TWI744014B - 黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片 - Google Patents

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Abstract

本發明提供黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片。黑色樹脂組成物包括黑色著色劑（A）、乙烯性不飽和單體（B）、溶劑（C）、樹脂（D）、光起始劑（E）、紫外線吸收劑（F）以及界面活性劑（G），其中所述樹脂（D）包括重量平均分子量為2,000~20,000的第一樹脂，所述第一樹脂包括具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元，並且所述紫外線吸收劑（F）包括亞苄基系衍生物。

Description

黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片
本發明是有關於一種樹脂組成物、硬化膜以及濾光片，且特別是有關於一種黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片。
液晶顯示裝置發出的光會隨著時間呈現出一定頻率、週期的變化，並且在不同亮度、顏色下也會隨著時間變化。光源的驅動如果沒有合適的電子電路（例如鎮流器、驅動或電源），光源所發出的光就會產生頻閃現象（即，畫面閃爍（flicker）現象），並且輸出光通量波動越大，頻閃現象越嚴重。光源的工作電流必然隨著輸入電壓的波動而波動，直接導致光輸出的波動產生頻閃現象。特別是光源在高亮度的情況下操作便會產生更嚴重的頻閃現象，而可能使互補式金屬氧化物半導體（Complementary Metal-Oxide Semiconductor，CMOS）影像感測元件無法正常運作。
一般而言，通常會在液晶顯示裝置中使用黑色濾光片，藉由降低可見光區部分的光穿透量，以達到調控CMOS影像感測元件的飽和時間，以改善頻閃的現象。然而，目前使用的樹脂組成物及其所製成的黑色濾光片具有無法同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性。
有鑑於此，本發明提供一種同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性並且一定的厚度下也具有適當的光穿透率的黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片。
本發明提供一種黑色樹脂組成物，包括：黑色著色劑（A）、乙烯性不飽和單體（B）、溶劑（C）、樹脂（D）、光起始劑（E）、紫外線吸收劑（F）以及界面活性劑（G），其中所述樹脂（D）包括重量平均分子量為2,000~20,000的第一樹脂，所述第一樹脂包括具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元，並且所述紫外線吸收劑（F）包括亞苄基系衍生物。
在本發明的一實施例中，上述的具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元為下述式（1）所示的結構單元：
Figure 02_image001
式（1） 式（1）中，*表示鍵結位置。
在本發明的一實施例中，上述的黑色著色劑（A）包括碳黑（A-1）以及鈦黑（A-2），所述碳黑（A-1）以及所述鈦黑（A-2）的粒徑小於80 nm。
在本發明的一實施例中，上述的乙烯性不飽和單體（B）為具有四個以上的(甲基)丙烯醯基的單體。
在本發明的一實施例中，上述的溶劑（C）包括丙二醇系醚類溶劑（C-1），所述丙二醇系醚類溶劑（C-1）選自由丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚以及丙二醇單丙基醚所組成群組中的至少一者。
在本發明的一實施例中，上述的光起始劑（E）包括肟酯系光起始劑。
在本發明的一實施例中，基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，所述肟酯系光起始劑為1重量份~50重量份。
在本發明的一實施例中，基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，所述亞苄基系衍生物為1.28重量份~2.35重量份。
在本發明的一實施例中，上述的界面活性劑（G）包括選自由氟類界面活性劑（G-1）、矽氧烷類界面活性劑（G-2）以及非離子類界面活性劑（G-3）所組成群組中的至少一者。
本發明提供一種硬化膜，其是由上述的黑色樹脂組成物所形成，所述硬化膜在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%。
本發明提供一種黑色濾光片，其是由上述的黑色樹脂組成物所形成，所述黑色濾光片在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%。
基於上述，本發明的黑色樹脂組成物包括特定的樹脂以及特定的紫外線吸收劑。藉此，當黑色樹脂組成物用以形成硬化膜或黑色濾光片時，可使硬化膜或黑色濾光片具有良好的解析度、顯影性以及密著性，並且在一定的厚度下也具有適當的光穿透率，藉此改善顯影殘渣過多、圖案線邊缺陷以及密著性不佳的現象。
＜ 黑色樹脂組成物 ＞
本實施例提供一種黑色樹脂組成物，包括黑色著色劑（A）、乙烯性不飽和單體（B）、溶劑（C）、樹脂（D）、光起始劑（E）、紫外線吸收劑（F）以及界面活性劑（G）。此外，若需要，黑色樹脂組成物可更包括其他添加劑（H）。以下將詳細說明用於黑色樹脂組成物的各個成分。
值得一提的是，本實施例的黑色樹脂組成物所形成的硬化膜或黑色濾光片在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%，因此應用於顯示裝置中時，可有效降低可見光區部分光的穿透量，以達調控CMOS影像感測元件的飽和時間，以改善頻閃的現象。
在本說明書中，「可見光穿透率」為在波長為380 nm~780 nm時的穿透率。
在本說明書中，以「(甲基)丙烯酸」表示「丙烯酸」及/或「甲基丙烯酸」；以「(甲基)丙烯酸酯」表示「丙烯酸酯」及/或「甲基丙烯酸酯」；以「(甲基)丙烯醯基」表示「丙烯醯基」及/或「甲基丙烯醯基」；並且以「(甲基)丙烯醯胺」表示「丙烯醯胺」及/或「甲基丙烯醯胺」。 黑色著色劑（ A ）
黑色著色劑（A）包括鈦黑（A-1）以及碳黑（A-2）。此外，本實施例不限於此，黑色著色劑（A）也可包括有機黑色顏料（例如內醯胺類有機黑、RGB黑、RVB黑等）、無機黑色顏料（例如苯胺黑、苝黑、花青黑、木質素黑等）、前述黑色顏料的組合或其他合適的黑色著色劑。
鈦黑（A-1）的粒徑及碳黑（A-2）的粒徑沒有特別限制，可依據需求選擇適當的粒徑大小，較佳為小於80 奈米（nm）。當鈦黑（A-1）與碳黑（A-2）的粒徑小於80 nm時，可使黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片具有較佳的解析度。
基於乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，黑色著色劑（A）為500重量份~1500重量份，較佳為500重量份~900重量份。 乙烯性不飽和單體（ B ）
乙烯性不飽和單體（B）可為具有四個以上的(甲基)丙烯醯基的單體，較佳為具有六個以上的(甲基)丙烯醯基的單體。當乙烯性不飽和單體（B）為具有四個以上的(甲基)丙烯醯基的單體，可使黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片具有較佳的解析度及密著性。
具體而言，乙烯性不飽和單體（B）的具體例可包括二季戊四醇六丙烯酸酯（Dipentaerythritol Hexaacrylate，DPHA）、多官能基聚氨酯丙烯酸酯（商品名DPHA-40H，日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co., LTD）製造）、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(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、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基二乙氧基苯基)丙烷、2,2-雙(4-(甲基)丙烯醯氧基聚乙氧基苯基)丙烷、2-羥基-3-(甲基)丙烯醯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二縮水甘油醚二(甲基)丙烯酸酯、酞酸二縮水甘油基酯二(甲基)丙烯酸酯、甘油三丙烯酸酯、甘油聚縮水甘油醚聚(甲基)丙烯酸酯、胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、三甲基六亞甲基二異氰酸酯與六亞甲基二異氰酸酯與2-羥基乙基(甲基)丙烯酸酯的反應物、N,N’-亞甲基雙(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯醯胺伸甲基醚、多元醇與N-羥甲基(甲基)丙烯醯胺的縮合物、三丙烯酸基甲縮醛、9,9-雙[4-(3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]芴、9,9-雙[3-甲基-4-(3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]芴、9,9-雙[3-氯-4-(3-丙烯醯氧基-2-羥基丙氧基)苯基]芴、雙苯氧基乙醇芴二丙烯酸酯、雙苯氧乙醇芴二甲基丙烯酸酯、雙甲酚芴二丙烯酸酯、雙甲酚芴二甲基丙烯酸酯、或其組合。乙烯性不飽和單體（B）的具體例較佳為包括二季戊四醇六丙烯酸酯及多官能基聚氨酯丙烯酸酯（商品名稱：DPHA-40H，日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co., LTD）製造）、或其組合。乙烯性不飽和單體（B）可單獨使用一種單體，也可以組合多種單體使用。 溶劑（ C ）
溶劑（C）沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的溶劑。具體而言，溶劑（C）包括丙二醇系醚類溶劑（C-1）。此外，溶劑（C）也可更包括乙二醇醚類溶劑（C-2）。
丙二醇系醚類溶劑（C-1）選自由丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚以及丙二醇單丙基醚所組成群組中的至少一者。
乙二醇醚類溶劑（C-2）的具體例包括二乙二醇單甲基醚、二乙二醇單乙基醚、二乙二醇單丁基醚、二乙二醇單甲基醚乙酸酯、二乙二醇單乙基醚乙酸酯、或其組合。
溶劑（C）可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，丙二醇系醚類溶劑（C-1）為500重量份~1500重量份，較佳為600重量份~1200重量份，更佳為700重量份~1160重量份。
基於乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，溶劑（C）為500重量份~1500重量份，較佳為800重量份~1400重量份。 樹脂（ D ）
樹脂（D）包括第一樹脂。第一樹脂包括具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元。第一樹脂的重量平均分子量為2,000~20,000，較佳為3,000~7,000，更佳為4,500~5,000。
具體而言，具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元較佳為下述式（1）所示的結構單元：
Figure 02_image001
式（1） 式（1）中，*表示鍵結位置。
此外，式（1）所示的結構單元的較佳具體例包括由下述式（1-1）所示的單體。
Figure 02_image003
式（1-1）
第一樹脂為具有芴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。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。
此外，合成第一樹脂的方法也沒有特別的限制，可使用習知的有機合成方法將具有芴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芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元即可。
第一樹脂的具體例包括卡多（cardo）樹脂（商品名KBR系列，吉士科有限公司，KISCO Ltd.）。
基於乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，第一樹脂為50重量份~300重量份，較佳為100重量份~250重量份。
當黑色樹脂組成物中包括第一樹脂時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有良好的解析度及顯影性，並且當黑色樹脂組成物中不包括第一樹脂時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片的解析度及顯影性不佳。此外，當黑色樹脂組成物所包括的第一樹脂的含量於上述範圍內時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有較佳的解析度及顯影性。
此外，當黑色樹脂組成物中的所含有的肟酯系光起始劑的含量落於上述範圍時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有更佳解析度。
此外，本實施例不限於此，樹脂（D）也可更包括除了第一樹脂以外的其他樹脂。 光起始劑（ E ）
光起始劑（E）可包括肟酯系光起始劑。此外，本實施例不限於此，光起始劑（E）也可包括其他合適的光起始劑。
肟酯系光起始劑沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的肟酯系光起始劑。具體而言，肟酯系光起始劑的具體例包括Photocure 4456（由優褅（Eutec）製造）、豔佳固（Irgacure）OXE-01、OXE-02、OXE-03、OXE-04（商品名稱；巴斯夫（BASF）公司製造）或其他合適的肟酯系光起始劑。肟酯系光起始劑可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，肟酯系光起始劑為1重量份~50重量份，較佳為5重量份~15重量份。
當黑色樹脂組成物中的光起始劑（E）包括肟酯系光起始劑時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有較佳解析度。此外，當黑色樹脂組成物中的所含有的肟酯系光起始劑的含量落於上述範圍時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有更佳解析度。 紫外線吸收劑（ F ）
紫外線吸收劑（F）包括亞苄基系衍生物。
具體而言，亞苄基系衍生物具有下述式（2）所示的亞苄基的化合物。
Figure 02_image005
式（2） 式（2）中，*表示鍵結位置。
亞苄基系衍生物的具體例包括4-甲基亞芐基樟腦、1,7,7-三甲基-3-(苯基亞甲基)雙環[2.2.1]庚烷-2-酮、亞苄基樟腦磺酸、聚丙烯醯胺甲基亞苄基樟腦、(4-((3-(2H-苯並[d][1,2,3]***-2-基)-2-羥基-5-甲基苄基)(甲基)氨基)亞苄基)丙二酸二甲酯、二亞苄基環戊酮、二(對甲氧基亞苄基)環戊酮、二(對硝基亞苄基)環戊酮、二(間硝基亞苄基)環戊酮、二(對氯亞苄基)環戊酮，二亞苄基環己酮、二(對甲氧基亞苄基)環己酮、二(對硝基亞苄基)環己酮、二(間硝基亞苄基)環己酮、二(對氯亞苄基)環己酮、2,4,6-三(二異丁基-4'-胺基亞苄基丙二酸酯)-均-三𠯤、紫外線吸收劑（UV1990，由優褅（Eutec）製造，最大吸收波長：384 nm）、或其他合適的亞苄基系衍生物。亞苄基系衍生物可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，亞苄基系衍生物為1.28重量份~2.35重量份。
當黑色樹脂組成物中的紫外線吸收劑（F）包括亞苄基系衍生物時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有良好的解析度，並且當黑色樹脂組成物中不包括亞苄基系衍生物時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片的密著性不足，而無法同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性。此外，當黑色樹脂組成物中所含有的亞苄基系衍生物落於上述範圍時，黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片可具有良好的解析度並且也不會有所形成的圖案過小的現象。
值得一提的是，本實施例的黑色樹脂組成物搭配了包括具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元的第一樹脂以及包括亞苄基系衍生物的紫外線吸收劑（F），而提供一種同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性的黑色樹脂組成物、硬化膜以及黑色濾光片。 界面活性劑（ G ）
界面活性劑（G）包括選自由氟類界面活性劑（G-1）、矽氧烷類界面活性劑（G-2）以及非離子類界面活性劑（G-3）所組成群組中的至少一者。
氟類界面活性劑（G-1）的具體例包括美佳法（Megaface）F444、F477、F554、F556、F563、F575、RS-72-K（商品名稱；迪愛禧（DIC）股份有限公司製造）或其他合適的氟系界面活性劑。氟系界面活性劑可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
矽氧烷類界面活性劑（G-2）的具體例包括聚矽氧烷系界面活性劑。具體而言，矽氧烷系界面活性劑可包括BYK-307、BYK-323、BYK-348（商品名稱；畢克（BYK）化學有限公司製造）、KP323、KP324、KP340、KP341（商品名稱；信越化學工業（股）製造）或其他合適的矽氧烷系界面活性劑。矽氧烷系界面活性劑可單獨使用一種，也可以組合多種使用。
非離子類界面活性劑（G-3）的具體例包括聚氧乙烯月桂醚、聚氧乙烯硬脂醚、聚氧乙烯油醚、聚氧乙烯辛基苯醚、聚氧乙烯壬基苯醚、聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬脂酸酯及脫水山梨糖醇脂肪酸酯。
基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，界面活性劑（G）為0.5重量份~5重量份，較佳為1重量份~3重量份。
當黑色樹脂組成物包括界面活性劑（G）時，可使黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片具有良好的塗佈均勻性。當黑色樹脂組成物所包括的界面活性劑（G）的含量落在上述範圍時，由黑色樹脂組成物所形成的硬化膜及黑色濾光片具有更佳的塗佈均勻性。 添加劑（ H ）
在不影響本發明功效的前提下，黑色樹脂組成物更可選擇性進一步添加添加劑（H）。添加劑（H）沒有特別的限制，具體而言，添加劑（H）可包括穩定劑、抗氧化劑等。 ＜ 黑色樹脂組成物的製備方法 ＞
黑色樹脂組成物的製備方法沒有特別的限制，可依據需求選擇適當的混合各種組分的方法。舉例來說，可將黑色著色劑（A）、乙烯性不飽和單體（B）、溶劑（C）、樹脂（D）、光起始劑（E）、紫外線吸收劑（F）以及界面活性劑（G）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（H），將其混合均勻後，便可獲得液態的黑色樹脂組成物。 ＜ 硬化膜 ＞
硬化膜是由上述黑色樹脂組成物所形成。在一實施例中，硬化膜在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%，而可適用於黑色濾光片，並且使黑色濾光片具有特定的光穿透率。
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。具體而言，將黑色樹脂組成物塗佈在基板上以形成塗膜後，以90℃的溫度進行預烘烤2分鐘。接著，以i-線（i-line）曝光機（波長為365 nm）對經預烘烤的塗膜進行曝光1400 J/m 2。然後，在23℃的溫度下以顯影液進行顯影84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（Polysulfone，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。具體而言，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%。 ＜ 黑色濾光片 ＞
本發明的一例示性實施例提供一種黑色濾光片，其為上述的硬化膜。此外，黑色濾光片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。
本發明的一例示性實施例提供的硬化膜或黑色濾光膜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。
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。 黑色樹脂組成物及硬化膜的實施例
以下說明黑色樹脂組成物及硬化膜的實施例1至實施例5以及比較例1至比較例2： 實施例 1 a. 樹脂組成物
將279重量份的粒徑小於80 nm的碳黑、519重量份的粒徑小於80 nm的鈦黑、50重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、50重量份的DPHA-40H、208重量份的卡多樹脂（分子量為5300；吉世科公司製造）、12.9重量份的肟酯系光起始劑（由優褅製造）、1.88重量份的紫外線吸收劑（UV1990，由優褅製造，最大吸收波長：384 nm）以及2.3重量份的美佳法氟類界面活性劑加入1030重量份的丙二醇系醚類與195重量份的乙二醇醚類的混合溶劑中，並且以攪拌器攪拌均勻後，即可製得實施例1的黑色樹脂組成物。 b. 硬化膜
以旋塗法（旋轉塗佈機型號TEL-MK8，由東京威力科創公司製造，轉速約為1800 rpm）將實施例所製得的各黑色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。然後，以i-線（i-line）曝光機（波長為365 nm）（曝光機型號FPA-5500 iZa，由佳能（Cannon）公司製造）進行曝光1400 J/m 2，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84秒。然後，在220℃進行後烤5分鐘，即可獲得硬化膜。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1所示。 實施例 2 至實施例 5 以及比較例 1 至比較例 2
實施例2至實施例5以及比較例1至比較例2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：改變黑色樹脂組成物的成分種類及其使用量（如表1所示）。將所製得的黑色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1所示。
[表1]
成份(重量份) 實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 實施例5 比較例1 比較例2
黑色著色劑（A） 碳黑 279 279 283 313 190 279 279
鈦黑 519 519 526 582 354 519 519
黑色著色劑（ A ）總和 798 798 798 809 894 545 798
乙烯性不飽和單體（B） 二季戊四醇六丙烯酸酯 50 50 50 50 50 50 50
多官能基聚氨酯丙烯酸酯 50 50 50 50 50 50 50
乙烯性不飽和單體（ B ）總和 100 100 100 100 100 100 100
溶劑（C） 丙二醇系醚類 1030 1030 1045 1155 703 1030 1030
乙二醇醚類 195 195 198 218 133 195 195
溶劑（ C ）總和 1180 1225 1225 1242 1373 836 1225
樹脂（D） 卡多樹脂 208 207 210 245 110 0 209
丙烯酸系樹脂 0 0 0 0 0 208 0
光起始劑（E） 肟酯系光起始劑 12.9 12.9 14.5 14.5 8.8 12.9 12.9
紫外線吸收劑（F） 亞苄基系衍生物 1.88 2.35 1.90 2.11 1.28 1.88 0
界面活性劑（G） 氟類界面活性劑 2.3 2.3 2.4 2.6 1.6 2.3 2.3
評價結果 解析度 ○ ○ ○ ○ ○ ╳ △
顯影性 ○ ○ ○ ○ ○ ╳ ○
密著性 ○ ○ ○ ○ ○ ○ △
光穿透率(%) 13±0.5 13±0.5 13±0.5 13±0.5 13±0.5 13±0.5 13±0.5
在表1中成分/化合物的商品名如下表2。
[表2]
成分/化合物 商品相關資訊
碳黑 商品名EC系列，瑞德斯公司（Iridos）製造
鈦黑 商品名ET系列，瑞德斯公司（Iridos）製造
多官能基聚氨酯丙烯酸酯 商品名DPHA-40H，日本化藥株式會社（Nippon Kayaku Co., LTD）製造
丙二醇系醚類 丙二醇單甲基醚乙酸酯(PGMEA)
乙二醇醚類 二乙二醇單甲基醚乙酸酯
卡多樹脂 商品名KBR系列，吉士科有限公司，KISCO Ltd.
丙烯酸系樹脂 丙烯酸系樹脂，其包括式（I-1）表示的結構單元、式（I-2）表示的結構單元以及式（I-3）表示的結構單元，（美源商事株式會社製造）。
Figure 02_image007
Figure 02_image009
Figure 02_image011
式（I-1）     式（I-2）      式（I-3）
肟酯系光起始劑 優褅（Eutec）製造
亞苄基系衍生物 UV1990，由優褅（Eutec）製造
氟類界面活性劑 迪愛禧（DIC）股份有限公司製造
＜ 評價方式 ＞ a. 解析度
將所製備的硬化膜（厚度為0.2 μm藉由關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope，CD-SEM）（型號：S-8840，日立（Hitachi）公司製造）在45K的放大倍率下，觀察關鍵尺寸為1.0 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. 顯影性
將所製備的硬化膜（厚度為0.2 μm）藉由關鍵尺寸掃描式電子顯微鏡（Critical Dimension Scanning Electron Microscope，CD-SEM）（型號：S-8840，日立公司製造）在35K的放大倍率下，觀察關鍵尺寸為1 μm區域的未曝光區是否有殘渣，以評價顯影性。當殘渣愈少時，顯示硬化膜具有良好的顯影性。
顯影性的評價標準如下： ○：無殘渣； △：稍有殘渣，但不影響實際應用； ╳：有明顯殘渣。 c. 密著性
將所製備的硬化膜（厚度為0.2 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50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： ○：1 μm≦圖案寬度＜2 μm； △：2 μm≦圖案寬度＜3 μm； ╳：3 μm≦圖案寬度。 d. 光穿透率
將所製備的硬化膜（厚度為0.2 μm）藉由色度機（型號：MCPD-3000，大塚電子股份有限公司（Otsuka Electronics Co., Ltd.）製造）在膜上選取的13個點測量波長為380 nm~780 nm時的穿透率，將得到的穿透率取平均值，即為表1中所示的光穿透率。 ＜ 評價結果 ＞
由表1可知，當黑色樹脂組成物同時含有卡多樹脂以及亞苄基系紫外線吸收劑時（實施例1~5），黑色樹脂組成物所形成的硬化膜同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性，而可適用於黑色濾光片。
相對於此，當黑色樹脂組成物中不含有卡多樹脂時（比較例1），黑色樹脂組成物所形成的硬化膜的解析度以及顯影性不佳；當黑色樹脂組成物中不含有亞苄基系紫外線吸收劑時（比較例2），黑色樹脂組成物所形成的硬化膜的密著性不足，而無法同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性。
綜上所述，本發明的黑色樹脂組成物同時含有卡多樹脂作為樹脂以及含有亞苄基系衍生物作為紫外線吸收劑時，使由黑色樹脂組成物形成的硬化膜或黑色濾光片同時兼具良好的解析度、顯影性以及密著性並且一定的厚度下也具有適當的光穿透率，而可適用於硬化膜或黑色濾光片，進而可改善使用硬化膜或黑色濾光片的效能。
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
無

Claims (11)

  1. 一種黑色樹脂組成物，包括： 黑色著色劑（A）； 乙烯性不飽和單體（B）； 溶劑（C）； 樹脂（D）； 光起始劑（E）； 紫外線吸收劑（F）；以及 界面活性劑（G）， 其中所述樹脂（D）包括重量平均分子量為2,000~20,000的第一樹脂，所述第一樹脂包括具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元， 所述紫外線吸收劑（F）包括亞苄基系衍生物。
  2. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述具有芴環及二個以上乙烯性聚合性基的結構單元為下述式（1）所示的結構單元：
    Figure 03_image001
    式（1） 式（1）中，*表示鍵結位置。
  3. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述黑色著色劑（A）包括碳黑（A-1）以及鈦黑（A-2），所述碳黑（A-1）以及所述鈦黑（A-2）的粒徑小於80 nm。
  4. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述乙烯性不飽和單體（B）為具有四個以上的(甲基)丙烯醯基的單體。
  5. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述溶劑（C）包括丙二醇系醚類溶劑（C-1），所述丙二醇系醚類溶劑（C-1）選自由丙二醇單甲基醚、丙二醇單甲基醚乙酸酯、二丙二醇單甲基醚乙酸酯、丙二醇單乙基醚以及丙二醇單丙基醚所組成群組中的至少一者。
  6. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述光起始劑（E）包括肟酯系光起始劑。
  7. 如請求項6所述的黑色樹脂組成物，其中基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，所述肟酯系光起始劑為1重量份~50重量份。
  8. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中基於所述乙烯性不飽和單體（B）為100重量份，所述亞苄基系衍生物為1.28重量份~2.35重量份。
  9. 如請求項1所述的黑色樹脂組成物，其中所述界面活性劑（G）包括選自由氟類界面活性劑（G-1）、矽氧烷類界面活性劑（G-2）以及非離子類界面活性劑（G-3）所組成群組中的至少一者。
  10. 一種硬化膜，其是由請求項1至請求項9中任一項所述的黑色樹脂組成物所形成，所述硬化膜在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%。
  11. 一種黑色濾光片，其是由請求項1至請求項9中任一項所述的黑色樹脂組成物所形成，所述黑色濾光片在厚度為0.2 μm時的可見光穿透率為5%~50%。
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