TWI427414B - 染色感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其所構成之液晶顯示裝置 - Google Patents

染色感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其所構成之液晶顯示裝置 Download PDF

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Description

染色感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其所構成之液晶顯示裝置
本發明係關於一種染色感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其所構成之液晶顯示裝置。
彩色濾光片廣泛使用在影像感測器(image sensor)、液晶顯示裝置(LCD)，其應用範圍也迅速擴張。在彩色液晶顯示裝置與影像感測器等使用的彩色濾光片，通常在以黑矩陣(black matrix,BM)在形成特定圖樣的基板上，由包含紅、綠、藍各色顏料的染色感光性樹脂組成物，經由旋轉塗佈法(spin coating)均勻塗佈後，進行加熱乾燥(以下稱為「預備燒成」)而形成的塗膜再以曝光、顯像處理，並依需要進行加熱硬化(以下稱為「後燒成」)反覆操作形成各色的畫素而製成。之後，在液晶顯示裝置用的彩色濾光片表面形成ITO電極，曝光於大約攝氏200度以上的高溫環境下。此外，配向層(alignment layer)形成時也需要曝光於攝氏200度以上的高溫環境。
像這種染色感光性組成物要做為具有優越的耐光性與顏色變化少的樹脂，側鎖採用具有羧基的壓克力系樹脂。例如，側鎖採用包含羧基的壓克力系樹脂、顏料、多官能丙烯酸酯所組成的染色感光性樹脂組成物已經被揭露。
但是，採用習用組成物形成畫素時，先前形成的染色層若採用耐熱性低的感光性樹脂組成物，經過高溫程序後耐熱性不足會導致鏡頭表現色彩變化的指數(Color Contribution Index,CCI)低落，因感光性樹脂組成物分解產生釋氣現象(outgassing)，進而造成殘像的產生使畫面與顏色純度有變差的問題。
為了解決上述的問題，根據日本專利特開2004－300204與特開平10－300922號公報，在結合劑樹脂結構中採用包含四氫吡喃基(Tetrahydropyran,THP)或N－取代馬來醯亞胺基(N－Substituted Maleimides)，就能使用高Tg(玻璃轉移溫度) 的結合劑樹脂。經此方法會產生透明性與耐熱黃變性高的產物，以高溫方法分解包含側鎖取代基的低Tg結合劑樹脂，依然會產生釋氣現象，導致發生殘像的問題，且在結合劑樹脂疏水性高的狀況，同等酸價會產生顯像性更加惡化的問題。
為解決上述習用技術的問題，提出一種感光性樹脂組成物，當採用染色感光性樹脂形成畫素時，能防止基板上產生顯像殘渣使畫素部分表面劣化，並克服高鉛筆硬度與感光度在顯像時遭遇的問題，以及明顯減少釋氣現象，進而解決殘留影像問題。
本發明的另一目的為採用本發明的染色感光性樹脂組成物，以提出一種高品質的彩色濾光片及包含該彩色濾光片的液晶顯示裝置。
根據上述目的，提出一種染色感光性樹脂組成物，其包括：一結合劑樹脂(A)；一光聚合性化合物(B)；一光聚合引發劑(C)；一染色材料(D)；及一溶劑(E)，其中該結合劑樹脂(A)是下列一(A1)~(A3)化合物經由共聚合而成的一共聚合體，再加上一(A4)化合物進行反應而獲得具有不飽和基之染色感光性樹脂組成物。
(A1)：具有主環由環基形成的不飽和鍵化合物(A2)：乙烯基甲苯(Vinyl Toluene)(A3)：具有不飽和羧基的化合物(A4)：一分子中具有不飽和鍵與環氧基的化合物
此外，該(A1)化合物係選自下列化學式1與化學式2所代表的化合物中至少一種。
(化學式1中的R1 、R2 彼此獨立，係為包含或不包含氫原子或雜 原子之C1 ~C20 的脂肪族或芳香烴)
(化學式2中的R3 為苯甲基)
較佳地，本發明所提出之染色感光性樹脂組成物，其中具有不飽和羧基的該(A3)化合物為丙烯酸。
較佳地，本發明所提出之染色感光性樹脂組成物，其中從該(A1)~(A3)化合物個別衍生的構成成分所佔比率在該結合劑樹脂的總莫耳數中，該(A1)化合物為2~50莫耳百分比，該(A2)化合物為2~60莫耳百分比，該(A3)化合物為2~70莫耳百分比，且對於從該(A3)化合物衍生的構成成分，該(A4)化合物以5~80莫耳百分比進行反應。
復根據本發明的構想，提出一種彩色濾光片，其特徵在於：於一基板上部塗佈一染色感光性樹脂組成物，並依既定圖樣曝光、顯影而形成包含一塗料層之一彩色濾光片，該染色感光性樹脂組成物係選自前述之染色感光性樹脂組成物。
根據本發明的構想，提出一種以上述彩色濾光片所構成之液晶顯示裝置。
本案將可由以下的實施例說明而得到充分瞭解，然本案之實施例不能用來限制其專利申請範圍所決定的權利範圍。
本發明之染色感光性樹脂組成物的一實施例，該染色感光性樹脂組成物，包括：結合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)、光聚合引發劑(C)、染色材料(D)及溶劑(E)，其中該結合劑樹脂(A) 是下列(A1)~(A3)化合物經由共聚合而成的共聚合體，再加上(A4)進行反應而得到具有不飽和基之染色感光性樹脂組成物。
(A1)：具有主環由環基形成的不飽和鍵化合物(A2)：乙烯基甲苯(Vinyl Toluene)(A3)：具有不飽和羧基的化合物(A4)：一分子中具有不飽和鍵與環氧基的化合物
該結合劑樹脂(A)具有正常光與熱作用的反應性與鹼溶性，做為染色材料的分散媒(disperse medium)。
本發明根據需求將上述單體(monomer)以外的其他單體包含在內進行共聚合時，也同樣包含在本發明的範圍內。具體舉例來說，其他單體為例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸氨乙酯等不飽和羧酸的非取代基或取代烷基酯；(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環己基甲酯、(甲基)丙烯酸環庚酯、(甲基)丙烯酸環辛酯、(甲基)丙烯酸乙酸薄荷酯、(甲基)丙烯酸環戊烯酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸環庚酯、(甲基)丙烯酸環辛酯、(甲基)丙烯酸甲基二烯酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸蒎烷酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸降莰烷酯、(甲基)丙烯酸戊烯酯等包含脂環式取代基的不飽和羧酸酯化合物、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸苯氧基酯等包含具有芳香環的取代基之不飽和羧酸酯化合物、(甲基)丙烯酸寡聚乙二醇單烷基酯等乙二醇類的單體不飽和羧酸酯化合物等。
在本實施例中，具有主環由環基形成的不飽和鍵化合物(A1)，具體來說為例如聚合時可形成四氫吡喃環的化合物、N－取代馬來醯亞胺系化合物等。因此，具有主環由環基形成的不飽和鍵化合物(A1)為四氫吡喃系或N－取代馬來醯亞胺系兩種任選其一，或選擇兩種以上混合使用。
聚合時可形成四氫吡喃環的化合物，例如下列化學式1所表 示的化合物。
(化學式1中的R1 、R2 彼此獨立，係為包含或不包含氫原子或雜原子之C1 ~C20 的脂肪族或芳香烴)
R1 、R2 具體來說為例如甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、叔丁基、叔戊基、十八烷基、十二烷基、環己烷基、乙己基、甲乙基、乙氧基乙基、苯甲基，其中以甲基、乙基、環己烷基、苯甲基為較佳。上述這些官能基能個別單獨選用，也可以組合兩種以上選用。
若將包含上述化學式1的化合物進行聚合，以下個聚合反應式混合兩個重複單位結構而形成樹脂，從中獲得一個主要重複單位的形成樹脂。
該N－取代馬來醯亞胺系為下列化學式2所表示的化合物。
上述化學式中的R3 為包含或不包含雜原子之C1 ~C20 的脂肪 族或芳香烴化合物。具體來說，R3 為例如苯基、苯甲基、萘基、環己烷基、甲基、乙基、丙基等，特別是使用具有苯甲基的苯甲基馬來酰亞胺時會展現出優越的耐熱性。上述官能基能個別單獨選用，也可以組合兩種以上選用。
一分子中的(A2)化合物，特別在本發明中是以乙烯基甲苯做為單體製造結合劑樹脂，將完成的染色感光性樹脂組成物的特性進行測試，發現能充分減少釋氣現象。
具有不飽和羧基的化合物(A3)，為包含羧基單體的化合物，例如不飽和單羧酸、不飽和二羧酸、不飽和三羧酸等分子中具有一個以上的羧基的不飽和多價羧酸等之不飽和羧酸。
不飽和單羧酸為例如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、α－氯丙烯酸、肉桂酸等。
不飽和二羧酸為例如順丁烯二酸(馬來酸)、反丁烯二酸、亞甲基丁二酸、甲基順丁烯二酸、甲基反式丁烯二酸等。不飽和多價羧酸為酸無水物，具體來說包括無水馬來酸、無水亞甲基丁二酸、無水甲基順丁烯二酸等。且不飽和多價羧酸為其單體(2－環氧丙氧烷基)酯，例如丁二酸單體(2－環氧丙氧乙基)、鄰苯二甲酸(2－環氧丙氧乙基)。
不飽和多價羧酸的兩末端為二羧酸的單體甲基丙烯酸酯，例如ω－羧酸聚己內酯單體甲基丙烯酸酯、ω－羧酸聚己內酯單體丙烯酸酯等。包含這些羧酸基的單體可個別單獨選用，或選擇兩種以上混合使用。
具有主環由環基形成的不飽和鍵化合物與包含芳香族乙烯基化合物的組成，並沒有顯像性與基板上顯像殘渣的問題，如果使用丙烯酸則更佳。
在本發明實施例使用的(A1)~(A3)經由共聚合而成的共聚合體，個別衍生的構成成分所佔比率在該共聚合體的總莫耳數之莫耳分率，以下的範圍為較佳。
該(A1)~(A3)個別衍生的構成成分所佔比率在該共聚合 體的總莫耳數之莫耳分率，以下列範圍為較佳，該構成比率處於下列範圍就能夠具有良好的顯像性、可溶性與均衡的耐熱性，而得到理想的結合劑樹脂。
從(A1)衍生的構成單位：2~50莫耳百分比。
從(A2)衍生的構成單位：2~60莫耳百分比。
從(A3)衍生的構成單位為：2~70莫耳百分比。
在本發明的實施例，前述共聚合體的製造方法並不限定在如何將(A1)~(A3)進行共聚合，可以採用習用的各種聚合方法，其中溶液聚合法為較佳選擇。聚合溫度與聚合時間則依照採用的單體成分種類、比率、目標共聚合體分子量與酸價而有不同，在攝氏60~130度聚合1~10小時為較佳選擇。上述步驟中可將一部份或全份量的聚合引發劑放入燒瓶，也可以將一部份或全份量的(A1)、(A2)、(A3)放入燒瓶。
上述步驟中使用的溶劑為一般自由基聚合反應時所使用的溶劑，具體來說為四氫呋喃、二噁烷、二甲基乙基乙二醇、二甲基乙基二甘醇、丙酮、甲基乙基酮、甲基異丁基甲酮、環己酮、乙酸乙酯、乙酸丁酯、單甲基醚丙二醇乙酸酯、3－甲氧基乙酸丁酯、甲醇、乙醇、丙醇、n－丁醇、乙二醇單異丙醚、一縮二丙二醇單甲醚、甲苯、二甲苯、乙苯、氯仿、二甲基亞碸等，上述這些溶劑可以單獨選用或是選擇兩種以上混合使用。
上述步驟中使用的聚合引發劑，可添加一般已在使用的聚合引發劑，並沒有特別限定。具體來說為二異丙基過苯甲酸、二過氧叔丁基、過氧化苯、過氧叔丁基異丙基、過氧叔戊基－2－乙基己酯、過氧叔丁基－2－乙基己酯等有機過氧化物；偶氮二異丁腈、偶氮二異庚腈、2,2'－偶氮二－(2－甲基丙酸甲酯)等氮化合物，上述這些化合物可以單獨選用或是選擇兩種以上混合使用。
為了控制分子量與分子量分佈，可以使用例如正十二烷基硫醇、硫氫基乙酸、甲基硫氫基乙酸等硫氫基系鏈轉移劑，以及α－甲基苯乙烯二聚物等鏈轉移劑。α－甲基苯乙烯二聚物或硫氫基系 化合物的使用量為(A1)、(A2)、(A3)~(A4)總質量的0.005~5%。上述聚合條件需考量製造設備與聚合的發熱量，對加入方法與反應溫度進行適當調整。
一分子中具有不飽和鍵與環氧基的化合物(A4)，具體來說為(甲基)丙烯酸甘油醚酯、(甲基)丙烯酸3,4－環氧環己烷酯、(甲基)丙烯酸3,4－環氧環己烷甲酯、(甲基)丙烯酸甲基甘油醚酯等，其中以(甲基)丙烯酸甘油醚酯為較佳選擇。上述這些化合物可以單獨選用或是選擇兩種以上混合使用。
上述具有不飽和鍵與環氧基的化合物(A4)的反應量之莫耳百分比，為包含該共聚合體的不飽和羧基的(A3)化合物莫耳數的5~80莫耳百分比為較佳，最好是在10~80莫耳百分比的範圍。(A4)的組成比只要在上述範圍內就能夠具有足夠的光硬化性與熱硬化性，在感光度與鉛筆硬度具有雙重的優越性。
本發明的結合劑樹脂(A)為上述聚合體與(A4)，以例如以下所示的方法進行反應來製造。
燒瓶內空氣換成氮氣，從具有不飽和羧基的化合物(A3)衍生的構成成分的莫耳分率為5~80莫耳百分比的(A4)、羧基與環氧基的反應觸媒為例如將(A1)~(A4)總質量的0.01~5%的3－[(二甲氨基)甲基]苯酚，與阻聚劑例如(A1)~(A4)總質量的0.001~5%的對苯二酚加入燒瓶內，控制溫度攝氏60~130度與1~10小時的反應時間，就能夠讓前述共聚合物與(A4)進行反應。與聚合條件同樣，需考量製造設備與聚合的發熱量，對加入方法與反應溫度進行適當調整。
本發明的實施例中，結合劑樹脂(A)以其聚苯乙烯換算的重量平均分子量在3000~100000的範圍內為較佳，在5000~50000的範圍內為更佳。結合劑樹脂(A)的重量平均分子量在3000~100000的範圍，使得顯像時不易發生膜層減少的現象，顯像時非畫素部分的去除性也會有較好的表現。
結合劑樹脂(A)的分子量分佈[重量平均分子量(Mw)/數 目平均分子量(Mn)]在1.5~6.0為較佳，1.8~4.0更好。分子量分佈介於1.5~6.0時，顯像性會有較好的表現。
結合劑樹脂(A)的含量在染色感光性樹脂組成物中的固體成分的質量分率在5~85%，10~70%的範圍為較佳。結合劑樹脂(A)的含量在上述5~85%的範圍內，顯像液會具有足夠的溶解性，使非畫素部分的基板上不易發生顯像殘渣，顯像時曝光部的畫素部分的膜層減少也不易發生，非畫素部分的去除性也會有較好的表現。
本發明之染色感光性樹脂組成物所包含的光聚合性化合物(B)是光與後述的光聚合引發劑作用而產生的化合物，為單官能單體、二官能單體、或其他多官能單體等。光聚合性化合物(B)為了改良染色感光性樹脂組成物的顯像性、感光度、密著性、表面等問題，可以將相異的兩個官能基的結構與官能基數或兩個以上之光聚合性化合物混合使用，這個範圍並沒有特別限制。
單官能單體具體來說為壬基苯基二乙二醇乙醚丙烯酸酯、2－羥基－3－苯氧基－丙醇丙烯酸酯、2－乙基己基二乙二醇乙醚丙烯酸酯、2－羥基丙烯酸乙酯、乙烯基吡咯烷酮等。
二官能單體具體來說為1,6－己二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、酚甲烷的雙(丙烯酰氧乙基)醚、3－甲基戊烷二(甲基)丙烯酸酯等。
其他多官能單體，具體來說為三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。其中以兩官能以上的多官能單體為較佳選擇。
光聚合性化合物(B)在染色感光性樹脂組成物中的固體成分 的質量分率在5~50%，以7~45%的範圍較佳。光聚合性化合物(B)在前述基準5~50%的範圍時，畫素部分的強度與平滑性較為良好。
本發明之染色感光性樹脂組成物所包含的光聚合引發劑(C)並沒有限制，係為三嗪系化合物、苯乙酮系化合物、二咪唑系化合物與肟系化合物所成群組中任選一種以上的化合物。包含前述光聚合引發劑(C)之染色感光性樹脂組成物具有高感光度，以這種組成物所形成的膜具有良好的畫素部強度與表面平滑性。光聚合引發劑(C)若是併用光聚合引發輔助劑(C－1)，就能將包含上述(C)之染色感光性樹脂組成物具有更高的感光度，以這種組成物所形成的彩色濾光片能提高生產性，是較佳的選擇。
上述三嗪系化合物包含例如2,4－雙(三氯甲基)－6－(4－甲氧基苯酚)－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－(4－甲氧基萘)－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－胡椒基－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－(4－甲氧基苯乙烯基)－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－[2－(5－甲基呋喃－2－喹啉基)乙烯基]－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－[2－(呋喃－2－喹啉基)乙烯基]－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－[2－(4－二乙氨基－2－甲苯基)乙烯基]－1,3,5－三嗪、2,4－雙(三氯甲基)－6－[2－(3,4－雙甲氧基苯酚)乙烯基]－1,3,5－三嗪等。
上述苯乙酮系化合物包含例如二乙氧基苯乙酮、2－氫氧基－2甲基－苯基苯丙酮、苯偶酰二甲基縮酮、2－氫氧基－1－4－(2－羥基乙氧基)－2－甲基苯丙酮、1－羥基環己基苯酮、2－甲基－1－(4－甲硫基苯基)－嗎啉－1－丙酮、2－苯甲基－2－二甲氨基－1－(4－嗎啉苯基)－1－丁酮、2－羥基－2甲基－1－[4－(1－甲基乙烯基)苯基]丙酮的低聚物等。
化學式3中，R1 ~R4 各自獨立，由氫原子、鹵素原子、羥基、可用C1 ~C12 的烷基置換的苯基、可用C1 ~C12 的烷基置換的苯甲基以及可用C1 ~C12 的烷基置換的萘基表示。
化學式3所表示的化合物，具體來說為2－甲基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)乙酮、2－乙基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)乙酮、2－丙基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)乙酮、2－丁基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)乙酮、2－甲基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)丙酮、2－甲基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)丁酮、2－乙基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)丙酮、2－乙基－2－胺基(4－嗎啉基苯基)丁酮、2－甲基－2－甲基胺基(4－嗎啉基苯基)丙酮、2－甲基－2－二甲基胺基(4－嗎啉基苯基)丙酮、2－甲基－2－二乙基胺基(4－嗎啉基苯基)丙酮。
上述二咪唑系化合物為例如2,2’－二(2－氨苯基)－4,4’,5,5’－四苯基二咪唑、2,2’－二(2,3－二氨苯基)－4,4’,5,5’－四苯基二咪唑、2,2’－二(2－氨苯基)－4,4’,5,5’－四(對烷氧苯基)二咪唑、2,2’－二(2－氨苯基)－4,4’,5,5’－四(三對烷氧苯基)二咪唑、4,4’,5,5’位置的苯基可用烷氧羰基置換的二咪唑化合物等。上述化合物中的2,2’－二(2,3－二氨苯基)－4,4’,5,5’－四苯基二咪唑為較佳選擇。
肟系化合物為下列化學式4、5、6等所表示。
在不損及本發明效果的前提下，可以併用本領域習用的其他光聚合引發劑。其他的光聚合引發劑為例如安息香系化合物、二苯甲酮系化合物、噻噸酮系化合物、蒽系化合物等。上述這些化合物可以單獨選用，或選擇兩種以上混合使用。
安息香系化合物為例如安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香丙醚、安息香丁醚等化合物。
二苯甲酮系化合物為例如二苯甲酮、鄰苯甲醯苯甲酸甲酯、4－苯基二苯酮、4－苯甲醯－4－甲基二苯硫醚、3,3',4,4'－四－(過氧化新癸酸叔丁基)二苯甲酮、2,4,6－三甲基二苯甲酮等化合物。
噻噸酮系化合物為例如2－異丙基硫噻唑酮、2,4－二乙基噻唑酮、2,4－二氯基噻唑酮、1－氯－4－丙氧基硫噻唑酮等化合物。
蒽系化合物為例如9,10－二甲氧基蒽、2－乙基－9,10－二甲氧基蒽、9,10－二乙氧基蒽、2－乙基－9,10－二乙氧基蒽等化合物。
其他還有雙(2,4,6－三甲基苯甲醯基)－苯基氧化膦、10－丁基－2－氯氮蒽酮、2－乙基蒽醌、苯偶酰、9,10－菲二酮、樟腦醌、苯甲酰甲酸甲酯、二茂鈦化合物等其他光聚合引發劑。
此外，光聚合引發劑(C)可以與光聚合引發輔助劑(C－1)合併使用。
光聚合引發輔助劑(C－1)採用胺類化合物、羧酸化合物為較佳。光聚合引發輔助劑中的胺類化合物，具體來說為三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺等脂肪族胺類化合物，4－二甲胺基安息香酸甲酯、4－二甲胺基安息香酸乙酯、4－二甲胺基安息香酸異戊 酯、4－二甲胺基安息香酸乙基己酯、2－二甲胺基安息香酸乙酯、N,N－二甲基對甲苯胺、4,4'－雙(二甲胺基)二苯甲酮、4,4'－二(N,N'二甲胺基)－二苯甲酮、4,4'－雙(二乙胺基)二苯甲酮等芳香族胺類化合物。胺類化合物中以使用芳香族胺類化合物為較佳。
羧酸化合物具體來說為苯硫乙酸、甲基苯硫乙酸、乙基苯硫乙酸、甲乙基苯硫乙酸、二甲基苯硫乙酸、甲氧基苯硫乙酸、二甲氧基苯硫乙酸、氯代苯硫乙酸、二氯代苯硫乙酸、N－苯基甘氨酸、苯氧乙酸、萘基硫代乙酸、N－萘基甘氨酸、萘氧乙酸等芳香族雜乙酰基酸類化合物。
光聚合引發劑(C)的使用量是以結合劑樹脂(A)與光聚合性化合物(B)的固體成分為基準，在(A)與(B)總量的質量分率為0.1~40%、以1~30%為較佳。光聚合引發輔助劑(C－1)的使用量也是在上述基準下，其質量分率為0.1~50%，以1~40%為較佳。光聚合引發劑(C)若是在上述範圍內，則染色感光性樹脂組成物呈現高感光度化，使用這種組成物形成的畫素部份的強度與表面平滑性也會有良好的表現，是較佳的選擇。而光聚合引發輔助劑(C－1)的使用量若在上述範圍內，則染色感光性樹脂組成物會有更高的感光度，使用這種組成物形成的彩色濾光片的生產性也會提高，是較佳的選擇。
本發明所使用的染色材料(D)為一般的顏料，在顏料分散抵抗所使用的有機顏料或無機顏料為較佳選擇。根據需要也可以使用染料，這些都包含在本發明的範圍內。
無機顏料為金屬氧化物與金屬錯合物等金屬化合物，具體來說為鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、亞鉛、銻等金屬的氧化物或複合金屬氧化物等。
上述有機顏料與無機顏料，具體來說為根據『色彩索引』(英國染料及色彩師學會出版)對染料進行分類的化合物，更進一步來說則包含下列色彩索引(C.I.)編號的顏料，但並非僅限於此。
C.I.顏料黃20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、 125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180與185；C.I.顏料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65與71；C.I.顏料紅9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、215、216、224、242、254、255與264；C.I.顏料紫14、19、23、29、32、33、36、37與38；C.I.顏料藍15(15：3、15：4、15：6等)、21、28、60、64與76；C.I.顏料綠7、10、15、25、36、47與58；C.I.顏料棕28；C.I.顏料黑1與7等。
這些染色材料(D)可以單獨使用，或是混合兩種以上使用。這些染色材料(D)的含量在染色感光性樹脂組成物中的固體成分之質量分率為3~60%，在5~55%的範圍為較佳。染色材料(D)的含量在上述基準3~60%的範圍內，就算薄膜形成也能讓畫素有足夠的色濃度，由於顯像時非畫素部分的去除性不降低，使殘渣不易發生，是較佳的選擇。
本發明染色感光性樹脂組成物所包含的溶劑(E)並沒有特別限定，染色感光性樹脂組成物領域所使用的各種有機溶劑都可以選用。
具體來說為乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚等乙二醇單烷醚類，二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等二乙二醇二烷醚類，甲基乙二醇甲醚乙酸酯、乙基乙二醇甲醚乙酸酯等乙二醇烷醚醋酸類，丙烯乙二醇單甲醚乙酸酯、丙烯乙二醇單乙醚乙酸酯、丙烯乙二醇單丙醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸甲氧基戊酯等烯基乙二醇烷醚醋酸類，苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香烴類，丁酮、丙酮、甲基戊基甲酮、甲基異丁基甲酮、環己酮等酮類，乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙三醇等醇類，3－ 乙氧基丙酸乙酯、3－甲氧基丙酸乙酯等酯類，γ－丁內酯等環狀酯類。
在上述溶劑中，從塗佈性、乾燥性來看，較好的溶劑為沸點在攝氏100~200度的有機溶劑，更佳的選擇為烯基乙二醇烷醚醋酸類、酮類、3－乙氧基丙酸乙酯與3－甲氧基丙酸乙酯等酯類，進一步的更佳選擇為丙烯乙二醇單甲醚乙酸酯、丙烯乙二醇單乙醚乙酸酯、環己酮、3－乙氧基丙酸乙酯、3－甲氧基丙酸乙酯等溶劑。
上述溶劑(E)可以單獨選用，或是選用兩種以上混合使用。
本發明染色感光性樹脂組成物中的溶劑(E)含量，通常在包含溶劑在內的染色感光性樹脂組成物的總量之質量分率為60~90%，而以70~85%為較佳。溶劑(E)的含量在上述基準的60~90%範圍內，使用轆式塗佈機、旋轉塗佈機、狹縫與旋轉式塗佈機、狹縫式塗佈機(又稱狹縫模具式塗佈機)、噴墨式塗佈機等塗佈裝置進行塗佈時，都展現出良好的塗佈性，為較佳選擇。
本發明的染色感光性樹脂組成物，可依照需要併用充填劑、其他高分子化合物、硬化劑、顏料分散劑、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗凝集劑等添加劑(F)。
充填劑具體來說為例如玻璃、無水矽酸、氧化鋁等。
其他高分子化合物具體來說為環氧樹脂、馬來酰亞胺樹脂等硬化性樹脂，聚醋酸乙烯酯、聚丙烯酸脂、聚乙二醇單烷醚、丙烯酸氟烷基酯、聚酯、聚氨酯等熱可塑性樹脂。
硬化劑為了增強深部硬化與強度而使用，其包含有環氧化合物、多官能異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物、環氧丁烷化合物等。
上述硬化劑中的環氧化合物為例如酚甲烷系環氧樹脂、氫化酚甲烷系環氧樹脂、雙酚F系環氧樹脂、氫化雙酚F系環氧樹脂、酚醛型環氧樹脂、其他芳香族環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、縮水甘油酯系樹脂、縮水甘油胺系樹脂，還有環氧樹脂的溴化衍生物、環氧樹脂與其溴化衍生物之外的脂肪族、環脂族或芳香族環氧化 合物、丁二烯(共)聚合體環氧化物、異戊二烯(共)聚合體環氧化物、(甲基)丙烯酸环氧丙酯(共)聚合體、異氰尿酸三縮水甘油酯等。
上述硬化劑中的環氧丁烷化合物為例如碳酸雙環氧丁烷、二甲苯雙環氧丁烷、己二酸雙環氧丁烷、對苯二甲酸酯環氧丁烷、環己二甲酸環氧丁烷等。
上述硬化劑可與環氧化合物的環氧基、環氧丁烷化合物的環氧丁烷骨架進行改環聚合，而包含硬化輔助化合物。硬化輔助化合物為例如多價羧酸、多價羧酸無水物、酸發生劑等。
羧酸無水物可選用市面販賣的環氧樹脂硬化劑。該環氧樹脂硬化劑為例如商品名「ADEKA硬化劑EH－700」(ADEKA工業公司製)、商品名「RIKACID HH」(新日本理化公司製)、商品名「MH－700」(新日本理化公司製)等。上述硬化劑可單獨選用，或是選擇兩種以上混合使用。
顏料分散劑可選用市面販賣的介面活性劑，例如矽氧樹脂系、氟系、酯系、陰離子系、非離子系、陽離子系、陰陽兩性等介面活性劑。上述材料可單獨選用，或選擇兩種以上混合使用。介面活性劑為例如聚氧乙烯烷醚類、聚氧乙烯辛基苯基醚類、聚乙二醇二酯類、山梨糖醇酐脂肪酸酯類、脂肪酸修飾聚酯類、3級胺修飾聚氨酯系、聚乙烯亞胺類等，其他商品則為「KP」(信越化学工業(株)製)、「POLYFLOW」(共栄化学(株)製)、「EFTOP」(社製)、「MEGAFAC」(大日本INKT化学工業(株)製)、「Flourad」(住友3M(株)製)、「Asahi guard」、「Surflon」(以上為旭硝子(株)製)、「SOLSPERSE」(Zeneca(株)製)、「EFKA」(EFKA CHEMICAL社製)、「PB821」(味之素(株)製)等。
密著促進劑具體來說有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－胺乙基)－3－胺丙基甲基二甲氧基矽烷、N－(2－胺乙基)－3－胺丙基三甲氧基矽 烷、3－胺丙基三乙氧基矽烷、3－縮水甘油醚氧基丙基三甲氧基矽烷、3－縮水甘油醚氧基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－甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基矽烷、3－硫醇丙基三甲氧基矽烷、3－異氰酸酯丙基三甲氧基矽烷、3－異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷等。這些密著促進劑可以單獨選用，或是選擇兩種以上混合使用。
抗氧化劑具體來說有2,2'－硫雙(4－甲基－6－叔丁基酚)、2,6－二叔丁基－4－甲酚等受阻酚系。
紫外線吸收劑具體來說有2－(3－叔丁基－2－羥基－5－甲苯基)－5－氯苯三氮唑、烷氧基苯酮等。
抗凝集劑具體來說為聚丙烯酸鈉等。
添加劑(F)含量在染色感光性樹脂組成物中固體成分的質量分率為0.01~10%，以0.05%~5%為較佳。在上述範圍內能充分發揮添加劑的功效也不會影響到染色感光性樹脂組成物的基本特性。
本發明之染色感光性樹脂組成物可由例如以下方法來調製。將染色材料(D)與準備好的溶劑(E)混合，使染色材料的平均粒子徑為0.2微米(μm)以下，利用研磨機等設備將其分散。此時，依需要使用顏料分散劑，或配合使用一部份或全部的結合劑樹脂(A)，而得到分散液(以下也稱為研磨基料)。然後將剩下的結合劑樹脂(A)、光聚合性化合物(B)與光聚合引發劑(C)混合，根據需要加入其他成分，並依需要追加溶劑使其達到適當濃度，就能夠得到所要的染色感光性樹脂組成物。
本發明所指的染色感光性樹脂組成物的圖樣形成方法在以下進行說明。
本發明所指的染色感光性樹脂組成物的圖樣形成方法包含：在基材上塗佈前述的染色感光性樹脂組成物，並選定該染色感光性樹脂組成物的一部份進行曝光，再將該染色感光性樹脂組成物 的曝光區域或非曝光區域去除。
例如，如下所述在基材上塗佈，進行光硬化與顯像模式而形成，使用黑矩陣或染色畫素。
首先將組成物塗佈在基材(沒有限制，通常為玻璃或矽薄片)或預先形成在包含染色感光性樹脂組成物的固體成分之膜層上，將由預備乾燥去除溶劑等揮發成分，而獲得一平滑塗膜。這時塗膜的厚度約為1~4 μm，為了讓這種塗膜得到圖樣，而需要紫外線經由光罩在特定區域上照射。曝光部分需要經由均勻的平行光線照射，將光罩與基板在正確位置曝光以使用光罩對準曝光機(Mask Aligner)或步進曝光機(Stepper)為較佳。之後將已硬化的塗膜接觸鹼性水溶液，使非曝光領域溶解而顯像得到圖樣。顯像後再根據需要以攝氏150~230度持續10~60分鐘施行後乾燥程序。
圖樣化曝光後的顯像所使用的顯像液，一般是採用包含鹼性化合物與介面活性劑的水溶液。
鹼性化合物係選自無機與有機鹼性化合物其中之一。
無機鹼性化合物具體來說為氫氧化鈉、氫氧化鉀、磷酸氫二鈉、磷酸二氫鈉、磷酸氫二銨、磷酸二氫銨、磷酸二氫鉀、矽酸鈉、矽酸鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸氫鈉、碳酸氫鉀、硼酸鈉、硼酸鉀、氨等。
有機鹼性化合物具體來說為氫氧化四甲銨、二羥基乙基三甲銨、一甲基胺、二甲基胺、三甲基胺、一乙基胺、二乙基胺、三乙基胺、一異丙基胺、二異丙基胺、乙醇胺等。這些有機與無機鹼性化合物可單獨選用，或是選擇兩種以上混合使用。
鹼性顯像液中的鹼性化合物之質量百分濃度應在0.01~10%為較佳，而以0.03~5%為更佳。
鹼性顯像液中的介面活性劑係選自非離子系介面活性劑、陰離子系介面活性劑與陽離子系介面活性劑其中之一。
非離子系介面活性劑具體來說為聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯芳基醚、聚氧乙烯烷基芳基醚、其他聚氧乙烯衍生物、氧乙烯/氧 丙烯團聯共聚合體、山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇酐脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨糖醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯肪酸酯、聚氧乙烯烷基胺等。
陰離子系介面活性劑具體來說為月桂醇硫酸酯鈉、油醇硫酸酯鈉等高級醇硫酸酯鹽類，十二烷基硫酸鈉、十二烷基硫酸銨等烷基硫酸鹽類，十二基苯磺酸鈉、十二基萘磺酸鈉等烷基芳基磺酸鹽類。
陽離子系介面活性劑具體來說為十八胺鹽酸鹽，與例如十二烷基三甲基氯化銨之銨鹽類，還有第四級銨鹽等。
這些介面活性劑可單獨選用，或選擇兩種以上混合使用。
鹼性顯像液中的介面活性劑的質量百分濃度通常為0.01~10%的範圍，以0.05~8%為較佳，0.1~5%為更佳。
以下說明本發明的彩色濾光片。
本發明之彩色濾光片為包含上述染色感光性樹脂組成物以既定圖樣曝光、顯像而形成的彩色層為其特徵。
染色感光性樹脂組成物的圖樣形成方法前面已經提過，在此省略詳細說明。依照前述方法，染色感光性樹脂溶液的塗佈、乾燥，在所得的乾燥塗膜進行圖樣化曝光然後顯像，經過各操作的會得到感光性樹脂組成物中相當於染色材料顏色的畫素與黑矩陣。且這種操作將彩色濾光片需要的顏色數重複而得到彩色濾光片。彩色濾光片的結構與製造方法在本技術領域是公知常識，在此不再贅述。
一般的彩色濾光片是將黑矩陣以及紅色、綠色、藍色三原色畫素配置在基板上，使用本發明之染色感光性樹脂組成物所包含之相當於某一顏色的染色材料，經由上述的操作方式而得到該顏色的黑矩陣與畫素，其他顏色經由同樣的方式就能夠在基板上配置黑矩陣與三原色畫素。當然，黑矩陣與三原色中只採用一色、兩色或三色都適用於本發明之染色感光性樹脂組成物。
此外，做為遮光層的黑矩陣，也可以使用本發明染色(染成 黑色)感光性樹脂，但若是形成例如鉻層等，黑矩陣的形成就不需要採用染色感光性樹脂組成物。
採用本發明染色感光性樹脂組成物來製造的彩色濾光片，其面內的膜厚差小，例如膜厚為1~4 μm，則內面膜厚差為0.15 μm以下，甚至可為0.05 μm以下。因此，所製成的彩色濾光片具有良好的平滑性，將其與彩色液晶顯示裝置組合，可製成品質優良的液晶顯示裝置。
本發明的權利要求也包含具備上述彩色濾光片的液晶顯示裝置。
本發明之液晶顯示裝置除了具備上述彩色濾光片外，其結構在本技術領域是屬於公知常識。也就是說，可適用本發明之彩色濾光片的液晶顯示裝置都屬於本發明的範圍。例如配備薄膜電晶體(TFT)、畫素電極與配向層之對向電極基板，依照既定間隔相對配置，在間隙部分注入液晶材料而成液晶層之穿透式液晶顯示裝置。彩色濾光片的基板與染色層間設置反射層之反射型液晶顯示裝置也包含在內。
或者是例如在彩色濾光片的透明電極上結合TFT基板，以及包含在TFT基板與彩色濾光片之重疊位置固定的背光模組之液晶顯示裝置。上述TFT基板具有以遮光樹脂(light－proof resin)將彩色濾光片周圍表面包圍之外部框架，在外部框架內附著線液晶而成之液晶層，液晶層的各區塊具有之許多個畫素電極，畫素電極形成之透明玻璃基板，以及透明玻璃基板露出表面上形成之偏光板。
偏光板為垂直具有橫切之偏光方向，由聚醋酸乙烯酯之有基材料所構成。許多個畫素電極各自與TFT基板之玻璃基板上型成的複數個TFT相連接。如果特定的畫素電極適用於既定的電位差，則既定的電壓也適用於畫素電極與透明電極間。因此，以電壓形成之電場在液晶層的特定畫素電極中的適當區塊的配向會改變。
如以上所述，當採用染色感光性樹脂形成畫素時，能防止基板上產生顯像殘渣使畫素部分表面劣化，並克服高鉛筆硬度與或光度在顯像時遭遇的問題，以及明顯減少釋氣現象，進而解決殘留影像問題，以提供高品質的彩色濾光片。
<實施例>
如以下所示，本發明根據實施例再進一步詳述，但這只能算是一個舉例示範，本發明之範圍不能受限於實施形態。本發明的範圍是根據專利申請範圍所記載之內容，且專利申請範圍的記載與均等的意義以及範圍內所有的變更都包含在內。此外，下面所表示的含量為「%」與「部」(質量部)在沒有特別提及時，皆以質量為基準。
<樹脂A的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將二甲基－2,2'－[氧雙(亞甲基)]雙－2－丙酸85.6部(0.2莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、乙烯基甲苯118.0部(0.5莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣(bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為71mg KOH/g之樹脂A。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為17000，分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
<樹脂B的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將二甲基－2,2'－[氧雙(亞甲基)]雙－2－丙酸85.6部(0.2莫耳)、苯甲基馬來酰亞胺74.8部(0.2莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、乙烯基甲苯35.4部(0.3莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣(bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為73mg KOH/g之樹脂B。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為17500，分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
<樹脂C的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將苯甲基馬來酰亞胺74.8部(0.2莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、乙烯基甲苯118.0部(0.5莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣 (bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為70mg KOH/g之樹脂C。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為16000，分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
<樹脂D的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將丙烯酸苯甲酯176部(0.5莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、乙烯基甲苯47.2部(0.2莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣(bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為75mg KOH/g之樹脂D。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為17000，分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
<樹脂E的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將苯甲基馬來酰亞胺74.8部(0.2莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、丙烯酸苯甲酯176部(0.5莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈 轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣(bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為73mg KOH/g之樹脂E。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為17300，分子量分佈(Mw/Mn)為2.3。
<樹脂F的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將苯甲基馬來酰亞胺74.8部(0.2莫耳)、丙烯酸51.6部(0.3莫耳)、乙烯基甲苯118.0部(0.5莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續2小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續5小時後，就會得到固體成分酸價為85mg KOH/g之樹脂F。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為13000，分子量分佈(Mw/Mn)為2.2。
<樹脂G的合成>
配備攪拌機、溫度計迴流冷凝管、滴液漏斗以及氮氣導管於燒瓶，再將二甲基－2,2'－[氧雙(亞甲基)]雙－2－丙酸85.6部(0.2莫耳)、丙烯酸43.2部(0.3莫耳)、苯乙烯104部(0.5莫耳)、過氧－2－乙基己酸叔丁酯4部、丙二醇甲醚醋酸酯(PGMEA)40部準 備投入低聚物滴液漏斗後攪拌混合，將十二硫醇6部、PGMEA24部準備加入鏈轉移劑滴液槽進行攪拌混合。之後在燒瓶內加入PGMEA395部，把燒瓶內的空氣換成氮氣，攪拌燒瓶並將其溫度提高到攝氏90度。接下來把低聚物與鏈轉移劑從滴液漏斗開始滴液，滴液保持在攝氏90度持續兩小時，然後在1小時內昇溫至攝氏110度持續3小時後，插入氣體導管進行氧氣/氮氣(5V/95V)的瀑氣(bubbling)。接下來，把甲基丙烯酸環氧丙酯28.4部(0.1莫耳)(對於本反應使用的丙烯酸的羧基為33莫耳%)、2,2'－亞甲基雙(4－甲基－6－叔丁基酚)0.4部、三乙基胺0.8部加入燒瓶內，維持在攝氏110度持續8小時，就會得到固體成分酸價為71mg KOH/g之樹脂G。以膠體滲透層析儀(GPC)測量後，聚苯乙烯換算的重量平均分子量為23000，分子量分佈(Mw/Mn)為2.5。
上述結合劑聚合體的重量平均分子量(Mw)與數目平均分子量(Mn)的測量，根據以下條件來進行。
裝置：HLC－8120GPC(東(株)製)管柱(column)：TSK－GELG4000HXL＋TSK－GELG2000HXL(直列連接)管柱溫度：40℃流動相溶劑：四氫呋喃流速：1.0 ml/分注入量：50 μ l檢測器：RI測量試料濃度：0.6質量%(溶劑四氫呋喃)校正用標準物質：TSK STANDARD POLYSTYRENE F－40、F－4、F－1、A－2500、A－500(東(株)製)
上述所得到的重量平均分子量與數目平均分子量的比為分子量分佈(Mw/Mn)。
<實施例1>
下述的表1所記載的各成分中，預先準備具有染色材料(D)之顏料與具有添加劑(F)之顏料分散劑的總量，在顏料、顏料分散劑與丙烯乙二醇單甲醚乙酸酯的混合物中以20質量%混合，使用研磨機將顏料充分分散後，抽離研磨機，將包含剩餘的丙烯乙二醇單甲醚乙酸酯的成分加入混合，而得到染色感光性樹脂組成物。
然後，使用中性清潔劑、水以及酒精依序洗淨對角線2吋長的一玻璃基板(社製、#1737)後將其乾燥。在該玻璃基板上以100mJ/cm2 的曝光量對染色感光性樹脂組成物(表1)進行曝光，省略顯像步驟的燒成後之膜厚經旋轉塗佈為3.0 μm，接著在無塵烘箱(Clean Oven)中以攝氏100度持續3分鐘進行乾燥。冷卻後將染色感光性樹脂組成物所塗佈之基板與石英玻璃製的光罩(具有透光率為1~100%範圍內的階層變化圖樣與1~50 μm之線段和間隔圖樣)之間的間隔為100 μm，採用才電機(株)製的超高壓水銀燈(商品名稱：USH－250D)在大氣環境下以100mJ/cm2 的曝光量(365nm)照射。然後使用包含非離子系介面活性劑0.12%與氫氧化鉀0.06%的水系顯像液將上述塗膜以攝氏26度依既定時間浸漬而顯像，經由水清洗後在攝氏220度進行30分鐘的後烤(post bake)製程。所得到的畫素部分看不到表面的雜亂，且非畫素部分也不會在基板上產生顯像殘渣與未顯像狀況。為了讓顯像不會形成表面雜亂的圖樣，所需要的最低曝光量為40mJ/cm2 。
<實施例2>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂B，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
<實施例3>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂C，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
<比較例1>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂D，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
<比較例2>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂E，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
<比較例3>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂F，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
<比較例4>
實施例1中的樹脂A變更為樹脂G，其他操作方式維持與實施例1一樣，結果如表2所示。
根據表2，可以發現包含本發明之結合劑樹脂的實施例1、2、3之染色感光性樹脂組成物在高感光度下有優越的顯像速度與鉛筆硬度，並充分解決釋氣現象的發生所造成的殘像問題，而製成一彩色濾光片。

Claims (5)

  1. 一種染色感光性樹脂組成物，包括：一結合劑樹脂(A)、一光聚合性化合物(B)、一光聚合引發劑(C)、一染色材料(D)及一溶劑(E)，其中該結合劑樹脂(A)是下列一(A1)~(A3)化合物經由共聚合而成的一共聚合體，再加上下列一(A4)化合物進行反應而獲得具有不飽和基之染色感光性樹脂組成物，且該(A1)化合物是從下列化學式1與化學式2所代表的化合物中選出至少一種。(A1)：選自下列化學式1與化學式2所代表之化合物中的不飽和鍵化合物(A2)：乙烯基甲苯(Vinyl Toluene)(A3)：具有不飽和羧基的化合物(A4)：一分子中具有不飽和鍵與環氧基的化合物 (化學式1中的R1 、R2 彼此獨立，係為包含或不包含氫原子或雜原子之C1 ~C20 的脂肪族或芳香烴) (化學式2中R3 為苯甲基)
  2. 如申請專利範圍第1項所述之染色感光性樹脂組成物，其中具有不飽和羧基的該(A3)化合物為丙烯酸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之染色感光性樹脂組成物，其中從該(A1)~(A3)化合物個別衍生的構成成分所佔比率在該結合劑樹脂的總莫耳數中，該(A1)化合物為2~50莫耳百分比，該 (A2)化合物為2~60莫耳百分比，該(A3)化合物為2~70莫耳百分比，且對於從該(A3)化合物衍生的構成成分，該(A4)化合物以5~80莫耳百分比進行反應。
  4. 一種彩色濾光片，其特徵在於：於一基板上部塗布一染色感光性樹脂組成物，並依既定圖樣曝光、顯影而形成包含一塗料層之一彩色濾光片，其中該染色感光性樹脂組成物係選自申請專利範圍第1~3項所述之任一項之染色感光性樹脂組成物。
  5. 一種以申請專利範圍第4項所述之彩色濾光片所構成之液晶顯示裝置。
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