CN113267958A - 黑色感光性树脂组合物、包含使用其制造的黑矩阵的滤色器及包含上述滤色器的显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供黑色感光性树脂组合物、包含使用其制造的黑矩阵的滤色器及包含上述滤色器的显示装置，上述黑色感光性树脂组合物的特征在于，包含着色剂，上述着色剂包含黑色有机颜料，利用上述黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上，在900nm波长中的透过率为25％以上。由此能够进行小于100℃的低温固化，从而提供即使在柔性基板上固化度也优异、形成耐溶剂性(可靠性)提高了的图案的效果。

Description

黑色感光性树脂组合物、包含使用其制造的黑矩阵的滤色器 及包含上述滤色器的显示装置
技术领域
本发明涉及黑色感光性树脂组合物、包含使用其制造的黑矩阵的滤色器及包含上述滤色器的显示装置。
背景技术
滤色器由红色像素、绿色像素和蓝色像素这3原色彩色像素、以及形成于各彩色像素的边界且作为黑色而实质上不透过可见光的黑矩阵构成。
在显示装置或显示器的滤色器中使用黑色感光性树脂组合物的情况下，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利用黑色感光性树脂组合物形成遮光层。
另一方面，以往一直使用玻璃基板作为显示器的基板，在使用玻璃基板的情况下，虽能够进行高温固化，但在使用高分子化合物、聚合物等柔性(flexible)基板的情况下，特别是在使用下部层存在有机物层的基板的情况下，不能进行高温固化。此外，在使用以往的感光性树脂组合物进行低温固化的情况下，存在不能实现深部固化而包含其的显示器的可靠性降低的问题。
为此，近年来，进行了大量针对柔性(flexible)显示器的研究，韩国注册专利第10-2005682号公开了包含黑矩阵的图案形成用感光性树脂组合物，但没有公开小于100℃的低温固化，因而存在以下问题：在高分子化合物、聚合物等柔性基板上、特别是在下部层存在有机物层的基板上形成图案时无法使用。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：韩国注册专利第10-2005682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，提供一种能够进行小于100℃的低温固化的黑色感光性树脂组合物，以便在柔性基板上、特别是在下部层存在有机物层的基板上形成图案。
此外，本发明的目的在于，提供包含利用上述黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵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，本发明提供一种黑色感光性树脂组合物，其特征在于，包含着色剂，上述着色剂包含黑色有机颜料，利用上述黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上，900nm波长中的透过率为25％以上。
此外，本发明提供包含利用上述黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵的滤色器。
此外，本发明提供包含上述滤色器的显示装置。
发明效果
本发明的黑色感光性树脂组合物能够进行小于100℃的低温固化，从而提供即使在柔性基板上固化度也优异、形成耐溶剂性(可靠性)提高了的图案的效果。
此外，包含使用上述黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵的滤色器以及包含上述滤色器的显示装置提供可靠性和耐久性等方面优异的特性。
附图说明
图1是图示用于评价本发明的试验例的浸渍后表面状态的评价基准的图。
图2a是图示固化膜中产生过度底切时的SEM图像。
图2b是图示固化膜中所产生的底切良好时的SEM图像。
具体实施方式
本发明提供黑色感光性树脂组合物、包含利用其制造的黑矩阵的滤色器及包含上述滤色器的显示装置，上述黑色感光性树脂组合物的特征在于，包含着色剂，上述着色剂包含黑色有机颜料，利用上述黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上，在900nm波长中的透过率为25％以上。
利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，介电常数为4.0F/m以下，因而电学特性优异。
利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，满足光学密度(O.D.)1.5/μm，且遮挡像素部以外的部分的光，能够防止相邻的像素部光的混色。
利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜能够进行小于100℃的低温固化，固化膜的深部固化度、即光固化度优异，因而能够提高固化膜的耐溶剂性(可靠性)。
此外，利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜能够进行小于100℃、优选为70℃以上且小于100℃、更优选为80℃以上且小于100℃的低温固化，从而能够在高分子化合物、聚合物等柔性(flexible)基板或包含有机物层的基板上形成图案时有效使用。
<黑色感光性树脂组合物>
本发明的黑色感光性树脂组合物包含(D)着色剂，视需要可以进一步包含(A)含有环氧基的粘合剂树脂、(B)光聚合性化合物、(C)光聚合引发剂、(E)热固化剂、(F)环氧添加剂和/或(G)其他添加剂。
(A)含有环氧基的粘合剂树脂
本发明中，含有环氧基的粘合剂树脂通常能够将利用黑色感光性树脂组合物形成的黑色感光性树脂层的非曝光部制成碱溶性，也可以作为对于颜料的分散介质而发挥作用。
作为上述含有环氧基的粘合剂树脂，可以在本技术领域中所使用的多种多样的聚合物中选择，但优选可以包含以下化学式1所表示的化合物。
[化学式1]
Figure BDA0002940908910000031
上述化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢或CH3，优选可以为氢。
a和b各自独立地可以为3～20的整数，优选可以为5～15的整数。
上述含有环氧基的粘合剂树脂可以通过包含一种以上作为含有3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷环的化合物的单体以及一种以上作为不饱和羧酸或其酸酐的单体共聚而成。
上述含有3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷环的化合物可以举出3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯、3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯、或丙烯酸等，优选为3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物，更优选为上述3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯以50:50的体积比混合而成的混合物。
上述羧酸或其酸酐可以为丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸等α,β-不饱和羧酸及其酸酐(马来酸酸、衣康酸酸酐等)，优选为甲基丙烯酸。
在包含上述化学式1所表示的化合物作为上述含有环氧基的粘合剂树脂的情况下，可以具有显影性和可靠性优异的效果。
上述粘合剂树脂的重均分子量可以为8,000～20,000g/mol，优选可以为10,000～15,000g/mol，酸值以固体成分为基准可以为50～130mg·KOH/g，优选可以为65～120mg·KOH/g，分散度(Mw/Mn)可以为1.8～2.3，优选可以为1.9～2.2。由此，能够提高碱显影中的显影性，抑制残渣产生，且提高图案的密合性。
相对于黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量，上述粘合剂树脂的含量可以为5～30重量％，在含量为7～20重量％时更为优选。在上述粘合剂树脂的含量处于上述范围内的情况下，可以具有显影性和可靠性优异的效果。本申请说明书上下文中，“黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量”的含义是将黑色感光性树脂组合物中的溶剂排除后的重量。
(B)光聚合性化合物
本发明中，光聚合性化合物是可以通过后述的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、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、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。它们中，优选使用二官能以上的多官能单体。
相对于黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量，上述光聚合性化合物的含量可以为6～30重量％，在含量为10～25重量％时更为优选。在上述光聚合性化合物的含量处于上述范围内的情况下，具有像素部的强度或平滑性变佳的倾向，因此优选。
(C)光聚合引发剂
本发明中，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、蒽醌系以及联咪唑系化合物等，它们可以单独使用或两种以上混合使用。
相对于黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量，上述光聚合引发剂的含量可以为0.5～5重量％，在含量为1～4重量％时更为优选。这样的含量范围考虑到了光聚合性化合物的光聚合速度以及最终得到的涂膜的物性，如果小于上述范围，则聚合速度慢而整体工序时间可能变长，相反，在大于上述范围的情况下，交联反应会因过度反应而失度，涂膜的物性反而可能下降。在上述含量范围内使用上述光聚合引发剂的情况下，能够提高像素部的强度和图案的直进性。
上述光聚合引发剂也可以将光聚合引发助剂组合使用。如果将光聚合引发助剂与上述光聚合引发剂并用，则含有它们的黑色感光性树脂组合物达到更高灵敏度而在形成黑矩阵时提高深部固化，因此优选。
上述光聚合引发助剂可以为了提高光固化效率而使用，可以使用选自由胺系化合物、烷氧基蒽系化合物、噻吨酮系化合物、羧酸以及磺酸化合物组成的组中的一种以上化合物，优选可以选自由羧酸以及磺酸化合物组成的组。
上述光聚合引发助剂优选以每1摩尔光聚合引发剂计通常在10摩尔以下、优选在0.01～5摩尔的范围内使用。在上述范围内使用光聚合引发助剂的情况下，能够提高聚合效率而期待深部固化提高效果。
(D)着色剂
本发明中，着色剂包含(D2)黑色有机颜料，且可以进一步包含(D1)黑色无机颜料。
本发明中，着色剂为了呈现黑色而使用，发挥防止像素部以外发生漏光的作用。
上述(D)着色剂以包含(D1)黑色无机颜料和/或(D2)黑色有机颜料为特征，相对于上述着色剂总重量，可以包含0重量％以上30重量％以下的(D1)黑色无机颜料的含量、以及大于70重量％且100重量％以下的(D2)黑色有机颜料。
由此，利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率可以为0.60％以上，优选可以为2％以上，更优选可以为7％以上，在900nm波长中的透过率可以为25％以上，且介电常数可以为4.0F/m以下。上述300～400nm波长中的最大透过率和900nm波长中的透过率越高，越有利于光固化。
通常，由感光性树脂组合物形成涂膜后，利用可见光将涂膜固化而形成固化膜，且在曝光工序中利用紫外线区域的300nm～400nm波长进行光固化。此时，存在随着涂膜的厚度变厚，到达涂膜的深部的可见光或紫外线减少而固化膜的深部固化度降低的问题。在固化未能顺利进行至涂膜的深部的情况下，在之后的显影步骤中可能发生固化膜的底切。换言之，随着涂膜的可见光和紫外线的透过率提高，固化膜的深部固化度、即光固化度提高，由此能够提高固化膜的耐溶剂性(可靠性)。因此，在涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上的情况下，能够提高固化膜的光固化度而提高耐溶剂性(可靠性)。
涂布黑色感光性树脂组合物而形成涂膜，且将该涂膜固化而形成固化膜后，将未固化的涂膜(非曝光部)去除而形成图案(曝光部)。由黑色感光性树脂组合物形成的图案存在在可见光中难以确认图案的排列(alignment)状态的问题。图案的排列(alignment)状态确认利用900nm紫外线。为此，在涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，优选900nm波长中的透过率为25％以上。
例举一实施例，上述着色剂相对于上述着色剂总重量，包含100重量％的上述黑色有机颜料的情况下，利用本发明的黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在上述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率可以为7.31％以上，在900nm波长中的透过率可以为90％以上，且介电常数可以为3.5F/m以下。
上述黑色无机颜料可以使用选自由炭黑、氧化铬、氧化铁和钛黑组成的组中的一种以上，上述黑色有机颜料可以使用选自由内酰胺黑、苝黑、花青黑和苯胺黑组成的组中的一种以上，但不限定于此。
相对于黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量，上述着色剂的含量可以为34～46重量％，在含量为36～44重量％时更为优选。在上述着色剂的含量处于上述范围内的情况下，从能够表现出充分的遮蔽性、即高光学密度(Optical Density；O.D.)且能够实现充分的图案形成方面考虑是优选的。
此外，上述着色剂优选制成颜料的粒径均匀分散的颜料分散液后使用。作为用于使颜料的粒径均匀分散的方法的例子，可以举出添加颜料分散剂而进行分散处理的方法等，根据上述方法，能够获得颜料在溶液中均匀分散的状态的颜料分散液。
上述颜料分散剂是为了颜料的解凝以及维持稳定性而添加的，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；包含甲基丙烯酸丁酯(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；或公知的其他树脂型的颜料分散剂；等，它们可以各自单独使用或将两种以上组合使用。
相对于上述着色剂1重量份，上述颜料分散剂的含量为大于0且1重量份以下，优选为0.01～0.5重量份。如果以上述的大于0且1重量份以下包含颜料分散剂，则能够得到均匀分散的颜料，因此优选。
(E)热固化剂
本发明中，热固化剂起到促进涂膜的深部固化以及提高机械强度的作用，可以促进小于100℃的低温固化。上述热固化剂优选包含含有硫醇(thiol)基的化合物，上述含有硫醇基的化合物更优选含有3～6官能的硫醇基。
例举一实施例，上述含有硫醇基的化合物可以包含以下化学式2所表示的化合物。
[化学式2]
Figure BDA0002940908910000081
相对于黑色感光性树脂组合物中固体成分总重量，上述热固化剂的含量可以为1～5重量％，在含量为1.5～4.5重量％时更为优选。在上述热固化剂的含量处于上述范围内的情况下，从通过提高固化度来提高可靠性方面考虑是优选的。
(F)环氧添加剂
本发明的黑色感光性树脂组合物除了上述成分以外在不损害本发明的目的的范围内可以根据本领域的技术人员的需要进一步包含环氧添加剂。
上述环氧添加剂可以作为用于提高深部固化和机械强度的固化剂来使用。
上述环氧添加剂可以举出作为环氧化合物的具体例的双酚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、其他芳香族系环氧树脂、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、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合物、异氰脲酸三缩水甘油酯等。
具体而言，上述环氧添加剂优选为例如Celloxide 2021P。
上述环氧添加剂可以与助固化化合物并用，所述助固化化合物能够与环氧添加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。上述助固化化合物具体例如有多元羧酸类、多元羧酸酐类、产酸剂等。上述多元羧酸酐类可利用市售的环氧树脂固化剂。作为市售的上述环氧树脂固化剂的具体例，可以举出ADEKA HARDENEREH-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。上述例示的环氧添加剂可以单独使用或将两种以上混合使用。
上述环氧添加剂可以在不损害本发明的效果的范围内由本领域的技术人员适当追加使用。比如，相对于黑色感光性树脂组合物中总固体成分含量，上述环氧添加剂可以以0.05～10重量％、优选以0.1～9重量％、更优选以0.1～8重量％使用，但不限定于此。
(G)其他添加剂
本发明的黑色感光性树脂组合物除了上述成分以外在不损害本发明的目的的范围内可以根据本领域技术人员的需要进一步包含添加剂。
上述添加剂可以包含流平剂等。
作为上述流平剂，可以使用为了更加提高黑色感光性树脂组合物的被膜形成性而市售的表面活性剂，例如，可以举出有机硅系、氟系、酯系、阳离子系、阴离子系、非离子系、两性等表面活性剂等，它们可以各自单独使用，也可以将两种以上组合使用。
上述添加剂可以在不损害本发明的效果的范围内由本领域的技术人员适当追加使用。比如，相对于黑色感光性树脂组合物中总固体成分含量，上述添加剂可以以0.05～10重量％、优选以0.1～9重量％、更优选以0.1～8重量％使用，但不限定于此。
黑矩阵、滤色器及显示装置
本发明涉及利用上述黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵。
本发明的黑色感光性树脂组合物的制造方法没有特别限定，遵循公知的黑色感光性树脂组合物的制造方法。
例如，可以通过将着色剂添加于溶剂中后添加剩余的组成以及其他添加剂并进行搅拌来获得。此时，上述着色剂可以以使颜料等预先溶解或分散于溶剂或碱溶性树脂而成的漆浆形态来添加。在添加剂为溶液形态的情况下，可以与着色剂一起预先添加于溶剂中。
如此制造的黑色感光性树脂组合物优选可以在显示装置的黑矩阵制造中使用。
本发明还涉及包含利用上述黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵的滤色器，上述滤色器包含形成于基板上的黑矩阵。在利用本发明的黑色感光性树脂组合物的情况下，能够在低温下制造黑矩阵，因此上述基板优选使用具有柔性的柔性基板或者包含有机物层的基板、特别是下部层存在有机物层的基板，上述黑矩阵也可以具有柔性。
利用光刻方法来形成黑矩阵的通常的图案化工序包括如下步骤：
a)在基板上涂布黑色感光性树脂组合物的步骤；
b)将溶剂干燥的前烘步骤；
c)在得到的被膜上隔着光掩模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或聚合物板，优选使用柔性基板。上述柔性基板是指具有柔性的基板。作为玻璃基板，尤其优选可以使用钠钙玻璃、含钡或锶玻璃、铅玻璃、硅酸铝玻璃、硼硅酸玻璃、硼硅酸钡玻璃或石英等。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。此外，上述基板可以在一面包含有机物层，上述有机物层只要是OLED中一般使用的有机物质，则可以无限制地使用。
此时，为了获得期望的厚度，可以通过利用辊涂机、旋涂机、狭缝式旋涂机、狭缝涂布机(有时也称为模涂机)、喷涂打印机等涂布装置的湿式涂布方法来实施涂布。
前烘中，利用烘箱、加热板等进行加热来进行。此时，前烘时的加热温度以及加热时间根据所使用的溶剂来适宜选择，例如，以80至小于100℃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，且通过光掩模进行曝光，从而仅使与图案相对应的部分感光。此时，所照射的光例如可以为可见光线、紫外线、X射线以及电子射线等。
曝光后的碱显影是以将非曝光部分的未被去除的部分的感光性树脂组合物去除为目的进行的，通过该显影而形成期望的图案。利用0.02～0.06重量％KOH碱水溶液在10～50℃、优选在20～40℃的温度内利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实施的，优选通过在80至小于100℃的温度以10～120分钟的条件进行热处理来实现。具体而言，在使用耐热性差的柔性基板或下部层不存在有机物层的情况下，优选在80至小于100℃的温度进行热处理。后烘与前烘一样利用烘箱、加热板等来进行。
此时，作为黑矩阵的膜厚度，优选为1.0μm～5.0μm，更优选为1.0μm～3.0μm，特别优选为1.0μm～2.0μm。
由本发明的黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵具有改善对于黑矩阵的基材的密合力的效果，因而显示装置的可靠性和耐久性等方面可以具有优异的特性。
此外，本发明提供包含上述滤色器的显示装置和/或显示器。
以下，通过实施例来更加详细地说明本发明。但是，以下实施例用于更加具体地说明本发明，本发明的范围不受以下实施例的限定。以下的实施例可以在本发明的范围内由本领域的技术人员进行适当修改、变更。
合成例1：含有环氧基的粘合剂树脂(A)的合成
在具备搅拌机、温度计、回流冷凝管、滴液漏斗以及氮气导入管的内容积1L的分离型烧瓶中投入甲氧基丁基乙酸酯277g，升温至80℃后，经5小时滴加使3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-9-基丙烯酸酯与3,4-环氧三环[5.2.1.02,6]癸烷-8-基丙烯酸酯的混合物[50:50(摩尔比)]301g、甲基丙烯酸49g、以及偶氮双二甲基戊腈23g溶解于甲氧基丁基乙酸酯350g而成的混合溶液，然后进行3小时熟化，从而得到粘合剂树脂(A)[固体成分(NV)35.0重量％]。上述粘合剂树脂(A)的酸值(dry)为69.8KOH mg/g，重均分子量(Mw)为12300，分子度(Mw/Mn)为2.1。
制造例1：黑色颜料分散液(D1)的制造
将由如下成分构成的组合物与平均粒径大小为0.1mm的刚性研磨介质(二氧化锆珠)以50:50的重量比率混合并投入后，通过珠磨机将颜料分散4～6小时，从而制造黑色颜料分散液(D-1)，所述组合物的成分如下：作为着色剂的炭黑(P.Bk.7)15.0重量份、作为分散树脂的上述粘合剂树脂(A-1)3重量份(固体成分换算)[固体成分(NV)35.0重量％]、作为分散剂的丙烯酸系高分子分散剂(DISPERBYK-2000)5重量份(固体成分换算)[固体成分(NV)40.0重量％]以及作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯77重量份。
制造例2：黑色颜料分散液(D2)的制造
将由如下成分构成的组合物与平均粒径大小为0.1mm的刚性研磨介质(二氧化锆珠)以50:50的重量比率混合并投入后，通过珠磨机将颜料分散4～6小时，从而制造黑色颜料分散液(D-2)，所述组合物的成分如下：作为着色剂的有机黑色颜料(巴斯夫公司，IrgaphorS100CF)15.0重量份、作为分散树脂的上述粘合剂树脂(A-1)3重量份(固体成分换算)[固体成分(NV)35.0重量％]、作为分散剂的丙烯酸系高分子分散剂(DISPERBYK-2000)5重量份(固体成分换算)[固体成分(NV)40.0重量％]以及作为溶剂的丙二醇单甲基醚乙酸酯77重量份。
实施例和比较例的黑色感光性树脂组合物的制造
参照以下表1制造实施例和比较例的黑色感光性树脂组合物。
[表1]
(单位：质量％) 比较例1 实施例1 实施例2 实施例3
(A)粘合剂树脂 15.65 13.56 11.82 7.98
(B)光聚合性化合物 21.85 20.36 19.12 16.38
(C)光聚合引发剂 3.50 3.26 3.06 2.62
(D)着色剂分散液 47.54 52.14 55.96 64.40
(E)热固化剂 2.62 2.44 2.29 1.97
(F)环氧添加剂 8.74 8.14 7.65 6.55
(G)添加剂 0.10 0.10 0.10 0.10
合计 100 100 100 100
(A)粘合剂树脂：根据合成例1制造的树脂
(B)光聚合性化合物：二季戊四醇六丙烯酸酯(日本化药公司)
(C)光聚合引发剂：OXE-01(巴斯夫公司)
(D)着色剂分散液：相对于着色剂分散液总质量的制造例1(D1)与制造例2(D2)的混合比率参照以下[表2]
(E)热固化剂：
Figure BDA0002940908910000131
(PE1，昭和电工(Showa denko)公司)
(F)环氧添加剂：Celloxide2021P(大赛璐(Daicel)公司)
(G)添加剂(流平剂)：F-554(DIC公司)
[表2]
(单位：质量％) 比较例1 实施例1 实施例2 实施例3
制造例1(D1) 43.5 27.9 13.7 0
制造例2(D2) 56.5 72.1 86.3 100
试验例：黑色感光性树脂组合物的物性评价
(1)黑色基板制作
将5cmX5cm的玻璃基板(康宁公司)利用中性洗涤剂和水清洗后干燥。在上述玻璃基板上利用实施例和比较例的黑色感光性树脂组合物以最终膜厚度成为1.5±0.1μm(由Dektak设备测定)的方式形成涂膜，将上述涂膜以曝光量100mJ/cm2进行曝光，在90℃烘烤60分钟而形成固化膜。将上述固化膜在90℃浸渍于丙二醇单甲基醚乙酸酯(PGMEA)中15分钟而制造黑色基板。
(2)透过率测定
利用紫外-可见(UV-Vis)(岛津(Shimadzu)公司的UV-2600)设备测定上述(1)中制造的黑色基板在300～400nm波长中的最大透过率(％)以及在900nm波长中的透过率(％)，将其结果示于以下表3中。
(3)介电常数评价
利用阻抗测定仪(Sesim光电子的RDMS-200)测定上述(1)中制造的黑色基板的介电常数，将其结果示于以下表3中。
(4)浸渍后表面状态评价
利用光线显微镜拍摄上述(1)中制造的黑色基板，对于在PGMEA溶剂中浸渍后表面状态根据参照图1所确认的评价基准进行评价，将其结果示于以下表3中。具体而言，在以下表3中，如图1的第一个图像那样表面没有或几乎没有损伤的情况记载为“◎”，如图1的第二个图像那样表面出现局部损伤的情况记载为“○”，如图1的第三个图像那样表面整体出现损伤的情况记载为“△”，如图1的第四个图像那样表面完全损伤的情况记载为“Ⅹ”。
(5)底切评价
将上述(1)中制造的黑色基板在PGMEA溶剂中浸渍后拍摄SEM图像而评价底切。图2a和图2b是固化膜中产生底切时的SEM图像，具体而言，在以下表3中，将如图2a那样底切严重的情况记载为“强”，将如图2b那样良好的情况记载为“弱”或“弱弱”。
(6)光学密度(O.D.)测定
利用X-rite测定上述(1)中制造的黑色基板的光学密度，将其结果示于以下表3中。
[表3]
Figure BDA0002940908910000141
参照上述表3，对于本发明的实施例1～3而言，在300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上，在900nm波长中的透过率为25％以上，在利用本发明的实施例1～3的黑色感光性组合物的情况下，各波长中的透过率与使用比较例1的组合物的情况相比均显著提高，通过SEM图像可以确认到，由于如上所述的透过率提高而固化度也提高，由此底切产生受到抑制(良好)(参照图2b)。
此外，在使用实施例1～3的组合物的情况下，由于介电常数为4.0F/m以下而电学特性优异，且光学密度(O.D.)满足1.5/μm。

Claims (17)

1.一种黑色感光性树脂组合物，其特征在于，包含着色剂，
所述着色剂包含黑色有机颜料，
利用所述黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在所述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，在300～400nm波长中的最大透过率为0.60％以上，在900nm波长中的透过率为25％以上。
2.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，所述黑色感光性树脂组合物进一步包含含有环氧基的粘合剂树脂、光聚合性化合物、光聚合引发剂以及热固化剂中的一种以上。
3.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，在所述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，所述涂膜的光学密度为1.5/μm以上。
4.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，在所述涂膜的厚度为1.5±0.1μm时，所述涂膜的介电常数为4.0F/m以下。
5.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述黑色感光性树脂组合物用于形成柔性基板或包含有机物层的基板上的图案。
6.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，利用所述黑色感光性树脂组合物形成的涂膜在小于100℃的低温进行固化。
7.根据权利要求2所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述含有环氧基的粘合剂树脂包含以下化学式1所表示的化合物：
化学式1
Figure FDA0002940908900000011
所述化学式1中，
R1和R2各自独立地为氢或CH3，
a和b各自独立地为3～20的整数。
8.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，所述着色剂进一步包含黑色无机颜料。
9.根据权利要求8所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，相对于所述着色剂总重量，所述着色剂包含0重量％以上30重量％以下的黑色无机颜料、以及大于70重量％且100重量％以下的黑色有机颜料。
10.根据权利要求8所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述黑色无机颜料为选自由炭黑、氧化铬、氧化铁和钛黑组成的组中的一种以上。
11.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述黑色有机颜料为选自由内酰胺黑、苝黑、花青黑和苯胺黑组成的组中的一种以上。
12.根据权利要求2所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述热固化剂包含含有硫醇基的化合物。
13.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述黑色感光性树脂组合物进一步包含环氧添加剂。
14.根据权利要求1所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，所述黑色感光性树脂组合物进一步包含流平剂。
15.根据权利要求2所述的黑色感光性树脂组合物，其特征在于，
相对于所述黑色感光性树脂组合物中总固体成分含量，包含：
所述含有环氧基的粘合剂树脂5～30重量％；
所述光聚合性化合物6～30重量％；
所述光聚合引发剂0.5～5重量％；
所述着色剂34～46重量％；以及
所述热固化剂1～5重量％。
16.一种滤色器，其包含利用权利要求1～15中任一项所述的黑色感光性树脂组合物制造的黑矩阵。
17.一种显示装置，其包含权利要求16所述的滤色器。
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