彩色滤光片用的感光性树脂组合物及其应用
【技术领域】
[0001] 本发明是有关一种液晶显示器的彩色滤光片用的感光性树脂组合物及其所形成 的彩色滤光片，特别是提供一种具有高精细度的图案直线性及耐碱液性佳的彩色滤光片用 的感光性树脂组合物。
【背景技术】
[0002] 目前，彩色滤光片已被广泛地应用在彩色液晶显示器、彩色传真机或彩色摄影机 等应用领域中。随着彩色液晶显示器等办公器材的市场需求日渐扩大，彩色滤光片的制作 技术亦趋向多样化，例如：染色法、印刷法、电镀法及分散法等方法皆被陆续开发完成。现 在，以分散法为彩色滤光片的主流制作技术。
[0003] 前述的分散法是将颜料分散于感光性树脂中，以形成感光性树脂组合物。然后，将 感光性树脂组合物涂布于玻璃基板上，经过曝光及显影等步骤，而可获得特定图案。接着， 重复进行上述涂布、曝光及显影等制程三次后，即可制得彩色滤光片的像素着色层中所需 的红色（R)、绿色（G)及蓝色（B)的像素着色图案。一般而言，为了进一步提高彩色滤光片 的对比度，更可在像素形成的像素着色层之间配置遮光层（或称黑色矩阵）。
[0004] 分散法的制程中，感光性树脂组合物中的碱可溶性树脂的具体例可为以（甲基） 丙烯酸为单体组分所聚合而成的共聚物。上述感光性树脂组合物的相关文献可为日本特许 公告第平6-95211号公报、特许公开第平8-183819号公报或特许公开第平9-311210号公 报等。
[0005] 然而，近年来，随着个人数码助理器以及数码相机的小型化及轻量化，彩色滤光片 需要进一步轻薄化以及高色彩饱和化，因此须提高感光性树脂组合物中的着色剂浓度。当 着色剂浓度变高时，感光性树脂组合物中的树脂的含量相对变少。当有助于密着性的树脂 含量减少时，像素与遮光层的密着性降低，而使得像素容易剥落，进而降低高精细度的图案 直线性。
[0006] 日本特许公开第2001-075273号公报揭示一种感光性树脂组合物。该感光性树脂 组合物藉由具有羧酸基的不饱和单体与具有环氧丙基的单体所聚合而得的聚合物作为感 光性树脂组合物中的碱可溶性树脂，且其能够改善上述高精细度的图案直线性的问题。然 而，该感光性树脂组合物却有耐碱液性不佳的缺陷。
[0007] 因此，如何同时改善感光性树脂组合物的高精细度的图案直线性及耐碱液性不佳 的问题，以达到目前业界的要求，实为目前此领域技术人员亟欲解决的问题。
【发明内容】
[0008] 因此，本发明的一个方面在于提供一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物。此感 光性树脂组合物可提升彩色滤光片的高精细度的图案直线性及耐碱液性。
[0009] 本发明的另一方面在于提供一种彩色滤光片的制造方法，其是利用前述的感光性 树脂组合物形成像素层。
[0010] 本发明的又一方面在于提供一种彩色滤光片，其是藉由前述的制造方法制得。
[0011] 本发明的再一方面在于提供一种液晶显示器，其包含前述的彩色滤光片。
[0012] 根据本发明的上述方面，提出一种彩色滤光片用的感光性树脂组合物，此感光性 树脂组合物包含碱可溶性树脂（A)、具有乙烯性不饱和基的化合物（B)、光起始剂（C)、有机 溶剂⑶及颜料（E)，以下析述之。
[0013] 感光性树脂组合物
[0014] 碱可溶性树脂（A)
[0015]本发明的碱可溶性树脂（A)是由具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)、具有硅烷 基的乙烯性不饱和单体（a2)、具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体（a3)，以及前述具有 羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)、具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)及具有氧杂环丁 烷基（oxetanylgroup)的乙稀性不饱和单体（a3)以外的其他可共聚合的乙稀性不饱和单 体（a4)所共聚合而得。
[0016] 具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)
[0017] 该具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)的具体例包含丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯 酸、a-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁 二酸酯等的不饱和一元羧酸化合物；马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、 柠康酸酐等的不饱和二元羧酸（酐）化合物；三价以上的不饱和多价羧酸（酐）化合物。 上述具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)可单独一种或混合多种使用。
[0018] 该具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)较佳可为丙烯酸、甲基丙烯酸、2-丙烯酰 乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯或上述化合物的任意组合。
[0019]基于具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)，以及后述具有硅烷基的乙烯性不饱和 单体（a2)、具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体（a3)与其他可共聚合的乙烯性不饱和 单体（a4)的总使用量为100重量份，该具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)的使用量为 15重量份至55重量份，较佳为18重量份至52重量份，且更佳为20重量份至50重量份。
[0020] 具有娃烷基的乙稀性不饱和单体（a2)
[0021] 本发明的具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)可包含具有如下式（I)所示的结 构的不饱和单体或其他具有硅烷基的不饱和单体：
[0022]
[0023]于式（I)中，&代表氢原子或甲基；乂2及X3分别独立地代表苯基、碳数为1至12 的烷基、碳数为1至6的烷氧基或如下式（II)所不的基团；X4代表碳数为1至6的烷基或 如下式（III)所示的基团；a代表1至6的整数；b代表1至150的整数；当b大于1时，多 个&可为相同或不同，且多个乂3可为相同或不同：
[0024]
[0025] 于式（II)中，X5、乂6与X7分别独立地代表苯基或碳数为1至12的烷基；d代表2 至13的整数；当d大于1时，多个&可为相同或不同，且多个X7可为相同或不同；
[0026]
[0027] 于式（III)中，Xs、乂9及Xi。分别独立地代表苯基或碳数为1至12的烷基。
[0028] 前述碳数为1至6的烷氧基的具体例可为甲氧基、乙氧基、丙氧基或丁氧基。
[0029] 前述碳数为1至12的烷基的具体例可为甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、 辛基、壬基或癸基。
[0030] 如式（I)所示具有硅烷基的乙烯性不饱和单体可包含但不限于烯丙基硅烷类 (allylsilane)和甲基丙稀酸硅烷类（methacrylicsilanes)，其具体例可为3-甲基丙稀 酰氧基丙基三甲氧基硅烷（3iethacryloyloxypropylt;rimethoxysilane;MPTMS)、3_ 甲 基丙稀酰氧基丙基三乙氧基硅烷（3-methacryloyloxypropyltriethoxysilane;MPTES)、 3-甲基丙稀酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷（3-methacryloyloxypropylmethyldimethoxys ilane)、3_甲基丙稀酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷（3-methacryloyloxypropylmethyldie thoxysilane)、3_ 丙稀酰氧基丙基三甲氧基硅烷（3-acryloyloxypropyltrimethoxysila ne)、如下式（1-1)至（1-6)所示的化合物，或者ChissoCorporation制造的商品，其型号 为FM-0711、FM-0721 或FM-0725 :
[0031]
[0032] 前述具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)可单独一种或混合多种使用。
[0033] 较佳地，如式（I)所示具有硅烷基的乙烯性不饱和单体可为3-甲基丙烯酰氧基丙 基三甲氧基硅烷、3-甲基丙稀酰氧基丙基三乙氧基硅烷、ChissoCorporation制造的商品 (型号为FM-0711)或上述化合物的任意组合。
[0034] 前述其他具有硅烷基的不饱和单体可包含但不限于乙烯基三甲氧基硅烷 (vinyltrimethoxysilane;VTMS)、乙烯基三乙氧基硅烷（vinyltriethoxysilane;VTES)、 乙烯基甲基二甲氧基硅烷（Vinylmethyldimethoxysilane)、乙烯基甲基二乙氧基硅烷 (vinylmethyldiethoxysilane)、乙烯基二甲基甲氧基石圭烧（Vinyldimethylmethoxysilane)或乙 烯基二甲基乙氧基硅烷（Vinyldimethylethoxysilane) 〇
[0035] 基于具有羧酸基的乙烯性不饱和单体（al)与具有硅烷基的乙烯性不饱和单体 (a2)，以及后述具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体（a3)与其他可共聚合的乙烯性不 饱和单体（a4)的总使用量为100重量份，该具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)的使用 量为1重量份至15重量份，较佳为1. 5重量份至12重量份，且更佳为2重量份至10重量 份。
[0036] 当碱可溶性树脂（A)未使用具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)作为共聚合单 体时，所制得的彩色滤光片不具有高精细度的图案直线性。
[0037] 当具有硅烷基的乙烯性不饱和单体（a2)包含具有如式（I)所示的结构的不饱和 单体时，所制得的彩色滤光片的高精细度的图案直线性较佳。
[0038] 具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体（a3)
[0039] 本发明具有氧杂环丁烷基（oxetanylgroup)的乙稀性不饱和单体（a3)包含具有 如下式（IV)所示的结构的不饱和单体或其他具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体：
[0040]
[0041] 于式（IV)中，Xn及X12分别代表氢原子或碳数为1至4的烷基；X13、X14、乂15及X16 分别独立地代表氢原子、氟原子、苯基、碳数为1至4的烷基或碳数为1至4的全氟烷基；且 e代表1至6的整数。
[0042] 该具有如式（IV)所示的结构的不饱和单体的具体例可包含但不限于甲基丙烯酸 酯类化合物、丙烯酸酯类化合物或如下式（IV-1)至式（IV-4)所示的不饱和单体。
[0043] 前述的甲基丙烯酸酯类化合物可包含但不限于3_(甲基丙烯酰甲氧基）氧杂环丁 烧[3_(methacryloylmethoxy)oxetane;0XMA]、3_(甲基丙稀酰甲氧基）_3_ 乙基氧杂环丁 烧[3-(methacryloylmethoxy)-3_ethyloxetane;E0XMA]、3_(甲基丙稀酰甲氧基）_3_ 甲基 氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲氧基）-2_甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲氧基）-2_三 氟甲基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲氧基）-2_五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲 氧基）-2_苯基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲氧基）-2, 2-二氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙 烯酰甲氧基）_2, 2, 4-三氟氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰甲氧基）-2, 2, 4, 4-四氟氧杂环丁 烷、3-(甲基丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰乙氧基）-3_乙基氧杂环丁烷、 2-乙基-3-(甲基丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰乙氧基）-2_三氟甲基氧杂 环丁烷、3-(甲基丙烯酰乙氧基）-2_五氟乙基氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰乙氧基）-2_苯 基氧杂环丁烷、2, 2-二氟_3_(甲基丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(甲基丙烯酰乙氧 基）-2, 2, 4-三氟氧杂环丁烷或3-(甲基丙烯酰乙氧基）-2, 2, 4, 4-四氟氧杂环丁烷等的化 合物。
[0044] 前述的丙烯酸酯类化合物可包含但不限于3-(丙烯酰甲氧基）氧杂环丁烷、3-(丙 烯酰甲氧基）_3_乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧基）-3_甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲 氧基）-2_甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧基）-2_三氟甲基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧 基）_2_五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧基）-2_苯基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧 基）-2, 2-二氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧基）-2, 2, 4-三氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰甲氧 基）-2, 2, 4, 4-四氟氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）-3-乙 基氧杂环丁烷、2-乙基_3_(丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）-2-三氟甲基 氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）-2-五氟乙基氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）-2-苯基氧 杂环丁烷、2, 2-二氟-3-(丙烯酰乙氧基）氧杂环丁烷、3-(丙烯酰乙氧基）-2, 2, 4-三氟氧 杂环丁烷或3-(丙烯酰乙氧基）-2, 2, 4, 4-四氟氧杂环丁烷等的化合物。
[0045] 前述式（IV-1)至式（IV-4)所示的不饱和单体如下所示：
[0046]
[0047] 前述其他具有氧杂环丁烷基的乙烯性不饱和单体可包含但不限于3-甲基-3_(乙 稀甲氧基）氧杂环丁烧[3iethyl_3-(vinylmethoxy)oxetane;M0XV]、3_ 乙基 _3_(乙稀 甲氧基）氧杂环丁烧[3-ethyl_3-(vinylmethoxy)oxetane;E