TWI840061B - 感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣 - Google Patents

感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣。感光性樹脂組成物包括鹼可溶性樹脂（A）、乙烯性不飽和單體（B）、光起始劑（C）、熱酸產生劑（D）、黑色著色劑（E）以及溶劑（F）。鹼可溶性樹脂（A）包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂（A-1）、環氧樹脂（A-2）或其組合。具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂（A-1）包括下述式（A1）表示的結構單元。

Description

感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣
本發明是有關於一種樹脂組成物，且特別是有關於一種感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣。
隨著液晶顯示裝置技術蓬勃發展，為了提高液晶顯示裝置的對比度及顯示品質，通常會在液晶顯示裝置中放置黑色矩陣，以防止因畫素間的漏光所引起的對比度下降及色純度下降等問題，或者防止雜訊及影像品質不良等問題。然而，目前使用的黑色矩陣具有硬度不足、顯影性不佳、圖案化不良、遮光性不佳或附著性不佳等問題，進而影響使用所述黑色矩陣的裝置的效能。
本發明提供一種可形成具有良好的遮光性、解析度、附著性、硬度及耐顯影性的感光性樹脂組成物、硬化膜以及黑色矩陣。
本發明的一種感光性樹脂組成物包括鹼可溶性樹脂(A)、乙烯性不飽和單體(B)、光起始劑(C)、熱酸產生劑(D)、黑色 著色劑(E)以及溶劑(F)。鹼可溶性樹脂(A)包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合。具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)包括下述式(A1)表示的結構單元：
Figure 111150789-A0305-02-0004-1
 式(A1)中，*表示鍵結位置。
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樹脂(A-1)的重量平均分子量為2,000至20,000。
在本發明的一實施例中，上述環氧樹脂(A-2)包括下述式(A2)至式(A5)表示的結構單元中的至少一者：
Figure 111150789-A0305-02-0004-2
Figure 111150789-A0305-02-0004-3
Figure 111150789-A0305-02-0004-4
Figure 111150789-A0305-02-0005-5
 式(A2)至式(A5)中，*表示鍵結位置。
在本發明的一實施例中，基於上述環氧樹脂(A-2)中的結構單元的總莫耳數為100莫耳%，式(A2)表示的結構單元的莫耳數為10莫耳%至40莫耳%，式(A3)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，式(A4)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，式(A5)表示的結構單元的莫耳數為20莫耳%至45莫耳%。
在本發明的一實施例中，上述環氧樹脂(A-2)的重量平均分子量為11,000至18,000。
在本發明的一實施例中，上述乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)、具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)、具有環氧基的多官能化合物(B-3)或其組合。
在本發明的一實施例中，上述乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)。具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)包括下述式(B1)表示的化合物：
Figure 111150789-A0305-02-0005-6
 式(B1)中，R1及R2各自表示碳數為1至5的伸烷基、醚基、伸苯基、酯基或其組合。
在本發明的一實施例中，上述乙烯性不飽和單體(B)包括具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)。具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)包括下述式(B2)表示的化合物：
Figure 111150789-A0305-02-0006-7
 式(B2)中，R3至R8各自表示氫、烷基、芳基、丙烯酸酯基或其組合。
在本發明的一實施例中，上述光起始劑(C)包括選自由肟酯衍生物、鹵化烴衍生物及烴基苯乙酮所組成的群組中的至少一者。
在本發明的一實施例中，上述熱酸產生劑(D)包括六氟鎓鹽。
在本發明的一實施例中，基於上述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，乙烯性不飽和單體(B)的使用量為100重量份至190重量份，光起始劑(C)的使用量為10重量份至50重量份，熱酸產生劑(D)的使用量為60重量份至96重量份，黑色著色劑(E)的使用量為200重量份至250重量份，溶劑(F)的使用量為400重量份至480重量份。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括 添加劑(G)。添加劑(G)包括具有環氧基的矽烷化合物。
在本發明的一實施例中，上述感光性樹脂組成物更包括界面活性劑(H)。界面活性劑(H)包括聚矽氧烷類界面活性劑、陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、氟類界面活性劑或其組合。
本發明的一種硬化膜，是由上述的感光性樹脂組成物形成。
本發明的一種黑色矩陣，其為如上述的硬化膜。
基於上述，本發明的感光性樹脂組成物包括鹼可溶性樹脂(A)，鹼可溶性樹脂(A)包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合。藉此，可使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜具有良好的遮光性、解析度、附著性、硬度及耐顯影性，而適用於黑色矩陣。
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。
<感光性樹脂組成物>
本發明提供一種感光性樹脂組成物，包括鹼可溶性樹脂(A)、乙烯性不飽和單體(B)、光起始劑(C)、熱酸產生劑(D)、黑色著色劑(E)以及溶劑(F)。另外，本發明的感光性樹脂組成物視需要可更包括添加劑(G)、界面活性劑(H)或其他合適的添加物。以下，將對上述各種組分進行詳細說明。
鹼可溶性樹脂(A)
鹼可溶性樹脂(A)包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合。鹼可溶性樹脂(A)可更包括其他合適的鹼可溶性樹脂。
具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)包括下述式(A1)表示的結構單元。在本實施例中，具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)的重量平均分子量為2,000至20,000，較佳為3,000至10,000。
Figure 111150789-A0305-02-0008-8
 式(A1)中，*表示鍵結位置。
此外，式(A1)表示的結構單元源自於下述式(A1-1) 所示的單體。
Figure 111150789-A0305-02-0009-9
具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(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。具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(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。
具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)的具 體例包括卡多(cardo)樹脂(商品名稱KBR系列，吉士科有限公司(KISCO Ltd.)製造)。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)的使用量為10重量份至90重量份，較佳為11.11重量份至77.78重量份。
當感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂(A)包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)時，具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)有助於改善感光性樹脂組成物中的分散性，使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜可具有較佳的解析度以及耐顯影性。
環氧樹脂(A-2)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的環氧樹脂。在本實施例中，環氧樹脂(A-2)的重量平均分子量為11,000至18,000，較佳為14,000至17,000。環氧樹脂(A-2)可為一種環氧樹脂，也可為多種環氧樹脂的組合。在本實施例中，環氧樹脂(A-2)可包括下述式(A2)至式(A5)表示的結構單元中的至少一者。
Figure 111150789-A0305-02-0010-10
Figure 111150789-A0305-02-0011-11
Figure 111150789-A0305-02-0011-12
Figure 111150789-A0305-02-0011-13
 式(A2)至式(A5)中，*表示鍵結位置。
基於環氧樹脂(A-2)中的結構單元的總莫耳數為100莫耳%，式(A2)表示的結構單元的莫耳數為10莫耳%至40莫耳%，較佳為20莫耳%至40莫耳%；式(A3)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，較佳為10莫耳%至20莫耳%；式(A4)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，較佳為10莫耳%至20莫耳%；式(A5)表示的結構單元的莫耳數為20莫耳%至45莫耳%，較佳為20莫耳%至35莫耳%。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，環氧樹脂(A-2)的使用量為10重量份至95重量份，較佳為22.22重量份至88.89重量份。
當感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂(A)包括環氧樹脂(A-2)時，環氧樹脂(A-2)有助於改善二次固化的交聯性，使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜可具有較佳的解析度、附著性以及硬度。
乙烯性不飽和單體(B)
乙烯性不飽和單體(B)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的乙烯性不飽和單體。在本實施例中，乙烯性不飽和單體(B)可包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)、具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)、具有環氧基的多官能化合物(B-3)或其組合。
在本實施例中，具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)可包括下述式(B1)表示的化合物或其他合適的具有環氧基的雙酚茀型化合物。
Figure 111150789-A0305-02-0012-14
式(B1)中，R1及R2各自表示碳數為1至5的伸烷基、醚基、伸苯基、酯基或其組合，較佳為碳數為1至5的伸烷基、醚基或其組合。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)的使用量為10重量份至30重量份，較佳為10重量份至20重量份。
當感光性樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)包括具 有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)時，具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)有助於改善二次固化的交聯性，使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜可具有較佳的硬度。
在本實施例中，具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)可包括下述式(B2)表示的化合物或其他合適的具有乙烯性聚合性基的化合物。
Figure 111150789-A0305-02-0013-15
式(B2)中，R3至R8各自表示氫、烷基、芳基、丙烯酸酯基或其組合，較佳為R3至R8中的至少一者包括丙烯酸酯基，更佳為R3至R8中的至少四者包括丙烯酸酯基，更佳為R3至R8均包括丙烯酸酯基。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)的使用量為50重量份至80重量份，較佳為65重量份至80重量份。
具有環氧基的多官能化合物(B-3)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的具有環氧基的多官能化合物。在本實施例中，具有環氧基的多官能化合物(B-3)不包括具有雙酚茀基團的化合物。舉例來說，具有環氧基的多官能化合物(B-3)可包括氯甲基環氧乙烷、縮水甘油封端雙酚A環氧氯丙烷、4,4-(1-甲基乙基茚 基)二環乙基二甘油醚基酯、1,1-雙(2,3-環氧丙氧基)苯基乙烷、4,6-雙(1-金剛烷)-1,3-二環氧丙烷氧基苯、4-環氧丙烷氧基咔唑、3-[(對乙醯胺基)苯氧基]-1,2-環氧丙烷、雙酚A二縮水甘油醚及其衍生物、1-(4-苄氧基苯氧基)-2,3-環氧丙烷或其他具有環氧基的多官能化合物，較佳為包括雙酚A二縮水甘油醚及其衍生物。具有環氧基的多官能化合物(B-3)可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，具有環氧基的多官能化合物(B-3)的使用量為30重量份至90重量份，較佳為50重量份至85重量份。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，乙烯性不飽和單體(B)的使用量為100重量份至190重量份，較佳為140重量份至180重量份。
光起始劑(C)
光起始劑(C)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的光起始劑。在本實施例中，光起始劑(C)可包括選自由肟酯衍生物、鹵化烴衍生物及烴基苯乙酮所組成的群組中的至少一者，較佳為包括肟酯衍生物。
肟酯衍生物可包括由下述式(C1)表示的化合物、由式(C2)所表示的化合物、由下述式(C3)表示的化合物、1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛烷二酮2-(O-苯甲醯肟)、1-(6-鄰甲基苯甲醯基-9-乙基咔唑-3-基)-(3-乙酮)-1-肟-乙酸酯、OXE04(商品名稱；巴斯 夫(BASF)股份有限公司製造)、1-[9-乙基-6-[2-甲基-4-[(四氫-2-呋喃基)甲氧基]苯甲醯基]-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙醯肟)乙酮或其他合適的肟酯衍生物，較佳為包括由下述式(C1)表示的化合物或由下述式(C2)表示的化合物。肟酯衍生物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
Figure 111150789-A0305-02-0015-16
Figure 111150789-A0305-02-0015-17
Figure 111150789-A0305-02-0015-18
鹵化烴衍生物可包括氯化甲烷、氯乙烯、氯苯或其他合適的鹵化烴衍生物。鹵化烴衍生物可單獨使用一種，也可以組合多種 使用。
烴基苯乙酮可包括對烴基苯乙酮、鄰烴基苯乙酮或其他合適的烴基苯乙酮。烴基苯乙酮可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，光起始劑(C)的使用量為10重量份至50重量份，較佳為20重量份至40重量份。
熱酸產生劑(D)
熱酸產生劑(D)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的熱酸產生劑。在本實施例中，熱酸產生劑(D)可包括六氟鎓鹽或其他合適的熱酸產生劑，較佳為包括六氟鎓鹽。
六氟鎓鹽可包括下述式(D1)表示的化合物、三芳基鋶六氟銻鹽、4,4'-二甲苯基碘鎓六氟磷酸鹽、4-異丁基苯基-4'-甲基苯基碘六氟磷酸鹽、4-異丙基-4'-甲基二苯基碘離子四(五氟苯基)硼酸鹽、4,4'-二甲苯基碘鎓六氟磷酸鹽、二芳基碘鎓六氟磷酸鹽(例如二甲苯基碘鎓六氟磷酸鹽)或其他合適的六氟鎓鹽。六氟鎓鹽較佳為包括下述式(D1)表示的化合物。六氟鎓鹽可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
Figure 111150789-A0305-02-0017-19
當感光性樹脂組成物包括熱酸產生劑(D)時，熱酸產生劑(D)可作為例如交聯促進劑，可得到具有良好硬度的感光性樹脂組成物及其形成的具有良好的硬度、解析度、附著性及耐顯影性的硬化膜。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，熱酸產生劑(D)的使用量為60重量份至96重量份，較佳為70重量份至90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。舉例來說，黑色著色劑(E)可由一種或多種有機黑色顏料、無機黑色顏料或其組合經由研磨分散而組成。有機黑色顏料可包括內醯胺類有機黑、RGB黑、RVB黑等。無機黑色顏料可包括苯胺黑、苝黑、鈦黑、花青黑、木質素黑、碳黑或其組合。RGB黑、RVB黑等表示藉由將紅色顏料、綠色顏料、藍色顏料、紫羅蘭色顏料、黃色顏料、紫色顏料等中的至少兩種彩色顏料混合而示出黑色的顏料。黑色著色劑(E)較佳為包括碳黑。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，黑色著色劑(E)的使用量為200重量份至250重量份，較佳為210重量份至240重量份。
當感光性樹脂組成物含有黑色著色劑(E)時，可使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜具有遮光性，而適用於黑色矩陣。同時，當黑色著色劑(E)的使用量落在上述範圍時，可使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜具有良好的遮光性(例如穿透率小於或等於1.5%)。
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。溶劑(F)較佳為在常壓下具有100℃至250℃沸點的溶劑。溶劑(F)可包括酯系有機溶劑、醚系有機溶劑、醚酯系有機溶劑、酮系有機溶劑、芳香族烴系有機溶劑、含氮系有機溶劑或其他合適的溶劑。酯系有機溶劑可包括2-羥基丙酸甲酯、2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、丙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基乙酸乙酯、甲酸正戊酯或其他合適的酯系有機溶劑。醚系有機溶劑可包括乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇單異丙醚、乙二醇單丁醚、二乙二醇單甲醚、二乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單丁醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙醚或其他合適的醚系有機溶劑。醚酯系有機溶劑可包括乙二醇 單甲醚乙酸酯、乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、丙二醇單乙醚乙酸酯或其他合適的醚酯系有機溶劑。酮系有機溶劑可包括甲基異丁基酮或其他合適的酮系有機溶劑。含氮系有機溶劑可包括N-甲基吡咯啶酮、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺或其他合適的含氮系有機溶劑。在本實施例中，溶劑(F)較佳為醚酯系有機溶劑，更佳為丙二醇單甲醚乙酸酯。溶劑(F)可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，溶劑(F)的使用量為400重量份至480重量份較佳為4l0重量份至470重量份。
當感光性樹脂組成物包括溶劑(F)時，可使感光性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。
添加劑(G)
在本實施例中，添加劑(G)可包括具有環氧基的矽烷化合物。具有環氧基的矽烷化合物可包括環氧丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧丙基三甲氧基矽烷、3-縮水甘油醚基氧基丙基三乙氧基矽烷、3-縮水甘油醚氧丙基二甲基甲氧基矽烷、1-(3-縮水甘油醚基丙基)-1,1,3,3,3-五乙氧基-1,3-二矽丙烷、3-縮水甘油醚丙基七甲基環四矽氧烷、(3-縮水甘油醚氧基丙基)甲基-二甲基共聚矽氧 烷、單縮水甘油醚丙基封端聚二甲基矽氧烷、第三丁基二甲基甲矽烷基縮水甘油醚、單(2,3-環氧)丙醚封端的聚二甲基矽氧烷或其他合適的單體，較佳為包括環氧丙基三乙氧基矽烷。添加劑(G)可單獨使用一種單體，也可以組合多種單體使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，添加劑(G)的使用量為20重量份至70重量份較佳為30重量份至60重量份。
當感光性樹脂組成物包括添加劑(G)，且添加劑(G)包括具有環氧基的矽烷化合物時，具有環氧基的矽烷化合物有助於改善感光性樹脂組成物與基板之間的附著性，使感光性樹脂組成物所形成的硬化膜可具有較佳的解析度以及附著性。
界面活性劑(H)
界面活性劑(H)沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的界面活性劑。在本實施例中，界面活性劑(H)可包括聚矽氧烷類界面活性劑、陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、氟類界面活性劑或其組合，較佳為聚矽氧烷類界面活性劑，更佳為聚酯改性聚二甲基矽氧烷。界面活性劑(H)可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，界面活性劑(H)的使用量為5重量份至40重量份較佳為10重量份至30重量份。
<感光性樹脂組成物的製備方法>
感光性樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制。舉例而言，將鹼可溶性樹脂(A)、乙烯性不飽和單體(B)、光起始劑(C)、熱酸產生劑(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，必要時亦可添加添加劑(G)、界面活性劑(H)或其他合適的添加物，將其混合均勻後，便可獲得液態的感光性樹脂組成物。
<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感光性樹脂組成物形成的硬化膜。
硬化膜可藉由將上述感光性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，將感光性樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜後，以80~120℃的溫度進行曝光前的烘烤(即，預烘烤)步驟2~3分鐘。接著，以200~1000mJ/cm2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100~130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0.28重量%。
<黑色矩陣的製造方法>
本發明的一例示性實施例提供一種黑色矩陣，其為上述硬化膜。
黑色矩陣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。
感光性樹脂組成物及硬化膜的實施例
以下說明感光性樹脂組成物及硬化膜的實施例1至實施例3以及比較例1至比較例4：
實施例1 a.感光性樹脂組成物
將77.78重量份的卡多樹脂(商品名稱KBR系列，吉士科有限公司製造)、22.22重量份的包括式(A2)至式(A5)所示的結構單元的環氧樹脂、11.11重量份的式(B1-1)表示的化合物、77.78重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、77.78重量份的式(B3-1)表示的化合物、33.33重量份的式(C2)表示的化合物、88.89重量份的式(D1)表示的六氟鎓鹽、222.22重量份的碳黑以及44.44重量份的環氧丙基三甲氧基矽烷加入455.56重量份的丙二醇單甲醚乙酸酯中，並且以攪拌器攪拌均勻後，即可製得實施例1的感光性樹脂組成物。
b.硬化膜
以旋塗法(旋轉塗佈機型號MK-8，東京威力科創股份有限公司製造，轉速580rpm)將實施例所製得的各感光性樹脂組成物塗佈於基板上。接著，以95℃的溫度進行曝光前的烘烤步驟3分鐘。然後，利用I line步進機以800mJ/cm2的光(型號FPA 5500 iZa，佳能(Canon)公司製造)進行曝光，以形成半成品。接著，以濃度為0.28重量%的氫氧化四甲基胺作為顯影液，對經曝光後的塗膜進行顯影的步驟60秒至300秒。然後，在220℃進行後烤20分鐘，即可獲得硬化膜。將所製得的硬化膜以下列評價方式評價解析度、附著性以及耐顯影性，其結果如表1所示。
實施例2至實施例3以及比較例1至比較例4
實施例2至實施例3以及比較例1至比較例4的感光性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：改變感光性樹脂組成物的成分種類及其使用量(如表1所示)。將所製得的感光性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。
Figure 111150789-A0305-02-0024-20
Figure 111150789-A0305-02-0025-21
Figure 111150789-A0305-02-0026-22
<評價方式> a.遮光性
以旋塗法(旋轉塗佈機型號MS-A150，三笠股份有限公司製造，轉速580rpm)將實施例所製得的各感光性樹脂組成物塗佈於基板上。接著，以90℃的溫度進行曝光前的烘烤步驟2分鐘。 然後，利用I line步進機以250mJ/cm2的光(型號UX-1000SM，優志旺股份有限公司製造)進行曝光，以形成半成品。接著，在220℃進行後烤20分鐘，即可獲得硬化膜。
將所製備的硬化膜(厚度為1.5μm)藉由色度儀(型號MCPD-3000，大塚科技股份有限公司製造)在膜上測量波長為700nm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≦1.5%；△：1.5%<穿透率≦2.5%；╳：2.5%<穿透率。
b.解析度
將所製備的硬化膜(厚度為1.5μm)藉由電子顯微鏡(型號MX-50，奧林巴斯株式會社製造)在200倍的放大倍率下，觀察圖案是否保持工整，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。
c.附著性
將所製備的硬化膜(厚度為1.5μm)以肉眼直接觀察硬化膜是否有從基板剝離的現象，以評價附著性。當圖案愈不會從基板剝離時，顯示硬化膜具有良好的附著性。
附著性的評價標準如下：○：圖案未從基板剝離；△：圖案稍有從基板剝離；╳：圖案嚴重地從基板剝離。
d.硬度
以與上述進行遮光性評價製備硬化膜的相同方式，製得硬化膜。將所製備的硬化膜(厚度為1.5μm)藉由鉛筆硬度機(型號P247，普瑞瑪(Prema)公司製造)並採用ASTM D3363的規範量測鉛筆硬度，以評價硬度。當鉛筆硬度愈高時，顯示硬化膜具有良好的硬度。
硬度的評價標準如下：○：7H≦硬度；△：3H≦硬度<7H；╳：硬度<3H。
e.耐顯影性
將所製備的硬化膜(厚度為1.5μm)以肉眼直接觀察硬 化膜在非曝光區是否有感光性樹脂組成物殘留在基板表面，以評價耐顯影性。當感光性樹脂組成物殘留在非曝光區的量愈少時，顯示硬化膜具有良好的耐顯影性。
耐顯影性的評價標準如下：○：非曝光區沒有顯影殘留痕跡；△：非曝光區有些許的顯影殘留痕跡；╳：非曝光區有明顯的顯影殘留痕跡。
<評價結果>
由表2可知，當感光性樹脂組成物包括鹼可溶性樹脂(A)，鹼可溶性樹脂(A)包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合時(實施例1~3)，感光性樹脂組成物所形成的硬化膜同時兼具良好的遮光性、解析度、附著性、硬度及耐顯影性，而可適用於黑色矩陣。
此外，相較於感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂(A)不包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)所形成的硬化膜(比較例1)，鹼可溶性樹脂(A)包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)的感光性樹脂組成物所形成的硬化膜(實施例1~3)具有較佳的解析度以及耐顯影性。由此可知，當鹼可溶性樹脂(A)包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)時，含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂 (A-1)可改善感光性樹脂組成物中的分散性，使得由感光性樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度以及耐顯影性，且同時具有良好的遮光性、附著性以及硬度。
此外，相較於感光性樹脂組成物中的鹼可溶性樹脂(A)不包括環氧樹脂(A-2)所形成的硬化膜(比較例2)，鹼可溶性樹脂(A)包括環氧樹脂(A-2)的感光性樹脂組成物所形成的硬化膜(實施例1~3)具有較佳的解析度、附著性以及硬度。由此可知，當鹼可溶性樹脂(A)包括環氧樹脂(A-2)時，環氧樹脂(A-2)可改善固化期間的交聯性，使得由感光性樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度、附著性以及硬度，且同時具有良好的遮光性以及耐顯影性。
此外，相較於感光性樹脂組成物中的乙烯性不飽和單體(B)不包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)所形成的硬化膜(比較例3)，乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)的感光性樹脂組成物所形成的硬化膜(實施例1~3)具有較佳的硬度。由此可知，當乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)時，具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)可改善固化期間的交聯性，使得由感光性樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的硬度，且同時具有良好的遮光性、解析度、附著性以及耐顯影性。
此外，相較於感光性樹脂組成物不包括含具有環氧基的矽烷化合物的添加劑(G)所形成的硬化膜(比較例4)，包括含具 有環氧基的矽烷化合物的添加劑(G)的感光性樹脂組成物所形成的硬化膜(實施例1~3)具有較佳的解析度以及附著性。由此可知，當感光性樹脂組成物包括添加劑(G)且添加劑(G)包括具有環氧基的矽烷化合物時，具有環氧基的矽烷化合物可改善感光性樹脂組成物與基板之間的附著性，使得由感光性樹脂組成物形成的硬化膜可具有較佳的解析度以及附著性，且同時具有良好的遮光性、硬度以及耐顯影性。
綜上所述，本發明的感光性樹脂組成物包括鹼可溶性樹脂(A)，鹼可溶性樹脂(A)包括含有特定結構的具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合時，使由感光性樹脂組成物形成的硬化膜同時兼具良好的遮光性、解析度、附著性、硬度及耐顯影性，而可適用於黑色矩陣，進而可改善使用黑色矩陣的裝置的效能。
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。

Claims (13)

  1. 一種感光性樹脂組成物，包括：鹼可溶性樹脂(A)，包括具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)、環氧樹脂(A-2)或其組合，其中所述具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)包括下述式(A1)表示的結構單元；乙烯性不飽和單體(B)；光起始劑(C)；熱酸產生劑(D)；黑色著色劑(E)；溶劑(F)；以及添加劑(G)，包括具有環氧基的矽烷化合物：
    Figure 111150789-A0305-02-0032-23
     式(A1)中，*表示鍵結位置，其中基於所述鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份，所述乙烯性不飽和單體(B)的使用量為100重量份至190重量份，所述光起始劑(C)的使用量為10重量份至50重量份，所述熱酸產生劑(D)的使用量為60重量份至96重量份，所述黑色著色劑 (E)的使用量為200重量份至250重量份，所述溶劑(F)的使用量為400重量份至480重量份。
  2. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述具有茀環及二個以上乙烯性聚合性基的樹脂(A-1)的重量平均分子量為2,000至20,000。
  3. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述環氧樹脂(A-2)包括下述式(A2)至式(A5)表示的結構單元中的至少一者：
    Figure 111150789-A0305-02-0033-24
    Figure 111150789-A0305-02-0033-25
    Figure 111150789-A0305-02-0033-26
    Figure 111150789-A0305-02-0033-27
     式(A2)至式(A5)中，*表示鍵結位置。
  4. 如請求項3所述的感光性樹脂組成物，其中基於所述環氧樹脂(A-2)中的結構單元的總莫耳數為100莫耳%，所述式 (A2)表示的結構單元的莫耳數為10莫耳%至40莫耳%，所述式(A3)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，所述式(A4)表示的結構單元的莫耳數為5莫耳%至25莫耳%，所述式(A5)表示的結構單元的莫耳數為20莫耳%至45莫耳%。
  5. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述環氧樹脂(A-2)的重量平均分子量為11,000至18,000。
  6. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)、具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)、具有環氧基的多官能化合物(B-3)或其組合。
  7. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述乙烯性不飽和單體(B)包括具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)，所述具有環氧基的雙酚茀型化合物(B-1)包括下述式(B1)表示的化合物：
    Figure 111150789-A0305-02-0034-28
     式(B1)中，R1及R2各自表示碳數為1至5的伸烷基、醚基、伸苯基、酯基或其組合。
  8. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述乙烯性不飽和單體(B)包括具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)，所 述具有乙烯性聚合性基的化合物(B-2)包括下述式(B2)表示的化合物：
    Figure 111150789-A0305-02-0035-29
     式(B2)中，R3至R8各自表示氫、烷基、芳基、丙烯酸酯基或其組合。
  9. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述光起始劑(C)包括選自由肟酯衍生物、鹵化烴衍生物及烴基苯乙酮所組成的群組中的至少一者。
  10. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，其中所述熱酸產生劑(D)包括六氟鎓鹽。
  11. 如請求項1所述的感光性樹脂組成物，更包括界面活性劑(H)，其中所述界面活性劑(H)包括聚矽氧烷類界面活性劑、陽離子類界面活性劑、陰離子類界面活性劑、氟類界面活性劑或其組合。
  12. 一種硬化膜，是由請求項1至請求項11中任一項所述的感光性樹脂組成物形成。
  13. 一種黑色矩陣，其為如請求項12所述的硬化膜。
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