[发明专利]感光性树脂组成物、应用其制得的黑色矩阵及其使用

说明书

技术领域

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

背景技术

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

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

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

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

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

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

发明内容

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

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

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

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

根据本发明所述的感光性树脂组成物，该遮光膜与水的接触角介于5度至65度之间

本发明的第二目的是提供一种光泽度高、表面粗度低且遮光性佳的黑色矩阵。

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

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

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