光性树脂组合物、滤色器和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供着色感光性树脂组合物、滤色器和显示装置。该着色感光性树脂组合物特征在于，包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体、(D)光聚合引发剂及(E)溶剂，上述(A)着色剂包含染料，上述(B)碱溶性树脂包含羧基，且玻璃化转变温度在0～‑100℃范围内，上述(D)光聚合引发剂包含化学式1所表示的化合物。化学式1中，A为‑CH‑或氮，R1～R8各自独立地为氢、烷基、化学式2、COR16或NO2，R16为芳基，R13为烷基、烯基、环烯基、炔基、环烷基或芳基，化学式2中，R14为氢、环烷基、烯基、烷氧基、烷基或芳基，R15为芳基、杂芳基或烷基，X为CO或直接连接。

Description

着色感光性树脂组合物、滤色器和显示装置
技术领域
本发明涉及着色感光性树脂组合物、使用该着色感光性树脂组合物而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、液晶显示装置等中所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)和青色(Cyan)这三种颜色的着色图案形成。
上述滤色器各自的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、显示器等的必需材料。例如，彩色液晶显示器的滤色器中，为了提高红、绿、蓝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，不仅要求形成于阵列基板上而发挥黑矩阵的作用，还要求同时形成单元间隙维持用间隔物而能够一次性发挥多种作用。由此，不仅需要用于基本上的遮光的光学效果，还需要弹性模量及可靠性佳的特性。
韩国注册专利第10-1001936号公开了含有粘合剂和有机溶剂可溶性染料而构成的滤色器用含染料固化性组合物，其是以上述粘合剂含有特定结构单元，玻璃化转变温度包含在特定范围内为特征的含染料固化性组合物。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国注册专利第10-1001936号
发明内容
所要解决的课题
本发明的目的在于，提供具有平缓的锥角(taper angle)，工序性优异的着色感光性树脂组合物。
此外，本发明的目的在于，利用上述着色感光性树脂组合物而制造的薄膜没有光学各向异性，可视性提高。
此外，本发明的目的在于，提供利用上述着色感光性树脂组合物而制造的滤色器及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感光性树脂组合物，其特征在于，包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体、(D)光聚合引发剂及(E)溶剂，上述(A)着色剂包含染料，上述(B)碱溶性树脂包含羧基且玻璃化转变温度(Tg)在0～-100℃范围内，上述(D)光聚合引发剂包含下述化学式1所表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0001800713860000021
上述化学式1中，
A为-CH-或氮，
R1～R8各自独立地为氢、烷基、下述化学式2、COR16或NO2，R16为芳基，
R13为烷基、烯基、环烯基、炔基、环烷基或芳基。
[化学式2]
Figure BDA0001800713860000022
上述化学式2中，
上述R14为氢、环烷基、烯基、烷氧基、烷基或芳基，上述R15为芳基、杂芳基或烷基，上述X为CO或直接连接。
此外，本发明提供包含由上述着色感光性树脂组合物制造的着色图案的滤色器。
此外，本发明提供包含上述滤色器的显示装置。
发明效果
本发明的着色感光性树脂组合物通过包含具有低的玻璃化转变温度(Tg)的碱溶性树脂，从而提供具有平缓的锥角、使上述着色感光性树脂组合物的工序性提高的效果。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物通过包含咔唑系和/或芴系化合物作为光聚合引发剂，从而提供使使用上述着色感光性树脂组合物而制造的薄膜的灵敏度提高的效果。
此外，使用上述着色感光性树脂组合物而制造的薄膜在膜厚度为1.5～4.5μm时光学各向同性(Rth)值包含在1～5nm的范围内，没有光学各向异性，因此可视性提高，有利于层叠残渣，且灵敏度优异，具备平缓的图案锥面(taper)。
此外，使用上述着色感光性树脂组合物而制造的滤色器及包含上述滤色器的显示装置具备优异的灵敏度。
具体实施方式
本发明提供着色感光性树脂组合物、利用该着色感光性树脂组合物制造的滤色器及包含上述滤色器的显示装置，该着色感光性树脂组合物的特征在于，包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体、(D)光聚合引发剂及(E)溶剂，上述(A)着色剂包含染料，上述(B)碱溶性树脂包含羧基且玻璃化转变温度(Tg)在0～-100℃范围内，上述(D)光聚合引发剂包含下述化学式1所表示的化合物：
[化学式1]
Figure BDA0001800713860000041
上述化学式1中，
A为-CH-或氮，
R1～R8各自独立地为氢、烷基、下述化学式2、COR16或NO2，R16为芳基，
R13为烷基、烯基、环烯基、炔基、环烷基或芳基。
[化学式2]
Figure BDA0001800713860000042
上述化学式2中，
上述R14为氢、环烷基、烯基、烷氧基、烷基或芳基，上述R15为芳基、杂芳基或烷基，上述X为CO或直接连接。
本发明的着色感光性树脂组合物包含具有低的玻璃化转变温度(Tg)的上述(B)碱溶性树脂，因而可以具有低锥角，高工序性。
本发明的着色感光性树脂组合物中，上述(D)光聚合引发剂包含下述化学式1所表示的化合物，因而使用上述着色感光性树脂组合物而制造的薄膜可以具有优异的灵敏度。
本发明的使用上述着色感光性树脂组合物而制造的薄膜在膜厚度为1.5～4.5μm时光学各向同性(Rth)值包含在1～5nm的范围内，没有光学各向异性，因此可视性提高，有利于层叠剩余物，且灵敏度优异，可以具有平缓的图案锥面。
本发明的使用上述着色感光性树脂组合物而制造的滤色器及包含上述滤色器的显示装置可以具有优异的灵敏度。
以下，针对构成本发明的着色感光性树脂组合物的各成分进行详细说明。但是，本发明并不限定于这些成分。
(A)着色剂
上述着色剂以包含一种以上的(a1)染料为特征，根据需要，可以进一步包含一种以上的(a2)颜料。
作为上述着色剂，由于包含上述(a1)染料，因而由着色感光性树脂组合物制造的薄膜在膜厚度为1.5～4.5μm时光学各向同性(Rth)值包含在1～5nm的范围内，没有光学各向异性，因此可视性提高，有利于层叠剩余物，且灵敏度优异，可以具有平缓的图案锥面。
上述光学各向同性(Rth)值可以利用涂膜的三个方向的折射率(nx、ny、nz)和厚度(d)来计算，可以通过下述数学式1来计算。
[数学式1]
Rth＝{(nx+ny)/2－nz}×d
(数学式1中，折射率没有单位，厚度单位为nm。)
(a1)染料
上述染料只要具有对于有机溶剂的溶解性就可以无限制地使用。优选使用具有对于有机溶剂的溶解性，并且能够确保对于碱性显影液的溶解性以及耐热性、耐溶剂性等可靠性的染料。
作为上述染料，可以从磺酸或羧酸等具有酸性基团的酸性染料、酸性染料与含氮化合物的盐、酸性染料的磺酰胺体等以及它们的衍生物中选择使用，此外，也可以选择偶氮系、呫吨系、酞菁系的酸性染料和它们的衍生物。优选地，上述染料可以举出色指数(染色家协会志(The Society of Dyers and Colourists)出版)中被分类为染料的化合物、或者记载于染色手册(色染社)中的公知的染料。
作为上述染料的具体例，
对于C.I.溶剂染料而言，可以为：
C.I.溶剂黄4、14、15、16、21、23、24、38、56、62、63、68、79、82、93、94、98、99、151、162、163等黄色染料；
C.I.溶剂红8、45、49、89、111、122、125、130、132、146、179等红色染料；
C.I.溶剂橙2、7、11、15、26、41、45、56、62等橙色染料；
C.I.溶剂蓝5、35、36、37、44、59、67、70等蓝色染料；
C.I.溶剂紫8、9、13、14、36、37、47、49等紫色染料；
C.I.溶剂绿1、3、4、5、7、28、29、32、33、34、35等绿色染料，
C.I.溶剂染料中，优选为对于有机溶剂的溶解性优异的C.I.溶剂黄14、16、21、56、151、79、93，其中，更优选为C.I.溶剂黄21、79。
此外，对于C.I.酸性染料而言，可以为：
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、251等黄色染料；
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、198、206、211、215、216、217、227、228、249、252、257、258、260、261、266、268、270、274、277、280、281、195、308、312、315、316、339、341、345、346、349、382、383、394、401、412、417、418、422、426等红色染料；
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、173等橙色染料；
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、340等蓝色染料；
C.I.酸性紫6B、7、9、17、19、66等紫色染料；
C.I.酸性绿1、3、5、9、16、25、27、50、58、63、65、80、104、105、106、109等绿色染料，
C.I.酸性染料中，更优选为对于有机溶剂的溶解度优异的C.I.酸性黄42、C.I.酸性绿27。
此外，对于C.I.直接染料而言，可以为：
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、141等黄色染料；
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、250等红色染料；
C.I.直接橙34、39、41、46、50、52、56、57、61、64、65、68、70、96、97、106、107等橙色染料；
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、293等蓝色染料；
C.I.直接紫47、52、54、59、60、65、66、79、80、81、82、84、89、90、93、95、96、103、104等紫色染料；
C.I.直接绿25、27、31、32、34、37、63、65、66、67、68、69、72、77、79、82等绿色染料。
此外，对于C.I.媒介染料而言，可以为：
C.I.媒介黄5、8、10、16、20、26、30、31、33、42、43、45、56、61、62、65等黄色染料；
C.I.媒介红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、95等红色染料；
C.I.媒介橙3、4、5、8、12、13、14、20、21、23、24、28、29、32、34、35、36、37、42、43、47、48等橙色染料；
C.I.媒介蓝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、84等蓝色染料；
C.I.媒介紫1、2、4、5、7、14、22、24、30、31、32、37、40、41、44、45、47、48、53、58等紫色染料；
C.I.媒介绿1、3、4、5、10、15、19、26、29、33、34、35、41、43、53等绿色染料；
上述染料可以各自单独或将两种以上组合使用。
上述着色剂中，相对于着色剂中的固体成分100重量％，上述染料的含量为1～50重量％，优选为1～20重量％。在上述染料的含量为上述含量范围内的情况下，能够防止图案形成后上述染料因有机溶剂而溶出的可靠性下降问题，且灵敏度变高，因此优选。
(a2)颜料
上述颜料可以根据需要来使用本领域中一般使用的有机颜料或无机颜料。此外，上述颜料根据需要也可以实施以下处理：树脂处理；利用导入了酸性基团或碱性基团的颜料衍生物等的表面处理；利用高分子化合物等的颜料表面的接枝处理；利用硫酸微粒化法等的微粒化处理；为了去除杂质而利用有机溶剂或水等的洗涤处理；或利用离子交换法等的离子性杂质的去除处理等。
上述有机颜料可以使用印刷油墨、喷墨油墨等中所使用的各种颜料，具体而言，可以举出水溶性偶氮颜料、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、芘酮颜料、二
Figure BDA0001800713860000081
嗪颜料、蒽醌颜料、二蒽醌基颜料、蒽嘧啶颜料、蒽嵌蒽醌颜料、阴丹酮颜料、黄烷士酮颜料、皮蒽酮颜料、二酮吡咯并吡咯颜料等。
此外，作为上述无机颜料，可以使用金属氧化物、金属络合物等金属化合物，具体而言，可以举出铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑、炭黑、有机黑颜料、钛黑以及混合红色、绿色及蓝色而显示出黑色的颜料等金属的氧化物或复合金属氧化物等。
特别是，作为上述有机颜料及无机颜料，具体而言，可以举出色指数(染色家协会志(The society of Dyers and Colourists)出版)中分类为颜料的化合物，更具体而言，可以举出如下色指数(C.I.)编号的颜料，但并不一定限定于此。
C.I.颜料黄13、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180及185；
C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65、及71；
C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、208、215、216、224、242、254、255及264；
C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37及38；
C.I.颜料蓝15(15:3、15:4、15:6等)、16、21、28、60、64及76；
C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47及58；
C.I.颜料棕28；
C.I.颜料黑1及7；
C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47及58。
上述颜料中，优选可以从C.I.颜料黄138、C.I.颜料黄139、C.I.颜料黄150、C.I.颜料黄185、C.I.颜料橙38、C.I.颜料红122、C.I.颜料红166、C.I.颜料红177、C.I.颜料红208、C.I.颜料红242、C.I.颜料红254、C.I.颜料红255、C.I.颜料紫23、C.I.颜料蓝15:3、C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝16、C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58中选择。
上述颜料可以各自单独或将两种以上组合使用。
相对于上述着色剂的固体成分总重量，上述颜料的含量可以为10～60重量％，优选可以为20～40重量％。在上述颜料的含量为上述范围内的情况下，即使形成薄膜，像素的色浓度也充分，且显影时的非像素部的脱落性不会降低而不产生残渣，因此优选。
上述颜料优选使用颜料的粒径被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(a3)颜料分散剂而进行分散处理的方法等，通过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。
(a3)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，可以无限制地使用本领域中一般使用的颜料分散剂，作为上述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、氧化乙烯/氧化丙烯嵌段共聚物、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)。作为上述丙烯酸酯系分散剂的市售品，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。
相对于上述颜料中的固体成分100重量％，上述颜料分散剂的含量可以为5～60重量％，优选可以为15～50重量％。在上述颜料分散剂的含量为上述范围内的情况下，能够维持易于制造着色感光性树脂组合物的合适的粘度水平，颜料的微粒化以及分散后的凝胶化工序容易，因此优选。
相对于着色感光性树脂组合物中的固体成分的总重量，上述着色剂的含量可以为5～60重量％，优选可以为10～45重量％。在上述着色剂的含量为上述范围内的情况下，薄膜形成时像素的色浓度充分，显影时的非像素部的脱落性不会降低而不易产生残渣，因此优选。
本发明中，所谓着色感光性树脂组合物中的固体成分总重量，是指除了着色感光性树脂组合物的溶剂以外的剩余成分的总重量。
(B)碱溶性树脂
上述碱溶性树脂的特征在于，包含羧基，且玻璃化转变温度(Tg)在0～-100℃范围内，由于上述碱溶性树脂的玻璃化转变温度(Tg)包含在上述范围内，因而后烘工序之后回流(reflow)特性提高，因此优选。
上述碱溶性树脂以(b1)具有羧基的乙烯性不饱和单体为必须成分且通过共聚而制造，由此，对于在形成图案时的显影处理工序中所使用的碱性显影液可以具有可溶性。
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可以为10～80重量％，优选可以为10～70重量％。在上述碱溶性树脂的含量为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的像素部分的膜减少，非像素部分的脱落性变佳，因此优选。
上述碱溶性树脂的酸值优选为30mgKOH/g～150mgKOH/g，由此，可以提高与上述染料的相容性以及着色感光性树脂组合物的经时稳定性。在上述碱溶性树脂的酸值低于30mgKOH/g的情况下，着色感光性树脂组合物难以确保充分的显影速度，在超过150mgKOH/g的情况下，与基板的密合性减小而容易发生图案的短路，且与上述染料的相容性出现问题而着色感光性树脂组合物中的上述染料析出或者着色感光性树脂组合物的经时稳定性降低，因此粘度可能升高。
为了确保上述碱溶性树脂的进一步的显影性，可以赋予羟基。在对上述碱溶性树脂赋予羟基的情况下，有改善显影速度的效果。
上述碱溶性树脂与下述多官能性单体的羟值的合计优选为50mgKOH/g～250mgKOH/g。在上述碱溶性树脂与下述多官能性单体的羟值的合计低于50mgKOH/g的情况下，不能确保充分的显影速度，在超过250mgKOH/g的情况下，所形成的图案的尺寸稳定性降低而图案的直进性容易变差，且与上述染料的相容性降低而可能发生经时稳定性的问题。
(b1)具有羧基的乙烯性不饱和单体
作为上述具有羧基的乙烯性不饱和单体的具体例，可以举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸等单羧酸类；富马酸、中康酸、衣康酸等二羧酸类；及这些二羧酸的酸酐；ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯等两末端具有羧基和羟基的聚合物的单(甲基)丙烯酸酯类等，优选为丙烯酸、甲基丙烯酸。
可以通过将上述具有羧基的乙烯性不饱和单体与(b2)具有羟基的乙烯性不饱和单体共聚来制造上述碱溶性树脂。或者，可以通过将上述具有羧基的乙烯性不饱和单体的共聚物与(b3)具有缩水甘油基的化合物共聚来制造上述碱溶性树脂。或者，可以通过将上述具有羧基的乙烯性不饱和单体、上述具有羟基的乙烯性不饱和单体及上述具有缩水甘油基的化合物共聚来制造上述碱溶性树脂。
(b2)具有羟基的乙烯性不饱和单体
作为上述具有羟基的乙烯性不饱和单体的具体例，有(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、N-羟基乙基丙烯酰胺等，优选为(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯，可以将两种以上组合使用。
(b3)具有缩水甘油基的化合物
作为上述具有缩水甘油基的化合物的具体例，有丁基缩水甘油基醚、缩水甘油基丙基醚、缩水甘油基苯基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚、丁酸缩水甘油酯、缩水甘油基甲基醚、乙基缩水甘油基醚、缩水甘油基异丙基醚、叔丁基缩水甘油基醚、苄基缩水甘油基醚、4-叔丁基苯甲酸缩水甘油酯、硬脂酸缩水甘油酯、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯等，优选为丁基缩水甘油基醚、芳基缩水甘油基醚、甲基丙烯酸缩水甘油酯，可以将两种以上组合使用。
上述碱溶性树脂可以将(b4)不饱和单体共聚而制造。
(b4)不饱和单体
上述不饱和单体可以各自单独或将两种以上组合使用，并不限定于以下的例示。
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；
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；
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。
(C)多官能性单体
上述多官能性单体是可以通过光以及后述的(E)咔唑系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、其他多官能单体等。作为上述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。作为上述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。
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，上述多官能性单体的含量可以为5～50重量％，优选可以为7～50重量％。在上述多官能性单体的含量为上述范围内的情况下，像素部的强度和可靠性会变佳，因此优选。
(D)光聚合引发剂
上述光聚合引发剂的特征在于，包含下述化学式1所表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0001800713860000151
上述化学式1中，A为-CH-或氮，上述R1～R8各自独立地可以为氢、碳原子数1～20的烷基、下述化学式2、COR16或NO2。
上述R16可以为被选自由碳原子数1～20的烷氧基和碳原子数1～20的烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代的碳原子数6～20的芳基。
[化学式2]
Figure BDA0001800713860000152
上述化学式2中，上述R14可以为氢、碳原子数3～8的环烷基、碳原子数2～5的烯基、碳原子数1～20的烷氧基、碳原子数1～20的烷基、苯基、或萘基，上述R15可以为取代或非取代的碳原子数6～20的芳基、碳原子数3～20的杂芳基、或取代或非取代的碳原子数1～10的烷基，上述X可以为CO或直接连接。
此外，上述化学式1中，A可以为-CH-或氮，上述R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、或R7与R8中的至少一组可以为下述化学式3。
[化学式3]
Figure BDA0001800713860000153
上述R9～R12各自独立地可以为氢、取代或非取代的碳原子数1～20的烷基、或取代或非取代的苯基。
此外，上述化学式1中，A可以为-CH-或氮，上述R13可以为取代或非取代的碳原子数1～20的烷基、碳原子数2～12的烯基、碳原子数4～8的环烯基、碳原子数2～12的炔基、碳原子数3～10的环烷基、苯基、或萘基。
上述化学式1所表示的化合物优选为咔唑系化合物或芴系化合物，在包含咔唑系化合物或芴系化合物作为上述光聚合引发剂的情况下，着色感光性树脂组合物的灵敏度提高，因此优选。
除了上述化学式1所表示的化合物以外，上述光聚合引发剂可以包含相对于上述光聚合引发剂的总重量为5～40重量％的本领域中一般使用的光聚合引发剂。上述一般使用的光聚合引发剂可以举出例如三嗪系化合物、苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、噻吨酮系化合物、苯偶姻系化合物、肟系化合物等。
作为上述三嗪系化合物，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。
作为上述苯乙酮系化合物的具体例，可以举出2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲基硫代)苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮等。
作为上述二苯甲酮系化合物，可以举出二苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸酯化二苯甲酮(Acrylated benzophenon)、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
作为上述噻吨酮系化合物，可以举出噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
作为上述苯偶姻系化合物，可以举出苯偶姻、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。
作为上述肟系化合物，可以举出2-(邻苯甲酰肟)-1-[4-(苯基硫代)苯基]-1,2-辛二酮和1-(邻乙酰肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰)-9H-咔唑-3-基]乙酮等。
除了上述例示的光聚合引发剂以外，二酮类化合物、硼酸锍系化合物、二偶氮系、联咪唑系化合物等也可以作为上述一般使用的光聚合引发剂来使用。
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可以为0.1～10重量％，更优选可以为3～8重量％。在上述光聚合引发剂的含量为上述范围内的情况下，在图案形成工序中进行曝光时可以引发充分的光聚合，且不会因光聚合后剩余的未反应引发剂而导致透过率降低。
(E)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，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所使用的溶剂，尤其优选醚类、芳香族烃类、酮类、醇类、酯类或酰胺类等。
上述溶剂具体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、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、乙基溶纤剂乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯类；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、甲氧基戊基乙酸酯等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类；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；乳酸乙酯、乳酸丁酯、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。
从涂布性和干燥性方面考虑，上述溶剂优选沸点为100℃～200℃的有机溶剂，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、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。
上述例示的溶剂可以各自单独或将两种以上混合使用，相对于本发明的着色感光性树脂组合物总重量，含量可以为60～90重量％，优选可以为70～85重量％。在上述溶剂的含量为上述范围内的情况下，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)、喷涂机等涂布装置进行涂布时，具备使涂布性变佳的效果，因此优选。
(F)添加剂
本发明的着色感光性树脂组合物根据需要可以进一步包含添加剂，作为具体例，可以使用选自分散剂、润湿剂、硅烷偶联剂及防凝剂等中的至少一种以上。
作为上述分散剂，可以使用市售的表面活性剂，作为上述表面活性剂，可以举出有机硅系表面活性剂、氟系表面活性剂、具有氟原子的有机硅系表面活性剂及它们的混合物等。作为上述有机硅系表面活性剂，可以举出具有硅氧烷键的表面活性剂等作为例子。作为市售品，可以举出Toray Silicone DC3PA、Toray Silicone SH7PA、Toray SiliconeDC11PA、Toray Silicone SH21PA、Toray Silicone SH28PA、Toray Silicone 29SHPA、Toray Silicone SH30PA、聚醚改性硅油SH8400(东丽有机硅(株)制造)、KP321、KP322、KP323、KP324、KP326、KP340、KP341(信越有机硅制造)、TSF400、TSF401、TSF410、TSF4300、TSF4440、TSF4445、TSF-4446、TSF4452、TSF4460(GE东芝有机硅(株)制造)等。
作为上述氟系表面活性剂，可以举出具有氟碳链的表面活性剂等作为例子。具体而言，可以举出Fluorinert(商品名)FC430、Fluorinert FC431(住友3M(株)制造)，Megafac(商品名)F142D、Megafac F171、Megafac F172、Megafac F173、Megafac F177、MegafacF183、Megafac R30(大日本油墨化学工业(株)制造)，F-Top(商品名)EF301、F-Top EF303、F-Top EF351、F-Top EF352(新秋田化成(株)制造)，Surflon(商品名)S381、Surflon S382、Surflon SC101、Surflon SC105(旭硝子玻璃(株)制造)，E5844((株)大金精细化学研究所制造)，BM-1000、BM-1100(商品名：BMChemie公司制造)等作为例子。
作为上述具有氟原子的有机硅系表面活性剂，可以举出具有硅氧烷键和氟碳链的表面活性剂等作为例子。具体而言，可以举出Megafac(商品名)R08、Megafac BL20、MegafacF475、Megafac F477、Megafac F443(大日本油墨化学工业(株)制造)等作为例子。
作为上述润湿剂，比如，可以举出甘油、二乙二醇及乙二醇等，可以包含选自其中的一种以上。
作为上述硅烷偶联剂，比如，可以举出氨基丙基三乙氧基硅烷、γ-巯基丙基三甲氧基硅烷及γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷等，作为市售品，有SH6062、SZ6030(东丽道康宁有机硅公司(Toray-Dow Corning Silicon co.,Ltd.)制造)、KBE903、KBM803(信越有机硅公司(Shin-Etsu silicone co.,Ltd.)制造)等。
上述防凝剂比如可以举出聚丙烯酸钠。
滤色器及液晶显示装置
此外，本发明提供由本发明的着色感光性树脂组合物制造的滤色器和包含上述滤色器的显示装置。
作为可具备这样的滤色器的显示装置，有液晶显示装置、OLED、柔性显示器等，但不限定于此，可以例示能够应用的本领域已知的所有显示装置。
滤色器可以通过将上述的本发明的着色感光性树脂组合物涂布于基材上，且进行光固化及显影而形成图案，从而制造。
首先，将着色感光性树脂组合物涂布于基材后，进行加热干燥，从而将溶剂等挥发成分去除而获得平滑的涂膜。
作为涂布方法，可以通过例如旋涂、柔性涂布法、辊涂法、狭缝式旋涂或狭缝式涂布法等来实施。涂布后在加热干燥(前烘)、或减压干燥后，通过加热而使溶剂等挥发成分挥发。这里，加热温度通常为70～200℃，优选为80～130℃。加热干燥后的涂膜厚度通常为1～8μm左右。对于如此获得的涂膜，通过用于形成目标图案的掩模照射紫外线。此时，优选对于曝光部整体均匀地照射平行光线，而且使用掩模对准器或步进器等装置以便实施掩模与基板的精确的位置对准。当照射紫外线时，照射了紫外线的部位发生固化。
作为上述紫外线，可以使用g线(波长：436nm)、h线、i线(波长：365nm)等。紫外线照射量可以根据需要而适宜地选择，本发明中并不对其进行限定。如果使完成了固化的涂膜与显影液接触而使非曝光部溶解进行显影，则可以形成目标的图案形状。
上述显影方法可以使用添液法、浸渍法、喷雾法等任一方法。此外，显影时也可以将基板以任意的角度倾斜。上述显影液是含有通常的碱性化合物和表面活性剂的水溶液。上述碱性化合物可以为无机和有机碱性化合物的任一种。作为无机碱性化合物的具体例，可以举出氢氧化钠、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。此外，作为有机碱性化合物的具体例，可以举出四甲基氢氧化铵、2-羟基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。
这些无机和有机碱性化合物可以各自单独或两种以上组合使用。碱性显影液中的碱性化合物的浓度优选为0.01～10质量％，更优选为0.03～5质量％。
上述碱性显影液中的表面活性剂可以使用选自由非离子系表面活性剂、阴离子系表面活性剂和阳离子系表面活性剂组成的组中的至少一种。
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、此外的聚氧乙烯衍生物、环氧乙烷/环氧丙烷嵌段共聚物、失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯失水山梨糖醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、脂肪酸甘油酯、聚氧乙烯脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
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或油醇硫酸酯钠等高级醇硫酸酯盐类、月桂基硫酸钠或月桂基硫酸铵等烷基硫酸盐类、十二烷基苯磺酸钠或十二烷基萘磺酸钠等烷基芳基磺酸盐类等。
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或月桂基三甲基氯化铵等胺盐或季铵盐等。这些表面活性剂可以各自单独或两种以上组合使用。
上述显影液中的表面活性剂的浓度通常为0.01～10质量％，优选为0.05～8质量％，更优选为0.1～5质量％。显影后，进行水洗，而且根据需要也可以在150～230℃实施10～60分钟的后烘。
以下，以实施例为基础更详细地说明本发明，但下述公开的本发明的实施方式仅为例示，本发明的范围不限定于这些实施方式。本发明的范围示于权利要求范围中，进一步包括在与权利要求范围记载等同的意义以及范围内进行的所有变更。此外，以下的实施例、比较例中表示含量的“％”和“份”只要没有特别提及则为质量基准。
合成例1～6的碱溶性树脂的制造
合成例1:
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1000ml烧瓶中，投入丙二醇单甲基醚乙酸酯400份、AIBN 7份、三环癸烷二甲醇丙烯酸酯45份、甲基丙烯酸缩水甘油酯58份、苯乙烯20份、甲基丙烯酸40份、丙烯酸2-乙基己酯20份，且进行氮置换。然后，一边搅拌一边将反应液的温度升至100℃，升高后搅拌4小时。这样合成的合成例1的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为6500，Tg为-25℃。
合成例2:
对于合成例1的碱溶性树脂，将反应时间变更为3小时，从而制造合成例2的碱溶性树脂。合成例2的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为4300，Tg为-65℃。
合成例3:
对于合成例1的碱溶性树脂，将反应时间变更为2小时，从而制造合成例3的碱溶性树脂。合成例3的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为3700，Tg为-83℃。
合成例4:
对于合成例1的碱溶性树脂，将反应时间变更为1小时，从而制造合成例4的碱溶性树脂。合成例4的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为2200，Tg为-115℃。
合成例5:
对于合成例1的碱溶性树脂，将反应时间变更为9小时，从而制造合成例5的碱溶性树脂。合成例5的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为9600，Tg为15℃。
合成例6:
对于合成例1的碱溶性树脂，将反应时间变更为12小时，从而制造合成例6的碱溶性树脂。合成例6的碱溶性树脂的最终固体成分为31.0％，固体成分酸值为120㎎KOH/g，由GPC测定的重均分子量为13100，Tg为27℃。
实施例1～7及比较例1～8的着色感光性树脂组合物的制造
实施例1:
将(A)着色剂、作为(B)碱溶性树脂的5份合成例1的碱溶性树脂及5份SPCY-6L(昭和高分子公司)、作为(C)多官能性单体的6份A9550、作为(D)光聚合引发剂的3份OXE-02(巴斯夫公司)、和作为(E)溶剂的46份丙二醇单甲基醚乙酸酯混合，从而制造实施例1的着色感光性树脂组合物，其中，作为(A)着色剂，使用30份将作为颜料的25份C.I.颜料蓝15:6、作为颜料分散剂的5.0份BYK-2001和作为溶剂的70份丙二醇单甲基醚乙酸酯混合并利用珠磨机使颜料充分地分散而成的颜料分散液，且使用5份作为染料的C.I.溶剂紫13。
实施例2:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(D)光聚合引发剂用OXE-03(巴斯夫公司)代替，从而制造实施例2的着色感光性树脂组合物。
实施例3:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(D)光聚合引发剂用SPI-03(三养公司)代替，从而制造实施例3的着色感光性树脂组合物。
实施例4:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(B)碱溶性树脂中的合成例1的碱溶性树脂用合成例2的碱溶性树脂代替，从而制造实施例4的着色感光性树脂组合物。
实施例5:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(B)碱溶性树脂中的合成例1的碱溶性树脂用合成例3的碱溶性树脂代替，从而制造实施例5的着色感光性树脂组合物。
实施例6:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(A)着色剂中的染料用C.I.溶剂紫8代替，从而制造实施例6的着色感光性树脂组合物。
实施例7:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(A)着色剂中的染料用C.I.酸性紫47代替，从而制造实施例7的着色感光性树脂组合物。
比较例1:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(D)光聚合引发剂用I-369(巴斯夫公司)代替，从而制造比较例1的着色感光性树脂组合物。
比较例2:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(D)光聚合引发剂用I-907(巴斯夫公司)代替，从而制造比较例2的着色感光性树脂组合物。
比较例3:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(B)碱溶性树脂中的合成例1的碱溶性树脂用合成例4的碱溶性树脂代替，从而制造比较例3的着色感光性树脂组合物。
比较例4:
在实施例4的着色感光性树脂组合物中，将(B)碱溶性树脂中的合成例2的碱溶性树脂用合成例5的碱溶性树脂代替，从而制造比较例4的着色感光性树脂组合物。
比较例5:
在实施例4的着色感光性树脂组合物中，将(B)碱溶性树脂中的合成例2的碱溶性树脂用合成例6的碱溶性树脂代替，从而制造比较例5的着色感光性树脂组合物。
比较例6:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，使(A)着色剂仅包含上述颜料分散液而不包含染料，从而制造比较例6的着色感光性树脂组合物。
比较例7:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(A)着色剂中的染料用下述颜料分散液代替，从而制造比较例7的着色感光性树脂组合物。
将作为颜料的25份C.I.颜料蓝15:4、作为颜料分散剂的5.0份BYK-2001和作为溶剂的70份丙二醇单甲基醚乙酸酯混合并利用珠磨机使颜料充分地分散而成的颜料分散液。
比较例8:
在实施例1的着色感光性树脂组合物中，将(A)着色剂中的染料用下述颜料分散液代替，从而制造比较例8的着色感光性树脂组合物。
将作为颜料的25份C.I.颜料蓝16、作为颜料分散剂的5.0份BYK-2001和作为溶剂的70份丙二醇单甲基醚乙酸酯混合并利用珠磨机使颜料充分地分散而成的颜料分散液。
制造例:利用了着色感光性树脂组合物的滤色器的制造
将上述实施例1～7及比较例1～8的着色感光性树脂组合物通过旋涂法涂布于原玻璃(bare glass)基板上，然后置于加热板上在100℃的温度维持2分钟，形成薄膜。接着，在上述薄膜上放置具有使透过率在1～100％的范围进行阶梯状变化的图案和1μm～100μm的线条/间隙图案的试验光掩模，且将与试验光掩模的间隔设为200μm而照射紫外线。此时，紫外线光源使用含有全部g、h、i线的1KW的高压水银灯，并以50mJ/cm2的照度进行照射，没有使用特别的光学过滤器。将上述照射了紫外线的薄膜在pH 10.5的KOH水溶液显影溶液中浸渍2分钟而进行显影。后工序烘烤(Bake)在230℃加热板(hotplate)上进行20分钟。由此制造的、利用了实施例1～7及比较例1～8的着色感光性树脂组合物的基于实施例1～7及比较例1～8的滤色器的膜厚度为3.0μm。
试验例:利用了着色感光性树脂组合物的滤色器的物性评价
光学各向同性(Rth)测定
将基于上述实施例1～7及比较例1～8的滤色器利用AxoScan(Axometrics公司)设备以涂膜状态测定光学各向同性(Rth)。
光学各向同性(Rth)值利用下述[数学式1]来计算，利用下述[数学式1]计算的值示于下述[表1]中。
[数学式1]
Rth＝{(nx+ny)/2－nz}×d
上述[数学式1]中，可以利用涂膜的三个方向的折射率(nx、ny、nz)和厚度(d)来进行计算(数学式1中折射率没有单位，厚度单位为nm。)，在利用上述[数学式1]计算的光学各向同性值包含在1～5nm的情况下，滤色器没有光学各向异性，因此可以提高可视性。
<评价基准>
OK：Rth值为1nm以上且小于5nm
NG：Rth值超过5nm
耐溶剂性评价
将基于上述实施例1～7及比较例1～8的滤色器在PGMEA溶剂中以60℃浸渍10分钟，对评价前后的色差进行比较评价。此时，色差利用下述[数学式2]进行计算，利用下述[数学式2]计算的值示于下述[表1]中。
[数学式2]
ΔEab*＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
上述[数学式2]表示由L*、a*、b*定义的三维色度计中的色差，利用上述[数学式2]计算的色差越小，越能够制造高可靠性的滤色器。
<评价基准>
○：耐化学性优异(没有图案的变化，且Δ(Eab*)小于3.0)
△：耐化学性良好(稍微存在图案的变化，或Δ(Eab*)为3.0以上且小于5.0)
×：耐化学性不良(存在图案的变化，或Δ(Eab*)为5.0以上)
分辨率评价
对于基于上述实施例1～7及比较例1～8的滤色器，通过线条/间隙(line&space)、20μm图案的脱离与否来评价分辨率，并将其结果示于下述[表1]中。
<评价基准>
OK：在制作基板后20μm图案附着
NG：在制作基板后20μm图案脱离
图案锥角测定
对于基于上述实施例1～7及比较例1～8的滤色器，通过SEM确认基板的线条/间隙、100μm图案的截面，从而测定锥角，并将其结果示于下述[表1]中。
<评价基准>
OK：锥角为50°以下
NG：锥角超过50°
[表1]
区分 光学各向同性 耐溶剂性 分辨率 锥角
实施例1 OK O OK OK
实施例2 OK O OK OK
实施例3 OK O OK OK
实施例4 OK O OK OK
实施例5 OK O OK OK
实施例6 OK O OK OK
实施例7 OK O OK OK
比较例1 OK △ OK OK
比较例2 OK X OK OK
比较例3 OK △ NG OK
比较例4 OK O OK NG
比较例5 OK O OK NG
比较例6 NG O OK OK
比较例7 NG O OK OK
比较例8 NG O OK OK
参照上述[表1]可知，利用本发明的着色感光性树脂组合物而制造的基于实施例1～7的滤色器的光学各向同性(Rth)值包含在1～5nm范围内，没有光学各向异性，且灵敏度和可靠性优异而耐溶剂性和分辨率优异，此外，具有平缓的图案锥面，但基于比较例1～8的滤色器并不这样。
由此可知，在利用本发明的着色感光性树脂组合物来制造滤色器的情况下，灵敏度和可靠性优异而耐溶剂性和分辨率优异，具有平缓的锥角而着色感光性树脂组合物的工序性提高，且光学各向同性(Rth)值包含在1～5nm的范围内，没有光学各向异性，因此可视性提高。

Claims (3)

1.一种着色感光性树脂组合物在制造具有平缓的图案锥面的滤色器或显示装置中的应用，其特征在于，所述着色感光性树脂组合物包含(A)着色剂、(B)碱溶性树脂、(C)多官能性单体、(D)光聚合引发剂及(E)溶剂，
所述(A)着色剂包含选自C .I .溶剂紫8、13和47的紫色染料中的一种以上的染料，
所述(B)碱溶性树脂包含羧基，且玻璃化转变温度Tg在0 ~ -100℃范围内，
所述(D)光聚合引发剂包含下述化学式1所表示的化合物，
所述化学式1所表示的化合物为咔唑系化合物或芴系化合物，
由所述着色感光性树脂组合物制造的薄膜在膜厚度1.5 ~ 4.5 μm时光学各向同性值为1 ~ 5 nm，
所述光学各向同性值由下述数学式1计算而得，
化学式1
Figure 305870DEST_PATH_IMAGE001
所述化学式1中，
A为-CH-或氮，
所述R1 ~ R8各自独立地为氢、碳原子数1 ~ 20的烷基、下述化学式2、-COR16或-NO2，或者R1与R2、R2与R3、R3与R4、R5与R6、R6与R7、或R7与R8中的至少一组为下述化学式3，
R16为芳基，
R13为烷基、烯基、环烯基、炔基、环烷基或芳基，
化学式2
Figure 974355DEST_PATH_IMAGE002
所述化学式2中，
所述R14为氢、碳原子数3 ~ 8的环烷基、碳原子数2 ~ 5的烯基、碳原子数1 ~ 20的烷氧基、碳原子数1 ~ 20的烷基、苯基、或萘基，所述R15为取代或非取代的碳原子数6 ~ 20的芳基、碳原子数3 ~ 20的杂芳基、或取代或非取代的碳原子数1 ~ 10的烷基，所述X为CO或直接连接，
化学式3
Figure 838406DEST_PATH_IMAGE003
所述R9 ~ R12各自独立地为氢、取代或非取代的碳原子数1 ~ 20的烷基、或取代或非取代的苯基，
数学式1
Rth={(nx+ny)/2－nz}×d
所述数学式1中，Rth、nx、ny、nz以及d分别如下：
Rth：光学各向同性值，
nx、ny、nz：涂膜的三个方向即x、y、z方向的折射率，
d：涂膜的厚度。
2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，
所述化学式1中，
所述R13为取代或非取代的碳原子数1 ~ 20的烷基、碳原子数2 ~ 12的烯基、碳原子数4~ 8的环烯基、碳原子数2 ~ 12的炔基、碳原子数3 ~ 10的环烷基、苯基、或萘基；
所述R16为被选自由碳原子数1 ~ 20的烷氧基和碳原子数1 ~ 20的烷基组成的组中的一种以上的取代基取代或非取代的碳原子数6 ~ 20的芳基。
3.根据权利要求1所述的应用，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，
所述(A)着色剂的含量为5 ~ 60重量%，
所述(B)碱溶性树脂的含量为10 ~ 80重量%，
所述(C)多官能性单体的含量为5 ~ 50重量%，
所述(D)光聚合引发剂的含量为0.1 ~ 10重量%，
所述(E)溶剂的含量相对于所述着色感光性树脂组合物总重量为60 ~ 90重量%。
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