(57)【要約】【課題】着色感光性樹脂組成物、これを用いて製造されたパターン層、前記パターン層を含むカラーフィルタ、および前記カラーフィルタを含む表示装置の提供。【解決手段】本発明は、青色顔料およびオレンジ顔料を含む着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、および溶剤を含む着色感光性樹脂組成物、前記着色感光性樹脂組成物を用いて製造されたパターン層、前記パターン層を含むカラーフィルタ、および前記カラーフィルタを含む表示装置に関する。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、および溶剤を含む着色感光性樹脂組成物であって、
前記着色剤は、青色顔料およびオレンジ顔料を含み、
前記青色顔料は、下記化学式１で表されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０であることを特徴とする、着色感光性樹脂組成物。
【化１】
2019079047.tif 000008
【請求項２】
前記着色感光性樹脂組成物は、追加の着色剤として黒色顔料をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項３】
前記黒色顔料は、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、およびカーボンブラックからなる群より選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項２に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項４】
前記オレンジ顔料は、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、６１、６４、６５、６８、および７０からなる群より選択される１種以上を含むことを特徴とする、請求項１に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項５】
前記着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して、着色剤１３〜６０重量％、アルカリ可溶性樹脂５〜６０重量％、光重合性化合物５〜５０重量％、および光重合開始剤０．１〜４０重量％を含み、前記着色感光性樹脂組成物の総重量に対して、溶剤６０〜９０重量％を含むことを特徴とする、請求項１に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項６】
前記着色剤中の、黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料は、１：１．０〜２．０：１．０〜１．５の重量比で混合されることを特徴とする、請求項２に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項７】
前記着色感光性樹脂組成物は、青色顔料としてＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項８】
前記着色剤中の、黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料は、１：２．０〜３．０：１．０〜２．０の重量比で混合されることを特徴とする、請求項７に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項９】
前記着色感光性樹脂組成物は、別の高分子化合物、硬化剤、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、および凝集防止剤からなる群より選択される１種以上の添加剤を追加的に含むことを特徴とする、請求項１に記載の着色感光性樹脂組成物。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の着色感光性樹脂組成物で製造されたパターン層。
【請求項１１】
前記パターン層は、カラムスペーサ、ブラックマトリックス、およびブラックカラムスペーサからなる群より選択される１種以上である、請求項１０に記載のパターン層。
【請求項１２】
請求項１０に記載のパターン層を含むカラーフィルタ。
【請求項１３】
請求項１２に記載のカラーフィルタを含む表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着色感光性樹脂組成物、これを用いて製造されたパターン層、前記パターン層を含むカラーフィルタ、および前記カラーフィルタを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラーフィルタは、撮像素子、液晶表示装置（ＬＣＤ）などの各種表示装置に広く用いられるもので、その応用範囲が急速に拡大している。前記撮像素子、液晶表示装置などに用いられるカラーフィルタは、レッド（Ｒｅｄ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）、およびブルー（Ｂｌｕｅ）の３つのカラーの着色パターンからなるか、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ）、およびシアン（Ｃｙａｎ）の３つのカラーの着色パターンからなる。
【０００３】
前記カラーフィルタそれぞれの着色パターンは、一般的に、顔料または染料などの着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、および溶剤を含む着色感光性樹脂組成物を用いて形成される。前記着色感光性樹脂組成物を用いた着色パターンの加工は、通常、リソグラフィー工程で行われている。
【０００４】
着色感光性樹脂は、カラーフィルタ、液晶表示材料、有機発光素子、ディスプレイなどの必須材料である。例えば、液晶ディスプレイに使用されるカラーフィルタの場合、レッド（Ｒｅｄ）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ）、およびブルー（Ｂｌｕｅ）の各色からなる画素（ｐｉｘｅｌ）を含み、これら各画素の混色を防止したり、電極のパターンを隠すために、各色の着色層間の境界部分にブラックマトリックスを形成する。また、ブラックカラムスペーサ（Ｂｌａｃｋ  Ｃｏｌｕｍ  Ｓｐａｃｅｒ、ＢＣＳ）は、液晶と直接的に当接する部分で、優れた耐溶剤性および有機膜上で残渣が全く残らない特性が要求される。
【０００５】
最近、平板ディスプレイ分野におけるＬＣＤの占める比重が拡大しており、画面の大面積化に伴ってより明るいバックライトを採用している。バックライトが明るくなるにつれ、ブラックマトリックスも既存よりも高い遮光特性が要求される。しかし、遮光特性の向上のためにカーボンブラックの含有量を高める場合、工程特性が持続的に悪化して不良率が高くなり、これによって生産歩留まり低下の問題が発生している。
【０００６】
特許文献１は、着色感光性組成物、これを含むブラックカラムスペーサおよびカラーフィルタに関するもので、遮光性と液晶の電圧保持率を維持しながら、基板との高い密着性を示す着色感光組成物およびブラックカラムスペーサについて開示している。しかし、耐溶剤性および光学密度の改善において十分でない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】韓国公開特許第１０−２０１４−０１２１８２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の従来技術の問題を解決するためになされたものであって、耐溶剤性および光学密度に優れた着色感光性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、前記着色感光性樹脂組成物で製造されたパターン層、前記パターン層を含むカラーフィルタ、前記カラーフィルタを含む表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、および溶剤を含む着色感光性樹脂組成物であって、
前記着色剤は、青色顔料およびオレンジ顔料を含み、
前記青色顔料は、下記化学式１で表されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０であることを特徴とする、着色感光性樹脂組成物を提供する。
【００１１】
【化１】
2019079047.tif 000002
【００１２】
また、本発明は、前記本発明の着色感光性樹脂組成物で製造されたパターン層を提供する。
【００１３】
また、本発明は、前記本発明のパターン層を含むカラーフィルタを提供する。
【００１４】
また、本発明は、前記本発明のカラーフィルタを含む表示装置を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の着色感光性樹脂組成物は、着色力の高いＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０を導入することにより、同一の光学密度（Ｏ．Ｄ／μｍ）を得るために必要な着色感光性樹脂組成物内の着色剤の含有量（Ｐｉｇｍｅｎｔ  Ｗｅｉｇｈｔ  Ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ；ＰＷＣ）を低下させることができ、これによって耐溶剤性のような信頼性を向上させることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明についてより詳細に説明する。
【００１７】
着色剤、アルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、および溶剤を含む着色感光性樹脂組成物であって、
前記着色剤は、青色顔料およびオレンジ顔料を含み、
前記青色顔料は、下記化学式１で表されるＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０であることを特徴とする着色感光性樹脂組成物に関する。
【００１８】
【化２】
2019079047.tif 000003
【００１９】
本発明は、青色顔料として着色力の高いＣ．Ｉ．ピグメントブルー８０を含むことにより、同一の光学密度（Ｏ．Ｄ／μｍ）を得るための着色感光性樹脂組成物の着色剤の含有量（ＰＷＣ）を低下させることができる。このように着色感光性樹脂組成物の着色剤の含有量を低下させる場合、着色剤以外の成分が増加して溶剤に着色剤が溶出する現象を低減することができ、これによって着色感光性樹脂組成物の耐溶剤性が向上することにより信頼性を向上させることができる。
【００２０】
以下、本発明の着色感光性樹脂組成物を各成分ごとに詳細に説明する。
【００２１】
着色剤
本発明において、着色剤は、可視光線に遮光性のあるものを使用し、本発明の着色剤は、青色顔料およびオレンジ顔料を含む。
【００２２】
前記青色顔料は、中心金属を含まない化合物で、前記中心金属が存在すると、液晶の駆動時に影響を及ぼしうるが、本発明では、青色顔料として中心金属を含まない化合物を用いることにより、装備の駆動にメリットを確保することができる。本発明において、前記青色顔料は、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０であることを特徴とする。前記Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０を含む場合、より優れた光学密度（Ｏ．Ｄ／μｍ）を得ることができ、同一の光学密度を得るために必要な着色感光性樹脂組成物内の着色剤の含有量（ＰＷＣ）を低下させることができる。このように着色感光性樹脂組成物の着色剤の含有量を低下させる場合、溶剤に着色剤が溶出する現象を低減することができ、これによって着色感光性樹脂組成物の耐溶剤性のような信頼性を向上させることができる。
【００２３】
前記オレンジ顔料は、４００〜５５０ｎｍの領域で透過率を減少させて光学密度を向上させる役割を果たす。前記オレンジ顔料はその種類を特に限定するものではないが、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ５９、６１、６４、６５、６８、および７０からなる群より選択される１種以上を使用することが好ましく、Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４を含んで使用することが最も好ましい。
【００２４】
また、本発明の着色感光性樹脂組成物は、追加の着色剤として黒色顔料をさらに含んでもよい。前記黒色顔料は、可視光線で遮光性のあるものであればその種類を特に限定するものではないが、アニリンブラック、ペリレンブラック、チタンブラック、およびカーボンブラックからなる群より選択される１種以上を含んで使用することが好ましく、カーボンブラックを含んで使用することがさらに好ましい。前記カーボンブラックは、遮光性のある顔料であれば特に限定されず、公知のカーボンブラックを使用することができる。前記黒色顔料のカーボンブラックとしては、具体的には、チャンネルブラック（ｃｈａｎｎｅｌ  ｂｌａｃｋ）、ファーネスブラック（ｆｕｒｎａｃｅ  ｂｌａｃｋ）、サーマルブラック（ｔｈｅｒｍａｌ  ｂｌａｃｋ）、ランプブラック（ｌａｍｐ  ｂｌａｃｋ）などが挙げられる。前記カーボンブラックは、樹脂が被覆されたものでもよいし、樹脂で被覆されたカーボンブラックは、被覆されていないカーボンブラックに比べて導電性が低くて、ブラックマトリックスまたはカラムスペーサの形成時に優れた電気絶縁性を付与することができる。
【００２５】
本発明において、前記着色剤は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して１３〜６０重量％含まれ、好ましくは２５〜４５重量％含まれる。前記着色剤が１３〜６０重量％含まれると、光学密度および信頼性に優れる。
【００２６】
より具体的には、前記着色剤中の、黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料は、１：１．０〜２．０：１．０〜１．５の重量比で混合できる。また、好ましくは１：１．５〜１．７：１．２〜１．４の重量比で混合できる。前記黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料が前記重量比で含まれると、光学密度および信頼性に優れた着色感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００２７】
また、前記黒色顔料は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して３〜１０重量％含まれ、好ましくは４〜７重量％含まれてもよい。前記Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して１〜２０重量％含まれ、好ましくは６〜１２重量％含まれてもよい。前記オレンジ顔料は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して１〜１５重量％含まれ、好ましくは５〜１２重量％含まれてもよい。前記黒色顔料、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０、およびオレンジ顔料が前記範囲に含まれると、光学密度および信頼性に優れた着色感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００２８】
さらに、本発明の着色感光性樹脂組成物は、追加の着色剤として青色顔料のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６をさらに含んでもよい。前記着色剤が青色顔料のＣ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６をさらに含むと、前記着色剤中の、黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料は、１：２．０〜３．０：１．０〜２．０の重量比で混合できる。また、好ましくは１：２．２〜２．８：１．２〜１．７の重量比で混合できる。前記黒色顔料、青色顔料、およびオレンジ顔料が前記重量比で含まれると、光学密度および信頼性に優れた着色感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００２９】
前記Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して５〜１５重量％含まれ、好ましくは７〜１２重量％含まれてもよい。前記Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６が前記重量比で含まれると、長波長での吸光度を向上させることができ、これによって光学密度に優れた着色感光性樹脂組成物を得ることができる。
【００３０】
本発明において、着色感光性樹脂組成物中の固形分とは、溶剤を除去した成分の合計を意味する。
【００３１】
また、前記着色剤は、顔料の粒径が均一に分散した顔料分散液を使用することが好ましい。顔料の粒径を均一に分散させるための方法の例としては、分散剤を含有させて分散処理する方法などが挙げられ、前記方法によって顔料が溶液中に均一に分散した状態の顔料分散液を得ることができる。
【００３２】
分散樹脂
前記分散樹脂は、着色分散液に存在する顔料粒子を分散樹脂でコーティングして溶剤に溶解するのを防止し、顔料粒子間の凝集を抑制して顔料粒子間の凝集による粘度増加を防止する役割を果たす。
【００３３】
本発明の分散樹脂は、下記化学式２の共重合体を含む。
【００３４】
【化３】
2019079047.tif 000004
【００３５】
（前記化学式２において、Ｒ１およびＲ２は、それぞれ独立に、水素またはメチル基であり、ａ単量体およびｂ単量体のモル比は、１：２０〜２０：１である。）
【００３６】
本発明において、分散樹脂としてエポキシ基を含む前記化学式２の共重合体を含むことにより、耐溶剤性、保存安全性および残膜率を改善することができる。
【００３７】
前記分散樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、３，０００〜１００，０００であってもよいし、好ましくは３，０００〜５０，０００、さらに好ましくは５，０００〜５０，０００であってもよい。
【００３８】
前記分散樹脂の酸価は、固形分基準で５０〜２００ｍｇＫＯＨ／ｇで、前記範囲内で顔料の分散安定性を向上させることができる。
【００３９】
前記分散樹脂は、前記化学式２で表される共重合体と共重合可能な他の単量体との共重合体であってもよい。
【００４０】
前記分散樹脂の化学式２と共重合可能な単量体の具体例としては、スチレン、ビニルトルエン、α−メチルスチレン、ｐ−クロロスチレン、ｏ−メトキシスチレン、ｍ−メトキシスチレン、ｐ−メトキシスチレン、ｏ−ビニルベンジルメチルエーテル、ｍ−ビニルベンジルメチルエーテル、ｐ−ビニルベンジルメチルエーテル、ｏ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｍ−ビニルベンジルグリシジルエーテル、ｐ−ビニルベンジルグリシジルエーテルなどの芳香族ビニル化合物；メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、ｎ−プロピル（メタ）アクリレート、ｉ−プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉ−ブチル（メタ）アクリレート、ｓｅｃ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔ−ブチル（メタ）アクリレートなどのアルキル（メタ）アクリレート類；シクロペンチル（メタ）アクリレート、シクロヘキシル（メタ）アクリレート、２−メチルシクロヘキシル（メタ）アクリレート、トリシクロ［５．２．１．０２，６］デカン−８−イル（メタ）アクリレート、２−ジシクロペンタニルオキシエチル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどの脂環族（メタ）アクリレート類；フェニル（メタ）アクリレート、ベンジル（メタ）アクリレートなどのアリール（メタ）アクリレート類；２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレートなどのヒドロキシアルキル（メタ）アクリレート類；Ｎ−シクロヘキシルマレイミド、Ｎ−ベンジルマレイミド、Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−ヒドロキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メチルフェニルマレイミド、Ｎ−ｏ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｍ−メトキシフェニルマレイミド、Ｎ−ｐ−メトキシフェニルマレイミドなどのＮ−置換マレイミド系化合物；（メタ）アクリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミドなどの不飽和アミド化合物；３−（メタクリロイルオキシメチル）オキセタン、３−（メタクリロイルオキシメチル）−３−エチルオキセタン、３−（メタクリロイルオキシメチル）−２−トリフルオロメチルオキセタン、３−（メタクリロイルオキシメチル）−２−フェニルオキセタン、２−（メタクリロイルオキシメチル）オキセタン、２−（メタクリロイルオキシメチル）−４−トリフルオロメチルオキセタンなどの不飽和オキセタン化合物などが挙げられる。
【００４１】
前記例示した化合物は、それぞれ単独または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４２】
本発明の分散樹脂は、必要に応じて、当該分野で一般的に用いられる公知の多様な他のアルカリ可溶性樹脂を追加的に混合して使用することができる。
【００４３】
前記分散樹脂は、着色分散液中の固形分の総重量に対して１〜２０重量％含まれ、２〜１０重量％含まれることが好ましい。前記分散樹脂の含有量が当該範囲以内であれば、顔料粒子が均一に分散し、顔料粒子間の凝集を防止可能で、耐溶剤性および保存安定性が向上するので、好ましい。
【００４４】
分散剤
前記分散剤は、顔料の脱凝集および安定性維持のために添加するもので、分散剤の具体例としては、陽イオン系、陰イオン系、非イオン系、ポリエステル系、ポリアミン系などの界面活性剤などが挙げられ、これらは、それぞれ単独または２種以上を組み合わせて使用することができる。
【００４５】
前記陽イオン系界面活性剤の具体例としては、ステアリルアミン塩酸塩およびラウリルトリメチルアンモニウムクロライドなどのアミン塩または４級アンモニウム塩などが挙げられる。
【００４６】
前記陰イオン系界面活性剤の具体例としては、ラウリルアルコール硫酸エステルナトリウムおよびオレイルアルコール硫酸エステルナトリウムなどの高級アルコール硫酸エステル塩類、ラウリル硫酸ナトリウムおよびラウリル硫酸アンモニウムなどのアルキル硫酸塩類、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、およびドデシルナフタレンスルホン酸ナトリウムなどのアルキルアリールスルホン酸塩類などが挙げられる。
【００４７】
前記非イオン系界面活性剤の具体例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアリールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリールエーテル、その他のポリオキシエチレン誘導体、オキシエチレン／オキシプロピレンブロック共重合体、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、およびポリオキシエチレンアルキルアミンなどが挙げられる。
【００４８】
その他、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、およびポリエチレンイミン類などが挙げられる。
【００４９】
また、前記分散剤は、ブチルメタアクリレート（ＢＭＡ）またはＮ，Ｎ−ジメチルアミノエチルメタアクリレート（ＤＭＡＥＭＡ）を含むアクリレート系分散剤（以下、アクリレート系分散剤）を含むことが好ましい。前記アクリレート系分散剤は、リビング制御方法によって製造されたものを使用することが好ましく、市販品としては、ＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ−２０００、ＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ−２００１、ＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ−２０７０、またはＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ−２１５０などが挙げられ、前記アクリレート系分散剤は、それぞれ単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００５０】
前記分散剤は、アクリレート系分散剤のほか、他の樹脂タイプの顔料分散剤を使用することもできる。前記他の樹脂タイプの分散剤としては、公知の樹脂タイプの分散剤、特に、ポリウレタン、ポリアクリレートに代表されるポリカルボン酸エステル、不飽和ポリアミド、ポリカルボン酸、ポリカルボン酸の（部分的）アミン塩、ポリカルボン酸のアンモニウム塩、ポリカルボン酸のアルキルアミン塩、ポリシロキサン、長鎖ポリアミノアミドホスフェート塩、ヒドロキシル基−含ポリカルボン酸のエステル、およびこれらの改質生成物、またはフリー（ｆｒｅｅ）カルボキシル基を有するポリエステルとポリ（低級アルキレンイミン）の反応によって形成されたアミドまたはこれらの塩のような油質の分散剤；（メタ）アクリル酸−スチレンコポリマー、（メタ）アクリル酸−（メタ）アクリレートエステルコポリマー、スチレン−マレイン酸コポリマー、ポリビニルアルコール、またはポリビニルピロリドンのような水溶性樹脂または水溶性ポリマー化合物；ポリエステル；改質ポリアクリレート；エチレンオキシド／プロピレンオキシドの付加生成物；およびホスフェートエステルなどが挙げられる。
【００５１】
前記他の樹脂タイプの分散剤の市販品には、陽イオン系樹脂分散剤としては、例えば、ＢＹＫ（ビック）ケミー社の商品名：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、ＤＩＳＰＥＲ  ＢＹＫ−２０００；ＢＡＳＦ社の商品名：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社の商品名：ＳＯＬＳＰＥＲＳ−２４０００、ＳＯＬＳＰＥＲＳ−３２５５０、ＮＢＺ−４２０４／１０；川研ファインケミカル社の商品名：ヒノアクト（ＨＩＮＯＡＣＴ）Ｔ−６０００、ヒノアクトＴ−７０００、ヒノアクトＴ−８０００；味の素社の商品名：アジスパー（ＡＪＩＳＰＵＲ）ＰＢ−８２１、アジスパーＰＢ−８２２、アジスパーＰＢ−８２３；共栄社化学社の商品名：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などが挙げられる。
【００５２】
前記アクリレート系分散剤のほか、他の樹脂タイプの分散剤は、それぞれ単独または２種以上を混合して使用することができ、アクリレート系分散剤と併用して使用することもできる。
【００５３】
前記分散剤は、着色剤１重量部に対して、０超過１重量部以下で含まれ、好ましくは０．０５〜０．５重量部含まれる。当該０超過１重量部以下で分散剤が含まれると、均一に分散した顔料を得ることができるので、好ましい。
【００５４】
アルカリ可溶性樹脂
本発明の着色感光性樹脂組成物に含まれるアルカリ可溶性樹脂は、現像工程で用いられるアルカリ現像液に対して可溶性を付与する成分である。本発明において、前記アルカリ可溶性樹脂は特に限定しないが、カルボキシル基を有する単量体およびこれと共重合可能な他の単量体の共重合体であることが好ましい。
【００５５】
前記カルボキシル基を有する単量体の例としては、分子内に１個以上のカルボキシル基を有する不飽和カルボン酸、例えば、不飽和モノカルボン酸、不飽和ジカルボン酸などが挙げられる。これらの具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸などが挙げられる。前記カルボキシル基を有する単量体は、炭素−炭素不飽和結合を有する化合物であり、それぞれ単独でまたは２種以上を使用することができる。
【００５６】
前記他の単量体の具体例としては、芳香族ビニル化合物、不飽和カルボキシレート化合物、不飽和アミノアルキルカルボキシレート化合物、不飽和グリシジルカルボキシレート化合物、ビニルカルボキシレート化合物、ビニルシアナイド化合物、および不飽和オキセタンカルボキシレート化合物などが挙げられる。
【００５７】
前記ビニル化合物の具体例としては、スチレン、α−メチルスチレン、ビニルトルエンなどが挙げられる。前記不飽和カルボキシレート化合物の具体例としては、メチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルアクリレート、エチルメタクリレート、ブチルアクリレート、ブチルメタクリレート、２−ヒドロキシエチルアクリレート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ベンジルアクリレート、ベンジルメタクリレート、および２−フェニルチオエチルアクリレートなどが挙げられる。前記不飽和アミノアルキルカルボキシレート化合物の具体例としては、アミノエチルアクリレートなどが挙げられる。前記不飽和グリシジルカルボキシレート化合物の具体例としては、グリシジルメタクリレートなどが挙げられる。前記ビニルカルボキシレート化合物の具体例としては、ビニルアセテート、ビニルプロピオネートなどが挙げられる。前記ビニルシアナイド化合物の具体例としては、アクリロニトリル、メタクリロニトリル、α−クロロアクリロニトリル、アゾビスジメチルバレロニトリルなどが挙げられる。前記不飽和オキセタンカルボキシレート化合物の具体例としては、３−メチル−３−アクリルオキシメチルオキセタン、３−メチル−３−メタクリルオキシメチルオキセタン、３−エチル−３−アクリルオキシメチルオキセタン、３−エチル−３−メタクリルオキシメチルオキセタン、３−メチル−３−アクリルオキシエチルオキセタン、３−メチル−３−メタクリルオキシエチルオキセタン、３−メチル−３−アクリルオキシエチルオキセタン、および３−メチル−３−メタクリルオキシエチルオキセタンなどが挙げられる。前記他の単量体は、それぞれ単独でまたは２種以上が使用できる。
【００５８】
また、前記アルカリ可溶性樹脂は、前記化学式２の共重合体を含むことを特徴とすることができ、アルカリ可溶性樹脂がエポキシ基を含む前記化学式２の共重合体を含むことにより、耐溶剤性および保存安定性を改善することができる。
【００５９】
前記アルカリ可溶性樹脂の重量平均分子量は特に限定されないが、３，０００〜１００，０００であってもよいし、好ましくは３，０００〜５０，０００、さらに好ましくは５，０００〜５０，０００であってもよい。
【００６０】
前記アルカリ可溶性樹脂は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して５〜６０重量％含まれ、２０〜５０重量％含まれることが好ましい。前記アルカリ可溶性樹脂の含有量が当該範囲以内であれば、パターン形成が容易であり、解像度および残膜率が向上するので、好ましい。
【００６１】
また、本発明のアルカリ可溶性樹脂は、アルカリ可溶性樹脂および光重合性化合物の総１００重量部に対して３０〜９５重量部、好ましくは４０〜８５重量部で混合される。前記アルカリ可溶性樹脂が当該範囲内で混合されると、溶解性が十分でパターン形成が容易であり、現像時に露光部の画素部分の膜減少が防止され、非画素部分の欠落性が良好な着色感光性樹脂組成物を提供することができる。
【００６２】
光重合性化合物
前記光重合性化合物は、不飽和結合を含み、光重合開始剤と光反応を進行させて着色感光性樹脂層を形成するもので、後述する光重合開始剤の作用で重合可能な化合物でなければならない。
【００６３】
本発明において、光重合性化合物の官能基は、一般的に使用される（メタ）アクリレートであってもよい。
【００６４】
前記光重合性化合物は、３〜１０個の官能基を含み、好ましくは、４〜８個の官能基を含む。
【００６５】
前記多官能性単量体のうち３官能性単量体の具体例としては、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、エトキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、プロポキシ化トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、およびペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレートなどが挙げられる。
【００６６】
前記多官能性単量体のうち４官能性単量体の具体例としては、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラアクリレート、ジトリメチロールプロパンテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、テトラメチロールメタンテトラアクリレート、エトキシ化ペンタエリスリトールテトラアクリレート、グリセリンテトラアクリレート、グリセリンテトラメタクリレートなどが挙げられる。
【００６７】
前記多官能性単量体のうち５官能性単量体の具体例としては、ジペンタエリスリトールペンタクリレート、ジペンタエリスリトールペンタメタクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタメタクリレートなどが挙げられる。
【００６８】
前記多官能性単量体のうち６官能性単量体の具体例としては、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサメタクリレートなどが挙げられる。
【００６９】
前記多官能性単量体のうち７〜１０官能性単量体の具体例としては、トリペンタエリスリトールオクタメタアクリレート、トリペンタエリスリトールオクタアクリレート、テトラペンタエリスリトールヘプタメタアクリレート、およびテトラペンタエリスリトールヘプタアクリレートなどが挙げられる。
【００７０】
前記光重合性化合物は、本発明の着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して５〜５０重量％含まれ、７〜４５重量％含まれることが好ましい。前記光重合性化合物は、前記５〜５０重量％の範囲で画素部の強度や平坦性を良好にできる。
【００７１】
光重合開始剤
前記光重合開始剤は、光重合性化合物を重合させるものであれば制限なく使用することができるが、好ましくは、重合特性、開始効率、吸収波長、入手性、価格などを考慮して、アセトフェノン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシム系化合物、およびチオキサントン系化合物からなる群より選択された１種以上の化合物であってもよい。
【００７２】
前記アセトフェノン系化合物としては、具体的には、例えば、ジエトキシアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、ベンジルジメチルケタール、２−ヒドロキシ−１−［４−（２−ヒドロキシエトキシ）フェニル］−２−メチルプロパン−１−オン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−（４−メチルチオフェニル）−２−モルホリノプロパン−１−オン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−［４−（１−メチルビニル）フェニル］プロパン−１−オン、および２−（４−メチルベンジル）−２−（ジメチルアミノ）−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オンなどが挙げられる。
【００７３】
前記ベンゾイン系化合物としては、具体的には、例えば、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインエチルエーテル、ベンゾインイソプロピルエーテル、およびベンゾイソブチルエーテルなどが挙げられる。
【００７４】
前記ベンゾフェノン系化合物としては、具体的には、例えば、ベンゾフェノン、０−ベンゾイル安息香酸メチル、４−フェニルベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４’−メチルジフェニルスルフィド、３，３’，４，４’−テトラ（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシカルボニル）ベンゾフェノン、および２，４，６−トリメチルベンゾフェノンなどが挙げられる。
【００７５】
前記トリアジン系化合物としては、具体的には、例えば、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシフェニル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシナフチル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−（４−メトキシスチリル）−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［２−（５−メチルフラン−２−イル）エテニル］−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［２−（フラン−２−イル）エテニル］−１，３，５−トリアジン、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［２−（４−ジエチルアミノ−２−メチルフェニル）エテニル］−１，３，５−トリアジン、および２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［２−（３，４ジメトキシフェニル）エテニル］−１，３，５−トリアジンなどが挙げられる。
【００７６】
前記ビイミダゾール化合物としては、具体的には、例えば、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニルビイミダゾール、２，２’−ビス（２，３−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニルビイミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラ（アルコキシフェニル）ビイミダゾール、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラ（トリアルコキシフェニル）ビイミダゾール、２，２−ビス（２，６−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾール、または４，４’，５，５’位のフェニル基がカルボアルコキシ基によって置換されているイミダゾール化合物などが挙げられる。
【００７７】
より好ましくは、２，２’−ビス（２−クロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニルビイミダゾール、２，２’−ビス（２，３−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニルビイミダゾール、２，２−ビス（２，６−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールなどが挙げられる。
【００７８】
前記オキシム化合物としては、具体的には、例えば、ｏ−エトキシカルボニル−α−オキシイミノ−１−フェニルプロパン−１−オンなどが挙げられ、市販品として、バスフ社のＯＸＥ０１、ＯＸＥ０２であってもよい。
【００７９】
前記チオキサントン系化合物は、具体的には、例えば、２−イソプロピルチオキサントン、２，４−ジエチルチオキサントン、２，４−ジクロロチオキサントン、１−クロロ−４−プロポキシチオキサントンなどが挙げられる。
【００８０】
前記光重合開始剤は、単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００８１】
本発明において、前記光重合開始剤は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して０．１〜４０重量％、好ましくは１〜３０重量％含まれる。
【００８２】
前記０．１〜４０重量％の範囲内で着色感光性樹脂組成物が高感度化され、前記着色感光性樹脂組成物を用いて形成した画素部の強度および前記画素部の表面における平滑性が良好になる。
【００８３】
また、本発明では、光重合開始剤に、追加的に光重合開始補助剤を使用することができる。
【００８４】
前記光重合開始補助剤は、光重合開始剤によって重合が開始された光重合性化合物の重合を促進させるために使用される化合物であり、光重合開始補助剤としては、例えば、アミン系化合物またはアルコキシアントラセン系化合物などが挙げられる。
【００８５】
前記アミン系化合物としては、具体的には、例えば、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、４−ジメチルアミノ安息香酸メチル、４−ジメチルアミノ安息香酸エチル、４−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、安息香酸２−ジメチルアミノエチル、４−ジメチルアミノ安息香酸２−エチルヘキシル、Ｎ，Ｎ−ジメチルパラトルイジン、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンズフェノン（通称、ミヒラーズケトン）、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、および４，４’−ビス（エチルメチルアミノ）ベンゾフェノンなどが挙げられ、なかでも、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンが好ましい。
【００８６】
前記アルコキシアントラセン系化合物としては、具体的には、例えば、９，１０−ジメトキシアントラセン、２−エチル−９，１０−ジメトキシアントラセン、９，１０−ジエトキシアントラセン、および２−エチル−９，１０−ジエトキシアントラセンなどが挙げられる。
【００８７】
また、光重合開始補助剤として市販のものを使用することができ、市販の光重合開始補助剤としては、商品名「ＥＡＢ−Ｆ」（製造元：保土谷化学工業株式会社）などが挙げられる。
【００８８】
前記光重合開始補助剤を使用する場合、光重合開始剤１モルに対して、通常、０超過１０モル以下、０．０１〜５モルで使用することが好ましい。前記０超過１０モル以下の範囲で光重合開始補助剤を使用すると、着色感光性樹脂組成物の感度がさらに高くなり、着色感光性樹脂組成物を用いて形成されるカラーフィルタの生産性が向上できる。
【００８９】
溶剤
前記溶剤は、着色感光性樹脂組成物に含まれる他の成分を溶解させるのに効果的でかつ反応しないものであれば、通常の着色感光性樹脂組成物で使用される溶剤を特に制限なく使用することができ、特に、エーテル類、アセテート類、芳香族炭化水素類、ケトン類、アルコール類、またはエステル類などが好ましい。
【００９０】
前記エーテル類としては、例えば、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、およびエチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類；
ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、およびジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類などが挙げられる。
【００９１】
前記アセテート類としては、例えば、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、エチルアセテート、ブチルアセテート、アミルアセテート、メチルラクテート、エチルラクテート、ブチルラクテート、３−メトキシブチルアセテート、３−メチル−３−メトキシ−１−ブチルアセテート、メトキシペンチルアセテート、エチレングリコールモノアセテート、エチレングリコールジアセテート、メチル３−メトキシプロピオネート、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、３−メトキシ−１−ブチルアセテート、１，２−プロピレングリコールジアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、１，３−ブチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノメチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、ジエチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、エチレンカーボネート、およびプロピレンカーボネートなどが挙げられる。
【００９２】
前記芳香族炭化水素類としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、およびメシチレンなどが挙げられる。
【００９３】
前記ケトン類としては、例えば、メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、およびシクロヘキサノンなどが挙げられる。
【００９４】
前記アルコール類としては、例えば、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリン、および４−ヒドロキシ−４−メチル−２−ペンタノンなどが挙げられる。
【００９５】
前記エステル類としては、例えば、３−エトキシプロピオン酸エチル、３−メトキシプロピオン酸メチル、およびγ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
【００９６】
前記溶剤は、それぞれ単独または２種以上を混合して使用することができる。
【００９７】
前記溶剤は、塗布性および乾燥性の面で、沸点が１００℃〜２００℃の有機溶剤を使用することが好ましく、例えば、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノエチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、３−エトキシプロピオン酸エチル、および３−メトキシプロピオン酸メチルなどが挙げられる。
【００９８】
前記溶剤は、着色感光性樹脂組成物の総重量に対して６０〜９０重量％、好ましくは６５〜８５重量％含まれる。前記溶剤が前記６０〜９０重量％の範囲で含まれると、ロールコーター、スピンコーター、スリットアンドスピンコーター、スリットコーター（ダイコーターともいう場合がある）、およびインクジェットなどの塗布装置で塗布した時、塗布性が良好になる。
【００９９】
添加剤
本発明の着色感光性樹脂組成物は、上述した成分のほか、本発明の目的を損なわない範囲で、通常の技術者の必要に応じて、別の添加剤を含む。
【０１００】
前記添加剤は、具体的には、例えば、別の高分子化合物、熱開始剤、硬化剤、界面活性剤、密着促進剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、および凝集防止剤からなる群より選択される１種以上の添加剤を追加的に含んでもよい。
【０１０１】
前記別の高分子化合物の具体例としては、エポキシ樹脂およびマレイミド樹脂などの硬化性樹脂；ポリビニルアルコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコールモノアルキルエーテル、ポリフルオロアルキルアクリレート、ポリエステル、およびポリウレタンなどの熱可塑性樹脂などが挙げられる。
【０１０２】
前記熱開始剤は、熱による硬化反応を起こして開始効率を極大化させる役割を果たす。前記熱開始剤は、ペルオキシド系化合物であってもよい。
【０１０３】
前記熱開始剤の具体的な種類は特に限定されないが、テトラメチルブチルペルオキシネオデカノエート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｃｔａ  ＮＤ、ＮＯＦ社（製））、ビス（４−ブチルシクロヘキシル）ペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＴＣＰ、ＮＯＦ社（製））、ジ（２−エチルヘキシル）ペルオキシカーボネート、ブチルペルオキシネオデカノエート（ｅｘ．Ｐｅｒｂｕｔｙｌ  ＮＤ、ＮＯＦ社（製））、ジプロピルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＮＰＰ、ＮＯＦ社（製））、ジイソプロピルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＩＰＰ、ＮＯＦ社（製））、ジエトキシエチルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＥＥＰ、ＮＯＦ社（製））、ジエトキシヘキシルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＯＥＰ、ＮＯＦ社（製））、ヘキシルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｈｅｘｙｌ  ＮＤ、ＮＯＦ社（製））、ジメトキシブチルペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＭＢＰ、ＮＯＦ社（製））、ビス（３−メトキシ−３−メトキシブチル）ペルオキシジカーボネート（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ  ＳＯＰ、ＮＯＦ社（製））、ジブチルペルオキシジカーボネート、ジセチル（ｄｉｃｅｔｙｌ）ペルオキシジカーボネート、ジミリスチル（ｄｉｍｙｒｉｓｔｙｌ）ペルオキシジカーボネート、１，１，３，３−テトラメチルブチルペルオキシピバレート（ｐｅｒｏｘｙｐｉｖａｌａｔｅ）、ヘキシルペルオキシピバレート（ｅｘ．Ｐｅｒｈｅｘｙｌ  ＰＶ、ＮＯＦ社（製））、ブチルペルオキシピバレート（ｅｘ．Ｐｅｒｂｕｔｙｌ、ＮＯＦ社（製））、トリメチルヘキサノイルペルオキシド（ｅｘ．Ｐｅｒｏｙｌ３５５、ＮＯＦ社（製））、ジメチルヒドロキシブチルペルオキシネオデカノエート（ｅｘ．Ｌｕｐｅｒｏｘ  ６１０Ｍ７５、Ａｔｏｆｉｎａ（製））、アミルペルオキシネオデカノエート（ｅｘ．Ｌｕｐｅｒｏｘ  ５４６Ｍ７５、Ａｔｏｆｉｎａ（製））、ブチルペルオキシネオデカノエート（ｅｘ．Ｌｕｐｅｒｏｘ  １０Ｍ７５、Ａｔｏｆｉｎａ（製））、ｔ−ブチルペルオキシネオヘプタノエート、アミルペルオキシピバレート（ｐｉｖａｌａｔｅ）（ｅｘ．Ｌｕｐｅｒｏｘ  ５４６Ｍ７５、Ａｌｏｆｉｎａ（製））、ｔ−ブチルペルオキシピバレート、ｔ−アミルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ｔ−ブチルペルオキシ−２−エチルヘキサノエート、ラウリルペルオキシド、ジラウロイル（ｄｉｌａｕｒｏｙｌ）ペルオキシド、ジデカノイルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ジベンゾイルペルオキシド、２，２−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ブタン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）シクロヘキサン、２，５−ビス（ブチルペルオキシ）−２，５−ジメチルヘキサン、２，５−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−１−メチルエチル）ベンゼン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−３，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、クメンヒドロキシペルオキシド、ジクミルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、２，４−ペンタンジオンペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルアセテート（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｙｌ  ｐｅｒａｃｅｔａｔｅ）、ペル酢酸（ｐｅｒａｃｅｔｉｃ  ａｃｉｄ）、およびポタシウムペルスルフェート（ｐｏｔａｓｓｉｕｍ  ｐｅｒｓｕｌｆａｔｅ）からなる群より選択される１種以上であってもよい。
【０１０４】
前記熱開始剤の含有量に関連し、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して１〜１０重量％含まれることが好ましく、１〜５重量％含まれることがより好ましい。当該含有量で含まれる場合には、工程性およびアンダーカットにより好ましい。
【０１０５】
前記硬化剤は、深部硬化および機械的強度を高めるために使用され、具体例としては、エポキシ化合物、多官能イソシアネート化合物、メラミン化合物、およびオキセタン化合物などが挙げられる。
【０１０６】
前記硬化剤において、エポキシ化合物の具体例としては、ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＡ系エポキシ樹脂、ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、水素化ビスフェノールＦ系エポキシ樹脂、ノボラック型エポキシ樹脂、その他の芳香族系エポキシ樹脂、脂環族系エポキシ樹脂、グリシジルエステル系樹脂、グリシジルアミン系樹脂、またはこのようなエポキシ樹脂のブロム化誘導体、エポキシ樹脂、およびそのブロム化誘導体以外の脂肪族、脂環族または芳香族エポキシ化合物、ブタジエン（共）重合体エポキシ化物、イソプレン（共）重合体エポキシ化物、グリシジル（メタ）アクリレート（共）重合体、トリグリシジルイソシアヌレートなどが挙げられる。
【０１０７】
前記硬化剤におけるオキセタン化合物の具体例としては、カーボネートビスオキセタン、キシレンビスオキセタン、アジペートビスオキセタン、テレフタレートビスオキセタン、シクロヘキサンジカルボン酸ビスオキセタンなどが挙げられる。
【０１０８】
前記硬化剤は、硬化剤とともにエポキシ化合物のエポキシ基、オキセタン化合物のオキセタン骨格を開環重合させることが可能な硬化補助化合物を併用することができる。前記硬化補助化合物は、例えば、多価カルボン酸類、多価カルボン酸無水物類、酸発生剤などがある。前記多価カルボン酸無水物類は、エポキシ樹脂硬化剤として市販のものを用いることができる。前記エポキシ樹脂硬化剤の具体例としては、市販品として、商品名（アデカハードナーＥＨ−７００）（アデカ工業（株）製造）、商品名（リカシッドＨＨ）（新日本理化（株）製造）、商品名（ＭＨ−７００）（新日本理化（株）製造）などが挙げられる。前記例示した硬化剤は、単独でまたは２種以上を混合して使用することができる。
【０１０９】
前記界面活性剤は、感光性樹脂組成物の被膜形成性をより向上させるために使用することができ、例えば、シリコーン系、フッ素系、エステル系、陽イオン系、陰イオン系、非イオン系、および両性系などの界面活性剤を使用することができ、シリコーン系界面活性剤またはフッ素系界面活性剤などが好ましく使用できる。
【０１１０】
前記シリコーン系界面活性剤は、例えば、市販品として、ダウコーニング東レシリコーン社のＤＣ３ＰＡ、ＤＣ７ＰＡ、ＳＨ１１ＰＡ、ＳＨ２１ＰＡ、およびＳＨ−８４００など、ＧＥ東芝シリコーン社のＴＳＦ−４４４０、ＴＳＦ−４３００、ＴＳＦ−４４４５、ＴＳＦ−４４４６、ＴＳＦ−４４６０、およびＴＳＦ−４４５２などが挙げられる。前記フッ素系界面活性剤は、例えば、市販品として、メガピースＦ５５４、Ｆ−４７０、Ｆ−４７１、Ｆ−４７５、Ｆ−４８２、およびＦ−４８９（大日本インキ化学工業社）、ＢＭ−１０００、ＢＭ−１１００（ＢＭ  Ｃｈｅｍｉｅ社）、フロラードＦＣ−１３５／ＦＣ−１７０Ｃ／ＦＣ−４３０（住友スリーエム（株））などが挙げられる。
【０１１１】
前記界面活性剤の他の例として、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリエチレングリコールジエステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、脂肪酸変性ポリエステル類、３級アミン変性ポリウレタン類、ポリエチレンイミン類などのほか、市販品として、ＫＰ（信越化学工業（株））、ポリフロー（共栄化学（株））、エフトップ（トーケムプロダクツ社）、メガファック（大日本インキ化学工業（株））、フロラード（住友スリーエム（株））、旭ガード、サーフロン（以上、旭硝子（株））、ソルスパース（ゼネカ（株））、ＥＦＫＡ（ＥＦＫＡＣＨＥＭＩＣＡＬＳ社）、ＰＢ８２１（味の素（株））などが挙げられる。
【０１１２】
前記例示された界面活性剤は、それぞれ単独でまたは２種以上を組み合わせて使用することができる。
【０１１３】
前記密着促進剤は、基板とのコーティング性および密着性を促進させるために使用される添加剤で、カルボキシル基、メタクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基、およびこれらの組み合わせからなる群より選択される反応性置換基を含むシランカップリング剤を含むことができる。シランカップリング剤は、具体的には、例えば、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリス（２−メトキシエトキシ）シラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−（２−アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、３−クロロプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、トリメトキシシリル安息香酸、ビニルトリアセトキシシラン、γ−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどが挙げられる。
【０１１４】
前記酸化防止剤の具体例としては、２，２’−チオビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、および２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールなどが挙げられる。
【０１１５】
前記紫外線吸収剤の具体例としては、２−（３−ｔｅｒｔ−ブチル−２−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾールおよびアルコキシベンゾフェノンなどが挙げられる。
【０１１６】
前記凝集防止剤の具体例としては、ポリアクリル酸ナトリウムなどが挙げられる。
【０１１７】
前記添加剤は、着色感光性樹脂組成物中の固形分の総重量に対して、０．０１〜１０重量％含まれ、好ましくは０．０５〜２重量％含まれてもよい。
【０１１８】
このように製造された着色感光性樹脂組成物は、表示装置、好ましくは、液晶表示装置のブラックマトリックス、セルギャップ保持のためのカラムスペーサまたはブラックカラムスペーサの製造に好ましく使用できる。
【０１１９】
本発明に係るカラムスペーサ、ブラックマトリックス、および／またはブラックカラムスペーサは、光学密度が高くて、信頼性に優れ遮蔽性に優れるという利点がある。
【０１２０】
特に、本発明の着色感光性樹脂組成物は、ブラックカラムスペーサ（ブラックマトリックス一体型スペーサ）の製造に好ましく使用可能であり、前記ブラックカラムスペーサは、ブラックマトリックスとカラムスペーサをそれぞれ形成するのではなく、１つのパターンでブラックマトリックスとカラムスペーサが一体に形成されたものを意味する。
【０１２１】
本発明はまた、前記着色感光性樹脂組成物を用いて製造されたブラックマトリックス、カラムスペーサ、またはブラックカラムスペーサを含むカラーフィルタに関する。
【０１２２】
本発明に係るカラーフィルタは、光学密度が高くて、信頼性に優れ遮蔽性に優れるという利点がある。前記カラーフィルタは、基板および前記基板の上部に形成されたパターン層を含む。
【０１２３】
前記基板は、前記カラーフィルタ自体基板でもよいし、またはディスプレイ装置などにカラーフィルタが位置する部位でもよいもので、特に制限されない。前記基板は、ガラス、シリコン（Ｓｉ）、シリコン酸化物（ＳｉＯｘ）、または高分子基板であってもよいし、前記高分子基板は、ポリエーテルスルホン（ｐｏｌｙｅｔｈｅｒｓｕｌｆｏｎｅ、ＰＥＳ）またはポリカーボネート（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ、ＰＣ）などであってもよい。
【０１２４】
前記パターン層は、本発明の着色感光性樹脂組成物の硬化物を含む層で、カラムスペーサ、ブラックマトリックス、および／またはブラックカラムスペーサを構成することができる。
【０１２５】
前記パターン層は、上述した着色感光性樹脂組成物を塗布し、所定のパターンで露光、現像および熱硬化して形成された層であってもよいし、前記パターン層は、当業界で通常知られた方法を行うことにより形成することができる。
【０１２６】
前記のような基板およびパターン層を含むカラーフィルタは、各パターンの間に形成された隔壁をさらに含んでもよいし、ブラックマトリックスをさらに含んでもよいが、これに限定されない。
【０１２７】
本発明はまた、前記カラーフィルタを含む表示装置に関する。要するに、本発明に係る液晶表示装置は、上述した着色感光性樹脂組成物の硬化物を含むパターン層を含むカラーフィルタを含むものであってもよい。
【０１２８】
本発明のカラーフィルタは、通常の液晶表示装置だけでなく、電界発光表示装置、プラズマ表示装置、電界放出表示装置など各種画像表示装置に適用可能である。
【０１２９】
前記液晶表示装置が本発明に係るパターン層を含むカラーフィルタを含む場合、遮蔽性および信頼性に優れるという利点がある。
【０１３０】
フォトリソグラフィー方法によるブラックマトリックス、カラムスペーサ、またはブラックカラムスペーサを形成する通常のパターニング工程は、
ａ）基板に着色感光性樹脂組成物を塗布するステップと、
ｂ）溶媒を乾燥するプリベークステップと、
ｃ）得られた被膜上にフォトマスクを当てて活性光線を照射して露光部を硬化させるステップと、
ｄ）アルカリ水溶液を用いて未露光部を溶解する現像工程を行うステップと、
ｅ）乾燥およびポストベーク実行ステップとを含んでなる。
【０１３１】
前記基板は、ガラス基板やポリマー板が用いられる。ガラス基板としては、特に、ソーダ石灰ガラス、バリウムまたはストロンチウム含有ガラス、鉛ガラス、アルミノケイ酸ガラス、ホウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、または石英などが好ましく使用できる。また、ポリマー板としては、ポリカーボネート、アクリル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエーテルスルフィド、またはポリスルホンなどが挙げられる。
【０１３２】
この時、塗布は、所望の厚さを得ることができるように、ロールコーター、スピンコーター、スリットアンドスピンコーター、スリットコーター（ダイコーターともいう場合がある）、インクジェットなどの塗布装置を用いた湿式コーティング方法によって行われる。
【０１３３】
プリベークは、オーブン、ホットプレートなどによって加熱することにより行われる。この時、プリベークにおける加熱温度および加熱時間は、使用する溶剤によって適宜選択され、例えば、８０〜１５０℃の温度で１〜３０分間行われる。
【０１３４】
また、プリベークの後に行われる露光は、露光器によって行われてフォトマスクを介して露光することにより、パターンに対応する部分のみを感光させる。この時、照射する光は、例えば、可視光線、紫外線、Ｘ線、および電子線などが可能である。
【０１３５】
露光後のアルカリ現像非露光部分の除去されない部分の着色感光性樹脂組成物を除去する目的で行われ、この現像によって所望のパターンが形成される。このアルカリ現像に適した現像液としては、例えば、アルカリ金属やアルカリ土類金属の炭酸塩の水溶液などを使用することができる。特に、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸リチウムなどの炭酸塩を１〜３重量％を含有するアルカリ水溶液を用いて、１０〜５０℃、好ましくは２０〜４０℃の温度内で現像器または超音波洗浄機などを用いて行う。
【０１３６】
ポストベークは、パターニングされた膜と基板との密着性を高めるために行い、８０〜２２０℃で１０〜１２０分の条件で熱処理により行われる。ポストベークは、プリベークと同じく、オーブン、ホットプレートなどを用いて行う。
【０１３７】
この時、ブラックマトリックスの膜厚さとしては、０．２μｍ〜２０μｍが好ましく、０．５μｍ〜１０μｍがより好ましく、０．８μｍ〜５μｍが特に好ましい。
【０１３８】
また、カラムスペーサおよびブラックカラムスペーサの膜厚さとしては、０．１μｍ〜８μｍが好ましく、０．１μｍ〜６μｍがより好ましく、０．１μｍ〜４μｍが特に好ましい。
【０１３９】
本発明の着色感光性樹脂組成物で製造されたブラックマトリックス、カラムスペーサ、またはブラックカラムスペーサは、光学密度、密着性、電気絶縁性、遮光性などの物性に優れるだけでなく、耐熱性および耐溶剤性などに優れて液晶表示装置の信頼度を向上させることができる。
【０１４０】
以下、実施例を通じて本発明をより詳細に説明する。しかし、下記の実施例は本発明をさらに具体的に説明するためのものであって、本発明の範囲が下記の実施例によって限定されるものではない。下記の実施例は本発明の範囲内で通常の技術者によって適切に修正、変更可能である。
【０１４１】
合成例．分散樹脂の合成
撹拌機、温度計、還流冷却管、滴下漏斗および窒素導入管を備えた内容積１Ｌの分離型フラスコにメトキシブチルアセテート２７７ｇを投入し、８０℃まで加熱した。次に、３，４−エポキシトリシクロ［５．２．１．０，２，６］デカン−９−イルアクリレートと３，４−エポキシトリシクロ［５．２．１．０，２，６］デカン−８−イルアクリレートを５０：５０のモル比で混合した混合物３０１ｇ、メタクリル酸４９ｇ、およびアゾビスジメチルバレロニトリル２３ｇをメトキシブチルアセテート３５０ｇに溶解させた混合溶液を調製した。前記混合溶液を滴下漏斗を用いてフラスコ内に５時間かけて滴下した後、３時間反応を進行させて分散樹脂［固形分（ＮＶ）３５．０重量％］を製造した。前記製造された分散樹脂の酸価（ｄｒｙ）は６９．８ＫＯＨｍｇ／ｇ、重量平均分子量（Ｍｗ）は１２，３００、分散度（Ｍｗ／Ｍｎ）は２．１であった。
【０１４２】
製造例１〜７．着色分散液の製造
前記分散樹脂と着色剤、分散剤、および溶剤を混合した混合物を用意した。次に、ジルコニアビーズ（平均粒径０．１ｍｍ）を前記混合物と５０：５０の重量比で混合して、ビーズミルを用いて４〜６時間分散処理した。分散終了後、フィルタして着色分散液を製造し、その含有量を下記表１に示した。
【０１４３】
【表１】
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【０１４４】
着色剤
Ｏ６４：Ｃ．Ｉ．ピグメントオレンジ６４
Ｂ１５：６：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６
ＣＢ：カーボンブラック
Ｂ８０：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０
Ｂ６０：Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー６０
Ｖ２９：Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２９
Ｖ２３：Ｃ．Ｉ．ピグメントバイオレット２３
分散樹脂：合成例で合成した分散樹脂
分散剤：ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ−２０００（ＢＹＫ社）
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
【０１４５】
実施例１〜７および比較例１〜２
前記着色分散液とアルカリ可溶性樹脂、光重合性化合物、光重合開始剤、添加剤、および溶剤を混合して着色感光性樹脂組成物を製造し、その含有量を下記表２に示した。
【０１４６】
【表２】
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【０１４７】
着色分散液
Ａ１：製造例１で製造した着色分散液
Ａ２：製造例２で製造した着色分散液
Ａ３：製造例３で製造した着色分散液
Ａ４：製造例４で製造した着色分散液
Ａ５：製造例５で製造した着色分散液
Ａ６：製造例６で製造した着色分散液
Ａ７：製造例７で製造した着色分散液
アルカリ可溶性樹脂：合成例で製造した分散樹脂
光重合性化合物：ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（ＤＰＨＡ）（日本化薬（株））
光重合開始剤：２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルホリノフェニル）ブタン−１−オン（Ｉｒｇａｃｕｒｅ３６９：Ｃｉｂａ社）
添加剤：ＤｉｓｐｅｒＢＹＫ−１６３（ＢＹＫ社）
溶剤：プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート（ＰＧＭＥＡ）
【０１４８】
実験例
１．耐溶剤性評価
中性洗剤および水で洗浄した５ｃｍ×５ｃｍのガラス基板（コーニング社）を後乾燥した後、前記実施例１〜７および比較例１〜２で製造した着色感光性樹脂組成物それぞれを最終膜厚さが３．０μｍとなるようにスピンコーティングした。その後、これを加熱板上に置き、８０〜１２０℃の温度で１〜２分間乾燥して、溶剤を除去した。次に、露光量２５〜３５ｍＪ／ｃｍ２で露光し、２００〜２５０℃で１０〜３０分間焼成して、パターンなしに着色感光性樹脂組成物が全面に塗布された着色基板を製造した。
【０１４９】
前記基板を３ｃｍ×３ｃｍのサイズに裁断して、１００℃のＮ−Ｍｅｔｈｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ（ＮＭＰ）溶媒に６０分間浸漬した。この後、ＮＭＰ溶媒のみを抽出して、ＮＭＰ溶媒に溶出程度をＵＶ−ｖｉｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＵＶ−２６００、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社）を用いて可視光波長での吸光度を測定して耐溶剤性を評価した。吸光度の測定結果は下記表３に示した。
【０１５０】
２．光学密度評価
前記耐溶剤性評価で製造した基板の製造方法と同様に基板を製造した。
【０１５１】
吸光度（Ｏ．Ｄ）は光度計（Ｘ−ｒｉｔｅ社）を用いて測定し、膜厚さは膜厚測定器（Ｄｅｋｔａｋ社）を用いて測定した。前記測定結果を用いて光学密度（Ｏ．Ｄ／μｍ）を計算し、その結果は下記表３に示した。
【０１５２】
３．長波長吸光度評価
前記耐溶剤性評価で製造した基板の製造方法と同様に基板を製造した。
【０１５３】
ＵＶ−ｖｉｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ（ＵＶ−２６００、Ｓｈｉｍａｄｚｕ社）を用いて可視光線波長での吸光度を測定し、その結果を下記表３に示した。
【０１５４】
【表３】
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【０１５５】
本発明の着色感光性樹脂組成物である実施例１〜７は、吸光度が低く測定されて耐溶剤性に優れた結果を示し、ＰＷＣが低い場合にも、比較に値する光学密度特性を示す。特に、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０を含む実施例１の場合、耐溶剤性が最も優れ、光学密度も非常に優れた結果を示した。また、Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー１５：６を追加的に含む実施例２〜７の場合、基板の吸光度、すなわち、長波長での吸光度が非常に向上した結果を示した。
【０１５６】
Ｃ．Ｉ．ピグメントブルー８０を含む実施例１〜７の着色感光性樹脂組成物に比べて、顔料の含有量が同一であるか、多く含む比較例１〜２の着色感光性樹脂組成物は、ＮＭＰ溶剤の吸光度が比較的高く測定されて耐溶剤性が不十分な結果を示した。