CN104730861B - 正型光敏树脂组合物、利用其制造的光敏树脂膜以及显示装置 - Google Patents

正型光敏树脂组合物、利用其制造的光敏树脂膜以及显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了正型光敏树脂组合物、利用其制备的光敏树脂膜以及显示装置。本发明公开了一种正型光敏树脂组合物,包括(A)碱溶性树脂;(B)光敏重氮醌化合物;(C)交联剂;(D)热生酸剂;(E)苯酚类化合物;和(F)有机溶剂,其中以1∶50至50∶1的重量比包含交联剂和热生酸剂。

Description

正型光敏树脂组合物、利用其制造的光敏树脂膜以及显示 装置
相关申请的引用
本申请要求于2013年12月19日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第10-2013-0159304号的优先权和权益,将其全部内容以引用方式结合于本文中。
技术领域
本公开涉及正型光敏树脂组合物、利用其制造的光敏树脂膜以及包含该光敏树脂膜的显示装置。
背景技术
耐热树脂如聚酰亚胺、聚苯并噁唑等已广泛被用作如有机发光二极管、LCD等的显示装置的层间绝缘层或者平坦化层(planarization layer)。具体地,耐热光敏聚酰亚胺和光敏聚苯并噁唑最近已被用于形成有机发光二极管(OLED)的层间绝缘层等以确保OLED的可靠性。光敏聚酰亚胺和聚苯并噁唑具有极好的物理特性如耐热性、机械强度等,优良的电特性如低介电常数、高绝缘性能等,以及在涂覆表面上良好的平坦化特性,包括装置的少量杂质退化可靠性,并容易形成好的形状。具体地,正型光敏聚酰亚胺和聚苯并噁唑可使用图像处理等并具有适用于图案化绝缘层的图案精度以及用于有机发光二极管的平坦化层,并且因此,在工艺性、经济上等是非常有利的。
有机发光二极管由于自发射、宽视角、以及薄膜类型已经作为下一代显示器而备受关注,但是由于湿气等等导致的快速老化一般具有短使用期限的缺点。为了克服该缺点,已经采用了这样一种方法,即,停止制造过程中以及制造过程本身所使用的化学材料中的湿气和脱气等等。
具体地,当形成诸如绝缘层、平坦化层等等的精细结构时,有机发光二极管在热固化过程中可能具有图案衰退的问题。因此,要求光敏树脂膜1)具有前锥形的截面,2)在固化过程中维持图案形状,3)在250℃或较低温度下加热和烘烤,4)在加热和烘烤后产生少量脱气,以及5)具有优的异耐热和耐化学性能等。
发明内容
本发明的一个实施方式提供能够在低温下烘烤的、加热和烘烤后从树脂膜中产生少量脱气的、在固化期间维持图案形状、并且具有优异的耐热性的正型光敏树脂组合物。
另一个实施方式提供使用该正型光敏树脂组合物的光敏树脂膜。
再一个实施方式提供包含该光敏树脂膜的显示装置。
一种实施方式提供正型光敏树脂组合物,其包括:(A)碱溶性树脂;(B)光敏重氮醌化合物;(C)交联剂;(D)热生酸剂;(E)苯酚类化合物(phenol compound);以及(F)有机溶剂,其中,以1∶50至50∶1的重量比包含交联剂和热生酸剂。
可以以5∶20至20∶5的重量比包含交联剂和热生酸剂。
交联剂可以是三聚氰胺类交联剂、羟甲基类交联剂、或者它们的组合。
碱溶性树脂可以是聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、或其它们的组合。
聚苯并噁唑前体可包括由以下化学式1表示的结构单元,以及聚酰亚胺前体可包括由以下化学式2表示的结构单元。
Figure BDA0000550044660000021
在以上化学式1和2中,
X1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团,
X2为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、取代或未取代的二价至六价的C3至C30脂环族有机基团,
Y1为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、或者取代或未取代的二价至六价的C3至C30脂环族有机基团,以及
Y2为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的四价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、或者取代或未取代的四价至六价的C3至C30脂环族有机基团。
热生酸剂可具有120℃至200℃的分解温度。
基于100重量份的碱溶性树脂(A),正型光敏树脂组合物可以包括5至100重量份的光敏重氮醌化合物(B);1至50重量份的交联剂(C);1至50重量份的热生酸剂(D);以及1-50重量份的苯酚类化合物(E);以及基于正型光敏树脂组合物的总固体量,3wt%-30wt%有机溶剂(F)。
正型光敏树脂组合物可包括选自表面活性剂、流平剂(leveling agent)、硅烷偶联剂、及它们的组合的添加剂。
另一个实施方式提供使用该正型光敏树脂组合物形成的光敏树脂膜。
在一个实施方式提供包含该光敏树脂膜的显示装置。
根据本发明一个实施方式的正型光敏树脂组合物可以提供能够在低温下固化、在热固化期间维持前锥形而没有图案瓦解、在加热和烘烤后从涂覆层中生成少量脱气、并且具有优异的耐热和耐化学性的光敏树脂膜。此外,光敏树脂膜由于脱气既不没有性能劣化也没有如黑斑点、像素收缩等等的发光缺陷。
附图说明
图1至图4是分别示出根据实例1、2、3和16的每种组合物的图案形状的照片。
图5是示出根据比较例1的组合物的图案形状照片。
具体实施方式
在下文中,详细描述了本发明的实施方式。然而,这些实施方式是示例性的,并且本公开内容并不限于此。
当没有另外提供明确限定时,本文使用的术语“取代的”指的是被至少一个取代基取代的基团代替本发明的官能团,取代基选自卤原子(F、Br、Cl或I)、羟基基团、硝基基团、氰基基团、氨基基团(NH2、NH(R200)或N(R201)(R202),其中R200、R201和R202相同或不同并各自独立地为C1至C10烷基基团)、脒基基团、肼基基团、腙基基团、羧基基团、取代或未取代的烷基基团、取代或未取代的烯基基团、取代或未取代的炔基基团、取代或未取代的脂环族有机基团、取代或未取代的芳基基团、以及取代或未取代的杂环基团。
当没有另外提供明确限定时,本文使用的术语“烷基基团”是指C1至C30烷基基团,并且尤其是指C1至C15烷基基团;术语“环烷基基团”是指C3至C30环烷基基团,并且尤其是指C3至C18环烷基基团;术语“烷氧基基团”是指C1至C30烷氧基基团,并且尤其是指C1至C18烷氧基基团;术语“芳基基团”是指C6至C30芳基基团,并且尤其是指C6至C18芳基基团;术语“烯基基团”是指C2至C30烯基基团,并且尤其是指C2至C18烯基基团;术语“亚烷基基团”是指C1至C30亚烷基基团,并且尤其是指C1至C18亚烷基基团;以及术语“亚芳基基团”是指C6至C30亚芳基基团,并且尤其是指C6至C16亚芳基基团。
当未另外提供具体定义时,否则本文所使用的术语“脂肪族有机基团”是指C1至C30烷基基团、C2至C30烯基基团、C2至C30炔基基团、C1至C30亚烷基基团、C2至C30亚烯基基团、或C2至C30亚炔基基团,并且尤其是C1至C15烷基基团、C2至C15烯基基团、C2至C15炔基基团、C1至C15亚烷基基团、C2至C15亚烯基基团,或C2至C15亚炔基基团,术语“脂环族有机基团”是指C3至C30环烷基基团、C3至C30环烯基基团、C3至C30环炔基基团、C3至C30亚环烷基基团、C3至C30亚环烯基基团,或C3至C30亚环炔基基团,并且尤其是C3至C15环烷基基团、C3至C15环烯基基团、C3至C15环炔基基团、C3至C15亚环烷基基团、C3至C15亚环烯基基团,或C3至C15亚环炔基基团,术语“芳香族有机基团”是指C6至C30芳基基团或C6至C30亚芳基基团,并且尤其是C6至C16芳基基团或C6至C16亚芳基基团,术语“杂环基基团”是指C2至C30环烷基基团、C2至C30亚环烷基基团、C2至C30环烯基基团、C2至C30亚环烯基基团、C2至C30环炔基基团、C2至C30亚环炔基基团、C2至C30杂芳基基团,或在一个环内包括1至3个选自O、S、N、P、Si及它们的组合的杂原子的C2至C30亚杂芳基,并且尤其是C2至C15环烷基基团、C2至C15亚环烷基基团、C2至C15环烯基基团、C2至C15亚环烯基基团、C2至C15环炔基基团、C2至C15亚环炔基基团、C2至C15杂芳基基团、或在一个环内包括选自O、S、N、P、Si及它们的组合的1至3个杂原子的C2至C15亚杂芳基基团。
当未另外提供定义时,否则本文中所使用的术语“组合”是指混合或共聚。此外,术语“共聚”是指嵌段共聚或无规共聚,以及术语“共聚物”是指嵌段共聚物或无规共聚物。
除非另外提供具体定义,否则本文中使用的氢结合在假定给出但没有画出化学键的位置处。
而且,“*”是指相同或不同原子之间的连接部分、或化学式。
根据一个实施方式的正型光敏树脂组合物,包含:(A)碱溶性树脂;(B)光敏重氮醌化合物;(C)交联剂;(D)热生酸剂;(E)苯酚类化合物;以及(F)有机溶剂,其中,以1∶50至50∶1的重量比包含交联剂和热生酸剂。
可以以5∶20至20∶5的重量比包含交联剂和热生酸剂。
在制造有机EL装置中的绝缘层、平坦化层或者诸如此类的过程中,传统光敏树脂膜由于热固化过程中的热量不可能维持原来的图案但大多往下流。然而,根据一个实施方式的正型光敏树脂组合物包含交联剂,并且因而可以控制热固化过程的热引起的在交联剂与碱溶性树脂之间的交联反应,并且此外进一步包含热生酸剂,其起着用于链反应的催化剂的作用并且更有效地控制图案下流。
当以重量比包含交联剂和热生酸剂时,热生酸剂可更有效地催化交联反应,以便交联剂和碱溶性树脂可在较低温度下更快地交联,提供在热固化过程中维持前锥形的光敏树脂膜而图案不会瓦解、最小化涂覆层的脱气量、并且具有升高的耐热性。
当超出重量比的范围使用交联剂和热生酸剂时,不可能得到以上效果。具体地,当混合比小于1时,在固化过程中交联剂和碱溶性树脂不会很好地交联并使得图案回流,而当混合比大于50时,涂覆层可能是脆的并且因而在固化后破碎或剥离。
在下文中,详细地描述了该正型光敏树脂组合物的每个组分。
(C)交联剂
根据实施方式的正型光敏树脂组合物可在形成图案后烘烤光敏树脂膜时通过交联剂与碱溶性树脂的反应形成交联结构,并且在本文中包括热生酸剂,其催化交联剂的交联结构形成。因此,树脂组合物甚至可在小于或等于250℃的低温固化,更积极地交联,并且提高烘烤的光敏树脂膜的耐热性和耐化学性。此外,在加热和烘烤后光敏树脂膜产生更少量的脱气,并且因而,抑制光敏树脂膜中的黑斑点的形成。此外,固化后光敏树脂膜的收缩率可急剧下降。
交联剂可以是三聚氰胺类交联剂、羟甲基类交联剂、或者它们的组合。
三聚氰胺类交联剂可以由以下化学式61或者化学式62表示。
Figure BDA0000550044660000061
在以上化学式61和62中,
R11至R16独立为氢或-CH2OR18、其中,R18是氢或取代或者未取代的C1至C6烷基基团,
条件是R11至R16中的至少一个必须是-CH2OR18基团,并且
R17是取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C6至C20芳基基团或者取代或未取代的C3至C20环烷基基团。
R17可以是取代或未取代的C1至C10烷基基团、取代或未取代的C6至C14芳基基团或者取代或未取代的C3至C10环烷基基团。
例如,三聚氰胺类交联剂可以是甲氧甲基三聚氰胺化合物、烷氧基烷基三聚氰胺化合物如六甲氧甲基三聚氰胺化合物、烷氧基烷基甲醇三聚氰胺化合物、羧基甲基三聚氰胺化合物、或者具有羟甲基氨基基团的三聚氰胺类化合物。
三聚氰胺类交联剂可以由以下化学式63至70中的一种来表示。
Figure BDA0000550044660000062
Figure BDA0000550044660000071
Figure BDA0000550044660000081
可以以1至50重量份的量包含三聚氰胺类交联剂。当基于100重量份的碱溶性树脂三聚氰胺类交联剂以大于或等于1重量份的量使用时,三聚氰胺类交联剂可增加碱溶性树脂的耐碱性,并且因而增大非暴露区域的膜残留率,因此,需要以小于或等于50重量份的量来使用以有助于显影处理。当基于100重量份的碱溶性树脂三聚氰胺类交联剂以小于1重量份的量使用时,成图速度(photo-speed)可能会劣化,在烘烤过程中难以维持图案形状,并且脱气量可能增加。此外,当三聚氰胺类交联剂以大于50重量份使用时,存储稳定性可能会劣化,但脱气量可能会由于未反应的三聚氰胺类交联剂而增加。
羟甲基类交联剂包括羟甲基基团、酚羟基基团、或它们的组合并可在与后面描述的热生酸剂使用时增加交联效果。因此,碱溶性树脂膜可具有更优异的耐热性,并且脱气量可急剧下降。
此外,羟甲基类交联剂可在用碱性水溶液的显影过程中起到增加曝光区溶解速率的溶解控制剂的作用,并且因而改善敏感性以及交联剂的作用。换言之,在形成图案之后在烘烤过程中羟甲基类交联剂可起到交联剂的作用但在形成涂覆层后在曝光和显影过程中起到溶解控制剂的作用。
例如,羟甲基类交联剂可以由以下化学式71至110中的一种来表示。
Figure BDA0000550044660000091
Figure BDA0000550044660000101
Figure BDA0000550044660000111
Figure BDA0000550044660000121
基于100重量份的碱溶性树脂,可以以1至50重量份的量包含羟甲基类交联剂。当基于100重量份的碱溶性树脂以大于或等于1重量份的量包含羟甲基类交联剂时,涂覆性能变得优异,而当以小于或等于50重量份的量包含羟甲基类交联剂时,改善了显影性和敏感性。然而,当基于100重量份的碱溶性树脂羟甲基类交联剂以小于或等于1重量份的量使用时,在固化过程中交联效果可以是无关紧要的,而当羟甲基类交联剂以大于50重量份的量使用时,脱气量可能会增加。
(D)热生酸剂
根据实施方式的正型光敏树脂组合物中使用的热生酸剂是热分解并且生成酸的材料,并可以包括传统热生酸剂并具有从120℃至200℃范围内的热分解温度。
当热生酸剂具有该范围内的热分解温度时,一点也不会产生渣滓,在热固化过程中图案形状可能不会向下流,并且脱气量可能会减少。此外,热生酸剂可以平缓(smooth)碱溶性树脂闭环反应,并且因而改善可靠性如耐热性、绝缘性能等等。
热生酸剂甚至在低温可起到平缓碱溶性树脂的闭环反应的作用以及催化交联剂与碱溶性树脂之间的交联反应。因此,可以获得尽管在低温烘烤产生少量脱气以及具有优异耐热性及耐化学性的光敏树脂膜。
热生酸剂可以是如由以下化学式36、化学式37、或它们的组合表示的化合物。
Figure BDA0000550044660000131
在以上化学式36和37中,R1是氢、取代的或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代的或未取代的C6至C30芳基基团、或它们的组合,R2是氢、取代的或未取代的C1至C30烷基基团、取代的或未取代的C2至C30烯基基团、取代的或未取代的C1至C30炔基基团、或它们的组合,R3是氢、取代的或未取代的C1至C30烷基基团、取代的或未取代的C1至C30烷氧基基团、或它们的组合,以及R4是氢、取代的或未取代的C1至C30烷基基团、或它们的组合,以及R5是氢、卤原子、取代的或未取代的C1至C30烷基基团或它们的组合。
以上化学式36可以由选自以下化学式36a至36c中的一个表示。
Figure BDA0000550044660000132
在以上化学式36a至36c中,
m1至m4独立地为范围0至10的整数,例如,0至6,以及
Z1至Z4独立地为氢、卤原子、羟基基团、取代的或未取代的C1至C30烷基基团、取代的或未取代的C2至C30烯基基团、取代的或未取代的C1至C30炔基基团、取代的或未取代的C1至C30烷氧基基团、取代的或未取代的C6至C30芳基基团、或它们的组合。
以上化学式36和37可以由以下化学式38至44中的一个表示。
Figure BDA0000550044660000141
Figure BDA0000550044660000151
由以下化学式45至48表示的化合物可用作热生酸剂。
Figure BDA0000550044660000152
基于100重量份的碱溶性树脂,该热生酸剂可以以1至50重量份的量使用,例如,3至30重量份。当热生酸剂包含在该范围内时,碱溶性树脂具有充分的闭环,并且因而具有优异的热和机械特性,并且也具有优异的存储稳定性和敏感性。
热生酸剂可根据固化温度来选择并以单独一种或两种以上的混合物使用。
除了热生酸剂以外还可使用烯丙基磺酸如对甲苯磺酸、苯磺酸;全氟烷基磺酸如三氟甲磺酸、氟丁基磺酸;和烷基磺酸如甲磺酸、乙磺酸、丁磺酸,
(A)碱溶性树脂;
碱溶性树脂可以是聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、或它们的组合。
聚苯并噁唑前体可包括由以下化学式1表示的结构单元,以及聚酰亚胺前体可包括由以下化学式2表示的结构单元。
Figure BDA0000550044660000161
在以上化学式1中,
X1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团,以及
Y1为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、或者取代或未取代的二价至六价的C3至C30脂环族有机基团。
Figure BDA0000550044660000162
在以上化学式2中,
X2为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的二价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、或者取代或未取代的二价至六价的C3至C30脂环族有机基团,
Y2为取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、取代或未取代的四价至六价的C1至C30脂肪族有机基团、或者取代或未取代的四价至六价的C3至C30脂环族有机基团。
在以上化学式1中,X1可以是芳香族有机基团,并且可以是衍生自芳香族二胺的残基。
芳香族二胺的实例可以是选自以下的至少一个:3,3′-二氨基-4,4′-二羟基联苯、4,4′-二氨基-3,3′-二羟基联苯、双(3-氨基-4-羟苯基)丙烷、双(4-氨基-3-羟苯基)丙烷、双(3-氨基-4-羟苯基)砜、双(4-氨基-3-羟苯基)砜、2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(4-氨基-3-羟基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2,2-双(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-氨基-4-羟基-5-五氟乙基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-6-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-5-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-2-三氟甲基苯基)六氟丙烷、2-(3-氨基-4-羟基-2-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷和2-(3-氨基-4-羟基-6-三氟甲基苯基)-2-(3-羟基-4-氨基-5-三氟甲基苯基)六氟丙烷,但不限于此。
X1的实例可以是由下列化学式3至4表示的官能团,但不限于此。
Figure BDA0000550044660000171
在以上化学式3和4中,
A1是单键、O、CO、CR47R48、SO2或S,其中,R47和R48独立地为氢、或者取代或未取代的C1至C30烷基基团,并且具体地为C1至C30氟烷基基团,
R50至R52独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团、取代或未取代的C1至C30羧基基团、羟基基团、或硫醇基基团,
n10是0至2的整数,以及n11和n12独立地为0至3的整数。
在以上化学式1中,Y1可以为芳香族有机基团、二价至六价脂肪族有机基团或二价至六价脂环族有机基团,并且可以是二羧酸的残基或者二羧酸衍生物的残基。具体地,Y1可以是芳香族有机基团、或者二价至六价脂环族有机基团。
二羧酸衍生物的具体实例可以是4,4′-氧代二苯甲酰氯、二苯基氧代二碳酰二氯、双(苯甲酰氯)砜、双(苯甲酰氯)醚、双(苯甲酰氯)苯基酮、邻苯二甲酰二氯、对苯二甲酰二氯、间苯二甲酰二氯、二碳酰二氯、二苯氧基二羧酸酯二苯并三唑(diphenyloxydicarboxylatedibenzotriazole),或它们的组合,但不限于此。
Y1的实例可以是由下列化学式5至7表示的官能团,但不限于此。
Figure BDA0000550044660000181
在以上化学式5至7中,
R53和R56独立地为氢、或者取代或未取代的C1至C30烷基基团,
n13和n14独立地为0至4的整数,并且n15和n16独立地为0至3的整数,以及
A2是单键、O、CO、CR47R48、CO、CONH、S或SO2,其中,R47和R48独立地为氢、取代或未取代的C1至C30烷基基团,并且具体为C1至C30氟烷基基团。
在以上化学式2中,X2可以为芳香族有机基团、二价至六价脂肪族有机基团或二价至六价脂环族有机基团。具体地,X2可以是芳香族有机基团、或者二价至六价脂环族有机基团。
具体地,X2可以是衍生自芳香族二胺、脂环族二胺或硅二胺(silicon diamine)的残基。在此,芳香族二胺、脂环族二胺或硅二胺可单独或以一种或多种的组合物使用。
芳香族二胺的实例可以为3,4′-二氨基二苯基醚、4,4′-二氨基二苯基醚、3,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨基二苯基甲烷、4,4′-二氨基二苯基砜、4,4′-二氨基二苯基硫醚、联苯胺、间苯二胺、对苯二胺、1,5-萘二胺、2,6-萘二胺、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]砜、双(3-氨基苯氧基苯基)砜、双(4-氨基苯氧基)联苯、双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]醚、1,4-双(4-氨基苯氧基)苯、芳香环中用烷基或卤素取代的化合物,或它们的组合,但不限于此。
脂环族二胺的实例可以是1,2-环己基二胺、1,3-环己基二胺、或它们的组合,但不限于此。
硅二胺的实例可以为双(4-氨基苯基)二甲基硅烷、双(4-氨基苯基)四甲基硅烷、双(对氨基苯基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四甲基二硅氧烷、1,4-二(γ-氨基丙基二甲基甲硅烷基)苯、双(4-氨基丁基)四甲基二硅氧烷、双(γ-氨基丙基)四苯基二硅氧烷、1,3-二(氨基丙基)四甲基二硅氧烷、或它们的组合,但不限于此。
在以上化学式2中,Y2可以为芳香族有机基团、四价至六价脂肪族有机基团或四价至六价脂环族有机基团。具体地,Y2可以是芳香族有机基团、或者四价至六价脂环族有机基团。
Y2可以是衍生自芳香酸二酐或者脂环酸二酐的残基。在此,芳香酸二酐和脂环酸二酐可单独或以一种或多种的混合物使用。
芳香酸二酸酐的实例可以是二苯甲酮四羧酸二酐如苯均四酸二酐;二苯甲酮-3,3′,4,4′-四羧酸二酐;氧代二邻苯二甲酸二酐如4,4′-氧代二邻苯二甲酸二酐;二邻苯二甲酸二酐如3,3′,4,4′-二邻苯二甲酸二酐;(六氟亚异丙基)二邻苯二甲酸二酐如4,4′-(六氟异丙叉基)二邻苯二甲酸二酐;萘-1,4,5,8-四羧酸二酐;3,4,9,10-二萘嵌苯四羧酸二酐等,但不限于此。
脂环酸二酐的实例可以是1,2,3,4-环丁烷四羧酸二酐、1,2,3,4-环戊烷四羧酸二酐、5-(2,5-二氧代四氢化呋喃基)-3-甲基-环己烷-1,2-二羧酸酐、4-(2,5-二氧代四氢化呋喃-3-基)-四氢萘-1,2-二羧酸酐、二环辛烯-2,3,5,6-四羧酸二酐、二环辛烯-1,2,4,5-四羧酸二酐等,但不限于此。
碱溶性树脂可以包括衍生自位于碱溶性树脂的支链的至少一个末端的活性封端单体的热可聚合官能团。活性封端单体可以包括含双键的单胺或含双键的单酐、或它们的组合。单胺可以是甲苯胺、二甲基苯胺、乙基苯胺、氨基苯酚、氨基苄醇、氨基茚满、氨基苯乙酮、或它们的组合,但不限于此。
碱溶性树脂可以具有3,000g/mol至300,000g/mol的重均分子量(Mw)。当重均分子量在该范围内时,可以获得有足够的特性,并且由于对有机溶剂的改善的溶解性可以容易地处理。
(B)光敏重氮醌化合物
光敏重氮醌化合物可以是包含1,2-苯醌二叠氮化物或1,2-萘醌二叠氮化物结构的化合物。
光敏重氮醌化合物的实例可以包括由下列化学式17和19至21表示的化合物,但不限于此。
Figure BDA0000550044660000201
在上述化学式17中,
R31至R33独立地是氢、或者取代或未取代的烷基,例如CH3
D1至D3独立地是OQ,其中,Q是氢,或者以下化学式18a或18b,条件是Q不同时是氢,以及
n31至n33独立地是从1至3的整数。
Figure BDA0000550044660000202
Figure BDA0000550044660000211
在以上化学式19中,
R34是氢、或者取代或未取代的烷基基团,
D4至D6是OQ,其中,Q与以上化学式17定义的相同,并且
n34至n36独立地是从1至3的整数。
Figure BDA0000550044660000212
在以上化学式20中,
A3是CO或CRR′,其中,R和R’独立地是取代或未取代的烷基基团,
D7至D10独立地是氢、取代或未取代的烷基基团、OQ、或NHQ,其中,Q与以上化学式17定义的相同,
n37、n38、n39和n40独立地是从1至4的整数,
n37+n38和n39+n40独立地是5或以下的整数,
条件是D7至D10中的至少一个是OQ,并且一个芳环包含1至3个OQ,而另一个芳环包含1至4个OQ。
Figure BDA0000550044660000213
Figure BDA0000550044660000221
在以上的化学式21中,
R35至R42独立地是氢、或者取代或未取代的烷基基团,
n41和n42独立地是从1至5如2至4的整数,以及
Q与以上化学式17定义的相同。
基于100重量份的碱溶性树脂,可以以5至100重量份的量包含光敏重氮醌化合物。当光敏重氮醌化合物的量在此范围内时,很好地形成了图案而没有来自曝光的残留物,并且可以防止显影过程中膜厚度损失,并由此提供了良好的图案。
(E)苯酚类化合物
苯酚类化合物增大了用碱性水溶液显影过程中曝光区域中的溶解速率和灵敏性并且有助于高分辨地图案化。
苯酚类化合物的实例可以是2,6-二甲氧基甲基-4-叔丁基苯酚、2,6-二甲氧基甲基-对甲酚、2,6-二乙酰氧基甲基-对甲酚等,但不限于此。
苯酚类化合物可由如以下化学式25至30中之一所表示,但不限于此。
Figure BDA0000550044660000222
在以上化学式25中,
R91至R93独立地是氢、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,
R94至R98独立地是氢、羟基基团、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团(例如,CH3),并且
n91是范围从1至5的整数。
Figure BDA0000550044660000223
Figure BDA0000550044660000231
在以上化学式26中,
R99至R104独立地是氢、羟基、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,
A4是CR″R″′或者单键,其中,R″和R″′独立地是氢、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团(例如,CH3),并且
n92+n93+n94和n95+n96+n97独立地是5或以下的整数。
Figure BDA0000550044660000232
在以上的化学式27中,
R105至R107独立地是氢、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,
n98、n99和n102独立地是从1至5的整数,并且
n100和n101独立地是从0至4的整数。
Figure BDA0000550044660000233
在以上化学式28中,
R108至R113独立地是氢、羟基、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,并且
n103至n106独立地是范围从1至4的整数,
条件是n103+n105和n104+n106独立地是5或以下的整数。
Figure BDA0000550044660000241
在以上化学式29中,
R114是取代或未取代的C1至C10烷基基团(例如,CH3),
R115至R117独立地是氢、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,
n107、n109和n111独立地是范围从1至5的整数,并且
n108、n110和n112独立地是范围从0至4的整数,
条件是n107+n108、n109+n110和n111+n112独立地是5或以下的整数。
Figure BDA0000550044660000242
在以上化学式30中,
R118至R120独立地是取代或未取代的C1至C10烷基基团(例如,CH3),
R121至R124独立地是氢、或者取代或未取代的C1至C10烷基基团,
n113、n115和n118独立地是范围从1至5的整数,
n114、n116和n117独立地是范围从0至4的整数,
n119是范围从1至4的整数,
条件是n113+n114、n115+n116和n117+n118独立地是5或以下的整数。
基于100重量份的碱溶性树脂,可以以1至50重量份的量包含苯酚类化合物。当在此范围内使用苯酚类化合物时,通过在显影过程中不降低灵敏性但适当地增大溶解速率获得令人满意的图案,并且当存储于冷藏箱中时由于没有沉淀可获得优异的储存稳定性。
(F)有机溶剂
正型光敏树脂组合物包含能够容易溶解每个组分的溶剂。
在涂覆过程中溶剂可以改善膜均匀性并且防止胶污(coating stain)和销斑点(pin spot)的产生,从而形成均匀图案。
溶剂的具体实例可以包括醇类如甲醇、乙醇、苯甲醇、己醇等;乙二醇烷基醚乙酸酯如乙二醇甲基醚乙酸酯、乙二醇乙醚乙酸酯等;乙二醇烷基醚丙酸酯如乙二醇甲基醚丙酸酯、乙二醇乙基醚丙酸酯等;乙二醇单烷基醚如乙二醇甲基醚、乙二醇乙基醚等;二乙二醇烷基醚如二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二乙二醇甲基乙基醚等;丙二醇烷基醚乙酸酯如丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯、丙二醇丙基醚乙酸酯等;丙二醇烷基醚丙酸酯如丙二醇甲基醚丙酸酯、丙二醇乙基醚丙酸酯、丙二醇丙基醚丙酸酯等;丙二醇单烷基醚如丙二醇甲基醚、丙二醇乙基醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚等;二丙二醇烷基醚如二丙二醇甲基醚、二丙二醇乙基醚等;丁二醇单烷基醚如丁二醇单甲基醚、丁二醇单乙基醚等;或二丁二醇烷基醚如二丁二醇二甲基醚、二丁二醇二乙基醚等,但不限于此。这种溶剂可以单独使用或作为两种或更多种的混合物使用。
基于正型光敏树脂组合物的总固体量,可以以3wt%至30wt%如5wt%至30wt%的量包含溶剂。当在此范围内包含溶剂时,涂覆工艺可变得更容易并且从而可以改善涂覆平整度。
(G)其他添加剂
根据一个实施方式的正型光敏树脂组合物可以进一步包含其他添加剂。
其他的添加剂可以包括合适的表面活性剂、流平剂以防止膜的污点或以改善显影。此外,硅烷偶联剂可用作增粘剂以改善与基板的粘附。
表面活性剂、流平剂和硅烷偶联剂可单独使用或以其混合物使用。
表面活性剂可以包括硅氧烷类表面活性剂或含氟原子类,并且基于100重量份光敏树脂组合物,可以以0.005重量份至0.3重量份的量包含表面活性剂。当在此范围内使用表面活性剂时,通过最小化污点的产生改善膜均匀性。
例如,硅氧烷类表面活性剂可以包括由德国BYK添加剂&仪器制造的BYK系列,含氟原子表面活性剂可包括由Dainippon墨水&化学品公司制造的Mega Face系列等等,但不限于此。
硅烷偶联剂可以包括包含碳-碳不饱和键的硅烷化合物如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三氯硅烷、乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷;或3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、对苯乙烯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基甲基二乙氧基硅烷;三甲氧基[3-(苯氨基)丙基]硅烷等。
其他添加剂可以一种或多种的混合物使用。
用于使用根据一个实施方式的正型光敏树脂组合物形成图案的方法包括:利用旋涂、狭缝涂覆、喷墨印刷等将正型光敏树脂组合物涂覆在支撑基板上;干燥涂覆的正型光敏树脂组合物以形成正型光敏树脂组合物层;将正型光敏树脂组合物层曝光;在碱性水溶液中显影正型光敏树脂组合物层以提供光敏树脂膜;以及加热光敏树脂膜。用于提供图案的方法的条件在本领域中是公知的,因此在本说明书中将省略其详细描述。
根据本发明的另一个实施方式,提供使用正型光敏树脂组合物制造的光敏树脂膜。
光敏树脂膜可用作绝缘层、缓冲层、或保护层。
根据进一步的另一个实施方式,提供包含光敏树脂膜的显示装置。
显示装置可以是有机发光二级管(OLED)或液晶显示器(LCD)。
就是说,根据一个实施方式的正型光敏树脂组合物可应用于显示装置中的绝缘层、钝化层、或绝缘中间层。
实施例
在下文中,将参照实施例和比较例更详细地说明本发明。然而,提供以下实施例和比较例是为了说明的目的,并且本发明不限于此。
(碱溶性树脂的合成)
[合成实施例1]聚苯并噁唑前体(PA-1)的合成
将17.4g的2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷和0.86g的1,3-二(氨基丙基)四甲基二硅氧烷置于装有搅伴器、温度调节器、氮气注射器以及冷却器的四颈烧瓶中,同时使氮气通过烧瓶,并向其中加入280g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以溶解混合物。此处,获得的溶液包括9wt%的固体含量。
当固体在溶液中完全溶解时,向其中加入9.9g的吡啶,并且以逐滴方式向其中缓慢加入通过将13.3g的4,4′-氧代二苯甲酰氯溶解在142g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中所获得的溶液同时将混合物保持在0℃至5℃。在以逐滴的方式加入之后,反应在0至5℃下进行一个小时并且然后在将其温度升高至室温之后再进行反应一个小时。
接着,向其中加入1.6g的5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐,并在室温下搅拌混合物2个小时,完成反应。将反应混合物置入水/甲醇的溶液(10/1的体积比)中以产生沉淀,并过滤沉淀,用水充分洗涤,并在真空中80℃下干燥24小时以上或24小时,制备聚苯并噁唑前体(PA-1)。
[合成实施例2]聚苯并噁唑前体(PA-2)的合成
除了使用马来酸酐代替5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐之外,根据与合成实施例1相同的方法来制备聚苯并噁唑前体(PA-2)。
[合成实施例3]聚苯并噁唑前体(PA-3)的合成
除了使用乌头酸酐代替5-降冰片烯-2,3-二羧酸酐之外,根据与合成实施例1相同的方法制备聚苯并噁唑前体(PA-3)。
[合成实施例4]聚酰亚胺前体(PI-1)的合成
将31.02g的双(3,4-二羧酸酐)醚置入具有搅伴器、温度调节器、氮气注射器以及冷却器的四颈烧瓶中同时使氮气通过其,并向其中加入1500ml的乙酸。在室温下搅拌混合物一个小时并且然后在升高温度直至溶剂回流之后再搅拌12小时。将溶液再次冷却至室温,并且过滤其中提取的白色固体并用冷乙醇洗涤三次。在真空中100℃加热所获得的固体并干燥12小时。
将固体置入具有搅伴器、温度调节器、氮气注射器以及冷却器的四颈烧瓶中并且向其中加入500g的亚硫酰氯同时使氮气通过烧瓶。在将其温度增加至亚硫酰氯回流之后再搅动溶液12小时。将溶液再次冷却至室温,并且在真空中除去所有的亚硫酰氯。将所获得的白色固体用甲苯洗涤五次并且然后干燥12小时同时在50℃下加热。
将18.3g的2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷置于具有搅拌器、温度调节器、氮气注射器以及冷却器的四颈烧瓶中,同时使氮气通过烧瓶,并向其中加入240g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)以将其溶解。此处,获得的溶液包括9wt%的固体含量。
当固体被完全溶解时,向其中加入5.6g的吡啶,并且以逐滴方式向其中缓慢加入通过将20.5g的上述实验中获得的固体溶解在142g的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)中所获得的溶液,持续30分钟,同时将温度保持在0℃至5℃的温度。在以逐滴方式加入之后,将混合物在0至5℃反应1个小时并且然后在将其温度升高至室温之后搅拌一小时,完成反应。将反应混合物加入水/甲醇的溶液(10/1的体积比)中以产生沉淀,并过滤沉淀,用水充分洗涤,然后在真空中80℃下干燥24小时以上或24小时,制备聚酰亚胺前体(PI-1)。
[合成实施例5]聚酰亚胺前体(PI-2)的合成
除了使用35.83g的双(3,4-二羧酸酐)砜代替31.02g的双(3,4-二羧酸酐)醚并且将从其中获得的22.17g的固体与18.3g的2,2-双(3-氨基-4-羟苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷反应以外,根据与合成实施例4相同的方法制备聚酰亚胺前体(PI-2)。
(正型光敏树脂组合物的制备)
[实施例1]
通过将根据合成实施例1的15g的聚苯并噁唑前体(PA-1)、5.55g由以下化学式A表示的光敏重氮醌、0.75g的由化学式38表示的热生酸剂、0.75g的由化学式63表示的交联剂、以及2.25g由以下化学式B表示的苯酚类化合物溶解于40.289g的丙二醇单甲醚(118℃的沸点)、16.482g的乳酸乙酯(158℃的沸点)、1.766g的γ-丁内酯(205℃的沸点),并向其中加入0.00365g的氟类流平剂F-554、搅拌混合物、以及用0.45μm-氟树脂滤纸过滤生成物来获得正型光敏树脂组合物。
以狭缝涂覆等方法将正型光敏树脂组合物涂覆于ITO-图案化的玻璃基板上,在降低的压力下在干燥过程中去除其中的溶剂,并且接下来在热板上干燥涂覆的基板以获得4μm厚的涂层。接着,在23℃的室温通过使用宽带曝光器以及能够用掩模形成图案的适当的光能曝光图案,通过在室温下(23℃)使用碱显影水溶液(2.38%的TMAH)显影90秒,然后用水洗涤,并然后在氮气流中高温固化炉中250℃下固化。
在曝光/显影过程中,评估图案的膜残留率和灵敏度,并且用光学显微镜检查图案上的渣滓。在固化之后,通过V-SEM评估收缩率和圆锥角,通过TGA评估分解温度,并通过TD-GC/MS评估脱气等。
Figure BDA0000550044660000291
在以上的化学式中,Q、Q1至Q3独立地为氢,
Figure BDA0000550044660000292
条件是所有的不都是氢。
Figure BDA0000550044660000293
[实施例2]
除了将由化学式38表示的热生酸剂的量由0.75g改变至3g以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例3]
除了将由化学式63表示的交联剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例4]
除了使用聚苯并噁唑前体(PA-2)代替15g的聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例5]
除了将化学式38表示的热生酸剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例6]
除了将化学式63表示的交联剂的量从0.75g改变至3g的以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例7]
除了使用聚苯并噁唑前体PA-3代替15g的聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例8]
除了将由化学式38表示的热生酸剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例7相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例9]
除了将由化学式63表示的交联剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例7相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例10]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替15g的聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例11]
除了将由化学式38表示的热生酸剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例10相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例12]
除了将由化学式63表示的交联剂的量从0.75g改变至3g的外,根据与实施例10相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例13]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-2)代替15g的聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例14]
除了将由化学式38表示的热生酸剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例15]
除了将由化学式63表示的交联剂的量从0.75g改变至3g以外,根据与实施例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例16]
除了使用7.5g的由化学式38表示的热生酸剂的和7.5g的由化学式63表示的三聚氰胺类交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例17]
除了使用0.75g的由化学式43表示的热生酸剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
Figure BDA0000550044660000311
[实施例18]
除了使用7.5g的由化学式43表示的热生酸剂和7.5g由化学式63表示的三聚氰胺类交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例19]
除了使用0.75g由化学式45表示的热生酸剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
Figure BDA0000550044660000312
[实施例20]
除了使用7.5g由化学式45表示的热生酸剂和7.5g由化学式63表示的三聚氰胺类交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例21]
除了使用0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得光敏树脂组合物。
Figure BDA0000550044660000321
[实施例22]
除了使用7.5g由化学式38表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例11相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例23]
除了使用0.75g由化学式43表示的热生酸剂和0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例11相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例24]
除了使用7.5g由化学式43表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例11相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例25]
除了使用0.75g由化学式45表示的热生酸剂和0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例11相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例26]
除了使用7.5g由化学式45表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例11相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例27]
除了使用0.75g由化学式43表示的热生酸剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例28]
除了使用7.5g由化学式43表示的热生酸剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例29]
除了使用0.75g由化学式45表示的热生酸剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例30]
除了使用7.5g由化学式45表示的的热生酸剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例31]
除了使用0.75g由化学式38表示的热生酸剂和0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例32]
除了使用7.5g由化学式38表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例33]
除了使用0.75g由化学式43表示的热生酸剂和0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例34]
除了使用7.5g由化学式43表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例35]
除了使用0.75g由化学式45表示的热生酸剂和0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例36]
除了使用7.5g由化学式45表示的热生酸剂和7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与实施例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例37]
除了使用0.75g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
Figure BDA0000550044660000331
Figure BDA0000550044660000341
[实施例38]
除了使用7.5g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例39]
除了使用0.75g由化学式43表示的热生酸剂和0.75g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例40]
除了使用7.5g由化学式43表示的热生酸剂和7.5g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例41]
除了使用0.75g由化学式45表示的热生酸剂和0.75g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[实施例42]
除了使用7.5g由化学式45表示的热生酸剂和7.5g由化学式65表示的交联剂以外,根据与实施例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例1]
通过将15g根据合成实施例1的聚苯并噁唑前体(PA-1)、5.31g由以上化学式A表示的光敏重氮醌、0.75g由化学式63表示的交联剂、和3.75g由以上化学式B表示的苯酚类化合物溶解于33.355g的丙二醇单甲醚(118℃的沸点)、15.395g的乳酸乙酯(158℃的沸点)、2.566g的γ-丁内酯(205℃的沸点),并向其中加入0.0173g的氟类流平剂F-554、搅动混合物、以及用0.45μm氟树脂滤纸过滤生成物来获得正型光敏树脂组合物。
[比较例2]
除了使用7.5g由化学式63表示的交联剂以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例3]
除了使用0.75g由化学式89表示的交联剂以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例4]
除了使用7.5g由化学式89表示的交联剂以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例5]
除了使用0.75g由化学式65表示的交联剂以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例6]
除了使用7.5g由化学式65表示的交联剂以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例7]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例1相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例8]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例2相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例9]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例3相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例10]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例4相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例11]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例5相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例12]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例6相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例13]
通过将15g根据合成实施例1的聚苯并噁唑前体(PA-1)、5.31g由以上化学式A表示的光敏重氮醌、3.75g由以上化学式B表示的苯酚类化合物溶解于33.355g的丙二醇单甲醚(118℃的沸点)、15.395g乳酸乙酯(158℃的沸点)、2.566g的γ-丁内酯(205℃的沸点),并且向其中加入0.0173g的氟类流平剂F-554、搅拌混合物、以及用0.45μm-氟树脂过滤纸过滤生成物来获得正型光敏树脂组合物。
[比较例14]
除了使用聚苯并噁唑前体(PA-2)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例15]
除了使用聚苯并噁唑前体(PA-3)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例16]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-1)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
[比较例17]
除了使用聚酰亚胺前体(PI-2)代替聚苯并噁唑前体(PA-1)以外,根据与比较例13相同的方法获得正型光敏树脂组合物。
在下列表1中提供通过分别使用根据合成实施例1至5的碱溶性树脂根据实施例和比较例的光敏树脂组合物的组分。
(表1)
Figure BDA0000550044660000361
Figure BDA0000550044660000371
Figure BDA0000550044660000381
Figure BDA0000550044660000391
Figure BDA0000550044660000401
Figure BDA0000550044660000411
Figure BDA0000550044660000421
(评估)
以如狭缝涂覆等方法将根据实施例1至42和比较例1至17的每个正型光敏树脂组合物涂覆于ITO-图案化的玻璃基板上并且在热板上干燥,在降低的压力下除去溶剂之后获得4μm厚的涂层。接下来,通过使用在23℃的室温下用掩膜能够形成图案的适当光能和宽带曝光器曝光涂覆层,用碱显影水溶液(2.38%的TMAH)在23℃的室温下显影,持续90秒,用水洗涤,并且在高温固化炉中在氮气流中250℃下固化。
评估在曝光/显影过程中膜残留率和灵敏度,并且通过光学显微镜检查图案的渣滓。此外,在固化后通过V-SEM评估膜收缩率和圆锥角、通过热解重量分析仪(TGA)评估分解温度、以及通过TD-GC/MS评估脱气等,并在下列表2中提供结果。
(表2)
Figure BDA0000550044660000431
Figure BDA0000550044660000441
如表2所示,与根据比较例1至17的组合物相比,根据实施例1至42的正型光敏树脂组合物显示出大大降低的脱气量膜和明显改善的残留率和膜收缩率。
尽管已经结合目前被认为是实用的示例性实施方式对本发明进行了描述,但应当理解,本发明不限于所公开的实施方式,而是相反,旨在涵盖包括在所附权利要求书的精神和范围内的各种修改和等同设置。

Claims (8)

1.一种正型光敏树脂组合物,包括:
(A)碱溶性树脂;
(B)光敏重氮醌化合物;
(C)交联剂;
(D)热生酸剂;
(E)苯酚类化合物;以及
(F)有机溶剂,
其中,以5:20至20:5的重量比包含所述交联剂和热生酸剂,
其中,所述热生酸剂是由以下化学式45至48表示的化合物中的单独一种或两种以上的混合物,
[化学式45]
Figure FDA0002394228270000011
[化学式46]
Figure FDA0002394228270000012
[化学式47]
Figure FDA0002394228270000021
[化学式48]
Figure FDA0002394228270000022
其中所述交联剂由以下化学式62表示,
[化学式62]
Figure FDA0002394228270000023
在以上化学式62中,
R11至R14独立为氢或-CH2OR18,其中,R18是氢或取代或者未取代的C1至C6烷基基团,条件是R11至R14中的至少一个必须是-CH2OR18基团,并且
R17是取代或未取代的C1至C20烷基基团、取代或未取代的C6至C20芳基基团或者取代或未取代的C3至C20环烷基基团。
2.根据权利要求1所述的正型光敏树脂组合物,其中,所述碱溶性树脂是聚苯并噁唑前体、聚酰亚胺前体、或它们的组合。
3.根据权利要求2所述的正型光敏树脂组合物,其中,所述聚苯并噁唑前体包括由以下化学式1表示的结构单元,并且所述聚酰亚胺前体包括由以下化学式2表示的结构单元:
[化学式1]
Figure FDA0002394228270000031
[化学式2]
Figure FDA0002394228270000032
其中,在以上化学式1和2中,
X1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团,
X2是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、或者取代或未取代的二价C1至C30脂肪族有机基团,
Y1是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、或者取代或未取代的二价C1至C30脂肪族有机基团,以及
Y2是取代或未取代的C6至C30芳香族有机基团、或者取代或未取代的四价C1至C30脂肪族有机基团。
4.根据权利要求3所述的正型光敏树脂组合物,其中,所述C1至C30脂肪族有机基团是C3至C30脂环族有机基团。
5.根据权利要求1所述的正型光敏树脂组合物,其中,所述正型光敏树脂组合物包括:
基于100重量份的所述碱溶性树脂(A),
5至100重量份的所述光敏重氮醌化合物(B);
1至50重量份的所述交联剂(C);
1至50重量份的所述热生酸剂(D);以及
1至50重量份的所述苯酚类化合物(E)
以及基于所述正型光敏树脂组合物的总固体量,3wt%至30wt%的所述有机溶剂(F)。
6.根据权利要求1所述的正型光敏树脂组合物,其中,所述正型光敏树脂组合物进一步包含选自表面活性剂、流平剂、硅烷偶联剂、以及它们的组合中的添加剂。
7.一种使用权利要求1所述的正型光敏树脂组合物制备的光敏树脂膜。
8.一种显示装置,包括权利要求7所述的光敏树脂膜。
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