TWI804801B - 感光性樹脂組成物、以及所形成之彩色濾光片 - Google Patents

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Abstract

本發明實施例提供一種感光性樹脂組成物，包含：(A)聚合性不飽和化合物，具有如化學式1所示的結構，其中R 1至R 6各自獨立地為氫、碳數1至10的烷基、或碳數3至30的丙烯醯基(acryl group)，其中R 1-R 6至少三者為丙烯醯基；及(B)含環氧基之重複單元的鹼可溶性樹脂，其中該感光性樹脂組成物的耐熱性以T值來評價，在6.7E-06~6.2E-05的範圍，且T值定義為： T=W/k (式一)， 其中 W: 鹼可溶性樹脂中含環氧基之重複單元的莫耳當量， k : 化學式1中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和。

Description

感光性樹脂組成物、以及所形成之彩色濾光片
本揭露係有關於一種感光性樹脂組成物及其應用。
在各種顯示裝置（如液晶顯示裝置）、感測裝置（如感光耦合元件(Charge-coupled Device, CCD)、互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor, CMOS)感測裝置）中，為了顯示或感測特定顏色之光，皆須仰賴裝置中的彩色濾光片來達成。一般而言，可藉由調配彩色濾光片所需的感光性樹脂組成物，將所述樹脂組成物於基板上形成層狀後，經由曝光、顯影得到所需的圖案，以形成彩色濾光片。
而在製造過程中，感光性樹脂組成物在高溫製程時會產生黃化現象，影響感光性樹脂組成物的色彩表現，進而對彩色面板製程後的色度有很大程度的影響。
因此，雖然現有的感光性樹脂組成物大致上已經符合多種需求，但並非在各方面皆令人滿意，故目前對於感光性樹脂組成物仍有改進之需求。
本發明實施例提供一種感光性樹脂組成物，包含：(A)聚合性不飽和化合物，具有如化學式1所示的結構，其中R 1至R 6各自獨立地為氫、碳數1至10的烷基、或碳數3至30的丙烯醯基(acryl group)，其中R 1-R 6至少三者為丙烯醯基；及(B)含環氧基之重複單元的鹼可溶性樹脂，其中該感光性樹脂組成物的耐熱性以T值來評價，在6.7E-06~6.2E-05的範圍，且該T值定義為： T=W/k (式一)， 其中 W: 鹼可溶性樹脂中含環氧基之重複單元的莫耳當量， k : 化學式1中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和。 [化學式1]
Figure 02_image001
本發明實施例另提供一種彩色濾光片，由上述感光性樹脂組成物之固化產物所形成。
為讓本揭露之特徵明顯易懂，下文特舉出實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下，其他注意事項，請參照技術領域。
以下針對本案所提供之感光性樹脂組成物、彩色濾光片作詳細說明。應了解的是，以下之敘述提供許多不同的實施例或例子，用以實施本揭露一些實施例之不同樣態。以下所述特定的元件及排列方式僅為簡單清楚描述本揭露一些實施例。當然，這些僅用以舉例而非本揭露之限定。
於文中，「約」、「大約」、「實質上」之用語通常表示在一給定值或範圍的5%內，較佳是3%內，更佳是1%內，或2%之內，或1%之內，或0.5%之內。在此給定的數量為大約的數量，亦即在沒有特定說明「約」、「大約」、「實質上」的情況下，仍可隱含「約」、「大約」、「實質上」之含義。
在本說明書中，由「一數值至另一數值」表示的範圍，是一種避免在說明書中一一列舉該範圍中的所有數值的概要性表示方式。因此，除非有特別額外的說明或是明顯違背本領域合理之通常知識，於本案中記載了某一特定數值範圍，即等同於揭露了該數值範圍內的任意數值以及由該數值範圍內的任意數值（含整數與取至小數點下一位之數值）界定出的較小數值範圍，如同在說明書中明文寫出該任意數值和該較小數值範圍一樣。例如，記載當僅記載「1至10」，其可等同於揭露了「3至5」、「2.5-6.8」的範圍，無論說明書中是否列舉其他數值。
於本說明書中，”丙烯醯基”是指丙烯酸去掉羥基後形成的基團，可表示為(-COCHCH 2)。”環氧基”是指含有氧的三元環基團。“伸烷基”是指含有碳、氫兩種原子的鏈狀有機官能團，可表示為-C nH 2n-，且鏈的兩端皆可連接其他基團。在一些實施例中，伸烷基可列舉如伸甲基、伸乙基、伸丙基、伸丁基，但並不限定於此。”烷氧基”是指烷基與氧原子連結後的生成基團，可列舉如甲氧基(-OCH 3)、乙氧基(-OCH 2CH 3)，但並不限定於此。
現有的高分子材料在熱加工時會產生黃化現象，因而影響感光性樹脂在色彩性質上的表現，這對於彩色面板製程後的色度有很大程度的影響，因此需要建立一套實驗前對材料黃化評估的方法，使得高分子材料即使經過高溫製程，也能夠維持高透明、低黃化。以下將藉由(1)鹼可溶性樹脂的環氧基與(2)聚合性不飽和化合物的(C 2H 4O)基團兩個參數來評估感光性樹脂組成物的耐熱性。
本發明實施例提供一種感光性樹脂組成物，包含： (A)聚合性不飽和化合物，具有如化學式1所示的結構，其中R 1至R 6各自獨立地為氫、碳數1至10的烷基、或碳數3至30的丙烯醯基(acryl group)，其中R 1-R 6至少三者為丙烯醯基； [化學式1]
Figure 02_image001
；及 (B)含環氧基之重複單元的鹼可溶性樹脂， 其中該感光性樹脂組成物的耐熱性以T值來評價，在6.7E-06~6.2E-05的範圍，可在熱加工後維持高透明、低黃化。可提升感光性樹脂組成物的耐熱性，而將性能最佳化，並抑制顯示裝置的圖像質量降低。
其中T值定義為： T=W/k (式一)， 其中 W: 鹼可溶性樹脂中含環氧基之重複單元的莫耳當量， k : 化學式1中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和。
詳細而言，本發明實施例之感光性樹脂組成物，包括： 4.6~5.4重量%的該聚合性不飽和化合物(A)；6.2~20重量%的該鹼可溶性樹脂(B)；20~40重量%的顏料或染料(C)；1~10重量%的光起始劑(D)；及30~45重量%的有機溶劑(E)。
在一特定實施例中，感光性樹脂組成物包括： 4.8~5.2重量%的該聚合性不飽和化合物(A)；10~15重量%的該鹼可溶性樹脂(B)；30~38重量%的顏料或染料(C)；1.5~5重量%的光起始劑(D)；及40~45重量%的有機溶劑(E)。
本發明之感光性樹脂組成物包括具有化學式1之結構的聚合性不飽和化合物(A)、以及含環氧基之鹼可溶性樹脂(B)，上述聚合性不飽和化合物(A)不具有碳數大於20的長支鏈，且上述含環氧基之鹼可溶性樹脂具有環個數大於3的多環、非長鏈的結構，使得感光性樹脂組成物較不易因為產生纏繞現象而導致熱加工後黃化，達到良好的耐熱性。
在製作彩色濾光片的製程中，感光性樹脂組成物容易因為高溫製程而造成黃化，影響彩色面板的色度。因此，本發明實施例藉由T值作為耐熱性指標，以確保感光性樹脂組成物不會因為熱加工產生黃化而有色彩失真的現象。
首先，針對T值做說明：
[T值]
藉由量測本發明感光性樹脂組成物中的T值，藉此檢視感光性樹脂組成物是否會在高溫加工製程後產生黃化現象而導致色彩失真。詳細而言，將T值定義為W/k，其中W定義為鹼可溶性樹脂中含環氧基之重複單元的莫耳當量，k定義為化學式1中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和。 [化學式1]
Figure 02_image001
舉例而言，當聚合性不飽和化合物(A)為化學式1的結構、含環氧基之鹼可溶性性樹脂(B)的環氧基重複單元為環氧二環戊烯甲基丙烯酸脂(epoxy dicyclopentenyl acrylate，EDCPA)時，k定義為化學式1中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和m+n+o+p+q+r，其中化學式1中的R 1為-CH 2O-(C 2H 4O) m-COCH=CH 2，R 2為-CH 2O-(C 2H 4O) n-COCH=CH 2，R 3為-CH 2O-(C 2H 4O) o-COCH=CH 2，R 4為-CH 2O-(C 2H 4O) p-COCH=CH 2，R 5為-CH 2O-(C 2H 4O) q-COCH=CH 2，R 6為-CH 2O-(C 2H 4O) r-COCH=CH 2，m、n、o、p、q、r各自獨立地為0~8的正整數，k為2~50的正整數，k優選為4~48的正整數，k更優選為5-24的正整數。W定義為鹼可溶性樹脂中EDCPA的莫耳當量。
根據本發明的一些實施例，感光性樹脂組成物之T值為6.7E-06~6.2E-05，優選為1.3E-05~6.0E-05，於上述範圍內，T值越大則耐熱性越佳，可使感光性樹脂組成物於熱加工後維持高透明、低黃化，ΔE*ab優選為在4以下，更優選為在3以下，以達到良好的耐熱性，確保感光性樹脂組成物不會有色彩失真的現象。
根據發明人的研究顯示：如T值小於上述範圍之下限值，感光性樹脂組成物因為長支鏈而產生纏繞現象，導致於熱加工後產生黃化，而不具有良好的耐熱性質，容易受高溫影響而降低色彩表現。另一方面，若T值大於上限值，則可能因鹼可溶性樹脂中EDCPA相對含量提高影響感光性樹脂的鹼性顯影液的可溶解性。
以下將針對感光性樹脂組成物中之各成分，做詳細說明：
[聚合性不飽和化合物(A)]
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)可用來調控感光性樹脂組成物的耐熱性。
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)為可藉由光起始劑(D)產生的活性自由基及/或酸而聚合的單體，例如是但不限於具有可聚合性的乙烯性不飽和鍵，像是(甲基)丙烯酸酯化合物。在此，使用括號來敘述的化合物，意味著包含括號內文字存在與不存在的情況，例如前述的(甲基)丙烯酸酯化合物，包含丙烯酸酯化合物、和甲基丙烯酸酯化合物的情形。
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)具有如下所示的結構，其中R 1至R 6各自獨立地為氫、碳數1至10的烷基、或碳數3至30的丙烯醯基(acryl group)，其中R 1-R 6至少三者為丙烯醯基。
Figure 02_image001
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)可列舉如三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙烷酯、四(甲基)丙烯酸季戊四醇酯、六(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、五(甲基)丙烯酸二季戊四醇酯、甘油三羟丙基醚三丙烯酸酯、（乙氧基化）双季戊四醇六丙烯酸酯，但並不限於此。
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)優選為二季戊四醇丙烯酸酯(dipentaerythritol acrylate)。
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)更優選為烷氧基化二季戊四醇丙烯酸酯(alkoxylated dipentaerythritol acrylate)。
在一些實施例中，聚合性不飽和化合物(A)特別優選為具有如下所示的結構，其中化學式1中的R 1為-CH 2O-(C 2H 4O) m-COCH=CH 2，R 2為-CH 2O-(C 2H 4O) n-COCH=CH 2，R 3為-CH 2O-(C 2H 4O) o-COCH=CH 2，R 4為-CH 2O-(C 2H 4O) p-COCH=CH 2，R 5為-CH 2O-(C 2H 4O) q-COCH=CH 2，R 6為-CH 2O-(C 2H 4O) r-COCH=CH 2，且其中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和k=m+n+o+p+q+r，m、n、o、p、q、r各自獨立地為0~8的正整數，k為2~50的正整數，k優選為4~48的正整數，k更優選為5-24的正整數。
Figure 02_image001
根據本發明的一些實施例，聚合性不飽和化合物(A)的重量平均分子量優選為150以上且2900以下，更優選為250以上且1500以下。
根據本發明的一些實施例，聚合性不飽和化合物(A)的含量相對於感光性樹脂組成物的總重量按重量%計，優選含有4.6~5.4重量%，更優選含有4.8~5.2重量%。
根據本發明的一些實施例，聚合性不飽和化合物(A)的含量相對於感光性樹脂組成物的固體成分的總重量按重量%計，優選含有5~20重量%，更優選含有8~10重量%。上述感光性樹脂組成物中的固體成分的總重量指的是從感光性樹脂組成物去除溶劑(E)後殘留的成分的總重量。
根據發明人的研究顯示：聚合性不飽和化合物(A)的含量在上述的範圍內的情況下，可使感光性樹脂於熱加工製程後維持透明、低黃化，提升感光性樹脂的耐熱性。
[鹼可溶性樹脂(B)]
鹼可溶性樹脂(B)包括含環氧基之重複單元(B1)，可提高耐熱性以及耐溶劑性，以防止色彩失真。
在一些實施例中，鹼可溶性樹脂(B)為共聚物，其更包含來自不飽和羧酸和不飽和羧酸酐中選擇的至少一種單體(a)(亦稱為“單體(a)”)的結構單元與來自具有碳數2至4的環狀醚結構和烯屬不飽和鍵的單體 (b)(亦稱為“單體(b)”)的結構單元共聚而成。鹼可溶性樹脂(B)可視情況更包含其他結構單元，例如與單體(a)和單體(b)不同的單體(c)的結構單元(亦稱為“單體(c)”)、或具有烯屬不飽和鍵的結構單元。共聚物中，上述結構單元均可含有1種，也可包含2種以上。
在一些實施例中，單體(a)可列舉如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、鄰-、間-、對-乙烯基苯甲酸等不飽和單羧酸類；馬來酸、富馬酸、檸康酸、中康酸、衣康酸、3-乙烯基鄰苯二甲酸、4-乙烯基鄰苯二甲酸、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸、二甲基四氫鄰苯二甲酸、1,4-環己烯二羧酸等不飽和二羧酸類；甲基-5-降冰片烯-2,3-二羧酸、5-羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯等含有羧基的雙環不飽和化合物類； 馬來酸酐、檸康酸酐、衣康酸酐、3-乙烯基鄰苯二甲酸酐、4-乙烯基鄰苯二甲酸酐、3,4,5,6-四氫鄰苯二甲酸酐、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸酐、二甲基四氫鄰苯二甲酸酐、5,6-二羧基雙環[2.2.1]庚-2-烯酐等不飽和二羧酸類酐；琥珀酸單[2-(甲基)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2元以上的多元羧酸的不飽和單[(甲基)丙烯醯氧基烷基]酯類；α-(羥基甲基)丙烯酸這樣的在同一分子中含有羥基和羧基的不飽和丙烯酸酯類等，但並不限於此。
在一些實施例中，考量共聚反應性與所得樹脂在鹼水溶液中的溶解性，單體(a)優選為丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸酐等。
在一些實施例中，單體(b)是指例如具有碳數2至4的環狀醚結構(例如，選自環氧乙烷環、氧雜環丁烷環和四氫呋喃環中的至少1種)和烯屬不飽和鍵的聚合性化合物。單體(b)優選為具有碳數2至4的環狀醚和(甲基)丙烯醯氧基的單體。
在一些實施例中，含環氧基之重複單元(B1)為來自(b)的結構單元
應予說明，本說明書中，“(甲基)丙烯酸”表示選自丙烯酸和甲基丙烯酸中的至少1種。“(甲基)丙烯醯基”和“(甲基)丙烯酸酯”等的表述也具有同樣的意思。
在一些實施例中，單體(b)可列舉例如具有環氧乙基和烯屬不飽和鍵的單體(b1)(以下有時稱為“單體(b1)”)、具有氧雜環丁基和烯屬不飽和鍵的單體(b2)(以下有時稱為“單體(b2)”)、具有四氫呋喃基和烯屬不飽和鍵的單體(b3)(以下有時稱為“單體(b3)”)等。
在一些實施例中，單體(b1)可列舉例如具有直鏈狀或分支鏈狀的脂肪族不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-1)(以下有時稱為“單體(b1-1)”)、具有脂環式不飽和烴被環氧化的結構的單體(b1-2)(以下有時稱為“單體(b1-2)”)。
在一些實施例中，單體(b1-1)可列舉如(甲基)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-甲基縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸β-乙基縮水甘油酯、縮水甘油基乙烯基醚、鄰-乙烯基苄基縮水甘油基醚、間-乙烯基苄基縮水甘油基醚、對-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-鄰-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-間-乙烯基苄基縮水甘油基醚、α-甲基-對-乙烯基苄基縮水甘油基醚、2,3-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,5-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,6-雙(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,4-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,5-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,3,6-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、3,4,5-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯、2,4,6-三(縮水甘油氧基甲基)苯乙烯等，但並不限於此。
在一些實施例中，單體(b1-2)可列舉如乙烯基環己烯一氧化物、1,2-環氧-4-乙烯基環己烷(例如，CELLOXIDE 2000；股份有限公司大賽璐製造)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(例如，CYCLOMER A400；股份有限公司大賽璐製造)、(甲基)丙烯酸3,4-環氧環己基甲酯(例如，CYCLOMER M100；股份有限公司大賽璐製造)、由式(I)表示的化合物和由式(II)表示的化合物等，但並不限於此。
Figure 02_image003
式(I)                      式(II)
式(I)和式(II)中，R a和R b表示氫原子或者是碳數1至4的烷基，該烷基中所含的氫原子可被羥基取代。X a和X b表示單鍵、＊-R c-、＊-R c-O-、＊-R c-S-或＊-R c-NH-。R c表示碳數1至6的伸烷基。＊表示與O的鍵合端。
作為由式(I)表示的化合物，可列舉出由式(I-1)至式(I-15)中的任一個表示的化合物等。其中，優選由式(I-1)、式(I-3)、式(I-5)、式(I-7)、式(I-9)或者是式(I-11)至式(I-15)表示的化合物。
Figure 02_image005
作為由式(II)表示的化合物，可列舉出由式(II-1)至式(II-15)中的任一個表示的化合物等。其中，優選由式(II-1)、式(II-3)、式(II-5)、式(II-7)、式(II-9)或者是式(II-11)至式(II-15)表示的化合物，更優選由式(II-1)、式(II-7)、式(II-9)或者是式(II-15)表示的化合物。
Figure 02_image007
由式(I)表示的化合物和由式(II)表示的化合物可各自單獨地使用，也可將2種以上並用。將由式(I)表示的化合物和由式(II)表示的化合物並用的情形下，它們的含有比率[由式(I)表示的化合物：由式(II)表示的化合物]以莫耳基準計，優選為5：95至95：5，更優選為20：80至80：20。
鹼可溶性樹脂(B)包括衍生自單體(b1-2)的含環氧基之重複單元(B1)。在一些實施例中，含環氧基之重複單元(B1)為環氧二環戊烯基(epoxy dicyclopentenyl，EDCP)之重複單元。在一些實施例中，環氧二環戊烯基(EDCP)之重複單元可更提高耐熱性以及耐溶劑性，以防止色彩失真。
具例來說，環氧二環戊烯基(epoxy dicyclopentenyl，EDCP)之重複單元可包括具有如化學式2所示的結構的第一重複單元、和具有如化學式3所示的結構的第二重複單元的至少其中一者： [化學式2]
Figure 02_image009
其中，R 7表示氫原子或者是碳數1至4的烷基，所述烷基中的氫原子視需要地被羥基取代，X1表示單鍵、-R 9-、-R 9-O-、-R 9-S-、或-R 9-NH-，其中R 9表示碳數1至6的伸烷基，n為1-20的正整數； [化學式3]
Figure 02_image011
其中，R 8表示氫原子或者是碳數1至4的烷基，所述烷基中的氫原子視需要地被羥基取代，X2表示單鍵、-R 9-、-R 9-O-、-R 9-S-、或-R 9-NH-，其中R 9定義同前，m為1-20的正整數。
上述重複單元優選X1、X2為單鍵、R 7、R 8為氫原子，並可包括具有如化學式2A所示的結構的重複單元、和具有如化學式3A所示的結構的重複單元： [化學式2A]
Figure 02_image013
其中，p為1-20的正整數； [化學式3A]
Figure 02_image015
其中，q為1-20的正整數。
上述重複單元可由環氧二環戊烯甲基丙烯酸脂(epoxy dicyclopentenyl acrylate，EDCPA)聚合而成，其具有如化學式4所示的結構： [化學式4]
Figure 02_image017
。
根據本發明的一些實施例，EDCPA單體的含量相對於鹼可溶性樹脂(B)的總重量按重量%計，優選含有5~20重量%，更優選含有8~11重量%。
根據發明人的研究顯示：前述鹼可溶性樹脂(B)中EDCPA的含量包含在上述前述範圍內的情況下，可在提供感光性樹脂耐熱性的情況下具有良好的耐溶劑性。
在一些實施例中，單體(b2)更優選為具有氧雜環丁基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。作為單體(b2)，可列舉出3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基甲基氧雜環丁烷、3-甲基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-甲基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-甲基丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷、3-乙基-3-丙烯醯氧基乙基氧雜環丁烷等，但並不限於此。
在一些實施例中，單體(b3)更優選為具有四氫呋喃基和(甲基)丙烯醯氧基的單體。作為單體(b3)，具體地，可列舉丙烯酸四氫糠酯(例如，VISCOAT V # 150、大阪有機化學工業股份有限公司製造)、甲基丙烯酸四氫糠酯等。
在一些實施例中，單體(b)在能夠進一步提高彩色濾光片的耐熱性、耐化學品性等可靠性的方面，優選為單體(b1)。進而，在感光性樹脂組成物的保存穩定性優異的方面，更優選為單體(b1-2)。
在一些實施例中，單體(c)可列舉例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸第二丁酯、(甲基)丙烯酸第三丁酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸環戊酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸2-甲基環己酯、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基酯(在該技術領域中，作為慣用名，稱為“(甲基)丙烯酸雙環戊酯”。此外，有時稱為“(甲基)丙烯酸三環癸酯”)、(甲基)丙烯酸三環[5.2.1.0 2,6]癸烯-8-基酯(該技術領域中，作為慣用名，稱為“(甲基)丙烯酸雙環戊烯酯”)、(甲基)丙烯酸雙環戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸炔丙酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸萘酯、(甲基)丙烯酸苄酯等(甲基)丙烯酸酯類；(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯等含有羥基的(甲基)丙烯酸酯類；馬來酸二乙酯、富馬酸二乙酯、衣康酸二乙酯等二羧酸二酯；雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二羥基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(羥基甲基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二(2’-羥基乙基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二甲氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-二乙氧基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基-5-乙基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-羥基甲基-5-甲基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-第三-丁氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-環己氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5-苯氧基羰基雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(第三丁氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯、5,6-雙(環己氧基羰基)雙環[2.2.1]庚-2-烯等雙環不飽和化合物類；N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺苯甲酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-4-馬來醯亞胺丁酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-6-馬來醯亞胺己酸鹽、N-琥珀醯亞胺基-3-馬來醯亞胺丙酸鹽、N-(9-吖啶基)馬來醯亞胺等二羰基亞胺衍生物類；苯乙烯、α-甲基苯乙烯、間-甲基苯乙烯、對-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、對-甲氧基苯乙烯、丙烯腈、甲基丙烯 腈、氯乙烯、偏氯乙烯、丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、醋酸乙烯酯、1,3-丁二烯、異戊二烯、2,3-二甲基-1,3-丁二烯等，但並不限於此。
在一些實施例中，從共聚反應性和耐熱性的方面出發，優選為苯乙烯、乙烯基甲苯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、N-苯基馬來醯亞胺、N-環己基馬來醯亞胺、N-苄基馬來醯亞胺、雙環[2.2.1]庚-2-烯等。
在一些實施例中，在單體(c)為具有烯屬不飽和鍵的結構單元的實施例中，優選為具有(甲基)丙烯醯基的結構單元。具有這樣的結構單元的鹼可溶性樹脂(B)，可藉由使含有源自於單體(a)的結構單元和源自於單體(b)的結構單元的聚合物，和具有可與前述構成單元反應之基團以及烯屬不飽和鍵之單體反應而得。
在一些實施例中，作為具有烯屬不飽和鍵的結構單元，例如可以藉由在(甲基)丙烯酸單元中加成縮水甘油(甲基)丙烯酸酯而得到的構成單元、藉由在馬來酸酐單元中加成2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯而得到的構成單元、藉由在縮水甘油(甲基)丙烯酸酯單元中加成(甲基)丙烯酸而得到的構成單元、以及在具有羥基的構成單元中加成羧酸酐而得到的構成單元等。
根據本發明的一些實施例，(B)包括10至60重量%來自(a)的結構單元；40至90重量%來自(b)的結構單元，更優選為15至45重量%來自(a)的結構單元；55至85重量%來自(b)的結構單元。
或者，在更包含來自(c)的結構單元的實施例中，2至45重量%來自(a)的結構單元；2至95重量%來自(b)的結構單元；1至65重量%來自(c)的結構單元，更優選為5至40重量%來自(a)的結構單元；5至80重量%來自(b)的結構單元；5至60重量%來自(c)的結構單元。
根據本發明的一些實施例，鹼可溶性樹脂(B)的重量平均分子量(Mw)優選為3000至100000，更優選為5000至50000，進一步優選為5000至30000。鹼可溶性樹脂(B)之分子量分布(重量平均分子量(Mw)/數量平均分子量(Mn))優選為1.1至6，更優選為1.2至4。
根據本發明的一些實施例，鹼可溶性樹脂(B)的酸值(固體成分換算值)，優選為10至300mg-KOH/g、或可為20至250mg-KOH/g、或可為20至200mg-KOH/g、或可為20至170mg-KOH/g、或可為30至170 mg-KOH/g。在此，酸值是作為中和鹼可溶性樹脂(B)1g所需的氫氧化鉀的量(mg)之測定值，可藉由例如使用氫氧化鉀水溶液進行滴定而求出。
根據本發明的一些實施例，鹼可溶性樹脂(B)的含量相對於感光性樹脂組成物的總重量按重量%計，優選含有6.2~20重量%，更優選含有10~15重量%。
根據本發明的一些實施例，鹼可溶性樹脂(B)的含量相對於感光性樹脂組成物的固體成分的總重量按重量%計，優選含有15~40重量%，更優選含有20~35重量%。
根據發明人的研究顯示：鹼可溶性樹脂(B)的含量在上述範圍內的情況下，能夠形成感光圖案，而且存在感光圖案的解析度和殘膜率提高的傾向。
[(C)顏料/染料]
本發明的感光性樹脂組成物更包含顏料(C1)及/或染料(C2)。
在一些實施例中，顏料(C1)可以使用在該領域中通常使用的有機顏料或無機顏料。顏料(C1)可以使用在印刷墨、噴墨墨等中使用的各種顏料，具體而言，可列舉出水溶性偶氮顏料、不溶性偶氮顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮顏料、異吲哚滿酮顏料、異二氫吲哚顏料、苝顏料、芘酮顏料、二噁嗪顏料、蒽醌顏料、二蒽醌顏料、蒽嘧啶顏料、蒽垛蒽醌(anthanthrone)顏料、陰丹酮顏料、黃烷士酮顏料、皮蒽酮顏料、二酮吡咯並吡咯顏料等，但並不限於此。
在一些實施例中，無機顏料可列舉出金屬氧化物、金屬配位化合物等金屬化合物，具體而言，可列舉出鐵、鈷、鋁、鎘、鉛、銅、鈦、鎂、鉻、鋅、銻、炭黑等金屬的氧化物或複合金屬氧化物等。有機顏料及無機顏料，具體而言，可列舉出在顯色指數(The society of Dyers and Colourists出版)下分類為顏料的化合物中的C.I.顏料紅、C.I.顏料紫、C.I.顏料藍，更具體而言，可列舉出如下面的顯色指數(C.I.)編號的顏料，但並不限於此，它們可分別單獨使用或組合兩種以上進行使用。
在一些實施例中，可列舉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和185。
在一些實施例中，可列舉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、264和291。
在一些實施例中，可列舉C.I.顏料藍15(15：3、15：4、15：6等)、21、28、60、64和76。
在一些實施例中，可列舉C.I.顏料綠7、10、15、25、36、47 、58及59。
在一些實施例中，顏料(C1)也可使用公知的顏料，可舉例如色指數(The Society of Dyers and Colourists出版)中被分類成顏料(pigment)的化合物。
在一些實施例中，顏料(C1)的含量對於顏料/染料(C)中的固體成分的總重量按重量%計為20~90重量%，優選在40~90重量%的範圍內。只要前述顏料的含量按前述基準計在20~90重量%的範圍內，則黏度低、貯存穩定性優異、分散效率高、有效地提高了對比度，因此優選。
在一些實施例中，染料(C2)可使用選自具有磺酸或羧酸等酸性基團的酸性染料、酸性染料與含氮化合物的鹽、酸性染料的磺醯胺體等和它們的衍生物的染料，除此以外，也可選擇偶氮系、呫噸系、酞菁系酸性染料及它們的衍生物。作為顏色，優選為藍色、紫色、深紅色系列的染料，在顯色指數(The Society of Dyers and Colourists出版)內分類為染料的化合物，或染色筆記(染織公司)中記載的習知染料中，有紅、藍、紫染料。這些染料可單獨使用或組合兩種以上進行使用。在一些實施例中，染料較佳地可為氧雜蔥酮染料。
根據本發明的一些實施例，染料(C2)的含量相對於顏料/染料(C)中的固體成分的總重量按重量%計，優選含有0.5~80重量%，更優選為5~60 重量%。前述感光劑中的染料的含量包含在上述前述範圍內的情況下，在形成圖案後，可防止有機溶劑使染料溶出的可靠性下降的問題，靈敏度優異而優選。
在一些實施例中，顏料/染料(C)可更包含使其粒徑均勻分散的顏料分散液(C3)。顏料分散劑(C3)是為了顏料的反絮凝和穩定性維持而添加，可以沒有限制地使用該領域中通常使用的顏料分散劑。
作為顏料分散劑(C3)的具體示例，可列舉出陽離子系、陰離子系、非離子系、兩性、聚酯系、聚胺系等表面活性劑等，這些顏料分散劑可以分別單獨使用或組合兩種以上進行使用。
根據本發明的一些實施例，顏料/染料(C)的含量相對於感光性樹脂組成物的總重量按重量%計，優選含有20~40重量%，更優選含有30~38重量%。根據本發明的一些實施例，顏料/染料(C)的含量相對於感光性樹脂組成物的固體成分的總重量按重量%計，優選含有40~80重量%，更優選含有50~70重量%。
根據發明人的研究顯示：顏料/染料(C)的含量在上述範圍內的情況下，即使形成薄膜，像素的色濃度也充分，顯影時非像素部的缺損性也不下降，因此能夠抑制殘渣的產生。
[光起始劑(D)]
在本案的一些實施例中，光起始劑(D)可為任何能夠藉由光的作用而產生活性自由基、酸等，進而使得光聚合反應開始的化合物，並沒有特別限定。
舉例來說，光起始劑(D)可包含但不受限於選自於由下列選項所組成的群組中的至少一者：肟系(oxime)化合物、O-醯基肟(O-acyloxime)化合物、烷基苯基酮化合物、雙咪唑化合物、三嗪化合物、醯基膦氧化物(acyl phosphine oxide)、安息香化合物、二苯基酮化合物、醌系化合物、10-丁基-2-氯吖啶酮、苄基、苯基甲醯甲酸甲酯、苯乙酮(acetophenone)化合物、和環戊二烯鈦(titanocene)化合物。
在一些實施例中，光起始劑(D)較佳地包含選自於由下列選項所組成的群組中的至少一者：肟系(oxime)化合物、O-醯基肟化合物、烷基苯基酮化合物、雙咪唑化合物、苯乙酮化合物、三嗪化合物、醯基氧化膦化合物、和聯咪唑化合物。舉例來說，在以O-醯基肟化合物作為光起始劑(D)的情況，可使用Irgacure® OXE-01(BASF公司)、Irgacure® OXE-02(BASF公司)、N-1919(ADEKA公司)等市售商品。
在一些實施例中，肟系(oxime)光起始劑，可列舉如1,2-辛烷二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯醯肟)、1,2-丁烷二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯醯肟)、1,2-丁烷二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-乙醯基肟)、1,2-辛烷二酮-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-(O-苯醯肟)、1,2-辛烷二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-(4-甲基苯醯肟))、 1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯)-9H-咔唑-3-基]-乙烷-1-酮肟-O-乙酸酯、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯醯)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯基肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜環戊基)甲氧基苯醯}-9H-咔唑-3-基]- 1-(O-乙醯基肟)等。
在一些實施例中，O-醯基肟化合物具有由式(d1)表示的部分結構的化合物。以下，＊表示鍵合端。
Figure 02_image019
在一些實施例中，O-醯基肟化合物，可列舉如N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(3,3-二甲基-2,4-二氧雜環戊基甲氧基)苯甲醯基}-9H-咔唑-3-基]乙烷-1-亞胺、N-乙醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙烷-1-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺等，但並不限於此。可使用IRGACURE OXE01、OXE02(以上為BASF公司製造)、N-1919(ADEKA株式會社製造)等市售品。其中，O-醯基肟化合物優選選自N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)丁烷-1-酮-2-亞胺、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺和N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)-3-環戊基丙烷-1-酮-2-亞胺中的至少1種，更優選N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫烷基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺。如果是這些O-醯基肟化合物，則傾向於得到高明度的彩色濾光片。
在一些實施例中，烷基苯基酮化合物具有由式(d2)表示的部分結構或由式(d3)表示的部分結構的化合物。這些部分結構中，苯環可具有取代基。
Figure 02_image021
作為具有由式(d2)表示的部分結構的化合物，可列舉例如2-甲基-2-嗎啉代-1-(4-甲基硫烷基苯基)丙烷-1-酮、2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉代苯基)-2-苄基丁烷-1-酮、2-(二甲基胺基)-2-[(4-甲基苯基)甲基]-1-[4-(4-嗎啉基)苯基]丁烷-1-酮等。可使用IRGACURE 369、907、379(以上為BASF公司製造)等的市售品。
作為具有由式(d3)表示的部分結構的化合物，可列舉例如2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、2-羥基-2-甲基-1-[4-(2-羥基乙氧基)苯基]丙烷-1-酮、1-羥基環己基苯基酮、2-羥基-2-甲基-1-(4-異丙烯基苯基)丙烷-1-酮的低聚物、α,α-二乙氧基苯乙酮、苯偶醯二甲基縮酮等。
在感光度的部份，作為烷基苯基酮化合物，優選具有由式(d2)表示的部分結構的化合物。
在一些實施例中，三嗪化合物，可列舉例如2,4-雙三氯甲基-6-4-甲氧基苯基-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-4-甲氧基萘基-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-胡椒基-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-4-甲氧基苯乙烯基-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-[2-（5-甲基呋喃-2-基）乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-[2-（呋喃-2-基）乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-[2-（4-二乙基胺基-2-甲基苯基）乙烯基]-1,3,5-三嗪、2,4-雙三氯甲基-6-[2-（3,4-二甲氧基苯基）乙烯基]-1,3,5-三嗪等，但並不限於此。
在一些實施例中，醯基氧化膦化合物，可列舉2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦等，但並不限於此。可使用IRGACURE(註冊商標819、BASF公司製造)等的市售品。
在一些實施例中，聯咪唑化合物，可列舉例如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(例如，參照日本特開平6-75372號公報、日本特開平6-75373號公報等)、2,2’-雙(2-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-氯苯基)-4,4’,5,5-四(二烷氧基苯基)聯咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)- 4,4’,5,5-四(三烷氧基苯基)聯咪唑(例如，參照日本特公昭48-38403號公報、日本特開昭62-174204號公報等)、4,4’,5,5-位的苯基被烷氧羰基取代的咪唑化合物(例如，參照日本特開平7-10913號公報等)等，但並不限於此。
在一些實施例中，苯乙酮系化合物，可列舉如2-甲基-1-[4-(甲基硫基)苯基]-2-嗎啉丙烷-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉苯基)丁烷-1-酮、2-(4-甲基苯甲基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-嗎啉苯基)丁烷-1-酮、N-苯甲醯氧基-1-(4-苯基硫基苯基)辛烷-1-酮-2-亞胺等，但並不限於此。
在一些實施例中，其他之聚合起始劑，可列舉如安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香異丙基醚、安息香異丁基醚等安息香化合物；二苯甲酮、鄰-苯甲醯基苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、4-苯甲醯基-4’-甲基二苯基硫醚、3,3’,4,4’-四(第三-丁基過氧羰基)二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮等二苯甲酮化合物；9,10-菲醌、2-乙基蒽醌、樟腦醌等醌化合物；10-丁基-2-氯吖啶酮、苯偶醯、苯基乙醛酸甲酯、二茂鈦化合物等但並不限於此。
在一些實施例中，光起始劑(D)優選為肟系(oxime)化合物、苯乙酮化合物。
根據本發明的一些實施例，光起始劑(D)的含量相對於感光性樹脂組成物的總重量按重量%計，優選含有1~10重量%，更優選含有1.5~5重量%。
根據本發明的一些實施例，光起始劑(D)的含量相對於感光性樹脂組成物的固體成分的總重量按重量%計，優選含有0.1~5重量%，更優選含有0.2~3重量%。
根據發明人的研究顯示：光起始劑(D)的含量在上述的範圍內的情況下，存在高感度化、使曝光時間縮短的傾向，因此可提高彩色濾光片的生產率。
[有機溶劑(E)]
在一些實施例中，有機溶劑(E)可包含但不受限於選自於由下列選項所組成的群組中的至少一者：酯溶劑(在此意指於分子中含有-COO-但不含-O-的溶劑)、醚溶劑(在此意指於分子中含有-O-但不含-COO-的溶劑)、醚酯溶劑(在此意指於分子中含有-COO-及-O-的溶劑)、酮溶劑(在此意指於分子中含有-CO-但不含-COO-的溶劑)、醇溶劑(在此意指於分子中含有OH但不含-O-、-CO-及-COO-的溶劑)、芳香族烴溶劑、醯胺溶劑、二甲基亞碸等。
在一些實施例中，作為酯溶劑，可列舉出乳酸甲酯、乳酸乙酯、乳酸丁酯、2-羥基異丁酸甲酯、醋酸乙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、甲酸戊酯、醋酸異戊酯、丙酸丁酯、丁酸異丙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯、乙醯乙酸甲酯、乙醯乙酸乙酯、環己醇乙酸酯和γ-丁內酯等但並不限於此。
在一些實施例中，作為醚溶劑，可列舉出乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、二甘醇單丁基醚、丙二 醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、丙二醇單丁基醚、3-甲氧基-1-丁醇、3-甲氧基-3-甲基丁醇、四氫呋喃、二甘醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚、二甘醇二丙基醚、二甘醇二丁基醚、茴香醚、苯乙醚和甲基茴香醚等但並不限於此。
在一些實施例中，作為酮溶劑，可列舉出4-羥基-4-甲基-2-戊酮、丙酮、2-丁酮、2-庚酮、3-庚酮、4-庚酮、4-甲基-2-戊酮、環戊酮、環己酮和異佛爾酮等但並不限於此。
在一些實施例中，作為醇溶劑，可列舉甲醇、乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、丙二醇和甘油等但並不限於此。
在一些實施例中，作為芳香族烴溶劑，可列舉苯、甲苯、二甲苯和1,3,5-三甲基苯等但並不限於此。
在一些實施例中，作為醯胺溶劑，可列舉N,N-二甲基甲醯胺、N,N-二甲基乙醯胺和N-甲基吡咯啶酮等但並不限於此。
在一些實施例中，從塗布性、乾燥性的方面出發，溶劑優選為在1atm下的沸點為120°C以上且180°C以下的有機溶劑。溶劑優選為丙二醇單甲基醚乙酸酯、乳酸乙酯、丙二醇單甲基醚、3-乙氧基丙酸乙酯、乙二醇單甲基醚、二甘醇單甲基醚、二甘醇單乙基醚、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、N-甲基吡咯啶酮和N,N-二甲基甲醯胺，更優選為丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單甲基醚、N-甲基吡咯啶酮、乳酸乙酯和3-乙氧基丙酸乙酯。
根據本發明的一些實施例，溶劑(E)的含量相對於感光性樹脂組成物的總重量按重量%計，優選含有30~45重量%，更優選含有40~45重量%。換言之，感光性樹脂組成物的固態成分部分的總含有率可為55~70重量%，更優選為55~60重量%。
根據發明人的研究顯示：溶劑(E)包含在上述範圍內的情況下，塗布時的平坦性變得良好，另外形成了彩色濾光片時色濃度沒有不足，因此存在顯示特性變得良好的傾向。
[彩色濾光片]
本揭露內容的另一實施例是關於一種彩色濾光片，其可由根據前述任一實施例的感光性樹脂組成物之固化產物所形成。舉例來說，根據前述任一實施例的感光性樹脂組成物可藉由光微影法、噴墨法、或印刷法等方法形成所述彩色濾光片，但本揭露內容不受限於此。
作為由本案的感光性樹脂組成物之固化產物所形成之彩色濾光片（彩色濾光片圖案）的方法，可列舉光微影法、噴墨法、印刷法等。其中，優選光微影法。光微影法是將上述感光性樹脂組成物塗布於基板，乾燥而形成感光組合物層，經由光遮罩將該感光組合物層曝光而顯影的方法。光微影法中，通過在曝光時不使用光遮罩及/或不顯影，從而能夠形成作為上述感光組合物層的固化物的感光塗膜。能夠使這樣形成的感光圖案、感光塗膜作為本發明的彩色濾光片。
對於製作的彩色濾光片的膜厚而言並無特別限定，可根據目的、用途等適當調整，例如，為0.1至30μm，優選為0.1至20μm，更優選為0.5至6μm，更佳優選為1.5至3.5μm。
作為基板，可使用石英玻璃、硼矽酸玻璃、鋁矽酸鹽玻璃、對表面進行了二氧化矽塗布的鈉鈣玻璃等的玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯等的樹脂板、矽、在上述基板上形成了鋁、銀、銀/銅/鈀合金薄膜等的產物。在這些基板上可形成另外的彩色濾光片層、樹脂層、電晶體、電路等。
採用光微影法的各色圖案（畫素）的形成可在公知或慣用的裝置、條件下進行。例如，可如下方所述製作。
首先，將感光性樹脂組成物塗布在基板上，通過加熱乾燥(預烘焙)及/或減壓乾燥，從而將溶劑等揮發成分除去而乾燥，得到平滑的感光性樹脂組成物層。作為塗布方法，可列舉旋塗法、狹縫塗布法、狹縫和旋轉塗布法等。
接下來，對於感光性樹脂組成物層，經由用於形成目標的感光圖案的光遮罩而使用全波長汞燈作為光源進行曝光。由於可對曝光面全體均勻地照射平行光線，進行光遮罩和形成了感光性樹脂組成物層的基板的正確的對位，因此優選使用遮罩對準器和步進器等曝光裝置。
通過使曝光後的感光性樹脂組成物層與顯影液接觸而顯影，從而在基板上形成感光圖案。通過顯影，感光性樹脂組成物層的未曝光部在顯影液中溶解而被除去。作為顯影液，優選例如氫氧化鉀、碳酸氫鈉、碳酸鈉、氫氧化四甲基銨等鹼性化合物的水溶液。這些鹼性化合物的水溶液中的濃度優選為0.01至10重量%，更優選為0.03至5重量%。進而，顯影液可包含表面活性劑。顯影方法可以是旋覆浸沒法、浸漬法和噴霧法等的任一種。進而，在顯影時可使基板傾斜任意的角度。顯影後可進行水洗。
前述曝光程序的劑量並無特別限制，在一些實施例中，本案可以曝光劑量50至100mJ進行曝光。
進而，優選對得到的感光圖案進行後烘烤。後烘烤溫度優選90°C至250°C，或可為100°C至240°C。後烘烤時間優選1至120分鐘。
藉由本案之感光性樹脂組成物之固化產物可製作彩色濾光片，其為可用於顯示裝置(例如，液晶顯示裝置、有機EL裝置、電子紙等)和固體攝影元件的彩色濾光片或彩色濾波片。
以下，本揭露內容將提供數個實施例和比較例，以更具體地說明根據本揭露內容之實施例的感光性樹脂組成物可達成的功效，以及應用本揭露內容所製得之感光性樹脂組成物的特性。然而以下之實施例和比較例僅為例示說明之用，而不應被解釋為本揭露內容實施之限制。
[製備例1] 聚合性不飽和化合物A1
使用容量2公升的耐壓容器裝入 ((5-(2-(5-((丙烯酰氧基)甲氧基)-[1,1'-聯苯]-3-基)丙-2-基)-[1,1'-聯苯]-2-基)丙烯酸氧)甲酯(((5-(2-(5-((acryloyloxy)methoxy)-[1,1'-biphenyl]-3-yl)propan-2-yl)-[1,1'-biphenyl]-2-yl)oxy)methyl acrylate) 4000克、甲苯450克及三乙銨7.5克後，注入氮氣達壓力0.2kg/cm 2，接著進行攪拌及升溫，當升溫至80℃時，在維持2kg/cm 2的壓力下逐次加入330克的乙烯基支鏈，接著以兩個小時升溫至150℃並維持此溫度達一個小時來進行反應，反應完成後將反應物進行降溫冷卻，接著使用草酸稀釋液(加水稀釋成1200克)來中和冷卻後的反應物，歷時三次的攪拌、靜置及分離上層的水洗物後，於壓力20mmHg的氮氣環境下，以70~110℃將清洗後的反應物進行乾燥，完成後可得約1300克的前驅物A。
取230克的前驅物A加入255克的丙烯酸、45克的p-甲苯磺酸、1克的對苯二酚以及1500毫升的甲苯，架上攪拌裝置、溫度計及Dean-Stark回流裝置，以甲苯進行8個小時的酯化反應，在酯化反應中會將水分去除；反應完成後將反應物冷卻至室溫，將反應物移至兩公升的分液漏斗內並以300克的15%氫氧化鈉水溶液進行一次清洗，接著再以300ml的純水洗淨五次，將有機層分離取出後以無水硫酸鈉進行乾燥並在低壓環境中將甲苯去除，即可獲得本實驗中所用含有如下列化學式所示之R x結構的光聚合單體，此時的R x為k=48之聚合性不飽和化合物，其中R x為R 1~R 6的通稱。
Figure 02_image001
[製備例2] 聚合性不飽和化合物A2
除了製備例1中((5-(2-(5-((丙烯酰氧基)甲氧基)-[1,1'-聯苯]-3-基)丙-2-基)-[1,1'-聯苯]-2-基)丙烯酸氧)甲酯、甲苯、以及三乙銨之重量為製備例1的0.7倍之外，其餘與製備例1相同，可獲得本實驗中所用的含有R x結構之光聚合單體，此時的R x為k=24之聚合性不飽和化合物。
[製備例3] 聚合性不飽和化合物A3
除了製備例1中 ((5-(2-(5-((丙烯酰氧基)甲氧基)-[1,1'-聯苯]-3-基)丙-2-基)-[1,1'-聯苯]-2-基)丙烯酸氧)甲酯、甲苯、以及三乙銨之重量為製備例1的0.58倍之外，其餘與製備例1相同，可獲得本實驗中所用的含有R x結構之光聚合單體，此時的R x為k=12之聚合性不飽和化合物。
[製備例4] 聚合性不飽和化合物A4
除了製備例1中((5-(2-(5-((丙烯酰氧基)甲氧基)-[1,1'-聯苯]-3-基)丙-2-基)-[1,1'-聯苯]-2-基)丙烯酸氧)甲酯、甲苯、以及三乙銨之重量為製備例1的0.48倍之外，其餘與製備例1相同，可獲得本實驗中所用的含有R x結構之光聚合單體，此時的R x為k=6之聚合性不飽和化合物。
[製備例5] 聚合性不飽和化合物A5
除了製備例1中((5-(2-(5-((丙烯酰氧基)甲氧基)-[1,1'-聯苯]-3-基)丙-2-基)-[1,1'-聯苯]-2-基)丙烯酸氧)甲酯、甲苯、以及三乙銨之重量為製備例1的0.39倍之外，其餘與製備例1相同，可獲得本實驗中所用的含有R x結構之光聚合單體，此時的R x為k=5之聚合性不飽和化合物。
[製備例6] 鹼可溶性樹脂B1
於具備回流冷凝器、滴液漏斗及攪拌機之燒瓶內使適量氮氣流動而設為氮氣環境，並放入丙二醇單甲基醚乙酸酯100份，一面進行攪拌，一面加熱至85°C為止。接著，向該燒瓶內，使用滴入泵以約5小時滴入將甲基丙烯酸（用以形成下方左側的構成單元）19份、丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基酯與丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.0 2,6]癸烷-9-基酯之混合物(含有比以莫耳比計為50：50)(商品名「E-DCPA」，大賽璐股份有限公司製造)171份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯40份而成之溶液。另一方面，向燒瓶內，使用另一滴入泵以約5小時滴入將聚合起始劑2,2'-偶氮雙(2,4-二甲基戊腈)26份溶解於丙二醇單甲基醚乙酸酯120份而成之溶液。待聚合起始劑之滴入結束後，約3小時保持為相同溫度，其後冷卻至室溫為止，獲得固形物成分43.5%之共聚物(樹脂B1)之溶液。所獲得之樹脂B1之重量平均分子量為8000，分子量分佈為1.98，固形物成分換算之酸值為53mg-KOH/g。製備例6所製成的共聚物具有如以下化學式所示的構成單元。
Figure 02_image024
[製備例7] 鹼可溶性樹脂B2
除了製備例6中的丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.0 2,6]癸烷-8-基酯與丙烯酸3,4-環氧三環[5.2.1.0 2,6]癸烷-9-基酯之混合物(含有比以莫耳比計為50：50)(商品名「E-DCPA」，大賽璐股份有限公司製造) 置換為2-甲基丙烯(2-羥乙)酯(2-HEMA)，其餘與製備例6相同，可獲得固形物成分60%之共聚物(鹼可溶性樹脂(B2))之溶液。
鹼可溶性樹脂(B)的聚苯乙烯換算的重均分子量(Mw)和數均分子量(Mn)的測定採用凝膠層析色譜(GPC法)在以下的條件下進行。 裝置：HLC-8120GPC(東曹股份有限公司製造) 管柱：TSK-GELG2000HXL 管柱温度：40℃ 溶劑：THF 流速：1.0mL/min 被檢測液固體成分濃度：0.001至0.01質量% 注入量：50μL 檢測器：RI 校正用標準物質：TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40、F-4、F-288、A-2500、A-500(東曹股份有限公司製造) 將上述得到的聚苯乙烯換算的重均分子量和數均分子量之比(Mw/Mn)規定為分散度。
以下各個實施例及比較例之成分如表1所示，其中各個成分所選用的種類說明如下。
[表1]
感光性樹脂組成物組成物其組成 感光性樹脂組成物組成物成分 比較例1 (wt%) 比較例2 (wt%) 實施例1 (wt%) 實施例2 (wt%) 實施例3 (wt%) 實施例4 (wt%) 實施例5 (wt%)
聚合性不飽和化合物(A) A1 5 5 - - - - -
A2 - - 5 - - - -
A3 - - - 5 - - -
A4 - - - - 5 5 -
A5 - - - - - - 5
鹼可溶性樹脂(B) B1 - 15 15 15 15 15 15
B2 15 - - - - - -
顏料/染料 (C) C1 33.5 33.5 33.5 33.5 33.5 33.5 33.5
C2 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0 4.0
光起始劑(D) D 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5 1.5
有機溶劑(E) E 41 41 41 41 41 41 41
ΔE*ab NA 5.8 4.5 2.9 1.8 1.3 0.5 1.0
W 0 1.62E-04 3.57E-04 1.62E-04
k 48 48 24 12 6 6 5
T 0 3.38375E-06 6.7675E-06 1.3535E-05 2.707E-05 5.96E-05 3.2484E-05
判定 NG NG OK OK OK OK OK
表1中，各成分表示以下的化合物： 聚合性不飽和化合物(A)： (A1)：製備例1所得之光聚合物(A1) (A2)：製備例2所得之光聚合物(A2) (A3)：製備例3所得之光聚合物(A3) (A4)：製備例4所得之光聚合物(A4) (A5)：製備例5所得之光聚合物(A5) 鹼可溶性樹脂(B)： (B1)：製備例6所得之鹼可溶性樹脂(B1) (B2)：製備例7所得之鹼可溶性樹脂(B2) 顏料/染料 (C)： (C1)：C.I顏料藍15:6、C.I顏料紅254、C.I顏料紅177、C.I顏料綠58、C.I顏料綠59、或C.I顏料黃150 (C2)；氧雜蔥酮染料 光起始劑(D)：苯乙酮化合物(商品名：TR-PBG-327；TRONLY公司製造) 溶劑(E)：丙二醇單甲基醚乙酸酯（propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA；購自上仁化工有限公司）
[感光性樹脂組成物的製作]
將表1所示出的組成，按比例(重量%)進行混合，並分散、溶解，則可獲得感光性樹脂組成物。
詳細而言，取一樣品瓶，將粉末的光起始劑(D)加入至樣品瓶內，再將溶劑(E)加入至樣品瓶中，以震盪機將其均勻混合。混合20分鐘後，確認粉末完全溶解時，再依序加入光聚合物(A)、鹼可溶性樹脂(B)以及顏料/染料(C)，以震盪機將其均勻混合1小時，即可得到感光性樹脂組成物。
[彩色濾光片的製作]
將感光性樹脂組成物透過旋轉塗佈方式塗佈在玻璃基板上(膜厚1~3um)，接著以微影法在著色感光性樹脂組成物上使用波長全波長汞燈作為光源進行曝光，其後，以KOH(氫氧化鉀)之鹼性顯像液進行顯像，最後，將所製作出的圖案薄膜透過200ºC~250ºC的溫度20~30分鐘 加熱處理來得到含有所需圖案之彩色濾光片。
[耐熱性測試]
使用所製成之彩色濾光片進行第二次的熱加工處理，第二次的熱處理以180~250ºC、60~180分鐘進行，並且於熱處理前後量測光學做為對材料的耐熱性判斷。
使用色度機定位著色圖型片在NMP測試前所在的位置，量測著色圖型片浸入溶劑後的色度值(L*,a*,b*)。根據CIELAB色彩空間定義ΔE*ab，計算顏色差異性ΔE*ab，公式如下：
Figure 02_image026
L1* : 耐熱性測試前明度； L2* : 耐熱性測試後明度； a1*、b1* : 耐熱性測試前色度指數； a2*、b2* : 耐熱性測試後色度指數。
[評價]
實務應用上，經過210~250ºС受熱過程後，可依表2，透過顏色差異性ΔE*ab評斷其耐熱性。
[表2]
  ΔE* ab
變化量 ＜3.0 ＞3.0
評價 ok NG
ok：良好，在經過耐熱性測試前後的顏色差異ΔE* ab小於3.0。 NG：不良，在經過耐熱性測試前後的顏色差異ΔE* ab大於3.0。
由表1以及表2中可看出，實施例1~5藉由具有含環氧基之重複單元的鹼可溶性樹脂(B1)，上述含環氧基的重複單元為多環、不具有長支鏈的結構，因此具有較小的立障，而較不易發生纏繞現象導致熱加工時黃化，以達到良好的耐熱性。
相較之下，由表1以及表2中可看出比較例1具有長支鏈結構之重複單元的鹼可溶性樹脂(B2)，因此具有較大的立障，而較易發生纏繞現象導致熱加工時黃化，耐熱性不佳。
由表1以及表2中可看出，實施例1~5藉由聚合性不飽和化合物(A)具有化學式1的結構，其中R 1至R 6中(C 2H 4O)基團個數的總和k=m+n+o+p+q+r介於4~24之間，因此具有較短的支鏈，故具有較小的立障，而較不易發生纏繞現象導致熱加工時黃化，以達到良好的耐熱性。
相較之下，由表1以及表2中可看出比較例2聚合性不飽和化合物(A)中(C 2H 4O)基團個數的總和k為48，因此具有較長的支鏈，而較易發生纏繞現象導致熱加工時黃化，耐熱性不佳。
由表1以及表2中可看出，實施例1~5藉由T值介於6.7E-06~6.2E-05之間，因此於熱加工時可維持透明、低黃化，以達到良好的耐熱性。
相較之下，由表1以及表2中可看出比較例1~2的T值並未落入6.7E-06~6.2E-05的範圍之間，因此於熱加工時發生黃化。
由表1以及表2中可看出，實施例1~5的T值越大則顏色差異性ΔE* ab越小，受熱加工的耐熱性越佳。
綜上所述，藉由使感光性樹脂組成物之T值介於特定範圍內，可使由此感光性樹脂組成物所形成的彩色濾光片，具有耐熱性良好的特性。
以上概述數個實施例，以便在本發明所屬技術領域中具有通常知識者可以更理解本發明實施例的觀點。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者應該理解，他們能以本發明實施例為基礎，設計或修改其他製程和結構，以達到與在此介紹的實施例相同之目的及/或優勢。在本發明所屬技術領域中具有通常知識者也應該理解到，此類等效的製程和結構並無悖離本發明的精神與範圍，且他們能在不違背本發明之精神和範圍之下，做各式各樣的改變、取代和替換。
無
無。
Figure 110102040-A0101-11-0003-3

Claims (11)

  1. 一種感光性樹脂組成物，包括：(A)聚合性不飽和化合物，具有如化學式1所示的結構，其中R1至R6各自獨立地為氫、碳數1至10的烷基、或碳數3至30的丙烯醯基(acryl group)，其中R1-R6至少三者為丙烯醯基；
    Figure 110102040-A0305-02-0050-1
     其中化學式1中的R1為-CH2O-(C2H4O)m-COCH=CH2，R2為-CH2O-(C2H4O)n-COCH=CH2，R3為-CH2O-(C2H4O)o-COCH=CH2，R4為-CH2O-(C2H4O)p-COCH=CH2，R5為-CH2O-(C2H4O)q-COCH=CH2，R6為-CH2O-(C2H4O)r-COCH=CH2，且其中R1至R6中(C2H4O)基團個數的總和k=m+n+o+p+q+r，m、n、o、p、q、r各自獨立地為0~8的正整數，k為2~50的正整數；及(B)含環氧基之重複單元的鹼可溶性樹脂，其中該含環氧基之重複單元(B)包括環氧二環戊烯基之重複單元，其中該環氧二環戊烯基之重複單元包括具有如化學式2的第一重複單元、和具有如 化學式3的第二重複單元的至少其中一者：
    Figure 110102040-A0305-02-0051-2
     其中，R7表示氫原子或者是碳數1至4的烷基，所述烷基中的氫原子視需要地被羥基取代，X1表示單鍵、-R9-、-R9-O-、-R9-S-、或-R9-NH-，其中R9表示碳數1至6的伸烷基，n為1-20的正整數；
    Figure 110102040-A0305-02-0051-3
     其中，R8表示氫原子或者是碳數1至4的烷基，所述烷基中的氫原子視需要地被羥基取代，X2表示單鍵、-R9-、-R9-O-、-R9-S-、或-R9-NH-，其中R9定義同前，m為1~20的正整數；其中該感光性樹脂組成物的耐熱性以T值來評價，在 6.7E-06~6.2E-05的範圍，且該T值定義為：T=W/k (式一)，其中W：鹼可溶性樹脂中含環氧基之重複單元的莫耳當量，k：化學式1中R1至R6中(C2H4O)基團個數的總和。
  2. 如請求項1之感光性樹脂組成物，更包括：(C)顏料或染料；(D)光起始劑；及(E)有機溶劑。
  3. 如請求項2之感光性樹脂組成物，包括：4.6~5.4重量%的該聚合性不飽和化合物(A)；6.2~20重量%的該鹼可溶性樹脂(B)；20~40重量%的顏料或染料(C)；1~10重量%的光起始劑(D)；及30~45重量%的有機溶劑(E)。
  4. 如請求項1之感光性樹脂組成物，其中該感光性樹脂組成物的T值為1.3E-05~6.0E-05。
  5. 如請求項1之感光性樹脂組成物，其中該環氧二環戊烯基之重複單元包括具有如化學式2A所示的結構的重複單元、和具有如化學式3A所示的結構的重複單元：[化學式2A]
    Figure 110102040-A0305-02-0053-4
     其中，p為1~20的正整數；
    Figure 110102040-A0305-02-0053-5
     其中，q為1~20的正整數。
  6. 如請求項5之感光性樹脂組成物，其中該含環氧基之重複單元(B)更包括丙烯酸酯的重複單元或甲基丙烯酸酯的重複單元。
  7. 如請求項1之感光性樹脂組成物，其中EDCPA單體結構佔該鹼可溶性樹脂的8~11重量%。
  8. 如請求項1之感光性樹脂組成物，其中該聚合性不飽和化合物(A)為二季戊四醇丙烯酸酯。
  9. 如請求項8之感光性樹脂組成物，其中該二季戊四醇丙烯酸酯為烷氧基化二季戊四醇丙烯酸酯。
  10. 一種彩色濾光片，係由如請求項1~9中任一項之感光性樹脂組成物之固化產物所形成。
  11. 如請求項10之彩色濾光片，其中該彩色濾光片之顏色差異性△E*ab<3。
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