TWI418937B - 輻射敏感性組成物、彩色濾光器和液晶顯示裝置 - Google Patents

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Description

輻射敏感性組成物、彩色濾光器和液晶顯示裝置
本發明有關一輻射敏感性組成物、一彩色濾光器及一液晶顯示裝置。更明確地說，其有關一種輻射敏感性組成物，其係用以形成適用於透射與反射型彩色液晶顯示裝置、彩色攝影裝置等之彩色濾光器的彩色層；一種具有由該輻射敏感性組成物製成之彩色層的彩色濾光器；以及具有該彩色濾光器的液晶顯示裝置。
至於使用彩色輻射敏感性組成物製造彩色濾光器的方法，已習知將一種彩色輻射敏感性組成物塗覆於一基材或包括具有所需圖案之遮光層的基材並乾燥之，然後使該乾燥塗膜以所需圖案曝露於輻射下(下文稱為「曝光」)，並顯影獲得彩色像素(詳見JP-A 2-144502與JP-A 3-53201)(本文所使用之"JP-A"一字意指日本早期公開專利申請案)。
在彩色濾光器技術領域當中，目前通常藉由減少曝光量或加速該基材在顯影步驟中的傳送速度以縮短處理時間。然而，由於顯影條件因曝光量減少或基材傳送速度提高而變嚴苛，所以雖然縮短處理時間，但卻因為顯影時容易形成邊緣部分遺漏或底切，而難以由先前技術彩色輻射敏感性組成物獲得令人滿意的像素圖案與黑色矩陣。
發明總論
本發明目的係提出一種顯示優良顯影性之輻射敏感性組成物，更明確地說，係提出一種顯影時不會在圖案邊緣產生不溶解產物或浮渣，而且即使在曝光量小及顯影條件嚴苛的情況下提供圖案邊緣無遺漏或無底切之像素與黑色矩陣。
本發明另一目的係提出一種具有由本發明輻射敏感性組成物製得之彩色層的彩色濾光器。
本發明另一目的係提出一種包括本發明彩色濾光器之液晶顯示裝置。
由下列說明將更明白本發明其他目的與優點。
首先，根據本發明，藉由一種輻射敏感性組成物達到本發明上述目的與優點，該輻射敏感性組成物包含(A)一種著色劑、(B)一種鹼溶性樹脂、(C)一種多官能單體、及(D)一種光自由基產生劑，其包含至少一種選自以下式(1)表示之化合物與以下式(2)表示之化合物之組份及至少一種選自雙咪唑化合物、二苯甲酮化合物、噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之組份，而且其係用以形成彩色層： (在式(1)與(2)中，R1各獨立為具有1至12個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基或苯基，R2各獨立為氫原子、具有1至12個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基或苯基，R3各獨立為氫原子或具有1至12個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基，R4、R5與R6係獨立為氫原子或具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基，其先提條件係以R1、R2、R3、R4、R5與R6表示之烷基可被選自具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷氧基、苯基與鹵素原子之取代基取代，而且以R1與R2表示之苯基可被選自具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基、具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷氧基、苯基與鹵素原子之取代基取代)。
本文所使用之「彩色層」一辭意指用於彩色濾光器之由像素及/或黑色矩陣組成之層。
其次，根據本發明，藉由具有本發明輻射敏感性組成 物製得之彩色層的彩色濾光器達到本發明上述目的與優點。
第三，根據本發明，藉由包括本發明彩色濾光器的液晶顯示裝置達到本發明上述目的與優點。
下文茲詳細說明本發明。
本發明之體系的最佳模式 輻射敏感性組成物 - (A)著色劑-
本發明之著色劑並並局限於特定著色劑，而且可根據所製得之彩色濾光器的應用目的而做適當選擇。其可為顏料、染料或天然著色物質。
由於彩色濾光器需要高清晰度色彩與耐熱性，因此以具有高顯色性與高耐熱性的著色劑一尤其是具有高熱解耐性之著色劑一作為本發明著色劑為佳。因此，通常使用顏料，而且使用有機顏料或碳黑尤佳。
上述有機顏料之實例係根據染料索引(C.I.；由英國染料及色彩師學會發行)分成不同組別顏料之化合物，尤其是具有下列染料索引(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與C.I.顏料黃185；C.I.顏料橘1、C.I.顏料橘5、C.I.顏料橘13、C.I.顏料橘14、C.I.顏料橘16、C.I.顏料橘17、C.I.顏料橘24、C.I.顏料橘34、C.I.顏料橘36、C.I.顏料橘38、C.I.顏料橘40、C.I.顏料橘43、C.I.顏料橘46、C.I.顏料橘49、C.I.顏料橘51、C.I.顏料橘61、C.I.顏料橘63、C.I.顏料橘64、C.I.顏料橘71與C.I.顏料橘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與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與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與C.I.顏料藍60；C.I.顏料綠7與C.I.顏料綠36；C.I.顏料棕23與C.I.顏料棕25；與C.I.顏料黑1與C.I.顏料黑7。
此等有機顏料可於使用前藉由硫酸再結晶作用、溶劑清潔作用或其組合進行純化。
無機顏料之實例包括氧化鈦、硫酸鋇、碳酸鈣、鋅白、硫酸鉛、黃鉛、鋅黃、紅氧化鐵(紅氧化鐵(III))、鎘紅、天青石、普魯士藍、氧化鉻綠、鈷綠、琥珀、鈦黑、合成鐵墨與碳黑。
本發明中，上述有機顏料與無機顏料分別可單獨使用或將二或多種併用，或者此二者可組合使用。例如，一或多種有機顏料有利於形成像素，而二或多種有機顏料及/或碳黑有利於形成黑色矩陣。
本發明中，可視情況需要於使用前以一種聚合物修飾該顏料粒子的表面。用以修飾該顏料粒子表面的聚合物實例包括JP-A 8-259876所揭示之聚合物，以及用於分散顏料之市售聚合物與寡聚物。
本發明中，視情況需要，該著色劑可與一種分散劑結合使用。
上述分散劑係例如陽離子、陰離子、非離子、兩性、聚矽氧烷為底質或氟為底質界面活性劑。
上述具體實例之實例包括聚氧乙烯烷醚，諸如聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醚與聚氧乙烯油醚；聚氧乙烯烷基苯醚，諸如聚氧乙烯正辛基苯醚與聚氧乙烯正壬基苯醚；聚乙二醇二酯，諸如聚乙二醇二月桂酸酯與聚乙二醇二硬脂酸酯；山梨醇脂肪酸酯；脂肪酸修飾之聚酯；三級胺修飾之聚胺基甲酸乙酯；以及聚乙烯亞胺。此等界面活性劑可自市面購得，其商品名為KP(由Shin-Etsu Chemical,Co.,Ltd.出品)、Polyflow(由Kyoeisha Chemical Co.,Ltd.出品)、F Top(由Tokem Products Co.,Ltd.出品)，Megafac(由Dainippon Ink and Chemicals,Inc.出品)、Florade(由Sumitomo 3M Limited出品)、Asahi Guard與Surflon(由Asahi Glass Co.,Ltd.出品)、Disperbyk(由BYK Chemie Japan KK出品)以及Solsperse(由Seneka Co.,Ltd.出品)。
此等界面活性劑可單獨使用或二或多者合併使用。
相對於100重量份數該著色劑，該界面活性劑的數量較佳係50重量份數或更少，更佳係0至30重量份數。
- (B)鹼溶性樹脂-
只要可作為著色劑(A)之黏合劑而且可溶於彩色濾光器製造方法中顯影步驟所使用的顯影劑一特佳係鹼顯影劑，則可使用任何此種鹼溶性樹脂作為本發明之鹼溶性樹脂 。其較佳係具有羧基之鹼溶性樹脂，特佳係具有至少一個羧基之乙烯性不飽和單體(下文稱為「含羧基不飽和單體」與其他可共聚乙烯性不飽和單體(下文稱為「可共聚不飽和單體」)的共聚物(以下稱為〝含羧基共聚物〞)。
該含羧基不飽和單體之實例包括不飽和單羧酸，諸如(甲基)丙烯酸、巴豆酸、α-氯化丙烯酸與桂皮酸；不飽和二羧酸與其酐類，諸如順丁烯二酸、順丁烯二酸酐、延胡索酸、分解烏頭酸、分解烏頭酸酐、檸康酸、檸康酸酐與中康酸；具有三或多個羧基之不飽和多羧酸與其酐類；具有兩或多個羧基之多羧酸的單[(甲基)丙烯醯氧烷基]酯，諸如琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯與苯二甲酸單[(甲基)丙烯醯氧乙基]酯；與兩端具有羧基與羥基之聚合物的單(甲基)丙烯酸酯，諸如ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯。
此等含羧基不飽和單體當中，市面可購得琥珀酸單(2-丙烯醯氧乙基)酯與苯二甲酸單(2-丙烯醯氧乙基)酯，其商品名分別為M-5300與M-5400(由Toagosei Co.,Ltd出品)。
上述含羧基不飽和單體可單獨使用或併用其中二或多者。
該可共聚不飽和單體之實例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-乙烯基苄基甲醚 、間-乙烯基苄基甲醚、對-乙烯基苄基甲醚、鄰-乙烯基苄基環氧丙基醚、間-乙烯基苄基環氧丙基醚與對-乙烯基苄基環氧丙基醚；茚，諸如茚與1-甲基茚；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與N-環己基順丁烯二醯亞胺；不飽和羧酸酯類，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)丙烯酸另丁酯、(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)丙烯酸乙2-甲氧基酯、(甲基)丙烯酸2-苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸甲氧基二乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基三乙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丙二醇酯、(甲基)丙烯酸甲氧基二丙二醇酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊二烯酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯與單(甲基)丙烯酸甘油酯；不飽和羧酸胺基烷酯類，諸如(甲基)丙烯酸2-胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸2-胺基丙酯、(甲基)丙烯酸2-二胺基丙酯、(甲基)丙烯酸2-三胺基丙酯與(甲基)丙烯酸3-二甲基胺基丙酯；不飽和羧酸環氧丙酯類，諸如(甲基)丙烯酸環氧丙酯；乙烯腈化合物，諸如(甲基)丙烯腈、α-氯丙烯腈與二氰亞乙烯；不飽和醯胺類，諸如(甲基)丙烯 醯胺、α-氯丙烯醯胺與N-2-羥乙基(甲基)丙烯醯胺；羧酸乙烯酯類，諸如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯與苯甲酸乙烯酯；不飽和醚類，諸如乙烯甲醚、乙烯乙醚與烯丙基環氧丙基醚；脂族共軛二烯類，諸如1,3-丁二烯、異戊間二烯與氯丁二烯；與在聚合物分子鏈一端具有單(甲基)丙烯醯基之大分子單體，諸如聚苯乙烯、聚(甲基)丙烯酸甲酯、聚(甲基)丙烯酸正丁酯與聚矽氧烷。
此等可共聚不飽和單體可單獨使用或併用其中二或多者。
本發明中的含羧基共聚物較佳係(b1)含羧基不飽和單體組份與(b2)至少一種可共聚不飽和單體之共聚物(下文稱為「含羧基共聚物(B1)」)，其中(b1)含羧基不飽和單體組份包含作為基本成份之(甲基)丙烯酸，並視情況需要包含至少一種選自琥珀酸單選自[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯與ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯之化合物，而(b2)至少一種可共聚不飽和單體係選自苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、(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、(甲基)丙烯酸甘油酯、聚苯乙烯大分子單體與聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體。
該含羧基共聚物(B1)的範例實例包括(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)丙烯酸與(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯之共聚物、(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大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯與聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯與聚苯乙烯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯與聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄酯與單(甲基)丙烯酸甘油酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、苯乙烯與(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯之共聚物、(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2-羥基乙酯與(甲基)丙烯酸苯酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺與(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、(甲基)丙烯酸苄酯與聚苯乙烯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、聚(甲基)丙烯酸甲酯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯酸苄酯與單(甲基)丙烯酸甘油酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯酸苯酯與聚苯乙烯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯酸苯酯與聚甲基丙烯酸甲酯大分子單體之共聚物、(甲基)丙烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯、(甲基)丙烯酸苄酯與單(甲基)丙烯酸甘油酯之共聚物、(甲基)丙 烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺與(甲基)丙烯酸烯丙酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺與(甲基)丙烯酸苄酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯、苯乙烯、N-環己基順丁烯二醯亞胺與(甲基)丙烯酸烯丙酯之共聚物、(甲基)丙烯酸、琥珀酸單[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯、苯乙烯、N-環己基順丁烯二醯亞胺與(甲基)丙烯酸苄酯之共聚物，以及(甲基)丙烯酸、ω-羧基聚己內酯單(甲基)丙烯酸酯、苯乙烯、N-苯基順丁烯二醯亞胺、(甲基)丙烯酸苄酯與單(甲基)丙烯酸甘油酯之共聚物。
該含羧基共聚物中的含羧基不飽和單體共聚量較佳係5至50重量%，更佳係10至40重量%。當上述共聚量小於5重量%時，所製得輻射敏感性組成物於鹼顯影劑中溶解度可能降低，而當該共聚量大於50重量%時，該輻射敏感性組成物於鹼顯影劑中的溶解度可能變得過高。因此，當該組成物係於鹼顯影劑中顯影時，該彩色層會自該基材脫落，而且該彩色層的膜表面可能會變粗糙。
使用聚苯乙烯為基準，藉由凝膠滲透層析術(GPC，洗出溶劑：四氫呋喃)測得之本發明鹼溶性樹脂的重量平均分子量(下文稱為「Mw」)較佳係3,000至300,000，更佳係5,000至100,000。
使用聚苯乙烯為基準，藉由凝膠滲透層析術(GPC，洗出溶劑：四氫呋喃)測得之本發明鹼溶性樹脂的數量平均 分子量(下文稱為「Mn」)較佳係3,000至60,000，更佳係5,000至25,000。
本發明中，藉由使用具有特定Mw與Mn之鹼溶性樹脂製得具有優良顯影性之輻射敏感性組成物，因而可能形成具有清晰圖案邊緣之像素與黑色矩陣，而且於顯影時未曝光部分的基材與遮光層上不容易產生殘留物、污點或膜殘留物。
本發明鹼溶性樹脂的Mw/Mn比較佳係1至5，更佳係1至4。
本發明中，上述鹼溶性樹脂可單獨使用或併用其中二或多者。
相對於該著色劑(A)之用量，本發明中該鹼溶性樹脂的數量較佳係10至1000重量份數，更佳係20至500重量份數。當該鹼溶性樹脂數量少於10重量份數時，鹼顯影性可能降低，或者未曝光部分的基材與遮光層上可能產生污點或該膜殘留物。當該數量大於1000重量份數時，該著色劑濃度變得較低，因而難以達到薄膜的目標色彩密度。
- (C)多官能單體-
本發明之多官能單體係分子中具有二或多個可聚合不飽和鍵之單體。
該多官能單體的實例包括烷二醇(諸如乙二醇與丙二醇)之二(甲基)丙烯酸酯；聚烷二醇，諸如聚乙二醇與聚丙 二醇之二(甲基)丙烯酸酯；具有3或多個羥基之多元醇及其二羧酸修飾產物-諸如甘油、三羥甲基丙烷、季戊四醇與二季戊四醇-的多(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、聚矽氧樹脂與螺結構樹脂；以及兩端均具有羥基之聚合物-諸如兩端均具有羥基之聚-1,3-丁二烯、兩端均具有羥基之聚異戊間二烯以及兩端均具有羥基之聚己內酯-的二(甲基)丙烯酸酯；以及磷酸參[2-(甲基)丙烯醯氧乙基]酯。
此等多官能單體當中，以具有3或多個羥基之多元醇及其二羧酸修飾產物的聚(甲基)丙烯酸酯為佳，其實例係三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、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、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯以及以下式(3)與(4)表示之化合物。
其中，以三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯與二季戊四醇六丙烯酸酯特佳，因為其可提供具有優良強度與表面光滑度之彩色層，而且鮮少在未曝光部分的基材與遮光層上形成污點或膜殘留物。
上述多官能單體可單獨使用或併用其中二或多者。
相對於100重量份數該鹼溶性樹脂(B)，本發明中該多官能單體的數量較佳係5至500重量份數，更佳係20至300重量份數。當該多官能單體數量少於5重量份數時，該彩色層的強度與表面光滑度可能會變差，日該數量大於500重量份數時，鹼顯影性可能會下降，或者在未曝光部分的基材與遮光層上可能會形成污點或膜殘留物。
本發明中，該多官能單體可與具有一個可聚合不飽和鍵之單官能單體併用。
上述單官能單體之實例包括上述列舉作為上述鹼溶性樹脂(B)之含羧基不飽和單體與可共聚不飽和單體、N-(甲基)丙烯醯基嗎啉、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙烯基-ε-己內醯胺與市售M-5600(Toagosei Chemical Industry Co.,Ltd.之商品名)。
此等單官能單體可單獨使用或併用其中二或多者。以該多官能單體與該單官能單體總數量為基準，該單官能單體的數量較佳係90重量%或更低，更佳係50重量%或更低。當該單官能單體數量大於90重量%時，所製得彩色層的強度與表面光滑度可能會不符合需求。
相對於100重量份數該鹼溶性樹脂(B)，本發明該多 官能單體與該單官能單體的總數量較佳係5至500重量份數，更佳係20至300重量份數。當該總數量小於5重量份數時，該彩色層的強度與表面光滑度可能會變差，而當該總數量大於500重量份數時，鹼顯影性可能會下降，或者在未曝光部分的基材與遮光層上可能會形成污點或膜殘留物。
- (D)光自由基產生劑-
本發明中之光自由基產生劑包含至少一種選自以上式(1)表示之化合物與以上述(2)表示之化合物的組份(下文稱為「光自由基產生劑(D1)」)與至少一種選自雙咪唑化合物、二苯甲酮化合物、噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之組份(下文稱為「光自由基產生劑(D2)」)。當曝露在諸如可見光、紫外線、遠紫外線、帶電微粒射線或X射線等輻射之下時，等該光自由基產生劑形成係為可引發(C)該多官能單體與該視情況存在之單官能單體的聚合作用之自由基。
上式(1)與(2)中，以R1、R2與R3表示具有1至12個碳原子的直鏈、支鏈或環狀烷基之實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、另丁基、第三丁基、正戊基、正己基、正庚基、正辛基、正壬基、正癸基、正十一基、正十二基、環戊基與環己基。
以表示R4、R5與R6之具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、 正丁基、異丁基、另丁基、第三丁基、正戊基、正己基、環戊基與環己基。
以R1、R2、R3、R4、R5與R6表示之烷基的取代基以及以R1與R2表示之苯基的取代基當中，具有1至6個碳原子之直鏈、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、正丁氧基與第三丁氧基。該鹵素原子實例包括氟原子與氯原子。
以R1與R2表示之苯基的取代基當中，具有1至6個碳原子之直鏈、支鏈或環狀烷基的實例包括甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基與第三丁基。
每個烷基與每個苯基中可能存在此等取代基中至少一者或此等取代基中至少一種種類。
式(1)與(2)中，R1較佳係甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基或苯基、R2較佳係氫原子、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較佳係氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基，而R4、R5與R6各較佳係氫原子、甲基、乙基、正丙基、異丙基或正丁基。
本發明之光自由基產生劑(D1)之較佳實例包括1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基]-壬烷-1,2-壬烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基]-戊烷-1,2戊 烷-2-肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基]-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-苯甲酸酯、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯、1-[9-乙基-6-(1,3,5-三甲基苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基)-乙-1-酮肟-O-苯甲酸酯與1-[9-正丁基-6-(2-乙基苯甲醯基-9.H.-咔唑-3-基)乙-1-酮肟-O-苯甲酸酯。
此等光自由基產生劑(D1)當中，以1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯尤佳。
上述光自由基產生劑(D1)可單獨使用或併用其中二或多者。
在光自由基產生劑(D2)當中，該雙咪唑化合物係例如具有至少一個以下式(5-1)、(5-2)或(5-3)表示之主架構的化合物：
該雙咪唑化合物實例包括2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2-溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4-二溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’雙咪唑與2,2’-雙(2,4,6-三溴苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑。
此等雙咪唑化合物當中，以2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-雙咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑與 2,2’-雙(2,4,6-三氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基-1,2’-雙咪唑為佳，並以2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2’-雙咪唑特佳。
上述雙咪唑化合物在溶劑中具有優良溶解性，不會產生外來物質，諸如不溶解產物與沉澱物，完全促進以低能量曝光所產生的固化反應，具有高度敏感性與高度對比，而且不會在未曝光部分造成固化反應。因此，曝光後的塗膜清楚地分成不溶解於顯影劑中的經固化部分以及在顯影中具有高度溶解性之未固化部分，因而可能形成無底切之具有預定像素圖案或黑色矩陣圖案的高清晰度圖案陣列。
-氫供體-
當本發明中使用雙咪唑化合物時，較佳係與下列氫供體伴用以進一步改善敏感度。
本文所使用的「氫供體」一辭意指一種可藉由曝光而對自該雙咪唑化合物形成之基團提供氫原子的化合物。
該氫供體較佳係下文界定之硫醇化合物或下文界定之胺化合物。
上述硫醇化合物係具有苯環或雜環作為母核，而且一或多個，較佳係1至3個，更佳係1或2個巰基直接鍵合於該母核的化合物(下文稱為「硫醇氫供體」)。
上述胺化合物係苯環或雜環作為母核，而且一或多個，較佳係1至3個，更佳係1或2個胺基直接鍵合於該母 核的化合物(下文稱為「胺氫供體」)。
此等氫供體可同時具有巰基與胺基。
下文茲詳細說明該氫供體。
該硫醇氫供體可具有至少一個苯環或雜環或兼具此二者。當其具有兩或多個該環時，可能會或可能不會形成稠環。
當該硫醇氫供體具有二或多個之巰基，只要剩下至少一個自由巰基，則至少一個其他巰基可被烷基、芳烷基或芳基取代。此外，只要剩下至少一個巰基，則該硫醇氫供體可能具有兩個硫原子係藉由二價有機基團(諸如烷基)鍵合在一起之結構單位，或具有兩個硫原子係以二硫醚形式鍵合在一起的結構單位。
此外，該硫醇氫供體可被位於該巰基以外位置的羧基、經取代或未經取代烷氧羰基、取代或未經取代苯氧羰基或腈基取代。
此種硫醇氫供體之實例包括2-巰基苯並噻唑、2-巰基苯並噁唑、2-巰基苯並咪唑、2,5-二巰基-1,3,4-噻二唑與2-巰基-2,5-二甲基胺基吡啶。
此等硫醇氫供體當中，以2-巰基苯並噻唑與2-巰基苯並噁唑為佳，並以2-巰基苯並噻唑尤佳。
該胺氫供體可具有至少一個苯環或雜環或兼具此二者。當其具有兩個或兩個以上該環時，可能會或可能不會形成稠環。
該胺氫供體至少一個胺基可被烷基或未經取代烷基取 代。該胺氫供體可被位於該胺基以外位置的羧基、經取代或未經取代烷氧羰基、取代或未經取代苯氧羰基或腈基取代。
此種胺氫供體之實例包括4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4-二乙基胺基乙醯苯、4-二甲基胺基丙醯苯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、4-二甲基胺基苯甲酸與4-二甲基胺基苯甲腈。
此等胺氫供體當中，以4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮為佳，並以4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮尤佳。
本發明中，胺氫供體可單獨使用或併用其中二或多者。組合至少一種硫醇氫供體與至少一種胺氫供體為佳，因為其所形成的彩色層於顯影期間不易自該基材脫落，而且具有高度強度與敏感度。
該硫醇氫供體與該胺氫供體之組合物較佳實例包括2-巰基苯並噻唑與4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮之組合物、2-巰基苯並噻唑與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮之組合物、2-巰基苯並噁唑與4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮之組合物，以及2-巰基苯並噁唑與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮之組合物。以2-巰基苯並噻唑與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮之組合物與2-巰基苯並噁唑與4,4’雙(二乙基胺基)二苯甲酮之組合物更佳，並以2-巰基苯並噻唑與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮尤佳。
該硫醇氫供體與該胺氫供體之組合物中該硫醇氫供體對該胺氫供體的重量比較佳係1：1至1：4，更佳係1：1至1：3。
上述二苯甲酮化合物之實例包括4,4’-雙(二甲基胺基)二苯甲酮與4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮。
上述噻噸酮化合物之實例包括噻噸酮、2-氯噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2-甲基噻噸酮與2-異丙基噻噸酮。
上述香豆素酮化合物之實例包括3-香豆素酮。
本發明中，該光自由基產生劑(D2)較佳係2,4-二乙基噻噸酮、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,5,4’,5’-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2'-雙咪唑、4,4’-雙(二乙基胺基)二苯甲酮或2-巰基苯並噻唑。
上述光自由基產生劑(D2)可單獨使用或併用其中二或多者。
本發明中之光自由基產生劑可包含一種和光自由基產生劑(D1)與光自由基產生劑(D2)不同之組份(下文稱為「其他光自由基產生劑」)。
該其他光自由基產生劑係例如其他O-醯基肟化合物、安息香化合物、乙醯苯化合物、α-二酮化合物、多核醌化合物、膦化合物或三嗪化合物。
該其他O-醯基肟化合物之實例包括1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲醯肟)、1,2-丁二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-乙醯肟)、 1,2-辛二酮-1-[4-(甲硫)苯基]-2-(O-苯甲醯肟)與1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-[O-(4-甲基苯甲醯肟)]。
上述安息香化合物之實例包括安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚與2-苯甲醯基苯甲酸甲酯。
上述乙醯苯化合物之實例包括2,2-二甲氧基乙醯苯、2,2-二乙氧基乙醯苯、2,2-二甲氧基-2-苯基乙醯苯、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-(4-異丙苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮、2-甲基-(4-甲硫苯基)-2-嗎啉-1-丙-1-酮、4-(2-羥乙氧基)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-羥基環己基苯基酮與2,2-二甲氧基-1,2-二苯基乙-1-酮。
上述α-二酮化合物之實例包括聯乙醯、聯苯甲醯與苯甲醯基甲酸甲酯。
上述多核醌化合物之實例包括包括蒽醌、2-乙基蒽醌、2-第三丁基蒽醌與1,4-萘醌。
上述膦化合物之實例包括氧化雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)苯基膦與氧化2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基膦。
上述三嗪化合物之實例包括具有鹵甲基之化合物，諸如2,4,6-參(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s- 三嗪、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪，以及以下式(6)與(7)表示之化合物：
本發明中，上述其他光自由基產生劑可單獨使用或併用其中二或多者。
相對於100重量份數該(C)多官能單體與視情況需要之單官能單體總和，本發明中之光自由基產生劑總數量較佳係0.01至200重量份數，更佳係1至120重量份數，尤佳係1至100重量份數。當該光自由基產生劑總數量小於0.01重量份數時，因曝光所引放的固化不完全之故， 難以獲得具有預定像素圖案之圖案陣列或黑色矩陣圖案。當該總數量大於200重量份數時，所形成之彩色層於顯影可能會自該基材脫落，並且在該未曝光部分的基材與遮光層上形成污點或膜殘留物。
以該光自由基產生劑(D1)與該光自由基產生劑(D2)為基準，該光自由基產生劑(D2)的數量較佳係10至50重量%，更佳係10至30重量%。當該光自由基產生劑(D2)的數量少於10重量%時，可能難以獲得具有預定像素圖案之圖案陣列或黑色矩陣圖案，而當該數量大於50重量%時，本發明的預期效果可能會受到損壞。
以該光自由基產生劑總和為基準，該其他光自由基產生劑之數量較佳係50重量%或更少，較佳係30重量%或更少。當該其他光自由基產生劑之數量大於50重量%時，本發明的預期效果可能會受到損壞。本發明中，上述光自由基產生劑可單獨使用或視需要結合敏化劑、固化加速劑與聚合物光學交聯/增敏劑使用之。
-添加劑-
本發明之輻射敏感性組成物可視需要包含各種添加劑。
上述添加劑包括有機酸或有機胺基化合物(不包括上述氫供體)，其用以進一步改善該輻射敏感性組成物在鹼顯影劑中之溶解度，並進一步抑制顯影後殘留之不溶解產物產生。
上述有機酸較佳係脂族羧酸或分子中具有至少一個羧基之含苯基羧酸。
上述脂族羧酸之實例包括單羧酸，諸如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、三甲基乙酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸與辛酸；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、十三烷二酸、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、環己烷二羧酸、分解烏頭酸、檸康酸、順丁烯二酸、延胡索酸與中康酸；與三羧酸，諸如1,2,3-丙三甲酸、烏頭酸與降莰三酸。
上述含苯基羧酸係例如一種羧基直接與苯基鍵合之化合物，或羧基經由碳鏈與苯基鍵合之羧酸。
該含苯基羧酸之實例包括芳族單羧酸，諸如苯甲酸、甲苯甲酸、對異丙苯甲酸、2,3-二甲苯甲酸與3,5-二甲苯甲酸；芳族二羧酸，諸如苯二甲酸、異苯二甲酸與對苯二甲酸；具有3或多個羧基之芳族多羧酸，諸如苯偏三酸、1,3,5-苯三甲酸、1,2,3,5-苯四甲酸與苯均四酸；與苯乙酸、氫阿托酸、氫桂皮酸、苦杏仁酸、苯基琥珀酸、阿托酸、桂皮酸、亞桂皮酸、香豆酸與2,4-二羥基桂皮酸。
此等有機酸當中，以脂族二羧酸為佳，而且由鹼溶解度、於溶劑中之溶解度(其將於下文說明)以及避免在該未曝光部分的基材與遮光層上形成污點或膜殘留物之觀點來看，以丙二酸、己二酸、分解烏頭酸、檸康酸、延胡索酸與中康酸作為該脂族二羧酸尤佳。以芳族二羧酸作為該含 苯基羧酸為佳，並以苯二甲酸尤佳。
上述有機酸類可單獨使用或併用其中二或多者。
以整體輻射敏感性組成物為基準，該有機酸之數量較佳係15重量%或更少，更佳係10重量%或更少。當該有機酸之數量大於15重量%時，所形成彩色層對該基材之黏著性可能會降低。
上述有機胺基化合物較佳係脂族胺或分子中具有至少一個胺基之含苯基胺。
上述脂族胺之實例包括單(環)烷基胺，諸如正丙胺、異丙胺、正丁胺、異丁胺、另丁胺、第三丁胺、正戊胺、正己胺、正庚胺、正辛胺、正壬胺、正癸胺、正十一胺、正十二胺、環己胺、2-甲基環己胺、3-甲基環己胺、4-甲基環己胺、2-乙基環己胺、3-乙基環己胺與4-乙基環己胺；二(環)烷基胺，諸如甲基．乙胺、二乙胺、甲基．正丙胺、乙基．正丙胺、二-正丙胺、二-異丙胺、二-正丁胺、二-異丁胺、二-另丁胺、二-第三丁胺、二-正戊胺、二-正己胺、甲基環己胺、乙基環己胺與二環己胺；三(環)烷基胺，諸如二甲基．乙胺、甲基．二乙胺、三乙胺、二甲基．正丙胺、二乙基．正丙胺、甲基．二-正丙胺、乙基．二-正丙胺、三-正丙胺、三-異丙胺、三-正丁胺、三-異丁胺、三-另丁胺、三-第三丁胺、三-正戊胺、三-正己胺、二甲基環己胺、二乙基環己胺、甲基二環己胺、乙基二環己胺與三環己胺；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-己醇與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-正己醇胺與二(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-正己醇胺與三(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-丙二醇與2-二乙基胺基-1,3-丙二醇；含胺基環烷甲醇，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與4-二乙基胺基環己烷甲醇；與胺基羧酸，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-胺基環丙烷羧酸、1-胺基環己烷羧酸與4-胺基環己烷羧酸。
上述含苯基胺係例如一種胺基直接與苯基鍵合之化合物，或胺基經由碳鏈與苯基鍵合之化合物。
該含苯基胺之實例包括芳胺，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-萘胺、2-萘胺、N,N-二甲基苯胺、N,N-二乙基苯胺與4-甲 基-N,N-二甲基苯胺；胺苯甲醇，諸如2-胺苯甲醇、3-胺苯甲醇、4-胺苯甲醇、4-二甲基胺苯甲醇與4-二乙基胺苯甲醇；以及胺基酚，諸如2-胺基酚、3-胺基酚、4-胺基酚、4-二甲基胺基酚與4-二乙基胺基酚。
此等有機胺化合物實例中，以單(環)烷醇胺與胺基(環)烷二醇為佳，而且由在溶劑中之溶解度(其將於下文說明)以及避免在該未曝光部分的基材與遮光層上形成污點或膜殘留物之觀點來看，以2-胺乙醇、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-丙二醇與4-胺基-1,2-丁二醇作為該脂族胺尤佳。以胺基酚作為該含苯基胺為佳，並以2-胺基酚、3-胺基酚與4-胺基酚尤佳。
上述有機胺化合物可單獨使用或併用其中二或多者。
以整體輻射敏感性組成物為基準，該有機酸之數量較佳係15重量%或更少，更佳係10重量%或更少。當該有機酸之數量大於15重量%時，所形成彩色層對該基材之黏著性可能會降低。
上述有機酸與有機胺基化合物以外之添加劑包括分散助劑，諸如藍色顏料衍生物或黃色顏料衍生物，例如銅酞菁衍生物；填料，諸如玻璃或氧化鋁；聚合物化合物，諸如聚乙烯醇、聚乙二醇單烷醚或聚(氟烷基丙烯酸酯)；非離子、陽離子或陰離子界面活性劑；黏著加速劑，諸如乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基參(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-環氧丙氧丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧丙基．甲基．二甲氧基矽烷、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-甲基丙烯醯氧丙基三甲氧基矽烷或3-巰基丙基三甲氧基矽烷；抗氧化劑，諸如2,2’-硫雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)或2,6-二-第三丁基苯酚；紫外線吸收劑，諸如2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥苯)-5-氯苯並三唑或烷氧基二苯甲酮；黏結抑制劑，諸如聚丙烯酸鈉；及熱基團產生劑，諸如1,1’-偶氮雙(環己烷-1-腈)或2-苯偶氮-4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈。
溶劑
本發明之輻射敏感性組成物包括上述組份(A)至(D)作為基本成份，並視情況需要包括上述添加劑，且較佳係與溶劑混合以製備成液態組成物。
只要可分散或溶解構成該輻射敏感性組成物之組份(A)至(D)與添加劑，不會與此等組份反應而且具有適當揮發性的適用溶劑均可選用。
該溶劑之實例包括(聚)烷二醇單烷醚，諸如乙二醇一甲醚、乙二醇一乙醚、乙二醇一正丙醚、乙二醇一正丁醚、二乙二醇一甲醚、二乙二醇一乙醚、二乙二醇一正丙醚、二乙二醇一正丁醚、三乙二醇一甲醚、三乙二醇一乙醚、丙二醇一甲醚、丙二醇一乙醚、丙二醇一正丙醚、丙二醇一正丁醚、二丙二醇一甲醚、二丙二醇一乙醚、二丙二 醇一正丙醚、二丙二醇一正丁醚、三丙二醇一甲醚與三丙二醇一乙醚；(聚)烷二醇一烷醚乙酸酯，諸如乙二醇一甲醚乙酸酯、乙二醇一乙醚乙酸酯、二乙二醇一甲醚乙酸酯、二乙二醇一乙醚乙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯與丙二醇一乙醚乙酸酯；其他醚類，諸如二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二乙醚與四氫呋喃；酮類，諸如甲基乙酮、環己酮、2-庚酮與3-庚酮；乳酸烷酯，諸如乳酸甲酯與乳酸乙酯；其他酯類，諸如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、乙氧基乙酸乙酯、羥基乙酸乙酯、2-羥基-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、乙酸異丙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、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、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯與2-氧丁酸乙酯；芳烴，諸如甲苯與二甲苯；以及醯胺與內醯胺，諸如N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺與N-甲基吡咯烷酮。
此等溶劑當中，自溶解度、顏料分散性與塗覆性觀點來看，以乙二醇一甲醚、乙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一甲醚乙酸酯、丙二醇一乙醚乙酸酯、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、乳酸乙酯、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-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯、甲酸正戊酯、甲酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯與丙酮酸乙酯尤佳。
上述溶劑可單獨使用或併用其中二或多者。
此外，諸如苄基乙醚、二-正己醚、丙酮基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、順丁烯二酸二乙酯、γ-丁內酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯或乙二醇一苯醚乙酸酯等高沸點溶劑可與上述溶劑併用。
此等高沸點溶劑可單獨使用或併用其中二或多者。
該溶劑數量並無特定限制，但是由塗覆性與所獲得輻射敏感性組成物之安定性觀點來看，需要確保除了該組成物該溶劑以外之所有組份總量較佳係5至50重量%，尤佳係10至40重量%之數量。
彩色濾光器
本發明之彩色濾光器包括由本發明輻射敏感性組成物製得之彩色層。
下文茲說明形成本發明彩色濾光器之方法。
視情況需要在一基材上形成遮光層，以界定形成像素之部分，並將包括例如紅色顏料分散在其中的輻射敏感性組成物塗覆於該基材，並預烘烤使該溶劑揮發，以形成塗膜。
然後經由光罩使該塗膜曝光於輻射下，使用鹼顯影劑 顯影以溶解並去除該塗膜之未曝光部分，並後烘烤以形成具有紅色預定像素圖案之像素陣列。
然後，同樣進行該塗覆、預烘烤、曝光、顯影與後烘烤包括綠色與藍色顏料分散於其中之液態輻射敏感性組成物，以在同一基材上依序形成綠色像素陣列與藍色像素陣列，如此獲得具有該基材上具有紅、綠與藍色像素陣列之彩色濾光器。該彩色像素形成的順序並不局限於本發明上述順序。
該黑色矩陣同樣可藉由使用本發明之輻射敏感性組成物而形成。
用以形成像素及/或黑色矩陣之基材係由玻璃、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。
可視情況需要對該基材進行適當預處理，諸如以矽烷耦合劑進行化學處理、電漿處理、離子鍍、濺鍍、氣相反應或真空沉積。
為了將該液態輻射敏感性組成物施加於該基材，可使用適用塗覆技術，諸如噴淋塗覆、滾塗、旋塗、狹縫擠壓塗佈、棒塗或噴墨塗覆。其中以旋塗與狹縫擠壓塗佈為佳。
該塗膜乾燥後之厚度較佳係0.1至10μm，更佳係0.2至8.0μm，尤佳係0.2至6.0μm。
用以形成及/或或黑色矩陣之輻射係選自可見光、紫外線、遠紫外線、電子束與X射線。其中，以波長為190 至450nm之輻射為佳。
該輻射的劑量較佳係10至10000J/m2。
上述鹼顯影劑較佳係碳酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、氫氧化四甲銨、膽鹼、1,8-二氮雙環-[5.4.0]-7-十一烯或1,5-二氮雙環-[4.3.0]-5-壬烯之水溶液。
上述鹼顯影劑中可添加適當數量之水溶性有機溶劑，諸如甲醇或乙醇，或一種界面活性劑。於鹼顯影後清洗該塗膜為佳。
可使用噴淋顯影、噴霧顯影、浸漬顯影或攪煉顯影。至於顯影條件，該塗膜於常溫下顯影5至300秒為佳。
如此製得的本發明彩色濾光器極適用於透射與反射彩色液晶顯示裝置、彩色攝影裝置、彩色感應器等。
液晶顯示裝置
本發明之液晶顯示裝置包括本發明之彩色濾光器。
至於本發明液晶顯示裝置之實例，可使用本發明之輻射敏感性組成物在上述薄膜電晶體基材陣列上形成像素及/或黑色矩陣，製造具有優良特徵性質的液晶顯示裝置。
本發明之輻射敏感性組成物包括上述組份(A)至(D)作為基本成份。該組成物之特佳實例如下。
(1)一種包括含羧基共聚物(B1)作為該鹼溶性樹脂(B)之輻射敏感性組成物
(2)該輻射敏感性組成物(1)包括至少一種選自三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯與二季戊四醇六 丙烯酸酯作為多官能單體(C)
(3)該輻射敏感性組成物(1)或(2)包括1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯作為光自由基產生劑(D1)
本發明之較佳彩色濾光器(4)具有由輻射敏感性組成物(1)、(2)或(3)製得之像素及/或黑色矩陣。
本發明之較佳液晶顯示裝置(5)包括上述彩色濾光器(4)，而本發明之更佳液晶顯示裝置(6)包括在薄膜電晶體基材陣列上之上述彩色濾光器(4)。
如上述，當本發明輻射敏感性組成物包括一種包含對於輻射具有高度敏感度之光自由基產生劑(D1)與至少一種選自雙咪唑化合物、二苯甲酮化合物、噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之光自由基產生劑(D2)的光自由基產生劑時，若該曝光量小(例如400J/m2)，且該顯影條件嚴苛(例如，顯影溫度為30℃，噴淋壓力為110Kpa，且顯影劑流速為1.2升/分鐘)，仍可形成圖案邊緣無遺漏或無底切之優良像素圖案與黑色矩陣圖案，而且顯影期間不會留下不溶解產物以及在該圖案邊緣上產生浮渣。
此外，本發明輻射敏感性組成物之像素與黑色矩陣具有高度表面光滑度，而且對該基材之黏著性優良。
因此，本發明之輻射敏感性組成物極有利於製造彩色濾光器，諸如電子產業領域中之液晶顯示裝置的彩色濾光器。
提出下列實施例以進一步說明本發明，但不應視為本發明之限制。
下列實施例中之「份數」與「%」係以重量為基準計。
<(B)製備鹼溶性樹脂> 合成實例1
將3份2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)與200份丙二醇一甲醚乙酸酯進料至配備有冷卻管與攪拌器之燒瓶，然後於該燒瓶中加入15份甲基丙烯酸、15份苯乙烯、25份N-苯基順丁烯二醯亞胺、35份甲基丙烯酸苄酯、10份單甲基丙烯酸甘油酯與5份作為鏈轉移劑之α-甲基苯乙烯二聚物，於該燒瓶內填充滿氮氣，然後徐徐攪拌形成之混合物，並在80℃加熱該反應溶液，藉由保持該溫度3小時使之聚合。然後，進一步加熱該反應溶液至100℃，並添加0.5份之2,2’-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)，再進行聚合作用1小時，以獲得樹脂溶液(固體含量為33.0%)
所製得之樹脂的Mw為17000，而Mn為5900。將本樹脂命名為樹脂(B-1)。
實施例1 <製備液態組成物>
將78份作為著色劑(A)且重量比為95/5之C.I.顏料藍 15：6與C.I.顏料紫23之混合物、60份作為鹼溶性樹脂(B)之樹脂(B-1)、90份作為多官能單體(C)之二季戊四醇六丙烯酸酯、10份作為光自由基產生劑(D1)之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯(Ciba Specialty Chemicals Holding Inc.之CGI-242(商品名)，以下同)、15份作為光自由基產生劑(D2)之2,4-二乙基噻噸酮(Nippon Kayaku Co.,Ltd.之KAYACUREDETX-S(商品名)與1000份作為溶劑且重量比係80/20之環己酮與丙二醇一甲醚乙酸酯之混合物混合在一起，製備一液態輻射敏感性組成物(B1)。
<形成彩色層>
將該液態組成物(B1)施加於具有SiO2膜以避免表面鈉離子被旋塗器洗出之鈉鈣玻璃基材上，並在以80℃加熱之熱板上預烘烤100秒，以形成2.5μm厚之塗膜。
然後，將該基材冷卻至室溫，並使用高壓水銀燈，通過光罩(隙寬為90μm)使該塗膜曝於波長為365nm、405nm與436nm之紫外線下。該曝光量設為400J/m2。然後，以0.04重量%之氫氧化鉀水溶液，在噴淋30℃顯影溫度，噴淋壓力為110Kpa，且顯影劑流速為1.2公升/分鐘之下令該基材噴淋顯影。然後以超純水清洗，以空氣乾燥並在加熱至220℃之清潔爐中後烘烤30分鐘，形成該基材上具有條狀像素觸媒的藍色像素陣列。
<評估>
當經由光學顯微鏡觀察該基材上之像素陣列時，未曝光部分的基材上未看到顯影殘留物，而且該像素圖案邊緣上未看到浮渣與遺漏部分。
當經由掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該像素圖案部分時，未看到底切。
對照實例1 <製備液態組成物及形成彩色層>
以與實施例1相同方式製備輻射敏感性組成物(b1)，但光自由基產生劑(D1)中只使用10份1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯作為光自由基產生劑。
然後，以與實施例1相同之方式在該基材上形成具有藍色條狀像素圖案之像素陣列，但使用液態組成物(b1)代替該液態組成物(B1)。
<評估>
當經由光學顯微鏡觀察該基材上之像素陣列時，未曝光部分的基材上未看到顯影殘留物，但看到該像素圖案邊緣有遺漏部分，而且該圖案本身剝落。
當經由掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該像素圖案部分時，觀察到底切。
實施例2 <製備液態組成物及形成彩色層>
將80份作為著色劑(A)且重量比為95/5之C.I.顏料藍15：6與C.I.顏料紫23之混合物、60份作為鹼溶性樹脂(B)之樹脂(B-1)、90份作為多官能單體(C)之二季戊四醇六丙烯酸酯、5份作為光自由基產生劑(D1)之1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯、2份2,2'-雙(2-氯苯基)-4,5,4',5'-肆(4-乙氧羰基苯基)-1,2'-雙咪唑、6份4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、與2份作為光自由基產生劑(D2)之2-巰基苯並噻唑與1000份作為溶劑且重量比係80/20之環己酮與丙二醇一甲醚乙酸酯之混合物混合在一起，製備液態輻射敏感性組成物(B2)。
以與實施例1相同方式在該基材上形成條狀像素圖案之藍色像素陣列，但是其中使用液態組成物(B2)替代液態組成物(B1)。
<評估>
當經由光學顯微鏡觀察該基材上之像素陣列時，未曝光部分的基材上未看到顯影殘留物，而且該像素圖案邊緣上未看到浮渣與遺漏部分。
當經由掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該像素圖案部分時，未看到底切。
對照實例2 <製備液態組成物及形成彩色層>
以與實施例2相同方式製備輻射敏感性組成物(b2)，但光自由基產生劑(D1)中只使用5份是為1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯作為光自由基產生劑。
然後，以與實施例2相同之方式在該基材上形成具有藍色條狀像素圖案之像素陣列，但使用液態組成物(b2)代替該液態組成物(B2)。
<評估>
當經由光學顯微鏡觀察該基材上之像素陣列時，未曝光部分的基材上未看到顯影殘留物，但看到該像素圖案邊緣有遺漏部分，而且該圖案本身剝落。
當經由掃描電子顯微鏡(SEM)觀察該像素圖案部分時，觀察到底切。

Claims (6)

  1. 一種輻射敏感性組成物，其包含(A)一種著色劑、(B)一種鹼溶性樹脂、(C)一種多官能單體、及(D)一種光自由基產生劑，而該光自由基產生劑包含1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯以及至少一種選自噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之組份，而且該輻射敏感性組成物係用以形成彩色層：其中該至少一種選自噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之組份的含量為10至60重量%(以1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9.H.-咔唑-3-基]-乙-1-酮肟-O-乙酸酯及至少一種選自噻噸酮化合物與香豆素酮化合物之組份的總重量計)。
  2. 如申請專利範圍第1項之輻射敏感性組成物，其中該噻噸酮化合物是2,4-二乙基噻噸酮。
  3. 一種彩色濾光器，其具有由如申請專利範圍第1或2項之輻射敏感性組成物所製得之彩色層。
  4. 一種液晶顯示裝置，其包括如申請專利範圍第3項之彩色濾光器。
  5. 一種使用如申請專利範圍第1或2項之輻射敏感性組成物於形成供彩色濾光器用之彩色層的用途。
  6. 一種形成彩色濾光器之方法，其包括於基板上形成如申請專利範圍第1或2項之輻射敏感性組成物之塗膜的步驟，將該塗膜曝露於10至400J/cm2輻射劑量之輻射下的步驟，及顯影的步驟。
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