颜料分散组合物、用于彩色滤光片的包含其的光刻胶组合物、及使用其的彩色滤光片

摘要

本发明涉及一种能减少图案残留并改善分辨率的颜料分散组合物、一种用于彩色滤光片的包含其的光刻胶组合物、以及一种使用其制造的彩色滤光片。更具体地，该颜料分散组合物包含颜料、粘合剂树脂、溶剂、以及各自由预定化学式表示的第一分散剂和第二分散剂。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于彩色滤光片的颜料分散组合物、一种用于彩色滤光片的包含其的光刻胶组合物及一种使用其制造的彩色滤光片。特别地，本发明涉及一种能减少图案残留且改善分辨率的颜料分散组合物、一种用于彩色滤光片的包含其的光刻胶组合物、以及一种使用其制造的彩色滤光片。

背景技术

影像传感器为便携式电话相机或DSC(数字静态相机)中用于拍摄影像的部件。根据制造过程及应用方法，可将其分类为电荷耦合装置(CCD)影像传感器及互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器。

用于电荷耦合装置(CCD)影像传感器或互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器的彩色照相部件包含各具有红色、绿色及蓝色的迭加混合原色滤光区段的彩色滤光片，且这些色彩为分离的。

近来的装备在彩色照相部件中的彩色滤光片具有2μm或更小的图案尺寸，其处于LCD的传统的彩色滤光片图案尺寸的1/100至1/200的范围内。因此，分辨率增加及图案残留减少被视为决定装置效能的主要因素。

人们相信，光引发剂、单体和粘合剂及颜料分散溶液的种类及组成比决定分辨率是否增加及图案残留是否减少。此外，为提供精细图案，颜料分散溶液应经制备以具有小的颗粒直径并且当影像显影时不会留下图案残留的组成。为减小颜料分散溶液的分散颗粒直径，颜料应具有小的初始颗粒直径，且应考虑分散剂的种类及用量。

近来开发的用于电子材料的颜料具有约50nm的初始颗粒直径，以减小分散后颗粒的尺寸。在分散剂的状况下，可通过引入能粘附至颜料表面的官能团以在颜料颗粒之间提供位阻效应且在其之间留有一定间隙来维持分散。分散剂可包含能提供足够位阻的树脂，例如聚酯、丙烯酸树脂、改性氨基甲酸酯树脂、聚酯等。

可通过使用能粘附于具有小的颗粒直径的颜料且在颗粒之间提供位阻的分散剂来提供精细分散，使得该分散得以良好维持。若颜料分散溶液进一步包含当影像显影时能减少图案残留的分散剂，则用于彩色滤光片的包含该颜料分散溶液的光刻胶组合物可实现精细图案。

发明内容

发明概要

本发明的一种示例性具体实施方式提供了一种颜料分散组合物、一种用于彩色滤光片的包含其的光刻胶组合物，及一种使用其的彩色滤光片。

本发明的另一种具体实施例提供了一种其中颜料得以良好分散并显影，以在形成图案之后减少图案残留并改善分辨率的颜料分散组合物。

本发明的另一种具体实施例提供了一种用于彩色滤光片的包含该颜料分散组合物的光刻胶组合物。

本发明的又一种具体实施例提供了一种通过使用用于彩色滤光片的组合物而制造的彩色滤光片。

本发明的具体实施例并不限于上述技术目的，且本领域普通技术人员能够了解其它技术目的。

根据本发明的一种具体实施例，提供了一种包含颜料、粘合剂树脂、溶剂及分散剂的颜料分散组合物。该分散剂包含由下式1表示的第一分散剂及由下式2表示的第二分散剂：

[化学式1]

[化学式2]

其中，在上述式中，R₁至R₆独立地为氢或烷基，

R₇至R₁₃选自由以下基团组成的组：经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的炔基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的芳基烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的环烯基、经取代或未经取代的环炔基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的烷氧基胺基，及经取代或未经取代的烷醇，

m为30摩尔％至70摩尔％的范围内，n为30摩尔％至70摩尔％的范围内，且

k及k′独立地为0至18范围内的整数。

本发明的另一种具体实施例提供了一种通过用颜料分散组合物图案化而制造的彩色滤光片。

下面将详细描述本发明的其它具体实施例。

根据本发明的一种具体实施例的颜料分散组合物能通过使用具有式1及式2结构的分散剂实现精细分散，使得用于彩色滤光片的使用颜料分散溶液的光刻胶组合物在曝光及显影工艺期间改善分辨率并减少图案残留。通过使用该用于彩色滤光片的光刻胶组合物，可提供用于LCD显示器装置的敏感度及像素得以改善的彩色滤光片，诸如CMOS及CCD影像传感器。

附图说明

图1A为使用根据实施例3的用于彩色滤光片的包含颜料分散组合物的光刻胶组合物获得的图案的扫描电子显微镜(SEM)照片。

图1B为图1A的部分放大的扫描电子显微镜照片。

图2A为通过使用根据比较例3的用于彩色滤光片的包含颜料分散组合物的光刻胶组合物获得的图案的扫描电子显微镜(SEM)照片。

图2B为图2A的部分放大的扫描电子显微镜照片。

图3为根据本发明的一种具体实施例的互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器的图解视图。

具体实施方式

下文将详细描述本发明的示例性具体实施例。然而，该具体实施例仅为示例性的，且本发明并不限于此。

根据一种具体实施例的颜料分散组合物包含[A]颜料、[B]粘合剂树脂、[C]溶剂及[D]分散剂。该分散剂包含由下式1表示的第一分散剂及由下式2表示的第二分散剂：

[化学式1]

[化学式2]

其中，在上述式中，R₁至R₆独立地为氢或烷基，

R₇至R₁₃选自由以下各基团组成之组：经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的炔基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的芳基烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的环烯基、经取代或未经取代的环炔基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的烷氧基胺基及经取代或未经取代的烷醇，

m在30摩尔％至70摩尔％的范围内，n在30摩尔％至70摩尔％的范围内，且

k及k′独立地为0至18范围内的整数。

下文将详细描述本发明的颜料分散组合物的组成成份。

[A]颜料

颜料可包含有机颜料及无机颜料，例如红色的二吡咯并吡咯(dipyrrolopyrrol)颜料，诸如C.I.颜料红254、255、264、270及272；颜料诸如C.I.颜料红177及89；绿色的卤素取代的铜酞菁颜料，诸如C.I.颜料绿36及C.I.颜料绿7；蓝色的铜酞菁颜料，诸如C.I.颜料蓝15:6、15、15:1、15:2、15:3、15:4、15:5及16；黄色的异吲哚啉基颜料，诸如C.I.颜料黄139；黄色的喹酞酮基颜料，诸如C.I.颜料黄138；黄色的镍复合物颜料，诸如C.I.颜料黄150；及其混合物。

此外，颜料可利用水溶性无机盐及湿润剂进行选择性预处理。

预处理工艺包含预处理颜料以粉碎颜料的初始颗粒直径。

S1：将颜料与水溶性无机盐及湿润剂一起捏合

S2：过滤及水洗自S1获得的颜料

S1的捏合工艺在40℃至100℃的条件下用诸如氯化钠、氯化钾或氯化钙的水溶性无机盐进行。S2的过滤及水洗工艺通过利用水洗涤无机盐且过滤该无机盐来进行。

将水溶性无机盐添加至捏合工艺中且其包含氯化钠、氯化钾或氯化钙等。

湿润剂与水溶性无机盐一起添加且起到有助于颜料与无机盐均一混合且促进颜料粉碎的作用，且包含(例如)烷二醇单烷基醚，诸如乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、二乙二醇单甲醚等；醇，诸如乙醇、异丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、二乙二醇、聚乙二醇、甘油聚乙二醇等；及其组合物。

用透射电子显微镜(TEM)测量捏合工艺后所获得的颜料的平均颗粒直径。

根据一具体实例，颜料的平均颗粒直径D50为30nm至100nm的范围内。当颜料具有小于30nm的平均颗粒直径D50时，诸如热抗性及耐光性的耐久性在图案化后劣化。另一方面，当其大于100nm时，其难以形成精细图案。

[B]粘合剂树脂

粘合剂树脂可为至少一种由诸如以下的单体获得的丙烯酸酯基共聚物树脂：丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸醇酯、甲基丙烯酸烷基芳酯、丁二酸甲基丙烯酸酯(succinic methacrylate)等。

更具体地，单体包含丙烯酸、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、甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸甲苯酯、甲基丙烯酸邻硅烷酯、甲基丙烯酸甘油酯、甲基丙烯酸烷基芳酯或丁二酸甲基丙烯酸酯。

基于100重量份的颜料，粘合剂树脂以1至50重量份添加。当粘合剂树脂以小于1重量份的量添加时，分散既不有效也不稳定。另一方面，当其大于50重量份时，粘度显著增加而使所得产物的光学特性、物理特性及化学特性劣化。

[C]溶剂

溶剂无特定限制，且可单独或以组合使用已知的溶剂。举例而言，溶剂可为醇，诸如甲醇、乙醇等；醚，诸如二氯乙醚、正丁基醚、二异戊基醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等；二醇醚，诸如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等；溶纤剂乙酸酯，诸如甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙基溶纤剂乙酸酯等；卡必醇，诸如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯、诸如丙二醇甲基乙基乙酸酯、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等；芳族烃，诸如甲苯、二甲苯等；酮，诸如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基正戊基酮、2-庚酮等；饱和脂族单羧酸烷酯，诸如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等；乳酸酯，诸如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；氧乙酸烷酯，诸如氧乙酸甲酯、氧乙酸乙酯、氧乙酸丁酯等；乙酸烷氧基烷酯，诸如乙酸甲氧基甲酯、乙酸甲氧基乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙酸乙氧基甲酯、乙酸乙氧基乙酯等；3-氧基丙酸烷酯，诸如3-氧基丙酸甲酯、3-氧基丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷酯，诸如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-氧基丙酸烷酯，诸如2-氧基丙酸甲酯、2-氧基丙酸乙酯、2-氧基丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷酯，诸如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等；2-氧基-2-甲基丙酸酯，诸如2-氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-氧基-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基的单氧基单羧酸烷酯，诸如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯，诸如2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯；或酮酸酯，诸如丙酮酸乙酯。此外，溶剂可为N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亚砜、苄基乙基醚、二己醚、乙酰基丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苄醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、顺丁烯二酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸乙二酯、碳酸丙二酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。

在上述溶剂当中，二醇醚诸如乙二醇单乙醚；溶纤剂乙酸酯诸如乙基溶纤剂乙酸酯；酯诸如2-羟基丙酸乙酯；卡必醇诸如二乙二醇单甲醚；及丙二醇烷基醚乙酸酯诸如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等就相容性及反应性而言是适当的。

基于100重量份的颜料，溶剂以10至1000重量份添加。根据另一具体实例，其为20至500重量份的范围内。当溶剂以小于10重量份添加时，颜料分散组合物的粘度过度增大。另一方面，当其大于1000重量份时，组合物的粘度减小而使所得产物的物理特性及光学特性劣化。

[D]分散剂

分散剂包含由下式1表示的第一分散剂及由下式2表示的第二分散剂：

[化学式1]

[化学式2]

其中，在上述式中，R₁至R₆独立地为氢或烷基，

R₇至R₁₃选自由以下基团组成之组：经取代或未经取代的烷基、经取代或未经取代的烯基、经取代或未经取代的炔基、经取代或未经取代的芳基、经取代或未经取代的杂芳基、经取代或未经取代的芳基烷基、经取代或未经取代的环烷基、经取代或未经取代的杂环烷基、经取代或未经取代的环烯基、经取代或未经取代的环炔基、经取代或未经取代的烷氧基、经取代或未经取代的烷基胺基、经取代或未经取代的烷氧基胺基及经取代或未经取代的烷醇，

m为30摩尔％至70摩尔％的范围内，n为30摩尔％至70摩尔％的范围内，且

k及k′独立地为0至18的范围内的整数。

“烷基”指C₁-C₁₅烷基，“烯基”指C₂-C₁₆烯基，“炔基”指C₂-C₁₆炔基，“芳基”指C₆-C₁₈芳基，“杂芳基”指C₂-C₁₆杂芳基，“芳基烷基”指C₇-C₁₈芳基烷基，“环烷基”指C₃-C₁₅环烷基，“杂环烷基”指C₃-C₂₀杂环烷基，“环烯基”指C₃-C₁₅环烯基，“环炔基”指C₆-C₁₅环炔基，且“烷氧基”指C₁-C₂₀烷氧基。

杂芳基及杂环烷基指包含1至3个选自由N、O、S及P组成的组的杂原子的芳基及环烷基。

在本说明书中，术语“经取代”指经至少一个选自由以下基团组成的组的取代基所取代：羟基、烷氧基、硝基、氰基、氨基、叠氮基、甲脒基(amidino)、肼基、亚肼基、羰基、氨基甲酰基、硫醇、酯、羧基或其盐、磺酸或其盐、磷酸或其盐、C₁-C₁₅烷基、C₂-C₁₆烯基、C₂-C₁₆炔基、C₆-C₁₈芳基、C₇-C₁₈芳基烷基、C₃-C₁₅环烷基、C₃-C₁₅环烯基及C₆-C₁₅环炔基。

第一分散剂及第二分散剂以组合使用。当未使用第一分散剂时，在制备用于彩色滤光片的光刻胶组合物之后可能不显影，而当未添加第二分散剂时，颜料可能不分散。

根据一具体实例，第一分散剂与第二分散剂以处于90∶10至10∶90的范围内的重量比混合。根据另一具体实例，其处于30∶70至70∶30的范围内。当在该等重量比范围内使用第一分散剂及第二分散剂时，可提供精细分散及分散特性，并改善制备用于彩色滤光片的光刻胶组合物之后的显影特性。

基于100重量份的颜料，第一分散剂及第二分散剂以10至80重量份添加。当第一分散剂及第二分散剂以小于10重量份添加时，不可能达成有效分散，而当其大于80重量份时，产物的粘度显著增大而使制备产物时的光学特性、物理特性及化学特性劣化。

第一分散剂及第二分散剂市售可得。举例而言，第一分散剂以Disperse BYK 2000、Disperse BYK 2001等名称出售；且第二分散剂以Disperbyk 111、Disperbyk 112等名称出售。

必要时，本发明的颜料分散组合物进一步包含第三分散剂。

第三分散剂为选自由聚碳酸酯、不饱和聚酰胺、聚碳酸、聚碳酸烷基胺盐、聚丙烯类(polyacryl)、聚乙烯亚胺、聚氨基甲酸酯、聚醚、丙烯酸类树脂、磷酸酯及改性氨基甲酸酯组成的组的一种或多种。

第三分散剂市售可得且包含(例如)由BYK Inc.制造的DisperseBYK 161、Disperse BYK 163及Disperse BYK 164；由EFKA Inc.制造的EFKA 4046及EFKA 4047；由Lubrizol Corporation制造的Solsperse 24000，等。

基于100重量份的颜料，第三分散剂以1至4重量份添加。当第三分散剂以小于1重量份添加时，粘度不提供分散稳定性。另一方面，当其大于4重量份时，粘度增大太多以至于不能维持显影特性。

必要时，本发明的颜料分散组合物可进一步包含着色剂衍生物。该着色剂衍生物为包含上文所提及的颜料或引入有染料取代基的化合物的颜料。

着色剂衍生物一般可为萘基、蒽醌基、酞菁基、二酮基吡咯并吡咯基或偶氮基颜料，或具有选自由砜胺盐、砜钠盐、叔铵磷盐、烷基胺、三嗪衍生物及其组合组成的组的取代基的染料。

基于100重量份的颜料，着色剂衍生物可以1至10重量份添加。当着色剂衍生物以小于1重量份添加时，不可能提供精细分散。另一方面，当其大于10重量份时，粘度增大而使显影特性劣化。

具有上文所提及的颜料分散组合物的颜料具有40nm至100nm的范围内的分散颗粒直径。

根据本发明的另一具体实例，提供通过使用具有上文所提及的组成的颜料分散组合物而制备的用于彩色滤光片的光刻胶组合物。

用于彩色滤光片的光刻胶组合物包含颜料分散组合物、碱溶性树脂、光聚合单体、光聚合引发剂及溶剂。

颜料分散组合物与上述相同。

碱溶性树脂为含羧基的丙烯酸基共聚物，其为具有至少一个羧基的烯系不饱和单体与可与该烯系不饱和单体共聚的另一烯系不饱和单体的共聚物。该碱溶性树脂的具体实例为甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物、甲基丙烯酸/甲基丙烯酸苄酯/苯乙烯/甲基丙烯酸-2-羟乙酯共聚物等。

光聚合单体可为具有至少两个羟基的多官能团单体。该光聚合单体的具体实例包含甲基丙烯酸甘油酯、异戊四醇六丙烯酸酯、乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1，4-丁二醇二丙烯酸酯、1，6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、异戊四醇二丙烯酸酯、异戊四醇三丙烯酸酯、异戊四醇二丙烯酸酯、二异戊四醇三丙烯酸酯、二异戊四醇丙烯酸酯、异戊四醇六丙烯酸酯、双酚A二丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛环氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙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等。

光聚合引发剂可为通常使用的苯乙酮基化合物、二苯甲酮基化合物、噻吨酮基化合物、安息香基化合物、三嗪基化合物或其组合。

苯乙酮基化合物可为2，2′-二乙氧基苯乙酮、2，2′-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮(2-hydroxy-2-methyl propropiopenonephenone)、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2，2′-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉基丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-吗啉基苯基)-丁-1-酮等。

二苯甲酮基化合物可为二苯甲酮、苯甲酰基苯甲酸、苯甲酸苯甲酰基甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4，4′-双(二甲基胺基)二苯甲酮、4，4′-双(二乙基胺基)二苯甲酮、4，4′-二甲基胺基二苯甲酮、4，4′-二氯二苯甲酮、3，3′-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。

噻吨酮基化合物可为噻吨酮、2-克噻吨酮(2-crolthioxanthone)、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2，4-二乙基噻吨酮、2，4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。

安息香基化合物可为安息香、安息香甲基醚、安息香乙基醚、安息香异丙基醚、安息香异丁基醚、苄基二甲基缩酮等。

三嗪基化合物可为2，4，6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3′，4′-二甲氧基苯乙烯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4′-甲氧基萘基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘甲酰-1-基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘甲酰-1-基)-4，6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2-4-三氯甲基(4′-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。

此外，光聚合引发剂可为咔唑基化合物、二酮基化合物、硼酸锍基化合物、重氮基化合物、联咪唑基化合物等。

溶剂可与用于本发明的颜料分散组合物的溶剂相同。

此外，必要时，其可进一步包含已知的添加剂，诸如界面活性剂、偶联剂及流平剂。

下文描述制造用于彩色滤光片的光刻胶组合物的方法。

将光聚合引发剂溶解于溶剂中且在室温下搅动1至2小时。接着，将碱溶性树脂及光可聚合单体添加至其中且在室温下搅动1至2小时。添加根据本发明的一具体实例的颜料分散组合物且将其在室温下搅动30分钟至1小时，接着过滤2至5次以移除杂质。从而可提供本发明的用于彩色滤光片的光刻胶组合物。

另外，根据本发明的另一具体实例，提供通过使用用于彩色滤光片的光刻胶组合物而制造的彩色滤光片，该光刻胶组合物利用具有上文所提及的组成的颜料分散组合物制备。

彩色滤光片可由包含以下步骤的方法制造：根据诸如旋涂、缝涂等涂布方法将具有上文所提及的组成的颜料分散组合物以介于5000与8000之间的厚度涂布于用于彩色滤光片的晶圆上；照射所涂布的颜料分散组合物层以获得为彩色滤光片所需的图案；及用碱性显影溶液处理涂层以溶解该涂层的未曝光部分且提供具有所需图案的彩色滤光片。用于照射的光源可包含356nm I线光。

可根据R、G及B色彩的所需数目来重复该过程，以提供具有所要图案的彩色滤光片。在制造过程中，可通过用光化射线再加热或照射来硬化显影步骤之后所获得的影像图案以改善抗裂性、耐溶剂性等。

可提供具有微正方形图案的精细像素的彩色滤光片。从而，通过使用用于彩色滤光片的光刻胶组合物而制造的彩色滤光片当应用于影像传感器时可显示高分辨率。

图3为根据本发明的一具体实例的互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器的图解视图。

如图3所示，包含根据本发明的一具体实例的影像传感器彩色滤光片的互补型金属氧化物半导体(CMOS)影像传感器100包含显微透镜1下方的第二涂布层(OCL)3及彩色滤光片5；彩色滤光片5下方的第一涂布层(OCL)7、钝化层9及金属层间介电层(IMD)11；及金属层间介电层11下方的光电二极管13及层间绝缘层15。

以下实施例更详细地说明本发明。然而，应了解，本发明并不受这些实施例的限制。

制备颜料分散组合物

[实施例1]

颜料分散组合物通过利用珠磨机使如下所示的组分分散3小时来制备。

C.I.颜料红254                                       15重量份

(由Ciba Specialty Chemicals生产，Irgaphor Red BT-CF)

化学式1的第一分散剂                                 5重量份

(由BYK-Chemie生产，Disperbyk2001)

化学式2的第二分散剂                                 2重量份

(由BYK-Chemie生产，Disperbyk111)

丙烯酸甲基丙烯酸苄酯共聚物                          5重量份

(由Miwon Commercial Co.，Ltd.生产，NPR8000)

丙二醇乙酸甲基乙酯                                  55重量份

[实施例2]

除将2重量份着色剂衍生物(Lubrizol Corporation，Solsperse22000)进一步添加至其中以外，根据与实施例1相同的工艺来制备颜料分散组合物。

[比较例1]

除如下改变组成以外，根据与实施例1相同的工艺来制备颜料分散组合物：

C.I.颜料红254                                        15重量份

(由Ciba Specialty Chemicals生产，Irgaphor Red BT-CF)

聚亚胺基分散剂                                       5重量份

(由EFKA生产，EFKA4046)

丙烯酸甲基丙烯酸苄酯共聚物                           5重量份

(由Miwon Commercial Co.，Ltd.生产，NPR8000)

丙二醇乙酸甲基乙酯                                   55重量份

着色剂衍生物                                         2重量份

(Lubrizol Corporation生产，Solsperse 22000)

[比较例2]

除如下改变组成以外，根据与实施例1相同的工艺来制备颜料分散组合物：

C.I.颜料红254                                     15重量份

(由Ciba Specialty Chemicals生产，Irgaphor Red BT-CF)

化学式1的第一分散剂                               5重量份

(由BYK生产，Disperbyk2001)

丙烯酸甲基丙烯酸苄酯共聚物                        5重量份

(由Miwon Commercial Co.，Ltd.生产，NPR8000)

丙二醇乙酸甲基乙酯                                55重量份

测量颜料的初始平均颗粒直径

由光散射颗粒直径分析器(由Horoba Inc.制造，LB-500)测量根据实施例1和2及比较例1和2的颜料分散组合物的平均颗粒直径且由粘度分析器(由Brookfield Inc.制造，DVIII Ultra)测量其粘度，且结果展示于下表1中。

表1

  颜料分散组合物 实施例1 实施例2 比较例1 比较例2  颜料(呈分散形式)的平  均颗粒直径(nm)  65  60  90  85  粘度(cP)  9.5  10  10  9.3

如表1所示，由于根据实施例1和2的颜料分散组合物相较于比较例1和2分散更良好，因此证实在实施例1和2中颜料的平均颗粒直径显著减小且颜料分散组合物的粘度未增大，即使其包含经粉碎的颜料颗粒。鉴于该等结果，证实根据实施例1和2的颜料分散组合物改善分散稳定性。

制备用于彩色滤光片的光刻胶组合物

[实施例3]

用于彩色滤光片的光刻胶组合物通过利用调配器将以下包含根据实施例2的颜料分散组合物的组合物搅动1小时来制备。

实施例1的颜料分散组合物                       50重量份

丙烯酸甲基丙烯酸苄酯共聚物                    4重量份

(由Miwon Commercial Co.，Ltd.生产，NPR8000)

多官能团单体                                  4重量份

(Dongyang SYN Co.，Ltd.，DPHA)

丙二醇乙酸甲基乙酯                            41.5重量份

三嗪基光引发剂                                0.5重量份

(Nippon kayaku Co.，Ltd.，TPP)

[比较例3]

除使用根据比较例1的颜料分散组合物以外，根据与实施例3相同的工艺来制备用于彩色滤光片的光刻胶组合物。

[比较例4]

除使用根据比较例2的颜料分散组合物以外，根据与实施例3相同的工艺来制备用于彩色滤光片的光刻胶组合物。

彩色滤光片的图案的扫描电子显微镜(SEM)分析

用旋涂机(KDNS，K-Spin8)将从实施例3及比较例3和及4所获得的用于彩色滤光片的各光刻胶组合物以0.8μm的厚度涂布于硅晶圆(LG Siltron)上且由曝光器(Nikon，I10C)曝光350ms，接着用显影溶液(TMAH 0.4％)显影以提供图案。其后，用CD SEM分析器(KLA-Tencor，8100XP)测试其分辨率及图案残留。

图1A(实施例3)及图2A(比较例3)分别显示出2.0μm的图案的分辨率，图1B(实施例3)及图2B(比较例3)分别显示出其图案残留结果。

如图1A及图2A所示，在根据实施例3的用于彩色滤光片的光刻胶组合物中，经显影的图案具有相较于比较例3更高的方形分辨率。此外，如图1B及图2B所示，图案残留极少存在于根据实施例3的用于彩色滤光片的光刻胶组合物中，而更多图案残留存在于根据比较例3的用于彩色滤光片的光刻胶组合物中。

此外，证实在根据比较例4的仅包含第一分散剂的用于彩色滤光片的光刻胶组合物中，图案在曝光后未显影。

鉴于该等结果，当颜料分散组合物包含第一分散剂与第二分散剂时，可了解其在图案化工艺期间改善分辨率并减少图案残留。

尽管本发明已结合目前视为实用例示性具体实例的具体实例来描述，但应了解，本发明并不限于所描述的具体实例，而相反地，本发明意在将所包含的各种修改及等效配置均包含在所附权利要求的保护范围内。