TWI390341B - 供形成著色層用之輻射敏感性組成物，濾色器及彩色液晶顯示板 - Google Patents

Description

供形成著色層用之輻射敏感性組成物，濾色器及彩色液晶顯示板

本發明有關供形成著色層用之輻射敏感性組成物、濾色器及彩色液晶顯示板。詳言之，有關一種用以形成著色層(例如可用於透射型及反射型彩色液晶顯示器及彩色攝影裝置之濾色器製造的像素及黑色基質)之輻射敏感性組成物，包括由該輻射敏感性組成物製得之著色層的濾色器及包括該濾色器的彩色液晶顯示板。

使用著色之輻射敏感性組成物製造濾色器之方式，已知有其中著色輻射敏感性組成物施加於基材或包括具有所需圖案之遮光層的基材，乾燥，之後使乾燥之塗膜暴露於所需圖案之輻射下(以下稱為“曝光”)且顯影以得到彩色像素之方法(參見JP－A 2－144502及JP－A 3－53201)(本發明所使用之術語“JP－A”係表示“未審理公開日本專利申請案”)。

在濾色器技術領域中，膠黏時間通常因為曝光量之降低而縮短，但當膠黏時間縮短時，因為得自先前技術之著色輻射敏感性組成物的圖案邊緣易於顯影期間部分缺損或側蝕，故難以得到優越之像素圖案及黑色基質圖案。

〔發明概述〕

本發明之目的係提供一種供形成著色層使用之輻射敏感性組成物，其具有優越之顯影性，詳言之，係為一種供形成著色層使用之新穎輻射敏感性組成物，其於顯影時不在圖案邊緣產生不溶之產物或浮渣，且可提供未見圖案邊緣消失或被削去下側之像素及黑色基質，即使是經短時間曝光亦然。

本發明另一目的係提供一種包括由前述組成物製得之著色層的濾色器。

本發明另一目的係提供一種包括前述濾色器之液晶顯示板。

本發明之其他目的及優點可由以下描述變得顯而易見。

根據本發明，首先，前述本發明目的及優點係藉由供形成著色層使用之輻射敏感性組成物來達成，該組成物係包含(A)著色劑，(B)鹼可溶性樹脂，(C)多官能性單體或多官能性單體與單官能性單體之組合物，及(D)至少一種光學自由基生成劑，選自各由以下式(1)及(2)表示之化合物。

本發明使用之術語“著色層”係表示包括像素及/或黑色基質而用於濾色器之著色層。

式(1)及(2)中，R¹ 係為具有1至12個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或苯基，R² 係為氫原子、具有1至12個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基或苯基，R³ 係為氫原子或具有1至12個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，且R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 個別係為氫原子或具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基，其限制條件為R¹ 、R² 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 所表示之烷基可經取代基取代，該取代基係選自具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基、苯基及鹵原子，且R¹ 及R² 所表示之苯基可經取代基所取代，該取代基係選自具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基、具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基、苯基及鹵原子。

根據本發明，其次，本發明前述目的及優點係藉由包括由供形成著色層使用之前述輻射敏感性組成物製得之著色層的濾色器來達成。

根據本發明，第三，本發明前述目的及優點係藉由包括該濾色器之彩色液晶顯示板達成。

下文詳述本發明。

較佳具體實施態樣詳述

供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(A)著色劑本發明著色劑之顏色不特別限制，適當地根據所得之濾色器的應用目的來選擇。其可為顏料、染料或天然著色物質。

因為濾色器需要展現高鮮明度色彩及耐熱性，故具有高度顯色性及高度耐熱性之著色劑，尤其是具有高度耐熱分解性之著色劑，有利於作為本發明著色劑。因此，以顏料為佳，而有機顏料及碳黑特佳。

前述有機顏料之實例係為分成下列各組之化合物：具有以下彩色指數(C.I.；由The Society of Dyes and Colourists所公佈)之顏料群，詳言之，具有下列彩色指數(C.I.)編號之化合物：C.I.顏料黃1、C.I.顏料黃3、C.I.顏料黃12、C.I.顏料黃13、C.I.顏料黃14、C.I.顏料黃15、C.I.顏料黃16、C.I.顏料黃17、C.I.顏料黃20、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃31、C.I.顏料黃55、C.I.顏料黃60、C.I.顏料黃61、C.I.顏料黃65、C.I.顏料黃71、C.I.顏料黃73、C.I.顏料黃74、C.I.顏料黃81、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃95、C.I.顏料黃97、C.I.顏料黃98、C.I.顏料黃100、C.I.顏料黃101、C.I.顏料黃104、C.I.顏料黃106、C.I.顏料黃108、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃113、C.I.顏料黃114、C.I.顏料黃116、C.I.顏料黃117、C.I.顏料黃119、C.I.顏料黃120、C.I.顏料黃126、C.I.顏料黃127、C.I.顏料黃128、C.I.顏料黃129、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃152、C.I.顏料黃153、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃156、C.I.顏料黃166、C.I.顏料黃168、C.I.顏料黃175、C.I.顏料黃180及C.I.顏料黃185；C.I.顏料橙1、C.I.顏料橙5、C.I.顏料橙13、C.I.顏料橙14、C.I.顏料橙16、C.I.顏料橙17、C.I.顏料橙24、C.I.顏料橙34、C.I.顏料橙36、C.I.顏料橙38、C.I.顏料橙40、C.I.顏料橙43、C.I.顏料橙46、C.I.顏料橙49、C.I.顏料橙51、C.I.顏料橙61、C.I.顏料橙63、C.I.顏料橙64、C.I.顏料橙71及C.I.顏料橙73；C.I.顏料紫1、C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫32、C.I.顏料紫36及C.I.顏料紫38；C.I.顏料紅1、C.I.顏料紅2、C.I.顏料紅3、C.I.顏料紅4、C.I.顏料紅5、C.I.顏料紅6、C.I.顏料紅7、C.I.顏料紅8、C.I.顏料紅9、C.I.顏料紅、10、C.I.顏料紅11、C.I.顏料紅12、C.I.顏料紅14、C.I.顏料紅15、C.I.顏料紅16、C.I.顏料紅17、C.I.顏料紅18、C.I.顏料紅19、C.I.顏料紅21、C.I.顏料紅22、C.I.顏料紅23、C.I.顏料紅30、C.I.顏料紅31、C.I.顏料紅32、C.I.顏料紅37、C.I.顏料紅38、C.I.顏料紅40、C.I.顏料紅41、C.I.顏料紅42、C.I.顏料紅48：1、C.I.顏料紅48：2、C.I.顏料紅48：3、C.I.顏料紅48：4、C.I.顏料紅49：1、C.I.顏料紅49：2、C.I.顏料紅50：1、C.I.顏料紅52：1、C.I.顏料紅53：1、C.I.顏料紅57、C.I.顏料紅57：1、C.I.顏料紅57：2、C.I.顏料紅58：2、C.I.顏料紅58：4、C.I.顏料紅60：1、C.I.顏料紅63：1、C.I.顏料紅63：2、C.I.顏料紅64：1、C.I.顏料紅81：1、C.I.顏料紅83、C.I.顏料紅88、C.I.顏料紅90：1、C.I.顏料紅97、C.I.顏料紅101、C.I.顏料紅102、C.I.顏料紅104、C.I.顏料紅105、C.I.顏料紅106、C.I.顏料紅108、C.I.顏料紅112、C.I.顏料紅113、C.I.顏料紅114、C.I.顏料紅122、C.I.顏料紅123、C.I.顏料紅144、C.I.顏料紅146、C.I.顏料紅149、C.I.顏料紅150、C.I.顏料紅151、C.I.顏料紅166、C.I.顏料紅168、C.I.顏料紅170、C.I.顏料紅171、C.I.顏料紅172、C.I.顏料紅174、C.I.顏料紅175、C.I.顏料紅176、C.I.顏料紅177、C.I.顏料紅178、C.I.顏料紅179、C.I.顏料紅180、C.I.顏料紅185、C.I.顏料紅187、C.I.顏料紅188、C.I.顏料紅190、C.I.顏料紅193、C.I.顏料紅194、C.I.顏料紅202、C.I.顏料紅206、C.I.顏料紅207、C.I.顏料紅208、C.I.顏料紅209、C.I.顏料紅215、C.I.顏料紅216、C.I.顏料紅220、C.I.顏料紅224、C.I.顏料紅226、C.I.顏料紅242、C.I.顏料紅243、C.I.顏料紅245、C.I.顏料紅254、C.I.顏料紅255、C.I.顏料紅264及C.I.顏料紅265；C.I.顏料藍15、C.I.顏料藍15：3、C.I.顏料藍15：4、C.I.顏料藍15：6及C.I.顏料藍60；C.I.顏料綠7及C.I.顏料綠36；C.I.顏料棕23及C.I.顏料棕25；及C.I.顏料黑1及C.I.顏料黑7。

此等有機顏料可藉硫酸再結晶、溶劑清洗及其組合方法於使用之前純化。

前述無機顏料之實例包括二氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、黃鉛、鋅黃、紅色氧化鐵(紅色氧化鐵(III))、鎘紅、群青、普魯士藍、氧化鉻綠、鈷錄、琥珀、鈦黑、合成鐵黑及碳黑。

本發明中，前述有機顏料及無機顏料可單獨或個別二或多種結合使用，或兩者可結合使用。例如，為形成像素，較佳係使用一或多種有機顏料，形成黑色基質時，較佳使用二或多種有機顏料及/或碳黑。

本發明中，顏料粒子表面可視情況於使用前藉聚合物修飾。用於修飾顏料粒子表面之聚合物的實例係包括JP－A 8－259876所揭示之聚合物，及市售用於分散顏料之聚合物及寡聚物。

本發明中，該著色劑可與分散劑同時使用。該分散劑有例如陽離子性、陰離子性、非離子性、兩性、以聚矽氧為主或以氟為主之界面活性劑。

分散劑之實例包括聚環氧乙烷烷基醚，諸如聚環氧乙烷月桂基醚、聚環氧乙烷硬脂基醚及聚環氧乙烷油基醚；聚環氧乙烷烷基苯基醚，諸如聚環氧乙烷正辛基苯基醚及聚環氧乙烷正壬基苯基醚；聚乙二醇二酯，諸如聚乙二醇二月桂酸酯及聚乙二醇二硬脂酸酯；山梨糖醇脂肪酸酯；經脂肪酸修飾之聚酯；經三級胺修飾之聚胺基甲酸乙酯；及聚伸乙基亞胺。此等界面活性劑於市場上販售之商標為KP(Shin－Etsu Chemical,Co.,Ltd.)、Polyflow(Kyoeisha Kagaku Co.,Ltd.)、F Top(Tokem Products Co.,Ltd.)、Megafac(Dainippon Ink and Chemicals,Inc.)、Florade(Sumitomo 3M Limited)、Asahi Guard及Surflon(Asahi Glass Co.,Ltd.)、Disperbyk(BYK Chemie Japan Co.,Ltd.)及Solsperse(Avecia Co.,Ltd.)。

此等界面活性劑可單獨或二或多種結合使用。

界面活性劑之量以100重量份數著色劑計較佳係為50重量份數或較少，更佳係為0至30重量份數。

(B)鹼可溶性樹脂任何鹼可溶性樹脂皆可作為本發明中之鹼可溶性樹脂，先決條件為其係供著色劑(A)使用之黏合劑，且在濾色器製造方法之顯影步驟中所使用的顯影劑(尤其是鹼顯影劑)中具有溶解度。較佳係為具有羧基之鹼可溶性樹脂，尤其是具有至少一個羧基之乙烯性不飽和單體(以下稱為“含有羧基之不飽和單體”)及其他可共聚之乙烯性不飽和單體(以下稱為“可共聚不飽和單體”)的共聚物(以下稱為“含羧基共聚物”)。

含羧基不飽和單體之實例係包括不飽和單羧酸，諸如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、α－氯丙烯酸及肉桂酸；不飽和二羧酸及其酸酐，諸如順丁烯二酸、順丁烯二酸酐反丁烯二酸、衣康酸、衣康酸酐、檸康酸、檸康酸酐及中康酸；具有三或多個羧基之不飽和多羧酸及其酸酐；具有二或多個羧基之多羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧烷基]酯，諸如單[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]琥珀酸酯及單[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]苯二甲酸酯；及在兩末端具有羧基及羥基之聚合物的單(甲基)丙烯酸酯，諸如ω－羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯。

此等含羧基之不飽和單體中，單(2－丙烯醯氧乙基)琥珀酸酯及單(2－丙烯醯氧乙基)苯二甲酸酯於市場之販售商標個別為M－5300及M－5400(Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.)。

前述含羧基之不飽和單體可單獨或二或多種結合使用。

可共聚之不飽和單體的實例係包括芳族乙烯基化合物，諸如苯乙烯、α－甲基苯乙烯、鄰－乙烯基甲苯、間－乙烯基甲苯、對－乙烯基甲苯、對－氯苯乙烯、鄰－甲氧基苯乙烯、間－甲氧基苯乙烯、對－甲氧基苯乙烯、鄰－乙烯基苄基甲基醚、間－乙烯基苄基甲基醚、對－乙烯基苄基甲基醚、鄰－乙烯基苄基縮水甘油醚、間－乙烯基苄基縮水甘油醚及對－乙烯基苄基縮水甘油醚；茚，諸如茚及1－甲基茚；不飽和羧酸酯，諸如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸異丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(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3－羥基丙酯、(甲基)丙烯酸2－羥基丁酯、(甲基)丙烯酸3－羥基丁酯、(甲基)丙烯酸4－羥基丁酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸2－甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2－苯氧基乙酯、甲氧基二(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三(乙二醇)(甲基)丙烯酸酯、甲氧基丙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基二(丙二醇)(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異酯、(甲基)丙烯酸二環戊二烯酯、(甲基)丙烯酸2－羥基－3－苯氧基丙酯及甘油單(甲基)丙烯酸酯；不飽和胺基烷基羧酸酯，諸如(甲基)丙烯酸2－胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2－二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2－胺基丙酯、(甲基)丙烯酸2－二甲基胺基丙酯、(甲基)丙烯酸3－胺基丙酯及(甲基)丙烯酸3－二甲基胺基丙酯；不飽和縮水甘油羧酸酯，諸如縮水甘油(甲基)丙烯酸酯；乙烯基氰化合物，諸如(甲基)丙烯腈、α－氯丙烯腈及亞乙烯基氰；不飽和醯胺，諸如(甲基)丙烯醯胺、α－氯丙烯醯胺及N－2－羥基乙基(甲基)丙烯醯胺；不飽和醯亞胺，諸如順丁烯二醯亞胺、N－苯基順丁烯二醯亞胺及N－環己基順丁烯二醯亞胺；羧酸乙烯酯，諸如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯及苄酸乙烯酯；不飽和醚，諸如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚及烯丙基縮水甘油醚；脂族共軛二烯，諸如1,3－丁二烯、異戊間二烯及氯丁二烯；及在聚合物分子鏈末端具有單(甲基)丙烯醯基之巨單體，諸如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯及聚矽氧烷。

此等可共聚不飽和單體可單獨或二或多種結合使用。

本發明含羧基共聚物較佳係為(a)含羧基不飽和單體成份，包含(甲基)丙烯酸必要成份及選擇性至少一種選自單[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]琥珀酸酯及ω－羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯之化合物，及(b)至少一種選自苯乙烯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸2－羥基乙酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯、N－苯基順丁烯二醯亞胺、聚苯乙烯巨單體及聚甲基丙烯酸甲酯巨單體之化合物的共聚物(以下稱為“含羧基共聚物(B1)”)。

含羧基共聚物(B1)之說明例包括(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸甲酯之共聚物、(甲基)丙烯酸與(甲基)丙烯酸苄酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2－羥基乙酯與(甲基)丙烯酸苄酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯與聚苯乙烯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯與聚甲基丙烯酸甲酯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯與聚苯乙烯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯與聚甲基丙烯酸甲酯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2－羥基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯及聚苯乙烯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2－羥基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯與聚甲基丙烯酸甲酯巨單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯與N－苯基順丁烯二醯亞胺之共聚物、(甲基)丙烯酸、單[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]琥珀酸酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯與N－苯基順丁烯二醯亞胺之共聚物、(甲基)丙烯酸、單[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]琥珀酸酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸烯丙酯與N－苯基順丁烯二醯亞胺之共聚物、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯與N－苯基順丁烯二醯亞胺之共聚物、及(甲基)丙烯酸ω－羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、(甲基)丙烯酸苄酯、甘油單(甲基)丙烯酸酯與N－苯基順丁烯二醯亞胺之共聚物。

含羧基不飽和單體於含羧基共聚物中之含量較佳係為5至50重量%，更佳為10至40重量%。當前述含量低於5重量%時，所得輻射敏感性組成物於鹼顯影劑中之溶解度可能降低，當含量高於50重量%時，該輻射敏感性組成物於鹼顯影劑中之溶解度可能變得太高。結果，當該組成物使用鹼顯影劑來顯影時，著色層可能自基材脫落，著色層之膜表面可能變粗。

本發明鹼可溶性樹脂藉凝膠滲透層析(GPC，溶離溶劑：四氫呋喃)測量以聚苯乙烯計之重量平均分子量(以下稱“Mw”)較佳為3,000至300,000，更佳為5,000至100,000。

發明鹼可溶性樹脂藉凝膠滲透層析(GPC，溶離溶劑：四氫呋喃)測量以聚苯乙烯計之數量平均分子量(以下稱“Mn”)較佳為3,000至60,000，更佳為5,000至25,000。

在本發明中，使用此種具有特定Mw及Mn之鹼可溶性樹脂，得到具有優越顯影性之輻射敏感性組成物。此種組成物可提供具有明確之圖案邊緣的像素及黑色基質，且在顯影期間幾乎不會在未曝光部分的基材及遮光層上產生殘留物、沾染或膜殘留物。

本發明鹼可溶性樹脂之Mw/Mn比例較佳係為1至5，更佳係為1至4。

本發明中，前述鹼可溶性樹脂可單獨或二或多種結合使用。

本發明鹼可溶性樹脂之量以100重量份數著色劑(A)計係10至1,000重量份數佳，20至500重量份數更佳。當鹼可溶性樹脂之量低於10重量份數時，鹼顯影性可能降低，或可能於未曝光部分之基材及遮光層上產生沾染或膜殘留物。當該量大於1,000重量份數時，著色劑濃度變成相對低，而難以達到薄膜之目標色彩深度。

(C)多官能性單體或多官能性單體與單官能性單體之組合物本發明多官能性單體係為具有二或多個可聚合不飽和鍵之單體。

該多官能性單體之實例包括烷二醇諸如乙二醇及丙二醇之二(甲基)丙烯酸酯；聚烷二醇諸如聚乙二醇及聚丙二醇之二(甲基)丙烯酸酯；具有3或多個羥基之多元醇及其經二羧酸修飾之產物諸如甘油、三羥甲基丙烷、異戊四醇及二異戊四醇的聚(甲基)丙烯酸酯；寡聚(甲基)丙烯酸酯，諸如聚酯、環氧樹脂、胺基甲酸乙酯樹脂、醇酸樹脂、聚矽氧樹脂及螺烷樹脂；兩末端具有羥基之聚合物的二(甲基)丙烯酸酯，諸如兩末端具有羥基之聚－1,3－丁二烯、兩末端具有羥基之聚異戊間二烯及兩末端具有羥基之聚己內酯；及三[2－(甲基)丙烯醯氧乙基]磷酸酯。

此等多官能性單體中，具有3或多個羥基之多元醇與其經二羧酸修飾之產物的聚(甲基)丙烯酸酯為佳，例如三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯、異戊四醇三甲基丙烯酸酯、異戊四醇四丙烯酸酯、異戊四醇四甲基丙烯酸酯、二異戊四醇五丙烯酸酯、二異戊四醇五甲基丙烯酸酯、二異戊四醇六丙烯酸酯、二異戊四醇六甲基丙烯酸酯及以下通式(3)及(4)所示之化合物。

其中，三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯及二異戊四醇六丙烯酸酯特佳，因為其提供具有優越強度及表面光滑度之著色層，且幾乎不在未曝光部分之基材及遮光層上產生沾染或膜殘留物。

前述多官能性單體可單獨或二或多種結合使用。

本發明多官能性單體的含量以100重量份數鹼可溶性樹脂(B)計較佳係5至500重量份數，更佳係20至300重量份數。當多官能性單體小於5重量份數時，著色層之強度及表面光滑度可能降低，及當含量大於500重量份數時，鹼顯影性可能降低，或未曝光部分之基材及遮光層上可能產生膜殘留物。

本發明中，可使用多官能性單體與具有單一可聚合不飽和鍵結之單官能性單體的組合物。

前述單官能性單體之實例係包括前述含羧基不飽和單體及前述鹼可溶性樹脂(B)所列舉之可共聚不飽和單體、N－(甲基)丙烯醯嗎啉、N－乙烯基吡咯烷酮、N－乙烯基－ε－己內醯胺及市售M－5600(Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.)。

此等單官能性單體可單獨或二或多種結合使用。

單官能性單體之量以多官能性單體及單官能性單體之總重計較佳係為90重量%或較低，更佳係為50重量%或較低。當該單官能性單體之量大於90重量%時，所得之著色層的強度及表面光滑度可能變成無法令人滿意。

本發明多官能性單體及單官能性單體總量以100重量份數鹼可溶性樹脂(B)計較佳係5至500重量份數，更佳係20至300重量份數。當前述總量小於5重量份數時，著色層之強度及表面光滑度可能降低，及當總量大於500重量份數時，鹼顯影性可能降低，或未曝光部分之基材及遮光層上可能產生膜殘留物。

(D)光學自由基生成劑本發明成份(D)係為至少一種光學自由基生成劑，選自前述通式(1)及(2)所示之化合物(以下稱為“咔唑化合物(D1)”)。成份(D)係為經由暴照輻射諸如可見光輻射、紫外線輻射、遠紫外線輻射、帶電微粒射線或X－射線，形成可起始前述成份(C)之聚合的自由基之成份。

式(1)及(2)中R¹ 、R² 及R³ 所示之具有1至12個碳原子的直鏈、分支鏈或環狀烷基之實例係包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一碳基、正十二碳基、環戊基及環己基。

R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 所示之具有1至6個碳原子的直鏈、分支鏈或環狀烷基之實例係包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、第二丁基、第三丁基、正戊基、正己基、環戊基及環己基。

在R¹ 、R² 、R³ 、R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 所示之烷基的取代基及R¹ 及R² 所示之苯基的取代基中，具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷氧基的實例包括甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基及第三丁氧基。鹵原子之實例係包括氟原子及氯原子。

R¹ 及R² 所示之苯基的取代基中具有1至6個碳原子之直鏈、分支鏈或環狀烷基的實例係包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基及第三丁基。

此等取代基可單獨或結合存在於各個烷基及各個苯基中。

前述式(1)及(2)中之R¹ 較佳係為甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基或苯基。R² 較佳係為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、正戊基、正己基、正庚基或正辛基。R³ 較佳係為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基。此外，R⁴ 、R⁵ 及R⁶ 各較佳係為氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基。

本發明咔唑化合物(D1)之較佳實例係包括1－[9－乙基－6－苄醯基－9.H.－咔唑－3－基]－壬烷－1,2－壬烷－2－肟－O－苄酸酯，1－[9－乙基－6－苄醯基－9.H.－咔唑－3－基]－壬烷－1,2－壬烷－2－肟－O－乙酸酯，1－[9－乙基－6－苄醯基－9.H.－咔唑－3－基]－戊烷－1,2－壬烷－2－肟－O－乙酸酯，1－[9－乙基－6－苄醯基－9.H.－咔唑－3－基]－辛烷－1,2－壬烷－2－肟－O－乙酸酯，1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－苄酸酯，1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯，1－[9－乙基－6－(1,3,5－三甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－苄酸酯，及1－[9－正丁基－6－(2－乙基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－苄酸酯。

此等咔唑化合物(D1)中，1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮－O－乙酸酯特佳。

本發明中，前述咔唑化合物(D1)可單獨或二或多種結合使用。

本發明中，咔唑化合物(D1)可與其他光學自由基生成劑結合使用。

前述其他光學自由基生成劑之實例係包括具有至少一個由下式(5－1)、(5－2)或(5－3)所示之主鏈的聯咪唑化合物、安息香化合物、乙醯基苯化合物、二苯基甲酮化合物、α－二酮化合物、多環醌化合物、噸酮化合物、膦化合物及三化合物。

前述聯咪唑化合物之實例係包括2,2’－雙(2－氯苯基)－4,4’,5,5’－四(4－乙氧羰基苯基)－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2－溴苯基)－4,4’,5,5’－四(4－乙氧羰基苯基)－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2－氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2,4－二氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2,4,6－三氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2－溴苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2,4－二溴苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑及2,2’－雙(2,4,6－三溴苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑。

此等聯咪唑化合物中，2,2’－雙(2－氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑、2,2’－雙(2,4－二氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑及2,2’－雙(2,4,6－三氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑較佳，而2,2’－雙(2－氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑特佳。

前述聯咪唑化合物於溶劑中具有優越之溶解度，不產生外來物，諸如未溶解之產物及沉澱物，具有高度敏感性及高度反差比，藉由暴露於少量能量下而充分促進固化反應，且不會在未曝光部分中導致固化反應。因此，曝光後之塗膜明確分成在顯影劑中不可溶之固化部分，及在顯影劑中具有高度溶解度之未固化部分。因此，可形成具有預定像素圖案及黑色基質圖案之高鮮明度圖案陣列，而不會有側向蝕刻。

－氫予體－

當使用聯咪唑作為本發明光學自由基生成劑時，最好係與以下氫予體結合使用，以進一步改善敏感性。

本發明所使用之術語“氫予體”係表示可提供氫原子給藉曝光自聯咪唑化合物形成的自由基之化合物。

氫予體最好係為以下定義之硫醇化合物或以下定義之胺化合物。

前述硫醇化合物係為具有作為母環之苯環或雜環及1或多個、較佳1至3個、更佳1或2個直接鍵結於該母環之氫硫的化合物(以下稱為“硫醇氫予體”)。

前述胺化合物係為具有作為母環之苯環或雜環及1或多個、較佳1至3個、更佳1或2個直接鍵結於母環之胺基的化合物(以下稱為“胺氫予體”)。

此等氫予體可同時具有氫硫基及胺基。

以下詳細描述此等氫予體。

該硫醇氫予體可具有至少一個苯環或雜環，或兩者。當其具有二或多個環時，可形成或不形成稠合環。

當硫醇氫予體具有二或多個氫硫基時，只要保留至少一個游離氫硫基，則其他氫硫基中至少一者可經烷基、芳烷基或芳基所取代。此外，只要保留至少一個游離氫硫基，則該硫醇氫予體可具有其中兩硫原子係藉二價有機基團(諸如伸烷基)連接之結構單元，或其中兩硫原子係以二硫化物形式連接之結構單元。

此外，硫醇氫予體在除氫硫基(等)以外之位置可經羧基、經取代或未經取代之烷氧羰基、經取代或未經取代之苯氧羰基或腈基所取代。

此種硫醇氫予體之實例係包括2－氫硫基苯並噻唑、2－氫硫基苯並唑、2－氫硫基苯並咪唑、2,5－二氫硫基－1,3,4－噻二唑及2－氫硫基－2,5－二甲基胺基吡啶。

在此等硫醇氫予體中，以2－氫硫基苯並噻唑及2－氫硫基苯並唑為佳，而2－氫硫基苯並噻唑特佳。

該胺氫予體可具有至少一個苯環或雜環，或兩者。當其具有二或多個環時，可形成或不形成稠合環。

胺氫予體中之至少一個胺基可經烷基或經取代之烷基所取代。該胺氫予體在除胺基(等)以外的位置可經羧基、經取代或未經取代之烷氧羰基、經取代或未經取代之苯氧羰基或腈所取代。

前述胺氫予體之實例係包括4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮、4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮、4－二乙基胺基乙醯基苯、4－二甲基胺基乙醯基苯、4－二甲基胺基苄酸乙酯、4－二甲基胺基苄酸異戊酯、4－二甲基胺基苄酸及4－二甲基胺基苄腈。

此等胺氫予體中，以4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮及4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮為佳，而4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮特佳。4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮及4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮本身可作為光學自由基起始劑，即使當聯咪唑化合物不存在時亦然。

本發明中，前述氫予體可單獨或二或多種結合使用。最好使用至少一種硫醇氫予體與至少一種胺氫予體之組合物，因為所形成之著色層在顯影期間幾乎不會自基材脫落，且具有高強度及敏感性。

硫醇氫予體及胺氫予體之組合物的較佳實例係包括2－氫硫基苯並噻唑/4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮之組合物、2－氫硫基苯並噻唑/4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮之組合物、2－氫硫基苯並唑/4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮之組合物及2－氫硫基苯並唑/4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮之組合物。2－氫硫基苯並噻唑/4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮之組合物及2－氫硫基苯並唑/4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮之組合物更佳，且2－氫硫基苯並噻唑/4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮之組合物特佳。

在硫醇氫予體與胺氫予體之組合物中，硫醇氫予體相對於胺氫予體之重量比較佳為1：1至1：4，更佳為1：1至1：3。

前述安息香化合物的實例係包括安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚及2－苄醯苄酸甲酯。

乙醯基苯化合物之實例包括2,2－二甲氧基乙醯基苯、2,2－二乙氧基乙醯基苯、2,2－二甲氧－2－苯基乙醯基苯、2－羥基－2－甲基－1－苯基丙－1－酮、1－(4－異丙基苯基)－2－羥基－2－甲基丙－1－酮、2－甲基－(4－甲基噻吩基)－2－嗎啉－1－丙－1－酮、4－(2－羥基乙氧)苯基－(2－羥基－2－丙基)酮、2－苄基－2－二甲基胺基－1－(4－嗎啉苯基)丁－1－酮、1－羥基環己基苯基酮及2,2－二甲氫－1,2－二苯基乙－1－酮。

前述二苯基甲酮化合物之實例係包括4,4’－雙(二甲基胺基)二苯基甲酮及4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮。

前述α－二酮化合物之實例係包括二乙醯基、二苄醯基及甲基苄醯基甲酸酯。

前述多環醌化合物之實例係包括蒽醌、2－乙基蒽醌、2－第三丁基蒽醌及1,4－萘醌。

前述噸酮化合物之實例係包括噸酮、噻噸酮及2－氯噻噸酮。

前述膦化合物之實例係包括氧化雙(2,4,6－三甲基苄醯基)苯基膦及氧化2,4,6－三甲基苄醯基二苯基膦。

前述三化合物之實例包括具有鹵甲基之化合物，諸如2,4,6－三(三氯甲基)－s－三、2－甲基－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－[2－(呋喃－2－基)乙烯基]－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－[2－(5－甲基呋喃－2－基)乙烯基]－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－[2－(4－二乙基胺基－2－甲基苯基)乙烯基]－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－[2－(3,4－二甲氧苯基)乙烯基]－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(4－甲氧苯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(4－乙氧苯乙烯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三、2－(4－正丁氧苯基)－4,6－雙(三氯甲基)－s－三及以下通式(6)及(7)所示之化合物。

前述其他光學自由基生成劑可單獨或二或多種結合使用。

該其他光學自由基生成劑之量以咔唑化合物(D1)及該其他光學自由基生成劑之總量計較佳為50重量%或較低，更佳為1至30重量%。當該其他光學自由基生成劑之量高於50重量%時，破壞本發明之預定效果。

本發明光學自由基生成劑之總量以100重量份數成份(C)計，較佳係為0.01至200重量份數，更佳為1至120重量份數，特佳為1至100重量份數。當該光學自由基生成劑之總量小於0.01重量份數時，可能難以得到具有預定像素圖案或黑色基質圖案之圖案陣列，因為曝光固化不完全。當總量大於200重量份數時，形成之著色層可能在顯影期間自基材脫落，可能在未曝光部分之基材及遮光層上產生沾染或膜殘留物。

前述光學自由基生成劑可視需要與至少一種敏化劑、固化加速劑及聚合物交聯敏化劑結合使用。

－添加劑－

本發明用以形成著色層之輻射敏感性組成物可視需要含有各種添加劑。

前述添加劑包括有機酸或有機胺基化合物(不包括前述氫予體)，其進一步改善輻射敏感性組成物於鹼顯影劑中之溶解度，且抑制顯影後未溶解之產物殘留物的產生。

前述有機酸最好係為分子中具有至少一個羧基之脂族羧酸或含苯基之羧酸。

脂族羧酸之實例包括單羧酸，諸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、特戊酸、己酸、二乙基乙酸、乙烷酸(ethantic acid)及辛酸；二羧酸，諸如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸、巴西基酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸、四甲基琥珀酸、環己烷二甲酸、衣康酸、檸康酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸及中康酸；及三羧酸，諸如丙三羧酸、烏頭酸及樟腦酮酸。

前述含苯基之羧酸有例如具有直接鍵結於苯基之羧基之化合物具有經由二價碳鏈鍵結於苯基之羧酸。

含苯基之羧酸的實例包括芳族單羧酸，諸如苄酸、甲苯酸、枯茗酸、苯連三酸及林酸；芳族二羧酸，諸如苯二甲酸、異苯二甲酸及對苯二甲酸；具有3或多個羧基之芳族多羧酸，諸如苯偏三酸、苯均三酸、苯偏四酸及苯四甲酸；及苯基乙酸、氫化阿托酸(hydroatropic acid)、氫化肉桂酸、扁桃酸、苯基琥珀酸、阿托酸、肉桂酸、亞肉桂基酸、香豆酸及繖形酸。

此等有機酸中，以脂族二羧酸為佳，就鹼溶解度、下文描述之溶劑溶解度及防止基材及未曝光部分遮光層上沾染或膜殘留之觀點而言，丙二酸、己二酸、衣康酸、檸康酸、反丁烯二酸及中康酸為特佳之脂族羧酸。芳族二羧酸較佳，苯二甲酸係特佳之含苯基羧酸。

前述有機酸可單獨或二或多種結合使用。

有機酸之量以該輻射敏感性組成物計較佳為15重量%或較低，更佳為10重量%或較低。當有機酸之量大於15重量%時，所形成之著色層對基材之黏著性可能降低。

前述有機胺基化合物較佳係為分子中具有至少一個胺基之脂族胺或含苯基之胺。

前述脂族胺之實例係包括單(環)烷基胺，諸如正丙基胺、異丙基胺、正丁基胺、異丁基胺、第二丁基胺、第三丁基胺、正戊基胺、正己基胺、正庚基胺、正辛基胺、正壬基胺、正癸基胺、正十一碳基胺、正十二碳基胺、環己基胺、2－甲基環己基胺、3－甲基環己基胺、4－甲基環己基胺、2－乙基環己基胺、3－乙基環己基胺及4－乙基環己基胺；二(環)烷基胺，諸如甲基．乙基胺、二乙基胺、甲基．正丙基胺、乙基．正丙基胺、二正丙基胺、二異丙基胺、二正丁基胺、二異丁基胺、二第二丁基胺、二第三丁基胺、二正戊基胺、二正己基胺、甲基環己基胺、乙基環己基胺及二環己基胺；三(環)烷基胺，諸如二甲基．乙基胺、甲基．二乙基胺、三乙基胺、二甲基．正丙基胺、二乙基．正丙基胺、甲基．二正丙基胺、乙基．二正丙基胺、三正丙基胺、三異丙基胺、三正丁基胺、三異丁基胺、三第二丁基胺、三第三丁基胺、三正戊基胺、三正己基胺、二甲基環己基胺、二乙基環己基胺、甲基二環己基胺、乙基二環己基胺及三環己基胺；單(環)烷醇胺，諸如2－胺基乙醇、3－胺基－1－丙醇、1－胺基－2－丙醇、4－胺基－1－丁醇、5－胺基－1－戊醇、6－胺基－1－己醇及4－胺基－1－環己醇；二(環)烷醇胺，諸如二乙醇胺、二－正丙醇胺、二－異丙醇胺、二－正丁醇胺、二－異丁醇胺、二－正戊醇胺、二－正己醇胺及二(4－環己醇)胺；三(環)烷醇胺，諸如三乙醇胺、三－正丙醇胺、三－異丙醇胺、三－正丁醇胺、三－異丁醇胺、三－正戊醇胺、三－正己醇胺及三(4－環己醇)胺；胺基(環)烷二醇，諸如3－胺基－1,2－丙二醇、2－胺基－1,3－丙二醇、4－胺基－1,2－丁二醇、4－胺基－1,3－丁二醇、4－胺基－1,2－環己二醇、4－胺基－1,3－環己二醇、3－二甲基胺基－1,2－丙二醇、3－二乙基胺基－1,2－丙二醇、2－二甲基胺基－1,3－丙二醇及2－二乙基胺基－1,3－丙二醇；含胺基之環烷甲醇，諸如1－胺基環戊烷甲醇、4－胺基環戊烷甲醇、1－胺基環己烷甲醇、4－胺基環己烷甲醇、4－二甲基胺基環戊烷甲醇、4－二乙基胺基環戊烷甲醇、4－二甲基胺基環己烷甲醇及4－二乙基胺基環己烷甲醇；及胺基羧酸，諸如β－丙胺酸、2－胺基丁酸、3－胺基丁酸、4－胺基丁酸、2－胺基異丁酸、3－胺基異丁酸、2－胺基戊酸、5－胺基戊酸、6－胺基己酸、1－胺基環丙烷甲酸、1－胺基環己烷甲酸及4－胺基環己烷甲酸。

前述含苯基之胺有例如具有直接鍵結於苯基之胺基的化合物或具有經由碳鏈鍵結於苯基之胺基的化合物。

含苯基之胺的實例包括芳族胺，諸如苯胺、2－甲基苯胺、3－甲基苯胺、4－甲基苯胺、4－乙基苯胺、4－正丙基苯胺、4－異丙基苯胺、4－正丁基苯胺、4－第三丁基苯胺、1－萘基胺、2－萘基胺、N,N－二甲基苯胺、N,N－二乙基苯胺及4－甲基－N,N－二甲基苯胺；胺基苄醇，諸如2－甲基苄醇、3－胺基苄醇、4－胺基苄醇、4－二甲基胺基苄醇及4－二乙基胺基苄醇；及胺基酚，諸如2－胺基酚、3－胺基酚、4－胺基酚、4－二甲基胺基酚及4－二乙基胺基酚。

此等有機胺基化合物中，單(環)烷醇胺及胺基(環)烷二醇較佳，自下述在溶劑中之溶解度及防止未曝光部分之基材及遮光層沾染或有膜殘留物之觀點而言，2－胺基乙醇、3－胺基－1－丙醇、5－胺基－1－戊醇、3－胺基－1,2－丙二醇、2－胺基－1,3－丙二醇及4－胺基－1,2－丁二醇係特佳之脂族胺。胺基酚較佳，而2－胺基酚、3－胺基酚及4－胺基酚係為特佳之含酚基胺。

前述胺基化合物可單獨或二或多種結合使用。

有機胺基化合物之量以該輻射敏感性組成物計，較佳係為15重量%或較低，更佳為10重量%或較低。當有機胺基化合物之量大於15重量%時，所形成之著色層對基材之黏著性可能降低。

除前述有機酸及有機胺基化合物以外之添加劑係包括分散助劑，諸如藍色顏料衍生物或黃色顏料衍生物，例如銅酞花青衍生物；填料，諸如玻璃或氧化鋁；聚合物化合物，諸如聚乙烯醇、聚乙二醇單烷基醚或聚(氟烷基丙烯酸酯)；非離子性、陽離子性或陰離子性界面活性劑；黏著加速劑，諸如乙烯基三甲氧矽烷、乙烯基三乙氧矽烷、乙烯基三(2－甲氧乙氧)矽烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基．甲基．二甲氧矽烷、N－(2－胺基乙基)－3－胺基丙基三甲氧矽烷、3－胺基丙基三乙氧矽烷、3－縮水甘油氧丙基三甲氧矽烷、3－縮水甘油基．甲基．二甲氧矽烷、2－(3,4－環氧基環己基)乙基三甲氧矽烷、3－氯丙基．甲基．二甲氧矽烷、3－氯丙基三甲氧矽烷、3－甲基丙烯醯氧丙基三甲氧矽烷或3－氫硫基丙基三甲氧矽烷；抗氧化劑，諸如2,2’－硫雙(4－甲基－6－第三丁基酚)或2,6－二－第三丁基酚；紫外線吸收劑，諸如2－(3－第三丁基－5－甲基－2－羥基苯基)－5－氯苯並三唑或烷氧基二苯基甲酮；黏合抑制劑，諸如聚丙烯酸鈉；及熱自由基生成劑，諸如1,1’－偶氮基雙(環己烷－1－腈)或2－苯基偶氮基－4－甲氧－2,4－二甲基戊腈。

溶劑

用以形成本發明著色層之輻射敏感性組成物包含前述成份(A)至(D)之必要成份且視情況包含前述添加劑，較佳係與溶劑混合，以製備成液體組成物。

可選擇適當之溶劑來作為溶劑，限制條件為其分散或溶解構成該輻射敏感性組成物之成份(A)至(D)及添加劑，不與此等物質反應且具有適當之揮發性。

溶劑之實例包括(聚)烷二醇單烷基醚，諸如乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單正丙基醚、乙二醇單正丁基醚、二乙二醇單甲基醚、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、丙二醇單正丙基醚、丙二醇單正丁基醚、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、三丙二醇單甲基醚及三丙二醇單乙基醚；(聚)烷二醇單烷基醚乙酸酯，諸如乙二醇單甲基醚乙酸酯、乙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯及丙二醇單乙基醚乙酸酯；其他醚類，諸如二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙基醚及四氫呋喃；酮類，諸如甲基乙基酮、環己酮、2－庚酮及3－庚酮；乳酸烷酯，諸如乳酸甲酯及乳酸乙酯；其他酯類，諸如2－羥基－2－甲基丙酸乙酯、3－甲氧丙酸甲酯、3－甲氧丙酸乙酯、3－乙氧丙酸甲酯、3－乙氧丙酸乙酯、乙氧乙酸乙酯、羥基乙酸之酯、2－羥基－3－甲基丁酸甲酯、3－甲基－3－甲氧丁基乙酸酯、3－甲基－3－甲氧丁基丙酸酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、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、乙醯基乙酸甲酯、乙醯基乙酸乙酯及2－酮基丁酸乙酯；芳族烴類，諸如甲苯及二甲苯；及醯胺類及內醯胺類，諸如N,N－二甲基甲醯胺、N,N－二甲基乙醯胺及N－甲基吡咯烷酮。

此等溶劑中，就溶解度、顏料分散性及塗覆性之觀點而言，丙二醇單甲基醚、乙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚乙酸酯、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚、環己酮、2－庚酮、3－庚酮、乳酸乙酯、3－甲氧丙酸乙酯、3－乙氧丙酸甲酯、3－乙氧丙酸乙酯、3－甲基－3－甲氧丁基丙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、乙酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯及丙酮酸乙酯特佳。

前述溶劑可單獨或二或多種結合使用。

此外，高沸點溶劑諸如苄基乙基醚、二正己基醚、丙醯基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1－辛醇、1－壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苄酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、γ－丁內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯或乙二醇單苯基醚乙酸酯可與前述溶劑結合使用。

此等高沸點溶劑可單獨或二或多種結合使用。

該溶劑之量不特別限制，但就所得之輻射敏感性組成物的塗覆性及安定性之觀點而言，期望確定除組成物溶劑以外的所有組份總量較佳為5至50重量%之值，特佳為10至40重量%。

彩色填料

本發明彩色填料係包含由本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物所製得之著色層。

以下描述形成本發明彩色填料之方法。

視情況於基材表面上形成遮光層，以界定用以形成像素之部分，將包含例如分散於其中之紅色顏料的液體輻射敏感性組成物施加於基材上，預先烘烤以蒸發溶劑，形成塗膜。此塗膜隨之經由光罩暴露於輻射，以鹼顯影劑加以顯影，移除塗膜未曝光部分，後續烘烤以形成具有預定紅色像素圖案之像素陣列。

之後，同法進行包含分散於其中之綠色及藍色顏料的液體輻射敏感性組成物之施加、預先烘烤、曝光、顯影及後續烘烤，以繼續於相同基材上形成綠色像素陣列及藍色像素陣列，而得到在基材上具有紅色、綠色及藍色像素陣列之濾色器。當然，本發明形成彩色像素之順序不限於前述者。

該黑色基質可同樣藉著使用本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物來形成。

用以形成像素及/或黑色基質之基材係由玻璃、矽、聚碳酸酯、聚酯、芳族聚醯胺、聚醯胺－醯亞胺或聚醯亞胺所製得。

該基材可視情況進行適當之預處理，諸如以矽烷偶合劑進行化學處理、電漿處理、離子電鍍、濺鍍、氣相反應或真空沈積。

施加液體輻射敏感性組成物於基材時，可採用適當之塗覆技術，諸如噴塗、輥塗、轉塗(旋塗)、縫模塗覆、桿塗或噴墨塗覆。其中，旋塗及縫模塗覆為佳。

塗膜在乾燥後之厚度較佳為0.1至10微米，較佳0.2至8.0微米，特別是0.2至6.0微米。

用以形成像素及/或黑色基質之輻射係選自可見光輻射、紫外線輻射、遠紫外線輻射、電子束及X－射線。其中，以具有190至450奈米波長之輻射為佳。

輻射劑量較佳係為10至10,000焦耳/米² 。

前述鹼顯影劑較佳係為鹼化合物諸如碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲基銨、膽鹼、1,8－二氮雜雙環－[5.4.0]－7－十一碳烯或1,5－二氮雜雙環－[4.3.0]－5－壬烯之水溶液。

可將適量之水溶性有機溶劑諸如甲醇或乙醇或界面活性劑添加於前述鹼顯影劑中。塗膜通常在鹼顯影之後漂洗。

可採用噴淋顯影、噴霧顯影、沾浸(浸漬)顯影、攪煉顯影或其類者。至於顯影條件，較佳係於常溫下顯影5至300秒。

所得之本發明濾色器極適用於透射型及反射型彩色液晶顯示器、彩色攝影裝置、彩色感測器等。

彩色液晶顯示板

本發明彩色液晶顯示板包括本發明濾色器。

至於本發明彩色液晶顯示板之實例，可使用本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物，於薄膜電晶體基材陣列上形成像素及/或黑色基質，而製造具有優越特性之彩色液晶顯示板。

本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物包含前述成份(A)至(D)之必要成份。該組成物之特佳實例係出示如下。

(1)包含有含羧基之共聚物(B1)為鹼可溶性樹脂(B)的供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(2)供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(1)，其包含至少一種選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、異戊四醇三丙烯酸酯及二異戊四醇六丙烯酸酯為多官能性單體(C)(3)供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(2)，其包含1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯為咔唑化合物(D1)(4)供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(1)、(2)或(3)，其包含有機顏料及/或碳黑為著色劑(A)本發明較佳濾色器(5)係包含由供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(1)、(2)、(3)或(4)製得之像素及/或黑色基質。

較佳本發明彩色液晶顯示板(6)係包含前述濾色器(5)，更佳之本發明彩色液晶顯示板(7)係包含位在薄膜電晶體基材陣列上由供形成著色層使用之輻射敏感性組成物(1)、(2)、(3)或(4)所製得之像素及/或黑色基質。

如前文所述，當本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物包含有含對輻射具有高敏感性之咔唑化合物(D1)為必要成份之光學自由基生成劑時，即使其含有高濃度之顏料，顯影期間未溶解產物仍不會殘留在未曝光部分之基材及遮光層上，像素圖案及黑色基質圖案之邊緣上不產生浮渣，可在少量曝光下形成不缺損一部分邊緣或被側蝕之優越像素圖案及黑色基質圖案。

此外，本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物所製得之像素及黑色基質具有高度表面光滑度及優越之對基材黏著性。

因此，本發明供形成著色層使用之輻射敏感性組成物可極有利地使用於製造濾色器，諸如電子工業界之彩色液晶顯示板所使用的濾色器。

實施例

以下實施例係用以進一步說明本發明，但不構成限制。

以下實施例中之“份數”及“%”係基於重量。

<(B)鹼可溶性樹脂之製備> 合成例1

1份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)及200份丙二醇單甲基醚乙酸酯送入裝置有冷卻管及攪拌器之燒瓶中，之後將15份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、35份甲基丙烯酸苄酯、10份甘油單甲基丙烯酸酯、25份N－苯基順丁烯二醯亞胺及2.5份作為鏈轉移劑之α－甲基苯乙烯二聚物送入燒瓶，燒瓶內部以氮置換，形成之溶液溫和攪拌，反應溶液加熱至80℃，藉著保持該溫度3小時以進行聚合。之後，反應溶液再於100℃下加熱，添加0.5份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)，另外進行聚合1小時，以得到樹脂溶液(固體含量33.0%)。

所得樹脂具有17,000之Mw及8,000之Mn。此樹脂稱為樹脂(B－1)。

合成例2

1份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)及200份丙二醇單甲基醚乙酸酯送入裝置有冷卻管及攪拌器之燒瓶中，之後將15份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、30份甲基丙烯酸苄酯、15份甘油單甲基丙烯酸酯、25份N－苯基順丁烯二醯亞胺及2.5份作為鏈轉移劑之α－甲基苯乙烯二聚物送入燒瓶，燒瓶內部以氮置換，形成之溶液溫和攪拌，反應溶液加熱至80℃，藉著保持該溫度3小時以進行聚合。之後，反應溶液再於100℃下加熱，添加0.5份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)，另外聚合1小時，以得到樹脂溶液(固體含量32.9%)。

所得樹脂具有19,000之Mw及9,000之Mn。此樹脂稱為樹脂(B－2)。

合成例3

1份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)及200份丙二醇單甲基醚乙酸酯送入裝置有冷卻管及攪拌器之燒瓶中，之後將15份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、30份甲基丙烯酸苄酯、10份甘油單甲基丙烯酸酯、30份N－苯基順丁烯二醯亞胺及2.5份作為鏈轉移劑之α－甲基苯乙烯二聚物送入燒瓶，燒瓶內部以氮置換，形成之溶液溫和攪拌，反應溶液加熱至80℃，藉著保持該溫度3小時以進行聚合。之後，反應溶液再於100℃下加熱，添加0.5份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)，另外進行聚合1小時，以得到樹脂溶液(固體含量33.2%)。

所得樹脂具有15,000之Mw及7,000之Mn。此樹脂稱為樹脂(B－3)。

合成例4

3份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)及200份丙二醇單甲基醚乙酸酯送入裝置有冷卻管及攪拌器之燒瓶中，之後將15份甲基丙烯酸、30份苊烯、35份甲基丙烯酸苄酯、10份甲基丙烯酸2－羥基乙酯、10份ω－羧基聚己內酯單丙烯酸酯及5份作為鏈轉移劑之α－甲基苯乙烯二聚物送入燒瓶，燒瓶內部以氮置換，形成之溶液溫和攪拌，反應溶液加熱至80℃，藉著保持該溫度3小時以進行聚合。之後，反應溶液再於100℃下加熱，添加0.5份2,2’－偶氮基雙(2,4－二甲基戊腈)，另外進行聚合1小時，以得到樹脂溶液(固體含量31.0%)。

所得樹脂具有10,000之Mw及6,000之Mn。此樹脂稱為樹脂(B－4)。

實施例1 <液體組成物之製備>

將85份作為著色劑之C.I.顏料紅254及C.I.顏料紅177重量比80/20的混合物、80份作為鹼可溶性樹脂(B)之樹脂(B－1)、80份作為多官能性單體(C)之二異戊四醇六丙烯酸酯、20份作為光學自由基生成劑(D)之1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯(商標CGI－242，Ciba Specialty Chemicals Co.,Ltd.製造，以下亦同)及1,000份作為溶劑之3－乙氧丙酸乙酯與丙二醇單甲基醚乙酸酯重量比70/30混合物加以混合，以製備液體輻射敏感性組成物(R1)。

<濾色器之形成>

此液體組成物(R1)以旋塗器施加於具有SiO₂ 膜以防止表面上之鈉離子溶離的鈉鈣玻璃基材上，在90℃加熱之熱板上預先烘烤2分鐘，以形成1.7微米厚塗膜。之後，此基材冷卻至室溫，使用高壓未燈經由光罩(縫寬30微米)暴露於波長365奈米、405奈米及436奈米之紫外線輻射。輻射劑量為400焦耳/米² 。該基材隨之浸入23℃之0.04重量%氫氧化鉀水溶液中歷經1分鐘以進行顯影，以超純水漂洗，並以空氣乾燥。之後，基材在220℃下加熱之清潔爐中後續烘烤30分鐘，形成基材上具有條狀之紅色像素圖案的像素陣列。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未發現未曝光基材上有顯影殘留物，且像素圖案之邊緣未發現浮渣及缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，未發現側蝕。

對照例1 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

依如同實施例1之方式製備輻射敏感性組成物(r1)，不同處係使用20份2－苄基－2－二甲基胺基－1－(4－嗎啉苯基)丁酮－1作為光學自由基生成劑。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀紅色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(r1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未曝光部分之基材上未發現顯影殘留物，但像素圖案邊緣上發現缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察像素圖案之剖面時，發現側蝕。

實施例2 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

將95份作為著色劑之C.I.顏料綠36及C.I.顏料黃150重量比60/40的混合物、70份作為鹼可溶性樹脂(B)之樹脂(B－2)、80份作為多官能性單體(C)之二異戊四醇六丙烯酸酯、25份作為光學自由基生成劑(D)之1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯、1份作為添加劑之丙二酸及900份作為溶劑之乙酸3－甲氧丁酯與丙二醇單甲基醚乙酸酯重量比50/50混合物加以混合，以製備液體輻射敏感性組成物(G1)。

依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀綠色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(G1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未發現未曝光基材上有顯影殘留物，且像素圖案之邊緣未發現浮渣及缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，未發現側蝕。

對照例2 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

依如同實施例2之方式製備輻射敏感性組成物(g1)，不同處係使用35份2－苄基－2－二甲基胺基－1－(4－嗎啉苯基)丁酮－1作為光學自由基生成劑。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀綠色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(g1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未曝光部分之基材上未發現顯影殘留物，但像素圖案邊緣上發現缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察像素圖案之剖面時，發現側蝕。

實施例3 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

將70份作為著色劑之C.I.顏料藍15：6及C.I.顏料紫23重量比95/5的混合物、60份作為鹼可溶性樹脂(B)之樹脂(B－3)、90份作為多官能性單體(C)之二異戊四醇六丙烯酸酯、40份作為光學自由基生成劑(D)之1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯、5份作為添加劑之A－60(商標，Kao Corporation製造之非離子性界面活性劑)及900份作為溶劑之3－乙氧丙酸乙酯與丙二醇單甲基醚乙酸酯重量比60/40混合物加以混合，以製備液體輻射敏感性組成物(B1)。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀藍色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(B1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未發現未曝光部分之基材上有顯影殘留物，且像素圖案之邊緣未發現浮渣及缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，未發現側蝕。

對照例3 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

依如同實施例3之方式製備輻射敏感性組成物(b1)，不同處係使用20份2－苄基－2－二甲基胺基－1－(4－嗎啉苯基)丁酮－1作為光學自由基生成劑。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀藍色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(b1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀察像素圖案之剖面時，發現側蝕。

實施例4 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

將250份作為著色劑(A)之碳黑(Mikuni Shikiso Co.,Ltd.製造)、75份作為鹼可溶性樹脂(B)之樹脂(B－4)、75份作為多官能性單體(C)之二異戊四醇六丙烯酸酯、20份作為光學自由基生成劑(D)之1－[9－乙基－6－(2－甲基苄醯基)－9.H.－咔唑－3－基]－乙烷－1－酮肟－O－乙酸酯及1000份作為溶劑之丙二醇單甲基醚乙酸酯與環己酮重量比50/50混合物加以混合，以製備液體輻射敏感性組成物(BK1)。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀黑色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(BK1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察所得之像素陣列時，未發現未曝光部分之基材上有顯影殘留物，且像素圖案之邊緣未發現浮渣及缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，未發現側蝕。

對照例4 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

依如同實施例4之方式製備輻射敏感性組成物(bk1)，不同處係使用30份2－苄基－2－二甲基胺基－1－(4－嗎啉苯基)丁酮－1及12份2,2’－雙(2－氯苯基)－4,4’,5,5’－四苯基－1,2’－聯咪唑作為光學自由基生成劑，12份4,4’－雙(二乙基胺基)二苯基甲酮作為以胺為主之氫予體，且6份2－氫硫基苯並噻唑作為以硫醇為主之氫予體。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀黑色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(bk1)取代液體組成物(R1)。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察所得之像素陣列時，未發現未曝光部分之基材上有顯影殘留物，但在像素圖案之邊緣發現缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，發現側蝕。

實施例5 <液體組成物之製備及濾色器之形成>

依如同實施例1之方式製備輻射敏感性組成物(R2)，不同處係使用1,500份3－乙氧丙酸乙酯與丙二醇單甲基醚乙酸酯重量比70/30之混合物作為溶劑。

之後，依如同實施例1之方式於基材上形成具有條狀紅色像素圖案之像素陣列，不同處係使用液體組成物(R2)取代液體組成物(R1)，且使用縫模塗覆器取代旋塗器。

<評估>

經由光學顯微鏡觀察基材上之像素陣列時，未發現未曝光部分之基材上有顯影殘留物，且像素圖案之邊緣未發現浮渣及缺損部分。

經由掃描式電子顯微鏡(SEM)觀際像素圖案之剖面時，未發現側蝕。

Claims (4)

1. 一種供形成著色層用之輻射敏感性組成物，其包含(A)著色劑，(B)鹼可溶性樹脂，(C)多官能性單體或多官能性單體與單官能性單體之組合物，及(D)1-[9-乙基-6-(2-甲基苄醯基)-9H-k唑-3-基]-乙烷-1-酮18-O-乙酸酯。
2. 如申請專利範圍第1項之供形成著色層用之幅射敏感性組成物，(B)該鹼可溶性樹脂為含有(甲基)丙烯酸和N-苯基順丁烯二醯亞胺作為基本單體之不飽和單體的共聚物。
3. 一種濾色器，其包含一種由如申請專利範圍第1項之供形成著色層用之輻射敏感性組成物所製得的著色層。
4. 一種彩色液晶顯示板，其包含如申請專利範圍第3項之濾色器。