CN104950580A - 感光性聚硅氧烷组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种感光性聚硅氧烷组合物及由该感光性硅氧烷组合物所形成的保护膜,其用于形成在TFT基板上使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材或包覆材,该保护膜具有ITO图案不易视认与低温固化佳的特性。该感光性硅氧烷组合物包含:聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、选自由热酸发生剂及热碱发生剂所组成的群中的至少一种化合物(C)、无机粒子(D)以及溶剂(E)。
Description
技术领域
本发明提供了一种适用于液晶显示组件、有机EL显示组件等的TFT基板上使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材或包覆材的正型感光性硅氧烷组合物,及由其形成的保护膜、及具有该保护膜的组件。其中,特别是用正型感光性聚硅氧烷组合物可以制造一种在曝光、显影后形成的具有ITO图案不易视认与低温固化佳的特性的保护膜。
背景技术
近年来,在液晶显示器或有机电激发光显示器等领域中,为了提高清晰度和分辨率,一般可以通过增加显示装置的开口率而达到(如日本特许第2933879号公报所揭示)。通过在透明的TFT基板中使用的平坦化膜上形成保护膜,可使像素电极与数据线重叠,与现有技术相比该技术可提高显示装置的开口率。
TFT基板上使用的平坦化膜的材料必须具有高耐热性、高透明性、低诱电性,因此本领域通常使用醌二叠氮化合物和酚醛树脂的组合材料(如日本特开平第7-98502号公报所揭示)或醌二叠氮化合物和丙烯酸类树脂的组合材料制备TFT基板上使用的平坦化膜(如日本特开平第10-153854及特开2001-281853号公报所揭示),然而前述材料的耐热性并不理想,再者,当将基板进行高温处理时,还会使固化膜黄化进而造成透明度低下的问题。
聚硅氧烷化合物为具有高耐热性、高透明性、低诱电性的材料。正型聚硅氧烷化合物通过与醌二叠氮化合物结合,而使其具备感光性,其结合方式为以聚硅氧烷化合物末端具有的酚性烃基与醌二叠氮化合物结合(如日本特开第2003-255546号公报所揭示)、或通过热环化加成反应来添加羧基和酚羟基以结合醌二叠氮化合物和硅氧烷聚合物(如日本特许2648969号公报所揭示)。然而这些材料因含有大量的醌二叠氮化合物及存在于聚硅氧烷化合物中的酚羟基,涂膜过程可能会产生白化现象或在热固化时产生黄化现象,而无法作为高透明性的材料。再者,这些材料的透明性低,而使图案形成时的灵敏度降低。此外,这些材料的ITO图案易视认性与高温固化的要求均无法令业界所接受。
因此,目前本领域仍需开发出一种ITO图案不易视认与低温固化良好的感光性聚硅氧烷组合物,该组合物的开发有利于液晶显示组件、有机显示组件的发展。
发明内容
本发明提供了特殊的聚硅氧烷聚合物、热酸发生剂或热碱发生剂及无机粒子的成分,通过这些组分反应得到ITO图案不易视认与低温固化良好的感光性聚硅氧烷组合物。
因此,本发明提供一种感光性聚硅氧烷组合物,其包含:
聚硅氧烷(A);
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B);
化合物(C),其是选自由热酸发生剂及热碱发生剂所组成的群;
无机粒子(D),其中该无机粒子(D)是以第四族元素的氧化物为主要成分;以及
溶剂(E);
其中该聚硅氧烷(A)是由下列结构式(1)所表示的硅烷化合物经加水分解及部分缩合反应而得的共聚物:
Si(R10)W(OR11)4-W 结构式(1)
其中:
R10为选自由氢、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳香基、含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群,且至少一个R10是选自由含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群;
R11为选自由氢、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基及碳数为6至15的芳香基所组成的群;及
w为0、1、2或3。
本发明还提供一种在基板上形成薄膜的方法,其包含使用前述的感光性聚硅氧烷组合物施于该基板上。
本发明又提供一种基板上的薄膜,其是由前述的方法所制得的。
本发明再提供一种装置,其包含前述的薄膜。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解,现对本发明的技术方案进行以下详细说明,但不能理解为对本发明的可实施范围的限定。
本发明提供一种感光性聚硅氧烷组合物,其包含:
聚硅氧烷(A);
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B);
化合物(C),其是选自由热酸发生剂及热碱发生剂所组成的群;
无机粒子(D),其中该无机粒子(D)是以第四族元素的氧化物为主要成分;以及
溶剂(E);
其中该聚硅氧烷(A)是由下列结构式(1)所表示的硅烷化合物经加水分解及部分缩合反应而得的共聚物:
Si(R10)W(OR11)4-W 结构式(1)
其中:
R10为选自由氢、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳香基、含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群,且至少一个R10是选自由含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群;
R11为选自由氢、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基及碳数为6至15的芳香基所组成的群;及
w为0、1、2或3。
聚硅氧烷(A)的种类并没有特别限制,只要可达到本发明的目的即可。聚硅氧烷(A)可优选地选择使用硅烷单体(silane monomer)、聚硅氧烷预聚物(siloxane prepolymer)或者硅烷单体与聚硅氧烷预聚物的组合进行聚合(即水解(hydrolysis)及部分缩合(partially condensation))来形成。
其中该聚硅氧烷(A)是由下列结构式(1)所表示的硅烷化合物经加水分解及部分缩合反应而得的共聚物:
Si(R10)W(OR11)4-W 结构式(1)
其中:
R10为选自由氢、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳香基、含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群,且至少一个R10是选自由含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群;
R11为选自由氢、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基及碳数为6至15的芳香基所组成的群;及
w为0、1、2或3。
更详细而言,当结构式(1)中的R10表示碳数为1至10的烷基时,R10可以为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、正己基或正癸基。另外,R10也可以是烷基上具有其它取代基的烷基,R10可以是三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-氨基丙基、3-巯基丙基或3-异氰酸基丙基。
当结构式(1)中的R10表示碳数为2至10的烯基时,R10例如可以是乙烯基。另外,R10也可以是烯基上具有其它取代基的烯基,具体而言,R10例如可以为3-丙烯酰氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基。
当结构式(1)中的R10表示碳数为6至15的芳香基时,R10例如可以为苯基、甲苯基(tolyl)或萘基(naphthyl)。另外,R10也可以是芳香基上具有其它取代基的芳香基,R10例如可以为对-羟基苯基(o-hydroxyphenyl)、1-(对-羟基苯基)乙基(1-(o-hydroxyphenyl)ethyl)、2-(对-羟基苯基)乙基(2-(o-hydroxyphenyl)ethyl)或4-羟基-5-(对-羟基苯基羰氧基)戊基(4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyl)。
此外,结构式(1)中的R10也可以表示含有酸酐基的烷基,其中烷基优选为碳数为1至10的烷基。具体而言,所述含有酸酐基的烷基例如可以是结构式(1-1)至结构式(1-3)所示的基团。值得一提的是,酸酐基是由二羧酸(dicarboxylic acid)经分子内脱水(intramolecular dehydration)所形成的基团,其中二羧酸例如可以是丁二酸或戊二酸。
再者,结构式(1)中的R10可以表示含有环氧基的烷基,其中烷基优选为碳数为1至10的烷基。具体而言,所述含有环氧基的烷基例如可以是环氧丙烷基戊基(oxetanylpentyl)或2-(3,4-环氧环己基)乙基(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyl)。值得一提的是,环氧基是由二元醇(diol)经分子内脱水所形成的基团,其中二元醇例如可以是丙二醇、丁二醇或戊二醇。
结构式(1)中的R10表示含有环氧基的烷氧基,其中烷氧基优选为碳数为1至10的烷氧基。具体而言,所述含有环氧基的烷氧基例如可以是环氧丙氧基丙基(glycidoxypropyl)或2-环氧丙烷基丁氧基(2-oxetanylbutoxy)。
另外,当结构式(1)中的R11表示碳数为1至6的烷基时,具体而言,R11例如可以是甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。当结构式(1)中的R11表示碳数为1至6的酰基时,具体而言,R11例如可以是乙酰基。当结构式(1)中的R11表示碳数为6至15的芳香基时,具体而言,R11例如可以是苯基。
在结构式(1)中,w为0至3的整数。当w表示2或3时,多个R11可为相同或不同;当w表示1或2时,多个R11可为相同或不同。
在结构式(1)中,当w=0时,表示该硅烷单体为四官能性硅烷单体(即具有四个可水解基团的硅烷单体);当w=1时,表示该硅烷单体为三官能性硅烷单体(即具有三个可水解基团的硅烷单体);当w=2时,表示该硅烷单体为二官能性硅烷单体(即具有二个可水解基团的硅烷单体);当w=3时,则表示该硅烷单体为单官能性硅烷单体(即具有一个可水解基团的硅烷单体)。值得一提的是,所述可水解基团是指可以进行水解反应并且可以与硅键结合的基团,举例来说,其中可水解基团例如可以是烷氧基、酰氧基(acyloxy group)或苯氧基(phenoxy group)。
硅烷单体例如可以是:
(1)四官能性硅烷单体:四甲氧基硅烷(tetramethoxysilane)、四乙氧基硅烷(tetraethoxysilane)、四乙酰氧基硅烷(tetraacetoxysilane)、或四苯氧基硅烷(tetraphenoxysilane)等;
(2)三官能性硅烷单体:甲基三甲氧基硅烷(methyltrimethoxysilane简称MTMS)、甲基三乙氧基硅烷(methyltriethoxysilane)、甲基三异丙氧基硅烷(methyltriisopropoxysilane)、甲基三正丁氧基硅烷(methyltri-n-butoxysilane)、乙基三甲氧基硅烷(ethyltrimethoxysilane)、乙基三乙氧基硅烷(ethyltriethoxysilane)、乙基三异丙氧基硅烷(ethyltriisopropoxysilane)、乙基三正丁氧基硅烷(ethyltri-n-butoxysilane)、正丙基三甲氧基硅烷(n-propyltrimethoxysilane)、正丙基三乙氧基硅烷(n-propyltriethoxysilane)、正丁基三甲氧基硅烷(n-butyltrimethoxysilane)、正丁基三乙氧基硅烷(n-butyltriethoxysilane)、正己基三甲氧基硅烷(n-hexyltrimethoxysilane)、正己基三乙氧基硅烷(n-hexyltriethoxysilane)、癸基三甲氧基硅烷(decyltrimethoxysilane)、乙烯基三甲氧基硅烷(vinyltrimethoxysilane)、乙烯基三乙氧基硅烷(vinyltriethoxysilane)、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-acryoyloxypropyltrimethoxysilane)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(3-methylacryloyloxypropyltrimethoxysilane,MPTMS)、3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷(3-methylacryloyloxypropyltriethoxysilane)、苯基三甲氧基硅烷(phenyltrimethoxysilane,PTMS)、苯基三乙氧基硅烷(phenyltriethoxysilane,PTES)、对-羟基苯基三甲氧基硅烷(p-hydroxyphenyltrimethoxysilane)、1-(对-羟基苯基)乙基三甲氧基硅烷(1-(p-hydroxyphenyl)ethyltrimethoxysilane)、2-(对-羟基苯基)乙基三甲氧基硅烷(2-(p-hydroxyphenyl)ethyltrimethoxysilane)、4-羟基-5-(对-羟基苯基羰氧基)戊基三甲氧基硅烷(4-hydroxy-5-(p-hydroxyphenylcarbonyloxy)pentyltrimethoxysilane)、三氟甲基三甲氧基硅烷(trifluoromethyltrimethoxysilane)、三氟甲基三乙氧基硅烷(trifluoromethyltriethoxysilane)、3,3,3-三氟丙基三甲氧基硅烷(3,3,3-trifluoropropyltrimethoxysilane)、3-氨基丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-氨基丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane)、3-环氧丙氧基丙基三乙氧基硅烷(3-glycidoxypropyltriethoxysilane)、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷(2-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane)、3-巯丙基三甲氧基硅烷(3-mercaptopropyltrimethoxysilane)、2-环氧丙烷基丁氧基丙基三苯氧基硅烷(2-oxetanylbutoxypropyltriphenoxysilane),以及由东亚合成所制造的市售品:2-环氧丙烷基丁氧基丙基三甲氧基硅烷(2-oxetanylbutoxypropyltrimethoxysilane(商品名TMSOX-D)、2-环氧丙烷基丁氧基丙基三乙氧基硅烷(2-oxetanylbutoxypropyltriethoxysilane(商品名TESOX-D)、3-(三苯氧基硅基)丙基丁二酸(3-triphenoxysilyl propyl succinic anhydride)、由信越化学所制造的市售品:3-(三甲氧基硅基)丙基丁二酸酐(3-trimethoxysilyl propyl succinic anhydride)(商品名X-12-967)、由WACKER公司所制造的市售品:3-(三乙氧基硅基)丙基丁二酸酐(3-(triethoxysilyl)propyl succinic anhydride)(商品名GF-20)、3-(三甲氧基硅基)丙基戊二酸酐(3-(trimethoxysilyl)propyl glutaric anhydride,TMSG)、3-(三乙氧基硅基)丙基戊二酸酐(3-(triethoxysilyl)propyl glutaric anhydride)、或3-(三苯氧基硅基)丙基戊二酸酐(3-(triphenoxysilyl)propyl glutaric anhydride);
(3)二官能性硅烷单体:二甲基二甲氧基硅烷(dimethyldimethoxysilane简称DMDMS)、二甲基二乙氧基硅烷(dimethyldiethoxysilane)、二甲基二乙酰氧基硅烷(dimethyldiacetyloxysilane)、二正丁基二甲氧基硅烷[di-n-butyldimethoxysilane]、二苯基二甲氧基硅烷(diphenyldimethoxysilane)、二异丙氧基-二(2-环氧丙烷基丁氧基丙基)硅烷(diisopropoxy-di(2-oxetanylbutoxypropyl)silane,简称DIDOS]、二(3-环氧丙烷基戊基)二甲氧基硅烷[di(3-oxetanylpentyl)dimethoxy silane]、(二正丁氧基硅基)二(丙基丁二酸酐)[(di-n-butoxysilyl)di(propyl succinic anhydride)]、或(二甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐)[(dimethoxysilyl)di(ethyl succinic anhydride)];或
(4)单官能性硅烷单体:三甲基甲氧基硅烷(trimethylmethoxysilane)、三正丁基乙氧基硅烷(tri-n-butylethoxysilane)、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyldimethylmethoxysilane)、3-环氧丙氧基丙基二甲基乙氧基硅烷(3-glycidoxypropyldimethylethoxysilane)、二(2-环氧丙烷基丁氧基戊基)-2-环氧丙烷基戊基乙氧基硅烷(di(2-oxetanylbutoxypentyl)-2-oxetanylpentylethoxysilane)、三(2-环氧丙烷基戊基)甲氧基硅烷(tri(2-oxetanylpentyl)methoxy silane)、苯氧基硅基三丙基丁二酸酐(phenoxysilyltripropyl succinic anhydride)、或甲基甲氧基硅基二乙基丁二酸酐(methoxysilyldiethyl succinic anhydride)等。所述的各种硅烷单体可单独使用或组合多种来使用。
聚硅氧烷(A)优选为包括由结构式(1-4)所表示的聚硅氧烷预聚物:
其中,在结构式(1-4)中,R13、R14、R16及R17分别独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至6的烯基或碳数为6至15的芳香基。R12及R15分别独立表示氢原子、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基或碳数为6至15的芳香基。x表示1至1000的整数。
结构式(1-4)中,R13、R14、R16及R17分别独立表示碳数为1至10的烷基,举例来说,R13、R14、R16及R17分别独立为甲基、乙基或正丙基等。结构式(1-4)中,R13、R14、R16及R17分别独立表示碳数为2至10的烯基,举例来说,R13、R14、R16及R17分别独立为乙烯基、丙烯酰氧基丙基或甲基丙烯酰氧基丙基。结构式(1-4)中,R13、R14、R16及R17分别独立表示碳数为6至15的芳香基,举例来说,R13、R14、R16及R17分别独立为苯基、甲苯基或萘基等。值得注意的是,所述烷基、烯基及芳香基中任一种可选择地具有取代基。
结构式(1-4)中,R12及R15分别独立表示碳数为1至6的烷基,举例来说,R12及R15分别独立为甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。结构式(1-4)中,R12及R15分别独立表示碳数为1至6的酰基,举例来说,例如可以是乙酰基。结构式(1-4)中,R12及R15分别独立表示碳数为6至15的芳香基,举例来说,例如可以是苯基。值得注意的是,上述烷基、酰基及芳香基中任一种可选择地具有取代基。
结构式(1-4)中,x为1至1000的整数,x优选为3至300的整数,并且x更优选为5至200的整数。当x为2至1000的整数时,R13分别为相同或不同基团,且R17分别为相同或不同基团。
结构式(1-4)所示的聚硅氧烷预聚物例如可以是1,1,3,3-四甲基-1,3-二甲氧基二硅氧烷、1,1,3,3-四甲基-1,3-二乙氧基二硅氧烷、1,1,3,3-四乙基-1,3-二乙氧基二硅氧烷或者由吉来斯特(Gelest)公司制造的末端为硅烷醇的聚硅氧烷(Silanol terminatedpolydimethylsiloxane)的市售品(商品名如DM-S12(分子量400至700)、DMS-S15(分子量1500至2000)、DMS-S21(分子量4200)、DMS-S27(分子量18000)、DMS-S31(分子量26000)、DMS-S32(分子量36000)、DMS-S33(分子量43500)、DMS-S35(分子量49000)、DMS-S38(分子量58000)、DMS-S42(分子量77000)或PDS-9931(分子量1000至1400))。结构式(1-4)所示的聚硅氧烷预聚物可单独使用或组合多种来使用。
值得一提的是,硅烷单体可以与聚硅氧烷预聚物进行组合使用,且两者的混合比率并无特别限制。硅烷单体与聚硅氧烷预聚物的硅原子摩尔数比优选为100:0.01至50:50。
此外,聚硅氧烷(A)可由所述的硅烷单体和/或聚硅氧烷预聚物通过共聚合反应来制备,或组合二氧化硅(silicon dioxide)粒子通过共聚合反应来制备。
二氧化硅粒子的平均粒径并无特别的限制。平均粒径的范围为2nm至250nm,优选为5nm至200nm,更优选为10nm至100nm。
二氧化硅粒子例如可以是由触媒化成公司所制造的市售品(商品名如OSCAR1132(粒径12nm;分散剂为甲醇)、OSCAR 1332(粒径12nm;分散剂为正丙醇)、OSCAR105(粒径60nm;分散剂为γ-丁内酯)、OSCAR 106(粒径120nm;分散剂为二丙酮醇)等)、由扶桑化学公司所制造的市售品(商品名如Quartron PL-1-IPA(粒径13nm;分散剂为异丙酮)、Quartron PL-1-TOL(粒径13nm;分散剂为甲苯)、QuartronPL-2L-PGME(粒径18nm;分散剂为丙二醇单甲醚)或Quartron PL-2L-MEK(粒径18nm;分散剂为甲乙酮)等)或由日产化学公司所制造的市售品(商品名如IPA-ST(粒径12nm;分散剂为异丙醇)、EG-ST(粒径12nm;分散剂为乙二醇)、IPA-ST-L(粒径45nm;分散剂为异丙醇)或IPA-ST-ZL(粒径100nm;分散剂为异丙醇))。二氧化硅粒子可单独使用或组合多种来使用。
二氧化硅粒子可与硅烷单体和/或聚硅氧烷预聚物组合使用,且混合比率并无特别限制。二氧化硅粒子与聚硅氧烷预聚物的硅原子摩尔数比率优选为1%至50%。
一般而言,硅烷单体、聚硅氧烷预聚物和/或二氧化硅粒子的聚合反应(即水解及部分缩合)是以下列步骤来进行:在硅烷单体、聚硅氧烷预聚物和/或二氧化硅粒子的混合物中添加溶剂、水,并且可选择性地添加催化剂(catalyst);然后在50℃至150℃下加热搅拌0.5小时至120小时,反应结束后可进一步通过蒸馏(distillation)除去副产物(醇类、水等)。
上述聚合反应所使用的溶剂并没有特别限制,且所述溶剂可与本发明中的聚硅氧烷组合物所包括的溶剂(E)相同或不同。基于硅烷单体、聚硅氧烷预聚物和/或二氧化硅粒子的总量为100克,则溶剂的含量优选为15克至1200克;更优选为20克至1100克;且再进一步优选为30克至1000克。
基于硅烷单体、聚硅氧烷预聚物和/或二氧化硅粒子的可水解基团为1摩尔,上述聚合反应所使用的水(亦即用于水解的水)为0.5摩尔至2摩尔。
上述聚合反应中所使用的催化剂没有特别的限制,且优选为选自酸催化剂(acidiccatalyst)或碱催化剂(basic catalyst)。酸催化剂例如可以是盐酸(hydrochloric acid)、硝酸(nitric acid)、硫酸(sulfuric acid)、氢氟酸(hydrofluoric acid)、草酸(oxalic acid)、磷酸(phosphoric acid)、醋酸(acetic acid)、三氟醋酸(trifluoroacetic acid)、蚁酸(formic acid)、多元羧酸(polybasic carboxylic acid)或其酸酐、或者离子交换树脂(ion-exchange resin)等。碱催化剂例如可以是二乙胺(diethylamine)、三乙胺(triethylamine)、三丙胺(tripropylamine)、三丁胺(tributylamine)、三戊胺(tripentylamine)、三己胺(trihexylamine)、三庚胺(triheptylamine)、三辛胺(trioctylamine)、二乙醇胺(diethanolamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氢氧化钠(sodium hydroxide)、氢氧化钾(potassium hydroxide)、含有氨基的具有烷氧基的硅烷或离子交换树脂等。
基于硅烷单体、聚硅氧烷预聚物和/或二氧化硅粒子的总量为100克,上述聚合反应所使用的催化剂的含量优选为0.005克至15克;更优选为0.01克至12克;且再进一步优选为0.05克至10克。
基于稳定性(stability)的观点,聚硅氧烷(A)优选为不含副产物(如醇类或水)及催化剂。因此,可选择性地将聚合反应后的反应混合物进行纯化(purification)来获得纯的聚硅氧烷(A)。纯化的方法无特别限制,优选为可使用疏水性溶剂(hydrophobic solvent)稀释反应混合物。接着,将上述疏水性溶剂与反应混合物转移至分液漏斗(separationfunnel)。然后,以水对有机层进行多次洗涤,再以旋转蒸发器(rotary evaporator)浓缩上述有机层,以除去醇类或水。另外,可使用离子交换树脂除去催化剂。
根据本发明所述的聚硅氧烷(A),其中R10若不包含至少一种含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基,会有ITO图案易视认及低温固化不佳的问题。
根据本发明所述的邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的种类没有特别的限制,可使用通常情况下所使用的邻萘醌二叠氮磺酸酯。所述邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)可为完全酯化(completely esterify)或部分酯化(partially esterify)的酯类化合物(ester-basedcompound)。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)优选为由邻萘醌二叠氮磺酸(o-naphthoquinonediazidesulfonic acid)或其盐类与羟基化合物反应来制备。邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)更优选为由邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与多元羟基化合物(polyhydroxycompound)反应来制备。
邻萘醌二叠氮磺酸例如可以是邻萘醌二叠氮-4-磺酸、邻萘醌二叠氮-5-磺酸或邻萘醌二叠氮-6-磺酸等。此外,邻萘醌二叠氮磺酸的盐类例如可以是邻萘醌二叠氮磺酰基卤化物(diazonaphthoquinone sulfonyl halide)。
所述羟基化合物例如可以是:(1)羟基二苯甲酮类化合物(hydroxybenzophenone-based compound),例如2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,4'-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,4,2',4'-四羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',5'-五羟基二苯甲酮、2,4,5,3',5'-五羟基二苯甲酮或2,3,4,3',4',5'-六羟基二苯甲酮等。
(2)羟基芳基类化合物(hydroxyaryl-based compound),例如由结构式(2-1)所示的羟基芳基类化合物:
其中,在结构式(2-1)中,R18及R19分别独立表示氢原子、卤素原子或碳数为1至6的烷基;R20、R21、R24分别独立表示氢原子或碳数为1至6的烷基;R22、R23、R25、R26、R27、R28分别独立表示氢原子、卤素原子、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的烷氧基、碳数为1至6的烯基或环烷基(cycloalkyl);h、i及y分别独立表示1至3的整数;z表示0或1。
具体而言,结构式(2-1)所示的羟基芳基类化合物例如可以是三(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-3-甲氧基-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-4-羟基-6-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(3-环己基-6-羟基-4-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯或1-[1-(3-甲基-4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)乙基]苯。
(3)(羟基苯基)烃类化合物((hydroxyphenyl)hydrocarbon compound),例如由结构式(2-2)所示的(羟基苯基)烃类化合物:
其中,结构式(2-2)中,R29及R30分别独立表示氢原子或碳数为1至6的烷基;j及k分别独立表示1至3的整数。
具体而言,结构式(2-2)所示的(羟基苯基)烃类化合物例如可以是2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(2',3',4'-三羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(2',4'-二羟基苯基)丙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷或双(2,4-二羟基苯基)甲烷等。
(4)其它芳香族羟基类化合物,例如可以是苯酚(phenol)、对-甲氧基苯酚、二甲基苯酚、对苯二酚、双酚A、萘酚、邻苯二酚、1,2,3-苯三酚甲醚、1,2,3-苯三酚-1,3-二甲基醚、3,4,5-三羟基苯甲酸、或者部分酯化或部分醚化(etherify)的3,4,5-三羟基苯甲酸等。
羟基化合物优选为1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯、2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮或其组合。羟基化合物可单独使用或组合多种来使用。
邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与羟基化合物的反应通常在二氧杂环己烷(dioxane)、氮-吡咯烷酮(N-pyrrolidone)或乙酰胺(acetamide)等有机溶剂中进行。此外,上述反应优选为在三乙醇胺、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐等碱性缩合剂中(condensingagent)进行。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的酯化度(degree of esterification)优选为50%以上,即以羟基化合物中的羟基总量为100mol%计,羟基化合物中有50mol%以上的羟基与邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类进行酯化反应。邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的酯化度更优选为60%以上。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,则该邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的使用量为5至35重量份;优选为5重量份至30重量份;更优选为10重量份至30重量份。
根据本发明所述的化合物(C),是选自由热酸发生剂及热碱发生剂所组成的群,且上述热酸发生剂或热碱发生剂可单独使用或混合多种而使用。
根据本发明所述的热酸发生剂包含离子性热酸发生剂及非离子性热酸发生剂。
该离子性热酸发生剂优选为不含有重金属或卤素离子。
该离子性热酸发生剂的具体例为锍盐:如三苯基锍、1-二甲硫基萘、1-二甲硫基-4-羟基萘、1-二甲硫基-4,7-二羟基萘、4-羟基苯基二甲基锍、芐基-4-羟基苯基甲基锍、2-甲基芐基-4-羟基苯基甲基锍、2-甲基芐基-4-乙酰基苯基甲基锍、2-甲基芐基-4-苯甲酰基苯基甲基锍等甲磺酸盐、三氟甲磺酸、樟脑磺酸、对甲苯磺酸、六氟膦酸盐、市售的芐基锍盐如SI-60、SI-80、SI-100、SI-110、SI-145、SI-150、SI-80L、SI-100L、SI-110L、SI-145L、SI-150L、SI-160L、SI-180L(均为三新化学工业(股)制)。
该非离子型热酸发生剂例如可以为含卤素化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物、磷酸酯化合物、磺酰亚胺化合物、磺化苯并三唑类化合物等。
该含卤素化合物例如可以是卤代基团的烃化合物、含卤代基的杂环化合物及其类似物,优选为1,1-双(4-氯苯基)-2,2,2-三氯乙烷、2-苯基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-萘基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪。
该重氮甲烷化合物例如可以是双(三氟甲基磺酰基)重氮甲烷、双(环己基磺酰基)重氮甲烷、双(苯基磺酰基)重氮甲烷、双(对甲苯基)重氮甲烷、双(2,4–二甲苯磺酰基)重氮甲烷、双(对氯苯基)重氮甲烷、甲基磺酰基-对甲苯磺酰基重氮甲烷、环己基磺酰基(1,1-二甲基乙基磺酰)重氮甲烷、双(1,1-二甲基乙基磺酰)重氮甲烷、苯基磺酰基(苯甲酰基)重氮甲烷。
该砜化合物例如可以是β-酮砜化合物、β-磺酰基化合物、二芳基砜化合物等;优选为4-三苯甲酰甲基砜、三甲苯基苯甲酰甲基砜、双(苯基磺酰基)甲烷、4-氯苯基-4-甲基苯基砜。
该磺酸酯化合物,例如可以是烷基磺酸酯、卤代烷基磺酸酯、芳基磺酸酯、亚胺基磺酸酯;优选为苯偶姻甲苯磺酸酯(benzoin tosylate)、焦棓酚甲磺酸酯、硝基芐基-9,10-二乙氧基蒽-2-磺酸酯、2,6-二硝基苯磺酸钠及市售亚胺基磺酸酯,例如PAI-101、PAI-106(绿化学株式会社制造)、CGI-1311(Ciba Specialty Chemicals公司制造)。
该羧酸酯化合物例如可以是羧酸邻硝基芐基酯及其类似物。
该磺酰亚胺化合物例如可以是N-(三氟甲基磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名SI-105,绿化学株式会社制造)、N-(樟脑磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名SI-106,绿化学株式会社制造)、N-(4-甲基苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺(商品名SI-101,绿化学株式会社制造)、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)琥珀酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(樟脑磺酰基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(2-氟苯基磺酰氧基)邻苯二甲酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺(商品名PI-105,绿化学株式会社制造)、N-(樟脑磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、4-(甲基苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)二苯基马来酰亚胺、N-(苯基磺酰氧基)双环[2.2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(商品名NDI-100,绿化学株式会社制造)、N-(4-甲基苯磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(商品名NDI-101,绿化学株式会社制造)、N-(三氟甲磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺(商品名NDI-105,绿化学株式会社制造)、N-(九氟丁磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-二酰亚胺(商品名NDI-109,绿化学株式会社制造)、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-二酰亚胺(商品名NDI-106,绿化学株式会社制造)、N-(樟脑磺酰基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-甲基苯磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-甲基苯磺酰氧基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)-7-氧杂双环[2.2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰基)-7-氧杂二环[2.2.1]庚-5-烯-2,3-二羧酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(樟脑磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺N-(4-甲基苯磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)二环[2.2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)双环[2.2.1]庚烷-5,6-氧基-2,3-二羧酸酰亚胺、N-(三氟甲基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺(商品名NAI-105,绿化学株式会社制造)、N-(樟脑磺酰氧基)萘二酰亚胺(商品名NAI-106,绿化学株式会社制造)、N-(4-甲基苯磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺(商品名NAI-101,绿化学株式会社制造)、N-(苯基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺(商品名NAI-100,绿化学株式会社制造)、N-(2-三氟甲基苯磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(4-氟苯基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(五氟乙基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(七氟丙基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(九氟丁基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺(商品名NAI-109,绿化学株式会社制造)、N-(乙基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(丙基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(丁基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺(商品名NAI-1004,绿化学株式会社制造)、N-(戊基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(己基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(庚基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(辛基磺酰氧基)萘基二羧酰亚胺、N-(壬基磺酰氧基)萘二酰亚胺。
其它热酸发生剂例如可以是1-(4-正丁氧基-1-萘基)四氢噻吩鎓三氟甲烷磺酸酯(1-(4-n-butoxy-1-naphthalenyl)tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate)、1-(4,7-二正丁氧基-1-萘基)四氢噻吩鎓三氟甲烷磺酸酯(1-(4,7-dibutoxy-1-naphthalenyl)tetrahydrothiophenium trifluoromethanesulfonate)的四氢噻吩盐。
根据本发明所述的热碱发生剂的具体例为过渡金属络合物类、酰基肟类。该过渡金属络合物类例如可以是溴基十五烷铵高氯酸钴、溴基十五烷甲胺高氯酸钴、溴基十五烷丙胺高氯酸钴、六铵高氯酸钴、六甲胺高氯酸钴、六溴丙胺高氯酸钴及其类似物。
该酰基肟类例如可以是丙酰乙酰氧丁基肟、丙酰二苯甲酮肟、丙酰丙酮肟、丁酰苯乙酮肟、丁酰二苯甲酮肟、丁酰丙酮肟、己二酰苯乙酮肟、己二酰二苯甲酮肟、己二酰丙酮肟、丙烯酰苯乙酮肟、丙烯酰基二苯甲酮肟、丙烯酰基丙酮肟等。
另一方面,根据本发明所述的热碱产生剂优选为包含下列结构式(3)所示的化合物或其盐类衍生物和/或下列结构式(4)所示的化合物和/或下列结构式(5)所示的化合物:
其中:
m表示2至6的整数;及
R31、R32分别独立表示氢原子、碳数为1至8的烷基、碳数为1至6的可具有取代基的羟烷基、或碳数为2至12的二烷基氨基。
优选地,m表示3至5的整数。
在本发明的具体例中,R31、R32可分别独立表示氢原子;碳数为1至8的烷基,例如可以是但不限于:甲基、乙基、异丙基、正丁基、叔丁基或正己基等;碳数为1至6的可具有取代基的羟烷基,例如可以是但不限于:烃甲基、2-羟乙基、2-羟丙基、2-羟基异丙基、3-羟基-叔丁基或6-羟基己基等;或碳数为2至12的二烷基氨基,例如可以是但不限于:二甲基氨基、甲基乙基氨基、二乙基氨基、二异丙基氨基、叔丁基甲基氨基或二正己基氨基等。
该结构式(3)所示的化合物或其盐类衍生物的具体例优选为1,5-二氮杂双环[4.3.0]壬-5-烯(DBN)、1,5-二氮杂双环[4.4.0]癸-5-烯、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(DBU)、5-羟基丙基-1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯或5-二丁基胺基-1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、或Aporo公司的产品:SA810、SA831、SA841、SA851、5002;更优选为DBN、SA851或5002。
其中:
R33、R34、R35及R36分别独立表示氢原子、碳数为1至8的可具有取代基的烷基、碳数为3至8的可具有取代基的环烷基、碳数为1至8的可具有取代基的烷氧基、碳数为2至8的可具有取代基的烯基、碳数为2至8的可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的杂环基;
R37及R38分别独立表示氢原子、碳数为1至8的可具有取代基的烷基、碳数为3至8的可具有取代基的环烷基、碳数为1至8的可具有取代基的烷氧基、碳数为2至8的可具有取代基的烯基、碳数为2至8的可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的杂环基、或彼此结合形成可具有取代基的单环、或彼此结合形成可具有取代基的多环;
R39表示碳数为1至12的可具有取代基的烷基、碳数为3至12的可具有取代基的环烷基、碳数为2至12的可具有取代基的烯基、碳数为2至12的可具有取代基的炔基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的芳基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的芳烷基或可具有取代基的杂环基,但R39的碳原子总数为12以下。
其中:
R33、R34、R35及R36、R37及R38的定义如结构式(4)所示;
R40表示碳数为1至12的可具有取代基的亚烷基、碳数为3至12的可具有取代基的亚环烷基、碳数为2至12的可具有取代基的亚烯基、碳数为2至12的可具有取代基的亚炔基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的亚芳基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的亚芳烷基或可具有取代基的杂环基,但R40的碳原子总数为12以下。
该结构式(4)及(5)所示化合物的具体例优选为例如可以是{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}甲基胺、{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}丙基胺、{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}己基胺、{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}环己胺、{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}苯胺、{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}哌啶、双{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}己二胺、双{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}苯二胺、双{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}甲苯二胺、双{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}-二胺基二苯基甲烷、双{[(2-硝基芐基)氧基]羰基}哌嗪、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}-甲胺、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}丙基胺、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}己基胺、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}环己胺、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}苯胺、{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}哌啶、双{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}己二胺、双{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}苯二胺、双{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}甲苯二胺、双{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}二胺基二苯基甲烷、双-{[(2,6-二硝基芐基)氧基]羰基}哌嗪等邻硝基芐基胺基甲酸酯类;如{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}甲基胺、{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}丙基胺、{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}己基胺、{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}环己基胺、{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}苯胺、{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}哌啶、双{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}己二胺、双{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}苯二胺、双{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}甲苯二胺、双{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}二胺基二苯基甲烷、双{[(α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基)氧基]羰基}哌嗪等α,α-二甲基-3,5-二甲氧基芐基胺基甲酸酯类;及如N-(异丙氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(异丙氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(异丙氧基羰基)二异丙基胺、N-(异丙氧基羰基)吡咯烷、N-(异丙氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(异丙氧基羰基)氮杂环丁烷、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(1-乙基丙氧基羰基)二异丙胺、N-(1-乙基丙氧基羰基)吡咯烷、N-(1-乙基丙氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(1-乙基丙氧基羰基)-氮杂环丁烷、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(1-丙基丁氧基羰基)二异丙基胺、N-(1-丙基丁氧基羰基)吡咯烷、N-(1-丙基丁氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(1-丙基丁氧基羰基)-氮杂环丁烷、N-(环戊氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(环戊氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(环戊氧基羰基)二异丙胺、N-(环戊氧基羰基)吡咯烷、N-(环戊氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(环戊氧基羰基)-氮杂环丁烷、N-(环己基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(环己基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(环己基羰基)二异丙胺、N-(环己基羰基)吡咯烷、N-(环己基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(环己基羰基)-氮杂环丁烷、N-(叔丁氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(叔丁氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(叔丁氧基羰基)二异丙胺、N-(叔丁氧基羰基)吡咯烷、N-(叔丁氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(叔丁氧基羰基)-氮杂环丁烷、N-(芐氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(芐氧基羰基)-2,2,6,6-四甲基哌啶、N-(芐氧基羰基)二异丙胺、N-(芐氧基羰基)吡咯烷、N-(芐氧基羰基)-2,5-二甲基吡咯烷、N-(芐氧基羰基)-氮杂环丁烷或1,4-双(N,N'-二异丙基胺基羰基氧基)环己烷;更佳为N-(异丙氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(1-乙基丙氧基羰基)二异丙胺、N-(环戊氧基羰基)-2,6-二甲基哌啶、N-(芐氧基羰基)吡咯烷或1,4-双(N,N'-二异丙基胺基羰基氧基)环己烷等其它化合物。
其它热碱发生剂例如可以是2-硝基芐基环己基氨基甲酸酯(2-nitrobenzylcyclohexylcarbamate)或O-氨基甲酰基羟胺酰胺(O-carbamoylhydroxyamines amide)。
在本发明的具体例中,基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该化合物(C)的使用量为0.01至3重量份;优选为0.03至2.8重量份,更优选为0.05至2.5重量份。若不使用该化合物(C),会有ITO图案易视认及低温固化不佳的问题。
根据本发明所述的以第四族元素的氧化物为主要成分的无机粒子(D)的种类没有特别的限制,无机粒子(D)中的氧化物包括氧化钛、氧化锆、氧化铪、氧化鈩或由这些金属氧化物与氧化硅或氧化锡所形成的复合粒子。就所形成的保护膜的低温固化的观点而言,氧化物优选为氧化钛或氧化锆,也就是说,以第四族元素的氧化物为主成分的无机粒子(D)的第四族元素优选为钛或锆。
氧化钛同时存在锐钛矿型(Anatase)和金红石型(Rutile)两种结晶形式,其中,氧化钛优选为具有高折射率及优异的耐旋光性的金红石型氧化钛。
氧化钛可以使用市售氧化钛粒子,例如NanoTek TiO2(分散剂为甲基异丁基酮,锐钛矿型,由日本C.I.Kasei制造)、批号:S111109(分散剂为乙氧基乙醇,金红石型,由韩国NanoCMS制造)、Red Lake系列(分散剂为甲醇,锐钛矿型,由日本日挥触媒化成制造)、TS系列(分散剂为甲基乙基酮,金红石型,由Tayca制造)。所述氧化锆可以使用市售氧化锆粒子,例如HXU-120JC(分散剂为甲基乙基酮,由日本大阪水泥有限公司(Osaka Cement Co.)制造)。
以第四族元素的氧化物为主成分的无机粒子(D)可为粉末形式或是将氧化物颗粒分散于分散介质中的分散溶胶形式。所述分散介质例如可以是甲醇、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇单甲基醚或乙氧基乙醇等。
以第四族元素的氧化物为主要成分的无机粒子(D)的粒径分布为1nm至75nm。当无机粒子(D)的粒径分布在上述范围内时,ITO图案更不易视认。当粒径小于1nm时,所形成的保护膜容易发生二次凝集,并可能产生白化;当粒径大于75nm时,则可能影响所形成的保护膜表面的均匀性。无机粒子(D)的粒径分布优选为3nm至50nm;更优选为5nm至30nm。粒径的测量方法为通用的测量方法,例如通过动态光散射仪(photon correlation spectroscopy,PCS)测量法。
当感光性聚硅氧烷组合物不含以第四族元素的氧化物为主要成分的无机粒子(D)时,会有低温固化不佳的问题。基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该无机粒子(D)的使用量为30至200重量份;优选为35重量份至180重量份;更优选为40重量份至150重量份。
根据本发明所述的溶剂(E)的种类没有特别的限制。溶剂(E)例如可以是含醇羟基(alcoholic hydroxy)的化合物或含羰基(carbonyl group)的环状化合物等。
含醇羟基的化合物例如可以是丙酮醇(acetol)、3-羟基-3-甲基-2-丁酮(3-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、4-羟基-3-甲基-2-丁酮(4-hydroxy-3-methyl-2-butanone)、5-羟基-2-戊酮(5-hydroxy-2-pentanone)、4-羟基-4-甲基-2-戊酮(4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone)(亦称为二丙酮醇(diacetone alcohol,DAA))、乳酸乙酯(ethyl lactate)、乳酸丁酯(butyl lactate)、丙二醇单甲醚(propylene glycolmonomethyl ether)、丙二醇单乙醚(propylene glycol monoethyl ether,PGEE)、丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate,PGMEA)、丙二醇单正丙醚(propylene glycol mono-n-propyl ether)、丙二醇单正丁醚(propylene glycol mono-n-butylether)、丙二醇单叔丁醚(propylene glycol mono-t-butyl ether)、3-甲氧基-1-丁醇(3-methoxy-1-butanol)、3-甲基-3-甲氧基-1-丁醇(3-methyl-3-methoxy-1-butanol)或其组合。值得注意的是,含醇羟基的化合物优选为二丙酮醇、乳酸乙酯、丙二醇单乙醚、丙二醇甲醚醋酸酯或其组合。所述含醇羟基的化合物可单独使用或组合多种来使用。
含羰基的环状化合物例如可以是γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、γ-戊内酯(γ-valerolactone)、δ-戊内酯(δ-valerolactone)、碳酸丙烯酯(propylene carbonate)、氮-甲基吡咯烷酮(N-methyl pyrrolidone)、环己酮(cyclohexanone)或环庚酮(cycloheptanone)等。值得注意的是,含羰基的环状化合物优选为γ-丁内酯、氮-甲基吡咯烷酮、环己酮或其组合。含羰基的环状化合物可单独使用或组合多种来使用。
含醇羟基的化合物可与含羰基的环状化合物组合使用,且其重量比率没有特别限制。含醇羟基的化合物与含羰基的环状化合物的重量比值优选为99/1至50/50;更优选为95/5至60/40。值得一提的是,在溶剂(E)中,含醇羟基的化合物与含羰基的环状化合物的重量比值为99/1至50/50时,聚硅氧烷(A)中未反应的硅烷醇(silanol,Si-OH)基不易产生缩合反应而降低贮藏稳定性(storage stability)。此外,由于含醇羟基的化合物以及含羰基的环状化合物与邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的兼容性良好,因此在涂布成膜时不易有白化的现象,可维持保护膜的透明性。
在不损害本发明的效果的范围内,也可以含有其它溶剂。所述其它溶剂可以是:(1)酯类:醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、丙二醇甲醚醋酸酯、3-甲氧基-1-醋酸丁酯或3-甲基-3-甲氧基-1-醋酸丁酯等;(2)酮类:甲基异丁酮、二异丙酮或二异丁酮等;或者(3)醚类:二乙醚、二异丙醚、二正丁醚或二苯醚等。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该溶剂(E)的使用量为100至1000重量份;优选为150重量份至800重量份;更优选为200重量份至600重量份。
根据本发明的聚硅氧烷组合物可选择性地进一步添加添加剂(F),具体而言,添加剂(F)例如可以是增感剂(sensitizer)、密着助剂(adhesion auxiliary agent)、表面活性剂(surfactant)、溶解促进剂(solubility promoter)、消泡剂(defoamer)或其组合。
增感剂的种类并无特别的限制。增感剂优选为使用含有酚羟基(phenolic hydroxy)的化合物,例如可以是:
(1)三苯酚型化合物(trisphenol type compound):如三(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,3,5-三甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基-2,5-二甲基苯基)-2,4-二羟基苯基甲烷、双(4-羟基苯基)-3-甲氧基-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-4-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3-羟基苯基甲烷、双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-2-羟基苯基甲烷或双(5-环己基-4-羟基-2-甲基苯基)-3,4-二羟基苯基甲烷等;
(2)双苯酚型化合物(bisphenol type compound):如双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、双(2,4-二羟基苯基)甲烷、2,3,4-三羟基苯基-4'-羟基苯基甲烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(2',3',4'-三羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(2',4'-二羟基苯基)丙烷、2-(4-羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、2-(3-氟基-4-羟基苯基)-2-(3'-氟基-4'-羟基苯基)丙烷、2-(2,4-二羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷、2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4'-羟基苯基)丙烷或2-(2,3,4-三羟基苯基)-2-(4'-羟基-3',5'-二甲基苯基)丙烷等;
(3)多核分枝型化合物(polynuclear branched compound):如1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯或1-[1-(3-甲基-4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(3-甲基-4-羟基苯基)乙基]苯等;
(4)缩合型苯酚化合物(condensation type phenol compound):如1,1-双(4-羟基苯基)环己烷等;
(5)多羟基二苯甲酮类(polyhydroxy benzophenone):如2,3,4-三羟基二苯甲酮、2,4,4'-三羟基二苯甲酮、2,4,6-三羟基二苯甲酮、2,3,4-三羟基-2'-甲基二苯甲酮、2,3,4,4'-四羟基二苯甲酮、2,4,2',4'-四羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',4'-五羟基二苯甲酮、2,3,4,2',5'-五羟基二苯甲酮、2,4,6,3',4',5'-六羟基二苯甲酮或2,3,4,3',4',5'-六羟基二苯甲酮等;或
(6)上述各种类含有酚羟基的化合物的组合。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该增感剂的使用量为5至50重量份;优选为8重量份至40重量份;更优选为10重量份至35重量份。
密着助剂例如可以是三聚氰胺(melamine)化合物及硅烷系化合物等。密着助剂的作用在于增加由光硬化性聚硅氧烷组合物所形成的保护膜与被保护的组件之间的密着性。
三聚氰胺的市售品例如可以是由三井化学制造的商品名为Cymel-300或Cymel-303等;或者由三和化学制造的商品名为MW-30MH、MW-30、MS-11、MS-001、MX-750或MX-706等。
当使用三聚氰胺化合物作为密着助剂时基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该三聚氰胺化合物的使用量为0重量份至20重量份;优选为0.5重量份至18重量份;更优选为1.0重量份至15重量份。
硅烷系化合物例如可以是乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、氮-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯氧基丙基三甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷或由信越化学公司制造的市售品(商品名如KBM403)等。
当使用硅烷系化合物作为密着助剂时,基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该硅烷系化合物的使用量为0重量份至2重量份;优选为0.05重量份至1重量份;更优选为0.1重量份至0.8重量份。
表面活性剂例如可以是阴离子系表面活性剂、阳离子系表面活性剂、非离子系表面活性剂、两性表面活性剂、聚硅氧烷系表面活性剂、氟系表面活性剂或其组合。
表面活性剂的实例包括(1)聚环氧乙烷烷基醚类(polyoxyethylene alkyl ethers):聚环氧乙烷十二烷基醚等;(2)聚环氧乙烷烷基苯基醚类(polyoxyethylene phenyl ethers):聚环氧乙烷辛基苯基醚、聚环氧乙烷壬基苯基醚等;(3)聚乙二醇二酯类(polyethyleneglycol diesters):聚乙二醇二月桂酸酯、聚乙二醇二硬酸酯等;(4)山梨糖醇酐脂肪酸酯类(sorbitan fatty acid esters);以及(5)经脂肪酸改性的聚酯类(fatty acid modified polyesters);及(6)经三级胺改性的聚胺基甲酸酯类(tertiary amine modified polyurethanes)等。表面活性剂的市售商品例如可以是KP(由信越化学工业制造)、SF-8427(由道康宁东丽聚硅氧股份有限公司(Dow Corning Toray Silicone Co.,Ltd.)制造)、Polyflow(由共荣社油脂化学工业制造)、F-Top(由得克姆股份有限公司制造(Tochem Products Co.,Ltd.)制造)、Megaface(由大日本印墨化学工业(DIC)制造)、Fluorade(由住友3M股份有限公司(Sumitomo 3M Ltd.)制造)、Surflon(由旭硝子制造)、SINOPOL E8008(由中日合成化学制造)、F-475(由大日本印墨化学工业制造)或其组合。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该表面活性剂的使用量为0.5重量份至50重量份;优选为1重量份至40重量份;更优选为3至30重量份。
消泡剂的实例包括Surfynol MD-20、Surfynol MD-30、EnviroGem AD01、EnviroGem AE01、EnviroGem AE02、Surfynol DF110D、Surfynol 104E、Surfynol 420、Surfynol DF37、Surfynol DF58、Surfynol DF66、Surfynol DF70以及Surfynol DF210(由气体产品(Air products)制造)等。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该消泡剂的使用量为1重量份至10重量份;优选为2重量份至9重量份;更优选为3重量份至8重量份。
溶解促进剂的实例包括氮-羟基二羧基酰亚胺化合物(N-hydroxydicarboxylic imide)以及含酚羟基的化合物。溶解促进剂例如可以是邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)中所使用的含酚羟基的化合物。
基于该聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,该溶解促进剂的使用量为1重量份至20重量份;优选为2重量份至15重量份;更优选为3重量份至10重量份。
根据本发明所述的聚硅氧烷组合物例如可以通过下列方式来制备:将聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、化合物(C)、无机粒子(E)以及溶剂(E)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时,可添加添加剂(F)。
本发明还提供一种在基板上形成薄膜的方法,其包含使用前述的感光性聚硅氧烷组合物施于该基板上。
本发明又提供一种基板上的薄膜,该薄膜是通过前述的方法所制得的。
根据本发明所述的薄膜,该薄膜优选为液晶显示组件或有机电激发光显示器中TFT基板上使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材或包覆材的保护膜。
本发明再提供一种装置,该装置包含前述的薄膜。
以下将详细描述保护膜的形成方法,其依次包括:使用光硬化性聚硅氧烷组合物来形成预烤涂膜、对预烤涂膜进行图案化曝光、再通过碱显影移除未曝光区域以形成图案;最后进行后烤处理以形成保护膜。
形成预烤涂膜
通过回转涂布、流延涂布或辊式涂布等涂布方式,在被保护的组件(以下称为基材)上涂布上述溶液状态的光硬化性聚硅氧烷组合物,以形成涂膜。
上述基材可以是用于液晶显示装置的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃,以及附着有透明导电膜的此等玻璃,或是用于光电变换装置(如固体摄影装置)的基材(如:硅基材)。
形成涂膜之后,以减压干燥方式去除光硬化性聚硅氧烷组合物的大部分有机溶剂,然后通过预烤(pre-bake)方式将残余的有机溶剂完全去除,使其形成预烤涂膜。
上述减压干燥及预烤的操作条件可依各成份的种类、配合比率而异。一般而言,减压干燥是在0托至200托的压力下进行1秒钟至60秒钟,预烤是在70℃至110℃温度下进行1分钟至15分钟。
图案化曝光
以具有特定图案的光罩对上述预烤涂膜进行曝光。在曝光过程中所使用的光线,以g线、b线、i线等紫外线最好,并且用来提供紫外线的设备可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。
显影
将上述经曝光的预烤涂膜浸渍于温度介于23±2℃的显影液中,进行约15秒至5分钟的显影,以去除上述经曝光的预烤涂膜的不需要的部分,随后可在基材上形成具有预定图案的保护膜的半成品。上述显影液例如可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠(sodium methylsilicate)、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲铵(,THAM)、氢氧化四乙铵、胆碱、吡咯、呱啶,或1,8-二氮杂二环-(5,4,0)-7-十一烯等碱性化合物。
值得一提的是,显影液的浓度太高会使得特定图案损毁或造成特定图案的分辨率变差;浓度太低会造成显影不良,导致特定图案无法成型或者曝光部分的组合物残留。因此,浓度的高低会影响后续光硬化性聚硅氧烷组合物经曝光后的特定图案的形成。显影液的浓度范围优选为0.001wt%至10wt%;更优选为0.005wt%至5wt%;更进一步优选为0.01wt%至1wt%。本发明的实施例是使用2.38wt%的氢氧化四甲铵的显影液。值得一提的是,即使使用浓度更低的显影液,本发明光硬化性聚硅氧烷组合物也能形成良好的微细化图案。
后烤处理
用水清洗基材(其中基材上有预定图案的保护膜的半成品),以清除上述经曝光的预烤涂膜的不需要的部分。然后,用压缩空气或压缩氮气干燥上述具有预定图案的保护膜的半成品。最后以加热板或烘箱等加热装置对上述具有预定图案的保护膜的半成品进行后烤(post-bake)处理。加热温度设定在100℃至250℃之间,使用加热板时的加热时间为1分钟至60分钟,使用烘箱时的加热时间则为5分钟至90分钟。通过这些手段,可使上述具有预定图案的保护膜的半成品的图案固定,以形成保护膜。
现在通过下面的实例对本发明进行详细说明,应理解这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
<合成例>
聚硅氧烷(A-1)的合成例
在容积为500毫升的三颈烧瓶中,加入0.30摩尔的甲基三甲氧基硅烷(以下简称MTMS)、0.65摩尔的苯基三甲氧基硅烷(以下简称PTMS)、0.05摩尔的3-(三乙氧基硅基)丙基丁二酸酐(以下简称GF-20)以及200克的丙二醇单乙醚(以下简称PGEE),并于室温下一边搅拌一边在30分钟内添加草酸水溶液(0.40克草酸/75克水)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟。然后,在30分钟内将油浴升温至120℃。待溶液的温度降到105℃时,持续加热搅拌进行聚合6小时。反应结束后,利用蒸馏方式将溶剂移除,即可获得聚硅氧烷(A-1)。聚硅氧烷(A-1)的原料种类及其使用量如表1所示。
聚硅氧烷聚合物(A-2)至(A-7)的合成例
聚硅氧烷聚合物(A-2)至(A-7)的合成例与前述聚硅氧烷聚合物(A-1)类似,其中,硅烷单体及聚硅氧烷的种类及使用量如表1所示。只是其中溶剂、草酸的使用量、反应温度及聚缩合的反应时间与前述聚硅氧烷聚合物(A-1)不同,也示于表1,可得聚硅氧烷聚合物(A-2)至(A-7)。
<实施例>
感光性聚硅氧烷组合物实施例1
向前述合成例所得的100重量份聚硅氧烷(A-1)、5重量份的1-[1-(4-羟基苯基)异丙基]-4-[1,1-双(4-羟基苯基)乙基]苯与邻萘醌二叠氮-5-磺酸所形成的邻萘醌二叠氮磺酸酯(以下简称B-1)、0.01重量份的NDI-105(以下简称C-1)、50重量份的TiO2,平均粒径13.14nm(以下简称D-1)中加入100重量份的溶剂丙二醇甲醚醋酸酯(以下简称E-1)后,使用摇动式搅拌器进行搅拌,加以溶解混合,即可制得感光性树脂组合物,该感光性树脂组合物使用下面介绍的各测定评价方式进行评价,所得结果如表2所示。
感光性聚硅氧烷组合物实施例2至11
与前述感光性聚硅氧烷组合物实施例1类似,以表2所示的各成分及使用量,使用摇动式搅拌器进行搅拌,加以溶解混合,即可制得感光性树脂组合物实施例2至11。
感光性聚硅氧烷组合物比较例1至7
与前述感光性聚硅氧烷组合物实施例1类似,以表3所示的各成分及使用量,使用摇动式搅拌器进行搅拌,加以溶解混合,即可制得感光性树脂组合物比较例1至7。
感光性聚硅氧烷组合物比较例8
比较例8的感光性聚硅氧烷组合物是一种负型感光性组合物。详细而言,比较例8的感光性聚硅氧烷组合物是通过将100重量份的聚硅氧烷(A-7)、3质量份的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3基]-乙酮-1-(o-乙酰基肟)(1-[9-Ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl]-ethanone-1-(o-acetyloxime)),(商品名IRGACURE OXE02,由旭化成化学股份有限公司制造,作为自由基聚合起始剂)、二乙二醇乙基甲基醚(作为溶剂)、乙二醇单丁基醚(作为溶剂)、0.2重量份的聚硅氧烷系表面活性剂SH8400(由道康宁东丽聚硅氧股份有限公司制造)均匀地混合来制备。值得注意的是,由比较例8的感光性聚硅氧烷组合物所形成的保护膜与素玻璃基材之间的视认性与低温固化皆为“X”。
OG保护正光阻的形成
在素玻璃基板(100x100x0.7mm)上以旋转涂布方式得到约2μm的涂膜,然后在110℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入正光阻用光罩,并以曝光机的紫外光照射涂膜,其能量为100mJ/cm2。将曝光后的涂膜浸渍于23℃的2.38%的TMAH水溶液60秒,除去曝光的部分。以清水清洗后,再以曝光机直接照射显影后的涂膜,其能量为200mJ/cm2。最后以230℃后烤60分钟,可获得素玻璃基板上的保护膜。
<评价方式>
视认性:
将感光性树脂组合物,在含ITO图案层的玻璃基板上以旋转涂布方式涂布,在110℃下预烤2分钟,可得到约2μm的预烤涂膜。在曝光机与涂膜间置入正光阻用光罩,并以曝光机(曝光机型号AG500-4N;M&R Nano Technology制)的紫外光照射涂膜,利用100mJ/cm2的紫外光进行照射后,再以2.38%TMAH水溶液,于23℃下予以显影1分钟,将基板上曝光部分的涂膜除去,然后以纯水洗净得到的图案后,再以曝光机直接照射图案,其能量为200mJ/cm2。以230℃后烤60分钟后,以目视观察。
◎:无法视认出ITO膜;
○:随观测角度变化,可稍微视认出ITO膜;
╳:可直接视认出ITO膜。
低温固化:
在素玻璃基板(100x100x0.7mm)上以旋转涂布方式得到约2μm的涂膜,然后以110℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入正光阻用光罩,接着以曝光机的紫外光照射涂膜,将曝光后的涂膜浸渍于23℃的2.38%的TMAH水溶液60秒,除去曝光的部分。以清水清洗后,再以曝光机直接照射显影后的涂膜,其能量为200mJ/cm2。最后以180℃后烤60分钟,可获得素玻璃基板上的保护膜。
使用铅笔硬度计(Mitsubishi/P-247)测量保护膜的硬度,测量砝码重为500g,移动速率为0.5mm,以不同硬度的铅笔在保护膜上以六个角度各划1公分长,当六条线中有两条以上(包含两条)画出刻痕即判不合格。以下述基准作为评价:
◎:铅笔硬度≧4H;
○:铅笔硬度=3H;
△:铅笔硬度=2H;
X:铅笔硬度≦1H。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。本领域的一般技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。
Claims (10)
1.一种感光性聚硅氧烷组合物,其包含:
聚硅氧烷A;
邻萘醌二叠氮磺酸酯B;
化合物C,其是选自由热酸发生剂及热碱发生剂所组成的群;
无机粒子D,其中该无机粒子D是以第四族元素的氧化物为主要成分;以及
溶剂E;
其中所述聚硅氧烷A是由下列结构式1所表示的硅烷化合物经加水分解及部分缩合反应而得的共聚物:
Si(R10)W(OR11)4-W 结构式1
其中:
R10为选自由氢、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳香基、含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群,且至少一个R10是选自由含酸酐基的烷基、含环氧基的烷基及含环氧基的氧烷基所组成的群;
R11为选自由氢、碳数为1至6的烷基、碳数为1至6的酰基及碳数为6至15的芳香基所组成的群;及
w为0、1、2或3。
2.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组合物,其中,基于该聚硅氧烷A的使用量为100重量份,该邻萘醌二叠氮磺酸酯B的使用量为5至35重量份;该化合物C的使用量为0.01至3重量份;该无机粒子D的使用量为30至200重量份;该溶剂E的使用量为100至1000重量份。
3.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组合物,其中,所述热酸发生剂是选自由锍盐、含卤素化合物、重氮甲烷化合物、砜化合物、磺酸酯化合物、羧酸酯化合物、磷酸酯化合物、磺酰亚胺化合物、磺化苯并三唑类化合物及其组合所组成的群。
4.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组合物,其中,所述热碱发生剂是选自由过渡金属络合物类、酰基肟类、下列结构式3所示的化合物或其盐类衍生物、下列结构式4所示的化合物、下列结构式5所示的化合物及其组合所组成的群:
其中:
m表示2至6的整数;及
R31、R32分别独立表示氢原子、碳数为1至8的烷基、碳数为1至6的可具有取代基的羟烷基、或碳数为2至12的二烷基胺基;
其中:
R33、R34、R35及R36分别独立表示氢原子、碳数为1至8的可具有取代基的烷基、碳数为3至8的可具有取代基的环烷基、碳数为1至8的可具有取代基的烷氧基、碳数为2至8的可具有取代基的烯基、碳数为2至8的可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的杂环基;
R37及R38分别独立表示氢原子、碳数为1至8的可具有取代基的烷基、碳数为3至8的可具有取代基的环烷基、碳数为1至8的可具有取代基的烷氧基、碳数为2至8的可具有取代基的烯基、碳数为2至8的可具有取代基的炔基、可具有取代基的芳基或可具有取代基的杂环基、或彼此结合形成可具有取代基的单环;或彼此结合形成可具有取代基的多环;及
R39表示碳数为1至12的可具有取代基的烷基、碳数为3至12的可具有取代基的环烷基、碳数为2至12的可具有取代基的烯基、碳数为2至12的可具有取代基的炔基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的芳基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的芳烷基或可具有取代基的杂环基,但R39的碳原子总数为12以下;
其中:
R33、R34、R35及R36、R37及R38的定义如结构式4所示;及
R40表示碳数为1至12的可具有取代基的亚烷基、碳数为3至12的可具有取代基的亚环烷基、碳数为2至12的可具有取代基的亚烯基、碳数为2至12的可具有取代基的亚炔基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的亚芳基、可具有碳数为1至3的烷基取代基的亚芳烷基或可具有取代基的杂环基,但R40的碳原子总数为12以下。
5.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组合物,其中,所述无机粒子D为第四族元素中的钛或锆。
6.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组合物,其中,所述无机粒子D的粒径大小为1nm至60nm。
7.一种在基板上形成薄膜的方法,其包含使用权利要求1至6任一项所述的感光性聚硅氧烷组合物施于该基板上。
8.一种基板上的薄膜,该薄膜是根据权利要求7所述的方法所制得。
9.根据权利要求8的薄膜,该薄膜为液晶显示组件或有机电激发光显示器中TFT基板上使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材或包覆材的保护膜。
10.一种装置,该装置包含根据权利要求8或9的薄膜。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |