CN107976865B - 着色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器和图像显示装置 - Google Patents

着色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器和图像显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及着色感光性树脂组合物，其为包含着色剂的着色感光性树脂组合物，以上述着色剂全体重量为基准，上述着色剂包含蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％。

Description

着色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器和图像显示 装置
技术领域
本发明涉及着色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器和图像显示装置。
背景技术
滤色器由于广泛用于摄像元件、液晶显示装置(LCD)等各种显示装置中，因此其应用范围在急速地扩大。上述滤色器可包含红色(Red)、绿色(Green)和蓝色(Blue)这三个颜色着色图案，或者包含黄色(Yellow)、品红色(Magenta)和青色(Cyan)这三个颜色着色图案，在各着色图案之前含有防止像素间的漏光的黑矩阵、修正各像素间的台阶高差而提高平坦度的覆盖涂层(OC；over coat)、维持二个基板间的单元间隙(Cell-gap)的柱状间隔物(CS；column spacer)而构成。
广泛用于上述显示装置中的滤色器通常通过如下制造：在形成了黑矩阵图案的基板上将含有相当于各个图案的颜色的颜料分散组合物的着色感光性树脂组合物通过旋涂或狭缝涂布而均匀地涂布后，加热干燥，对形成的涂膜进行曝光和显影，根据需要对每个颜色反复进行追加的加热固化操作，从而形成各色的像素，另外，在不是上述的涂布方式而是喷墨法和印刷法等不需要显影工序的工序中，也利用使用了上述颜料分散组合物作为着色材料的着色感光性树脂组合物来制造滤色器。
在黑矩阵或柱状间隔物的情况下，通常利用含有炭黑作为着色剂的着色感光性树脂组合物，但炭黑具有电阻小的缺点。因此，其已通过碳的表面处理来作为高电阻材料应用，但在炭黑的情况下，用着色感光性树脂组合物制造时，由于碳材料的特性，难以抑制介电常数的升高，特别是近红外线(Near-IR)的透射率特性非常差。
对于利用了着色感光性树脂组合物的滤色器，要求高亮度、高对比度等物性，特别地，随着最近将利用了着色感光性树脂组合物的滤色器应用于以各种图像显示装置为首的多种领域中，提出了高可靠性要求。
韩国注册专利第0860432号涉及黑色感光性组合物，其特征在于，包含光聚合性化合物、光聚合引发剂，以特定质量比包含作为形状稳定剂的有机颜料和黑色颜料。
但是，在上述文献的情况下，近红外线(Near-IR)透射率特性差，最重要地是，尚未认识到以下这点：为了提高可靠性，残膜率必须提高。
因此，要求开发可制造近红外线透射率或光学密度提高或者残膜率优异的滤色器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：韩国注册专利第0860432号(2008年9月19日)
发明内容
发明要解决的课题
本发明的目的在于提供可制造残膜率高、可靠性优异的滤色器的着色感光性树脂组合物。
另外，本发明的目的在于提供能够制造近红外线透射率或光学密度优异的滤色器的着色感光性树脂组合物。
另外，本发明的目的在于提供利用上述的着色感光性树脂组合物制造的滤色器和图像显示装置。
用于解决课题的手段
用于实现上述目的的本发明涉及的着色感光性树脂组合物是包含着色剂的着色感光性树脂组合物，其特征在于，以上述着色剂全体重量为基准，上述着色剂包含蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％。
另外，本发明提供包含上述的着色感光性树脂组合物的固化物的滤色器和包含该滤色器的图像显示装置。
发明的效果
本发明涉及的着色感光性树脂组合物通过包含以特定含量含有蓝色颜料和棕色颜料的着色剂，从而具有可制造高残膜率、近红外线透射率特性或光学密度优异的滤色器的优点。
另外，利用本发明的着色感光性树脂组合物制造的滤色器和包含其的图像显示装置具有近红外线透射率、光学密度或残膜率优异的优点。
具体实施方式
以下对本发明进一步详细地说明。
本发明中，某构件位于另一构件“上”时，其不仅是某构件与另一构件相接的情形，也包含两构件间进一步存在其他构件的情形。
本发明中，某部分“包含”某构成要素时，只要无特别的相反的记载，并不排除其他的构成要素，意味着可以进一步包含其他的构成要素。
＜着色感光性树脂组合物＞
本发明的一方案涉及着色感光性树脂组合物，其为包含着色剂的着色感光性树脂组合物，以上述着色剂全体重量为基准，上述着色剂包含蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％。
着色剂
本发明涉及的着色剂的特征在于，以着色剂全体重量为基准，包含蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％。
本发明涉及的着色感光性树脂组合物以着色剂全体固体成分100重量％为基准，包含在上述范围内含有的蓝色颜料和棕色颜料，因此能够提高近红外线透射度，因此，具有可制造光学密度优异的滤色器的优点。另外，由于残膜率优异，因此可制造具有高可靠性的滤色器。
上述残膜率是用后热处理后的膜厚除以后热处理前的膜厚、再乘以100所得的值，残膜率高意味着膜厚的变化率小，因此，意味着可靠性优异。
本发明的一实施方式中，上述蓝色颜料能够包含选自C.I.颜料蓝15、15：3、15：4、15：6、16、21、28、60、64和76中的1个以上。
就上述蓝色颜料而言，以上述着色剂全体固体成分重量为基准，可含有5～70重量％，具体地，可含有8～65重量％，更具体地，可含有10～60重量％。
在上述范围内含有上述蓝色颜料的情况下，具有可制造残膜率优异或者近红外线透射度和光学密度优异的滤色器的优点。在上述蓝色颜料的含量不到上述范围的情况下，近红外线透射度可略微降低，超过上述范围的情况下，光学密度可略微降低，残膜率可略微降低，因此优选在上述范围内含有上述蓝色颜料。
上述棕色颜料例如能够包含选自C.I.颜料棕26、28、83和93中的1个以上。就上述棕色颜料而言，相对于上述着色剂全体固体成分100重量％，可含有30～95重量％，具体地，可含有32～93重量％，更具体地，可含有35～90重量％。
在上述范围内含有上述棕色颜料的情况下，能够得到能够制造残膜率、近红外线透射度或光学密度优异的滤色器的着色感光性树脂组合物。在上述棕色颜料的含量不到上述范围的情况下，近红外线透射度、光学密度可略微降低，超过上述范围的情况下，有可能发生光学密度或残膜率可略微降低的问题，因此优选在上述范围内含有上述棕色颜料。
本发明涉及的着色感光性树脂组合物通过在上述范围内同时包含上述蓝色颜料和上述棕色颜料，从而具有可提高近红外线透射度和光学密度的优点。特别地，通过使残膜率的提高最大化，具有可制造可靠性优异的滤色器的优点。
本发明的另一实施方式中，上述着色剂能够还包含紫色颜料。
本发明的另一实施方式中，上述紫色颜料能够包含选自C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37和38中的1个以上。
在本发明涉及的着色感光性树脂组合物还包含上述紫色颜料的情况下，能够显示出低的色变化率、高的残膜率或优异的光学密度，因此优选。
就上述紫色颜料而言，相对于上述着色剂固体成分全体100重量％，可含有1～15重量％，具体地，可含有3～9重量％，更具体地，可含有4～8重量％，但并不限定于此。
本发明的另一实施方式中，就上述着色剂而言，以上述着色感光性树脂组合物全体重量为基准，可含有3～50重量％，具体地，可含有5～20重量％，更具体地，可含有6～10重量％。
上述着色剂的含量不到上述范围的情况下，着色力可略微降低，超过上述范围的情况下，耐溶剂性或密合力有可能降低，从工序方面出发不优选，因此优选在上述范围内含有上述着色剂。
将本发明涉及的着色感光性树脂组合物作为黑矩阵使用的情况下，上述着色剂由于赋予遮光性，因此能够起到黑矩阵的防止漏光的作用，将本发明涉及的着色感光性树脂组合物作为柱状间隔物使用的情况下，能够起到在维持一定的弹性模量的同时可维持单元间隙的作用。
上述黑矩阵和柱状间隔物可为一体型。总之，本发明涉及的着色感光性树脂组合物能够用于黑矩阵一体型柱状间隔物的制造。上述黑矩阵一体型间隔物并不是分别形成黑矩阵和柱状间隔物，而是能够用一个图案执行黑矩阵和柱状间隔物的全部功能，能够使用本发明涉及的着色感光性树脂组合物。
上述着色剂除了上述棕色颜料和蓝色颜料、上述紫色颜料以外，能够进一步包含其他的颜料。
上述颜料能够使用该领域中一般使用的有机颜料或无机颜料。
另外，对于上述颜料，根据需要也能够实施树脂处理、利用了导入了酸性基团或碱性基团的颜料衍生物等的表面处理、采用高分子化合物等的对颜料表面的接枝处理、采用硫酸微粒化法等的微粒化处理、用于将杂质除去的采用有机溶剂、水等的清洗处理或者采用离子交换法等的离子性杂质的除去处理等。
上述有机颜料能够使用印刷油墨、喷墨油墨等中使用的各种颜料，具体地，可列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、苝酮颜料、二噁嗪颜料、蒽醌颜料、联二蒽醌颜料、蒽嘧啶颜料、蒽酮颜料、阴丹酮颜料、黄蒽酮颜料、皮蒽酮颜料、二酮基吡咯并吡咯颜料等。
另外，作为上述无机颜料，能够使用金属氧化物、金属络盐等金属化合物，具体地，可列举出铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、锌、锑、炭黑、有机黑色颜料、钛黑和将红色、绿色和青色混合而呈黑色的颜料等金属的氧化物或复合金属氧化物等。
上述颜料优选使用颜料的粒径均一地分散的颜料分散液。作为用于使上述颜料的粒径均一地分散的方法的一例，可列举出含有颜料分散剂而进行分散处理的方法等，采用该方法，能够得到颜料在溶液中均一地分散的状态的颜料分散液，因此优选。
上述颜料分散剂，例如可列举出阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚酯系、多胺系等的表面活性剂等，这些能够各自单独地使用或者将2种以上组合使用，但并不限定于此。
为了维持颜料的脱凝聚和稳定性而添加上述颜料分散剂，可以无限制地使用该领域中一般使用的颜料分散剂。
上述颜料分散剂例如能够使用Lubrisol公司的商品名：SOLSPERS 5000，但并不限定于此，此外，也能够含有包含BMA(甲基丙烯酸丁酯)或DMAEMA(甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯)的丙烯酸酯系分散剂。此时，上述丙烯酸酯系分散剂优选应用如韩国公开专利2004-0014311号中公开那样采用活性控制方法制造的丙烯酸酯系分散剂，作为通过上述活性控制方法制造的丙烯酸酯系分散剂的市售品，可列举出DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、DISPER BYK-2150等。
上述例示的丙烯酸系分散剂能够各自单独地使用或者将2种以上组合使用。
上述颜料分散剂除了上述的丙烯酸系分散剂以外，也能够使用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，可列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(部分的)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、含有羟基的聚羧酸的酯和它们的改性生成物、或者通过具有游离(free)羧基的聚酯和聚(低级烯化亚胺)的反应形成的酰胺或它们的盐这样的乳质的分散剂；(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、聚乙烯醇或聚乙烯基吡咯烷酮这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和磷酸酯等。
作为上述的树脂型分散剂的市售品，作为阳离子系树脂分散剂，例如可列举出BYK(毕克化学公司)的商品名：DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPERBYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPERBYK-184；BASF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；Lubirzol公司的商品名：SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10；川研精细化工株式会社的商品名：ヒノアクト(HINOACT)T-6000、ヒノアクトT-7000、ヒノアクトT-8000；味之素株式会社的商品名：アジスパー(AJISPUR)PB-821、アジスパーPB-822、アジスパーPB-823；共荣社化学株式会社的商品名：フローレン(FLORENE)DOPA-17HF、フローレンDOPA-15BHF、フローレンDOPA-33、フローレンDOPA-44等。除了上述的丙烯酸系分散剂以外，其他树脂型的颜料分散剂能够各自单独地使用或者将2种以上组合使用，也能够与丙烯酸系分散剂并用而使用。
就上述分散剂的含量而言，以上述颜料的固体成分为基准，可含有5～70重量％，更优选可含有15～68重量％，但并不限定于此。不过，在以上述含量标准含有上述分散剂的情况下，能够防止分散后凝胶化这样的现象，因此优选。上述分散剂的含量不到5重量％的情况下，颜料的微粒化可略微变得困难，或者分散后可发生凝胶化现象，上述分散剂的含量超过70重量％的情况下，可发生粘度略微升高的问题。
在本发明的又一实施方式中，上述着色感光性树脂组合物能够进一步包含选自碱可溶性树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂、溶剂和添加剂中的1种以上。
碱可溶性树脂
本发明涉及的着色感光性树脂组合物能够包含碱可溶性树脂。
上述碱可溶性树脂具有基于光或热的作用的反应性和碱溶解性，作为以着色剂为首的固体成分的分散介质发挥作用，能够发挥粘结树脂的功能。
就本发明涉及的碱可溶性树脂而言，选择具有50～200(KOH mg/g)的酸值的碱可溶性树脂使用。酸值是用将丙烯酸系聚合物1g中和所需的氢氧化钾的量(mg)测定的值，参与溶解性。如果上述碱可溶性树脂的酸值不到上述范围，则难以确保充分的显影速度，相反如果超过上述范围，则与基板的密合性减小，容易发生图案的短路，全体组合物的贮存稳定性降低，发生粘度上升的问题。
另外，就上述碱可溶性树脂而言，为了提高用于作为滤色器使用的表面硬度，可以考虑限定分子量和分子量分布度(Mw/Mn)。优选使重均分子量成为3000～30000，更优选使其成为5000～20000，分子量分布度具有1.5～6.0的范围，优选具有1.8～4.0的范围，以这种方式直接进行聚合或者购买而使用。具有上述范围的分子量和分子量分布度的碱可溶性树脂不仅已提及的硬度提高，具有高残膜率，而且显影液中的非露出部的溶解性优异，能够提高分辨率。
上述碱可溶性树脂包含选自含有羧基的不饱和单体的聚合物、或者与具有可与其共聚的不饱和键的单体的共聚物和它们的组合中的1种以上。
此时，含有羧基的不饱和单体可以是不饱和单羧酸、不饱和二羧酸、不饱和三羧酸等。具体地，作为不饱和单羧酸，例如可列举出丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α-氯丙烯酸、肉桂酸等。作为不饱和二羧酸，例如可列举出马来酸、富马酸、衣康酸、柠康酸、中康酸等。不饱和多元羧酸可以是酸酐，具体地，可列举出马来酸酐、衣康酸酐、柠康酸酐等。另外，不饱和多元羧酸可以是其单(2-甲基丙烯酰氧基烷基)酯，例如可列举出琥珀酸单(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。不饱和多元羧酸可以是其两末端二羧基聚合物的单(甲基)丙烯酸酯，例如可列举出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。这些含有羧基的单体能够各自单独地使用或者将2种以上混合使用。
另外，可与含有羧基的不饱和单体共聚的单体可以是选自芳香族乙烯基化合物、不饱和羧酸酯化合物、不饱和羧酸氨基烷基酯化合物、不饱和羧酸缩水甘油酯化合物、羧酸乙烯酯化合物、不饱和醚类化合物、乙烯基氰化合物、不饱和酰亚胺类化合物、脂肪族共轭二烯类化合物、在分子链的末端具有单丙烯酰基或单甲基丙烯酰基的巨大单体、大体积性单体和它们的组合中的1种。
更具体地，上述可共聚的单体可使用苯乙烯、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、邻-乙烯基苄基缩水甘油基醚、间-乙烯基苄基缩水甘油基醚、对-乙烯基苄基缩水甘油基醚、茚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、甲氧基二甘醇丙烯酸酯、甲氧基二甘醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三甘醇丙烯酸酯、甲氧基三甘醇甲基丙烯酸酯、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、丙烯酸二环戊二烯酯、甲基丙烯酸二环戊二烯酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、(甲基)丙烯酸降冰片酯、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；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化合物；丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯等不饱和羧酸缩水甘油酯化合物；醋酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等羧酸乙烯酯化合物；乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚、烯丙基缩水甘油基醚等不饱和醚化合物；丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、偏二氰基乙烯等乙烯基氰化合物；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、苄基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等不饱和酰亚胺化合物；1,3-丁二烯、异戊二烯、氯丁二烯等脂肪族共轭二烯类；和在聚苯乙烯、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巨大单体类；能够降低相对介电常数值的具有降冰片基骨架的单体、具有金刚烷骨架的单体、具有松香骨架的单体等大体积性单体。
就上述碱可溶性树脂而言，以着色感光性树脂组合物的固体成分全体重量为基准，可含有10～80重量％，具体地，可含有10～70重量％，更具体地，可含有30～45重量％。
在上述范围内含有上述碱可溶性树脂的情况下，在显影液中的溶解性充分，因此图案的形成变得容易，显影时防止曝光部的像素部分的膜减少，非像素部分的泄漏性变得良好，因此优选。
含有不到上述范围的上述碱可溶性树脂的情况下，有可能使非像素部分略微泄漏，上述碱可溶性树脂的含量超过上述范围的情况下，在显影液中的溶解性略微降低，图案的形成可略微变得困难。
光聚合性化合物
本发明的着色感光性树脂组合物中所含的光聚合性化合物是在光和后述的光聚合引发剂的作用下能够聚合的化合物，可列举出单官能单体、2官能单体、其他多官能单体等。
对上述单官能单体的种类并无特别限定，例如可列举出壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羟基乙酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
对上述2官能单体的种类并无特别限定，例如可列举出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、三甘醇二(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。
对上述多官能单体的种类并无特别限定，例如可列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、二季戊四醇三(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。
作为上述光聚合性化合物的市售品的例子，有味元商社的Miramer M600等，但并不限定于此。
就上述光聚合性化合物而言，以上述着色感光性树脂组合物全体重量为基准，可含有1～20重量％，优选含有1～15重量％，更优选含有2～10重量％，在上述范围内含有的情况下，具有在像素部的强度、平滑性的方面有利的优点。
上述光聚合性化合物的含量不到上述范围的情况下，像素部的强度可少许地降低，上述光聚合性化合物的含量超过上述范围的情况下，平滑性可少许地降低，因此优选在上述范围内含有。
光聚合引发剂
本发明涉及的着色感光性树脂组合物能够包含光聚合引发剂。上述光聚合引发剂包含肟系化合物。上述肟系化合物例如可列举出0-乙氧基羰基-α-氧亚氨基-1-苯基丙烷-1-酮、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)(Irgacure OXE-02、Ciba)等，但并不限定于此。
本发明涉及的光聚合引发剂包含肟系化合物的情况下，由于肟系化合物的结构的特征，与包含其他结构的化合物的引发剂相比，图案的形成容易，具有图案的维持优异的优点。
就上述光聚合引发剂而言，以上述着色感光性树脂组合物全体重量为基准，可包含0.1～5重量％，具体地，可包含0.3～3重量％，更具体地，可包含0.4～1重量％，这种情况下，由于使上述着色感光性树脂组合物高感度化，缩短曝光时间，因此生产率提高，能够维持高分辨率，因此优选。另外，具有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处的平滑性变得良好的优点。
溶剂
对本发明的着色感光性树脂组合物中所含的溶剂并无特别限制，能够使用着色感光性树脂组合物的领域中使用的各种有机溶剂。
上述溶剂具体地可列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；二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚等二甘醇二烷基醚类；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等亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类；乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯等乙酸烷氧基烷基酯类；苯、甲苯、二甲苯、均三甲基苯等芳香族烃类；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。
就上述的溶剂而言，在涂布性和干燥性的方面，优选地可列举出上述溶剂中沸点为100℃～200℃的有机溶剂，更优选地可列举出亚烷基二醇烷基醚乙酸酯类、酮类、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等酯类，进一步优选地可列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、3-甲氧基丙酸甲酯等。这些溶剂能够各自单独地使用或者将二种以上混合使用。
就本发明的着色感光性树脂组合物中的溶剂的含量而言，以包含其的着色感光性树脂组合物全体重量为基准，可含有20～85重量％，优选含有25～85重量％，更优选含有30～80重量％。
在上述溶剂的含量为上述范围以内的情况下，采用辊涂机、旋涂机、狭缝和旋转涂布机、狭缝涂布机(有时也称为模压涂布机)、喷墨等涂布装置涂布时，涂布性可变得良好，因此优选。在上述溶剂的含量不到上述范围的情况下，由于涂布性略有降低，因此工序可略微地变得困难，在超过上述范围的情况下，可发生由上述着色感光性树脂组合物形成的滤色器的性能可略有下降的问题。
添加剂
为了增进涂布性或密合性，本发明涉及的着色感光性树脂组合物能够进一步包含密合促进剂、表面活性剂这样的添加剂。
为了提高与基板的密合性，可添加上述密合促进剂，能够包含具有选自羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基、环氧基和它们的组合中的反应性取代基的硅烷偶联剂，但并不限定于此。例如，上述硅烷偶联剂可列举出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-异氰酸酯基丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等，其能够单独地使用以及将二种以上组合使用。
本发明涉及的着色感光性树脂组合物包含上述表面活性剂的情况下，具有可提高涂布性的优点。例如，上述表面活性剂能够使用BM-1000、BM-1100(BM Chemie公司)、FLUORAD FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M(株))、SH-28PA/-190/SZ-6032(东丽有机硅株式会社)等氟系表面活性剂，但并不限定于此。
此外，本发明涉及的着色感光性树脂组合物在不阻碍本发明的效果的范围内也能够进一步包含抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝聚剂这样的添加剂，上述添加剂也是在不阻碍本发明的效果的范围内可由本领域技术人员适当地追加使用的。例如，上述添加剂以上述着色感光性树脂组合物全体重量为基准，能够使用0.05～10重量％，具体地，能够使用0.1～10重量％，更具体地，能够使用0.1～5重量％，但并不限定于此。
＜滤色器＞
本发明的另一方案涉及利用上述的着色感光性树脂组合物制造的滤色器。
在本发明的另一实施方式中，上述滤色器包含图案层、黑矩阵和柱状间隔物，上述黑矩阵和柱状间隔物中选择的一个以上可为上述着色感光性树脂组合物的固化物。
在本发明的又一实施方式中，上述黑矩阵和柱状间隔物可为一体型。
上述图案层可采用本领域技术人员使用的通常的方法制造，本发明中并不限定上述制造方法。
就上述基板而言，上述滤色器自身可为基板，或者可以是显示装置等中滤色器所位于的部位，并无特别限制。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是聚醚砜(polyethersulfone、PES)或聚碳酸酯(polycarbonate、PC)等。
具体地，上述黑矩阵、柱状间隔物可为包含本发明的着色感光性树脂组合物的层，可以是涂布上述着色感光性树脂组合物、用规定的图案进行曝光、显影和热固化而形成的层。就包含上述图案层、黑矩阵、柱状间隔物或黑矩阵一体型柱状间隔物的滤色器的制造方法而言，能够通过进行本领域中通常已知的方法而形成。
＜图像显示装置＞
另外，本发明的另一方案涉及包含上述的滤色器的图像显示装置。
本发明的滤色器不仅可应用于通常的液晶显示装置，而且可应用于电致发光显示装置、等离子体显示装置、场致发射显示装置等各种图像显示装置。
本发明涉及的图像显示装置由于包含含有蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％的着色剂，因此近红外线透射度优异，因此具有光学密度优异的优点，另外，由于残膜率优异，因此具有如下优点：具有高可靠性。
以下为了对本说明书具体地说明，列举出实施例详细地说明。但是，本说明书涉及的实施例可变形为多种其他的形态，本说明书的范围并不限定于以下说明的实施例。本说明书的实施例是为了对本领域普通技术人员更完全地说明本说明书而提供的。另外，以下表示含量的“％”和“份”只要无特别说明，则为重量基准。
合成例：碱可溶性树脂
准备具有搅拌器、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗和氮导入管的烧瓶。作为单体滴液漏斗，添加将(甲基)丙烯酸3,4-环氧三环癸烷-8-基酯和(甲基)丙烯酸3,4-环氧三环癸烷-9-基酯以摩尔比50：50混合的混合物40重量份、甲基丙烯酸甲酯50重量份、丙烯酸40重量份、乙烯基甲苯70重量份、过氧-2-乙基己酸叔丁酯4重量份、丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)40重量份，搅拌。作为链转移剂滴液槽，添加正十二烷硫醇6重量份、PGMEA 24重量份，搅拌。然后，在烧瓶中添加PGMEA 395重量份，将烧瓶内的气氛从空气置换为氮后，搅拌，将***温度升温到90℃。然后，开始从滴液漏斗将单体和链转移剂滴入。边维持90℃边分别进行滴入2小时的时间，1小时后，升温到110℃，维持5小时的时间，得到了固体成分的酸值为100㎎KOH/g的树脂。
碱可溶性树脂的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)的测定采用GPC法在下述的条件下测定。
使用了HLC-8120GPC(东曹(株)制造)装置。将TSK-GELG4000HXL和TSK-GELG2000HXL柱串联连接地使用，使柱的温度成为40℃。使用四氢呋喃作为移动床的溶剂，边以1.0mL/分的流速流动边测定。测定试样的浓度为0.6重量％，注入量为50μl，使用RI检测器分析。作为校正用标准物质，使用TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-1、A-2500、A-500(东曹(株)制造)，在上述条件下测定了得到的碱可溶性树脂的重均分子量和数均分子量。
采用GPC测定的聚苯乙烯换算的重均分子量为17000，分子量分布(Mw/Mn)为2.3。
着色感光性树脂组合物的制造
按照下述的表1中记载的组成制造了实施例和比较例涉及的着色感光性树脂组合物。
【表1】
Figure BDA0001435620770000151
Figure BDA0001435620770000161
着色基板(玻璃基板)制造例
将5cm×5cm的玻璃基板(康宁公司)用中性洗剂和水洗净后干燥。然后，在玻璃基板上将由实施例和比较例制造的着色感光性树脂组合物分别旋涂以致最终膜厚成为3.0μm，在120℃下进行前烧成，干燥2分钟，将溶剂除去。
然后，以曝光量100mJ/cm2曝光，形成图案，使用碱水溶液将非曝光部除去。接着，在250℃下进行30分钟后烧成，制造了着色基板。
残膜率的测定
对由实施例和比较例制造的着色基板进一步进行了2小时后烧成工序后，利用膜厚测定机(Dektak 6M(Veec公司))，对2小时前后之差进行比较，示于下述的表2中。判断标准如下述所示。
◎(优异)：残膜率为90％以上
○(良好)：残膜率为80％以上且不到90％
△(不良)：残膜率不到80％
近红外线(Near-IR)透射特性测定
利用UV-2550装备(Shimadzu公司)对由实施例和比较例制造的着色基板测定900nm波长的近红外线(Near-IR)下的透射特性，根据下述的标准评价后，示于下述的表2中。近红外线(Near-IR)的测定波长范围为900nm，此时，透射率必须为20％以上。
◎(优异)：近红外线透射率为25％以上
○(良好)：近红外线透射率为20％以上且不到25％
△(不良)：近红外线透射率不到20％
光学密度(O.D.)测定
利用X-rite 361T(X-rite公司)对由实施例和比较例制造的着色基板测定光学密度，根据下述的标准评价后，示于下述的表2中。本发明中的光学密度以1.2/μm为基准。
◎(优异)：光学密度为1.2/μm以上
○(良好)：光学密度为1.16/μm以上且不到1.20/μm
△(不良)：光学密度不到1.16/μm
【表2】
Figure BDA0001435620770000171
如看上述表2可知那样，可知利用本发明涉及的着色感光性树脂组合物制造的着色基板的近红外线透射特性、光学密度全部优异，而按照比较例制造的着色基板的近红外线透射特性和光学密度全都不优异。
另外，可知利用使用了肟系化合物作为光聚合引发剂的实施例1～5涉及的着色感光性树脂组合物制造的着色基板的膜厚的变化率显著小(残膜率高)。

Claims (9)

1.着色感光性树脂组合物，其为包含着色剂和光聚合引发剂的用于形成黑矩阵或柱状间隔物的着色感光性树脂组合物，以所述着色剂全体重量为基准，所述着色剂包含蓝色颜料5～70重量％和棕色颜料30～95重量％，其中，所述蓝色颜料包含选自C.I.颜料蓝15、15：3、15：4、15：6、16、21、28、60、64和76中的1种以上，所述棕色颜料包含选自C.I.颜料棕26、28、83和93中的1种以上，其中，所述光聚合引发剂包含肟系化合物。
2.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其中，所述着色剂还包含紫色颜料。
3.根据权利要求2所述的着色感光性树脂组合物，其中，所述紫色颜料包含选自C.I.颜料紫14、19、23、29、32、33、36、37和38中的1种以上。
4.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其中，以所述着色感光性树脂组合物全体重量为基准，包含3～50重量％的所述着色剂。
5.根据权利要求1所述的着色感光性树脂组合物，其还包含选自碱可溶性树脂、光聚合性化合物、溶剂和添加剂中的1种以上。
6.滤色器，其包含根据权利要求1～权利要求5中任一项所述的着色感光性树脂组合物的固化物。
7.根据权利要求6所述的滤色器，其中，所述滤色器包含图案层、黑矩阵和柱状间隔物，选自所述黑矩阵和柱状间隔物中的一个以上为所述着色感光性树脂组合物的固化物。
8.根据权利要求7所述的滤色器，其中，所述黑矩阵和柱状间隔物为一体型。
9.图像显示装置，其包含根据权利要求6所述的滤色器。
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