本发明是有关于一种感光性组成物、使用所述感光性组成物所形成的彩色滤光片以及形成所述彩色滤光片的方法。特别是有关于一种进行图案成像时可得到均匀并具有高分辨率的图案的感光性组成物及使用该感光性组成物所形成的彩色滤光片及形成所述彩色滤光片的方法。
背景技术：
彩色滤光片为液晶显示器及影像传感器的关键组件之一。在一般的彩色滤光片的制备方法中，使用感光性组成物作为光阻材料以在用于彩色滤光片的基板上进行图案成像。当在较大的基板上进行图案成像时，图案成像可能由小区块多次成像而完成大基板的所有图案。而小区块多次成像会造成图案大小、厚度与表面状况等差异而引起不同程度上不均匀的状况，同时也造成分辨率及图案劣化。
另外，由于进行图案成像的曝光机台的透镜组是由多个彼此平行排列的条状透镜所组成，因此，任二相邻条状透镜的衔接处具有一重叠区域。当光通过这些重叠区域时会使得光的强度减弱。换言之，在相同的曝光条件下，会因为重叠区域的存在，导致对应到重叠区域的光阻材料层的曝光剂量不足，导致所产生的光阻图案具有较小的线宽(line)及较大的空间(space)。如此一来，以光阻图案为掩模所形成的条状图案会具有不同的线/空间比例，而导致显示器的显示画面出现亮暗线的问题，即所谓的透镜色不均(lensmura)。
随着液晶显示器的尺寸及分辨率的提高，上述问题更趋严重。因此，如何解决形成彩色滤光片时产生的图案不均匀以及所导致的透镜色不均，为目前本领域技术人员积极研究的课题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明提供一种感光性组成物，使用本发明的感光性组成物进行图案成像时可得到均匀并具有高分辨率的图案，进而可改善显示面板的透镜色不均的问题。借由调整感光性组成物中各成份的种类及比例，可改善感光性组成物的曝光均匀度。
本发明的感光性组成物包括：碱可溶性树脂(a)；乙烯性不饱和单体(b)；光聚合起始剂(c)；溶剂(d)；以及着色剂(e)，其中以100重量份的所述乙烯性不饱和单体(b)的重量计，所述光聚合起始剂(c)的含量为32重量份至70重量份。
在本发明的一实施例中，形成上述碱可溶性树脂(a)的单体包括由式(1)表示的单体：
式(1)中，r1至r4各自独立为氢、甲基或乙基，其中以形成所述碱可溶性树脂(a)的单体的总摩尔数计，所述由式(1)表示的单体的含量为15mol％至50mol％。
在本发明的一实施例中，形成上述碱可溶性树脂(a)的单体还可包括一或多种选自丙烯酸系化合物、苯乙烯系化合物以及马来酰亚胺系化合物所组成的群组的单体。
在本发明的一实施例中，上述的光聚合起始剂(c)为包括至少一种由式(2)所表示的化合物与至少一种由式(3)所表示的化合物的组合物，
式(2)中，r5及r6各自独立为氢、c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基；式(3)中，r7为经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基，r8为c1-c20烷基、c2-c5烯基、c3-c10环烷基、苯基或苄基，r9及r10各自独立为c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基；以及所述由式(2)所表示的化合物与所述由式(3)所表示的化合物的重量比为4:1至1:1。
在本发明的一实施例中，上述的着色剂(e)可包括有机颜料、无机颜料或其组合。所述有机颜料可为二酮基吡咯并吡咯系颜料、蒽醌系颜料、二蒽醌系颜料、酞菁系颜料、苯并咪唑酮系颜料、二噁嗪系颜料、偶氮系颜料、噻嗪靛蓝系颜料、喹吖酞酮系颜料或其组合。
在本发明的一实施例中，上述的溶剂(d)可为包括丙二醇甲醚乙酸酯与沸点高于145℃的高沸点溶剂的混合物。
在本发明的一实施例中，所述丙二醇甲醚乙酸酯与所述高沸点溶剂的重量比可为7:1至2:1。
在本发明的一实施例中，上述的高沸点溶剂可包括3-乙氧基丙酸乙酯(eep)、丙酮酸乙酯(pe)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、苄醇、3-甲氧基丁基乙酸酯(mba)、3-甲氧基-3-甲基丁醇、γ-丁内酯或丙二醇单丁基醚。
本发明还提供一种彩色滤光片的制造方法，包括将上述的感光性组成物涂覆在基板的表面。
本发明还提供使用上述方法制备的彩色滤光片。
基于上述，本发明的感光性组成物在进行图案成像时，可得到曝光均匀度佳且分辨率良好的图案，同时使用上述感光性组成物所形成的彩色滤光片不会产生透镜色不均的问题。
具体实施方式
本发明提出一种感光性组成物，当所述感光性组成物用于在彩色滤光片上进行图案成像时，可得到均匀且具有良好分辨率的图案。以下，特举实施方式作为本发明确实能够据以实施的范例。然而，这些实施例为例示性，且本发明揭露不限于此。
<感光性组成物>
本发明提供一种感光性组成物，包括碱可溶性树脂(a)、乙烯性不饱和单体(b)、光聚合起始剂(c)、溶剂(d)以及着色剂(e)。另外，本发明的感光性组成物视需要可更包括例如流平剂等添加剂。以下，将对上述各种组分进行详细说明。
在此说明的是，以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸，并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
碱可溶性树脂(a)
碱可溶性树脂(a)可由以式(1)表示的单体、不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物以及其它不饱和化合物等单体共聚合而形成：
式(1)中，r1至r4各自独立为氢、甲基或乙基。
举例而言，式(1)表示的化合物可为(甲基)丙烯酸与(甲基)丙烯酸缩水甘油酯的共聚物。
以形成所述碱可溶性树脂(a)的单体的总摩尔数计，所述由式(1)表示的单体的含量可为10mol％至70mol％，较佳为15mol％至50mol％，更佳为15mol％至35mol％。
当在碱可溶性树脂(a)中使用式(1)表示的化合物可增加感光性组成物的反应效果，使图案成像时的曝光均匀度更好。同时，当式(1)表示的化合物的使用量落在上述范围时，可得到均匀度较佳的感光性组成物。
不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物没有特别限制，且可使用技术领域中已知的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物。举例而言，不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物可为丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐或上述的酸酐或其混合物。不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物较佳为丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯或上述的酸酐或其混合物。
以形成所述碱可溶性树脂(a)的单体的总摩尔数计，所述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物的含量可为10mol％至80mol％，较佳为10mol％至50mol％，更佳为20mol％至30mol％。
其它不饱和化合物没有特别限制，且可使用技术领域中已知的不饱和化合物。举例而言，其它不饱和化合物可为丙烯酸系化合物、苯乙烯系化合物以及马来酰亚胺系化合物。
丙烯酸系化合物可例如为(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸月桂基酯等(甲基)丙烯酸烷基酯，(甲基)丙烯酸羟乙基酯、(甲基)丙烯酸羟丙基酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油基酯、(甲基)丙烯酸环己基酯、(甲基)丙烯酸异佛尔酮酯、(甲基)丙烯酸二环戊二烯基酯等脂环式(甲基)丙烯酸酯等，但不限于此。
苯乙烯系化合物可例如为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、二乙烯基苯、邻-甲氧基苯乙烯、间-甲氧基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯、邻-甲氧基甲基苯乙烯、间-甲氧基甲基苯乙烯、对-甲氧基甲基苯乙烯等，但不限于此。
马来酰亚胺系化合物可例如为n-苯基马来酰亚胺、n-邻-羟基苯基马来酰亚胺、n-间-羟基苯基马来酰亚胺、n-对-羟基苯基马来酰亚胺、n-邻-甲基苯基马来酰亚胺、n-间-甲基苯基马来酰亚胺、n-对-甲基苯基马来酰亚胺、n-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、n-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、n-对-甲氧基苯基马来酰亚胺、n-环己基马来酰亚胺等，但不限于此。
以形成所述碱可溶性树脂(a)的单体的总摩尔数计，其它不饱和化合物的含量可为10mol％至80mol％，较佳为15mol％至70mol％，更佳为40mol％至60mol％。
所述碱可溶性树脂(a)的合成方法并无特别限制，只要将由式(1)表示的化合物、不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物、以及其它不饱和化合物等单体在适当的反应条件下进行反应即可获得。
例如，碱可溶性树脂(a)可借由在甲基丙烯酸缩水甘油基酯等含有环氧基的(甲基)丙烯酸酯的共聚物或其与其它(甲基)丙烯酸酯的共聚物中，加成(甲基)丙烯酸等含羧酸的化合物而形成。
在本发明的感光性组成物中，碱可溶性树脂(a)可为单一种碱可溶性树脂，也可为二种或更多种碱可溶性树脂的混合物。
碱可溶性树脂(a)的重量平均分子量可为5000至50000，较佳为10000至45000。碱可溶性树脂(a)的重量平均分子量可借由凝胶渗透色谱仪(gelpermeationchromatography,gpc)测量。
在本发明的感光性组成物中，以100重量份的乙烯性不饱和单体(b)的重量计，碱可溶性树脂(a)的含量可为100重量份至200重量份，较佳为150重量份。
乙烯性不饱和单体(b)
乙烯性不饱和单体(b)没有特别限制，且可使用所属技术领域中已知的乙烯性不饱和单体(b)。举例来说，乙烯性不饱和单体(b)可为具有至少3个可聚合的乙烯性不饱和基的多官能乙烯系单体，例如三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷三(甲基)丙烯酸酯、四羟甲基甲烷四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等使α,β-不饱和羧酸与多元醇反应所得的化合物；三羟甲基丙烷三缩水甘油醚三丙烯酸酯等使α,β-不饱和羧酸加成于含缩水甘油基的化合物上所得的化合物。
乙烯性不饱和单体(b)具体例可为市售的商品，例如：日本合成化学工业股份有限公司制造的商品，且其型号可为uv1700b、uv6300b或uv7640b等；日本化药股份有限公司(nipponkayayu)制造的商品，且其型号可为dpha、dpha-40h、dpea-12、dpca-20、dpca-60、r-604、pet-30、gpo-303或ux5001t等；根上工业股份有限公司制造的商品，且其型号可为un3320hs、un904、un907、un3320hc等；或者新中村化学公司制造的商品，且其型号可为a-dph、a-9550或ad-tmp等。乙烯性不饱和单体(b)较佳为dpha、dpea-12或其组合。
在本发明的感光性组成物中，乙烯性不饱和单体(b)可单独一种使用或混合二种以上使用。
光聚合起始剂(c)
光聚合起始剂(c)可为包括至少两种光聚合起始剂的组合物。例如，光聚合起始剂(c)可为包括至少一种由式(2)所表示的具二苯硫醚骨架的肟酯系化合物与至少一种由式(3)所表示的具咔唑骨架的肟酯系化合物的组合物，
式(2)中，r5及r6各自独立为氢、c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基；式(3)中，r7为经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基，r8为c1-c20烷基、c2-c5烯基、c3-c10环烷基、苯基或苄基，r9及r10各自独立为c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基。
在本文中，c1-c20烷基可例如为甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、2,4,4-三甲基戊基、2-乙基己基或辛基等，但不限于此。
在本文中，c2-c5烯基可例如为乙烯基、烯丙基、丁烯基、戊烯基等，但不限于此。
在本文中，c3-c10环烷基可例如为至少包含一个环的烷基。举例而言，环烷基可为环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基或环戊基丙基等，但不限于此。
在本文中，经取代或未经取代c6-c20芳基可例如为苯基、苄基、萘基、蒽基、菲基、苯乙烯基等，但不限于此。
在本文中，c7-c20杂芳基可例如为吡啶基、噻吩基、苯并噻吩基、呋喃基、苯并呋喃基、吡咯基等，但不限于此。
举例而言，由式(2)所表示的具二苯硫醚骨架的肟酯系化合物可为市售的商品，例如
举例而言，由式(3)所表示的具咔唑骨架的肟酯系化合物可为市售的商品，例如
在本发明的例示性实施例中，光聚合起始剂(c)还可包括技术领域中已知的其它光聚合起始剂。举例来说，其它光聚合起始剂可为
在光聚合起始剂(c)中，由式(2)所表示的化合物与由式(3)所表示的化合物的重量比可为4:1至1:1。
在本发明的感光性组成物中，以100重量份的所述乙烯性不饱和单体(b)的重量计，所述光聚合起始剂(c)的含量可为32重量份至70重量份。
本发明的光聚合起始剂(c)可显著地提高感光性组成物的反应性，改善图案的均匀度而抑制透镜色不均，使感光性组成物进行图案成像时可得到均匀并具有高分辨率的图案。
溶剂(d)
本发明的溶剂(d)可为包括丙二醇甲醚乙酸酯与沸点高于丙二醇甲醚乙酸酯的沸点(145℃)的高沸点溶剂的混合物。
举例而言，高沸点溶剂可包括3-乙氧基丙酸乙酯(eep)、丙酮酸乙酯(pe)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、苄醇、3-甲氧基丁基乙酸酯(mba)、3-甲氧基-3-甲基丁醇、γ-丁内酯或丙二醇单丁基醚。
丙二醇甲醚乙酸酯与高沸点溶剂的重量比可为7:1至2:1。
当使用包括丙二醇甲醚乙酸酯与沸点高于145℃的高沸点溶剂的混合物作为溶剂时，可减缓输配感光性组成物的喷嘴干燥的速度，而减少产线人员维护喷嘴的次数，可提高产线的效率。
着色剂(e)
着色剂(e)没有特别限制，且可使用技术领域中已知的着色剂。举例而言，着色剂(e)可由一或多种有机颜料、无机颜料或其组合经由研磨分散而组成。所述有机颜料可例如为二酮基吡咯并吡咯系颜料、蒽醌系颜料、二蒽醌系颜料、酞菁系颜料、苯并咪唑酮系颜料、二噁嗪系颜料、偶氮系颜料、噻嗪靛蓝系颜料、喹吖酞酮系颜料或其组合。有机颜料可列举c.i.颜料红1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、14、15、16、17、18、19、21、22、23、30、31、32、37，41、122、123、144、146、149、166、168、170、171、172、174、175、176、177、178、179、180、185、187、188、202、206、207、208、209、220、224、242、254、262、264、265、269、272；c.i.颜料橙5、13、24、34、36、38、40、43、46、49、51、61、63、64、70、71、72、73、74；c.i.颜料黄11、12、13、14、17、20、24、31、53、55、71、73、74、83、93、98、108、110、126、138、139、150、153、154、155、156、166、168、175、180、185、219；c.i.颜料绿7、36、37、58、59；c.i.颜料蓝15、15:3、15:4、15:6、16、18、19、22、60、66；c.i.颜料紫1、19、23、27、29、30、32、36、37、40、42；c.i.颜料黑1、7等。所述无机颜料可例如为氧化钛、硫酸钡、碳酸钙、氧化锌、硫酸铅、黄色铅、锌黄、铁丹(红色氧化铁(iii))、镉红、群青、绀青、氧化铬绿、钴绿、琥珀、钛黑、合成铁黑、炭黑等。
基于乙烯性不饱和单体(b)的使用量为100重量份，着色剂(e)的使用量可为30重量份至300重量份，较佳为40重量份至250重量份，更佳为100重量份至200重量份。
添加剂(f)
在本发明的实施例中，感光性组成物可更包括添加剂(f)。
在本发明的实施例中，添加剂(f)可为流平剂。流平剂可为聚合或非聚合的。聚合流平剂的特定实例包含聚乙烯亚胺、聚酰胺以及胺与环氧化物的反应产物，且非聚合流平的特定实例包含非聚合含硫化合物及非聚合含氮化合物，但实例不限于此，且所属领域中一般使用的流平剂均可使用。
流平剂可单独使用，亦可以组合使用。
在本发明中所使用的流平剂可为市售商品，例如byk-307(聚硅氧系表面活性剂，毕克(byk)化学有限公司制造)、byk-323(聚硅氧系表面活性剂，毕克化学有限公司制造)、byk-348(聚硅氧系表面活性剂，毕克化学有限公司制造)、byk-333(硅酮系表面活性剂，毕克化学有限公司制造)、f-477(氟系表面活性剂，迪爱禧(dic)股份有限公司制造)、f-554(氟系表面活性剂，迪爱禧股份有限公司制造)、f-556(氟系表面活性剂，迪爱禧股份有限公司制造)、f-563(氟系表面活性剂，迪爱禧股份有限公司制造)、f-575(氟系表面活性剂，迪爱禧股份有限公司制造)、rs-72-k(氟系表面活性剂，迪爱禧股份有限公司制造)、kp323(聚硅氧系表面活性剂，信越化学工业(股)制造)、kp324(聚硅氧系表面活性剂，信越化学工业(股)制造)、kp340(聚硅氧系表面活性剂，信越化学工业(股)制造)、kp341(聚硅氧系表面活性剂，信越化学工业(股)制造)等，但不限于此。
在本发明的感光性组成物中，以100重量份的乙烯性不饱和单体(b)的重量计，添加剂(f)的含量为30重量份至70重量份。
<感光性组成物的制备方法>
感光性组成物的制备方法没有特别的限制。举例而言，感光性组成物可借由以下方法制备：将碱可溶性树脂(a)、乙烯性不饱和单体(b)、光聚合起始剂(c)、溶剂(d)以及着色剂(e)放置于搅拌器中搅拌，使其均匀混合成溶液状态，必要时亦可添加流平剂，予以均匀混合后，便可获得溶液状态的感光性组成物。
或者，感光性组成物的制备方法例如是先将一部分的碱可溶性树脂(a)及乙烯性不饱和单体(b)分散于一部分的溶剂(d)中，以形成分散溶液；并且接着混合其余的碱可溶性树脂(a)、乙烯性不饱和单体(b)、光聚合起始剂(c)、溶剂(d)、着色剂(e)来制备。
或者，感光性组成物也可以是由先将一部分的着色剂(e)分散于一部分的溶剂(d)，以形成颜料分散液后；并且混合其余的着色剂(e)、碱可溶性树脂(a)、乙烯性不饱和单体(b)、光聚合起始剂(c)、溶剂(d)来制备。又，上述着色剂(e)的分散步骤可借由例如珠磨机(beadsmill)或辊磨机(rollmill)等混合器混合来进行。
＜彩色滤光片及其形成方法＞
本发明的一例示性实施例提供一种使用上述感光性组成物形成的彩色滤光片。
彩色滤光片可借由将上述感光性组成物涂覆在基板上以形成涂膜，且将涂膜曝光、显影以及固化来形成。
基板可为玻璃板、硅晶圆以及塑料基底材料(诸如聚醚砜(pes)及聚碳酸酯(pc))板，且其类型没有特别限制。
涂覆方法没有特别限制，但可使用喷涂法、滚涂法、旋涂法以及类似方法，且一般而言，广泛使用旋涂法。此外，形成涂覆膜，且随后在一些情况下，可在减压下部分移除残余溶剂。
固化方法没有特别限制，例如可使用以下光源进行固化：汞蒸汽弧、碳弧、xe弧以及其类似物，其在250纳米至450纳米的波长下发射光，但不限于此。
在下文中，将参照实例来详细描述本发明。提供以下实例用于描述本发明，且本发明的范畴包含以下申请专利范围中所述的范畴及其取代物及修改，且不限于实例的范畴。
碱可溶性树脂(a)的合成例
合成例1制备碱可溶性树脂a-1
将185摩尔份的丙二醇甲醚乙酸酯、2.0摩尔份的偶氮二异丁腈(aibn)、50.0摩尔份的甲基丙烯酸苄基酯、25.0摩尔份的丙烯酸、25.0摩尔份的丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，导入到配备有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴定装置以及氮气导入管的锥形瓶中，并将锥形瓶中的空气以氮气交换。接着，执行反应6小时同时将温度升高至110℃并且搅动。合成的碱可溶性树脂(a-1)具有104.06mgkoh/g的酸值，以及由gpc所测量的约15,000的重量平均分子量(mw)。
合成例2制备碱可溶性树脂a-2
将120摩尔份的二乙二醇乙醚、2.0摩尔份的偶氮二异丁腈(aibn)、25.0摩尔份的甲基丙烯酸苄基酯、20.0摩尔份的丙烯酸、15.0摩尔份的甲基丙烯酸甲酯、35.0摩尔份的丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物、5.0摩尔份的双马来酰亚胺，导入到配备有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴定装置以及氮气导入管的锥形瓶中，并将锥形瓶中的空气以氮气交换。接着，执行反应6小时同时将温度升高至110℃并且搅动。合成的碱可溶性树脂(a-2)具有73.26mgkoh/g的酸值，以及由gpc所测量的约12,273的重量平均分子量(mw)。
合成例3制备碱可溶性树脂a-3
将185摩尔份的丙二醇甲醚乙酸酯、2.0摩尔份的偶氮二异丁腈(aibn)、34.0摩尔份的甲基丙烯酸苄基酯、23.0摩尔份的丙烯酸、21.0摩尔份的苯乙烯、22.0摩尔份的丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，导入到配备有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴定装置以及氮气导入管的锥形瓶中，并将锥形瓶中的空气以氮气交换。接着，执行反应6小时同时将温度升高至110℃并且搅动。合成的碱可溶性树脂(a-3)具有108.87mgkoh/g的酸值，以及由gpc所测量的约16,800的重量平均分子量(mw)。
合成例4制备碱可溶性树脂a-4
将185摩尔份的丙二醇甲醚乙酸酯、2.0摩尔份的偶氮二异丁腈(aibn)、50.0摩尔份的甲基丙烯酸苄基酯、25.0摩尔份的丙烯酸、10.0摩尔份的甲基丙烯酸甲酯、15.0摩尔份的丙烯酸-甲基丙烯酸缩水甘油酯共聚物，导入到配备有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴定装置以及氮气导入管的锥形瓶中，并将锥形瓶中的空气以氮气交换。接着，执行反应6小时同时将温度升高至110℃并且搅动。合成的碱可溶性树脂(a-4)具有112.70mgkoh/g的酸值，以及由gpc所测量的约28,380的重量平均分子量(mw)。
合成比较例1制备碱可溶性树脂a-5
将200摩尔份的3-乙氧基丙酸乙酯、2.0摩尔份的偶氮二异丁腈(aibn)、45.0摩尔份的甲基丙烯酸苄基酯、10.0摩尔份的甲基丙烯酸羟乙酯、25.0摩尔份的丙烯酸、20.0摩尔份的甲基丙烯酸甲酯，导入到配备有搅拌器、温度计、回流冷却管、滴定装置以及氮气导入管的锥形瓶中，并将锥形瓶中的空气以氮气交换。接着，执行反应6小时同时将温度升高至110℃并且搅动。合成的碱可溶性树脂(a-5)具有108.91mgkoh/g的酸值，以及由gpc所测量的约40,786的重量平均分子量(mw)。
感光性组成物的实施例与比较例的制备
根据以下表1、表2及表3所列出的比例借由以下步骤制备红色、绿色及蓝色感光性组成物的实施例与比较例：(1)使溶剂与碱可溶性树脂混合，(2)将光聚合起始剂溶解于步骤(1)的混合物中，(3)加入乙烯性不饱和单体使其与其他成分混合均匀，及(4)加入添加剂及着色剂并再搅拌一小时而得到各感光性组成物。
表1至表3中的简称所对应的化合物如下所示：
乙烯性不饱和单体(b)
b-1：二季戊四醇六丙烯酸酯与二季戊四醇五丙烯酸酯的混合物(商品名dpha，日本化药股份有限公司(nipponkayayu)制造)
b-2：环氧乙烷改质二季戊四醇六丙烯酸酯(商品名dpea-12，日本化药股份有限公司(nipponkayayu)制造)
光聚合起始剂(c)
c-1：
c-2：
c-3：
c-4：
c-5：chemcure-mek(恒桥产业股份有限公司所制造)
c-6：tr-pbg-305(常州强力电子新材料有限公司)
c-7：tr-pbg-304(常州强力电子新材料有限公司)
溶剂(d)
d-1：3-乙氧基丙酸乙酯(高沸点溶剂)(联正鑫企业有限公司)
d-2：丙二醇甲醚乙酸酯(台湾陶氏化学股份有限公司)
着色剂(e)
e-1：srec-04(t6)(c.i.颜料红254，skchaas显示器膜(displayfilms)公司制造)
e-2：srec-07(c.i.颜料红177，skchaas显示器膜(displayfilms)公司制造)
e-3：sgec-06(c.i.颜料绿36/c.i.颜料黄150＝90/10，skchaas显示器膜(displayfilms)公司制造)
e-4：sgec-07(c.i.颜料绿36/c.i.颜料黄150＝57/43，skchaas显示器膜(displayfilms)公司制造)
e-5：cfb-5104-rp1(c.i.颜料蓝15:6，c&a工业有限公司)
e-6：cfb-5104(vr)-rp2(c.i.颜料蓝15:6/c.i.颜料紫23＝70/30，c&a工业有限公司)
添加剂(f)
f-1：byk-307(毕克化学有限公司制造))
评价方式
a.分辨率
将所制备的感光性组成物借助于旋涂涂覆在玻璃基板上，且玻璃基板置放于维持温度90℃的加热板上2分钟，从而在玻璃基板上形成薄膜。随后，将具有1至50μm线/空间图案及在1至100％范围内逐步变化透射率的图案的测试光掩模置放于薄膜上，且uv照射使用1kw高压汞灯在80mj/cm2下在薄膜与光掩模之间以50μm间隔进行，无任何特殊光学滤光片，汞灯含有所有g、h及i射线。uv照射的薄膜浸在作为显影溶液的koh水溶液(ph10.5)中50秒。显影后，用蒸馏水洗涤薄膜且用氮气干燥，接着在设为230℃的烘箱中加热25分钟，得到滤色片。所得滤色片经证实具有2.2μm的厚度。借由电子显微镜(型号：olympusmx50)，在500倍的放大倍率下，观察不同尺寸的线宽图案是否保持工整，图案有无被破坏以评价分辨率。
分辨率的评价标准如下：
◎：线宽小于10μm能获得良好图案；
○：线宽介于10μm～20μm能获得良好图案；
△：线宽介于20μm～30μm能获得良好图案；
╳：线宽大于30μm才能获得良好图案。
b.透镜色均匀度
当感光性组成物的反应性不足使得照光后无法获得均匀的膜厚时，会导致透镜色不均的现象产生。因此透镜色均匀度可借由比较感光性组成物在可完全反应的高能量照射下产生的膜厚与容易产生反应不完全的低能量照射下产生的膜厚而进行评估。
将所制备的感光性组成物借助于旋涂涂覆在玻璃基板上，且玻璃基板置放于维持温度90℃的加热板上2分钟，从而在玻璃基板上形成薄膜。随后，将具有1至50μm线/空间图案及在1至100％范围内逐步变化透射率的图案的测试光屏蔽置放于薄膜上，且uv照射使用1kw高压汞灯分别在40、150mj/cm2下在薄膜与光屏蔽之间以50μm间隔进行，无任何特殊光学滤光片，汞灯含有所有g、h及i射线。uv照射的薄膜浸在用作显影溶液的koh水溶液(ph10.5)中50秒。显影后，用蒸馏水洗涤薄膜且用氮气干燥，接着在设为230℃的烘箱中加热25分钟，得到滤色片。并使用veeco公司的dekrak8膜厚仪量测曝光后、显影后、硬烤后的膜厚，计算总残膜。
根据以下方程式计算40、150mj/cm2下的总残膜差值k：
透镜色均匀度的评价标准如下：
◎：k介于0～0.5％；
○：k介于0.5％～1.0％；
△：k介于1.0％～2.0％；
╳：k超过2.0％。
评价结果提供于表1至表3中。
表1
表2
表3
参照表1的红色感光性组成物的评价结果，本发明的实例1到8均具有优良的分辨率以及均匀的透镜色。比较例9的光聚合起始剂(c)的使用量过少，因此无法得到均匀的透镜色。比较例10的光聚合起始剂(c)的使用量过多，因此分辨率变差。比较例11则说明当碱可溶性树脂中不包括由式(1)表示的单体时，则会产生透镜色不均的现象。
参照表2的绿色感光性组成物的评价结果，本发明的实例1到8均具有优良的分辨率以及均匀的透镜色。比较例9的光聚合起始剂(c)的使用量过少，因此无法得到均匀的透镜色。比较例10的光聚合起始剂(c)的使用量过多，因此分辨率变差。比较例11则说明当碱可溶性树脂中不包括由式(1)表示的单体时，则会产生透镜色不均的现象。
参照表3的蓝色感光性组成物的评价结果，本发明的实例1到9均具有优良的分辨率以及均匀的透镜色。比较例10的光聚合起始剂(c)的使用量过少，因此无法得到均匀的透镜色。比较例11的光聚合起始剂(c)的使用量过多，也无法得到均匀的透镜色以及良好的分辨率。比较例12则说明当碱可溶性树脂中不包括由式(1)表示的单体时，则会产生透镜色不均的现象。
综上所述，使用本发明的感光性组成物进行图案成像时可得到均匀并具有高分辨率的图案，进而可改善滤色片的透镜色不均的问题。
虽然本发明已以实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任何所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作些许的更动与润饰，故本发明的保护范围当视后附的申请专利范围所界定者为准。
技术特征：
1.一种感光性组成物，包括：
碱可溶性树脂(a)；
乙烯性不饱和单体(b)；
光聚合起始剂(c)；
溶剂(d)；以及
着色剂(e)，
其中以100重量份的所述乙烯性不饱和单体(b)的重量计，所述光聚合起始剂(c)的含量为32重量份至70重量份。
2.如权利要求1所述的感光性组成物，其中形成所述碱可溶性树脂(a)的单体包括由式(1)表示的单体：
式(1)中，r1至r4各自独立为氢、甲基或乙基，
其中以形成所述碱可溶性树脂(a)的单体的总摩尔数计，所述由式(1)表示的单体的含量为15mol％至50mol％。
3.如权利要求2所述的感光性组成物，其中形成所述碱可溶性树脂(a)的单体还包括一或多种选自丙烯酸系化合物、苯乙烯系化合物以及马来酰亚胺系化合物所组成的群组的单体。
4.如权利要求1所述的感光性组成物，其中所述光聚合起始剂(c)为包括至少一种由式(2)所表示的化合物与至少一种由式(3)所表示的化合物的组合物，
式(2)中，r5及r6各自独立为氢、c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基；式(3)中，r7为经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基，r8为c1-c20烷基、c2-c5烯基、c3-c10环烷基、苯基或苄基，r9及r10各自独立为c1-c20烷基、c3-c8环烷基、c2-c5烯基、经取代或未经取代c6-c20芳基或c7-c20杂芳基；以及
所述由式(2)所表示的化合物与所述由式(3)所表示的化合物的重量比为4:1至1:1。
5.如权利要求1所述的感光性组成物，其中所述着色剂(e)包括有机颜料、无机颜料或其组合。
6.如权利要求5所述的感光性组成物，其中所述有机颜料为二酮基吡咯并吡咯系颜料、蒽醌系颜料、二蒽醌系颜料、酞菁系颜料、苯并咪唑酮系颜料、二噁嗪系颜料、偶氮系颜料、噻嗪靛蓝系颜料、喹吖酞酮系颜料或其组合。
7.如权利要求1所述的感光性组成物，其中所述溶剂(d)为包括丙二醇甲醚乙酸酯与沸点高于145℃的高沸点溶剂的混合物。
8.如权利要求7所述的感光性组成物，其中所述丙二醇甲醚乙酸酯与所述高沸点溶剂的重量比为7:1至2:1。
9.如权利要求7或8所述的感光性组成物，其中所述高沸点溶剂包括3-乙氧基丙酸乙酯(eep)、丙酮酸乙酯(pe)、乳酸乙酯、乳酸丁酯、苄醇、3-甲氧基丁基乙酸酯(mba)、3-甲氧基-3-甲基丁醇、γ-丁内酯或丙二醇单丁基醚。
10.一种彩色滤光片的制造方法，包括将权利要求1至9中任一项所述的感光性组成物涂覆在基板的表面。
11.一种彩色滤光片，包括着色层，所述着色层是借由将权利要求1至9中任一项所述的感光性组成物固化而形成。
技术总结
本发明提供一种感光性组成物、使用所述感光性组成物制备的彩色滤光片以及所述彩色滤光片的制造方法。所述感光性组成物，包括：碱可溶性树脂(A)；乙烯性不饱和单体(B)；光聚合起始剂(C)；溶剂(D)；以及着色剂(E)，其中以100重量份的所述乙烯性不饱和单体(B)的重量计，所述光聚合起始剂(C)的含量为32重量份至70重量份。
技术研发人员：吴宜声;杨欣洁;蔡炳松
受保护的技术使用者：新应材股份有限公司
技术研发日：.08.27
技术公布日：.01.21
