CN102200688B - 感光性树脂组成物、应用其制得的黑色矩阵及其使用 - Google Patents

Abstract

一种感光性树脂组成物、应用其制得的黑色矩阵及其使用，该感光性树脂组成物包含碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键的化合物(B)、光引发剂(C)、溶剂(D)及黑色颜料(E)，该碱可溶性树脂(A)包含具有不饱和键的树脂(A-1)，且基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量介于30重量份至100重量份之间，而该黑色颜料(E)的粒度分布介于1.0至3.0之间，该粒度分布是指D90与D50的比值，其中，D90与D50依次分别是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的90％与50％的粒径。本发明还提供由该组成物制得的一种光泽度高且表面粗度低的黑色矩阵及其应用。

Description

感光性树脂组成物、应用其制得的黑色矩阵及其使用

技术领域

本发明涉及一种感光性树脂组成物，特别涉及一种用来制备黑色矩阵(black matrix)的感光性树脂组成物、一种应用其制得的黑色矩阵及其制法，以及由该黑色矩阵制得的一种彩色滤光片与一种液晶显示元件。

背景技术

近年来，液晶显示器的彩色化处理时所使用的彩色滤光片，皆有画质高精细及高品质的要求。其中，为提高该显示器的对比度及其相关特性，一般采用在彩色滤光片的条纹(stripe)及点(dot)间隙中放置遮光图案，例如，在彩色滤光片的红、蓝、绿等像素间，形成黑色矩阵以作为遮光之用，此黑色矩阵可防止因像素间的光泄漏所引起的对比度下降及色纯度下降等缺失。

然而，以往黑色矩阵所使用的材料皆以含有铬或氧化铬等的蒸镀膜为主，但是以上述蒸镀膜作为黑色矩阵的材料时，存在有制程复杂及材料昂贵等缺点。于是，便有人提出将感光性树脂组成物以光平版印刷(photo lithographic)的方式形成黑色矩阵的技术。

JP2-144502及JP3-53201就是以光平版印刷的方式将感光性树脂组成物形成黑色矩阵，该感光性树脂组成物包含压克力系树脂、分散剂、色素及溶剂。

JP8-278629则公开一种黑色矩阵用感光性树脂组成物，该组成物包含具有特殊结构的含有芴官能基与环氧基的树脂、光引发剂、黑色颜料及含环氧基化合物。

另外，JP 2001-174621公开一种液晶显示器用的感光性树脂组成物包含含有环氧基及不饱和键(unsaturated bond)的树脂的粘结剂，稀释剂及光引发剂。然而，这三篇专利文献的黑色矩阵在使用时仍然存在有光泽度低及表面粗糙等问题。而且，上述三篇专利文献中都未提及黑色颜料的粒度分布与黑色矩阵效能的关系。

由于现在业界对黑色矩阵的要求标准越来越高，所以现有的感光性树脂组成物已无法满足业界的需求。因此，仍有需要发展出一种光泽度高、表面粗度低且遮光性佳的黑色矩阵，及用以制备该黑色矩阵的感光性树脂组成物。

发明内容

本发明的第一目的是提供一种能制得光泽度高、表面粗度低且遮光性佳的黑色矩阵的感光性树脂组成物。

本发明感光性树脂组成物包含碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键(ethylenically unsaturated double bond)的化合物(B)、光引发剂(C)、溶剂(D)及黑色颜料(E)，其特征在于：该碱可溶性树脂(A)包含具有不饱和键(unsaturated bond)的树脂(A-1)，且该具有不饱和键的树脂(A-1)为将包含具有至少二个环氧基的环氧树脂(a)及具有至少一个乙烯性不饱和双键和羧酸基的化合物(b)的混合物进行开环聚合反应而得的反应产物，再与羧酸酐化合物进行反应而得的环氧基丙烯酸酯(epoxyacrylate)或环氧基甲基丙烯酸酯(epoxy methacrylate)，且基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量介于30重量份至100重量份之间；及该黑色颜料(E)的粒度分布介于1.0至3.0之间，该粒度分布是指D90与D50的比值，其中，D90是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的90％的粒径；D50是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的50％的粒径。

根据本发明所述的感光性树脂组成物，基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该黑色颜料(E)的使用量介于30重量份至500重量份之间。

根据本发明所述的感光性树脂组成物，将该感光性树脂组成物以旋转涂布的方式，涂布在玻璃基板上，先以100mmHg进行减压干燥，时间为5秒钟，然后在85℃温度下预烤3分钟，形成膜厚为0.7～2.5μm的预烤涂膜，该预烤涂膜以紫外光200mJ/cm²照射，之后浸渍于23℃的显影剂2分钟，以纯水洗净，再以200℃曝后烤40分钟，就可在玻璃基板上形成膜厚为0.5～2.2μm的遮光膜，该遮光膜与水的接触角为70度以下。

根据本发明所述的感光性树脂组成物，该遮光膜与水的接触角介于5度至65度之间

本发明的第二目的是提供一种光泽度高、表面粗度低且遮光性佳的黑色矩阵。

本发明黑色矩阵是由对如上所述的感光树脂组成物依次施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得的遮光图案。

本发明的第三目的是提供一种遮光性佳的彩色滤光片，该彩色滤光片包含如上所述的黑色矩阵。

本发明的第四目的是提供一种具有遮光性佳的彩色滤光片的液晶显示元件，该液晶显示元件包含如上所述的彩色滤光片。

本发明的有益效果在于：本申请发明人经多次试验，发现通过调控该感光性树脂组成物中的碱可溶性树脂组份中的具有不饱和键的树脂的使用量与黑色颜料的粒度分布比值，可制得光泽度高且表面粗度低的黑色矩阵，所以确实能达到本发明的目的。

附图说明

图1是黑色颜料粒子个数的积分粒度分布图，用以说明实施例1的黑色颜料的粒子分布，其中，纵座标为粒子个数的积分(％)；横座标为粒子的粒径(nm)。

具体实施方式

本发明感光性树脂组成物包含碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键的化合物(B)、光引发剂(C)、溶剂(D)及黑色颜料(E)。

该碱可溶性树脂(A)包含具有不饱和键的树脂(A-1)，且该具有不饱和键的树脂(A-1)为将包含具有至少二个环氧基的环氧树脂(a)及具有至少一个乙烯性不饱和双键和羧酸基的化合物(b)的混合物进行开环聚合反应而得的反应产物，再与羧酸酐化合物(c)进行反应而得的环氧基丙烯酸酯或环氧基甲基丙烯酸酯，且基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量介于30重量份至100重量份之间。

该黑色颜料(E)的粒度分布介于1.0至3.0之间，该粒度分布是指D90与D50的比值，其中，D90是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的90％的粒径；D50是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的50％的粒径。

以下将分别进一步详述各组份的种类及使用量范围。

碱可溶性树脂(A)

本申请所使用的碱可溶性树脂(A)除了包含具有不饱和键的树脂(以下以A-1统称)外，选择性地，还包含其他碱可溶性树脂(以下以A-2统称)。

该具有不饱和键的树脂(A-1)为将包含具有至少二个环氧基的环氧树脂(a)及具有至少一个乙烯性不饱和双键和羧酸基的化合物(b)的混合物进行开环聚合反应而得的反应产物，再与羧酸酐化合物(c)进行反应而得的环氧基丙烯酸酯或环氧基甲基丙烯酸酯。

在以下叙述中，(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，同样地，(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。

上述其他碱可溶性树脂(A-2)可以为但是不限于含羧酸基或羟基的树脂，其具体例如：具有不饱和键的树脂(A-1)以外的丙烯酸系树脂、聚氨酯(urethane)系树脂及酚醛清漆型(novolac)树脂等。

较佳地，该混合物中的具有至少二个环氧基的环氧树脂(组份a)的具体例如：双酚A型环氧树脂(如油化Shell环氧树脂制的Epikote 828、Epikote 1001、Epikote 1002及Epikote 1004等)、双酚A型环氧树脂的羟基与环氧氯丙烷反应而得的环氧树脂(如日本化药制的NER-1302)、双酚F型环氧树脂(如油化Shell环氧树脂制的Epikote 807、EP-4001、EP-4002及EP-4004等)、双酚F型环氧树脂的羟基与环氧氯丙烷反应而得的环氧树脂(如日本化药制的NER-7406)、双酚S型环氧树脂、联苯缩水甘油醚(如油化Shell环氧树脂制的YX-4000)、酚醛清漆型环氧树脂(如日本化药制的EPPN-201；油化Shell环氧树脂制的EP-152、EP-154；DOW Chemical制的DEN-438)、甲酚酚醛型环氧树脂(如日本化药制的EOCN-102S、EOCN-1020、EOCN-104S)、异氰酸三缩水甘油酯(如日产化学制的TEPIC)、三酚甲烷型环氧树脂(如日本化药制的EPPN-501、EPN-502、EPPN-503)、芴环氧树脂(如新日铁化学制的Cardo环氧树脂、ESF-300)、脂环式(alicylic)环氧树脂(如DAICEL化学工业制的Celoxide 2021P、CeloxideEHPE)，其等的组合。

本申请除了可以使用如上述市售的具有至少二个环氧基的环氧树脂外，操作者也可以使用如下的共聚合型环氧树脂：(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酰基甲基氧化环己烯((meth)acryloylmethylcyclohexene oxide)、乙烯基氧化环己烯(vinylcyclohexene oxide)等化合物与上述以外的一种、两种或两种以上的含单官能基乙烯性不饱和双键的化合物反应而得的共聚合物。

前段所提到的上述以外的一种、两种或两种以上的含单官能基乙烯性不饱和双键的化合物的具体例如：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、2-羟基丙烯酸乙酯、2-羟基(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、α-甲基苯乙烯、甘油单(甲基)丙烯酸酯及具有式(I)所示的化合物等化合物：

其中R₁为氢或甲基，R₂为氢或C₁～C₆烷基，且n为2至23之间的整数。

该共聚合型环氧树脂的具体例如：日本油脂制的CP-15、CP-30、CP-50、CP-20SA、CP-510SA、CP-50S、CP-50M、CP-20MA等。而该式(I)所表示的化合物包含单(甲基)丙烯酸二乙二酯、单(甲基)丙烯酸三乙二酯、单(甲基)丙烯酸四乙二酯等的单(甲基)丙烯酸多乙二酯；单(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二酯、单(甲基)丙烯酸甲氧基三乙二酯、单(甲基)丙烯酸甲氧基四乙二酯等的(甲基)丙烯酸烷氧基多乙二酯等。

上述共聚合型环氧树脂的重量平均分子量以1,000～200,000为较佳。以共聚合型环氧树脂中的不饱和单体总重量计，(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的使用量通常为5wt％～80wt％，较佳为10wt％～70wt％，更佳为20wt％～50wt％。

前述共聚合型环氧树脂可由已知的聚合方法如溶液聚合、乳化聚合等方式聚合而得。其中，溶液聚合法的操作方式为将所需的各反应物在适当有机溶剂中，并添加聚合引发剂并在氮气流下进行加热及搅拌聚合而成，其较佳温度为50℃～100℃。上述有机溶剂的具体例如：乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇等的醇类；甲乙酮、环己酮等的酮类；甲苯、二甲苯等的芳香族烃类；赛珞素(cellosolve)、丁基赛珞素等的赛珞素类；卡必醇(carbitol)、丁基卡必醇等的卡必醇类；丙二醇甲基醚等的丙二醇烷基醚类；二丙二醇甲基醚等的多丙二醇烷基醚类；醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯(propyleneglycol monomethyl etheracetate)等的醋酸酯类；乳酸乙酯、乳酸丁酯等的乳酸酯类；二烷基二醇醚类等。上述物质可单独使用一种或者混合多种使用。

上述常见的聚合引发剂如：过氧化苯甲酰等的过氧化物、偶氮二异丁腈(2，2’-azobis isobutyronitrile；简称AIBN)等的偶氮化合物等。

较佳地，该具有至少一个乙烯性不饱和双键及羧酸基的化合物(组份b)是选自于丙烯酸、甲基丙烯酸、含羟基的丙烯酸酯或含羟基的甲基丙烯酸酯(如：2-羟基(甲基)丙烯酸乙酯、2-羟基(甲基)丙烯酸丙酯、单(甲基)丙烯酸-1，4-丁二酯等)与羧酸酐化合物(如：琥珀酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetra carboxylic dianhydride；简称BTDA)等反应而得的半酯化合物，或其等的组合。

较佳地，基于上述具有至少二个环氧基的环氧树脂(组份a)的环氧基1当量，其所添加的羧酸酐化合物(组份c)的酸酐基的当量数为0.2当量～1.0当量，其具体例如琥珀酸酐、顺丁烯二酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐等用以进行反应，此反应温度以90℃～150℃，反应时间以3～30小时为较佳。

选择性地，用以制备该具有不饱和键的树脂(A-1)的混合物还包含饱和单羧酸(monocarboxylic acid)(组份d)，该饱和单羧酸的具体例如：醋酸、丙酸、三甲基醋酸、羟基三甲基醋酸、二羟甲基丙酸、苯甲酸及羟基苯甲酸等。

基于上述具有至少二个环氧基的环氧树脂(组份a)的环氧基1当量，该具有至少一个乙烯性不饱和双键及羧酸基的化合物(组份b)与视选择性添加的饱和单羧酸(组份d)的合计当量数为0.5～1.1较佳，且必要时可使用反应溶剂，其具体例如：乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇等的醇类；甲乙酮、环己酮等的酮类；甲苯、二甲苯等的芳香族烃类；赛珞素、丁基赛珞素等的赛珞素类；卡必醇、丁基卡必醇等的卡必醇类；丙二醇甲基醚等的丙二醇烷基醚类；二丙二醇甲基醚等的多丙二醇烷基醚类；醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯等的醋酸酯类；乳酸乙酯、乳酸丁酯等的乳酸酯类；二烷基二醇醚类等。上述的有机溶剂可单独一种使用或者混合多种使用。

在制备该具有不饱和键的树脂(A-1)时，为加速反应，通常会于反应溶液中添加0.1％～1％的碱性化合物作为反应触媒，其具体例如：三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基

、三乙胺、三乙醇胺、氯化四甲基铵、氯化苄基三乙基铵等。此外，为了控制聚合度，通常还会于反应溶液中添加0.05％～0.5％的聚合终止剂(如甲氧基酚、甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌、吩噻嗪(phenothiazine))，此反应温度以90℃～150℃为较佳，反应时间以5小时～40小时为较佳。

基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量介于30重量份至100重量份之间，较佳地，介于50重量份至100重量份之间；更佳地，介于70重量份至100重量份之间。由于该具有不饱和键的树脂(A-1)具有高感光性及对黑色颜料的高承载性，所以可以改善表面粗糙度不佳及异物易凝集析出等问题。当该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量低于30重量份时，则由该感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵容易产生光泽度低及表面粗糙等问题。

含乙烯性不饱和双键的化合物(B)

基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该含乙烯性不饱和双键的化合物(B)的使用量，较佳地，介于5重量份至220重量份之间；更佳地，介于10重量份至160重量份之间；又更佳地，介于15重量份至120重量份之间。

上述该含乙烯性不饱和双键的化合物(B)可以是具有1个乙烯性不饱和双键，或是2个以上(含2个)乙烯性不饱和双键。

其中，具有1个乙烯性不饱和双键的化合物的具体例如：丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸-7-氨基-3，7-二甲基辛酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、N，N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己内酰胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二酯、聚单(甲基)丙烯酸丙二酯、(甲基)丙烯酸冰片酯等。

具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和双键化合物的具体例如：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧乙烷(简称EO)改性的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷改性(简称PO)的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯、经环氧乙烷改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改性的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的甘油三(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改性的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。

较佳者，该含乙烯性不饱和双键的化合物(B)是选自于三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改性的甘油三丙烯酸酯，或其等的组合。

光引发剂(C)

基于该含乙烯性不饱和双键的化合物(B)为100重量份，较佳地，该光引发剂(C)的使用量介于2重量份至120重量份之间；更佳地，介于5重量份至70重量份之间；又更佳地，介于10重量份至60重量份之间。

适用于本申请的光引发剂(C)包含肟(oxime)系化合物(C-1)、苯乙酮系化合物(C-2)及其他光引发剂(C-3)。上述光引发剂可单独使用一种，也可混合二种或二种以上使用。

上述肟系化合物(C-1)较佳的具体例如：1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)9氢-咔唑-3-取代基]-1-(氧-乙酰肟)乙酮(Ethanone，1-[9-ethyl-6-(2-methylbezoyl)9H-carbozole-3-yl]-1-(O-acetyloxime))(如Ciba Specialty Chemicals制的OXE02)、1-[9-乙基-6-(2-氯-4-苯磺基苯甲酰基)9氢-咔唑-3-取代基]-1-(氧-乙酰肟)乙酮(Ethanone，1-[9-ethyl-6-(2-chloro-4-benzylsulfonyl benzoyl)9H-carbozole-3-yl]-1-(O-acetyl oxime))(旭电化公司制)、1-(4-苯基-硫代苯基)-丁烷-1，2-二酮2-肟-氧-苯甲酸脂(1-(4-phenyl-thiophenyl)-butane-1，2-dione 2-oxime-O-benzoate)、1-(4-苯基-硫代苯基)-辛烷-1，2-二酮2-肟-氧-苯甲酸酯(1-(4-phenyl-thiophenyl)-octane-1，2-dione 2-oxime-O-benzoate)(如Ciba Specialty Chemicals制的OXE01)、1-(4-苯基-硫代苯基)-辛烷-1-酮肟-氧-醋酸酯(1-(4-phenyl-thiophenyl)-octane-1-oneoxime-O-acetate)、1-(4-苯基-硫代苯基)-丁烷-1-酮肟-氧-醋酸酯(1-(4-phenyl-thiophenyl)-butane-1-one oxime-O-acetate)等。

上述的苯乙酮系化合物(C-2)的具体例如：对-二甲胺苯乙酮、α，α′-二甲氧基偶氮苯乙酮、2，2′-二甲基-2-苯乙酮、对-甲氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮(2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholino-1-propanone)、2-苄基-2-N，N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(2-benzyl-2-N，N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone)等。

前述光引发剂(C-2)中，以2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮及2-苄基-2-N，N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮为较佳。

上述的其他光引发剂(C-3)的具体例如：2，2′-双(邻-氯苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(邻-氟苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(邻-甲基苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(邻-甲氧基苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(对-甲氧基苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(2，2′，4，4′-四甲氧基苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑、2，2′-双(2，2′-二氯苯基)-4，4′，5，5′-四苯基二咪唑等的二咪唑(biimidazole)系化合物；噻吨酮(thioxantone)、2，4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-砜、二苯甲酮、4，4′-双(二甲胺)二苯甲酮、4，4′-双(二乙胺)二苯甲酮等的二苯甲酮系化合物；苯偶酰(benzil)、乙酰基等的α-二酮(α-diketone)类化合物；苯偶姻(benzoin)等的偶姻(acyloin)类化合物；苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻异丙醚等的偶姻醚(acyloin ether)类；2，4，6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物、双-(2，6-二甲氧基苯酰)-2，4，4-三甲基苄基膦氧化物等的酰膦氧化物(acylphosphine oxide)类化合物；蒽醌、1，4-萘醌等的醌类化合物；苯酰甲基氯(phenacylchloride)、三溴甲基苯砜、三(三氯甲基)-s-三嗪(tris(trichloromethyl)-s-triazine)等的卤化物化合物；二-叔丁基过氧化物等的过氧化物等。

溶剂(D)

在本申请中，溶剂以可以溶解碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键的化合物(B)及光引发剂(C)，且不与所述成分相互反应，并具有适当挥发性者为佳。

基于碱可溶性树脂(A)为100重量份，该溶剂(D)的使用量，较佳地，介于500重量份至3,500重量份之间；更佳地，介于800重量份至3,200重量份之间；又更佳地，介于1,000重量份至3,000重量份之间。

本发明中所使用的溶剂的具体例如：乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单正丙基醚、二乙二醇单正丁基醚、三乙二醇单甲基醚、三乙二醇单乙基醚、丙二醇单甲基醚、丙二醇单乙基醚、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、二丙二醇单正丙基醚、二丙二醇单正丁基醚、三丙二醇单甲基醚、三丙二醇单乙基醚等的(聚)亚烷基二醇单烷醚类；乙二醇单甲基醚醋酸酯、乙二醇单乙基醚醋酸酯、丙二醇单甲基醚醋酸酯、丙二醇单乙基醚醋酸酯等的(聚)亚烷基二醇单烷醚醋酸酯类；二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚、四氢呋喃等的其他醚类；甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等的酮类；2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷酯类；2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、羟基醋酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正戊酯、醋酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰醋酸甲酯、乙酰醋酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯等的其他酯类；甲苯、二甲苯等的芳香族烃类；N-甲基吡咯烷酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺等的羧酸胺类。

上述溶剂可单独使用一种或者混合多种使用。前述溶剂中以丙二醇单甲基醚醋酸酯及3-乙氧基丙酸乙酯为较佳。

黑色颜料(E)

基于碱可溶性树脂(A)为100重量份，较佳地，该黑色颜料(E)的使用量介于30重量份至500重量份之间；更佳地，介于50重量份至400重量份之间；又更佳地，介于80重量份至300重量份之间。

本申请中所使用的黑色颜料(E)以具有耐热性、耐光性以及耐溶剂性者为较佳，其具体例如：二萘嵌苯黑(perylene black)、花青黑(cyanine black)、苯胺黑(aniline black)等黑色有机颜料；由红、蓝、绿、紫、黄色、花青(cyanine)、洋红(magenta)等颜料中，选择两种或两种以上的颜料进行混合，使其成近黑色化的混色有机颜料；炭黑(carbon black)、氧化铬、氧化铁、钛黑(titanium black)、石墨等遮光材。上述的黑色颜料(E)可单独使用一种或者混合多种使用。

本发明所使用的黑色颜料(E)的粒度分布，也就是说D90与D50的比值介于1.0至3.0之间，较佳地介于1.1至2.5之间，更佳介于1.2至2.0之间。其中，D90是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的90％的粒径；D50是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的50％的粒径。

本发明中，当黑色颜料(E)的粒度分布大于3.0时，表示黑色颜料(E)的粒径均度不佳，易形成巨大凝集体而产生表面粗糙、光泽度低等问题。

常见的粒度分布调控方式有干式粉碎法(dry milling)及溶剂盐磨法(solvent salt milling)等，干式粉碎法是利用振动磨(vibration mill)、球磨机(ball mill)或磨耗机(attritor)等进行干式粉碎而将颜料粒子细化，而溶剂盐磨法则是在无机盐类及水溶性有机溶剂存在下，通过混炼机将颜料磨碎细化。其中，颜料粒径的调控方式以溶剂盐磨法为较佳，其处理方式详述如下：首先，将待处理的黑色颜料、水溶性无机盐及水溶性有机溶剂由混炼机(例如：捏合机(kneader)、2轮辊辗机、3轮辊辗机、球磨机、磨耗机或砂磨机等)进行加热及机械混炼后，再以水洗处理除去水溶性无机盐及水溶性有机溶剂，就可得到粒径经处理过的黑色颜料。

其中，水溶性无机盐在盐磨法中是作为磨碎助剂之用，利用其高硬度将颜料磨碎，使颜料产生活性面而结晶成长，且由于混炼过程中，颜料的破碎及结晶成长为同时发生，因此制作者可以通过使用不同的混炼条件来得到不同粒径分布的颜料。

在混炼中，可以以加热方式促进结晶成长，较佳的处理温度是介于40℃至150℃之间。当加热温度低于40℃时，颜料无法结晶成长，粒子形状趋近无定形；当加热温度高于150℃时，过度结晶成长的颜料粒径过大，不宜作为彩色滤光片用的着色料。另外，基于颜料的粒度分布及处理所需费用的平衡考虑，盐磨处理的混炼时间以2小时至24小时为较佳。

上述水溶性无机盐的具体例如：氯化钠(也就是食盐)、氯化钡、氯化钾及硫酸钠等，但是基于价格因素，以氯化钠为较佳。

如同时考虑处理效率及生产效率，基于该黑色颜料(E)为100重量份，上述水溶性无机盐的使用量，较佳地，介于20重量份至2,500重量份之间；更佳地，介于50重量份至2,000重量份之间；又更佳地，介于100重量份至1,000重量份之间。

上述水溶性有机溶剂在盐磨法中作为湿润剂之用，且不特别限定于能溶解于水中，而无机盐不溶于其中的有机溶剂。然而，由于盐磨时温度升高使得溶剂易于蒸发，所以基于安全性考虑，以沸点120℃以上的高沸点溶剂为佳，其具体例如：2-甲氧基乙醇、2-丁氧基乙醇、2-异戊氧基乙醇、2-异己氧基乙醇、二乙二醇、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、三乙二醇、三乙二醇单甲基醚、液状的聚乙二醇、1-甲氧基-2-丙醇、1-乙氧基-2-丙醇、二丙二醇、二丙二醇单甲基醚、二丙二醇单乙基醚、液状的聚丙二醇等。基于该黑色颜料(E)为100重量份，上述水溶性有机溶剂的使用量，较佳地，介于1重量份至2,000重量份之间；更佳地，介于5重量份至1,000重量份之间；又更佳地，介于50重量份至500重量份之间。

在盐磨处理时，必要时可添加树脂。树脂的种类并无特别限定，其具体例如：天然树脂、改性天然树脂、合成树脂、以天然树脂改性的合成树脂等。其中，较佳为于室温下(21℃～26℃)为固体且具有水不溶性者，更佳为可一部份溶解于上述的有机溶剂者。基于该黑色颜料(E)为100重量份，该树脂的使用量以介于5重量份至200重量份之间为佳。

本发明所使用的黑色颜料(E)，依据所期望者，也可伴随使用分散剂。这些分散剂包含阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚硅氧烷系、氟素系等的界面活性剂。

上述界面活性剂的具体例如：聚氧乙烷十二烷基醚、聚氧乙烷硬脂酰醚、聚氧乙烷油醚等的聚氧乙烷烷基醚类；聚氧乙烷辛基苯基醚、聚氧乙烷壬基苯基醚等的聚氧乙烷烷基苯基醚类；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬酸酯等的聚乙二醇二酯类；山梨糖醇酐脂肪酸酯类；脂肪酸改性的聚酯类；及3级胺改性的聚氨基甲酸酯类等等。市售商品如KP(信越化学工业制)、SF-8427(Toray Dow Corning Silicon制)、Polyflow(共荣社油脂化学工业制)、F-Top(Tochem Product Co.，Ltd.制)、Megafac(大日本INK化学工业制)、Fluorade(住友3M制)、Asahi Guard、Surflon(旭硝子制)、SINOPOL E8008(中日合成化学制)等都适用于本申请。上述界面活性剂可单独使用一种或者混合多种使用。

添加剂(F)

本发明的黑色矩阵用感光性树脂组成物除了包含前述的碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键的化合物(B)、光引发剂(C)、溶剂(D)及黑色颜料(E)之外，必要时可配合使用以下的添加剂。

本发明感光性树脂组成物为了提高涂布性，较佳地，还包含界面活性剂。基于碱可溶性树脂(A)为100重量份，较佳地，该界面活性剂的使用量小于6重量份；更佳地，小于4重量份；又更佳地，小于3重量份，其界面活性剂的具体例与前述可以伴随黑色颜料(E)存在的界面活性剂相同，所以不再赘述。

此外，必要时可配合使用的各种添加剂如填充剂、密着促进剂、交联剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂及防凝集剂等，或是其它能增加产物的各种性质(如机械性质)的聚合物，例如：聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚、聚氟丙烯酸烷基酯等的碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物。

基于碱可溶性树脂(A)为100重量份，本申请添加的填充剂、碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物、密着促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂及防凝集剂等添加剂的使用量，较佳地小于10重量份；更佳地小于6重量份；又更佳地小于3重量份。另外，基于碱可溶性树脂(A)为100重量份，该交联剂的使用量则，较佳地小于100重量份；更佳地小于80重量份；又更佳地小于50重量份。

上述添加剂的具体例如：玻璃、铝等的填充剂；乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧基硅烷等的密着促进剂；2，2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2，6-二-叔丁基苯酚等的抗氧化剂；2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑(2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chlorobenzotriazole)、烷氧基二苯甲酮等的紫外线吸收剂；聚丙烯酸钠等的防凝集剂；日本环氧树脂公司制的1031S、157S-70等的环氧系化合物或树脂的交联剂。

本发明可以各种混合机或分散机将上述成份(A)至(E)及必要时添加的界面活性剂、密着促进剂、交联剂等添加剂(F)均匀混合成溶液状态，进而得到均匀混合的感光性树脂组成物。

将如上述的感光性树脂组成物以旋转涂布的方式，涂布在玻璃基板上，先以100mmHg进行减压干燥，时间为5秒钟，然后在85℃温度下预烤3分钟，形成膜厚为0.7μm～2.5μm的预烤涂膜，该预烤涂膜以紫外光200mJ/cm²照射，之后浸渍于23℃的显影剂2分钟，以纯水洗净，再以200℃的温度曝后烤40分钟，就可在玻璃基板上形成膜厚为0.5μm～2.2μm的遮光膜，其中，该遮光膜与水的接触角为70度以下。

较佳地，该遮光膜与水的接触角小于70度；更佳地，介于5度至65度之间；又更佳地，介于5度至60度之间。当该遮光膜与水的接触角小于70度时，以其所形成的黑色矩阵的表面粗度较低。

较佳地，该遮光膜的厚度介于0.5μm至2.2μm之间；更佳地，介于0.6μm至2.0μm之间；又更佳地，介于0.7μm至1.8μm之间。

为提高液晶显示器的显现对比及其品质，其遮光膜需要有较高的遮蔽率。因此，较佳地，该遮光膜的光学密度(OpticalDensity；简称OD)大于等于3.0/1μm；更佳地，该光学密度介于3.0/1μm至6.0/1μm之间；最佳地，该光学密度介于3.0/1μm至5.5/1μm之间。

若欲提高遮光膜的光学密度，一般以增加黑色颜料(E)的使用量最为常见，不过黑色颜料(E)使用量的增加容易产生遮光膜的光泽度降低及表面粗度增高等缺点。然而，本发明通过调控上述具有不饱和键的树脂(A-1)的含量，以及该黑色颜料(E)的粒度分布D90与D50的比值介于1.0～3.0之间，能同时兼顾制得的遮光膜的光学密度、光泽度及表面粗度等性质。

适用于本申请的遮光膜所使用的显影剂的具体例如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲胺、氢氧化四乙胺、胆碱、吡咯、哌啶及1，8-二氮杂二环-〔5，4，0〕-7-十一烯等的碱性化合物。较佳地，显影剂的浓度介于0.001wt％至10wt％之间，更佳地介于0.005wt％至5wt％之间；又更佳地介于0.01wt％至1wt％之间。

适用于本申请遮光膜所使用的预烤及曝后烤方式是使用热板或烘箱等加热装置进行热处理。

适用于本申请遮光膜所使用的玻璃基板可以是应用于液晶显示器中的无碱玻璃、钠钙玻璃、强化玻璃(Pyrex玻璃)、石英玻璃或表面上已附着透明导电膜的玻璃等。

本发明黑色矩阵是由对如上所述的感光树脂组成物依次施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得的遮光图案。

本发明遮光图案的制作，可以通过旋转涂布或流延涂布等涂布方法将该感光性树脂组成物涂布在基板上，并以减压干燥及预烤处理将其中的溶剂去除，进而在该基板上形成预烤涂膜。其中，减压干燥及预烤的条件，依各成份的种类、配合比率而异，通常，减压干燥是在小于200mmHg的压力下进行1～20秒钟，而预烤处理则是在70℃～110℃温度下进行1～15分钟。预烤后，将该涂膜于指定的光罩下曝光，然后于23±2℃的温度下浸渍于显影剂中，历时15秒钟～5分钟，以将不要的部份除去而形成特定的图案。曝光所使用的光线，以g线、h线或i线等的紫外线为佳，而紫外线照射装置可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。

适用于本申请遮光图案的显影剂的具体例及其浓度与前述相同，在此不赘述。

使用此等碱性化合物所构成的显影剂时，通常于显影后以水洗净，再以压缩空气或压缩氮气风干。接着，使用热板或烘箱等加热装置进行曝后烤处理，而加热温度通常为150℃～250℃。其中，使用热板的加热时间为1～60分钟，使用烘箱的加热时间为5～90分钟。经过以上的处理步骤后就可形成遮光图案。

适用于本申请遮光图案的基板除上述所列举的玻璃基板外，也可使用用于固体摄影元件等的光电变换元件基板(如：硅基板)等。

本发明彩色滤光片包含如上所述的黑色矩阵。本发明彩色滤光片可依照现有制备的方式制得，例如：可先在基板上形成上述的黑色矩阵，再将各色(主要包含红、绿及蓝三色)以相同的形成方式形成于该基板上，进而得到彩色滤光片的像素着色层。其次，在220℃至250℃的真空下，于该像素着色层上形成氧化铟锡(简称ITO)蒸镀膜，必要时，对ITO蒸镀膜施行蚀刻暨布线之后，再涂布液晶配向膜用聚酰亚胺，进而烧成之，就可制得供液晶显示器用的彩色滤光片。

本发明液晶显示元件包含如上所述的彩色滤光片。本发明液晶显示元件可依照现有制备的方式制得，例如：先将上述的彩色滤光片以及设置有薄膜晶体管(Thin Film Transistor；简称TFT)的驱动基板彼此相对，在二片基板间介入晶胞间隙(cellgap)作对向配置，并用密封剂(sealer)将该二片基板的周围部位贴合，只留下一液晶注入孔，接着，在所述基板表面及封止剂所区分出的间隙内充填注入液晶，再封住该液晶注入孔而构成液晶晶胞(cell)。然后，在液晶晶胞的外表面，也就是说构成液晶晶胞的基板的其他侧面上，贴合偏光板，就可得到液晶显示元件。

实施例

本发明将就以下实施例来作进一步说明，但是应了解的是，所述实施例只为例示说明之用，而不应被解释为本发明实施的限制。

{检测项目}

<黑色颜料的粒度分布D90与D50比值>

发明人使用音波式粒径分布仪(Matec Applied Sciences制；型号为APS-100)量测制得的黑色矩阵用感光性树脂组成物，经解析后可以得到黑色颜料粒子的个数的积分粒度分布图，其中，当分布图上的积分曲线中的积分量相当于全体的90％时的粒径就是D90，而图上的积分曲线中的积分量相当于全体的50％时的粒径就是D50，经过计算就可得到各黑色矩阵用感光性树脂组成物中的黑色颜料的粒度分布D90与D50比值。

<遮光膜的接触角>

发明人将制得的黑色矩阵用感光性树脂组成物置入涂布机(购自新光贸易；型号为MS-A150)，以旋转涂布的方式，涂布在100mm×100mm的玻璃基板上，再以100mmHg进行减压干燥，历时5秒钟，然后于烘箱中，以85℃的温度预烤3分钟，以形成膜厚为1.2μm的预烤涂膜。接着，以紫外光(曝光机型号为AG500-4N；M&R Nano Technology制)200mJ/cm²照射该预烤涂膜，之后浸渍于23℃的显影剂(0.04％氢氧化钾)内2分钟，以纯水洗净，再于烘箱中，以200℃的温度曝后烤40分钟，就可在玻璃基板上形成膜厚为1.0μm的遮光膜。

将3毫升纯水滴在上述遮光膜上，并以接触角计(协和界面科学制；型号为CA-VP150)使用液滴法(Sessile Drop Method)测定30秒后水滴与遮光膜的接触角。

<遮光膜的光学密度>

使用显微分光器(大冢电子制；型号为MCPD 2000)测量检测项目<接触角>中制得的遮光膜的入射光强度(I₀)及穿透光强度(I)，再利用下述关系式(M)求出光学密度(Optical Density，以下简称OD)。OD值愈大，代表其遮光性越好。

OD值＝log10(I₀/I)            (M)

其中，I₀为入射光强度；I为穿透光强度。

<光泽度>

使用光泽度计(RHOPOINT制；型号为NOVO-GLOSS TRIO)量测黑色矩阵于60度时的光泽度，其中，“○”代表其光泽度达180以上；“×”代表其光泽度在180以下。

<表面粗度>

使用非接触式的白光干涉仪(BMT制；型号为WLI LAB)量测黑色矩阵的表面，可测得其表面粗度(Ra)，单位为nm，其中，“○”代表其Ra＜2μm；“×”代表其Ra＞2μm。

[制备碱可溶性树脂的合成例]

以下合成例1至3的碱可溶性树脂是属于上述统称为A-1的碱可溶性树脂，而合成例4及5的碱可溶性树脂则是属于上述统称为A-2的碱可溶性树脂。

<合成例1>

本合成例是先将200重量份的三酚甲烷基型环氧树脂(日本化药制；型号为EPPN-503；环氧当量200且软化点83℃)、72重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲基氢醌，及180重量份的丙二醇单甲基醚醋酸酯置于装有搅拌器及冷凝器的圆底烧瓶中，并在90℃下加热搅拌，使各反应物溶解在丙二醇单甲基醚醋酸酯中并进行聚合反应。接着，将其冷却至60℃并添加1.2重量份的三苯基膦，再将温度升至95℃后，进行反应32小时，之后，再添加110重量份的四氢邻苯二甲酸酐，进行反应15小时后就可制得固形成份酸值为100mgKOH/g的含有不饱和键的聚羧酸树脂(以下简称为A-1-1)。

<合成例2>

本合成例是先将310重量份的共聚合型环氧树脂(日本油脂制；型号为CP-50M；环氧当量310；重量平均分子量6000)、72重量份的丙烯酸、0.2重量份的甲基氢醌，及260重量份的丙二醇单甲基醚醋酸酯置于装有搅拌器及冷凝器的圆底烧瓶中，并在60℃下加热搅拌，使各反应物溶解在丙二醇单甲基醚醋酸酯中并进行聚合反应。接着，将其冷却至60℃，并添加1.2重量份的三苯基膦，再将温度升至95℃后，进行反应30小时，之后，再添加75重量份的琥珀酸酐，进行反应15小时后就可制得固形成份酸值为80mgKOH/g的含有不饱和键的聚羧酸树脂(以下简称为A-1-2)。

<合成例3>

本合成例是先将100重量份的双酚芴型环氧树脂(新日铁制；型号ESF-300；环氧当量231)、30重量份的丙烯酸、0.2重量份的氯化苄基三乙基铵，及0.04重量份的2，6-二异丁酚置于500mL的四口烧瓶中，并在25mL/min的空气流量下以90℃～100℃加热溶解，进而得到呈现白浊状态的溶液，再将该白浊状态的溶液慢慢升温至120℃以使其中的溶质达到完全溶解，在持续搅拌下，溶液将逐渐转为透明粘稠，再将其冷却至室温(从120℃至室温历时约8小时)，就可制得酸值为0.8mgKOH/g的无色透明固体。

接着，将上述所得的无色透明固体溶于850重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中，并添加16.5重量份的四氢邻苯二甲酸酐、35重量份的二苯甲酮四甲酸二酐及0.43重量份的溴化四乙铵，并缓慢加热至110℃～120℃，并进行反应2小时就可得含有不饱和键的树脂(以下简称为A-1-3)。

<合成例4>

本合成例是先将1重量份的2，2’-偶氮双异丁腈、240重量份的丙二醇单甲基醚醋酸酯、20重量份的甲基丙烯酸、15重量份的苯乙烯、35重量份的甲基丙烯酸苯甲酯、10重量份的甘油单甲基丙烯酸脂及20重量份的N-苯基马来酰亚胺置于装有搅拌器及冷凝器的圆底烧瓶中，并使该烧瓶内部充满氮气，之后，缓慢搅拌并升温至80℃，使各反应物均匀混合并进行聚合反应4小时。之后，再将其升温至100℃，并添加0.5重量份的2，2’-偶氮二异丁腈进行1小时聚合后，就可得碱可溶性树脂(以下简称为A-2-1)。

<合成例5>

本合成例是先将2重量份的2，2’-偶氮双异丁腈、300重量份的二丙二醇甲基醚、15重量份的甲基丙烯酸、15重量份的2-羟基丙烯酸乙酯及70重量份的甲基丙烯酸苯甲酯置于装有搅拌器及冷凝器的圆底烧瓶中，并使该烧瓶内部充满氮气，之后，缓慢搅拌并升温至80℃，使各反应物均匀混合并进行聚合反应3小时。之后，再将其升温至100℃，并添加0.5重量份的2，2’-偶氮二异丁腈进行1小时聚合后，就可得碱可溶性树脂(以下简称为A-2-2)。

[调整黑色颜料的粒度分布的制备例]

<制备例1>

本制备例是将200重量份的黑色颜料C.I.pigment 7(购自三菱化成；商品名为MA100；以下简称C.I.7)、1500重量份的氯化钠及350重量份的二乙二醇单乙基醚添加至不锈钢混炼机(井上制作所制)，在80℃下混炼6小时后，得到混料，再将该混料倒入8公升的温水中，并于80℃下加热搅拌2小时至泥浆状。接着，反复以过滤与水洗等步骤除去氯化钠及二乙二醇单乙基醚，再于85℃下干燥一天后，就可制得粒度分布为1.1的黑色颜料(以下简称为E-1)。

<制备例2>

本制备例是将200重量份的黑色颜料(C.I.7)、1200重量份的氯化钠及350重量份的二乙二醇单乙基醚添加至不锈钢混炼机(井上制作所制)，在80℃下混炼6小时后，得到一混料，再将该混料倒入8公升的温水中，并于80℃下加热搅拌2小时至泥浆状。接着，反复以过滤与水洗等步骤除去氯化钠及二乙二醇单乙基醚，再在85℃下干燥一天后，就可制得粒度分布为2.0的黑色颜料(以下简称为E-2)。

<制备例3>

本制备例是将200重量份的黑色颜料(C.I.7)、1300重量份的氯化钠及350重量份的二乙二醇单乙基醚添加至不锈钢混炼机(井上制作所制)，在80℃下混炼5小时后，得到一混料，再将该混料倒入8公升的温水中，并在80℃下加热搅拌2小时至泥浆状。接着，反复过滤与水洗等步骤除去氯化钠及二乙二醇单乙基醚，再在85℃下干燥一天后，就可制得粒度分布为3.0的黑色颜料(以下简称为E-3)。

<制备例4>

发明人将未经任何处理的黑色颜料(C.I.7)，也就是说将直接买来的三菱化成的MA100商品作为黑色颜料(以下简称为E-4)。

[制备感光性树脂组成物]

<实施例1>

本实施例的制备步骤如下：将100重量份的合成例1的具有不饱和键的树脂(A-1-1)、50重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯(以下简称B-1)、10重量份的二季戊四醇四丙烯酸酯(以下简称B-2)、15重量份的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9氢-咔唑-3-取代基]-1-(氧-乙酰肟)乙酮(以下简称C-1)、7重量份的2-苄基-2-N，N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(以下简称C-2)、150重量份的黑色颜料(E-1)、1重量份的密着促进剂(KBM-503，信越化学制，以下简称F-1)及15重量份的交联剂(1031S，油化Shell制，以下简称F-2)，加入1200重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(以下简称D-1)及300重量份的3-乙氧基丙酸乙酯(以下简称D-2)混合而成的溶剂中，以摇动式搅拌器搅拌使该混料溶解于溶剂中，进行聚合反应3小时，就可制得本发明黑色矩阵用感光性树脂组成物。

发明人使用音波式粒径分布仪量测该感光性树脂组成物，经解析后可得组成物中黑色颜料(E-1)粒子的个数的积分粒度分布图，如图1所示。其中，D90为33nm，D50为29nm，而该黑色颜料(E-1)的粒度分布D90与D50比值为1.1，如表1所示。

接着，将上述黑色矩阵用感光性树脂组成物置入涂布机(购自于新光贸易；型号为MS-A150)，以旋转涂布的方式涂布在100mm×100mm的玻璃基板上，再以100mmHg进行减压干燥，历时5秒钟，然后于烘箱中，以85℃下预烤3分钟，以形成膜厚约为2.2μm的预烤涂膜。

接着，将上述预烤涂膜于指定的光罩下，以紫外光(曝光机型号为AG500-4N；M&R Nano Technology制)200mJ/cm²照射，之后浸渍于23℃的显影剂(0.04％氢氧化钾)内2分钟，以除去未曝光的部分，并以纯水洗净后，再在烘箱中，以200℃的温度曝后烤40分钟，就可形成膜厚为2μm的黑色矩阵。该黑色矩阵的光泽度及表面粗度的测定值如表1所示。

<实施例2至7>

实施例2至7是以与实施例1相同的步骤来制备本发明的黑色矩阵用感光性树脂组成物与黑色矩阵，不同的地方在于：改变所使用的原料的种类及其使用量，该原料的种类及其使用量如表1所示。所述感光性树脂组成物中的黑色颜料的粒度分布，及所述黑色矩阵的光泽度及表面粗度的测定值如表1所示。

<比较例1至6>

比较例1至6是以与实施例1相同的步骤来制备本发明的黑色矩阵用感光性树脂组成物与黑色矩阵，不同的地方在于：改变所使用的原料的种类及其使用量，该原料的种类及其使用量如表1所示。所述感光性树脂组成物中的黑色颜料的粒度分布，及所述黑色矩阵的光泽度及表面粗度的测定值如表1所示。

【注】B-1代表二季戊四醇六丙烯酸酯；B-2代表二季戊四醇四丙烯酸酯；C-1代表1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9氢-咔唑-3-取代基]-1-(氧-乙酰肟)乙酮(商品名OXE-02；Ciba SpecialtyChemicals制)；C-2代表2-苄基-2-N，N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮(商品名IRGACURE 907；Ciba Specialty Chemicals制)；D-1代表丙二醇甲醚醋酸酯；D-2代表3-乙氧基丙酸乙酯；F-1代表密着促进剂(3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷；商品名KBM-503；信越化学制)；F-2代表交联剂(商品名1031S；油化Shell制)；F-3代表界面活性剂(商品名SINOPOL E8008；中日合成化学制)；C-3-1代表4，4’-双(二乙胺)二苯甲酮；C-3-2代表2，2’-双(邻-氯苯基)-4，4’，5，5’-四苯基二咪唑。

从表1的检测数据可知，实施例1至7的黑色矩阵的光泽度高且表面粗度低，至于没有使用本申请所界定的具有不饱和键的树脂的比较例1及2，即使调整了感光性树脂组成物中的黑色颜料的粒度分布，其所制得的黑色矩阵的光泽度和表面粗度仍是不理想的，而使用了本申请所界定的具有不饱和键的树脂，却没有调整感光性树脂组成物中的黑色颜料的粒度分布的比较例3至5，或是具有不饱和键的树脂的使用量不足的比较例6也都无法具有良好的光泽度和表面粗度。

综上所述，本发明实施例1至7的黑色矩阵通过调控实施例1至7的感光性树脂组成物中的碱可溶性树脂组份中的具有不饱和键的树脂的使用量与黑色颜料的粒度分布比值，确实能制得光泽度高且表面粗度低的黑色矩阵，进而达成本发明的目的。

Claims (12)

1.一种感光性树脂组成物，包含：碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和双键的化合物(B)、光引发剂(C)、溶剂(D)，以及黑色颜料(E)；所述感光性树脂组成物特征在于，

该碱可溶性树脂(A)包含具有不饱和键的树脂(A-1)，且该具有不饱和键的树脂(A-1)为：将包含具有至少二个环氧基的环氧树脂(a)及具有至少一个乙烯性不饱和双键和羧酸基的化合物(b)的混合物进行开环聚合反应而得的反应产物，再与羧酸酐化合物(c)进行反应而得的环氧基丙烯酸酯或环氧基甲基丙烯酸酯，且基于该碱可溶性树脂(A)为100重量份，该具有不饱和键的树脂(A-1)的含量介于30重量份至100重量份之间，及该黑色颜料(E)的使用量介于70重量份至300重量份之间；及

该黑色颜料(E)的粒度分布介于1.0至3.0之间，该粒度分布是指D90与D50的比值，其中，D90是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的90％的粒径；D50是指在个数粒度分布的积分曲线中的积分量相当于全体的50％的粒径。

2.根据权利要求1所述的感光性树脂组成物，其特征在于，将该感光性树脂组成物以旋转涂布的方式，涂布在玻璃基板上，先以100mmHg进行减压干燥，时间为5秒钟，然后在85℃温度下预烤3分钟，形成膜厚为0.7～2.5μm的预烤涂膜，该预烤涂膜以紫外光200mJ/cm²照射，之后浸渍于23℃的显影剂2分钟，以纯水洗净，再以200℃曝后烤40分钟，就可在玻璃基板上形成膜厚为0.5～2.2μm的遮光膜，该遮光膜与水的接触角为70度以下。

3.根据权利要求2所述的感光性树脂组成物，其特征在于，该遮光膜与水的接触角介于5度至65度之间。

4.一种黑色矩阵，其特征在于，该黑色矩阵是由对根据权利要求1所述的感光性树脂组成物依次施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得的遮光图案。

5.一种黑色矩阵，其特征在于，该黑色矩阵是由对根据权利要求2所述的感光性树脂组成物依次施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得的遮光图案。

6.一种黑色矩阵，其特征在于，该黑色矩阵是由对根据权利要求3所述的感光性树脂组成物依次施予预烤、曝光、显影及曝后烤处理而制得的遮光图案。

7.一种彩色滤光片，其特征在于，该彩色滤光片包含根据权利要求4所述的黑色矩阵。

8.一种彩色滤光片，其特征在于，该彩色滤光片包含根据权利要求5所述的黑色矩阵。

9.一种彩色滤光片，其特征在于，该彩色滤光片包含根据权利要求6所述的黑色矩阵。

10.一种液晶显示元件，其特征在于，该液晶显示元件包含根据权利要求7所述的彩色滤光片。

11.一种液晶显示元件，其特征在于，该液晶显示元件包含根据权利要求8所述的彩色滤光片。

12.一种液晶显示元件，其特征在于，该液晶显示元件包含根据权利要求9所述的彩色滤光片。

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