TWI741223B - 著色分散液、含該著色分散液之著色感光性樹脂組合物、使用該組合物製造之圖案層、含該圖案層之彩色濾光片、及含該彩色濾光片之顯示裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供著色感光性樹脂組合物、使用該著色感光性樹脂組合物而製造的圖案層、包含該圖案層的彩色濾光片、以及包含該彩色濾光片的顯示裝置。上述著色感光性樹脂組合物包含著色分散液、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑，上述著色分散液包含含有有機黑色顏料、藍色顏料、紫色顏料及碳黑的著色劑、分散樹脂以及溶劑，該分散樹脂含有下述化學式1的共聚物，化學式1中，R1及R2各自獨立為氫或甲基，a單體與b單體的莫耳比為1：20至20：1。

Description

著色分散液、含該著色分散液之著色感光性樹脂組合物、使用該組合物製造之圖案層、含該圖案層之彩色濾光片、及含該彩色濾光片之顯示裝置
本發明係關於著色分散液、包含該著色分散液的著色感光性樹脂組合物、使用該樹脂組合物而製造的圖案層、包含該圖案層的彩色濾光片、以及包含該彩色濾光片的顯示裝置。
彩色濾光片係廣泛應用於攝像元件、液晶顯示裝置(LCD)等各種顯示裝置，且其應用範圍正迅速擴大。應用於攝像元件、液晶顯示裝置等的彩色濾光片係由紅色(Red)、綠色(Green)及藍色(Blue)等三種顏色的著色圖案形成，或者由黃色(Yellow)、洋紅色(Magenta)及藍綠色(Cyan)等三種顏色的著色圖案形成。
彩色濾光片的各著色圖案一般係利用包含含顏料或染料等的著色劑、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、及溶劑的著色感光性樹脂組合物來形成。利用該著色感光性樹脂組合物的著色圖案加工 通常係透過光微影製程來實施。
著色感光性樹脂為彩色濾光片、液晶顯示材料、有機發光元件、顯示器等中必需的材料。例如，在液晶顯示器中所使用的彩色濾光片的情況下，包含由紅色(Red)、綠色(Green)及藍色(Blue)各色構成的畫素(pixel)，為了防止該等各個畫素的混色或為了隱藏電極的圖案，會在各色著色層間的邊界部分形成黑矩陣。此外，黑色柱狀間隔物(Black Colum Spacer，BCS)係作為與液晶直接接觸的部分，需要優異的耐溶劑性以及在有機膜上不留下任何殘渣的特性。
韓國註冊專利第10-1658374號係關於一種將柱狀間隔物與黑矩陣以一個模組一體化的黑色柱狀間隔物，已揭示滿足如下全部需求的著色感光性樹脂組合物及黑色柱狀間隔物：作為柱狀間隔物而需求的彈性回復率、以及作為黑矩陣而需求的遮光性等特性。然而，在改善耐溶劑性及保存穩定性方面仍不充分。
現有技術文獻 專利文獻
專利文獻1：韓國註冊專利第10-1658374號
本發明係為了解決上述先前技術的問題而提出，其目的在於提供一種顏料分散性及保存穩定性優異的著色分散液。
此外，本發明的目的在於提供一種包含著色分散液、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、及溶劑的著色感光性樹脂組合物。
此外，本發明的目的在於，提供由該著色感光性樹脂組合物製造的圖案層、包含該圖案層的彩色濾光片、以及包含該彩色濾光片的顯示裝置。
為了實現上述目的，本發明提供一種著色分散液，其特徵在於，包含著色劑、分散樹脂及溶劑， 該著色劑包含有機黑色顏料、藍色顏料、紫色顏料及黑色顏料， 該分散樹脂含有下述化學式1的共聚物。
Figure 107136389-A0202-12-0003-3
(化學式1中，R1及R2各自獨立為氫或甲基，a及b各自獨立為1至20的整數。)
此外，本發明提供一種包含本發明之著色分散液、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、及溶劑的著色感光性樹脂組合物。
此外，本發明提供一種由上述本發明之著色感光性樹脂組合物製造的圖案層。
此外，本發明提供一種包含上述本發明之圖案層的彩色濾光片。
此外，本發明提供一種包含上述本發明之彩色濾光片的顯示 裝置。
本發明的著色分散液透過包含含有化學式1共聚物的分散樹脂，從而具有顏料分散性及保存穩定性優異的效果。
此外，本發明的著色感光性樹脂組合物透過包含本發明之著色分散液，從而具有耐溶劑性及保存穩定性等的可靠性優異，且應用於基板時有機膜上不產生殘渣。
此外，本發明的著色感光性樹脂組合物透過將二種以上的環氧當量彼此不同的共聚物混合使用，因此利用上述樹脂組合物而製造的塗膜具備優異的彈性回復率。
以下，對本發明進行更詳細的說明。
本發明係關於一種著色分散液，其特徵在於，包含著色劑、分散樹脂及溶劑，該著色劑包含有機黑色顏料、藍色顏料、紫色顏料及碳黑，該分散樹脂含有下述化學式1的共聚物。
Figure 107136389-A0202-12-0004-4
(化學式1中，R1及R2各自獨立為氫或甲基，a單體與b單體的莫耳比為1：20至20：1。)
本發明的著色分散液使用含有上述化學式1共聚物的分散樹脂，從而能夠提高顏料分散性及保存穩定性，進而能夠提高使用該分散樹脂的著色感光性樹脂組合物的耐溶劑性及保存穩定性等可靠性。
在使用含有上述化學式1共聚物的分散樹脂來製造著色分散液的情況下，能夠獲得其中顏料表面均勻地塗布有上述分散樹脂的著色分散液。因此，包含該著色分散液的著色感光性樹脂組合物會因包含由分散樹脂塗布而成的顏料粒子而防止顏料在溶劑中溶出，因而能夠提高耐溶劑性，且抑制顏料粒子間的凝集而防止著色感光性樹脂組合物的黏度增加，從而能夠提高保存穩定性。
本發明的著色分散液的特徵在於，相對於著色分散液中的固體成分總重量，包含著色劑65至75重量%及分散樹脂7至12重量%，相對於著色分散液總重量，包含溶劑70至80重量%。在著色劑、分散樹脂及溶劑滿足上述範圍的情況下，能夠製造顏料分散性及保存穩定性優異的著色分散液。
此外，上述著色分散液還可額外包含分散劑。透過在著色分散液中添加分散劑而進行分散處理，能夠獲得其中顏料在溶液中更加均勻分散的著色分散液。
此外，本發明係關於包含上述著色分散液、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、及溶劑的著色感光性樹脂組合物。
本發明的著色感光性樹脂組合物包含有機黑色顏料、紫色顏 料、藍色顏料及碳黑作為著色劑，從而能夠提高著色感光性樹脂組合物的光學密度。
此外，本發明的著色感光性樹脂組合物可包含上述化學式1的共聚物作為鹼溶性樹脂。因此能夠透過著色感光性樹脂組合物的交聯反應而提高耐溶劑性及耐化學性等可靠性。
此外，本發明的著色感光性樹脂組合物透過使用包含二種以上如上述化學式1所表示且環氧當量彼此不同的共聚物作為鹼溶性樹脂，從而能夠提高利用該樹脂組合物而製造的塗膜的彈性回復率。
以下，按照各個成分來詳細說明本發明的著色分散液及著色感光性樹脂組合物。
著色劑
本發明中，使用對可見光具有遮光性的著色劑，本發明的著色劑包含有機黑色顏料、紫色顏料及藍色顏料。
有機黑色顏料包含選自由內醯胺黑、苯胺黑及苝黑組成之群組中的一種以上，較佳包含內醯胺黑。透過包含上述有機黑色顏料，從而能夠在提高光學密度的同時不對紅外線區域造成影響，還能夠提高介電常數及透光率。
紫色顏料發揮在400至600奈米區域使透光率減小而使光學密度(optical density，O.D)提高的作用。此外，透過紫色顏料的使用，能夠減少有機黑色顏料的含量，因而能夠提高著色感光性樹脂組合物的可靠性。紫色顏料的種類沒有特別限定，較佳使用選自由C.I.顏料紫色19、23、29、31及37組成之群組中的一種以上，最佳添加C.I.顏料紫色29來使用。
藍色顏料是不含中心金屬的化合物，如果存在中心金屬，則在液晶驅動時可能造成影響，但在本發明中，透過使用不含中心金屬的化合物作為藍色顏料，從而能夠有利於設備驅動。本發明中，藍色顏料只要是不含中心金屬的化合物，則種類沒有特別限定，較佳使用選自由C.I.顏料藍16、60、63及66組成之群組中的一種以上，最佳添加C.I.顏料藍60來使用。
此外，本發明的著色感光性樹脂組合物可包含黑色顏料作為額外著色劑。黑色顏料只要在可見光中具有遮光性，則其種類沒有特別限定，較佳添加選自由鈦黑及碳黑組成之群組中的一種以上來使用，更佳添加碳黑來使用。碳黑只要是具有遮光性的顏料，則沒有特別限定，可使用公知的碳黑。對於作為上述黑色顏料的碳黑而言，具體可舉出槽法碳黑(channel black)、爐法碳黑(furnace black)、熱碳黑(thermal black)、燈黑(lamp black)等。上述碳黑可被覆有樹脂，被覆有樹脂的碳黑與未被覆的碳黑相比，導電性低，能夠在形成黑矩陣或柱狀間隔物時賦予優異的電絕緣性。
本發明中，相對於著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，著色劑的含量為13至60重量%，較佳為25至45重量%。如果著色劑的含量為13至60重量%，則光學密度及可靠性優異。
更具體而言，著色劑可由有機黑色顏料、紫色顏料、藍色顏料及黑色顏料按照1：0.08~2.5：0.2~3.3：0.12~1.7的重量比混合而成。此外，更佳可按照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有機黑色顏料、紫色顏料、藍色顏料及黑色顏料，則 能夠獲得光學密度及可靠性優異的著色感光性樹脂組合物。
分散樹脂
分散樹脂發揮以下作用：透過將著色分散液中的顏料粒子用分散樹脂進行塗布來防止溶解於溶劑，且透過抑制顏料粒子間的凝集來防止因顏料粒子間的凝集所導致的黏度增加。
本發明的分散樹脂含有下述化學式1的共聚物。
Figure 107136389-A0202-12-0008-5
(化學式1中，R1及R2各自獨立為氫或甲基，a單體與b單體的莫耳比為1：20至20：1。)
本發明中，透過包含含有環氧基的上述化學式1的共聚物作為分散樹脂，從而能夠改善耐溶劑性、保存穩定性及殘膜率。
分散樹脂的重均分子量沒有特別限定，可為3,000至100,000，較佳可為3,000至50,000，更佳可為5,000至50,000。
分散樹脂的酸值基於固體成分為50至200毫克KOH/公克，在上述範圍時，能夠提高顏料的分散穩定性。
分散樹脂亦可為上述化學式1所表示的共聚物與能夠與其共聚的其他單體的共聚物。
作為能夠與上述分散樹脂中化學式1所表示的共聚物共聚 的單體的具體實例，可舉出苯乙烯、乙烯基甲苯、α-甲基苯乙烯、對氯苯乙烯、鄰甲氧基苯乙烯、間甲氧基苯乙烯、對甲氧基苯乙烯、鄰乙烯基苄基甲基醚、間乙烯基苄基甲基醚、對乙烯基苄基甲基醚、鄰乙烯基苄基縮水甘油醚、間乙烯基苄基縮水甘油醚、對乙烯基苄基縮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)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸二級丁酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯等(甲基)丙烯酸烷基酯類；(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、三環[5.2.1.02,6]癸-8-基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸2-二環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯等脂環族(甲基)丙烯酸酯類；(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸芳基酯類；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等(甲基)丙烯酸羥基烷基酯類；N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-鄰羥基苯基馬來醯亞胺、N-間羥基苯基馬來醯亞胺、N-對羥基苯基馬來醯亞胺、N-鄰甲基苯基馬來醯亞胺、N-間甲基苯基馬來醯亞胺、N-對甲基苯基馬來醯亞胺、N-鄰甲氧基苯基馬來醯亞胺、N-間甲氧基苯基馬來醯亞胺、N-對甲氧基苯基馬來醯亞胺等N-取代馬來醯亞胺系化合物；(甲基)丙烯醯胺、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺等不飽和醯胺化合物；3-(甲基丙烯醯氧甲基)氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-3-乙基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-三氟甲基氧雜環丁烷、3-(甲基丙烯醯氧甲基)-2-苯基氧雜環丁烷、2-(甲基丙烯醯氧甲基)氧雜環丁烷、2-(甲基丙烯醯氧甲基)-4-三氟甲基氧雜環丁烷等不飽和氧雜環 丁烷化合物等。
上述例示的化合物可各自單獨或將二種以上組合使用。
本發明的分散樹脂可根據需要進一步混合本領域中一般使用的已知多種其他鹼溶性樹脂來使用。
相對於著色分散液中的固體成分總重量，分散樹脂的含量為1至20重量%，較佳為7至12重量%。如果分散樹脂的含量在上述的範圍內，則顏料粒子均勻地分散，且能夠防止顏料粒子間的凝集而提高耐溶劑性及保存穩定性，因此較佳。
分散劑
分散劑是為了顏料的解凝及維持穩定性而添加，作為分散劑的具體實例，可舉出陽離子系、陰離子系、非離子系、聚酯系、聚胺系等表面活性劑等，它們可各自單獨或將二種以上組合使用。
作為陽離子系表面活性劑的具體實例，可舉出硬脂胺鹽酸鹽及月桂基三甲基氯化銨等胺鹽或四級銨鹽等。
作為陰離子系表面活性劑的具體實例，可舉出月桂醇硫酸酯鈉及油醇硫酸酯鈉等高級醇硫酸酯鹽類、月桂基硫酸鈉及月桂基硫酸銨等烷基硫酸鹽類、十二烷基苯磺酸鈉及十二烷基萘磺酸鈉等烷基芳基磺酸鹽類等。
作為非離子系表面活性劑的具體實例，可舉出聚氧乙烯烷基醚、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、去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯、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，可舉出聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯烷基苯基醚類、聚乙二醇二酯類、去水山梨醇脂肪酸酯類、脂肪酸改質之聚酯類、三級胺改質之聚胺甲酸酯類、及聚乙烯亞胺類等。
此外，分散劑較佳包含含有甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯(DMAEMA)等丙烯酸酯系分散劑(以下稱為丙烯酸酯系分散劑)。丙烯酸酯系分散劑較佳使用透過活性控制方法而製造的分散劑，作為市售品，可舉出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070或DISPER BYK-2150等，上述丙烯酸酯系分散劑可各自單獨或將二種以上混合使用。
分散劑可使用丙烯酸酯系分散劑以外的其他樹脂型的顏料分散劑。作為其他樹脂型的分散劑，可舉出公知的樹脂型的分散劑，特別是聚胺甲酸酯、以聚丙烯酸酯為代表的聚羧酸酯、不飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分)胺鹽、聚羧酸的銨鹽、聚羧酸的烷基胺鹽、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽、含羥基聚羧酸的酯及其改質產物、或具有自由(free)羧基的聚酯與聚(低級亞烷基亞胺)反應而形成的如醯胺或其鹽類等的油質分散劑；(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-馬來酸共聚物、如聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮等的水溶性樹脂或水溶性聚合物化合物；聚酯；改質之聚丙烯酸酯；環氧乙烯/環氧丙烯的加成產物；及磷酸酯等。
作為其他樹脂型的分散劑的市售品，對於陽離子系樹脂分散劑而言，可舉出例如BYK(畢克)化學公司的如下商品名產品：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)公司的如下商品名產品：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(路博潤)公司的如下商品名產品：SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10；川研精化公司的如下商品名產品：HINOACT T-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000；味之素公司的如下商品名產品：AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822、AJISPUR PB-823；共榮社化學公司的如下商品名產品：FLORENE DOPA-17HF、FLORENE DOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44等。
上述的丙烯酸酯系分散劑以外的其他樹脂型的分散劑可各自單獨或將二種以上混合使用，也可與丙烯酸酯系分散劑並用。
相對於著色劑1重量份，上述分散劑的含量為大於0重量份且1重量份以下，較佳為0.05至0.5重量份。如果分散劑的含量為大於0重量份且1重量份以下，則能夠獲得均勻分散的顏料，因此較佳。
鹼溶性樹脂
本發明的著色感光性樹脂組合物中所包含的鹼溶性樹脂是對於顯影製程中所利用的鹼性顯影液賦予可溶性的成分。本發明中，鹼溶性樹脂沒有特別限定，較佳為具有羧基的單體與能夠與其共聚的其他單體的共聚物。
作為具有羧基的單體之實例，可舉出分子內具有一個以上羧基的不飽和羧酸，例如不飽和單羧酸、不飽和二羧酸等。作為它們的具體實例，可舉出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、伊康酸、馬來酸、富馬酸等。上述具有羧基的單體是具有碳-碳不飽和鍵的化合物，可各自單獨使用或使用二種以上。
作為其他單體的具體實例，可舉出芳香族乙烯基化合物、不飽和羧酸酯化合物、不飽和胺基烷基羧酸酯化合物、不飽和縮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、及不飽和氧雜環丁烷羧酸酯化合物等。
作為乙烯基化合物的具體實例，可舉出苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯等。作為不飽和羧酸酯化合物的具體實例，可舉出丙烯酸甲酯、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-羥基乙酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、及2-苯硫基乙基丙烯酸酯等。作為不飽和胺基烷基羧酸酯化合物的具體實例，可舉出丙烯酸胺基乙酯等。作為不飽和縮水甘油基羧酸酯化合物的具體實例，可舉出甲基丙烯酸縮水甘油酯等。作為乙烯基羧酸酯化合物的具體實例，可舉出乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯等。作為乙烯基氰化合物的具體實例，可舉出丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、偶氮雙二甲基戊腈等。作為不飽和氧雜環丁烷羧酸酯化合物的具體實例，可舉出3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙 烯醯氧基乙基氧雜環丁烷及3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷等。上述其他單體可各自單獨使用或使用二種以上。
此外，鹼溶性樹脂可包含上述化學式1的共聚物為特徵，鹼溶性樹脂透過包含含有環氧基的上述化學式1的共聚物，從而能夠改善耐溶劑性及保存穩定性。
此外，本發明中，關於鹼溶性樹脂，作為上述化學式1的共聚物，可將環氧當量彼此不同的二種以上的共聚物混合使用，較佳可將共聚物(b1)及共聚物(b2)混合使用。
上述共聚物(b1)的環氧當量可為500至800，較佳可為600至700。此外，上述共聚物(b2)的環氧當量可為1,000至1,300，較佳可為1,100至1,200。
此外，可以1：0.1~5的重量比包含上述共聚物(b1)及(b2)，較佳以1：0.25~3的重量比包含上述共聚物(b1)及(b2)。在共聚物(b1)及(b2)滿足上述環氧當量範圍及重量比範圍的情況下，能夠表現出優異的彈性回復率，因此為較佳。
鹼溶性樹脂的重均分子量沒有特別限定，可為3,000至100,000，較佳可為3,000至50,000，更佳可為5,000至50,000。
相對於著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，鹼溶性樹脂的含量為5至60重量%，較佳為20至50重量%。如果鹼溶性樹脂的含量在上述的範圍內，則容易形成圖案，解析度及殘膜率提高，因此較佳。
此外，基於鹼溶性樹脂及光聚合性化合物合計100重量份，本發明的鹼溶性樹脂以30至95重量份、較佳以40至85重量份混合。 如果鹼溶性樹脂以上述範圍混合，則能夠提供如下著色感光性樹脂組合物：溶解性充分而容易形成圖案，且顯影時曝光部畫素部分的膜減少而非畫素部分的脫落性佳。
光聚合性化合物
光聚合性化合物應當是包含不飽和鍵，與光聚合起始劑進行光反應而形成著色感光性樹脂層，即，能夠透過以下所述光聚合起始劑作用進行聚合的化合物。
本發明中，光聚合性化合物的官能基可為一般使用的(甲基)丙烯酸酯。
上述光聚合性化合物包含3至10個官能基，較佳包含4至8個官能基。
作為多官能單體中的三官能單體的具體實例，可舉出三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、及新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯等。
作為多官能單體中的四官能單體的具體實例，可舉出新戊四醇四丙烯酸酯、新戊四醇四甲基丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四丙烯酸酯、二三羥甲基丙烷四甲基丙烯酸酯、二新戊四醇四丙烯酸酯、四羥甲基甲烷四丙烯酸酯、乙氧基化新戊四醇四丙烯酸酯、甘油四丙烯酸酯、甘油四甲基丙烯酸酯等。
作為多官能單體中的五官能單體的具體實例，可舉出二新戊四醇五丙烯酸酯、二新戊四醇五甲基丙烯酸酯、二新戊四醇單羥基五丙烯 酸酯、二新戊四醇單羥基五甲基丙烯酸酯等。
作為多官能單體中的六官能單體的具體實例，可舉出二新戊四醇六丙烯酸酯、二新戊四醇六甲基丙烯酸酯等。
作為多官能單體中的七至十官能單體的具體實例，可舉出三新戊四醇八甲基丙烯酸酯、三新戊四醇八丙烯酸酯、四新戊四醇七甲基丙烯酸酯、及四新戊四醇七丙烯酸酯等。
相對於本發明的著色感光性樹脂組合物中固體成分總重量，光聚合性化合物的含量為5至50重量%，較佳為7至45重量%。當光聚合性化合物在5至50重量%範圍時，能夠使畫素部的強度或平坦性變佳。
光聚合起始劑
光聚合起始劑只要能夠使光聚合性化合物聚合，則可沒有限制地使用，較佳地，考慮到聚合特性、起始效率、吸收波長、可得性、價格等，可為選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、聯咪唑系化合物、肟系化合物、及噻噸酮系化合物組成之群組中的一種以上的化合物。
作為苯乙酮系化合物，具體而言，例如，可舉出二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苯偶醯二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫苯基)-2-嗎福林基丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎福林基苯基)丁-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮及2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎福林基苯基)丁-1-酮等。
作為苯偶姻系化合物，具體而言，例如，可舉出苯偶姻、苯 偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻異丙基醚、及苯偶姻異丁基醚等。
作為二苯甲酮系化合物，具體而言，例如，可舉出二苯甲酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯硫醚、3,3’,4,4’-四(三級丁基過氧基化羰基)二苯甲酮、及2,4,6-三甲基二苯甲酮等。
作為三嗪系化合物，具體而言，例如，可舉出2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)伸乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)伸乙基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)伸乙基]-1,3,5-三嗪、及2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)伸乙基]-1,3,5-三嗪等。
作為聯咪唑化合物，具體而言，例如，可舉出2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四(三烷氧基苯基)聯咪唑、2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑、或4,4’,5,5’位置的苯基被烷氧羰基取代的聯咪唑化合物等。
更佳可舉出2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2’-雙(2,3-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基聯咪唑、2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-聯咪唑等。
作為肟化合物，具體而言，例如，可舉出鄰乙氧基羰基-α- 氧基亞胺基-1-苯基丙-1-酮等，作為市售品，可為巴斯夫公司的OXE01、OXE02。
作為噻噸酮系化合物，具體而言，例如，可舉出2-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。
上述光聚合起始劑可各自單獨或將二種以上混合使用。
本發明中，相對於著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，光聚合起始劑的含量為0.1至20重量%，較佳為1至10重量%。
在0.1至20重量%範圍內，著色感光性樹脂組合物高感光化，因而使用上述著色感光性樹脂組合物形成的畫素部的強度以及畫素部表面的平滑性可變佳。
此外，本發明中，在光聚合起始劑中可額外使用光聚合起始助劑。
光聚合起始助劑是為了促進因光聚合起始劑而起始聚合的光聚合性化合物之聚合而使用的化合物，作為光聚合起始助劑，例如，可舉出胺系化合物或烷氧基蒽系化合物等。
作為胺系化合物，具體而言，例如，可舉出三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮(通稱：米其勒酮)、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、及4,4’-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮等，其中，較佳為4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮。
作為烷氧基蒽系化合物，具體而言，例如，可舉出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，作為光聚合起始助劑，可使用市售的光聚合起始助劑，作為市售的光聚合起始助劑，可舉出商品「EAB-F」(製造商：保土穀化學工業股份公司)等。
在使用上述光聚合起始助劑的情況下，相對於光聚合起始劑1莫耳，通常以大於0莫耳且10莫耳以下、較佳以0.01至5莫耳使用光聚合起始助劑。如果以大於0莫耳且10莫耳以下的範圍使用光聚合起始助劑，則著色感光性樹脂組合物的感光度可更加提高，且能夠提高使用著色感光性樹脂組合物而形成的彩色濾光片的生產率。
溶劑
溶劑只要在使著色感光性樹脂組合物中所包含的其他成分溶解時有效且不發生反應，則可沒有特別限制地使用一般著色感光性樹脂組合物中使用的溶劑，特別佳為醚類、乙酸酯類、芳香族烴類、酮類、醇類、或酯類等。
作為醚類，例如，可舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、及乙二醇單丁基醚等乙二醇單烷基醚類；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類等。
作為乙酸酯類，例如，可舉出甲基賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、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、乙二醇單乙酸酯、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、乙二醇單丁基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯、1,3-丁二醇二乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單乙酸酯、二乙二醇二乙酸酯、二乙二醇單丁基醚乙酸酯、丙二醇單乙酸酯、丙二醇二乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、碳酸亞乙酯、及碳酸亞丙酯等。
作為芳香族烴類，例如，可舉出苯、甲苯、二甲苯、及均三甲苯等。
作為酮類，例如，可舉出甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、及環己酮等。
作為醇類，例如，可舉出乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、甘油、及4-羥基-4-甲基-2-戊酮等。
作為酯類，例如，可舉出3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、及γ-丁內酯等。
上述溶劑可各自單獨或將二種以上混合使用。
就塗布性及乾燥性方面而言，溶劑較佳使用沸點為100℃至200℃的有機溶劑，例如，可舉出丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、及3-甲氧基丙酸甲酯等。
相對於著色感光性樹脂組合物總重量，溶劑的含量為60至90重量%，較佳為65至85重量%。如果溶劑的含量在60至90重量%的範圍，則當利用輥塗機、旋塗機、狹縫式旋轉塗布機、狹縫塗布機(有時也 稱為模塗機)、及噴塗機等塗布裝置進行塗布時，塗布性可變佳。
添加劑
本發明的著色感光性樹脂組合物中，除上述成分以外，在不損害本發明目的之範圍內，可根據普通技術人員的需求包含其他添加劑。
具體而言，可額外包含選自由例如填充劑、其他高分子化合物、熱起始劑、固化劑、表面活性劑、黏著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、及防凝劑組成之群組中的一種以上的添加劑。
作為其他高分子化合物的具體實例，可舉出環氧樹脂及馬來醯亞胺樹脂等固化性樹脂；聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇單烷基醚、聚氟烷基丙烯酸酯、聚酯、及聚胺甲酸酯等熱塑性樹脂等。
熱起始劑發揮如下作用：起始由熱引起的固化反應而使起始效率極大化。熱起始劑可為過氧化物系化合物。
熱起始劑的具體種類沒有特別限定，可為選自由過氧化新癸酸四甲基丁酯(例如Perocta ND，NOF公司(製))、過氧化新癸酸雙(4-丁基環己基)酯(例如Peroyl TCP，NOF公司(製))、過氧化碳酸二(2-乙基己基)酯、過氧化新癸酸丁酯(例如Perbutyl ND，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二丙酯(例如Peroyl NPP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二異丙酯(例如Peroyl IPP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二乙氧基乙酯(例如Peroyl EEP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二乙氧基己酯(例如Peroyl OEP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸己酯(例如Perhexyl ND，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二甲氧基丁酯(例如Peroyl MBP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸雙(3-甲氧基-3-甲氧基丁基)酯(例如 Peroyl SOP，NOF公司(製))、過氧化二碳酸二丁酯、過氧化二碳酸雙十六烷基(dicetyl)酯、過氧化二碳酸雙肉豆蔻(dimyristyl)酯、過氧化新戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧化新戊酸己酯(例如Perhexyl PV，NOF公司(製))、過氧化新戊酸丁酯(例如Perbutyl，NOF公司(製))、三甲基己醯過氧化物(例如Peroyl 355，NOF公司(製))、過氧化新癸酸二甲基羥基丁酯(例如Luperox 610M75，Atofina(製))、過氧化新癸酸戊酯(例如Luperox 546M75，Atofina(製))、過氧化新癸酸丁酯(例如Luperox 10M75，Atofina(製))、過氧化新庚酸三級丁酯、過氧化新戊酸戊酯(例如Luperox 546M75，Alofina(製))、過氧化新戊酸三級丁酯、過氧化-2-乙基己酸三級戊酯、過氧化-2-乙基己酸三級丁酯、月桂基過氧化物、過氧化二月桂醯(dilauroyl)、過氧化二癸醯、過氧化苯甲醯、過氧化二苯甲醯、2,2-雙(三級丁基過氧化)丁烷、1,1-雙(三級丁基過氧化)環己烷、2,5-雙(丁基過氧化)-2,5-二甲基己烷、2,5-雙(三級丁基過氧化)-1-甲基乙基)苯、1,1-雙(三級丁基過氧化)-3,3,5-三甲基環己烷、過氧化氫三級丁基、三級丁基過氧化物、過氧化苯甲酸三級丁酯、過氧化異丙基碳酸三級丁酯、氫過氧化異丙苯、過氧化二異丙苯、過氧化月桂醯、2,4-戊二酮過氧化物、過乙酸三級丁酯(tert-butyl peracetate)、過乙酸(peracetic acid)及過硫酸鉀(potassium persulfate)組成之群組中的一種以上。
關於熱起始劑的含量，相對於著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，較佳為1至10重量%，更佳為1至5重量%。在以上所述含量包含的情況下，對製程性以及底切更佳。
固化劑是為了深度固化及提高機械強度而使用的，作為具體 實例，可舉出環氧化合物、多官能異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、及氧雜環丁烷化合物等。
固化劑中，作為環氧化合物的具體實例，可舉出雙酚A型環氧樹脂、氫化雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、氫化雙酚F型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂、其他芳香族系環氧樹脂、脂環族系環氧樹脂、縮水甘油酯系樹脂、縮水甘油胺系樹脂、或該等環氧樹脂的溴化衍生物、環氧樹脂及其溴化衍生物以外的脂肪族、脂環族或芳香族環氧化合物、丁二烯(共)聚合物的環氧化物、異戊二烯(共)聚合物環氧化物、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯(共)聚合物、異氰脲酸三縮水甘油酯等。
固化劑中，作為氧雜環丁烷化合物的具體實例，可舉出碳酸酯雙氧雜環丁烷、二甲苯雙氧雜環丁烷、己二酸酯雙氧雜環丁烷、對苯二甲酸酯雙氧雜環丁烷、環己烷二羧酸雙氧雜環丁烷等。
上述固化劑可與助固化化合物並用，該助固化化合物能夠與固化劑一起使環氧化合物的環氧基、氧雜環丁烷化合物的氧雜環丁烷骨架開環聚合。助固化化合物例如有多元羧酸類、多元羧酸酐類、產酸劑等。多元羧酸酐類可利用市售的環氧樹脂固化劑。作為環氧樹脂固化劑的具體實例，可舉出ADEKA HARDENER EH-700(商品名，ADEKA工業股份公司製造)、RIKACID HH(商品名，新日本理化股份公司製造)、MH-700(商品名，新日本理化股份公司製造)等。上述例示的固化劑可單獨或將二種以上混合使用。
表面活性劑可為了進一步提高感光性樹脂組合物的成膜性而使用，例如，可使用有機矽系、氟系、酯系、陽離子系、陰離子系、非 離子系及二性系等的表面活性劑，較佳可使用有機矽系表面活性劑或氟系表面活性劑等。
有機矽系表面活性劑例如可舉出作為市售品的道康寧東麗有機矽公司的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA及SH8400等，GE東芝有機矽公司的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460及TSF-4452等。氟系表面活性劑例如可舉出作為市售品的Megafac F-554、F-470、F-471、F-475、F-482及F-489(大日本油墨化學工業公司)、BM-1000、BM-1100(BMChemie公司)、Fluorad FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M股份公司)等。
作為表面活性劑的其他例子，除了聚氧乙烯烷基醚類、聚氧乙烯烷基苯基醚類、聚乙二醇二酯類、去水山梨糖醇脂肪酸酯類、脂肪酸改質之聚酯類、三級胺改質之聚胺甲酸酯類、聚乙烯亞胺類等以外，還可舉出作為市售品的KP(信越化學工業股份公司)、Polyflow(共榮社化學股份公司)、EFTOP(Tohkem Products公司)、Megafac(大日本油墨化學工業股份公司)、Fluoride(住友3M股份公司)、Asahi guard、Surflon(以上，旭硝子玻璃股份公司)、Solsperse(Zeneca股份公司)、EFKA(EFKACHEMICALS公司)、PB821(味之素股份公司)等。
上述例示的表面活性劑可各自單獨或將二種以上組合使用。
黏著促進劑是為了增強與基板的塗布性及黏著性而使用的添加劑，可包含含有選自羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基及其組合之反應性取代基的矽烷偶聯劑。作為矽烷偶聯劑的具體實例，可舉出乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基) 矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基甲基二甲氧基矽烷、2-(3,4-環氧基環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-三甲氧基矽基丙基硫醇、三甲氧基矽基苯甲酸、乙烯基三乙醯氧基矽烷、γ-異氰酸酯基丙基三乙氧基矽烷等。
作為抗氧化劑的具體實例，可舉出2,2’-硫基雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)、及2,6-二三級丁基-4-甲基苯酚等。
作為紫外線吸收劑的具體實例，可舉出2-(3-三級丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑、及烷氧基二苯甲酮等。
作為防凝劑的具體實例，可舉出聚丙烯酸鈉等。
相對於著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，添加劑的含量可為0.01至10重量%，較佳可為0.05至2重量%。
如此製造的著色感光性樹脂組合物較佳可用於顯示裝置，較佳用於製造液晶顯示裝置的黑矩陣、用於維持單元間隙(Cell Gap)的柱狀間隔物、或黑色柱狀間隔物。
本發明的柱狀間隔物、黑矩陣、及/或黑色柱狀間隔物具有光學密度高、可靠性優異、以及遮蔽性優異等優點。
特別是，本發明的著色感光性樹脂組合物較佳可用於黑色柱狀間隔物(一體成型的黑矩陣與間隔物)的製造，上述黑色柱狀間隔物的意思係指黑矩陣與柱狀間隔物作為一個圖案一體形成，而不是分別形成黑矩陣與柱狀間隔物。
本發明還關於使用包含上述著色感光性樹脂組合物而製造的黑矩陣、柱狀間隔物、或黑色柱狀間隔物的彩色濾光片。
本發明的彩色濾光片具有光學密度高、可靠性優異、遮蔽性優異等優點。該彩色濾光片包含基板及形成於該基板上部的圖案層。
就基板而言，彩色濾光片本身可為基板，或者亦可為顯示裝置等中彩色濾光片所處的部位，沒有特別限制。基板可為玻璃、矽(Si)、矽氧化物(SiOx)、或高分子基板，其中高分子基板可為聚醚碸(polyethersulfone，PES)或聚碳酸酯(polycarbonate，PC)等。
圖案層是包含本發明的著色感光性樹脂組合物的固化物的層，可包含柱狀間隔物、黑矩陣及/或黑色柱狀間隔物。
圖案層可為透過塗布上述著色固化性樹脂組合物且以預定的圖案進行曝光、顯影及熱固化而形成的層，上述圖案層可透過本領域通常已知的方法來形成。
包含如上述基板及圖案層的彩色濾光片可進一步包含形成於各圖案之間的隔壁，亦可進一步包含黑矩陣，但不限於此。
本發明還關於包含上述彩色濾光片的顯示裝置。例如，本發明的液晶顯示裝置可包含具備含有上述著色感光性樹脂組合物之固化物圖案層的彩色濾光片。
本發明的彩色濾光片不僅可應用於一般液晶顯示裝置，而且可應用於電致發光顯示裝置、電漿顯示裝置、場發射顯示裝置等各種圖像顯示裝置。
在液晶顯示裝置包含具備本發明圖案層的彩色濾光片的情 況下，具有遮蔽性及可靠性變佳的優點。
利用光微影方法來形成黑矩陣、柱狀間隔物或黑色柱狀間隔物的一般圖案化製程包括：a)在基板上塗布著色感光性樹脂組合物的步驟；b)將溶劑乾燥的前烘步驟；c)在獲得的膜上放置光罩照射活性光線而使曝光部固化的步驟；d)實施利用鹼性水溶液來將非曝光部溶解的顯影製程的步驟；及e)實施乾燥及後烘的步驟。
上述基板係使用玻璃基板或聚合物板。作為玻璃基板，特別佳可使用鹼石灰玻璃、含有鋇或鍶的玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸玻璃、硼矽酸玻璃、鋇硼矽酸玻璃、或石英等。此外，作為聚合物板，可舉出聚碳酸酯、聚丙烯酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸、或聚碸等。
此時，塗布可透過利用輥塗機、旋塗機、狹縫式旋轉塗布機、狹縫塗布機(有時也稱為模塗機)、噴塗機等塗布裝置的濕式塗布方法來實施，以便能夠獲得期望的厚度。
前烘係透過使用烘箱、加熱板等進行加熱而進行。此時，前烘時的加熱溫度以及加熱時間根據所使用的溶劑來適當選擇，例如，以80至150℃的溫度進行1至30分鐘。
此外，前烘後所進行的曝光使用曝光機來進行，且透過光罩進行曝光，從而僅使圖案中對應的部分感光。此時，照射的光例如可為可見光、紫外光、X射線、以及電子射線等。
曝光後的鹼顯影是為了將非曝光部分中未被去除的部分的 著色感光性樹脂組合物去除而進行，透過該顯影形成期望的圖案。作為適用於鹼顯影的顯影液，例如可使用鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽水溶液等。尤其利用含有1至3重量%的碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等碳酸鹽鹼水溶液，在10至50℃、較佳20至40℃的溫度下，利用顯影機或超聲波清洗機等來進行。
後烘是為了提高圖案化的膜與基板的黏著性而實施，按照在80至220℃進行10至120分鐘的條件透過熱處理來實現。後烘與前烘一樣，利用烘箱、加熱板等來實施。
此時，作為黑矩陣的膜厚度，較佳為0.2微米至20微米，更佳為0.5微米至10微米，特別佳為0.8微米至5微米。
此外，作為柱狀間隔物及黑色柱狀間隔物的膜厚度，較佳為0.1微米至8微米，更佳為0.1微米至6微米，特別佳為0.1微米至4微米。
由本發明的著色感光性樹脂組合物製造的黑矩陣、柱狀間隔物或黑色柱狀間隔物不僅光學密度、黏著性、電絕緣性、遮光性等物性優異，而且耐熱性及耐溶劑性等優異，從而能夠提高液晶顯示裝置的可靠性。
以下，透過實施例來更詳細地說明本發明。但是，下述的實施例僅用於更加具體地說明本發明，本發明的範圍並不受下述的實施例限定。本領域普通技術人員可在本發明的範圍內對下述的實施例進行適當的修改、變更。
製造例1. 分散樹脂A1的製造
在具備攪拌器、溫度計、回流冷凝管、滴液漏斗及氮氣導入管的內容積1L的分離型燒瓶中，加入甲氧基丁基乙酸酯277公克，並加熱 至80℃。接著，將3,4-環氧基三環[5.2.1.0,2,6]癸-9-基丙烯酸酯與3,4-環氧基三環[5.2.1.0,2,6]癸-8-基丙烯酸酯以50：50的莫耳比混合而成的混合物301公克、甲基丙烯酸49公克、以及偶氮雙二甲基戊腈23公克溶解於甲氧基丁基乙酸酯350公克而調製混合溶液。使用滴液漏斗將上述混合溶液經5小時滴入燒瓶中，然後進行3小時反應，從而製造分散樹脂A1[固體成分(NV)35.0重量%]。上述製得的分散樹脂A1的酸值(乾燥(dry))為69.8毫克KOH/公克，重均分子量(Mw)為12,300，分散度(Mw/Mn)為2.1。
製造例2. 分散樹脂A2的製造
準備具備攪拌器、溫度計、回流冷凝管、滴液漏斗及氮氣導入管的燒瓶。作為單體滴液漏斗，將丙烯酸14.4重量份(0.2莫耳)、甲基丙烯酸苄酯140.8重量份(0.8莫耳)、過氧化-2-乙基己酸三級丁酯2.0重量份、丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)40.0重量份混合而製備。作為鏈轉移劑滴加槽，將正十二烷硫醇3.0重量份、PGMEA 24.0重量份混合而製備。之後，在燒瓶中添加PGMEA 395重量份，且將燒瓶中的氣氛從空氣置換成氮氣後，一邊攪拌一邊將燒瓶的溫度升至90℃。接著，將單體及鏈轉移劑從滴液漏斗進行滴加。滴加係在維持70℃的同時分別進行4小時，1小時後升溫至90℃，進行8小時反應，從而製造分散樹脂A2[固體成分(NV)35.0重量%]。上述製得的分散樹脂A2的酸值(乾燥)為80.0毫克KOH/公克，重均分子量(Mw)為45,200，分散度(Mw/Mn)為2.8。
製造例3. 分散樹脂A3的製造
準備具備攪拌器、溫度計、回流冷凝管、滴液漏斗及氮氣導 入管的燒瓶。作為單體滴液漏斗，將2-苯硫基乙基丙烯酸酯52.1重量份(0.25莫耳)、甲基丙烯酸苄酯44.0重量份(0.25莫耳)、甲基丙烯酸12.9重量份(0.15莫耳)、乙烯基甲苯41.3重量份(0.35莫耳)、過氧化-2-乙基己酸三級丁酯4.0重量份、PGMEA 40.0重量份混合而製備。作為鏈轉移劑滴加槽，將正十二烷硫醇6.0重量份、PGMEA 24.0重量份混合而製備。之後，在燒瓶中添加PGMEA 39重量份，且將燒瓶中的氣氛從空氣置換成氮氣後，一邊攪拌一邊將燒瓶的溫度升至90℃。接著，將單體及鏈轉移劑從滴液漏斗進行滴加。滴加係在維持90℃的同時分別進行2小時，1小時後升溫至110℃，進行8小時反應，從而製造分散樹脂A3[固體成分(NV)35.0重量%]。上述製得的分散樹脂A3的酸值(乾燥)為70.0毫克KOH/公克，重均分子量(Mw)為23,000，分散度(Mw/Mn)為2.4。
製造例4. 鹼溶性樹脂A4的製造
在具備攪拌器、溫度計、回流冷凝管、滴液漏斗及氮氣導入管的內容積1L的可分離式燒瓶中，加入甲氧基丁基乙酸酯277公克，並加熱至80℃。接著，將3,4-環氧基三環[5.2.1.0,2,6]癸-9-基丙烯酸酯與3,4-環氧基三環[5.2.1.0,2,6]癸-8-基丙烯酸酯以50：50的莫耳比混合而成的混合物321公克、甲基丙烯酸32公克、以及偶氮雙二甲基戊腈20公克溶解於甲氧基丁基乙酸酯350公克而調製混合溶液。使用滴液漏斗將上述混合溶液經5小時滴入燒瓶中，然後進行3小時反應，從而製造分散樹脂A4[固體成分(NV)35.0重量%]。上述製得的鹼溶性樹脂A4的酸值(乾燥)為59.8毫克KOH/公克，重均分子量(Mw)為9,300，分散度(Mw/Mn)為1.9，環氧當量為665。
實施例1及比較例1至2
將上述分散樹脂與著色劑、分散劑以及溶劑混合而製備混合物。接著，將二氧化鋯珠(平均粒徑0.1毫米)與該混合物以50：50的重量比混合，利用珠磨機進行6小時分散處理。分散結束後，過濾而製得著色分散液，將其含量示於下表1中。
Figure 107136389-A0202-12-0031-7
著色劑
V29：C.I.顏料紫29
OBP：有機黑色顏料
B60：C.I.顏料藍60
CB：碳黑
分散樹脂
A1：製造例1中製造的分散樹脂
A2：製造例2中製造的分散樹脂
A3：製造例3中製造的分散樹脂
分散劑：Disper BYK-2000(畢克公司)
溶劑：丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)
實施例2至4及比較例3至8
將上述著色分散液與鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑、添加劑及溶劑混合而製造著色感光性樹脂組合物，將其含量示於下表2中。
Figure 107136389-A0202-12-0032-8
著色分散液
B1：實施例1中製造的著色分散液
B2：比較例1中製造的著色分散液
B3：比較例2中製造的著色分散液
鹼溶性樹脂
A1：製造例1中製造的樹脂
A2：製造例2中製造的樹脂
A3：製造例3中製造的樹脂
A4：製造例4中製造的樹脂
光聚合性化合物：二新戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(日本化藥股份公司)
光聚合起始劑：2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎福林基苯基)丁-1-酮(Irgacure 369：汽巴(Ciba)公司)
添加劑：Disper BYK-163(畢克公司)
溶劑：丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)
實驗例1. 著色分散液的物性測定
1-1. 顏料分散性評價
對於上述實施例1及比較例1至2中製造的著色分散液的分散特性，利用粒徑測定儀(ELSZ-2000，大塚(Otsuka)公司)進行測定，其結果(平均粒徑)示於下表3中。
1-2. 保存穩定性評價
對於上述實施例1及比較例1至2中製造的著色分散液的保存穩定性，測定黏度變化率(在40℃放置1周後的黏度/初始黏度×100)，其結果示於下表3中。
評價基準記載如下。
<評價基準>
○：黏度變化率小於105%
△：黏度變化率為105%以上且小於110%
×：黏度變化率為110%以上
Figure 107136389-A0202-12-0034-9
作為本發明之著色分散液的實施例1顯示出顏料分散性及保存穩定性均優異的結果。
分別包含「分散樹脂A2及A3」而非「分散樹脂A1」作為分散樹脂的比較例1及2的著色分散液所測定的平均粒徑得較大，顯示出顏料分散性不足的結果，且黏度變化率增加，顯示出保存穩定性亦不佳的結果。
實驗例2.著色感光性樹脂組合物的物性測定
2-1. 塗膜耐溶劑性評價
將用中性洗劑及水清洗後的5公分×5公分的玻璃基板(康寧公司)乾燥後，將上述實施例2至4及比較例3至8中製造的著色感光性樹脂組合物分別進行旋塗以使最終膜厚度成為3.0微米。然後，將其放置於加熱板上，在80至120℃的溫度乾燥1至2分鐘，將溶劑去除。接著， 以25至35毫焦/平方公分曝光量進行曝光，在200至250℃熱處理10至30分鐘，從而製造在整面塗布有著色感光性樹脂組合物的無圖案著色基板。
將上述基板裁切成3公分×3公分的尺寸，在100℃的N-甲基吡咯烷酮(NMP)溶劑中浸漬60分鐘。然後，僅將NMP溶劑萃取後，利用紫外-可見光光譜儀(UV-vis spectrometer)(UV-2600，島津(Shimadzu)公司)測定可見光波長處的吸光度，評價耐溶劑性。吸光度的測定結果示於下表4中。
2-2. 保存穩定性評價
測定上述實施例2至4及比較例3至8中製造的著色感光性樹脂組合物的黏度變化率(在5℃放置3個月後的黏度/初始黏度×100)，評價保存穩定性。
評價基準如下，測定結果示於下表4中。
<評價基準>
◎：黏度變化率小於105%
○：黏度變化率為105%以上且小於110%
△：黏度變化率為110%以上且小於115%
×：黏度變化率為115%以上
2-3. 殘膜率評價
測定上述實施例2至4及比較例3至8中製造的著色感光性樹脂組合物的殘膜率，將測定結果示於下表4中。
將用中性洗劑及水清洗後的5公分×5公分的玻璃基板(康寧公司)乾燥後，將上述實施例2至4及比較例3至8中製造的著色感光 性樹脂組合物分別進行旋塗以使最終膜厚度成為3.0微米。然後，將其放置於加熱板上，在80至120℃的溫度乾燥1至2分鐘，將溶劑去除。接著，以25至35毫焦/平方公分曝光量進行曝光，測定膜厚度(膜厚度1)。之後，在KOH 0.04%濃度的顯影液中將上述基板分別顯影，在200至250℃熱處理10至30分鐘，從而製造著色基板。測定所製造的著色基板的膜厚度(膜厚度2)，確認殘膜率(膜厚度2/膜厚度1×100)。
2-4. 彈性回復率評價
將用中性洗劑及水清洗後的5公分×5公分的玻璃基板(康寧公司)乾燥後，將上述實施例1至3及比較例1至9中製造的著色感光性樹脂組合物分別進行旋塗以使最終膜厚度成為3.0微米。然後，將其放置於加熱板上，在80至120℃的溫度乾燥1至2分鐘，將溶劑去除。接著，以25至35毫焦/平方公分曝光量進行曝光而形成圖案，使用鹼水溶液將非曝光部去除。接著，在200至250℃熱處理10至30分鐘，製造塗布有著色感光性樹脂組合物的著色基板。
將所製作的基板透過三維表面形狀測定設備(SIS-2000，SNU公司)測定基準狀態下的圖案的厚度及高度。之後，利用硬度計(Nano-indenter HM500，Fisher公司)進行按壓直至圖案發生1微米變形時為止。硬度計利用平面壓頭，以2毫牛頓/秒的速度進行按壓。在發生1微米變形的位置保持5秒。之後，利用三維表面形狀測定設備(SIS-2000，SNU公司)測定圖案的厚度及高度，透過前後圖案的厚度變化來測定彈性回復率。將比較例3作為基準(STD)，評價相對的彈性回復率，將結果示於表4中。
Figure 107136389-A0202-12-0037-10
作為本發明著色感光性樹脂組合物的實施例2至4顯示出耐溶劑性、保存穩定性及殘膜率均優異的結果。特別是，包含鹼溶性樹脂A1及A4二者的實施例5至7的著色感光性樹脂組合物在顯示出優異的耐溶劑性、保存穩定性及殘膜率的同時，顯示出與實施例2至4相比更加優異的彈性回復率評價結果。
不包含本發明著色分散液的比較例3至8的著色感光性樹脂組合物的吸光度測定得較高，顯示出耐溶劑性不足的結果，3個月後的黏度變化率也顯示出明顯不佳的結果，且殘膜率也顯示出較低的結果。
Figure 107136389-A0202-11-0002-2

Claims (19)

  1. 一種用於形成柱狀間隔物、或黑矩陣的著色感光性樹脂組合物，其特徵在於，包含著色分散液、鹼溶性樹脂、光聚合性化合物、光聚合起始劑及溶劑，該著色分散液包含著色劑、含有下述化學式1之共聚物的分散樹脂及溶劑，該著色劑包含有機黑色顏料、藍色顏料及紫色顏料，該鹼溶性樹脂含有二種以上如下述化學式1所表示且環氧當量彼此不同的共聚物，
    Figure 107136389-A0305-02-0040-1
     化學式1中，R1及R2各自獨立為氫或甲基，a單體與b單體的莫耳比為1：20至20：1。
  2. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該有機黑色顏料包含選自由內醯胺黑、苯胺黑及苝黑組成之群組中的一種以上。
  3. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該有機黑色顏料包含內醯胺黑。
  4. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該藍色顏料不包含中 心金屬。
  5. 如請求項4所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該藍色顏料包含選自由C.I.顏料藍16、60、63及66組成之群組中的一種以上。
  6. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該紫色顏料包含選自由C.I.顏料紫19、23、29、31及37組成之群組中的一種以上。
  7. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該著色分散液更包含黑色顏料作為額外著色劑。
  8. 如請求項7所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該黑色顏料包含選自由鈦黑及碳黑組成之群組中的一種以上。
  9. 如請求項7所述的著色感光性樹脂組合物，其中，在該著色劑中，有機黑色顏料、藍色顏料、紫色顏料及黑色顏料以1：0.08~2.5：0.2~3.3：0.12~1.7的重量比混合。
  10. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該分散樹脂的重均分子量為3,000至100,000。
  11. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，相對於該著色分散液中的固體成分總重量，該著色分散液包含著色劑65至75重量%及分散樹脂7至12重量%，且相對於該著色分散液總重量，該著色分散液包含溶劑70至80重量%。
  12. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，相對於該著色感光性樹脂組合物中的固體成分總重量，包含著色劑13至60重量%、鹼溶性樹脂5至60重量%、光聚合性化合物5至50重量%及光聚合起始劑0.1 至20重量%，且相對於該著色感光性樹脂組合物總重量，包含溶劑60至90重量%。
  13. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該著色感光性樹脂組合物進一步包含選自由填充劑、其他高分子化合物、固化劑、表面活性劑、黏著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、及防凝劑組成之群組中的一種以上的添加劑。
  14. 如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物，其中，該柱狀間隔物為黑色柱狀間隔物。
  15. 一種圖案層，其由如請求項1所述的著色感光性樹脂組合物製造而得。
  16. 如請求項15所述的圖案層，該圖案層為選自由柱狀間隔物、及黑矩陣組成之群組中的一種以上。
  17. 如請求項16所述的圖案層，其中，該柱狀間隔物為黑色柱狀間隔物。
  18. 一種彩色濾光片，其包含如請求項15所述的圖案層。
  19. 一種顯示裝置，其包含如請求項18所述的彩色濾光片。
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