TWI739989B - 感光性樹脂組成物、包括使用感光性樹脂組成物製造之黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物的彩色濾光片、以及包括彩色濾光片的顯示裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係關於一種感光性樹脂組成物，包括：(A)鹼溶性樹脂，包括由以下化學式1所表示之單體、(B)光可聚合化合物、(C)光起始劑、(D)由以下化學式2所表示之矽烷耦合劑(coupling agent)、以及(E)溶劑；一種彩色濾光片，包括黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物；以及一種包括該彩色濾光片的顯示裝置。

Description

感光性樹脂組成物、包括使用感光性樹脂組成物製造之黑色 矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物的彩色濾光片、以及包括彩色濾光片的顯 示裝置

本發明係關於一種感光性樹脂組成物、包括使用該感光性樹脂組成物製造之黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物的彩色濾光片以及包括該彩色濾光片的顯示裝置。

感光性樹脂為典型的官能化聚合物材料，已經在各種精密電子及資訊工業產品之生產中投入實際使用，並且目前大量應用於高科技工業中，特別用於生產半導體及顯示器。通常，感光性樹脂為聚合物化合物，透過光輻照在短時間內分子結構發生化學變化，從而引起例如在特定溶劑中的溶解性、著色、固化等物理性質變化。當使用感光性樹脂時，高精度加工成為可能，與熱反應加工相比，能量及原材料消耗可顯著減少，並且可在小的安裝空間中執行快速而準確的加工，因此此種樹脂被廣泛用於各種精密電子及資訊工業領域，例如高級印刷、半導體製造、顯示器製造、 光可固化表面塗層材料等領域。

具體地，在顯示器領域中，使用感光性樹脂組成物來形成各種光固化圖案，例如光阻、絕緣膜、保護膜、彩色濾光片、黑色矩陣、柱間隔物等。具體而言，在藉由使用光刻製程選擇性曝光並顯影感光性樹脂組成物而形成期望的光固化圖案期間，為了提高加工產率及應用目標之性質，需要一種具有高感光度及優異顯影性與黏附性的感光性樹脂組成物。

作為感光性樹脂組成物，主要使用含有黏結劑樹脂、光可聚合化合物及光起始劑的組成物。另外，在形成黑色矩陣時，使用包含黑色顏料(pigment)的感光性樹脂組成物，且此種感光性組成物包括在其側面具有羧基的丙烯酸樹脂作為表現出優異的耐光性及低顏色變化的樹脂。

除非由此種感光性樹脂組成物形成的圖案與基板的黏附良好，否則在隨後的加工期間可能發生圖案剝離等問題，在批量生產時不合期望地降低產品產率。因此，為了增強黏附性，已經提出了加入各種矽烷耦合劑的感光性樹脂組成物。

然而，包括韓國專利申請公開案第10-2008-0046560號的常規技術存在問題，因為在固化過程中矽烷耦合劑損失，以致於即使當大量添加矽烷耦合劑時，所需的黏附亦沒有實現。

[引用之文獻] [專利文獻]

(專利文件1)韓國專利申請公開案第10-2008-0046560號

因此，本發明著眼於相關技術中遇到的問題，且本發明旨在 提供一種感光性樹脂組成物，該感光性樹脂組成物能夠促進環氧樹脂熱固化反應並增強黏附性，從而提高耐溶劑性、顯影性及圖案階差邊限(level-difference margin)。

另外，本發明旨在提供一種感光性樹脂組成物，該感光性樹脂組成物便於形成階差及圖案，從而表現出高加工性。

另外，本發明旨在提供一種彩色濾光片以及包括該彩色濾光片的顯示裝置，該彩色濾光片包括使用該感光性樹脂組成物製造的黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物。

因此，本發明提供一種感光性樹脂組成物，該感光性樹脂組成物包含：(A)鹼溶性樹脂，包括由以下化學式1所表示之單體；(B)光可聚合化合物；(C)光起始劑；(D)由以下化學式2所表示之矽烷耦合劑；以及(E)溶劑。

在化學式1中，R₁為氫、或者含或不含雜原子的C1至C20烷基或環烷基；R₂為單鍵、或者含或不含雜原子的C1至C20伸烷基或伸環烷基；且R₁與R₂可獨立地經羥基取代。

在化學式2中，n為1至8之整數，X為酸酐，Y為-CH₂-或氧原子，且R為甲基或乙基。

另外，本發明提供一種彩色濾光片，該彩色濾光片包括使用該感光性樹脂組成物製造的黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物。

另外，本發明提供一種包括該彩色濾光片的顯示裝置。

根據本發明，感光性樹脂組成物含有包括羧酸的烷氧基矽烷，因此促進環氧樹脂熱固化反應並增強黏附性，從而提高耐溶劑性、顯影性及圖案階差邊限。

另外，根據本發明，由於易於形成階差及圖案，該感光性樹脂組成物可表現出高加工性。

而且，根據本發明，使用該感光性樹脂組成物製造的彩色濾光片以及包括該彩色濾光片的顯示裝置可表現出高度精確的顏色再現性。

A‧‧‧柱間隔物之厚度

B‧‧‧黑色矩陣之厚度

C‧‧‧柱間隔物之臨界尺寸

第1圖顯示了黑色柱間隔物圖案。(A：柱間隔物之厚度；B：黑色矩陣之厚度；C：柱間隔物之臨界尺寸，CD)

在下文中，將詳細描述本發明。

本發明涉及一種感光性樹脂組成物，該感光性樹脂組成物包含：(A)鹼溶性樹脂，包括由以下化學式1所表示之單體；(B)光可聚合化合物；(C)光起始劑；(D)由以下化學式2所表示之矽烷耦合劑；以及(E)溶劑。

[化學式1]

在化學式1中，R₁為氫、或者含或不含雜原子的C1至C20烷基或環烷基；R₂為單鍵、或者含或不含雜原子的C1至C20伸烷基或伸環烷基；且R₁與R₂可獨立地經羥基取代。

在化學式2中，n為1至8之整數，X為酸酐，Y為-CH₂-或氧原子，且R為甲基或乙基。

下面詳細說明根據本發明的感光性樹脂組成物之組分。

(A)鹼溶性樹脂

在本發明中，鹼溶性樹脂(A)為在形成圖案時溶解於顯影過程中使用之鹼性顯影液中的組分。

在本發明中，鹼溶性樹脂(A)包括由以下化學式1所表示之單體，因此在耐溶劑性、黏附性及圖案階差邊限方面較佳。

在化學式1中，R₁為氫、或者含或不含雜原子的C1至C20烷基或環烷基； R₂為單鍵、或者含或不含雜原子的C1至C20伸烷基或伸環烷基；且R₁與R₂可獨立地經羥基取代。

以鹼性黏結劑樹脂之總重量計，由化學式1所表示之單體之量為40重量%至95重量%，且較佳為70重量%至90重量%。

在本發明中，除了包括化學式1之單體之外，對於其他組分，鹼溶性樹脂(A)並無特別限制。

具體而言，鹼溶性樹脂並無特別限制，只要它可溶解於本發明之溶劑中、在光或熱作用下具有反應性、且可溶於鹼性顯影液中即可，並且其具體實例可包括化學式1之單體與含羧基單體的共聚物，或化學式1之單體、含羧基單體與另外可共聚合單體的共聚物。

含羧基單體可包括例如不飽和羧酸，包括在其分子中具有至少一個羧基的不飽和一元羧酸、不飽和二元羧酸、不飽和三元羧酸等。該等化合物可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。此處，不飽和一元羧酸之實例可包括(甲基)丙烯酸、巴豆酸(crotonic acid)、α-氯丙烯酸、肉桂酸等。

如本文所用，(甲基)丙烯酸表示選自由丙烯酸及甲基丙烯酸組成的群組中的至少一者，且(甲基)丙烯醯基表示選自由丙烯醯基及甲基丙烯醯基組成的群組中的至少一者。不飽和二羧酸之實例可包括馬來酸(maleic acid)、富馬酸(fumaric acid)、伊康酸(itaconic acid)、檸康酸(citraconic acid)、中康酸(mesaconic acid)等。不飽和羧酸可為酸酐，其具體實例可包括馬來酸酐、伊康酸酐、檸康酸酐等。此外，不飽和羧酸可 為單(2-甲基丙烯醯氧基烷基)酯，例如琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯(mono(2-acryloyloxyethyl)succinate)、琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、鄰苯二甲酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙基)酯等。不飽和羧酸可為在其兩端具有二羧酸聚合物的單(甲基)丙烯酸酯，例如，ω-羧基聚己內酯單丙烯酸酯、ω-羧基聚己酸內酯單甲基丙烯酸酯等。

可與含羧基單體共聚合的其他單體之具體實例可包括芳族乙烯基化合物，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等；不飽和羧酸酯，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丙酯、丙烯酸異丙酯、甲基丙烯酸異丙酯、丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸異丁酯、甲基丙烯酸異丁酯、丙烯酸二級丁酯、甲基丙烯酸二級丁酯、丙烯酸三級丁酯、甲基丙烯酸三級丁酯、丙烯酸2-羥乙酯、甲基丙烯酸2-羥乙酯、丙烯酸2-羥丙酯、甲基丙烯酸2-羥丙酯、丙烯酸3-羥丙酯、甲基丙烯酸3-羥丙酯、丙烯酸2-羥丁酯、甲基丙烯酸2-羥丁酯、丙烯酸3-羥丁酯、甲基丙烯酸3-羥丁酯、丙烯酸4-羥丁酯、甲基丙烯酸4-羥丁酯、丙烯酸烯丙酯、甲基丙烯酸烯丙酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸環己酯、丙烯酸苯酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸2-甲氧基乙酯、甲基丙烯酸2-甲氧基乙酯、丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲基丙烯酸2-苯氧基乙酯、甲氧基二乙二醇丙烯酸酯、甲氧基二乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基三乙二醇丙烯酸酯、 甲氧基三乙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基丙二醇丙烯酸酯、甲氧基丙二醇甲基丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇丙烯酸酯、甲氧基二丙二醇甲基丙烯酸酯、丙烯酸異莰酯(isobornyl acrylate)、甲基丙烯酸異莰酯、丙烯酸二環戊二烯酯、甲基丙烯酸二環戊二烯酯、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甲基丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、甘油單丙烯酸酯、甘油單甲基丙烯酸酯等；不飽和羧酸胺基烷基酯，如丙烯酸2-胺基乙酯、甲基丙烯酸2-胺基乙酯、丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基乙酯、丙烯酸2-胺基丙酯、甲基丙烯酸2-胺基丙酯、丙烯酸2-二甲基胺基丙酯、甲基丙烯酸2-二甲基胺基丙酯、丙烯酸胺基丙酯、甲基丙烯酸3-胺基丙酯、丙烯酸3-二甲基胺基丙酯、甲基丙烯酸3-二甲基胺基丙酯等；羧酸乙烯酯，如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯、苯甲酸乙烯酯等；不飽和醚，如乙烯基甲基醚、乙烯基乙基醚等；含乙烯基之腈，如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、二氰亞乙烯(vinylidene cyanide)等；不飽和醯胺，如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、α-氯丙烯醯胺、N-2-羥乙基丙烯醯胺、N-2-羥乙基甲基丙烯醯胺等；不飽和醯亞胺，如馬來醯亞胺、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺等；脂族共軛二烯，如1,3-丁二烯、異戊二烯、氯丁二烯等；在聚合物分子鏈末端具有單丙烯醯基或單甲基丙烯醯基的大分子單體，如聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸正丁酯、聚甲基丙烯酸正丁酯及聚矽氧烷；具有C2至-C4環狀醚結構及烯屬不飽和鍵的單體；以及具有3,4-環氧三環[5.2.1.0^2,6]癸烷環的鹼溶性樹脂以及具有二環戊烯環(三環[5.2.1.0^2,6]-3-癸烯環)的單體，其可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

鹼溶性樹脂(A)之分子量並無特別限定，例如對於聚苯乙 烯標準物量測的重均分子量(以下稱為「重均分子量」)為3,000至100,000，較佳為3,000至50,000，且更佳為5,000至50,000。

鹼溶性樹脂(A)之量並無特別限制，並且以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，為5重量%至60重量%，並且較佳為20重量%至50重量%。當鹼溶性樹脂(A)之量落入上述範圍內時，在顯影液中的溶解度變得足夠，從而有利於圖案形成，並且在顯影時難以引起曝光部分之畫素部分的膜減少，因此可根據需要加工非畫素部分。

(B)光可聚合化合物

光可聚合化合物(B)可為在稍後將描述的光聚合起始劑作用下聚合的化合物，且可包括單官能單體、雙官能單體、其他多官能單體等。

在本發明中，可藉由混合兩種或更多種具有不同結構或官能基數目的光可聚合化合物來使用光可聚合化合物(B)，以改善用於形成顯示裝置之正面遮光層的感光性樹脂組成物之顯影性、感光度及黏附性並解決其表面問題，且其種類並無特別限制，只要其在本技術中常用即可。

單官能單體之具體實例可包括壬基苯基卡必醇丙烯酸酯(nonylphenylcarbitol acrylate)、丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、丙烯酸2-羥乙酯、N-乙烯基吡咯啶酮等。雙官能單體之具體實例可包括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、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A雙(丙烯醯氧基乙基)醚、3-甲基戊二醇二(甲基)丙烯酸酯等。其他多官能單體之具體實例可包括三羥甲基丙烷三(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、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯(pentaerythritol tri(meth)acrylate)、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。其中，較佳使用雙官能或更高的多官能單體。

當將本發明的感光性樹脂組成物用於柱間隔物、黑色矩陣或黑色柱間隔物時，可使用將在下面描述的包括有機黑色顏料、紫色顏料及藍色顏料的著色劑。

當使用此種著色劑時，使用具有4至12個官能基的化合物且較佳具有6至10個官能基的化合物作為光可聚合化合物。此處，官能基可為本技術中通常使用的(甲基)丙烯酸酯基團。

具有6至10個官能基的光可聚合化合物之具體實例可包括二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、三新戊四醇八(甲基)丙烯酸酯及四新戊四醇七(甲基)丙烯酸酯，且較佳使用以下化學式3的八官能光可聚合化合物，或者以下化學式4的十官能光可聚合化合物。

[化學式4]

以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，光可聚合化合物之量為1重量%至50重量%，且較佳為5重量%至40重量%。

上述量範圍係考量到實現最終獲得的圖案(如陣列平坦化膜圖案、保護膜圖案、絕緣膜圖案、光阻圖案、彩色濾光片圖案、黑色矩陣圖案、柱間隔物圖案及黑色柱間隔物)的令人滿意之強度及平滑度的傾向來確定。若其量低於上述下限，則可能導致強度及光滑度不足。另一方面，若其量超過上述上限，則由於強度過高，不易圖案化。因此，此成分在上述量範圍內適當使用。

(C)光起始劑

光起始劑為起始光可聚合化合物之聚合的化合物，且在本發明中並無特別限制，但可包括苯乙酮系化合物、二苯甲酮系化合物、三嗪系化合物、噻噸酮(thioxanthone)系化合物、肟(oxime)系化合物、苯偶姻(benzoin)系化合物、蒽醌(anthraquinone)系化合物及聯咪唑(biimidazole)系化合物，該等化合物可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

苯乙酮系化合物之實例可包括二乙氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、苄基二甲基縮酮、2-羥基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]-2-甲基丙-1-酮、1-羥基環己基苯酮、2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎福林基丙-1-酮(2-methyl-1-(4-methylthiophenyl)-2-morpholinopropan-1-one)、2-苄 基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎福林基苯基)丁-1-酮、2-羥基-2-甲基[4-(1-甲基乙烯基)苯基]丙-1-酮等。其中，較佳使用2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎福林基苯基)丁-1-酮。

二苯甲酮系化合物之實例可包括二苯甲酮、苯甲醯基苯甲酸酯、苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮，丙烯酸二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮等。

三嗪系化合物之實例可包括2,4,6-三氯-均-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-(對-甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-(對-甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-聯苯-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均-三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2-(4-甲氧基萘-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-均-三嗪、2,4-三氯甲基(向日葵基)-6-三嗪(2,4-trichloromethyl(piperonyl)-6-triazine)、2,4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。

噻噸酮系化合物之實例可包括2-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。

肟系化合物之實例可包括鄰乙氧基羰基-α-氧亞胺基-1-苯基丙-1-酮等，且其市售產品包括巴斯夫(BASF)公司製造的OXE01及OXE02。

苯偶姻系化合物之實例可包括苯偶姻甲醚、苯偶姻乙醚、苯偶姻異丙醚、苯偶姻異丁醚、苄基二甲基縮酮等。

蒽醌系化合物之實例可包括2-乙基蒽醌、八甲基蒽醌、1,2- 苯并蒽醌、2,3-二苯基蒽醌等。

聯咪唑系化合物之實例可包括2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2,3-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基聯咪唑、2,2'-雙(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四(烷氧基苯基)聯咪唑、2,2'-雙(2-二氯苯基)-4,4',5,5'-四(三烷氧基苯基)聯咪唑、以及其4,4',5,5'位置上之苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物。

以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，光起始劑之量為0.01重量%至10重量%，且較佳為0.01重量%至5重量%。上述量範圍係考量到光可聚合化合物之光聚合速率及最終塗膜之性質來確定。若其量低於上述下限，則由於聚合速率低，總加工時間可能增加。另一方面，若其量超過上述上限，則由於過度的交聯反應，塗膜之性質可能劣化。因此，此組分在上述量範圍內適當使用。

光起始劑可與光起始劑助劑組合使用。當光起始劑與光起始劑助劑二者一起使用時，包括光起始劑及光起始劑助劑的黑色感光性樹脂組成物係高度感光，因此，在使用此種樹脂組成物形成用於維持單元間隙的支撐間隔物時，生產率較佳地增加。

光起始劑助劑可用以增加聚合效率，且可包括胺系化合物、烷氧基蒽系化合物及噻噸酮系化合物。

胺系化合物之實例可包括三乙醇胺、甲基二乙醇胺、三異丙醇胺、4-二甲基胺基苯甲酸甲酯、4-二甲基胺基苯甲酸乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸異戊酯、苯甲酸2-二甲基胺基乙酯、4-二甲基胺基苯甲酸2-乙基己酯、N,N-二甲基對甲苯胺、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮(即米其勒酮 (Michler’s ketone))、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(乙基甲基胺基)二苯甲酮等。其中，較佳使用4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮。

烷氧基蒽系化合物之實例可包括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。

噻噸酮系化合物之實例可包括2-異丙基噻噸酮、4-異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二氯噻噸酮、1-氯-4-丙氧基噻噸酮等。

所用光起始劑助劑可直接製備或者可購買市售產品，例如「EAB-F」系列[保土穀化學工業股份有限公司(Hodogaya Chemical Co.Ltd.)製]。

對於1莫耳光起始劑來說，光起始劑助劑之量通常為10莫耳或更少，且較佳為0.01莫耳至5莫耳。當光起始劑助劑以上述量範圍使用時，聚合效率可能增加，因此可有望實現提高生產率的效果。

(D)由化學式2所表示之矽烷耦合劑

本發明的矽烷耦合劑為含有酸酐的矽烷耦合劑，如以下化學式2所示。當本發明的感光性樹脂組成物包括由以下化學式2所表示之矽烷耦合劑時，對玻璃基板之黏附性可增加，從而提高可靠性及耐久性，並且具有脂環族環氧基團的鹼溶性樹脂(A)之反應性可增加，因此透過熱加工促進交聯反應，從而提高耐溶劑性。

在化學式2中，n為1至8之整數，X為酸酐，Y為-CH₂-或氧原子，且R為甲基或乙基。

表示為X的酸酐較佳為琥珀酸酐，且更佳地矽烷耦合劑為由以下化學式5所表示之三乙氧基矽基丙基琥珀酸酐或由以下化學式6所表示之3-((3-(三乙氧基矽基)丙氧基)甲基)二氫呋喃-2,5-二酮(3-((3-(triethoxysilyl)propoxy)methyl)dihydrofuran-2,5-dione)。

就黏附性、顯影速度及耐溶劑性而言，以100重量份的包含由化學式1所表示之單體的鹼溶性樹脂(A)計，矽烷耦合劑之用量較佳為0.01重量份至5重量份。

以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，矽烷耦合劑之量為0.01重量%至5重量%，較佳為0.1重量%至4重量%，且更佳為0.2重量%至4重量%。

若矽烷耦合劑之量小於0.01重量%，則黏附性可能降低且因此可能發生圖案鼓起(lifting)。另一方面，若其量超過5重量%，則顯影速度可能增加且對基板的黏附性可能降低，不利地使耐溶劑性劣化。

(E)溶劑

作為溶劑，可使用任何溶劑，只要其能夠溶解或分散上述組成物即可，且在本發明中並無特別限制。考量到易於塗佈及乾燥，較佳使用沸點為100℃至200℃的有機溶劑。

溶劑之典型實例可包括烷二醇單烷基醚、烷二醇烷基醚乙酸酯、芳烴、酮、低級醇及高級醇、環酯等。其更具體的實例可包括烷二醇單烷基醚，例如乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單丙醚、乙二醇單丁醚等；二乙二醇二烷基醚，如二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二丙醚、二乙二醇二丁醚等；烷二醇烷基醚乙酸酯，如甲基賽珞蘇乙酸酯(methylcellosolve acetate)、乙基賽珞蘇乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、丙二醇單丙醚乙酸酯、乙酸甲氧基丁酯及乙酸甲氧基戊酯；芳烴，如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等；酮，如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、環己酮等；醇，如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、甘油等；酯，如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等；以及環酯，如γ-丁內酯等。

其中，較佳使用烷二醇烷基醚乙酸酯、酮及酯，如3-乙氧基丙酸乙酯或3-甲氧基丙酸甲酯，且更佳使用丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇單乙醚乙酸酯、環己酮、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯等。該等溶劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

以感光性樹脂組成物之總重量計，溶劑之量為60重量%至90重量%，且較佳為70重量%至85重量%。當溶劑之量落入上述範圍內時，組成物之分散穩定性及塗佈性可變好。

(F)著色劑

根據需要，本發明的感光性樹脂組成物可更包括著色劑，且著色劑可包括染料(dye)或顏料。

顏料之種類並無特別限制，可使用本技術通常有用的有機顏 料或無機顏料。

顏料包括用於印刷油墨、噴墨油墨等的各種顏料，且其具體實例可包括水溶性偶氮顏料、水不溶性偶氮顏料、酞菁(phthalocyanine)顏料、喹吖啶酮(quinacridone)顏料、異吲哚啉酮(isoindolinone)顏料、異吲哚啉顏料、苝顏料、苝酮顏料、二噁嗪(dioxazine)顏料、蒽醌顏料、二蒽醌基顏料、蒽嘧啶顏料、蒽嵌蒽醌顏料、陰丹士林(indanthrone)顏料、黃士酮(flavanthrone)顏料、皮蒽酮(pyranthrone)顏料、二酮吡咯并吡咯(diketopyrrolopyrrole)顏料等。無機顏料可包括金屬化合物如金屬氧化物或金屬錯合物，且具體而言可包括金屬如鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻等的氧化物，或複合金屬氧化物、碳黑等。

具體地，有機顏料及無機顏料可包括根據色指數(Color Index)(英國染整暨色彩師協會(Society of Dyers and Colourists)出版)分類為顏料的化合物，且其具體實例可包括但不限於以下色指數(C.I.)編號的顏料：C.I.顏料黃13、20、24、31、53、83、86、93、94、109、110、117、125、137、138、139、147、148、150、153、154、166、173、180及185；C.I.顏料橙13、31、36、38、40、42、43、51、55、59、61、64、65及71；C.I.顏料紅9、97、105、122、123、144、149、166、168、176、177、180、192、208、215、216、224、242、254、255及264；C.I.顏料紫14、19、23、29、32、33、36、37及38； C.I.顏料藍15(15：3、15：4、15：6等)、21、28、60、64及76；C.I.顏料綠7、10、15、25、36、47及58；C.I顏料褐28；C.I顏料黑1及7，等等。

如上所列的該等顏料可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

另外，可使用碳黑、有機黑色顏料、鈦黑及包含紅色、藍色與綠色混合在一起的黑色顏料。

顏料可以其中顏料顆粒均勻分散的顏料分散溶液的形式使用。均勻分散顏料顆粒的製程可包括例如使用顏料分散劑等的分散處理製程，並且根據此製程，可獲得其中顏料均勻分散在溶液中的顏料分散溶液。

添加顏料分散劑以防止顏料聚集並保持其穩定性，且可使用本技術中常用的任何顏料分散劑而無限制。較佳使用丙烯酸酯系分散劑(以下稱為「丙烯酸分散劑(acryl dispersant)」)，包括甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯(DMAEMA)。丙烯酸分散劑之市售產品可包括DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070、DISPER BYK-2150、DISPER BYK LPN-6919等。該等丙烯酸分散劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

除了上述丙烯酸分散劑之外，顏料分散劑可包括另一種樹脂型顏料分散劑。

染料的使用並無特別限制，只要其可溶於有機溶劑即可，且較佳使用在有機溶劑中具有溶解性且可確保可靠性的染料，例如在鹼性顯 影液中的溶解性、耐熱性、耐溶劑性等。

染料可選自例如具有酸性官能基的酸性染料，如磺酸或羧酸、酸性染料之鹽及含氮化合物、酸性染料之磺醯胺及其衍生物，以及除此之外還可使用偶氮系酸性染料、二苯并哌喃系酸性染料及酞菁系酸性染料以及其衍生物。

染料之較佳實例包括根據色指數(英國染整暨色彩師協會出版)分類為染料的化合物或在染色注意事項(Dyeing Note，色染社股份有限公司(Shikisensha Co.Ltd.)出版)中公開的已知染料。

染料之具體實例可包括以下C.I.溶劑染料：黃色染料，例如C.I.溶劑黃4、14、15、16、21、23、24、38、56、62、63、68、79、82、93、94、98、99、151、162及163；紅色染料，例如C.I.溶劑紅8、45、49、89、111、122、125、130、132、146及179；橙色染料，例如C.I.溶劑橙2、7、11、15、26、41、45、56及62；藍色染料，例如C.I.溶劑藍5、35、36、37、44、45、59、67及70；紫色染料，例如C.I.溶劑紫8、9、13、14、36、37、47及49；綠色染料，例如C.I.溶劑綠1、3、4、5、7、28、29、32、33、34及35，等等。

該等染料可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

當本發明的感光性樹脂組成物用於柱間隔物、黑色矩陣或黑 色柱間隔物時，著色劑較佳包括有機黑色顏料、紫色顏料及藍色顏料。

有機黑色顏料包括選自內醯胺(lactam)黑、苯胺黑及苝黑組成之群組的至少一者，且更佳包括內醯胺黑。有機黑色顏料可係以100CF(巴斯夫公司製)為例。當包含有機黑色顏料時，可改善光密度且可獲得期望的介電常數及透光率。

紫色顏料用於降低400奈米至600奈米波長範圍內的透光率，從而提高光密度(O.D.)。由於使用紫色顏料可減少所需的有機黑色顏料之量，所以可提高著色感光性樹脂組成物之可靠性。紫色顏料之種類並無特別限制，且可包括選自C.I.顏料紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫31及C.I.顏料紫37組成之群組的至少一者。其中C.I.顏料紫29特別有用。

藍色顏料為不含中心金屬的化合物。當使用不含中心金屬的藍色顏料時，在加工期間與液晶接觸時不會發生問題，從而能夠實現裝置的有效操作。在本發明中，藍色顏料之種類並無特別限制，只要其不含中心金屬即可，且較佳使用選自C.I.顏料藍16、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍63及C.I.顏料藍66組成之群組的至少一者，且更佳使用C.I.顏料藍60。

更具體而言，著色劑由以1：0.1至3.75：0.25至5.0的重量比且較佳以1：0.3至1.2：0.67至2.5的重量比混合的有機黑色顏料、紫色顏料及藍色顏料組成。

當以上述重量比範圍包括有機黑色顏料時，可獲得具有優異的光密度及可靠性的著色感光性樹脂組成物。此外，以著色感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，有機黑色顏料之量為4重量%至20重量%，且 較佳為8重量%至15重量%。

當以上述重量比範圍包括紫色顏料時，可獲得具有優異光密度及可靠性的著色感光性樹脂組成物。此外，以著色感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，紫色顏料之量為2重量%至15重量%，且較佳為4重量%至10重量%。

當以上述重量比範圍包括藍色顏料時，可獲得具有優異的光密度的著色感光性樹脂組成物。此外，以著色感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，藍色顏料之量為5重量%至20重量%，且較佳為10重量%至20重量%。

而且，本發明之著色感光性樹脂組成物可更包括碳黑作為另外的著色劑。當著色感光性樹脂組成物更包括碳黑時，著色感光性樹脂組成物之有機黑色顏料、紫色顏料、藍色顏料及碳黑可係以1：0.1至3.75：0.25至5.0：0.15至2.5的重量比且較佳以1：0.3至1.2：0.67至2.5：0.27至0.88的重量比混合。此處，以著色感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，碳黑之含量為3重量%至10重量%，且較佳為4重量%至7重量%。

當以上述重量比範圍包括碳黑時，可獲得具有優異的光密度的著色感光性樹脂組成物。

在本發明中，以著色感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，著色劑之量為11重量%至55重量%，且較佳為25重量%至45重量%。當著色劑之量為11重量%至55重量%時，可獲得良好的光密度。

著色劑較佳以其中顏料粒子均勻分散的顏料分散溶液的形式使用。均勻分散顏料粒子的製程可包括例如使用顏料分散劑(a1)等的 分散處理製程，並且根據此製程，可獲得其中顏料均勻分散於溶液中的顏料分散溶液。

(a1)顏料分散劑

添加顏料分散劑以防止顏料聚集並保持其穩定性，且顏料分散劑之具體實例可包括陽離子表面活性劑、陰離子表面活性劑、非離子表面活性劑、兩性表面活性劑、聚酯系表面活性劑及聚胺系表面活性劑等，該等表面活性劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

陽離子表面活性劑之具體實例可包括胺鹽，如十八烷胺鹽酸鹽(stearylamine hydrochloride)及月桂基三甲基氯化銨(lauryltrimethyl ammonium chloride)以及四級銨鹽。

陰離子表面活性劑之具體實例可包括高級醇硫酸酯鹽，如月桂醇硫酸酯鈉及油醇硫酸酯鈉(sodium oleyl alcohol sulfate ester)；烷基硫酸鹽，如月桂基硫酸鈉及月桂基硫酸銨；以及烷基芳基磺酸鹽，如十二烷基苯磺酸鈉及十二烷基萘磺酸鈉。

非離子表面活性劑之具體實例可包括聚氧乙烯烷基醚、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/氧丙烯嵌段共聚物、去水山梨醇脂肪酸酯(sorbitan fatty acid ester)、聚氧乙烯去水山梨醇脂肪酸酯、聚氧乙烯山梨醇脂肪酸酯、甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯脂肪酸酯及聚氧乙烯烷基胺。

其他的其實例可包括聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、聚乙二醇二酯、去水山梨醇脂肪酸酯、脂肪酸改質聚酯、三級胺改質聚胺甲酸酯及聚乙烯亞胺。

此外，顏料分散劑較佳包括包含甲基丙烯酸丁酯(BMA)或甲基丙烯酸N,N-二甲基胺基乙酯(DMAEMA)的丙烯酸酯系分散劑(以下稱為「丙烯酸酯系分散劑」)。丙烯酸酯系分散劑較佳包括透過活性控制(living control)製程製備的彼等，且其市售產品可包括DISPER BYK-2000、DISPER BYK-2001、DISPER BYK-2070及DISPER BYK-2150。該等丙烯酸酯系分散劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

除了丙烯酸酯系分散劑之外，顏料分散劑可包括另一種樹脂型顏料分散劑。另一種樹脂型顏料分散劑可包括已知的樹脂型顏料分散劑，特別是油性分散劑，例如聚羧酸酯如聚胺甲酸酯或聚丙烯酸酯、不飽和聚醯胺、聚羧酸、聚羧酸之(部分)胺鹽、聚羧酸之銨鹽、聚羧酸之烷基胺鹽、聚矽氧烷、長鏈聚胺基醯胺磷酸酯、含羥基的聚羧酸酯及其改質產物、或其透過具有游離羧基之聚酯與聚(低級伸烷基亞胺)的反應而形成的醯胺或鹽；水溶性樹脂或水溶性聚合物化合物如(甲基)丙烯酸-苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸-(甲基)丙烯酸酯共聚物、苯乙烯-馬來酸共聚物、聚乙烯醇或聚乙烯吡咯啶酮等；聚酯；改質聚丙烯酸酯；環氧乙烷/環氧丙烷之加成物；及磷酸酯。

其他樹脂型顏料分散劑之市售產品可包括陽離子樹脂分散劑，例如可從畢克化學公司(BYK Chemie)獲得的以下商標名稱：DISPER BYK-160、DISPER BYK-161、DISPER BYK-162、DISPER BYK-163、DISPER BYK-164、DISPER BYK-166、DISPER BYK-171、DISPER BYK-182、DISPER BYK-184；可從巴斯夫公司獲得的以下商標名稱：EFKA-44、EFKA-46、EFKA-47、EFKA-48、EFKA-4010、EFKA-4050、EFKA-4055、EFKA-4020、 EFKA-4015、EFKA-4060、EFKA-4300、EFKA-4330、EFKA-4400、EFKA-4406、EFKA-4510、EFKA-4800；可從路博潤公司(Lubrizol)獲得的以下商標名稱：SOLSPERS-24000、SOLSPERS-32550、NBZ-4204/10；可從日本川研精細化工公司(Kawaken Fine Chemicals)獲得的以下商標名稱：HINOACT T-6000、HINOACT T-7000、HINOACT T-8000；可從味之素公司(Ajinomoto)獲得的以下商標名稱：AJISPUR PB-821、AJISPUR PB-822、AJISPUR PB-823；以及可從共榮社化學公司(Kyoeisha Chemical)獲得的以下商標名稱：FLORENE DOPA-17HF、FLORENE DOPA-15BHF、FLORENE DOPA-33、FLORENE DOPA-44等。

除了丙烯酸酯系分散劑之外，該等其他樹脂型顏料分散劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用，且可與丙烯酸酯系分散劑一起使用。

以1重量份的著色劑計，顏料分散劑之量為1重量份或以下但超過0重量份，且較佳為0.05重量份至0.5重量份。當顏料分散劑之量為1重量份或以下但超過0重量份時，可獲得均勻分散的顏料。

(G)添加劑

除了上述組分之外，根據本領域技藝人士之需要，本發明之感光性樹脂組成物可在不妨礙本發明目的之範圍內包括添加劑。

具體而言，添加劑可包括選自另外的聚合物化合物、熱起始劑、固化劑、表面活性劑、黏附促進劑、抗氧化劑、紫外吸收劑及內聚抑制劑組成之群組的至少一者。在本發明中，較佳包括熱起始劑作為添加劑。

另外的聚合物化合物之具體實例可包括可固化樹脂如環氧 樹脂及馬來醯亞胺樹脂，以及熱塑性樹脂如聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇單烷基醚、聚丙烯酸氟烷基酯、聚酯及聚胺甲酸酯。

熱起始劑之作用為藉由利用熱引起固化反應來使起始效率最大化。熱起始劑可為過氧化物系化合物，且熱起始劑使得塗膜在低溫下的物理性質改善。

具體而言，熱起始劑之種類並無特別限制，但可包括選自以下群組的至少一者：過氧化新癸酸四甲基丁酯(例如Perocta ND，恩歐富公司(NOF)製)、雙(4-丁基環己基)過氧化二碳酸酯(例如Peroyl TCP，恩歐富公司製)、二(2-乙基己基)過氧化碳酸酯、過氧化新癸酸丁酯(例如Perbutyl ND，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二丙酯(例如Peroyl NPP，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二異丙酯(例如Peroyl IPP，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二乙氧基乙酯(例如Peroyl EEP，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二乙氧基己酯(例如Peroyl OEP，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸己酯(例如Perhexyl ND，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二甲氧基丁酯(例如Peroyl MBP，恩歐富公司製)、雙(3-甲氧基-3-甲氧基丁基)過氧化二碳酸酯(Peroyl SOP，恩歐富公司製)、過氧化二碳酸二丁酯、過氧化二碳酸二鯨蠟酯(dicetyl peroxydicarbonate)、過氧化二碳酸二肉豆蔻酯(dimyristyl peroxydicarbonate)、過氧化新戊酸1,1,3,3-四甲基丁酯、過氧新戊酸己酯(例如Perhexyl PV，恩歐富公司製)、過氧化新戊酸丁酯(例如Perbutyl，恩歐富公司製)、過氧化三甲基己醯(例如Peroyl 355，恩歐富公司製)、過氧化新癸酸二甲基羥丁酯(例如Luperox 610M75，阿托菲納公司(Atofina)製)、過氧化新癸酸戊酯(例如Luperox 546M75，阿托菲納公司製)、過氧化新癸 酸丁酯(例Luperox 10M75，阿托菲納公司製)、過氧新庚酸三級丁酯、過氧新戊酸戊酯(例如Luperox 546M75，阿托菲納公司製)、過氧化新戊酸三級丁酯、過氧化-2-乙基己酸三級戊酯、過氧化月桂(lauryl peroxide)、過氧化二月桂醯、過氧化二癸醯、過氧化苯甲醯、過氧化二苯甲醯、2,2-雙(三級丁基過氧)丁烷、1,1-雙(三級丁基過氧)環己烷、2,5-雙(三級丁基過氧)-2,5-二甲基己烷、2,5-雙(三級丁基過氧)-1-甲基乙基苯、1,1-雙(三級丁基過氧)-3,3,5-三甲基環己烷、三級丁基過氧化氫、三級丁基過氧化物、過氧化苯甲酸三級丁酯、過氧化三級丁基異丙基碳酸酯(tert-butyl peroxy isopropyl carbonate)、異丙苯過氧化氫(cumene hydroxyperoxide)、雙異苯丙基過氧化物(dicumyl peroxide)、過氧化月桂醯(lauroyl peroxide)、2,4-戊二酮過氧化物、過乙酸三級丁酯、過乙酸及過硫酸鉀。

以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，熱起始劑之量為1重量%至10重量%，且較佳為1重量%至5重量%。在上述量範圍內，加工性及底切(undercut)變得更佳。

固化劑用於實現芯固化及高機械強度，且其具體實例可包括環氧化合物、多官能異氰酸酯化合物、三聚氰胺化合物及環氧丙烷(oxetane)化合物。

固化劑中環氧化合物之具體實例可包括雙酚A環氧樹脂、氫化雙酚A環氧樹脂、雙酚F環氧樹脂、氫化雙酚F環氧樹脂、酚醛環氧樹脂、其他芳族環氧樹脂、脂環族環氧樹脂、縮水甘油酯樹脂、縮水甘油胺樹脂、環氧樹脂之溴化物衍生物，且除環氧樹脂及其溴化物衍生物之外還包含脂族、脂環族或芳族環氧化合物、丁二烯(共)聚合物環氧化物、異戊二烯 (共)聚合物環氧化物、(甲基)丙烯酸甘油酯(共)聚合物、異氰酸三縮水甘油酯等。

固化劑中環氧丙烷化合物之具體實例可包括碳酸酯雙環氧丙烷、二甲苯雙環氧丙烷、己二酸雙環氧丙烷、對苯二甲酸雙環氧丙烷、環己烷二羧酸雙環氧丙烷等。

固化劑可與輔助固化化合物組合使用，使得環氧化合物之環氧基團或環氧丙烷化合物之環氧丙烷主鏈能夠進行開環聚合。輔助固化化合物之實例可包括多元羧酸、多元羧酸酐、酸產生劑等。多元羧酸酐可包括市售之環氧樹脂固化劑。環氧樹脂固化劑之具體實例可包括市售產品，如Adeka Hardener EH-700(艾迪科工業公司(ADEKA Industry)製)、Rikacid HH(新日本化學品公司(New Japan Chemicals)製)、MH-700(新日本化學品公司製)等。該等固化劑可單獨使用或以其二或更多者之組合使用。

為了進一步提高感光性樹脂組成物之成膜性，可使用表面活性劑，且表面活性劑較佳包括聚矽氧系表面活性劑或氟系表面活性劑。

聚矽氧系表面活性劑之市售產品可包括由道康寧東麗聚矽氧公司(Dow Corning Toray Silicones)製造的DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA及SH-8400，由通用電氣東芝聚矽氧公司(GE Toshiba Silicones)製造的TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460及TSF-4452，等等。氟系表面活性劑之市售產品可包括Megaface F-470、F-471、F-475、F-482、及F-489(大日本油墨化學工業公司(Dainippon Ink Chemical Industry)製)、BM-1000、BM-1100(畢克化學公司製)、Flourad FC-135/FC-170C/FC-430(住友3M公司製)等。該等表面活性劑可單獨使用或以其二或 更多者之組合使用。

助黏劑為用於增強可塗佈性及與基板的黏附性的添加劑，且可包括具有選自羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基及其混合物組成的群組的反應性取代基的矽烷耦合劑。矽烷耦合劑之具體實例可包括三甲氧基矽基苯甲酸、γ-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷等。

抗氧化劑之具體實例可包括2,2'-硫代雙(4-甲基-6-三級丁基苯酚)及2,6-二三級丁基-4-甲基苯酚。

紫外吸收劑之具體實例可包括2-(3-三級丁基-2-羥基-5-甲基苯基)-5-氯苯并三唑及烷氧基二苯甲酮。

內聚抑制劑之具體實例可包括聚丙烯酸鈉等。

以感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，添加劑之量為0.01重量%至10重量%，且較佳為0.05重量%至4重量%。

例如，將著色劑加入溶劑中，之後可加入其他組分及添加劑並攪拌。此處，著色劑可係以其中顏料預先溶解或分散在溶劑或鹼溶性樹脂中的研磨基料的形式加入。當添加劑為溶液形式時，可將其與著色劑一起預先加入到溶劑中。

光固化圖案可選自以下群組：陣列平坦化膜圖案、保護膜圖案、絕緣膜圖案、光阻圖案、彩色濾光片圖案、黑色矩陣圖案、柱間隔物圖案以及黑色柱間隔物。

感光性樹脂組成物較佳用於製造顯示裝置(較佳為液晶顯示 裝置)之黑色矩陣，或者用於維持其單元間隙的柱間隔物或黑色柱間隔物。

另外，本發明涉及一種黑色感光性樹脂組成物，其中，使用上述感光性樹脂組成物形成厚度3.0微米的固化膜時，在400奈米至600奈米的波長範圍中的透光率為0.1%或以下，在700奈米至750奈米的波長範圍中的透光率為10%或以下，以及在950奈米的波長下的透光率為15%或以上。

特別地，本發明之黑色感光性樹脂組成物較佳用於製造黑色柱間隔物(一體成型的黑色矩陣與柱間隔物(black matrix integrated spacer))，且黑色柱間隔物係以其中黑色矩陣與柱間隔物不是單獨形成的形式提供，而是以其中黑色矩陣與柱間隔物以單一圖案一體形成的形式提供。

另外，本發明涉及一種彩色濾光片，該彩色濾光片包括使用該黑色感光性樹脂組成物製造的黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物。

另外，本發明涉及一種包括該彩色濾光片的顯示裝置。

透過光刻法形成黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物的典型圖案化製程可包括：a)將黑色感光性樹脂組成物塗覆在基板上；b)透過預烘烤來乾燥溶劑；c)藉由將光罩放置在所獲得的膜上並在其上輻射活化光線來固化曝光部分；d)使用鹼性水溶液進行顯影過程以溶解未曝光部分；以及e)進行乾燥及後烘烤。

基板為玻璃基板或聚合物基板。玻璃基板較佳包括鈉鈣玻璃、含鋇或鍶的玻璃、鉛玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、硼矽酸鹽玻璃、鋇硼矽酸 鹽玻璃或石英。而且，聚合物基板可包括聚碳酸酯、丙烯酸類、聚對苯二甲酸乙二酯、聚醚硫醚(polyethersulfide)或聚碸(polysulfone)。

為了獲得期望的塗層厚度，可進行使用塗佈裝置例如輥塗機、旋塗機、狹縫旋塗機、狹縫塗佈機(或模塗機)或噴墨塗佈機的濕塗佈過程。

預烘烤過程透過使用烘箱、熱板等進行加熱來實施。此處，預烘烤時，加熱溫度及加熱時間可根據所使用的溶劑之類型適當地選擇，且可為例如80℃至150℃的溫度及1分鐘至30分鐘的時間。

在預烘烤過程之後，使用曝光機器經由光罩執行曝光處理，由此僅對應於圖案的部分被感光。此處，輻射的光之實例可包括可見光，紫外光、X射線及電磁射線。

在曝光過程之後，進行鹼性顯影以除去未被除去的未曝光部分的黑色感光性樹脂組成物，從而形成所需的圖案。適用於鹼性顯影的顯影液可包括例如鹼金屬或鹼土金屬碳酸鹽之水溶液。特別地，顯影過程係使用含有1重量%至3重量%碳酸鹽如碳酸鈉、碳酸鉀或碳酸鋰等的鹼性水溶液在10℃至50℃、且較佳20℃至40℃之溫度下借助於顯影機或超音波清潔裝置進行。

後烘烤過程透過在80℃至220℃及10分鐘至120分鐘的條件下熱處理來進行，以增加圖案化膜與基板的黏附。與預烘烤過程一樣，後烘烤過程使用烘箱、熱板等進行。

黑色矩陣之膜厚度較佳為0.2微米至20微米，更佳為0.5微米至10微米，且還更佳為0.8微米至5微米。

而且，柱間隔物及黑色柱間隔物之膜厚度較佳為0.1微米至8微米，更佳為0.1微米至6微米，且還更佳為0.1微米至4微米。

使用本發明之黑色感光性樹脂組成物製造的黑色矩陣、柱間隔物或黑色柱間隔物在諸如光密度、黏附性、電絕緣性及遮光性等性質上可為優異的，並且還可表現出高耐熱性及耐溶劑性，從而提升了液晶顯示裝置之可靠性。

經由以下實例可以獲得對本發明的更好的理解，該等實例是進行舉例說明，而不應被解釋為限制本發明之範圍。本發明之實例可在本發明之範圍內由本領域技藝人士適當地改變及修改。

製備例1：製備鹼性黏結劑樹脂(A)

<製備例1>

在內容積為1公升且裝備有攪拌器、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣注入管的可分離式燒瓶中，放入277克丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)並加熱至80℃，然後經5小時滴加藉由將301克包含3,4-環氧三環[5.2.1.0^2,6]癸烷-9-基丙烯酸酯及3,4-環氧三環[5.2.1.0^2,6]癸烷-8-基丙烯酸酯[50：50(莫耳比)]的混合物、49克甲基丙烯酸及23克偶氮雙二甲基戊腈溶解於350克乙酸甲氧基丁酯中而獲得的混合溶液，並將所得混合物老化3小時，由此得到共聚物溶液(固體濃度為35.0%)。所得共聚物具有69.8毫克KOH/克的酸值(乾)及9,300的重均分子量(Mw)。

<製備例2>

在裝備有攪拌器、溫度計、回流冷凝器、滴液漏斗及氮氣注入管的可分離式燒瓶中，加入58重量份甲基丙烯酸甲酯、28重量份丙烯酸、 兩倍於單體總量的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)、及5重量份2,2'-偶氮雙(2-甲基丁腈)(以單體總量(100重量份)計)，並均勻溶解。此後，將所得溶液在氮氣氣氛中於85℃攪拌2小時，並於100℃下反應1小時。向所得溶液中加入15重量份甲基丙烯酸縮水甘油酯(以單體總量(100重量份)計)、10重量份三乙胺(以甲基丙烯酸縮水甘油酯之量計)、1重量份氫醌(以甲基丙烯酸縮水甘油酯之量計)以及PGMEA，PGMEA之量為使所加入單體與甲基丙烯酸縮水甘油酯之合併重量等於35重量%所需的量，並將所得混合物在100℃下攪拌5小時，從而得到所需共聚物溶液(固體濃度為31.5%)。

所得共聚物具有11,000的重均分子量(Mw)及84毫克KOH/克的酸值(乾)。

實施例1至實施例5及比較例1至比較例4：製備感光性樹脂組成物

使用下表1中所示量的組分製備各自的感光性樹脂組成物。

(單位：克)註)黏結劑樹脂(B-1)：製備例1黏結劑樹脂(B-2)：製備例2光可聚合化合物(M1)：Viscoat # 802(八官能，大阪有機化學公司(Osaka Organic Chemical)製)光可聚合化合物(M2)：二新戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)(日本化藥公司(Nippon Kayaku)製)光起始劑(PI)：1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-乙酮-1-(O-乙醯肟)(Irgacure OXE-02：汽巴公司(Ciba)製)添加劑(D)：F554(DIC公司製)矽烷耦合劑(A-1)：X-12-967C(信越有機矽公司(Shin-Etsu Silicones)製)3-(三甲氧基矽基)丙基琥珀酸酐矽烷耦合劑(A-2)：KBM-403(信越有機矽公司製)3-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷矽烷耦合劑(A-3)：KBM-503(信越有機矽公司製)3-甲基丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷溶劑(S)：丙二醇單甲醚乙酸酯

實施例6至實施例17及比較例5至比較例8：製備黑色感光性樹脂組成物

使用油漆攪拌器將混合在一起的包含著色劑、鹼溶性樹脂、分散劑及溶劑的混合物在室溫下分散8小時。使用0.1毫米氧化鋯珠粒進行分散。分散結束後，進行過濾，從而得到著色分散溶液。

將著色分散溶液與鹼溶性樹脂、光可聚合化合物、光起始劑及溶劑混合，由此產生黑色感光性樹脂組成物。其量在下表2中示出。

除了著色劑以外的組分的詳細描述如同表1。

測試例1：基板製造及評估

(1)基板製造

用中性洗滌劑及水清洗5公分×5公分大小的玻璃基板(康寧 公司(Corning)製)，然後乾燥。將各實施例及比較例的感光性樹脂組成物透過旋塗塗佈在玻璃基板上，使最終膜厚為3.0微米，在80℃至120℃下進行預烘烤，乾燥1分鐘至2分鐘，由此除去溶劑。之後，以25毫焦/平方公分(mJ/cm²)至35毫焦/平方公分的曝光劑量透過曝光製程形成圖案，並使用鹼性水溶液除去未曝光部分。之後，在200℃至250℃下進行10分鐘至30分鐘的後烘烤，由此製造著色基板。

(2)顯影性及顯影速度

用中性洗滌劑及水清洗5公分×5公分大小的玻璃基板(康寧公司製，# 1737)，然後乾燥。將黑色感光性樹脂組成物透過旋塗塗佈在玻璃基板上，之後將玻璃基板放置在熱板上，然後在80℃至120℃下乾燥1分鐘至2分鐘，由此除去溶劑。將去除了溶劑的薄膜浸入20℃的pH為10.5的KOH顯影水溶液中，並觀察塗膜之顯影表現。量測完全顯影塗膜所需的時間，並基於量測的時間進行測試。結果顯示在下表3中。

(3)評估耐溶劑性

耐溶劑性以以下方式評估：在室溫下將塗膜(3公分×3公分)浸漬在18克NMP溶劑中60分鐘，萃取NMP溶劑，並使用島津公司(Shimadzu)製造的UV-2600在可見光波長範圍內量測NMP溶劑之吸光度。NMP溶劑之峰值吸光度示於下表3中。

(4)評估黏附性

將10毫米×10毫米區域的所製造片材分成100個正方形的圖案，然後將一片膠帶黏附到其上，隨後垂直地從其用力撕下，並計數未剝離的圖案正方形的數目(未剝離方塊數/100)，由此評估黏附性。

◎：無圖案缺陷

○：1至2個圖案缺陷

△：3至4個圖案缺陷

X：5至9個圖案缺陷

XX：10個或更多個圖案缺陷

從表3顯而易見，基於NMP溶劑之波長之量測結果，使用包括化學式2之矽烷耦合劑的實施例1至實施例17的組成物形成的塗膜表現出非常好的黏附性，幾乎不發生在NMP溶劑中的顏料或染料的滲出。相反，使用缺少化學式2之矽烷耦合劑的比較例1至比較例6及比較例8的組成物形成的塗膜表現出低黏附性並因此導致大量顏料或染料滲出。

總之，實施例1至實施例17的組成物由於化學式2之矽烷耦合劑與環氧樹脂的反應性而表現出高黏附性，並且由於耐溶劑性而具有高可靠性。

測試例2：量測黑色感光性樹脂組成物之性質

評估實施例6、實施例9、實施例10至實施例14及實施例17以及比較例7及比較例8的組成物之光學性質、可靠性及壓縮性質。

(1)量測光學性質

用中性洗滌劑及水清洗5公分×5公分尺寸的玻璃基板(康寧公司製)，然後乾燥。將實施例6、實施例9、實施例10至實施例14及實施例17以及比較例7及比較例8各自的黑色感光性樹脂組成物透過旋塗塗覆在玻璃基板上以獲得3.0(±0.2)微米的最終膜厚度，在80℃至120℃烘烤1分鐘至2分鐘，由此除去溶劑，從而形成預固化膜。

之後，以25毫焦/平方公分至35毫焦/平方公分的曝光劑量對所形成的膜進行曝光過程，從而形成圖案，並且使用鹼性水溶液除去未 曝光部分。接著，在200℃至250℃下進行10分鐘至30分鐘的後烘烤，從而製作著色基板。

使用紫外可見分光光度計(UV-2550；島津公司製)評估所形成固化膜之光學性質，且評估標準如下。結果顯示在下表4中。

<光學性質評估標準1：在400奈米至600奈米的波長範圍內>

○：良好，透光率為0.1%或以下

△：一般，透光率為0.3%或以下

X：差，透光率為0.5%或以上

<光學性質評估標準2：在700奈米至750奈米的波長範圍內>

○：良好，透光率為10%或以下

△：一般，透光率為12%或以下

X：差，透光率為14%或以上

<光學性質評估標準3：在950奈米的波長範圍內>

○：良好，透光率為15%或以上

△：一般，透光率為13%或以上

X：差，透光率小於13%

(2)量測可靠性

將透過上述(1)的方法形成的塗佈有固化膜的玻璃基板切割成3×3公分的大小，浸漬在NMP溶液中，然後在100℃下加熱60分鐘。之後，僅萃取NMP溶液，並使用紫外可見分光光度計量測指示NMP溶劑中滲出程度的吸光度。結果顯示在下表4中。

<可靠性評估標準>

○：良好，0.5或以下

△：一般，0.8或以下

X：差，1.0或以上

(3)量測彈性恢復率

除了形成柱間隔物圖案之外，以與上述(1)的方法相同的方式製造塗佈有固化膜的玻璃基板。使用SNU(SIS-2000，SNU公司製)在參照狀態下量測所製造基板之圖案厚度及高度。之後，使用奈米壓頭(HM500，費希爾公司(Fisher)製)施加壓力直到圖案變形1微米的位置。此處，使用扁平壓頭作為奈米壓頭以2毫牛頓/秒(mN/sec)的速率進行壓製。在1微米變形位置保持5秒鐘後，使用SNU(SIS-2000，SNU公司製)量測圖案之厚度及線寬，並基於圖案厚度在測試前後的變化來量測彈性恢復率(表示變形後的圖案厚度相對於變形前的圖案厚度的百分比)。

<彈性恢復率評估標準>

○：良好，97%或更大

△：一般，小於97%

X：差，小於95%

從表4顯而易見，實施例6、實施例9至實施例14及實施例17顯示出優異的透光率及彈性恢復率。而且，在實施例9中使用化學式2之矽烷耦合劑的情形下，即使當使用相對少量的光起始劑時，亦會產生優異的黏附性，且因此溶劑中顏料的滲出很難發生，顯示可靠性沒有問題。另一方面，在比較例7及比較8中，光學性質沒有顯著劣化，但是在不包括化學式1之鹼溶性樹脂或不包括化學式2之矽烷耦合劑的情形下，黏附性劣化，因此發生溶劑中的滲出，且導致可靠性及彈性恢復率差。

A‧‧‧柱間隔物之厚度

B‧‧‧黑色矩陣之厚度

C‧‧‧柱間隔物之臨界尺寸

Claims (18)

1. 一種感光性樹脂組成物，包含：(A)鹼溶性樹脂，包括由以下化學式1所表示之單體，(B)光可聚合化合物，(C)光起始劑，(D)由以下化學式2所表示之矽烷耦合劑(coupling agent)，以及(E)溶劑，其中以100重量份的包括化學式1所表示之單體的該鹼溶性樹脂(A)計，由化學式2所表示之該矽烷耦合劑(D)之用量為0.01重量份至5重量份：

   

   在化學式1中，R₁為氫、或者含或不含雜原子的C1至C20烷基或環烷基，R₂為單鍵、或者含或不含雜原子的C1至C20伸烷基或伸環烷基，且R₁與R₂獨立地經羥基取代；以及

   

   在化學式2中，n為1至8之整數，X為酸酐，Y為-CH₂-或氧原子，且R為甲基或乙基。
2. 如請求項1所述之感光性樹脂組成物，其中X為琥珀酸酐(succinic anhydride)。
3. 如請求項2所述之感光性樹脂組成物，其中該化學式2之化合物為以下化學式5或化學式6：

   

   
4. 如請求項1所述之感光性樹脂組成物，以該感光性樹脂組成物之固體含量之總重量計，包含5重量%至60重量%的包括化學式1所表示之單體的該鹼溶性樹脂(A)、1重量%至50重量%的該光可聚合化合物(B)、0.01重量%至10重量%的該光起始劑(C)、及0.01重量%至5重量%的由化學式2所表示之該矽烷耦合劑(D)，以及以該感光性樹脂組成物之總重量計，包含60重量%至90重量%的該溶劑(E)。
5. 如請求項1所述之感光性樹脂組成物，更包含著色劑(colorant)。
6. 如請求項5所述之感光性樹脂組成物，其中該著色劑包括有機黑色顏料(pigment)、紫色顏料及藍色顏料。
7. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該有機黑色顏料包括選自內醯胺(lactam)黑、苯胺黑及苝黑組成之群組的至少一者。
8. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該紫色顏料包括選自C.I.顏料 紫19、C.I.顏料紫23、C.I.顏料紫29、C.I.顏料紫31及C.I.顏料紫37組成之群組的至少一者。
9. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該藍色顏料不含中心金屬。
10. 如請求項9所述之感光性樹脂組成物，其中該藍色顏料包括選自C.I.顏料藍16、C.I.顏料藍60、C.I.顏料藍63及C.I.顏料藍66組成之群組的至少一者。
11. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該光可聚合化合物(B)為具有4至12個官能基的化合物。
12. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該著色劑中之該有機黑色顏料、該紫色顏料及該藍色顏料係以1：0.1至3.75：0.25至5.0的重量比混合。
13. 如請求項6所述之感光性樹脂組成物，其中該著色劑更包含碳黑。
14. 如請求項13所述之感光性樹脂組成物，其中該著色劑中之該有機黑色顏料、該紫色顏料、該藍色顏料及該碳黑係以1：0.1至3.75：0.25至5.0：0.15至2.5的重量比混合。
15. 一種光固化圖案，係由如請求項1至14中任一項所述之感光性樹脂組成物形成。
16. 如請求項15所述之光固化圖案，其中該光固化圖案係選自以下群組：陣列平坦化膜圖案、保護膜圖案、絕緣膜圖案、光阻圖案、彩色濾光片圖案、黑色矩陣圖案、柱間隔物圖案、及黑色柱間隔物。
17. 一種彩色濾光片，包括彩色濾光片圖案或黑色矩陣圖案作為如請求項16 所述之光固化圖案。
18. 一種影像顯示裝置，包含如請求項17所述之彩色濾光片。

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