TWI793734B - 感光性樹脂組成物及使用其的感光性樹脂層及彩色濾光片 - Google Patents
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Abstract
本發明揭露一種感光性樹脂組成物、使用感光性樹脂組成物製造的感光性樹脂層以及包含感光性樹脂層的彩色濾光片。感光性樹脂組成物包含:(A)包含丙烯醯類黏合劑樹脂的黏合劑樹脂;(B)光可聚合單體;(C)光聚合引發劑;(D)包含酞菁類染料的著色劑;以及(E)溶劑,其中丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式2表示的結構單元,丙烯醯類黏合劑樹脂更包含選自由化學式1和化學式3表示的結構單元中的至少一個,且以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂包含5重量%到25重量%的由化學式2表示的結構單元。
Description
本揭露涉及一種感光性樹脂組成物、使用感光性樹脂組成物製造的感光性樹脂層以及包含感光性樹脂層的彩色濾光片。相關申請案的交叉引用
本申請案主張2020年8月26日在韓國知識產權局申請的韓國專利申請案第10-2020-0108055號的優先權和權益,所述申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
在許多類型的顯示器中,液晶顯示裝置的優勢在於亮度、薄度、低成本、低操作功耗以及對集成電路的黏附性改進,且已經更廣泛地用於膝上型計算機、監視器以及TV屏幕。液晶顯示裝置包含:下部襯底,在其上形成有黑矩陣、彩色濾光片以及ITO像素電極;和上部襯底,在其上形成有有源電路部分和ITO像素電極,所述有源電路部分包含液晶層、薄膜晶體管以及電容器層。
通過以預定次序依序堆疊多個彩色濾光片(一般來說,由多種顏色(通常是紅色(R)、綠色(G)以及藍色(B)的三種原色)形成)以形成每個像素而在像素區域中形成彩色濾光片,且在透明襯底上以預定圖案放置黑矩陣層以在像素之間形成邊界。
作為形成彩色濾光片的方法之一的顏料分散方法通過重複一系列過程來提供彩色薄膜,所述一系列過程例如將包含著色劑的光可聚合組成物塗佈在包含黑矩陣的透明襯底上、將形成的圖案曝光、用溶劑去除未曝光部分以及使其熱固化。
用於根據顏料分散方法製造彩色濾光片的著色感光性樹脂組成物通常包含黏合劑樹脂、光可聚合單體、光聚合引發劑、著色劑、溶劑以及其它添加劑。具有此類特性的顏料分散方法積極地應用於製造移動電話、膝上型計算機、監視器以及TV的LCD。
然而,近年來,即使在具有各種優勢的使用顏料分散方法而用於彩色濾光片的感光性樹脂組成物中,仍存在多種問題,例如粉末細化工藝的需求、用於穩定分散的添加劑的需求以及顏料分散液的存儲及運輸困難。也就是說,儘管顏料具有極佳的可加工性,但是對精細地分散影響亮度改進的顏料顆粒仍存在限制。近年來,其還充當ACC故障的原因,所述ACC故障是LCD顯示器的問題。
因此,已出現對開發並不需要單獨精製和分散過程的染料的需求,而不是顏料。
與顏料相比,單分子狀態下的染料可具有高溶解度、高亮度以及高對比率。由於染料具有比顏料更弱的耐熱性及耐久性,因此其可能易受用於LCD面板製造過程中的處理溶劑的影響。因此,對用染料完全取代顏料是有限制的,且為了解決此情況,已使用例如限制染料的量或塗佈具有良好耐化學性的環氧類黏合劑樹脂的方法。然而,如果組成物中的染料的量高,那麼顯影性可能劣化,且因此可出現未顯影或可在顯影之後在有機層上產生殘餘物。
實施例提供一種感光性樹脂組成物,所述感光性樹脂組成物實現高亮度和極佳的耐化學性,在顯影之後改進有機層上的殘餘物特性,且並不引起圖案撕裂。
另一實施例提供一種使用感光性樹脂組成物製造的感光性樹脂層。
另一實施例提供一種包含感光性樹脂層的彩色濾光片。
實施例提供一種感光性樹脂組成物,所述感光性樹脂組成物包含:(A)含丙烯醯類黏合劑樹脂的黏合劑樹脂;(B)光可聚合單體;(C)光聚合引發劑;(D)含酞菁類染料的著色劑;以及(E)溶劑,其中丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式2表示的結構單元,丙烯醯類黏合劑樹脂更包含選自由化學式1和化學式3表示的結構單元中的至少一個,且以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂包含5重量%到25重量%的由化學式2表示的結構單元。
[化學式1]
[化學式2]
[化學式3]
在化學式1到化學式3中,
R0
和R1
各自獨立地為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基,
R2
為經取代或未經取代的C3到C20環烷基或兩個或大於兩個C3到C20環烷烴環的稠環,以及
L1
為經取代或未經取代的C1到C20伸烷基。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以大於或等於30重量%的量包含酞菁類染料。
在化學式3-1和化學式3-2中,
R1
為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基。
在化學式4中,
R1
為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基,以及
L2
為單鍵或經取代或未經取代的C1到C20伸烷基。
在化學式5中,
R3
為經取代或未經取代的C1到C20烷基、經取代或未經取代的C3到C20環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環基或經取代或未經取代的C6到C20芳基,以及
n為0到5的整數。
丙烯醯類黏合劑樹脂可包含由化學式1-2表示的結構單元、由化學式1-3表示的結構單元、由化學式2表示的結構單元以及由化學式4表示的結構單元,且以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,可以小於由化學式4表示的結構單元的量的量包含由化學式2表示的結構單元。
以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂可包含1重量%到10重量%的由化學式1-2表示的結構單元、20重量%到50重量%的由化學式1-3表示的結構單元、15重量%到25重量%的由化學式2表示的結構單元以及30重量%到50重量%的由化學式4表示的結構單元。
以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂可包含15重量%到25重量%的由化學式1-1表示的結構單元、5重量%到15重量%的由化學式2表示的結構單元、25重量%到35重量%的由化學式3-1表示的結構單元、15重量%到30重量%的由化學式3-2表示的結構單元以及15重量%到25重量%的由化學式5表示的結構單元。
丙烯醯類黏合劑樹脂可具有10000克/莫耳到20000克/莫耳的重量平均分子量。
在化學式6中,
R4
到R11
各自獨立地為鹵素原子、經取代或未經取代的C1到C20烷氧基或經取代或未經取代的C6到C20芳氧基,
R12
到R19
各自獨立地為氫原子,以及
R4
到R7
中的至少一個和R8
到R11
中的至少一個各自獨立地由化學式7表示,
[化學式7]
其中,在化學式7中,
R20
和R21
各自獨立地為經C1到C5烷基取代或未經C1到C5烷基取代的C1到C10烷基,以及
o和p各自獨立地為0到5的整數,前提為1 ≤ o p ≤ 5。
在化學式6中,R6
和R9
可各自獨立地由化學式7表示,且R4
、R5
、R7
、R8
、R10
以及R11
可各自獨立地為鹵素原子。
著色劑可更包含綠色顏料和黃色顏料。
以感光性樹脂組成物的總量計,感光性樹脂組成物可包含1重量%到10重量%的(A)黏合劑樹脂、1重量%到10重量%的(B)光可聚合單體、0.1重量%到5重量%(C)光聚合引發劑、30重量%到65重量%的(D)著色劑以及20重量%到60重量%的(E)溶劑。
感光性樹脂組成物可更包含丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、矽烷偶合劑、調平劑、氟類表面活性劑、自由基聚合引發劑或其組合的添加劑。
另一實施例提供一種使用感光性樹脂組成物製造的感光性樹脂層。
另一實施例提供一種包含感光性樹脂層的彩色濾光片。
本發明的其它實施例包含於以下詳細描述中。
當製造彩色濾光片圖案同時使用實際上常規的工藝時,根據實施例的感光性樹脂組成物可實現極佳的亮度和耐化學性,可在顯影之後改進有機層(SiNx
)上的殘餘物特性,且可不引起圖案撕裂。
在下文中,詳細地描述本發明的實施例。然而,這些實施例是示例性的,本發明不限於此且本發明是由申請專利範圍所界定。
如本文中所使用,當未另外提供具體定義時,「取代」是指通過選自以下中的至少一個取代基來替代本發明的官能基的至少一個氫:鹵素原子(F、Br、Cl、或I)、羥基、硝基、氰基、氨基(NH2 、
NH(R200
)或N(R201
)(R202
),其中R200
、R201
以及R202
相同或不同,且各自獨立地為C1到C10烷基)、甲脒基、肼基、腙基、羧基、經取代或未經取代的烷基、經取代或未經取代的烯基、經取代或未經取代的炔基、經取代或未經取代的脂環有機基團、經取代或未經取代的芳基以及經取代或未經取代的雜環基。
如本文中所使用,當未另外提供具體定義時,「烷基」是指C1到C20烷基,且具體地說是C1到C15烷基,「環烷基」是指C3到C20環烷基,且具體地說是C3到C18環烷基,「烷氧基」是指C1到C20烷氧基,且具體地說是C1到C18烷氧基,「芳基」是指C6到C20芳基,且具體地說是C6到C18芳基,「烯基」是指C2到C20烯基,且具體地說是C2到C18烯基,「伸烷基」是指C1到C20伸烷基,且具體地說是C1到C18伸烷基,以及「伸芳基」是指C6到C20伸芳基,且具體地說是C6到C16伸芳基。
如本文中所使用,當未另外提供具體定義時,術語「雜」是指在化學式中包含選自N、O、S以及P中的至少一個雜原子。
如本文中所使用,當未另外提供具體定義時,「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」和「甲基丙烯酸酯」兩者,且「(甲基)丙烯酸」是指「丙烯酸」和「甲基丙烯酸」。
在本說明書的化學式中,除非另外提供具體定義,否則當化學鍵在應給出的位置處未繪製時,氫鍵結在所述位置處。
如本文中所使用,當未另外提供具體定義時,「烯系不飽和雙鍵」是指「碳-碳雙鍵」,且烯系不飽和單體是指包含烯系不飽和雙鍵的單體。
如本文中所使用,當不另外提供具體定義時,「*」指示鍵聯相同或不同原子或化學式的點。
根據實施例的感光性樹脂組成物包含:(A)含丙烯醯類黏合劑樹脂的黏合劑樹脂;(B)光可聚合單體;(C)光聚合引發劑;(D)含酞菁類染料的著色劑;以及(E)溶劑,其中丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式2表示的結構單元,丙烯醯類黏合劑樹脂更包含選自由化學式1和化學式3表示的結構單元中的至少一個,且以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂包含5重量%到25重量%的由化學式2表示的結構單元。
[化學式1]
[化學式2]
[化學式3]
在化學式1到化學式3中,
R0
和R1
各自獨立地為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基,
R2
為經取代或未經取代的C3到C20環烷基或兩個或大於兩個C3到C20環烷烴環的稠環,以及
L1
為經取代或未經取代的C1到C20伸烷基。
如上文所描述,通過使用顏料型感光性樹脂組成物製造的彩色濾光片由於顏料粒度而在亮度和對比率方面存在限制。另外,用於圖像感測器的彩色圖像感測器裝置需要較小分散顆粒直徑以形成精細圖案。為了符合要求,已通過引入不形成顆粒的染料代替顏料來嘗試實現亮度和對比率改進的彩色濾光片,以製備適合於染料的感光性樹脂組成物。
因此,在感光性樹脂組成物用於綠色濾光片的情況下,改進亮度的通用方法為改進綠色染料的顏色特性,其並不意謂除亮度以外,耐熱性屬性、耐化學性屬性、殘餘物特性以及圖案屬性等不共同改進,且因此已存在對用於可持續保持穩定圖案可加工性和高亮度特性的(綠色)濾光片的感光性樹脂組成物的需求。此外,由於染料的含量增加,所以顯影之後有機層上的殘餘物問題往往會變得更嚴重。
因此,本發明者多次嘗試找到具有改進亮度特性和圖案化性的顏料,但無法確保通過任何新穎顏料改進亮度和圖案化性的效果。因此,當使用高含量的綠色酞菁類染料時,其可能與具有具體結構的黏合劑樹脂混合以獲得高亮度綠色光刻膠,且同時,可確保用於顯影之後有機層(SiNx
)上的殘餘物的工藝容限將具有極佳的屬性和圖案化性的感光性樹脂組成物顯影在有機層上的殘餘物上。
在下文中,詳細描述每個組分。( A ) 黏合劑樹脂
具體地說,根據實施例的感光性樹脂組成物包含丙烯醯類黏合劑樹脂,所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含「由化學式2表示的結構單元」且同時包含「由化學式1表示的結構單元」和/或「由化學式3表示的結構單元」,且以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,以5重量%到25重量%的量包含由化學式2表示的結構單元,且由此即使以高含量包含組成物中的染料,但有可能非常巧妙地解決顯影之後有機層上的殘餘物的現象。
舉例來說,由化學式2表示的結構單元可用於增加感光性樹脂組成物的酸值。當丙烯醯類黏合劑樹脂由上述組成物組成時,可向丙烯醯類黏合劑樹脂賦予酸值且可同時實現改進顯影性的效果,且因此不管組成物中的高染料含量如何,當保持有機層上的極佳的殘餘物特性時並不出現圖案撕裂。在如上文所描述的丙烯醯類黏合劑樹脂的組成物中,當以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,以小於5重量%的量包含由化學式2表示的結構單元時,無法改進有機層上的殘餘物特性,然而當以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,以大於25重量%的量包含由化學式2表示的結構單元時,可嚴重地出現圖案撕裂現象。
在化學式3-1和化學式3-2中,
R1
為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基。
在化學式5中,
R3
為經取代或未經取代的C1到C20烷基、經取代或未經取代的C3到C20環烷基、經取代或未經取代的C2到C20雜環基或經取代或未經取代的C6到C20芳基,以及
n為0到5的整數。
舉例來說,以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂可包含15重量%到25重量%的由化學式1-1表示的結構單元、5重量%到15重量%的由化學式2表示的結構單元、25重量%到35重量%的由化學式3-1表示的結構單元、15重量%到30重量%的由化學式3-2表示的結構單元以及15重量%到25重量%的由化學式5表示的結構單元。
在化學式4中,
R1
為氫原子或經取代或未經取代的C1到C20烷基,以及
L2
為單鍵或經取代或未經取代的C1到C20伸烷基。
即使當染料含量高時,由化學式4表示的結構單元可通過向丙烯醯類黏合劑樹脂賦予熱固屬性而實現具有高亮度和極佳的耐化學性的感光性樹脂組成物。
舉例來說,丙烯醯類黏合劑樹脂可包含由化學式1-2表示的結構單元、由化學式1-3表示的結構單元、由化學式2表示的結構單元以及由化學式4表示的結構單元,其中以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,可以小於由化學式4表示的結構單元的量的量包含由化學式2表示的結構單元。
舉例來說,以構成丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,丙烯醯類黏合劑樹脂可包含1重量%到10重量%的由化學式1-2表示的結構單元、20重量%到50重量%的由化學式1-3表示的結構單元、15重量%到25重量%的由化學式2表示的結構單元以及30重量%到50重量%的由化學式4表示的結構單元。
當丙烯醯類黏合劑樹脂的組成物與上述相同時,包含所述組成物的感光性樹脂組成物具有極佳的亮度和耐化學性,且不管高染料含量如何,可在顯影之後維持有機層上的極佳的殘餘物特性。此外,可盡可能地防止圖案撕裂現象的出現。
丙烯醯類黏合劑樹脂可具有10000克/莫耳到20000克/莫耳的重量平均分子量。舉例來說,當丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式1到化學式3和化學式5表示的結構單元時,其可具有10000克/莫耳到13000克/莫耳的重量平均分子量。當丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式1、化學式2以及化學式4表示的結構單元時,丙烯醯類黏合劑樹脂可具有14000克/莫耳到20000克/莫耳的重量平均分子量。當丙烯醯類黏合劑樹脂的重量平均分子量在上述範圍內時,在製造彩色濾光片時,感光性樹脂組成物可具有極佳的物理和化學屬性、適當黏度以及與襯底的極佳的緊密接觸屬性。
丙烯醯類黏合劑樹脂可具有110毫克氫氧化鉀/克到130毫克氫氧化鉀/克的酸值。當丙烯醯類黏合劑樹脂的酸值在上述範圍內時,可提高像素圖案的解析度。
舉例來說,當丙烯醯類黏合劑樹脂由v和化學式5表示的結構單元組成時,除了丙烯醯類黏合劑樹脂之外,根據實施例的感光性樹脂組成物可更包含環氧類黏合劑樹脂作為黏合劑樹脂。
環氧類黏合劑樹脂可有助於確保染料和顏料的分散穩定性,其將在隨後描述,且有助於在顯影過程期間形成具有所需解析度的像素。
當根據實施例的感光性樹脂組成物更包含環氧類黏合劑樹脂時,可改進耐熱性。環氧類黏合劑樹脂可包含例如苯酚酚醛環氧樹脂、四甲基聯苯環氧樹脂、雙酚A型環氧樹脂、雙酚F型環氧樹脂、脂環族環氧樹脂或其組合,但不限於此。
環氧類黏合劑樹脂的環氧當量可為200克/當量到150克/當量。當使用具有上述範圍內的環氧當量的環氧類黏合劑樹脂時,可改進已形成圖案的固化程度且可需要將染料固定在其中形成有圖案的結構中。
可以大於環氧類黏合劑樹脂的量的量包含丙烯醯類黏合劑樹脂。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以0.1重量%到1重量%,例如0.1重量%到0.7重量%的量包含環氧類黏合劑樹脂。
舉例來說,當丙烯醯類黏合劑樹脂由由化學式1、化學式2以及化學式4表示的結構單元組成時,除了丙烯醯類黏合劑樹脂之外,根據實施例的感光性樹脂組成物可更包含具有另一結構的丙烯酸類樹脂作為黏合劑樹脂。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以1重量%到10重量%,例如3重量%到10重量%的量包含黏合劑樹脂。當包含上述範圍內的黏合劑樹脂時,製造彩色濾光片時的亮度、耐熱性以及顯影性得以改進,且交聯屬性得以改進以獲得極佳的表面光滑度。( D ) 著色劑
在化學式6中,
R4
到R11
各自獨立地為鹵素原子、經取代或未經取代的C1到C20烷氧基或經取代或未經取代的C6到C20芳氧基,
R12
到R19
各自獨立地為氫原子,以及
R4
到R7
中的至少一個和R8
到R11
中的至少一個各自獨立地由化學式7表示,
[化學式7]
在化學式7中,
R20
和R21
各自獨立地為經C1到C5烷基取代或未經C1到C5烷基取代的C1到C10烷基,以及
o和p各自獨立地為0到5的整數,前提為1 ≤ o + p ≤ 5。
由化學式6表示的化合物具有極佳的綠色光譜特性徵和高亮度。此外,由化學式6表示的化合物包含由化學式7表示的芳氧基,且所述芳氧基包含烷基作為取代基,且所述烷基未經烷基取代或經烷基取代,且因此可在有機溶劑中具有極佳的溶解度
R20
和R21
中的任一個可為未經取代的烷基,且另一個可為末端處的包含異丙基或叔丁基的取代基,例如叔丁基。由此,可增加有機溶劑中的溶解度,且可改進亮度。
o和p中的每一個可各自獨立地為1的整數。由化學式7表示的芳氧基包含經烷基取代或未經烷基取代的兩個烷基(具體地說,一個未經取代的烷基和一個經烷基取代的烷基)作為取代基,且因此,相對於包含一個烷基作為取代基的情況下,所述芳氧基在有機溶劑中可具有更佳的溶解度。
在化學式7-1中,
R20
為經烷基取代或未經烷基取代的C1到C10烷基,以及
R21
為未經取代的C1到C10烷基。
R20
可存在於相對於構成芳氧基的氧原子的鄰位,且R21
可存在於相對於構成芳氧基的氧原子的對位。當烷基取代基分別存在於相對於構成芳氧基的氧原子的鄰位和對位時,與其它情況相比,此情況對溶解度和亮度具有有利影響。
另外,在化學式6中,R4
到R11
並不是氫原子,且R12
到R19
各自獨立地為氫原子,且因此根據實施例的感光性樹脂組成物可比單獨使用具有不同結構的酞菁類染料的情況具有更多改進的亮度和耐化學性。
舉例來說,在化學式6中,R6
和R9
可各自獨立地由化學式7表示,且R4
、R5
、R7
、R8
、R10
以及R11
可各自獨立地為鹵素原子。
舉例來說,綠色酞菁類染料可與輔助染料組合使用。
輔助染料的實例可包含三芳基甲烷類染料、蒽醌類染料、亞苄基類染料、花青類染料、酞菁類染料(具有另一結構)、氮雜卟啉類染料、靛藍類染料、二苯並呱喃類染料。
著色劑可更包含綠色顏料(分散液)和黃色顏料(分散液)。
可使用與綠色染料,例如酞菁類綠色染料具有極佳的相容性的顏料作為黃色顏料分散液。舉例來說,黃色顏料分散液可具有20毫克氫氧化鉀/克到60毫克氫氧化鉀/克的胺值。一般來說,黃色顏料分散液具有100毫克氫氧化鉀/克到120毫克氫氧化鉀/克的胺值。當黃色顏料分散液的胺值如上文所描述受到限制(限制為具有比常規胺值更低的胺值)時,最大化與前述綠色染料的相容性,且可極大改進亮度。
由於著色劑具有上述組成物,所以根據實施例的感光性樹脂組成物可實現高亮度。
黃色顏料的實例可為C.I.顏料黃11、C.I.顏料黃24、C.I.顏料黃31、C.I.顏料黃53、C.I.顏料黃83、C.I.顏料黃93、C.I.顏料黃99、C.I.顏料黃108、C.I.顏料黃109、C.I.顏料黃110、C.I.顏料黃138、C.I.顏料黃139、C.I.顏料黃147、C.I.顏料黃150、C.I.顏料黃151、C.I.顏料黃154、C.I.顏料黃155、C.I.顏料黃167、C.I.顏料黃180、C.I.顏料黃185、C.I.顏料黃199、C.I.顏料黃215、C.I.顏料黃231等。
綠色顏料的實例可為綠色顏料C.I.顏料綠7、C.I.顏料綠36、C.I.顏料綠37、C.I.顏料綠58、C.I.顏料綠59、C.I.顏料綠62等。
顏料可單獨使用或以兩種或大於兩種的混合物形式使用,但不限於此。
顏料分散液可包含顏料、分散劑以及分散樹脂。舉例來說,顏料分散液可更包含溶劑。
顏料分散液的溶劑可以是乙二醇乙酸酯、乙基乙二醇乙醚、丙二醇甲醚乙酸酯、乳酸乙酯、聚乙二醇、環己酮、丙二醇甲醚等,且理想地為丙二醇甲醚乙酸酯。
分散劑有助於顏料的均勻分散,且可包含非離子分散劑、陰離子分散劑或陽離子分散劑。具體實例可以是聚亞烷二醇或其酯、聚氧伸烷基、多元醇酯環氧烷加成產物、醇環氧烷加成產物、磺酸酯、磺酸鹽、羧酸酯、羧酸鹽、烷基醯胺環氧烷加成產物、烷基胺,且可單獨使用或以兩種或大於兩種的混合物形式使用。
分散樹脂可以是包含羧基的丙烯醯類樹脂,且改進顏料分散液的穩定性和像素的圖案屬性。
可在使用水可溶無機鹽和濕潤劑預處理之後使用顏料。當在預處理之後使用顏料時,黃色顏料的初始顆粒直徑可變得更精細。
可通過捏合顏料與水溶性無機鹽和濕潤劑,且接著過濾並洗滌捏合的顏料來進行預處理。
捏合可在40℃到100℃範圍內的溫度下進行,且可通過在用水等洗去無機鹽之後過濾顏料來進行過濾和洗滌。
水溶性無機鹽的實例可為氯化鈉、氯化鉀等,但不限於此。濕潤劑可使顏料與水溶性無機鹽均勻混合並且粉碎。濕潤劑的實例可包含亞烷二醇單烷基醚,例如乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚或二乙二醇單甲醚;醇,例如乙醇、異丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、丙三醇聚乙二醇。這些可單獨使用或以兩種或大於兩種的組合形式使用。
顏料在捏合之後可具有30奈米到100奈米的平均顆粒直徑。當顏料的平均顆粒直徑在上述範圍內時,可有效地形成具有極佳的耐熱性和耐光性的精細圖案。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以30重量%到65重量%的量包含著色劑。當使用上述範圍內的著色劑時,可在所要色坐標中實現高亮度。舉例來說,以感光性樹脂組成物的總量計,可以大於或等於30重量%的量包含酞菁類染料。一般來說,在感光性樹脂組成物具有極高染料含量的情況下,容易引起例如由較差顯影性所致的未顯影或顯影之後有機層上的殘餘物的問題。然而,在根據實施例的感光性樹脂組成物中,即使以組成物的總量計,包含大於或等於30重量%的染料含量,也不會出現殘餘物生成(常規問題中的一個)。這是因為丙烯醯類黏合劑樹脂具有與上文所描述的組成物相同的組成物。( B ) 光可聚合單體
光可聚合單體可以是包含至少一個烯系不飽和雙鍵的(甲基)丙烯酸的單官能或多官能酯。
由於光可聚合單體具有烯系不飽和雙鍵,因此有可能通過在圖案形成過程中的曝光期間引起足夠的聚合來形成具有極佳的耐熱性、耐光性以及耐化學性的圖案。
光可聚合單體的具體實例可以是乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、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、雙酚A二(甲基)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、季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(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、雙酚A環氧(甲基)丙烯酸酯、乙二醇單甲醚(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯醯氧乙基磷酸酯、酚醛環氧(甲基)丙烯酸酯等。
光可聚合單體的市售實例如下。單官能(甲基)丙烯酸酯可包含Aronix M-101®
、M-111®
、M-114®
(東亞合成化學工業有限公司(Toagosei Chemistry Industry Co., Ltd.));KAYARAD TC-110S®
、TC-120S®
(日本化藥有限公司(Nippon Kayaku Co., Ltd.));V-158®
、V-2311®
(大阪有機化學工業有限公司(Osaka Organic Chemical Ind., Ltd.))等。雙官能(甲基)丙烯酸酯的實例可包含Aronix M-210®
、M-240®
、M-6200®
(東亞合成化學工業有限公司);KAYARAD HDDA®
、HX-220®
、R-604®
(日本化藥有限公司);V-260®
、V-312®
、V-335 HP®
(大阪有機化學工業有限公司)等。三官能(甲基)丙烯酸酯的實例可包含Aronix M-309®
、M-400®
、M-405®
、M-450®
、M-7100®
、M-8030®
、M-8060®
(東亞合成化學工業有限公司);KAYARAD TMPTA®
、DPCA-20®
、DPCA-30®
、DPCA-60®
、DPCA120®
(日本化藥有限公司);V-295®
、V-300®
、V-360®
、V-GPT®
、V-3PA®
、V-400®
(大阪由岐化藥有限公司(Osaka Yuki Kayaku Kogyo Co.Ltd.))等。這些可單獨使用或以兩種或大於兩種的混合物形式使用。
可用酸酐處理光可聚合單體以改進顯影性。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以1重量%到10重量%的量包含光可聚合單體。當包含上述範圍內的光可聚合單體時,在圖案形成過程中的曝光期間充分出現固化以通過鹼性顯影液提供極佳的可靠性和極佳的顯影性。( C ) 光聚合引發劑
光聚合引發劑可包含苯乙酮類化合物、二苯甲酮類化合物、噻噸酮類化合物、安息香類化合物、三嗪類化合物、肟類化合物等。
苯乙酮類化合物的實例可包含2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、對叔丁基三氯苯乙酮、對叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-嗎啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲氨基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁-1-酮等。
二苯甲酮類化合物的實例可包含二苯甲酮、苯甲醯苯甲酸、苯甲醯苯甲酸甲基(benzoylbenzoic acidmethyl)、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4'-雙(二甲氨基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。
噻噸酮類化合物的實例可包含噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮等。
安息香類化合物的實例可包含安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苯甲基二甲基縮酮等。
三嗪類化合物的實例可包含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-聯苯基-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-均三嗪、2-(萘酚1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-(4-甲氧基萘酚1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-均三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-均三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-均三嗪等。
肟類化合物的實例可包含O-醯肟類化合物、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙醯肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-哢唑-3-基]乙酮、O-乙氧基羰基-α-羥氨基-1-苯基丙-1-酮等。O-醯肟類化合物的具體實施例可包含1,2-辛二酮、2-二甲氨基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、1-(4-苯硫基苯基)-丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯等。
除所述化合物之外,光聚合引發劑可包含哢唑類化合物、二酮系列化合物、硼酸鋶類化合物、重氮類化合物、咪唑類化合物、聯咪唑類化合物等。
光聚合引發劑可與感光劑一起使用,所述感光劑能夠通過吸收光且變成激發態且接著轉移其能量而引起化學反應。
感光劑的實例可為四乙二醇雙-3-巰基丙酸酯、季戊四醇四-3-巰基丙酸酯、二季戊四醇四-3-巰基丙酸酯等。
以感光性樹脂組成物的總量計,可以0.1重量%到5重量%的量包含光聚合引發劑。當包含所述範圍內的光聚合引發劑時,可由於在圖案形成過程中的曝光期間充分固化而確保極佳的可靠性,且可由於非反應引發劑而防止透射率劣化。( E ) 溶劑
溶劑可以是與黏合劑樹脂、光可聚合單體、光聚合引發劑以及著色劑具有相容性但不與其反應的材料。
溶劑的實例可包含:醇,例如甲醇、乙醇等;醚,例如二氯乙醚、正丁醚、二異戊醚、甲基苯醚、四氫呋喃等;二醇醚,例如乙二醇甲醚、乙二醇乙醚、丙二醇甲醚等;乙二醇乙酸乙醚,例如甲基乙二醇乙酸乙醚、乙基乙二醇乙酸乙醚、二乙基乙二醇乙酸乙醚等;卡比醇,例如甲基乙基卡比醇、二乙基卡比醇、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等;芳族烴,例如甲苯、二甲苯等;酮,例如甲基乙基酮、環己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙酮、甲基正丁酮、甲基正戊酮、2-庚酮等;飽和脂族單羧酸烷基酯,例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸異丁酯等;烷基乳酸酯,例如乳酸甲酯、乳酸乙酯等;羥基乙酸烷基酯,例如羥基乙酸甲酯、羥基乙酸乙酯、羥基乙酸丁酯等;烷氧基烷基乙酸酯,例如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等;3-羥基烷基丙酸酯,例如3-羥基丙酸甲酯、3-羥基丙酸乙酯等;3-烷氧基烷基丙酸酯,例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等;2-羥基烷基丙酸酯,例如2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基丙酸丙酯等;2-烷氧基烷基丙酸酯,例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等;2-羥基-2-甲基烷基丙酸酯,例如2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯等;2-烷氧基-2-甲基烷基丙酸酯,例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等;酯,例如2-羥乙基丙酸酯、2-羥基-2-甲基乙基丙酸酯、羥乙基乙酸酯、甲基2-羥基-3-甲基丁酸酯等;或酮酸酯,例如丙酮酸乙酯等、N-甲基甲醯胺、N,N-二甲基甲醯胺、N-甲基甲醯苯胺、N-甲基乙醯胺、N,N-二甲基乙醯胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞碸、苯甲基乙醚、二己醚、乙醯丙酮、異佛酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苯甲酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、馬來酸二乙酯、γ丁內酯、碳酸伸乙酯、碳酸伸丙酯、乙二醇乙醚乙酸苯酯等。這些可單獨使用或以兩種或大於兩種的混合物形式使用。
考慮到混溶性和反應性,可理想地使用:二醇醚,例如乙二醇單乙醚等;乙二醇烷基醚乙酸酯,例如乙二醇乙醚乙酸乙酯等;酯,例如丙酸2-羥乙酯等;二乙二醇,例如二乙二醇單甲醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇單甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
以感光性樹脂組成物的總量計,溶劑以餘量,例如20重量%到60重量%使用。當包含上述範圍內的溶劑時,可獲得具有感光性樹脂組成物的極佳適用性和極佳平整度的塗佈膜。( F ) 其它添加劑
感光性樹脂組成物可更包含其它添加劑,例如丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、矽烷類偶合劑、調平劑、氟類表面活性劑、自由基聚合引發劑或其組合,以便防止塗佈期間的污點或斑點,改進調平性能或防止由未顯影所致的殘餘物生成。
矽烷類偶合劑的實例可為三甲氧基矽烷基苯甲酸、γ甲基丙烯醯基丙氧基三甲氧基矽烷、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環氧基環己基乙基三甲氧基矽烷等。這些可單獨使用或以兩種或大於兩種的混合物形式使用。
氟類表面活性劑的實例可為市售的氟類表面活性劑,例如BM-1000®
和BM-1100®
(BM化學有限公司(BM Chemie Inc.));MEGAFACE F 142D®
、F 172®
、F 173®
以及F 183®
(大日本油墨化學工業有限公司(Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.);FULORAD FC-135®
、FULORAD FC-170C®
、FULORAD FC-430®
以及FULORAD FC-431®
(住友3M有限公司(Sumitomo 3M Co., Ltd.));SURFLON S-112®
、SURFLON S-113®
、SURFLON S-131®
、SURFLON S-141®
以及SURFLON S-145®
(旭硝子玻璃有限公司(Asahi Glass Co., Ltd.));以及SH-28PA®
、SH-190®
、SH-193®
、SZ-6032®
以及SF-8428®
等(東麗矽酮公司(Toray Silicone Co., Ltd.))。
添加劑的使用量可取決於所要特性而進行控制。
另一實施例提供一種使用前述感光性樹脂組成物製造的感光性樹脂層。
另一實施例提供一種包含感光性樹脂層的彩色濾光片。
製造彩色濾光片的方法如下。
在玻璃襯底上以適當方法,例如旋塗、滾塗、噴塗等塗佈以上感光性樹脂組成物以形成0.5微米到10微米厚的樹脂組成物層。
隨後,將具有樹脂組成物層的襯底通過光進行照射以形成彩色濾光片所需的圖案。作為用於照射的光源,可使用UV、電子束或X射線,且例如,可照射190奈米到450奈米,具體地說200奈米到400奈米的區域中的UV。在照射過程中,可進一步使用光刻膠掩模。在以此方式進行照射過程之後,利用顯影溶液處理用光源照射的樹脂組成物層。此時,溶解樹脂組成物層的未暴露部分以形成彩色濾光片所必需的圖案。通過根據大量所需顏料重複此過程,可獲得具有所要圖案的彩色濾光片。另外,當再次加熱或通過具有光化射線的照射固化在上述過程中通過顯影獲得的圖像圖案時,可改進抗裂性和耐溶劑性。
另一實施例提供包含彩色濾光片的顯示裝置或互補型金屬氧化物半導體(complementary metal-oxide semiconductor;CMOS)圖像感測器(complementary metal-oxide semiconductor image sensor;CIS)。
在下文中,參考實例更詳細地說明本發明。然而,這些實例在任何意義上都不應解釋為限制本發明的範圍。( 丙烯醯類黏合劑樹脂的製備 ) 合成實例 1 到合成實例 5 和 比較合成實例 1 到比較合成實例 3
將7重量份(以除了AIBN以外的用於聚合的單體的總量(100重量份)計)的AIBN作為引發劑置於配備有冷卻器和攪拌棒的燒瓶中,根據表1中展示的重量%比向其中依序添加用於聚合的單體,且以單體的總重量的100重量份計,向其中添加200重量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethylether acetate;PGMEA)溶劑和引發劑,且接著在氮氣氣氛下緩慢攪拌。將反應溶液加熱至85℃並攪拌6小時以聚合丙烯醯類黏合劑樹脂。在上述方法中獲得的丙烯醯類黏合劑樹脂溶液具有30重量%的固體濃度,其中其重量平均分子量為減小到聚苯乙烯的分子量,其通過使用凝膠滲透色譜法(Gel Permeation Chromatography;GPC)來測量。
[表1]
(單位:重量%,以固體含量計)
合成實例 6 到 合成實例 10 和比較合成實例 4 和比較合成實例 5
合成實例1 | 合成實例2 | 合成實例3 | 合成實例4 | 合成實例5 | 比較合成實例1 | 比較合成實例2 | 比較合成實例3 | |
甲基丙烯酸 (化學式1) | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 20 | 15 | 22 |
甲基丙烯酸二環戊基酯 (化學式3) | 30 | 30 | 33 | 29 | 25 | 35 | 25 | 35 |
苯基馬來醯亞胺 (化學式5) | 15 | 15 | 17 | 15 | 15 | 20 | 15 | 23 |
甲基丙烯酸環己酯 (化學式3) | 25 | 20 | 25 | 20 | 15 | 25 | 19 | 16 |
丙烯酸4-羥基丁酯 (化學式2) | 10 | 15 | 5 | 16 | 25 | - | 26 | 4 |
重量平均分子量(克/莫耳) | 11400 | 12200 | 12500 | 12000 | 11800 | 8530 | 9200 | 10280 |
將10重量份(以除了AIBN以外的用於聚合的單體的總量(100重量份)計)的AIBN作為引發劑置於配備有冷卻器和攪拌棒的燒瓶中,根據表2中展示的重量%比向其中依序添加用於聚合的單體,且以單體的總重量的100重量份計,向其中添加200重量份的丙二醇單甲醚乙酸酯(PGMEA)溶劑和引發劑,且接著在氮氣氣氛下緩慢攪拌。將反應溶液加熱至85℃並攪拌6小時以聚合丙烯醯類黏合劑樹脂。在上述方法中獲得的丙烯醯類黏合劑樹脂溶液具有30重量%的固體濃度,其中其重量平均分子量為減小到聚苯乙烯的分子量,其通過使用凝膠滲透色譜法(GPC)來測量。
[表2]
(單位:重量%,以固體含量計)
( 感光性樹脂組成物的製備 ) 實例 1 到實例 10 和比較例 1 到比較例 6
合成實例6 | 合成實例7 | 合成實例8 | 合成實例9 | 合成實例10 | 比較合成實例4 | 比較合成實例5 | |
丙烯酸 (化學式1) | 5 | 5 | 5 | 10 | 5 | 10 | 5 |
丙烯酸4-羥基丁酯 (化學式2) | 15 | 15 | 25 | 5 | 25 | 4 | 26 |
甲基丙烯酸環己酯 (化學式3) | 50 | ||||||
甲基甲基丙烯酸 (化學式1) | 50 | 30 | 20 | 50 | 20 | 50 | 20 |
縮水甘油基甲基丙烯酸 (化學式4) | 30 | 50 | 50 | 35 | 36 | 49 | |
重量平均分子量(克/莫耳) | 14800 | 15000 | 15200 | 15000 | 17000 | 14500 | 15000 |
通過使用以下描述的組分來製備根據實例1到實例10和比較例1到比較例6的感光性樹脂組成物以具有表3和表4中展示的每一組成物。
具體地說,在精確測量光聚合引發劑的含量之後,向其中添加溶劑,且接著充分攪拌,直至光聚合引發劑完全溶解(30分鐘或大於30分鐘)。隨後,向其中依序添加丙烯醯類黏合劑樹脂和光可聚合單體,且接著再次攪拌1小時左右。接著,向其中添加著色劑,並向其中添加抗氧化劑和其它添加劑,且接著最後攪拌2小時及大於2小時,從而製備感光性樹脂組成物。
用於製備感光性樹脂組成物的組分如下。
(A)黏合劑樹脂
(A-1)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例1)
(A-2)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例2)
(A-3)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例3)
(A-4)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例4)
(A-5)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例5)
(A-6)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例6)
(A-7)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例7)
(A-8)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例8)
(A-9)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例9)
(A-10)丙烯醯類黏合劑樹脂(合成實例10)
(A-11)丙烯醯類黏合劑樹脂(比較合成實例1)
(A-12)丙烯醯類黏合劑樹脂(比較合成實例2)
(A-13)丙烯醯類黏合劑樹脂(比較合成實例3)
(A-14)丙烯醯類黏合劑樹脂(比較合成實例4)
(A-15)丙烯醯類黏合劑樹脂(比較合成實例5)
(A-16)環氧類黏合劑樹脂(環氧當量:177克/當量)(EHPE-3150,大賽璐化學(DAICEL CHEMICAL))
(A-17)丙烯醯類黏合劑樹脂(NPR-5216,美源(Miwon))
(B)光可聚合單體
(B-1)DPHA(日本化藥(Nippon KAYAKU))
(B-2)ABPE-20(新中村(Shin-nakamura))
(C)光聚合引發劑
(C-1)SPI-03(三陽公司(Samyang Corp.))
(C-2)IRG369(巴斯夫(BASF))
(D)著色劑
(D-1)C.I.顏料綠58(三洋公司(SANYO company))
(D-2)C.I.顏料黃138(三洋公司)(20毫克氫氧化鉀/克到60毫克氫氧化鉀/克的胺值)
(D-3)由化學式P表示的酞菁類綠色染料(京仁公司(Kyungin Corporation))
[化學式P]
(E)溶劑
丙二醇甲醚乙酸酯(PGMEA,西格瑪-奧德裏奇公司(Sigma-Aldrich Corporation))
(F)其它添加劑
氟類表面活性劑(F-554,迪愛生有限公司(DIC Co., Ltd.))
[表3]
(單位:重量%)
[表4]
(單位:重量%)
評估 1 : 顏色特性
實例1 | 實例2 | 實例3 | 實例4 | 實例5 | 比較例1 | 比較例2 | 比較例3 | ||
(A) 黏合劑樹脂 | A-1 | 7.91 | |||||||
A-2 | 7.91 | ||||||||
A-3 | 7.91 | ||||||||
A-4 | 7.91 | ||||||||
A-5 | 7.91 | ||||||||
A-11 | 7.91 | ||||||||
A-12 | 7.91 | ||||||||
A-13 | 7.91 | ||||||||
A-16 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | 0.27 | |
(B)光可聚合單體 | B-1 | 4.92 | 4.92 | 4.92 | 4.92 | 4.92 | 4.92 | 4.92 | 4.92 |
B-2 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | 0.37 | |
(C)光聚合引發劑 | C-1 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 | 0.78 |
C-2 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | 0.03 | |
(D)著色劑 | D-1 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 |
D-2 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | 17.79 | |
D-3 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | 30.22 | |
(E)溶劑 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | |
(F)其它添加劑 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
實例6 | 實例7 | 實例8 | 實例9 | 實例10 | 比較例4 | 比較例5 | 比較例6 | ||
(A) 黏合劑樹脂 | A-6 | 5.20 | |||||||
A-7 | 5.20 | ||||||||
A-8 | 5.20 | ||||||||
A-9 | 5.20 | ||||||||
A-10 | 5.20 | ||||||||
A-14 | 5.20 | ||||||||
A-15 | 5.20 | ||||||||
A-16 | 5.20 | ||||||||
A-17 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | |
(B)光可聚合單體 | B-1 | 4.90 | 4.90 | 4.90 | 4.90 | 4.90 | 4.90 | 4.90 | 4.90 |
B-2 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | 0.40 | |
(C)光聚合引發劑 | C-1 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | 0.79 | 0.79 |
C-2 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | |
(D) 著色劑 | D-1 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 | 3.00 |
D-2 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | 17.80 | |
D-3 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | 30.20 | |
(E)溶劑 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | 34.50 | |
(F)其它添加劑 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 | 0.20 |
通過使用塗佈機(Opticoat MS-A150,三笠株式會社(Mikasa Co., Ltd.)),以能夠呈現預定厚度的轉/分鐘(rpm)分別塗佈根據實例1到實例10和比較例1到比較例6的感光性樹脂組成物,且在90℃熱板上預烘烤2分鐘。隨後,通過在40毫焦/平方厘米的曝光條件下使用具有365奈米總波長的高壓水銀燈曝光塗佈的感光性樹脂組成物的前表面,且接著在烘爐中在230℃下烘烤20分鐘,從而獲得樣本。在烘爐烘烤前和烘爐烘烤後,通過使用MCPD 3000設備測量樣本的亮度,且結果在表5中展示。評估 2 : 耐化學性
在室溫下將在與評估1中相同的條件下獲得的樣本在N-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone;NMP)溶液中浸漬10分鐘之後,通過使用光譜光度計(MCPD3000,大冢電子株式會社(Otsuka Electronics Co.,Ltd.))獲得浸漬前和浸漬後的樣本的透射光譜且根據等式1用於計算ΔEab*,且結果在表5中展示。
[等式1]
ΔEab* =√{(ΔL*)2
+(Δa*)2
+(Δb*)2
}
(ΔEab*數值越小,耐化學性越好)評估 3 : 殘餘物特性
通過在下部1000埃SiNx
塗佈的玻璃上製備紅色圖案襯底且通過使用准分子UV去膠對其進行極紫外(extreme ultra violet;EUV)除雜,塗佈和顯影根據實例1到實例10和比較例1到比較例6的每一綠色感光性樹脂組成物,並用光學顯微鏡觀察SiNx
襯底上的殘餘物來進行殘餘物評估,且結果在表5和圖1到圖3中展示。
<有機層上的殘餘物特性的評估準則>
○:光學顯微鏡下有機層上無殘餘物
×:光學顯微鏡下有機層上有殘餘物評估 4 : 圖案化性
利用光學顯微鏡通過500x變焦來測量在與評估1相同的條件下獲得的樣本中所形成的圖案是否撕裂,且結果在表5和圖4到圖7中展示。
<圖案化性評估準則>
○:圖案未撕裂但形成為單個輪廓
×:圖案撕裂且形成為2步輪廓
[表5]
亮度(%) | 耐化學性(ΔEab*) | 殘餘物特性 | 圖案化性 | |
實例1 | 99.9 | 1.5 | ○ | ○ |
實例2 | 99.7 | 1.4 | ○ | ○ |
實例3 | 99.9 | 1.3 | ○ | ○ |
實例4 | 99.8 | 1.4 | ○ | ○ |
實例5 | 99.8 | 1.4 | ○ | ○ |
實例6 | 100.0 | 1.3 | ○ | ○ |
實例7 | 100.2 | 1.5 | ○ | ○ |
實例8 | 100.2 | 1.6 | ○ | ○ |
實例9 | 100.3 | 1.5 | ○ | ○ |
實例10 | 99.7 | 2.2 | ○ | ○ |
比較例1 | 98.7 | 2.3 | × | ○ |
比較例2 | 98.9 | 2.3 | × | × |
比較例3 | 99.2 | 2.2 | × | ○ |
比較例4 | 99.3 | 2.4 | × | × |
比較例5 | 99.2 | 2.4 | × | × |
比較例6 | 99.5 | 2.6 | × | × |
參考表5和圖1到圖7,與根據比較例1到比較例6的感光性樹脂組成物相比,根據實例1到實例10的感光性樹脂組成物呈現高亮度和極佳的耐化學性且同時在有機層上呈現極佳的殘餘物特性和圖案特性。
雖然已結合目前視為實用實例實施例的內容來描述本發明,但應理解,本發明不限於所揭露的實施例,而相反,本發明旨在涵蓋包含在隨附申請專利範圍的精神和範圍內的各種修改和等效佈置。因此,前述實施例應理解為示例性的,而不以任何方式限制本發明。
無
圖1是用於在顯影根據實例1的感光性樹脂組成物之後確定有機層(SiNx
)上的殘餘物特性的光學顯微鏡照片。
圖2是用於在顯影根據比較例3的感光性樹脂組成物之後確定有機層(SiNx
)上的殘餘物特性的光學顯微鏡照片。
圖3是用於在顯影根據比較例1的感光性樹脂組成物之後確定有機層(SiNx
)上的殘餘物特性的光學顯微鏡照片。
圖4和圖5是通過使用根據實例1的感光性樹脂組成物獲得的圖案的光學顯微照片。
圖6和圖7是通過使用根據比較例2的感光性樹脂組成物獲得的圖案的光學顯微照片。
Claims (16)
- 一種感光性樹脂組成物,包括:黏合劑樹脂,包含丙烯醯類黏合劑樹脂;光可聚合單體;光聚合引發劑;著色劑,包含酞菁類染料;以及溶劑其中所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式2表示的結構單元,所述丙烯醯類黏合劑樹脂更包含選自由化學式1和化學式3表示的結構單元中的至少一個,且以構成所述丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含5重量%到25重量%的由化學式2表示的所述結構單元:
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中以所述感光性樹脂組成物的總量計,以大於或等於30重量%的量包含所述酞菁類染料。
- 如請求項5所述的感光性樹脂組成物,其中所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含由化學式1-2表示的所述結構單元、由化學式1-3表示的所述結構單元、由化學式2表示的所述結構單元以及由化學式4表示的所述結構單元,且以構成所述丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,以小於由化學式4表示的所述結構單元的量的量包含由化學式2表示的所述結構單元。
- 如請求項5所述的感光性樹脂組成物,其中以構成所述丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含1重量%到10重量%的由化學式1-2表示的所述結構單元;20重量%到50重量%的由化學式1-3表示的所述結構單元;15重量%到25重量%的由化學式2表示的所述結構單元;以及30重量%到50重量%的由化學式4表示的所述結構單元。
- 如請求項6所述的感光性樹脂組成物,其中以構成所述丙烯醯類黏合劑樹脂的固體的總量計,所述丙烯醯類黏合劑樹脂包含15重量%到25重量%的由化學式1-1表示的所述結構單元;5重量%到15重量%的由化學式2表示的所述結構單元;25重量%到35重量%的由化學式3-1表示的所述結構單元;15重量%到30重量%的由化學式3-2表示的所述結構單元;以及15重量%到25重量%的由化學式5表示的所述結構單元。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中所述丙烯醯類黏合劑樹脂具有10000克/莫耳到20000克/莫耳的重量平均分子量。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中在化學式6中, R6和R9各自獨立地由化學式7表示,以及R4、R5、R7、R8、R10以及R11各自獨立地為鹵素原子。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中所述著色劑更包含綠色顏料和黃色顏料。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中以所述感光性樹脂組成物的總量計,所述感光性樹脂組成物包含1重量%到10重量%的所述黏合劑樹脂;1重量%到10重量%的所述光可聚合單體;0.1重量%到5重量%的所述光聚合引發劑;30重量%到65重量%的所述著色劑;以及20重量%到60重量%的所述溶劑。
- 如請求項1所述的感光性樹脂組成物,其中所述感光性樹脂組成物更包含丙二酸、3-氨基-1,2-丙二醇、矽烷類偶合劑、調平劑、氟類表面活性劑、自由基聚合引發劑或其組合的添加劑。
- 一種感光性樹脂層,使用如請求項1到請求項14中任一請求項所述的感光性樹脂組成物製造。
- 一種彩色濾光片,包括如請求項15所述的感光性樹脂層。
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