TWI564657B - Photosensitive resin composition for color filter and its application - Google Patents
Photosensitive resin composition for color filter and its application Download PDFInfo
- Publication number
- TWI564657B TWI564657B TW103129753A TW103129753A TWI564657B TW I564657 B TWI564657 B TW I564657B TW 103129753 A TW103129753 A TW 103129753A TW 103129753 A TW103129753 A TW 103129753A TW I564657 B TWI564657 B TW I564657B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- group
- weight
- parts
- compound
- alkali
- Prior art date
Links
Description
本發明係有關一種液晶顯示器之彩色濾光片用感光性樹脂組成物及其所形成之彩色濾光片。特別是提供一種耐顯影性、熱溶劑膜厚變化率及表面粗糙度佳之彩色濾光片用感光性樹脂組成物。
目前,彩色濾光片已被廣泛地應用在彩色液晶顯示器、彩色傳真機、彩色攝影機等應用領域。隨著彩色液晶顯示器等影像器材之市場需求日漸擴大,在彩色濾光片的製作技術上亦趨向多樣化。
彩色濾光片通常可藉由染色法、印刷法、電著法或顏料分散法等方法,將紅、綠、藍等畫素形成在透明玻璃基板上製得。一般而言,為提高彩色濾光片的對比度,畫素著色層間可配置遮光層(或稱黑色矩陣)。
上述顏料分散法之製程係先將顏料分散在光硬化性樹脂中而形成著色感光性樹脂組成物,最後將該樹脂組成物形成畫素著色層。進一步而言,顏料分散法之製程,通常係先在玻璃基板等透明支持體上,以鉻、氧化鉻等金屬或感光性樹脂遮光膜形成遮光層(black matrix)。然後,將分散有紅色顏料的感光性樹脂(彩色光阻劑)藉由旋轉塗佈方式將該感光性樹脂塗佈在透明支持體上,藉由光罩進行曝光,並於曝光後進行顯影處理即可得紅色畫素。接著,以同樣的操作方式,即重複利用塗佈、曝光、顯影之方式即可在支持體上分別製得紅、綠、藍等三色畫素。
近年來,彩色液晶顯示器的用途不再侷限在個人電腦上,還廣泛應用於彩色電視及各種監視螢幕上(尤其是大尺寸之彩色液晶螢幕),所以對於液晶顯示器色彩飽和度的要求越來越高。因此,感光性樹脂組成物所含的顏料比例也越來越高,鹼可溶性樹脂與感光性單體的相對使用量變少,造成曝光後的交聯程度下降,導致耐顯影性、表面粗糙度不佳等問題發生。
日本特開第2004-138950號公報所揭示之內容中,其使用特定之鹼可溶性樹脂,可以形成表面粗糙度佳的畫素著色層,圖案形狀、耐顯影性及亮度表現優異的彩色濾光片,然而此方法易導致該感光性樹脂組成物之熱溶劑膜厚變化率不佳。
有鑑於此,目前亟需發展一種同時具有良好耐顯影性、熱溶劑膜厚變化率及表面粗糙度佳之彩色濾光片用之感光性樹脂組成物,以克服習知彩色濾光片之上述問題。
本發明利用提供特殊鹼可溶性樹脂及含矽原子的氧雜環丁烷化合物成分,而得到耐顯影性、熱溶劑膜厚變化率及表面粗糙度佳之彩色濾光片用感光性樹脂組成物。
因此,本發明提供一種彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其包含:有機顏料(A);染料(B);鹼可溶性樹脂(C);含乙烯性不飽和基的化合物(D);光起始劑(E);有機溶劑(F);及含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G);
其中:該鹼可溶性樹脂(C)包含第一鹼可溶性樹脂(C-1),該第一鹼可溶性樹脂(C-1)包含一具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物,且該聚矽氧烷聚合物係經一聚合用矽烷單體聚合而成,且該聚合用矽烷單體包含至少一具有式(I)結構之矽烷單體:Si(R45)t(OR46)4-t 式(I)
t為1至3之整數,且當t表示2或3時,複數個R45各自為相同或不同;且當4-t表示2或3時,複數個R46各自為相同或不同;至少一個R45表示經酸酐基取代之C1至C10之烷基、經環氧基取代之C1至C10的烷基或經環氧基取代的烷氧基,且其餘R45表示氫、C1至C10的烷基、C2至C10的烯基或C6至C15的芳香基;及R46表示氫、C1至C6的烷基、C1至C6的醯基或C6至C15的芳香基;該第一鹼可溶性樹脂(C-1)之重量平均分子量介於6000至18000;及該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)之重量平均分子量介於200至4000。
本發明亦提供一種彩色濾光片之製造方法,其係使用前述之彩色濾光片用感光性樹脂組成物形成一畫素層。
本發明又提供一種彩色濾光片,其係由前述之方法所製得。
本發明再提供一種液晶顯示裝置,其特徵在於包含前述之彩色濾光片。
本發明提供一種彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其包
含:有機顏料(A);染料(B);鹼可溶性樹脂(C);含乙烯性不飽和基的化合物(D);光起始劑(E);有機溶劑(F);及含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G);其中:該鹼可溶性樹脂(C)包含第一鹼可溶性樹脂(C-1),該第一鹼可溶性樹脂(C-1)包含一具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物,且該聚矽氧烷聚合物係經一聚合用矽烷單體聚合而成,且該聚合用矽烷單體包含至少一具有式(I)結構之矽烷單體:Si(R45)t(OR46)4-t 式(I)
t為1至3之整數,且當t表示2或3時,複數個R45各自為相同或不同;且當4-t表示2或3時,複數個R46各自為相同或不同;至少一個R45表示經酸酐基取代之C1至C10之烷基、經環氧基取代之C1至C10的烷基或經環氧基取代的烷氧基,且其餘R45表示氫、C1至C10的烷基、C2至C10的烯基或C6至C15的芳香基;及R46表示氫、C1至C6的烷基、C1至C6的醯基或C6至C15的芳香基;該第一鹼可溶性樹脂(C-1)之重量平均分子量介於6000至18000;及該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)之重量平均分子量介於200至4000。
根據本發明之該有機顏料(A)係提供藍色顏料。
於本發明之一具體例中,基於該鹼可溶性樹脂(C)之使
用量為100重量份,該有機顏料(A)之使用量範圍為50重量份至500重量份;較佳為60重量份至400重量份;更佳為70重量份至300重量份。
較佳地,該有機顏料(A)包含一以銅酞菁結構為主之藍色有機顏料(A-1)。該以銅酞菁結構為主之藍色顏料(A-1)可單獨或混合使用,且該以銅酞菁結構為主之藍色顏料(A-1)包含但不限於C.I.顏料藍15:1(C.I.PB15:1)、C.I.顏料藍15:2(C.I.PB15:2)、C.I.顏料藍15:3(C.I.PB15:3)、C.I.顏料藍15:4(C.I.PB15:4)、C.I.顏料藍15:5(C.I.PB15:5)、或C.I.顏料藍15:6(C.I.PB15:6)。
較佳地,該有機顏料(A)進一步包含一紫色有機顏料(A-2)。該紫色顏料(A-2)可單獨或混合使用,且該紫色顏料(A-2)包含但不限於C.I.顏料紫14(C.I.PV14)、C.I.顏料紫19(C.I.PV19)、C.I.顏料紫23(C.I.PV23)、C.I.顏料紫29(C.I.PV29)、C.I.顏料紫32(C.I.PV32)、C.I.顏料紫33(C.I.PV33)、C.I.顏料紫36(C.I.PV36)、C.I.顏料紫37(C.I.PV37)、C.I.顏料紫38(C.I.PV38)、C.I.顏料紫40(C.I.PV40)、或C.I.顏料紫50(C.I.PV50)。
該有機顏料(A)可包含一(A-1)以外之藍色顏料(A-3)。
該(A-1)以外之藍色顏料(A-3)包含但不限於C.I.顏料藍1、C.I.顏料藍21、C.I.顏料藍22、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍61、C.I.顏料藍64,或此等組合。該(A-1)以外之藍色顏料(A-3)可單獨或混合使用。
於本發明之另一具體例中,為調整色度,該有機顏料(A)可包含一以鹵化酞菁結構為主之綠色顏料。
較佳地,該以鹵化酞菁結構為主之綠色顏料包含但不限於C.I.顏料綠07、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠37、C.I.顏料綠42、或C.I.顏料綠58。更佳地,該以鹵化酞菁結構為主之綠色顏料組份係為C.I.顏料綠07、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠37、C.I.顏料綠42、C.I.顏料綠
58、或此等組合。該以鹵化酞菁結構為主之綠色顏料可單獨或混合使用。
根據本發明之染料(B)有助於提升該彩色濾光片用感光性樹脂組成物之亮度,同時可輔助調整該彩色濾光片用感光性樹脂組成物之色度。
較佳地,該染料(B)包含具有式(III)結構之紅色染料:
於式(III)中,R1至R4各自獨立表示氫、-R6、C6至C10之芳香烴基、或經鹵素原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-COOH、-COOR6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9取代之C6至C10之芳香烴基;R5表示-SO3 -、-SO3H、-SO3M、-COOH、-COOR6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO2NR8R9;m表示0至5之整數;當m表示2至5時,複數個R5為相同或不同;X表示鹵素原子;a表示0或1;R6表示C1至C10之烷基或經鹵素原子取代之C1至C10之烷基,其中該C1至C10之烷基或經鹵素原子取代之C1至C10之烷基中之-CH2-係未經置換或經置換為-O-、羰基或-NR7-;R7表示C1至C10之烷基或經鹵素原子取代之C1至C10之烷基;R8及R9各自獨立表示C1至C10之直鏈烷基、C1至C10之支鏈烷基、
C3至C30之環烷基、或-Q;其中,C1至C10之直鏈烷基、C1至C10之支鏈烷基或C3至C30之環烷基中之氫原子係未經取代或經一取代基所取代,該取代基係選自由羥基、鹵素原子、-Q、-CH=CH2及-CH=CH-R6所組成之群;C1至C10之直鏈烷基、C1至C10之支鏈烷基或C3至C30之環烷基中之-CH2-係未經置換或經置換為-O-、羰基或-NR7-;或R8和R9結合形成C1至C10之雜環基,其中C1至C10之雜環基中之氫原子係未經取代或經R6、-OH、或-Q所取代;Q表示C6至C10之芳香烴基、C5至C10之雜芳香基、經鹵素原子、-R6、-OH、-OR6、-NO2、-CH=CH2或-CH=CH-R6取代之C6至C10之芳香烴基、或經鹵素原子、-R6、-OH、-OR6、-NO2、-CH=CH2及-CH=CH-R6取代之C5至C10之雜芳香基;及M表示鉀或鈉。
較佳地,該R6包含但不限於甲基、乙基、丙基、異丙基、丁基、異丁基、戊基、異戊基、新戊基(neopentyl)、環戊基、己基、環己基、庚基、環庚烷、辛基、環辛基、2-乙基己基、壬基、癸基、三環[5.3.0.03,10]癸基[tricycle(5.3.0.03,10)decanyl]、甲氧基丙基、己氧基丙基、2-乙基己氧基丙基、甲氧基己基、或環氧基丙基。
較佳地,該C6至C10之芳香烴基包含但不限於苯基或萘基等。
較佳地,該-SO3R6包含但不限於甲基磺醯基(methanesulfonyl)、乙基磺醯基(ethanesulfonyl)、己基磺醯基(hexanesulfonyl)、或癸基磺醯基(decanesulfonyl)。
較佳地,該-COOR6包含但不限於甲氧基羰基(methyloxycarbonyl)、乙氧基羰基(ethyloxycarbonyl)、丙氧基羰基、異丙氧基羰基、丁氧基羰基、異丁氧基羰基、戊氧基羰基、異戊氧基羰基、新戊氧基羰基、環戊氧基羰基、己氧基羰基、環己氧基羰基、
庚氧基羰基、環庚氧基羰基、辛氧基羰基、環辛氧基羰基、2-乙基己氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基、三環[5.3.0.03,10]癸基羰基、甲氧基丙氧基羰基、己氧基丙氧基羰基、2-乙基己氧基丙氧基羰基、或甲氧基己氧基羰基。
較佳地,該-SO2NHR8包含但不限於胺磺醯基(sulfamoyl)、甲基胺磺醯基、乙基胺磺醯基、丙基胺磺醯基、異丙基胺磺醯基、丁基胺磺醯基、異丁基胺磺醯基、戊基胺磺醯基、異戊基胺磺醯基、新戊基胺磺醯基、環戊基胺磺醯基、己基胺磺醯基、環己基胺磺醯基、庚基胺磺醯基、環庚烷胺磺醯基、辛基胺磺醯基、環辛基胺磺醯基、2-乙基己基胺磺醯基、壬基胺磺醯基、癸基胺磺醯基、三環[5.3.0.03,10]癸基胺磺醯基、甲氧基丙基胺磺醯基、己氧基丙基胺磺醯基、2-乙基己氧基丙基胺磺醯基、甲氧基己基胺磺醯基、環氧基丙基胺磺醯基、1,5-二甲基己基胺磺醯基、丙氧基丙基胺磺醯基、異
丙氧基丙基胺磺醯基、3-苯基-1-甲基丙基胺磺醯基、 (Ra表示C1至C3之烷基、C1至C3之烷氧基、經鹵素原子取代之C1至C3之烷基或經鹵素原子
取代之C1至C3之烷氧基)、 (Rb表示C1至C3之烷基、C1至C3之烷氧基、經鹵素原子取代之C1至C3之烷基或
經鹵素原子取代之C1至C3之烷氧基)、
較佳地,該-SO2NR8R9包含但不限於 (Rb表示C1至C3之烷基、C1至C3之烷氧基、經鹵素原子取代之C1至C3之烷基或
經鹵素原子取代之C1至C3之烷氧基)、
較佳地,該染料(B)包括一具有式(III-1)結構之紅色染料:
於式(III-1)中,R11至R14各自獨立表示氫、-R6、C6至C10之芳香烴基、或經鹵素原子、-R6、-OH、-OR6、-SO3 -、-SO3H、-SO3Na、-COOH、-COOR6、-SO3R6、-SO2NHR8或-SO3NR8R9取代之C6至C10之芳香烴基;
R15表示氫、-SO3 -、-SO3H、-SO2NHR8或-SO2NR8R9;R16表示-SO3 -、-SO3H、-SO2NHR8或-SO2NR8R9;X1表示鹵素原子;a1表示0或1。
較佳地,該染料(B)包括一具有式(III-2)結構之紅色染料:
於式(III-2)中,R21至R24各自獨立表示氫、-R26、C6至C10之芳香烴基、或經鹵素原子、-R26、-OH、-OR26、-SO3 -、-SO3H、-SO3Na、-COOH、-COOR26、-SO3R26、或-SO2NHR28取代之C6至C10之芳香烴基;R25表示-SO3 -、-SO3Na、-COOH、-COOR26、-SO3H、或-SO2NHR28;m1表示0至5之整數;當m1表示2至5時,複數個R25為相同或不同;X2表示鹵素原子;a2表示0或1;R26表示C1至C10之烷基、或經鹵素原子或-OR27取代之C1至C10之烷基;R27表示C1至C10之烷基;及R28表示氫、-R26、-COOR26、C6至C10之芳香烴基、或經-R26或-OR26取代之C6至C10之芳香烴基。
較佳地,該染料(B)包括一具有式(III-3)結構之紅色染料:
於式(III-3)中,R31及R32各自獨立表示苯基、或經鹵素原子、-R26、-OR26、-COOR26、-SO3R26、或-SO2NHR28取代之苯基;R33表示-SO3 -、或-SO2NHR28;R34表示氫、-SO3 -、或-SO2NHR28;X3表示鹵素原子;a3表示0或1;R26表示C1至C10之烷基、或經鹵素原子或-OR27取代之C1至C10之烷基;R27表示C1至C10之烷基;及R28表示氫、-R26、-COOR26、C6至C10之芳香烴基、或經-R26或-OR26取代之C6至C10之芳香烴基。
較佳地,該染料(B)包括一具有式(III-4)結構之紅色染料:
於式(III-4)中,R41及R42各自獨立表示苯基、或經-R26或-SO2NHR28取代之苯基;R43表示-SO3 -、或-SO2NHR28;X4表示鹵素原子;a4表示0或1;R26表示C1至C10之烷基、或經鹵素原子或-OR27取代之C1至C10之烷基;R27表示C1至C10之烷基;及R28表示氫、-R26、-COOR26、C6至C10之芳香烴基、或經-R26或-OR26取代之C6至C10之芳香烴基。
於本發明之具體例中,該染料(B)包含但不限於如下式(1)至式(31):
Rc及Rd各自獨立表示氫、-SO3 -、-COOH或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基;
X表示鹵素原子;a表示0或1。
Re表示氫、-SO3 -、-COOH或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基;X表示鹵素原子;a表示0或1。
Re表示氫、-SO3 -、-COOH或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基;X表示鹵素原子;a表示0或1。
Rf、Rg及Rh各自獨立表示-SO3 -、-SO3Na或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Rf、Rg及Rh各自獨立表示-SO3 -、-SO3Na或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Ri、Rj及Rk各自獨立表示氫、-SO3 -、-SO3H或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Ri、Rj及Rk各自獨立表示氫、-SO3 -、-SO3H或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Rl、Rm及Rn各自獨立表示-SO3 -、-SO3Na或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Rl、Rm及Rn各自獨立表示-SO3 -、-SO3Na或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Rp、Rq及Rr各自獨立表示氫、-SO3 -、-SO3H或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
Rp、Rq及Rr各自獨立表示氫、-SO3 -、-SO3H或-SO2NHR81;R81表示2-乙基己基。
本發明該染料(B)之較佳具體例為式(1)(Rc與Rd為-SO3-,a為0)[C.I.酸性紅色染料52]、式(22)[C.I.酸性紅色染料289]、式
(28)、式(31)、或此等之組合。
染料(B)可包含具有式(III)結構之紅色染料以外之其他染料,較佳地,該其他染料之具體例為C.I.溶劑藍35、C.I.溶劑藍37、C.I.溶劑藍59、C.I.溶劑藍67等藍色染料;C.I.酸性紅92、C.I.酸性紅97、C.I.酸性紅114、C.I.酸性紅138、C.I.酸性紅151等酸性紅色染料;C.I.酸性藍80、C.I.酸性藍83、C.I.酸性藍90等酸性藍色染料。
於本發明之具體例中,基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量為100重量份,該染料(B)之使用量範圍為10重量份至100重量份;較佳為12重量份至80重量份;更佳為15重量份至60重量份。當未使用染料(B)時,則表面粗糙度不佳。
根據本發明之鹼可溶性樹脂(C)包含第一鹼可溶性樹脂(C-1),該第一鹼可溶性樹脂(C-1)包含一具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物。
該具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物可選擇使用矽烷單體(silane monomer)、聚矽氧烷預聚物(siloxane prepolymer)或者矽烷單體與聚矽氧烷預聚物的組合進行聚合(即水解(hydrolysis)及部分縮合(partially condensation))來形成。
本發明之具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物的聚合用矽烷單體包含至少一具有式(I)結構之矽烷單體:Si(R45)t(OR46)4-t 式(I)
t為1至3之整數,且當t表示2或3時,複數個R45各自為相同或不同;且當4-t表示2或3時,複數個R46各自為相同或不同;至少一個R45表示經酸酐基取代之C1至C10之烷基、經環氧基取代之C1至C10之烷基或經環氧基取代之烷氧基,且其餘R45表示氫、C1至C10之烷基、C2至C10之烯基或C6至C15之芳香基;及R46表示氫、C1至C6之烷基、C1至C6之醯基或C6至C15之芳香基。
該經酸酐基取代且C1至C10烷基的具體例,如: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C1至C10烷基的具體例,如: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。
該經環氧基取代的氧烷基之具體例,如:環氧丙氧基丙基(glycidoxypropyl)或2-環氧丙烷基丁氧基(2-oxetanylbutoxy)等。
於R46中,前述之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。芳香基則可包含但不限於苯基。
該式(I)所示的矽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;TES-GAA)、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)、3-(三苯氧基矽基)丙基丁二酸酐、3-(三甲氧基矽基)丙基戊二酸酐(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)、(甲基甲氧基矽基)二(乙基丁二酸酐);東亞合成株式會社製造,型號為TMSOX-D之2-環氧丙烷基丁氧基丙基三甲氧基矽烷(2-oxetanylbutoxypropyltrimethoxysilane),型號為TESOX-D之2-環氧丙烷基丁氧基丙基三乙氧基矽烷(2-oxetanylbutoxypropyltriethoxysilane),型號為TMSOX之3-乙基-3-{[3-(三甲氧基矽基)丙氧基]甲基}環氧丙烷;信越化學株式會社製造,型號為X-12-967之3-(三甲氧基矽基)丙基丁二酸酐;WACKER公司所製造,型號為GF-20之3-(三乙氧基矽基)丙基丁二酸酐等。上述式(I)所示之矽烷單體可單獨一種使用或混合複數種使用。
於本發明之另一較佳具體例中,本發明之具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物的聚合用矽烷單體還包含下列式(I-1)所示之矽烷單體:Si(R47)u(OR48)4-u 式(I-1)
其中:R47表示選自由氫原子、C1至C10之烷基、C2至C10之烯基及C6至C15之芳基所組成之群,其中C1至C10之烷基不含有羧酸酐取代基;R48係獨立選自由氫原子、C1至C6之烷基、C1至C6之醯基及C6至C15之芳基所組成之群;及u表示1至3之整數;當u代表2或3時,複數的R47可相同亦可不同;當(4-u)代表2、3或4時,複數的R48可相同或相異。
於R47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、正癸基、三氟甲
基、3,3,3-三氟丙基、3-胺丙基、3-巰丙基或3-異氰酸丙基等。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R48中,烷基可包含但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、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。
式(I-1)所示的矽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、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、苯基三乙氧基矽烷、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、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。前述式(I-1)所示之矽烷單體可單獨一種使用或混合複數種使用。
較佳地,本發明之具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物的聚合用聚矽氧烷預聚物包含如下式(I-2)所示之聚矽氧烷:
其中:R49、R50、R51及R52可為相同或不同,且分別選自由氫原子、C1至C10之烷基、C2至C6之烯基及C6至C15之芳基所組成之群;其中該烷基、烯基或芳基較佳係含有取代基;其中每個R49可為相同或不同,且每個R50可為相同或不同;前述之烷基可包含但不限於甲基、乙基或正丙基等。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。芳香基可包含但不限於苯基、甲苯基或萘基等;s為介於1至1000間之整數;較佳地,s為介於3至300間之整數;更佳地,s為介於5至200間之整數。
R53及R54係分別選自由氫原子、C1至C6之烷基、C1至C6之醯基及C6至C15之芳基所組成之群;其中該烷基、醯基或芳基較佳係含有取代基。較佳地,烷基例如但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基等;醯基例如但不限於乙醯基;芳基例如但不限於苯基。
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或Gelest公司製造之矽烷醇末端聚矽氧烷,其型號分別為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)或PDS-9931(分子量為1000
至1400)等。式(I-2)所示之聚矽氧烷可單獨一種使用或混合複數種使用。
較佳地,本發明之具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物可由所述的矽烷單體及/或聚矽氧烷預聚物經由共聚合來製備,或組合二氧化矽(silicon dioxide)粒子經由共聚合反應來製備。
該二氧化矽粒子的平均粒徑並無特別的限制,其平均粒徑範圍為2nm至250nm。較佳地,其平均粒徑範圍為5nm至200nm。更佳地,其平均粒徑範圍為10nm至100nm。
該二氧化矽粒子可包含但不限於觸媒化成株式會社製造,型號為OSCAR 1132(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)或OSCAR 106(粒徑為120nm,且分散劑為二丙酮醇)等之商品;扶桑化學株式會社製造,型號為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)或Quartron PL-2L-MEK(粒徑為18nm,且分散劑為甲乙酮)等之商品;日產化學株式會社製造,型號為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)或IPA-ST-ZL(粒徑為100nm,且分散劑為異丙醇)等之商品。該二氧化矽粒子可單獨一種使用或混合複數種使用。
前述之部份縮合反應可使用一般之方法,例如:在矽烷單體及/或聚矽氧烷預聚物中添加溶劑及水,且可選擇性地添加觸媒。接著,於50℃至150℃下加熱攪拌0.5小時至120小時。攪拌時,反應可藉由蒸餾去除副產物(醇類或水等)。
基於該矽烷單體及/或聚矽氧烷預聚物的總使用量為100
克,該溶劑的使用量為15克至1200克。較佳地,該溶劑的使用量為20克至1100克。更佳地,該溶劑的使用量為30克至1000克。
基於該矽烷單體及/或聚矽氧烷預聚物中所含的可水解基團為1莫耳,水解所使用之水的使用量為0.5莫耳至2莫耳。
上述之觸媒沒有特別的限制。較佳地,該觸媒可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、多元羧酸或其酐類,或者離子交換樹脂等。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、具有胺基的烷氧基矽烷或離子交換樹脂等。
基於該矽烷單體及/或聚矽氧烷預聚物的總量為100克,該觸媒的使用量範圍為0.005克至15克。較佳地,該觸媒的使用量範圍為0.01克至12克。更佳地,該觸媒的使用量範圍為0.05克至10克。
基於安定性的觀點,經縮合反應後所製得具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物以不含副產物(如醇類或水)及觸媒為佳,因此所製得具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物可選擇性地進行純化。純化方法並無特別限制,較佳可使用疏水性溶劑稀釋該具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物,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。
本發明的第一鹼可溶性樹脂(C-1)可藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的重量平均分子量為6000以上、18000以下;較佳為6500以上、15000以下;更佳為7000以上、12000以下。當使用之第一鹼可溶性樹脂(C-1)的重量平均分子量介於6000以上、18000以下時,則熱溶劑膜厚變化率較佳。
基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量總和為100重量份,該
第一鹼可溶性樹脂(C-1)之使用量範圍為3重量份至100重量份;較佳為5重量份至80重量份;更佳為10重量份至60重量份。當未使用該第一鹼可溶性樹脂(C-1)時,則熱溶劑膜厚變化率不佳。
根據本發明之鹼可溶性樹脂(C)較佳係包含第二鹼可溶性樹脂(C-2)。根據本發明之該第二鹼可溶性樹脂(C-2)係由一混合物進行聚合反應所製得,而該混合物含有一具有至少二個環氧基的環氧化合物(i),以及一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)。除此之外,上述混合物更可選擇性地包含羧酸酐化合物(iii)及/或含環氧基的化合物(iv)。
該具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)可具有如下式(II-1)或下式(II-2)所示之結構。在此處,「環氧化合物(i)可具有如下式(II-1)或下式(II-2)所示之結構」的敘述亦涵蓋了具有如下式(II-1)所示之結構的化合物及具有如下式(II-2)所示之結構的化合物同時存在而作為環氧化合物(i)的情形。具體而言,前述具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)例如是具有如下式(II-1)所示之結構:
式(II-1)中,R61、R62、R63與R64分別為相同或不同,且表示氫原子、鹵素原子、C1至C5的烷基、C1至C5的烷氧基、C6至C12的芳基或C6至C12的芳烷基。
前述式(II-1)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)可包括由雙酚芴型化合物(bisphenol fluorene)與鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)反應而得之含環氧基之雙酚芴型化合物,但並不限於
此。
作為上述雙酚芴型化合物的具體例,可列舉: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。
上述鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)可包括但不限於3-氯-1,2-環氧丙烷(epichlorohydrin)或3-溴-1,2-環氧丙烷(epibromohydrin)等。
上述由雙酚芴型化合物與鹵化環氧丙烷反應所得之含環氧基之雙酚芴型化合物包含但不限於:(1)新日鐵化學(Nippon Steel Chemical Co.,Ltd)所製造之商品:例如ESF-300等;(2)大阪瓦斯(Osaka Gas Co.,Ltd)所製造之商品:例如PG-100、EG-210等;(3)短信科技(S.M.S Technology Co.,Ltd)所製造之商品:例如SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG等。
其次,上述具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)亦可具有如下式(II-2)所示之結構:
式(II-2)中,R65至R78分別為相同或不同,且表示氫原子、鹵素原子、C1至C8的烷基或C6至C15的芳香基,且n表示0至10之整數。
前述式(II-2)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)例如是藉由在鹼金屬氫氧化物存在下,使具有下式式(II-2-1)結構之化合物與鹵化環氧丙烷進行反應而得:
在上式(II-2-1)中,R65至R78以及n的定義分別與式(II-2)中的R65至R78以及n的定義相同,在此不另贅述。
再者,前述式(II-2)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)例如是在酸觸媒存在下,使用具有下式(II-2-2)結構之化合物與酚(phenol)類進行縮合反應後,形成具有式(II-2-1)結構之化合物。接著,藉由加入過量的鹵化環氧丙烷進行脫鹵化氫反應(dehydrohalogenation),而獲得如式(II-2)所示之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i):
在上式(II-2-2)中,R79與R80分別為相同或不同之氫原子、鹵素原子、C1至C8的烷基或C6至C15的芳香基;X1及X2分別為相同或不同之鹵素原子、C1至C6的烷基或C1至C6的烷氧基。較佳地,上述鹵素原子可例如氯或溴,上述烷基可例如甲基、乙基或第三丁基,上述烷氧基可例如甲氧基或乙氧基。
作為上述酚類的具體例,可列舉如:酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、n-丙酚(n-propylphenol)、異丁酚(isobutylphenol)、t-丁酚(t-butylphenol)、辛酚(octylphenol)、壬基苯酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基苯酚(methylbutylphenol)、二第三丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯苯酚(vinylphenol)、丙烯苯酚(propenylphenol)、乙炔苯酚(ethinylphenol)、環戊苯酚(cyclopentylphenol)、環己基酚(cyclohexylphenol)或環己基甲酚(cyclohexylcresol)等。上述酚類一般可單獨或混合多種使用。
基於上述具有式(II-2-2)結構之化合物的使用量為1莫耳,酚類的使用量為0.5莫耳至20莫耳,其中以2莫耳至15莫耳較佳。
作為上述酸觸媒的具體例,可列舉: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)、氯化鋅(zinc chloride)等,其中以對甲苯磺酸、硫酸或鹽酸較佳。上述酸觸媒可單獨或混合多種使用。
另外,上述酸觸媒之使用量雖無特別之限制,但基於上述具有式(II-2-2)結構之化合物的使用量為100重量百分比(wt%),酸觸媒的使用量較佳為0.1wt%至30wt%。
上述縮合反應可在無溶劑或是在有機溶劑存在下進行。其次,上述有機溶劑的具體例可列舉:甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)或甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)等。上述有機溶劑可
單獨或混合多種使用。
基於具有式(II-2-2)結構之化合物及酚類的使用量總和為100wt%,上述有機溶劑的使用量為50wt%至300wt%,其中以100wt%至250wt%較佳。另外,上述縮合反應的操作溫度為40℃至180℃,且縮合反應的操作時間為1小時至8小時。
在完成上述縮合反應後,可進行中和處理或水洗處理。上述中和處理是將反應後的溶液之pH值調整為pH 3至pH 7,其中以pH 5至pH 7較佳。上述水洗處理可使用中和劑來進行,此中和劑為鹼性物質,且其具體例可列舉:氫氧化鈉(sodium hydroxide)、氫氧化鉀(potassium hydroxide)等鹼金屬氫氧化物;氫氧化鈣(calcium hydroxide)、氫氧化鎂(magnesium hydroxide)等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)等有機胺;以及氨(ammonia)、磷酸二氫鈉(sodium dihydrogen phosphate)等。上述水洗處理可採用習知方法進行,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,經減壓加熱處理,將未反應的酚類及溶劑予以餾除,並進行濃縮,即可獲得具有式(II-2-2)結構之化合物。
作為上述鹵化環氧丙烷的具體例,可例舉:3-氯-1,2-環氧丙烷(3-chloro-1,2-epoxypropane)、3-溴-1,2-環氧丙烷(3-bromo-1,2-epoxypropane)或上述任意組合。在進行上述脫鹵化氫反應之前,可預先添加或於反應過程中添加氫氧化鈉、氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物。上述脫鹵化氫反應的操作溫度為20℃至120℃,其操作時間範圍為1小時至10小時。
於本發明之具體例中,上述脫鹵化氫反應中所添加之鹼金屬氫氧化物亦可使用其水溶液。在此具體例中,將上述鹼金屬氫氧
化物水溶液連續添加至脫鹵化氫反應系統內的同時,可於減壓或常壓下,連續蒸餾出水及鹵化環氧丙烷,藉此分離並除去水,同時可將鹵化環氧丙烷連續地回流至反應系統內。
上述脫鹵化氫反應進行前,亦可添加氯化四甲銨(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℃的溫度下,使其反應1小時至10小時,以進行脫鹵化氫反應。
基於上述具有式(II-2-1)結構之化合物中的羥基總當量為1當量,上述鹵化環氧丙烷的使用量可為1當量至20當量,其中以2當量至10當量較佳。基於上述具有式(II-2-1)結構之化合物中的羥基總當量為1當量,上述脫鹵化氫反應中添加的鹼金屬氫氧化物的使用量可為0.8當量至15當量,其中以0.9當量至11當量較佳。
此外,為了使上述脫鹵化氫反應順利進行,除了可添加甲醇、乙醇等醇類之外,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,基於上述鹵化環氧丙烷的總量為100wt%,醇類的使用量可為2wt%至20wt%,較佳為4wt%至15wt%。在使用非質子性的極性溶媒的例子中,基於鹵化環氧丙烷的總量為100wt%,非質子性的極性溶媒的使用量可為5wt%至100wt%,其中,以10wt%至90wt%較佳。
在完成脫鹵化氫反應後,可選擇性地進行水洗處理。之後,利用加熱減壓的方式除去鹵化環氧丙烷、醇類及非質子性的極性溶媒等。上述加熱減壓例如是於溫度為110℃至250℃,且壓力為1.3kPa(10mmHg)以下的環境下進行。
為了避免形成之環氧樹脂含有加水分解性鹵素,可將脫鹵化氫反應後的溶液加入甲苯、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。在脫鹵化氫反應中,基於上述具有式(II-2-1)結構之化合物中的羥基總當量為1當量,鹼金屬氫氧化物的使用量為0.01莫耳至0.3莫耳,其中,以0.05莫耳至0.2莫耳較佳。另外,上述脫鹵化氫反應的操作溫度範圍為50℃至120℃,且其操作時間範圍為0.5小時至2小時。
在完成脫鹵化氫反應後,藉由過濾及水洗等步驟去除鹽類。此外,亦可利用加熱減壓的方式,將甲苯、甲基異丁基酮等溶劑予以餾除,而可獲得如式(II-2)所示之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)。上述式(II-2)之具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)可包含但不限於如商品名為NC-3000、NC-3000H、NC-3000S及NC-3000P等日本化藥(Nippon Kayaku Co.Ltd.)所製造之商品。
前述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)例如是選自於由以下(1)至(3)所組成之群組:(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯醯氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2-甲基丙烯醯氧丁基丁二酸、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,其中二元羧酸化合物包含但不限於己二酸、丁二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸;(3)由含
羥基之(甲基)丙烯酸酯與羧酸酐化合物(iii)反應而得之半酯化合物,其中含羥基之(甲基)丙烯酸酯包含但不限於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。另外,此處所述之羧酸酐化合物可與下述第二鹼可溶性樹脂(C-2)之混合物所含的羧酸酐化合物(iii)相同,故於此不再贅述。
上述第二鹼可溶性樹脂(C-2)之混合物更可選擇性地包含羧酸酐化合物(iii)及/或含環氧基的化合物(iv)。上述羧酸酐化合物(iii)可選自由以下(1)至(2)所組成之群組:(1)丁二酸酐(butanedioic 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)等二元羧酸酐化合物;以及(2)二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylic dianhydride,簡稱BTDA)、雙苯四甲酸二酐或雙苯醚四甲酸二酐等四元羧酸酐化合物。
上述含環氧基的化合物(iv)例如是選自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、含環氧基的不飽和化合物或上述之任意組合所組成的群組。前述含不飽和基的縮水甘油醚化合物包含但不限於商品名Denacol EX-
111、EX-121 Denacol、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171、Denacol EX-192等的化合物(以上為長瀨化成工業株式會社之商品)。
前述第二鹼可溶性樹脂(C-2)可由式(II-1)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,形成含羥基的反應產物,接著,再添加羧酸酐化合物(iii)進行反應所製得。基於上述含羥基的反應產物的羥基總當量為1當量,羧酸酐化合物(iii)所含有的酸酐基的當量較佳為0.4當量至1當量,更佳為0.75當量至1當量。當使用多個羧酸酐化合物(iii)時,可於反應中依序添加或同時添加。當使用二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物作為羧酸酐化合物(iii)時,二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的莫耳比例較佳為1/99至90/10,更佳為5/95至80/20。另外,上述反應的操作溫度範圍例如是在50℃至130℃的範圍。
前述第二鹼可溶性樹脂(C-2)可由式(II-2)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,形成含羥基的反應產物,接著,再藉由添加羧酸酐化合物(iii)及/或含環氧基的化合物(iv)進行聚合反應所製得。基於式(II-2)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,上述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。基於上述含羥基的反應產物的羥基總量為100莫耳百分比(莫耳%),羧酸酐化合物(iii)的使用量較佳為10莫耳%至100莫耳%,更佳為20莫耳%至100莫耳%,特佳為30莫耳%至100莫耳%。
在製備上述第二鹼可溶性樹脂(C-2)時,為了加速反應,通常會於反應溶液中添加鹼性化合物作為反應觸媒。上述反應觸
媒可單獨或混合使用,且上述反應觸媒包含但不限於: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。基於上述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,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聚合抑制劑(polymerization inhibitor)。上述聚合抑制劑可包含但不限於:甲氧基酚(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。一般而言,上述聚合抑制劑可單獨或混合多種使用。基於上述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,聚合抑制劑的使用量較佳為0.01重量份至10重量份,更佳為0.1重量份至5重量份。
在製備該第二鹼可溶性樹脂(C-2)時,必要時可使用聚合反應溶劑。作為上述聚合反應溶劑的具體例,可列舉如:乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、2-丁醇、己醇或乙二醇等醇類化合物;甲乙酮或環己酮等酮類化合物;甲苯或二甲苯等芳香族烴類化合物;賽珞素(cellosolve)或丁基賽珞素(butyl cellosolve)等賽珞素類化合物;卡必妥(carbitol)或丁基卡必妥(butyl carbitol)等卡必妥類化合物;丙二醇單甲醚(propylene glycol monomethyl ether)等丙二醇烷基醚類化合物;二丙二醇單甲醚[di(propylene glycol)methyl ether]等多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkyl ether]類化合物;醋酸乙
酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)或丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)等醋酸酯類化合物;乳酸乙酯(ethyl lactate)或乳酸丁酯(butyl lactate)等乳酸烷酯(alkyl lactate)類化合物;或二烷基二醇醚類。上述聚合反應溶劑一般可單獨或混合多種使用。另外,上述第二鹼可溶性樹脂(C-2)的酸價較佳為50mgKOH/g至200mgKOH/g,更佳為60mgKOH/g至150mgKOH/g。
當未使用第二鹼可溶性樹脂(C-2)時,則會有耐顯影性不佳之問題。
另外,上述第二鹼可溶性樹脂(C-2)藉由膠體滲透層析儀(Gel Permeation Chromatography,GPC)測定之聚苯乙烯換算的數目平均分子量較佳為800至8000,更佳為1,000至6000。
基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量為100重量份,該第二鹼可溶性樹脂(C-2)之使用量範圍為0重量份至97重量份;較佳為20重量份至95重量份;更佳為40重量份至90重量份。使用該第二鹼可溶性樹脂(C-2),可進一步改善耐顯影性。
本發明的鹼可溶性樹脂(C)可選擇性包括其他鹼可溶性樹脂(C-3)。其他鹼可溶性樹脂(C-3)可包括但不限於含羧酸基或羥基的樹脂。具體而言,其他鹼可溶性樹脂(C-3)的實例可包括:第一鹼可溶性樹脂(C-1)及第二鹼可溶性樹脂(C-2)以外的丙烯酸系樹脂、脲烷(urethane)系樹脂及酚醛清漆型(novolac)樹脂等。
根據本發明之感光性樹脂組成物包含一含乙烯性不飽和基的化合物(D)。
根據本發明之該含乙烯性不飽和基的化合物(D)可選自具有1個乙烯性不飽和基的化合物或具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物。
前述之具有1個乙烯性不飽和基的化合物可包含但不限於(甲基)丙烯醯胺((meth)acrylamide)、(甲基)丙烯醯嗎啉、(甲基)丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸異冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、第三辛基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、氮,氮-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯[tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate]、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、2-羥基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羥基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己內醯胺、氮-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚單(甲基)丙烯酸乙二酯、聚單(甲基)丙烯酸丙二酯、(甲基)丙烯酸冰片酯等。前述之具有1個乙烯性不飽和基的化合物(D-1)一般可單獨一種或混合複數種使用。
前述之具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物包含但不限於乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質之三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧乙烷(簡稱EO)改質之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧丙烷改質(簡稱PO)之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)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(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羥甲基丙酯[di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate]、經環氧乙烷改質之雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質之雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質之氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質之氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質之甘油三(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質之雙酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆聚縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。前述之具有2個以上(含2個)乙烯性不飽和基的化合物(D)一般可單獨一種或混合複數種使用。
作為上述之含乙烯性不飽和基的化合物(D)之具體例,可列舉:三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧乙烷改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧丙烷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上述之任意組合。
基於前述之鹼可溶性樹脂(C)的使用量為100重量份,該含乙烯性不飽和基的化合物(D)的使用量較佳為30重量份至300重量份,更佳為40重量份至250重量份,尤佳為50重量份至200重量份。
根據本發明之光起始劑(E)並無特別限制,其可包含但不限於:O-醯基肟系化合物、三氮雜苯系化合物、苯乙烷酮類化合物、二咪唑類化合物、二苯甲酮類化合物、α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵
素類化合物、過氧化物等。
上述O-醯基肟系化合物的具體例為:1-[4-(苯基硫代)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯醯基)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-苯醯基-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)苯醯基}-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基}-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)等。
上述O-醯基肟系化合物較佳為1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)(例如汽巴精化有限公司(Ciba Specialty Chemicals)所製造的OXE 01)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙醯基肟)(例如汽巴精化有限公司所製造的
OXE 02)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基}-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)等。上述O-醯基肟系化合物可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
上述三氮雜苯系化合物可包括但不限於乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物、2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物及4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物等。
上述乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例為:2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-3-(1-對-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮雜苯、2-三氯甲基-3-胺基-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯等。
上述2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例為:2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(5-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯等。
上述4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例為:4-[對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-甲基-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-甲基-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N,N-二(苯基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N-(對-甲氧基苯基)羰基胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯
基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-6-[3-溴-4-[N,N-雙(乙氧基羰基甲基)胺基]苯基]-1,3,5-三氮雜苯等。
上述三氮雜苯系化合物較佳為4-[間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯等。上述三氮雜苯系化合物可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
上述苯乙烷酮類化合物之具體例為:對二甲胺苯乙烷酮、α,α'-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2'-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、對-甲氧基苯乙烷酮、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代-1-丙酮(商品名IRGACURE 907;汽巴精化有限公司製)、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮等。上述苯乙烷酮類化合物以2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮等較佳。上述苯乙烷酮類化合物可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
上述二咪唑類化合物之具體例為: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(鄰-乙基苯基)-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、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑等。上述二咪唑類化合物以2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑較佳。上述二咪唑類化合物可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
上述二苯甲酮類化合物之具體例為:噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、噻噸酮-4-碸、二苯甲酮、4,4'-雙(二甲胺)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙胺)二苯甲酮等。上述二苯甲酮類化合物以4,4'-雙(二乙胺)二苯甲酮較佳。上述二苯甲酮類化合物可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
上述α-二酮類化合物之具體例為:苯偶醯、乙醯基等。上述酮醇類化合物可列舉:二苯乙醇酮。上述酮醇醚類化合物可列舉:二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚、二苯乙醇酮異丙醚等。上述醯膦氧化物類化合物可列舉:2,4,6-三甲基苯醯二苯基膦氧化物、雙-(2,6-二甲氧基苯醯)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物等。上述醌類化合物可列舉:蒽醌、1,4-萘醌等。上述含鹵素類化合物可列舉:苯醯甲基氯、三溴甲基苯碸、三(三氯甲基)-s-三氮雜苯等。上述過氧化物可列舉:二-第三丁基過氧化物等。上述α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵素類化合物、過氧化物等可單獨或混合多種使用,端視實際需要而定。
根據本發明之光起始劑(E)的使用量可依需要調配,基於該鹼可溶性樹脂(C)的使用量為100重量份,該光起始劑(E)的使用量較佳為10重量份至150重量份,更佳為15重量份至120重量份,尤佳
為20重量份至100重量份。
根據本發明之有機溶劑(F)較佳為可溶解有機顏料(A)、染料(B)、鹼可溶性樹脂(C)、含乙烯性不飽和基的化合物(D)、光起始劑(E)及含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G),且不與上述成分相互反應,並具有適當揮發性者。
上述有機溶劑(F)之具體例為:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三丙二醇單甲醚或三丙二醇單乙醚等烷基二醇單烷醚類化合物;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯或丙二醇乙醚醋酸酯等烷基二醇單烷醚醋酸酯類化合物;二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚或四氫呋喃等其他醚類化合物;甲乙酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮或二丙酮醇等酮類化合物;乳酸甲酯或乳酸乙酯等乳酸烷酯類化合物;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、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、乙醯醋酸乙酯或2-氧基丁酸乙酯等其他酯類化合物;甲苯或二甲苯等芳香族烴類化合物;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺等羧酸胺類化合物;或上述任意組合。上述有機溶劑(F)一般可單獨或混合多種使用。
基於上述該鹼可溶性樹脂(C)的使用量為100重量份,該
有機溶劑(F)的使用量較佳為500重量份至5000重量份,更佳為800重量份至4500重量份,尤佳為1000重量份至4000重量份。
根據本發明之含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)包括第一含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1)或第二含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2)或上述兩者的組合。
該第一含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1)為由式(IV)表示的化合物或其縮合物,Si(Y1)a(OY2)4-a 式(IV)
式(IV)中,Y1及Y2各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環烷基、C6至C10的芳基、C2至C7的烷基羰基或具有氧雜環丁基的有機基,其中Y1及Y2中的至少一者為具有氧雜環丁基的有機基;a表示選自0至3的整數;該第二含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2)是由式(V)表示的化合物經加熱縮合反應,再與由式(VI)表示的含羥基的氧雜環丁烷化合物進行酯交換反應而得;Si(Y3)b(OY4)4-b 式(V)
式(V)中,Y3各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環烷基或C6至C10的芳基;Y4各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環烷基、C6至C10的芳基或C2至C5的烷基羰基;b表示選自0至2的整數;
式(VI)中,Y5至Y10各自獨立表示氫原子、氟原子、C1至C4的烷基、具有羥基的烷基或苯基,其中,Y5至Y10中的至少一者為具有羥基的烷基。
由式(IV)表示的化合物的具體例包括3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三乙醯氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二乙醯氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基乙醯氧基矽烷、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基三甲氧基矽烷、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基三乙氧基矽烷、雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]二甲氧基矽烷、雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]二乙氧基矽烷、三[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲氧基矽烷、三[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]乙氧基矽烷,或上述化合物的組合。基於水解的觀點,由式(IV)表示的化合物較佳為具有甲氧基。
由式(V)表示的化合物的具體例包括四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三乙醯氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、環己基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷,或上述化合物的組合。基於酯交換反應的立體障礙(steric hindrance)較小的觀點,由式(V)表示的化合物較佳為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷,或上述化合物的組合。
基於合成容易的觀點,由式(VI)表示的含羥基的氧雜環丁烷化合物的具體例較佳為包括(3-甲基氧雜環丁烷-3-基)甲醇、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲醇、2-羥基甲基氧雜環丁烷,或上述化合物的組合。
由式(IV)表示的化合物的市售商品,例如TMSOX或TESOX(以上,由東亞合成公司製造)。由式(IV)表示的化合物的縮合物的市售商品,例如OX-SQ(Mw=2500)、OX-SQ-H或OX-SQ-SI20(由東亞合成公司製造)。第二含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2)的市售商品,例如OXT-191(由東亞合成公司製造,Mw=1589)。上述市售商品可單獨使用或組合多種來使用。
本發明的矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)可藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的重量平均分子量為200以上、4000以下;較佳為250以上、3500以下;更佳為300以上、3000以下。當使用之矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)的重量平均分子量介於200以上、4000以下時,則熱溶劑膜厚變化率較佳。
基於該鹼可溶性樹脂(C)的使用量為100重量份,該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)的使用量可為10重量份至100重量份,較佳為15重量份至80重量份,且更佳為20重量份至60重量份。當未使用該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G),則熱溶劑膜厚變化率不佳。
於本發明之較佳具體例中,該彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物還包括添加劑(H),例如:填充劑、鹼可溶性樹脂(C)以外的高分子化合物、密著促進劑、抗氧化劑、紫外線吸收劑、防凝集劑等,以提供該由藍色感光性樹脂組成物製得的藍色濾光片片段的物性及化性需求。
該添加劑(H)可單獨或混合使用,且該添加劑(H)包含但不限於玻璃、鋁等填充劑;聚乙烯醇、聚乙二醇單烷基醚、聚氟丙烯
酸烷酯等鹼可溶性樹脂(C)以外的高分子化合物;乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)矽烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、氮-(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-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷等密著促進劑;2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚等抗氧化劑;2-(3-第三丁基-5-甲基-2-羥基苯基)-5-氯苯基疊氮、烷氧基苯酮等紫外線吸收劑;及聚丙烯酸鈉等防凝集劑。
本發明亦提供一種彩色濾光片之製造方法,其係使用前述之彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物形成一畫素層。
本發明又提供一種彩色濾光片,其係由前述之方法所製得。
較佳地,該彩色濾光片包含有畫素層,且該畫素層係使用前述彩色濾光片用感光性樹脂組成物所形成。
本發明之彩色濾光片之形成方法,主要係藉由迴轉塗佈、流延塗佈、噴墨塗佈(ink-jet)或輥式塗佈等塗佈方式,將混合成溶液狀態之前述彩色濾光片用感光性組成物塗佈在基板上。塗佈後,先以減壓乾燥之方式,去除大部分之溶劑,再以預烤(pre-bake)方式將溶劑去除而形成一預烤塗膜。其中,減壓乾燥及預烤之條件,依各成份之種類,配合比率而異,通常,減壓乾燥乃是在0至200mmHg之壓力下進行1秒鐘至60秒鐘,而預烤乃是在70至110℃溫度下進行1分鐘至15分鐘。預烤後,該預烤塗膜於所指定之光罩(mask)下曝光,於23±2℃溫度下浸漬於顯影液15秒至5分鐘進行顯影,除去不要之部分而形成圖案。曝光使用之光線,以g線、h線、i線等之紫外線為佳,
而紫外線裝置可為(超)高壓水銀燈或金屬鹵素燈。
前述基板之具體例如:用於液晶顯示裝置等之無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及於此等玻璃上附著透明導電膜者;或用於固體攝影裝置等之光電變換裝置基板(如:矽基板)等等。此等基板一般係先形成隔離各畫素著色層之黑色矩陣(black matrix)。
再者,顯影液之具體例如: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,氫氧化四甲銨,氫氧化四乙銨,膽鹼,吡咯,呱啶,1,8-二氮雜二環-(5,4,0)-7-十一烯等鹼性化合物所構成之鹼性水溶液,其濃度一般為0.001至10重量%,較佳為0.005至5重量%,更佳為0.01至1重量%。
使用前述鹼性水溶液所構成之顯影液時,一般係於顯影後再以水洗淨,其次以壓縮空氣或壓縮氮氣將圖案風乾。
風乾後之具有光硬化塗膜層的基板,利用熱板或烘箱等加熱裝置,在溫度100至280℃下加熱1至15分鐘,將塗膜中的揮發性成分去除,並且使塗膜中未反應的乙烯性不飽和雙鍵進行熱硬化反應。使用各色(主要包括紅、綠、藍三色)之感光性樹脂組成物在預定的畫素上以同樣的步驟重複操作三次,即可得到紅、綠、藍三色之光硬化畫素著色層。
其次,在畫素著色層上,以220℃至250℃溫度於真空下形成ITO(氧化銦錫)蒸鍍膜,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,進而燒成之,即可作為液晶顯示器用之彩色濾光片。
本發明又一目的在於提供一種液晶顯示元件,該液晶顯示元件包含前述彩色濾光片。
本發明之液晶顯示元件,主要係藉由上述彩色濾光片形成方法所形成之彩色濾光片基板,以及設置有薄膜電晶體(TFT,Thin Film Transistor)之驅動基板所構成,其中,在2片基板間介入間隙(晶胞間隔,cell gap)作對向配置,2片基板的周圍部位用封止劑貼合,在基板表面以及封止劑所區分出的間隙內充填注入液晶,封住注入孔而構成液晶晶胞(cell)。然後,在液晶晶胞的外表面,亦即構成液晶晶胞的各個基板的其他側面上,貼合偏光板而製得液晶顯示元件。
茲以下列實例予以詳細說明本發明,唯並不意謂本發明僅侷限於此等實例所揭示之內容。
在一容積500毫升的三頸燒瓶中,加入0.7莫耳的二甲基二甲氧基矽烷(以下簡稱DMDMS)、0.23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)、0.02莫耳的3-(三甲氧基矽基)丙基戊二酸酐(以下簡稱TMSG)及200克之丙二醇單乙醚(以下簡稱為PGEE),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克之草酸溶解於75克的水中)。接著,將燒瓶浸漬於30℃的油浴中,攪拌30分鐘後,將上述之反應溶液加熱至105℃,持續攪拌以進行聚縮合反應。反應6小時後,利用蒸餾方式去除溶液中之溶劑,即可得到第一鹼可溶性樹脂(C-1-1),藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的重量平均分子量為6050。
合成例C-1-2至C-1-6係使用與合成例C-1-1之第一鹼可溶性樹脂(C-1-1)的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例C-1-
2至C-1-6係改變聚矽氧烷聚合物中原料的種類與使用量及聚合條件,其配方及聚合條件分別如表1所示,此處不另贅述。
將100重量份的芴環氧化合物(型號ESF-300,新日鐵化學製;環氧當量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重量份的丙二醇甲醚醋酸酯連續添加至500mL的四口燒瓶中,且入料速度控制在25重量份/分鐘,將溫度維持在100℃至110℃的範圍內,反應15小時後,即可獲得固體成分濃度為50wt%之淡黃色透明混合液。
接著,將100重量份的上述混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,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,即可獲得酸價為98.0mgKOH/g,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的數目平均分子量為1623之第二鹼可溶性樹脂(C-2-1)。
將100重量份的芴環氧化合物(型號ESF-300,新日鐵化學製;環氧當量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重量份的丙二醇甲醚醋酸酯連續添加至500mL的四口燒瓶中,且入料速度控制在25重量份/分鐘,將溫度維持在100℃至110℃的範圍內,反應15小時後,即可獲得固體成分濃度為50wt%之淡黃色透明混合液。
接著,將100重量份的上述混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,同時添加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,即可獲得酸價為99.0mgKOH/g,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的數目平均分子量為2162之第二鹼可溶性樹脂(C-2-2)。
將400重量份的環氧化合物(型號NC-3000,日本化藥(株)製;環氧當量288)、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲氧基酚(methoxyphenol)、5重量份的三苯基膦及264重量份的丙二醇甲醚醋酸酯置於反應瓶中,將溫度維持在95℃,反應9小時後,即可獲得酸價為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(tetrahydrophthalic anhydride),在95℃下反應4小時,即可獲得酸價為102mgKOH/g,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的數目平均分子量為2589之第二鹼可溶性樹脂(C-2-3)。
將100重量份的芴環氧化合物(型號ESF-300,新日鐵化學製;環氧當量231)、96重量份的2-甲基丙烯醯氧乙基丁二酸、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重量份的丙二醇甲醚醋酸酯連續添加至500mL的四口燒瓶中,且入料速度控制在25重量份/分鐘,將溫度維持在100℃至110℃的範圍內,反應18小時後,即可獲得固體成分濃度為50wt%之淡黃色透明混合液。
接著,將100重量份的上述混合液溶於25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,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,即可獲得酸價為90.0mgKOH/g,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的數目平均分子量為3101之第二鹼可溶性樹脂(C-2-4)。
在80克的二丙酮醇(Diacetone alcohol,DAA)中,加入27.84克(100毫莫耳)的TMSOX(由東亞合成公司製造)及0.54克(30.0毫
莫耳)的水,並於室溫下攪拌一陣子之後,在60℃下攪拌2小時。之後,升溫至160℃,一邊使二丙酮醇與甲醇共沸,一邊反應6小時。即可獲得以二丙酮醇稀釋的固體含量濃度為20重量%、以下述式(a)表示的含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1-1),藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的重量平均分子量為808。。
在400克的二丙酮醇中,加入89.41克(0.1莫耳)的Methyl silicate 53A(由式(b)表示的化合物,其中m為7或8,由Colcoat公司製造)及209.9克(1.8莫耳)的(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲醇,並於室溫下攪拌一陣子之後,在60℃下攪拌2小時。之後,升溫至160℃,一邊使二丙酮醇與甲醇共沸,一邊反應6小時。即可獲得以二丙酮醇稀釋的固體含量濃度為20重量%、以下述式(c)表示的含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2-1)。在式(c)中,m為8,藉由凝膠滲透層析儀(GPC)測定且聚苯乙烯換算的重量平均分子量為2406。
使用前述合成例所得之第一鹼可溶性樹脂(C-1-1)100重量份、表2所示之有機顏料(A-1-1)50重量份、染料(B-1)10重量份、二季戊四醇六丙烯酸酯(東亞合成製造)(以下簡稱D-1)30重量份、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-嗎啉代-1-丙酮(以下簡稱E-1)5重量份、2,2'-雙(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑(以下簡稱E-2)3重量份、4,4'-雙(二乙胺)二苯甲酮(以下簡稱E-3)2重量份、含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1-1)10重量份、3-硫醇基丙基三甲氧基矽烷(以下簡稱H-1)0.1重量份,加入有機溶劑3-乙氧基丙酸乙酯(以下簡稱F-1)500重量份後,以搖動式攪拌器,加以溶解混合,即可調製而得彩色濾光片用感光性樹脂組成物,該彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物以下述之各測定評價方式進行評價,所得結果如表2所示。
實施例2至10及比較例1至10係使用與實施例1彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物製作方法相同之操作方法,不同之處在於實施例2至10及比較例1至10係改變彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物中原料的種類及使用量,其配方及下列之評價結果如表2及表3所示。
評價方式:
(a)耐顯影性:
將溶液態之彩色濾光片用感光性樹脂組成物以旋轉塗佈的方式塗佈在尺寸為100mm×100mm的玻璃基板上,並於約100mmHg的壓力下進行減壓乾燥約30秒鐘。然後,於溫度80℃下預烤2分鐘,藉以形成膜厚2.5μm的預烤塗膜。接著,以色度計(大塚電子公司製造,型號為MCPD)測定其色度(L*,a*,b*)。
之後,以紫外光曝光機(Canon製造,型號為PLA-501F)照射上述之預烤塗膜,其中紫外光曝光機的光強度設定為100mJ/cm2。然後,將預烤塗膜浸漬於23℃的顯影液1分鐘。以純水洗淨後,再次測定其色度,利用下式(VII)計算色度變化(△Eab*),並根據下述基準進行評價,其中,所得到的色度變化(△Eab*)越小,表示耐顯影性越好:△Eab*=[(△L)2+(△a)2+(△b)2]½ 式(VII)
◎:△Eab*<2。
○:2≦△Eab*<4。
△:4≦△Eab*<6。
×:6≦△Eab*。
(b)表面粗糙度
將上述評價方式(a)的膜厚為2.5微米的預烤塗膜,以紫外光(曝光機Canon PLA-501F)100mJ/cm2的光量照射該預烤塗膜後,再浸漬於23℃的顯影液1分鐘,以純水洗淨,再以235℃烘烤30分鐘,即可在玻璃基板上形成膜厚2.0μm的畫素著色層,使用AFM(Dimension3100、Veeco Instruments社製)測定表面粗糙度。測定面積為10μm2;
下述為表面粗糙度之評價基準:◎:表面粗糙度<6nm;○:6nm≦表面粗糙度<8nm;△:8nm≦表面粗糙度<10nm;×:10nm≦表面粗糙度。
(c)熱溶劑膜厚變化率:
將上述評價方式(a)的膜厚為2.5微米的預烤塗膜,以60mJ/cm2能量的紫外光分別照射該等預烤塗膜,然後將預烤塗膜浸漬於23℃的顯影液1分鐘。以清水清洗後,接著進行後烤,後烤溫度為230℃,將後烤完之薄膜浸泡於60℃之丙二醇甲醚醋酸酯溶劑中6分鐘,依如下公式計算膜厚變化率:膜厚變化率=〔|(浸泡後膜厚-浸泡前膜厚)|/浸泡前膜厚〕×100%
較佳的膜厚的變化率範圍為小於1%為佳;◎:膜厚變化率<1%;○:1%≦膜厚變化率<3%;△:3%≦膜厚變化率<5%;×:5%≦膜厚變化率。
上述實施例僅為說明本發明之原理及其功效,而非限制本發明。習於此技術之人士對上述實施例所做之修改及變化仍不違背本發明之精神。本發明之權利範圍應如後述之申請專利範圍所列。
Claims (11)
- 一種彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其包含:有機顏料(A);染料(B);鹼可溶性樹脂(C);含乙烯性不飽和基的化合物(D);光起始劑(E);有機溶劑(F);及含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G);其中:該鹼可溶性樹脂(C)包含第一鹼可溶性樹脂(C-1),該第一鹼可溶性樹脂(C-1)包含一具有酸酐基或環氧基之聚矽氧烷聚合物,且該聚矽氧烷聚合物係經一聚合用矽烷單體聚合而成,且該聚合用矽烷單體包含至少一具有式(I)結構之矽烷單體:Si(R45)t(OR46)4-t 式(I)t為1至3之整數,且當t表示2或3時,複數個R45各自為相同或不同;且當4-t表示2或3時,複數個R46各自為相同或不同;至少一個R45表示經酸酐基取代之C1至C10之烷基、經環氧基取代之C1至C10的烷基或經環氧基取代的烷氧基,且其餘R45表示氫、C1至C10的烷基、C2至C10的烯基或C6至C15的芳香基;及R46表示氫、C1至C6的烷基、C1至C6的醯基或C6至C15的芳香基;該第一鹼可溶性樹脂(C-1)之重量平均分子量介於6000至18000;及該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)之重量平均分子量介於200至4000。
- 根據請求項1之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,該染料(B)包含具有式(III)結構之紅色染料:
- 根據請求項1之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其中,基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量為100重量份,該第一鹼可溶性樹脂(C-1)之使用量範圍為3重量份至100重量份。
- 根據請求項1之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其中,該鹼可溶性樹脂(C)進一步包含第二鹼可溶性樹脂(C-2),該第二鹼可溶性樹脂(C-2)係由一混合物進行聚合反應所製得,而該混合物含有一具有至少二個環氧基的環氧化合物(i),以及一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)。
- 根據請求項4之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其中該具有至少二個環氧基的環氧化合物(i)具有如下式(II-1)或下式(II-2)所示之結構:
- 根據請求項4之彩色濾光片用彩色感光性樹脂組成物,其中,基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量為100重量份,該第二鹼可溶性樹脂(C-2)之使用量範圍為0重量份至97重量份。
- 根據請求項1之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其中,該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)包括第一含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1)或第二含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2)或上述兩者的組合,該第一含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-1)為由式(IV)表示的化合物或其縮合物,Si(Y1)a(OY2)4-a 式(IV)式(IV)中,Y1及Y2各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環 烷基、C6至C10的芳基、C2至C7的烷基羰基或具有氧雜環丁基的有機基,其中Y1及Y2中的至少一者為具有氧雜環丁基的有機基;a表示選自0至3的整數;該第二含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G-2)是由式(V)表示的化合物經加熱縮合反應,再與由式(VI)表示的含羥基的氧雜環丁烷化合物進行酯交換反應而得;Si(Y3)b(OY4)4-b 式(V)式(V)中,Y3各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環烷基或C6至C10的芳基;Y4各自獨立表示C1至C8的烷基、C6至C10的環烷基、C6至C10的芳基或C2至C5的烷基羰基;b表示選自0至2的整數;
- 根據請求項1之彩色濾光片用感光性樹脂組成物,其中,基於該鹼可溶性樹脂(C)之使用量為100重量份,該有機顏料(A)之使用量範圍為50重量份至500重量份;該染料(B)之使用量範圍為10重量份至100重量份;該含乙烯性不飽和基的化合物(D)之使用量範圍為30重量份至300重量份;該光起始劑(E)之使用量範圍為10重量份至150重量份;該有機溶劑(F)之使用量範圍為介於500重量份至5000重量份;該含矽原子的氧雜環丁烷化合物(G)之使用量範圍為介於10重量份至100重量份。
- 一種彩色濾光片之製造方法,其係使用根據請求項1至8中任一項之彩色濾光片用感光性樹脂組成物形成一畫素層。
- 一種彩色濾光片,其係由根據請求項9之方法所製得。
- 一種液晶顯示裝置,其特徵在於包含根據請求項10之彩色濾光片。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103129753A TWI564657B (zh) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Photosensitive resin composition for color filter and its application |
CN201510506897.XA CN106200270A (zh) | 2014-08-28 | 2015-08-18 | 彩色滤光片用感光性树脂组合物及其应用 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW103129753A TWI564657B (zh) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Photosensitive resin composition for color filter and its application |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
TW201608334A TW201608334A (zh) | 2016-03-01 |
TWI564657B true TWI564657B (zh) | 2017-01-01 |
Family
ID=56084757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
TW103129753A TWI564657B (zh) | 2014-08-28 | 2014-08-28 | Photosensitive resin composition for color filter and its application |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN106200270A (zh) |
TW (1) | TWI564657B (zh) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201300467A (zh) * | 2011-04-28 | 2013-01-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料分散液,彩色濾光片用感光性樹脂組成物,彩色濾光片,液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 |
TW201307999A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-02-16 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料分散液,彩色濾光片用感光性樹脂組成物,彩色濾光片,液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 |
TW201324041A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-16 | Chi Mei Corp | 彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物及其應用 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TWI475320B (zh) * | 2009-02-13 | 2015-03-01 | Sumitomo Chemical Co | 著色感光性樹脂組成物及彩色濾光片 |
TWI428698B (zh) * | 2011-11-25 | 2014-03-01 | Chi Mei Corp | 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片及其液晶顯示元件 |
TWI487977B (zh) * | 2012-02-24 | 2015-06-11 | Chi Mei Corp | 彩色液晶顯示裝置 |
WO2013146183A1 (ja) * | 2012-03-26 | 2013-10-03 | 東レ株式会社 | 感光性黒色樹脂組成物及び樹脂ブラックマトリックス基板 |
-
2014
- 2014-08-28 TW TW103129753A patent/TWI564657B/zh not_active IP Right Cessation
-
2015
- 2015-08-18 CN CN201510506897.XA patent/CN106200270A/zh not_active Withdrawn
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW201300467A (zh) * | 2011-04-28 | 2013-01-01 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料分散液,彩色濾光片用感光性樹脂組成物,彩色濾光片,液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 |
TW201307999A (zh) * | 2011-06-30 | 2013-02-16 | Dainippon Printing Co Ltd | 染料分散液,彩色濾光片用感光性樹脂組成物,彩色濾光片,液晶顯示裝置及有機發光顯示裝置 |
TW201324041A (zh) * | 2011-12-05 | 2013-06-16 | Chi Mei Corp | 彩色濾光片用藍色感光性樹脂組成物及其應用 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN106200270A (zh) | 2016-12-07 |
TW201608334A (zh) | 2016-03-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TWI568763B (zh) | 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
TWI459051B (zh) | 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
TWI428698B (zh) | 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
JP6076955B2 (ja) | 感光性樹脂組成物、カラーフィルターおよびその製造方法、ならびに液晶表示装置 | |
TWI485516B (zh) | 黑色矩陣用感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI531860B (zh) | Photosensitive resin composition for color filter and its application | |
TWI554567B (zh) | Alkali soluble resin and its photosensitive resin composition and its application | |
TWI446111B (zh) | 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
TWI524140B (zh) | 黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI544278B (zh) | 感光性樹脂組成物及其應用 | |
TW201712430A (zh) | 黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI518459B (zh) | 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
TWI489208B (zh) | 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其液晶顯示元件 | |
US20150253464A1 (en) | Photosensitive resin composition and uses thereof | |
TWI536099B (zh) | 彩色濾光片用之感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI468861B (zh) | 感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI564657B (zh) | Photosensitive resin composition for color filter and its application | |
TWI483073B (zh) | 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其製造方法、液晶顯示裝置 | |
TWI559078B (zh) | 感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI557505B (zh) | 感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI537348B (zh) | Photosensitive resin composition for color filter and its application | |
TWI486708B (zh) | 感光性樹脂組成物、黑色矩陣、彩色濾光片以及液晶顯示元件 | |
TWI557510B (zh) | 感光性樹脂組成物及其應用 | |
TWI539235B (zh) | 感光性樹脂組成物、彩色濾光片及其製備方法、液晶顯示裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees |