CN103163734A - 彩色滤光片用感光性树脂组成物及其所形成的彩色滤光片 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种彩色滤光片用感光性树脂组成物及其所形成的彩色滤光片,至少包含碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、有机溶剂(D)以及颜料(E)。通过控制彩色滤光片用感光性树脂组成物的苯乙酮系光起始剂(C-1)、肟系光起始剂(C-2)以及二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量,可制得耐碱性与密着性佳、无残渣且底切较少或无底切彩色滤光片。
Description
技术领域
本发明涉及一种液晶显示器的彩色滤光片用感光性树脂组成物及其所形成的彩色滤光片,且特别涉及一种适用于低照度时感度佳的彩色滤光片用感光性树脂组成物。
背景技术
彩色滤光片已被广泛地应用在彩色液晶显示器、彩色传真机、彩色摄影机等应用领域。随着彩色液晶显示器等办公器材的市场需求日渐扩大,在彩色滤光片的制作技术上,也趋向多样化。
众所周知,感光性树脂组成物已广泛运用于彩色滤光片的工艺中,而利用感光性树脂组成物可在基板上形成欲得的彩色像素、遮光层等。概言之,着色颜料分散于感光性树脂组成物后,再将此感光性树脂涂布于透明基板上。经过曝光、显影、后烤(postbake)等步骤后,可制得各色的像素与遮光层(或称黑色矩阵)等。上述工艺与材料的相关文献可参阅如日本特开平2-144502号公报、特开平3-53201号公报等。
近来,随着技术的演进,缩短曝光时间以减少彩色滤光片制造工时,已渐成为趋势。倘若使用上述现有的感光性树脂组成物,容易因感度不佳而造成所形成的图案发生底切、密着性不佳等问题。
有鉴于此,亟需提出一种感光性树脂组成物,藉以改善现有感光性树脂组成物因感度不佳所致的种种缺点。
发明内容
因此,本发明的一目的是在提供一种彩色滤光片用感光性树脂组成物,该彩色滤光片用感光性树脂组成物至少包含碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、有机溶剂(D)以及颜料(E),其中,该光起始剂(C)包含苯乙酮系光起始剂(C-1)、肟系光起始剂(C-2)及二苯甲酮系光起始剂(C-3),且基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为1重量份至10重量份,该肟系光起始剂(C-2)的使用量为3重量份至20重量份,且该二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为5重量份至20重量份。
本发明的另一目的是在提供一种彩色滤光片,其具有利用上述彩色滤光片用感光性树脂组成物所形成的像素层。
本发明的又一目的是在提供一种液晶显示元件,其具备上述彩色滤光片,藉此改善现有感光性树脂组成物容易因感度不佳而造成所形成的图案发生底切、密着性不佳等缺点。
本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物包括碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、有机溶剂(D)以及颜料(E),以下析述之。
以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸,并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯;同样地,以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基及/或甲基丙烯酰基。
碱可溶性树脂(A)
本发明的碱可溶性树脂(A)是由含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体(a-1),以及其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(a-2)共聚合而成的共聚物。
上述含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体(a-1)的具体例如:丙烯酸、甲基丙烯酸(以下简称MAA)、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯(以下简称HOMS)及2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯等的不饱和一元羧酸类;马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸及柠康酸酐等,不饱和二元羧酸(酐)类;三价以上的不饱和多元羧酸(酐)类;较佳地,该含羧酸基的乙烯性不饱和单体是选自丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯及2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯等。以上列举者乃以2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯(HOMS)、2-异丁烯酰乙氧基丁二酸酯为较佳。上述含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体(a-1)可单独一种或混合多种使用,以提高颜料分散性、增进显影速度并减少残渣发生。
至于上述其他可共聚合的乙烯性不饱和单体(a-2)的具体例如:苯乙烯(SM)、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯等的芳香族乙烯基化合物;N-苯基马来酰亚胺、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺等马来酰亚胺类;丙烯酸甲酯(MA)、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸异丁酯、丙烯酸第二丁酯、甲基丙烯酸第二丁酯、丙烯酸第三丁酯、甲基丙烯酸第三丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸2-羟基丙酯、甲基丙烯酸2-羟基丙酯、丙烯酸3-羟基丙酯、甲基丙烯酸3-羟基丙酯、丙烯酸2-羟基丁酯、甲基丙烯酸2-羟基丁酯、丙烯酸3-羟基丁酯、甲基丙烯酸3-羟基丁酯、丙烯酸4-羟基丁酯、甲基丙烯酸4-羟基丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸三乙二醇甲氧酯、甲基丙烯酸三乙二醇甲氧酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十四烷基酯、甲基丙烯酸十六烷基酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸二十烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯、丙烯酸双环戊烯基氧化乙酯(dicyclopentenyloxyethyl acrylate;DCPOA)等的不饱和羧酸酯类;丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基乙酯、丙烯酸N,N-二乙基氨基丙酯、甲基丙烯酸N,N-二甲基氨基丙酯、丙烯酸N,N-二丁基氨基丙酯、N-甲基丙烯酸异-丁基氨基乙酯;丙烯酸环氧丙基酯、甲基丙烯酸环氧丙基酯(以下简称GMA)等不饱和羧酸环氧丙基酯类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯等的羧酸乙烯酯类;乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、烯丙基环氧丙基醚、甲代烯丙基环氧丙基醚等不饱和醚类;丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、氰化亚乙烯等的氰化乙烯基化合物;丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺等的不饱和酰胺;1,3-丁二烯、异戊烯、氯化丁二烯等脂肪族共轭二烯类。以上列举者乃以苯乙烯、N-苯基马来酰亚胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、丙烯酸双环戊烯基氧化乙酯为较佳。上述其他可共聚合的乙烯性不饱和单体(a-2)可单独一种或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)为100重量份,上述的碱可溶性树脂(A)是由50重量份至95重量份的含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体(a-1),与5重量份至50重量份的其他可共聚合的乙烯性不饱和单体(a-2)共聚合而得的共聚物。
本发明的碱可溶性树脂(A)在制造时所使用的溶剂,一般较常用者为乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇正丙醚、二甘醇正丁醚、三甘醇甲醚、三甘醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、一缩二丙二醇甲醚、一缩二丙二醇乙醚、一缩二丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇甲醚、二缩三丙二醇乙醚等的(聚)亚烷基二醇单烷醚类;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷醚醋酸酯类;二甘醇二甲醚、二甘醇甲乙醚、二甘醇二乙醚、四氢呋喃等其他醚类;甲乙烷酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷酯类;2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯等其他酯类;甲苯、二甲苯等芳香族碳氢化合物类;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺等羧酸酰胺类等。以上列举者乃以丙二醇甲醚醋酸酯及3-乙氧基丙酸乙酯较佳,一般可单独一种或混合多种使用。
制备前述的碱可溶性树脂(A)时所使用的起始剂,一般为自由基型聚合起始剂,其具体例如:2,2’-偶氮双异丁腈、2,2’-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)(2,2’-azobis(2,4-dimethyl valeronitrile;ADVN)、2,2’-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈(2,2’-azobis-2-methyl butyronitrile;AMBN)等偶氮(azo)化合物,及过氧化二苯甲酰(benzoylperoxide)等过氧化合物。
此外,上述制得的碱可溶性树脂(A)一般可单独一种或混合多种使用。
含乙烯性不饱和基的化合物(B)
上述的含乙烯性不饱和基的化合物(B)包括但不限于以下所述的第一化合物(B-1)、第二化合物(B-2)或其任意组合。
前述的第一化合物(B-1)是由经己内酯改质的多元醇与(甲基)丙烯酸反应而得的(甲基)丙烯酸酯系化合物。此经己内酯改质的多元醇是由前述的己内酯与具有4个官能基以上的多元醇反应而制得,其中,前述的己内酯可以是γ-己内酯、δ-己内酯,或ε-己内酯,且以ε-己内酯为佳。前述的具有4个官能基以上的多元醇可以是季戊四醇、二三羟甲基丙烷、二季戊四醇…等。基于具有4个官能基以上的多元醇的含量为1莫耳,前述的己内酯的含量范围以1莫耳至12莫耳为较佳。
前述的第一化合物(B-1)的具体例如:季戊四醇己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二三羟甲基丙烷己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的多(甲基)丙烯酸酯类化合物..等。其中,上述的二季戊四醇己内酯改质的多(甲基)丙烯酸酯类化合物的结构可如下式(I)表示:
在式(I)中,R1及R2分别表示氢或甲基;m为1至2的整数;a为1至6的整数,b为0至5的整数,其中,a+b=2至6,较佳为a+b=3至6,更佳为a+b=5至6,最佳为a+b=6。
上述的二季戊四醇己内酯改质的多(甲基)丙烯酸酯类化合物可以是二季戊四醇己内酯改质的二(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的三(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的四(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的五(甲基)丙烯酸酯类化合物、二季戊四醇己内酯改质的六(甲基)丙烯酸酯类化合物等,然以二季戊四醇己内酯改质的六(甲基)丙烯酸酯类化合物为较佳。更具体地,前述的第一化合物为日本化药株式会社制,品名DPCA-20、DPCA-30、DPCA-60、DPCA-120等产品。
前述之第二化合物(B-2)具有如下式(II)所示的官能基:
在式(II)中,R3表示氢或甲基。
前述之第二化合物(B-2)的具体例如:丙烯酰胺、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸-7-氨基-3,7-二甲基辛酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、第三辛基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲氨基酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、氮,氮-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟丙酯、乙烯基己内酰胺、氮-乙烯基皮酪烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二醇酯、聚单(甲基)丙烯酸丙二醇酯、(甲基)丙烯酸冰片酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧乙烷(以下简称EO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷(以下简称PO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯、EO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、EO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的甘油三丙酸酯、EO改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。
以上列举的第二化合物(B-2)乃以三丙烯酸三羟甲基丙酯、EO改质的三丙烯酸三羟甲基丙酯、PO改质的三丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羟甲基丙酯、PO改质的甘油三丙酸酯或上述的任意组合为较佳。
一般而言,基于碱可溶性树脂(A)为100重量份,上述的含乙烯性不饱和基的化合物(B)为10重量份至500重量份,以20重量份至450重量份为较佳,又以30重量份至400重量份为更佳,藉此让感光性树脂组成物具有良好的显影性。
光起始剂(C)
本发明的光起始剂(C)包含苯乙酮(acetophenone)系光起始剂(C-1)、肟(oxime)系光起始剂(C-2)、二苯甲酮(benzophenone)系光起始剂(C-3)及其他光起始剂(C-4)。
上述的苯乙酮系光起始剂(C-1)的具体例如:对二甲胺苯乙酮(p-dimethylamino-acetophenone)、α,α’-二甲氧基氧化偶氮苯乙酮(α,α’-dimethoxyazoxy-acetophenone)、2,2’-二甲基-2-苯基苯乙酮(2,2’-dimethyl-2-phenyl-acetophenone)、对甲氧基苯乙酮(p-methoxy-acetophenone)、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮[2-methyl-1-(4-methylthio phenyl)-2-morpholino-1-propanone]、2-苄基-2-氮,氮-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮[2-benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone]。以上列举以2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮、2-苄基-2-氮,氮-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮或上述的任意组合为较佳。
上述的肟系光起始剂(C-2)的具体例如:1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰基肟)[[1-[9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazole-3-yl]-ethanone1-(O-benzoyloxime)],如Ciba Specialty Chemicals制的商品名为OXE02,其结构如下式(III)所示]、1-(4-苯基-硫代-苯基)-辛烷-1,2-二酮2-肟-氧-苯甲酸酯[1-(4-phenyl-thio-phenyl)-octane-1,2-dion2-oxime-O-benzoate,如Ciba Specialty Chemicals制的商品名为OXE01,其结构如下式(IV)所示]、乙烷酮,1-[9-乙基-6-(2-氯-4-苯甲基-硫代-苯甲酰基)-9氢-咔唑-3-取代基]-,1-(氧-乙酰肟)[ethanone,1-[9-ethyl-6-(2-cholro-4-benzyl-thio-benzoyl)-9H-carbazole-3-yl]-,1-(O-acetyl oxime),旭电化公司制,其结构如下式(V)所示]。
以上列举以1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰基肟)、1-(4-苯基-硫代-苯基)-辛烷-1,2-二酮2-肟-氧-苯甲酸酯或上述的任意组合为较佳。
上述的二苯甲酮系光起始剂(C-3)的具体例如:噻吨酮(thioxanthone)、噻吨酮(thioxanthone)、2,4-二乙基噻吨酮(2,4-diethylthioxanthanone)、噻吨酮-4-砜(thioxanthone-4-sulfone)、二苯甲酮(benzophenone)、4,4’-双(二甲胺)二苯甲酮[4,4’-bis(dimethylamino)benzophenone]、4,4’-双(二乙胺)二苯甲酮[4,4’-bis(diethylamino)benzophenone]、二苯甲酮腙(benzophenone hydrazone)、2-氯苯酚酮(2-chlorobenzophenone)、4-氯苯酚酮(4-chlorobenzophenone)、4,4'-二氯苯酚酮(4,4'-Dichlorobenzophenone)等二苯甲酮系化合物。以上列举以4,4’-双(二甲胺)二苯甲酮、4,4’-双(二乙胺)二苯甲酮或上述的任意组合为较佳。
此外,其他光起始剂(C-4)的具体例如:2,2’-双(邻-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(o-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(邻-氟苯基)-4,4,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(o-fluorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(邻-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(o-methylphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(邻-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(o-methoxyphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(邻-乙基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(o-ethylphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(对甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(p-methoxyphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(2,2’,4,4’-四甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(2,2’,4,4’-tetramethoxyphenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(2-chlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]、2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑[2,2’-bis(2,4-dichlorophenyl)-4,4’,5,5’-tetraphenyl-biimidazole]等二咪唑系化合物;苯偶酰(benzil)、乙酰基(acetyl)等α-二酮(α-diketone)类;二苯乙醇酮(benzoin)等的酮醇(acyloin)类;二苯乙醇酮甲醚(benzoin methylether)、二苯乙醇酮乙醚(benzoin ethylether)、二苯乙醇酮异丙醚(benzoin isopropyl ether)等酮醇醚(acyloin ether)类;2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物(2,4,6-trimethyl-benzoyl-diphenyl–phosphineoxide)、双-(2,6-二甲氧基苯酰)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物[bis-(2,6-dimethoxy-benzoyl)-2,4,4-trimethyl-benzyl-phosphineoxide]等酰膦氧化物(acylphosphineoxide)类;蒽醌(anthraquinone)、1,4-萘醌(1,4-naphthoquinone)等醌(quinone)类;苯酰甲基氯(phenacyl chloride)、三溴甲基苯砜(tribromomethyl-phenylsulfone)、三(三氯甲基)-s-三嗪[tris(trichloromethyl)-s-triazine]等卤化物;以及二-第三丁基过氧化物(di-tertbutylperoxide)等过氧化物。以上列举以2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,4-双(三氯甲基)-6-(对-甲氧基)苯乙烯基-s-三氮杂苯或上述的任意组合为较佳。
上述的苯乙酮系光起始剂(C-1)、肟系光起始剂(C-2)、二苯甲酮系光起始剂(C-3)及其他光起始剂(C-4)中,同一种类的光起始剂依需要可单独一种或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为1重量份至10重量份,肟系光起始剂(C-2)的使用量为3重量份至20重量份,且二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为5重量份至20重量份。较佳地,基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为2重量份至9重量份,肟系光起始剂(C-2)的使用量为4重量份至18重量份,且二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为6重量份至18重量份。更加地,基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为3重量份至8重量份,肟系光起始剂(C-2)的使用量为5重量份至18重量份,且二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为7重量份至18重量份。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量低于1重量份,则感光性树脂组成物的耐碱性不佳。基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量高于10重量份,则后续所形成的图案的密着性不佳。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若肟系光起始剂(C-2)的使用量低于3重量份,则后续所形成的图案会产生底切。基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若肟系光起始剂(C-2)的使用量高于20重量份,则后续所形成的图案的密着性不佳。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量低于5重量份,则后续所形成的图案的密着性不佳。基于碱可溶性树脂(A)的使用量100重量份,若二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量高于20重量份,则会有残渣产生。
另外,若苯乙酮系光起始剂(C-1)/肟系光起始剂(C-2)/二苯甲酮系光起始剂(C-3)间的重量比为5重量百分比至40重量百分比/20重量百分比至60重量百分比/20重量百分比至60重量百分比,则后续所形成的图案不易产生底切且密着性较佳。
有机溶剂(D)
在本发明中,有机溶剂(D)以可以溶解碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)以及光起始剂(C),且不与上述成分相互反应,并具有适当挥发性为佳。
上述有机溶剂(D)的具体例如:乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、二甘醇甲醚、二甘醇乙醚、二甘醇正丙醚、二甘醇正丁醚、三甘醇甲醚、三甘醇乙醚、丙二醇甲醚、丙二醇乙醚、一缩二丙二醇甲醚、一缩二丙二醇乙醚、一缩二丙二醇正丙醚、一缩二丙二醇正丁醚、二缩三丙二醇甲醚(tripropylene glycol monomethyl ether)、二缩三丙二醇乙醚(tripropylene glycol mono ethyl ether)等的(聚)亚烷基二醇单烷醚类;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯等(聚)亚烷基二醇单烷醚醋酸酯类;二甘醇二甲醚、二甘醇甲乙醚、二甘醇二乙醚、四氢呋喃等其他醚类;甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮等酮类;2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯等乳酸烷酯类;2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基乙酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、乙酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯等其他酯类;甲苯、二甲苯等芳香族碳氢化合物类;以及氮-甲基吡咯烷酮、氮,氮-二甲基甲酰胺、氮,氮-二甲基乙酰胺等羧酸酰胺类等。
以上列举的有机溶剂(D)乃以3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚醋酸酯或上述的任意组合为较佳。上述有机溶剂(D)一般可单独使用一种或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)为100重量份,上述有机溶剂(D)的使用量通常为500至5000重量份;较佳为800至4000重量份;更佳为1000至3000重量份。
颜料(E)
本发明的颜料(E)可为无机颜料、有机颜料或上述的任意组合。无机颜料为有金属氧化物、金属错盐等的金属化合物,其具体例如:铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、亚铅、锑等的金属氧化物,以及前述金属的复合氧化物。
有机颜料的具体例如:C.I.颜料黄1,3,11,12,13,14,15,16,17,20,24,31,53,55,60,61,65,71,73,74,81,83,93,95,97,98,99,100,101,104,106,108,109,110,113,114,116,117,119,120,126,127,128,129,138,139,150,151,152,153,154,155,156,166,167,168,175;C.I.颜料橙1,5,13,14,16,17,24,34,36,38,40,43,46,49,51,61,63,64,71,73;C.I.颜料红1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,14,15,16,17,18,19,21,22,23,30,31,32,37,38,40,41,42,48:1,48:2,48:3,48:4,49:1,49:2,50:1,52:1,53:1,57,57:1,57:2,58:2,58:4,60:1,63:1,63:2,64:1,81:1,83,88,90:1,97,101,102,104,105,106,108,112,113,114,122,123,144,146,149,150,151,155,166,168,170,171,172,174,175,176,177,178,179,180,185,187,188,190,193,194,202,206,207,208,209,215,216,220,224,226,242,243,245,254,255,264,265;C.I.颜料紫1,19,23,29,32,36,38,39;C.I.颜料蓝1,2,15,15:3,15:4,15:6,16,22,60,66;C.I.颜料绿7,36,37;C.I.颜料棕23,25,28;C.I.颜料黑1,7等。
前述颜料可单独一种或混合两种或两种以上使用。基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,颜料(E)的使用量为20重量份至500重量份,较佳为30重量份至450重量份,更佳为50重量份至400重量份。
本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物中,颜料(E)的平均粒径一般为10nm至200nm,较佳为20nm至150nm,更佳为30nm至130nm。
上述的颜料(E)更可视实际需求,伴随使用分散剂,例如:阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚硅氧烷系、氟系等界面活性剂。
前述的界面活性剂的具体例如:聚环氧乙烷十二烷基醚、聚环氧乙烷硬脂酰醚、聚环氧乙烷油醚等聚环氧乙烷烷基醚类;聚环氧乙烷辛基苯醚、聚环氧乙烷壬基苯醚等聚环氧乙烷烷基苯醚类;聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯等聚乙二醇二酯类;山梨糖醇酐脂肪酸酯类;脂肪酸改质的聚酯类;三级胺改质的聚胺基甲酸酯类;信越化学工业制的KP产品、Toray Dow CorningSilicon制的SF-8427产品、共荣社油脂化学工业制的普利弗隆(Polyflow)产品、得克姆公司制(Tochem Products Co.,Ltd.)的爱夫多普(F-Top)产品、大日本印墨化学工业制的美卡夫克(Megafac)产品、住友3M制的弗洛多(Fluorade)产品、旭硝子制的阿萨卡多(Asahi Guard)产品、旭硝子制的萨弗隆(Surflon)产品等。
添加剂(F)
前述之彩色滤光片用感光性树脂组成物更可选择性包括添加剂(F),例如一分子中具有二个以上硫醇基之化合物(F-1)以及其他添加剂(F-2)。
上述一分子中具有二个以上硫醇基之化合物(F-1)相对于硫醇基之α位及/或β位具有分歧构造,其具体例可包括但不限于2,5-己二硫醇〔2,5-Hexanedithiol〕、2,9-癸二硫醇〔2,9-Decanedithiol〕、双(3-硫醇基丁酸)乙二酯〔ethylene glycol bis(3-mercapto butyrate)〕、双(3-硫醇基丁酸)丁二酯〔butanediol bis(3-mercapto butyrate)〕、双(3-硫醇基丁酸)辛二酯〔octanediol bis(3-mercapto butyrate)〕、参(3-硫醇基丁酸)三羟甲基丙酯〔trimethylolpropane tris(3-mercapto butyrate)〕、季戊四醇肆(3-硫醇基丁酸)酯〔pentaerythritol tetrakis(3-mercaptobutyrate)〕、双(2-硫醇基丙酸)乙二酯〔ethylene glycolbis(2-mercaptopropionate)〕、双(2-硫醇基丙酸)丁二酯〔butanediolbis(2-mercaptopropionate)〕、双(2-硫醇基丙酸)辛二酯〔octanediol bis(2-mercaptopropionate)〕、参(2-硫醇基丙酸)三羟甲基丙酯〔trimethylolpropane tris(2-mercaptopropionate)〕、季戊四醇肆(2-硫醇基丙酸)酯〔pentaerythritol tetrakis(2-mercaptopropionate)〕、双(2-硫醇基异丁酸)乙二酯〔ethylene glycol bis(2-mercaptoisobutyrate)〕、双(2-硫醇基异丁酸)丁二酯〔butanediol bis(2-mercaptoisobutyrate)〕、双(2-硫醇基异丁酸)辛二酯〔octanediol bis(2-mercaptoisobutyrate)〕、参(2-硫醇基异丁酸)三羟甲基丙酯〔trimethylolpropanetris(2-mercaptoisobutyrate)〕、季戊四醇肆(2-硫醇基异丁酸)酯〔pentaerythritol tetrakis(2-mercaptoisobutyrate)〕、双(3-硫醇基戊酸)乙二酯〔ethylene glycol bis(3-mercaptovalerate)〕、双(3-硫醇基戊酸)丁二酯〔butanediol bis(3-mercapto valerate)〕、双(3-硫醇基戊酸)辛二酯〔octanediol bis(3-mercapto valerate)〕、参(3-硫醇基戊酸)三羟甲基丙酯〔trimethylolpropanetris(3-mercapto valerate),〕、季戊四醇肆(3-硫醇基戊酸)酯〔pentaerythritol tetrakis(3-mercapto valerate)、1,4-双(1-硫醇基乙基)苯〔1,4-bis(1-mercaptoethyl)benzene〕、(2-硫醇基乙基)苯〔(2-mercaptoethyl)benzene〕、邻苯二甲酸双(2-硫醇基乙酯)〔Phthalicacid bis(2-mercaptoethyl ester)〕、邻苯二甲酸双(2-硫醇基丙酯)〔phthalic acid bis(2-mercaptopropanyl ester)〕、邻苯二甲酸双(2-硫醇基丁酯)〔phthalic acid bis(2-mercaptobutanyl ester)〕等]。
以上列举乃以双(3-硫醇基丁酸)乙二酯、双(3-硫醇基丁酸)丁二酯、双(3-硫醇基丁酸)辛二酯、参(3-硫醇基丁酸)三羟甲基丙酯、季戊四醇肆(3-硫醇基丁酸)酯、双(2-硫醇基异丁酸)乙二酯、双(2-硫醇基异丁酸)丁二酯、双(2-硫醇基异丁酸)辛二酯、参(2-硫醇基异丁酸)三羟甲基丙酯、季戊四醇肆(2-硫醇基丁酸)酯为较佳,然以双(3-硫醇基丁酸)乙二酯、双(3-硫醇基丁酸)丁二酯的聚合起始能力以及保存性等方面为更佳。上述的一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)一般可单独使用一种或混合多种使用。
一般而言,基于碱可溶性树脂(A)为100重量份,上述的一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)的使用量为1至100重量份时,则后续所形成的图案的密着性佳。
其次,上述其他添加剂(F-2)又可包括界面活性剂、填充剂、高分子化合物(指前述的碱可溶性树脂(A)以外者)、密着促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝集剂等。
前述的界面活性剂的具体例如同前述颜料(E)所伴随使用的界面活性剂,在此不另赘述。前述的界面活性剂可单独一种或混合多种以上使用。基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,界面活性剂的含量为0重量份至6重量份,较佳为0重量份至4重量份,更加为0重量份至3重量份。前述的界面活性剂可有助于提高前述的彩色滤光片用感光性树脂组成物的涂布性。
前述的填充剂的具体例如:玻璃、铝等;上述的高分子化合物的具体例如:聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚、聚氟丙烯酸烷酯等;上述的密着促进剂的具体例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、氮-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氮-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙醇丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙醇丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-硫醇基丙基三甲氧基硅烷等;上述的抗氧化剂的具体例如:2,2-硫代双(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚等;上述的紫外线吸收剂的具体例如:2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯基迭氮、烷氧基苯酮等;上述的防凝集剂的具体例如:聚丙烯酸钠等。
基于碱可溶性树脂(A)为100重量份,前述的其他添加剂(F-2)的使用量一般是介于0重量份至10重量份,以0重量份至6重量份为较佳,然以0重量份至3重量份为较佳。
彩色滤光片用感光性树脂组成物
本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物,一般是将上述碱可溶性树脂(A)、含乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、有机溶剂(D)以及颜料(E)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时也可添加一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)、界面活性剂、填充剂、高分子化合物、密着促进剂、抗氧化剂、紫外线吸收剂、防凝集剂等其他添加剂(F-2),予以均匀混合后,便可调制得呈溶液状态的感光性树脂组成物。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,含乙烯性不饱合基的化合物(B)的使用量为10重量份至500重量份,光起始剂(C)的使用量为10重量份至60重量份,有机溶剂(D)的使用量为500重量份至5000重量份,颜料(E)的使用量为20重量份至500重量份,且一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)的使用量为1重量份至100重量份。
其次,本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物的制备方法并没有特别的限定,例如,可将颜料(E)直接加入彩色滤光片用感光性树脂组成物中分散而成,或是事先将一部分的颜料(E)分散于一部分的含碱可溶性树脂(A)及有机溶剂(D)的媒介中,形成颜料分散液后,再混合含乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、碱可溶性树脂(A)及有机溶剂(D)的其余部分而制得。上述颜料(E)的分散步骤则可通过例如珠磨机(beads mill)或辊磨机(roll mill)等混合器混合上述成份而进行。
彩色滤光片的制造方法
本发明的彩色滤光片的形成方法可通过回转涂布、流延涂布或辊式涂布等涂布方式,将上述混合成溶液状态的彩色滤光片用感光性组成物涂布在基板上。涂布后,先以减压干燥的方式,去除大部分的溶剂,再以预烤(pre-bake)方式将溶剂去除而形成一预烤涂膜。其中,减压干燥及预烤的条件,依各成份的种类,配合比率而异,通常,减压干燥乃在0mmHg至200mmHg的压力下进行1秒钟至60秒钟,而预烤乃在70℃至110℃温度下进行1分钟至15分钟。预烤后,该预烤涂膜介于所指定的掩膜(mask)间曝光,于23±2℃温度下浸渍于显影液15秒至5分钟进行显影,不要的部分除去而形成具有图案。曝光使用的光线,以g线、h线、i线等的紫外线为佳,而紫外线装置可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。
上述基材的具体例如:用于液晶显示装置等的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及于此些玻璃上附着透明导电膜;或用于固体摄影装置等的光电变换装置基板(如:硅基板)等等。此些基板一般是先形成隔离各像素着色层的黑色矩阵(black matrix)。
又前述显影液的具体例如:氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲铵、氢氧化四乙铵、胆碱、吡咯、哌啶、1,8-二氮杂二环-(5,4,0)-7-十一烯等碱性化合物。显影液的浓度一般为0.001重量百分比(wt%)至10wt%,较佳为0.005wt%至5wt%,更佳为0.01wt%至1wt%。且使用此些显影液时,一般是于显像后再以水洗净。其次,以压缩空气或压缩氮气将图案风干后,再以热板或烘箱等加热装置进行后烤(postbake)处理。后烤温度通常为150至250℃,其中,使用热板的加热时间为5分钟至60分钟,使用烘箱的加热时间为15分钟至150分钟。
各色(主要包括红、绿、蓝三色)重复上述步骤,便可制得彩色滤光片的像素层。其次,在像素层上以220℃至250℃温度的真空环境下,形成氧化铟锡(ITO)蒸镀膜,必要时,对ITO镀膜施行蚀刻及布线之后,再涂布液晶配向膜用聚酰亚胺,进而烧成,即可作为液晶显示元件用的彩色滤光片。
液晶显示元件的制造方法
本发明的液晶显示元件,是通过上述彩色滤光片的制造方法所形成的彩色滤光片基板,与设置有薄膜晶体管(thin film transistor;TFT)的驱动基板,在上述二片基板间介入间隙(晶胞间隔,cell gap)作对向配置,上述二片基板的周围部位用封止剂贴合,在基板表面以及封止剂所区分出的间隙内充填注入液晶,封住注入孔而构成液晶晶胞(cell)。然后,在液晶晶胞的外表面,也即构成液晶晶胞的各个基板的其他侧面上,贴合偏光板后,而制得液晶显示元件。
至于前述使用的液晶,也即液晶化合物或液晶组成物,此处并未特别限定,也可使用任何一种液晶化合物及液晶组成物。
再者,前述使用的液晶配向膜,是用于限制液晶分子的配向,此处并未特别限定,凡是无机物或有机物任一种均可。至于形成液晶配向膜的技术为本发明所属技术领域中任何普通技术人员所熟知,且非为本发明的重点,故不另赘述。
以下利用多个实施方式以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本发明技术领域中普通技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
附图说明
图1至图3为绘示根据本发明一实施方式的评估感光性树脂层边缘侧面的局部剖视图。
其中,附图标记
12/22/32:感光性树脂层
16/26/36:侧壁
θ1/θ2/θ3:夹角
14/24/34:基板
18/28/38:底部
具体实施方式
下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
合成例A-1:碱可溶性树脂(A-1)的制造方法
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,并导入氮气且依表1所示用量加入溶剂3-乙氧基丙酸乙酯(以下简称EEP)200重量份。
当四颈锥瓶的溶剂被搅拌时,油浴的温度被提升至100℃,然后依表1所示将单体混合物:2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯单体(以下简称HOMS)45重量份、苯乙烯单体(以下简称SM)40重量份、丙烯酸双环戊烯基氧化乙酯(以下简称DCPOA)10重量份以及丙烯酸甲酯单体(以下简称MA)5重量份,连续添加至四颈锥瓶中,并予搅拌混合,同时将四颈锥瓶的油浴温度提升至100℃。另外,将聚合用起始剂:2,2’-偶氮双-2-甲基丁腈(以下简称AMBN)4重量份溶解于溶剂EEP中,并分成五等份量,每间隔1小时添加一等份量到上述四颈锥瓶中。整个聚合过程的反应温度维持在100℃,聚合时间持续6小时,聚合完成后,将聚合产物自该四颈锥瓶中取出,并把溶剂脱挥,便可得碱可溶性树脂(A-1)。
合成例A-2至A-3:碱可溶性树脂(A-2至A-3)的制造方法
合成例A-2至A-3是使用与合成例A-1相同的操作方法,不同之处是改变聚合用单体的种类及混合用量等,其配方及反应条件均载于表1。
彩色滤光片用感光性树脂组成物的制造方法
以下是根据表2制备实施例1至16以及比较例1至6的彩色滤光片用感光性树脂组成物。
实施例1
使用前述合成例所得的碱可溶性树脂(A-1)100重量份(固形份)、表2所示的二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA,以下简称B-2)50重量份、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮(以下简称C-1-1)1重量份、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮1-(O-乙酰基肟)(以下简称C-2-1)3重量份、4,4’-双(二甲胺)二苯甲酮(以下简称C-3-1)6重量份、C.I.颜料红254(以下简称E-1)20重量份,加入溶剂3-乙氧基丙酸乙酯(以下简称D-1)500重量份后,以摇动式搅拌器,加以溶解混合,即可调制而得彩色滤光片用感光性树脂组成物。该彩色滤光片用感光性树脂组成物以后述的各评价方式进行特性测定,所得结果如表2所示。
实施例2至16及比较例1至6
实施例2至16及比较例1至6是使用与实施例1彩色滤光片用感光性树脂组成物制作方法相同的操作方法,不同之处在于实施例2至16及比较例1至6是改变彩色滤光片用感光性树脂组成物中原料的种类及使用量,其详细数据及后续评价结果分别载于表2(实施例1至16)及表3(比较例1至6)。
评价方式
前述的彩色滤光片用感光性树脂组成物及其制得的感光性树脂层(或称像素层)可根据以下步骤,于低照度的曝光条件下,进行耐碱性、底切、密着性、残渣的检测,以评估其效能。
1.耐碱性:
将感光性树脂组成物以旋转涂布的方式,涂布在100mm×100mm的玻璃基板上,先进行减压干燥,压力100mmHg、时间30秒钟,然后再进行预烤,温度80℃、时间3分钟,可形成一膜厚2.5μm的预烤涂膜,再将预烤涂膜以紫外光(曝光机Canon PLA-501F)10mW/cm2的光量照射该预烤涂膜后,再浸渍于23℃的显影液2分钟,以纯水洗净,再以200℃后烤80分钟,即可在玻璃基板上形成一膜厚2.0μm的感光性树脂层。
然后,将前述制得的玻璃基板上的感光性树脂层,进一步利用波长400nm至700nm的光测定其光透过率变化。接着,置于2wt%的氢氧化钠(NaOH)溶液中10分钟后,再利用波长400nm至700nm的光测定其光透过率变化,并根据以下标准评价:
○:透过率变化<5%
△:5%≤透过率变化<10%
╳:10%<透过率变化
2.底切:
将前述评价方式1所制得的玻璃基板上的感光性树脂层(未经碱处理),以扫描式电子显微镜(SEM)观察,根据图1至图3所示的边缘侧面(edge profile)的形状,以评价感光性树脂层是否有底切现象。
○:如图1所示,感光性树脂层12的侧壁16与感光性树脂层12的底部18(邻接于基板14)的夹角为10°<θ1≤60°
△:如图2所示,感光性树脂层22的侧壁26与感光性树脂层22的底部28(邻接于基板24)的夹角为60°<θ2≤90°
╳:如图3所示,感光性树脂层32的侧壁36与感光性树脂层32的底部38(邻接于基板34)的夹角为θ3>90°
3.密着性:
根据于JIS K5600-5-6密着性法(交叉划线法)测定,将前述评价方式1所制得的玻璃基板上的感光性树脂层(未经碱处理)以小刀割成100个基盘目,再以胶带沾粘后撕下,计算被撕下基盘目的数目,并根据下列的基准评价:
◎:0个以下
○:1至5个
△:5至15个
╳:15个以上
4.残渣:
将指定的掩膜图案贴紧前述评价方式1所制得的玻璃基板上的感光性树脂层(未经碱处理),利用紫外光(曝光机Canon PLA-501F)10mW/cm2的光量照射后,再浸渍于23℃的显影液1分钟。除去基板上未曝光的部分后,以纯水洗净,再以235℃后烤80分钟,即可在玻璃基板上形成所要的感光性树脂图案。然后,利用显微镜观察感光性树脂图案,确定未曝光的部分是否有残渣存在。
○:无残渣
△:少许残渣
╳:残渣很多
由表2实施例1至实施例16的结果可知,通过控制彩色滤光片用感光性树脂组成物的苯乙酮系光起始剂(C-1)、肟系光起始剂(C-2)以及二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量,所制得的彩色滤光片用感光性树脂层于低照度的曝光条件下,会表现较佳的耐碱性与密着性,且所形成的图案无残渣且底切较少或无,故确实可达到本发明的目的。相较之下,表3的比较例1至比较例6的树脂层的耐碱性与密着性较不理想,且所形成的图案容易发生底切或有残渣存在。
需补充的是,本发明虽以特定的化合物、组成、反应条件、工艺、分析方法或特定仪器作为例示,说明本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物及其所形成的彩色滤光片,本发明所属技术领域中任何普通技术人员可知,本发明并不限于此,在不脱离本发明的精神和范围内,本发明的彩色滤光片用感光性树脂组成物及其所形成的彩色滤光片也可使用其他的化合物、组成、反应条件、工艺、分析方法或仪器进行。
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,包含:
碱可溶性树脂(A);
含乙烯性不饱和基的化合物(B);
光起始剂(C);
有机溶剂(D);以及
颜料(E),
其中,该光起始剂(C)包含苯乙酮系光起始剂(C-1)、肟系光起始剂(C-2)及二苯甲酮系光起始剂(C-3),且基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为1重量份至10重量份,该肟系光起始剂(C-2)的使用量为3重量份至20重量份,且该二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为5重量份至20重量份。
2.根据权利要求1所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该含乙烯性不饱合基的化合物(B)的使用量为10重量份至500重量份,该光起始剂(C)的使用量为10重量份至60重量份,该有机溶剂(D)的使用量为500重量份至5000重量份,且该颜料(E)的使用量为20重量份至500重量份。
3.根据权利要求1所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为2重量份至9重量份,该肟系光起始剂(C-2)的使用量为4重量份至18重量份,且该二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为6重量份至18重量份。
4.根据权利要求1所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该苯乙酮系光起始剂(C-1)的使用量为3重量份至8重量份,该肟系光起始剂(C-2)的使用量为5重量份至18重量份,且该二苯甲酮系光起始剂(C-3)的使用量为7重量份至18重量份。
5.根据权利要求1所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,该苯乙酮系光起始剂(C-1)/该肟系光起始剂(C-2)/该二苯甲酮系光起始剂(C-3)间的重量比为5重量百分比至40重量百分比/20重量百分比至60重量百分比/20重量百分比至60重量百分比。
6.根据权利要求1所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,还至少包含一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1),其中该一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)相对于该硫醇基的α位及/或β位具有分歧构造。
7.根据权利要求6所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物,其特征在于,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该一分子中具有二个以上硫醇基的化合物(F-1)的使用量为1重量份至100重量份。
8.一种彩色滤光片,其特征在于,具有使用如根据权利要求1至7任意一项所述的彩色滤光片用感光性树脂组成物所形成的像素层。
9.一种液晶显示元件,其特征在于,具有如根据权利要求8所述的彩色滤光片。
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