TWI654487B - 黑色感光性樹脂組合物、黑矩陣及圖像顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明公開了一種黑色感光性樹脂組合物、一種由該黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣以及一種安裝有該矩陣的圖像顯示裝置。所述黑色感光性樹脂組合物對基板具有優異的黏合性，並且能形成適於實現高解析度顯示的微型圖案。

Description

黑色感光性樹脂組合物、黑矩陣及圖像顯示裝置 技術領域

本發明涉及：一種黑色感光性樹脂組合物，該黑色感光性樹脂組合物對基板具有優異的黏合性，並且能形成適於實現高解析度顯示的微型圖案(micro-pattern)；一種由該黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣；以及一種包括該黑矩陣的圖像顯示裝置。

背景技術

顯示器的圖像品質取決於彩色濾光片。黑色點陣圖案(被稱為黑矩陣)設置在彩色濾光片的彩色像素之間。為了實現大螢幕面積和高對比度，彩色濾光片的黑矩陣需要以具有足夠光屏蔽性的高解析度來形成圖案。

常規黑矩陣使用鉻。為此，鉻沉積在玻璃基板的整個表面上，並且通過蝕刻形成圖案。然而，這種製程具有成本高和鉻固有的高反射率的缺點。此外，這樣的方法因為鉻廢液而會產生環境污染。因此，正在對使用顏料分散法的樹脂黑矩陣進行積極研究，其中的顏料分散法能進行微 小處理(minute processing)。

此外，研究已經朝著由碳黑之外的其它著色顏料來製備黑色組合物的方向發展。由於其光屏蔽性能差，因此應以極高的比例使用碳黑之外的其它著色顏料，以得到黑色組合物。然而，這種黑色組合物往往黏度增加並且難以處理。此外，由黑色組合物形成的膜的強度低或對基板的黏合性差。因此，為了滿足本領域對性能改進的需求，正在進行各種研究。

隨著顯示器對輕薄化和大面積需求的增加，應用了使顯示模組中的上板和下板之間的聚結部件最小化的技術，從而使螢幕變寬了甚至1英寸。特別是，隨著移動市場逐步增加，為了使移動性特徵最大化，正在考慮使移動設備小型化和使顯示器最大化，同時使模組本身輕薄化的策略。

這樣的策略之一是以新的方式進行聚結，而不是以常規的方式進行聚結。在常規方法中，玻璃板的邊緣和黑矩陣的邊緣同時聚結，但是因為使用了比實際看來更大的玻璃板，而使面板中的顯示效率變差。作為提高顯示效率的替代方式，僅在黑矩陣部分中進行聚結，而不使用玻璃。在此方面，使用卡多類黏合劑來保證製程特徵。

然而，常規方法對於可靠製程期間的聚結的壓力以及密封劑黏合性沒有顯著問題，因為同時使用了玻璃和黑矩陣。相比之下，當僅在黑矩陣部分中用卡多類黏合劑進行聚結時，在可靠製程期間，聚結時所施加的壓力和黑矩陣對基板的黏合性可能有問題，並且引起密封件和導電膜的 破壞。另外，使用卡多類黏合劑的方法具有不滿足高光密度(OD)和基板黏合的要求的缺點。

韓國專利號10-1068622公開了一種具有高的光屏蔽性能和改進的黏合性能的黑矩陣感光性樹脂組合物，但該組合物具有無法實現高解析度的問題。

韓國專利號10-0671106公開了一種具有改進的耐久性和感光性的黑矩陣組合物，該黑矩陣組合物包括卡多類黏合劑和特定引發劑。該特定引發劑包括苯乙酮引發劑和二苯甲酮引發劑，但並不保證有提高敏感性的充分效果。

[相關領域文件] [專利文件]

(專利文件1)韓國專利號10-1068622

(專利文件2)韓國專利號10-0671106

發明概要

通過對黑矩陣進行的廣泛深入研究，發現了卡多類(cardo-based)樹脂與芴類引發劑一起使用保證了黑矩陣的優異的耐久性和高解析度，從而產生本發明。

因此，本發明的一個目的是提供一種能保證優異的黏合性和高解析度的黑色感光性樹脂組合物。

本發明的另一個目的是提供一種由上述黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣。

本發明的又一目的是提供一種包括上述黑矩陣的圖像顯示裝置。

為了實現上述目的，本發明提供了一種黑色感光性樹脂組合物，該黑色感光性樹脂組合物包括：鹼溶性黏合劑樹脂、光聚合性化合物、光聚合引發劑、黑色顏料和溶劑，其中，所述鹼溶性黏合劑樹脂包括卡多類黏合劑樹脂，並且，所述光聚合引發劑包括由以下化學式1表示的至少一種化合物：

其中，R₁~R₁₀和p如說明書中所述。

在一個實施方式中，所述卡多類黏合劑樹脂具有以下化學式2和化學式3的至少一種重複單元：

其中，R₂₄~R₂₆如說明書中所定義的。

另外，本發明提供了一種由上述黑色感光性樹脂組合物 製備的黑矩陣，以及一種包括上述黑矩陣的圖像顯示裝置。

根據本發明的黑色感光性樹脂組合物克服了常規組合物的與黏合和解析度相關的問題。

由上述黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣表現出對基板的優異的黏合性，並且能夠精確地形成微型圖案，從而保證了生動圖像的高解析度。

圖1示出了左側面板的未剝離和右側面板的剝離所示的黏合性測試的結果。

圖2示出了在顯影時黏合性測試中獲得的最小圖案。

具體實施方式

根據本發明的一個方面，本發明提出了一種黑色感光性樹脂組合物，該黑色感光性樹脂組合物可適用於圖像顯示裝置的黑矩陣。

具體地，本發明的黑色感光性樹脂組合物可主要包括：作為鹼溶性樹脂的卡多類黏合劑樹脂，和作為光聚合引發劑的芴肟酯化合物。卡多類黏合劑樹脂在對基板的黏合性、耐久性和耐熱性方面表現優異，同時芴肟酯類引發劑具有優異的感光性，從而使黑矩陣能在微型圖案顯影時增強黏合性。此外，由上述黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣能有利且容易地形成微型圖案。

除卡多類黏合劑和芴肟酯類引發劑之外，根據本發明的黑色感光性樹脂組合物還可包括光聚合性化合物、黑色 顏料和溶劑。

下面，將對黑色感光性樹脂組合物的各個組分進行說明。

鹼溶性黏合劑樹脂對光或熱有反應，並且起到黑色顏料的分散介質的作用。另外，顧名思義，鹼溶性黏合劑樹脂應溶解於鹼性顯影劑中，而該鹼性顯影劑在黑矩陣製造期間的顯影階段中使用。

在本發明的一個實施方式中，鹼溶性黏合劑樹脂可以是具有以下化學式2和化學式3的至少一種重複單元的卡多類黏合劑。由於對基板的黏合性得到改進，鹼溶性黏合劑樹脂有助於顯影時所需的黏合性，從而能獲得高解析度的微型圖案。

其中，R₂₄和R₂₅各自獨立地表示氫原子、鹵素或1~5個碳原子的烷基；R₂₆表示氫原子或甲基； X表示-CO-、-SO₂-、-C(CF₃)₂-、-Si(CH₃)₂-、-CH₂-、-C(CH₃)₂-、-O-、9,9-芴基或單鍵；Y表示酸酐殘基；Z表示酸二酐殘基；並且各種結構單元之間的摩爾比(m/n)為0/100至100/0。

在化學式2和化學式3中，R₂₄和R₂₅各自獨立地是氫原子、鹵素原子或1~5個碳原子的烷基；並且R₂₆為氫原子或甲基。優選地，R₂₄~R₂₆分別是氫原子。

對於本發明的卡多類黏合劑，由化學式2或化學式3表示的重複單元可包括：當X是-CO-時，雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)酮或雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)酮；當X是-SO₂-時，雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)碸或雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)；當X是-C(CF₃)₂-時，雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷或雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷；當X是-Si(CH₃)₂-時，雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)二甲基矽烷或雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)二甲基矽烷；當X是-CH₂-時，雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)甲烷或雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)甲烷；當X是-C(CH₃)₂-時，2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷或2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷；當X是-O-時，雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)醚或雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)醚；當X是9,9-芴基時，9,9-雙(4-羥基 苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)芴或9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)芴；並且當X是單鍵時，4,4'-雙酚或3,3'-雙酚。

在化學式2中，Y和Z分別是酸酐殘基和酸二酐殘基，並且可通過本發明的卡多類黏合劑樹脂的合成中間體分別與酸酐和酸二酐反應而被引入。用於引入Y殘基的酸酐的實例包括：馬來酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、鄰苯二甲酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫鄰苯二甲酸酐、甲基內亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐、氯菌酸酐和甲基四氫鄰苯二甲酸酐。用於引入Z殘基的酸二酐可以是芳族二羧酸酐，諸如均苯四甲酸二酐、二苯酮四羧酸二酐、聯苯基四羧酸二酐和二苯醚四羧酸二酐。

可通過以下過程製備本發明的卡多類黏合劑樹脂：首先，雙酚芴型環氧化合物(可由雙酚芴合成)與(甲基)丙烯酸酯反應，產生雙酚芴型環氧丙烯酸酯化合物；隨後，在加熱條件下，在溶纖劑(諸如乙基溶纖劑乙酸酯或丁基溶纖劑乙酸酯)中與酸酐、酸二酐或它們的混合物反應。在該反應中，酸酐、酸二酐或它們的混合物用於引入Y和Z。在實踐中，酸酐和酸二酐的混合物優選與雙酚芴型環氧丙烯酸酯反應。此外，對(甲基)丙烯酸酯的種類沒有特別的限制。本領域已知的任何(甲基)丙烯酸酯都可用於本發明中。優選的 是，將反應化學計量設定為每1摩爾環氧丙烯酸酯樹脂的OH基團為0.5摩爾酸酐。另外，反應溫度優選為100~130℃，且優選為115~125℃。

當本發明的卡多類黏合劑樹脂同時具有化學式2和化學式3的兩種重複單元時，化學式2和化學式3的兩種重複單元之間的摩爾比(m/n)沒有特別的限制，但優選為1/99至90/10，且更優選為5/95至80/20。如果摩爾比m/n在該範圍內，則黏合劑樹脂在其中保持適當的羧酸含量，從而維持優異的耐鹼性。因此，黏合劑樹脂防止顯影液洗脫到曝光區域中，並且顯示出優異的鹼性顯影能力，從而能形成微型圖案。另外，具有上述摩爾比的卡多類黏合劑樹脂在初期固化後沒有黏度問題，並且能應用接觸式曝光。此外，後期固化後得到的膜耐熱性能優越，從而甚至在高達250℃的溫度下也能用於ITO濺射。

將根據本發明的卡多類黏合劑樹脂的分子量表示為特性黏度(ηnh)，其中，該特性黏度(ηnh)為在30℃下測量在100mlN-甲基吡咯烷酮中的0.5g卡多類黏合劑溶液的特性黏度。其特性黏度為0.1dl/g或更高，且優選為0.15dl/g或更高。當特性黏度小於0.1dl/g時，卡多類黏合劑樹脂分子量太小，而不能避免初期固化後的黏度問題。由於這一點，卡多類黏合劑樹脂不能應用接觸式曝光，並且可能成為掩模污染的誘因。

基於100重量%的總組合物，卡多類黏合劑樹脂的使用量可以為1~40重量%，且優選為5~20重量%。在該範圍內， 卡多類黏合劑樹脂充分溶解在顯影劑中，從而促進圖案的形成，並且防止膜在曝光區域的像素處變薄，從而改善在非象素部分處的缺失。

芴肟酯類引發劑(是本發明的特徵)與卡多類黏合劑一起用於增強黑色感光性樹脂組合物的敏感性。光聚合引發劑是用於觸發光聚合性化合物反應的化合物。在本發明中，為了改進圖案和高解析度，由以下化學式1表示的芴肟酯類引發劑用作光聚合引發劑，以使黑色感光性樹脂組合物對光高度敏感。

其中，R₁~R₃各自獨立地是氫、鹵素、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基或3~20個碳原子的環烷基；R₄~R₁₀各自獨立地是氫、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基，3~20個碳原子的環烷基、胺基、硝基、氰基或羥基；並且 p是0或1。

在本文中，術語“鹵素”用於涵蓋氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)或碘(I)。

如本文所用，術語“烷基”是指僅由氫原子和碳原子組成的直鏈或支鏈的烴基，該直鏈或支鏈的烴基沒有不飽和度並且經由單鍵與分子的剩餘部分連接。烷基優選為1~20個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，更優選為1~10個碳原子的直鏈或支鏈的烷基，且最優選為1~6個碳原子的直鏈或支鏈的烷基。這種未取代的烷基的實例包括：甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、異戊基和己基。烷基的至少一個氫原子可被以下基團取代：鹵素原子、羥基、巰基(-SH)、硝基、氰基、取代的或未取代的胺基、脒基、肼或腙、羧基、磺酸、磷酸、1~20個碳原子的烷基、1~20個碳原子的鹵代烷基、1~20個碳原子的烯基、1~20個碳原子的炔基、1~20個碳原子的雜烷基、6~20個碳原子的芳基、6~20個碳原子芳基烷基、6~20個碳原子的雜芳基或者6~20個碳原子的雜芳基烷基。

優選地，本文提及的烷氧基為1~20個碳原子的與氧單鍵鍵合的直鏈或支鏈的烷基。烷氧基更優選為1~10個碳原子的烷氧基，且最優選為1~4個碳原子的烷氧基。烷氧基的實例包括：甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和叔丁氧基。烷氧基可被一個或多個鹵素原子取代，從而得到鹵代烷氧基，諸如氟代烷氧基、氯代烷氧基或溴代烷氧基。鹵代烷氧基包括：氟代甲氧基、氯代甲氧基、三氟代甲氧基、三 氟代乙氧基、氟代乙氧基和氟代丙氧基。烷氧基的一個或多個氫原子可被在烷基中提到的取代基取代。

如本文所用，術語“環烷基”用於涵蓋多環烴和單環烴。環烷基的至少一個氫原子可被在烷基中提到的取代基取代。環烷基可優選含有3~20個碳原子，更優選含有3~10個碳原子，且最優選含有3~8個碳原子。

如本文所用，術語“芳基”用於包括僅由氫原子和碳原子組成的芳族單環體系或芳族多環體系。芳基的至少一個氫原子可被在烷基中提到的取代基取代。在有機分子的背景中，芳基是指芳烴通過從其中消除一個氫原子而衍生得到的任何官能團。如上所述，本發明的芳基可以是單環或多環，是稠合的或是分開的，每個環是4~7元環，優選是5元環或6元環。芳基優選含有6~20個碳原子，更優選含有6~18個碳原子。

在本文中，術語“羥烷基”是指與羥基鍵合的烷基，即，OH-烷基；而術語“羥基烷氧基烷基”是指經由氧原子與烷基鍵合的羥烷基，即，羥基-O-烷基。羥烷基優選含有1~20個碳原子，更優選含有1~10個碳原子，且最優選含有1~6個碳原子。羥基烷氧基烷基優選含有2~40個碳原子，更優選含有2~20個碳原子，且最優選含有2~9個碳原子。

如本文所用，術語“芳基烷基”是指其中至少一個氫原子被芳基取代的烷基。芳基烷基優選具有7~40個碳原子，更優選具有7~28個碳原子，且最優選具有7~24個碳原子。

對於本發明中的應用，芴肟酯類引發劑被表示為化學 式1，其中，p是0或1。當p是0或1時，芴肟酯類引發劑可以分別由以下化學式4或化學式5表示。

其中，R₁₁~R₁₃各自獨立地是氫原子、鹵素原子、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基或3~20個碳原子的環烷基；並且A是氫、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基、3~20個碳原子的環烷基、胺基、硝基、氰基或羥基。

基團R₁₁~R₁₃的具體實例包括，但不限於：氫、溴、氯、碘、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基、茚基、菲基(penanthryl)、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、叔丁氧基、羥甲基、羥乙基、羥基正丙基、羥基正丁基、羥基異丁基、羥基正戊基、羥基異戊基、羥基正己基、羥基異己基、羥基甲氧基甲基、羥基甲氧基乙基、羥基甲氧基丙基、羥基甲氧基丁基、羥基乙氧基甲基、羥基乙氧基 乙基、羥基乙氧基丙基、羥基乙氧基丁基、羥基乙氧基戊基和羥基乙氧基己基。

基團A的具體實例包括，但不限於：氫、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基、茚基、菲基、甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基、羥甲基、羥乙基、羥丙基、羥丁基、羥基甲氧基甲基、羥基甲氧基乙基、羥基甲氧基丙基、羥基甲氧基丁基、羥基乙氧基甲基、羥基乙氧基乙基、羥基乙氧基丙基、羥基乙氧基丁基、胺基、硝基、氰基和羥基。

優選地，R₁₁是氫或正丁基；R₁₂是甲基；R₁₃是甲基、正丁基或苯基；A是氫或硝基。

本發明中有用的代表性芴肟酯類引發劑為以下合物，但不限於此。只要滿足上面定義的條件，則本領域已知的任何化合物都可使用。

[化學式5] 其中，R₁₄~R₂₃各自獨立地是氫原子、鹵素原子、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基或3~20個碳原子的環烷基。

可用於R₁₄~R₂₃的具體實例包括：氫、溴、氯、碘、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、叔丁基、正戊基、異戊基、正己基、異己基、苯基、萘基、聯苯基、三聯苯基、蒽基、茚基、菲基、甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、叔丁氧基、羥甲基、羥乙基、羥基正丙基、羥基正丁基、羥基異丁基、羥基正戊基、羥基異戊基、羥基正己基、羥基異己基、羥基甲氧基甲基、羥基甲氧基乙基、羥基甲氧基丙基、羥基甲氧基丁基、羥基乙氧基甲基、羥基乙氧基乙基、羥基乙氧基丙基、羥基乙氧基丁基、羥基乙氧基戊基和羥基乙氧基己基。

優選地，R₁₄可以是氫、甲基、乙基、丙基或丁基；R₁₅可以是甲基、乙基或丙基；R₁₆可以是甲基、乙基、丙基或丁基；R₁₇~R₂₃可以是氫。

本發明中有用的代表性芴肟酯類引發劑為以下合物，但不限於此。只要滿足上面定義的條件，則本領域已知的 任何化合物都可使用。

基於100重量%的黑色感光性樹脂組合物，光聚合引發劑的使用量可為0.1~12重量%，且優選為0.5~5重量%。當光聚合引發劑的使用量低於下限時，組合物具有較差的敏感性，使得圖案可能在顯影期間分層。另一方面，當使用量大於上限時，光聚合引發劑引起過度的交聯反應，導致膜性能變差，諸如起皺。

在對本發明的效果沒有不利影響的情況下，可使用額外的光聚合引發劑。可用於本發明的額外的光聚合引發劑可優選為選自由苯乙酮化合物、二苯甲酮化合物、三嗪化合物、聯咪唑化合物和噻噸酮化合物組成的組中的至少一種。

苯乙酮化合物的實例包括：二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2- 甲基-1-苯基丙烷-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙烷-1-酮和2-(4-甲基苄基)-2-(二甲胺基)-1-(4-嗎啉基苯基)丁烷-1-酮。

二苯甲酮化合物的實例包括：二苯甲酮、鄰-苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯基硫醚、3,3',4,4'-四(叔丁基過氧羰基)二苯甲酮和2,4,6-三甲基二苯甲酮。

三嗪化合物的實例包括：2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基萘基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(4-二乙胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪和2,4-雙(三氯甲基)-6-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-1,3,5-三嗪。

聯咪唑化合物的實例包括：2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(三烷氧基苯基)聯咪唑、2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑，和在4位、4' 位、5位和5'位具有被烷氧羰基(carboalkoxy)取代的苯基的咪唑化合物。優選的是2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑和2,2-雙(2,6-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-聯咪唑。

噻噸酮化合物的實例包括：2-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮和1-氯-4-丙氧基噻噸酮。

光聚合引發劑可進一步包括用於提高根據本發明的黑色感光性樹脂組合物的敏感性的助劑。所述助劑通過進一步提高黑色感光性樹脂組合物的敏感性，能提高生產率。

作為助劑，可優選使用選自由胺化合物、羧酸化合物和含巰基的有機硫化合物組成的組中的至少一種。

胺化合物的實例包括：脂族胺化合物，諸如，三乙醇胺、甲基二乙醇胺和三異丙醇胺；以及芳族胺化合物，諸如，4-二甲胺基苯甲酸甲酯、4-二甲胺基苯甲酸乙酯、4-二甲胺基苯甲酸異戊酯、4-二甲胺基苯甲酸2-乙基己酯、苯甲酸2-二甲胺基乙酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4'-雙(二甲胺基)二苯甲酮(通常被稱為“米蚩酮”)和4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮，其中，優選芳族胺化合物。

羧酸化合物可以是芳族雜乙酸，其實例包括：苯基硫代乙酸、甲基苯基硫代乙酸、乙基苯基硫代乙酸、甲基乙基苯基硫代乙酸、二甲基苯基硫代乙酸、甲氧基苯基硫代乙酸、二甲氧基苯基硫代乙酸、氯苯基硫代乙酸、二氯苯基硫代乙酸、N-苯基乙酸、苯氧基乙酸、萘基硫代乙酸、N-萘基甘胺酸和萘氧基乙酸。

含巰基的有機硫化合物的實例包括：2-巰基苯並噻唑、1,4-雙(3-巰基丁醯氧基)丁烷、1,3,5-三(3-巰基丁醯乙基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H,3H,5H)-三酮、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丁酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、二季戊四醇六(3-巰基丙酸酯)和四乙二醇雙(3-巰基丙酸酯)。

每1摩爾光聚合引發劑所使用的助劑的量通常為10摩爾或更少，且優選為0.01~5摩爾。如果在該範圍內，預期上述助劑促進聚合效率並提高生產率。

除卡多類黏合劑樹脂和芴肟酯類引發劑之外，根據本發明的黑色感光性樹脂組合物還可包括光聚合性化合物。

對於在強化圖案強度中的應用，本發明中有用的光聚合性化合物可以是單官能團單體、雙官能團單體或多官能團單體，其中優選為雙官能團單體。

對單官能團單體的種類沒有特別的限制。單官能團單體可包括：壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯和N-乙烯吡咯烷酮。

對雙官能團單體的種類沒有特別的限制。例如，可使用1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基)醚或3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯。

在對其種類沒有特別限制的情況下，本發明中有用的 多官能團單體的實例可為：三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(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、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯。

基於100重量%的黑色感光性樹脂組合物，光聚合性化合物的使用量可為1~20重量%，且優選為1~10重量%。例如，如果光聚合性化合物的含量低於下限，則黑色感光性樹脂組合物對光的敏感性差。另一方面，高於光聚合性化合物上限的含量為感光性樹脂層提供了過度的黏性，從而使膜的強度不足，而且圖案可能在顯影時丟失。

本發明中可用的黑色顏料可以是炭黑、有機的黑色顏料、鈦塊，或者可以是紅色顏料、綠色顏料和藍色顏料的混合物。

詳細來講，黑色顏料可用作著色分散劑，該著色分散劑通過混合並研磨碳黑和兩種或更多種著色顏料獲得。可用的炭黑的實例包括：來自禦國色素株式會社(Mikuni Color Ltd.)的CHBK-17；由東海碳素株式會社(Tokai Carbon Ltd.)製造的SEAST 5HIISAF-HS、SEAST KH、SEAST 3HHAF-HS、SEAST NH、SEAST 3M、SEAST 300HAF-LS、SEAST 116HMMAF-HS、SEAST 116MAF、SEAST FMFEF-HS、SEAST SOFEF、SEAST VGPF、SEAST SVHSRF-HS和SEAST SSRF；由三菱化學株式會社(Mitsubishi Chemical Corporation)製造的DIAGRAM BLACK II、DIAGRAM BLACK N339、DIAGRAM BLACK SH、DIAGRAM BLACK H、DIAGRAM LH、DIAGRAM HA、DIAGRAM SF、DIAGRAM N550M、DIAGRAM M、DIAGRAM E、DIAGRAM G、DIAGRAM R、DIAGRAM N760M、DIAGRAM LR、#2700、#2600、#2400、#2350、#2300、#2200、#1000、#980、#900、MCF88、#52、#50、#47、#45、#45L、#25、#CF9、#95、#3030、#3050、MA7、MA77、MA8、MA11、OIL7B、OIL9B、OIL11B、OIL30B和OIL31B；由德固賽日本有限公司(Degussa Japan Co.,Ltd)製造的PRINTEX-U、PRINTEX-V、PRINTEX-140U、PRINTEX-140V、PRINTEX-95、PRINTEX-85、PRINTEX-75、PRINTEX-55、PRINTEX-45、PRINTEX-300、PRINTEX-35、PRINTEX-25、PRINTEX-200、PRINTEX-40、PRINTEX-30、PRINTEX-3、PRINTEX-A、SPECIAL BLACK-550、SPECIAL BLACK-350、SPECIAL BLACK-250、SPECIAL BLACK-100和LAMP BLACK-101；以及由Columbia Carbon製造的RAVEN-1100ULTRA、RAVEN-1080ULTRA、RAVEN-1060ULTRA、RAVEN-1040、RAVEN-1035、RAVEN-1020、RAVEN-1000、RAVEN-890H、RAVEN-890、RAVEN-880ULTRA、RAVEN-860ULTRA、RAVEN-850、RAVEN-820、RAVEN-790ULTRA、RAVEN-780ULTRA、RAVEN-760ULTRA、RAVEN-520、 RAVEN-500、RAVEN-460、RAVEN-450、RAVEN-430ULTRA、RAVEN-420、RAVEN-410、RAVEN-2500ULTRA、RAVEN-2000、RAVEN-1500、RAVEN-1255、RAVEN-1250、RAVEN-1200、RAVEN-1190ULTRA和RAVEN-1170。

可用的與炭黑的混合物形式的著色顏料包括：胭脂紅6B(C.I.12490)、酞菁綠(C.I.74260)、酞菁藍(C.I.74160)、MITSUBISHI炭黑MA100、苝黑(Perylene Black)(BASF K0084.K0086)、花青黑、Linolyellow(C.I.21090)、Linolyellow GRO(C.I.21090)、聯苯胺黃4T-564D、MITSUBISHI炭黑MA-40、維多利亞純藍(Victoria Pure Blue)(C.I.42595)，C.I.顏料紅97、122、149、168、177、180、192、215，C.I.顏料綠7、36，C.I.顏料15：1、15：4、15：6、22、60、64，C.I.顏料83、139，以及C.I.顏料紫23。另外，可以使用白色顏料和螢光顏料。

只要能屏蔽光，則可使用本領域中已知的任何炭黑。代表性炭黑是槽法炭黑、爐法炭黑、熱炭黑和燈黑。

另外，可使用樹脂包覆的碳黑作為黑色顏料。與裸碳黑相比，樹脂包覆的碳黑具有更低的導電率，因此在形成黑矩陣或黑色柱狀間隔物(black column spacer)時可提供更好的電絕緣。

以直徑相同的黑色顏料在其中均勻分散的顏料分散劑的形式使用黑色顏料。例如，使用顏料分散劑，以使相同顏料均勻分散。因此，可得到顏料在其中均勻分散的顏料 分散劑。

對於在本發明中的應用，顏料分散劑可以是陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、聚酯類表面活性劑或聚胺類表面活性劑。這些表面活性劑可單獨使用或組合使用。

此外，可優選使用丙烯酸酯類分散劑，包括：甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲胺基乙酯(DMAEMA)。丙烯酸酯類分散劑可以例如商品名為DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、BYK DISPER-2070或DISPER BYK-2150在市場上購得。這些丙烯酸酯類分散劑可單獨使用或組合使用。

可使用與丙烯酸酯類分散劑的樹脂類型不同的顏料分散劑。本發明中有用的其它樹脂型顏料分散劑是本領域已知的，並且可以是例如：油性分散劑，諸如聚胺甲酸酯、以聚丙烯酸酯為代表的聚羧酸酯、不飽和的聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸的(部分)胺鹽、聚羧酸的銨鹽、聚羧酸的烷基胺鹽、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸鹽、含羥基的聚羧酸酯及其改性產物，或者由含游離羧基的聚酯與聚(低級亞烷基亞胺)或其鹽反應所形成的醯胺；水溶性樹脂或水溶性聚合物化合物，諸如(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯烷酮；聚酯；改性的聚丙烯酸酯；環氧乙烷/環氧丙烷的加合物；和磷酸酯。對於陽離子形式，樹脂型顏料分散劑可在市場上購得，例如：購自BYK Chemie的 商品名DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162,DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182,DISPER BYK-184；購自BASF的商品名EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800；購自Lubirzol的商品名SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10；購自Kawaken Fine Chemicals的商品名HINOACT T-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000；購自Ajinomoto的商品名AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822、AJISPUR PB-823；購自Kyoeisha Chemical的商品名FLORENE DOPA-17HF、FLORENE DOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44。其它類型的顏料分散劑可單獨使用或組合使用，或者以與丙烯酸酯類分散劑的混合物形式使用。

基於100重量%的黑色感光性樹脂組合物，黑色顏料的使用量可為5~20重量%，且優選為5~10重量%。如果黑色顏料以低於下限的含量存在，則上述組合物不能用於黑矩陣。另一方面，與其它成分的含量降低一樣，黑色顏料的超過上限的含量使上述組合物的穩定分散變差，或者使最終黑矩陣的機械性能降低。

溶劑起到溶解本發明的黑色感光性樹脂組合物的其它 成分的作用，如果溶劑通常用於黑色感光性樹脂組合物，則對其來源沒有任何限制。優選的是醚、芳香烴、酮、醇、酯或醯胺。

溶劑的具體實例包括：乙二醇單烷基醚，諸如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚；丙二醇單烷基醚，諸如丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、丙二醇單丙醚、丙二醇單丁醚；二乙二醇二烷基醚，諸如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚；乙二醇烷基醚乙酸酯，諸如甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯；亞烷基二醇烷基醚乙酸酯，諸如丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單丙基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯；芳烴，諸如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯；酮，諸如甲基乙基酮、丙酮、甲基正戊基酮、甲基異丁基酮、環己酮；醇，諸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、甘油；酯，諸如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯；以及環酯，諸如γ-丁內酯。

在考慮到適用性和乾燥性的情況下，優選的是沸點為100~200℃的有機溶劑。例如，丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、環己酮、乳酸乙酯、乳酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯和3-甲氧基丙酸甲酯可單獨使用或組合使用。

溶劑的使用量為形成100重量%黑色感光性樹脂組合物的量，並且通常可為20~85重量%。在此範圍內，溶劑可 以保證上述組合物具有良好的適用性。

另外，根據本發明的黑色感光性樹脂組合物可包括選自由黏合促進劑、表面活性劑、分散劑、抗氧化劑、UV吸收劑、抗熱聚合劑和均化劑組成的組中的至少一種添加劑。

黏合促進劑可以是：選自由甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基二甲氧基矽烷、甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷和甲基丙烯醯氧基丙基二甲氧基矽烷組成的組中的至少一種甲基丙烯醯基矽烷偶聯劑；或者選自由辛基三甲氧基矽烷、十二烷基三甲氧基矽烷和十八烷基三甲氧基矽烷組成的組中的至少一種烷基三甲氧基矽烷。

本發明中有用的表面活性劑的實例包括，但不限於：MCF 350SF、F-475、F-488和F-552(DIC)。

本領域中典型的分散劑和均化劑可用於本發明中。

抗氧化劑的實例是2,2-硫代雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和2,6-二叔丁基苯酚(2,6-g,t-butylphenol)；UV吸收劑的實例是2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯-苯並三唑和烷氧基二苯甲酮；並且，抗熱聚合劑的實例是對苯二酚、對甲氧基苯酚、二叔丁基對甲酚、連苯三酚、叔丁基兒茶酚、苯醌、4,4-硫代雙(3-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,2-亞甲基雙(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和2-巰基咪唑。

本發明的感光性樹脂組合物可進一步包括選自由炭黑分散劑、具有官能度的樹脂黏合劑、單體、放射敏感性化合物以及它們的組合組成的組的第二添加劑。

本發明的另一個方面提供了一種由上述黑色感光性樹脂組合物製備的黑矩陣，以及一種包括該黑矩陣的圖像顯示裝置。

對上述黑色感光性樹脂組合物的製備沒有特別限制，但可以常規方式獲得。

可通過對膜光刻圖案化來引入黑矩陣。在這方面，對光刻法沒有特別限制，並且可利用感光性樹脂組合物可用的任何方法。

例如，圖案化的黑矩陣可以通過以下步驟獲得：a)將黑色感光性組合物塗覆在基板的表面上；b)將溶劑預固化至乾燥(預烘焙)；c)使塗層在光掩模的存在下進行曝光，以在曝光區域對塗層進行選擇性固化；d)用鹼溶性溶液溶解未曝光的區域來形成圖案；並且e)乾燥並後烘焙圖案。

基板可以是玻璃基板或聚合物基板。優選地，玻璃基板可以下物質製成：鈉鈣玻璃、含鋇．鍶的玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、硼矽酸鋇玻璃或石英。聚合物基板可由聚碳酸酯、亞克力(acryl)、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚硫化物或聚碸製成。

可使用塗布裝置以濕式塗布方式進行塗覆步驟，其中塗布裝置諸如為：輥塗機、旋塗機、狹縫旋塗機、狹縫塗布機(模塗機)、噴墨印表機等。

對於預烘焙步驟，使用烘箱或熱板。在預烘焙步驟中， 根據所使用的溶劑適當地選擇加熱溫度和時間。例如，預烘焙可以在80~150℃下進行1~30分鐘。

在預烘焙後，使用光刻機(stepper)進行曝光。在這方面，將光掩模放置在塗層上，以使僅對應於期望圖案的區域進行選擇性曝光。可使用可見光、UV光、X射線和電子束。

在曝光之後，通過鹼性顯影除去未曝光的區域，以形成期望的圖案。適用於鹼性顯影的鹼性顯影劑可以是，例如鹼金屬或鹼土金屬的碳酸鹽溶液。特別是，在顯影機或超聲波清潔器中，在10~50℃，優選在20~40℃下可使用含有1~3重量%的碳酸鹽(諸如碳酸鈉或碳酸鋰)的鹼性水溶液。

為了增強圖案覆蓋轉換層和基板之間的黏合，後烘焙在80~220℃下進行10~120分鐘。與預烘焙相似，後烘焙可利用烘箱或熱板。

在這樣的製程中，將黑矩陣的厚度控制為1微米到數千微米，優選為0.1~100μm，更優選為1~50μm。

根據本發明的安裝有黑矩陣的圖像顯示裝置可包括，但並不限於：液晶顯示器、OLED和柔性顯示器。

以下實施例可提供對本發明更好的理解，提出這些實施例僅用於說明，而不應被解釋為限制本發明。

合成例1：卡多類黏合劑樹脂(A-1)的合成

在500ml四頸燒瓶中，混合231g雙酚芴型環氧樹脂(231環氧當量)、450mg氯化三乙基苄銨、100mg 2,6-二異丁基 酚和72.0g丙烯酸，然後在90~100℃下溶解，同時以25ml/分鐘的速率向其中供應空氣。隨著混合物在該溫度下加熱，該混合物逐漸變成白色混濁溶液。然後，將加熱溫度逐漸升高到120℃以完成溶解。所得到的溶液透明且黏稠。將溶液加熱並且攪拌，直到以每隔一定時間所測定的酸值低於2.0mg KOH/g。花費了8小時達到目標酸值(0.8)。隨後，將溶液冷卻至室溫，以得到呈無色透明固體的雙酚芴型環氧丙烯酸酯。然後，將303g雙酚芴型環氧丙烯酸酯溶解在2kg溶纖劑乙酸酯中，並且緩慢添加38g 1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、73.5g聯苯四羧酸二酐和1g溴化四乙基銨。在溫度緩慢升至110~115℃後，2小時的反應產生樹脂A-1(m/n=5/5)。通過IR光譜鑒定酸酐的反應物。所得到的樹脂A-1具有0.2dl/g(ηnh=0.2)的特性黏度。

合成例2：卡多類黏合劑樹脂(A-2)的合成

將2kg溶纖劑乙酸酯添加到303g在合成例1中得到的雙酚芴型環氧丙烯酸酯，所得的溶液與38g 1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、80.5g二苯甲酮四羧酸二酐和1g溴化四乙基銨混合。在溫度緩慢升至110~115℃後，2小時的反應產生樹脂A-2(m/n=5/5)。通過IR光譜鑑定酸酐的反應物。所得到的樹脂A-2具有0.3dl/g(ηnh=0.3)的特性黏度。

合成例3：丙烯酸酯黏合劑樹脂(A-3)的合成

將200ml丙二醇單甲醚乙酸酯和1.5g偶氮二異丁腈放入500ml聚合容器中，並且以40重量%的量添加摩爾比為20：20：40：20的甲基丙烯酸、甲基丙烯酸縮水甘油酯、甲基 丙烯酸甲酯和丙烯酸二環戊酯的丙烯酸酯類單體混合物。在氮氣氣氛中並且進行攪拌，使反應物在70℃下聚合5小時，以得到丙烯酸酯類聚合物樹脂A-3。通過測量，所得共聚物具有25000的重均分子量和2.0的分散度。

合成例4：光聚合引發劑(C-1)的合成 反應1

將6.31g無水氯化鋁添加到在100ml無水硝基苯中的5.0g 2-硝基芴的溶液中，然後加熱到45℃。在30分鐘內緩慢添加在30ml無水硝基苯中的2.79g乙醯氯的溶液，並且將反應物加熱到65℃並攪拌1小時。然後，使反應混合物冷卻到室溫，添加70ml蒸餾水並攪拌30min，然後過濾產物。將該固體產物分散在50ml乙醚中，在室溫下攪拌30min，過濾並乾燥，以得到呈淺黃色固體的反應物1(1-(9,9-二H-7-硝基芴酮-2-基)-乙酮)。5.08g。

反應2

將0.49g羥胺HCl和0.58g乙酸鈉添加到在30ml乙醇中的1.5g反應物1的分散體中，並且在回流下將所得溶液逐漸加熱2小時。使反應混合物冷卻到室溫，添加20ml蒸餾水，並攪拌30min，以產生沉澱物。將其過濾，用蒸餾水洗滌多次，並乾燥，以得到呈淺灰色固體的反應物2(1-(9,9-H-7-硝基芴酮-2-基)-乙酮肟)。1.38g。

反應3

將0.69g乙酸酐添加到在50mL乙酸乙酯中的1.20g反應物2的分散體中，並且在回流下將所得溶液逐漸加熱3小 時。使反應混合物冷卻至室溫，並且用20ml飽和碳酸氫鈉水溶液和20ml蒸餾水按順序進行洗滌。如此得到的有機層經無水硫酸鎂乾燥，並且通過真空蒸餾除去溶劑。使殘留物在20mL甲醇中重結晶，以得到呈淺黃色固體的引發劑C-1(1-(9,9-H-7-硝基芴酮-2-基)-乙酮肟-O-乙酸酯)。1.22g。

合成例5：光聚合引發劑(C-2)的合成 反應1

在氮氣氣氛下，將200.0g芴、268.8g氫氧化鉀和19.9g碘化鉀溶解在1L無水二甲亞碸中。使溶液維持在15℃，並在2小時內緩慢添加283.3g溴乙烷，隨後在15℃下攪拌1小時。然後，通過攪拌30分鐘將反應混合物與2L蒸餾水混合，並且用2L二氯甲烷進行萃取。所萃取的有機層用2L蒸餾水洗滌兩次，並經無水硫酸鎂進行乾燥。在通過真空除去蒸餾溶劑後，使殘留物在真空中分餾，以得到呈高度黏稠的淺黃色液體的反應物1(9,9-二乙基-9H-芴)。248.6g。

反應2

使在1L二氯甲烷中的100.5g反應物1的溶液冷卻至-5℃，並緩慢添加72.3g氯化鋁。然後，在2小時內緩慢添加在50ml二氯甲烷中的50.1g丙醯氯稀釋液，並小心不要升高反應混合物的溫度，然後在-5℃下攪拌1小時。將反應混合物緩慢傾倒入1L冰水中，並攪拌30min。這樣分離的有機層用500ml蒸餾水洗滌，並在真空中蒸餾。通過矽膠柱色譜法(洗脫劑：乙酸乙酯：正己烷=1：4)對殘留物進行純化，以得到呈淺黃色固體的反應物2(1-(9,9-二乙基-9H-芴 -2-基)-1-丙酮)。75.8g。

反應3

按順序將150ml 4N鹽酸和在1,4-二氧雜環已烷中的24.7g異亞硝酸鹽添加到在900ml四氫呋喃(THF)中的44.5g反應物2的溶液中，隨後在25℃下攪拌6小時。通過攪拌將反應混合物與500ml乙酸乙酯混合30分鐘，並且由此形成的有機層用600mL蒸餾水進行洗滌，並經無水硫酸鎂乾燥。在通過真空蒸餾除去溶劑後，使殘留物在300mL的乙酸乙酯：己烷(1：6)中重結晶，以得到呈淺灰色固體的反應物3(1-(9,9-二乙基-9H-芴-2-基)-1,1-2丙二酮-2-肟)。27.5g。

反應4

使在1L N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中的反應物3的溶液保持在-5℃，添加35.4g三乙胺，並攪拌30min。緩慢添加在75mL N-甲基-2-吡咯烷酮中的27.5g乙醯氯的溶液，並且小心不要升高反應混合物的溫度，然後攪拌30分鐘。向反應混合物中緩慢添加1L蒸餾水並攪拌30分鐘。由此形成的有機層經無水硫酸鎂乾燥。在通過真空蒸餾除去溶劑後，使殘留物在1L乙醇中重結晶並乾燥，以得到呈淺灰色固體的引發劑C-2(1-(9,9-二乙基-9H-芴-2-基)-1,2-丙二酮-2-肟-O-乙酸酯)。93.7g。

實施例1~12和比較例1~5：黑色感光性樹脂組合物的製備

使用下面表1中所示的成分和含量(單位：重量%)製備黑色感光性樹脂組合物。

測試例1：評價 (1)對基板的黏合性

使實施例和比較例的感光性樹脂組合物在玻璃基板上 形成層，並且在熱板上在100℃下乾燥1min以形成膜。使用圖案化的光掩模覆蓋這些膜，然後暴露於發射365nm波長的高壓汞燈，其中圖案化的光掩模的圖案厚度以1μm間隔從1μm變化到20μm。其後，曝光的膜在230℃的對流烘箱中進行後烘焙100分鐘，並且進行PCT(壓力鍋試驗)，以使用正交試驗(PCT條件：2atm，濕度120%，4小時/1週期)來評價玻璃和膜之間的分層。

(2)顯影時的黏合

使實施例和比較例的感光性樹脂組合物在1mm厚的玻璃基板上形成厚度為1μm的層，並且在熱板上在100℃下乾燥1min以形成膜。使用圖案化的光掩模覆蓋這些膜，然後暴露於發射365nm波長的高壓汞燈，其中圖案化的光掩模的圖案厚度以1μm間隔從1μm變化到20μm。其後，在大氣壓下，使用1% KOH水溶液使曝光的膜在30℃下顯影。在掩模尺寸的基礎上，測量剩餘圖案的最小圖案。

從表2中可以看出，實施例1~12的黑色感光性樹脂組合物顯示出在顯影時優異的黏合性，從而顯著減小能夠無損失地形成的最小圖案的尺寸，從而能夠獲得高解析度的彩色濾光片。此外，發現圖案由於它們牢固地黏合到基板而具有高的耐久性。

同時，實施例4、5、9和10的組合物(其中使用了稍過量的鹼溶性黏合劑樹脂和光聚合引發劑)與比較例相比具有較小的最小圖案尺寸和對基板較高的黏合性，但是與其它實施例相比具有較大的最小圖案尺寸。

觀察到比較例1的使用丙烯酸酯類黏合劑樹脂的組合物顯示出對基板的高的黏合性，但在顯影時黏合性降低。

此外，觀察到比較例2和3的組合物(其中使用常規的三嗪類引發劑代替本發明的芴肟酯類引發劑)在顯影時黏合性和對基板的黏合性都降低。

Claims (3)

1. 一種黑色感光性樹脂組合物，包括：鹼溶性黏合劑樹脂、光聚合性化合物、光聚合引發劑、黑色顏料和溶劑，其中，所述鹼溶性黏合劑樹脂包括卡多類黏合劑樹脂，並且所述光聚合引發劑包括由以下化學式5表示的至少一種化合物： 其中，R₁₄~R₂₃各自獨立地是氫原子、鹵素原子、1~20個碳原子的烷基、6~20個碳原子的芳基、1~20個碳原子的烷氧基、7~40個碳原子的芳基烷基、1~20個碳原子的羥烷基、2~40個碳原子的羥基烷氧基烷基或3~20個碳原子的環烷基，且其中該黑色感光性樹脂組合物包括：含量為1~40重量%的鹼溶性黏合劑樹脂、含量為1~20重量%的光聚合性化合物、含量為0.1~12重量%的光聚合引發劑、含量為5~20重量%的黑色顏料和一定含量的溶劑以形成100重量%。
2. 一種黑矩陣，由如請求項1所述的黑色感光性樹脂組合物製備。
3. 一種圖像顯示裝置，包括如請求項2所述的黑矩陣。