TW201508418A - 黑色矩陣用感光性樹脂組成物及其應用 - Google Patents

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Abstract

一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其包括鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)。鹼可溶性樹脂(A)包括具有不飽和基的樹脂(A-1)，其中具有不飽和基的樹脂(A-1)是由混合物聚合而得，並且混合物包括具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)。交聯劑(F)包括由式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂與鹵化環氧丙烷在鹼金屬氫氧化物的存在下反應而得的交聯劑(F-1)。無機粒子(G)以第四族元素的氧化物、矽的氧化物或上述兩者的組合為主成分。 □

Description

黑色矩陣用感光性樹脂組成物及其應用
本發明是有關於一種感光性樹脂組成物，且特別是有關於一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
近年來，隨著各式各樣的液晶顯示器技術蓬勃發展，而為了提高目前液晶顯示器的對比度及顯示品質，通常會於液晶顯示器中的彩色濾光片的條紋(stripe)及點(dot)間隙中放置黑色矩陣(black matrix)。上述黑色矩陣可防止因畫素間的漏光(light leakage)所引起的對比度(contrast ratio)下降及色純度(color purity)下降等問題。
一般而言，黑色矩陣所使用的材料皆以含有鉻或氧化鉻等的蒸鍍膜為主。然而，以上述蒸鍍膜作為黑色矩陣的材料時，存在製造程複雜且材料昂貴等缺點。為了解決此問題，先前提出有利用感光性樹脂組成物透過光平版印刷(photo lithographic)的方式形成黑色矩陣的技術。
隨著對於黑色矩陣的遮光性要求日益提高，其解決方法 之一就是增加黑色顏料的使用量，藉此提高黑色矩陣的遮光性。舉例而言，日本專利特開第2006-259716號公報揭示一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其包含高使用量的黑色顏料、鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、具有二官能基的反應性單體以及有機溶劑。值得注意的是，具有二官能基的反應性單體可改善化合物的間的反應，以形成精細的圖案(fine pattern)。藉此，於感光性樹脂組成物中，當以提升黑色顏料使用量的方式以增加遮光性的同時，尚可保持感光性樹脂組成物的感度。
另外，日本專利特開第2008-268854號公報揭示一種黑色矩陣用的感光性樹脂組成物。上述感光性樹脂組成物包含具有羧酸基及具有不飽和基的鹼可溶性樹脂、具有乙烯性不飽和基的光聚合單體、光聚合起始劑及高使用量的黑色顏料。上述黑色矩陣用感光性樹脂組成物中，藉由使用特定的鹼可溶性樹脂來改善高使用量黑色顏料的感光性樹脂組成物的解析度。
雖然現有技術中提高了黑色顏料使用量的感光性樹脂組成物能夠增加遮光性，然而，上述習知的感光性樹脂組成物仍有表面阻抗值低的問題。有鑑於此，仍需開發一種具有高表面阻抗值的黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
本發明提供一種具有高表面阻抗值的黑色矩陣用感光性樹脂組成物以及其所形成的黑色矩陣。
本發明提供一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其包括鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)。鹼可溶性樹脂(A)包括具有不飽和基的樹脂(A-1)，其中具有不飽和基的樹脂(A-1)是由混合物聚合而得，並且混合物包括具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)。交聯劑(F)包括交聯劑(F-1)，其中交聯劑(F-1)是由式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂與鹵化環氧丙烷在鹼金屬氫氧化物的存在下反應而得。無機粒子(G)以第四族元素的氧化物、矽的氧化物或上述兩者的組合為主成分。
式(f-1)中，m表示0至7的整數。
在本發明的一實施例中，上述的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)包括式(a-1)所示的結構、式(a-2)所示的結構或上述兩種結構， 式(a-1)中，R1、R2、R3以及R4各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基、碳數為6至12的芳基或碳數為6至12的芳烷基。
式(a-2)中，R5至R18各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基或碳數為6至15的芳香基，n表示0至10的整數。
在本發明的一實施例中，其中基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有乙烯性不飽和基的化合物(B)的使用量為15至180重量份，光起始劑(C)的使用量為5至60重量份，溶劑(D)的使用量為1000至5000重量份，黑色顏料(E)的使用量為100至800重量份，交聯劑(F)的使用量為2至30重量份，無機粒子(G)的使用量為3至30重量份。
在本發明的一實施例中，其中基於鹼可溶性樹脂(A)的使 用量為100重量份，交聯劑(F-1)的使用量為2至20重量份。
本發明亦提供一種黑色矩陣，其是使用上述的黑色矩陣用感光性樹脂組成物而形成。
本發明還提供一種彩色濾光片，其包括上述的黑色矩陣。
本發明另提供一種一種液晶顯示器，其包括上述的的彩色濾光片。
基於上述，本發明藉由黑色矩陣用感光性樹脂組成物包括具有不飽和基的樹脂(A-1)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)可以有效改善由習知黑色矩陣用感光性樹脂組成物所面臨的表面阻抗值不足的問題。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並詳細說明如下。
<黑色矩陣用感光性樹脂組成物>
本發明提供一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其包括鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)。此外，若需要，黑色矩陣用感光性樹脂組成物可進一步包括添加劑(H)。 以下將詳細說明用於本發明的黑色矩陣用感光性樹脂組成物的各個成分。
在此說明的是，以下係以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，並以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯；同樣地，以(甲基)丙烯醯基表示丙烯醯基及/或甲基丙烯醯基。
鹼可溶性樹脂(A)
鹼可溶性樹脂(A)包括具有不飽和基的樹脂(A-1)。此外，鹼可溶性樹脂(A)可選擇性地包括其他鹼可溶性樹脂(A-2)。
具有不飽和基的樹脂(A-1)
具有不飽和基的樹脂(A-1)是由混合物聚合而得。混合物包括具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)。此外，上述的混合物可更包括羧酸酐化合物(a-1-3)、具有環氧基的化合物(a-1-4)或上述兩種化合物的組合。
具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)
具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)包括式(a-1)所示的結構、式(a-2)所示的結構或上述兩種結構。以下分別具體說明式(a-1)所示的結構、式(a-2)所示的結構。
具體而言，式(a-1)所表示的結構如下： 式(a-1)中，R1、R2、R3以及R4各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基、碳數為6至12的芳基或碳數為6至12的芳烷基。
含有式(a-1)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)可包括由雙酚茀型化合物(bisphenol fluorene)與鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)反應而得的具有環氧基的雙酚茀型化合物。
詳言之，雙酚茀型化合物的具體例包括：9,9-雙(4-羥基苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene)、9,9-雙(4- 羥基-3,5-二甲基苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene)、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)茀(9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene)或其類似物，或上述化合物之組合。
鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)的具體例包括3-氯-1,2-環氧丙烷(epichlorohydrin)或3-溴-1,2-環氧丙烷(epibromohydrin)或其類似物，或上述化合物之組合。
具有環氧基的雙酚茀型化合物的具體例包括(1)新日鐵化學製造的商品：例如ESF-300或其類似物；(2)大阪瓦斯製造之商品：例如PG-100、EG-210或其類似物；(3)S.M.S Technology Co.製造之商品：例如SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG或其類似物。
另外，具體而言，式(a-2)所表示的結構如下： 式(a-2)中，R5至R18各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基或碳數為6至15的芳香基，n表示0至10的整數。
含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)可包括在鹼金屬氫氧化物存在下，使具有下式(a-2-1) 結構的化合物與鹵化環氧丙烷進行反應而得。
在上式(a-2-1)中，R5至R18以及n的定義是分別與式(a-2)中的R5至R18以及n的定義相同，在此不另贅述。
含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)的合成方法如下：首先，在酸觸媒存在下，使用具有下式(a-2-2)結構的化合物與酚(phenol)類進行縮合反應後，形成具有式(a-2-1)結構的化合物。接著，加入過量的鹵化環氧丙烷，以使鹵化環氧丙烷與具有式(a-2-1)結構的化合物進行脫鹵化氫反應(dehydrohalogenation)，而獲得含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)。
在上式(a-2-2)中，R19與R20各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基或碳數為6至15的芳香基；X1及X2各自獨立表示鹵素原子、碳數為1至6的烷基或碳數為1至6的烷氧基。上述的鹵素原子較佳為氯或溴。上述的烷基較佳為甲基、 乙基或第三丁基。上述的烷氧基較佳為甲氧基或乙氧基。
酚類的具體例包括：酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、n-丙酚(n-propylphenol)、異丁酚(isobutylphenol)、t-丁酚(t-butylphenol)、辛酚(octylphenol)、壬基苯酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基苯酚(methylbutylphenol)、二第三丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯苯酚(vinylphenol)、丙烯苯酚(propenylphenol)、乙炔苯酚(ethinylphenol)、環戊苯酚(cyclopentylphenol)、環己基酚(cyclohexylphenol)、環己基甲酚(cyclohexylcresol)或其類似物。上述的酚類可單獨使用或組合多種來使用。
基於上述具有式(a-2-2)結構的化合物的使用量為1莫耳，酚類的使用量為0.5莫耳至20莫耳，且較佳為2莫耳至15莫耳。
酸觸媒的具體例包括：鹽酸、硫酸、對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)、草酸(oxalic acid)、三氟化硼(boron trifluoride)、無水氯化鋁(aluminium chloride anhydrous)、氯化鋅(zinc chloride)或其類似物。酸觸媒較佳為對甲苯磺酸、硫酸、鹽酸或上述化合物的組合。酸觸媒可單獨使用或組合多種來使用。
另外，上述的酸觸媒之使用量雖無特別的限制。惟，基於上述具有式(a-2-2)結構的化合物的使用量為100重量百分比(wt%)，酸觸媒的使用量較佳為0.1 wt%至30 wt%。
上述的縮合反應可在無溶劑或是在有機溶劑的存在下進行。又，上述的有機溶劑的具體例包括：甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)或其類似物。上述 的有機溶劑可單獨使用或組合多種來使用。
基於具有式(a-2-2)結構的化合物及酚類的總重量為100 wt%，上述的有機溶劑的使用量為50 wt%至300 wt%，較佳為100 wt%至250 wt%。此外，上述的縮合反應的操作溫度為40℃至180℃，且縮合反應的操作時間為1小時至8小時。
在完成上述的縮合反應後，可進行中和處理或水洗處理。上述的中和處理是將反應後的溶液之pH值調整為pH 3至pH 7，且較佳為pH 5至pH 7。上述的水洗處理可使用中和劑來進行，其中此中和劑為鹼性物質，且其具體包括：氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)或其類似物的鹼金屬氫氧化物；氫氧化鈣(calcium hydroxide)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)或其類似物的鹼土類金屬氫氧化物；二伸乙三胺(diethylene triamine)、三伸乙四胺(triethylenetetramine)、苯胺(aniline)、苯二胺(phenylene diamine)或其類似物的有機胺；氨(ammonia)、磷酸二氫鈉(sodium dihydrogen phosphate)或上述化合物的組合。上述的中和劑可單獨使用或組合多種來使用。上述的水洗處理可採用習知方法進行，例如在反應後的溶液中加入含中和劑的水溶液，並且反覆進行萃取即可。經中和處理或水洗處理後，可經減壓加熱處理將未反應的酚類及溶劑予以餾除，並進行濃縮，如此一來，便可獲得具有式(a-2-1)結構的化合物。
鹵化環氧丙烷的具體例包括：3-氯-1,2-環氧丙烷、3-溴-1,2-環氧丙烷或上述化合物的組合。在進行上述的脫鹵化氫反應之前，可預先添加或於反應過程中添加氫氧化鈉、氫氧化鉀等的鹼金屬氫氧化物。上述的脫鹵化氫反應的操作溫度為20℃至120 ℃，其操作時間範圍為1小時至10小時。
在一實施例中，上述脫鹵化氫反應中所添加的鹼金屬氫氧化物亦可為其水溶液。在此實施例中，將上述的鹼金屬氫氧化物水溶液連續添加至脫鹵化氫反應系統內的同時，可於減壓或常壓下，連續蒸餾出水及鹵化環氧丙烷，藉此分離並除去水，並且可將鹵化環氧丙烷連續地回流至反應系統內。
上述的脫鹵化氫反應進行前，亦可添加氯化四甲銨(tetramethyl ammonium chloride)、溴化四甲銨(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化銨(trimethyl benzyl ammonium chloride)或其類似物的四級銨鹽作為觸媒，並且在50℃至150℃下，反應1小時至5小時後，加入鹼金屬氫氧化物或其水溶液。接著，於20℃至120℃的溫度下，其使反應1小時至10小時，以進行脫鹵化氫反應。
基於上述的具有式(a-2-1)結構的化合物中的羥基總當量為1當量，上述的鹵化環氧丙烷的使用量為1當量至20當量，且較佳為2當量至10當量。基於上述的具有式(a-2-1)結構的化合物中的羥基總當量為1當量，上述的脫鹵化氫反應中添加的鹼金屬氫氧化物的使用量為0.8當量至15當量，且較佳為0.9當量至11當量。
此外，為了使上述的脫鹵化氫反應順利進行，亦可添加甲醇、乙醇或其類似物的醇類。除此之外，亦可添加二甲碸(dimethyl sulfone)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide)或其類似物的非質子性(aprotic)的極性溶媒來進行反應。在使用醇類的情況下，基於上述的鹵化環氧丙烷的總量為100 wt%，醇類的使用量為2 wt% 至20 wt%，且較佳為4 wt%至15 wt%。在使用非質子性的極性溶媒的情況下，基於鹵化環氧丙烷的總量為100 wt%，非質子性的極性溶媒的使用量為5 wt%至100 wt%，且較佳為10 wt%至90 wt%。
在完成脫鹵化氫反應後，可選擇性地進行水洗處理。之後，利用加熱減壓的方式，例如於溫度為110℃至250℃且壓力為1.3kPa(10mmHg)以下，除去鹵化環氧丙烷、醇類及非質子性的極性溶媒。
為了避免形成的環氧樹脂含有加水分解性的鹵素，可將脫鹵化氫反應後的溶液加入甲苯、甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)等溶劑以及氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物水溶液，並且再次進行脫鹵化氫反應。在脫鹵化氫反應中，基於上述的具有式(a-2-1)結構的化合物中的羥基總當量為1當量，鹼金屬氫氧化物的使用量為0.01莫耳至0.3莫耳，且較佳為0.05莫耳至0.2莫耳。另外，上述的脫鹵化氫反應的操作溫度範圍為50℃至120℃，且其操作時間範圍為0.5小時至2小時。
在完成脫鹵化氫反應後，藉由過濾及水洗等步驟去除鹽類。此外，可利用加熱減壓的方式，將甲苯、甲基異丁基酮等溶劑予以餾除，則可得到含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)。上述含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)的具體例包括商品名為NC-3000、NC-3000H、NC-3000S以及NC-3000P等由日本化藥製造的商品。
具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)
具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)選自於由以下(1)至(3)所組成的族群的其中一種：(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯醯氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2-甲基丙烯醯氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丁基己二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丁基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基四氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丁基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丁基氫鄰苯二甲酸或其類似物；(2)由具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與二元羧酸化合物反應而得的化合物，其中二元羧酸化合物的具體例包括己二酸、丁二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸或其類似物；以及(3)由具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與羧酸酐化合物(a-1-3)反應而得的半酯化合物，其中具有羥基的(甲基)丙烯酸酯的具體例包括2-羥基乙基丙烯酸酯((2-hydroxyethyl)acrylate)、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯((2-hydroxyethyl)methacrylate)、2-羥基丙基丙烯酸酯((2-hydroxypropyl)acrylate)、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯((2-hydroxypropyl)methacrylate)、4-羥基丁基丙烯酸酯((4-hydroxybutyl)acrylate)、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯 ((4-hydroxybutyl)methacrylate)、季戊四醇三甲基丙烯酸酯或其類似物。另外，此處所述的羧酸酐化合物可與上述具有不飽和基的樹脂(A-1)的混合物所含的羧酸酐化合物(a-1-3)為相同，故不另贅述。
羧酸酐化合物(a-1-3)
羧酸酐化合物(a-1-3)可選自於由以下(1)至(2)所組成的族群的其中一種：(1)丁二酸酐(butanedioic anhydride)、順丁烯二酸酐(maleic anhydride)、衣康酸酐(Itaconic anhydride)、鄰苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氫鄰苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)、六氫鄰苯二甲酸酐(hexahydrophthalic anhydride)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic anhydride)、氯茵酸酐(chlorendic anhydride)、戊二酸酐、偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylic anhydride)或其類似物的二元羧酸酐化合物；以及(2)二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylic dianhydride，簡稱BTDA)、雙苯四甲酸二酐、雙苯醚四甲酸二酐或其類似物的四元羧酸酐化合物。
具有環氧基的化合物(a-1-4)
具有環氧基的化合物(a-1-4)的具體例包括甲基丙烯酸環氧丙酯、3,4-環氧基環己基甲基丙烯酸酯、具有不飽和基的縮水甘油醚化合物、具有環氧基的不飽和化合物或上述化合物的組合。上述具有不飽和基的縮水甘油醚化合物的具體例包括商品名Denacol EX-111、EX-121 Denacol、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171以及Denacol EX-192(以上為長瀨化成工業股份有限公司的商品)。
上述具有不飽和基的樹脂(A-1)可由含有式(a-1)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)進行聚合反應，形成具有羥基的反應產物。接著，再添加羧酸酐化合物(a-1-3)進行反應所製造得。基於上述的具有羥基的反應產物的羥基總當量為1當量，羧酸酐化合物(a-1-3)所含有的酸酐基的當量較佳為0.4當量至1當量，更佳為0.75當量至1當量。當使用多個羧酸酐化合物(a-1-3)時，可於反應中依序添加或同時添加羧酸酐化合物(a-1-3)。當羧酸酐化合物(a-1-3)是使用二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物時，二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的莫耳比例較佳為1/99至90/10，更佳為5/95至80/20。另外，上述反應的操作溫度範圍為50℃至130℃。
上述具有不飽和基的樹脂(A-1)可由含有式(a-2)所表示的結構的的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)進行反應， 形成具有羥基的反應產物，接著，再添加羧酸酐化合物(a-1-3)及/或具有環氧基的化合物(a-1-4)進行聚合反應所製造得。基於含有式(a-2)所表示的結構的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)上的環氧基總當量為1當量，上述的具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)的酸價當量較佳為0.8當量至1.5當量，更佳為0.9當量至1.1當量。基於上述的具有羥基的反應產物的羥基總量為100莫耳百分比(莫耳%)，羧酸酐化合物(a-1-3)的使用量為10莫耳%至100莫耳%，較佳為20莫耳%至100莫耳%，且更佳為30莫耳%至100莫耳%。
在製備上述的具有不飽和基的樹脂(A-1)時，為加速反應，通常會於反應溶液中添加鹼性化合物作為反應觸媒。上述的反應觸媒的具體例包括三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基銻(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基銨(tetramethylammonium chloride)、氯化苄基三乙基銨(benzyltriethylammonium chloride)等。上述的反應觸媒可單獨或混合使用。基於上述的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)的總重量為100重量份，反應觸媒的使用量較佳為0.01重量份至10重量份，更佳為0.3重量份至5重量份。
此外，為了控制聚合度，通常還會於反應溶液中添加阻聚劑(inhibitor)。上述的阻聚劑的具體例包括甲氧基酚(methoxyphenol)、甲基氫醌(methylhydroquinone)、氫醌 (hydroquinone)、2,6-二第三丁基對甲酚(2,6-di-t-butyl-p-cresol)、吩噻嗪(phenothiazine)或其類似物。上述的阻聚劑一般可單獨使用或組合多種來使用。基於上述的具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)的總重量為100重量份，阻聚劑的使用量為0.01重量份至10重量份，且更佳為0.1重量份至5重量份。
在製備上述具有不飽和基的樹脂(A-1)時，必要時可使用聚合反應溶劑。上述的聚合反應溶劑的具體例包括：乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇或其類似物的醇類化合物；甲乙酮、環己酮或其類似物的酮類化合物；甲苯、二甲苯或其類似物的芳香族烴類化合物；賽珞素、丁基賽珞素(butyl cellosolve)或其類似物的賽珞素(cellosolve)類化合物；卡必妥、丁基卡必妥或其類似物的卡必妥類化合物；丙二醇單甲醚或其類似物的丙二醇烷基醚類化合物；二丙二醇單甲醚(di(propylene glycol)methyl ether)或其類似物的多丙二醇烷基醚(poly(propylene glycol)alkyl ether)類化合物；醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)或其類似物的醋酸酯類化合物；乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)或其類似物的乳酸烷酯(alkyl lactate)類化合物；或二烷基二醇醚類。上述的聚合反應溶劑可單獨使用或組合多種來使用。另外，上述具有不飽和基的樹脂(A-1)的酸價為50 mgKOH/g至200 mgKOH/g，較佳為 60 mgKOH/g至150 mgKOH/g。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，上述具有不飽和基的樹脂(A-1)的使用量為30重量份至100重量份，較佳為50重量份至100重量份，且更佳為70重量份至100重量份。
值得注意的是，當未使用具有不飽和基的樹脂(A-1)時，黑色矩陣用感光性樹脂組成物中，碳黑之表面易受到破壞，繼而影響碳黑的分散性，此易造成黑色矩陣表面阻抗值低下的問題。
其他鹼可溶性樹脂(A-2)
鹼可溶性樹脂(A)更可選擇性包括其他鹼可溶性樹脂(A-2)。其他鹼可溶性樹脂(A-2)例如為具有羧酸基或羥基的樹脂。其他鹼可溶性樹脂(A-2)的具體例包括具有不飽和基之樹脂(A-1)以外的丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯(urethane)系樹脂、酚醛清漆樹脂等樹脂。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，其他鹼可溶性樹脂(A-2)的使用量為0重量份至70重量份，較佳為0重量份至50重量份，且更佳為0重量份至30重量份。
具有乙烯性不飽和基的化合物(B)
具有乙烯性不飽和基的化合物(B)可選自於具有1個乙烯性不飽和基的化合物(B-1)或具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(B-2)。
具有1個乙烯性不飽和基的化合物(B-1)的具體例包括(甲基)丙烯醯胺((meth)acrylamide)、(甲基)丙烯醯嗎啉、(甲基)丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸異冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、第三辛基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、氮，氮-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate)、(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-羥基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羥基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己內醯胺、氮-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、聚單(甲基)丙烯酸乙二酯、聚單(甲基)丙烯酸丙二酯、(甲基)丙烯酸冰片酯等。上述的具有1個乙烯性不飽和基的化合物(B-1)可單獨使用或組合多種來使用。
具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(B-2)的具體例包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質的三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基) 丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧乙烷(ethylene oxide,EO)改質的三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧丙烷(propylene oxide,PO)改質的三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、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、己內酯改質的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羥甲基丙酯(di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate)、經環氧乙烷改質的雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質的雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質的氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質的氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質的甘油三(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質的雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆聚縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯或其類似物，或上述化合物的組合。上述具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(B-2)可單獨使用或組合多種來使用。
上述具有乙烯性不飽和基的化合物(B)的具體例包括：三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧乙烷改質的三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧丙烷改質的三丙烯酸三羥甲基丙酯、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、己內酯改質的二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羥甲基丙酯、經環氧丙烷改質的甘油三丙烯酸酯或其類似物，或上述化合物的組合。
具有乙烯性不飽和基的化合物(B)較佳為三丙烯酸三羥甲基丙酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或上述化合物的組合。
基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有乙烯性不飽和基的化合物(B)的使用量為15重量份至180重量份，較佳為20重量份至150重量份，且更佳為25重量份至120重量份。
光起始劑(C)
光起始劑(C)例如是以照光來產生具有自由基的物質，並且上述具有自由基的物質可引發聚合物與聚合物之間、聚合物與寡聚物之間、聚合物與單體之間的交聯反應，藉此形成機械強度的硬化層(例如是黑色矩陣)。
光起始劑(C)的具體例包括O-醯基肟系化合物、三氮雜苯系化合物、苯乙烷酮類化合物、二咪唑類化合物、二苯甲酮類化合物、α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵素類化合物、過氧化物或上述化合物的組合。
上述O-醯基肟系化合物的具體例包括：1-(4-(苯基硫代) 苯基)-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-(4-(苯基硫代)苯基)-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-(4-(苯醯基)苯基)-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-(9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、1-(9-乙基-6-(3-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、1-(9-乙基-6-苯醯基-9H-咔唑-3-取代基)-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)或其類似物，或上述化合物的組合。
上述O-醯基肟系化合物較佳為1-(4-(苯基硫代)苯基)-辛 烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)(商品名OXE-01；汽巴精化有限公司製造)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)(商品名OXE-02；汽巴精化有限公司製造)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-(9-乙基-6-(2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基)-1-(O-乙醯基肟)或上述化合物的組合。上述O-醯基肟系化合物可單獨使用或組合多種來使用。
上述三氮雜苯系化合物的具體例包括乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物、2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物、4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物或其類似物，或上述化合物的組合。
上述乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例包括：2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-3-(1-對-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮雜苯、2-三氯甲基-3-胺基-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯或其類似物，或上述化合物的組合。
上述2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例包括：2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-(2-甲氧基 乙基)-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(5-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯或其類似物，或上述化合物的組合。
上述4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例包括：4-(對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-甲基-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-甲基-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N,N-二(苯基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-(對-甲氧基苯基)羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-N,N-二(乙氧基羰基 甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三 氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-6-(3-溴-4-(N,N-雙(乙氧基羰基甲基)胺基)苯基)-1,3,5-三氮雜苯或其類似物，或上述化合物的組合。
上述三氮雜苯系化合物較佳為4-(間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯或上述化合物的組合。上述三氮雜苯系化合物可單獨使用或組合多種來使用。
苯乙烷酮類化合物的具體例包括：對二甲胺苯乙烷酮、α,α’-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2’-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、對-甲氧基苯乙烷酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代-1-丙酮或其類似物，或上述化合物的組合。上述苯乙烷酮類化合物較佳為2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮。上述苯乙烷酮類化合物可單獨使用或組合多種來使用。
上述二咪唑類化合物的具體例包括：2,2’-雙(鄰-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-氟苯基)-4,4’,5,5’-四苯基 二咪唑、2,2’-雙(鄰-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-乙基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(對-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2,2’,4,4’-四甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑或其類似物，或上述化合物的組合。上述二咪唑類化合物較佳為2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑。上述二咪唑類化合物可單獨使用或組合多種來使用。
上述二苯甲酮類化合物的具體例包括：噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、噻噸酮-4-碸、二苯甲酮、4,4’-雙(二甲胺)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙胺)二苯甲酮或其類似物，或上述化合物的組合。上述二苯甲酮類化合物較佳為4,4’-雙(二乙胺)二苯甲酮。上述二苯甲酮類化合物可單獨使用或組合多種來使用。
上述α-二酮類化合物的具體例包括：苯偶醯、乙醯基等。上述酮醇類化合物的具體例包括：二苯乙醇酮。上述酮醇醚類化合物的具體例包括：二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚、二苯乙醇酮異丙醚或其類似物，或上述化合物的組合。上述醯膦氧化物類化合物的具體例包括：2,4,6-三甲基苯醯二苯基膦氧化物、雙-(2,6-二甲氧基苯醯)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物或其類似物，或上述化合物的組合。上述醌類化合物的具體例包括：蒽醌、1,4-萘醌或其類似物，或上述化合物的組合。上述含鹵素類化合物的具體例包括：苯醯甲基氯、三溴甲基苯碸、三(三氯甲基)-s-三氮雜苯或 其類似物，或上述化合物的組合。上述過氧化物的具體例包括：二-第三丁基過氧化物等。上述α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵素類化合物或其類似物，或上述化合物的組合。過氧化物等可單獨使用或組合多種來使用。
光起始劑(C)較佳為1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)(商品名OXE-02；汽巴精化有限公司製造)、1-(4-(苯基硫代)苯基)-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)(商品名OXE-01；汽巴精化有限公司製造)、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代-1-丙酮(商品名IRGACURE 907；汽巴精化有限公司製造)或上述化合物的組合。
基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，光起始劑(C)的使用量為5至60重量份，較佳為7至55重量份，且更佳為10至50重量份。
溶劑(D)
溶劑(D)是指可以將鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)以及交聯劑(F)溶解，但又不與上述成分以及黑色顏料(E)、無機粒子(G)反應的溶劑，並且較佳為具有適當揮發性者。
上述溶劑(D)的具體例包括：烷基二醇單烷醚類化合物、烷基二醇單烷醚醋酸酯類化合物、二乙二醇烷基醚、其他醚類化 合物、酮類化合物、乳酸烷酯類化合物、其他酯類化合物、芳香族烴類化合物、羧酸胺類化合物或上述化合物的組合。
烷基二醇單烷醚類化合物的具體例包括：乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三丙二醇單甲醚或三丙二醇單乙醚或其類似物，或上述化合物的組合。
烷基二醇單烷醚醋酸酯類化合物的具體例包括：乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯或丙二醇乙醚醋酸酯或其類似物，或上述化合物的組合。
二乙二醇烷基醚的具體例包括二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚或其類似物，或上述化合物的組合。
其他醚類化合物的具體例包括四氫呋喃或其類似物。
酮類化合物的具體例包括甲乙酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、二丙酮醇或其類似物，或上述化合物的組合。
乳酸烷酯類化合物的具體例包括乳酸甲酯、乳酸乙酯或其類似物，或上述化合物的組合。
其他酯類化合物的具體例包括2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-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、羥基醋酸乙酯、2-羥基-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、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯或其類似物，或上述化合物的組合。
芳香族烴類化合物的具體例包括甲苯、二甲苯或其類似物，或上述化合物的組合。
羧酸胺類化合物N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺或其類似物，或上述化合物的組合。上述溶劑(D)可單獨使用或組合多種來使用。
溶劑(D)較佳為丙二醇甲醚醋酸酯或3-乙氧基丙酸乙酯。
基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，溶劑(D)的使用量為1000重量份至5000重量份，較佳為1200重量份至4500重量份，且更佳為1500重量份至4000重量份。
黑色顏料(F)
黑色顏料(F)較佳為具有耐熱性、耐光性以及耐溶劑性的黑色顏料。
黑色顏料(F)的具體例包括：二萘嵌苯黑(perylene black)、花青黑(cyanine black)或苯胺黑(aniline black)等的黑色有機顏料；由紅、藍、綠、紫、黃色、花青(cyanine)或洋紅(magenta)等的顏料中，選擇兩種或兩種以上的顏料進行混合，使其形成接 近黑色化的混色有機顏料；碳黑(carbon black)、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑(titanium black)或石墨等的遮光材，其中上述碳黑的具體例包括C.I.pigment black 7或三菱化學所製造的市售品(商品名MA100、MA230、MA8、#970、#1000、#2350或#2650)。上述黑色顏料(F)可單獨使用或組合多種來使用。
黑色顏料(F)較佳為碳黑，且碳黑例如是三菱化學所製造的市售品MA100或MA230。
基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，黑色顏料(F)的使用量為100重量份至800重量份，較佳為120重量份至700重量份，且更佳為150重量份至600重量份。
交聯劑(F)
交聯劑(F)是一種促進線性分子(linear molecule)之間的共價鍵(covalent bond)或離子鍵(ionic bond)形成的化合物，其可使線性分子相互鍵結，進而形成網狀聚合物(polymer network)。值得注意的是，鹼可溶性樹脂(A)可在高溫下與交聯劑(F)產生反應，而形成交聯度(degree of crosslinking)較高的聚合物。
交聯劑(F)包括交聯劑(F-1)，並且交聯劑(F-1)是由式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂與鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)在鹼金屬氫氧化物的存在下反應而得。此外，交聯劑(F)可更包括其他交聯劑(F-2)。以下詳細介紹交聯劑(F-1)與其他交聯劑(F-2)。
式(f-1)中，m表示0至7的整數。
交聯劑(F-1)
式(f-1)所示的酚醛清漆樹脂是在酸觸媒存在下，β-萘酚(β-naphthol)與甲醛(formaldehyde)之來源物質反應所生成的產物與甲酚(cresol)進行聚合反應而得。式(f-1)所示的酚醛清漆樹脂的軟化溫度(softening temperature)為100℃至110℃。
甲醛之來源物質例如是在鹼性條件下，可產生甲醛的物質。具體而言，甲醛之來源物質包括三聚甲醛(paraformaldehyde)、三噁烷(trioxane)、四噁烷(tetraoxane)或其類似物。
β-萘酚與甲醛之來源物質的反應條件如下：以β-萘酚為1莫耳計，甲醛之來源物質的使用量為0.9莫耳至1.3莫耳(以甲醛的量記)的比例，使上述兩者在鹼性條件、溫度為5℃至40℃下進行5分至5小時的反應。反應通常在鹼觸媒的存在下進行。鹼觸媒的具體例包括：氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)、碳酸鈉(sodium carbonate)、碳酸鉀(potassium carbonate)或其類似物。鹼觸媒較佳為氫氧化鈉。基於β-萘酚為1莫耳計，鹼觸媒的使用量為0.02當量至1.5當量。此外，可在溶劑存在下進行反應，其中溶劑的具體例包括：甲苯 (toluene)、二甲苯(xylene)或甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)。基於反應的原料的總重量100 wt%計，溶劑的使用量為30重量百分比(wt%)至300 wt%。在反應結束之後，可使用鹽酸、硫酸等的酸性物質來作為中和劑。具體而言，使用含有中和劑的水溶液進行液體分離萃取操作(liquid separation extract operation)來洗淨反應混合物以獲得反應混合物的洗淨液(cleaning solution)，並且重複洗淨數次直到洗淨液的pH值為4至7，且較佳為5至7。又，必要時，溶劑可以蒸餾(distillation)來去除。
上述β-萘酚與甲醛之來源物質所生成的產物(以下稱為萘酚羥甲基(methylol)體)中，較佳為β-萘酚單羥甲基體，且特別佳為1-羥甲基-2-萘酚。接著，在酸觸媒下，使萘酚羥甲基體與甲酚進行縮合反應來獲得式(f-1)所示的酚醛清漆樹脂。甲酚例如是鄰甲酚、間甲酚或對甲酚，其中甲酚較佳為鄰甲酚(o-cresol)對甲酚。又，反應溫度通常為5℃至180℃，且較佳為30℃至130℃。反應時間通常為1至30小時，且較佳為2至25小時。此外，反應中所生成的水可使用分餾管(fractionating column)來去除，以加快反應速度。基於萘酚羥甲基體為1莫耳，甲酚的使用量通常為0.4莫耳至1.1莫耳，且較佳為0.5莫耳至1.0莫耳。
在酚醛清漆樹脂中，可能會存在上述反應的副產物(即β-萘酚的二聚體)，而此副產物會造成硬化物的耐熱性變差。因此，在縮合反應後，為除去該副產物，必要時，可添加酸觸媒，並且較佳為將反應系統的溫度升溫至60℃至130℃。關於上述機制， 推測是在後反應(post-reaction)中，β-萘酚的二聚體會重排(rearangement)(如β-萘酚的二聚體解離、與甲酚類化合物進行的反應)。
上述縮合反應的酸觸媒的具體例較佳為鹽酸、硫酸(sulfuric acid)、對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)或草酸(oxalic acid)等的有機酸或無機酸；或者三氟化硼(boron trifluoride)、無水氯化鋁(anhydrous aluminium chloride)或氯化鉛(lead dichloride)等的路易士酸(lewis acid)，且特別佳為對甲苯磺酸、硫酸或鹽酸。酸觸媒的使用量沒有特別的限制，然基於萘酚羥甲基體為100重量份，酸觸媒通常為0.05重量份至50重量份，且更佳為0.1重量份至20重量份。
上述縮合反應可在沒有溶劑或存在溶劑下進行。溶劑的具體例包括甲苯、二甲苯、甲基異丁基酮或水等。上述溶劑可單獨使用或組合兩種以上來使用。基於反應的原料的總重量計，溶劑的使用量為50 wt%至300 wt%，且較佳為100 wt%至250 wt%。
在反應結束之後，反應混合物經水洗處理數次直到的水洗淨液的pH值為3至7，且水洗淨液的pH值較佳為5至7。水洗處理較佳為使用各式各樣鹼性物質作為中和劑。詳言之，中和劑的具體例包括氫氧化鈉或氫氧化鉀等的鹼金屬氫氧化物；氫氧化鈣或氫氧化鎂等的鹼土金屬氫氧化物；氨(ammonia)；磷酸二氫鈉(sodium dihydrogenphosphate)；或二伸乙三胺(diethylenetriamine)、三伸乙四胺(triethylenetetramine)、苯胺 (aniline)或苯二胺(phenylenediamine)等的有機胺類。上述水洗處理以習知之方法來進行即可。又，水洗處理例如是在反應混合物中加入已溶解有上述中和劑的水並液體分離萃取操作數次。
在中和以及水洗處理之後，在減壓、加熱的情況下，分餾未反應的萘酚羥甲基體以及溶劑，以獲得產物。如此一來，便可獲得式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂。
上述所得的式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂的軟化溫度(softening temperature)通常為95℃至115℃，且較佳為100℃至110℃。又，在150℃的熔融黏度為0.5泊至2.5泊(poise)，且較佳為1.0泊至2.0泊。
交聯劑(F-1)的具體例包括新日鐵化學公司製造的ESN-175、ESN-375或日本化藥製造的NC-7300L。
此外，基於鹼可溶性樹脂(A)100重量份，交聯劑(F-1)的使用量為2重量份至20重量份，較佳為3重量份至15重量份，且更佳為4重量份至10重量份。
值得注意的是，由於鹵化環氧丙烷與式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂反應而得的交聯劑(F-1)可以有效增強硬化物(亦即黑色矩陣)中的聚合物的交聯度，進而提升硬化物(亦即黑色矩陣)的耐熱性，故使碳黑表面改質之聚合物不易被破壞，且碳黑可維持良好的分散性。因此，若黑色矩陣用感光性樹脂組成物中未含交聯劑(F-1)時，則黑色矩陣易產生表面阻抗值低下的問題。
其他交聯劑(F-2)
其他交聯劑(F-2)包括交聯劑(F-1)以外之具有環氧基的化合物。具體而言，交聯劑(F-2)包括(聚)環氧丙醚、(聚)環氧丙酯、(聚)環氧丙胺及其他具有環氧基的化合物或上述化合物的組合。
(聚)環氧丙醚是由單羥基化合物或多羥基化合物與環氧氯丙烷反應而得。(聚)環氧丙醚的具體例包括：聚乙二醇(polyethylene glycol)的二環氧丙醚型環氧樹脂(diglycidyl ether type epoxy)、雙(4-羥基苯基)(bis(4-hydroxyphenyl))的二環氧丙醚型環氧樹脂、雙(3,5-二甲基-4-羥基苯基)(bis(3,5-dimethyl-4-hydroxyphenyl))的二環氧丙醚型環氧樹脂、雙酚F(Bisphenol F)的二環氧丙醚型環氧樹脂、雙酚A(Bisphenol A)的二環氧丙醚型環氧樹脂、四甲基雙酚A(Tetramethyl bisphenol A)的二環氧丙醚型環氧樹脂、雙酚A的環氧乙烷加成物(Bisphenol A ethylene oxide adduct)的二環氧丙醚型環氧樹脂、二氫氧基茀(dihydroxylfluorene)型環氧樹脂、二氫氧基烷氧基茀(dihydroxyl alkyleneoxyl fluorene)型環氧樹脂、雙酚A/醛酚醛清漆(aldehyde novolac)型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆(phenol novolac)型環氧樹脂或甲酚酚醛清漆(cresol novolac)型環氧樹脂的環氧丙醚樹脂；或雙酚S環氧樹脂(Bisphenol S epoxy resin)、苯酚酚醛清漆環氧樹脂、甲酚酚醛清漆環氧樹脂、三酚環氧樹脂(tris-phenol epoxy resin)、由雙環戊二烯(dicyclopentadiene)與苯酚聚合的環氧樹脂。(聚)環氧丙醚可單獨使用或組合多種來使用。(聚) 環氧丙醚較佳為由剩餘之羥基與酸酐或二價之羧酸化合物進行反應而導入羧基。
(聚)環氧丙酯是由(聚)羧酸化合物與環氧氯丙烷反應而得。(聚)環氧丙酯的具體例包括：六氫鄰苯二甲酸(hexahydrophthalic)的二環氧丙酯型環氧樹脂、鄰苯二甲酸(Phthalic acid)的二環氧丙酯型環氧樹脂或上述化合物的組合。(聚)環氧丙酯可單獨使用或組合多種來使用。
(聚)環氧丙胺是由(聚)胺化合物與與環氧氯丙烷反應而得。(聚)環氧丙胺的具體例包括：雙(4-胺基苯基)甲烷(bis(4-aminophenyl)methane)的二環氧丙胺型環氧樹脂、異氰脲酸(isocyanuric acid)的三環氧丙胺型環氧樹脂(triglycidyl amine type epoxy)或上述化合物的組合。上述(聚)環氧丙胺)可單獨使用或組合多種來使用。
其他具有環氧基的化合物例如是由單獨一種或混合多種以上的具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯與其他共聚單體聚合而得。具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯的具體例包括：(甲基)丙烯酸環氧丙酯(glycidyl(meth)acrylate)、α-乙基丙烯酸環氧丙酯(α-ethyl glycidyl acrylate)、α-正丙基丙烯酸環氧丙酯(α-n-propyl glycidyl acrylate)、α-正丁基丙烯酸環氧丙酯(α-n-butyl glycidyl acrylate)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧丁酯(3,4-epoxybutyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸4,5-環氧基戊酯(4,5-epoxypentyl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸6,7-環氧基庚酯(6,7-epoxyheptyl(meth)acrylate)或α-乙基丙烯酸6,7-環氧 基庚酯(α-ethyl 6,7-epoxyhepty acrylate)等具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯。上述具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯可單獨使用或組合多種來使用。具有環氧基的(甲基)丙烯酸酯較佳為(甲基)丙烯酸環氧丙酯。
其他共聚單體的具體例包括：(甲基)丙烯酸；(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己基酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊基乙氧酯或(甲基)丙烯酸異冰片酯的甲基丙烯酸酯；或苯乙烯、α-甲基苯乙烯、p-甲基苯乙烯、萘的乙烯基芳族化合物。上述其他共聚單體可單獨使用或組合多種來使用。其他共聚單體較佳為(甲基)丙烯酸二環戊酯、α-苯乙烯或上述化合物的組合。
基於具有環氧基之(甲基)丙烯酸酯的結構單元與其他共聚單體的總量計，具有環氧基之(甲基)丙烯酸酯的結構單元的使用量通常為10莫耳%至70莫耳；且較佳為15莫耳%至60莫耳%。
其他交聯劑(F-2)的具體例包括ECN1273(汽巴精化有限公司製造)、Epikote 157S70(日本Shell Epoxy公司製造)、Epikote 1032H60(日本Shell Epoxy公司製造)、Epikote 180S65(Japan Epoxy Resins公司製造)、Epichlone N-600 series(大日本油墨化學工業公司製造)、TACTIX742(Ciba-Geigy公司製造)。
基於所述鹼可溶性樹脂(A)100重量份，交聯劑(F)的使用量為2至30重量份，較佳為4至25重量份，更佳為4至20重量 份。
無機粒子(G)
無機粒子(G)是以第四族元素的氧化物、矽的氧化物或上述兩者的組合為主成分，其中第四族元素例如是鈦(Ti)、鋯(Zr)或鉿(Hf)。
在無機粒子(G)中，第四族元素的氧化物粒子的具體例包括氧化鈦、氧化鋯、氧化鉿或這些金屬氧化物和二氧化矽以及氧化錫的複合粒子。
此外，無機粒子(G)可為粉末形式或是將氧化物顆粒分散於分散介質中的分散溶膠形式。分散介質包括甲醇、甲基乙基酮、甲基異丁基酮、環己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇單甲基醚、乙氧基乙醇或上述分散介質的組合。
無機粒子(G)的市售氧化鈦粒子包括由日本C.I.Kasei製造的NanoTek TiO2(分散劑為甲基異丁基酮，銳鈦礦型)、由韓國Nano CMS製造的Lot No.：S111109(分散劑為乙氧基乙醇，金紅石型)、由日本日揮觸媒化成製造的Red Lake series(分散劑為甲醇，銳鈦礦型)或由Tayca製造的TS series(分散劑為甲基乙基酮，金紅石型)。無機粒子(G)的市售氧化鋯粒子包括日本Osaka Cement Co.製造，HXU-120JC(分散劑為甲基乙基酮)。
值得注意的是，無機粒子(G)亦可以二氧化矽粒子作為主成分。就分散性的觀點而言，二氧化矽粒子表面的矽烷醇基較佳 為經疏水化且均勻分散於溶劑中。二氧化矽粒子的形狀沒有特別的限制，並且二氧化矽粒子的形狀例如是球狀、針狀或不定形狀等。就散射光、安全性的觀點而言，二氧化矽粒子的形狀較佳為球狀。就二氧化矽粒子於黑色矩陣用感光性樹脂組成物的分散性而言，二氧化矽粒子的粒徑較佳為5 nm至100 nm，且更佳為10 nm至100 nm。
二氧化矽粒子與二氧化矽粒子的分散體的具體例包括甲基乙基酮(methyl ethyl ketone)分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的MEK-ST、由扶桑化學工業公司製造的PL-1-MEK、PL-2-MEK、PL-5-MEK、PL-10-MEK、PL-2 L-MEK)、異丙醇分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的IPA-ST、IPA-ST-UP、IPA-ST-ZL、由扶桑化學工業公司製造的PL-1-IPA、PL-2-IPA、PL-3-IPA、PL-5-IPA、PL-10-IPA)、丙二醇單甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate)分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的PGM-ST、PMA-ST、由扶桑化學工業公司製造的PL-1-PGME)、甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的甲基異丁基酮-ST)、乙二醇分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的EG-ST、EG-ST-ZL)、甲醇分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的甲醇二氧化矽溶膠、MA-ST-M以及由扶桑化學工業公司製造的PL-1-MA、PL-2-MA、PL-3-MA、PL-5-MA、PL-9-MA)、正丙基溶纖劑(n-propyl cellosolve)(由日產化學公司製造的NPC-ST-30)、甲苯分 散型二氧化矽溶膠(由扶桑化學工業公司製造的PL-1-TOL、PL-2-TOL、PL-3-TOL、PL-5-TOL、PL-10-TOL)、二甲基乙醯胺分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的DMAC-ST)或二甲苯與正丁醇混合溶劑分散型二氧化矽溶膠(由日產化學公司製造的XBA-ST)。此外，亦可使用水系分散型的二氧化矽溶膠的表面經疏水化處理後再分散於溶劑中所獲得的粒子，或是粉末狀的二氧化矽微粒子的表面經疏水化處理所獲得的粒子。
上述的無機粒子(G)可單獨使用或組合多種來使用。
無機粒子(G)較佳為氧化鈦、氧化鋯、二氧化矽或上述無機粒子的組合。
此外，無機粒子(G)的粒徑大小為1 nm至100 nm。粒徑的測量方法可為習知的測量方法，例如通過動態光散射粒子(動態光散射儀(dynamic light scattering,DLS))所量測。其粒徑較佳為1 nm至50 nm；且更佳為5 nm至15 nm。
值得注意的是，當黑色顏料為具有導電性的固體粒子(例如是碳黑)時，由於無機粒子(G)不具有導電性，因此當黑色矩陣用感光性樹脂組成物若同時使用交聯劑(F)及無機粒子(G)，特別是使用交聯劑(F-1)及無機粒子(G)時，所形成的塗膜經後烤後，可有效維持具有導電性的固體粒子之間的距離，藉此，可進一步避免硬化物(亦即黑色矩陣)表面阻抗值低下的問題。
添加劑(H)
在不影響本發明功效的前提下，本發明的黑色矩陣用感光性樹脂組成物更可選擇性進一步添加添加劑(H)。添加劑(H)的具體例包括界面活性劑、填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、防凝集劑或鹼可溶性樹脂(A)以外之其他能增加各種性質(如機械性質)的聚合物。
界面活性劑的具體例包括陽離子系界面活性劑、陰離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷系界面活性劑、氟素系界面活性劑或上述界面活性劑的組合。
具體而言，界面活性劑的具體例包括聚乙氧基十二烷基醚、聚乙氧基硬酯醯醚、聚乙氧基油醚或其類似物的聚乙氧基烷基醚類；聚乙氧基辛基苯基醚、聚乙氧基壬基苯基醚或其類似物的聚乙氧基烷基苯基醚類；聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬酸酯或其類似物的聚乙二醇二酯類；山梨糖醇酐脂肪酸酯類；脂肪酸改質的聚酯類；或三級胺改質的聚胺基甲酸酯類。上述的界面活性劑可單獨使用或組合多種來使用。
界面活性劑的具體例包括：由信越化學工業製造的KP產品、由道康寧東麗股份有限公司(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)製造的SF-8427產品、由共榮社油脂化學工業製造的普利弗隆(Polyflow)產品、由得克姆股份有限公司製造(Tochem Products Co.,Ltd.)的愛夫多普(F-Top)產品、由大日本印墨化學工業製造的美卡夫克(Megafac)產品、由住友3M製造的弗洛多(Fluorade)產品、由旭硝子製造的阿薩卡多(Asahi Guard)產品或由旭硝子公司製造的薩弗 隆(Surflon)產品。
填充劑的具體例包括：玻璃或鋁等。
密著促進劑的具體例包括：乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷或其類似物，或上述化合物的組合。
抗氧化劑的具體例包括：2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚或上述化合物的組合。
防凝集劑的具體例包括：聚丙烯酸鈉等。
基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，添加劑(H)中的填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、防凝集劑或鹼可溶性樹脂(A)以外的聚合物的使用量範圍為10重量份以下，較佳為6重量份以下。
<黑色矩陣用感光性樹脂組成物的製備方法>
可用來製備黑色矩陣用感光性樹脂組成物的方法例如：將鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)放置於攪 拌器中攪拌，使其均勻混合成溶液狀態，必要時亦可添加添加劑(H)，予以均勻混合後，便可獲得溶液狀態的黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
又，黑色矩陣用感光性樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制。可將黑色顏料(E)直接加入由鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)所組成的混合物中分散來形成。或者，黑色矩陣用感光性樹脂組成物也可以是由先將一部分的黑色顏料(E)分散於由部分鹼可溶性樹脂(A)以及部分溶劑(D)所組成的混合物來形成顏料分散液後，接著加入其餘的鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、交聯劑(F)以及無機粒子(G)來製備。又，上述黑色顏料(E)的分散步驟可藉由例如珠磨機(beads mill)或輥磨機(roll mill)等混合器混合來進行。藉此，可獲得溶液狀態的黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
<黑色矩陣的製備方法>
黑色矩陣是由上述的黑色矩陣用感光樹脂組成物依序在基板上施予預烤、曝光、顯影及曝後烤處理而製造得。又，所得之黑色矩陣的膜厚為1μm時，光學密度範圍可為3.0以上，較佳為3.2至5.5，且更佳為3.5至5.5。以下詳述黑色矩陣的製備方法。
首先，藉由旋轉塗佈(spin coating)或流延塗佈(cast coating)等塗布方式，在基板上均勻地塗佈溶液狀態的黑色矩陣用感光性樹脂組成物，以形成塗膜。上述基材的具體例包括：用於 液晶顯示裝置等的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及於該玻璃上附著透明導電膜者；或用於固體攝影裝置等的光電變換裝置基板(如：矽基板)等。
形成塗膜之後，以減壓乾燥去除大部分溶劑，然後以預烤(pre-bake)方式將殘餘的溶劑完全去除，以形成預烤塗膜。擲得注意的是，減壓乾燥及預烤的條件，依各成分的種類、比率而改變。一般而言，減壓乾燥是在小於200 mmHg的壓力下進行1秒至20秒，並且預烤乃在70℃至110℃溫度下對塗膜進行1分鐘至15分鐘的加熱處理。
接著，以具有特定圖案的光罩對上述預烤塗膜進行曝光。在曝光過程中所使用的光線例如是g線、h線或i線等的紫外線為佳，而紫外線照射裝置可為(超)高壓水銀燈及金屬鹵素燈。
然後，在23±2℃的溫度下，將上述經曝光的預烤塗膜浸漬於顯影液(developing solution)中，以去除上述未經曝光的部分的預烤塗膜，藉此可在基板上形成特定的圖案。
顯影液例如是氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、矽酸鈉、甲基矽酸鈉、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲胺、氫氧化四乙胺、膽鹼、吡咯、哌啶或1,8-二氮雜二環-[5,4,0]-7-十一烯等的鹼性化合物等。顯影液的濃度一般為0.001 wt%至10 wt%，較佳為0.005 wt%至5 wt%，且更佳為0.01 wt%至1 wt%。
在預烤塗膜經顯影之後，將具有特定的圖案的基板以水 洗淨，再以壓縮空氣或壓縮氮氣將上述特定的圖案風乾。然後，以熱板或烘箱等加熱裝置進行後烤處理。後烤溫度通常為150至250℃，其中使用熱板的加熱時間為5分鐘至60分鐘，並且使用烘箱的加熱時間為15分鐘至150分鐘。經過上述的處理步驟後，即可於基板上形成黑色矩陣。
<畫素層與彩色濾光片的製備方法>
彩色濾光片是由彩色濾光片用感光性組成物依序在上面已形成黑色矩陣的基板上施予預烤、曝光、顯影及曝後烤處理而製造得，其中黑色矩陣用以隔離各畫素層(以下亦將畫素層稱為畫素著色層)。以下詳述彩色濾光片的製備方法。
首先，藉由旋轉塗佈或流延塗佈或輥式塗佈等塗布方式，在基板上均勻地塗佈溶液狀態的彩色濾光片用感光性樹脂組成物，以形成塗膜。
形成塗膜之後，以減壓乾燥去除大部分溶劑，然後以預烤方式將殘餘的溶劑完全去除，以形成預烤塗膜。擲得注意的是，減壓乾燥及預烤的條件，依各成分的種類、比率而改變。一般而言，減壓乾燥是在0mmHg至200mmHg的壓力下進行1秒至60秒，並且預烤乃在70℃至110℃溫度下對塗膜進行1分鐘至15分鐘的加熱處理。
接著，以具有特定圖案的光罩對上述預烤塗膜進行曝光。在曝光過程中所使用的光線例如是g線、h線或i線等的紫外 線為佳，而紫外線照射裝置可為(超)高壓水銀燈及金屬鹵素燈。
然後，在23±2℃的溫度下，將上述經曝光的預烤塗膜浸漬於顯影液中，以去除上述未經曝光的部分的預烤塗膜，藉此可在基板上形成特定的圖案。
在預烤塗膜經顯影之後，將具有特定的圖案的基板以水洗淨，再以壓縮空氣或壓縮氮氣將上述特定的圖案風乾。然後，以熱板或烘箱等加熱裝置進行後烤處理。後烤處理的條件悉如前述，此處不贅述。重覆上述步驟，依序在基板上成形紅、綠、藍等畫素著色層。
最後，在溫度為220℃至250℃的真空環境下，藉由濺鍍在所述畫素著色層的表面上形成ITO保護膜(蒸鍍膜)，必要時，對該ITO保護膜施行蝕刻與佈線，並且在ITO保護膜表面塗佈液晶配向膜(液晶配向膜用聚醯亞胺)，藉此形成具有畫素層的彩色濾光片。
<液晶顯示元件的製備方法>
液晶顯示器是藉由將上述彩色濾光片的形成方法所形成的彩色濾光片以及設置有薄膜電晶體(thin film transistor；TFT)的基板作對向配置，並且在上述兩者之間設置間隙(晶胞間隔，cell gap)來製備。此外，以黏著劑貼合彩色濾光片與上述基板的周圍部分並且留下注入孔，接著在基板表面以及黏著劑所分隔出的間隙內由注入孔注入液晶，最後封住注入孔來形成液晶層。然後，藉 由在彩色濾光片中接觸液晶層的另一側與基板中接觸液晶層的另一側提供偏光板來製造作液晶顯示器
上述所使用的液晶，亦即液晶化合物或液晶組成物，此處並未特別限定，惟可使用任何一種液晶化合物及液晶組成物。
再者，於製造作彩色濾光片中所使用的液晶配向膜是用來限制液晶分子的配向，並且沒有特別的限制，舉凡無機物或有機物任一者均可，並且本發明並不限於此。
以下利用數個實施方式以說明本發明之應用，然其並非用以限定本發明，本發明技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種之更動與潤飾。
[合成例A-1]
以下說明具有不飽和基的樹脂(A-1)的合成例A-1-1至合成例A-1-3：
合成例A-1-1
首先，將100重量份的茀環氧化合物(型號ESF-300，新日鐵化學製造；環氧當量231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以連續式添加方式加入至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘，並且反應過程的溫度維持在100℃至110℃，反應15小時後，即可獲得固成分濃度為50 wt%的淡黃色透明混合液。
接著，將100重量份的上述所得的淡黃色透明混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中，並同時添加6重量份的四氫鄰苯二甲酸酐以及13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐。之後，加熱至110℃至115℃，反應2小時，即可得酸價為98.0 mgKOH/g的具有不飽和基的樹脂A-1-1。
合成例A-1-2
首先，將100重量份的茀環氧化合物(型號ESF-300，新日鐵化學製造；環氧當量231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以連續式添加方式加入500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘，反應過程的溫度維持在100℃至110℃並且反應15小時，即可獲得固成分濃度為50 wt%之淡黃色透明混合液。
接著，將100重量份的上述所得的淡黃色透明混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中，並添加13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐。然後，在90℃至95℃下反應2小時。接著，添加6重量份的四氫鄰苯二甲酸酐，並於90℃至95℃下反應4小時，即可得酸價為99.0 mgKOH/g的具有不飽和基的樹脂A-1-2。
合成例A-1-3
首先，將400重量份的環氧化合物(型號NC-3000，日本 化藥股份有限公司製造；環氧當量288)、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲氧基酚(methoxyphenol)、5重量份的三苯基膦，及264重量份的丙二醇甲醚醋酸酯置於反應瓶中。反應過程的溫度維持在95℃，反應9小時，即可獲得酸價為2.2 mgKOH/g的中間產物。接著，加入151重量份的四氫鄰苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)。然後，在95℃下反應4小時，即可得酸價為102 mgKOH/g，且重量平均分子量為3,200的具有不飽和基的樹脂A-1-3。
[合成例A-2]
以下說明其他鹼可溶性樹脂(A-2)的合成例A-2-1至合成例A-2-2：
合成例A-2-1
首先，將1重量份的2,2’-偶氮雙異丁腈、240重量份的丙二醇甲醚醋酸酯、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重量份的甘油單甲基丙烯酸酯以及20重量份的N-苯基馬來醯亞胺置於攪拌器的圓底燒瓶中。之後，在圓底燒瓶上架設冷凝器，並且使圓底燒瓶內部充滿氮氣。然後，緩慢攪拌並升溫至80℃，使各反應物均勻混合並進行聚合反應4小時。接著，再升溫至100℃，並添加0.5重量份的2,2’-偶氮二異丁腈。然後，進行1小時聚合後，即可得其它鹼可溶性 樹脂A-2-1。
合成例A-2-2
首先，將2重量份的2,2’-偶氮雙異丁腈、300重量份的二丙二醇單甲醚、15重量份的甲基丙烯酸、15重量份的2-羥基丙烯酸乙酯及70重量份的甲基丙烯酸苯甲酯置於攪拌器的圓底燒瓶中。之後，在圓底燒瓶上架設冷凝器，並且使圓底燒瓶內部充滿氮氣。然後，緩慢攪拌並升溫至80℃，使各反應物均勻混合並進行聚合反應3小時。接著，再將其升溫至100℃，並添加0.5重量份的2,2’-偶氮二異丁腈。然後，進行1小時聚合後，即可得其他鹼可溶性樹脂A-2-2。
[合成例F-1]
以下說明交聯劑(F-1)的合成例F-1-1以及合成例F-1-2：
合成例F-1-1
在裝置有溫度計、滴液漏斗(dropping funnel)、冷凝管以及攪拌器的燒瓶導入氮氣，並且在燒瓶中，將282重量份的β-萘酚溶解於600重量份的甲基異丁基酮(以下稱為MIBK)。接著，在燒瓶中加入53重量份的30重量%的氫氧化鈉溶液、67重量份的三聚甲醛(93%)。然後，在20℃下反應3小時。反應結束後，加入42重量份的鹽酸(35%)進行中和，以得到含有1-羥甲基-2-萘酚 (1-methylol-2-naphthol)反應溶液。
在上述所得的反應溶液中加入108重量份的鄰甲酚、2重量份的鹽酸(35%)。接著，在30℃下1小時後，在70℃下反應10小時，以獲得反應混合物。之後，對反應混合物進行水洗處理直到反應混合物的水洗淨液變成中性，並且以減壓蒸餾去除油層中的MIBK。如此一來，便可獲得420重量份的如式(f-1)所示的酚醛清漆樹脂，所得的酚醛清漆樹脂的氫氧基當量為140 g/eq。
將280重量份的上述酚醛清漆樹脂及740重量份的3-氯-1,2-環氧丙烷溶於185重量份的二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)。接著，加熱到40℃，並以100分鐘的時間，添加82重量份的片狀氫氧化鈉(純度99%)。之後，在50℃ 2小時、70℃下反應1小時。持續攪拌。反應結束後，使用旋轉蒸發器在130℃、5 mmHg下，蒸餾出剩下的3-氯-1,2-環氧丙烷，以獲得殘留物。之後，將上述殘留物溶於688重量份的MIBK。
接著，將上述溶有殘留物的MIBK溶液加熱到70℃，並加入10重量份的30重量%的氫氧化鈉水溶液反應1小時，以獲得反應溶液。接著，將上述反應溶液重複水洗3次直到pH值為中性。然後，分離並去除水層，並且使用旋轉蒸發器在加熱減壓下，自油層蒸餾出MIBK。如此一來，便可獲得327重量份的合成例F-1-1的環氧樹脂(亦即合成例F-1-1所合成的交聯劑)。
合成例F-1-2
在裝置有溫度計、滴液漏斗(dropping funnel)、冷凝管以及攪拌器的燒瓶導入氮氣，並且在燒瓶中，將282重量份的β-萘酚溶解於600重量份的MIBK。接著，在燒瓶中加入53重量份的30重量%的氫氧化鈉溶液、67重量份的三聚甲醛(93%)。然後，在20℃下反應3小時。反應結束後，加入42重量份的鹽酸(35%)進行中和，以得到含有1-羥甲基-2-萘酚(1-methylol-2-naphthol)反應溶液。
在上述所得的反應溶液中加入108重量份的對甲酚、2重量份的鹽酸(35%)。接著，在30℃下1小時後，在70℃下反應10小時，以獲得反應混合物。之後，對反應混合物進行水洗處理直到反應混合物的水洗淨液變成中性，並且以減壓蒸餾去除油層中的MIBK。如此一來，便可獲得420重量份的如式(f-1)所示的酚醛清漆樹脂，所得的酚醛清漆樹脂的氫氧基當量為140 g/eq。
將280重量份的上述酚醛清漆樹脂及740重量份的3-氯-1,2-環氧丙烷溶於185重量份的二甲基亞碸(dimethyl sulfoxide)。接著，加熱到40℃，並以100分鐘的時間，添加82重量份的片狀氫氧化鈉(純度99%)。之後，在50℃ 2小時、70℃下反應1小時。持續攪拌。反應結束後，使用旋轉蒸發器在130℃、5 mmHg下，蒸餾出剩下的3-氯-1,2-環氧丙烷，以獲得殘留物。之後，將上述殘留物溶於688重量份的MIBK。
接著，將上述溶有殘留物的MIBK溶液加熱到70℃，並加入10重量份的30重量%的氫氧化鈉水溶液反應1小時，以獲 得反應溶液。接著，將上述反應溶液重複水洗3次直到pH值為中性。然後，分離並去除水層，並且使用旋轉蒸發器在加熱減壓下，自油層蒸餾出MIBK。如此一來，便可獲得327重量份的合成例F-1-2的環氧樹脂(亦即合成例F-1-2所合成的交聯劑)。
[實施例] 實施例1
將100重量份的具有不飽和基的樹脂A-1-1、15重量份的三丙烯酸三羥甲基丙酯(具有乙烯性不飽和基的化合物(B-1))、5重量份的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)(光起始劑(C-1)，商品名OXE-02，汽巴精化有限公司製造造)、100重量份的MA100(黑色顏料(E-1)，碳黑，三菱化學製造)、1重量份的萘改質的環氧樹脂(交聯劑(F-1-1)、二氧化鈦(無機粒子(G-1)，日本C.I.Kasei製造)加入1000重量份的丙二醇甲醚醋酸酯中，並且以搖動式攪拌器(shaking type stirrer)攪拌均勻後，即可製造得實施例1的黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
將上述實施例1的黑色矩陣用感光性樹脂組成物置入塗佈機(型號為MS-A150；購自新光貿易(Hsin Kong Trade Co.,Ltd.))中，再以旋轉塗佈方式塗佈於尺寸為100 mm×100 mm的玻璃基板上，以形成塗膜。之後，於100 mmHg的壓力下進行5秒鐘的減壓乾燥，並且於烘箱中以100℃預 烤2分鐘，藉此形成膜厚為1.75μm的預烤塗膜。然後，利用100mJ/cm2的紫外光對預烤塗膜進行圖案化曝光(曝光機型號為AG500-4N，科毅科技股份有限公司製造(M&R Nanotechnology)製造)。接著，將上面有經曝光的預烤塗膜的基板以23℃的0.04%的氫氧化鉀水溶液2分鐘進行顯影，以去除基板上未經曝光的部分的預烤塗膜。
然後，用水清洗玻璃基板。最後，將黑色矩陣的半成品在230℃下以烘箱進行後烤30分鐘。然後，再以300℃進行後烤60分鐘。如此一來，便可獲得實施例1的黑色矩陣(亦稱為遮光膜，厚度為1.5μm)。
此外，對實施例1的黑色矩陣用感光性樹脂組成物所形成的黑色矩陣的高表面阻抗值進行評價，其結果如表2所示。
實施例2至實施例7
實施例2至實施例7的黑色矩陣用感光性樹脂組成物以及黑色矩陣是以與實施例1相同的步驟來製備，並且其不同處在於：改變黑色矩陣用感光性樹脂組成物的成份種類及其使用量(如表2所示)，其中表2中標號所對應的化合物如表1所示。此外，對實施例2至實施例7的黑色矩陣用感光性樹脂組成物所形成的黑色矩陣的高表面阻抗值進行評價，其結果如表2所示。
[比較例] 比較例1至比較例5
比較例1至比較例5的黑色矩陣用感光性樹脂組成物以及黑色矩陣是以與實施例1相同的步驟來製備，並且其不同處在於：改變黑色矩陣用感光性樹脂組成物的成份種類及其使用量(如表3所示)，其中表3中標號所對應的化合物如表1所示。此外，對比較例1至比較例5的黑色矩陣用感光性樹脂組成物所形成的黑色矩陣的高表面阻抗值進行評價，其結果如表3所示。
[表面阻抗值評價]
使用高阻抗率計(型號為MCP-HT450型Hiresta-UP；三菱 化學製造)分別量測上述膜厚1.5μm的黑色矩陣(即後烤塗膜)。於上述後烤塗膜上任取三測定點，量測表面阻抗值(surface resistance)的平均值(ΩS)。
◎：ΩS≧1.0×1010
○：1.0×107≦ΩS<1.0×1010
△：1.0×106≦ΩS<1.0×107
×：ΩS<1.0×106
<評價結果>
請參照表2及表3。比較例1的酚醛清漆樹脂(A)不含有具有不飽和基的樹脂(A-1)，並且比較例1的黑色矩陣的表面阻抗值較差。相較於此，實施例1至實施例7的酚醛清漆樹脂(A)皆含有具有不飽和基的樹脂(A-1)，且黑色矩陣的表面阻抗值較佳。由此可知，當酚醛清漆樹脂(A)含有耐熱性較佳的具有不飽和基的樹脂(A-1)時，黑色矩陣的表面阻抗值較佳。
比較例2的黑色矩陣用感光性樹脂組成物不含有交聯劑(F)，並且表面阻抗值較差。此外，比較例4的黑色矩陣用感光性樹脂組成物雖然含有交聯劑(F)，但交聯劑(F)不含有交聯劑(F-1)，且僅含有交聯劑(F-2)(甲酚醛環氧樹脂)。又，比較例2的黑色矩陣的表面阻抗值較差。相較於此，實施例1至實施例7的黑色矩陣用感光性樹脂組成物皆含有交聯劑(F)，並且交聯劑(F)皆含有交 聯劑(F-1)。又，實施例1至實施例7的黑色矩陣的表面阻抗值較佳。由此可知，黑色矩陣用感光性樹脂組成物含有交聯劑(F)，且交聯劑(F)含有交聯劑(F-1)時，黑色矩陣的表面阻抗值較佳。值得注意的是，當實施例2至實施例6的交聯劑(F-1)的使用量於2重量份至20重量份時，黑色矩陣的表面阻抗值較佳。
比較例3的黑色矩陣用感光性樹脂組成物不含有無機粒子(G)，並且表面阻抗值較差。相較於此，實施例1至實施例7的交聯劑(F)皆含有無機粒子(G)，且表面阻抗值較佳。由此可知，黑色矩陣用感光性樹脂組成物含有無機粒子(G)時，黑色矩陣的表面阻抗值較佳。
比較例5的黑色矩陣用感光性樹脂組成物不含有具有不飽和基的樹脂(A-1)、交聯劑(F-1)以及無機粒子(G)，故黑色矩陣的表面阻抗值差。
綜上所述，本發明藉由使用具有不飽和基的樹脂(A-1)與交聯劑(F-1)作為黑色矩陣用感光性樹脂組成物的成分，可有效提高黑色矩陣用感光性樹脂組成物的耐熱性，進而避免黑色矩陣的表面阻抗值低的問題。此外，無機粒子(G)可以有效維持黑色顏料 的固體粒子之間的距離，因此亦可避免黑色矩陣的表面阻抗值低的問題。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。

Claims (7)

  1. 一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其包括：鹼可溶性樹脂(A)，包括具有不飽和基的樹脂(A-1)，其中所述具有不飽和基的樹脂(A-1)是由混合物聚合而得，並且所述混合物包括具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)；具有乙烯性不飽和基的化合物(B)；光起始劑(C)；溶劑(D)；黑色顏料(E)；交聯劑(F)，包括交聯劑(F-1)，其中所述交聯劑(F-1)是由式(f-1)表示的酚醛清漆樹脂與鹵化環氧丙烷在鹼金屬氫氧化物的存在下反應而得； 式(f-1)中，m表示0至7的整數；以及無機粒子(G)，以第四族元素的氧化物、矽的氧化物或上述兩者的組合為主成分。
  2. 如申請專利範圍第1項所述的黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其中所述具有至少二個環氧基的環氧化合物(a-1-1)包括式(a-1)所示的結構、式(a-2)所示的結構或上述兩種結構， 式(a-1)中，R1、R2、R3以及R4各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至5的烷基、碳數為1至5的烷氧基、碳數為6至12的芳基或碳數為6至12的芳烷基， 式(a-2)中，R5至R18各自獨立表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基或碳數為6至15的芳香基，n表示0至10的整數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述的黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)100重量份，所述具有乙烯性不飽和基的化合物(B)的使用量為15至180重量份，所述光起始劑(C)的使用量為5至60重量份，所述溶劑(D)的使用量為1000至5000重量份，所述黑色顏料(E)的使用量為100至800重量份，所述交聯劑(F)的使用量為2至30重量份，所述無機粒子(G)的使用量為3至30重量份。
  4. 如申請專利範圍第1項所述的黑色矩陣用感光性樹脂組成物，其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)100重量份，所述交聯劑(F-1)的使用量為2至20重量份。
  5. 一種黑色矩陣，其是由如申請專利範圍第1項至第4項所述的黑色矩陣用感光性樹脂組成物而形成。
  6. 一種彩色濾光片，包括如申請專利範圍第5項所述的黑色矩陣。
  7. 一種液晶顯示器，包括如申請專利範圍第6項所述的彩色濾光片。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104166310A (zh) * 2014-07-17 2014-11-26 京东方科技集团股份有限公司 黑矩阵组合物及其制备方法、显示面板和显示装置
KR101832097B1 (ko) * 2016-10-31 2018-02-23 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 착색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 차광성 스페이서
US10747110B2 (en) * 2017-06-12 2020-08-18 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd Colored photosensitive resin composition and light shielding spacer prepared therefrom
KR20180135375A (ko) * 2017-06-12 2018-12-20 롬엔드하스전자재료코리아유한회사 착색 감광성 수지 조성물 및 이로부터 제조된 차광성 스페이서
KR20200055715A (ko) * 2017-09-29 2020-05-21 도레이 카부시키가이샤 감광성 수지 조성물, 경화막, 경화막을 구비하는 소자 및 유기 el 디스플레이, 그리고 유기 el 디스플레이의 제조 방법
JP7322988B2 (ja) 2018-09-27 2023-08-08 味の素株式会社 樹脂組成物、感光性フィルム、支持体付き感光性フィルム、プリント配線板及び半導体装置
US20220169864A1 (en) * 2019-02-20 2022-06-02 Sekisui Chemical Co., Ltd. Resin composition, cured product, black matrix, color filter, liquid crystal display device, organic electroluminescent display device, and method for producing resin composition
KR20210056014A (ko) * 2019-11-08 2021-05-18 주식회사 엘지화학 바인더 수지, 네가티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 블랙뱅크를 포함하는 디스플레이 장치
CN111090218B (zh) * 2019-12-18 2021-08-24 Tcl华星光电技术有限公司 黑矩阵组合物、液晶显示面板及其制备方法
US20220163887A1 (en) * 2020-11-24 2022-05-26 Rohm And Haas Electronic Materials Korea Ltd. Colored photosensitive resin composition and multilayer cured film prepared therefrom
WO2024042106A1 (en) * 2022-08-26 2024-02-29 Merck Patent Gmbh Composition

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002121207A (ja) * 2000-10-16 2002-04-23 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd 組成物とそれを用いた感光性組成物及びカバーレイ
US7585904B2 (en) * 2005-01-26 2009-09-08 Hitachi Chemical Company, Ltd. Curing accelerator, curable resin composition and electronic parts device
US20080220372A1 (en) * 2006-03-23 2008-09-11 Chun-Hsien Lee Photosensitive resin composition for black matrix
JP4697031B2 (ja) * 2006-04-21 2011-06-08 Ｊｓｒ株式会社 無機粒子含有感光性樹脂組成物、感光性フィルムおよび無機パターン形成方法
JP2007304207A (ja) * 2006-05-09 2007-11-22 Fujifilm Corp カラーフィルタ及びその製造方法、並びに液晶表示装置
JP5270113B2 (ja) * 2007-06-06 2013-08-21 新日鉄住金化学株式会社 ブラックレジスト用感光性樹脂組成物及びこれを用いた遮光膜並びにカラーフィルター
TWI428698B (zh) * 2011-11-25 2014-03-01 Chi Mei Corp 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片及其液晶顯示元件

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