TWI779259B - 樹脂組成物以及濾光元件 - Google Patents
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Abstract
本發明提供樹脂組成物以及濾光元件。樹脂組成物包括黑色著色劑(A)、乙烯性不飽和單體(B)、溶劑(C)、樹脂(D)以及光起始劑(E)。黑色著色劑(A)包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)。基於鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份。
Description
本發明是有關於一種樹脂組成物,且特別是有關於一種適用於濾光元件的樹脂組成物以及濾光元件。
隨著液晶顯示裝置技術蓬勃發展,為了改善液晶顯示裝置的節能效果,通常會降低液晶顯示裝置的驅動頻率。然而,目前使用的液晶顯示裝置於低頻操作會產生畫面閃爍(flicker)現象,而可能使傳統的電子快門(electronic shuttering)模式產生偽影像,進而使互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,CMOS)影像感測元件無法正常運作。
通常會在液晶顯示裝置中使用濾光元件,以改善畫面閃爍的問題。然而,目前使用的濾光元件具有解析度不佳或穿透率不佳等問題。舉例來說,目前的濾光元件的組成物會產生鈦黑的沉澱速度與其他黑色著色劑的沉澱速度不一的問題,進而影響使用所述濾光元件的裝置的效能。
有鑑於此,本發明提供一種可形成具有良好的解析度、顯影性、附著性、塗佈均勻性及光穿透率的樹脂組成物以及濾光元件。
本發明的一種樹脂組成物包括黑色著色劑(A)、乙烯性不飽和單體(B)、溶劑(C)、樹脂(D)以及光起始劑(E)。黑色著色劑(A)包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)。基於鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份。
在本發明的一實施例中,上述的樹脂組成物獲得的硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米的解析度小於2微米。
在本發明的一實施例中,上述的樹脂組成物獲得的硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米之間的可見光穿透率為5%至50%。
在本發明的一實施例中,上述的鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的粒徑小於100奈米。
在本發明的一實施例中,基於樹脂(D)的使用量為100重量份,黑色著色劑(A)的使用量為25重量份至430重量份,乙烯性不飽和單體(B)的使用量為78重量份至115重量份,溶劑(C)的使用量為965重量份至2550重量份,且光起始劑(E)的使用量為4重量份至12重量份。
在本發明的一實施例中,上述的乙烯性不飽和單體(B)包括選自由含丙烯醯氧基的化合物及含甲基丙烯醯氧基的化合物所組成的群組中的至少一種。
在本發明的一實施例中,上述的乙烯性不飽和單體(B)包括二季戊四醇六丙烯酸酯及多官能聚氨酯丙烯酸酯。
在本發明的一實施例中,上述的乙烯性不飽和單體(B)具有4~14個官能基,所述官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種。
在本發明的一實施例中,上述的溶劑(C)包括下述式(C-1)所示的化合物及下述式(C-2)所示的化合物中的至少一種,式(C-1),
式(C-1)中,R1
及R2
分別為烷基,m為1或2,式(C-2),
式(C-2)中,R3
及R4
分別為烷基,n為大於或等於1的整數。
在本發明的一實施例中,上述的樹脂(D)具有雙酚芴結構,且樹脂(D)的分子量為2000~20000。
在本發明的一實施例中,上述的光起始劑(E)包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2)。基於肟酯系光起始劑(E-1)與苯乙酮系光起始劑(E-2)的使用量總合為100重量份,肟酯系光起始劑(E-1)的使用量為50重量份至70重量份。
本發明的一種濾光元件是由上述的樹脂組成物所形成。
基於上述,本發明的樹脂組成物使用包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)的黑色著色劑(A),且基於鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份。藉此,當樹脂組成物用以形成濾光元件時,可使濾光元件具有良好的解析度、顯影性、附著性、塗佈均勻性及光穿透率。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂,下文特舉實施例作詳細說明如下。
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樹脂組成物
>
本發明提供一種樹脂組成物,包括黑色著色劑(A)、乙烯性不飽和單體(B)、溶劑(C)、樹脂(D)以及光起始劑(E)。另外,本發明的樹脂組成物視需要可更包括例如界面活性劑等添加劑(F)。以下,將對上述各種組分進行詳細說明。
在此說明的是,以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸,並以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。黑色著色劑( A )
黑色著色劑(A)包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)。然而,本發明不限於此,黑色著色劑(A)也可包括有機黑色顏料(例如內醯胺類有機黑、RGB黑、RVB黑等)、無機黑色顏料(例如苯胺黑、苝黑、花青黑、木質素黑等)、前述黑色顏料的組合或其他合適的黑色著色劑。
鈦黑(A-1)的粒徑及碳黑(A-2)的粒徑沒有特別限制,可依據需求選擇適當的粒徑大小,較佳為小於100奈米(nm)。
基於樹脂(D)的使用量為100重量份,黑色著色劑(A)的使用量為25重量份至430重量份。
基於鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份,較佳為50重量份至70重量份,更佳為50重量份至66重量份。
當樹脂組成物含有包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)的黑色著色劑(A),且鈦黑(A-1)的使用量落在上述範圍時,可使樹脂組成物形成的硬化膜具有良好的解析度、顯影性、附著性、塗佈均勻性及光穿透率,而可適用於濾光元件。同時,當鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的粒徑小於100奈米時,可使樹脂組成物所形成的硬化膜及濾光元件具有較佳的解析度。乙烯性不飽和單體( B )
在本實施例中,乙烯性不飽和單體(B)可包括選自由含丙烯醯氧基的化合物及含甲基丙烯醯氧基的化合物所組成的群組中的至少一種。在其他實施例中,乙烯性不飽和單體(B)可具有4~14個官能基,較佳可為6個、10個或10個以上之官能基,其中官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種,較佳為醯氧基及醯胺基中的至少一種。
舉例來說,乙烯性不飽和單體(B)可包括下述式(B-1)所示的化合物、二季戊四醇六丙烯酸酯(Dipentaerythritol Hexaacrylate,DPHA)、多官能聚氨酯丙烯酸酯(商品名稱:DPHA-40H,日本化藥株式會社(Nippon Kayaku Co., LTD)製造)、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)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、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇二(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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、酞酸二縮水甘油基酯二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚縮水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯與六亞甲基二異氰酸酯與2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯的反應物、N,N’-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺伸甲基醚、多元醇與N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺的縮合物、三丙烯酸基甲縮醛或其他合適的單體,較佳為包括二季戊四醇六丙烯酸酯及多官能聚氨酯丙烯酸酯(商品名稱:DPHA-40H,日本化藥株式會社(Nippon Kayaku Co., LTD)製造)。乙烯性不飽和單體(B)可單獨使用一種單體,也可以組合多種單體使用。
式(B-1)
式(B-1)中,Z1
及Z2
分別為具有伸醯氧基的二價基團,Y1
及Y2
分別為經羥基取代的烷基或類似官能基團,
u及w分別為1~3的整數,v及x分別為0~2的整數,u與v的和為3,w及x的和為3。
式(B-1)所示的化合物的較佳具體例可包括二季戊四醇六丙烯酸酯或二季戊四醇五丙烯酸酯等。
基於樹脂(D)的使用量為100重量份,乙烯性不飽和單體(B)的使用量為78重量份至115重量份,較佳為85重量份至104重量份,更佳為86重量份至100重量份。
當樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)具有4~14個官能基,其中官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種時,可使樹脂組成物所形成的硬化膜及濾光元件具有較佳的附著性及解析度。此外,當乙烯性不飽和單體(B)的使用量落在上述範圍時,可使樹脂組成物所形成的硬化膜及濾光元件具有較佳的附著性、解析度及顯影性。溶劑( C )
溶劑(C)沒有特別的限制,可依據需求選擇適當的溶劑。溶劑(C)可包括下述式(C-1)所示的化合物及下述式(C-2)所示的化合物中的至少一種。溶劑(C)可單獨使用一種,也可以組合多種使用。
式(C-1)中,R1
及R2
較佳為分別是碳數為1至5的烷基,更佳為分別是甲基。式(C-1)所示的化合物的較佳具體例包括丙二醇甲醚醋酸酯(Propylene glycol methyl ether acetate,PMA或PGMEA)或二丙二醇甲醚醋酸酯(Dipropylene Glycol Methyl Ether Acetate,DPMA或DPGMEA)等。式(C-1)所示的化合物可單獨使用一種化合物,也可以組合多種化合物使用。
式(C-2)中,R3
及R4
較佳為分別是碳數為1至6的烷基,更佳為分別是甲基,n較佳為1~2的整數。式(C-2)所示的化合物的較佳具體例包括PGMEA等。式(C-2)所示的化合物可單獨使用一種化合物,也可以組合多種化合物使用。
基於樹脂(D)的使用量為100重量份,溶劑(C)的使用量為965重量份至2550重量份,更佳為1000重量份至2500重量份。
當樹脂組成物中的溶劑(C)包括式(C-2)所示的化合物時,可改善樹脂組成物中的粒子的沉澱速度,而可使其形成的硬化膜及濾光元件具有良好的穩定性,進而可藉由例如減少色暈(mura)的問題來改善使用濾光元件的裝置的效能。樹脂( D )
在本實施例中,樹脂(D)可具有雙酚芴結構,且樹脂(D)的分子量為2000~20000,較佳為3000~7000,更佳為4500~5000。在其他實施例中,樹脂(D)可以是由下述式(D-1)所示的單體或其他合適的單體所構成。樹脂(D)可由單獨一種單體所構成,也可以由多種單體所構成。式(D-1),
式(D-1)中,R5
及R6
分別為含羰基的基團。
當樹脂組成物包括具有雙酚芴結構的樹脂(D),且樹脂(D)的分子量為2000~20000時,可使其製備的硬化膜及濾光元件具有較佳的附著性。當樹脂組成物包括由式(D-1)所示的單體構成的樹脂(D),且式(D-1)中R5
及R6
分別為含羰基的基團時,可使樹脂組成物所製備的硬化膜及濾光元件具有較佳的附著性、解析度及顯影性。光起始劑( E )
光起始劑(E)包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2)。然而,本發明不限於此,光起始劑(E)也可包括其他合適的光起始劑。
肟酯系光起始劑(E-1)沒有特別的限制,可依據需求選擇適當的肟酯系光起始劑。舉例來說,肟酯系光起始劑(E-1)可包括豔佳固(Irgacure)OXE-01、OXE-02、OXE-03、OXE-04(商品名稱;巴斯夫(BASF)公司製造)或其他合適的肟酯系光起始劑。肟酯系光起始劑可單獨使用一種,也可以組合多種使用。
苯乙酮系光起始劑(E-2)沒有特別的限制,可依據需求選擇適當的苯乙酮系光起始劑。舉例來說,苯乙酮系光起始劑(E-2)可包括豔佳固369E、chemcure-96(商品名稱;恆橋產業股份有限公司製造)或其他合適的苯乙酮系光起始劑。苯乙酮系光起始劑可單獨使用一種,也可以組合多種使用。
基於肟酯系光起始劑(E-1)與苯乙酮系光起始劑(E-2)的使用量總合為100重量份,肟酯系光起始劑(E-1)的使用量可為50重量份至70重量份。
基於樹脂(D)的使用量為100重量份,光起始劑(E)的使用量為4重量份至12重量份,較佳為6重量份至12重量份,更佳為6重量份至10重量份。
當樹脂組成物中的光起始劑(E)包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2),且肟酯系光起始劑(E-1)的使用量落在上述範圍時,其製備的硬化膜及濾光元件可具有較佳解析度。添加劑( F )
樹脂組成物可更包括添加劑(F)。在本實施例中,添加劑(F)可包括界面活性劑。界面活性劑沒有特別的限制,可依據需求選擇適當的界面活性劑。舉例來說,界面活性劑可包括氟系界面活性劑或其他合適的界面活性劑。氟系界面活性劑可包括美佳法(Megaface)F575、F563、F444(商品名稱;全氟烷基環氧乙烷加成物(Perfluoroalkyl ethylene oxide adduct),迪愛生(DIC)公司製造)。界面活性劑可單獨使用一種,也可以組合多種使用。添加劑(F)可單獨使用一種,也可以組合多種使用。
基於樹脂(D)的使用量為100重量份,添加劑(F)的使用量為1重量份至20重量份,較佳為1重量份至10重量份,更佳為1重量份至3重量份。
當樹脂組成物中更包括作為添加劑(F)的氟系界面活性劑時,可使其形成的硬化膜及濾光元件具有良好的塗佈均勻性。> 樹脂組成物的製備方法 >
樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制。舉例而言,將黑色著色劑(A)、乙烯性不飽和單體(B)、溶劑(C)、樹脂(D)以及光起始劑(E)放置於攪拌器中攪拌,使其均勻混合成溶液狀態,必要時亦可添加添加劑(F),將其混合均勻後,便可獲得液態的樹脂組成物。> 硬化膜的製造方法 >
硬化膜是由上述的樹脂組成物所獲得。在本實施例中,硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米的解析度小於2微米,解析度較佳為0.9微米至1.4微米,解析度更佳為0.9微米至1.1微米。在其他實施例中,硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米之間的可見光穿透率為5%至50%。舉例來說,硬化膜的可見光穿透率可為5%、10%或50%,而可適用於濾光元件,使濾光元件具有特定的光穿透率。
硬化膜可藉由將上述樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜,且將塗膜進行預烘烤(prebake)、曝光、顯影以及後烤(postbake)來形成。舉例來說,將樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜後,以90℃的溫度進行預烘烤2分鐘。接著,以I-線(I-line)曝光機(波長為365奈米)對經預烘烤的塗膜進行曝光1400 J/m2
。然後,在23℃的溫度下以顯影液進行顯影84秒。接著,在220℃進行後烤5分鐘,以在基板上形成硬化膜。
基板可為玻璃基板、矽晶圓(wafer)基板或塑膠基底材料(例如聚醚碸(PES)板或聚碳酸酯(PC)板),且其類型沒有特別的限制。
塗佈方法沒有特別的限制,但可使用噴塗法、滾塗法、旋塗法或類似方法,且一般而言,廣泛使用旋塗法。此外,形成塗覆膜,且隨後在一些情況下,可在減壓下部分移除殘餘溶劑。
顯影液沒有特別的限制,可依據需求選擇適當的顯影液。舉例來說,顯影液可以是氫氧化四甲基胺(tetramethyl ammonium hydroxide,TMAH),其濃度可以是0.3重量%。> 濾光元件的製造方法 >
本發明的一例示性實施例提供一種濾光元件,其為上述的硬化膜。
濾光元件的製造方法可以與上述的硬化膜的製造方法相同,在此不另行贅述。
在下文中,將參照實例來詳細描述本發明。提供以下實例用於描述本發明,且本發明的範疇包含以下申請專利範圍中所述的範疇及其取代物及修改,且不限於實例的範疇。樹脂組成物及硬化膜的實施例
以下說明樹脂組成物及硬化膜的實施例1至實施例5以及比較例1至比較例5:實施例 1 a . 樹脂組成物
將145重量份的粒徑小於100奈米的鈦黑、78重量份的粒徑小於100奈米的碳黑、47重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、47重量份的DPHA-40H、100重量份的卡多樹脂(分子量為5300;吉世科(KISCO)公司製造)、4重量份的豔佳固OXE-04、4重量份的豔佳固369E以及2重量份的美佳法F444加入1199重量份的丙二醇甲醚醋酸酯與514重量份的乙二醇醚類的混合溶劑中,並且以攪拌器攪拌均勻後,即可製得實施例1的樹脂組成物。b. 硬化膜
以旋塗法(旋轉塗佈機型號TEL-MK8,由東京威力科創公司製造,轉速約為1800 rpm)將實施例所製得的各樹脂組成物塗佈於基板上。接著,以90℃的溫度進行預烘烤2分鐘。然後,以I-線(I-line)曝光機(波長為365奈米)(曝光機型號FPA-5500 iZa,由佳能(Cannon)公司製造)進行曝光1400 J/m2
,以形成半成品。接著,在23℃的溫度下以濃度為0.3重量%的TMAH作為顯影液,進行顯影84秒。然後,在220℃進行後烤5分鐘,即可獲得硬化膜。將所製得的硬化膜以下列各評價方式進行評價,其結果如表1所示。實施例 2 至實施例 5 以及比較例 1 至比較例 5
實施例2至實施例5以及比較例1至比較例5的樹脂組成物是以與實施例1相同的步驟來製備,並且其不同處在於:改變樹脂組成物的成分種類及其使用量(如表1所示)。將所製得的樹脂組成物製成硬化膜以下列各評價方式進行評價,其結果如表1所示。
[表1]
成份 | 實施例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
黑色著色劑(A) (重量份) | 鈦黑 (A-1) | 粒徑<100nm | 145 | 276 | 24 | 144 | - |
粒徑≧100nm | - | - | - | - | 75 | ||
碳黑 (A-2) | 粒徑<100nm | 78 | 142 | 13 | 78 | - | |
粒徑≧100nm | - | - | - | - | 75 | ||
鈦黑(A-1)/(鈦黑(A-1)+碳黑(A-2)) (重量%) | 65 | 66 | 65 | 65 | 50 | ||
乙烯性不飽和單體(B) (重量份) | 3個官能基 | 式(b-1)所示的化合物,m+n+p=3 | - | - | - | - | - |
6個官能基 | 二季戊四醇六丙烯酸酯 | 47 | 52 | 43 | 47 | 43 | |
10個官能基 | 多官能聚氨酯丙烯酸酯(DPHA-40H) | 47 | 52 | 43 | 47 | 43 | |
15個官能基 | 式(b-2)所示的化合物,q+r+s=15 | - | - | - | - | - | |
溶劑(C) (重量份) | C-1 | 丙二醇甲醚醋酸酯 | 1199 | 1838 | 684 | 1194 | 908 |
C-2 | 乙二醇醚類 | 514 | 701 | 290 | 512 | 389 | |
樹脂(D) (重量份) | 分子量<5000 | CAP01 | - | - | - | 100 | - |
5000≦分子量≦10000 | KBR系列 | 100 | 100 | 100 | - | - | |
分子量>10000 | KBR系列 | - | - | - | - | 100 | |
丙烯酸酯樹脂 | - | - | - | - | - | ||
光起始劑(E) (重量份) | 肟酯系光起始劑(E-1) | 豔佳固OXE-04 | 4 | 5 | 4 | 4 | 3 |
苯乙酮系光起始劑(E-2) | 豔佳固369E | 4 | 5 | 4 | 4 | 3 | |
肟酯系光起始劑(E-1)/(肟酯系光起始劑(E-1)+苯乙酮系光起始劑(E-2)) (重量%) | 50 | 50 | 50 | 50 | 50 | ||
添加劑(F) (重量份) | 氟系 界面活性劑 | 美佳法F444 | 2 | 3 | 1 | 2 | 2 |
評價結果 | 解析度 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | |
顯影性 | ○ | ○ | ○ | △ | △ | ||
附著性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
塗佈均勻性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ||
光穿透率 | 10% | 5% | 50% | 10% | 10% |
[表1](續)
成份 | 比較例 | ||||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |||
黑色著色劑(A) (重量份) | 鈦黑 (A-1) | 粒徑<100nm | 73 | - | - | - | - |
粒徑≧100nm | - | 73 | 73 | 75 | 62 | ||
碳黑 (A-2) | 粒徑<100nm | 77 | - | - | - | - | |
粒徑≧100nm | - | 77 | 77 | 75 | 62 | ||
鈦黑(A-1)/(鈦黑(A-1)+碳黑(A-2)) (重量%) | 49 | 49 | 49 | 50 | 50 | ||
乙烯性不飽和單體(B) (重量份) | 3個官能基 | 式(b-1)所示的化合物,m+n+p=3 | - | - | - | 86 | - |
6個官能基 | 二季戊四醇六丙烯酸酯 | 43 | 43 | 43 | - | 38 | |
10個官能基 | 多官能聚氨酯丙烯酸酯(DPHA-40H) | 43 | 43 | 43 | - | - | |
15個官能基 | 式(b-2)所示的化合物,q+r+s=15 | - | - | - | - | 38 | |
溶劑(C) (重量份) | C-1 | 丙二醇甲醚醋酸酯 | 888 | 808 | 888 | 807 | 720 |
C-2 | 乙二醇醚類 | 265 | 346 | 265 | 346 | 308 | |
樹脂(D) (重量份) | 分子量<5000 | CAP01 | - | 100 | - | 100 | 100 |
5000≦分子量≦10000 | KBR系列 | - | - | - | - | - | |
分子量>10000 | KBR系列 | - | - | - | - | - | |
丙烯酸酯樹脂 | 100 | - | 100 | - | - | ||
光起始劑(E) (重量份) | 肟酯系光起始劑(E-1) | 豔佳固OXE-04 | 3 | 3 | 3 | 6 | 5 |
苯乙酮系光起始劑(E-2) | 豔佳固369E | 3 | 3 | 3 | - | - | |
肟酯系光起始劑(E-1)/(肟酯系光起始劑(E-1)+苯乙酮系光起始劑(E-2)) (重量%) | 50 | 50 | 50 | 100 | 100 | ||
添加劑(F) (重量份) | 氟系 界面活性劑 | 美佳法F444 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
評價結果 | 解析度 | △ | △ | ╳ | △ | ╳ | |
顯影性 | ○ | △ | △ | △ | ╳ | ||
附著性 | ╳ | ╳ | ╳ | △ | ○ | ||
塗佈均勻性 | △ | ╳ | ╳ | ╳ | ╳ | ||
光穿透率 | 10% | 10% | 10% | 10% | 10% |
在表1中,乙烯性不飽和單體(B)具有3個官能基的結構可為下述式(b-1)所示的化合物,其中m+n+p=3(商品名稱:NK ESTER A-TMPT-3EO,新中村化學工業株式會社(Shin Nakamura Chemical Co., Ltd.)製造)。乙烯性不飽和單體(B)具有15個官能基的結構可為下述式(b-2)所示的化合物,其中q+r+s=15(商品名稱:TP-153,韓農化學有限公司製造)。式(b-1)式(b-2)
在表1中,分子量小於5000的卡多樹脂CAP01(分子量為4393;美源特殊化學有限公司(MIWON Specialty Chemical Co., Ltd.)製造)的結構可為下述式(d-2)所示的結構,其中r約為4。
式(d-2)
在表1中,分子量介於5000與10000之間的KBR系列(商品名稱;吉世科公司製造)的分子量可為5300,而分子量大於10000的KBR系列(商品名稱;吉世科公司製造)的分子量可為16797。> 評價方式 > a . 解析度
將所製備的硬化膜(厚度為0.4 μm藉由關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡(Critical Dimension Scanning Electron Microscope,CD-SEM)(型號:S-8840,日立(Hitachi)公司製造)在45K的放大倍率下,觀察關鍵尺寸為1 μm區域中的點(dot)圖案的完整性,以評價解析度。當圖案輪廓愈完整時,顯示硬化膜具有良好的解析度。
解析度的評價標準如下:
○:圖案輪廓完整;
△:圖案輪廓稍有凸出或缺角,但不影響實際應用;
╳:圖案輪廓不完整。b . 顯影性
將所製備的硬化膜(厚度為0.4 μm)藉由關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡(Critical Dimension Scanning Electron Microscope,CD-SEM)(型號:S-8840,日立公司製造)在35K的放大倍率下,觀察關鍵尺寸為1 μm區域的未曝光區是否有殘渣,以評價顯影性。當殘渣愈少時,顯示硬化膜具有良好的顯影性。
顯影性的評價標準如下:
○:無殘渣;
△:稍有殘渣,但不影響實際應用;
╳:有明顯殘渣。c . 附著性
將所製備的硬化膜(厚度為0.4 μm)藉由光學顯微鏡(Optical Microscope,OM)(型號:BH3-SIC6,奧林巴斯(Olympus)公司製造)在50倍的放大倍率下,觀察圖案不會剝落時的圖案寬度的最小尺寸,以評價附著性。當圖案不會剝落時的寬度愈小,顯示硬化膜具有良好的附著性。
附著性的評價標準如下:
○:1 μm≦圖案寬度<2 μm;
△:2 μm≦圖案寬度<3 μm;
╳:3 μm≦圖案寬度。d . 塗佈均勻性
將所製備的硬化膜(厚度為0.4 μm)藉由色度機(型號:MCPD-3000,大塚電子股份有限公司(Otsuka Electronics Co., Ltd.)製造)在膜上選取的13個點測量波長為400~700 nm時的穿透率,以計算偏差值(3-sigma)。記錄初始的量測數值與置放三週後的量測數值並分別計算偏差值,比較置放前後的偏差值差異,以評價塗佈均勻性。
塗佈均勻性的評價標準如下:
○:膜內穿透率偏差值<0.5%;
△:0.5%≦膜內穿透率偏差值≦1%;
╳:1%<膜內穿透率偏差值。e . 光穿透率
將所製備的硬化膜(厚度為0.4 μm)藉由色度機(型號:MCPD-3000,大塚電子股份有限公司(Otsuka Electronics Co., Ltd.)製造)在膜上選取的13個點測量波長為400~700 nm時的穿透率,將得到的穿透率取平均值,即為表1中所示的光穿透率。> 評價結果 >
由表1可知,樹脂組成物含有包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)的黑色著色劑(A),且基於鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份的實施例1~5所形成的硬化膜具有良好的解析度、顯影性、附著性、塗佈均勻性及光穿透率,而可適用於濾光元件。相對於此,樹脂組成物中的鈦黑(A-1)的使用量不在上述範圍的比較例1~3所形成的硬化膜的附著性及塗佈均勻性不佳。
此外,相較於樹脂組成物中的鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的粒徑大於或等於100奈米所製備的硬化膜(實施例5),樹脂組成物中的鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)的粒徑小於100奈米所製備的硬化膜(實施例1~4)具有較完整的圖案輪廓。由此可知,當使用粒徑小於100奈米的鈦黑(A-1)與碳黑(A-2)時,由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度。
此外,相較於樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)不包括具有4~14個官能基,其中官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種所製備的硬化膜(比較例4),樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)包括具有4~14個官能基所製備的硬化膜(實施例1~5)具有較小的圖案寬度及較低的膜內穿透率偏差值。由此可知,當使用具有4~14個官能基的乙烯性不飽和單體(B),其中官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種時,由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的附著性及解析度。
此外,基於樹脂(D)的使用量為100重量份,相較於樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)的使用量為76重量份所製備的硬化膜(比較例5),乙烯性不飽和單體(B)的使用量為78重量份至115重量份的樹脂組成物所製備的硬化膜(實施例1~5)具有較完整的圖案輪廓、較少殘渣及較低的膜內穿透率偏差值。由此可知,當乙烯性不飽和單體(B)的使用量為78重量份至115重量份時,由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的附著性、解析度及顯影性。
此外,相較於樹脂組成物中的樹脂(D)不具有雙酚芴結構所製備的硬化膜(比較例1、3),樹脂組成物中的樹脂(D)具有雙酚芴結構,且樹脂(D)的分子量為2000~20000所製備的硬化膜(實施例1~5)具有較小的圖案寬度及及較低的膜內穿透率偏差值。由此可知,當使用具有雙酚芴結構的樹脂(D),且樹脂(D)的分子量為2000~20000時,由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的附著性。並且當樹脂組成物包括由上述式(D-1)所示的單體構成的樹脂(D),且式(D-1)中R5
及R6
分別為含羰基的基團時,亦可使由樹脂組成物形成的硬化膜具有較佳的附著性、解析度及顯影性。
此外,當樹脂組成物中的樹脂(D)具有雙酚芴結構時,相較於樹脂(D)的分子量介於5000與10000之間所製備的硬化膜(實施例4)及樹脂(D)的分子量大於10000所製備的硬化膜(實施例5),樹脂(D)的分子量小於5000所製備的硬化膜(實施例1~3)具有較完整的圖案輪廓或較少的殘渣。由此可知,當使用具有雙酚芴結構的樹脂(D)且樹脂(D)的分子量範圍在大於或等於5000至小於或等於10000時,由樹脂組成物形成的硬化膜具有較佳的顯影性或解析度。
此外,相較於樹脂組成物中的光起始劑(E)不包括苯乙酮系光起始劑(E-2)所製備的硬化膜(比較例4、5),樹脂組成物中的光起始劑(E)包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2),且基於樹脂(D)的使用量為100重量份,光起始劑(E)的使用量為4重量份至12重量份所製備的硬化膜(實施例1~5)具有較低的膜內穿透率偏差值。由此可知,當使用包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2)的光起始劑(E),且肟酯系光起始劑(E-1)的使用量落在上述範圍時,由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度。
綜上所述,本發明的樹脂組成物含有包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2)的黑色著色劑(A),且基於所述鈦黑(A-1)與所述碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,所述鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份時,使由樹脂組成物形成的硬化膜具有良好的解析度、顯影性、附著性、塗佈均勻性及光穿透率,而可適用於濾光元件,進而可改善使用濾光元件的裝置的效能。
雖然本發明已以實施例揭露如上,然其並非用以限定本發明,任何所屬技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明的精神和範圍內,當可作些許的更動與潤飾,故本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為準。
無。
無。
無。
Claims (12)
- 一種樹脂組成物,包括:黑色著色劑(A);乙烯性不飽和單體(B);溶劑(C);樹脂(D),所述樹脂(D)具有雙酚芴結構;以及光起始劑(E),其中所述黑色著色劑(A)包括鈦黑(A-1)以及碳黑(A-2),且基於所述鈦黑(A-1)與所述碳黑(A-2)的使用量總合為100重量份,所述鈦黑(A-1)的使用量為50重量份至75重量份;其中基於所述樹脂(D)的使用量為100重量份,所述黑色著色劑(A)的使用量為25重量份至430重量份,所述乙烯性不飽和單體(B)的使用量為78重量份至115重量份,所述溶劑(C)的使用量為965重量份至2550重量份,且所述光起始劑(E)的使用量為4重量份至12重量份。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述樹脂組成物獲得的硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米的解析度小於2微米。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述樹脂組成物獲得的硬化膜的厚度為0.3微米至3.0微米之間的可見光穿透率為5%至50%。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述鈦黑(A-1)與所述碳黑(A-2)的粒徑小於100奈米。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述乙烯性不飽和單體(B)包括選自由含丙烯醯氧基的化合物及含甲基丙烯醯氧基的化合物所組成的群組中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述乙烯性不飽和單體(B)包括二季戊四醇六丙烯酸酯及多官能聚氨酯丙烯酸酯。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述乙烯性不飽和單體(B)具有4~14個官能基,所述官能基包括酯基、醯基、醯氧基及醯胺基中的至少一種。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述樹脂(D)的分子量為2000~20000。
- 如申請專利範圍第1項所述的樹脂組成物,其中所述光起始劑(E)包括肟酯系光起始劑(E-1)及苯乙酮系光起始劑(E-2),且基於所述肟酯系光起始劑(E-1)與所述苯乙酮系光起始劑(E-2)的使用量總合為100重量份,所述肟酯系光起始劑(E-1)的使用量為50重量份至70重量份。
- 一種濾光元件,是由申請專利範圍第1項至第11項中任一項所述的樹脂組成物所形成。
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