CN104423167B - 黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层 - Google Patents

黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层，其中，该黑色光敏树脂组合物包含（A）颜料分散体，颜料分散体包含至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑；（B）粘合剂树脂；（C）可光聚合单体；（D）光聚合引发剂；以及（E）溶剂。

Description

黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层
相关申请的引用
本申请要求于2013年9月2日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请号10-2013-0104963的优先权和权益，将其全部内容以引用方式结合于本文中。
技术领域
本公开内容涉及黑色光敏树脂组合物和使用该黑色光敏树脂组合物的挡光层。
背景技术
黑色光敏树脂组合物是制作彩色滤光片、液晶显示材料、有机发光元件（EL）、显示面板材料等显示元件所必需使用的材料。例如，如彩色液晶显示器等彩色滤光片在如红色、绿色、蓝色等有色层之间的边界上需要挡光层来增强显示对比度或者生色效果。挡光层可主要由黑色光敏树脂组合物形成。
特别地，近年来已尝试制造具有高分辨率但是尺寸迅速减小的液晶显示器。因此，需要制造精细的挡光层，并且精细图案中的形状也变得更加重要。另外，根据遮光板部件的最小化，挡光层和玻璃之间的紧密接触力变得更加重要。
公开了许多涉及黑色光敏树脂组合物的专利。日本专利公开号2002-047423公开了氧化钴作为黑色颜料以实现具有高黑度和绝缘性能的黑色基底（matrix）。另外，日本专利公开号2007-071994使用包含二萘嵌苯类化合物的黑色基底材料。然而，这些材料具有控制圆锥角的问题，并且因此有地形成精细图案薄膜并且使紧密接触力劣化。
发明内容
本发明的一个实施方式提供控制圆锥角并且因此形成精细图案并具有优异的紧密接触力的黑色光敏树脂组合物。
本发明的另一种实施方式提供使用该黑色光敏树脂组合物制造的挡光层。
本发明的一个实施方式提供一种黑色光敏树脂组合物，包含：（A）颜料分散体（pigment dispersion），包含至少两种具有彼此不同的吸油量（oil absorption）的炭黑；（B）粘合剂树脂；（C）可光聚合单体；（D）光聚合引发剂；以及（E）溶剂。
颜料分散体可以包含具有范围为从约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑和具有范围为从约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的另一种炭黑。
以范围为从约1:99至约99:1的重量比包含具有范围为从约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑和具有范围为从约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的另一种炭黑。
以范围为从约20:80至约80:20的重量比包含具有范围为从约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑和具有范围为从约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的另一种炭黑。
炭黑可具有约10nm至约50nm的一次粒径（primary particle diameter）。
粘合剂树脂可包括cardo类粘合剂树脂、丙烯酰基类粘合剂树脂、聚酰亚胺类粘合剂树脂、聚氨酯类粘合剂树脂或它们的组合。
粘合剂树脂可以是cardo类粘合剂树脂，并且cardo类粘合剂树脂可具有1,000g/mol至50,000g/mol的重均分子量。
黑色光敏树脂组合物可包含约1wt%至约50wt%的颜料分散体（A）；约0.5wt%至约20wt%的粘合剂树脂（B）；约1wt%至约20wt%的可光聚合单体（C）；约0.1wt%至约10wt%的光聚合引发剂（D）；以及余量的溶剂（E）。
黑色光敏树脂组合物可以进一步包含选自丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、具有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的偶联剂、流平剂、氟类表面活性剂以及自由基聚合引发剂中的至少一种添加剂。
本发明的另一种实施方式提供使用该黑色光敏树脂组合物制造的挡光层。
本发明的其他实施方式包含在以下具体的描述中。
由于通过控制圆锥角形成精细图案，黑色光敏树脂组合物可以实现具有高分辨率和优异的紧密接触力的挡光层。
附图说明
图1是示出根据实例1的形成的用于测量薄膜图案的圆锥角的图案的照片。
图2是示出根据实施例1的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图3是示出根据实施例2的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图4是示出根据实施例3的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图5是示出根据比较例1的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图6是示出根据比较例2的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图7是示出根据比较例3的薄膜图案的圆锥角的扫描电子显微镜（SEM）照片。
图8是示出根据实例1至3和比较例1至3进行压力容器蒸煮测试（PCT）以评价薄膜的紧密接触力的方法的示意图。
图9是示出根据实例1至3和比较例1至3的薄膜的压力容器蒸煮测试（PCT）结果的曲线图。
具体实施方式
在下文中，详细描述本发明的实施方式。然而，这些实施方式是示例性的，并且本公开内容不限于此。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“烷基”是指C1至C20烷基，术语“烯基”是指C2至C20烯基，术语“环烯基”是指C3至C20环烯基，术语“杂环烯基”是指C3至C20杂环烯基，术语“芳基”是指C6至C20芳基，术语“芳烷基”是指C6至C20芳烷基，术语“亚烷基”是指C1至C20亚烷基，术语“亚芳基”是指C6至C20亚芳基，术语“烷亚芳基”是指C6至C20烷亚芳基，术语“杂亚芳基”是指C3至C20杂亚芳基，并且术语“亚烷氧基”是指C1至C20亚烷氧基。
如本文中所使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“取代的”是指用取代基代替至少一个氢，所述取代基选自：卤素（F、Cl、Br、I）、羟基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亚氨基、叠氮基、脒基、肼基、亚肼基（亚联氨基，hydrazono group）、羰基、氨甲酰基、巯基、酯基、醚基、羧基或其盐、磺酸基或其盐、磷酸或其盐、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C20芳基、C3至C20环烷基、C3至C20环烯基、C3至C20环炔基、C2至C20杂环烷基、C2至C20杂环烯基、C2至C20杂环炔基、C3至C30杂芳基、或它们的组合。
如本文中所使用的，当没有另外提供具体定义时，术语“杂”指在环状基团中包含选自N、O、S和P的至少一个杂原子。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时，“(甲基)丙烯酸酯”是指“丙烯酸酯”和“甲基丙烯酸酯”，并且“(甲基)丙烯酸”是指“丙烯酸”和“甲基丙烯酸”。
如在本文中使用的，当没有另外提供具体定义时,“组合”是指混合或共聚。
根据一个实施方式的黑色光敏树脂组合物包含：（A）颜料分散体，包含至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑；（B）粘合剂树脂；（C）可光聚合单体；（D）光聚合引发剂以及（E）溶剂。
通过混合至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑制备颜料分散体，并且因此，可控制圆锥角。因此，通过设计具有期望形状和尺寸的精细图案可以获得具有高紧密接触力的挡光层。
在下文中，具体地说明每个组分。
（A）颜料分散体
颜料分散体包含至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑。
“吸油量”表示被加到炭黑里的并且产生具有预定的流动性的料团（dough）所需的油量。一般而言，以基于100g的颜料的ml数标记油量。
在混合至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑以制备颜料时，可以形成精细图案并且此外，可以通过调节圆锥角来设计以具有期望的形状和尺寸，从而获得具有优异的紧密接触力的挡光层。
炭黑可用作颜料，将颜料与分散剂、溶剂等混合以制备颜料分散体，并且颜料分散体被包含在黑色光敏树脂组合物中。具体地，可以通过使炭黑、分散剂以及溶剂混合获得颜料分散。
通常根据一次粒径和结构对炭黑分类，并且具体地，根据一次粒径对炭黑分类是根据一次粒径的尺寸进行的，而根据结构对炭黑分类是根据炭黑的结构差异进行的并且与炭黑的二次粒径相关。在本文中，炭黑的‘一次粒径’表示通过使用透射电子显微镜（TEM）、X-射线衍射装置（XRD）等测量的炭黑颗粒的直径，并且炭黑的‘二次粒径’表示一次颗粒在多方向上像链一样连接时形成的二次颗粒的尺寸并且通过吸油量表现。
换言之，具有小的二次粒径的炭黑具有低吸油量，而具有大的二次粒径的炭黑具有高吸油量。因此，根据结构对炭黑分类与根据吸油量对炭黑分类是相同的，并且因此，炭黑可具有相同的一次粒径但具有不同的二次粒径和不同的吸油量。
具有彼此不同的吸油量的至少两种炭黑可以具有，例如，范围为从约20ml/100g至约40ml/100g以及从约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量。
具有约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑可具有小的一次粒径和二次粒径，而具有约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的炭黑可具有小的一次粒径但具有大的二次粒径。
具有约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑具有小的一次粒径和二次粒径，并且因此，示出优异的图案线性度。另一方面，具有约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的炭黑具有小的一次粒径但是大的二次粒径并且示出优异的紧密接触力。因此，在混合具有不同的吸油量的至少两种炭黑时，可以将精细图案的光学密度保持在预定水平，并且可控制精细图案的圆锥角，因此，可改善紧密接触力。
具体地，精细图案可具有在约40°至约80°的范围内的圆锥角。当圆锥角被控制在该范围内时，可获得具有优异的图案线性度和改善的紧密接触力的挡光层。
当圆锥角小于约40°时，图案可具有薄的边缘并且泄漏光，而在圆锥角大于约80°时，在上述过程中生成大的pH差值并且可以劣化液体结晶裕度（liquid crystal margin）。
可以以约1:99至约99:1的重量比混合具有约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑和具有约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的另一种炭黑，并且被包含在黑色光敏树脂组合物中。当在该重量比范围内混合炭黑时，可以形成精细图案，并且可以容易地获得具有优异的紧密接触力的挡光层。
例如，可以以约20:80至约80:20的重量比混合具有约20ml/100g至约40ml/100g的吸油量的炭黑和具有约60ml/100g至约80ml/100g的吸油量的另一种炭黑。
炭黑可具有约10nm至约50nm的一次粒径。例如，炭黑可具有约20nm至约40nm的一次粒径。当炭黑具有在该范围内的一次粒径时，炭黑在颜料分散方面可具有优异的稳定性。
没有特别限制炭黑，而是可以包括，例如，石墨化的碳、炉黑、乙炔黑、科琴黑等。
分散剂可帮助炭黑均匀分散在溶剂中。
分散剂的实例可以是非离子化合物、阴离子化合物、阳离子化合物或它们的组合。具体的实例可包括聚亚烷基二醇和其酯类、聚氧化烯、多元醇酯环醚加成产物（polyhydricalcohol ester alkyleneoxide addition product）、乙二醇亚烷基氧化物加成产物（alcoholalkyleneoxide addition product）、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺环醚加成物（alkylamide alkyleneoxide addition product）、烷基胺等。
商业可获得的分散剂的实例可以包括由BYK CO.,LTD.生产的DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-182、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001等；由EFKA ChemicalsCO.生产的EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA-48、EFKA-49、EFKA-100、EFKA-400、EFKA-450等；由Zeneka CO.生产的Solsperse5000、Solsperse12000、Solsperse13240、Solsperse13940、Solsperse17000、Solsperse20000、Solsperse24000GR、Solsperse27000、Solsperse28000等；或由Ajinomoto INC生产的PB711、PB821等。
基于黑色光敏树脂组合物的总重量可以以约0.1wt%至约5wt%的量包含分散剂。当在该范围内包含分散剂时，黑色光敏树脂组合物具有优异的分散特性，并且因此可以形成具有优异的稳定性、可显影性以及图案形成能力的挡光层。
溶剂与上文描述的溶剂（E）相同。
基于黑色光敏树脂组合物的总重量，可以以约1wt%至约50wt%、并且具体地、约10wt%至约40wt%的量包含颜料分散体。当在该范围内包含着色剂时，可以获得具有优异的绝缘性、保持预定光学密度并且具有优异的紧密接触力的挡光层。
（B）粘合剂树脂
粘合剂树脂可以是cardo类粘合剂树脂、丙烯酰基类粘合剂树脂、聚酰亚胺类粘合剂树脂、聚氨酯类粘合剂树脂以及它们的组合。
粘合剂树脂可以具有约1,000g/mol至约150,000g/mol的重均分子量。
在一个实施方式中，优选地，粘合剂树脂可以是cardo类粘合剂树脂或者cardo类粘合剂树脂和丙烯酰基类粘合剂树脂的混合物。粘合剂树脂可以改善黑色光敏树脂组合物的耐热性和耐化学性。
cardo类粘合剂树脂可以具有约1,000g/mol至约50,000g/mol、并且具体地约3,000g/mol至约35,000g/mol的重均分子量。当cardo类粘合剂树脂具有在上述范围内的重均分子量时，在制造挡光层期间可以改善图案形成能力和可显影性。
cardo类粘合剂树脂可以是包含由以下化学式1表示的重复单元的化合物。
[化学式1]
在以上化学式1中，
R24至R27独立地是氢原子、卤素原子，或取代的或未取代的C1至C20烷基，
R28和R29独立地是氢原子或CH2ORa（Ra是乙烯基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基），
R30是氢原子、取代的或未取代的C1至C20烷基、取代的或未取代的C2至C20烯基、丙烯酰基或甲基丙烯酰基，
Z1是单键、O、CO、SO2、CRbRc、SiRdRe（其中，Rb至Re相同或不同，且为氢、或取代或未取代的C1至C20烷基）或选自由以下化学式2至12表示的接头中的一个，并且
Z2是酸酐残基或酸二酐残基。
[化学式2]
[化学式3]
[化学式4]
[化学式5]
[化学式6]
在上面的化学式6中，
Rf是氢原子、乙基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH=CH2、或苯基。
[化学式7]
[化学式8]
[化学式9]
[化学式10]
[化学式11]
[化学式12]
可以通过使由以下化学式13所代表的化合物与四羧酸二酐反应获得cardo类粘合剂树脂。
[化学式13]
四羧酸二酐可以是芳香类四羧酸二酐。芳香类四羧酸二酐的实例可以是均苯四甲羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯基四羧酸二酐、2,3,3',4-联苯基四羧酸二酐、2,2',3,3'-联苯基四羧酸二酐、3,3',4,4'-苯甲酮四羧酸二酐、3,3',4,4'-联苯基醚四羧酸二酐、3,3',4,4'-二苯基砜四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、1,2,5,6-萘四羧酸二酐、2,3,6,7-萘四羧酸二酐、1,4,5,8-萘四羧酸二酐、2,3,5,6-吡啶四羧酸二酐、3,4,9,10-二萘嵌苯四羧酸二酐、2,2-双(3,4-二羧基苯基)六氟丙烷二酐等，但不限于此。
丙烯酰基类粘合剂树脂是第一乙烯类不饱和单体和与第一乙烯类不饱和单体可共聚的第二乙烯类不饱和单体的共聚物，并且是包含至少一个丙烯酰基类重复单元的树脂。
第一乙烯类不饱和单体是包括至少一个羧基的乙烯类不饱和单体。单体的实例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、富马酸或它们的组合。
基于丙烯酰基类粘合剂树脂的总量，可以以范围为从约5wt%至约50wt%、具体地以从约10wt%至约40wt%的量包含第一乙烯类不饱和单体。
第二乙烯类不饱和单体可以包括芳香族乙烯基化合物如苯乙烯，α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、乙烯基苄基甲基醚（vinylbenzylmethylether）等；不饱和羧酸酯化合物如(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2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丁酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯酯等的；不饱和羧酸氨基烷基酯化合物如基(甲基)丙烯酸2-氨基乙酯、(甲基)丙烯酸2-二甲基氨基乙酯等；羧酸乙烯基酯化合物如乙酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等的；不饱和羧酸缩水甘油基酯化合物如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯等；乙烯基氰化合物如(甲基)丙烯腈等的；不饱和酰胺化合物如(甲基)丙烯酰胺等。它们可以单独地或以两种或更多种的混合物使用。
丙烯酰基类粘合剂树脂的实例可以包括甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸2-羟基乙酯共聚物等，但不限于此。它们可以单独地或以两种或更多种的混合物使用。
丙烯酰基类粘合剂树脂可以具有范围为从约3,000g/mol至约150,000g/mol、具体地约5,000g/mol至约50,000g/mol、并且更具体地约20,000g/mol至30,000g/mol的重均分子量。当丙烯酰基类粘合剂树脂具有在该范围内的重均分子量时，当将黑色光敏树脂组合物应用于挡光层时，黑色光敏树脂组合物具有良好的物理和化学特性、适当的粘度、以及与基板紧密接触的特性。
丙烯酰基类树脂可以具有范围为从约15mgKOH/g至约60mgKOH/g，并且具体地约20mgKOH/g至约50mgKOH/g的酸值。当丙烯酰基类粘合剂树脂具有在该范围内的酸值时，可以实现优异的像素分辨率。
当将cardo类粘合剂树脂与丙烯酰基类粘合剂树脂混合时，基于100wt%的粘合剂树脂，可以以从大于0wt%并且小于或等于约20wt%的量包含丙烯酰基类粘合剂树脂。当在该范围内包含丙烯酰基类粘合剂树脂时，改善可显影性，而当在该范围外使用丙烯酰基类粘合剂树脂时，可以劣化加工裕度（process margin）。
基于黑色光敏树脂组合物的总量，可以以约0.5wt%至约20wt%，并且具体地约1wt%至约10wt%的量包含粘合剂树脂。当在上述范围内包含粘合剂树脂时，在挡光层的制造期间，由于适当的粘度，可以改善图案形成能力、可加工性以及可显影性粘度。
（C）可光聚合单体
可光聚合单体可以是光敏树脂组合物中通常使用的单体或低聚物。其可以是包含至少一个乙烯类不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能或多官能酯。
可光聚合单体的实例可包括二丙烯乙二醇酸、二甲基丙烯酸乙二醇酯、二丙烯二甘醇酸、二丙烯三甘醇酸、二甲基丙烯酸三甘醇酯、二丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、三丙烯酸季戊四醇酯、四丙烯酸季戊四醇酯、五丙烯酸二季戊四醇酯、六丙烯酸二季戊四醇酯、环氧丙烯酸双酚A酯、乙二醇单甲醚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（三丙烯酸丙烷三甲醇酯）、三丙烯酰氧乙基磷酸酯等。
可光聚合单体的商业可获得的实例如下。单官能的(甲基)丙烯酸酯可以包括Aronix（TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,Ltd.）、KAYARAD（NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.）、（OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.,LTD.）等。双官能的(甲基)丙烯酸酯的实例可以包括Aronix (TOAGOSEI CHEMICAL INDUSTRY CO.,LTD.)、KAYARAD(NIPPON KAYAKU CO.,Ltd.)、(OSAKA ORGANIC CHEMICAL IND.,LTD.)等。三官能的（甲基)丙烯酸酯的实例可以包括Aronix (TOAGOSEI CHEMICALINDUSTRY Co.,Ltd.)、KAYARAD (NIPPON KAYAKU Co.,Ltd.)、(Osaka Yuki KayakuKogyo CO.LTD.)等。可以单独地或以两种或多种的混合物使用这些共聚物。
基于光敏树脂组合物的总量，可以以范围为从约1wt%至约20wt%、并且具体地约1wt%至约15wt%的量包含可光聚合单体。当在该范围内包含可光聚合单体时，可以改善与粘合剂树脂的相容性并且可以改善在挡光层的制造期间的图案形成能力和在氧气下的灵敏性，并且可以获得具有光滑表面的薄膜。
（D）光聚合引发剂
光聚合引发剂可以是光敏树脂组合物中通常使用的光聚合引发剂，例如苯乙酮类化合物、二苯甲酮类化合物、噻吨酮类化合物、苯偶姻类化合物、三嗪类化合物、肟类化合物等。
苯乙酮类化合物包括2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯代苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。
二苯甲酮类化合物包括二苯甲酮、苯甲酸苯甲酰酯、苯甲酰基苯甲酸甲酯（benzoyl methyl benzoate）、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮（acrylated benzophenone）、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
噻吨酮类化合物包括噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。
苯偶姻类化合物包括苯偶姻、苯偶姻甲醚、苯偶姻***、苯偶姻异丙醚、苯偶姻异丁醚、苯甲基二甲基缩酮等。
三嗪类化合物包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(1-萘氧基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(胡椒基)-s-三嗪、2,4-双(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪等。
肟类化合物可以包括O-酰基肟类（O-acyloxime-based）化合物、2-(O-苯甲酰肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙酰肟)-1-[9-乙烷基-6-(2-甲基苯甲酰基）-9H-咔唑-3-基]乙酮，O-乙氧羰基-α-氧基氨基-1-苯基丙烷-1-酮、等。O-酰基肟类化合物的具体实例可包括1,2-辛二酮、2-二甲基氨基-2-(4-甲基苄基)-1-(4-吗啉-4-基-苯基)-丁-1-酮，1-(4-苯硫基苯基)-丁-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯以及1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯等。
光聚合引发剂可以进一步包括咔唑类化合物、二酮类化合物、锍硼酸盐类化合物、重氮类化合物、二咪唑类化合物等。
由于光聚合引发剂吸收光并且被激发然后传送能量，因此其可以与引发化学反应的光敏剂一起使用。
基于黑色光敏树脂组合物的总量，可以以约0.1wt%至约10wt%，并且具体地以约0.5wt%至约3wt%的量包含光聚合引发剂。当在该范围内包含光聚合引发剂时，可以改善自由基灵敏性，由显影导致的图案的表面劣化可以被最小化，并且可以防止由于非反应引发剂产生的烟。
（E）溶剂
溶剂具有与颜料分散体、粘合剂树脂、可光聚合单体以及光聚合引发剂的相容性，但是不与它们起反应。
溶剂的实例可包括醇类如甲醇、乙醇等；醚类如二氯乙基醚、正丁基醚、二异戊基醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等；二醇醚类，如乙二醇甲醚、乙二醇***、丙二醇甲醚等；溶纤剂乙酸酯类如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙基溶纤剂乙酸酯等；卡必醇类如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；芳香烃如甲苯、二甲苯等；酮类如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、甲基-正戊基酮、2-庚酮等；饱和的脂肪族单羧酸烷基酯如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁基酯等；乳酸烷基酯类如乳酸甲基酯、乳酸乙基酯等；羟乙酸烷基酯类如羟乙酸甲基酯、羟乙酸乙基酯、羟乙酸丁基酯等；乙酸烷氧基烷基酯类如乙酸甲氧基甲基酯、乙酸甲氧基乙基酯、乙酸甲氧基丁基酯、乙酸乙氧基甲基酯、乙酸乙氧基乙基酯等；3-羟基丙酸烷基酯类如3-羟基丙酸甲基酯、3-羟基丙酸乙基酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯类如3-甲氧基丙酸甲基酯、3-甲氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸乙基酯、3-乙氧基丙酸甲基酯等；2-羟基丙酸烷基酯如2-羟基丙酸甲基酯、2-羟基丙酸乙基酯、2-羟基丙酸丙基酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯如2-甲氧基丙酸甲基酯、2-甲氧基丙酸乙基酯、2-乙氧基丙酸乙基酯、2-乙氧基丙酸甲基酯等；2-羟基-2-甲基丙酸烷基酯类如2-羟基-2-甲基丙酸甲基酯、2-羟-2-甲基丙酸乙基酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基酯类如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲基酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙基酯等；酯类如丙酸2-羟乙基酯、丙酸2-羟基-2-甲基乙基酯、乙酸羟乙基酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯等；或酮酸酯如丙酮酸乙基酯等。此外，也可以使用下面的溶剂：N-甲基甲酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄基酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙烯酯、碳酸丙烯酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。可以单独或作为两种或多种的混合物使用这些溶剂。
考虑到混溶性和反应性，优选二醇醚类如乙二醇单***等；乙二醇烷基醚乙酸酯类如乙基溶纤剂乙酸酯等；酯类如丙酸2-羟基乙酯等；二乙二醇类如二乙二醇单甲醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯类如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
将溶剂用作余量，并且具体地是基于黑色光敏树脂组合物的总量的40wt%至70wt%。当在该范围内包含溶剂时，黑色光敏树脂组合物可以具有适当的粘度，从而产生挡光层的涂层特性的改善。
（F）其他添加剂
黑色光敏树脂组合物可以进一步包括其他添加剂如丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；具有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的硅烷类偶联剂；流平剂；氟类表面活性剂；自由基聚合引发剂等，以防止在涂覆期间的染色或污点、实现流平性、并由阻断于未显影产生的残余物。
硅烷类偶联剂的实例可包括三甲氧基甲硅烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸根丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷等。可以单独或以两种或多种的混合物使用这些分散剂。
氟类表面活性剂的实例可以包括商业产品，如和(BMChemie Inc.)；MEGAFACE F和DainipponInkKagaku Kogyo Co.,Ltd..)；FULORADFULORADFULORAD和FULORAD（Sumitomo3M CO.,LTD.）；SURFLONSURFLONSURFLONSURFLON和SURFLON（Asahi Glass CO.,LTD.）；以及和等（ToraySilicone Co.,Ltd.）。
可以根据需要的性能调整添加剂。
根据本发明的另一种实施方式，提供了使用该黑色光敏树脂组合物制造的挡光层。可以按以下步骤制造挡光层。
（1）施用和薄膜形成
使用旋涂或狭缝涂布法、辊涂法、丝网印刷法、涂布器法等将上述黑色光敏树脂组合物涂覆在基板（其经受预定的预处理）上至具有期望的厚度，例如，范围为从约0.9μm至约4.0μm的厚度。然后在范围为约70℃至约90℃的温度下加热涂覆的基板持续约1分钟至约10分钟以除去溶剂。
（2）曝光
放置具有预定形状的掩模后，通过约200nm至约500nm的活性射线辐照得到的薄膜以形成期望的图案。
通过使用光源如具有低压、高压或超高压的汞灯、金属卤化物灯、氩气激光器等进行辐照。根据情况，也可以使用X射线、电子束等。
当使用高压汞灯时，曝光处理使用，例如约500mJ/cm2以下的光剂量（用365nm传感器）。然而，可以根据黑色光敏树脂组合物的每一种组分的种类、其组合比以及干膜厚度改变光剂量。
（3）显影
曝光处理之后，使用碱性水溶液通过溶解并除去除曝光部分之外的无用部分来使曝光的膜显影从而形成图像。
（4）后处理
为了实现在耐热性、耐光性、紧密接触特性、抗裂性、耐化学性、高强度、存储稳定性等方面的优异质量，可以再次加热或通过活性射线等辐照已显影的图像从而用于使其固化。
因此，上述黑色光敏树脂组合物可提供具有改善的高紧密接触力的图案和挡光层需要的线性度。
在下文中，将参考实施例对本发明进行更详细的说明。然而，在任何情况下都不能将这些实施例判断为限制本发明的范围。
（制备黑色光敏树脂组合物）
通过使组分与在下文表1中提供的组合物混合并且搅动混合物持续6小时制备了根据实例1至3以及比较例1至3的每个黑色光敏树脂组合物。
（A）颜料分散体
（A-1）使用包含两种炭黑的颜料分散体（以75:25的重量比混合具有30nm的一次粒径和35ml/100g的吸油量的炭黑和具有28nm的一次粒径和60ml/100g的吸油量的另一种炭黑）。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（A-2）使用包含两种炭黑的颜料分散体（以50:50的重量比混合具有30nm的一次粒径和35ml/100g的吸油量的炭黑和具有28nm的一次粒径和60ml/100g的吸油量的另一种炭黑）。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（A-3）使用包含两种炭黑的颜料分散体（以25:75的重量比混合具有30nm的一次粒径和35ml/100g的吸油量的炭黑和具有28nm的一次粒径和60ml/100g的吸油量的另一种炭黑）。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（A-4）使用包含炭黑（30nm的一次粒径和35ml/100g的吸油量）的颜料分散体。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（A-5）使用包含炭黑（30nm的一次粒径和50ml/100g的吸油量）的颜料分散体。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（A-6）使用包含炭黑（28nm的一次粒径和60ml/100g的吸油量）的颜料分散体。在此，颜料分散体包含20wt%的炭黑。
（B）粘合剂树脂
使用双酚芴氧丙烯酸酯酸加成物。
（C）可光聚合单体
使用六丙烯酸二苯基季戊四醇酯。
（D）光聚合引发剂
（D-1）使用IRGACUREOXE01（Ciba Specialty Chemicals Co.）。
（D-2）使用IRGACUREOXE02（Ciba Specialty Chemicals Co.）。
（E）溶剂
（E-1）使用丙二醇甲醚乙酸酯。
（E-2）使用二乙二醇甲***。
（F）其他添加剂
使用DIC Co.,Ltd.生产的F554（C6型）。
[表1]
（单位：重量份）
评价1：图案的圆锥角的测量
在玻璃基板上分别旋涂根据实施例1至实施例3和比较例1至比较例3的黑色光敏树脂组合物至约1.3μm厚，并且在约100℃下预烘焙约90秒。随后，在室温下冷却涂覆后的基板60秒，然后，通过使用高压汞灯、通过辐射40mJ/cm2的紫外线（UV）来曝光以引导光固化反应。以喷射法在0.043%KOH的水溶液中在室温下显影曝光后的基板，然后，用纯水溶剂洗涤60秒。随后，在室温下干燥洗涤后的基板并且在对流加热炉中在230℃下后烘焙30分钟，获得图案。通过使用扫描电子显微镜（VEGA3SB，TESCANKOREA Co.Ltd.）从获得的图案拍摄10μm的图案侧面照片以测量圆锥角，并且在图2至图7及下列表2中提供照片和结果。
[表2]
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
圆锥角(°) 46.3 65.5 78.9 34.5 81.1 82.4
参考表2以及图2至图7，与使用包含单种炭黑的颜料分散体的比较例1至3相比，使用根据一个实施方式的包含两种具有不同的吸油量的炭黑的颜料分散体的实施例1至实施例3显示出控制在40°至80°之间的圆锥角。另外，参考图2至图7，实施例1至实施例3显示出与比较例2和3相比的优异的图案线性度和与比较例1相比的优异的图案分辩率。
评价2：紧密接触力的测量
在玻璃基板上分别旋涂根据实施例1至实施例3和比较例1至比较例3的黑色光敏树脂组合物至约1.3μm厚，并且在约100℃下预烘焙约90秒。在室温下冷却涂覆后的基板60秒，并且通过使用高压汞灯、通过辐射40mJ/cm2的紫外线（UV）来曝光而不使用掩模。用纯水溶剂洗涤曝光后的基板60秒而无需显影处理，在室温下干燥，并且在对流加热炉中在230℃下后烘焙30分钟。随后，如图8所示，将粘附有密封剂的螺柱销（stud pin）放在黑色感光树脂层上，然后，在150℃下热处理30分钟并且固定在那里，当通过在图8中的箭头方向施加力使销从树脂层分离时使用紧密接触力测量装置（JS Engineering）来测量力，并且在以下表3和图9在提供结果。
[表3]
紧密接触力(N) 实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2 比较例3
最大值 278.0 259.3 255.0 240.6 235.0 304.0
最小值 238.0 215.6 205.0 194.2 180.0 243.2
平均值 255.9 240.6 231.6 221.3 211.4 271.3
参考表3和图9，与使用单种炭黑的比较例1和2相比，使用根据一个实施方式的包含两种具有不同的吸油量的炭黑的颜料分散体的实施例1至3显示出优异的紧密接触力。比较例3显示出过于高的紧密接触力和劣化的熔融特性。
虽然已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式描述了本发明，应当理解，本发明并不限于所公开的实施方式，而是相反，旨在涵盖包括在随附权利要求书的精神和范围内的各种更改和等同安排。因此，应当将前述实施方式理解为是示例性的而不以任何方式限制本发明。

Claims (9)

1.一种黑色光敏树脂组合物，包含
(A)颜料分散体，包含至少两种具有彼此不同的吸油量的炭黑；
(B)粘合剂树脂；
(C)可光聚合单体；
(D)光聚合引发剂；以及
(E)溶剂，
其中，所述颜料分散体包含具有范围为从20ml/100g至35ml/100g的吸油量的炭黑和具有范围为从60ml/100g至80ml/100g的吸油量的另一种炭黑。
2.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，以1:99至99:1的重量比包含具有范围为从20ml/100g至35ml/100g的吸油量的所述炭黑和具有范围为从60ml/100g至80ml/100g的吸油量的所述炭黑。
3.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，以20:80至80:20的重量比包含具有范围为从20ml/100g至35ml/100g的吸油量的所述炭黑和具有范围为从60ml/100g至80ml/100g吸油量的所述炭黑。
4.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，所述炭黑具有10nm至50nm的一次粒径。
5.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，所述粘合剂树脂包括cardo类粘合剂树脂、丙烯酰基类粘合剂树脂、聚酰亚胺类粘合剂树脂、聚氨酯类粘合剂树脂或它们的组合。
6.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，所述粘合剂树脂包括cardo类粘合剂树脂，并且
所述cardo类粘合剂树脂具有1,000g/mol至50,000g/mol的重均分子量。
7.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，所述黑色光敏树脂组合物包含
1wt％至50wt％的所述颜料分散体(A)；
0.5wt％至20wt％的所述粘合剂树脂(B)；
1wt％至20wt％的所述可光聚合单体(C)；
0.1wt％至10wt％的所述光聚合引发剂(D)；以及
余量的所述溶剂(E)。
8.根据权利要求1所述的黑色光敏树脂组合物，其中，所述黑色光敏树脂组合物进一步包含选自丙二酸；3-氨基-1,2-丙二醇；具有乙烯基或(甲基)丙烯酰氧基的偶联剂；流平剂；氟类表面活性剂以及自由基聚合引发剂中的至少一种添加剂。
9.一种使用根据权利要求1至8中任一项所述的黑色光敏树脂组合物制造的挡光层。
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