CN111684357B - 着色感光性树脂组合物及使用其制造的滤色器元件和显示装置 - Google Patents

着色感光性树脂组合物及使用其制造的滤色器元件和显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种着色感光性树脂组合物、以及使用所述着色感光性树脂组合物制备的滤色器元件和显示装置，上述感光性树脂组合物在进行光固化和显影后制备的涂膜的表面与水的接触角为100°～160°，所述涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为40°～70°，所述涂膜的表面与水的接触角：所述涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角＝1：0.4～1：0.6。

Description

着色感光性树脂组合物及使用其制造的滤色器元件和显示 装置
技术领域
本发明有关于着色感光性树脂组合物及使用其制造的显示装置和滤色器元件。
背景技术
滤色器元件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。
滤色器元件通过染色法、印刷法、颜料分散法、或电沉积法来制造，随着最近显示材料基板的大型化，已提出使用喷墨法的减少成本的方法。
例如，以往制造滤色器时，通过光刻法形成构成黑色矩阵的分隔壁(partitionwall)，使用喷墨法在被分隔壁包围的开口部喷射、涂布红色、绿色和蓝色油墨以形成像素。最近研究过的量子点(Quantum dot)显示装置也是如此。
在制造有机EL显示元件时，通过光刻法形成构成像素(pixel)的分隔壁，然后使用喷墨法在被分隔壁包围的开口部喷射、涂布空穴传输材料、发光材料的溶液而形成具有空穴传输层、发光层等的像素。最近研究过的量子点(Quantum dot)显示装置也是如此。
显示器的类型可大致分为两种方式，可分为如液晶显示装置(LCD)那样在背面存在光源通过滤光器或光转换层来显示颜色的方式，以及如有机发光二极管(OLED)那样施加电来产生光的方式。但是，在显示元件的情况下，量子点(Quantum dot)具有如下特征：能够起到通过光能的光转换层的作用，也能够通过施加电能来产生光。
上述两种方式均在制作滤色器元件时，形成分隔壁且防止在元件中发生颜色混合是非常重要的。在上文中提及的液晶显示装置(LCD)的情况下，采用以黑色形成分隔壁来阻挡光的方式，在有机发光二极管的情况下，主要采用将金属蒸镀的方式来抑制颜色混合的方法。因此，提出了用于防止在制造滤色器元件时发生颜色混合的各种方法。
此外，为了降低成本和提高生产率，对于形成着色矩阵的材料，要求具有能够以低曝光量图案化的高灵敏度。而且，由于像素中使用的材料的高级化，制造像素时使用的材料的价格飞涨，因此相较于现有的旋涂或狭缝涂布进行图案化，仅在所需部分上使用材料而使尽可能抑制材料的使用的方法正受到关注，作为最具有代表性的方法，可以举出喷墨法。喷墨法由于仅对期望的像素使用材料，因此能够防止材料被不必要地浪费。当通过喷墨法制造滤色器元件时，对于分隔壁要求具有弹出作为喷墨机的排出液的水或有机溶剂等的性质，即所谓的拒液性。
另一方面，使用喷墨法形成在像素上的油墨层需要具有高的膜厚均匀性，因此分隔壁的侧面部或基材部需要具有能够被排出液润湿的能力，即所谓的亲液性。
韩国公开专利第10-2013-0132655号公开了感光性树脂组合物、使用其的感光性组件、图像显示装置的分隔壁的形成方法、以及图像显示装置的制造方法，但实际情况是形成像素时仍不满足所要求的条件。
韩国注册专利第10-1420470号中，在制造具有优异的遮光性和拒液性的分隔壁时，与特定化学结构的化合物一起限定了与水的接触角为90°以上、与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为20°以上。然而，通过上述发明制造的分隔壁对应于本发明的比较例3至7，且示出喷墨性能降低的结果。
发明内容
技术课题
本发明的目的在于，提供一种能够形成拒液性优异、对于蓝色以外的光的遮光性优异的分隔壁的着色感光性树脂组合物。
此外，本发明的目的在于，提供一种能够形成无表面缺陷的像素的着色感光性树脂组合物。
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制造的滤色器元件和显示装置。
解决课题的方法
本发明提供一种着色感光性树脂组合物，其进行光固化和显影后制备的涂膜的表面与水的接触角为100°～160°，涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为40°～70°，涂膜的表面与水的接触角：涂膜的表面与PGMEA的接触角＝1：0.4～1：0.6。
此外，本发明提供一种使用着色感光性树脂组合物制造的滤色器元件。
此外，本发明提供一种包括滤色器元件的显示装置。
发明效果
根据本发明的实施例的着色感光性树脂组合物的特征在于，显影后涂膜的表面与水的接触角和与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角分别示出特定范围并且各个接触角的关系具有特定关系的范围内的值时，能够形成拒液性优异、对于油墨的蓝色以外的光的遮光性优异的分隔壁。因此，根据本发明的着色感光性树脂组合物能够防止相邻像素之间的油墨颜色混合。
此外，本发明的着色感光性树脂组合物能够形成不发生表面缺陷的像素。
此外，根据本发明的着色感光性树脂组合物可有效地用于制造滤色器元件和显示装置。
附图说明
图1至3为示出像素形成的测量结果的照片。
具体实施方式
本发明涉及一种着色感光性树脂组合物以及使用所述着色感光性树脂组合物制造的滤色器元件和显示装置，所述在进行光固化和显影后制备的涂膜的表面与水的接触角为100°～160°、涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为40°～70°，且涂膜的表面与水的接触角：涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角＝1：0.4～1：0.6。
以下，对于本发明进行更详细说明。
〈着色感光性树脂组合物〉
根据本发明的着色感光性树脂组合物优选在将着色感光性树脂组合物涂覆在基板上并在曝光量为40～160mJ/cm2的条件下进行光固化后显影来制备涂膜的表面，涂膜的表面与水(去离子水(DIW))的接触角为100°～160°、与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为40°～70°。
在本说明书中，“接触角”是在固体与液体接触的点处对于液体表面的切线与固体表面所形成的角，由包含液体的一侧的角度来定义。
当在上述条件下与水(DIW)的接触角小于100°时，可能发生在喷墨法中水分被吸附至分隔壁而无法进行喷墨法的问题。另一方面，当接触角大于160°时，可能发生因疏水性增加而油墨在分隔壁上滚动的问题。
此外，当与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角小于40°时，分隔壁的上部被油墨弄湿而难以通过喷墨法制造，当大于70°时，可能会发生因过高的接触角而对通过喷墨法的图案平坦度产生不利影响的问题。
在本发明的着色感光性树脂组合物中，从使用喷墨法形成均匀图案且实现高收率的方面考虑，优选与水的接触角：与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角＝1：0.4～1：0.6。
具有上述特性的本发明的着色感光性树脂组合物可以包含(A)粘合剂树脂、(B)光聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)着色剂和(E)溶剂。
以下，对于根据本发明的着色感光性树脂组合物的各个组分更详细描述。
(A)粘合剂树脂
根据本发明实施例的着色感光性树脂组合物包含对基材赋予密合力而能够形成涂膜的粘合剂树脂，作为粘合剂树脂，可以使用碱溶性树脂。
上述碱溶性树脂通常使利用着色感光性树脂组合物而形成的着色感光性树脂层的未曝光部呈碱溶性，并且起到针对后述的着色剂的粘合剂树脂和分散介质的作用。
对于上述碱溶性树脂，只要是在制造滤色器的显影步骤中使用的碱性显影液中能够溶解的聚合物，则可以无特别限制地使用，但在本发明中，优选使用具有环氧基的碱溶性树脂。
作为上述碱溶性树脂，可以举出例如具有环氧基的单体和可与该单体共聚的其他单体的共聚物。
作为上述具有环氧基的单体，具体可以举出例如3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸-9-基丙烯酸酯、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸-8-基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、和4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚。
作为上述可与具有环氧基的单体共聚的其他单体，具体可以举出不饱和羧酸氨基烷基酯、不饱和羧酸缩水甘油酯、羧酸乙烯基酯、不饱和醚类、乙烯基氰化物、不饱和酰胺类、不饱和酰亚胺类、脂肪族共轭二烯类、以及在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单体，这些单体可单独使用，也可将两种以上混合使用。
上述碱溶性树脂的重均分子量为3,000～20,000g/mol，优选为5,000～15,000g/mol。
此外，上述碱溶性树脂的酸值以固体成分基准为50～200mg KOH/g，在上述范围内时，对于碱性显影的显影性优异，抑制残渣产生，能够提高图案的密合性。
相对于着色感光性树脂组合物的固体成分的总重量，用作粘合剂树脂的上述碱溶性树脂的含量为30～60重量％，优选为40～50重量％。如果碱溶性树脂的含量处于上述范围内，则易于形成图案，提高分辨率和留膜率，因此优选。
在本发明中，着色感光性树脂组合物的固体成分是指将溶剂除外的成分的合计。
(B)光聚合性化合物
上述(B)光聚合性化合物是可通过光聚合引发剂的作用而聚合的化合物，可包括氟系化合物。在氟系化合物的情况下，以与光聚合性化合物一同具有光聚合特性为特征。其具体例优选为包含具有与丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯一同导入有氟的结构的化合物的多官能化合物，所述丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯为：丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate)(CAS号2993-85-3)、丙烯酸五氟苯酯(pentafluorophenylacrylate)(CAS号71195-85-2)、丙烯酸2,2,3,3,3-五氟丙酯(2,2,3,3,3-pentafluoropropyl acrylate)(CAS号356-86-5)、和甲基丙烯酸2,2,3,3-四氟丙酯(2,2,3,3-tetrafluoropropyl methacrylate)(CAS号45102-52-1)。
相对于本发明的着色感光性树脂组合物的固体成分的总重量，上述光聚合性化合物的含量为10～40重量％，优选为20～35重量％。当光聚合性化合物的含量处于上述范围内时，能够使像素部的强度和平坦性良好。
(C)光聚合引发剂
上述光聚合引发剂(C)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，考虑聚合特性性、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。
作为上述苯乙酮系化合物，具体可以举出例如二乙氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、芐基二甲基缩酮、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-甲硫基苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-芐基-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-酮和2-(4-甲基芐基)-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，具体可以举出例如苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚和苯偶姻异丁醚等。
作为上述二苯甲酮系化合物，具体可以举出例如二苯甲酮、邻苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲酰-4'-甲基二苯基硫醚、3,3',4,4'-四(叔丁基过氧羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮。
作为上述三嗪系化合物，具体可以举出例如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-(4-二乙氨基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和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。
作为上述联咪唑系化合物，具体可以举出例如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'-联咪唑和4,4',5,5'位置的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物。
更优选地，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'-四苯基联咪唑和2,2-双(2,6-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑。
作为上述肟系化合物，具体可以举出例如邻乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮等，作为市售品，可以为巴斯夫公司的OXE01和OXE02。
作为上述噻吨酮系化合物，具体可以举出例如2-异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮和1-氯-4-丙氧基噻吨酮。
上述光聚合引发剂可各自单独使用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的固体成分的总重量，光聚合引发剂的含量为2～20重量％，优选为5～15重量％。
在上述范围内时，着色感光性树脂组合物的灵敏度增加，使用该着色感光性树脂组合物形成的像素部的强度和该像素部的表面的光滑性可以变佳。
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是用于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，可以举出例如胺系化合物或烷氧基蒽系化合物等。
作为上述胺系化合物，具体可以举出例如三乙醇胺、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)二苯甲酮和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，具体可以举出例如9,10-二甲氧基蒽、2-乙基-9,10-二甲氧基蒽、9,10-二乙氧基蒽和2-乙基-9,10-二乙氧基蒽等。
此外，作为光聚合引发助剂，可以使用市售品，作为市售的光聚合引发助剂，可以举出“EAB-F”(制造商：由保土谷化学工业株式会社)。
当使用上述光聚合引发助剂时，对于每1摩尔光聚合引发剂，通常使用大于0摩尔且为10摩尔以下，优选使用0.01～5摩尔。如果光聚合引发剂的含量大于0摩尔且为10摩尔以下的范围，则着色感光性树脂组合物的灵敏度进一步提高，使用着色感光性树脂组合物形成的滤色器的生产率可以提高。
(D)着色剂
本发明的着色感光性树脂组合物包含蓝色着色剂和白色着色剂的至少一种作为着色剂。
上述着色剂可以将颜料、染料和天然色素中的任一种或两种以上组合使用，其中，从耐热性、显色性优异的方面考虑，优选使用有机颜料。作为有机颜料和无机颜料，具体可以举出颜色索引(染色家协会(The Society of Dyers and Colourists)出版)中分类为颜料的化合物，可以举出如下颜色索引(C.I.)号的颜料，但并不一定限于此。
颜色索引(C.I.)号的颜料可以举出：
C.I.颜料蓝15(15:3、15:4、15:6等)、16、21、28、60、64和76；
C.I.颜料白4、5、6、6:1、和22；
C.I.颜料黄20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180和185；
C.I.颜料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65和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、264和279；
C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37和38；
C.I.颜料绿7、10、15、25、36、47和58；
C.I.颜料棕28；
C.I.颜料紫23、32和29；
C.I.颜料黑1、31、32、以及巴斯夫公司的有机黑100CF等。
上述颜料各自可以单独使用或将两种以上组合使用。
在上面列出的C.I.颜料中，作为蓝色着色剂，优选为C.I.颜料蓝15:6或60，作为白色着色剂，优选为C.I.颜料白6。
相对于着色感光性树脂组合物的固体成分的总重量，本发明的着色感光性树脂组合物中所含的着色剂的含量为5～20重量％，优选为7～15重量％。
如果上述着色剂的含量处于上述范围内，则能够得到光学密度优异的效果。在含量小于5重量％的情况下，光特性方面不佳，在含量大于20重量％的情况下，可靠性和弹性模量可能不佳。
(E)溶剂
上述溶剂只要有效溶解着色感光性树脂组合物所含的其他成分，则可以没有特别限制地使用通常用于着色感光性树脂组合物的溶剂，特别优选为醚类、乙酸酯类、芳烃类、酮类、醇类或酯类等。
作为上述醚类，可以举出例如乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、乙二醇单丙基醚和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、和二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚类。
作为上述乙酸酯，可以举出例如甲基溶纤乙酸剂、乙基溶纤乙酸剂、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-甲氧基丁乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基-1-丁酸乙酯、甲氧基戊乙酸酯、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、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯。
作为上述芳烃类，可以举出例如苯、甲苯、二甲苯和均三甲苯。
作为上述酮类，可以举出例如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮和环己酮。
作为上述醇类，可以举出例如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、甘油和4-羟基-4-甲基-2-戊酮等。
作为上述酯类，可以举出例如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯和γ-丁内酯。
上述溶剂可以各自单独使用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-乙氧基丙酸乙酯和3-甲氧基丙酸甲酯。
相对于着色感光性树脂组合物的总重量，上述溶剂的含量为50～80重量％，优选为65～75重量％。如果溶剂的含量处于50～80重量％的范围内，则在使用涂布装置进行涂布时涂布性变佳，涂布装置为辊涂机、旋涂机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机(有时称为模涂机)和喷墨涂布机等。
(F)添加剂
本发明的着色感光性树脂组合物除了上述成分以外可以在不影响本发明目的的范围内根据本领域技术人员的需要包含添加剂。
上述添加剂例如可以进一步包含选自由其他高分子化合物、固化剂、分散剂、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；聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯和聚氨酯等热塑性树脂。
上述固化剂是为了实现深部固化和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、三聚氰胺化合物和氧杂环丁烷化合物。
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、或者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)聚合物环氧化物、异戊二烯(共)聚合物环氧化物、缩水甘油基(甲基)丙烯酸酯(共)聚合物和异氰脲酸三缩水甘油酯。
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(carbonate bisoxetane)、二甲苯双氧杂环丁烷、己二酸酯双氧杂环丁烷(adipatebisoxetane)、对苯二甲酸酯双氧杂环丁烷(terephthalate bisoxetane)、和环己烷二羧酸双氧杂环丁烷(cyclohexane dicarboxylic acid bisoxetane)。
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。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，可以举出市售品的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。
可以使用表面活性剂以进一步改善着色感光性树脂组合物的成膜性，优选使用有机硅系表面活性剂或氟系表面活性剂等。
关于上述有机硅系表面活性剂，例如作为市售品，可以举出道康宁东丽有机硅公司的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA和SH8400等，GE东芝有机硅公司的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460和TSF-4452等。关于上述氟系表面活性剂，例如作为市售品，可以举出Megafac F-554、F-470、F-471、F-475、F-482和F-489(大日本油墨化学工业公司)、BM-1000、BM-1100(BM Chemie公司)、Fluorad FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M(株))等。上述例示的表面活性剂可以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和密合性而使用的添加剂，可包括含有选自由羧基、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，具体可以举出例如三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷和β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。
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)和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-氯苯并三唑和烷氧基二苯甲酮等。
作为上述防凝剂的具体例，可以举出聚丙烯酸钠等。
相对于上述着色感光性树脂组合物整体100重量％，上述添加剂的含量可以为0.1～10重量％。当添加剂的含量相对于于着色感光性树脂组合物处于上述范围内时，具有如下优点：能够在不使由上述着色感光性树脂组合物制造的滤色器的性能下降的同时，赋予添加剂各自所期望的性能。
此外，本发明提供使用上述着色感光性树脂组合物制造的滤色器元件或滤色器以及包括其的显示装置。
本发明的滤色器元件只要是通过使用上述着色感光性树脂组合物的已知滤色器元件制造方法制造的滤色器元件，就没有特别限制。
本发明的滤色器包括基板和形成在上述基板上的颜色层。
基板可以为玻璃基板、硅片和塑料基板等，例如聚醚砜(PES)、聚酰亚胺(PI)、或聚碳酸酯(PC)，其种类不受特别限制。
颜色层可以是通过在基材上涂布包含粘合剂树脂、光聚合性单体、光聚合引发剂、着色剂和溶剂以及根据需要的添加剂的着色感光性树脂组合物，并形预定的图案后进行曝光和显影而形成的层。
以下根据本发明的滤色器的图案形成方法详细描述。
滤色器的图案形成方法可包括：在基板上涂布着色感光性树脂组合物的步骤；将溶剂干燥的前烘步骤；在所得的被膜上放置光掩模并照射活性光而使曝光部固化的步骤；实施利用碱水溶液而将未曝光部溶解的显影工序的步骤；以及实施干燥和后烘的步骤。
上述基材是玻璃基板或聚合物板。作为玻璃基板，优选可以使用钠钙玻璃、含钡或锶的玻璃、铅玻璃、铝硅酸盐玻璃、硼硅酸盐玻璃、钡硼硅酸盐玻璃、或石英。此外，作为聚合物板，可以举出聚碳酸酯、丙烯酸(acryl)、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚醚硫醚或聚砜。
此时，为了获得期望的厚度，可进行使用例如辊涂机、旋涂机、狭缝旋转涂布机、狭缝涂布机(有时称为模涂机)、喷墨涂布机等涂布装置的湿式涂布方法。
前烘可以通过利用烘箱、热板等加热而进行。此时，前烘的加热温度和加热时间可根据所使用的溶剂而适宜选择，例如以80℃～150℃的温度和1～30分钟的时间进行。
此外，前烘后进行的曝光利用曝光机来进行，通过光掩模进行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。
作为适于该碱性显影的显影液，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、碳酸钾或碳酸锂等碳酸盐的碱性水溶液，在10～50℃、优选20～40℃的温度内使用显影机或超声波清洗机来进行显影。
后烘是为了提高图案化的膜与基板的密合性而进行的，在80～230℃、10～120分钟的条件下通过热处理来进行。后烘与前烘一样，利用烘箱、加热板等来进行。
通过上述步骤，获得与着色感光性树脂组合物中的着色剂的颜色对应的像素或分隔壁，此外可以通过进行这样的图案形成步骤来制备用于喷墨法的图案。在这样制造的分隔壁上通过喷墨法涂布彩色油墨或通过喷墨法涂布自发光油墨，从而完成元件的结构，其构成和制造方法类似于本发明的技术领域的一般技术人员所知。
除了包括使用本发明的着色感光性树脂组合物制造的分隔壁之外，显示装置包括本发明的技术领域中普通技术人员已知的构成。
使用本发明的着色感光性树脂组合物制造的分隔壁具有优异的拒液性(liquidrepellency)，且对于蓝色以外的光的遮光性优异。因此，可防止相邻像素之间的油墨颜色混合，形成没有表面缺陷的像素，提高显示装置的可靠性。
实施方式
以下，利用实施例和对比例更详细说明本发明。然而，以下的实施例用于例示本发明，本发明不受下述实施例的限定，可进行各种修改和改变。本发明的范围取决于权利要求书的技术思想。
实施例和比较例
〈基板的制备〉
作为包含(A)粘合剂树脂、(B)光聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)包含蓝色着色剂和白色着色剂中的至少一种的着色剂和(E)溶剂的本发明的组合物，使用东友精细化工有限公司的SY-O1410或SY-O1533溶液，且使用涂布机(Opticoat MS-A150，Mikasa公司制造)，按照各着色感光性树脂组合物能够实现预定厚度的RPM进行涂布，然后在90℃的加热板(hot-plate)上前烘1～10分钟，从而形成涂膜。之后，在上述涂膜上放置用于形成图案的掩模，然后使用曝光机(HB-50110AA，牛尾公司制造)，按照表1和表2中所记载的量(mJ/cm2)照射紫外线(UV)进行图案曝光。上述曝光后，用碱性水溶液显影80秒溶解不需要的部分而去除，并用去离子水(DIW)冲洗。将形成的部分在对流烘箱(convection oven)中以220℃的温度进行30分钟热固化，从而制造实施例1～6和比较例1～7的试片。下面的表1和表2示出实施例1～6和比较例1～7的详细制造条件和膜厚度。此时，上述使用的SY-O1410溶液以固体成分基准含有13％的C.I.颜料蓝15:6，SY-O1533溶液以固体成分基准含有10％的C.I.颜料白6和5％的C.I.颜料蓝15:6。
接触角的测量
对于实施例1～6和比较例1～7中制造的涂膜的接触角，使用KRUSS公司的DSA100制品，在25℃的温度和40％的湿度气氛下，测定与各个溶剂的接触角。对于各个接触角，在60秒内每秒测量与各个溶剂的接触角，将各个接触角的平均值记载于表1和表2。
[表1]
[表2]
像素形成的评价试验
使用如下制备的量子点油墨、红色油墨和透明油墨的各个不同油墨，利用喷墨方式使用上述实施例1～6和比较例1～7的着色感光性树脂组合物制造图案基板，并测量和评价像素形成。下面的表3示出其结果。
合成例1：量子点油墨的制备
量子点一般是指在注入光或注入电子时发出特定波长的光奈米尺寸的粒子。本实验中使用的量子点粒子被设计成：当将Nanoco公司制造的绿色粒子与红色粒子以1：2的比例投入时，能够同时显示出未被完全吸收的蓝色光源和绿光以及红光。在三口烧瓶(3-Neckflask)中，放入绿色量子点粒子230mg和红色量子点粒子460mg，且投入以固体成分计算时相对于粒子为30％的毕克公司的DISPERBYK-111分散剂。
进一步加入日本昭和高分子公司的SPCY-1L树脂8.3g、以及将丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)和丙二醇二乙酸酯(PGDA)调节为8：2的比例而成的溶剂10g，从而制造量子点油墨。
合成例2：红色油墨的制备
使用TOYO公司的含有红254颜料的研磨基料SC-R324制品4.5g、日本昭和高分子公司的SPCY-1L树脂6.8g、以及丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)和丙二醇二乙酸酯(PGDA)比例为7：3的溶剂12g，制造红色油墨。
合成例3：透明油墨的制备
使用DPHA(二季戊四醇五/六丙烯酸酯，日本化药公司)3.5g、日本昭和高分子公司的SPCY-1L树脂8.3g、以及丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)和丙二醇二乙酸酯(PGDA)比例为7：3的溶剂12g，制造透明油墨。
像素形成的评价
在上述实施例1～6和比较例1～7中制造基板上，利用合成例1～3中制造的量子点油墨、红色油墨和透明油墨的各个不同的油墨，通过喷墨方式形成彩色层，制造彩色像素，并测定和评价像素的形成。像素评价基准如下，评价结果示出于下面的表3。
〈像素形成的评价基准〉
◎：如图1所示那样良好地形成像素
○：在基板上油墨填充90％以上
Δ：如图2所示那样油墨填充的特性低但可以形成像素
X：如图3所示那样不足以形成像素
[表3]
从上述表3可确认，使用量子点油墨、红色油墨和透明油墨的各个不同的油墨并通过喷墨方式制造彩色像素的实施例1～6显示出像素形成均优异的结果。然而，在比较例1～7的情况下，可确认像素形成不良。
具体而言，从比较例3和7可知，虽然与DIW接触角处于100°～160°的范围内且与PGMEA接触角处于40°～70°的范围内，但不满足与DIW接触角：与PGMEA接触角＝1：0.4～1：0.6的情况下，像素形成不容易。此外，从比较例4～6中可知，虽然与DIW接触角：PGMEA接触角的比例为1：0.4～1：0.6，但不满足DIW接触角的范围即100°～160°和PGMEA接触角的范围即40°～70的情况下，像素形成不容易。由这样的结果可知，与水(DIW)的接触角、与PGMEA的接触角、以及与水(DIW)的接触角和与PGMEA的接触角的比例彼此相关，在满足特定条件的情况下，像素形成变得容易。
产业上可利用性
本发明的着色感光性树脂组合物在显影后涂膜的表面与水的接触角和与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角分别示出特定范围并且各个接触角的关系具有特定关系的范围内的值时，能够形成拒液性优异、对于油墨的蓝色以外的光的遮光性优异的分隔壁。因此，根据本发明的着色感光性树脂组合物能够防止相邻像素之间的油墨颜色混合。此外，本发明的着色感光性树脂组合物能够形成不发生表面缺陷的像素。此外，根据本发明的着色感光性树脂组合物可有效地用于制造滤色器元件和显示装置。

Claims (8)

1.一种着色感光性树脂组合物，其包含：(A)粘合剂树脂、(B)光聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(D)着色剂和(E)溶剂，
所述(D)着色剂包含蓝色着色剂和白色着色剂中的至少一种，
将所述着色感光性树脂组合物涂覆在基板上，在90℃的条件下前烘1～10分钟，在曝光量为50～150mJ/cm2的条件下进行光固化后显影，以220℃的温度进行30分钟热固化，从而以3.8～8.5μm的膜厚度制备的涂膜的表面与水的接触角为100°～160°，所述涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角为40°～70°，所述涂膜的表面与水的接触角：所述涂膜的表面与丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角＝1：0.4～1：0.6，
与所述水和丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)的接触角在25℃的温度和40％的湿度条件下测定得到。
2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，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)粘合剂树脂30～60重量％、
(B)光聚合性化合物10～40重量％、
(C)光聚合引发剂2～20重量％、以及
(D)包含蓝色着色剂和白色着色剂中的至少一种的着色剂5～20重量％，并且
相对于所述着色感光性树脂组合物总重量，包含(E)溶剂50～80重量％。
3.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述(B)光聚合性化合物包含氟系化合物。
4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其进一步包含氟系添加剂。
5.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述蓝色着色剂包含选自由C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料蓝60组成的组中的一种以上。
6.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，所述白色着色剂包含C.I.颜料白6。
7.一种滤色器元件，其包含权利要求1至6中任一项所述的着色感光性树脂组合物。
8.一种显示装置，其包含权利要求7所述的滤色器元件。
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