TWI832940B - 著色光敏樹脂組成物及由其製備的黑色矩陣 - Google Patents

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Abstract

本發明關於一種著色光敏樹脂組成物並且關於由其製備的遮光黑色矩陣。本發明的著色光敏樹脂組成物能夠提供固化膜，該固化膜藉由更有效地降低總反射率 - 其係越小越好的特徵，此特徵係作為遮光黑色矩陣應該滿足的 - 而同時滿足如高遮光特性和低反射率的此類特徵，同時光密度、解析度、整平特徵、可見度等保持優異。因此，由該組成物製備的遮光黑色矩陣可以有利地用於液晶顯示器和量子點顯示器中。

Description

著色光敏樹脂組成物及由其製備的黑色矩陣
本發明關於一種著色光敏樹脂組成物以及由其製備的並且用於液晶顯示器和量子點顯示器之黑色矩陣，該著色光敏樹脂組成物在形成固化膜後滿足如高遮光特性和低反射率的此類特徵。
在最近已開發的並且使用LED背光源的液晶顯示器（LCD）和基於量子點（QD）的顯示器中，使用反射偏光膜、濾色器等。
濾色器通常呈薄膜的形式，該薄膜允許實現彩色。它藉由在透明基底如玻璃以及塑膠片材（在其上形成黑色矩陣）的表面上形成呈紅色、綠色和藍色的不同顏色的序列類型、動畫類型或馬賽克類型的彩色圖案來製備。在此種情況下，用作遮光膜的黑色矩陣用於防止由在圖元之間漏光引起的對比度和顏色純度的劣化。
黑色矩陣通常藉由將光敏黏合劑與顏料混合來製備。然而，因為該黏合劑中的顏料含量低，所以存在缺點，因為每單位膜厚度的遮光特性非常低。此外，因為反射圖像從前面查看，所以黑色矩陣在色度和亮度方面具有缺點。
在相關領域中，已經提出了解決以上問題的各種技術（參見例如，日本專利案號6318699）。但是已經繼續研究以進一步改進作為黑色矩陣應該滿足的總反射率和遮光特性，該總反射率係越小越好的特徵（即，其中所得數據值預期更小的特徵）。先前技術文獻 專利文獻 （專利文獻1）日本專利案號6318699
待解決的問題 因此，本發明的目的是提供一種著色光敏樹脂組成物以及由其製備的黑色矩陣，該著色光敏樹脂組成物能夠形成其在高遮光特性和低反射率方面的特徵進一步增強的固化膜。問題的解決方案
為了實現以上目的，本發明提供了一種包含 (A) 共聚物、(B) 可光聚合化合物、(C) 光聚合引發劑和 (D) 著色劑的光敏樹脂組成物，其中該著色劑 (D) 包含至少一種選自由黑色有機著色劑、黑色無機著色劑以及除了黑顏料之外的著色劑組成的群組的著色劑，並且當由該光敏樹脂組成物形成的具有3 μm厚度的固化膜藉由SCI方法在360至740 nm的波長下測量時，該固化膜示出4.6%或更低的總反射率。
為了實現另一個目的，本發明提供了一種由該光敏樹脂組成物製備之固化膜。本發明的有利效果
本發明的著色光敏樹脂組成物能夠提供固化膜，該固化膜藉由更有效地降低總反射率 - 其係越小越好的特徵，此特徵係作為遮光黑色矩陣應該滿足的 - 而同時滿足如高遮光特性和低反射率的此類特徵，同時光密度、解析度、整平特徵、可見度等保持優異。因此，由該組成物製備的遮光黑色矩陣可以有利地用於液晶顯示器和量子點顯示器中。
本發明不受限於下面描述的那些。相反，只要不改變本發明的主旨，可以將其修改為各種形式。
貫穿本說明書，除非另外明確說明，否則當零件被稱為「包括」一種要素時，應當理解，可以包括其他要素，而不是排除其他要素。另外，除非另外明確說明，否則本文所用的與組分的量、反應條件等有關的所有數字和表述應理解為由術語「約」修飾。
本發明提供了一種包含 (A) 共聚物、(B) 可光聚合化合物、(C) 光聚合引發劑和 (D) 著色劑的光敏樹脂組成物，其中該著色劑 (D) 包含至少一種選自由黑色有機著色劑、黑色無機著色劑以及除了黑顏料之外的著色劑組成的群組的著色劑。
該組成物可以視需要進一步包含 (E) 表面活性劑、(F) 不同於共聚物 (A) 的共聚物、和/或 (G) 溶劑。
在此種情況下，當由該光敏樹脂組成物形成的具有3 μm厚度的固化膜藉由SCI方法在360至740 nm的波長下測量時，該固化膜示出4.6%或更低的總反射率。總反射率可以表示為包括鏡面反射分量（SCI）並且是指包括鏡面反射和散射反射的總反射率。
在下文中，將詳細解釋光敏樹脂組成物的各組分。
如本文中使用的，術語「（甲基）丙烯醯基」係指「丙烯醯基」和/或「甲基丙烯醯基」，並且術語「（甲基）丙烯酸酯」係指「丙烯酸酯」和/或「甲基丙烯酸酯」。
藉由凝膠滲透層析法（GPC，洗脫液：四氫呋喃）參照聚苯乙烯標準品測量如下所述的各組分的重量平均分子量（克/莫耳，Da）。(A) 共聚物
在本發明中使用的共聚物 (A) 可以包含 (a-1) 衍生自乙烯式（ethylenically）不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合的結構單元、(a-2) 衍生自含有芳族環的乙烯式不飽和化合物的結構單元、(a-3) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元以及視需要 (a-4) 不同於 (a-1)、(a-2) 和 (a-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元。
共聚物 (A) 係用於顯影性的鹼溶性樹脂，並且還起到塗覆時用於形成膜的基材和用於形成最終圖案的結構的作用。 (a-1) 衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合的結構單元
結構單元 (a-1) 衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合。乙烯式不飽和羧酸和乙烯式不飽和羧酸酐係在分子中含有至少一個羧基的可聚合不飽和單體。其具體實例可以包括不飽和單羧酸，如（甲基）丙烯酸、巴豆酸、α-氯代丙烯酸和肉桂酸；不飽和二羧酸及其酸酐，如馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、伊康酸、伊康酸酐、檸康酸、檸康酸酐和中康酸；三價或更高價的不飽和多羧酸及其酸酐；以及二價或更高價的多羧酸的單[（甲基）丙烯醯氧基烷基]酯，如單[2-（甲基）丙烯醯氧基乙基]琥珀酸酯、單[2-（甲基）丙烯醯氧基乙基]鄰苯二甲酸酯等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。
基於構成共聚物 (A) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (a-1) 的量可以是5至65莫耳%、10至50莫耳%、10至40莫耳%、15至40莫耳%、20至40莫耳%或25至40莫耳%。在以上範圍內，它可以具有有利的顯影性。 (a-2) 衍生自含有芳族環的乙烯式不飽和化合物的結構單元
結構單元 (a-2) 衍生自含有芳族環的乙烯式不飽和化合物。含有芳族環的乙烯式不飽和化合物的具體實例可以包括（甲基）丙烯酸苯酯、（甲基）丙烯酸苄酯、（甲基）丙烯酸2-苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、對壬基苯氧基聚乙二醇（甲基）丙烯酸酯、對壬基苯氧基聚丙二醇（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸三溴苯酯；苯乙烯；含有烷基取代基的苯乙烯，如甲基苯乙烯、二甲基苯乙烯、三甲基苯乙烯、乙基苯乙烯、二乙基苯乙烯、三乙基苯乙烯、丙基苯乙烯、丁基苯乙烯、己基苯乙烯、庚基苯乙烯和辛基苯乙烯；含有鹵素的苯乙烯，如氟苯乙烯、氯苯乙烯、溴苯乙烯和碘苯乙烯；含有烷氧基取代基的苯乙烯，如甲氧基苯乙烯、乙氧基苯乙烯和丙氧基苯乙烯；4-羥基苯乙烯、對羥基-α-甲基苯乙烯、乙醯基苯乙烯；以及乙烯基甲苯、二乙烯基苯、乙烯基苯酚、鄰乙烯基苄基甲醚、間乙烯基苄基甲醚、對乙烯基苄基甲醚、鄰乙烯基苄基縮水甘油醚、間乙烯基苄基縮水甘油醚、對乙烯基苄基縮水甘油醚等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。為了組成物的可聚合性，衍生自苯乙烯化合物的結構單元在該等實例之中係較佳的。
基於構成共聚物 (A) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (a-2) 的量可以是1至50莫耳%、3至40莫耳%、3至30莫耳%、3至20莫耳%、或3至10莫耳%。在以上含量範圍內，在耐化學性方面可能是更有利的。 (a-3) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元
結構單元 (a-3) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物。含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的具體實例可以包括（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸3,4-環氧丁酯、（甲基）丙烯酸4,5-環氧戊酯、（甲基）丙烯酸5,6-環氧己酯、（甲基）丙烯酸6,7-環氧庚酯、（甲基）丙烯酸2,3-環氧環戊酯、（甲基）丙烯酸3,4-環氧環己酯、丙烯酸α-乙基縮水甘油酯、丙烯酸α-正丙基縮水甘油酯、丙烯酸α-正丁基縮水甘油酯、N-(4-(2,3-環氧丙氧基)-3,5-二甲基苄基)丙烯醯胺、N-(4-(2,3-環氧丙氧基)-3,5-二甲基苯基丙基)丙烯醯胺、4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、2-甲基烯丙基縮水甘油醚等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。從可共聚性和固化膜強度的增強的視角，衍生自以上之中的（甲基）丙烯酸縮水甘油酯和/或4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚的結構單元係更較佳的。
基於構成共聚物 (A) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (a-3) 的量可以是1至40莫耳%、5至30莫耳%、5至20莫耳%、7至15莫耳%、或5至15莫耳%。在以上範圍內，在方法過程中的殘留物和預烘烤時的裕度方面可能是更有利的。 (a-4) 不同於 (a-1)、(a-2) 和 (a-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元
在本發明中使用的共聚物 (A) 除了 (a-1)、(a-2) 和 (a-3) 之外可以進一步包含不同於 (a-1)、(a-2) 和 (a-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元。
不同於結構單元 (a-1)、(a-2) 和 (a-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元的具體實例可以包括不飽和羧酸酯，如（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸二甲基胺基乙酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸正丁酯、（甲基）丙烯酸三級丁酯、（甲基）丙烯酸環己酯、（甲基）丙烯酸乙基己酯、（甲基）丙烯酸四氫糠酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯、（甲基）丙烯酸2-羥基-3-氯丙酯、（甲基）丙烯酸4-羥丁酯、（甲基）丙烯酸甘油酯、α-羥甲基丙烯酸甲酯、α-羥甲基丙烯酸乙酯、α-羥甲基丙烯酸丙酯、α-羥甲基丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸2-甲氧基乙酯、（甲基）丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇（甲基）丙烯酸酯、聚（乙二醇）甲醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸四氟丙酯、（甲基）丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯、（甲基）丙烯酸八氟戊酯、（甲基）丙烯酸十七氟癸酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸二環戊酯、（甲基）丙烯酸二環戊烯酯、（甲基）丙烯酸二環戊氧基乙酯、和（甲基）丙烯酸二環戊烯基氧基乙酯；含有N-乙烯基的三級胺，如N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基咔唑和N-乙烯基𠰌啉；不飽和醚，如乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；不飽和醯亞胺，如N-苯基馬來醯亞胺、N-(4-氯苯基)馬來醯亞胺、N-(4-羥苯基)馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。從可共聚性和固化膜強度的增強的視角，衍生自在以上之中的不飽和醯亞胺、具體地N-取代的馬來醯亞胺的結構單元係更較佳的。
基於構成共聚物 (A) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (a-4) 的量可以是大於0至80莫耳%、30至70莫耳%、30至60莫耳%、40至70莫耳%、或40至60莫耳%。在以上範圍內，可以保持著色光敏樹脂組成物的儲存穩定性，並且可以更有利地增強膜保留率。
具有結構單元 (a-1) 至 (a-4) 的共聚物的實例可以包括（甲基）丙烯酸/苯乙烯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯的共聚物、（甲基）丙烯酸/苯乙烯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯/N-苯基馬來醯亞胺的共聚物、（甲基）丙烯酸/苯乙烯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯/N-環己基馬來醯亞胺的共聚物、（甲基）丙烯酸/苯乙烯/（甲基）丙烯酸正丁酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯/N-苯基馬來醯亞胺的共聚物、（甲基）丙烯酸/苯乙烯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯/N-苯基馬來醯亞胺的共聚物、（甲基）丙烯酸/苯乙烯/4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚/N-苯基馬來醯亞胺的共聚物等。該等共聚物中的一種、兩種或更多種可以包含在著色光敏樹脂組成物中。
共聚物 (A) 的重量平均分子量可以是5,000至30,000 Da或7,000至20,000 Da。如果共聚物 (A) 的重量平均分子量係在以上範圍內，則可以有利地改進由下部圖案產生的階差（step difference），並且在顯影時的圖案輪廓可以是有利的。
基於著色光敏樹脂組成物的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色光敏樹脂組成物中的共聚物 (A) 的量可以是5至40重量%、5至35重量%、10至35重量%或10至30重量%。在以上範圍內，在顯影時的圖案輪廓可以是有利的，並且可以增強如膜保留率和耐化學性的此類特性。
共聚物 (A) 可以藉由向反應器中裝入自由基聚合引發劑、溶劑、和結構單元 (a-1) 至 (a-4)，隨後向其中裝入氮氣並且緩慢攪拌混合物以聚合來製備。
自由基聚合引發劑可以是偶氮化合物，如2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)和2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)；或過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化新戊酸三級丁酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)環己烷等，但它不限於此。自由基聚合引發劑可以單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
溶劑可以是在共聚物 (A) 的製備中通常使用的任何常規的溶劑並且可以包括例如丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）。(B) 可光聚合化合物
本發明中使用的可光聚合化合物 (B) 可以是具有至少一個乙烯式不飽和雙鍵的單官能或多官能酯化合物。特別地，從耐化學性的觀點來看，它可以是具有至少兩種官能基的多官能化合物。
可光聚合化合物 (B) 可以選自由以下組成的群組：乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6-己二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、聚丙二醇二（甲基）丙烯酸酯、甘油三（甲基）丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯、新戊四醇三（甲基）丙烯酸酯、新戊四醇三（甲基）丙烯酸酯和琥珀酸的單酯、新戊四醇四（甲基）丙烯酸酯、二新戊四醇五（甲基）丙烯酸酯、二新戊四醇六（甲基）丙烯酸酯、二新戊四醇五（甲基）丙烯酸酯和琥珀酸的單酯、新戊四醇三丙烯酸酯-二異氰酸六亞甲基酯（新戊四醇三丙烯酸酯和二異氰酸六亞甲基酯的反應產物）、三新戊四醇七（甲基）丙烯酸酯、三新戊四醇八（甲基）丙烯酸酯、雙酚A環氧丙烯酸酯、乙二醇單甲醚丙烯酸酯及其混合物，但它不限於此。
可商購的可光聚合化合物的實例可以包括 (i) 單官能（甲基）丙烯酸酯，如由東亞合成株式會社（Toagosei Co., Ltd.）製造的Aronix M-101、M-111和M-114，由日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co., Ltd.）製造的KAYARAD T4-110S和T4-120S，以及由大阪由岐化藥工業株式會社（Osaka Yuki Kayaku Kogyo Co., Ltd.）製造的V-158和V-2311；(ii) 雙官能（甲基）丙烯酸酯，如由東亞合成株式會社製造的Aronix M-210、M-240和M-6200，和由日本化藥株式會社製造的KAYARAD HDDA、HX-220和R-604，以及由大阪由岐化藥工業株式會社製造的V-260、V-312和V-335 HP；以及 (iii) 三官能和更高官能的（甲基）丙烯酸酯，如由東亞合成株式會社製造的Aronix M-309、M-400、M-403、M-405、M-450、M-7100、M-8030、M-8060和TO-1382，由日本化藥株式會社製造的KAYARAD TMPTA、DPHA和DPHA-40H，以及由大阪由岐化藥工業株式會社製造的V-295、V-300、V-360、V-GPT、V-3PA、V-400和V-802。
基於100重量份的共聚物 (A) 和/或共聚物 (F)、基於固體含量（不包括溶劑），可光聚合化合物 (B) 的量可以是10至90重量份、40至90重量份、50至90重量份、50至80重量份或60至90重量份。如果可光聚合化合物 (B) 的量係在以上範圍內，則圖案顯影性和塗層特徵可以是優異的同時膜保留率保持恒定。(C) 光聚合引發劑
本發明中使用的光聚合引發劑 (C) 可以是任何已知的光聚合引發劑。
光聚合引發劑 (C) 可以選自由以下組成的群組：基於苯乙酮的化合物、基於非咪唑的化合物、基於三𠯤的化合物、基於鎓鹽的化合物、基於苯偶姻的化合物、基於二苯甲酮的化合物、基於多核醌的化合物、基於口山口星酮的化合物、基於重氮的化合物、基於醯亞胺磺酸酯的化合物、基於肟的化合物、基於咔唑的化合物、基於硼酸鋶的化合物、基於酮的化合物、以及其混合物。
具體地，基於肟的化合物、基於三𠯤的化合物或其組合可以用作光聚合引發劑 (C)。更具體地，可以使用基於肟的化合物和基於三𠯤的化合物的組合。
光聚合引發劑 (C) 的具體實例可以包括2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化新戊酸三級丁酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)環己烷、對二甲基胺基苯乙酮、2-苄基-2-(二甲基胺基)-1-[4-(4-𠰌啉基)苯基]-1-丁酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基-丙-1-酮、苄基二甲基縮酮、二苯甲酮、苯偶姻丙基醚、二乙基口山口星酮、2,4-雙(三氯甲基)-6-對甲氧基苯基-s-三𠯤、2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-側氧基二唑、9-苯基吖啶、3-甲基-5-胺基-((s-三𠯤-2-基)胺基)-3-苯基香豆素、2-(鄰氯苯基)-4,5-二苯基咪唑基二聚物、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(鄰乙氧基羰基)肟、1-[4-(苯硫基)苯基]-辛烷-l,2-二酮-2-(鄰苯甲醯基肟)、鄰苯甲醯基-4'-(苯并巰基)苯甲醯基-己基-酮肟、2,4,6-三甲基苯基羰基-二苯基膦醯基氧化物、六氟偶磷-三烷基苯基鋶鹽、2-巰基苯并咪唑、2,2'-苯并噻唑基二硫化物、2-[4-(2-苯基乙烯基)苯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-𠰌啉-4-基苯基)-丁烷-1-酮、及其混合物，但它不限於此。
供參考，可商購的基於肟的光聚合引發劑的實例包括OXE-01（巴斯夫公司（BASF））、OXE-02（巴斯夫公司）、OXE-03（巴斯夫公司）、N-1919（旭電化株式會社（ADEKA））、NCI-930（旭電化株式會社）、和NCI-831（旭電化株式會社）。基於三𠯤的光引發劑的實例包括2-[4-(2-苯基乙烯基)苯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤（三𠯤Y，強力公司（Tronly））等。
基於100重量份的共聚物 (A)、基於固體含量，光聚合引發劑 (C) 可以以0.1至5重量份或0.5至3重量份的量使用。
具體地，基於100重量份的共聚物 (A) 和/或共聚物 (F)，0.5至5重量份、1至5重量份、或2至4重量份的量的基於肟的化合物和0.5至5重量份、1至5重量份、2至4重量份、或2至3.5重量份的量的基於三𠯤的化合物可以用作光聚合引發劑。
如果基於肟的化合物以在以上範圍內的量使用，則可以增強顯影和塗層特徵連同高敏感性。此外，如果基於三𠯤的化合物以在以上範圍內的量使用，則可以獲得具有優異的耐化學性和形成圖案後的錐角連同高敏感性的塗覆的膜。(D) 著色劑
本發明的著色光敏樹脂組成物可以包含著色劑以賦予其遮光特性。具體地，著色劑 (D) 可以包含至少一種選自由黑色有機著色劑、黑色無機著色劑以及除了黑顏料之外的著色劑組成的群組的著色劑。
本發明中使用的著色劑 (D) 可以是兩種或更多種無機或有機著色劑的混合物。它較佳的是具有高產色性和高耐熱性。
著色劑 (D) 可以包含黑色著色劑和除了黑顏料之外的著色劑。
黑色著色劑可以包含至少一種選自以下群組的著色劑，該群組由以下組成：黑色有機著色劑和黑色無機著色劑。具體地，該黑色著色劑可以包含黑色有機著色劑和黑色無機著色劑、除了黑顏料之外的著色劑、或其組合。
根據實施方式，著色劑 (D) 可以包含黑色有機著色劑和黑色無機著色劑。
根據實施方式，著色劑 (D) 可以包含黑色有機著色劑和除了黑顏料之外的著色劑。
根據實施方式，著色劑 (D) 可以包含黑色有機著色劑、黑色無機著色劑、和黑色無機著色劑。
可以使用本領域已知的任何黑色無機著色劑、任何黑色有機著色劑、和任何除了黑顏料之外的著色劑。例如，可以使用在色彩索引（由Society of Dyers and Colourists [染色工作者及配色師協會]刊發的）中分類為顏料的任何化合物和本領域已知的任何染料。
該黑色有機著色劑的具體實例可以是選自由苯胺黑、內醯胺黑和苝黑組成的群組的至少一種黑色有機著色劑。從低反射率、高遮光特性、光密度、介電性等的視角，較佳的是使用其中分散了內醯胺黑（例如來自巴斯夫公司的黑顏料582）的黑顏料（例如BK-0324，TOKUSHIKI有限公司）。
具體地，黑色有機著色劑可以降低能帶隙。能帶隙越小，光反射程度越低。此外，黑色有機著色劑可以吸收在可見範圍內的所有波長範圍，這對於最小化反射率係有利的。
黑色無機著色劑的具體實例可以包括炭黑、鈦黑、金屬氧化物如基於Cu-Fe-Mn的氧化物和合成鐵黑等。從圖案特徵和耐化學性的視角，較佳的是使用在它們之中的炭黑。
除了黑顏料之外的著色劑的具體實例可以包括C.I.顏料紫13、14、19、23、25、27、29、32、33、36、37和38；和C.I.顏料藍15（15 : 3、15 : 4、15 : 6等）、16、21、28、60、64和76。具體地，除了黑顏料之外的著色劑可以包含至少一種選自以下群組的著色劑，該群組由以下組成：藍色著色劑和紫色著色劑。從降低反射率的視角，在它們之中較佳的是C.I.顏料藍15 : 6和60，或C.I.顏料紫23。
基於著色光敏樹脂組成物的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色劑 (D) 的量可以是20至70重量%、20至60重量%、30至60重量%、30至50重量%或30至45重量%。具體地，基於該著色劑 (D) 的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色劑 (D) 可以包含40至100重量%或50至100重量%的黑色有機著色劑。此外，基於該著色劑 (D) 的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色劑 (D) 可以包含0至15重量%、0至10重量%、0至6重量%、大於0至15重量%、大於0至10重量%、大於0至6重量%、0.01至15重量%、0.01至10重量%或0.01至6重量%的黑色無機著色劑。
此外，基於該著色劑 (D) 的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色劑 (D) 可以包含0至50重量%和/或大於0至50重量%的藍色著色劑和紫色著色劑。
具體地，基於該著色劑 (D) 的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），著色劑 (D) 可以包含0至50重量%、0至40重量%、0.01至50重量%或0.01至40重量%的藍色著色劑和/或0至50重量%、0至40重量%、0.01至50重量%或0.01至40重量%的紫色著色劑。在以上範圍內，在顯影時的圖案輪廓可以是有利的，可以增強如膜保留率和光密度的此類特性，並且可以實現如所希望的總反射率。
本發明中使用的著色劑 (D) 可以以與分散劑、分散樹脂（或黏合劑）、溶劑等混合的形式使用以便將著色劑分散在著色光敏樹脂組成物中。
分散劑的實例可以包括任何已知的用於著色劑的分散劑。其具體實例可以包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性離子表面活性劑、基於矽的表面活性劑、基於氟的表面活性劑等。可商購的分散劑可以包括來自畢克公司（BYK Co.）的Disperbyk-182、-183、-184、-185、-2000、-2150、-2155、-2163和-2164。它們可以單獨使用或以其兩種或更多種的組合使用。分散劑可以藉由用其對著色劑進行表面處理而預先添加到著色劑中或在製備著色光敏樹脂組成物的時候與著色劑一起添加。
此外，著色劑 (D) 可以與分散樹脂混合，然後可以將其用於著色光敏樹脂組成物的生產中。在此種情況下，所使用的分散樹脂可以是如本文描述的共聚物 (A) 和共聚物 (F)、已知的共聚物、或其混合物。
即，著色劑 (D) 可以呈著色分散液的形式。
著色分散液可以藉由將著色劑 (D)、分散樹脂以及分散劑同時混合並且然後研磨它們來製備。可替代地，它可以藉由如以上描述的將著色劑 (D) 和分散劑預先混合，隨後將它們與分散樹脂混合並且研磨它們來製備。在此，進行研磨直到著色分散液的原材料的平均直徑變為50至250 nm、50至150 nm或50至110 nm。在以上範圍內，在著色分散液中沒有形成多層結構，由此可以獲得更均勻的著色分散液。
基於著色光敏樹脂組成物的固體含量的總重量，本發明的著色分散液可以以20至70重量%或30至60重量%的量使用。
當由本發明的著色光敏樹脂組成物（其包含著色劑 (D)）獲得的遮光黑色矩陣應用於顯示器時，具體地，當由該光敏樹脂組成物形成的具有3 μm厚度的固化膜藉由SCI方法在360至740 nm的波長下測量時，該固化膜示出4.8%或更低、4.7%或更低、4.6%或更低、4.0%至4.8%、4.0%至4.7%或4.0%至4.6%的總反射率。因此，可以滿足低反射率和高遮光特性的特徵和/或可以防止紅色或綠色的漏光現象（參見評估實例1）。(E) 表面活性劑
本發明的著色光敏樹脂組成物可以進一步包含表面活性劑 (E) 以便增強塗覆性並且以防止產生缺陷。
儘管表面活性劑 (E) 的種類不特別受限制，但是例如，可以使用基於氟的表面活性劑或基於矽的表面活性劑。
可商購的基於矽的表面活性劑可以包括來自道康寧東麗矽公司（Dow Corning Toray Silicon）的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA和SH8400，來自GE東芝有機矽公司（GE Toshiba Silicone）的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460和TSF-4452，來自畢克公司（BYK）的BYK-333、BYK-307、BYK-3560、BYK UV-3535、BYK-361N、BYK-354和BYK-399，等等。它們可以單獨使用或以其兩種或更多種的組合使用。
可商購的基於氟的表面活性劑可以包括來自日本油墨株式會社（Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co.（DIC））的Megaface F-470、F-471、F-475、F-482、F-489和F-563。
從組成物的塗覆性的視角，在該等表面活性劑之中較佳的可以是來自畢克公司的BYK-333和BYK-307以及來自DIC的F-563。
基於著色光敏樹脂組成物的固體含量的總重量（即，不包括溶劑的重量），表面活性劑 (E) 的量可以是0.01至3重量%或0.1至1重量%。如果表面活性劑的量係在以上範圍內，則可以光滑地塗覆著色光敏樹脂組成物。(F) 共聚物
本發明的著色光敏樹脂組成物可以包含不同於共聚物 (A) 的共聚物 (F)。
具體地，共聚物 (F) 可以包含 (f-1) 衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合的結構單元；(f-2) 衍生自C3-20 脂肪族環狀乙烯式不飽和化合物的結構單元；(f-3) 衍生自C3-20 脂肪族直鏈乙烯式不飽和化合物的結構單元；以及 (f-4) 不同於 (f-1)、(f-2) 和 (f-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元。此外，它可以進一步包含 (f-5) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元。在下文中，將詳細說明每種結構單元。 (f-1) 衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合的結構單元
結構單元 (f-1) 衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合。乙烯式不飽和羧酸和乙烯式不飽和羧酸酐係在分子中含有至少一個羧基的可聚合不飽和單體。其具體實例可以包括不飽和單羧酸，如（甲基）丙烯酸、巴豆酸、α-氯代丙烯酸和肉桂酸；不飽和二羧酸及其酸酐，如馬來酸、馬來酸酐、富馬酸、伊康酸、伊康酸酐、檸康酸、檸康酸酐和中康酸；三價或更高價的不飽和多羧酸及其酸酐；以及二價或更高價的多羧酸的單[（甲基）丙烯醯氧基烷基]酯，如單[2-（甲基）丙烯醯氧基乙基]琥珀酸酯、單[2-（甲基）丙烯醯氧基乙基]鄰苯二甲酸酯等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。
基於構成共聚物 (F) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (f-1) 的量可以是5至65莫耳%、5至50莫耳%、10至50莫耳%、5至40莫耳%、5至30莫耳%或5至20莫耳%。在以上範圍內，它可以具有有利的顯影性。
(f-2)衍生自C3-20脂肪族環狀乙烯式不飽和化合物的結構單元
結構單元(f-2)衍生自C3-20脂肪族環狀乙烯式不飽和化合物。結構單元(f-2)可以衍生自含有環烷基的單體。例如，結構單元(f-2)可以衍生自至少一種選自以下群組的化合物，該群組由以下組成：(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、(甲基)丙烯酸環己基乙酯、(甲基)丙烯酸環己基丙酯、(甲基)丙烯酸環己基丁酯、(甲基)丙烯酸4-甲基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸4-乙基環己基甲酯、(甲基)丙烯酸環戊酯和(甲基)丙烯酸4-羥甲基環己基甲酯。
具體地，它可以衍生自至少一種選自以下群組的化合物，該群組由以下組成：(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、和(甲基)丙烯酸4-甲基環己基甲酯。
基於構成共聚物(F)的結構單元的總莫耳，結構單元(f-2)的量可以是10至30莫耳%、10至28莫耳%、12至30莫耳%、12至29莫耳%、12至28莫耳%或12至25莫耳%。在以上範圍內，它可以具有有利的整平特性。
(f-3)衍生自C3-20脂肪族直鏈乙烯式不飽和化合物的結構單元
結構單元(f-3)衍生自C3-20脂肪族直鏈乙烯式不飽和化合物。例如，結構單元(f-3)可以衍生自至少一種選自以下群組的化合物，該群組由以下組成：(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯和(甲基)丙烯酸十二烷基酯。
基於構成共聚物 (F) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (f-3) 的量可以是20至50莫耳%、20至40莫耳%、30至40莫耳%、或32至40莫耳%。在以上範圍內，它可以具有有利的整平特性。 (f-4) 不同於 (f-1)、(f-2) 和 (f-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元
在本發明中使用的共聚物 (F) 除了 (f-1)、(f-2) 和 (f-3) 之外可以進一步包含不同於 (f-1)、(f-2) 和 (f-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元。
不同於結構單元 (f-1)、(f-2) 和 (f-3) 的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元的具體實例可以包括不飽和羧酸酯，如（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸乙酯、（甲基）丙烯酸二甲基胺基乙酯、（甲基）丙烯酸異丁酯、（甲基）丙烯酸三級丁酯、（甲基）丙烯酸乙基己酯、（甲基）丙烯酸四氫糠酯、（甲基）丙烯酸羥乙酯、（甲基）丙烯酸2-羥丙酯、（甲基）丙烯酸2-羥基-3-氯丙酯、（甲基）丙烯酸4-羥丁酯、（甲基）丙烯酸甘油酯、α-羥甲基丙烯酸甲酯、α-羥甲基丙烯酸乙酯、α-羥甲基丙烯酸丙酯、α-羥甲基丙烯酸丁酯、（甲基）丙烯酸2-甲氧基乙酯、（甲基）丙烯酸3-甲氧基丁酯、乙氧基二乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇（甲基）丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇（甲基）丙烯酸酯、聚（乙二醇）甲醚（甲基）丙烯酸酯、（甲基）丙烯酸四氟丙酯、（甲基）丙烯酸1,1,1,3,3,3-六氟異丙酯、（甲基）丙烯酸八氟戊酯、（甲基）丙烯酸十七氟癸酯、（甲基）丙烯酸異冰片酯、（甲基）丙烯酸二環戊酯、（甲基）丙烯酸二環戊烯酯、（甲基）丙烯酸二環戊氧基乙酯、和（甲基）丙烯酸二環戊烯基氧基乙酯；含有N-乙烯基的三級胺，如N-乙烯基吡咯啶酮、N-乙烯基咔唑和N-乙烯基𠰌啉；不飽和醚，如乙烯基甲醚和乙烯基乙醚；不飽和醯亞胺，如N-苯基馬來醯亞胺、N-(4-氯苯基)馬來醯亞胺、N-(4-羥苯基)馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。從可共聚性和整平特性的增強的視角，衍生自以上之中的不飽和羧酸酯的結構單元係更較佳的。
基於構成共聚物 (F) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (f-4) 的量可以是10至50莫耳%、10至40莫耳%、10至30莫耳%、10至25莫耳%、15至30莫耳%或15至25莫耳%。在以上範圍內，可以保持著色光敏樹脂組成物的儲存穩定性，並且可以更有利地增強膜保留率。 (f-5) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元
除了如以上描述的結構單元之外，共聚物 (F) 可以進一步包含 (f-5) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元。
結構單元 (f-5) 衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物。含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的具體實例可以包括（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸3,4-環氧丁酯、（甲基）丙烯酸4,5-環氧戊酯、（甲基）丙烯酸5,6-環氧己酯、（甲基）丙烯酸6,7-環氧庚酯、（甲基）丙烯酸2,3-環氧環戊酯、（甲基）丙烯酸3,4-環氧環己酯、丙烯酸α-乙基縮水甘油酯、丙烯酸α-正丙基縮水甘油酯、丙烯酸α-正丁基縮水甘油酯、N-(4-(2,3-環氧丙氧基)-3,5-二甲基苄基)丙烯醯胺、N-(4-(2,3-環氧丙氧基)-3,5-二甲基苯基丙基)丙烯醯胺、4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚、烯丙基縮水甘油醚、2-甲基烯丙基縮水甘油醚等。衍生自以上示例性化合物的結構單元可單獨或以兩種或更多種的組合包含在共聚物中。從可共聚性和固化膜強度的增強的視角，衍生自以上之中的（甲基）丙烯酸縮水甘油酯和/或4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚的結構單元係更較佳的。
基於構成共聚物 (F) 的結構單元的總莫耳，結構單元 (f-5) 的量可以是1至40莫耳%、或5至20莫耳%。在以上範圍內，在方法過程中的殘留物和預烘烤時的裕度方面可能是更有利的。
具有以上結構單元 (f-1) 至 (f-4) 和/或 (f-1) 至(f-5) 的共聚物的實例包括（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸丁酯/（甲基）丙烯酸甲酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸丁酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸丁酯/（甲基）丙烯酸甲酯/4-羥丁基（甲基）丙烯酸酯縮水甘油醚、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸丁酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸3,4-環氧環己酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸戊酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸戊酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸3,4-環氧環己酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸己酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸縮水甘油酯、（甲基）丙烯酸/（甲基）丙烯酸環己酯/（甲基）丙烯酸己酯/（甲基）丙烯酸甲酯/（甲基）丙烯酸3,4-環氧環己酯。
該等共聚物中的一種、兩種或更多種可以包含在著色光敏樹脂組成物中。
共聚物 (F) 的重量平均分子量可以是3,000至10,000 Da、3,000至9,500 Da、3,000至9,000 Da、4,000至9,000 Da、4,000至8,000 Da或4,000至7,000 Da。如果共聚物的重量平均分子量係在以上範圍內，則可以有利地改進由下部圖案產生的階差，並且整平特性和在顯影時的圖案輪廓可以是有利的。
基於著色光敏樹脂組成物中的固體含量的總重量（不包括溶劑），該著色光敏樹脂組成物中的共聚物 (F) 的量可以是5至40重量%、5至30重量%、10至40重量%或10至30重量%。在以上範圍內，整平特性係優異的，在顯影時的圖案輪廓可以是有利的，並且可以改進如膜保留率和耐化學性的此類特性。
共聚物 (F) 可以藉由向反應器中裝入自由基聚合引發劑、溶劑、和以上結構單元，隨後向其中裝入氮氣並且緩慢攪拌混合物以聚合來製備。
自由基聚合引發劑可以是偶氮化合物，如2,2'-偶氮雙異丁腈、2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)和2,2'-偶氮雙(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)；或過氧化苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化新戊酸三級丁酯、1,1-雙(三級丁基過氧基)環己烷等，但不限於此。自由基聚合引發劑可以單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
溶劑可以是在共聚物的製備中通常使用的任何常規的溶劑並且可以包括例如丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）。(G) 溶劑
本發明的著色光敏樹脂組成物可以較佳的是製備為液體組成物（其中以上組分與溶劑混合）。本領域中已知的任何溶劑（與著色光敏樹脂組成物中的組分相容但不反應）可以用於製備著色光敏樹脂組成物。
溶劑的實例可以包括二醇醚，如乙二醇單乙醚；乙二醇烷基醚乙酸酯，如乙基溶纖劑乙酸酯；酯，如2-羥基丙酸乙酯；二乙二醇，如二乙二醇單甲醚；丙二醇烷基醚乙酸酯，如丙二醇單甲醚乙酸酯和丙二醇丙醚乙酸酯；和乙酸烷氧基烷基酯，如乙酸3-甲氧基丁酯。溶劑可以單獨使用或以兩種或更多種的組合使用。
溶劑的量不受特別限制，但從最終獲得的著色光敏樹脂組成物的塗覆性和穩定性的視角，基於最終製備的著色光敏樹脂組成物的總重量，可以是50至90重量%或70至85重量%。如果溶劑的量係在以上範圍內，則樹脂組成物被光滑地塗覆，並且可能在工作過程中發生的延遲裕度係小的。
此外，本發明的著色光敏樹脂組成物可以包含其他的添加劑，如抗氧化劑和穩定劑，只要不對著色光敏樹脂組成物的物理特性造成不利影響。
由著色光敏樹脂組成物形成的固化膜可以具有0.6/µm至2.0/µm或0.6/µm至1.5/µm的光密度。如果由著色光敏樹脂組成物形成的固化膜的厚度的每1 µm的光密度係在以上範圍內，則增強了顯示幕的解析度。此外，因為本發明的著色光敏樹脂組成物在整平特性方面係優異的，它甚至在具有不規則物的基底上也可以形成平面膜。此外，即使當濾器進一步附接到固化膜時，濾器的膜偏差與固化膜保持相同，從而形成平面濾膜。
如此，保持恒定厚度而沒有膜偏差的固化膜（和濾器）可以保持光路恒定（即，亮度保持恒定），從而防止出現可見瑕疵以進一步改進光學特性（例如，可見度）。
本發明的包含以上描述的組分的著色光敏樹脂組成物可以藉由常見方法，例如藉由以下方法來製備。
首先，將著色劑與分散樹脂、分散劑和溶劑預先混合並且使用珠磨機使其分散於其中直到著色劑的平均粒徑達到所希望的值，從而製備著色分散液。在此種情況下，可以將表面活性劑和/或共聚物部分地或完全地共混。添加到分散液中的是共聚物和表面活性劑的剩餘部分、可光聚合化合物和光聚合引發劑。將添加劑如環氧化合物或附加的溶劑（如果需要）進一步共混至某個濃度，隨後充分攪拌它們以獲得所希望的著色光敏樹脂組成物。
本發明還提供一種由著色光敏樹脂組成物製備的遮光黑色矩陣。
遮光黑色矩陣可以藉由塗層形成步驟、曝光步驟、顯影步驟和加熱步驟製備。
在塗層形成步驟中，藉由旋塗法、狹縫塗覆法、輥塗法、網版印刷法、敷抹器法等將根據本發明的著色光敏樹脂組成物以所希望的厚度（例如1至25 µm）塗覆在預處理過的基底上，然後將其在70ºC至100ºC的溫度下預固化1至10分鐘以藉由從其中除去溶劑形成塗覆的膜。
為了在塗覆的膜上形成圖案，將具有預定形狀的掩膜置於其上，然後將該掩膜用200至500 nm的活化射線進行照射。可以使用低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、金屬鹵化物燈、氬氣雷射器等作為用於照射的光源。如果需要，還可以使用X射線、電子射線等。曝光率可以根據組成物的組分的種類和組成比以及經乾燥的塗層的厚度變化。如果使用高壓汞燈，則曝光率可以是500 mJ/cm2 或更低（在365 nm的波長下）。
在曝光步驟之後，使用鹼性水溶液如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀，四甲基氫氧化銨等作為顯影劑來溶解並除去不必要的部分，由此僅曝光部分保留以形成圖案。將藉由顯影獲得的圖像圖案冷卻至室溫並且在熱風循環類型的乾燥爐中在180ºC至250ºC的溫度下後烘烤10至60分鐘，從而獲得最終圖案。
因為如此製備的遮光黑色矩陣具有優異的特性，它可以有利地用於液晶顯示器和量子點顯示器的電子器件中。因此，本發明提供了一種包括遮光黑色矩陣的電子器件。
除了液晶顯示器和量子點顯示器提供有本發明的遮光黑色矩陣之外，該液晶顯示器和量子點顯示器可以包括熟悉該項技術者已知的其他部件。即，本發明的遮光黑色矩陣可以應用到其上的液晶顯示器和量子點顯示器可以落入本發明的範圍內。
在下文中，將參照以下實例更詳細地描述本發明。然而，提供該等實例以說明本發明，並且本發明的範圍不僅限於此。
在以下製備實例中，重量平均分子量藉由凝膠滲透層析法（GPC，洗脫液：四氫呋喃）參照聚苯乙烯標準品來確定。製備實例 1 ：共聚物 (A) 的製備
向配備有回流冷凝器和攪拌器的500-ml圓底燒瓶中裝入100 g由50莫耳%的N-苯基馬來醯亞胺（PMI）、6莫耳%的苯乙烯、10莫耳%的4-羥丁基丙烯酸酯縮水甘油醚（4-HBAGE）和34莫耳%的甲基丙烯酸（MAA）組成的單體混合物，連同300 g作為溶劑的丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA）和2 g作為自由基聚合引發劑的2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)。此後，將混合物加熱至70ºC並攪拌5小時以獲得具有31重量%的固體含量的共聚物 (A) 溶液。如此製備的共聚物具有100 mg KOH/g的酸值和7,000 Da的重量平均分子量（Mw）。製備實例 2 ：共聚物 (F) 的製備
共聚物 (F) 係以與製備實例1中相同的方式製備，除了使用100 g由21莫耳%的甲基丙烯酸環己酯（CHMA）、10莫耳%的甲基丙烯酸縮水甘油酯（GMA）、32莫耳%的甲基丙烯酸丁酯（BMA）、17莫耳%的甲基丙烯酸（MAA）、和20莫耳%的甲基丙烯酸甲酯（MMA）組成的單體混合物之外。如此製備的共聚物 (F) 具有600 mg KOH/g的酸值和4,700 Da的重量平均分子量（Mw）。實例和對比實例：著色光敏樹脂組成物的製備
使用以上製備實例中製備的化合物各自製備以下實例和對比實例的著色光敏樹脂組成物。
以下實例和對比實例中使用的組分如下。 [表1]
組分 * 化合物名稱和 / 或商標名 製造商 固體含量 ( 重量 %)
共聚物 (A) 製備實例1 - 31
PC (B) 二新戊四醇六丙烯酸酯（DPHA） 日本化藥株式會社 100
PI (C) C-1 N-1919 (基於肟的光引發劑) 旭電化株式會社 100
C-2 2-[4-(2-苯基乙烯基)苯基]-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三𠯤(三𠯤Y，基於三𠯤的光引發劑) 強力公司 100
著色劑 (D) D-1 BK-0326（包含炭黑） TOKUSHIKI有限公司 100
D-2 BK-0324（包含有機黑顏料） TOKUSHIKI有限公司 100
D-3 藍-B2（包含顏料藍15 : 6） Iridos有限公司 100
D-4 IV-005（包含顏料紫23） Iridos有限公司 100
D-5 PR254-1（包含顏料紅254） Iridos有限公司 100
D-6 PY139-2（包含顏料黃139） Iridos有限公司 100
D-7 DS-02（包含矽溶膠，SiO2 平均直徑89.4 nm） Iridos有限公司 100
表面活性劑 (E) BYK-307 畢克公司 100
共聚物 (F) 製備實例2 - 31
溶劑 (G) 丙二醇單甲醚乙酸酯（PGMEA） Chemtronics公司 -
*PC：可光聚合化合物；PI：光聚合引發劑實例 1
將100重量份的製備實例1的共聚物 (A)、80重量份的作為可光聚合化合物 (B) 的DPHA、作為光聚合引發劑 (C) 的3.7重量份的基於肟的光聚合引發劑N-1919和3.1重量份的基於三𠯤的光聚合引發劑三𠯤-Y、123.9重量份的作為著色劑 (D) 的BK-0324、以及0.2重量份的作為表面活性劑 (E) 的BYK-307均勻混合。在此，相應的含量係基於不包括溶劑的固體含量的那些。將混合物溶解在PGMEA中，使得混合物的固體含量為19重量%。將所得物混合2小時以製備液相著色光敏樹脂組成物。實例 2 至 9 以及對比實例 1 至 5
以與實例1中相同的方式各自製備液相著色光敏樹脂組成物，除了如下表2示出的對相應組分的種類和/或含量進行改變。 [表2]
(重量份) 共聚物 (A) PC* (B) PI* (C) 著色劑 (D) S* (E)
C-1 C-2 D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7
實例1 100 80 3.7 3.1 0 123.9 0 0 0 0 0 0.2
實例2 100 80 3.2 2.7 0 79.6 0 0 0 0 0 0.2
實例3 100 80 3.7 3.1 0 61.9 61.9 0 0 0 0 0.2
實例4 100 80 3.7 3.1 0 61.9 31 0 0 0 0 0.2
實例5 100 80 3.7 3.1 3.7 85.5 34.7 0 0 0 0 0.2
實例6 100 80 3.7 3.1 6.2 84.2 33.5 0 0 0 0 0.2
實例7 100 80 3.7 3.1 9.9 81.8 32.2 0 0 0 0 0.2
實例8 100 80 3.7 3.1 12.4 79.3 32.2 0 0 0 0 0.2
實例9 100 80 3.7 3.1 6.2 80.5 33.5 3.7 0 0 0 0.2
對比實例1 100 80 3.7 3.1 0 61.9 0 0 61.9 0 0 0.2
對比實例2 100 80 3.7 3.1 0 61.9 0 0 0 61.9 0 0.2
對比實例3 100 80 3.7 3.1 0 123.9 0 0 0 0 0 0.2
對比實例4 100 70 4.3 3.6 142.4 0 0 0 0 0 35.6 0.2
對比實例5 100 70 5.4 4.5 181.0 0 0 0 0 0 89.2 0.2
*PC：可光聚合化合物；PI：光聚合引發劑；S：表面活性劑實例 10 至 17 以及對比實例 6 至 8
在實例10至17以及對比實例6至8中以與實例1至3和實例5至9以及對比實例2、3和5相對應的方式各自製備液相著色光敏樹脂組成物，除了使用50重量份的製備實例1的共聚物 (A) 和50重量份的製備實例2的共聚物 (F) 作為共聚物之外。 [表3]
(重量份) CP* (A) CP* (F) PC* (B) PI* (C) 著色劑 (D) S* (E)
C-1 C-2 D-1 D-2 D-3 D-4 D-5 D-6 D-7
實例10 50 50 80 3.7 3.1 0 123.9 0 0 0 0 0 0.2
實例11 50 50 80 3.2 2.7 0 79.6 0 0 0 0 0 0.2
實例12 50 50 80 3.7 3.1 0 61.9 61.9 0 0 0 0 0.2
實例13 50 50 80 3.7 3.1 3.7 85.5 34.7 0 0 0 0 0.2
實例14 50 50 80 3.7 3.1 6.2 84.2 33.5 0 0 0 0 0.2
實例15 50 50 80 3.7 3.1 9.9 81.8 32.2 0 0 0 0 0.2
實例16 50 50 80 3.7 3.1 12.4 79.3 32.2 0 0 0 0 0.2
實例17 50 50 80 3.7 3.1 6.2 80.5 33.5 3.7 0 0 0 0.2
對比實例6 50 50 80 3.7 3.1 0 61.9 0 0 0 61.9 0 0.2
對比實例7 50 50 80 3.7 3.1 0 123.9 0 0 0 0 0 0.2
對比實例8 50 50 70 5.4 4.5 181.0 0 0 0 0 0 89.2 0.2
* CP：共聚物；PC：可光聚合化合物；PI：光聚合引發劑；S：表面活性劑評估實例 1 ：反射率
使用旋轉塗覆器將該等實例和對比實例中獲得的著色光敏樹脂組成物各自塗覆在玻璃基底上並且在95ºC下預烘烤150秒以形成厚度為3.8 µm的塗覆的膜。將掩膜置於如此形成的塗覆的膜上使得塗覆的膜的5 cm乘5 cm的面積被100%曝光並且使得與基底的間隙保持250 µm。此後，使用發射具有200 nm至450 nm波長的光的對準器（型號名稱：MA6），基於365 nm的波長以0至300 mJ/cm2 的曝光率將膜曝光一定時間段。此後，然後將它用0.04重量%的氫氧化鉀水溶液（即，顯影劑）在23ºC下顯影直至將未曝光的部分完全洗掉。然後，將如此形成的圖案在烘箱中在230ºC下後烘烤30分鐘以獲得厚度為3.0 µm（± 小於0.3 µm）的固化膜。
使用分光光度計裝置（CM-3700A）測量固化膜的總反射率（包括鏡面反射分量；SCI）和散射反射率（不包括鏡面反射分量；SCE）。鏡面反射率作為總反射率與散射反射率之間的差獲得。
當總反射率係4.6%或更低時，將其評估為○。如果它超過4.6%，則將其評估為×。評估實例 2 ：光密度
以與評估實例1相同的方式獲得後烘烤後具有3.0（± 0.3）µm厚度的固化膜，除了在用於製備評估實例1的固化膜的方法中不使用掩膜之外。固化膜的在550 nm的透射率使用光密度計（由Xlite公司製造的361T）測量，並且確定基於1 µm的厚度的光密度（OD，單位：/µm）。評估實例 3 ：顯影時間
在用0.04重量%的氫氧化鉀水溶液（即，顯影劑）在用於製備評估實例1的固化膜的方法中顯影時，測量未曝光部分完全洗掉的時間（直至顯影設備的台O型圈部分在基底後面完全可見）。
當顯影時間係100秒或更短時，將其評估為○。如果它超過100秒，則將其評估為×。評估實例 4 ：解析度的評估
以與評估實例1相同的方式獲得固化膜。為了測量如此獲得的固化膜的圖案的解析度，用微光學顯微鏡（STM6-LM，製造商：奧林巴斯公司（OLYMPUS））觀察圖案的最小尺寸。即，當20-µm圖案化的線圖案的線寬（CD；臨界尺寸，單位：µm）小於30 µm時，在最佳曝光劑量下測量固化之後的最小圖案尺寸。如果線寬係10 µm或更大且小於30 µm，將其評估為○。如果它超過30 µm或小於10 µm，將其評估為×。
此外，以與評估實例1相同的方式獲得固化膜，除了在用於製備評估實例1的固化膜的方法中使用具有5 µm至20 µm的尺寸的線圖案的掩膜（其中圖案陣列相同）之外。用微光學顯微鏡觀察固化膜的表面以證實是否實現20 μm的線寬（CD；臨界尺寸，單位：μm）。結果在圖2、3、5和6中作為照片示出。評估實例 5 ：固化膜的厚度
使用SCAN PLUS藉由設備探針尖端的豎直運動測量如此製備的固化膜的高度差，該SCAN PLUS係α-台階儀器（α-台階輪廓儀）。從結果獲得固化膜的厚度。評估實例 6 ：整平特性
以與評估實例1相同的方式獲得固化膜，除了將實例1、2、10和11的組成物各自塗覆在基底上，在該基底上已經形成了肋狀物（或矩形不規則物）。
基底的截面（在其上已經形成了固化膜）用電子掃描顯微鏡（SEM）成像。
測量肋狀物的厚度（①）、位於肋狀物的頂部的固化膜的厚度（②）、以及無肋狀物部分的固化膜的厚度（③）。根據以下方程的高度差（④）越小，整平特性越優異。結果在下表6和圖9中示出。 [方程1] （肋狀物的厚度 + 位於肋狀物的頂部的固化膜的厚度） – 無肋狀物部分的固化膜的厚度 [表4]
  總反射率 （SCI，%） 散射反射率(SCE，%) 鏡面反射率 (SCI – SCE，%) 光密度 （/µm） 顯影時間（秒） 解析度 （µm） 膜厚度 （µm）
實例1 4.55 ○ 0.18 4.37 1.15 50 ○ 28 ○ 2.85
實例2 4.49 ○ 0.21 4.28 0.85 55 ○ 29 ○ 3.06
實例3 4.52 ○ 0.16 4.36 0.69 80 ○ 27 ○ 2.91
實例4 4.51 ○ 0.13 4.38 0.76 90 ○ 27 ○ 3.11
實例5 4.40 ○ 0.15 4.25 0.91 72 ○ 26 ○ 2.90
實例6 4.40 ○ 0.16 4.24 0.93 74 ○ 24 ○ 3.03
實例7 4.40 ○ 0.17 4.23 0.93 73 ○ 23 ○ 3.09
實例8 4.43 ○ 0.18 4.25 0.93 74 ○ 23 ○ 3.16
實例9 4.49 ○ 0.19 4.3 0.80 82 ○ 24 ○ 2.94
對比實例1 4.99 × 0.57 4.42 0.97 130 × 37 × 2.86
對比實例2 6.12 × 1.67 4.45 0.81 45 ○ 32 × 2.92
對比實例3 4.83 × 0.24 4.59 1.66 49 ○ 7 × 3.23
對比實例4 5.00 × 0.25 4.75 1.54 35 ○ N/A × 2.52
對比實例5 5.05 × 0.32 4.73 1.68 23 ○ N/A × 2.33
[表5]
  總反射率 （SCI，%） 散射反射率（SCE，%） 鏡面反射率 （SCI – SCE，%） 光密度 （/µm） 顯影時間（秒） 膜厚度 （µm）
實例10 4.48 ○ 0.17 4.31 1.13 52 ○ 3.19
實例11 4.46 ○ 0.22 4.24 0.84 41 ○ 3.14
實例12 4.49 ○ 0.2 4.29 0.69 59 ○ 3.21
實例13 4.51 ○ 0.22 4.29 0.96 58 ○ 3.15
實例14 4.53 ○ 0.21 4.32 0.97 56 ○ 3.17
實例15 4.54 ○ 0.22 4.32 0.99 56 ○ 3.14
實例16 4.55 ○ 0.21 4.34 1.03 55 ○ 3.08
實例17 4.57 ○ 0.25 4.32 1.04 41 ○ 3.17
對比實例6 4.71 × 0.38 4.33 0.66 22 ○ 3.03
對比實例7 4.83 × 0.24 4.59 1.66 39 ○ 3.12
對比實例8 4.62 × 0.32 4.30 1.28 28 ○ 3.04
[表6]
（µm） 實例1 實例2 實例10 實例11
肋狀物的厚度（①） 10.75 11.02 11.48 10.75
位於肋狀物的頂部的固化膜的厚度（②） 2.5 2.04 2.57 2.17
無肋狀物的部分中的固化膜的厚度（③） 9.37 9.76 11.88 10.89
高度差（④；即，(① + ②) – ③） 3.88 3.30 2.17 2.03
如從在表4和5中所示的結果證實，由實例1至17的著色光敏樹脂組成物製備的所有的固化膜具有4.6%或更低的總反射率以及低至4.4%或更低的鏡面反射率，該鏡面反射率係總反射率與散射反射率之間的差。因此，它們滿足低水平的反射率。
此外，實例1至17的所有固化膜具有所希望的具有小於0.3 μm的偏差的厚度（3 μm），它們都能夠在短時間段內顯影，並且它們在光密度和解析度方面都是優異的。
相比之下，由對比實例1至8的組成物製備的固化膜中的大部分具有差的反射率特徵，特別是總反射率，其顯影時間太長或太短，並且它們在解析度和光密度中的任何一個或多個方便係差的。
此外，如在圖2、3、5和6的照片中示出，實例1至17的固化膜中的大部分觀察到清晰且不同的線寬，然而在對比實例1至8的固化膜中沒有形成圖案或圖案不清晰。
此外，如從表6和圖7證實的，由實例1、2、10和11的組成物製備的固化膜係平面的，因為形成肋狀物的部分與沒有形成肋狀物的部分之間的高度差不大。
無
[圖1]係示出由實例1至9以及對比實例1至5的組成物製備的固化膜的總反射率、散射反射率、和鏡面反射率之圖。
[圖2]和圖3係用光學顯微鏡拍攝的由實例1至9以及對比實例1至5的組成物製備的固化膜的表面之照片。
[圖4]係示出由實例10至17以及對比實例6至8的組成物製備的固化膜的總反射率、散射反射率、和鏡面反射率之圖。
[圖5]和圖6係用光學顯微鏡拍攝的由實例10至17以及對比實例6至8的組成物製備的固化膜的表面之照片。
[圖7]係用掃描電子顯微鏡（SEM）拍攝的由實例1、2、10和11的組成物製備的固化膜的截面之照片。
無

Claims (9)

  1. 一種光敏樹脂組成物，其包含：(A)共聚物；(B)可光聚合化合物；(C)光聚合引發劑；(D)著色劑；以及(F)不同於該共聚物(A)的共聚物，其中，該共聚物(A)包含(a-1)衍生自乙烯式(ethylenically)不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐或其組合的結構單元；(a-2)衍生自含有芳族環的乙烯式不飽和化合物的結構單元；(a-3)衍生自含有環氧基團的乙烯式不飽和化合物的結構單元；以及(a-4)不同於(a-1)、(a-2)和(a-3)的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元，其中，該著色劑(D)包含至少一種選自由黑色有機著色劑、黑色無機著色劑以及除了黑顏料之外的著色劑組成的群組的著色劑，其中，該共聚物(F)包含(f-1)衍生自乙烯式不飽和羧酸、乙烯式不飽和羧酸酐、或其組合的結構單元；(f-2)衍生自C3-20脂肪族環狀乙烯式不飽和化合物的結構單元；(f-3)衍生自C3-20脂肪族直鏈乙烯式不飽和化合物的結構單元；以及(f-4)不同於(f-1)、(f-2)和(f-3)的衍生自乙烯式不飽和化合物的結構單元，並且當由該光敏樹脂組成物形成的具有3μm厚度的固化膜藉由SCI方法在360至740nm的波長下測量時，該固化膜示出4.6%或更低的總反射率。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物，其中，該黑色有機著色劑係選自由苯胺黑、內醯胺黑和苝黑組成的群組的至少一種黑色有機著色劑。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物，其中，基於該著色劑(D)的固體含量的總重量，該著色劑(D)包含40至100重量%的該黑色有機著色劑。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物，其中，基於該著色劑(D)的固體含量的總重量，該著色劑(D)包含0至10重量%的該黑色無機著色劑。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物，其中，該除了黑顏料之外的著色劑係選自由藍色著色劑和紫色著色劑組成的群組的至少一種著色劑。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光敏樹脂組成物，其中，基於該著色劑(D)的固體含量的總重量，該著色劑(D)分別包含大於0至50重量%的該藍色著色劑和該紫色著色劑。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物，其中，該共聚物(F)的重量平均分子量係3,000至10,000Da。
  8. 一種固化膜，其由如申請專利範圍第1項所述之光敏樹脂組成物製備。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之固化膜，其具有0.6至2.0/μm的光密度。
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