TW201516574A - 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其液晶顯示元件 - Google Patents

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Abstract

本發明係有關一種彩色濾光片用感光性樹脂組成物及其應用。該感光性樹脂組成物包含鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)、光起始劑(C)、有機溶劑(D)、黑色顏料(E)以及黑色染料(F)。該鹼可溶性樹脂(A)包含具有不飽和基之樹脂(A-1)及聚矽氧烷高分子(A-2),且該具有不飽和基之樹脂(A-1)係由一混合物進行聚合反應所製得,其中該混合物包含具有至少二個環氧基的環氧化合物(i),以及具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)。

Description

感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其液晶顯示元件
本發明係有關一種黑色矩陣用感光性樹脂組成物及使用該黑色矩陣所形成之彩色濾光片及液晶顯示元件。特別是提供一種信賴性佳、高光學密度及高阻抗的黑色矩陣用感光性樹脂組成物及使用該黑色矩陣所形成之彩色濾光片及液晶顯示元件。
近年來,各式各樣的液晶顯示技術蓬勃發展,而為了提高目前液晶顯示器之對比度及顯示品質,一般會於顯示器中彩色濾光片之條紋(stripe)及點(dot)的間隙中放置黑色矩陣。上述黑色矩陣可防止畫素間的光洩漏所引起之對比度下降及色純度下降等問題。以往黑色矩陣所使用的材料皆以含有鉻或氧化鉻等的蒸鍍膜為主,然而,以上述蒸鍍膜作為黑色矩陣的材料時,存在製程複雜且材料昂貴等缺點。為了解決此問題,先前提出有利用感光性樹脂組成物透過微影製程(photolithography)之方式形成黑色矩陣之 技術。
目前業界對於黑色矩陣的遮光性要求日益提高,其解決方法之一就是增加黑色顏料的含量,藉此提高黑色矩陣的遮光性。舉例而言,日本專利特開第2006-259716號公報揭示一種黑色矩陣用的感光性樹脂組成物,其包含高含量的黑色顏料、鹼可溶性樹脂、光聚合起始劑、具有二官能基的反應性單體以及有機溶劑。其中,具有二官能基的反應性單體可改善化合物之間的反應,以形成高精細的圖案。藉此,於感光性樹脂組成物中,當以提升黑色顏料含量之方式以增加遮光性之同時,尚可保持感光性樹脂組成物之感度。
另外,日本專利特開第2008-268854號公報揭示一種黑色矩陣用的感光性樹脂組成物。該感光性樹脂組成物包含具有羧酸基及含不飽和基之鹼可溶性樹脂、含乙烯性不飽和基的光聚合單體、光聚合起始劑及高含量之黑色顏料。該黑色矩陣用感光性樹脂組成物中,藉由使用特定的鹼可溶性樹脂來改善高含量黑色顏料之感光性樹脂組成物之解析度。
雖然現有技術中提高了黑色顏料含量之感光性樹脂組成物能夠增加遮光性等,然而,上述各前案之感光性樹脂組成物仍有信賴性不佳、光學密度(optical density;OD)值不足及阻抗值過低之問題。有鑑於此,仍有需要開發出於信賴性佳、高OD及高阻抗的黑色矩陣用感光性樹脂組成物。
因此,本發明之一態樣是在提供一種感光性樹脂組成物,且此感光性樹脂組成物具有良好之信賴性、高光學密度及高阻抗值。
本發明之另一態樣是在提供一種黑色矩陣,其係利用前述之感光性樹脂組成物所製成。
本發明之又一態樣是在提供一種彩色濾光片,其包含前述之黑色矩陣。
本發明之再一態樣是在提供一種液晶顯示元件,其包含前述之彩色濾光片。
根據本發明之上述態樣,提出一種感光性樹脂組成物,此感光性樹脂組成物包含鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基之化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)及黑色染料(F),以下析述之。
感光性樹脂組成物 鹼可溶性樹脂(A)
本發明之鹼可溶性樹脂(A)包含具有不飽和基之樹脂(A-1)及聚矽氧烷高分子(A-2)。
具有不飽和基之樹脂(A-1)
該具有不飽和基之樹脂(A-1)可由一混合物進行聚合反應所製得,其中該混合物包含具有至少兩個環氧基的環氧化合物(i)及具有至少一個羧酸基與至少一個乙烯性不飽和基之化合物(ii)。較佳地,該混合物可選擇性地包含羧 酸酐化合物(iii)及/或具有環氧基的化合物(iv)。
具有至少兩個環氧基的環氧化合物(i)
前述具有至少兩個環氧基的環氧化合物(i)可具有如下式(II)或式(III)所示之結構:
於式(II)中,B1、B2、B3及B4分別為相同或不同,且B1、B2、B3及B4分別代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至5之烷基、碳數為1至5之烷氧基、碳數為6至12之芳香基或碳數為6至12之芳烷基。
該式(I)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)包含但不限於具有環氧基(epoxy)之雙酚芴型化合物(bisphenol fluorene)。該具有環氧基之雙酚芴型化合物是由9,9-雙(4-羥基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)芴 [9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene]等化合物與鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)反應而得。該鹵化環氧丙烷包含但不限於3-氯-1,2-環氧丙烷(epichlorohydrin)或3-溴-1,2-環氧丙烷(epibromohydrin)等。該含環氧基之雙酚芴型化合物包含但不限於(1)新日鐵化學製造,型號為ESF-300等之商品;(2)大阪瓦斯製造,型號為PG-100、EG-210等之商品;(3)S.M.S Technology Co.製造,型號為SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG等之商品。
於式(III)中,D1至該D14分別為相同或不同,且D1至D14分別代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至8之烷基或碳數為6至15之芳香基,且n代表0至10之整數。
較佳地,如式(III)所示之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)是在鹼金屬氫氧化物存在下,使具有如下式(IV)所示之結構的化合物與鹵化環氧丙烷進行反應而得:
於式(IV)中,D1至D14及n分別如前所述,在此不另贅述。
較佳地,如式(III)所示之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)是在酸觸媒存在下,使具有如下式(V)所示之結構的化合物與酚(phenol)類化合物進行縮合反應後,而形成具有如上述式(IV)所示之結構的化合物。接著,加入過量的鹵化環氧丙烷進行脫鹵化氫反應(dehydrohalogenation),即可製得如式(III)所示之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i):
於式(V)中,D15與D16為相同或不同,且D15與D16分別代表氫原子、鹵素、碳數為1至8之烷基或碳數為6至15之芳香基;X1及X2為相同或不同,且X1及X2分別代表鹵素、碳數為1至6之烷基或碳數為1至6之烷氧基。該鹵素表示氯或溴。該烷基表示甲基(methyl)、乙基(ethyl)或第三丁基(t-butyl)。該烷氧基表示甲氧基(methoxy)或乙氧基(ethoxy)。
前述之酚類化合物可包含但不限於酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、正丙基酚(n-propylphenol)、異丁基酚(isobutylphenol)、第三丁基酚(t-butylphenol)、辛 酚(octylphenol)、壬基酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基酚(methylbutylphenol)、雙第三丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯酚(vinylphenol)、丙烯酚(propenylphenol)、乙炔酚(ethnylphenol)、環戊基酚(cyclopentylphenol)、環己基酚(cyclohexylphenol)或環己基甲酚(cyclohexylcresol)等。該酚類化合物可單獨一種或混合複數種使用。
基於該具有如式(V)所示之結構的化合物之使用量為1莫耳,該酚類化合物之使用量較佳為0.5莫耳至20莫耳,更佳為2莫耳至15莫耳。
前述之酸觸媒可包含但不限於鹽酸、硫酸、對甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)、草酸(oxalic acid)、三氟化硼(boron trifluoride)、無水氯化鋁(aluminium chloride anhydrous)或氯化鋅(zinc chloride)等。該酸觸媒可單獨一種或混合複數種使用。該酸觸媒較佳係選自於對甲苯磺酸、硫酸或鹽酸。
該酸觸媒的使用量雖無特別的限制,但基於具有如式(V)所示之結構的化合物之使用量為100重量百分比,該酸觸媒之使用量較佳為0.1重量百分比至30重量百分比。
前述之縮合反應可在無溶劑下,或是有機溶劑的存在下進行。該有機溶劑可包含但不限於甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)或甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)等。該有機溶劑可單獨一種或混合複數種使用。
基於具有如式(V)所示之結構的化合物及酚類化合 物之總使用量為100重量百分比,該有機溶劑之使用量較佳為50重量百分比至300重量百分比,更佳為100重量百分比至250重量百分比。較佳地,該縮合反應的操作溫度為40℃至180℃,且該縮合反應的操作時間為1小時至8小時。
於前述之縮合反應結束後,可進行中和處理或水洗處理。該中和處理是將反應後的溶液之pH值調整為3至7,較佳為5至7。該水洗處理是使用中和劑來進行,且該中和劑為一鹼性物質,其包含但不限於氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)等之鹼金屬氫氧化物;氫氧化鈣(calcium hydroxide)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)等之鹼土類金屬氫氧化物;二伸乙三胺(diethylene triamine)、三伸乙四胺(triethylenetetramine)、苯胺(aniline)、苯二胺(phenylene diamine)等之有機胺化合物或氨(ammonia)、磷酸二氫鈉(sodium dihydrogen phosphate)等之化合物。該水洗處理可採用以往使用的方法即可,例如,在反應後的溶液中,加入含中和劑的水溶液,反覆進行萃取即可。經中和處理或水洗處理後,在減壓加熱下,將未反應的酚類化合物及溶劑予以餾除,並進行濃縮,即可獲得具有如式(IV)所示之結構的化合物。
前述之鹵化環氧丙烷較佳係選自於3-氯-1,2-環氧丙烷、3-溴-1,2-環氧丙烷或上述化合物之任意組合。
基於該具有如式(IV)所示之結構的化合物中之羥基總當量為1當量,該鹵化環氧丙烷的使用量為1莫耳至 20莫耳,較佳為2莫耳至10莫耳。
該脫鹵化氫反應進行前可預先添加氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物,或者於反應的過程中添加。該脫鹵化氫反應的操作溫度較佳為20℃至120℃。該脫鹵化氫反應的操作時間較佳為1小時至10小時。
在該脫鹵化氫反應中所添加的鹼金屬氫氧化物亦 可使用其水溶液,此情況下,連續將該鹼金屬氫氧化物水溶液添加至脫鹵化氫反應系統內的同時,於減壓下或常壓下連續地蒸餾出水及鹵化環氧丙烷,並進一步分離水及鹵化環氧丙烷,同時將鹵化環氧丙烷連續地回流至反應系統內。
基於該具有如式(IV)所示之結構的化合物中之羥基總當量為1當量,該脫鹵化氫反應中添加的鹼金屬氫氧化物的使用量為0.8莫耳至15莫耳,較佳為0.9莫耳至11莫耳。
該脫鹵化氫反應進行前可添加氯化四甲銨(tetramethyl ammonium chloride)、溴化四甲銨(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化銨(trimethyl benzyl ammonium chloride)等的四級銨鹽作為觸媒,並在50℃至150℃下,反應1小時至5小時,再加入鹼金屬氫氧化物或其水溶液,於20℃至120℃之溫度下,反應1小時至10小時,以進行脫鹵化氫反應。
此外,為了使脫鹵化氫反應順利進行,除可添加甲醇(methanol)、乙醇(ethanol)等醇類之外,亦可添加二甲碸 (dimethyl sulfone)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide)等非質子性(aprotic)的極性溶媒等來進行反應。在使用醇類的情況下,基於該鹵化環氧丙烷的總使用量為100重量百分比,該醇類的使用量為2重量百分比至20重量百分比,較佳為4重量百分比至15重量百分比。在使用非質子性的極性溶媒的情況下,基於該鹵化環氧丙烷的總使用量為100重量百分比,該非質子性的極性溶媒的使用量為5重量百分比至100重量百分比,較佳為10重量百分比至90重量百分比。
為了避免存在有未反應的起始原料如鹵化環氧丙烷而影響物性,可進一步將脫鹵化氫反應後的溶液加入甲苯(toluene)、甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)等溶劑,並加入氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物水溶液再次進行脫鹵化氫反應。較佳地,於脫鹵化氫反應中,基於該具有如式(IV)所示之結構的化合物中之羥基總當量為1當量,該鹼金屬氫氧化物的使用量為0.01莫耳至0.3莫耳,更佳為0.05莫耳至0.2莫耳。較佳地,該脫鹵化氫反應的操作溫度為50℃至120℃。較佳地,該脫鹵化氫反應的操作時間為0.5小時至2小時。
於脫鹵化氫反應結束後,可選擇性地進行過濾處理或水洗處理。之後,藉由加熱減壓的方式,於溫度為110℃至250℃且壓力為1.3kPa(10mmHg)以下,去除鹵化環氧丙烷、醇類及非質子性的極性溶媒等,則可得到如式(III)所示具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)。該式(II)之具有 至少二個環氧基的環氧化合物(i)包含但不限於日本化藥(株)製之商品:NC-3000、NC-3000H、NC-3000S及NC-3000P。
具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)
該具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)是選自於(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯醯氧乙基琥珀酸(2-methaacryloyloxyethylsuccinic acid)、2-甲基丙烯醯氧丁基琥珀酸、2-甲基丙烯醯氧乙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丁基己二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丁基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丁基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基四氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丁基鄰苯二甲酸或2-甲基丙烯醯氧丁基氫鄰苯二甲酸;(2)由含羥基之(甲基)丙烯酸酯與二元羧酸化合物反應而得之化合物;(3)由含羥基之(甲基)丙烯酸酯與羧酸酐化合物反應而得之半酯化合物。
前述之二元羧酸化合物可包含但不限於己二酸、馬來酸、琥珀酸、鄰苯二甲酸。該含羥基之(甲基)丙烯酸酯可包含但不限於2-羥基乙基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)acrylate]、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)methacrylate]、2-羥基丙基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl) acrylate]、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)methacrylate]、4-羥基丁基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)methacrylate]或季戊四醇三甲基丙烯酸酯等。
前述之羧酸酐化合物可與下述該具有不飽和基的樹脂(A-1)中混合物所含之羧酸酐化合物(iii)為相同,在此不另贅述。
羧酸酐化合物(iii)
該羧酸酐化合物(iii)較佳係選自於琥珀酸酐(succinic anhydride)、順丁烯二酸酐(maleic anhydride)、衣康酸酐(Itaconic anhydride)、鄰苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氫鄰苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)、六氫鄰苯二甲酸酐(hexahydrophthalic anhydride)、甲基四氫鄰苯二甲酸酐、甲基六氫鄰苯二甲酸酐、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酐(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic anhydride)、氯茵酸酐(chlorendic anhydride)、戊二酸酐或偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylic anhydride)等之二元羧酸酐化合物;二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylic dianhydride;BTDA)、雙苯四甲酸二酐或雙苯醚四甲酸二酐等之四元羧酸酐化合物。
具有環氧基的化合物(iv)
該具有環氧基的化合物(iv)較佳係選自於甲基丙烯酸環氧丙酯、3,4-環氧基環己基甲基丙烯酸酯、含不飽和基 的縮水甘油醚化合物、其它含環氧基的不飽和化合物或上述化合物之任意組合。該含不飽和基的縮水甘油醚化合物可包含但不限於長瀨化成工業株式會社製造,型號為Denacol EX-111、EX-121 Denacol、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171、Denacol EX-192等之商品。
本發明中,該具有不飽和基的樹脂(A-1)可由式(II)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)進行聚合反應,而形成一含羥基的反應產物,接著,再添加該羧酸酐化合物(iii)進行反應所製得。基於該含羥基的反應產物上的羥基總當量為1當量,該羧酸酐化合物(iii)上所含有的酸酐基的當量數較佳為0.4當量至1當量,更佳為0.75當量至1當量。當羧酸酐化合物(iii)使用複數個時,於反應時添加的方式可採依序添加或同時添加的方式。較佳地,該羧酸酐化合物(iii)是使用二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物時,該二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的莫耳比例為1/99至90/10,更佳為5/95至80/20。較佳地,該反應的操作溫度為50℃至130℃。
本發明中,該具有不飽和基的樹脂(A-1)可由式(III)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)進行反應,形成一含羥基的反應產物後,再添加羧酸酐化合物(iii)及/或含環氧基的化合物(iv)進行聚合反應所製得。基於式(III)之 具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)上的環氧基總當量為1當量,該具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)的酸價當量較佳為0.8當量至1.5當量,更佳為0.9當量至1.1當量。基於該含羥基的反應產物上的羥基總量為100莫耳百分比,該羧酸酐化合物(iii)的使用量為10莫耳百分比至100莫耳百分比,較佳地為20莫耳百分比至100莫耳百分比,更佳為30莫耳百分比至100莫耳百分比。
在製備該具有不飽和基的樹脂(A-1)時,為加速反應,通常會於反應溶液中添加鹼性化合物作為反應觸媒。該反應觸媒可包含但不限於三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基銻(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基銨(tetramethylammonium chloride)、氯化苄基三乙基銨(benzyltriethylammonium chloride)等。該反應觸媒可單獨一種或混合複數種使用。基於該具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)的總使用量為100重量份,該反應觸媒的使用量較佳為0.01重量份至10重量份,更佳為0.3重量份至5重量份。
此外,為了控制聚合度,通常還會於反應溶液中添加阻聚劑。該阻聚劑可包含但不限於對甲氧基酚(p-methoxyphenol)、甲基氫醌(methylhydroquinone)、氫醌(hydroquinone)、2,6-二第三丁基對甲酚 (2,6-di-t-butyl-p-cresol)或吩噻嗪(phenothiazine)等。該阻聚劑可單獨一種或混合複數種使用。
基於該具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)與具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii)的使用量總和為100重量份,該阻聚劑的使用量較佳為0.01重量份至10重量份,更佳為0.1重量份至5重量份。
在製備該具有不飽和基的樹脂(A-1)時,必要時可使用聚合反應溶劑。該聚合反應溶劑可包含但不限於乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、2-丁醇、己醇或乙二醇等之醇類化合物;甲乙酮或環己酮等之酮類化合物;甲苯或二甲苯等之芳香族烴類化合物;賽珞素或丁基賽珞素(butyl cellosolve)等之賽珞素(cellosolve)類化合物;卡必妥或丁基卡必妥等之卡必妥類化合物;丙二醇甲基醚等之丙二醇烷基醚類化合物;二丙二醇甲基醚[di(propylene glycol)methyl ether]等之多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkyl ether]類化合物;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)或丙二醇單甲基醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)等之醋酸酯類化合物;乳酸乙酯(ethyl lactate)或乳酸丁酯(butyl lactate)等之乳酸酯(lactate)類化合物或二烷基二醇醚類化合物。該聚合反應溶劑可單獨一種或混合複數種使用。
該具有不飽和基的樹脂(A-1)的酸價較佳為50mgKOH/g至200mgKOH/g,更佳為60mgKOH/g至 150mgKOH/g。
基於鹼可溶性樹脂之使用量為100重量份,該具有不飽和基之樹脂(A-1)之使用量為30重量份至90重量份,較佳為35重量份至87重量份,更佳為40重量份至85重量份。
本發明之感光性樹脂組成物中,若完全未使用具有不飽和基的樹脂(A-1),則所製得之感光性樹脂組成物於高溫高濕之環境下具有信賴性不佳之缺陷。
聚矽氧烷高分子(A-2)
本發明之聚矽氧烷高分子(A-2)係由具有如下式(I)所示之結構的矽烷單體經加水分解及部份縮合而得之共聚合物:Si(R1)t(OR2)4-t (I)
於式(I)中,t代表1至3之整數,當t代表2或3時,複數個R1各自可為相同或不同,其中至少一個R1代表經酸酐基(Anhydride group)取代且碳數為1至10之烷基、經環氧基(Epoxy group)取代且碳數為1至10之烷基或經環氧基取代的氧烷基,且其餘R1代表氫原子、碳數為1至10之烷基、碳數為2至10之烯基或碳數為6至15之芳香基。當(4-t)代表2或3時,複數個R2各自為相同或不同,且R2代表氫原子、碳數為1至6之烷基、碳數為1至6之醯基或碳數為6至15之芳香基。
當聚矽氧烷高分子(A-2)具有酸酐基或環氧基時,聚矽氧烷高分子與玻璃表面之SiOH官能基具有良好之親 和力,而可提升密著性,進而提升高溫高濕之環境下之耐濕性及信賴性。若前述之R1不包含經酸酐基或環氧基取代之官能基時,所製得之感光性樹脂組成物於高溫高濕之環境下具有信賴性不佳之缺點。
該經酸酐基取代且碳數為1至10之烷基可包含但不限於乙基丁二酸酐、丙基丁二酸酐或丙基戊二酸酐等。
該經環氧基取代且碳數為1至10之烷基可包含但不限於環氧丙烷基戊基(oxetanylpentyl)或2-(3,4-環氧環己基)乙基(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl)等。
經環氧基取代的氧烷基可包含但不限於環氧丙氧基丙基(glycidoxypropyl)、2-環氧丙烷基丁氧基(2-oxetanylbutoxy)等。
於上述之R2中,烷基可包含但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基等。醯基可包含但不限於乙醯基。芳香基可包含但不限於苯基。
如式(I)所示之矽氧烷單體可包含但不限於3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane;TMS-GAA)、3-環氧丙氧基丙基三乙氧基矽烷(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷[2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl trimethoxy silane]、2-環氧丙烷基丁氧基丙基三苯氧基矽烷(2-oxetanylbutoxypropyltriphenoxysilane);由東亞合成所製造的市售品:2-環氧丙烷基丁氧基丙基三甲氧基矽烷 (2-oxetanylbutoxypropyltrimethoxysilane,其商品名為TMSOX-D)、2-環氧丙烷基丁氧基丙基三乙氧基矽烷(2-oxetanylbutoxypropyltriethoxysilane,其商品名為TESOX-D)、3-(三苯氧基矽基)丙基丁二酸酐;由信越化學所製造之市售品:3-(三甲氧基矽基)丙基丁二酸酐(商品名為X-12-967);由WACKER公司所製造之市售品:3-(三乙氧基矽基)丙基丁二酸酐(其商品名為GF-20)、3-(三甲氧基矽基)丙基戊二酸酐(簡稱為TMSG)、3-(三乙氧基矽基)丙基戊二酸酐、3-(三苯氧基矽基)丙基戊二酸酐、二異丙氧基-二(2-環氧丙烷基丁氧基丙基)矽烷[diisopropoxy-di(2-oxetanylbutoxy propyl)silane;DIDOS]、二(3-環氧丙烷基戊基)二甲氧基矽烷[di(3-oxetanylpentyl)dimethoxy silane]、(二正丁氧基矽基)二(丙基丁二酸酐)、(二甲氧基矽基)二(乙基丁二酸酐)、3-環氧丙氧基丙基二甲基甲氧基矽烷(3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane)、3-環氧丙氧基丙基二甲基乙氧基矽烷(3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane)、二(2-環氧丙烷基丁氧基戊基)-2-環氧丙烷基戊基乙氧基矽烷[di(2-oxetanylbutoxypentyl)-2-oxetanylpentylethoxy silane]、三(2-環氧丙烷基戊基)甲氧基矽烷[tri(2-oxetanylpentyl)methoxy silane]、(苯氧基矽基)三(丙基丁二酸酐)及(甲基甲氧基矽基)二(乙基丁二酸酐)等。前述如式(I)所示之矽氧烷單體可單獨一種或混合複數種使 用。
較佳地,該矽氧烷單體可選擇性地包含如下式(I-1)所示之矽氧烷單體:Si(R3)u(OR4)4-u (I-1)
於式(I-1)中,u代表0至3之整數。當u代表2或3時,複數個R3各自為相同或不同,且R3代表氫原子、碳數為1至10之烷基、碳數為2至10之烯基或碳數為6至15之芳香基。當(4-u)代表2、3或4時,複數個R4各自為相同或不同,且R4代表氫原子、碳數為1至6之烷基、碳數為1至6之醯基或碳數為6至15之芳香基。
於R3中,烷基可包含但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、第三丁基、正己基、正葵基、三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-胺丙基、3-巰丙基或3-異氰酸丙基。烯基可包含但不限於乙烯基、3-丙烯醯氧基丙基或3-甲基丙烯醯氧基丙基等。芳香基可包含但不限於苯基、甲苯基、對-羥基苯基、1-(對-羥基苯基)乙基、2-(對-羥基苯基)乙基、4-羥基-5-(對-羥基苯基羰氧基)戊基或萘基等。
於R4中,烷基可包含但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基等。醯基可包含但不限於乙醯基。芳香基可包含但不限於苯基。
如式(I-1)所示之矽氧烷單體可包含但不限於四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、四乙醯氧基矽烷、四苯氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷(簡稱MTMS)、甲基三乙氧基矽烷、甲基三異丙氧基矽烷、甲基三正丁氧基矽烷、乙基三甲氧 基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三異丙氧基矽烷、乙基三正丁氧基矽烷、正丙基三甲氧基矽烷、正丙基三乙氧基矽烷、正丁基三甲氧基矽烷、正丁基三乙氧基矽烷、正己基三甲氧基矽烷、正己基三乙氧基矽烷、癸基三甲氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷(簡稱PTMS)、苯基三乙氧基矽烷(簡稱PTES)、對-羥基苯基三甲氧基矽烷、1-(對-羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、2-(對-羥基苯基)乙基三甲氧基矽烷、4-羥基-5-(對-羥基苯基羰氧基)戊基三甲氧基矽烷、三氟甲基三甲氧基矽烷、三氟甲基三乙氧基矽烷、3,3,3-三氟丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷(簡稱DMDMS)、二甲基二乙氧基矽烷、二甲基二乙醯氧基矽烷、二正丁基二甲氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、三甲基甲氧基矽烷、三正丁基乙氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷、3-丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷或3-甲基丙烯醯氧基丙基三乙氧基矽烷等。上述如式(I-1)所示之矽氧烷單體可單獨一種或混合複數種使用。
較佳地,該矽氧烷單體可選擇性地包含如下式(I-2)所示之聚矽氧烷:
於式(I-2)中,R5、R6、R7及R8為相同或不同。當s代 表2至1000之整數時,每個R5或R6可為相同或不同。
前述之R5、R6、R7及R8分別代表氫原子、碳數為1至10之烷基、碳數為2至6之烯基、或碳數為6至15之芳香基,其中烷基、烯基及芳香基中之任一者可選擇性地具有取代基。該烷基可包含但不限於甲基、乙基或正丙基等。該烯基可包含但不限於乙烯基、丙烯醯氧基丙基或甲基丙烯醯氧基丙基等。該芳香基可包含但不限於苯基、甲苯基或萘基等。
前述之R9與R10分別代表氫原子、碳數為1至6之烷基、碳數為1至6之醯基或碳數為6至15之芳香基,且該烷基、醯基及芳香基中之任一者可選擇性地具有取代基。該烷基可包含但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基等。該醯基可包含但不限於乙醯基。該芳香基可包含但不限於苯基。
進一步地,式(I-2)所示之s為1至1000之整數。較佳地,s為3至300之整數。更佳地,s為5至200之整數。
如該式(I-2)所示之聚矽氧烷可包含但不限於1,1,3,3-四甲基-1,3-二甲氧基二矽氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙氧基二矽氧烷、1,1,3,3-四乙基-1,3-二乙氧基二矽氧烷、Gelest公司製矽烷醇末端聚矽氧烷之市售品[其商品名如DM-S12(分子量為400至700)、DMS-S15(分子量為1500至2000)、DMS-S21(分子量為4200)、DMS-S27(分子量為18000)、DMS-S31(分子量為26000)、DMS-S32(分子量為 36000)、DMS-S33(分子量為43500)、DMS-S35(分子量為49000)、DMS-S38(分子量為58000)、DMS-S42(分子量為77000)、PDS-9931(分子量為1000至1400)等]等。該式(I-2)所示之聚矽氧烷可單獨一種或混合複數種使用。
較佳地,該矽氧烷單體組份還可選擇性地包含二氧化矽粒子。該二氧化矽粒子的平均粒徑並無特別的限制,其平均粒徑可為2nm至250nm,較佳為5nm至200nm,更佳為10nm至100nm。
該二氧化矽粒子可包含但不限於由觸媒化成公司所製造的市售品[商品名如OSCAR 1132(其粒徑為12nm,且分散劑為甲醇)、OSCAR 1332(粒徑為12nm,且分散劑為正丙醇)、OSCAR 105(粒徑為60nm,且分散劑為γ-丁內酯)、OSCAR 106(粒徑為120nm,且分散劑為二丙酮醇)等]、由扶桑化學公司所製造的市售品[商品名如Quartron PL-1-IPA(粒徑為13nm,且分散劑為異丙酮)、Quartron PL-1-TOL(粒徑為13nm,且分散劑為甲苯)、Quartron PL-2L-PGME(粒徑為18nm,且分散劑為丙二醇單甲醚)、Quartron PL-2L-MEK(粒徑為18nm,且分散劑為甲乙酮)等]、由日產化學公司所製造的市售品[商品名如IPA-ST(粒徑為12nm,且分散劑為異丙醇)、EG-ST(粒徑為12nm,且分散劑為乙二醇)、IPA-ST-L(粒徑為45nm,且分散劑為異丙醇)、IPA-ST-ZL(粒徑為100nm,且分散劑為異丙醇)等]。
該縮合反應可使用一般的方法。例如,在矽氧烷單體組份中添加溶劑、水,或者選擇性地進一步添加觸媒, 接著於50℃至150℃下加熱攪拌0.5小時至120小時。攪拌時,進一步地可藉由蒸餾除去副產物(醇類、水等)。
上述溶劑並沒有特別限制,可與下述本發明感光性樹脂組成物之溶劑(D)相同或不同。基於該矽氧烷單體的總使用量為100克,該溶劑的使用量為15克至1200克,較佳為20克至1100克,更佳為30克至1000克。
基於該矽氧烷單體中所含的可水解基團為1莫耳,該用於水解的水的使用量為0.5莫耳至2莫耳。
前述之觸媒沒有特別的限制,該觸媒較佳係選自於酸觸媒或鹼觸媒。該酸觸媒可包含但不限於鹽酸、硝酸、硫酸、氟酸、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蟻酸、多元羧酸或其酐或離子交換樹脂等。該鹼觸媒可包含但不限於二乙胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氫氧化鈉、氫氧化鉀、含有胺基的烷氧基矽烷或離子交換樹脂等。
基於該矽氧烷單體的總使用量為100克,該觸媒的使用量為0.005克至15克,較佳為0.01克至12克,更佳為0.05克至10克。
基於安定性的觀點,經縮合反應後所製得的聚矽氧烷高分子(A-2)以不含副產物(如醇類或水)、觸媒為佳,因此所製得的聚矽氧烷高分子(A-2)可選擇性地進行純化。純化方法並無特別限制,較佳地,可使用疏水性溶劑稀釋該聚矽氧烷高分子(A-2),接著以蒸發器濃縮經水洗滌數回的有機層,以除去醇類或水。另外,可使用離子交換樹脂除 去觸媒。
基於鹼可溶性樹脂之使用量為100重量份,聚矽氧烷高分子(A-2)之使用量為10重量份至70重量份,較佳為13重量份至65重量份,更佳為15重量份至60重量份。
由於聚矽氧烷高分子(A-2)具有良好之耐水氣性質,而可減少感光性樹脂組成物之膨潤效果,進而改善密著性。因此,若鹼可溶性樹脂(A)未同時併用具有不飽和基之樹脂(A-1)及聚矽氧烷高分子(A-2)時,所製得之感光性樹脂組成物具有信賴性不佳之缺點。
其他鹼可溶性樹脂(A-3)
本發明之鹼可溶性樹脂(A)可包含其他鹼可溶性樹脂(A-3)。該其他鹼可溶性樹脂(A-3)可包含但不限於具有羧酸基或羥基之樹脂,其具體例,如:具有不飽和基(A-1)及聚矽氧烷高分子(A-2)以外之丙烯酸(Acrylic)系樹脂、聚胺酯(urethane)系樹脂及酚醛清漆型(novolac)樹脂等。
該丙烯酸系樹脂可為東亞合成株式會社製造,型號為ARUFON UC-3910或ARUFON UH-2032之商品。該聚胺酯系樹脂可為根上工業株式會社製造,型號為UN-904、UN-952、UN-333或UN1255之商品。酚醛清漆型樹脂可為旭有機材工業株式會社製造,型號為EP4020G、EP4080G、TR40B45G或EP30B50之商品。
基於鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,其他鹼可溶性樹脂(A-3)之使用量為0重量份至40重量份,較佳為0重量份至30重量份,更佳為0重量份至20重量份。
具有乙烯性不飽和基的化合物(B)
該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)係選自於具有1個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)或具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基之化合物(B-2)。
該具有1個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)可包含但不限於丙烯醯胺、丙烯醯嗎啉、甲基丙烯醯嗎啉、丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、甲基丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、異丁氧基甲基丙烯醯胺、異丁氧基甲基甲基丙烯醯胺、丙烯酸異冰片基氧乙酯、甲基丙烯酸異冰片基氧乙酯、丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸異冰片酯、丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二甘醇丙烯酸酯、乙基二甘醇甲基丙烯酸酯、第三辛基丙烯醯胺、第三辛基甲基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、二丙酮甲基丙烯醯胺、丙烯酸二甲胺基酯、甲基丙烯酸二甲胺基酯、丙烯酸十二烷基酯、甲基丙烯酸十二烷基酯、丙烯酸二環戊烯氧乙酯、甲基丙烯酸二環戊烯氧乙酯、丙烯酸二環戊烯酯、甲基丙烯酸二環戊烯酯、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二甲基甲基丙烯醯胺、丙烯酸四氯苯酯、甲基丙烯酸四氯苯酯、丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、丙烯酸四氫糠酯、甲基丙烯酸四氫糠酯、丙烯酸四溴苯酯、甲基丙烯酸四溴苯酯、丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、丙烯酸三溴苯酯、甲基丙烯酸三溴苯酯、丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、甲基丙烯酸-2-三溴苯 氧基乙酯、丙烯酸-2-羥乙酯、甲基丙烯酸-2-羥乙酯、丙烯酸-2-羥丙酯、甲基丙烯酸-2-羥丙酯、乙烯基己內醯胺、N-乙烯基吡咯烷酮、丙烯酸苯氧基乙酯、甲基丙烯酸苯氧基乙酯、丙烯酸五氯苯酯、甲基丙烯酸五氯苯酯、丙烯酸五溴苯酯、甲基丙烯酸五溴苯酯、聚單丙烯酸乙二醇酯、聚單甲基丙烯酸乙二醇酯、聚單丙烯酸丙二醇酯、聚單甲基丙烯酸丙二醇酯、丙烯酸冰片酯或甲基丙烯酸冰片酯等。該具有1個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)可單獨一種或混合複數種使用。
該具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(B-2)可包含但不限於乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙烯酸二環戊烯酯、二甲基丙烯酸二環戊烯酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二甲基丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰酸酯二丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰酸酯二甲基丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰酸酯三丙烯酸酯、三(2-羥乙基)異氰酸酯三甲基丙烯酸酯、己內酯改質之三(2-羥乙基)異氰酸酯三丙烯酸酯、己內酯改質之三(2-羥乙基)異氰酸酯三甲基丙烯酸酯、三丙烯酸三羥甲基丙酯、三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧乙烷(以下簡稱EO)改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、EO改質之三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧丙烷(以下簡稱PO)改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、PO改質之三甲基丙烯酸三羥甲基丙酯、三甘醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,4-丁 二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、聚酯二丙烯酸酯、聚酯二甲基丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate;DPHA)、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四甲基丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇六丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇六甲基丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇五丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、四丙烯酸二三羥甲基丙酯、四甲基丙烯酸二三羥甲基丙酯、EO改質之雙酚A二丙烯酸酯、EO改質之雙酚A二甲基丙烯酸酯、PO改質之雙酚A二丙烯酸酯、PO改質之雙酚A二甲基丙烯酸酯、EO改質之氫化雙酚A二丙烯酸酯、EO改質之氫化雙酚A二甲基丙烯酸酯、PO改質之氫化雙酚A二丙烯酸酯、PO改質之氫化雙酚A二甲基丙烯酸酯、PO改質之甘油三丙酸酯、EO改質之雙酚F二丙烯酸酯、EO改質之雙酚F二甲基丙烯酸酯、酚醛聚縮水甘油醚丙烯酸酯,或酚醛聚縮水甘油醚甲基丙烯酸酯等。該具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(B-2)可單獨一種或混合複數種使用。
較佳地,該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)係選自於三丙烯酸三羥甲基丙酯、EO改質之三丙烯酸三羥甲基 丙酯、PO改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、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、己內酯改質之二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羥甲基丙酯、經環氧丙烷改質之甘油三丙烯酸酯或此等之一組合。
基於鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)的使用量為20重量份至180重量份,較佳為25重量份至160重量份,更佳為30重量份至140重量份。
光起始劑(C)
本發明之光起始劑(C)係選自於肟(oxime)系化合物(C-1)、苯乙酮系化合物(C-2)、其他光起始劑(C-3)或上述材料之任意組合。
該肟系化合物(C-1)可包含但不限於1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟){1-[9-ethyl-6-(2-methylbezoyl)-9H-carbozole-3-yl]-etha none-1-(o-acetyl oxime)}(例如Ciba Specialty Chemicals公司製作,型號為OXE-02之商品)、1-[9-乙基-6-(2-氯-4-苯磺基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟){1-[9-ethyl-6-(2-chloro-4-benzylsulfonyl benzoyl)-9H-carbozole-3-yl]-ethanone-1-(o-acetyl oxime)}(例如:旭電化公司製造之商品)、1-(4-苯基-硫代苯基)-丁烷-1,2-二酮2-肟-氧-苯甲酸脂、1-(4-苯基-硫代苯基)-辛烷-1,2-二酮2-肟-氧-苯甲酸酯(如Ciba Specialty Chemicals公司製造,型號為OXE-01之商品)、1-(4-苯基-硫代苯基)-辛烷-1-酮肟-氧-醋酸酯、1-(4-苯基-硫代苯基)-丁烷-1-酮肟-氧-醋酸酯等。該肟系化合物(C-1)可單獨一種或混合複數種使用。
該苯乙酮系化合物(C-2)可包含但不限於對-二甲胺苯乙酮、α,α'-二甲氧基偶氮苯乙酮、2,2'-二甲基-2-苯乙酮、對-甲氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代-1-丙酮(2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholino-1-propanone)、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮[2-benzyl-2-N,N-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-1-butanone]等。該苯乙酮系化合物(C-2)可單獨一種或混合複數種使用。較佳地,該苯乙酮系化合物(C-2)是選自於2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-瑪啉代-1-丙酮或2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-瑪啉代苯基)-1-丁酮。
該其他光起始劑(C-3)可包含但不限於2,2'-雙(鄰-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(鄰-氟苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(鄰-甲基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(鄰-甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(對-甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(2,2',4,4'-四甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑或2,2'-雙(2,2'-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑等之二咪唑(biimidazole)系化合物;噻吨酮(thioxantone)、2,4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-碸、二苯甲酮、4,4'-雙(二甲胺)二苯甲 酮或4,4'-雙(二乙胺)二苯甲酮等之二苯甲酮系化合物;苯偶醯(benzil)或乙醯基等之α-二酮(α-diketone)類化合物;二苯乙醇酮(benzoin)等之酮醇(acyloin)類化合物;二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚或二苯乙醇酮異丙醚等之酮醇醚(acyloin ether)類化合物;2,4,6-三甲基苯醯二苯基膦氧化物或雙-(2,6-二甲氧基苯醯)-2,4,4-三甲基苄基膦氧化物等之具有醯膦氧化物(acylphosphine oxide)之化合物;蒽醌或1,4-萘醌等之醌類化合物;苯醯甲基氯(phenacyl chloride)、三溴甲基苯碸或三(三氯甲基)-s-三嗪(tris(trichloro methyl)-s-triazine)等之鹵化物化合物;二-第三丁基過氧化物等之過氧化物或上述化合物之任意組合。
基於該鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,該光起始劑(C)之使用量為10重量份至80重量份,較佳為12重量份至75重量份,更佳為15重量份至70重量份。
溶劑(D)
本發明之溶劑(D)以可溶解鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)及光起始劑(C),且不與該等成分相互反應,並具有適當揮發性者為佳。
該溶劑(D)可包含但不限於乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單正丙基醚、二乙二醇單正丁基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚(簡稱為PGEE)、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、二丙二醇單正丙基醚、二丙二醇單正丁基醚、三丙二醇單甲基醚、三丙二 醇單乙基醚等之烷基二醇單烷醚類化合物;乙二醇單甲基醚醋酸酯、乙二醇單乙基醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯(propylene glycol monomethylether acetate;PGMEA)、丙二醇單乙基醚醋酸酯等之烷基二醇單烷醚醋酸酯類化合物;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、四氫呋喃等之其他醚類化合物;甲乙酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、二丙酮醇、4-羥基-4-甲基-2-戊酮(簡稱為DAA)等之酮類化合物;2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯等之乳酸烷酯類化合物;2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-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(3-ethoxyethylpropionate;EEP)、乙氧基醋酸乙酯、羥基醋酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯等之其他酯類化合物;甲苯或二甲苯等之芳香族烴類化合物;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺等之醯胺類化合物或上述溶劑之任意組合。該溶劑(D)可單獨一種或混合複數種使用。
基於該鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,該溶劑(D)的使用量為1000重量份至7000重量份,較 佳為1300重量份至6000重量份,更佳為1600重量份至5000重量份。
黑色顏料(E)
適用於本發明之黑色顏料(E)以具有耐熱性、耐光性以及耐溶劑性的黑色顏料為較佳。
前述之黑色顏料(E)之具體例,如:二萘嵌苯黑(perylene black)、花青黑(cyanine black)、苯胺黑(aniline black)等黑色有機顏料;由紅、藍、綠、紫、黃色、花青(cyanine)、洋紅(magenta)等顏料中,選擇兩種或兩種以上的顏料進行混合,使其成近黑色化之混色有機顏料;碳黑(carbon black)、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑(titanium black)、石墨等遮光材,其中前述之碳黑可包含但不限於C.I.pigment black 7等,前述之碳黑的具體例如三菱化學所製造之市售品(其商品名為MA100、MA230、MA8、#970、#1000、#2350或#2650)。前述之黑色顏料(E)可單獨一種或混合複數種使用。
基於前述之鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,黑色顏料(E)的使用量為100重量份至600重量份,較佳為130重量份至550重量份,更佳為150重量份至500重量份。
本發明之感光性樹脂組成物中,若不使用黑色顏料(E),所製得之感光性樹脂組成物於高溫高濕之條件下具有信賴性不佳之缺點。
黑色染料(F)
本發明之黑色染料(F)以黑色顏料(E)以外之染料為宜,可包含但不限於酸性染料、鹼性染料、分散染料、油溶性染料或上述染料之任意組合。
較佳地,黑色染料(F)可為酸性染料或鹼性染料。酸性染料可為鉻、銅、鈷等之偶氮系金屬錯合物染料。鹼性染料可為具有氨基或氨基取代之季氨鹽的聚甲炔(Polymethine)染料、偶氮染料、甲亞胺染料、蒽醌染料或三苯甲烷染料。
前述偶氮系金屬錯合物染料之具體例,如:保土谷化學工業株式會社製造,型號為Aizen Spilon Black BNH、MH、RLH、BH之商品;BASF公司製造,型號為NeoZapon X55、NeoZapon X51、BasantolBlack X82等之偶氮系鉻金屬錯合物染料的商品。
前述鹼性染料之具體例,如:保土谷化學工業株式會社製造,型號為Aizen Cathilon Black SBH、BXH、SH、NH、MH、AWH、KBH之商品。
前述分散染料之具體例可包含但不限於三井BASF染料株式會社製造,型號為Miketon Polyester染料、Miketon Fast染料、Dispersol染料、Palanil染料等之商品;住友化學株式會社製造,型號為Sumikaron染料之商品;日本化藥株式會社製造,型號為Kayal on Polyester染料之商品;Dystar株式會社製造,型號為Dianix染料之商品;Ciba Speciality Chemical公司製造,型號為Terasil染料之商品;Clariant公司製造,型號為Foron染料之商品。
前述油溶性染料之具體例,如:BASF公司製造,型號為Sudan Black X60之商品;Orient Chemical Industries公司製造,型號為Nubian Black PC-0850、Oil Black HBB等之商品;C.I.Solvent Black-3、-7、-22:1、-27、-29、-34、-50等之市售品。
基於鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,黑色染料(F)之使用量為20重量份至200重量份,較佳為25重量份至180重量份,更佳為30重量份至160重量份。
若感光性樹脂組成物不包含黑色染料(F)時,所製得之感光性樹脂具有光學密度值與阻抗值較低之缺陷。
添加劑(G)
在不影響本發明之功效,本發明之感光性樹脂組成物可選擇性地包含添加劑(G)。添加劑(G)可包含但不限於界面活性劑、填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防凝集劑或鹼可溶性樹脂(A)以外之其他能增加各種性質(如機械性質)的聚合物等。
較佳地,該界面活性劑是選自於陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、聚矽氧烷系、氟素系或上述界面活性劑之任意組合。該界面活性劑可包含但不限於聚乙氧基十二烷基醚、聚乙氧基硬酯醯醚或聚乙氧基油醚等之聚乙氧基烷基醚類界面活性劑;聚乙氧基辛基苯基醚或聚乙氧基壬基苯基醚等之聚乙氧基烷基苯基醚類界面活性劑;聚乙二醇二月桂酸酯或聚乙二醇二硬酸酯等之聚乙二醇二酯類界面活性劑;山梨糖醇酐脂肪酸酯類界面活性劑;脂肪 酸改質之聚酯類界面活性劑及三級胺改質之聚胺基甲酸酯類界面活性劑。該界面活性劑可單獨一種或混合複數種使用。
該界面活性劑可包含但不限於信越化學工業製造,型號為KP之商品;Toray Dow Corning Silicon公司製造,型號為SF-8427之商品;共榮社油脂化學工業公司製造,型號為Polyflow之商品;Tochem Product Co.,Ltd.製造,型號為F-Top之商品;大日本INK化學工業公司製造,型號為Megafac之商品;住友3M製造,型號為Fluorade之商品;旭硝子製造,型號為Asahi Guard、Surflon之商品;中日合成化學製造,型號為SINOPOL E8008之商品。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該界面活性劑之使用量係0重量份至6重量份,較佳為0重量份至4重量份。
該填充劑可包含但不限於玻璃或鋁等。該密著促進劑可包含但不限於乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺基丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷或3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷等。該抗氧化劑可包含但不限於2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)或2,6-二-第 三丁基苯酚等。該紫外線吸收劑可包含但不限於2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯並三唑[2-(3-t-butyl-5-methyl-2-hydroxyphenyl)-5-chloro benzotriazole]或烷氧基二苯甲酮等。該防凝集劑可包含但不限於聚丙烯酸鈉等。
基於該鹼可溶性樹脂(A)的總使用量為100重量份,前述填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防凝集劑或鹼可溶性樹脂(A)以外的聚合物之使用量為0重量份至10重量份,較佳為0重量份至6重量份。
感光性樹脂組成物之製備
本發明之感光性樹脂組成物的製備方法係將前述之鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基之化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)及黑色染料(F)放置於攪拌器中攪拌,使其均勻混合成溶液狀態,必要時亦可選擇性地添加界面活性劑、填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防凝集劑或鹼可溶性樹脂(A)以外之其他能增加各種性質(如機械性質)的聚合物等添加劑(G)。
黑色矩陣及畫素層之製備
本發明之黑色矩陣係由對上述之感光性樹脂組成物依序施予預烤、曝光、顯影及後烤處理而製得。
黑色矩陣的製備可以藉由旋轉塗佈或流延塗佈等塗佈方法將該感光性樹脂組成物塗佈在基板上,並以減壓 乾燥及預烤處理將其中的溶劑去除,進而在該基板上形成一預烤塗膜。其中,減壓乾燥及預烤之條件,依各成份的種類、配合比率而異,減壓乾燥一般是在壓力小於200mmHg之環境下進行1秒至20秒,而預烤處理則是在70℃至110℃之溫度下進行1分鐘至15分鐘。然後,將該塗膜放置於指定之光罩下進行曝光,並於21℃至25℃的溫度下浸漬於一顯影劑中,歷時15秒至5分鐘,以去除不要之部份而形成特定的圖案。曝光所使用的光線,以g線、h線或i線等之紫外線為佳,而紫外線照射裝置可為(超)高壓水銀燈及金屬鹵素燈。
本發明黑色矩陣之製作所使用的顯影劑可包含但不限於氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、矽酸鈉、甲基矽酸鈉、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲胺、氫氧化四乙胺、膽鹼、吡咯、哌啶或1,8-二氮雜二環-[5,4,0]-7-十一烯等之鹼性化合物。該顯影劑的濃度為0.001wt%至10wt%,較佳為0.005wt%至5wt%,更佳為0.01wt%至1wt%。
使用前述之鹼性化合物所構成的顯影劑時,通常於顯影後以水洗淨,並以壓縮空氣或壓縮氮氣風乾。接著,使用熱板或烘箱等加熱裝置進行後烤處理,而加熱溫度通常為150℃至250℃。其中,使用熱板之加熱時間為1分鐘至60分鐘,使用烘箱之加熱時間為5分鐘至90分鐘。經過以上之處理步驟後即可形成一黑色矩陣。
製作黑色矩陣所使用的玻璃基板可為應用於液晶 顯示器中的無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、強化玻璃(Pyrex玻璃)、石英玻璃、表面上已附著透明導電膜的玻璃、用於固體攝影元件等之光電變換元件基板(如:矽基板)等。
彩色濾光片之製備
本發明之彩色濾光片包含上述之黑色矩陣,其中該黑色矩陣的表面阻抗值為1010Ω/cm2至1017Ω/cm2
彩色濾光片可依照一般製備的方式製得,例如:於一基板上先形成上述的黑色矩陣,再將各色(主要包含紅、綠及藍三色)以相同的形成方式形成於該基板上,進而得到一彩色濾光片的畫素著色層。其次,在220℃至250℃的真空環境下,形成一氧化銦錫(Inidium Tin Oxide;ITO)蒸鍍膜於該畫素著色層上,必要時,對ITO蒸鍍膜施行蝕刻暨佈線之後,再塗佈液晶配向膜用聚醯亞胺,即可製得一液晶顯示器用的彩色濾光片。
液晶顯示元件之製備
本發明之液晶顯示元件包含上述之彩色濾光片,並可依照以往的方式製得,例如:先將上述之彩色濾光片以及設置有薄膜電晶體(Thin Film Transistor;TFT)的驅動基板彼此相對,在二片基板間介入晶胞間隙(cell gap)作對向配置,並用封止劑將該二片基板的周圍部位貼合,僅留下一液晶注入孔,接著,在該等基板表面及封止劑所區分出的間隙內充填注入液晶,並封住該液晶注入孔而形成液晶 晶胞(cell)。然後,在液晶晶胞的外表面,亦即構成液晶晶胞的基板的其他側面上,貼合偏光板,即可得到一液晶顯示元件。
以下利用數個實施方式以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,本發明技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
110‧‧‧入射光
120‧‧‧黑色矩陣
130‧‧‧出射光
第1圖係繪示依照本發明之光學密度值的評價方式之側視圖。
製備具有不飽和基的樹脂(A-1) 合成例A-1-1
將100重量份的芴環氧化合物(新日鐵化學製造,型號為ESF-300之商品,且其環氧當量為231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚及130重量份的丙二醇單甲基醚醋酸酯以連續式添加方式加至500mL的四口燒瓶中,且入料速度控制在25重量份/分鐘,該反應過程的溫度維持在100℃至110℃,反應15小時後,即可獲得一固成分濃度為50重量百分比之淡黃色透明混合液。
接著,將100重量份之上述淡黃色透明混合液溶於 25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,並同時添加6重量份的四氫鄰苯二甲酸酐及13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,並加熱至110℃至115℃,反應2小時後,即可得一具有不飽和基的樹脂(A-1-1),且其酸價為98.0mgKOH/g。
合成例A-1-2
將100重量份的芴環氧化合物(新日鐵化學製造,型號為ESF-300之商品,且其環氧當量為231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚,及130重量份的丙二醇單甲基醚醋酸酯以連續式添加方式加至500mL的四口燒瓶中,且入料速度控制在25重量份/分鐘,該反應過程的溫度維持在100℃至110℃,反應15小時後,即可獲得一固成分濃度為50重量百分比之淡黃色透明混合液。
接著,將100重量份之上述淡黃色透明混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,並添加13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,在90℃至95℃下反應2小時。接著,添加6重量份的四氫鄰苯二甲酸酐,並於90℃至95℃下反應4小時,即可得一具有不飽和基的樹脂(A-1-2),且其酸價為99.0mgKOH/g。
合成例A-1-3
將400重量份的環氧化合物(日本化藥株式會社製造,型號為NC-3000,且其環氧當量為288)、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的對甲氧基酚、5重量份的三苯基膦,及264重量份的丙二醇單甲基醚醋酸酯置於反應瓶中,該 反應過程的溫度維持在95℃,反應9小時後,即可獲得一酸價為2.2mgKOH/g之中間產物。接著,加入151重量份的四氫鄰苯二甲酸酐,在95℃下反應4小時,即可製得一具有不飽和基之樹脂(A-1-3),其酸價為102mgKOH/g,且重量平均分子量為3200。
製備聚矽氧烷高分子(A-2)
以下係根據第1表製備合成例A-2-1至A-2-6之聚矽氧烷高分子
合成例A-2-1
在一容積500毫升的三頸燒瓶中,加入0.30莫耳的甲基三甲氧基矽烷(以下簡稱MTMS)、0.45莫耳的苯基三甲氧基矽烷(以下簡稱PTMS)、0.05莫耳的3-(三乙氧基矽基)丙基丁二酸酐(以下簡稱GF-20)、0.20莫耳的3-(三甲氧基矽基)丙基甲基丙烯酸酯(以下簡稱KBM-503)及180克的4-羥基-4-甲基-2-戊酮(以下簡稱DAA),並於室溫下一邊攪拌一邊於30分鐘內添加草酸水溶液(0.4克草酸/75克水)。接著,將燒瓶浸漬於30℃的油浴中並攪拌30分鐘,然後於30分鐘內將油浴升溫至120℃,待溶液的內溫達到110℃時,持續加熱攪拌進行聚縮合6小時,再利用蒸餾方式移除溶劑,即可得聚矽氧烷高分子(A-2-1)。製備例A-2-1的原料種類及其使用量如第1表所示。
合成例A-2-2至合成例A-2-6
合成例A-2-2至A-2-6係使用與合成例A-2-1之聚 矽氧烷高分子的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例A-2-2至A-2-6係改變聚矽氧烷高分子中原料的種類與使用量,其配方如第1表所示,此處不另贅述。
製備感光性樹脂組成物
以下係根據第2表及第3表製備實施例1至7及比較例1至9之感光性樹脂組成物。
實施例1
將30重量份之合成例A-1-1的具有不飽和基之樹脂(A-1-1)、35重量份之合成例A-2-1的聚矽氧烷高分子、35重量份之合成例A-2-4的聚矽氧烷高分子、20重量份之三丙烯酸三羥甲基丙酯(以下簡稱為B-1)、10重量份之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(氧-乙醯基肟)(Ciba Specialty Chemicals公司製造,型號為OXE-02之商品,以下簡稱為C-1)、1000重量份之丙二醇甲醚醋酸酯(以下簡稱為D-1)、100重量份之MA100(三菱化學製造之黑色顏料,以下簡稱為E-1)及20重量份之NeoZapon X55(BASF公司製造之黑色染料,以下簡稱為F-1),以搖動式攪拌器形成均勻溶液狀態,即可製得實施例1之感光性樹脂組成物。所得之感光性樹脂組成物以下列之評價方式進行評價,其結果如第2表所示,其中信賴性、表面阻抗值及光學密度值之檢測方法容後再述。
實施例2至7及比較例1至9
實施例2至7及比較例1至9係使用與實施例1之 感光性樹脂組成物的製作方法相同之製備方法,不同之處在於實施例2至7及比較例1至9係改變感光性樹脂組成物中原料的種類及使用量,其中比較例6與7係添加其他染料(F’),且其配方及評價結果分別如第2表及第3表所示,此處不另贅述。
製備黑色矩陣
於塗佈機(型號為MS-A150;購自於新光貿易)中,以旋轉塗佈的方式,將前述之感光性樹脂組成物塗佈在尺寸為100mm×100mm之玻璃基板上,並以100mmHg進行減壓乾燥,歷時5秒鐘。然後,於烘箱中以100℃預烤2分鐘,可形成膜厚為1.2μm之預烤塗膜。接著,以紫外光(曝光機型號為AG500-4N;M&R Nano Technology製)照射該預烤塗膜,其中紫外光之強度為100mJ/cm2。之後,浸漬於23℃之顯影液(0.04%之氫氧化鉀)中。經過2分鐘後,以純水洗淨,並於烘箱中以230℃進行後烤60分鐘,即可在玻璃基板上形成膜厚為1.0μm之黑色矩陣。
評價方式 1.信賴性
將利用上述實施例1至7及比較例1至9之感光性樹脂組成物所製作之黑色矩陣放置於溫度為121℃、壓力為2atm且相對濕度為100%之烘箱內,經過8小時後,根據JIS.5400(1900)8.5之密著性試驗法中的8.5.2之基盤目法, 將前述之黑色矩陣以小刀切割成100個基盤目後,以膠帶沾黏後撕下,觀察基盤目殘留之情形,並依據下述基準進行評價:○:>4B。
△:3B至2B。
×:1B至0B。
其中,>4B:0%≦脫落的基盤目數量≦5%。
3B:5%≦脫落的基盤目數量≦15%。
2B:15%≦脫落的基盤目數量≦35%。
1B:35%≦脫落的基盤目數量≦65%。
0B:65%≦脫落的基盤目數量≦100%。
2.表面阻抗值
使用高阻抗率計(型號為MCP-HT450型Hiresta-UP;三菱化學製)分別量測利用實施例1至7及比較例1至9所製得上述膜厚1.0μm之黑色矩陣。量測時,於上述之黑色矩陣上任取三測定點,量測表面阻抗值(surface resistance)之平均值(ΩS),並依據下述基準進行評價:○:1.0E+10≦ΩS
△:1.0E+8≦ΩS<1.0E+10。
×:ΩS<1.0E+8。
3.光學密度值(Optical Density Value)
請參照第1圖,其係繪示依照本發明之光學密度值的評價方式之側視圖。首先,以強度為I0之入射光110照 射上述實施例1至7及比較例1至9所製得之黑色矩陣120(膜厚為1.0μm),並量測穿透黑色矩陣120之出射光130的強度(I)。然後,以下式(VI)計算黑色矩陣120之光學密度值,並依據下述基準進行評價:
○:4.0≦光學密度值。
△:3.8≦光學密度值<4.0。
×:光學密度值<3.8。
由第2表及第3表之結果可知,當感光性樹脂組成物併用具有不飽和基之樹脂(A-1)、聚矽氧烷高分子(A-2)、黑色顏料(E)及黑色染料(F)時,所製得之感光性樹脂組成物於高溫高濕之環境下具有良好之信賴性、表面阻抗值與光學密度值。
其次,當感光性樹脂組成物併用具有不飽和基之樹脂(A-1)及聚矽氧烷高分子(A-2)時,所製得之感光性樹脂組成物可具有良好之信賴性。其中,聚矽氧烷高分子(A-2)具有酸酐基或環氧基時,該酸酐基或環氧基可進一步提升感光性樹脂組成物於高溫高濕之環境下的信賴性。
再者,當感光性樹脂組成物包含黑色顏料(E)時,所製得之感光性樹脂組成物於高溫高濕之環境下可具有較佳之信賴性,且當感光性樹脂組成物包含黑色染料(F)時,黑色染料(F)可提升感光性樹脂組成物之表面阻抗值及光學 密度值。
需補充的是,本發明雖以特定的化合物、組成、反應條件、製程、分析方法或特定儀器作為例示,說明本發明之彩色濾光片用感光性樹脂組成物及其應用,惟本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者可知,本發明並不限於此,在不脫離本發明之精神和範圍內,本發明之彩色濾光片用感光性樹脂組成物及其應用亦可使用其他的化合物、組成、反應條件、製程、分析方法或儀器進行。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (6)

  1. 一種感光性樹脂組成物,包含:鹼可溶性樹脂(A),包含:一具有不飽和基的樹脂(A-1),係由一混合物進行一聚合反應所製得,且該混合物包含具有至少兩個環氧基的環氧化合物(i)及具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(ii);以及聚矽氧烷高分子(A-2),係由具有如下式(I)所示之結構的矽烷單體經加水分解及部份縮合而得之共聚合物:Si(R1)t(OR2)4-t (I)於該式(I)中,該t代表1至3之整數,當t代表2或3時,複數個R1各自為相同或不同,其中至少一個R1代表經酸酐基取代且碳數為1至10之烷基、經環氧基取代且碳數為1至10之烷基、經環氧基取代的氧烷基,且其餘R1代表氫原子、碳數為1至10之烷基、碳數為2至10之烯基或碳數為6至15之芳香基;當該(4-t)代表2或3時,複數個R2各自為相同或不同,且該R2代表氫原子、碳數為1至6之烷基、碳數為1至6之醯基或碳數為6至15之芳香基;一具有乙烯性不飽和基的化合物(B);一光起始劑(C);一溶劑(D); 一黑色顏料(E);以及一黑色染料(F)。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物,其中該具有至少兩個環氧基的環氧化合物(i)具有如下式(II)或式(III)所示之結構: 於該式(II)中,該B1、B2、B3及B4分別為相同或不同,且該B1、B2、B3及B4分別代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至5之烷基、碳數為1至5之烷氧基、碳數為6至12之芳基或碳數為6至12之芳烷基; 於該式(III)中,該D1至該D14分別為相同或不同,且該D1至該D14分別代表氫原子、鹵素原子、碳數為1至8之烷基或碳數為6至15之芳香基,且該n代表0至10之整數。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之感光性樹脂組成物,其中基於鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,該具有 不飽和基之樹脂(A-1)的使用量為30重量份至90重量份,該聚矽氧烷高分子(A-2)的使用量為10重量份至70重量份,該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)的使用量為20重量份至180重量份,該光起始劑(C)之使用量為10重量份至80重量份,該溶劑(D)的使用量為1000重量份至7000重量份,該黑色顏料(E)之使用量為100重量份至600重量份,且該黑色染料(F)之使用量為20重量份至200重量份。
  4. 一種黑色矩陣,係由如申請專利範圍第1至3項中任一項所述之感光性樹脂組成物所形成。
  5. 一種彩色濾光片,包含如申請專利範圍第4項所述之黑色矩陣。
  6. 一種液晶顯示元件,包含如申請專利範圍第5項所述之彩色濾光片。
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