TWI814466B - 樹脂組成物、硬化膜以及彩色濾光片 - Google Patents
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Abstract
本發明提供樹脂組成物、硬化膜以及彩色濾光片。樹脂組成物包括樹脂（A）、聚合性單體（B）、光聚合起始劑（C）、光酸產生劑（D）、黑色著色劑（E）以及溶劑（F）。樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2）。鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為2,000至20,000且包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元。聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）。
Description
本發明是有關於一種樹脂組成物，且特別是有關於一種樹脂組成物、硬化膜以及彩色濾光片。
顯示裝置的面板外框設置有遮光膜，用以阻擋面板周邊的漏光，以抑制畫面顯示為黑色時的漏光問題，並且抑制相鄰彩色濾光圖案之間彼此混色的問題。目前常藉由提高遮光膜中的黑色顏料濃度來提升遮光膜之遮光性。然而，提高遮光膜中的黑色顏料濃度會在顯影過程中產生光罩圖形模糊、顯影殘留、反應性變差等問題，進而影響使用其的裝置的效能。
本發明提供一種可形成具有良好的解析度、遮光性、密著性且不易出現底切問題的樹脂組成物、硬化膜以及彩色濾光片。
本發明的一種樹脂組成物包括樹脂（A）、聚合性單體（B）、光聚合起始劑（C）、光酸產生劑（D）、黑色著色劑（E）以及溶劑（F）。樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2）。鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為2,000至20,000且包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元。聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）。
在本發明的一實施例中，上述具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元包括下述式（A1）所示的結構單元：
式（A1），
式（A1）中，*表示鍵結位置。
在本發明的一實施例中，上述苯乙烯樹脂（A-2）包括下述式（A2）所示的結構單元：
式（A2），
式（A2）中，p表示20~50的整數，*表示鍵結位置。
在本發明的一實施例中，上述聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）包括下述式（B1）所示的結構單元或源自於下述式（B2）所示的化合物所形成的結構單元：
式（B1），
式（B1）中，R
1及R
2分別表示二價有機基團，q表示5~20的整數，*表示鍵結位置；
式（B2），
式（B2）中，X
1~X
10分別表示氫原子、丙烯醯基或甲基丙烯醯基，其中X
1~X
10中的至少兩個為丙烯醯基或甲基丙烯醯基。
在本發明的一實施例中，上述聚合性單體（B）更包括三嗪類單體（B-2）
在本發明的一實施例中，上述聚合性單體（B）更包括下述式（B3）所示的三嗪類單體（B-2）：
式（B3），
式（B3）中，R
3至R
8分別表示碳數為1~6的烷基。
在本發明的一實施例中，上述光聚合起始劑（C）包括肟酯系化合物。
在本發明的一實施例中，上述光酸產生劑（D）包括丙磺酸系化合物。
在本發明的一實施例中，上述黑色著色劑（E）包括碳黑（E-1）、鈦黑（E-2）或其組合。
在本發明的一實施例中，基於上述樹脂組成物的使用量為100重量份，碳黑（E-1）的使用量為10重量份至40重量份，且鈦黑（E-2）的使用量為30重量份至70重量份。
在本發明的一實施例中，上述溶劑（F）包括丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚或其組合。
在本發明的一實施例中，上述樹脂組成物更包括界面活性劑（G）。界面活性劑（G）包括氟類界面活性劑、矽氧烷類界面活性劑、非離子類界面活性劑或其組合。
在本發明的一實施例中，基於上述樹脂組成物的使用量為100重量份，樹脂（A）的使用量為6重量份至40重量份，聚合性單體（B）的使用量為2重量份至40重量份，光聚合起始劑（C）的使用量為0.01重量份至10重量份，光酸產生劑（D）的使用量為0.01重量份至10重量份，黑色著色劑（E）的使用量為40重量份至88重量份，溶劑（F）的使用量為0.1重量份至20重量份。
本發明的一種硬化膜，是由上述的樹脂組成物硬化而成。
本發明的一種彩色濾光片包括黑色矩陣。黑色矩陣是由上述的樹脂組成物硬化而成。
基於上述，本發明的樹脂組成物包括樹脂（A）以及聚合性單體（B），樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2），鹼可溶性樹脂（A-1）包含特定結構的結構單元，且聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）。藉此，可使樹脂組成物所形成的硬化膜具有良好的解析度、遮光性、密著性且不具有底切問題，而適用於黑色矩陣及包括其的彩色濾光片。
為讓本發明的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例及圖式作詳細說明如下。
＜
樹脂組成物
＞
本發明提供一種樹脂組成物，包括樹脂（A）、聚合性單體（B）、光聚合起始劑（C）、光酸產生劑（D）、黑色著色劑（E）以及溶劑（F）。另外，本發明的樹脂組成物視需要可更包括界面活性劑（G）。以下，將對上述各種組分進行詳細說明。
在此說明的是，在本文中，所謂「四價有機基團」為具有四個鍵結位置的有機基團，並且「四價有機基團」可經由這四個鍵結位置形成四個化學鍵。
在本文中，所謂「二價有機基團」為具有兩個鍵結位置的有機基團，並且「二價有機基團」可經由這兩個鍵結位置形成兩個化學鍵。
樹脂（ A ）
樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2）。樹脂（A）可更包括其他合適的樹脂。
鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為2,000至20,000，較佳為4,000至10,000。鹼可溶性樹脂（A-1）包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元。在本實施例中，具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元可包括下述式（A1）所示的結構單元：
式（A1），
式（A1）中，*表示鍵結位置。
此外，式（A1）所示的結構單元源自於下述式（A1-1）所示的單體。
式（A1-1）
鹼可溶性樹脂（A-1）可為具有茀環與二個以上乙烯性聚合性基的單體、四羧酸二酐以及二羧酸聚合所形成的卡多（cardo）樹脂，其中具有茀環與二個以上乙烯性聚合性基的單體較佳為上述式（A1-1）所示的單體。四羧酸二酐以及二羧酸沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的四羧酸二酐以及二羧酸。舉例來說，形成具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元的化合物可包括由雙酚茀系化合物與乙烯性不飽和基化合物反應得到的具有二個以上乙烯性聚合性基的雙酚茀系化合物。雙酚茀系化合物可包括9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀、9,9-雙(4-胺基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-溴苯基)-9H-茀、9,9-雙(4-胺基-3-氟苯基)茀或其他合適的雙酚茀系化合物。鹼可溶性樹脂（A-1）的合成方法沒有特別的限制，可使用習知的有機合成方法將具有茀環與二個以上乙烯性聚合性基的單體、四羧酸二酐以及二羧酸聚合成具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元即可。
鹼可溶性樹脂（A-1）的具體例包括卡多（cardo）樹脂（商品名稱CX-01，塔科瑪公司（TAKOMA Ltd.）製造）。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，鹼可溶性樹脂（A-1）的使用量為5重量份至20重量份，較佳為7重量份至9重量份。
當樹脂組成物中包括鹼可溶性樹脂（A-1）時，樹脂組成物所形成的硬化膜可具有較佳的密著性。
苯乙烯樹脂（A-2）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的苯乙烯樹脂。舉例來說，苯乙烯樹脂（A-2）可包括苯乙烯樹脂或其他合適的苯乙烯樹脂。苯乙烯樹脂（A-2）可為一種苯乙烯樹脂，也可為多種苯乙烯樹脂的組合。在本實施例中，苯乙烯樹脂（A-2）可包括下述式（A2）所示的結構單元：
式（A2）。
式（A2）中，p表示20~50的整數，較佳為25~45的整數；*表示鍵結位置。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，苯乙烯樹脂（A-2）的使用量為1重量份至20重量份，較佳為2重量份至3重量份。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，樹脂（A）的使用量為6重量份至40重量份，較佳為10重量份至11重量份。
聚合性單體（ B ）
聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）。在本實施例中，聚合性單體（B）可更包括三嗪類單體（B-2）或其他合適的聚合性單體。
聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。舉例來說，聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）可包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（商品名稱DPHA-40H，日本化藥株式會社製造）或其他合適的聚氨酯丙烯酸酯低聚物。聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）可為一種結構單元，也可為多種結構單元的組合。在本實施例中，聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）包括下述式（B1）所示的結構單元或源自於下述式（B2）所示的化合物所形成的結構單元。
式（B1），
式（B1）中，R
1及R
2分別表示二價有機基團，q表示5~20的整數，*表示鍵結位置。
式（B1）中，R
1及R
2較佳為碳數為4~12的伸烷基或碳數為4~12的伸烷氧基，更佳為碳數為2~7的伸烷氧基；q較佳為7~15的整數。
式（B2），
式（B2）中，X
1~X
10分別表示氫原子、丙烯醯基或甲基丙烯醯基，其中X
1~X
10中的至少兩個為丙烯醯基或甲基丙烯醯基。
式（B2）中，X
1~X
10較佳分別為丙烯醯基。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）的使用量為1重量份至20重量份，較佳為2重量份至4重量份。
三嗪類單體（B-2）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的三嗪類單體。在本實施例中，三嗪類單體（B-2）可包括三聚氰胺類單體（例如CYMEL（商品名稱，湛新（allnex）公司製造））或其他合適的三嗪類單體。三嗪類單體（B-2）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
在本實施例中，三嗪類單體（B-2）可包括下述式（B3）所示的化合物：
式（B3）。
式（B3）中，R
3至R
8分別表示碳數為1~6的烷基，較佳為碳數為1~3的烷基。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，三嗪類單體（B-2）的使用量為1重量份至20重量份，較佳為1重量份至3重量份。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，聚合性單體（B）的使用量為2重量份至40重量份，較佳為4重量份至5重量份。
光聚合起始劑（ C ）
光聚合起始劑（C）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的光聚合起始劑。在本實施例中，光聚合起始劑（C）可包括肟酯系化合物或其他合適的光聚合起始劑。肟酯系化合物可包括豔佳固（Irgacure）OXE-03（商品名稱，巴斯夫（BASF）公司製造）或其他合適的肟酯系化合物。光聚合起始劑（C）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，光聚合起始劑（C）較佳為豔佳固OXE-03。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，光聚合起始劑（C）的使用量為0.01重量份至10重量份，較佳為0.5重量份至1.5重量份，更佳為0.7重量份至1.1重量份。
光酸產生劑（ D ）
光酸產生劑（D）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的光酸產生劑。在本實施例中，光酸產生劑（D）可包括丙磺酸系化合物或其他合適的光酸產生劑。丙磺酸系化合物可包括豔佳固（Irgacure）PAG 103（商品名稱，巴斯夫（BASF）公司製造）或其他合適的丙磺酸系化合物。光酸產生劑（D）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，光酸產生劑（D）的使用量為0.01重量份至10重量份，較佳為0.05重量份至0.15重量份，更佳為0.09重量份至0.13重量份。
基於鹼可溶性樹脂（A-1）的使用量為100重量份，光聚合起始劑（C）的使用量與光酸產生劑（D）的使用量總和為1重量份至50重量份，較佳為10重量份至15重量份。
黑色著色劑（ E ）
黑色著色劑（E）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的黑色著色劑。在本實施例中，黑色著色劑（E）可包括碳黑（E-1）、鈦黑（E-2）或其組合。黑色著色劑（E）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，黑色著色劑（E）較佳為碳黑（E-1）與鈦黑（E-2）的組合。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，黑色著色劑（E）的使用量為40重量份至88重量份，較佳為83重量份至84重量份。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，碳黑（E-1）的使用量為10重量份至40重量份，較佳為22重量份至34重量份；且鈦黑（E-2）的使用量為30重量份至70重量份，較佳為58重量份至59重量份。
溶劑（ F ）
溶劑（F）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的溶劑。舉例來說，溶劑（F）可包括二醇醚類化合物、乙酸酯類化合物或其他合適的溶劑。二醇醚類化合物可包括賽珞蘇、甲基賽珞蘇、乙基賽珞蘇、卡必醇、甲基卡必醇、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇單甲基醚、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚、二丙二醇單甲基醚、二丙二醇單乙基醚、三乙二醇單甲基醚、三乙二醇單乙基醚或其他合適的二醇醚類化合物。乙酸酯類化合物可包括乙酸乙酯、乙酸丁酯、賽珞蘇乙酸酯、乙基賽珞蘇乙酸酯、丁基賽珞蘇乙酸酯、卡必醇乙酸酯、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇單甲基醚乙酸酯（propylene glycol methyl ether acetate，PGMEA）、二丙二醇單甲基醚乙酸酯或其他合適的乙酸酯類化合物。溶劑（F）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。在本實施例中，溶劑（F）較佳為丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚或其組合，更佳為丙二醇單甲基醚乙酸酯。
基於樹脂組成物的使用量為100重量份，溶劑（F）的使用量為0.1重量份至20重量份，較佳為0.5重量份至1.5重量份，更佳為0.6重量份至1.1重量份。
當樹脂組成物包括溶劑（F）時，可使樹脂組成物具有適當的黏度，從而具有良好的塗佈均勻性，以形成具有良好的表面平坦性的硬化膜。
界面活性劑（ G ）
界面活性劑（G）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（G）可包括氟類界面活性劑、矽氧烷類界面活性劑、非離子類界面活性劑或其他合適的界面活性劑。界面活性劑（G）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於樹脂組成物的使用量總和為100重量份，界面活性劑（G）的使用量為0.01重量份至10重量份，較佳為0.05重量份至0.15重量份。
＜ 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，將樹脂（A）、聚合性單體（B）、光聚合起始劑（C）、光酸產生劑（D）、黑色著色劑（E）以及溶劑（F）放置於攪拌器中攪拌，使其均勻混合成溶液狀態，必要時亦可添加界面活性劑（G），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 ＞
本發明的一例示性實施例提供一種使用上述樹脂組成物形成的硬化膜。
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℃的溫度進行曝光前的烘烤（即，預烘烤）步驟2分鐘。接著，使用I line步進機以400~1200 J/m
2的光對經預烘烤的塗膜進行曝光。然後，對經曝光後的塗膜進行顯影的步驟24秒。然後，使用蒸餾水洗滌經顯影的塗膜並吹送氮氣以使塗膜乾燥。接著，在220℃的溫度進行後烤20分鐘，以在基板上形成厚度為約1.5 μm的硬化膜。
基板可為玻璃基板、塑膠基底材料（例如聚醚碸（PES）板、聚碳酸酯（PC）板或聚醯亞胺（PI）膜）或其他可透光的基板，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%。
在本實施例中，厚度為1.0~1.5 μm的硬化膜，在波長300~1100 nm下的穿透度小於0.4%。
＜ 彩色濾光片 ＞
本發明的一例示性實施例提供一種包括黑色矩陣的彩色濾光片。黑色矩陣是由上述的樹脂組成物硬化而成。彩色濾光片可更包括濾光圖案。濾光圖案可包括紅色濾光圖案、綠色濾光圖案以及藍色濾光圖案。黑色矩陣可設置於各個濾光圖案之間。
本發明的一例示性實施例提供的硬化膜或彩色濾光片在可見光區域具有一特定穿透率，可應用於CMOS影像感應器（CMOS Image Sensor；CIS）、固態攝影元件、積體電路（Integrated circuit，IC）半導體、發光二極體、液晶顯示器等裝置。
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4以及比較例1至比較例4：
實施例 1 a. 樹脂組成物
將7.846重量份的卡多樹脂（商品名稱CX-01，塔科瑪公司製造）、2.234重量份的包括式（A2）所示的結構單元的苯乙烯樹脂（A-2）、2.670重量份的DPHA-40H（商品名稱，日本化藥株式會社製造）、2.320重量份的式（B3）所示的三嗪類單體（B-2）、1.032重量份的式（C1）表示的肟酯系化合物、0.124重量份的式（D1）表示的丙磺酸系化合物、25重量份的碳黑以及58.14重量份的鈦黑加入0.634重量份的丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA）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MK-VIII，由東京威力科創股份有限公司（Tokyo Electron Limited，TEL）製造，轉速約為600 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，以形成膜。然後，使用I line步進機（型號5500iZa，由佳能（Canon）股份有限公司製造）以400~1200 J/m
2的光對經預烘烤的塗膜進行曝光，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24秒。然後，使用蒸餾水洗滌經顯影的塗膜並吹送氮氣以使塗膜乾燥。接著，在220℃進行後烤20分鐘，即可獲得具有1.5微米的圖案厚度的硬化膜。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2所示。
實施例 2 至實施例 4 以及比較例 1 至比較例 4
實施例2至實施例4以及比較例1至比較例4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2所示），其中表2中標號所對應的成分/化合物如表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2所示。
[表1]
| 標號 | 成分/化合物 | |
| 樹脂（A） | A-1 | 卡多樹脂（商品名稱CX-01，塔科瑪公司製造） |
| A-2 | 包括式（A2）所示的結構單元的苯乙烯樹脂（A-2），其中在式（A2）中，p表示30~35的整數。 | |
| A-3 | 包括式（A3）至式（A5）所示的結構單元的樹脂， 式（A3）， 式（A4）， 式（A5）， 式（A3）至式（A5）中，a表示110~130的整數，b表示50~70的整數，c表示55~75的整數，*表示鍵結位置。 | |
| 聚合性單體（B） | B-1 | DPHA-40H（商品名稱，日本化藥株式會社製造） |
| B-2 | 式（B3）所示的三嗪類單體（B-2），其中R 3至R 8分別表示甲基、乙基或正丙基。 | |
| B-3 | 二季戊四醇六丙烯酸酯（dipentaerythritol hexaacrylate，DPHA） | |
| 光聚合起始劑（C） | C-1 | 式（C1）表示的肟酯系化合物， 式（C1）。 |
| 光酸產生劑（D） | D-1 | 式（D1）表示的丙磺酸系化合物， 式（D1）。 |
| 黑色著色劑（E） | E-1 | 碳黑（日本顏料株式會社製造），粒徑小於100奈米。 |
| E-2 | 鈦黑（日本東空志木有限公司（TOKUSHIKI Co., Ltd.）製造），粒徑小於100奈米。 | |
| 溶劑（F） | F-1 | 丙二醇單甲基醚乙酸酯（PGMEA） |
[表2]
＜ 評價方式 ＞ a. 解析度
| 成份 （單位：重量份） | 實施例 | 比較例 | ||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 1 | 2 | 3 | 4 | |||
| 樹脂（A） | A-1 | 7.846 | 7.980 | 8.118 | 7.846 | - | 7.846 | 10.080 | 7.846 | |
| A-2 | 2.234 | 2.272 | 2.312 | 2.234 | 2.234 | 2.234 | - | 2.234 | ||
| A-3 | - | - | - | - | 7.846 | - | - | - | ||
| 聚合性單體（B） | B-1 | 2.670 | 3.086 | 3.124 | 3.048 | 3.048 | - | 3.048 | 3.048 | |
| B-2 | 2.320 | 1.572 | 1.590 | 1.554 | 1.554 | 1.554 | 1.554 | 1.554 | ||
| B-3 | - | - | - | - | - | 3.048 | - | - | ||
| 光聚合起始劑（C） | C-1 | 1.032 | 0.906 | 0.778 | 1.032 | 1.032 | 1.032 | 1.032 | 1.032 | |
| 光酸產生劑（D） | D-1 | 0.124 | 0.110 | 0.096 | 0.124 | 0.124 | 0.124 | 0.124 | 0.124 | |
| 黑色著色劑（E） | E-1 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | 25 | - | |
| E-2 | 58.14 | 58.14 | 58.14 | 58.14 | 58.14 | 58.14 | 58.14 | 83.14 | ||
| 溶劑（F） | F-1 | 0.634 | 0.934 | 0.842 | 1.022 | 1.022 | 1.022 | 1.022 | 1.022 | |
| 評價 結果 | 解析度 | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ | ○ | ○ | ○ | |
| 遮光性 | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ | ||
| 密著性 | ○ | ○ | ○ | ○ | △ | ○ | ○ | △ | ||
| 底切程度 | ○ | ○ | ○ | ○ | ╳ | △ | ╳ | ○ | ||
將所製備的硬化膜（厚度為1.5 μm）藉由關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope，CD-SEM）（型號S8840，日立（HITACHI）股份有限公司製造）在12000倍的放大倍率下，觀察關鍵尺寸為5.0 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. 遮光性
將所製備的硬化膜（厚度為1.5 μm）藉由紫外線-可見光光譜儀（UV-VIS spectrometers）（型號U2900，日立股份有限公司製造）在膜上測量波長為300 nm~1100 nm時的穿透率，以評價遮光性。當穿透率愈低時，顯示硬化膜具有良好的遮光性。
遮光性的評價標準如下：
○：穿透率＜0.4%；
△：0.4%≦穿透率＜1.0%；
╳：1.0%≦穿透率。
c. 密著性
將所製備的硬化膜（厚度為1.5 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500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，以評價密著性。當圖案不會剝落時的寬度愈小，顯示硬化膜具有良好的密著性。
密著性的評價標準如下：
○：圖案寬度＜10 μm；
△：10 μm≦圖案寬度＜20 μm；
╳：20 μm≦圖案寬度。
d. 底切程度
將所製備的硬化膜（厚度為1.5 μm）藉由掃描式電子顯微鏡（Scanning Electron Microscope，SEM）（型號SU8010，日立股份有限公司製造）在12000倍的放大倍率下，觀察圖案110的側壁112與基板100之間的夾角θ的角度（如圖1所示），以評價底切程度。當角度愈接近90度，顯示硬化膜愈不具有底切問題。
底切程度的評價標準如下：
○：85度≦θ；
△：65度≦θ＜85度；
╳：θ＜65度。
＜ 評價結果 ＞
由表2可知，當樹脂組成物包括樹脂（A）以及聚合性單體（B），樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2），鹼可溶性樹脂（A-1）包含特定結構的結構單元，且聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）時（實施例1~4），樹脂組成物所形成的硬化膜同時兼具良好的解析度、遮光性、密著性且不具有底切問題，而可適用於黑色矩陣及包括其的彩色濾光片。
相對於此，當樹脂組成物不包括包含特定結構的結構單元的鹼可溶性樹脂（A-1）時（比較例1），樹脂組成物所形成的硬化膜的解析度及密著性不佳，且出現底切問題；當樹脂組成物不包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）時（比較例2），樹脂組成物所形成的硬化膜出現底切問題；當樹脂組成物不包括苯乙烯樹脂（A-2）時（比較例3），樹脂組成物所形成的硬化膜出現底切問題；當樹脂組成物不包括碳黑時（比較例4），樹脂組成物所形成的硬化膜的遮光性及密著性不佳，而無法同時兼具良好的解析度、遮光性、密著性且不具有底切問題。
此外，相較於樹脂組成物中的樹脂（A）不包括包含特定結構的結構單元的鹼可溶性樹脂（A-1）所形成的硬化膜（比較例1），樹脂（A）包括含有特定結構的結構單元的鹼可溶性樹脂（A-1）的樹脂組成物所形成的硬化膜（實施例1~4）具有較佳的解析度及密著性，且不具有底切問題。由此可知，當樹脂（A）包括含有特定結構的結構單元的鹼可溶性樹脂（A-1）時，由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度及密著性，且不具有底切問題。
此外，相較於樹脂組成物中的聚合性單體（B）不包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）所形成的硬化膜（比較例2），聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）的樹脂組成物所形成的硬化膜（實施例1~4）不具有底切問題。由此可知，當聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）時，由樹脂組成物形成的硬化膜可不具有底切問題。
此外，相較於樹脂組成物中的樹脂（A）不包括苯乙烯樹脂（A-2）所形成的硬化膜（比較例3），樹脂（A）包括苯乙烯樹脂（A-2）的樹脂組成物所形成的硬化膜（實施例1~4）不具有底切問題。由此可知，當樹脂（A）包括苯乙烯樹脂（A-2）時，由樹脂組成物形成的硬化膜可不具有底切問題。
此外，相較於樹脂組成物中的黑色著色劑（E）不包括碳黑（E-1）所形成的硬化膜（比較例4），黑色著色劑（E）包括碳黑（E-1）的樹脂組成物所形成的硬化膜（實施例1~4）具有較佳的遮光性及密著性。由此可知，當黑色著色劑（E）包括碳黑（E-1）時，由樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的遮光性及密著性。
綜上所述，本發明的樹脂組成物包括樹脂組成物包括樹脂（A）以及聚合性單體（B），樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2），鹼可溶性樹脂（A-1）包含特定結構的結構單元，且聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）時，使由樹脂組成物形成的硬化膜同時兼具良好的解析度、遮光性、密著性且不具有底切問題，而可適用於黑色矩陣及包括其的彩色濾光片，進而可改善使用黑色矩陣及彩色濾光片的裝置的效能。
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。
100:基板
110:圖案
112:側壁
θ:夾角
圖1是本發明評價底切程度的示意圖。
無。
Claims (15)
- 一種樹脂組成物，包括： 樹脂（A），所述樹脂（A）包括鹼可溶性樹脂（A-1）以及苯乙烯樹脂（A-2），所述鹼可溶性樹脂（A-1）的重量平均分子量為2,000至20,000且包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元； 聚合性單體（B），所述聚合性單體（B）包括聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）； 光聚合起始劑（C）； 光酸產生劑（D）； 黑色著色劑（E）；以及 溶劑（F）。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元包括下述式（A1）所示的結構單元： 式（A1）， 式（A1）中，*表示鍵結位置。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述苯乙烯樹脂（A-2）包括下述式（A2）所示的結構單元： 式（A2）， 式（A2）中，p表示20~50的整數，*表示鍵結位置。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述聚氨酯丙烯酸酯低聚物（B-1）包括下述式（B1）所示的結構單元或源自於下述式（B2）所示的化合物所形成的結構單元： 式（B1）， 式（B1）中，R 1及R 2分別表示二價有機基團，q表示5~20的整數，*表示鍵結位置； 式（B2）， 式（B2）中，X 1~X 10分別表示氫原子、丙烯醯基或甲基丙烯醯基，其中X 1~X 10中的至少兩個為丙烯醯基或甲基丙烯醯基。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述聚合性單體（B）更包括三嗪類單體（B-2）。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述聚合性單體（B）更包括下述式（B3）所示的三嗪類單體（B-2）： 式（B3）， 式（B3）中，R 3至R 8分別表示碳數為1~6的烷基。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述光聚合起始劑（C）包括肟酯系化合物。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述光酸產生劑（D）包括丙磺酸系化合物。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述黑色著色劑（E）包括碳黑（E-1）、鈦黑（E-2）或其組合。
- 如請求項9所述的樹脂組成物，其中基於所述樹脂組成物的使用量為100重量份，所述碳黑（E-1）的使用量為10重量份至40重量份，且所述鈦黑（E-2）的使用量為30重量份至70重量份。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中所述溶劑（F）包括丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚、丙二醇單丙基醚或其組合。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，更包括界面活性劑（G），其中所述界面活性劑（G）包括氟類界面活性劑、矽氧烷類界面活性劑、非離子類界面活性劑或其組合。
- 如請求項1所述的樹脂組成物，其中基於所述樹脂組成物的使用量為100重量份，所述樹脂（A）的使用量為6重量份至40重量份，所述聚合性單體（B）的使用量為2重量份至40重量份，所述光聚合起始劑（C）的使用量為0.01重量份至10重量份，所述光酸產生劑（D）的使用量為0.01重量份至10重量份，所述黑色著色劑（E）的使用量為40重量份至88重量份，所述溶劑（F）的使用量為0.1重量份至20重量份。
- 一種硬化膜，其為由請求項1至請求項13中任一項所述的樹脂組成物硬化而成。
- 一種彩色濾光片，包括黑色矩陣，所述黑色矩陣為由請求項1至請求項13中任一項所述的樹脂組成物硬化而成。
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