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TWI544281B - 黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用 - Google Patents

黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用 Download PDF

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TWI544281B
TWI544281B TW103140844A TW103140844A TWI544281B TW I544281 B TWI544281 B TW I544281B TW 103140844 A TW103140844 A TW 103140844A TW 103140844 A TW103140844 A TW 103140844A TW I544281 B TWI544281 B TW I544281B
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施俊安
廖豪偉
謝岦庭
吳鎭宇
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奇美實業股份有限公司
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Description

黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用
本發明係有關一種黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用,特別是提供一種具有良好耐顯影性及表面阻抗的黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及使用該組成物所形成之彩色濾光片及具有該彩色濾光片之液晶顯示器。
近年來,隨著液晶顯示器之各種技術的蓬勃發展,且為了提高液晶顯示器的對比度及顯示品質,通常會設置黑色矩陣(black matrix)於液晶顯示器中彩色濾光片之條紋(stripe)及點(dot)間之間隙中。上述之黑色矩陣可防止畫素間之漏光(light leakage)所引起的對比度(contrast ratio)下降及色純度(color purity)下降等缺陷。
一般而言,黑色矩陣可為具有鉻或氧化鉻等之蒸鍍膜。然而,以前述之蒸鍍膜製作黑色矩陣時,其具有製程複雜且材料昂貴等之缺點。為了解決此問題,黑色矩陣係藉由光平版印刷(photo lithographic)技術形成。
然而,於製作彩色濾光片之製程中,黑色矩陣與彩 色畫素(即紅、綠、藍三色畫素)之端部具有較大之段差(level difference),而產生顏色顯示不均之缺陷。為了解決此缺陷,日本專利特開平5-78483號公報揭露一種高交聯密度的感光硬化性樹脂組成物,而日本專利特開平10-133372號揭示一種具有環氧化合物之保護膜組成物,以改善前述段差產生之缺陷。然而,此些感光性樹脂組成物仍有耐顯影性及表面阻抗不佳之缺陷。
其次,日本專利特開平5-070528號公報揭示利用具有茀環之環氧丙烯酸酯化合物與酸酐反應,以製得鹼可溶性樹脂。然而,此技術仍有耐顯影性及表面阻抗不佳之缺陷。
有鑑於此,目前亟需發展一種具有耐顯影性佳及表面阻抗值高之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,以克服習知黑色矩陣之上述問題。
因此,本發明之一態樣是在提供一種黑色矩陣用之感光性樹脂組成物。此感光性樹脂組成物具有良好之耐顯影性及表面阻抗。
本發明之另一態樣是在提供一種黑色矩陣,其係藉由前述之感光性樹脂組成物形成。
本發明之又一態樣是在提供一種彩色濾光片,其包含前述之黑色矩陣。
本發明之再一態樣是在提供一種液晶顯示器,其包 含前述之彩色濾光片。
根據本發明之上述態樣,提出一種黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,此感光性樹脂組成物包含鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基之化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)及具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F),以下析述之。
感光性樹脂組成物 鹼可溶性樹脂(A)
本發明之鹼可溶性樹脂(A)可包含第一鹼可溶性樹脂(A-1)。其次,該鹼可溶性樹脂(A)可選擇性地包含第二鹼可溶性樹脂(A-2)及其他鹼可溶性樹脂(A-3)。
第一鹼可溶性樹脂(A-1)
第一鹼可溶性樹脂(A-1)可為具有如式(I)所示之結構的化合物:
於式(I)中,R1代表伸苯基或具有一取代基的伸苯基,其中取代基可為碳數為1至5的烷基、鹵原子或苯基;R2代表-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亞茀基或單鍵;R3代表四價羧酸殘基;R4代表二 價羧酸殘基,其中R3及R4之至少一者具有氟原子;R5代表氫原子或甲基;且m代表1至20之整數。
R3可為具有氟原子之四價羧酸殘基或不具有氟原子之四價羧酸殘基,較佳為具有氟原子之四價芳香族基團,且更佳為具有氟原子之苯環。
鹼可溶性樹脂(A-1)係由第一混合物反應而獲得,且該第一混合物可包含具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)、四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3),其中四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)之至少一者具有氟原子。
具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)
具有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1)是由具有兩個環氧基的雙酚類化合物(a-1-1)以及具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)反應而製得。合成具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)的反應物亦可包含其他化合物。
具有兩個環氧基的雙酚類化合物(a-1-1)可例如在鹼金屬氫氧化物存在下,使雙酚類化合物與鹵化環氧丙烷進行脫鹵化氫反應而得。
前述用來合成具有兩個環氧基之雙酚類化合物(a-1-1)的雙酚類之具體例可包含但不限於雙(4-羥基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)酮、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)酮、雙(4-羥基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)碸、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)碸、雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、雙 (4-羥基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)二甲基矽烷、雙(4-羥基苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)甲烷、雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-雙(4-羥基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-雙(4-羥基-3-氯苯基)丙烷、雙(4-羥基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)醚、雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)醚、9,9-雙(4-羥基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-二甲基苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)茀、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)茀或上述化合物的任意組合。
前述用來合成具有兩個環氧基之雙酚類化合物(a-1-1)的鹵化環氧丙烷之具體例可包含但不限於3-氯-1,2-環氧丙烷、3-溴-1,2-環氧丙烷或上述化合物的任意組合。基於上述雙酚類化合物中之羥基總當量為1當量,前述鹵化環氧丙烷之使用量可為1當量至20當量,且較佳為2當量至10當量。
鹼金屬氫氧化物之具體例可包含氫氧化鈉、氫氧化鉀或上述化合物之任意組合。基於上述雙酚類化合物之羥基總當量為1當量,前述脫鹵化氫反應所添加之鹼金屬氫氧化物的使用量可為0.8當量至15當量,且較佳為0.9當量至11當量。
在進行脫鹵化氫反應之前,可預先添加或於反應過程中添加氫氧化鈉或氫氧化鉀等鹼金屬氫氧化物。脫鹵化氫反應的操作溫度可為20℃至120℃,且其操作時間可為1小時至10小時。
在一實施例中,上述脫鹵化氫反應所添加的鹼金屬氫氧化物亦可使用其水溶液。在此實施例中,將上述之鹼金屬氫氧化物水溶液連續添加至脫鹵化氫反應系統內的同時,可於減壓或常壓下,連續蒸餾出水及鹵化環氧丙烷,藉此分離並除去水,同時可將鹵化環氧丙烷連續地回流至反應系統內。
上述的脫鹵化氫反應進行前,反應系統亦可添加氯化四甲銨(tetramethyl ammonium chloride)、溴化四甲銨(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化銨(trimethylbenzyl ammonium chloride)等的四級銨鹽作為觸媒。接著,在50℃至150℃下,反應1小時至5小時,再加入鹼金屬氫氧化物或其水溶液。然後,於20℃至120℃的溫度下,使其反應1小時至10小時,以進行脫鹵化氫反應。
此外,為了使上述的脫鹵化氫反應順利進行,反應除可添加甲醇或乙醇等之醇類外,亦可添加二甲碸(dimethyl sulfone)、二甲亞碸(dimethyl sulfoxide)等非質子性(aprotic)之極性溶媒來進行反應。在使用醇類的情況下,基於上述鹵化環氧丙烷之總使用量為100重量百分比,醇類的使用量可為2重量百分比至20重量百分比,且較佳為 4重量百分比至15重量百分比。在使用非質子性的極性溶媒的實施例中,基於鹵化環氧丙烷之總使用量為100重量百分比,非質子性的極性溶媒的使用量可為5重量%至100重量百分比,且較佳為10重量百分比至90重量百分比。
在完成脫鹵化氫反應後,水洗處理可選擇性地進行。然後,利用加熱減壓的方式,例如於溫度為110℃至250℃且壓力為1.3kPa(10mmHg)下,去除鹵化環氧丙烷、醇類及非質子性等之極性溶媒。
為了避免所形成的環氧樹脂具有加水分解性鹵素,經脫鹵化氫反應後的溶液可加至苯、甲苯或甲基異丁基酮(methyl isobutyl ketone)等之溶劑中,並加入氫氧化鈉或氫氧化鉀等之鹼金屬氫氧化物水溶液,以再次進行脫鹵化氫反應。在脫鹵化氫反應中,基於上述雙酚類化合物之羥基總當量為1當量,鹼金屬氫氧化物之使用量可為0.01莫耳至1莫耳,且較佳為0.05莫耳至0.9莫耳。其次,上述脫鹵化氫反應之操作溫度可為50℃至120℃,且其操作時間可為0.5小時至2小時。
在完成脫鹵化氫反應後,藉由過濾及水洗等步驟可去除鹽類。此外,藉由加熱減壓的方式,苯、甲苯、甲基異丁基酮等之溶劑可予以餾除,而可得到具有兩個環氧基之雙酚類化合物(a-1-1)。
具有兩個環氧基之雙酚類化合物(a-1-1)較佳為具有如下式(I-11)所示之結構的具有兩個環氧基之雙酚類化合物,或由具有如下式(I-12)所示之具有至少兩個環氧基之 雙酚類化合物為單體聚合而成之聚合物:
於式(I-11)及式(I-12)中,A1至A8分別獨立地代表氫原子、鹵原子、碳數1至5之烷基或苯基。R2代表-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亞茀基或單鍵。m1可表示1至10的整數,且更佳可代表1至2的整數。
具有如式(I-11)所示之結構之具有兩個環氧基的雙酚類化合物較佳可為具有如下式(I-13)所示之結構之具有兩個環氧基的雙酚類化合物:
於式(I-13)中,A1、A2、A3、A4、A7及A8分別獨立地 代表氫原子、鹵原子、碳數1至5的烷基或苯基。
具有如式(I-13)所示之結構的具有兩個環氧基之雙酚化合物可由雙酚茀型化合物(bisphenol fluorene)與鹵化環氧丙烷(epihalohydrin)反應所得之具有兩個環氧基的雙酚茀型化合物。
前述雙酚茀型化合物的具體例可包含9,9-雙(4-羥基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-甲基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-氯苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-溴苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-氟苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3-甲氧基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二甲基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二氯苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene]、9,9-雙(4-羥基-3,5-二溴苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene]或上述化合物的組合。
鹵化環氧丙烷之具體例可包含3-氯-1,2-環氧丙烷 (epichlorohydrin)、3-溴-1,2-環氧丙烷(epibromohydrin)或上述化合物的任意組合。
具有環氧基的雙酚茀型化合物的具體例可包含但不限於(1)新日鐵化學製造的商品,且其型號為ESF-300或其類似物;(2)大阪瓦斯製造的商品,且其型號為PG-100、EG-210或其類似物;或(3)S.M.S Technology Co.製造的商品,且其型號為SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG或其類似物。
具有至少一個羧酸基及至少一個乙烯性不飽和基的化合物(a-1-2)可包含但不限於丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯醯氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2-甲基丙烯醯氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丁基己二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丁基馬來酸、2-甲基丙烯醯氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基四氫鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丙基鄰苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丁基鄰苯二甲酸或2-甲基丙烯醯氧丁基氫鄰苯二甲酸;由具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與二元羧酸化合物反應所得之化合物,其中二元羧酸化合物可包含但不限於己二酸、丁二酸、馬來酸、鄰苯二甲酸;由具有羥基之(甲基)丙烯酸酯與羧酸酐化合物反應所得之半酯化合物,其中具有羥基之(甲基)丙烯酸酯可包含但不限於2-羥基乙基丙烯酸酯 [(2-hydroxyethyl)acrylate]、2-羥基乙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)methacrylate]、2-羥基丙基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)acrylate]、2-羥基丙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)methacrylate],4-羥基丁基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4-羥基丁基甲基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)methacrylate]或季戊四醇三甲基丙烯酸酯等。另外,此處所述的羧酸酐化合物之具體例可與後述其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)中四羧酸二酐的具體例及後述之其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)中的二羧酸酐具體例相同,故不另贅述。
四羧酸或其酸二酐(a-2)
四羧酸或其酸二酐(a-2)包含具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)及具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)以外之其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)。
前述具有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)可包含但不限於具有如下式(I-1)所示結構之具有氟原子的四羧酸化合物、具有如下式(I-2)所示結構之具有氟原子的四羧酸二酐化合物及上述之組合所組成之一族群:
於式(I-1)及式(I-2)中,X1可代表具有如下式(I-3)至式(I-8)所示之基團:
於式(I-3)至式(I-8)中,X2分別代表氟原子或三氟甲基,且「*」代表與碳原子鍵結之位置。
具有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)之具體例可包含但不限於4,4'-六氟亞異丙基二鄰苯二甲酸(4,4'-hexafluoro isopropylidene diphthalic acid)、1,4-二氟均苯四甲酸(1,4-difluoropyromellitic acid)、1-單氟均苯四甲酸(1-monofluoropyromellitic acid)、1,4-二(三氟甲基)均苯四甲酸(1,4-ditrifluoromethylpyromellitic acid)等具有氟原子的芳香族四羧酸(aromatic tetracarboxylic acid),或上述四羧酸之二酐化合物,或者上述化合物之任意組合。
具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的具體例還可包含3,3'-六氟亞異丙基二鄰苯二甲酸[3,3'-(hexafluoro isopropylidene)diphthalic acid]、5,5'-{2,2,2-三氟-1-[3-(三 氟甲基)苯基]亞乙基}二鄰苯二甲酸{5,5'-{2,2,2-trifluoro-1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]ethylidene}diphthalic acid}、5,5'-[2,2,3,3,3-五氟-1-(三氟甲基)亞丙基]二鄰苯二甲酸{5,5'-[2,2,3,3,3-pentafluoro-1-(trifluoromethyl)propylidene]diphthalic acid}、5,5'-氧基雙(4,6,7-三氟-均苯四甲酸)[5,5'-oxybis(4,6,7-trifluoro-pyromellitic acid)]、3,6-雙(三氟甲基)均苯四甲酸[3,6-bis(trifluoromethyl)pyromellitic acid]、4-(三氟甲基)均苯四甲酸[4-(trifluoromethyl)pyromellitic acid]、1,4-雙(3,4-二羧酸三氟苯氧基)四氟苯[1,4-bis(3,4-dicarboxylic acid trifluorophenoxy)tetrafluoro benzene]等含氟的四羧酸,或上述四羧酸之二酐化合物,或者上述化合物的任意組合。
前述之其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)可包含飽和直鏈烴四羧酸、脂環式四羧酸、芳香族四羧酸,或上述四羧酸之二酐化合物,或者上述化合物之任意組合。
前述該飽和直鏈烴四羧酸的具體例可包含丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸或上述化合物的任意組合。該飽和直鏈烴四羧酸亦可具有取代基。
前述脂環式四羧酸的具體例可包含環丁烷四羧酸、環戊烷四羧酸、環已烷四羧酸,降冰片烷四羧酸或上述化合物的任意組合。該脂環式四羧酸亦可具有取代基。
前述芳香族四羧酸的具體例可包含均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、聯苯四羧酸(Biphenyl tetracarboxylic acid)、聯苯醚四羧酸、二苯基碸四羧酸、1,2,3,6-四氫鄰苯二甲酸或上述化合物的任意組合。該芳香族四羧酸亦可具有取代基。
二羧酸或其酸酐(a-3)
二羧酸或其酸酐(a-3)可包含具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)及該具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)以外之其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)。
具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)可包含但不限於具有如下式(I-9)所示結構之具有氟原子的二羧酸化合物、具有如下式(I-10)所示結構之具有氟原子的二羧酸酐化合物或上述化合物之任意組合:
於式(I-9)與式(I-10)中,X3可代表碳數為1至100之具有氟原子的有機基團。
具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)的具體例可包含3-氟鄰苯二甲酸(3-fluorophthalic acid)、4-氟鄰苯二甲酸(4-fluorophthalic acid)、四氟鄰苯二甲酸(tetrafluorophthalic acid)、3,6-二氟鄰苯二甲酸(3,6-difluorophthalic acid)、四氟琥珀酸(tetrafluoro succinic acid),或上述二羧酸之酸酐化合物,或上述化合物的任意組合。
其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)之具體例可包含飽和直鏈烴二羧酸、飽和環狀烴二羧酸、不飽和二羧酸或上述二羧酸化合物之酸酐,或者上述化合物的任意組合。
飽和直鏈烴二羧酸的具體例可包含丁二酸、乙醯基丁二酸、己二酸、壬二酸、檸蘋酸(Citramalic acid)、丙二酸、戊二酸、檸檬酸、酒石酸、氧代戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸(diglycolic acid),或上述化合物的任意組合。該飽和直鏈烴二羧酸中的烴基亦可被取代。
飽和環狀烴二羧酸的具體例可包含六氫鄰苯二甲酸、環丁烷二羧酸、環戊烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、六氫偏苯三酸(hexahydrotrimellitic acid),或上述化合物的任意組合。該飽和環狀烴二羧酸亦可為被飽和烴基所取代的脂環式二羧酸。
不飽和二羧酸之具體例可包含馬來酸、衣康酸、鄰苯二甲酸、四氫鄰苯二甲酸、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic acid)、氯茵酸(chlorendic acid)、偏苯三酸,或上述化合物的任意組合。
其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)之具體例可包含三甲氧基矽烷基丙基丁二酸酐、三乙氧基矽烷基丙基丁二酸酐、甲基二甲氧基矽烷基丙基丁二酸酐、甲基二乙氧基矽烷基丙基丁二酸酐、三甲氧基矽烷基丁基丁二酸酐、三乙氧基矽烷基丁基丁二酸酐、甲基二乙氧基矽烷基丁基丁二酸酐、對(三甲氧基矽烷基)苯基丁二酸酐、對(三乙氧基矽烷基)苯基丁二酸酐、對(甲基二甲氧基矽烷基)苯基丁二酸 酐、對(甲基二乙氧基矽烷基)苯基丁二酸酐、間(三甲氧基矽烷基)苯基丁二酸酐、間(三乙氧基矽烷基)苯基丁二酸酐、間(甲基二乙氧基矽烷基)苯基丁二酸酐等二羧酸酐,或上述二羧酸酐之二羧酸化合物,或者上述化合物的任意組合。
二羧酸化合物較佳為丁二酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸、六氫偏苯三酸、鄰苯二甲酸、偏苯三酸或上述化合物的任意組合,且更佳為丁二酸、衣康酸、四氫鄰苯二甲酸或上述化合物的組合。
二羧酸酐較佳為丁二酸酐、衣康酸酐、四氫鄰苯二甲酸酐、六氫偏苯三酸酐、鄰苯二甲酸酐、偏苯三酸酐或上述化合物的任意組合。
鹼可溶性樹脂(A-1)的合成方法並無特別限制,只要將具有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1)、四羧酸二酐或其四羧酸(a-2)以及二羧酸酐或其二羧酸(a-3)反應即可獲得。
在製備前述的鹼可溶性樹脂(A-1)時,為了加速反應速率,通常會於反應溶液中添加鹼性化合物作為反應觸媒。該反應觸媒之具體例可包含三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基銻(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基銨(tetramethylammonium chloride)、氯化苄基三乙基銨(benzyltriethylammonium chloride)或上述反應觸媒之任意組合。該反應觸媒可單獨一種或混合複數種使用。
其次,為了控制聚合度,反應溶液通常會添加阻聚劑(inhibitor)。該阻聚劑的具體例可包含甲氧基酚(methoxyphenol)、甲基氫醌(methylhydroquinone)、氫醌(hydroquinone)、2,6-二第三丁基對甲酚(2,6-di-tert-butyl-p-cresol)、吩噻嗪(phenothiazine)或其類似物。上述的阻聚劑可單獨一種或混合複數種使用。
在製備該鹼可溶性樹脂(A-1)時,必要時可使用聚合反應溶劑。該聚合反應溶劑之具體例可包含但不限於乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇或其類似物等之醇類化合物;甲乙酮、環己酮或其類似物等之酮類化合物;甲苯、二甲苯或其類似物等之芳香族烴類化合物;賽珞素、丁基賽珞素(butyl cellosolve)或其類似物等之賽珞素(cellosolve)化合物;卡必妥、丁基卡必妥或其類似物等之卡必妥化合物;丙二醇單甲醚或其類似物等之丙二醇烷基醚類化合物;二丙二醇單甲醚[di(propylene glycol)methyl ether]或其類似物等之多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkyl ether]類化合物;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)、丙二醇單甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl monoether acetate)或其類似物等之醋酸酯類化合物;乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)或其類似物等之乳酸烷酯(alkyl lactate)類化合物;或二烷基二醇醚類,或者2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸 乙酯、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(EEP)、乙氧基乙酸乙酯等之其他酯類。上述的聚合反應溶劑可單獨一種或混合複數種使用。前述鹼可溶性樹脂(A-1)之酸價為50mgKOH/g至200mgKOH/g,且較佳為60mgKOH/g至180mgKOH/g。
此外,第一鹼可溶性樹脂(A-1)的合成方法例如可採用如日本專利特開平9-325494號公報所述之方法,在反應溫度為90℃至140℃下使二醇化合物與四羧酸二酐反應的公知的方法。在反應溫度為90℃至130℃下,第一混合物係先均勻地溶解並使其進行反應。接著,在40℃至80℃下進行反應以及熟成(aging)。
由第一混合物反應而獲得的第一鹼可溶性樹脂(A-1)為一種具有氟原子的鹼可溶性樹脂,且較佳為具有氟原子之芳香族結構的鹼可溶性樹脂。
前述形成第一鹼可溶性樹脂(A-1)的第一混合物的各個成分中,四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)之至少一者含有氟原子,且較佳為四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)均含有氟原子。
詳言之,當四羧酸或其酸二酐(a-2)具有氟原子時,四羧酸或其酸二酐(a-2)可包含具有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1),當二羧酸或其酸酐(a-3)具有氟原子時,二羧酸或其酸酐(a-3)可包含具有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)。
當四羧酸或其酸二酐(a-2)或者二羧酸或其酸酐 (a-3)皆不具有氟原子時,所製得感光性樹脂組成物之耐顯影性不佳。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,第一鹼可溶性樹脂(A-1)之使用量為10重量份至100重量份,較佳為12重量份至95重量份,且更佳為15重量份至90重量份。
第一鹼可溶性樹脂(A-1)具有撥水性,而可提升感光性樹脂組成物之耐顯影性。其次,第一鹼可溶性樹脂(A-1)與後述之黑色顏料(E)的凡得瓦爾力較強,而對黑色顏料(E)形成較佳之保護,進而提升感光性樹脂組成物之表面阻抗。
當鹼可溶性樹脂(A)不包含第一鹼可溶性樹脂(A-1)時,所製得之感光性樹脂組成物具有耐顯影性及表面阻抗不佳之缺陷。
此外,具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)的莫耳數、具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的莫耳數以及具有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)的莫耳數可滿足關係式[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)=0.4至1.6時,可進一步提高感光性樹脂組成物的耐顯影性。
第二鹼可溶性樹脂(A-2)
本發明之鹼可溶性樹脂(A)可選擇性地包含第二鹼可溶性樹脂(A-2)。該第二鹼可溶性樹脂(A-2)包含下式(V)所示之結構:
於式(V)中,Z1及Z2分別獨立地代表氫原子、碳數為1至5之直鏈烷基、碳數為3至5之支鏈烷基、苯基或鹵素原子。
第二鹼可溶性樹脂(A-2)係由具有如式(V)所示之結構的化合物與其他可共聚合反應之化合物反應而得。前述具有如式(V)所示之結構的化合物可為下式(V-1)所示之具有兩個環氧基的雙酚茀型化合物或如式(V-2)所示之具有兩個羥基之雙酚茀型化合物:
於式(V-1)中,Z1與Z2之定義如前所述,在此不另贅述。
於式(V-2)中,Z1與Z2之定義如前所述,在此不另贅述。Z3及Z4分別獨立地代表碳數為1至20之伸烷基或伸脂環基,且p及q分別獨立地代表1至4之整數。
前述其他可共聚合反應之化合物的具體例可包含丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸等之不飽和一元羧酸化合物;馬來酸、衣康酸、丁二酸、鄰苯二甲酸、四氫苯二甲酸、六氫苯二甲酸、甲基四氫苯二甲酸、甲基六氫苯二甲酸、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic acid)、氯茵酸(chlorendic acid)、戊二酸等之二元羧酸類及其酸酐;偏苯三酸(trimellitic acid)等之三元羧酸類及其酸酐;以及均苯四甲酸(pyromellitic acid)、二苯甲酮四羧酸(benzophenone tetracarboxylic acid)、聯苯四羧酸(biphenyl tetracarboxylic acid)、聯苯醚四羧酸(biphenylether tetracarboxylic acid)等之四元羧酸類及其酸酐或上述化合物的組合。
較佳地,第二鹼可溶性樹脂(A-2)可為新日鐵化學製造之商品,且其型號為V259ME或V301ME等。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,第二鹼可溶性樹脂(A-2)之使用量可為0重量份至90重量份,較佳為5重量份至88重量份,且較佳為10重量份至90重量份。
其他鹼可溶性樹脂(A-3)
本發明之鹼可溶性樹脂(A)可選擇性地包含其他鹼可溶性樹脂(A-3)。該其他鹼可溶性樹脂(A-3)係該第一鹼可溶性樹脂(A-1)與該第二鹼可溶性樹脂(A-2)以外之樹脂。
其他鹼可溶性樹脂(A-3)可包含但不限於具有羧酸 基或羥基之樹脂。該其他鹼可溶性樹脂(A-3)之具體例可包含丙烯酸系樹脂、胺基甲酸酯(urethane)系樹脂、酚醛清漆(novolac)樹脂等之樹脂。
基於鹼可溶性樹脂(A)的使用量為100重量份,其他鹼可溶性樹脂(A-3)的使用量為0重量份至30重量份,較佳為0重量份至20重量份,且更佳為0重量份至10重量份。
具有乙烯性不飽和基之化合物(B)
本發明具有乙烯性不飽和基之化合物(B)可包含具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)。
具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)
該具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)中的酸性基可與鹼性顯影劑產生作用。該酸性基之具體例,如:羧基、磺酸基或磷酸基等。其中,該酸性基較佳係可與鹼性顯影劑產生良好作用之羧基。
該具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)可為(1)將具有羥基之多官能(甲基)丙烯酸酯與二元羧酸酐或二元酸進行改質反應,以合成出含羧基的多官能(甲基)丙烯酸酯,或者(2)將芳香族多官能(甲基)丙烯酸酯與濃硫酸或發煙硫酸進行改質反應,以合成出含磺酸基的多官能(甲基)丙烯酸酯。
較佳地,該具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)包含具有如下式(VI)或(VII)所示之結構的化合物:
於式(VI)中,B1代表-CH2-、-OCH2-、-OCH2CH2-、-OCH2CH2CH2-或-OCH2CH2CH2CH2-;B2代表如下式(VI-1)或式(VI-2)所示之結構;n代表0至14之整數;且B3代表如下式(VI-3)、式(VI-4)或式(VI-5)所示之結構:
於式(VI-3)及式(VI-4)中,r代表1至8之整數;於式(VI-5)中,苯環可為四氫化或六氫化。
於式(VII)中,B1、B2、B3、n及r定義如前所述,在此不另贅述。B4代表-O-或下式(VII-1)所示之結構且s代表1至8之整數:
於式(VI)或式(VII)中,當B1與B2存在複數個時,B1與B2分別可為相同或不同。
於前述式(VI)或式(VII)所示具有酸性基與至少三個(以上)乙烯性不飽和基之化合物之具體例中,具有三個乙烯性不飽和基之化合物的具體例可為季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯與二季戊四醇五甲基丙烯酸酯等之單羥基寡聚丙烯酸酯或單羥基寡聚甲基丙烯酸酯與丙二酸、琥珀酸、戊二酸、間苯二甲酸、對苯二甲酸、鄰苯二甲酸等之二酸類所形成之含有羧基的單酯化合物;市售商品之具體例可為東亞合成株式會社製造,型號為TO-756之商品或共榮社化學株式會社製造,型號為PE3A-MS或PE3A-MP之商品;具有五個乙烯性不飽和基之化合物的具體例可為東亞合成株式會社製造,型號為TO-1382或TO-1385之商品或共榮社化學株式會社製造,型號為DPE6A-MS或DPE6A-MP之商品。
上述具有酸性基與至少三個(以上)乙烯性不飽和基之化合物(B-1)較佳為季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯與琥珀酸、鄰苯二甲酸所形成之具有羧基的單酯化合物。
基於鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)之使用 量為15重量份至150重量份,較佳為20重量份130重量份,且更佳為25重量份至110重量份。
若具有乙烯性不飽和基之化合物(B)包含具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)時,所製得之感光性樹脂組成物具有更佳之表面阻抗。
其他具有乙烯性不飽和基的化合物(B-2)
該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)可選擇性地包含其他具有乙烯性不飽和基之化合物(B-2)。
該其他具有乙烯性不飽和基之化合物(B-2)可選自於具有一個乙烯性不飽和基的化合物或具有二個以上(含二個)乙烯性不飽和基的化合物。
前述具有一個乙烯性不飽和基之化合物可包含但不限於(甲基)丙烯醯胺[(meth)acrylamide]、(甲基)丙烯醯嗎啉、(甲基)丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、異丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸異冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸異冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、第三辛基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯[tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate]、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2- 三溴苯氧基乙酯、2-羥基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羥基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己內醯胺、N-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚單(甲基)丙烯酸乙二酯、聚單(甲基)丙烯酸丙二酯或(甲基)丙烯酸冰片酯等之化合物。該具有一個乙烯性不飽和基之化合物可單獨一種或混合複數種使用。
前述具有二個以上(含二個)乙烯性不飽和基之化合物可包含但不限於乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質之三(2-羥基乙基)異氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧乙烷(簡稱EO)改質之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、環氧丙烷改質(簡稱PO)之三(甲基)丙烯酸三羥甲基丙酯、三丙二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羥甲基丙酯[di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate]、經環氧乙烷改質之雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧丙烷改質之雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質之氫化雙酚A二(甲基) 丙烯酸酯、經環氧丙烷改質之氫化雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、經環氧乙烷改質之雙酚F二(甲基)丙烯酸酯或酚醛清漆聚縮水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等之化合物。該具有二個以上(含二個)乙烯性不飽和基之化合物可單獨一種使用或混合複數種使用。
該其他具有乙烯性不飽和基之化合物(B-2)的具體例,如:三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧乙烷改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、經環氧丙烷改質之三丙烯酸三羥甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、己內酯改質之二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羥甲基丙酯、經環氧丙烷改質之甘油三丙烯酸酯或上述化合物之任意組合。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,具有乙烯性不飽和基之化合物(B)的使用量為20重量份至200重量份,較佳為25重量份至180重量份,且更佳為30重量份至160重量份。
光起始劑(C)
本發明之光起始劑(C)並無特別限制,在一實施例中,光起始劑(C)可包含但不限於O-醯基肟系化合物、三氮雜苯系化合物、苯乙烷酮類化合物、二咪唑類化合物、二苯甲酮類化合物、α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵素類化合物或過氧化物等。以下分述之。
上述O-醯基肟系化合物之具體例,如:1-[4-(苯基硫代)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯醯基)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-苯醯基-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氫吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)等。上述 之O-醯基肟系化合物可單獨一種或混合複數種使用。
前述之O-醯基肟系化合物較佳為1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)(例如:Ciba Specialty Chemicals公司製造之商品,且其型號為OXE 01)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)(例如:Ciba Specialty Chemicals公司製造之商品,且其型號為OXE 02)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氫呋喃甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)或乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧雜戊環基)甲氧基苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)等。
上述之三氮雜苯系化合物可包含但不限於乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物、2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物或4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物等。
前述之乙烯基-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例,如:2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯、2,4-雙(三氯甲基)-3-(1-對-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮雜苯或2-三氯甲基-3-胺基-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯等。
前述之2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例,如:2-(萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯 甲基-s-三氮雜苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(5-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯或2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-雙-三氯甲基-s-三氮雜苯等。
前述之4-(對-胺基苯基)-2,6-二-鹵代甲基-s-三氮雜苯化合物的具體例,如:4-[對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-甲基-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-甲基-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N,N-二(苯基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(對-N-氯乙基羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[對-N-(對-甲氧 基苯基)羰基胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氯-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氟-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[鄰-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-溴-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氯-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-[間-氟-對-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三 氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(間-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-溴-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氯-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯、4-(鄰-氟-對-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯或2,4-雙(三氯甲基)-6-{3-溴-4-[N,N-雙(乙氧基羰基甲基)胺基]苯基}-1,3,5-三氮雜苯等。上述之三氮雜苯系化合物可單獨一種或混合複數種使用。
前述之三氮雜苯系化合物較佳為4-[間-溴-對-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮雜苯或2,4-雙(三氯甲基)-6-對-甲氧基苯乙烯基-s-三氮雜苯等。
上述之苯乙烷酮類化合物之具體例,如:對二甲胺苯乙烷酮、α,α’-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2’-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、對-甲氧基苯乙烷酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎福啉代-1-丙酮或2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮等。上述之苯乙烷酮類化合物可單獨一種或混合複數種使用。前述之苯乙烷酮類化合物較佳為2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎福啉代-1-丙酮或2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-嗎啉代苯基)-1-丁酮等。
上述二咪唑類化合物之具體例,如:2,2’-雙(鄰-氯 苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-氟苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(鄰-乙基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(對-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2,2’,4,4’-四甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑等。上述之二咪唑類化合物可單獨一種或混合複數種使用。前述之二咪唑類化合物較佳為2,2’-雙(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑。
上述二苯甲酮類化合物之具體例,如:噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、噻噸酮-4-碸、二苯甲酮、4,4’-雙(二甲胺)二苯甲酮或4,4’-雙(二乙胺)二苯甲酮等。上述之二苯甲酮類化合物可單獨一種或混合複數種使用。前述之二苯甲酮類化合物較佳為4,4’-雙(二乙胺)二苯甲酮。
上述α-二酮類化合物之具體例,如:苯偶醯或乙醯基等。上述酮醇類化合物之具體例,如:二苯乙醇酮。上述之酮醇醚類化合物之具體例,如:二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚或二苯乙醇酮異丙醚等。上述醯膦氧化物類化合物之具體例,如:2,4,6-三甲基苯醯二苯基膦氧化物或雙-(2,6-二甲氧基苯醯)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物等。
上述醌類化合物之具體例,如:蒽醌或1,4-萘醌等。
上述含鹵素類化合物之具體例,如:苯醯甲基氯、三溴甲基苯碸或三(三氯甲基)-s-三氮雜苯等。上述過氧化物之具體例,如:二-第三丁基過氧化物等。上述之α-二酮類化合物、酮醇類化合物、酮醇醚類化合物、醯膦氧化物類化合物、醌類化合物、含鹵素類化合物或過氧化物等可單獨一種或混合複數種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,光起始劑(C)之使用量為5重量份至55重量份,較佳為7重量份至50重量份,且更佳為10重量份至45重量份。
溶劑(D)
本發明適用之溶劑(D)為可以溶解前述之鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基的化合物(B)與光起始劑(C),以及後述之黑色顏料(E)與具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F),且不與上述各成分產生相互反應者。溶劑(D)較佳為具有適當揮發性者。
前述溶劑(D)之具體例,如:乙二醇單甲醚、乙二醇單乙醚、二乙二醇單乙醚、二乙二醇單正丙醚、二乙二醇單正丁醚、三乙二醇單甲醚、三乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、丙二醇單乙醚、二丙二醇單甲醚、二丙二醇單乙醚、二丙二醇單正丙醚、二丙二醇單正丁醚、三丙二醇單甲醚或三丙二醇單乙醚等之烷基二醇單烷醚類溶劑;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯或丙二醇乙醚醋酸酯等之烷基二醇單烷醚醋酸酯類溶劑;二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚或四氫 呋喃等之醚類溶劑;甲乙酮、環己酮、2-庚酮、3-庚酮、二丙酮醇或4-羥基-4-甲基-2-戊酮等之酮類溶劑;乳酸甲酯或乳酸乙酯等之乳酸烷酯類溶劑;2-羥基-2-甲基丙酸甲酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、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、乙氧基醋酸乙酯、羥基醋酸乙酯、2-羥基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸異丙酯、醋酸正丁酯、醋酸異丁酯、醋酸正戊酯、醋酸異戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸異丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯或2-氧基丁酸乙酯等之酯類溶劑;甲苯或二甲苯等之芳香族烴類溶劑;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺等之羧酸胺類溶劑。前述之溶劑(D)可單獨一種或混合複數種使用。
基於鹼可性樹脂(A)之總使用量為100重量份,溶劑(D)之使用量為1000重量份至5000重量份,較佳為1100重量份至4500重量份,且更佳為1200重量份至4000重量份。
黑色顏料(E)
本發明之黑色顏料(E)較佳可為具有耐熱性、耐光性及耐溶劑性之黑色顏料。
本發明之黑色顏料(E)的具體例,如:二萘嵌苯黑(perylene black)、花青黑(cyanine black)或苯胺黑(aniline black)等黑色有機顏料;由紅、藍、綠、紫、黃色、花青(cyanine)或洋紅(magenta)等顏料中,選擇兩種或兩種以上的顏料進行混合,使其成為接近黑色之混色有機顏料;碳黑(carbon black)、氧化鉻、氧化鐵、鈦黑(titanium black)或石墨等遮光材,其中前述之碳黑可包含但不限於C.I.pigment black 7等。前述之碳黑的具體例如三菱化學株式會社製造之商品,且其型號為MA100、MA230、MA8、#970、#1000、#2350及#2650。前述之黑色顏料(E)可單獨一種或混合複數種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,黑色顏料(E)之使用量為60重量份至600重量份,較佳為80重量份至550重量份,且更佳為100重量份至500重量份。
具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)
本發明之具有矽原子的氧雜環丁烷化合物(F)可包含第一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1)、第二具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2)或上述兩者之組合。
第一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1)
該第一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1)具有如式(II)所示之結構的化合物或該化合物之縮合物:Si(Y1)a(OY2)4-a 式(II)
於式(II)中,Y1及Y2分別獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基、碳數為6至10之芳基、碳數為2至7之烷基羰基或具有氧雜環丁基(oxetanyl)之有 機基團,其中Y1及Y2之至少一者為具有氧雜環丁基之有機基團,且a代表0至3之整數。
具有如式(II)所示之結構的化合物之具體例可包含但不限於3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三乙醯氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基甲基二乙醯氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基甲氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基乙氧基矽烷、3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基二甲基乙醯氧基矽烷、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基三甲氧基矽烷、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基三乙氧基矽烷、雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]二甲氧基矽烷、雙[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]二乙氧基矽烷、三[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]甲氧基矽烷、三[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]乙氧基矽烷,或上述化合物的任意組合。基於水解的觀點,具有如式(1)所示之化合物較佳可具有甲氧基。
第二具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2)
該第二具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2)係由具有如式(III)所示之結構的化合物經加熱縮合反應(thermal condensation reaction),再與具有如式(IV)所示之 結構之具有羥基的氧雜環丁烷化合物進行酯交換反應(ester-interchange reaction)而得:Si(Y3)b(OY4)4-b 式(III)
於式(III)中,Y3分別獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基或碳數為6至10之芳基;Y4分別獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基、碳數為6至10之芳基或碳數為2至5之烷基羰基,且b代表0至2之整數;
於式(IV)中,Y5至Y10分別獨立地代表氫原子、氟原子、碳數為1至4之烷基、具有羥基的烷基或苯基,其中Y5至Y10中的至少一者代表具有羥基的烷基。
具有如式(III)所示之結構的化合物之具體例可包含四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、甲基三乙醯氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷、乙基三乙醯氧基矽烷、丙基三甲氧基矽烷、丙基三乙氧基矽烷、環己基三甲氧基矽烷、苯基三甲氧基矽烷、苯基三乙氧基矽烷、二甲基二甲氧基矽烷、二甲基二乙氧基矽烷、二乙基二甲氧基矽烷、二乙基二乙氧基矽烷、二苯基二甲氧基矽烷、二苯基二乙氧基矽烷或上述化合物之任意組合。基於酯交換反應的立體障礙 (steric hindrance)較小的觀點,具有如式(III)所示之結構的化合物較佳可為四甲氧基矽烷、四乙氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、甲基三乙氧基矽烷、乙基三甲氧基矽烷、乙基三乙氧基矽烷或上述化合物之任意組合。
就合成容易的觀點,具有如式(IV)所示之結構的具有羥基之氧雜環丁烷化合物的具體例較佳可包含(3-甲基氧雜環丁烷-3-基)甲醇、(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲醇、2-羥基甲基氧雜環丁烷或上述化合物的任意組合。
該具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)的重量平均分子量較佳為200至4000。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)的使用量為1重量份至10重量份,較佳為1.2重量份至9重量份,且更佳為1.5重量份至8重量份。
當進行後述之後烤處理時,具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)可對前述之黑色顏料(E)形成較佳之保護,而提高表面阻抗。
當感光性樹脂組成物不包含具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)時,所製得之感光性樹脂組成物具有表面阻抗性不佳之缺陷。
分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)
本發明之感光性樹脂組成物可選擇性地包含分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)。
該分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)之 具體例可為雙酚A型氧雜環丙烷樹脂、雙酚F型氧雜環丙烷樹脂、苯酚酚醛清漆型氧雜環丙烷樹脂、甲酚酚醛清漆型氧雜環丙烷樹脂或脂肪族氧雜環丙烷樹脂等之化合物。
該分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)之市售品可包含三菱化學株式會社製造之商品,其型號可為JER152、JER157S70、JER157S65、JER806、JER828或JER1007等;日本專利公開號第2011-221494號公報第0189段所載之市售品;Nagase ChemteX Co.,Ltd製造之商品,且其型號可為DENACOL EX-611、EX-612、EX-614、EX-614B、EX-622、EX-512、EX-521、EX-411、EX-421、EX-313、EX-314、EX-321、EX-211、EX-212、EX-810、EX-811、EX-850、EX-851、EX-821、EX-830、EX-832、EX-841、EX-911、EX-941、EX-920、EX-931、EX-212L、EX-214L、EX-216L、EX-321L、EX-850L、DLC-201、DLC-203、DLC-204、DLC-205、DLC-206、DLC-301或DLC-402等;或者新日鐵化學株式會社製造之商品,且其型號可為YH-300、YH-301、YH-302、YH-315、YH-324或YH-325。
該分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)可單獨一種或混合複數種使用。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)之使用量為30重量份至120重量份,較佳為35重量份至110重量份,且更佳為40重量份至100重量份。
當進行後述之後烤處理時,分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)可對前述之黑色顏料(E)形成較佳之保護,而提高表面阻抗。
當感光性樹脂組成物包含分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)時,所製得之感光性樹脂組成物具有更佳之表面阻抗。
添加劑(H)
在不影響本發明功效之前提下,本發明的黑色矩陣用感光性樹脂組成物可進一步選擇性地添加添加劑(H)。該添加劑(H)可包含但不限於界面活性劑、填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、防凝集劑等。
前述界面活性劑之具體例可包含陽離子型界面活性劑、陰離子型界面活性劑、非離子型界面活性劑、兩性界面活性劑、聚矽氧烷界面活性劑、含氟界面活性劑或上述界面活性劑之任意組合。
該界面活性劑之具體例可包含但不限於聚乙氧基十二烷基醚、聚乙氧基硬酯醯醚或聚乙氧基油醚等之聚乙氧基烷基醚類;聚乙氧基辛基苯基醚或聚乙氧基壬基苯基醚等之聚乙氧基烷基苯基醚類;聚乙二醇二月桂酸酯或聚乙二醇二硬酸酯等之聚乙二醇二酯類;山梨糖醇酐脂肪酸酯化合物;脂肪酸改質的聚酯化合物;三級胺改質的聚胺基甲酸酯化合物;或者市售之商品。其中,該市售商品可為信越化學工業公司製造之產品,且其型號為KP;Toray Dow Corning Silicon公司製造之產品,且其型號為 SF-8427;共榮社油脂化學工業製造之產品,且其型號為Polyflow;Tochem Product公司製造之產品,且其型號為F-Top;大日本印墨化學工業製造之產品,且其型號為Megafac;住友3M製造之產品,且其型號為Fluorade;旭硝子公司製造之產品,且其型號為Asahi Guard或Surflon;或者中日合成化學株式會社製造之產品,且其型號為SINOPOL E8008。該界面活性劑可單獨一種或混合複數種使用。
上述之含氟界面活性劑可包含但不限於1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基硫酸鈉、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、氟烷苯磺酸鈉、氟烷磷酸鈉、氟烷羧酸鈉、氟烷聚氧乙烯醚、二丙三醇四(氟烷聚氧乙烯醚)、氟烷銨碘、氟烷甜菜鹼、全氟烷聚氧乙烯醚、全氟烷基烷醇,或者BM CHEMIE公司製造之商品,且其型號為BM-1000或BM-1100;大日本墨水及化學工業株式會社製造之商品,且其型號為Megafac F142D、F172、F173、F183、F178、F191、F471或F476;住友化學株式會社製造之商品,且其型號為Fluorad FC 170C、FC-171、FC-430或FC-431;旭硝子株式會社製造之商品,且其型號為氯氟碳S-112、S-113、S-131、S-141、S-145、S-382、SC-101、SC-102、SC-103、SC-104、SC-105 或SC-106;新秋田化成株式會社製造之商品,且其型號為F Top EF301、303或352;NEOSU公司製造之商品,且其型號為Ftergent FT-100、FT-110、FT-140A、FT-150、FT-250、FT-251、FTX-251、FTX-218、FT-300、FT-310或FT-400S;或者DIC公司製造之商品,且其型號為F-410、F-444、F-445、F-552、F-553或F-554。含氟界面活性劑可單獨一種或混合複數種使用。
前述填充劑之具體例可包含玻璃或鋁等。
前述密著促進劑之具體例可包含三聚氰胺(melamine)化合物及矽烷系化合物等,且該密著促進劑可增加感光性樹脂組成物與具有半導體材料之基材間的密著性。該三聚氰胺可包含但不限於三井化學株式會社製造之商品,且其型號為Cymel-300或Cymel-303;三和化學株式會社製造之商品,且其型號為MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706。該矽烷系化合物可包含但不限於乙烯基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙氧基矽烷、3-(甲基)丙烯醯氧基丙基三甲氧基矽烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基矽烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基矽烷、3-胺丙基三乙氧基矽烷、3-環氧丙氧基丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基三甲氧基矽烷、3-環氧丙氧基二甲基甲氧基矽烷、3-環氧丙醇丙基甲基二乙氧基矽烷、2-(3,4-環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷、3-氯丙基甲基二甲氧基矽烷、3-氯丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基矽烷、3-甲基丙醯氧基丙基三 甲氧基矽烷、3-巰丙基三甲氧基矽烷或信越化學株式會社製造之商品,且其型號為KBM-403。
抗氧化劑的具體例可為2,2-硫代雙(4-甲基-6-第三丁基苯酚)或2,6-二-第三丁基苯酚等。
防凝集劑的具體例可為聚丙烯酸鈉等。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,添加劑(H)中的填充劑、密著促進劑、抗氧化劑、或防凝集劑的含量為10重量份以下,且較佳為6重量份以下。
基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,添加劑(H)中之界面活性劑的使用量為6重量份以下,較佳為4重量份以下。
黑色矩陣用之感光性樹脂組成物之製
黑色矩陣用之感光性樹脂組成物的製備係將前述之鹼可溶性樹脂(A)、具有乙烯性不飽和基之化合物(B)、光起始劑(C)、溶劑(D)、黑色顏料(E)及具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)放置於攪拌器中攪拌,使其均勻混合成溶液狀態,必要時亦可添加分子內具有至少兩個氧雜環丙烷基之化合物(G)及添加劑(H),予以均勻混合後,即可獲得溶液狀態之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物。
基於鹼可溶性樹脂(A)之使用量為100重量份,具有乙烯性不飽和基之化合物(B)的使用量為20重量份至200重量份,光起始劑(C)之使用量為5重量份至55重量份,溶劑(D)之使用量為1000重量份至5000重量份,黑色顏料 (E)之使用量為60重量份至600重量份,且具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)之使用量為1重量份至10重量份。
其次,基於鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,具有酸性基及至少三個以上乙烯性不飽和基之化合物(B-1)之使用量為15重量份至150重量份,且分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)的使用量為30重量份至120重量份。
黑色矩陣之製備
本發明之黑色矩陣係對上述之感光樹脂組成物依序進行預烤(pre-bake)、曝光、顯影及後烤處理而製得。其中,當黑色矩陣之膜厚為1μm時,其光學密度為3.0以上。較佳地,當黑色矩陣之膜厚為1μm時,其光學密度為3.2至5.5。更佳地,當黑色矩陣之膜厚為1μm時,其光學密度為3.5至5.5。
本發明之黑色矩陣可以藉由旋轉塗佈或流延塗佈等塗佈方法,將本發明之感光性樹脂組成物塗佈在基板上,並以減壓乾燥及預烤處理去除其中的溶劑,進而形成一預烤塗膜於基板上。依據前述各成份之種類或配合比率而異,前述之減壓乾燥及預烤處理具有不同之製程條件。減壓乾燥通常是在小於200mmHg之壓力下進行1秒至20秒,而預烤處理則是在70℃至110℃溫度下進行1分鐘至15分鐘。預烤後,將前述塗膜置於指定之光罩下進行曝光處理。然後,於21℃至25℃的溫度下浸漬於一顯影劑中, 歷時15秒至5分鐘,以去除不要之部份,而形成特定的圖案。曝光所使用的光線,較佳為g線、h線或i線等之紫外線,而紫外線照射裝置可為(超)高壓水銀燈及金屬鹵素燈。
前述適用的顯影劑之具體例,如:氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鉀、碳酸氫鉀、矽酸鈉、甲基矽酸鈉、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氫氧化四甲胺、氫氧化四乙胺、膽鹼、吡咯、哌啶或1,8-二氮雜二環-[5,4,0]-7-十一烯等之鹼性化合物。顯影液之濃度一般為0.001重量百分比至10重量百分比,較佳為0.005重量百分比至5重量百分比,更佳為0.01重量百分比至1重量百分比。
使用此等顯影劑時,一般係於顯影後以水洗淨,再以壓縮空氣或壓縮氮氣將圖案風乾。然後,以熱板或烘箱等加熱裝置進行後烤處理。後烤處理之溫度通常為150℃至250℃,其中,使用熱板之加熱時間為5分鐘至60分鐘,而使用烘箱之加熱時間為15分鐘至150分鐘。經過以上之處理步驟後即可於基板上形成黑色矩陣。
上述基材之具體例,如:用於液晶顯示裝置等之無鹼玻璃、鈉鈣玻璃、硬質玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及於此等玻璃上附著透明導電膜者;或用於固體攝影裝置等之光電變換裝置基板(如:矽基板)等。
彩色濾光片之製備方法
本發明之彩色濾光片之製備方法可藉由迴轉塗 佈、流延塗佈或輥式塗佈等塗佈方式,將已混合成溶液狀態之彩色濾光片用感光性樹脂組成物塗佈在基板上,其中此基板已預先利用前述之感光樹脂組成物形成隔離各畫素著色層之黑色矩陣。塗佈後,先以減壓乾燥之方式去除大部分之溶劑。接著,以預烤之方式去除剩餘之溶劑,以形成一預烤塗膜。其中,依據各成份之種類及配方比率而異,減壓乾燥及預烤處理具有不同之製程條件。減壓乾燥通常係在0mmHg至200mmHg之壓力下進行1秒鐘至60秒鐘,而預烤處理則是在70℃至110℃溫度下進行1分鐘至15分鐘。預烤後,將該預烤塗膜置於所指定之光罩(mask)下進行曝光處理。接著,於21℃至25℃之溫度下,將預烤塗膜浸漬於前述之顯影液中,進行顯影15秒至5分鐘,以去除不要之部分,而形成特定之圖案。曝光使用之光線,較佳為g線、h線或i線等之紫外線,而紫外線裝置可為(超)高壓水銀燈及金屬鹵素燈。
經上述顯影處理後,以水洗淨,並利用壓縮空氣或壓縮氮氣風乾圖案後,再以熱板或烘箱等加熱裝置進行後烤處理,後烤處理的條件悉如前述,在此不另贅述。
各色(主要包括紅、綠、藍三色)重覆上述步驟,便可製得彩色濾光片之畫素層。其次,於溫度為220℃至250℃之真空環境中,在畫素層上形成氧化銦錫(ITO)蒸鍍膜,必要時,對ITO鍍膜施行蝕刻暨佈線處理後,塗佈液晶配向膜用聚醯亞胺,進而燒成之,即可作為液晶顯示元件用之彩色濾光片。
液晶顯示元件之製備方法
本發明之液晶顯示元件包含利用上述彩色濾光片之製造方法所形成之彩色濾光片基板,以及設置有薄膜電晶體(thin film transistor;TFT)之驅動基板。接著,在上述二片基板間介入間隙(晶胞間隔,cell gap)作對向配置,利用封止劑貼合上述二片基板的周圍部位,並將液晶充填注入基板表面以及封止劑所區分出的間隙內。然後,封住注入孔以形成液晶晶胞(cell)。之後,在液晶晶胞的外表面,亦即構成液晶晶胞的各個基板的其他側面上,貼合偏光板後,而可製得液晶顯示元件。
至於前述所使用之液晶,亦即液晶化合物或液晶組成物,此處並未特別限定,惟可使用任何一種液晶化合物及液晶組成物。
再者,前述所使用之液晶配向膜,係用於限制液晶分子之配向,此處並未特別限定,舉凡無機物或有機物任一者均可。至於形成液晶配向膜之技術為本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者所熟知,且非為本發明的重點,在此不另贅述。
以下利用數個實施方式以說明本發明之應用,然其並非用以限定本發明,本發明技術領域中具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾。
製備具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1) 製備例1
首先,將100重量份的茀環氧化合物(新日鐵化學製造之商品,且其型號為ESF-300;環氧當量為231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及130重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續式添加方式加至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,並且反應過程的溫度維持在100℃至110℃,反應15小時後,即可獲得固成分濃度為50重量百分比的淡黃色透明混合液。接著,使上述淡黃色透明混合液經萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,即可得固體成分含量為99.9重量百分比之製備例1的具有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-1)。
製備例2
首先,將100重量份的茀環氧化合物(大阪瓦斯製造之商品,且其型號為PG-100;環氧當量為259)、35重量份的甲基丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及135重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續添加方式加至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,並且反應過程的溫度維持 在100℃至110℃下,反應15小時後,即可獲得固體成分含量為50重量百分比的淡黃色透明混合液。使上述淡黃色透明混合液經萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,即可得固體成分含量為99.9重量百分比的製備例2的含有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-2)。
製備例3
將100重量份的茀環氧化合物(新日鐵化學製造之商品,且其型號ESF-300;環氧當量231)、100重量份的2-甲基丙烯醯乙氧基丁二酸酯、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及200重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續添加方式加至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,且反應過程的溫度維持在100℃至110℃下,反應15小時後,即可獲得固體成分含量為50重量百分比的淡黃色透明混合液。使上述淡黃色透明混合液經萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,可得固體成分含量為99.9重量百分比的製備例3的含有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-3)。
製備例4
首先,在裝置有機械攪拌、溫度計及回流冷凝管的1000毫升三口燒瓶中,加入0.3莫耳的雙(4-羥基苯基)碸、9莫耳的3-氯-1,2-環氧丙烷以及0.003莫耳的氯化四甲銨。接著,一邊攪拌一邊加熱至105℃,並在105℃下反應9小時。然後,減壓蒸餾出未反應的3-氯-1,2-環氧丙烷。之後,將反應系統降至室溫,並在攪拌的情況下加入9莫耳苯和 0.5莫耳氫氧化鈉(溶於水中,且濃度為30重量百分比之水溶液)。然後,升溫至60℃並維持3小時。接著,反覆以水洗滌反應溶液,直至無氯離子為止(用硝酸銀檢驗)。以減壓蒸餾除去溶劑苯,然後在75℃下乾燥24小時,以得到雙(4-羥基苯基)碸的環氧化合物。
將100重量份的雙(4-羥基苯基)碸的環氧化合物(環氧當量181)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及130重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續添加方式加入至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,且反應過程的溫度維持在100℃至110℃,反應15小時後,即可獲得固體成分含量為50重量百分比的淡黃色透明混合液。使上述淡黃色透明混合液經受萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,即可得固體成分含量為99.9重量百分比的製備例4的含有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-4)。
製備例5
在裝置有機械攪拌、溫度計和回流冷凝管的1000毫升三口燒瓶中加入0.3莫耳的雙(4-羥基苯基)六氟丙烷、9莫耳的3-氯-1,2-環氧丙烷和0.003莫耳的氯化四甲銨。接著,一邊攪拌一邊加熱至105℃,並在105℃下反應9小時。接著,減壓蒸餾出未反應的3-氯-1,2-環氧丙烷。之後,將反應系統降至室溫,並在攪拌的情況下加入9莫耳苯和0.5莫耳氫氧化鈉(溶於水中,且濃度為30重量百分比之水溶液)。然後,升溫至60℃並維持3小時。接著,反覆以水洗 滌反應溶液,直至無氯離子為止(用硝酸銀檢驗)。以減壓蒸餾除去溶劑苯,然後在75℃下乾燥24小時,以得到雙(4-羥基苯基)六氟丙烷的環氧化合物。
將100重量份的雙(4-羥基苯基)六氟丙烷的環氧化合物(環氧當量224)、35重量份的甲基丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及135重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續添加方式加入至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,且反應過程的溫度維持在100℃至110℃,反應15小時後,即可獲得固體成分含量為50重量百分比的淡黃色透明混合液。使上述淡黃色透明混合液經受萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,即可得固體成分含量為99.9重量百分比的製備例5的含有聚合性不飽和基的二化合物(a-1-5)。
製備例6
在裝置有機械攪拌、溫度計和回流冷凝管的1000毫升三口燒瓶中加入0.3莫耳的雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷、9莫耳的3-氯-1,2-環氧丙烷以及0.003莫耳的氯化四甲銨。接著,一邊攪拌一邊加熱至105℃,並在105℃下反應9小時。接著,減壓蒸餾出未反應的3-氯-1,2-環氧丙烷。之後,將反應系統降至室溫,並在攪拌的情況下加入9莫耳苯和0.5莫耳氫氧化鈉(溶於水中,且濃度為30重量百分比之水溶液)。然後,升溫至60℃並維持3小時。接著,反覆以水洗滌反應溶液,直至無氯離子為止(用硝酸銀檢驗)。以減壓蒸餾除去溶劑苯,然後在75℃下乾燥24小時,以得到 雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷的環氧化合物。
將100重量份的雙(4-羥基苯基)二甲基矽烷的環氧化合物(環氧當量278)、100重量份的2-甲基丙烯醯乙氧基丁二酸酯、0.3重量份的氯化苄基三乙基銨、0.1重量份的2,6-二第三丁基對甲酚以及200重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯以連續添加方式加入至500毫升的四口燒瓶中。入料速度控制在25重量份/分鐘,並且反應過程的溫度維持在100℃至110℃下,反應15小時,即可獲得固體成分含量為50重量百分比的淡黃色透明混合液。使上述淡黃色透明混合液經受萃取、過濾及加熱烘乾的步驟,即可得固體成分含量為99.9重量百分比的製備例6的含有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-6)。
製備第一鹼可溶性樹脂(A-1)
以下係根據第1表製備合成例1至合成例10之第一鹼可溶性樹脂(A-1)。
合成例1
首先,將1.0莫耳前述製備例1所製得之具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1-1)、0.1莫耳的4,4'-六氟亞異丙基二鄰苯二甲酸二酐(a-2-1-a)、0.2莫耳的均苯四甲酸二酐(a-2-2-c)、0.4莫耳的馬來酸(a-3-2-a)、1.0莫耳的四氫鄰苯二甲酸酐(a-3-2-b)、1.9克的氯化苄基三乙基銨、0.6克的2,6-二第三丁基對甲酚以及750克的丙二醇單甲醚醋酸酯以同時添加方式加至500毫升的四口燒瓶中,以形成反應溶 液。在此,「同時添加」是指於相同反應時間添加四羧酸或其酸二酐(a-2)與二羧酸或其酸酐(a-3)。接著,將上述反應溶液加熱至110℃,並且反應2小時,即可得酸價為129毫克KOH/克且數量平均分子量為2368的合成例1的第一鹼可溶性樹脂(A-1-1)。
合成例2
將1.0莫耳前述製備例2所製得之具有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-2)、2.0克的氯化苄基三乙基銨、0.7克的2,6-二第三丁基對甲酚以及700克的丙二醇甲醚醋酸酯加至500毫升的四口燒瓶中,以形成反應溶液。接著,添加0.2莫耳的1,4-二氟均苯四甲酸二酐(a-2-1-b)、0.2莫耳的二苯甲酮四羧酸二酐(a-2-2-b),並在90℃下反應2小時。然後,添加1.2莫耳的四氫鄰苯二甲酸酐(a-3-2-b),並在90℃下反應4小時。在此,「分段添加」是指於不同的反應時間分別添加四羧酸或其酸二酐(a-2)與二羧酸或其酸酐(a-3),亦即先添加四羧酸或其酸二酐(a-2),之後再添加二羧酸或其酸酐(a-3)。經上述合成步驟,可得酸價為125毫克KOH/克且數量平均分子量為3388的合成例2的第一鹼可溶性樹脂(A-1-2)。
合成例3、合成例5、合成例7及合成例9
合成例3、合成例5、合成例7及合成例9係使用與合成例1之第一鹼可溶性樹脂的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例3、合成例5、合成例7及合成例9係改變第一鹼可溶性樹脂中原料的種類及使用量,且其配 方分別如第1表所示,在此不另贅述。
合成例4、合成例6、合成例8及合成例10
合成例4、合成例6、合成例8及合成例10係使用與合成例2之第一鹼可溶性樹脂的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例4、合成例6、合成例8及合成例10係改變第一鹼可溶性樹脂中原料的種類及使用量,且其配方分別如第1表所示,在此不另贅述。
製備第二鹼可溶性樹脂(A-2)
以下係根據第2表製備合成例11至合成例13之第二鹼可溶性樹脂(A-2)。
合成例11
將1.0莫耳前述製備例1所製得之具有聚合性不飽和基的二醇化合物(a-1-1)、1.9克的氯化苄基三乙基銨以及0.6克的2,6-二第三丁基對甲酚溶於700克的丙二醇甲醚醋酸酯中,並同時添加0.3莫耳的聯苯四羧酸(a-2-2-a)及1.4莫耳的馬來酸(a-3-2-a)。接著,加熱至110℃並反應2小時,即可得酸價為125毫克KOH/克且數量平均分子量為2455的合成例11的第二鹼可溶性樹脂(A-2-1)。
合成例12及合成例13
合成例12及合成例13係使用與合成例11之第二鹼可溶性樹脂的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例12及合成例13係改變第二鹼可溶性樹脂中原料的種類及使用量、反應參數及反應物添加時間,且其配方及 反應參數分別如第2表所示,在此不另贅述。值得注意的是,「同時添加」是指於相同反應時間添加四羧酸或其酸二酐(a-2)與二羧酸或其酸酐(a-3),而「分段添加」是指於不同的反應時間分別添加四羧酸或其酸二酐(a-2)與二羧酸或其酸酐(a-3),亦即先添加四羧酸或其酸二酐(a-2),之後再添加二羧酸或其酸酐(a-3)。
其他鹼可溶性樹脂(A-3)
以下係根據第3表製備合成例14至合成例16之其他鹼可溶性樹脂(A-3)。
合成例14
在容積為1000毫升的四頸錐瓶上設置氮氣入口、攪拌器、加熱器、冷凝管及溫度計,導入氮氣後,添加30重量份的甲基丙烯酸2-羥基乙酯(HEMA)、10重量份的甲基丙烯酸苯甲酯(BzMA)、60重量份的CF9BuMA、3重量份的2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)(AMBN)以及300重量份的二乙二醇二甲醚(Diglyme)。接著,緩慢攪拌上述混合物並且使溶液昇溫至80℃。接著,於此80℃下聚縮合6小時。然後,將溶劑脫揮(evaporate)後,可得合成例14之其他鹼可溶性樹脂(A-3-1)。
合成例15及合成例16
合成例15及合成例16係使用與合成例14之其他鹼可溶性樹脂的製作方法相同之製備方法,不同之處在於合成例15及合成例16係改變其他鹼可溶性樹脂中原料的 種類及使用量,且其配方分別如第3表所示,在此不另贅述。
製備具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F) 合成例17
將27.84克(0.1莫耳)的3-[(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基]丙基三甲氧基矽烷及0.54克(30.0毫莫耳)的水加至80克的二丙酮醇(Diacetone alcohol;DAA)中。於室溫下攪拌一陣子後,將溫度升至60℃,並攪拌2小時。然後,升溫至160℃,使二丙酮醇與甲醇共沸,並反應6小時,即可製得以二丙酮醇稀釋且固體含量濃度為20重量百分比之合成例17的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1-1),其中合成例17的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1-1)具有如下式(VIII-1)所示之結構:
合成例18
將22.64克(0.1莫耳)的(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲氧基三甲氧基矽烷及0.54克(30.0毫莫耳)的水加至80克的二丙酮醇(Diacetone alcohol;DAA)中。於室溫下攪拌一陣子後,將溫度升至60℃,並攪拌2小時。然後,升溫至160℃,使二丙酮醇與甲醇共沸,並反應6小時,即可製得以 二丙酮醇稀釋且固體含量濃度為20重量百分比之合成例18的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1-2),其中合成例18之具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1-2)具有如下式(VIII-2)所示之結構:
合成例19
將89.41克(0.1莫耳)的具有如下式(VIII-3)所示之結構的化合物(其中t為7或8)及209.9克(1.8莫耳)的(3-乙基氧雜環丁烷-3-基)甲醇加至在400克的二丙酮醇中。於室溫下攪拌一陣子後,將溫度升至60℃,並攪拌2小時。然後,升溫至160℃,使二丙酮醇與甲醇共沸,並反應6小時,即可製得以二丙酮醇稀釋且固體含量濃度為20重量百分比之合成例19的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2-1),其中合成例19的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2-1)具有如下式(VIII-4)所示之結構,且t為7或8:
合成例20
將95.01克(0.1莫耳)的具有如下式(VIII-5)所示之結構的化合物(其中u為7或8)及183.8克(1.8莫耳)的(3-甲基氧雜環丁烷-3-基)甲醇加至在400克的二丙酮醇中。於室溫下攪拌一陣子後,將溫度升至60℃,並攪拌2小時。然後,升溫至160℃,使二丙酮醇與甲醇共沸,並反應6小時,即可製得以二丙酮醇稀釋且固體含量濃度為20重量百分比之合成例20的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2-2),其中合成例20的具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2-2)具有如下式(VIII-6)所示之結構,且u為7或8:
製備感光性樹脂組成物
以下係根據第4及5表製備實施例1至實施例10及比較例1至比較例6之感光性樹脂組成物。
實施例1
將100重量份前述之第一鹼可溶性樹脂(A-1-1)、15重量份的季戊四醇三丙烯酸酯與鄰苯二甲酸之酯化物(B-1-1)、5重量份之三丙烯酸三羥甲基丙酯(B-2-1)、5重量份的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9氫-咔唑-3-取代基]-1-(氧-乙醯肟)(C-1)、60重量份之C.I.Pigment BK7(E-1)及1重量份前述具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1-1)加至1000重量份的丙二醇單甲醚醋酸酯(D-1)中,並且以搖動式攪拌器(shaking type stirrer)攪拌均勻後,即可製得實施例1的感光性樹脂組成物。所得之感光性樹脂組成物以下述耐顯影性及表面阻抗之評價方式進行評價,所得結果如第4表所示。
實施例2至實施例10及比較例1至比較例6
實施例2至10及比較例1至6係使用與實施例1之感光性樹脂組成物的製作方法相同之製備方法,不同之處在於實施例2至10及比較例1至6係改變感光性樹脂組成物中原料的種類及使用量,且其配方及評價結果分別如第4及5表所示,在此不另贅述。
製備黑色矩陣
於塗佈機(型號為MS-A150;購自於新光貿易)中,以旋轉塗佈的方式,將前述之感光性樹脂組成物塗佈在尺寸為100mm×100mm之玻璃基板上,並以100mmHg進行減壓乾燥,歷時5秒鐘。然後,於烘箱中以100℃預烤2分鐘,可形成膜厚為1.2μm之預烤塗膜。接著,以紫外光(曝光機型號為AG500-4N;M&R Nano Technology製)照射該預烤塗膜,其中紫外光之強度為100mJ/cm2。之後,浸漬於23℃之顯影液(濃度為0.04%之氫氧化鉀)中。經過2分鐘後,以純水洗淨,並於烘箱中以230℃進行後烤60分鐘,即可在玻璃基板上形成膜厚為1.0μm之黑色矩陣。
評價方式 1. 耐顯影性
於塗佈機(型號為MS-A150;購自於新光貿易)中,以旋轉塗佈的方式,將前述實施例1至10及比較例1至6所製得之感光性樹脂組成物塗佈在尺寸為100mm×100mm之玻璃基板上。接著,在壓力為60Pa下進行減壓乾燥,歷時15秒鐘,以形成塗膜。然後,將塗覆有塗膜的基板置於烘箱中,以100℃之溫度預烤2分鐘,以形成預烤塗膜。接著,以紫外光(曝光機型號為AG500-4N;M&R Nano Technology製)50mJ/cm2對預烤塗膜進行曝光。此時,可量測預烤塗膜(感光性樹脂層)顯影前的膜厚。然後,將經曝光後的預烤塗膜浸漬於23℃的顯影劑(濃度為0.045%氫氧化鉀)1分鐘中,以形成上面有經顯影的塗膜的玻璃基板。接 著,將上面有經顯影的塗膜的玻璃基板以水洗淨,並置於烘箱中,以235℃後烤30分鐘,即可在玻璃基板上形成感光性樹脂層。此時,可量測感光性樹脂層顯影後的膜厚。然後,根據下式(IX)計算顯影前後的膜厚比,並依據以下基準進行評價,其中膜厚比越大代表感光性樹脂組成物具有較佳之耐顯影性:
◎:88%≦膜厚比。
○:85%≦膜厚比<88%。
△:80%≦膜厚比<85%。
×:膜厚比<80%。
2. 表面阻抗
使用高阻抗率計(型號為MCP-HT450型Hiresta-UP;三菱化學製)分別量測利用實施例1至10及比較例1至6所製得上述膜厚1.0μm之黑色矩陣。量測時,於上述之黑色矩陣上任取三測定點,量測表面阻抗值(surface resistance)之平均值(ΩS),並依據下述基準進行評價:
◎:1.0E+14≦ΩS
○:1.0E+12≦ΩS<1.0E+14。
△:1.0E+10≦ΩS<1.0E+12。
×:ΩS<1.0E+10。
由第4及5表之結果可知,當鹼可溶性樹脂(A)不包含第一鹼可溶性樹脂(A-1)時,所製得之感光性樹脂組成物具有耐顯影性及表面阻抗不佳之缺陷。於第一鹼可溶性樹脂(A-1)中,當具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)的莫耳數、具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的莫耳數以及具有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)的莫耳數滿足關係式[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)=0.4至1.6時,所製得之感光性樹脂組成物具有更佳之耐顯影性。
其次,當具有乙烯性不飽和基之化合物(B)包含具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)時,所製得之感光性樹脂組成物具有更佳之表面阻抗。
再者,當感光性樹脂組成物不包含具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)時,所製得之感光性樹脂組成物具有表面阻抗性不佳之缺陷。
此外,當感光性樹脂組成物進一步包含分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)時,感光性樹脂組成物具有更佳之表面阻抗。
需補充的是,本發明雖以特定的化合物、組成、反應條件、製程、分析方法或特定儀器作為例示,說明本發明之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用,惟本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者可知,本發明並不限於此,在不脫離本發明之精神和範圍內,本發明之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物及其應用亦可使用其他的化合 物、組成、反應條件、製程、分析方法或儀器進行。
雖然本發明已以實施方式揭露如上,然其並非用以限定本發明,在本發明所屬技術領域中任何具有通常知識者,在不脫離本發明之精神和範圍內,當可作各種之更動與潤飾,因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (13)

  1. 一種黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,包含:鹼可溶性樹脂(A),包含具有如式(I)所示之第一鹼可溶性樹脂(A-1): 於該式(I)中,該R1代表伸苯基或具有一取代基的伸苯基,其中該取代基為碳數為1至5的烷基、鹵原子或苯基;該R2代表-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亞茀基或單鍵;該R3代表四價羧酸殘基;該R4代表二價羧酸殘基,其中該R3及該R4之至少一者具有氟原子;該R5代表氫原子或甲基;且該m代表1至20之整數;一具有乙烯性不飽和基之化合物(B);一光起始劑(C);一溶劑(D);一黑色顏料(E);以及一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F),包括一第一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1)、一第二具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2)或上述兩者的組合,且該具有矽原 子之氧雜環丁烷化合物(F)之重量平均分子量介於200至4000,其中該第一具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-1)係具有如下式(II)所示之結構的一化合物或該化合物之一縮合物,且該第二具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F-2)係由具有如下式(III)所示之結構的化合物經加熱縮合反應,再與具有如式(IV)所示之結構之具有羥基的氧雜環丁烷化合物進行酯交換反應而得:Si(Y1)a(OY2)4-a 式(II)於該式(II)中,該Y1及該Y2各自獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基、碳數為6至10之芳基、碳數為2至7之烷基羰基或具有氧雜環丁基之有機基團,其中該Y1及該Y2之至少一者為具有氧雜環丁基之有機基團,且該a代表0至3之整數;Si(Y3)b(OY4)4-b 式(III)於該式(III)中,該Y3分別獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基或碳數為6至10之芳基;該Y4分別獨立地代表碳數為1至8之烷基、碳數為6至10之環烷基、碳數為6至10之芳基或碳數為2至5之烷基羰基,且該b代表0至2之整數; 於該式(IV)中,該Y5至該Y10分別獨立地代表氫原子、氟 原子、碳數為1至4之烷基、具有羥基的烷基或苯基,其中該Y5至Y10中的至少一者代表具有羥基的烷基。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,其中該第一鹼可溶性樹脂(A-1)係由一第一混合物反應而獲得,且該第一混合物包含:一具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1);四羧酸或其酸二酐(a-2);以及二羧酸或其酸酐(a-3),且其中該四羧酸或其酸二酐(a-2)包含具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)及該具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)以外之其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2),該二羧酸或其酸酐(a-3)包含具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)及該具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)以外之其他二羧酸或其酸酐(a-3-2),且該四羧酸或其酸二酐(a-2)及該二羧酸或其酸酐(a-3)之至少一者具有氟原子。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,其中該具有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)選自於由具有如下式(I-1)所示結構之具有氟原子的四羧酸化合物、具有如下式(I-2)所示結構之具有氟原子的四羧酸二酐化合物及上述之組合所組成之一族群: 於該式(I-1)及該式(I-2)中,該X1代表具有如下式(I-3)至式(I-8)所示之基團: 於該式(I-3)至式(I-8)中,該X2分別代表氟原子或三氟甲基,且該「*」代表與碳原子鍵結之位置。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,其中該具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)選自於由具有如下式(I-9)所示結構之具有氟原子的二羧酸 化合物、具有如下式(I-10)所示結構之具有氟原子的二羧酸酐化合物及上述之組合所組成之一族群: 於該式(I-9)與該式(I-10)中,該X3代表碳數為1至100之具有氟原子的有機基團。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,其中該具有氟原子之四羧酸或其酸二酐(a-2-1)及該具有氟原子之二羧酸或其酸酐(a-3-1)之總莫耳數與該具有聚合性不飽和基之二醇化合物(a-1)的莫耳數之莫耳比值{[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)}為0.4至1.6。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,其中該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)包含一具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,基於該鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該第一鹼可溶性樹脂(A-1)之使用量為10重量份至100重量份,該具有乙烯性不飽和基之化合物(B)之使用量為20重量份至200重量份,該光起始劑(C)之使用量為5 重量份至55重量份,該溶劑(D)之使用量為1000重量份至5000重量份,該黑色顏料(E)之使用量為60重量份至600重量份,且該具有矽原子之氧雜環丁烷化合物(F)之使用量為1重量份至10重量份。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,基於該鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該具有酸性基及至少三個乙烯性不飽和基之化合物(B-1)的使用量為15重量份至150重量份。
  9. 如申請專利範圍第1項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,更包含一分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)。
  10. 如申請專利範圍第9項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物,基於該鹼可溶性樹脂(A)之總使用量為100重量份,該分子內具有至少兩個氧雜環丙烷之化合物(G)的使用量為30重量份至120重量份。
  11. 一種黑色矩陣,係藉由如申請專利範圍第1至10項中之任一項所述之黑色矩陣用之感光性樹脂組成物所形成。
  12. 一種彩色濾光片,包含如申請專利範圍第11項所 述之黑色矩陣。
  13. 一種液晶顯示器,包含如申請專利範圍第12項所述之彩色濾光片。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP7536481B2 (ja) * 2019-03-29 2024-08-20 日鉄ケミカル&マテリアル株式会社 感光性樹脂組成物、感光性樹脂組成物を硬化してなる硬化膜、硬化膜付き基板および硬化膜付き基板の製造方法
CN111004376A (zh) * 2019-12-19 2020-04-14 福建拓烯新材料科技有限公司 含氟碱溶uv树脂制备方法及该树脂uv油墨组合物
CN112684662B (zh) * 2021-01-03 2024-12-13 尚健 一种液晶显示装置用黑矩阵

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4631594B2 (ja) * 2005-08-16 2011-02-16 Jsr株式会社 感光性樹脂組成物、表示パネル用スペーサーおよび表示パネル
CN101591423B (zh) * 2008-05-29 2012-09-05 新日铁化学株式会社 碱可溶性树脂及其制造方法以及使用了碱可溶性树脂的感光性树脂组合物、固化物和滤色器
TWI585527B (zh) * 2012-02-29 2017-06-01 新日鐵住金化學股份有限公司 A photosensitive composition for black matrix and a method for producing the same
WO2013146183A1 (ja) * 2012-03-26 2013-10-03 東レ株式会社 感光性黒色樹脂組成物及び樹脂ブラックマトリックス基板

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