TW202402846A - 感光性樹脂組成物、硬化膜以及微透鏡陣列 - Google Patents
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- G03F7/033—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders the binders being polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds, e.g. vinyl polymers
-
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Abstract
本發明提供一種感光性樹脂組成物、硬化膜以及微透鏡陣列。感光性樹脂組成物包括樹脂（A）、乙烯性不飽和單體（B）以及光聚合起始劑（C）。樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）。鹼可溶性樹脂（A-1）包括下述式（A1）表示的結構單元、下述式（A2）表示的結構單元或其組合。乙烯性不飽和單體（B）包括下述式（B1）表示的化合物。
在式（A1）、式（A2）以及式（B1）中，R
1至R
6、X
1、Y
1、Y
2、m、n及*的定義與詳細說明中所定義的相同。
Description
本發明是有關於一種樹脂組成物，且特別是有關於一種感光性樹脂組成物、硬化膜以及微透鏡陣列。
隨著科技的發展，具有良好耐熱性、穿透度及折射率的材料被廣泛地應用於顯示裝置中。目前常藉由加入無機粒子來提高材料製成的硬化膜的折射率。然而，含無機粒子的材料所製成的硬化膜具有穿透度不佳的問題。
本發明提供一種可形成具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵以及真圓度的感光性樹脂組成物、硬化膜以及微透鏡陣列。
本發明的一種感光性樹脂組成物包括樹脂（A）、乙烯性不飽和單體（B）以及光聚合起始劑（C）。樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）。鹼可溶性樹脂（A-1）包括下述式（A1）表示的結構單元、下述式（A2）表示的結構單元或其組合。乙烯性不飽和單體（B）包括下述式（B1）表示的化合物。
式（A1），
式（A1）中，R
1及R
2分別表示氫原子或甲基，
X
1表示伸乙基、伸丙基、伸丁基、1,2-伸苯基、1,2-伸環己基、1,2-伸環己-1-烯基、4,5-伸環己-1-烯基或伸降冰片烯基，*表示鍵結位置；
式（A2），
式（A2）中，R
3及R
4分別表示氫原子或甲基，*表示鍵結位置；
式（B1），
式（B1）中，R
5及R
6各自獨立表示氫原子或甲基，
Y
1及Y
2各自獨立表示亞甲基、經取代的伸苯基、或未經取代的伸苯基，
m及n各自獨立表示1~9的整數。
在本發明的一實施例中，基於上述樹脂（A）的使用量為100重量份，式（B1）表示的化合物的使用量為10重量份至40重量份。
在本發明的一實施例中，在上述鹼可溶性樹脂（A-1）中，基於式（A1）表示的結構單元及式（A2）表示的結構單元的總和為100莫耳%，式（A1）表示的結構單元為30莫耳%至60莫耳%。
在本發明的一實施例中，上述鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為3,000至20,000。
在本發明的一實施例中，上述鹼可溶性樹脂（A-1）的酸價為30 mgKOH/g至100 mgKOH/g。
在本發明的一實施例中，上述乙烯性不飽和單體（B）更包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、對苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、1,4-丁二醇雙(3-巰基丁酸酯)、三[2-(3-巰基丙氧基)乙基]異氰尿酸酯、四(3-巰基丁酸)季戊四醇酯或其組合。
在本發明的一實施例中，上述光聚合起始劑（C）包括三嗪類化合物、苯乙酮類化合物、二苯基酮類化合物、二咪唑類化合物、硫雜蒽酮類化合物、醌類化合物、醯膦氧化物、肟酯類化合物或其組合。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括溶劑（D）。基於樹脂（A）的使用量為100重量份，溶劑（D）的使用量為大於0重量份至小於或等於50重量份。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括界面活性劑（E）。界面活性劑（E）包括陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、非離子類界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷類界面活性劑、氟類界面活性劑或其組合。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括無機粒子（F）。無機粒子（F）包括氧化鋯、二氧化鈦或其組合。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括無機粒子（F）。無機粒子（F）對於可見光的折射率為1.67以上。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括無機粒子（F）。無機粒子（F）的平均粒徑為5奈米（nm）至100奈米（nm）。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括無機粒子（F）。基於樹脂（A）的使用量為100重量份，無機粒子（F）的使用量為大於0重量份至小於或等於400重量份。
在本發明的一實施例中，基於上述樹脂（A）的使用量為100重量份，乙烯性不飽和單體（B）的使用量為5重量份至50重量份，光聚合起始劑（C）的使用量為0.5重量份至5重量份。
本發明的一種硬化膜，是由上述的感光性樹脂組成物硬化而成。
在本發明的一實施例中，上述的硬化膜在厚度為3微米（μm）時的可見光穿透率為大於90%。
在本發明的一實施例中，上述的硬化膜對於可見光的折射率為1.52以上。
在本發明的一實施例中，上述的硬化膜為微透鏡形狀且位於基板的上表面上，且真圓度為0.9≦L
2/L
1≦1.5及0.9≦L
3/L
1≦1.5。L
1表示硬化膜在與基板垂直的方向上的最大長度。最大長度與基板的上表面有交點。在與基板呈45°夾角的第一方向上，L
2表示交點在第一方向上至硬化膜的表面的長度。在與基板呈0°夾角的第二方向上，L
3表示交點在第二方向上至硬化膜的表面的長度。
本發明的一種微透鏡陣列，是由上述的感光性樹脂組成物形成。
基於上述，本發明的感光性樹脂組成物包括含有特定結構的結構單元所構成的鹼可溶性樹脂（A-1）以及特定結構的乙烯性不飽和單體（B）。藉此，可使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜以及微透鏡陣列具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵以及真圓度，而適用於光學元件或顯示裝置。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例及圖式作詳細說明如下。
＜
感光性樹脂組成物
＞
本發明提供一種感光性樹脂組成物，包括樹脂（A）、乙烯性不飽和單體（B）以及光聚合起始劑（C）。另外，本發明的感光性樹脂組成物視需要可更包括溶劑（D）、界面活性劑（E）及無機粒子（F）中的至少一者。以下，將對上述各種組分進行詳細說明。
樹脂（ A ）
樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）。鹼可溶性樹脂（A-1）包括下述式（A1）表示的結構單元、下述式（A2）表示的結構單元或其組合。鹼可溶性樹脂（A-1）可包括單獨一種結構單元，也可以包括多種結構單元的組合。在本實施例中，鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為3,000至20,000，較佳為4,000至12,000。鹼可溶性樹脂（A-1）的酸價為30 mgKOH/g至100 mgKOH/g，較佳為35 mgKOH/g至80 mgKOH/g。
式（A1）
式（A1）中，R
1及R
2分別表示氫原子或甲基，較佳為R
1表示甲基及R
2表示氫原子；
X
1表示伸乙基、伸丙基、伸丁基、1,2-伸苯基、1,2-伸環己基、1,2-伸環己-1-烯基、4,5-伸環己-1-烯基或伸降冰片烯基，較佳為4,5-伸環己-1-烯基；*表示鍵結位置。
式（A2）
式（A2）中，R
3及R
4分別表示氫原子或甲基，較佳為R
3表示甲基及R
4表示氫原子；*表示鍵結位置。
舉例來說，鹼可溶性樹脂（A-1）可為一種鹼可溶性樹脂，也可為多種鹼可溶性樹脂的組合。鹼可溶性樹脂（A-1）可更包括丙烯酸系化合物、苯乙烯系化合物、馬來醯亞胺系化合物或其他合適的單體所構成的結構單元。
在鹼可溶性樹脂（A-1）中，基於式（A1）表示的結構單元及式（A2）表示的結構單元的總和為100莫耳%，式（A1）表示的結構單元為30莫耳%至60莫耳%，較佳為35莫耳%至50莫耳%。
當感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂（A-1）包括式（A1）表示的結構單元、式（A2）表示的結構單元或其組合時，其所形成的硬化膜可具有較佳的圖案特徵及真圓度，且同時可具有良好的折射率及穿透率。
乙烯性不飽和單體（ B ）
乙烯性不飽和單體（B）包括下述式（B1）表示的化合物。
式（B1）
式（B1）中，R
5及R
6各自獨立表示氫原子或甲基，較佳為氫原子；
Y
1及Y
2各自獨立表示亞甲基、經取代的伸苯基、或未經取代的伸苯基，較佳為未經取代的伸苯基；
m及n各自獨立表示1~9的整數，較佳為m及n的總和為2~10的整數。
乙烯性不飽和單體（B）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。舉例來說，乙烯性不飽和單體（B）可更包括含有雙官能基的單體或含有多官能基的單體。含有多官能基的單體表示單體中所包含的官能基數量大於2。官能基包括羥基、酯基、羧基、硫醇基或其組合。在本實施例中，乙烯性不飽和單體（B）可更包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、對苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、1,4-丁二醇雙(3-巰基丁酸酯)、三[2-(3-巰基丙氧基)乙基]異氰尿酸酯、四(3-巰基丁酸)季戊四醇酯或其組合，較佳為三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，乙烯性不飽和單體（B）的使用量為5重量份至50重量份，較佳為22重量份至27重量份。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，式（B1）表示的化合物的使用量為10重量份至40重量份，較佳為11重量份至27重量份。當式（B1）表示的化合物的使用量在前述範圍內時，其所形成的硬化膜可具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。
當感光性樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體（B）包括式（B1）表示的化合物時，其所形成的硬化膜可具有較佳的真圓度，且同時可具有良好的折射率、穿透率及圖案特徵。
光聚合起始劑（ C ）
光聚合起始劑（C）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的光聚合起始劑。舉例來說，光聚合起始劑（C）包括三嗪類化合物、苯乙酮類化合物、二苯基酮類化合物、二咪唑類化合物、硫雜蒽酮類化合物、醌類化合物、醯膦氧化物、肟酯類化合物或其他合適的光聚合起始劑。光聚合起始劑（C）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，光聚合起始劑（C）較佳為苯乙酮類化合物。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，光聚合起始劑（C）的使用量為0.5重量份至5重量份，較佳為1重量份至3重量份，更佳為1.5重量份至2.5重量份。
溶劑（ D ）
溶劑（D）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的溶劑。舉例來說，溶劑（D）可包括丙二醇單甲醚醋酸酯（propylene glycol methyl ether acetate，PGMEA）、3-乙氧基丙酸乙酯（ethyl 3-ethoxypropionate，EEP）、乳酸乙酯（ethyl 2-hydroxypropanoate）、乳酸丁酯（butyl lactate）、芐醇（phenylmethanol）、3-甲氧基丁基乙酸酯（3-methoxybutyl acetate，MBA）、3-甲氧基-3-甲基丁醇（3-methoxy-3-methyl-1-butanol）、γ-丁內酯（gamma- butyrolactone）、丙二醇單丁基醚（propylene glycol mono-n-butyl ether）或其他合適的溶劑。溶劑（D）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，溶劑（D）較佳為丙二醇單甲醚醋酸酯。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，溶劑（D）的使用量可為0重量份至50重量份（即0重量份或大於0重量份至小於或等於50重量份），較佳為0重量份或14重量份至39重量份。當感光性樹脂組成物不包括溶劑（D）時，感光性樹脂組成物中的溶劑可來自樹脂（A）。無論感光性樹脂組成物是否包括溶劑（D），其形成的硬化膜可具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。
界面活性劑（ E ）
界面活性劑（E）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的界面活性劑。舉例來說，界面活性劑（E）可包括陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、非離子類界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷類界面活性劑、氟類界面活性劑或其他合適的界面活性劑。界面活性劑（E）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，界面活性劑（E）較佳為聚矽氧烷類界面活性劑。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，界面活性劑（E）的使用量為5重量份至50重量份，較佳為10重量份至35重量份。
無機粒子（ F ）
無機粒子（F）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的無機粒子。舉例來說，無機粒子（F）對於可見光的折射率為1.67以上，較佳為1.78以上。無機粒子（F）的平均粒徑為5奈米至100奈米，較佳為26奈米至49奈米。
無機粒子（F）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，無機粒子（F）包括氧化鋯、二氧化鈦或其組合，較佳為二氧化鈦或二氧化鈦與氧化鋯的組合。
基於樹脂（A）的使用量為100重量份，無機粒子（F）的使用量可為0重量份至400重量份，較佳為大於0重量份至小於或等於400重量份，更佳為93重量份至398重量份。無論感光性樹脂組成物是否包括無機粒子（F），其形成的硬化膜可具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。當感光性樹脂組成物包括無機粒子（F）時，可使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜具有較佳的折射率。
＜ 感光性樹脂組成物的製備方法 ＞
感光性樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制。舉例而言，將樹脂（A）、乙烯性不飽和單體（B）以及光聚合起始劑（C）放置於攪拌器中攪拌，使其均勻混合成溶液狀態，必要時亦可添加溶劑（D）、界面活性劑（E）、無機粒子（F）或其他合適的添加物，將其混合均勻後，便可獲得液態的感光性樹脂組成物。
＜ 硬化膜的製造方法 ＞
本發明的一例示性實施例提供一種由上述感光性樹脂組成物硬化而成的硬化膜。
硬化膜可藉由將上述感光性樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜，且將塗膜進行預烘烤（prebake）、曝光、顯影以及後烤（postbake）來形成。舉例來說，將感光性樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜後，以110℃的溫度進行曝光前的烘烤（即，預烘烤）步驟120秒。接著，使用150 mJ/cm
2的光對經預烘烤的塗膜進行曝光。然後，對經曝光後的塗膜進行顯影的步驟80秒。接著，使用蒸餾水洗滌經顯影的塗膜並吹送氮氣以使塗膜乾燥。然後，在230℃進行後烤40分鐘，以在基板上形成厚度為3~4 μm的硬化膜。
基板可為玻璃基板、塑膠基底材料（例如聚醚碸（PES）板、聚碳酸酯（PC）板或聚醯亞胺（PI）膜）或其他可透光的基板，其類型沒有特別的限制。
塗佈方法沒有特別的限制，但可使用噴塗法、滾塗法、旋塗法或類似方法，且一般而言，廣泛使用旋塗法。此外，形成塗覆膜，且隨後在一些情況下，可在減壓下部分移除殘餘溶劑。
顯影液沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的顯影液。舉例來說，顯影液可以是碳酸氫鈉（NaHCO
3）水溶液，其濃度可以是0.1重量%。
在本實施例中，硬化膜在厚度為3微米時的可見光穿透率可為大於90%。硬化膜對於可見光的折射率為1.52以上，較佳為1.72以上。
在本實施例中，硬化膜為微透鏡形狀且位於基板上。硬化膜的真圓度為0.9≦L
2/L
1≦1.5及0.9≦L
3/L
1≦1.5。請參見圖1，L
1表示硬化膜100在與基板10垂直的方向D
V上的最大長度。L
1即為硬化膜100的厚度（膜厚）。最大長度L
1與基板有交點A。在與基板10呈45°夾角（θ）的第一方向D
1上，L
2表示交點A在第一方向D
1上至硬化膜的表面102的長度。在與基板10呈0°夾角的第二方向D
2上，L
3表示交點A在第二方向D
2上至硬化膜的表面102的長度。第二方向D
2垂直於方向D
V，且與第一方向D
1呈45°夾角（θ）。
＜ 微透鏡陣列的製造方法 ＞
本發明的一例示性實施例提供一種微透鏡陣列，是由上述的感光性樹脂組成物形成。在本實施例中，微透鏡陣列為上述硬化膜。
微透鏡陣列的製造方法可以與上述的硬化膜的製造方法相同，在此不另行贅述。
在下文中，將參照實例來詳細描述本發明。提供以下實例用於描述本發明，且本發明的範疇包含以下申請專利範圍中所述的範疇及其取代物及修改，且不限於實例的範疇。
感光性樹脂組成物及硬化膜的實施例
以下說明感光性樹脂組成物及硬化膜的實施例1至實施例5以及比較例1至比較例3：
實施例 1 a. 感光性樹脂組成物
將100重量份的樹脂（A-1）、23.2重量份的乙烯性不飽和單體（B-1）、1.6重量份的光聚合起始劑（C-1）、16.4重量份的界面活性劑（E-1）、47.0重量份的無機粒子（F-1）以及46.2重量份的無機粒子（F-2）加入38.8重量份的溶劑（D-1）中，並且以攪拌器攪拌均勻後，即可製得實施例1的感光性樹脂組成物。
b. 硬化膜
以旋塗法（旋轉塗佈機型號MS-A150，三笠（MIKASA）公司製造，轉速約為195 rpm）將實施例所製得的感光性樹脂組成物塗佈於玻璃基板上。接著，以110℃的溫度進行預烘烤120秒，以形成膜。然後，將圓形穿透圖案且具有1 µm至100 µm線寬/間距的光罩覆於經預烘烤的塗膜上，控制膜面與光罩之間的間隔為70 µm，並使用高壓汞燈（含g、h、i射線）（型號ELS106SA，億力鑫系統科技股份有限公司（ELS System Technology Co., Ltd.）製造）以150 mJ/cm
2的曝光量對經預烘烤的塗膜進行曝光，以形成半成品。接著，在24℃的溫度下以濃度為0.1重量%的碳酸氫鈉水溶液作為顯影液，進行顯影80秒。然後，使用蒸餾水洗滌經顯影的塗膜並吹送氮氣以使塗膜乾燥。接著，在230℃進行後烤40分鐘，即可獲得具有特定圖案厚度的硬化膜。將所製得的硬化膜以下列各評價方式對穿透率、圖案特徵以及真圓度進行評價，其結果如表2所示。
實施例 2 至實施例 5 以及比較例 1 至比較例 3
實施例2至實施例5以及比較例1至比較例3的感光性樹脂組成物是以與實施例1相同的步驟來製備，並且其不同處在於：改變感光性樹脂組成物的成分種類及其使用量（如表2所示），其中表2中標號所對應的成分/化合物如表1所示。將所製得的感光性樹脂組成物製成硬化膜以下列各評價方式進行評價，其結果如表2所示。
[表1]
| 標號 | 成分/化合物 | |
| 樹脂（A） | A-1 | 包括式（A1）表示的結構單元以及式（A2）表示的結構單元，其中R 1表示甲基、R 2表示氫原子、X 1表示4,5-伸環己-1-烯基、R 3表示甲基，及R 4表示氫原子。 樹脂（A-1）為鹼可溶性樹脂，其重量平均分子量為4,000至12,000，酸價為35 mgKOH/g至80 mgKOH/g（昭和電工株式會社（SHOWA DENKO K.K.）製造）。 樹脂（A-1）中，基於式（A1）表示的結構單元及式（A2）表示的結構單元的總和為100莫耳%，式（A1）表示的結構單元為35莫耳%至50莫耳%。 |
| A-2 | 包括式（A3）表示的結構單元以及式（A4）表示的結構單元： 式（A3）， 式（A4）， 其中A表示 ，B表示 ，*表示鍵結位置。 樹脂（A-2）為鹼可溶性樹脂，其重量平均分子量為4,000至6,000，酸價為90 mgKOH/g至120 mgKOH/g（美源商事株式會社（Miwon Commercial Co., Ltd）製造）。 | |
| 乙烯性不飽和單體（B） | B-1 | 式（B1）表示的化合物，其中R 5表示氫原子，R 6表示氫原子，Y 1表示未經取代的伸苯基，Y 2表示未經取代的伸苯基，m表示1，及n表示1。 乙烯性不飽和單體（B-1）為經改質的雙酚芴二丙烯酸酯。 |
| B-2 | 聚二季戊四醇六丙烯酸酯 | |
| B-3 | 三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯 | |
| 光聚合起始劑（C） | C-1 | 2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉苯基)丁酮 |
| 溶劑（D） | D-1 | 丙二醇單甲醚醋酸酯 |
| 界面活性劑（E） | E-1 | 聚醚改性聚二甲基矽氧烷（商品名稱BYK-307，畢克化學股份有限公司（BYK Chemie GmbH）製造） |
| 無機粒子（F） | F-1 | 二氧化鈦（平均粒徑為26.4 nm） |
| F-2 | 氧化鋯（平均粒徑為48.6 nm） |
[表2]
＜ 評價方式 ＞ a. 折射率
| 成份 （單位：重量份） | 實施例 | 比較例 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | |||
| 樹脂（A） | A-1 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 | - | |
| A-2 | - | - | - | - | - | - | - | 100 | ||
| 乙烯性不飽和單體（B） | B-1 | 23.2 | 22.9 | 11.4 | 23.2 | 26.5 | - | - | 34.4 | |
| B-2 | - | - | - | - | - | 22.9 | - | - | ||
| B-3 | - | - | - | - | - | - | 22.9 | - | ||
| 光聚合起始劑（C） | C-1 | 1.6 | 2.3 | 2.3 | 1.8 | 2.1 | 2.3 | 2.3 | 2.8 | |
| 溶劑（D） | D-1 | 38.8 | 14.9 | 14.9 | - | 37.5 | 14.9 | 14.9 | 105.3 | |
| 界面活性劑（E） | E-1 | 16.4 | 34.3 | 34.3 | 15.7 | 10.6 | 34.3 | 34.3 | 24.3 | |
| 無機粒子（F） | F-1 | 47.0 | 200.6 | 200.6 | 120.4 | - | 200.6 | 200.6 | 69.6 | |
| F-2 | 46.2 | 196.6 | 196.6 | - | - | 196.6 | 196.6 | 68.4 | ||
| 評價 結果 | 折射率 | 1.60 | 1.72 | 1.70 | 1.62 | 1.52 | 1.67 | 1.68 | 1.67 | |
| 穿透率（%） | 94.9 | 90.9 | 91.3 | 92.5 | ＞ 99 | 91.5 | 91.1 | 93.7 | ||
| 圖案特徵 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ | ╳ | ||
| 真圓度 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ | ╳ | ╳ | ||
以旋塗法（旋轉塗佈機型號MS-A150，三笠公司製造，轉速約為600 rpm）將實施例所製得的感光性樹脂組成物塗佈於鉻基板上。接著，以110℃的溫度進行預烘烤120秒，以形成膜。然後，使用高壓汞燈（含g、h、i射線）（型號ELS106SA，億力鑫系統科技股份有限公司製造）以150 mJ/cm
2的曝光量對經預烘烤的塗膜進行曝光。接著，在230℃進行後烤40分鐘，即可獲得厚度為1微米的硬化膜。
將所形成的硬化膜（厚度為1微米）藉由橢圓儀（型號M-2000VI，先鋒科技股份有限公司（Titan Electro-Optics Co., Ltd.）製造）測量可見光區（例如波長為550 nm）時的折射率。當折射率愈高時，顯示硬化膜具有良好的聚光效果。
b. 穿透率
將所形成的硬化膜（厚度為3微米）藉由多通道分光光譜儀（型號MCPD-3000，大塚科技股份有限公司（OTSUKA TECH ELECTRONICS CO., LTD.）製造）測量波長為380~780 nm時的平均穿透率。
c. 圖案特徵
將所形成的硬化膜（厚度為3微米）藉由彩色3D雷射顯微鏡（型號VK-9700，基恩斯（KEYENCE）製造）在1,500倍的放大倍率下，觀察6 µm圖案是否存在於基板上以及圖案邊緣是否有感光性樹脂組成物殘留在基板上，藉此評價圖案特徵。當圖案仍存在於基板上且圖案邊緣無感光性樹脂組成物殘留時，顯示硬化膜具有良好的圖案特徵。
圖案特徵的評價標準如下：
○：6 μm圖案仍存在於基板上，且圖案邊緣無感光性樹脂組成物殘留在基板上；
╳：6 μm圖案不存在於基板上，或圖案邊緣有感光性樹脂組成物殘留在基板上。
d. 真圓度
將所形成的硬化膜（厚度為3微米）藉由場發射掃描式電子顯微鏡（型號SU8000，日立（HITACHI）公司製造）在10,000 倍的放大倍率下，觀察圖案的最大長度（L
1）、與基板呈45°夾角時所測得的長度（L
2）以及與基板呈0°夾角時所測得的長度（L
3）（如圖1所示），藉此評價真圓度。當L
2與L
1的比值在0.9至1.5範圍內且L
3與L
1的比值在0.9至1.5範圍內時，顯示硬化膜具有良好的微透鏡形狀。
真圓度的評價標準如下：
○：0.9≦L
2/L
1≦1.5且0.9≦L
3/L
1≦1.5；
╳：L
2/L
1＜0.9、1.5＜L
2/L
1、L
3/L
1＜0.9或1.5＜L
3/L
1。
＜ 評價結果 ＞
由表2可知，感光性樹脂組成物包括由特定結構的結構單元中的至少一者構成的鹼可溶性樹脂（A-1）以及特定結構的乙烯性不飽和單體（B）的實施例1~5所形成的硬化膜具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度，而可用作微透鏡陣列，並適用於光學元件或顯示裝置。相對於此，感光性樹脂組成物不包括由特定結構的結構單元構成的鹼可溶性樹脂（A-1）或不包括特定結構的乙烯性不飽和單體（B）的比較例1~3所形成的硬化膜的圖案特徵及/或真圓度不佳。
此外，相較於感光性樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體（B）不包括特定結構的化合物所形成的硬化膜（比較例1~2），感光性樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體（B）包括特定結構的化合物所形成的硬化膜（實施例1~5）具有較佳的真圓度，且同時具有良好的折射率、穿透率及圖案特徵。
此外，相較於感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂（A-1）不包括特定結構的結構單元中的至少一者所形成的硬化膜（比較例3），感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂（A-1）包括特定結構的結構單元中的至少一者所形成的硬化膜（實施例1~5）具有較佳的圖案特徵及真圓度，且同時具有良好的折射率及穿透率。
此外，基於樹脂（A）的使用量為100重量份，感光性樹脂組成物包括的乙烯性不飽和單體（B）包括特定結構的化合物，即式（B1）表示的化合物，的使用量為10重量份至40重量份所形成的硬化膜（實施例1~5）具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。
此外，感光性樹脂組成物包括溶劑（D）所形成的硬化膜（實施例1~3、5）以及不包括溶劑（D）所形成的硬化膜（實施例4）均具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。
此外，感光性樹脂組成物包括無機粒子（F）所形成的硬化膜（實施例1~4）以及不包括無機粒子（F）所形成的硬化膜（實施例5）均具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度。相較於感光性樹脂組成物不包括無機粒子（F）所形成的硬化膜（實施例5），感光性樹脂組成物包括無機粒子（F）所形成的硬化膜（實施例1~4）具有較佳的折射率，且同時具有良好的穿透率、圖案特徵及真圓度。
綜上所述，本發明的感光性樹脂組成物包括由特定結構的結構單元中的至少一者構成的鹼可溶性樹脂（A-1）以及特定結構的乙烯性不飽和單體（B）時，使由感光性樹脂組成物形成的硬化膜具有良好的折射率、穿透率、圖案特徵及真圓度，而可用作微透鏡陣列，並適用於光學元件或顯示裝置，進而可改善所形成的裝置或元件的效能。
雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可作些許的更動與潤飾，故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
10:基板
100:硬化膜
102:表面
A:交點
D
1、D
2、D
V:方向
L
1、L
2、L
3:長度
θ:夾角
圖1是本發明評價真圓度的示意圖。
無。
Claims (19)
- 一種感光性樹脂組成物，包括： 樹脂（A），包括鹼可溶性樹脂（A-1），所述鹼可溶性樹脂（A-1）包括下述式（A1）表示的結構單元、下述式（A2）表示的結構單元或其組合； 乙烯性不飽和單體（B），包括下述式（B1）表示的化合物；以及 光聚合起始劑（C）： 式（A1）， 式（A1）中，R 1及R 2分別表示氫原子或甲基， X 1表示伸乙基、伸丙基、伸丁基、1,2-伸苯基、1,2-伸環己基、1,2-伸環己-1-烯基、4,5-伸環己-1-烯基或伸降冰片烯基，*表示鍵結位置； 式（A2）， 式（A2）中，R 3及R 4分別表示氫原子或甲基，*表示鍵結位置； 式（B1）， 式（B1）中，R 5及R 6各自獨立表示氫原子或甲基， Y 1及Y 2各自獨立表示亞甲基、經取代的伸苯基、或未經取代的伸苯基， m及n各自獨立表示1~9的整數。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中基於所述樹脂（A）的使用量為100重量份，所述式（B1）表示的化合物的使用量為10重量份至40重量份。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中在所述鹼可溶性樹脂（A-1）中，基於所述式（A1）表示的結構單元及所述式（A2）表示的結構單元的總和為100莫耳%，所述式（A1）表示的結構單元為30莫耳%至60莫耳%。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為3,000至20,000。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述鹼可溶性樹脂（A-1）的酸價為30 mgKOH/g至100 mgKOH/g。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述乙烯性不飽和單體（B）更包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、對苯二甲酸二烯丙酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、聚二季戊四醇六丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、1,4-丁二醇雙(3-巰基丁酸酯)、三[2-(3-巰基丙氧基)乙基]異氰尿酸酯、四(3-巰基丁酸)季戊四醇酯或其組合。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述光聚合起始劑（C）包括三嗪類化合物、苯乙酮類化合物、二苯基酮類化合物、二咪唑類化合物、硫雜蒽酮類化合物、醌類化合物、醯膦氧化物、肟酯類化合物或其組合。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括溶劑（D），其中基於所述樹脂（A）的使用量為100重量份，所述溶劑（D）的使用量為大於0重量份至小於或等於50重量份。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括界面活性劑（E），其中所述界面活性劑（E）包括陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、非離子類界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷類界面活性劑、氟類界面活性劑或其組合。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括無機粒子（F），所述無機粒子（F）包括氧化鋯、二氧化鈦或其組合。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括無機粒子（F），所述無機粒子（F）對於可見光的折射率為1.67以上。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括無機粒子（F），所述無機粒子（F）的平均粒徑為5奈米至100奈米。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括無機粒子（F），其中基於所述樹脂（A）的使用量為100重量份，所述無機粒子（F）的使用量為大於0重量份至小於或等於400重量份。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中基於所述樹脂（A）的使用量為100重量份，所述乙烯性不飽和單體（B）的使用量為5重量份至50重量份，所述光聚合起始劑（C）的使用量為0.5重量份至5重量份。
- 一種硬化膜，其為由請求項1至請求項14中任一項所述的感光性樹脂組成物硬化而成。
- 如請求項15所述的硬化膜，其在厚度為3微米時的可見光穿透率為大於90%。
- 如請求項15所述的硬化膜，對於可見光的折射率為1.52以上。
- 如請求項15所述的硬化膜，其為微透鏡形狀且位於基板的上表面上，且真圓度為0.9≦L 2/L 1≦1.5及0.9≦L 3/L 1≦1.5，其中L 1表示所述硬化膜在與所述基板垂直的方向上的最大長度，所述最大長度與所述基板的所述上表面有交點， 在與所述基板呈45°夾角的第一方向上，L 2表示所述交點在所述第一方向上至所述硬化膜的表面的長度， 在與所述基板呈0°夾角的第二方向上，L 3表示所述交點在所述第二方向上至所述硬化膜的所述表面的長度。
- 一種微透鏡陣列，其為由請求項1至請求項14中任一項所述的感光性樹脂組成物形成。
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