TWI708995B - 具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物、遮光膜、液晶顯示裝置、具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物的製造方法、遮光膜之製造方法、及液晶顯示裝置之製造方法 - Google Patents
具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物、遮光膜、液晶顯示裝置、具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物的製造方法、遮光膜之製造方法、及液晶顯示裝置之製造方法 Download PDFInfo
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Abstract
本發明提供一種感光性樹脂組成物，其係在維持遮光性與絕緣性的同時，具有優異的彈性率、變形量、彈性恢復率等間隔件特性，可獲得微細且良好的間隔件形狀。
本發明係關於一種具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物。
本發明之感光性樹脂組成物係包含下述者作為必須成分：(A)針對由雙酚類衍生之具有2個環氧丙基醚基之環
氧化合物與含有不飽和基之單羧酸的反應物，使其與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂；(B)至少1個具有乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體；(C)光聚合起始劑；(D)選自由黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料所成群組中之1種以上的遮光成分；以及(E)溶劑。
Description
本發明係關於具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物、及使其硬化後之具有間隔件功能之遮光膜，詳細而言，係關於感光性樹脂組成物及其硬化膜，其係可藉由光刻法形成在液晶顯示裝置中兼具間隔件功能及黑色矩陣(black matrix)功能之黑色柱狀間隔件。本發明係進一步關於使用有上述硬化所得之黑色柱狀間隔件的液晶顯示裝置。本發明係進一步關於上述感光性樹脂組成物、遮光膜及液晶顯示裝置之製造方法。
最近數年來，在液晶電視、液晶螢幕、彩色液晶行動電話等所有領域中使用彩色液晶顯示裝置(LCD)。其中，為了LCD的高性能化，以提升視野角、對比、應答速度等特性為目標之改善正積極地進行，現在大多數使用之薄膜電晶體(TFT)-LCD亦開發出各式各樣的面板結構。針對TFT-LCD主要採用向來之分別製造形成有TFT之陣列基板與彩色濾光片基板，並將兩基板藉由間隔件以保持一定間隔之狀態下進行貼合的方法，然而亦正開發以低成本化、產率比提升為目標之LCD製造程序。例如，開發有在陣列基板之TFT上直接形成彩色濾光片並與作為對向基板之玻璃基板進行貼合之製造程序。如此形成之結構，稱為在TFT上之彩色濾光片(Color filter on TFT，COT)等。在該COT中，亦探討有將黑色矩陣(該黑色矩陣係成為在TFT上形成之彩色濾光片層的紅(R)、綠(G)、藍(B)等各像素之邊界)在RGB形成前形成之方法、在RGB像素形成後形成之方法、或者是在對向之玻璃基板上形成之方法等，各式各樣的LCD面板結構。
針對具有達成使屬於影響LCD性能之其中1個因子之液晶層的厚度(若為先前方法，係陣列基板與彩色濾光片基板之間隔)保持一定的功能之間隔件，向來採取夾著具有一定粒徑之球狀間隔件之方法。然而，在此方法中，存在有由於球狀間隔件之分散狀態不均勻而使每個像素之光的穿透量不為一定之問題。針對此問題，採用藉由
光刻法形成柱狀間隔件之方法。然而，以光刻法形成之柱狀間隔件大多為透明，在如此之柱狀間隔件中，存在有由斜方向入射之光影響TFT之電特性並使顯示品質劣化之問題。針對如此之問題，提案有一種應用遮光性柱狀間隔件之LCD面板結構，其係藉由光刻法形成之具有間隔件功能之遮光膜(專利文獻1)。在COT中，亦探討有將柱狀間隔件以與黑色矩陣相同之材料形成之形成所謂黑色柱狀間隔件(BCS)的方法(例如，專利文獻2)。
該遮光性柱狀間隔件，為了發揮作為間隔件之功能，膜厚必須為2至7μm左右。又，形成有TFT之處與其他處高度不同之遮光性柱狀間隔件必須可同時形成。又，對於遮光性柱狀間隔件，亦要求作為間隔件功能之彈性率、變形量、彈性恢復率等在適當的範圍(專利文獻3)。進一步，對於遮光性柱狀間隔件，亦要求改善起因於在間隔件中添加遮光性成分(著色劑)所造成之硬化性成分的減少、及起因於著色劑中的不純物等的影響所造成之電特性的損失等(專利文獻4)。
專利文獻1：日本特開平08-234212號公報
專利文獻2：美國專利申請公開第2009/0303407號說明書
專利文獻3：日本特開2009-031778號公報
專利文獻4：國際公開2013/062011號
在專利文獻4中，雖使用混色有機顏料，然而未揭示遮光性柱狀間隔件之光學濃度。相較於碳黑等無機顏料，混色有機顏料有效地低介電常數化，然而遮光性大多亦較低。又，由於間隔件必須同時形成高度不同之間隔件，故對於遮光性柱狀間隔件，亦進一步要求彈性率、變形量、彈性恢復率等機械特性。由於如此間隔件之形狀及機械特性受遮光成分之影響巨大，因而遮光膜用之感光性樹脂組成物的設計困難。因此，使用有碳黑或混色有機顏料等之間隔件的形狀及機械特性仍稱不上充分，而有必要進一步改良。
又，如上述，遮光性柱狀間隔件以2至7μm左右之膜厚進行製造。伴隨著近年來液晶顯示元件的小型化，對於遮光性柱狀間隔件，期望即使膜厚為2至7μm左右亦能形成微細的間隔件形狀。
本發明係有鑑於上述問題點而形成者，提供具有高遮光性及絕緣性，更甚者，彈性率、變形量、彈性恢復率優異的具有間隔件功能之遮光膜用之遮光性樹脂組成物及使用其而形成之具有間隔件功能之遮光膜及以該遮光膜作為構成要素之液晶顯示裝置。
本發明人等為了解決如上述之在遮光膜用
的感光性樹脂組成物中的課題進行檢討之結果，發現特定之著色劑適合作為目的之遮光膜用的感光性樹脂組成物的遮光成分，進而完成本發明。
(1)本發明係一種具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物，其係包含下述(A)至(E)成分作為必須成分：(A)針對由雙酚類衍生之具有2個環氧丙基醚基之環氧化合物與含有不飽和基之單羧酸的反應物，使其與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂；(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體；(C)光聚合起始劑；(D)選自由黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料所成群組中之1種以上的遮光成分；以及(E)溶劑。
(2)本發明又係如(1)所記載之感光性樹脂組成物，其係包含鈦黑作為(D)遮光成分。
(3)本發明又係如(2)所記載之感光性樹脂組成物，其中，前述鈦黑之平均二次粒徑為100至300nm。
(4)本發明又係如(1)至(3)中任一項所述之感光性樹脂組成物，其係包含黑色有機顏料及/或混色有機顏料作為(D)遮光成分，且前述黑色有機顏料及/或混色有機顏料之平均二次粒徑為20至500nm。
(5)本發明又係如(1)至(4)中任一項所述之感光性樹脂組成物，其中，相對於(A)成分100質量份，包含(B)成分5至400質量份；相對於(A)成分與(B)成分之合計量100質量份，包含(C)成分0.1至30質量份；當將包括在光硬
化後成為固形份之(B)成分、且去除(E)成分之成分作為固形份時，在固形份之合計量中，包含(D)成分5至80質量%。
(6)本發明又係如(1)至(5)中任一項所述之感光性樹脂組成物，其可形成光學濃度OD為0.5/μm以上3/μm以下之遮光膜，並且該遮光膜施加電壓10V時之體積電阻率為1×109Ω‧cm以上、且介電常數為2至10。
(7)本發明又係如(1)至(6)中任一項所述之感光性樹脂組成物，其可形成在藉由微小硬度計所施加之負載-卸載試驗中，滿足下述(i)至(iii)之至少1者的遮光膜：(i)破壞強度為200mN以上，(ii)彈性恢復率為30%以上，(iii)壓縮率為40%以下。
(8)本發明又係一種具有間隔件功能之遮光膜，其係使(1)至(7)項中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而形成者。
(9)本發明又係一種液晶顯示裝置，其係具有(8)所述之遮光膜作為黑色柱狀間隔件(BCS)。
(10)本發明又係如(9)所述之液晶顯示裝置，其係進一步具有薄膜電晶體(TFT)。
(11)本發明又係一種具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物的製造方法，其係在調製出使(D)遮光成分分散於(E)溶劑中而成之分散體後，進一步於前述分散體中添加且混合(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體、(C)光聚合起始劑、及(E)溶劑；
其中，前述(A)鹼可溶性樹脂，係針對由雙酚類衍生之具有2個環氧丙基醚基之環氧化合物與含有不飽和基之單羧酸的反應物，使其與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之鹼可溶性樹脂；(D)遮光成分係選自由黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料所成群組中之1種以上的成分。
(12)本發明又係如(11)所述之方法，其中，(D)遮光成分包含鈦黑。
(13)本發明又係如(12)所述之方法，其中，在前述分散體中，前述鈦黑之平均二次粒徑為100至300nm。
(14)本發明又係如(11)至(13)中任一項所述之方法，其中，(D)遮光成分包含黑色有機顏料及/或混色有機顏料，在前述分散體中，前述黑色有機顏料及/或混色有機顏料之平均二次粒徑為20至500nm。
(15)本發明又係一種遮光膜之製造方法，其係於基板上塗佈(1)至(7)中任一項所述之感光性樹脂組成物，藉由光照射使前述感光性樹脂組成物硬化，而在基板上形成遮光膜。
(16)本發明又係一種遮光膜之製造方法，其係如(15)所述之遮光膜之製造方法，且同時形成當H2為2至7μm時，△H=H2-H1為0.1至2.9之膜厚H1與膜厚H2的遮光膜，其中，膜厚H1為用以使作為遮光膜之光學濃度設為0.5/μm以上且不足3/μm之膜厚，膜厚H2為擔任間隔件功能之遮光膜的膜厚。
(17)本發明又係一種液晶顯示裝置之製造方法，其係將(16)所述之方法中製造之遮光膜作為黑色柱狀間隔件。
(18)本發明又係如(17)所述之製造方法，其中，前述液晶顯示裝置具有薄膜電晶體(TFT)。
在本發明所述之遮光膜用之感光性樹脂組成物係由於包含特定的著色劑，故相較於向來的感光性樹脂組成物，可獲得維持遮光性、絕緣性，且彈性率、變形量、彈性恢復率優異的硬化物。進一步本發明所述之遮光膜用之感光性樹脂組成物，即使膜厚為2至7μm左右亦可形成微細的間隔件形狀。
以下，針對本發明進行詳細地說明。
(A)成分之含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂，係衍生自雙酚類之具有2個環氧丙基醚基的環氧化合物，較佳為將使通式(I)所示之環氧化合物與(甲基)丙烯酸(此為「丙烯酸及/或甲基丙烯酸」之意思)反應而得之含有聚合性不飽和基之含有羥基之化合物(c)，與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之1分子內具有羧基及聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂。(A)成分係由於兼具聚合性不飽和雙鍵與羧基，可賦予感光性樹脂組成物優異的光硬化性、良顯影性、圖案化特性而獲得遮光膜的物性
提升。
惟，在通式(I)中，R1、R2、R3及R4係獨立地表示為氫原子、碳數1至5之烷基、鹵原子或苯基，X表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、或茀-9,9-二基或單鍵，m之平均值為0至10，較佳為0至3的範圍。
作為賦予通式(I)之環氧化合物的雙酚類，可列舉雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)酮、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)碸、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、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、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、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)甲烷、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、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)
茀、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)茀、4,4’-雙酚、3,3’-雙酚等。該等雙酚類可僅使用1種化合物，亦可組合併用複數種。其中，特佳為使用通式(I)中之X為茀-9,9-二基之雙酚類。
用於衍生出(A)鹼可溶性樹脂的通式(I)的化合物，係使上述雙酚類與環氧氯丙烷反應所得之具有2個環氧丙基醚基之環氧化合物。在此反應之際，一般而言伴隨著二環氧丙醚化合物之低聚合化，m在各個分子中為0至10之整數，通常混合存在有複數個值之分子，故平均值0至10(不限於整數)，m之平均值較佳為0至3。m之平均值超過上限值時，將使用該環氧化合物合成之鹼可溶性樹脂使用製作為感光性樹脂組成物時，組成物之黏度變得過大無法順利進行塗佈，或無法充分賦予鹼可溶性，鹼顯影性變得極為不佳。
其次，將使環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應所得之含有聚合性不飽和基的含有羥基之化合物、與酸成分反應，而可獲得在1分子內具有羧基及聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂。作為酸成分者，宜使用可與含有羥基之化合物反應之四羧酸或其酸二酐(a)、及二羧酸或三羧酸或其酸單酐(b)。此酸成分之羧酸殘基可具有飽和烴或不飽和烴之一。又，在該等羧酸殘基中亦可包含-O-、-S-、羰基
等含雜元素之鍵結。
以下顯示酸成分之具體例，惟亦可使用例示之多元羧酸之二酐及單酐。
首先，作為(a)四羧酸者，可列舉鏈式烴四羧酸、脂環式四羧酸或芳香族多元羧酸。此處，作為鏈式烴四羧酸者，例如，丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸等，此外，亦可為導入有任意的取代基之四羧酸。又，作為脂環式四羧酸者，例如環丁烷四羧酸、環戊烷四羧酸、環己烷四羧酸、環庚烷四羧酸、降莰烷四羧酸等，而且亦可為導入有任意的取代基之四羧酸。另外，作為芳香族四羧酸者，例如均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯苯四羧酸、聯苯醚四羧酸等，而且亦可為導入有任意的取代基之四羧酸。該等(a)四羧酸係可僅使用1種化合物，亦可組合使用複數種。
又，作為(b)二羧酸或三羧酸者，可使用鏈式烴二羧酸或三羧酸、脂環式二羧酸或三羧酸、芳香族二羧酸或三羧酸。此處，作為鏈式烴二羧酸或三羧酸者，例如琥珀酸、乙醯基琥珀酸、馬來酸、己二酸、衣康酸、壬二酸、甲基蘋果酸、丙二酸、戊二酸、檸檬酸、酒石酸、側氧戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二乙醇酸等，而且亦可為導入有任意取代基之二羧酸或三羧酸。又，作為脂環式二羧酸或三羧酸者，例如環丁烷二羧酸、環戊烷二羧酸、六氫鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、降莰烷二羧酸，而且亦可為導入有任意取代基之二羧酸或三羧酸。此外，
作為芳香族二羧酸或三羧酸者，例如鄰苯二甲酸、間苯二甲酸、偏苯三甲酸等，而且亦可為導入有任意取代基之二羧酸或三羧酸。該等(b)二羧酸或三羧酸係可僅使用1種化合物，亦可組合使用複數種。
在(A)鹼可溶性樹脂中所使用之(a)四羧酸或其酸二酐與(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐之莫耳比(b)/(a)，係0.01至0.5，較佳為0.02以上且不足0.1。莫耳比(b)/(a)脫離上述範圍時，由於無法得到為了作為本發明之高遮光且高電阻並且具有良好光圖案化性之感光性樹脂組成物的最適分子量，故不佳。此外，莫耳比(b)/(a)越小則有鹼溶解性越大、分子量越大之傾向
針對使上述之含有聚合性不飽和基之含有羥基的化合物(c)與酸成分(b)及(a)反應之比率，較佳為以使化合物之末端成為羧基之方式，並以使各成分之莫耳比成為(c)：(b)：(a)=1：0.2至1.0：0.01至1.0之方式進行定量地反應。此時，較佳為使含有聚合性不飽和基之含有羥基的化合物(c)相對於酸成分之總量的莫耳比(c)/[(b)/2+(a)]=0.5至1.0之方式進行定量地反應。此莫耳比不足0.5時，鹼可溶性樹脂之末端成為酸酐，又未反應酸二酐之含量增大而有鹼可溶性樹脂組成物之歷時安定性降低之疑慮。另一方面，莫耳比超過1.0時，未反應之含有聚合性不飽和基之含有羥基的化合物之含量增大而有鹼可溶性樹脂組成物之歷時安定性降低之疑慮。(a)、(b)及(c)之各成分的莫耳比係能夠以調整鹼可溶性樹脂之酸價、分子量為目
的而在上述的範圍任意地變更。
(A)鹼可溶性樹脂係可依據上述之步驟，且依據已知的方法，例如日本特開平8-278629號公報或日本特開2008-9401號公報等所記載之方法而製造。首先，作為使通式(I)之環氧化合物與(甲基)丙烯酸反應之方法者，例如將與環氧化合物之環氧基等莫耳的(甲基)丙烯酸添加至溶劑中，在觸媒(氯化三乙基苯甲基銨、2,6-二異丁基苯酚等)的存在下，吹入空氣且同時在90至120℃下進行加熱、攪拌且反應的方法。接著，作為使反應生成物之丙烯酸環氧酯化合物之羥基與酸酐反應的方法者，係在溶劑中添加指定量的丙烯酸環氧酯化合物與酸二酐及酸單酐，在觸媒(溴化四乙基銨、三苯基膦等)存在下，在90至140℃下進行加熱、攪拌且反應的方法。
如此方式製造之(A)鹼可溶性樹脂係例如具有通式(II)所示之結構。
式中，R1、R2、R3及R4係各自獨立地表示為氫原子、碳數1至5之烷基、鹵原子或苯基，R5表示氫原子或甲基，X表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、
-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、或茀-9,9-二基或直鍵，Y表示4元羧酸殘基，Z各自獨立地表示為氫原子或-OC-W-(COOH)1(惟，W表示2元或3元羧酸殘基，1表示1至2之數)，n表示1至20之數。
(A)鹼可溶性樹脂之由凝膠滲透層析(GPC)測定之以聚苯乙烯換算的重量平均分子量(Mw)，通常為1000至100000，較佳為2000至20000。重量平均分子量不足1000時，有鹼顯影時之圖案密著性降低之疑慮，重量平均分子量超過100000時，有顯影性顯著降低之疑慮。
又，(A)鹼可溶性樹脂之酸價的較佳範圍為80至120mgKOH/g。由於該值小於80mgKOH/g時鹼顯影時殘渣容易殘留，超過120mgKOH/g時鹼性顯影液的浸透過早，產生剝離顯影，任一者皆為不佳。此外，(A)含有聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂係可僅使用其1種，亦可使用2種以上的混合物。
在本發明中，(A)之重量平均分子量係使用將經抽樣之溶液溶解於四氫呋喃中並以TOSOH公司製之HLC-8220GPC進行分子量分布測定，以標準聚苯乙烯換算的重量平均分子量所算出之值。又A成分之酸價係使用將經抽樣之溶液溶解於二
烷中並以0.1當量之氫氧化鉀水溶液進行中和滴定，從當量點所算出之試樣溶液的固形份換算之酸價之值。
接著，作為(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體者，可列舉例如：(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-羥基己酯等具有羥基之(甲基)丙烯酸酯類；乙二醇二(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、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四亞甲二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甘油酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、或二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、磷腈(phosphazene)的環氧烷改性六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改性二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等(甲基)丙烯酸酯類；新戊四醇、二新戊四醇等多元醇類；苯酚酚醛清漆(phenol novolak)等多元酚類的乙烯基苄基醚化合物；二乙烯基苯等二乙烯基化合物類的加成聚合物等。該等(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體，係可僅使用1種化合物，亦可組合使用複數種。此外，(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體係不具有遊離之羧基。
相對於(A)成分100質量份，(B)成分之調配比例可為5至400質量份，較佳為10至150質量份。相對於(A)成分100質量份，(B)成分之調配比例多於400質量份時，光硬化後的硬化物變脆，又由於在未曝光部中塗膜的酸價變低，因此對鹼性顯影液的溶解性降低，產生圖案邊緣成為鋸齒狀變得不清晰的問題。另一方面，相對於(A)
成分100質量份，(B)成分之調配比例少於5質量份時，樹脂中所占的光反應性官能基的比例少而交聯結構的形成不充分，另外，由於樹脂成分中的酸價較高，在曝光部中對於鹼性顯影液的溶解性變高，因此有發生所形成之圖案變得比目標線寬更細、或容易產生圖案缺口等問題之疑慮。
再者，作為(C)成分之光聚合起始劑者，可列舉例如：苯乙酮、2,2-二乙氧基苯乙酮、對二甲基苯乙酮、對二甲基胺基苯丙酮、二氯苯乙酮、三氯苯乙酮、對第三丁基苯乙酮等苯乙酮類；二苯甲酮、2-氯二苯甲酮、p,p'-雙二甲基胺基二苯甲酮等二苯甲酮類；二苯乙二酮(benzil)、安息香、安息香甲醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚等安息香醚類；2-(鄰氯苯基)-4,5-苯基聯咪唑、2-(鄰氯苯基)-4,5-二(間甲氧基苯基)聯咪唑、2-(鄰氟苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2-(鄰甲氧基苯基)-4,5-二苯基聯咪唑、2,4,5-三芳基聯咪唑等聯咪唑系化合物類；2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1,3,4-
二唑、2-三氯甲基-5-(對氰基苯乙烯基)-1,3,4-
二唑、2-三氯甲基-5-(對甲氧基苯乙烯基)-1,3,4-
二唑等鹵代甲基二唑化合物類；2,4,6-三(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(4-氯苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(4-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(4-甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(3,4,5-三甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
、2-(4-甲硫基苯乙烯
基)-4,6-雙(三氯甲基)-1,3,5-三
等鹵代甲基均三
系化合物類；1,2-辛二酮,1-[4-(苯硫基)苯基]-,2-(O-苯甲醯肟)、1-(4-苯基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-乙酸酯、1-(4-甲基硫基苯基)丁烷-1-酮肟-O-乙酸酯、乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)、甲酮,(9-乙基-6-硝基-9H-咔唑-3-基)[4-(2-甲氧基-1-甲基乙氧基)-2-甲基苯基]-,O-乙醯肟、甲酮，(2-甲基苯基)(7-硝基-9,9-二丙基-9H-茀-2-基)-,乙醯肟、乙酮,1-[7-(2-甲基苯甲醯基)-9,9-二丙基-9H-茀-2-基]-,1-(O-乙醯肟)、乙酮,1-(-9,9-二丁基-7-硝基-9H-茀-2-基)-,1-O-乙醯肟等O-醯基肟系化合物類；苄基二甲基縮酮、噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-異丙基噻噸酮等硫化合物；2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2-苯並蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等蒽醌類；偶氮雙異丁基腈、過氧化苯甲醯、過氧化異丙苯等有機過氧化物；2-巰基苯並咪唑、2-巰基苯並
唑、2-巰基苯並噻唑等硫醇化合物等。其中，由容易獲得高感度的遮光膜用感光性樹脂組成物的觀點而言，較佳為使用O-醯基肟系化合物類。該等(C)光聚合起始劑係可僅使用1種化合物，亦可組合使用複數種。此外，本發明中所謂的光聚合起始劑，以包含增感劑的含義而使用。
該等光聚合起始劑或增感劑除可僅單獨使用其中1種之外，亦可組合使用2種以上。而且，亦可添加其自身不發揮光聚合起始劑或增感劑之作用，但藉由組
合使用可使光聚合起始劑或增感劑的能力增大的化合物。作為如此之化合物者，可列舉例如：與二苯甲酮組合使用而具有效果的三乙醇胺、三乙胺等三級胺。
(C)成分的光聚合起始劑的使用量，以(A)成分與(B)成分的合計100質量份為基準，可為0.1至30質量份，較佳為1至25質量份。(C)成分的調配比例不足0.1質量份時，光聚合的速度變慢、感度降低；另一方面，在超過30質量份時，有產生：感度過強、圖案線寬成為相對於圖案遮罩變粗的狀態，而無法重現對於遮罩忠實的線寬、或者圖案邊緣成為鋸齒狀而無法變清晰等問題之疑慮。
(D)成分是選自黑色有機顏料、混色有機顏料及遮光材料的遮光成分，可為絕緣性、耐熱性、耐光性及耐溶劑性優異的成分。此處，作為黑色有機顏料者，可列舉例如：苝黑、苯胺黑、花青黑、內醯胺黑等。作為混色有機顏料者，可列舉將選自紅、藍、綠、紫、黃色、花青、品紅等的2種以上顏料混合而進行模擬黑色化而成者。作為遮光材料者，可列舉碳黑、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑等。該等(D)遮光成分可僅使用1種化合物，亦可以組合使用複數種。
作為遮光材料者，由遮光性、彈性率、變形量、彈性恢復率良好的觀點而言，較佳為鈦黑。在使用鈦黑時，以更進一步提升絕緣性為目的下，亦可併用黑色有機顏料及/或混色有機顏料。如此，將無機系的遮光材料與有機顏料併用時，[遮光材料/(黑色有機顏料及/或混色有
機顏料)]的調配比，就質量比而言可為90/10至10/90，較佳為70/30至30/70。藉由如此之遮光材料與有機顏料之組合、及該等的調配比，而可獲得具有期望之遮光性、絕緣性等特性的具有間隔件功能之遮光膜。在欲使遮光膜為無彩色這類的控制遮光膜的色度等之目的下，黑色以外的有機顏料不只模擬混色而成為黑色之目的，亦可作為單色添加。
本發明中使用之鈦黑，係以低階氧化鈦、氮氧化鈦等為代表之含鈦的黑色無機顏料，該等之中較佳可使用顯示高絕緣性者。作為該等鈦黑之製作方法者，係有將二氧化鈦與金屬鈦的混合體在還原環境下使其加熱還原的方法(日本特開昭49-5432號公報)、將以四氯化鈦的高溫水解而得之超微細二氧化鈦在含有氫之還原環境中進行還原的方法(日本特開昭57-205322號公報)、將二氧化鈦或氫氧化鈦在氨存在下進行高溫還原的方法(日本特開昭60-65069號公報、日本特開昭61-201610號公報)、使釩化合物附著在二氧化鈦或氫氧化鈦，在氨存在下進行高溫還原的方法(日本特開昭61-201610號公報)等，然而並不被該等所限定。
再者，該等含鈦的黑色無機顏料，亦可為在無機粒子表面被覆有有機化合物或無機化合物者。作為用於被覆之有機化合物之例者，係多元醇、醇胺或其衍生物、有機矽化合物(聚矽氧烷類、矽烷系偶合劑等)、高級脂肪酸或其金屬鹽、有機金屬化合物(鈦系偶合劑、鋁系偶
合劑等)等。另一方面，作為用於被覆之無機化合物之例者，可列舉鋁化合物、矽化合物、鋯化合物、錫化合物、鈦化合物、銻化合物等。作為該含鈦粒子的表面被覆方法者，係可使用日本特開2006-206891所記載之方法等。
作為鈦黑的市售品之例者，可列舉三菱Materials製之鈦黑12S、13M-T、13M-C、UF8；赤穗化成製之Tilack D(「Tilack D」係同公司的註冊商標)等。
作為在本發明中使用之有機顏料者，未特別限定而可使用公知的化合物，較佳為經微粒化加工之由BET法之比表面積為50m2/g以上者。具體而言，可列舉：偶氮顏料、縮合偶氮顏料、偶氮甲鹼(azomethine)顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚啉酮顏料、異吲哚啉顏料、二
顏料、陰丹士林(threne)顏料、苝顏料、紫環酮顏料、喹酞酮(quinophthalone)顏料、二酮吡咯並吡咯顏料、硫靛顏料等，具體而言，可列舉如下述之C.I.名之化合物，惟不被該等所限定。
C.I.顏料紅2、3、4、5、9、12、14、22、23、31、38、112、122、144、146、147、149、166、168、170、175、176、177、178、179、184、185、187、188、202、207、208、209、210、213、214、220、221、242、247、253、254、255、256、257、262、264、266、272、279等；C.I.顏料橙5、13、16、34、36、38、43、61、62、64、67、68、71、72、73、74、81等；C.I.顏料黃1、3、12、13、14、16、17、55、73、74、
81、83、93、95、97、109、110、111、117、120、126、127、128、129、130、136、138、139、150、151、153、154、155、173、174、175、176、180、181、183、185、191、194、199、213、214等；C.I.顏料綠7、36、58等；C.I.顏料藍15、15：1、15：2、15：3、15：4、15：6、16、60、80等；C.I.顏料紫19、23、37等。
再者，作為(E)成分之溶劑者，可列舉例如：甲醇、乙醇、正丙醇、異丙醇、乙二醇、丙二醇、3-甲氧基-1-丁醇、乙二醇單丁醚、3-羥基-2-丁酮、二丙酮醇等醇類；α-萜品醇或β-萜品醇等萜烯類等；丙酮、甲基乙基酮、環己酮、N-甲基-2-吡咯啶酮等酮類；甲苯、二甲苯、四甲基苯等芳香族烴類；賽珞蘇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚等二醇醚類；乙酸乙酯、乙酸丁酯、乳酸乙酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲氧基-3-丁酯、賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯等酯類等，藉由使用這些溶劑進行溶解、混合，可製成均一的溶液狀組成物。為了塗佈性等必要特性，該等溶劑亦可使用2種以上。
而且，該等遮光成分較佳為預先與(F)分散劑一同分散於溶劑而製成遮光性分散液，然後調配為遮光膜用感光性樹脂組成物。此處，由於使其分散的溶劑成為(E)成分的一部分，因此只要為在上述(E)成分中所列舉者即可使用，例如可較佳使用丙二醇單甲醚乙酸酯、乙酸3-甲氧基丁酯等。關於形成遮光性分散液的(D)遮光成分的調配比例，可以是在相對於本發明的遮光膜用之感光性樹脂組成物的全固形份為5至80質量%的範圍使用。此外，所謂上述固形份係指在組成物中去除(E)成分之成分。在上述固形份中，亦包含在光硬化後成為固形份之(B)成分。如果少於5質量%，則不能設定為期望的遮光性。如果超過80質量%，由於本來成為黏合劑的感光性樹脂的含量減少，因此產生損及顯影特性且損及膜形成能力等不佳的問題。
在此遮光性分散液中之遮光成分以雷射繞射/散射式粒徑分布儀所測定之平均粒徑(以下稱為「平均二次粒徑」)，較佳為以成為如下所述而進行。使用鈦黑時之鈦黑的平均二次粒徑可為100至300nm；使用黑色有機顏料及/或混色有機顏料、以及/或單色的有機顏料時，分散粒子的平均二次粒徑可為20至500nm。此外，即使在調配該等之遮光性分散液而調製之遮光膜用之感光性樹脂組成物中，該等遮光成分較佳為具有相同之平均二次粒徑。
再者，在遮光性分散液中，為了使遮光成分安定地分散而使用(F)分散劑，在該目的中可使用各種高分子分散劑等公知的分散劑。作為分散劑的例子者，並無
特別限制地可使用以往顏料分散中所使用的公知化合物(以分散劑、分散濕潤劑、分散促進劑等名稱而市售的化合物等)，可列舉例如：陽離子性高分子系分散劑、陰離子性高分子系分散劑、非離子性高分子系分散劑、顏料衍生物型分散劑(分散助劑)等。特別是較佳為具有咪唑基、吡咯基、吡啶基、一級胺基、二級胺基或三級胺基等陽離子性官能基作為對顏料的吸附點，且胺價為1至100mgKOH/g、數量平均分子量為1千至10萬的範圍的陽離子性高分子系分散劑。相對於遮光成分，該分散劑的調配量為1至30質量%，較佳為2至25質量%。
另外，在製備遮光性分散液時，藉由除了上述分散劑以外亦使(A)成分的含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂的一部分共分散，而在製成遮光膜用之感光性樹脂組成物時，可製成容易將曝光感度維持高感度、顯影時的密著性良好且難以產生殘渣的問題的感光性樹脂組成物。(A)成分的調配量，較佳為遮光性分散液中的2至20質量%，更佳為5至15質量%。(A)成分不足2質量%時，無法獲得感度提升、密著性提升、殘渣減少等共分散的效果。又，如果為20質量%以上，則特別是在遮光材料的含量大時，遮光性分散液的黏度高，變得難以均一地分散或者非常需要時間，變得難以獲得用以獲得遮光成分均一地分散的塗膜的感光性樹脂組成物。
如此所得之遮光性分散液，係藉由將(A)成分(在調製遮光性分散液之際，使(A)成分共分散時所剩餘
的(A)成分)、(B)成分、(C)成分、及剩餘的(E)成分混合而可製成遮光膜用之感光性樹脂組成物。
而且，在本發明的感光性樹脂組成物中，可根據需要調配硬化促進劑、熱聚合抑制劑及抗氧化劑、塑化劑、填充材料、溶劑、調平劑、消泡劑、偶合劑、界面活性劑等添加劑。作為熱聚合抑制劑及抗氧化劑者可列舉對苯二酚、對苯二酚單甲醚、鄰苯三酚、第三丁基兒茶酚、啡噻
、受阻酚系化合物等；作為塑化劑者可列舉鄰苯二甲酸二丁酯、鄰苯二甲酸二辛酯、磷酸三甲苯酯等；作為填充材料者可列舉玻璃纖維、二氧化矽、雲母、氧化鋁等；消泡劑或調平劑者可列舉矽酮系、氟系、丙烯酸系的化合物。又，作為界面活性劑者可列舉氟系界面活性劑、矽酮系界面活性劑等，作為偶合劑者可列舉3-(環氧丙基氧基)丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-異氰酸基丙基三乙氧基矽烷、3-脲基丙基三乙氧基矽烷等矽烷偶合劑。
本發明之感光性樹脂組成物，係可併用藉由熱而聚合或硬化之其他樹脂成分。作為其他樹脂成分者，較佳為(G)具有2個以上環氧基之環氧樹脂或環氧化合物，可列舉3,3',5,5'-四甲基-4,4'-雙酚型環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚茀型環氧樹脂、苯酚酚醛清漆型環氧樹脂、3,4-環氧基環己烯基甲基-3',4'-環氧基環己烯羧酸酯、2,2-雙(羥甲基)-1-丁醇的1,2-環氧基-4-(2-氧雜環丙烷基)環己烷加成物、環氧矽酮樹脂等。該等追加成分係可僅使用
1種化合物，亦可組合使用複數種。
本發明的感光性樹脂組成物含有上述(A)成分至(E)成分作為主成分。在上述固形份中，(A)成分至(D)成分合計含有70質量%，較佳為80質量%以上。(E)溶劑的量根據目標黏度而變化，宜在感光性樹脂組成物中包含60至90質量%的範圍。
本發明中的遮光膜用之感光性樹脂組成物，係例如作為用以形成具有間隔件功能之遮光膜的感光性樹脂組成物而言為優異者。作為具有間隔件功能之遮光膜的形成方法者係如下所述的光刻法。可列舉：首先，將本發明之遮光膜用的感光性樹脂組成物塗佈於基板上，接著使溶劑乾燥(預烘烤)後，在如上所述方式而得的被膜上放置光遮罩，照射紫外線而使曝光部硬化，進一步進行使用鹼性水溶液而使未曝光部溶出的顯影，從而形成圖案，進一步進行作為後乾燥之後烘烤(熱燒成)的方法。
上述基材可為透明基板，亦可為在形成RGB等像素後，在像素上、或像素上的平坦化膜上、或於像素上的平坦膜上所製膜成之配向膜等透明基板以外之基材。在何種基材上形成具有間隔件功能之遮光膜係依據液晶顯示裝置的設計而有所不同。
作為塗佈感光性樹脂組成物的透明基板者，除了玻璃基板以外，還可例示在透明膜(例如聚碳酸酯、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚碸等)上蒸鍍或圖案化有ITO或金等透明電極的基板等。在透明基板上塗佈感光性
樹脂組成物的溶液的方法除了公知的溶液浸漬法、噴霧法以外，亦可採用使用輥塗機、降落塗機(land coater)、狹縫塗佈機或旋轉機的方法等任意方法。藉由該等方法而塗佈為期望的厚度後，將溶劑除去(預烘烤)而形成被膜。預烘烤可藉由利用烘箱、加熱板等進行加熱而進行。預烘烤的加熱溫度及加熱時間可根據所使用的溶劑而適當地選擇，例如在60至110℃的溫度下進行1至3分鐘。
在預烘烤後所進行的曝光，係利用紫外線曝光裝置而進行，隔著光遮罩而進行曝光，由此而僅使與圖案對應的部分的抗蝕劑(resist)感光。曝光裝置及其曝光照射條件係適當地選擇，使用超高壓水銀燈、高壓水銀燈、金屬鹵素燈、遠紫外線燈等光源而進行曝光，使塗膜中的感光性樹脂組成物光硬化。
曝光後的鹼性顯影是以將未曝光部分的抗蝕劑除去為目的而進行，藉由該顯影而形成期望的圖案。作為適用於該鹼性顯影的顯影液者，可列舉例如：鹼金屬或鹼土類金屬的碳酸鹽的水溶液、鹼金屬的氫氧化物的水溶液等，特別是可使用含有0.05至3質量%碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸鋰等碳酸鹽的弱鹼性水溶液，在23至28℃的溫度下進行顯影，可使用市售的顯影機或超音波清洗機等精密地形成微細的圖像。
於顯影後，較佳為在180至250℃的溫度及20至60分鐘的條件下進行熱處理(後烘烤)。該後烘烤係以提高經圖案化的遮光膜與基板的密著性等為目的而進行。
其與預烘烤同樣地藉由利用烘箱、加熱板等進行加熱而進行。本發明的經圖案化的遮光膜是經過以上的利用光刻法的各步驟而形成。
若依據上述方法，可形成光學濃度為0.5/μm至3/μm，較佳為1.5/μm至2.5/μm的遮光膜。再者，若依據上述方法，可形成施加電壓10V時之體積電阻率為1×109Ω‧cm以上，較佳為1×1012Ω‧cm以上的遮光膜。又，若依據上述方法，可形成介電常數為2至10，較佳為2至8，更佳為3至6的遮光膜。又，若依據上述方法，可形成在機械特性試驗中，滿足破壞強度為200mN以上、及/或彈性恢復率為30%以上、及/或壓縮率為40%以下的遮光膜。以上述方法所形成之遮光膜係可作為液晶顯示裝置的柱狀間隔件而使用，較佳為可作為黑色柱狀間隔件而使用。
又，依據上述方法，針對用以將作為遮光膜的光學濃度設為0.5/μm以上不足3/μm之膜厚H1、與擔任間隔件功能的遮光膜之膜厚H2，H2為2至7μm時，△H=H2-H1為0.1至2.9，而可同時形成膜厚H1之遮光膜與膜厚H2之遮光膜。以上述方法所形成之硬化膜係可作為液晶顯示裝置的柱狀間隔件而使用，較佳為可作為黑色柱狀間隔件而使用。若依據上述△H為上述範圍之硬化膜，由於有高度差之黑色柱狀間隔件可由同一材料一次形成，故可更有效率地進行液晶顯示裝置的製造。此時，例如，可使膜厚H2之硬化膜作為間隔件發揮功能，並使膜厚H1之硬化膜作為黑色矩陣發揮功能。此外，△H成為
必要之理由，係若將黑色矩陣功能之膜設為與間隔件功能之膜為相同膜厚時，會導致液晶層以每個像素為單位逐一區分，在防止液晶層自由地流動的同時，有使填充液晶層製成液晶顯示裝置之際的產率比降低之疑慮。
具有上述遮光膜或硬化膜之液晶顯示裝置較佳為設置有薄膜電晶體之TFT-LCD。
具有上述遮光膜或硬化膜之液晶顯示裝置係遮光性及絕緣性高，另外還具有彈性率、變形量、彈性恢復率優異的間隔件功能，並且即使膜厚為2至7μm左右亦可形成微細的間隔件形狀。
以下，基於實施例及比較例對本發明之實施形態進行具體的說明，惟本發明並不被該等所限定。
首先，顯示本發明之(A)含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂的合成例。在合成例中之樹脂的評估係可如下述方式進行。
使在合成例中所得之樹脂溶液1g含浸於玻璃濾光片[重量：W0(g)]並秤量[W1(g)]，從在160℃加熱2hr後之重量[W2(g)]藉由下式而求得。
固形份濃度(重量%)=100×(W2-W0)/(W1-W0)。
使樹脂溶液在二
烷中溶解，使用電位差滴定裝置[平沼產業股份有限公司製、商品名COM-1600]以1/10N-KOH水溶液進行滴定而求得。
以凝膠滲透層析(GPC)[TOSOH股份有限公司製商品名HLC-8220GPC、溶劑：四氫呋喃、管柱：TSKgelSuperH-2000(2根)+TSKgelSuperH-3000(1根)+TSKgelSuperH-4000(1根)+TSKgelSuper-H5000(1根)[TOSOH股份有限公司製]、溫度：40℃、速度：0.6ml/min]進行測定，設為標準聚苯乙烯[TOSOH股份有限公司製PS-寡聚物試劑盒]換算值而求出重量平均分子量(Mw)。
針對遮光性分散液以溶劑(在本實施例為PGMEA)稀釋為遮光成分之濃度為0.1質量%左右之溶液，使用雷射繞射/散射法之粒度分布儀(日機裝股份有限公司製，Micro track MT-3000)，測定出平均二次粒徑。
又，在合成例及比較合成例所使用之簡稱如下所述。
BPFE：9,9-雙(4-羥基苯基)茀與氯甲基氧雜環丙烷的反應物。在通式(I)的化合物中，X為茀-9,9-二基，R1、R2為氫的化合物。
BPDA：3,3',4,4'-聯苯四羧酸二酐
BTDA：3,3',4,4'-二苯甲酮四羧酸二酐
THPA：1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐
TPP：三苯基膦
PGMEA：丙二醇單甲醚乙酸酯
在具有回流冷凝器的1L四口燒瓶中加入BPFE 116.7g(0.23mol)、丙烯酸33.1g(0.46mol)、TPP 0.60g、及PGMEA 161.0g，在100至105℃的加熱下進行12hr攪拌而獲得反應生成物。
接著，在所得的反應生成物中加入BPDA 33.8g(0.12mol)及THPA 17.5g(0.12mol)，在115至120℃的加熱下進行6hr攪拌，獲得含有聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-1。所得的樹脂溶液的固形份濃度為56.5wt%，酸價(固形份換算)為102mgKOH/g，利用GPC分析的Mw是3600。
在具有回流冷凝器的1L四口燒瓶中加入BPFE 116.7g(0.23mol)、丙烯酸33.1g(0.46mol)、TPP 0.60g、及PGMEA 161.0g，在100至105℃的加熱下進行12hr攪拌而獲得反應生成物。
接著，在所得的反應生成物中加入BTDA 37.1g(0.12mol)及THPA 17.5g(0.12mol)，在115至120℃的
加熱下進行6hr攪拌，獲得含有聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液(A)-2。所得的樹脂溶液的固形份濃度為56.6wt%，酸價(固形份換算)為102mgKOH/g，利用GPC分析的Mw為3700。
在具有氮氣導入管及回流管的1000ml四口燒瓶中加入甲基丙烯酸51.65g(0.60mol)、甲基丙烯酸甲酯38.44g(0.38mol)、甲基丙烯酸芐酯38.77g(0.22mol)、偶氮雙異丁腈5.91g、及二乙二醇二甲醚370g，以80至85℃在氮氣氣流下，攪拌8hr使其聚合。進一步，在燒瓶內加入甲基丙烯酸環氧丙酯39.23g(0.28mol)、TPP 1.44g、2,6-二第三丁基對甲酚0.055g，以80至85℃攪拌16hr，獲得鹼可溶性樹脂溶液(A)-3。所得之樹脂溶液的固形份濃度為32質量%、酸價(固形份換算)為110mgKOH/g、利用GPC分析的Mw為18100。
(A)-1成分：在上述合成例1所得之鹼可溶性樹脂溶液
(A)-2成分：在上述合成例2所得之鹼可溶性樹脂溶液
(A)-3成分：在上述比較合成例1所得之鹼可溶性樹脂溶液
(B)：二新戊四醇六丙烯酸酯與二新戊四醇五丙烯酸酯的混合物(日本化藥股份有限公司製、商品名DPHA)
(C)：乙酮,1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-,1-(O-乙醯肟)(日本BASF公司製、產品名Irgacure OXE02)
(D)-1：鈦黑(三菱Materials股份有限公司製、製品名13M-C)濃度20.0質量%、分散劑濃度5.0質量%的PGMEA分散液(固形份25.0%、鈦黑的平均二次粒徑188nm)
(D)-2：黑色顏料(內醯胺黑、BASF公司製IrgaphorS100CF)15.0質量%、高分子分散劑4.5質量%之PGMEA分散液(固形份19.5%、黑色顏料的平均二次粒徑241nm)
(D)-3：C.I.顏料橙64(BASF公司製)7.0質量%、C.I.顏料紫23(CLARIANT公司製)3.0質量%、C.I.顏料藍15：6(CLARIANT公司製)7.0質量%、高分子分散劑濃度4.0質量%、磺化偶氮系分散助劑2.0質量%、甲基丙烯酸芐酯/甲基丙烯酸共聚物2.0質量%之PGMEA分散液(固形份25.0%)
(D)-4：碳黑20.0質量%、高分子分散劑濃度5.0質量%之PGMEA分散液(固形份25.0%、碳黑的平均二次粒徑
162nm)
(E)-1：PGMEA
(E)-2：乙酸3-甲氧基-3-甲基-1-丁酯
(H)：BYK-330(畢克化學公司製)之PGMEA溶液(固形份1.0%)
以表1中所示的比例將上述之調配成分進行調配，調製實施例1至6及比較例1至2的感光性樹脂組成物。此外，表1中的數值皆表示質量份。而且，溶劑一欄中的(E)-1是不包含含有不飽和基的樹脂溶液(含有聚合性不飽和基的鹼可溶性樹脂溶液)中的PGMEA(與(E)-1相同)、及遮光性分散液中的PGMEA(與(E)-1相同)的量。
使用實施例1至6及比較例1至2的遮光膜用之感光性樹脂組成物，進行如下所記載的評估。將該等評估的結
果表示於表2。
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.0μm的方式塗佈在厚度1.2mm的玻璃基板上，在90℃下進行1分鐘預烘烤。其後，使其與光遮罩密著，使用500W的高壓水銀燈以波長365nm的照度為30mW/cm2之超高壓水銀燈照射100mJ/cm2之紫外線，進行感光部分的光硬化反應。
接著，將該曝光後的玻璃基板使用0.05%氫氧化鉀水溶液，在24℃、0.1MPa的壓力下顯影60秒，去除塗膜的未曝光部。其後，使用熱風乾燥機而進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。
將所得之硬化膜圖案的細線形成以光學顯微鏡進行確認，並以下述的3階段評估之。
結果表示於表2。
○：L/S為10μm/10μm以上的圖案沒有殘渣形成者
△：L/S為30μm/30μm以上的圖案沒有殘渣形成者
×：沒有形成L/S為不足50μm/50μm的圖案、或著是圖案的捲邊或殘渣為明顯者
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使
熱硬化處理後的膜厚成為1.1μm的方式塗佈在厚度1.2mm的玻璃基板上，在90℃下進行1分鐘預烘烤。其後，使用熱風乾燥機進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。接著，所得之硬化膜的光學濃度係使用Macbeth穿透濃度儀進行測定，評估每單位膜厚的光學濃度。
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.5μm的方式塗佈在經Cr蒸鍍之厚度1.2mm的玻璃基板上之除了電極之外的部分，在90℃下進行1分鐘加熱硬化處理。其後，使用熱風乾燥機進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。然後，在硬化膜上形成鋁電極而作成體積電阻率測定用基板。接著，使用靜電計(Keithley公司製、「6517A型」)，測定施加電壓從1V至10V的體積電阻率。以1V的階級(step)，在各施加電壓下各保持60秒的電壓的條件下進行測定，將施加10V時的體積電阻率表示於表2中。
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.5μm的方式塗佈在經Cr蒸鍍之厚度1.2mm的玻璃基板上之除了電極之外的部分，在90
℃下進行1分鐘預烘烤。其後，使用熱風乾燥機進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。然後，在硬化膜上形成鋁電極而作成介電常數測定用基板。接著，使用靜電計(Keithley公司製、「6517A型」)，測定頻率從1Hz至100000Hz的電容，從電容算出介電常數。算出之介電常數表示於表2中。
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.0μm的方式塗佈在厚度1.2mm的玻璃基板上，在90℃下進行1分鐘預烘烤。其後，與具有點圖案之光遮罩密著，使用500W的高壓水銀燈以波長365nm的照度為30mW/cm2之超高壓水銀燈照射5mJ/cm2或100mJ/cm2之紫外線，進行感光部分的光硬化反應。
接著，將該曝光後的玻璃基板使用0.05%氫氧化鉀水溶液，在24℃、0.1MPa的壓力下顯影60秒，去除塗膜的未曝光部。其後，使用熱風乾燥機而進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。
間隔件的半色調特性係將曝光量為5mJ/cm2中之遮光膜的膜厚(H1)及100mJ/cm2中之間隔件的膜厚(H2)之差(△H)計算出，並以下述之4階段評估之。結果表示於表2。
○：△H為1.0μm至2.0μm之情形
△：△H為0.1μm至2.9μm之情形
×：△H為不足0.1μm或大於2.9μm之情形
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.0μm的方式塗佈在厚度1.2mm的玻璃基板上，在90℃下進行1分鐘預烘烤。其後，與具有點圖案之光遮罩密著，使用500W的高壓水銀燈以波長365nm的照度為30mW/cm2之超高壓水銀燈照射100mJ/cm2之紫外線，進行感光部分的光硬化反應。
接著，將該曝光後的玻璃基板使用0.05%氫氧化鉀水溶液，在24℃、0.1MPa的壓力下顯影60秒，去除塗膜的未曝光部。其後，使用熱風乾燥機而進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。
所得之硬化膜圖案的間隔件特性係使用超微小硬度計(FISCHER儀器公司製、FISCHER SCOPE HM2000XyP)而評估。以負載速度5.0mN/秒、100μm見方的平面壓子按壓，在負載達到50mN的載重後，以卸載速度5.0mN/秒進行卸載並作成變位量曲線。
壓縮率係將負載時之載重50mN的變位量設為L1，由下述式算出。
壓縮率(%)=L1/間隔件的高度×100
彈性回復率係將負載時之載重50mN的變位量設為L1，卸載時的變位量設為L2，由下述式算出。
彈性回復率(%)=(L1-L2)/L1×100
破壞強度係使用超微小硬度計(FISCHER儀器公司製、FISCHER SCOPE HM2000XyP)而評估。以負載速度5.0mN/秒、100μm見方的平面壓子按壓，進行負載至300mN為止的載重且測定間隔件破壞時的載重，並以下述之4階段評估之。結果表示於表2。
○：破壞強度為300mN以上之情形
△：破壞強度為200mN以下之情形
×：破壞強度為100mN以下之情形
使用旋塗機將上述所得之各感光性樹脂組成物以使熱硬化處理後的膜厚成為3.0μm的方式塗佈在厚度1.2mm的玻璃基板上，在90℃下進行1分鐘預烘烤。其後，與具有點圖案之光遮罩密著，使用500W的高壓水銀燈以波長365nm的照度為30mW/cm2之超高壓水銀燈照射100mJ/cm2之紫外線，進行感光部分的光硬化反應。
接著，將該曝光後的玻璃基板使用0.05%氫氧化鉀水溶液，在24℃、0.1MPa的壓力下顯影60秒，去除塗膜的未曝光部。其後，使用熱風乾燥機而進行230℃、30分鐘的加熱硬化處理，獲得感光性樹脂組成物的硬化膜。
間隔件的形狀係使用掃描式電子顯微鏡評估間隔件端部的內角(錐角)。錐角為70°以上90°以下之情形設為◎、
50°以上不足70°之情形設為○、50°以下之情形設為△、90°以上之情形設為×。
從實施例1至6與比較例1至2之結果，可理解到藉由在(D)遮光材料中使用鈦黑，可維持體積電阻率，且同時使遮光性、介電常數及彈性回復率等間隔件特性提升。可理解到特別是藉由併用鈦黑與黑色有機顏料或
混色有機顏料，不會使彈性回復率等間隔件特性降低，可補足各種遮光材料的缺點，且有效地兼具遮光性、體積電阻率、介電常數。
Claims (18)
- 一種具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物，其係包含下述(A)至(E)成分作為必須成分：(A)針對由雙酚類衍生之具有2個環氧丙基醚基之環氧化合物與含有不飽和基之單羧酸的反應物，使其與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之含有聚合性不飽和基之鹼可溶性樹脂；(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體；(C)光聚合起始劑；(D)包含內醯胺黑的遮光成分；以及(E)溶劑。
- 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物，其中，(D)遮光成分更包含鈦黑。
- 如申請專利範圍第2項所述之感光性樹脂組成物，其中，前述鈦黑之平均二次粒徑為100至300nm。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之感光性樹脂組成物，其中，前述內醯胺黑之平均二次粒徑為20至500nm。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之感光性樹脂組成物，其中，相對於(A)成分100質量份，包含(B)成分5至400質量份；相對於(A)成分與(B)成分之合計量100質量份，包含(C)成分0.1至30質量份；當將包括在光硬化後成為固形份之(B)成分、且去 除(E)成分之成分作為固形份時，在固形份之合計量中，包含(D)成分5至80質量%。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之感光性樹脂組成物，其可形成光學濃度OD為0.5/μm以上3/μm以下之遮光膜，並且該遮光膜之施加電壓10V時之體積電阻率為1×109Ω‧cm以上、且介電常數為2至10。
- 如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之感光性樹脂組成物，其可形成在藉由微小硬度計所施行之負載-卸載試驗中，滿足下述(i)至(iii)之至少1者的遮光膜：(i)破壞強度為200mN以上，(ii)彈性恢復率為30%以上，(iii)壓縮率為40%以下。
- 一種具有間隔件功能之遮光膜，其係使申請專利範圍第1至7項中任一項所述之感光性樹脂組成物硬化而形成者。
- 一種液晶顯示裝置，其係具有申請專利範圍第8項所述之遮光膜作為黑色柱狀間隔件(BCS)。
- 如申請專利範圍第9項所述之液晶顯示裝置，其係進一步具有薄膜電晶體(TFT)。
- 一種具有間隔件功能之遮光膜用之感光性樹脂組成物的製造方法，其係在調製出使(D)遮光成分分散於(E)溶劑中而成之分散體後，進一步於前述分散體中添加且混合(A)鹼可溶性樹脂、(B)具有至少1個乙烯性不飽和鍵之光聚合性單體、(C)光聚合起始劑、及(E)溶劑；其中，前述(A)鹼可溶性樹脂，係針對由雙酚類衍生之具 有2個環氧丙基醚基之環氧化合物與含有不飽和基之單羧酸的反應物，使其與(a)四羧酸或其酸二酐、及(b)二羧酸或三羧酸或其酸酐反應而得之鹼可溶性樹脂；(D)遮光成分係包含內醯胺黑。
- 如申請專利範圍第11項所述之製造方法，其中，(D)遮光成分更包含鈦黑。
- 如申請專利範圍第12項所述之製造方法，其中，在前述分散體中，前述鈦黑之平均二次粒徑為100至300nm。
- 如申請專利範圍第11至13項中任一項所述之製造方法，其中，前述內醯胺黑之平均二次粒徑為20至500nm。
- 一種在基板上形成之遮光膜之製造方法，其係於基板上塗佈申請專利範圍第1至7項中任一項所述之感光性樹脂組成物，藉由光照射使前述感光性樹脂組成物硬化。
- 一種遮光膜之製造方法，其係申請專利範圍第15項所述之遮光膜之製造方法，且係同時形成當H2為2至7μm時，△H=H2-H1為0.1至2.9之膜厚H1與膜厚H2的遮光膜，其中，膜厚H1為用以使作為遮光膜之光學濃度為0.5/μm以上不足3/μm之膜厚，膜厚H2為擔任間隔件功能之遮光膜的膜厚。
- 一種液晶顯示裝置之製造方法，其係將藉由申請專利範圍第16項所述之製造方法而製造之遮光膜作為黑色柱狀間隔件。
- 如申請專利範圍第17項所述之製造方法，其中，前述液晶顯示裝置具有薄膜電晶體(TFT)。
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