CN113138531A - 树脂组合物、硬化膜以及黑色矩阵 - Google Patents

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CN113138531A CN202010046323.XA CN202010046323A CN113138531A CN 113138531 A CN113138531 A CN 113138531A CN 202010046323 A CN202010046323 A CN 202010046323A CN 113138531 A CN113138531 A CN 113138531A
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Abstract

本发明提供一种树脂组合物、一种硬化膜以及一种黑色矩阵。树脂组合物包括环氧树脂(A)、黑色着色剂(B)、光起始剂(C)、热酸产生剂(D)、聚合性单体(E)以及溶剂(F)。热酸产生剂(D)包括六氟鎓盐。聚合性单体(E)包括光聚合性单体(E‑1)、环氧树脂单体(E‑2)或其组合。基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E‑2)的使用量为15重量份至70重量份。

Description

树脂组合物、硬化膜以及黑色矩阵
技术领域
本发明涉及一种种树脂组合物，且特别是有关于一种适用于黑色矩阵的树脂组合物、硬化膜以及黑色矩阵。
背景技术
随着液晶显示设备技术蓬勃发展，为了提高液晶显示设备的对比度及显示质量，通常会在液晶显示设备中放置黑色矩阵，以防止因画素间的漏光所引起的对比度下降及色纯度下降等问题，或者防止噪声及影像质量不良等问题。然而，目前使用的黑色矩阵具有硬度不足、显影性不佳、图案化不良或遮光性不佳等问题。举例来说，目前的黑色矩阵可能使其表面产生例如刮伤的损伤或者可能使画素间产生漏光，进而影响使用所述黑色矩阵的装置的效能。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种可形成具有良好的遮光性、硬度、分辨率及反应性的树脂组合物、硬化膜及黑色矩阵。
本发明的一种树脂组合物包括环氧树脂(A)、黑色着色剂(B)、光起始剂(C)、热酸产生剂(D)、聚合性单体(E)以及溶剂(F)。热酸产生剂(D)包括六氟鎓盐。聚合性单体(E)包括光聚合性单体(E-1)、环氧树脂单体(E-2)或其组合。基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E-2)的使用量为15重量份至70重量份。
在本发明的一实施例中，上述的环氧树脂(A)中所含有的结构单元包括含环氧基的结构单元，并且含环氧基的结构单元具有双键。
在本发明的一实施例中，上述的含环氧基的结构单元包括下述式(a-1)表示的结构单元：
Figure BDA0002369531360000021
*表示键结位置。
在本发明的一实施例中，上述的环氧树脂(A)中所含有的结构单元更包括具有乙烯性不饱和基的结构单元以及具有芳基的结构单元。
在本发明的一实施例中，上述的具有乙烯性不饱和基的结构单元包括下述式(a-2)及式(a-3)表示的结构单元中的至少一者：
Figure BDA0002369531360000022
Figure BDA0002369531360000023
*表示键结位置。
在本发明的一实施例中，上述的具有芳基的结构单元包括下述式(a-4)、式(a-5)及式(a-6)表示的结构单元中的至少一者：
Figure BDA0002369531360000024
Figure BDA0002369531360000025
*表示键结位置。
在本发明的一实施例中，上述的光起始剂(C)包括选自由肟酯衍生物、卤化烃衍生物及烃基苯乙酮所组成的群组中的至少一种。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合性单体(E-1)具有乙烯性不饱和基。
在本发明的一实施例中，上述的聚合性单体(E)更包括具有环氧基的硅烷单体(E-3)。
在本发明的一实施例中，上述的溶剂(F)包括选自由丙二醇单甲醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯及二丙二醇甲醚醋酸酯所组成的群组中的至少一种。
在本发明的一实施例中，基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，热酸产生剂(D)的使用量为80重量份至100重量份。
在本发明的一实施例中，基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，黑色着色剂(B)的使用量为230重量份至250重量份，光起始剂(C)的使用量为80重量份至100重量份，聚合性单体(E)的使用量为305重量份至325重量份，且溶剂(F)的使用量为1945重量份至1965重量份。
本发明的一种硬化膜是由上述的树脂组合物所形成。
本发明的一种黑色矩阵为上述的硬化膜。
基于上述，本发明的树脂组合物使用特定的热酸产生剂(D)以及环氧树脂单体(E-2)，且基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E-2)的使用量为15重量份至70重量份。藉此，当树脂组合物用以形成硬化膜时，可使硬化膜具有良好的遮光性、硬度、分辨率及反应性，而适用于黑色矩阵。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例作详细说明如下。
具体实施方式
<树脂组合物>
本发明提供一种树脂组合物，包括环氧树脂(A)、黑色着色剂(B)、光起始剂(C)、热酸产生剂(D)、聚合性单体(E)以及溶剂(F)。另外，本发明的树脂组合物视需要可更包括例如流平剂等添加剂(G)。以下，将对上述各种组分进行详细说明。
在此说明的是，以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
环氧树脂(A)
环氧树脂(A)中所含有的结构单元包括含环氧基的结构单元，并且含环氧基的结构单元具有双键。
举例来说，含环氧基的结构单元可源自于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己烷酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己烷甲酯或其他合适的化合物等的单体。含环氧基的结构单元较佳为源自于(甲基)丙烯酸缩水甘油酯，由其产生的含环氧基的结构单元可包括下述式(a-1)表示的结构单元。
Figure BDA0002369531360000041
式(a-1)中，*表示键结位置。
环氧树脂(A)中所含有的结构单元可更包括具有乙烯性不饱和基的结构单元以及具有芳基的结构单元。
举例来说，具有乙烯性不饱和基的结构单元可源自于(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸正烷基酯或其他合适的化合物等的单体。具有乙烯性不饱和基的结构单元较佳为源自于(甲基)丙烯酸及(甲基)丙烯酸甲酯中的至少一者，由其产生的具有乙烯性不饱和基的结构单元可包括下述式(a-2)及式(a-3)表示的结构单元中的至少一者。
Figure BDA0002369531360000042
式(a-2)及式(a-3)中，*表示键结位置。
举例来说，具有芳基的结构单元可源自于(甲基)丙烯酸苄酯、苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺(N-phenylmaleimide)或其他合适的化合物等的单体。具有芳基的结构单元较佳为源自于甲基丙烯酸苄酯、苯乙烯及N-苯基马来酰亚胺中的至少一者，由其产生的具有芳基的结构单元可包括下述式(a-4)、式(a-5)及式(a-6)表示的结构单元中的至少一者。
Figure BDA0002369531360000051
式(a-4)、式(a-5)及式(a-6)中，*表示键结位置。
另外，在不影响本发明的功效的前提下，环氧树脂(A)中所含有的结构单元也可更包括其他结构单元。其他结构单元没有特别的限制，只要与含环氧基的结构单元、具有乙烯性不饱和基的结构单元以及具有芳基的结构单元不相同即可。
举例来说，环氧树脂(A)可为一种环氧树脂，也可为多种环氧树脂的组合。举例来说，环氧树脂(A)可为下述环氧树脂(A-1)、下述环氧树脂(A-2)或其组合。
环氧树脂(A-1)所含有的结构单元为式(a-1)表示的结构单元、式(a-2)表示的结构单元、式(a-4)表示的结构单元以及式(a-5)表示的结构单元。另外，环氧树脂(A-2)所含有的结构单元为式(a-1)表示的结构单元、式(a-2)表示的结构单元、式(a-3)表示的结构单元、式(a-5)表示的结构单元以及式(a-6)表示的结构单元。
环氧树脂(A)的重量平均分子量可藉由胶体渗透层析仪(Gel PermeationChromatography,GPC)测量。环氧树脂(A)的重量平均分子量可为5,000至25,000，较佳为7,000至23,000，更佳为10,000至20,000。
黑色着色剂(B)
黑色着色剂(B)没有特别的限制，可依据需求选择适当的黑色着色剂。举例来说，黑色着色剂(B)可由一种或多种有机黑色颜料、无机黑色颜料或其组合经由研磨分散而组成。有机黑色颜料可包括内酰胺类有机黑、RGB黑、RVB黑等。无机黑色颜料可包括苯胺黑、苝黑、钛黑、花青黑、木质素黑、碳黑或其组合。RGB黑、RVB黑等表示藉由将红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、紫罗兰色颜料、黄色颜料、紫色颜料等中的至少两种彩色颜料混合而示出黑色的颜料。黑色着色剂(B)较佳为包括碳黑。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，黑色着色剂(B)的使用量为200重量份至300重量份，较佳为210重量份至290重量份，更佳为220重量份至280重量份。
当树脂组合物含有黑色着色剂(B)时，可使树脂组合物树脂组合物所形成的硬化膜具有遮光性，而适用于黑色矩阵。同时，当黑色着色剂(B)的使用量落在上述范围时，可使树脂组合物所形成的硬化膜具有良好的遮光性(例如光学密度(optical density，OD)大于2.5)。
光起始剂(C)
光起始剂(C)包括选自由肟酯衍生物、卤化烃衍生物及烃基苯乙酮所组成的群组中的至少一种，较佳为包括肟酯衍生物。
肟酯衍生物可包括由下述式(c-1)表示的化合物、由式(c-2)所表示的化合物、1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-[(四氢-2-呋喃基)甲氧基]苯甲酰基]-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)乙酮或其他合适的肟酯衍生物。肟酯衍生物较佳为包括由下述式(c-2)所表示的化合物。肟酯衍生物可单独使用一种，也可以组合多种使用。
Figure BDA0002369531360000071
卤化烃衍生物可包括氯化甲烷、氯乙烯、氯苯或其他合适的卤化烃衍生物。卤化烃衍生物可单独使用一种，也可以组合多种使用。
烃基苯乙酮可包括对烃基苯乙酮、邻烃基苯乙酮或其他合适的烃基苯乙酮。烃基苯乙酮可单独使用一种，也可以组合多种使用。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，光起始剂(C)的使用量为20重量份至140重量份，较佳为40重量份至120重量份，更佳为60重量份至100重量份。
当树脂组合物包括光起始剂(C)时，可使树脂组合物具有良好的图案化能力。同时，当光起始剂(C)的使用量落在上述范围时，可得到具有较佳图案化能力的树脂组合物。另外，若树脂组合物不包括光起始剂(C)，则树脂组合物无法形成硬化膜。
热酸产生剂(D)
热酸产生剂(D)包括六氟鎓盐或其他合适的热酸产生剂，较佳为包括六氟鎓盐。
六氟鎓盐可包括下述式(d-1)表示的化合物、三芳基锍六氟锑盐、4,4'-二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐、双(4-叔丁基苯)碘六氟磷酸盐、4-异丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸盐、二芳基碘鎓六氟磷酸盐(例如二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐)、4-异丙基-4'-甲基二苯基碘离子四(五氟苯基)硼酸盐、4,4'-二甲苯基碘鎓六氟磷酸盐、(硫-二-4,1-亚苯基)二联苯基锍六氟磷酸盐、己氟磷酸(1-)二苯基[(苯基硫代)苯基]锍盐、二苯基[4-(苯基硫代)苯基]-六氟锑酸锍或其他合适的六氟鎓盐。六氟鎓盐较佳为包括下述式(d-1)表示的化合物。六氟鎓盐可单独使用一种，也可以组合多种使用。
Figure BDA0002369531360000081
当树脂组合物包括热酸产生剂(D)时，热酸产生剂(D)可作为例如交联促进剂，可得到具有良好硬度的树脂组合物及其形成的具有良好的硬度、分辨率以及反应性的硬化膜。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，热酸产生剂(D)的使用量为20重量份至140重量份，较佳为40重量份至120重量份，更佳为60重量份至100重量份。
聚合性单体(E)
聚合性单体(E)包括光聚合性单体(E-1)、环氧树脂单体(E-2)或其组合。
举例来说，光聚合性单体(E-1)可具有乙烯性不饱和基。具有乙烯性不饱和基的光聚合性单体(E-1)可包括具有至少一个乙烯性不饱和基的多官能基单体，例如可包括由脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯、由芳香族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯或由多元羟基化合物(例如脂肪族多羟基化合物、芳香族多羟基化合物等)与不饱和羧酸及多碱性基羧酸进行酯化反应所形成的酯。然而，本发明不限于此，光聚合性单体(E-1)也可包括其他合适的单体。
由脂肪族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯可包括乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、甘油丙烯酸酯或其他脂肪族多羟基化合物的丙烯酸酯，较佳为包括二季戊四醇五丙烯酸酯或二季戊四醇六丙烯酸酯。由芳香族多羟基化合物与不饱和羧酸形成的酯可包括对苯二酚二丙烯酸酯、对苯二酚二甲基丙烯酸酯、间苯二酚二丙烯酸酯、间苯二酚二甲基丙烯酸酯、邻苯三酚三丙烯酸酯或其他芳香族多羟基化合物的(甲基)丙烯酸酯。光聚合性单体(E-1)可单独使用一种单体，也可以组合多种单体使用。
基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，光聚合性单体(E-1)的使用量为20重量份至100重量份，较佳为30重量份至90重量份，更佳为40重量份至80重量份。
环氧树脂单体(E-2)可包括氯甲基环氧乙烷、缩水甘油封端双酚A环氧氯丙烷、4,4-(1-甲基乙基茚基)二环乙基二甘油醚基酯、1,1-双(2,3-环氧丙氧基)苯基乙烷、2,2-双[4-(2-羟基-3-甲基丙烯酰)苯基]丙烷、4,6-双(1-金刚烷)-1,3-二环氧丙烷氧基苯、4-环氧丙烷氧基咔唑、3-[(对乙酰胺基)苯氧基]-1,2-环氧丙烷、双酚A二缩水甘油醚、1-(4-苄氧基苯氧基)-2,3-环氧丙烷或其他环氧树脂单体，较佳为包括双酚A二缩水甘油醚。环氧树脂单体(E-2)的环氧当量为100克/当量(g/eq)至300克/当量，较佳为120克/当量至280克/当量，更佳为140克/当量至260克/当量。环氧树脂单体(E-2)可单独使用一种单体，也可以组合多种单体使用。
基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E-2)的使用量为15重量份至70重量份，较佳为20重量份至65重量份，更佳为25重量份至60重量份。
当树脂组合物包括环氧树脂单体(E-2)且其使用量落在上述范围时，环氧树脂单体(E-2)可使树脂组合物具有良好的硬度，且可形成具有良好的硬度、分辨率以及反应性的硬化膜。
在本实施例中，聚合性单体(E)可更包括具有环氧基的硅烷单体(E-3)。环氧树脂单体(E-2)为具有环氧基的硅烷单体(E-3)以外的单体。另外，在其他实施例中，聚合性单体(E)也可更包括其他合适的单体。
具有环氧基的硅烷单体(E-3)可包括环氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油醚基氧基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油醚氧丙基二甲基甲氧基硅烷、1-(3-缩水甘油醚基丙基)-1,1,3,3,3-五乙氧基-1,3-二硅丙烷、3-缩水甘油醚丙基七甲基环四硅氧烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)甲基-二甲基共聚硅氧烷、单缩水甘油醚丙基封端聚二甲基硅氧烷、叔丁基二甲基甲硅烷基缩水甘油醚、单(2,3-环氧)丙醚封端的聚二甲基硅氧烷或其他合适的单体，较佳为包括环氧丙基三甲氧基硅烷。具有环氧基的硅烷单体(E-3)可单独使用一种单体，也可以组合多种单体使用。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，聚合性单体(E)的使用量为200重量份至400重量份，较佳为220重量份至380重量份，更佳为240重量份至360重量份。
溶剂(F)
溶剂(F)没有特别的限制，可依据需求选择适当的溶剂。溶剂(F)较佳为包括选自由丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、3-乙氧基丙酸乙酯(ethyl 3-ethoxypropionate，EEP)及二丙二醇甲醚醋酸酯(di(propyleneglycol)methyl ether acetate，DPMA)所组成的群组中的至少一种，更佳为包括丙二醇单甲醚乙酸酯。溶剂(F)可单独使用一种，也可以组合多种使用。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，溶剂(F)的使用量为1500重量份至2500重量份，较佳为1600重量份至2400重量份，更佳为1700重量份至2300重量份。
添加剂(G)
树脂组合物可更包括添加剂(G)。在本实施例中，添加剂(G)可包括流平剂。流平剂没有特别的限制，可依据需求选择适当的流平剂。举例来说，流平剂可包括烷氧基硅烷类化合物或其他合适的流平剂。烷氧基硅烷类化合物可包括3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷((3-glycidyloxypropyl)trimethoxysilane)、1,1,3,3-四甲基二硅氧烷、二甲基聚硅氧烷、二甲基胺基甲丙基硅氧烷、聚醚改质聚硅氧烷、聚二甲基硅氧烷、六甲基环三硅氧烷、六乙基二硅氧烷、丙炔氧基三甲基硅烷或六甲基二硅氧烷。流平剂可单独使用一种，也可以组合多种使用。添加剂(G)可单独使用一种，也可以组合多种使用。
基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，添加剂(G)的使用量为0.1重量份至3重量份，较佳为0.3重量份至2.7重量份，更佳为0.5重量份至2.5重量份。
<树脂组合物的制备方法>
树脂组合物的制备方法没有特别的限制。举例而言，将环氧树脂(A)、黑色着色剂(B)、光起始剂(C)、热酸产生剂(D)、聚合性单体(E)以及溶剂(F)放置于搅拌器中搅拌，使其均匀混合成溶液状态，必要时亦可添加添加剂(G)，将其混合均匀后，便可获得液态的树脂组合物。
<硬化膜的制造方法>
本发明的一例示性实施例提供一种使用上述树脂组合物形成的硬化膜。
硬化膜可藉由将上述树脂组合物涂布在基板上以形成涂膜，且将涂膜进行预烘烤(prebake)、曝光、显影以及后烤(postbake)来形成。举例来说，将树脂组合物涂布在基板上以形成涂膜后，以90℃的温度进行曝光前的烘烤(即，预烘烤)步骤2分钟。接着，以250mJ/cm2的光对经预烘烤的涂膜进行曝光。然后，对经曝光后的涂膜进行显影的步骤60秒。接着，在220℃进行后烤20分钟，以在基板上形成硬化膜。
基板可为玻璃基板、硅晶片(wafer)基板或塑料衬底材料(例如聚醚砜(PES)板或聚碳酸酯(PC)板)，且其类型没有特别的限制。
涂布方法没有特别的限制，但可使用喷涂法、滚涂法、旋涂法或类似方法，且一般而言，广泛使用旋涂法。此外，形成涂覆膜，且随后在一些情况下，可在减压下部分移除残余溶剂。
<黑色矩阵的制造方法>
本发明的一例示性实施例提供一种黑色矩阵，其为上述硬化膜。
黑色矩阵的制造方法可以与上述的硬化膜的制造方法相同，在此不另行赘述。
在下文中，将参照实例来详细描述本发明。提供以下实例用于描述本发明，且本发明的范畴包含权利要求书中所述的范畴及其取代物及修改，且不限于实例的范畴。
树脂组合物及硬化膜的实施例
以下说明树脂组合物及硬化膜的实施例1至实施例5以及比较例1至比较例3：
实施例1
a.树脂组合物
将80重量份的环氧树脂(A-1)(购自美源特殊化学有限公司(Miwon SpecialtyChemical Co.,Ltd.)，其含有的结构单元为式(a-1)表示的结构单元、式(a-2)表示的结构单元、式(a-4)表示的结构单元以及式(a-5)表示的结构单元)、20重量份的环氧树脂(A-2)(购自大东树脂化学股份有限公司，其含有的结构单元为式(a-1)表示的结构单元、式(a-2)表示的结构单元、式(a-3)表示的结构单元、式(a-5)表示的结构单元以及式(a-6)表示的结构单元)、241重量份的碳黑、91重量份的由式(c-2)表示的化合物、91重量份的由式(d-1)表示的化合物、151重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、109重量份的双酚A二缩水甘油醚、53重量份的环氧丙基三甲氧基硅烷以及1重量份的3-环氧丙基氧丙基三甲氧基硅烷加入1955重量份的丙二醇单甲醚乙酸脂中，并且以搅拌器搅拌均匀后，即可制得实施例1的树脂组合物。
b.硬化膜
以旋涂法(旋转涂布机型号MS-A150，由三笠股份有限公司(Mikasa Co.,Ltd.)制造，转速300rpm)将实施例所制得的各树脂组合物涂布于基板上。接着，以90℃的温度进行曝光前的烘烤(即，预烘烤)步骤2分钟。然后，利用250mJ/cm2的光(曝光机型号UX-1000SM，由优志旺公司(Ushio,Inc.)制造)进行曝光，以形成半成品。接着，对经曝光后的涂膜进行显影的步骤60秒。然后，在220℃进行后烤20分钟，即可获得硬化膜。将所制得的硬化膜以下列各评价方式进行评价，其结果如表1所示。
实施例2至实施例5以及比较例1至比较例3
实施例2至实施例5以及比较例1至比较例3的树脂组合物是以与实施例1相同的步骤来制备，并且其不同处在于：改变树脂组合物的成分种类及其使用量(如表1所示)。将所制得的树脂组合物制成硬化膜以下列各评价方式进行评价，其结果如表1所示。
[表1]
Figure BDA0002369531360000141
在表1中，硫鎓盐为下述式(d-2)表示的化合物。
Figure BDA0002369531360000151
<评价方式>
a.铅笔硬度
采用ASTM D3363的规范，量测各实施例及比较例所制得的1.5μm的硬化膜的铅笔硬度。
b.分辨率
将所制备的硬化膜(厚度为1.5μm)藉由电子显微镜(型号：MX-50)在500倍的放大倍率下，观察不同尺寸的线宽图案是否保持工整，图案有无自基板剥离以评价分辨率。
分辨率的评价标准如下：
◎：线宽≦10μm，且未自基板剥离；
○：线宽≦10μm，且自基板剥离；
△：10μm＜线宽≦20μm，且自基板剥离；
╳：20μm＜线宽≦50μm，且自基板剥离。
c.反应性
在将树脂组合物制备成硬化膜的过程中，使用威科仪器股份有限公司(VeecoInstruments,Inc.)的Dektak8膜厚仪量测曝光后、显影后、后烤后的膜厚，根据以下式计算残留值：
Figure BDA0002369531360000152
反应性的评价标准如下：
◎：90％≦残留值＜100％；
○：80％≦残留值＜90％；
△：70％≦残留值＜80％；
╳：70％≦残留值。
d.遮光性
将所制备的硬化膜(厚度为1.5μm)藉由透射密度仪(型号：X-rite 341C)量测其遮光性数值。
遮光性的评价标准如下：
◎：2.5＜光学密度；
○：2.0＜光学密度≦2.5；
△：1.5＜光学密度≦2.0；
╳：1.0＜光学密度≦1.5。
<评价结果>
由表1可知，树脂组合物包括热酸产生剂(D)以及环氧树脂单体(E-2)，且基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E-2)的使用量为15重量份至70重量份的实施例1-5所形成的硬化膜具有良好的硬度(铅笔硬度为4H以上)、分辨率以及显影性。相对于此，树脂组合物不包括环氧树脂单体(E-2)的比较例1所形成的硬化膜的硬度、分辨率及显影性不佳。另外，树脂组合物不包括热酸产生剂(D)的比较例2、3所形成的硬化膜的分辨率或显影性不佳。
此外，树脂组合物包括热酸产生剂(D)所制备的硬化膜(实施例3)的线宽图案的宽度为10μm以下且未自基板剥离，残留值小于10％，并且铅笔硬度为6H。相较于此，将热酸产生剂(D)以光酸产生剂取代的树脂组合物所制备的硬化膜(比较例3)的线宽图案自基板剥离，残留值为20％至30％之间，并且铅笔硬度为4H。由此可知，树脂组合物包括热酸产生剂(D)所制备的硬化膜具有良好的硬度、分辨率及显影性，而以光酸产生剂取代热酸产生剂(D)的树脂组合物所制备的硬化膜的硬度、分辨率及显影性不佳。
此外，树脂组合物包括热酸产生剂(D)且基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，光起始剂(C)的使用量为80重量份至100重量份，其制备的硬化膜(实施例1)的线宽图案的宽度为10μm以下且未自基板剥离，残留值小于10％，并且铅笔硬度为6H。相较于此，不包括热酸产生剂(D)且光起始剂(C)的使用量不在前述范围所制备的硬化膜(比较例2)的线宽图案的宽度为20μm至50μm且自基板剥离，并且铅笔硬度为4H。由此可知，树脂组合物包括热酸产生剂(D)且光起始剂(C)的使用量落入前述范围所制备的硬化膜具有良好的硬度、分辨率及显影性，而不包括热酸产生剂(D)且光起始剂(C)的使用量不在前述范围的树脂组合物所制备的硬化膜的硬度及分辨率不佳。由此可知，基于环氧树脂(A)的使用量为100重量份，光起始剂(C)的使用量为80重量份至100重量份时，树脂组合物可具有较佳的图案化能力，进而使形成的硬化膜具有较佳的分辨率。
综上所述，本发明的树脂组合物含有热酸产生剂(D)以及环氧树脂单体(E-2)，且基于聚合性单体(E)的使用量总和为100重量份，环氧树脂单体(E-2)的使用量为15重量份至70重量份时，使树脂组合物具有良好的硬度及遮光性，且由其形成的硬化膜具有良好的遮光性、硬度、分辨率以及显影性，而可适用于黑色矩阵，进而可改善使用黑色矩阵的装置的效能。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。

Claims (14)

1.一种树脂组合物，包括：
环氧树脂；
黑色着色剂；
光起始剂；
热酸产生剂，所述热酸产生剂包括六氟鎓盐；
聚合性单体；以及
溶剂，
其中所述聚合性单体包括光聚合性单体、环氧树脂单体或其组合，基于所述聚合性单体的使用量总和为100重量份，所述环氧树脂单体的使用量为15重量份至70重量份。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述环氧树脂中所含有的结构单元包括含环氧基的结构单元，并且所述含环氧基的结构单元具有双键。
3.根据权利要求2所述的树脂组合物，其中所述含环氧基的结构单元包括下述式(a-1)表示的结构单元：
Figure FDA0002369531350000011
*表示键结位置。
4.根据权利要求2所述的树脂组合物，其中所述环氧树脂中所含有的结构单元更包括具有乙烯性不饱和基的结构单元以及具有芳基的结构单元。
5.根据权利要求4所述的树脂组合物，其中所述具有乙烯性不饱和基的结构单元包括下述式(a-2)及式(a-3)表示的结构单元中的至少一者：
Figure FDA0002369531350000012
Figure FDA0002369531350000013
*表示键结位置。
6.根据权利要求4所述的树脂组合物，其中所述具有芳基的结构单元包括下述式(a-4)、式(a-5)及式(a-6)表示的结构单元中的至少一者：
Figure FDA0002369531350000021
Figure FDA0002369531350000022
*表示键结位置。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述光起始剂包括选自由肟酯衍生物、卤化烃衍生物及烃基苯乙酮所组成的群组中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述光聚合性单体具有乙烯性不饱和基。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述聚合性单体更包括具有环氧基的硅烷单体。
10.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中所述溶剂包括选自由丙二醇单甲醚乙酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯及二丙二醇甲醚醋酸酯所组成的群组中的至少一种。
11.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中基于所述环氧树脂的使用量为100重量份，所述热酸产生剂的使用量为20重量份至140重量份。
12.根据权利要求1所述的树脂组合物，其中基于所述环氧树脂的使用量为100重量份，所述黑色着色剂的使用量为200重量份至300重量份，所述光起始剂的使用量为20重量份至140重量份，所述聚合性单体的使用量为200重量份至400重量份，且所述溶剂的使用量为1500重量份至2500重量份。
13.一种硬化膜，是由权利要求1至权利要求12中任一项所述的树脂组合物形成。
14.一种黑色矩阵，其为如权利要求13所述的硬化膜。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010066841A (ko) * 1999-06-16 2001-07-11 마쯔모또 에이찌 광 산란성 막 형성용 조성물 및 광 산란성 막
CN102372825A (zh) * 2010-07-30 2012-03-14 住友化学株式会社 固化性树脂组合物
JP2016156856A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 三洋化成工業株式会社 カラーフィルター形成用感光性組成物
KR20180086134A (ko) * 2017-01-20 2018-07-30 동우 화인켐 주식회사 흑색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 화상표시장치용 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서
WO2019146814A1 (ko) * 2018-01-26 2019-08-01 동우화인켐 주식회사 흑색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 화상표시장치용 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010066841A (ko) * 1999-06-16 2001-07-11 마쯔모또 에이찌 광 산란성 막 형성용 조성물 및 광 산란성 막
CN102372825A (zh) * 2010-07-30 2012-03-14 住友化学株式会社 固化性树脂组合物
JP2016156856A (ja) * 2015-02-23 2016-09-01 三洋化成工業株式会社 カラーフィルター形成用感光性組成物
KR20180086134A (ko) * 2017-01-20 2018-07-30 동우 화인켐 주식회사 흑색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 화상표시장치용 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서
WO2019146814A1 (ko) * 2018-01-26 2019-08-01 동우화인켐 주식회사 흑색 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 화상표시장치용 블랙 매트릭스, 컬럼 스페이서 및 블랙 매트릭스 일체형 컬럼 스페이서

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