TWI780722B - 黑色遮光感光性樹脂組成物、黑色矩陣、黑色遮光膜、邊框以及拼接區域的填充物質 - Google Patents

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Abstract

本發明提供黑色遮光感光性樹脂組成物、黑色矩陣、黑 色遮光膜、邊框以及拼接區域的填充物質。黑色遮光感光性樹脂組成物包括樹脂(A)、顏料(B)、單體(C)、起始劑(D)以及溶劑(E)。樹脂(A)包括環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)。顏料(B)包括黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)。

Description

黑色遮光感光性樹脂組成物、黑色矩陣、黑色 遮光膜、邊框以及拼接區域的填充物質
本發明是有關於一種樹脂組成物，且特別是有關於一種黑色遮光感光性樹脂組成物、黑色矩陣、黑色遮光膜、邊框以及拼接區域的填充物質。
微型發光二極體(microLED)顯示模組因採用拼接技術大型化，需應用遮光材料以降低缺陷與光反射，提升視覺體驗，製作出符合面板模組所需的光學材料。為了滿足OD(Optical Density)遮光性，需要添加一定量的黑色色膏。然而，黑色屬於高反射材質，用量增加反而會讓反射率上升。此外，黑色光阻上下層反應性差異，易造成皺摺結構，較薄的區域OD下降，遮光性不一，存在漏光疑慮。並且，反應性佳的黑色光阻，通常為光澤亮面，無法產生消光性，散射比(scattering ratio)%數值都非 常低。
本發明提供一種黑色遮光感光性樹脂組成物、黑色矩陣、黑色遮光膜、邊框以及拼接區域，所述黑色遮光感光性樹脂組成物形成的黑色矩陣、黑色遮光膜、邊框以及拼接區域以低反射率抵抗結構性反射，並具備足夠遮光率用以降低亮邊現象，提升視覺體驗。
本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物包括樹脂(A)、顏料(B)、單體(C)、起始劑(D)以及溶劑(E)。樹脂(A)包括環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)。顏料(B)包括黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)。環氧樹脂(A-1)包括下述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所示的化合物，
Figure 110118602-A0305-02-0004-20
Figure 110118602-A0305-02-0004-21
Figure 110118602-A0305-02-0004-22
Figure 110118602-A0305-02-0004-23
 在式(2)、式(3)、式(4)及式(5)中，R、R'、R"各自 獨立地為至少一個具取代基的環烷基、苯基、萘基、聯苯基或金剛烷。
在本發明的一實施例中，環氧樹脂(A-1)包括下述式(6)或式(7)所示的化合物，
Figure 110118602-A0305-02-0005-24
 在式(6)中，R1表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基、碳數為3至10的環烷基、苯基、萘基或聯苯基，n為1至10的整數，
Figure 110118602-A0305-02-0005-25
 在式(7)中，m為1至10的整數。
在本發明的一實施例中，黑色粒子(B-1)包括碳黑、鈦黑、有機黑色顏料或其組合。
在本發明的一實施例中，中空粒子(B-2)的材料包括二氧化矽。
在本發明的一實施例中，中空粒子(B-2)的粒徑變異係數CV值大於1，粒徑大小範圍為1nm至1000nm。
在本發明的一實施例中，樹脂(A)的總量為100質量%計時，環氧樹脂(A-1)的含量為1質量%至50質量%。
在本發明的一實施例中，顏料(B)的總量為100質量份時，黑色粒子(B-1)與中空粒子(B-2)的佔比為85：15至15：85。
在本發明的一實施例中，顏料(B)合計含量為100質量份時，黑色粒子(B-1)與中空粒子(B-2)的佔比為50：50至20：80。
在本發明的一實施例中，起始劑(D)包括光起始劑及熱聚合起始劑。
在本發明的一實施例中，單體(C)包括具有至少一種以上含有反應型官能基的單體。
在本發明的一實施例中，黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，樹脂(A)的使用量為6重量份至13重量份，顏料(B)的使用量為6重量份至11重量份，單體(C)的使用量為0.5重量份至3.5重量份，起始劑(D)的使用量為0.1重量份至2.0重量份，溶劑(E)的使用量為70重量份至85重量份。
在本發明的一實施例中，具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)包括(甲基)丙烯酸系樹脂。
在本發明的一實施例中，(甲基)丙烯酸系樹脂由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含醚基的(甲基)丙烯酸酯或脂環式(甲基)丙烯酸酯構成。
本發明的黑色矩陣，用於顯示元件與顯示元件之間，由 上述黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
本發明的黑色遮光膜，用於顯示元件與顯示元件之間，由上述黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
本發明的邊框，用於顯示元件與顯示元件之間，由上述黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
本發明的拼接區域的填充物質，用於顯示元件與顯示元件之間，由上述黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
基於上述，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物同時含有環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因此，具有良好的消光性功效。此外，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物同時採用黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)，因此，可減少反射，也可產生消光特性。另一方面，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物較佳是選用粒徑變異係數CV值大於1的中空粒子(B-2)，以達成較佳的低反射效果。
以下，將詳細描述本發明的實施例。然而，這些實施例為例示性，且本發明揭露不限於此。
在本文中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，某一特定數值範圍的記載，涵蓋該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值界定出的較小數值範圍，如同在說明書中說明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。
在此說明的是，以下是以(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。
<黑色遮光感光性樹脂組成物>
本發明提供一種黑色遮光感光性樹脂組成物，包括樹脂(A)、顏料(B)、單體(C)、起始劑(D)以及溶劑(E)。以下，將對上述各種組分進行詳細說明。
樹脂(A)
樹脂(A)包括環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)。
環氧樹脂(A-1)
環氧樹脂(A-1)可包括下述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所示的化合物，
Figure 110118602-A0305-02-0008-28
Figure 110118602-A0305-02-0009-29
Figure 110118602-A0305-02-0009-30
Figure 110118602-A0305-02-0009-31
 在式(2)、式(3)、式(4)及式(5)中，R、R'、R"各自獨立地為至少一個具取代基的環烷基、苯基、萘基、聯苯基或金剛烷。
更具體而言，環氧樹脂(A-1)可包括脂環族類環氧樹脂、式(2)的線型脂肪族類環氧樹脂、式(3)的縮水甘油醚類環氧樹脂、式(4)的縮水甘油酯類環氧樹脂或式(5)的縮水甘油胺類環氧樹脂。
脂環族類環氧樹脂是以具有環氧環己烷基(cyclohexene oxide group)、三環氧環癸烷基(tricyclodecene oxide group)、環氧環戊烷基(cyclopentene oxide group)等的化合物為代表，具體例可包括：乙烯基環己烯二環氧化物、乙烯基環己烯單環氧化物、3,4-環氧環己烷羧酸(3',4'-環氧環己烷)甲酯、3,4-環氧環己烷羧酸(3',4'-環氧環己烷)辛酯、1-甲基-4-(2-甲基環氧乙烷基)-7-氧雜雙環[4.1.0]庚烷、2-(3,4-環氧環己基-5,5-螺環-3,4-環氧)環己烷-間二噁烷、雙(3,4-環氧環己基)己二酸酯、雙(3,4-環氧環己基亞甲基)己二 酸酯或雙(2-甲基-4,5-環氧環己基亞甲基)己二酸酯。
式(2)的線型脂肪族類環氧樹脂之分子結構中，主要是以脂肪鏈與環氧基相連接。
式(3)的縮水甘油醚類環氧樹脂的具體例可包括：雙酚A型環氧樹脂(例如可列舉：三菱化學股份有限公司製造的「jER1001」)、雙酚F型環氧樹脂、雙酚S型環氧樹脂、間苯二酚型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、酚醛清漆型環氧樹脂(鄰、間、對-甲酚酚醛清漆型環氧樹脂)、聯苯縮水甘油醚酚系環氧樹脂、三苯酚甲烷型環氧樹脂、乙二醇或者聚乙二醇型環氧樹脂、丙二醇或者聚丙二醇型環氧樹脂、萘二醇型環氧樹脂、異氰酸酯改質環氧樹脂、二環戊二烯骨架型環氧樹脂(例如：DIC株式會社製造的「HP-7200L」)、其位置異構物或具有烷基或鹵素原子等取代基的取代體。
式(4)的縮水甘油酯類環氧樹脂的具體例可包括：鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、(甲基)四氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、(甲基)六氫鄰苯二甲酸二縮水甘油酯、間苯二甲酸二縮水甘油酯、二聚酸二縮水甘油酯或各自的各種異構物等。
式(5)的縮水甘油胺類環氧樹脂的具體例可包括：四縮水甘油基二胺基二苯基甲烷、二縮水甘油基苯胺或四縮水甘油基苯二甲胺等。
環氧樹脂(A-1)較佳可包括下述式(6)或式(7)所示的化合物，
Figure 110118602-A0305-02-0011-27
 在式(6)中，R1表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基、碳數為3至10的環烷基、苯基、萘基或聯苯基，n為1至10的整數，
Figure 110118602-A0305-02-0011-26
 在式(7)中，m為1至10的整數。
具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)
具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)包括至少一個乙烯性不飽和官能基。具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)可包括(甲基)丙烯酸系樹脂。舉例來說，(甲基)丙烯酸系樹脂可以是由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含醚基的(甲基)丙烯酸酯、脂環式(甲基)丙烯酸酯或其他合適的單體所構成。
(甲基)丙烯酸烷基酯可包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯或其他合適的(甲基)丙烯酸烷基酯。
含羥基的(甲基)丙烯酸酯可包括(甲基)丙烯酸羥乙基 酯、(甲基)丙烯酸羥丙基酯或其他合適的含羥基的(甲基)丙烯酸酯。
含醚基的(甲基)丙烯酸酯可包括(甲基)丙烯酸乙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油基酯或其他合適的含醚基的(甲基)丙烯酸酯。
脂環式(甲基)丙烯酸酯可包括(甲基)丙烯酸環己基酯、(甲基)丙烯酸異佛爾酮酯、(甲基)丙烯酸二環戊二烯基酯或其他合適的脂環式(甲基)丙烯酸酯。
基於黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，樹脂(A)的使用量為6重量份至13重量份。樹脂(A)的總量為100質量%計時，環氧樹脂(A-1)的含量為1質量%至50質量%。
黑色遮光感光性樹脂組成物同時含有環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因此，具有良好的消光性功效。若僅使用環氧樹脂(A-1)或具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因交聯反應性均勻，易成為平整亮面結構，無法達到良好的消光性。
顏料(B)
顏料(B)包括黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)。
黑色粒子(B-1)包括碳黑、鈦黑、有機黑色顏料或其組合。
中空粒子(B-2)的材料包括二氧化矽。中空粒子(B-2)的粒徑變異係數CV值大於1，粒徑大小範圍為1nm至1000nm。當黑色遮光感光性樹脂組成物選用粒徑變異係數CV值大於1的中空粒子(B-2)時，分佈較為平均且廣泛，可達成較佳的低反射效果。若採用粒徑變異係數CV值小於1的中空粒子，則因粒徑分佈較為集中，無法達成低反射效果。
基於黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，顏料(B)的使用量為6重量份至11重量份。顏料(B)的總量為100質量份時，黑色粒子(B-1)與中空粒子(B-2)的佔比為85：15至15：85，較佳為50：50至20：80。
黑色粒子(B-1)在黑色遮光感光性樹脂組成物中的作用為吸收光線及減少反射。中空粒子(B-2)在黑色遮光感光性樹脂組成物中的作用為光散射與增加光穿透性進入遮光材被黑體吸收，如此一來，可降低光反射以及增加散射能力，產生消光特性。本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物同時採用黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)，因此，可減少反射，也可產生消光特性。若黑色遮光感光性樹脂組成物中不採用中空粒子(B-2)搭配黑色粒子(B-1)，而是改為採用實心矽球，則雖然表面可呈現消光性，但存在黑色色度表現上偏白、反射率較高的缺點。
單體(C)
單體(C)包括具有至少一種以上含有反應型官能基的單體。含有反應型官能基的單體可包括(甲基)丙烯酸酯類單體、乙烯基類單體、乙烯基醚類單體及環氧類單體所組成的群組中的至少一種。單體(C)可單獨使用一種單體，也可以組合多種單體使用。
(甲基)丙烯酸酯類單體可包括：(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸異癸酯、(甲基)丙烯酸正己酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙氧基乙酯、甲氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸八氟戊酯、(甲基)丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸N,N-二乙基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、1,3-丁二醇(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯醯基嗎啉、1,6-己二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、 1,3-雙(羥基乙基)-5,5-二甲基乙內醯脲、3-甲基戊二醇(甲基)丙烯酸酯、α,ω-二丙烯醯基雙二乙二醇鄰苯二甲酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇單羥基五(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、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、異氰尿酸三羥基乙酯的三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、及上述具有羥基的(甲基)丙烯酸酯的環氧乙烷及/或環氧丙烷加成物等。
乙烯基類單體可包括：(甲基)丙烯酸、馬來酸(酐)、馬來酸單烷基酯、富馬酸、富馬酸單烷基酯、丁烯酸、衣康酸、衣康酸單烷基酯、衣康酸二醇單醚、檸康酸、檸康酸單烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷酯、桂皮酸、羥基苯乙烯、N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸羥基乙酯(hydroxyethyl(meth)acrylate，HEMA)、(甲基)丙烯酸羥基丙酯、(甲基)丙烯酸-4-羥基丁酯、聚乙二醇單(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇單(甲基)丙烯酸酯、(甲基)烯丙基醇、巴豆醇、異巴豆醇、1-丁烯-3-醇、2-丁烯-1-醇、2-丁烯-1,4-二醇、炔丙醇、2-羥基乙基丙烯基醚(2-丙烯氧乙醇)、16-羥基十六烷甲基丙烯酸酯、蔗糖烯丙基醚、二(甲基)丙烯酸甘油酯、三羥甲基丙烷二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二甘油三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇酐三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四甘油五(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)烯丙基醚、三羥甲基丙烷二(甲基)烯丙基醚、季戊四醇三(甲基)烯丙基 醚、二甘油三(甲基)烯丙基醚、山梨糖醇酐三(甲基)烯丙基醚、二季戊四醇五(甲基)烯丙基醚、四甘油五(甲基)烯丙基醚、(甲基)丙烯酸胺基乙酯、(甲基)丙烯酸胺基異丙酯、(甲基)丙烯酸胺基丁酯、甲基丙烯酸胺基己酯、N-胺基乙基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)烯丙基胺、巴豆基胺、胺基苯乙烯、甲基α-乙醯胺丙烯酸酯、N-烯丙基伸苯基二胺或16-甲基丙烯醯基十六烷胺。
乙烯基醚類單體可包括：乙二醇二乙烯醚、乙二醇單乙烯醚、二乙二醇二乙烯醚、三乙二醇單乙烯醚、三乙二醇二乙烯醚、丙二醇二乙烯醚、二丙二醇二乙烯醚、丁二醇二乙烯醚、己二醇二乙烯醚、環己烷二甲醇二乙烯醚、羥基乙基單乙烯醚、羥基壬基單乙烯醚、三羥甲基丙烷三乙烯醚等二乙烯醚化合物或三乙烯醚化合物，乙基乙烯醚、正丁基乙烯醚、異丁基乙烯醚、十八烷基乙烯醚、環己基乙烯醚、羥基丁基乙烯醚、2-乙基己基乙烯醚、環己烷二甲醇單乙烯醚、正丙基乙烯醚、異丙基乙烯醚、十二烷基乙烯醚、二乙二醇單乙烯醚、十八烷基乙烯醚等單乙烯醚化合物等。
環氧類單體可包括：聯苯酚、雙酚A、氫化雙酚A、雙酚F、雙酚AD、雙酚S、四甲基雙酚A、四甲基雙酚F、四氯雙酚A、四溴雙酚A等雙酚類的二縮水甘油醚類；苯酚酚醛清漆、甲酚酚醛清漆、溴化苯酚酚醛清漆、鄰甲酚酚醛清漆等酚醛清漆(novolac)樹脂的聚縮水甘油醚類；乙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、丁二醇、1,6-己二醇、新戊二醇、三羥甲基丙烷、1,4-環己烷 二甲醇、雙酚A的環氧乙烷(ethylene oxide)加成物、雙酚A的環氧丙烷加成物等烷二醇類的二縮水甘油醚類；山梨糖醇聚縮水甘油醚、異氰尿酸三(2,3-環氧丙基)酯、三縮水甘油基三(2-羥基乙基)異氰尿酸酯、六氫鄰苯二甲酸的縮水甘油酯或二聚酸的二縮水甘油酯等縮水甘油酯類；3',4'-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基甲酯(大賽璐(Daicel)公司製造的商品名Celloxide 2021P)、3',4'-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基乙酯、3',4'-環氧-6'-甲基環己烷甲酸3,4-環氧-6-甲基環己酯、乙烯基環己烯二氧化物、3,4-環氧-4-甲基環己基-2-環氧丙烷、2-(3,4-環氧環己基-5,5-螺環-3,4-環氧)環己烷-間二噁烷、己二酸雙(3,4-環氧環己基)酯、己二酸雙(3,4-環氧環己基甲基)酯、內酯改質3',4'-環氧環己烷甲酸3,4-環氧環己基甲酯、亞甲基雙(3,4-環氧環己烷)、乙二(3,4-環氧環己烷甲酸酯)、二環戊二烯二環氧化物、雙(3,4-環氧環己基)醚、雙(3,4-環氧環己基甲基)醚、丁烷四甲酸四(3,4-環氧環己基甲基)酯、雙(3,4-環氧環己基甲基)-4,5-環氧四氫鄰苯二甲酸酯、1,2：8,9-二環氧檸檬烯、雙(3,4-環氧環己基)二乙基矽氧烷等脂環式環氧化合物等。
單體(C)較佳為選自由下述式(C-1)至式(C-4)所示的化合物所組成的群組中的至少一種。
Figure 110118602-A0305-02-0018-32
Figure 110118602-A0305-02-0018-33
Figure 110118602-A0305-02-0018-34
Figure 110118602-A0305-02-0018-36
基於黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，單體(C)的使用量為0.5重量份至3.5重量份。
單體(C)在黑色遮光感光性樹脂組成物中的作用為參與聚合反應，使其可形成高交聯密度的膜層。
起始劑(D)
起始劑(D)包括光起始劑及熱聚合起始劑。
光起始劑包括選自由肟酯衍生物類(肟酯系化合物)、三嗪類化合物、苯乙酮類化合物、二苯基酮類化合物、二咪唑類化合物、硫雜蒽酮類化合物、醌類化合物、醯膦氧化物(acylphosphine oxide)及醯肟系化合物(acyl oxime)所組成的群組中的至少一種，較佳為肟酯衍生物類(肟酯系化合物)。
作為可較佳地使用的肟化合物，例如可列舉：3-苯甲醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-乙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、3-丙醯氧基亞胺基丁烷-2-酮、2乙醯氧基亞胺基戊烷-3-酮、2-乙醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、2-苯甲醯氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮、3-(4-甲苯磺醯氧基)亞胺基丁烷-2-酮或2-乙氧基漿氧基亞胺基-1-苯基丙烷-1-酮等。
亦可搭配具二苯硫醚骨架的肟酯系化合物，具二苯硫醚骨架的肟酯系化合物可為市售的商品，例如Irgacure® OXE01(巴斯夫(BASF)公司所製造)、Irgacure® OXE04(巴斯夫(BASF)公司製造)、NCI-730(艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造)、NCI-930(艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造)等，但不限於此。
亦可搭配具咔唑骨架的肟酯系化合物，具咔唑骨架的肟酯系化合物可為市售的商品，例如Irgacure® OXE02(巴斯夫(BASF)公司所製造)、Irgacure® OXE03(巴斯夫(BASF)公司製造)、NCI-1919(艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造)、NCI-831(艾迪科(ADEKA)股份有限公司製造)等，但不限於此。
三嗪類化合物可包括chemcure-PAG-1(商品名稱；恆橋產業股份有限公司製造)、chemcure-PAG-2(商品名稱；恆橋產業股份有限公司製造)或其他合適的三嗪類化合物。三嗪類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
苯乙酮類化合物可包括豔佳固(Irgacure)907、369E(商品名稱；巴斯夫(BASF)公司製造)、chemcure-96(商品名稱；恆橋產業股份有限公司製造)或其他合適的苯乙酮類化合物。苯乙酮類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
二苯基酮類化合物可包括chemcure-BP、chemcure-64(商品名稱；恆橋產業股份有限公司製造)或其他合適的二苯基酮類化合物。二苯基酮類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
二咪唑類化合物可包括Chemcure-BCIM、Chemcure-TCDM(商品名稱；恆橋產業股份有限公司製造)或其他合適的二咪唑類化合物。二咪唑類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
硫雜蒽酮類化合物可包括Irgacure ITX(商品名稱；巴斯 夫公司製造)或其他合適的硫雜蒽酮類化合物。硫雜蒽酮類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
醌類化合物可選擇合適的醌類化合物。醌類化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
醯膦氧化物可包括Irgacure TPO、Irgacure 819(商品名稱；巴斯夫公司製造)或其他合適的醯膦氧化物。醯膦氧化物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
醯肟系化合物可包括任何合適的醯肟系化合物。醯肟系化合物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
熱聚合起始劑可包括2,2”-偶氣雙異丁腈(AIBN)、3-發基丙睛、偶氣雙丙二睛、二甲基-(2，2”)-偶氣雙(2-甲基丙酸酯)等偶氮化合物、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過硫酸鉀等有機過氧化物、六氟化銻或銨鹽化合物。
基於黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，起始劑(D)的使用量為0.1重量份至2.0重量份。
起始劑(D)於黑色遮光感光性樹脂組成物中的功能為曝光製程時產生自由基引發聚合反應，同時搭配熱聚合起始劑，使交聯反應完全。
溶劑(E)
溶劑(E)可包括丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA)與其他高沸點溶劑：3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)、丙酮酸乙酯(PE)、乳酸 乙酯、乳酸丁酯、苄醇、3-甲氧基丁基乙酸酯(MBA)、3-甲氧基-3-甲基丁醇、1，4-丁二醇二丙烯酸酯(BDDA)、γ-丁內酯或丙二醇單丁基醚；高表張溶劑：γ-丁內酯、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亞碸(DMSO)、BDGAC、EDG；亦或低沸點溶劑：甲基正異戊基(甲)酮、甲基乙基酮、異丙醇等。
基於黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，溶劑(E)的使用量為70重量份至85重量份。
溶劑(E)的作用為使黑色遮光感光性樹脂組成物具有適當黏度，且可符合塗佈不同製程變動。
<黑色遮光感光性樹脂組成物的製備方法>
黑色遮光感光性樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制。舉例而言，將樹脂(A)、顏料(B)、單體(C)、起始劑(D)以及溶劑(E)放置於攪拌器中攪拌，將其混合均勻後，便可獲得液態的黑色遮光感光性樹脂組成物。
<黑色遮光材的製造方法>
本發明的一例示性實施例提供一種使用上述黑色遮光感光性樹脂組成物形成的黑色遮光材。黑色遮光材可包括黑色矩陣、黑色遮光膜、邊框或拼接區域的填充物質，用於顯示元件與顯示元件之間。
將黑色遮光感光性樹脂組成物塗佈在基板上，抽氣減壓 至133pa除去多餘的溶劑。之後，放置於溫度100℃的加熱板上軟烤(Pre-Bake)5分鐘至10分鐘後，形成薄膜。接下來，使用高壓汞燈以100mJ/cm2至300mJ/cm2的曝光量照射。經照射後，置於溫度150℃的烘箱硬烤(Post-Bake)10分鐘至30分鐘，以得到黑色遮光材，所得到的黑色遮光材可以是膜厚為3.0μm至6.0μm的薄膜。
基板可為玻璃基板、塑膠基底材料(例如聚醚碸(PES)板、聚碳酸酯(PC)板或聚醯亞胺(PI)膜)或其他可透光的基板，其類型沒有特別的限制。
塗佈方法沒有特別的限制，但可使用噴塗法、滾塗法、旋轉塗佈法或類似方法，且一般而言，廣泛使用旋轉塗佈法。
在下文中，將參照實例來詳細描述本發明。提供以下實例用於描述本發明，且本發明的範疇包含以下申請專利範圍中所述的範疇及其取代物及修改，且不限於實例的範疇。
黑色遮光感光性樹脂組成物及黑色遮光材的實施例
以下說明黑色遮光感光性樹脂組成物及黑色遮光材的實施例的實施例1至實施例11以及比較例1至比較例8。
實施例1 a. 黑色遮光感光性樹脂組成物
將2重量份的HP-7200L(DIC株式會社製造)、8重量份 如表1中的樹脂A-4、7.1重量份的Black碳黑色膏(Tokushiki株式會社製造)、1.3重量份的Hollow Silica分散液(山陽色素株式會社製造，粒徑54nm±82nm、粒徑分佈2nm至450nm)、0.45重量份的DPHA、0.45重量份的表1中的單體C-3、0.35重量份的Irgacure® OXE03(巴斯夫(BASF)公司製造)、0.35重量份的表1中的起始劑D-3加入80重量份的丙二醇甲醚乙酸酯PGMEA中，並且以攪拌器攪拌均勻後，即可製得實施例1的黑色遮光感光性樹脂組成物。
b. 光轉換層
以旋轉塗佈法/噴塗法將實施例所製得的各樹脂組成物塗佈於玻璃基板上，抽氣減壓至133pa除去多餘的溶劑。接著，放置於溫度100℃的加熱板上軟烤(Pre-Bake)5分鐘至10分鐘後，以形成薄膜。然後，以含g、h、i射線的高壓汞燈(ELS106SA)以100mJ/cm2至300mJ/cm2的曝光量照射。經照射後，置於溫度150℃的烘箱硬烤(Post-Bake)10分鐘至30分鐘，以得到黑色遮光材，所得到的黑色遮光材可以是膜厚為3.0μm至6.0μm的薄膜。將所製得的黑色遮光材以下列各評價方式進行評價，其結果如表3所示。
實施例2至實施例11以及比較例1至比較例8
實施例2至實施例11以及比較例1至比較例8的黑色遮光感光性樹脂組成物是以與實施例1相同的步驟來製備，並且其 不同處在於：改變黑色遮光感光性樹脂組成物的成分種類及其使用量(如表2所示)，其中表2中標號所對應的成分/化合物如表1所示。將所製得的黑色遮光感光性樹脂組成物製成黑色遮光材以下列各評價方式進行評價，其結果如表3所示。
Figure 110118602-A0305-02-0025-2
Figure 110118602-A0305-02-0026-3
Figure 110118602-A0305-02-0027-5
Figure 110118602-A0305-02-0027-6
Figure 110118602-A0305-02-0028-7
Figure 110118602-A0305-02-0028-8
Figure 110118602-A0305-02-0029-9
<量測方法和計算公式> a. 反射率的測定方法及散射比(scattering ratio)計算方法
使用分光測色計(柯尼卡美能達(Konica Minolta)股份有限公司製造的2600d)，以視野角10°、光源D65的條件測得黑色遮光材之SCI(Specular Component Included，包含鏡面正反射光)及SCE(Specular Component Excluded，排除鏡面正反射光)。
散射比(scattering ratio)(%)計算方法，依據下式：
Figure 110118602-A0305-02-0029-10
b. L*值的測定方法
使用分光測色計(柯尼卡美能達(Konica Minolta)股份有限公司製造的2600d)，以視野角10°、光源D65的條件測得黑色遮光材之L*值。
c. OD值的測定方法
以密度儀(X-rite公司製造的361C)，測得黑色膜材之遮光性OD值。
d. CV(coefficient of variation)值之計算方法
CV(coefficient of variation)值是指透明粒子的粒徑分佈變異係數(也稱為相對標準偏差)。此數值用以表示粒徑分佈之擴散(粒子徑之誤差)相對於平均值(算術平均徑)的程度，計算方式如下式。CV值愈小，則粒度分佈愈窄(陡峭)，愈大則粒度分佈愈寬平(平廣)。
Figure 110118602-A0305-02-0030-11
Figure 110118602-A0305-02-0030-12
Figure 110118602-A0305-02-0031-13
<評價結果>
由表2及表3可得知，相較於比較例7及比較例8，比較例1至比較例6與實施例1至實施例7同時含有環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因此，消光性功效Scattering ratio皆有85%以上，較佳甚至可滿足大於90%，具有良好的消光性功效。然而，比較例1及比較例2僅使用黑色粒子(B-1)，並未搭配中空粒子(B-2)，比較例3則是使用黑色粒子(B-1)搭配實心矽球，因此，雖然表面有消光性，但在黑色色度表現上偏白、反射率較高，無法達到L*<20與SCI、SCE<3的功效。
另一方面，實施例1至實施例11，在添加中空粒子(B-2)的粒徑選用上，粒徑分佈變異係數CV值大於1，其分佈較為平均且廣泛，可得較佳之低反射與L*功效。實施例8及實施例9與比 較例4至比較例6相比，雖同樣為同時含有環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)的混合配方，且添加中空粒子，但因比較例4至比較例6所使用的中空粒子粒徑分佈較為集中(粒徑分佈變異係數CV值小於1)，因此，SCI、SCE偏高而無法達成低反射效果。
實施例10及實施例11將不同型態的黑色粒子(B-1)與粒徑分佈變異係數CV值大於1的中空粒子(B-2)進行搭配，皆有良好的低反射性，且有較佳之遮光性OD>3，其中黑色粒子(B-1)與中空粒子(B-2)的佔比可為85：15至15：85。
至於比較例7及比較例8，雖然也使用粒徑分佈變異係數CV值大於1的中空粒子(B-2)，但僅使用環氧樹脂(A-1)或具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因交聯反應性均勻，易成為平整亮面結構，散射比(scattering ratio)皆遠小於90%，無法達到良好的消光性。
綜上所述，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物同時含有環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)，因此，具有良好的消光性功效。此外，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物同時採用黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)，因此，可減少反射，也可產生消光特性。黑色粒子(B-1)在黑色遮光感光性樹脂組成物中的作用為吸收光線及減少反射。中空粒子(B-2)在黑色遮光感光性樹脂組成物中的作用為光散射與增加光穿透性進入遮光材被黑體吸收，如此一來，可降低光反射以及增加散射能力， 產生消光特性。另一方面，本發明的黑色遮光感光性樹脂組成物較佳是選用粒徑變異係數CV值大於1的中空粒子(B-2)，分佈較為平均且廣泛，以達成較佳的低反射效果。
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。
Figure 110118602-A0305-02-0002-1

Claims (17)

  1. 一種黑色遮光感光性樹脂組成物，包括：樹脂(A)，包括環氧樹脂(A-1)及具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)；顏料(B)，包括黑色粒子(B-1)及中空粒子(B-2)；單體(C)，包括(甲基)丙烯酸酯類單體、乙烯基類單體、乙烯基醚類單體及環氧類單體所組成的群組中的至少一種；起始劑(D)；以及溶劑(E)，其中所述環氧樹脂(A-1)包括下述式(2)、式(3)、式(4)或式(5)所示的化合物，
    Figure 110118602-A0305-02-0034-14
    Figure 110118602-A0305-02-0034-15
    Figure 110118602-A0305-02-0034-16
    Figure 110118602-A0305-02-0034-17
     在式(2)、式(3)、式(4)及式(5)中，R、R'、R"各自獨立地為至少一個具取代基的環烷基、苯基、萘基、聯苯基或金剛烷， 其中所述中空粒子(B-2)的粒徑變異係數CV值大於1。
  2. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述環氧樹脂(A-1)包括下述式(6)或式(7)所示的化合物，
    Figure 110118602-A0305-02-0035-18
     在式(6)中，R1表示氫原子、鹵素原子、碳數為1至8的烷基、碳數為3至10的環烷基、苯基、萘基或聯苯基，n為1至10的整數，
    Figure 110118602-A0305-02-0035-19
     在式(7)中，m為1至10的整數。
  3. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述黑色粒子(B-1)包括碳黑、鈦黑、有機黑色顏料或其組合。
  4. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述中空粒子(B-2)的材料包括二氧化矽。
  5. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述中空粒子(B-2)的粒徑大小範圍為1nm至1000nm。
  6. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述樹脂(A)的總量為100質量%計時，所述環氧樹脂(A-1)的含量為1質量%至50質量%。
  7. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述顏料(B)的總量為100質量份時，所述黑色粒子(B-1)與所述中空粒子(B-2)的佔比為85：15至15：85。
  8. 如請求項7所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述顏料(B)合計含量為100質量份時，所述黑色粒子(B-1)與所述中空粒子(B-2)的佔比為50：50至20：80。
  9. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述起始劑(D)包括光起始劑及熱聚合起始劑。
  10. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述單體(C)包括具有至少一種以上含有反應型官能基的單體。
  11. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中基於所述黑色遮光感光性樹脂組成物的使用量總和為100重量份，所述樹脂(A)的使用量為6重量份至13重量份，所述顏料(B)的使用量為6重量份至11重量份，所述單體(C)的使用量為0.5重量份至3.5重量份，所述起始劑(D)的使用量為0.1重量份至2.0重量份，所述溶劑(E)的使用量為70重量份至85重量份。
  12. 如請求項1所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述具乙烯性不飽合官能基的樹脂(A-2)包括(甲基)丙烯酸系樹脂。
  13. 如請求項12所述的黑色遮光感光性樹脂組成物，其中所述(甲基)丙烯酸系樹脂由(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸烷基酯、含羥基的(甲基)丙烯酸酯、含醚基的(甲基)丙烯酸酯或脂環式(甲基)丙烯酸酯構成。
  14. 一種黑色矩陣，用於顯示元件與顯示元件之間，由請求項1至請求項13中任一項所述的黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
  15. 一種黑色遮光膜，用於顯示元件與顯示元件之間，由請求項1至請求項13中任一項所述的黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
  16. 一種邊框，用於顯示元件與顯示元件之間，由請求項1至請求項13中任一項所述的黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
  17. 一種拼接區域的填充物質，用於顯示元件與顯示元件之間，由請求項1至請求項13中任一項所述的黑色遮光感光性樹脂組成物所形成。
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