CN105717742A - 感光性树脂组合物及其应用 - Google Patents

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CN105717742A
CN105717742A CN201510929482.3A CN201510929482A CN105717742A CN 105717742 A CN105717742 A CN 105717742A CN 201510929482 A CN201510929482 A CN 201510929482A CN 105717742 A CN105717742 A CN 105717742A
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Abstract

本发明提供了一种感光性树脂组合物及其应用。该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)、溶剂(D)及黑色颜料(E)。本发明的黑色矩阵用感光性树脂组合物具有改善解析度及锥度角(Taper angle)的优点。

Description

感光性树脂组合物及其应用
技术领域
本发明提供了一种黑色矩阵用感光性树脂组合物及使用该黑色矩阵所形成的彩色滤光片及液晶显示元件,特别是提供一种改善解析度及锥度角的黑色矩阵用感光性树脂组合物及使用该黑色矩阵所形成的彩色滤光片及液晶显示元件。
背景技术
近年来,各式各样的液晶显示技术蓬勃发展,而为了提高目前液晶显示器的对比度及显示品质,一般会于显示器中的彩色滤光片的条纹(stripe)及点(dot)间隙中放置黑色矩阵,该黑色矩阵可防止因像素间的光泄漏所引起的对比度下降及色纯度下降等问题。以往黑色矩阵所使用的材料皆以含有铬或氧化铬等的蒸镀膜为主,然而,以上述蒸镀膜作为黑色矩阵的材料时,存在工艺复杂且材料昂贵等缺点。为了解决此问题,现有技术中有利用感光性树脂组合物通过光平版印刷(photolithographic)的方式以形成黑色矩阵的技术。
目前,本领域对于黑色矩阵的遮光性的要求日益提高,其解决方法之一就是增加黑色颜料的使用量,以此来提高黑色矩阵的遮光性。举例而言,日本专利特开第2006-259716号公报公开了一种黑色矩阵用的感光性树脂组合物,其包含高使用量的黑色颜料、碱可溶性树脂、光聚合起始剂、具有二官能基的反应性单体以及有机溶剂。其中,具有二官能基的反应性单体可以改善化合物之间的反应,以形成高精细的图案。由此,在感光性树脂组合物中,当以提升黑色颜料的使用量的方式来增加其遮光性的同时,尚可以保持感光性树脂组合物的锥度角。
另外,日本专利特开第2008-268854号公报公开了一种黑色矩阵用的感光性树脂组合物,该感光性树脂组合物包含具有羧酸基及含不饱和基的碱可溶性树脂、含乙烯性不饱和基的光聚合单体、光聚合起始剂及高使用量的黑色颜料;在该黑色矩阵用感光性树脂组合物中,通过使用特定的碱可溶性树脂来改善高使用量黑色颜料的感光性树脂组合物的解析度。
虽然,现有技术中提高了黑色颜料使用量的感光性树脂组合物能够增加解析度等,然而,上述各前案的感光性树脂组合物其解析度及锥度角尚未能令本领域所接受。有鉴于此,仍有需要开发出可改善解析度及锥度角的黑色矩阵用感光性树脂组合物。
发明内容
为解决上述技术问题,本发明利用提供特殊碱可溶性树脂及特殊光起始剂的成分,而得到解析度及锥度角俱佳的黑色矩阵用感光性树脂组合物。
因此,本发明提供了一种感光性树脂组合物,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);
溶剂(D);及
黑色颜料(E);
其中:所述碱可溶性树脂(A)包含式(1)所示的第一碱可溶性树脂(A-1):
式(1)中:A表示伸苯基或具有取代基的伸苯基,其中该取代基为碳数为1至5的烷基、卤原子或苯基;
B表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亚芴基或单键;
L1表示含有氟原子的四价羧酸残基或不含有氟原子的四价羧酸残基;
Y1表示含有氟原子的二价羧酸残基或不含有氟原子的二价羧酸残基;
R1表示氢原子或甲基;及
m表示1至20的整数;
其中,在L1及Y1中,至少一者含有氟原子;
所述光起始剂(C)包含式(7)所示的α-酮肟酯化合物(C-1):
式(7)中:
R10表示具有1至5个甲基的甲基苯基基团;
R11表示碳数为1至10的烷基、苯甲酰基或碳数为3至6的环烷基;
R12表示甲基、乙基、丙基或苯甲酰基;及
R13表示-H、
其中,a代表甲基或乙基;及b代表-H或甲基。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述碱可溶性树脂(A-1)是由第一混合物反应而获得,该第一混合物包括:
含聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1);
四羧酸或其酸二酐(a-2);及
二羧酸或其酸酐(a-3);
其中:所述四羧酸或其酸二酐(a-2)包括含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)、除了该含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)之外的其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)或上述两者的组合;
所述二羧酸或其酸酐(a-3)包括含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)、除了所述含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)之外的其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)或上述两者的组合;及
所述四羧酸或其酸二酐(a-2)及所述二羧酸或其酸酐(a-3)中,至少一者含有氟原子。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述碱可溶性树脂(A-1)中,所述含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)选自由式(2-1)所示的含有氟原子的四羧酸化合物以及由式(2-2)所示的含有氟原子的四羧酸二酐化合物所组成的族群;
式(2-1)与式(2-2)中,L2选自由式(L-1)至式(L-6)所示的基团中的其中之一;
式(L-1)至式(L-6)中,E各自独立表示氟原子或三氟甲基;及
*表示与碳原子键结的位置。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述碱可溶性树脂(A-1)中,所述含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)选自由式(3-1)表示的含有氟原子的二羧酸化合物以及由式(3-2)表示的含有氟原子的二羧酸酐化合物所组成的族群,
式(3-1)与式(3-2)中,X1表示碳数为1至100的含氟原子的有机基。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)的摩尔数、含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的摩尔数以及含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)的摩尔数满足关系式[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)=0.4至1.6。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,另包含热起始剂(F),该热起始剂(F)选自于由偶氮化合物、过氧化物以及过氧化氢化合物所组的族群的至少一种。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述偶氮化合物选自于由2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-2-甲腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺、2,2'-偶氮二{2-甲基-氮-[1,1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-乙基丙酰胺]、2,2'-偶氮二(氮-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(氮-环己基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酸酯)以及2,2'-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烯)所组成的族群中的至少一种。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述过氧化物选自于由过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丁酰、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二第二丁酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化二碳酸酯、双(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯、双(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、过氧化新癸酸叔己酯、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二辛酰、过氧化二月桂酰、过氧化二硬脂酸、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酸过氧化)己烷、2-乙基过氧化己酸叔己酯、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、2-乙基过氧化己酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二[4,4-二(叔丁基过氧化)环己基]丙烷、叔己基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化马来酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、叔己基过氧化苯甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化醋酸酯、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、丁基-4,4-二(叔丁基过氧化戊酸酯、二(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化异丙苯、二叔己基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化物(di-t-butylperoxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔、叔丁基三甲基过氧化硅烷、二(3-甲基苯甲酰基)过氧化物与苯甲酰基(3-甲基丙甲酰基)过氧化物与二苯甲酰基过氧化物的混合物所组的族群中的至少一种。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,所述过氧化氢化合物选自于由萜烷过氧化氢、二异丙基苯过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢以及叔丁基过氧化氢所组成的族群中的至少一种。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有式(1)所示的结构的第一碱可溶性树脂(A-1)的使用量为20至100重量份;所述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为20至180重量份;所述光起始剂(C)的使用量为10至80重量份;所述α-酮肟酯化合物(C-1)的使用量为10至70重量份;所述溶剂(D)的使用量为1000至8000重量份;所述黑色颜料(E)的使用量为140至1200重量份。
根据本发明所述的感光性树脂组合物,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述热起始剂(F)的使用量为4至40重量份。
本发明还提供了一种黑色矩阵,其是上述的感光树脂组合物所形成的。
本发明又提供了一种彩色滤光片,其包含上述的黑色矩阵。
本发明再提供一种液晶显示元件,其包含上述的彩色滤光片。
附图说明
图1为扫描式电子显微镜中锥度角与光阻图案的关系示意图。
主要附图标号说明:
1锥度角(θ)
2光阻图案
3基板
10光阻层。
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。
本发明提供了一种感光性树脂组合物,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);
溶剂(D);及
黑色颜料(E);
其中:所述碱可溶性树脂(A)包含式(1)所示的第一碱可溶性树脂(A-1):
式(1)中:A表示伸苯基或具有取代基的伸苯基,其中该取代基为碳数为1至5的烷基、卤原子或苯基;
B表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亚芴基或单键;
L1表示含有氟原子的四价羧酸残基或不含有氟原子的四价羧酸残基;
Y1表示含有氟原子的二价羧酸残基或不含有氟原子的二价羧酸残基;
R1表示氢原子或甲基;及
m表示1至20的整数;
其中,在L1及Y1中,至少一者含有氟原子;
值得注意的是,上述L1可为含有氟原子的四价羧酸残基或不含有氟原子的四价羧酸残基,优选为具有氟的四价芳香族基团,更优选为具有氟的苯环。
具体而言,上述碱可溶性树脂(A-1)是由第一混合物反应而获得。该第一混合物包括含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)、四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)。该四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)中,至少一者需含有氟原子,详细说明如下:
上述含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)是由具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)以及具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-ii)反应而制得。其中,合成含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)的反应物亦可包含其他化合物。
具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)例如可在碱金属氢氧化物存在下,使双酚类化合物与卤化环氧丙烷进行脱卤化氢反应而得。
作为用来合成具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)的双酚类的具体例包括双(4-羟基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)酮、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)酮、双(4-羟基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)砜、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)砜、双(4-羟基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)六氟丙烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)六氟丙烷、双(4-羟基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)二甲基硅烷、双(4-羟基苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)甲烷、双(4-羟基-3,5-二溴苯基)甲烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-甲基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基-3-氯苯基)丙烷、双(4-羟基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)醚、双(4-羟基-3,5-二氯苯基)醚等;9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴或上述化合物的组合。
作为用来合成具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)的卤化环氧丙烷的具体例包括3-氯-1,2-环氧丙烷、3-溴-1,2-环氧丙烷或上述化合物的组合。基于上述双酚类化合物中的羟基总当量为1当量,上述卤化环氧丙烷的使用量可为1当量至20当量,且优选为2当量至10当量。
上述碱金属氢氧化物的具体例包括氢氧化钠、氢氧化钾或上述化合物的组合。基于上述双酚类化合物中的羟基总当量为1当量,上述脱卤化氢反应中添加的碱金属氢氧化物的使用量可为0.8当量至15当量,且优选为0.9当量至11当量。
值得注意的是,在进行脱卤化氢反应之前,可预先添加或于反应过程中添加氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物。脱卤化氢反应的操作温度为20℃至120℃,其操作时间范围为1小时至10小时。
在一实施例中,上述脱卤化氢反应中所添加的碱金属氢氧化物亦可使用其水溶液。在此实施例中,将上述的碱金属氢氧化物水溶液连续添加至脱卤化氢反应系统内的同时,可于减压或常压下,连续蒸馏出水及卤化环氧丙烷,以分离并除去水,同时可将卤化环氧丙烷连续地回流至反应系统内。
上述的脱卤化氢反应进行前,亦可添加四甲基氯化铵(tetramethylammoniumchloride)、四甲基溴化铵(tetramethylammoniumbromide)、三甲基苄基氯化铵(trimethylbenzylammoniumchloride)等的四级铵盐作为催化剂;接着,在50℃至150℃下,反应1小时至5小时,再加入碱金属氢氧化物或其水溶液;然后,于20℃至120℃的温度下,反应1小时至10小时,以进行脱卤化氢反应。
此外,为了使上述的脱卤化氢反应顺利进行,亦可添加甲醇、乙醇等醇类之外,亦可添加二甲砜(dimethylsulfone)、二甲亚砜(dimethylsulfoxide)等非质子性(aprotic)的极性溶剂等来进行反应。在使用醇类的情况下,基于上述的卤化环氧丙烷的总量为100重量%,醇类的使用量可为2重量%至20重量%,且优选为4重量%至15重量%。在使用非质子性的极性溶剂的实例中,基于卤化环氧丙烷的总量为100重量%,非质子性的极性溶剂的使用量可为5重量%至100重量%,优选为10重量%至90重量%。
在完成脱卤化氢反应后,可选择性地进行水洗处理。之后,利用加热减压的方式,例如于温度为110℃至250℃且压力为1.3kPa(10mmHg)以下,除去卤化环氧丙烷、醇类及非质子性的极性溶剂等。
为了避免形成的环氧树脂含有加水分解性卤素,可将脱卤化氢反应后的溶液加入苯、甲苯、甲基异丁基酮(methylisobutylketone)等溶剂,并加入氢氧化钠、氢氧化钾等碱金属氢氧化物水溶液,以再次进行脱卤化氢反应。在脱卤化氢反应中,基于上述的双酚类化合物中的羟基总当量为1当量,碱金属氢氧化物的使用量可为0.01摩尔至1摩尔,优选为0.05摩尔至0.9摩尔。另外,上述的脱卤化氢反应的操作温度范围为50℃至120℃,且其操作时间范围为0.5小时至2小时。
在完成脱卤化氢反应后,通过过滤及水洗等步骤去除盐类。此外,可利用加热减压的方式,将苯、甲苯、甲基异丁基酮等溶剂予以馏除,则可得到具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)。
具有两个环氧基的双酚类化合物(a-1-i)优选为由下述式(1-1)所示的具有两个环氧基的双酚类化合物,或由下述式(1-2)所示的具有两个环氧基的双酚类化合物为单体聚合而成的聚合物:
式(1-1)及式(1-2)中,A1至A8各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至5的烷基或苯基;B表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亚芴基或单键;及m1可表示1至10的整数,优选为表示1至2的整数。
式(1-1)表示的具有两个环氧基的双酚类化合物最优选为下述式(1-3)所示的具有两个环氧基的双酚类化合物。
式(1-3)中,A1、A2、A3、A4、A7及A8各自独立表示氢原子、卤原子、碳数为1至5的烷基或苯基。
式(1-3)所示的具有两个环氧基的双酚类化合物例如是由双酚芴型化合物(bisphenolfluorene)与卤化环氧丙烷(epihalohydrin)反应而得的具有两个环氧基的双酚芴型化合物。
双酚芴型化合物的具体例包括9,9-双(4-羟基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorene]、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)芴[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorene]或上述化合物的组合。
卤化环氧丙烷的具体例包括3-氯-1,2-环氧丙烷(epichlorohydrin)、3-溴-1,2-环氧丙烷(epibromohydrin)或上述化合物的组合。
具有环氧基的双酚芴型化合物的具体例包括(1)新日铁化学制造的商品:例如ESF-300或其类似物;(2)大阪瓦斯制造的商品:例如PG-100、EG-210或其类似物;或(3)S.M.STechnologyCo.制造的商品:例如SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG或其类似物。
具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-ii)是选自由如下化合物所组成的族群中的至少一种化合物:丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioicacid)、2-甲基丙烯酰氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基己二酸、2-甲基丙烯酰氧丁基己二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧乙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丁基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧丙基己二酸、2-甲基丙烯酰氧丙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丁基邻苯二甲酸,或2-甲基丙烯酰氧丁基氢邻苯二甲酸;由含羟基的(甲基)丙烯酸酯与二元羧酸化合物反应而得的化合物,其中二元羧酸化合物包含但不限于己二酸、丁二酸、马来酸、邻苯二甲酸;由含羟基的(甲基)丙烯酸酯与羧酸酐化合物反应而得的半酯化合物,其中含羟基的(甲基)丙烯酸酯包含但不限于2-羟基乙基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)acrylate]、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)methacrylate]、2-羟基丙基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)acrylate]、2-羟基丙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)methacrylate],4-羟基丁基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4-羟基丁基甲基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)methacrylate],或季戊四醇三甲基丙烯酸酯等。另外,此处所述的羧酸酐化合物的具体例可与下述其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)中的四羧酸二酐具体例及下述其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)中的二羧酸酐具体例相同,故不另赘述。
上述四羧酸或其酸二酐(a-2)包括含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)、除了所述含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)之外的其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2),或上述两者的组合。
含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)选自由式(2-1)表示的含有氟原子的四羧酸化合物以及由式(2-2)表示的含有氟原子的四羧酸二酐化合物所组成的族群。具体而言,由式(2-1)表示的含有氟原子的四羧酸化合物以及由式(2-2)表示的含有氟原子的四羧酸二酐化合物如下。
式(2-1)与式(2-2)中,L2为具有氟的四价芳香族基团,且优选为具有苯环。具体而言,优选为选自由式(L-1)至式(L-6)表示的基团中的其中一者。
式(L-1)至式(L-6)中,E各自独立表示氟原子或三氟甲基;及*表示与碳原子键结的位置。
具体而言,含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的具体例包括4,4'-六氟亚异丙基二邻苯二甲酸(4,4'-hexafluoroisopropylidenediphthalicacid)、1,4-二氟均苯四甲酸(1,4-difluoropyromelliticacid)、1-单氟均苯四甲酸(1-monofluoropyromelliticacid)、1,4-二(三氟甲基)均苯四甲酸(1,4-ditrifluoromethylpyromelliticacid)等含氟的芳香族四羧酸(aromatictetracarboxylicacid)、上述四羧酸的二酐化合物,或上述化合物的组合。
含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的具体例还包括3,3'-六氟亚异丙基二邻苯二甲酸(3,3'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalicacid)、5,5'-[2,2,2-三氟-1-[3-(三氟甲基)苯基]亚乙基]二邻苯二甲酸(5,5'-[2,2,2-trifluoro-1-[3-(trifluoromethyl)phenyl]ethylidene]diphthalicacid)、5,5'-[2,2,3,3,3-五氟-1-(三氟甲基)亚丙基]二邻苯二甲酸(5,5'-[2,2,3,3,3-pentafluoro-1-(trifluoromethyl)propylidene]diphthalicacid)、5,5'-氧基双[4,6,7-三氟-均苯四甲酸](5,5'-oxybis[4,6,7-trifluoro-pyromelliticacid]、3,6-双(三氟甲基)均苯四甲酸(3,6-bis(trifluoromethyl)pyromelliticacid)、4-(三氟甲基)均苯四甲酸(4-(trifluoromethyl)pyromelliticacid)、1,4-双(3,4-二羧酸三氟苯氧基)四氟苯(1,4-bis(3,4-dicarboxylicacidtrifluorophenoxy)tetrafluorobenzene)等含氟的四羧酸、上述四羧酸的二酐化合物,或上述化合物的组合。
其他四羧酸或其酸二酐(a-2-2)包括饱和直链烃四羧酸、脂环式四羧酸、芳香族四羧酸、上述四羧酸的二酐化合物,或其组合。
饱和直链烃四羧酸的具体例包括丁烷四羧酸、戊烷四羧酸、己烷四羧酸,或上述化合物的组合。饱和直链烃四羧酸亦可具有取代基。
脂环式四羧酸的具体例包括环丁烷四羧酸、环戊烷四羧酸、环已烷四羧酸,降冰片烷四羧酸,或上述化合物的组合。脂环式四羧酸亦可具有取代基。
芳香族四羧酸的具体例包括均苯四甲酸、二苯甲酮四羧酸、联苯四羧酸(Biphenyltetracarboxylicacid)、联苯醚四羧酸、二苯基砜四羧酸、1,2,3,6-四氢邻苯二甲酸,或上述化合物的组合。芳香族四羧酸亦可具有取代基。
二羧酸或其酸酐(a-3)包括含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)、除了所述含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)之外的其他二羧酸、其酸酐(a-3-2),或上述两者的组合。
含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)选自由式(3-1)表示的含有氟原子的二羧酸化合物以及由式(3-2)表示的含有氟原子的二羧酸酐化合物所组成的族群。具体而言,由式(3-1)表示的含有氟原子的二羧酸化合物以及由式(3-2)所示的含有氟原子的二羧酸酐化合物如下:
式(3-1)与式(3-2)中,X1表示碳数为1至100的含氟原子的有机基。
含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)的具体例包括3-氟邻苯二甲酸(3-fluorophthalicacid)、4-氟邻苯二甲酸(4-fluorophthalicacid)、四氟邻苯二甲酸(tetrafluorophthalicacid)、3,6-二氟邻苯二甲酸(3,6-difluorophthalicacid)、四氟琥珀酸(tetrafluorosuccinicacid)、上述二羧酸的酸酐化合物,或上述化合物的组合。
其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)的具体例包括饱和直链烃二羧酸、饱和环状烃二羧酸、不饱和二羧酸、上述二羧酸化合物的酸酐,或上述化合物的组合。
饱和直链烃二羧酸的具体例包括丁二酸、乙酰基丁二酸、己二酸、壬二酸、柠苹酸(Citramalicacid)、丙二酸、戊二酸、柠檬酸、酒石酸、氧代戊二酸、庚二酸、癸二酸、辛二酸、二甘醇酸(diglycolicacid),或上述化合物的组合。饱和直链烃二羧酸中的烃基亦可被取代。
饱和环状烃二羧酸的具体例包括六氢邻苯二甲酸、环丁烷二羧酸、环戊烷二羧酸、降冰片烷二羧酸、六氢偏苯三酸(hexahydrotrimelliticacid),或上述化合物的组合。饱和环状烃二羧酸亦可为饱和烃经取代的脂环式二羧酸。
不饱和二羧酸的具体例包括马来酸、衣康酸、邻苯二甲酸、四氢邻苯二甲酸、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸(methylendo-methylenetetrahydrophthalicacid)、氯茵酸(chlorendicacid)、偏苯三酸,或上述化合物的组合。
其他二羧酸或其酸酐(a-3-2)的具体例包括三甲氧基硅烷基丙基丁二酸酐、三乙氧基硅烷基丙基丁二酸酐、甲基二甲氧基硅烷基丙基丁二酸酐、甲基二乙氧基硅烷基丙基丁二酸酐、三甲氧基硅烷基丁基丁二酸酐、三乙氧基硅烷基丁基丁二酸酐、甲基二乙氧基硅烷基丁基丁二酸酐、对(三甲氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、对(三乙氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、对(甲基二甲氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、对(甲基二乙氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、间(三甲氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、间(三乙氧基硅烷基)苯基丁二酸酐、间(甲基二乙氧基硅烷基)苯基丁二酸酐等二羧酸酐,或上述二羧酸酐的二羧酸化合物,或上述化合物的组合。
二羧酸化合物优选为丁二酸、衣康酸、四氢邻苯二甲酸、六氢偏苯三酸、邻苯二甲酸、偏苯三酸或上述化合物的组合,更优选为丁二酸、衣康酸、四氢邻苯二甲酸或上述化合物的组合。
二羧酸酐优选为丁二酸酐、衣康酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢偏苯三酸酐、邻苯二甲酸酐、偏苯三酸酐或上述化合物的组合。
碱可溶性树脂(A-1)的合成方法并无特别限制,只要将含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)、四羧酸二酐或其四羧酸(a-2)以及二羧酸酐或其二羧酸(a-3)反应即可获得。
在制备上述的碱可溶性树脂(A-1)时,为加速反应,通常会于反应溶液中添加碱性化合物作为反应催化剂。上述的反应催化剂的具体例包括三苯基膦(triphenylphosphine)、三苯基锑(triphenylstibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基铵(tetramethylammoniumchloride)、氯化苄基三乙基铵(benzyltriethylammoniumchloride)或上述反应催化剂的组合。上述的反应催化剂可单独或组合多种来使用。
此外,为了控制聚合度,通常还会于反应溶液中添加阻聚剂(inhibitor)。上述的阻聚剂的具体例包括甲氧基酚(methoxyphenol)、甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌(hydroquinone)、2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-di-tert-butyl-p-cresol)、吩噻嗪(phenothiazine)或其类似物。上述的阻聚剂可单独或组合多种来使用。
在制备上述碱可溶性树脂(A-1)时,必要时可使用聚合反应溶剂。上述的聚合反应溶剂的具体例包括:乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己醇、乙二醇或其类似物的醇类化合物;甲乙酮、环己酮或其类似物的酮类化合物;甲苯、二甲苯或其类似物的芳香族烃类化合物;乙二醇乙醚、乙二醇丁醚(butylcellosolve)或其类似物的溶纤剂(cellosolve)类化合物;卡必醇(二乙二醇乙醚)、丁基卡必醇(二乙二醇丁醚)或其类似物的卡必醇类化合物;丙二醇单甲醚或其类似物的丙二醇烷基醚类化合物;二丙二醇单甲醚(di(propyleneglycol)methylether)或其类似物的多丙二醇烷基醚(poly(propyleneglycol)alkylether)类化合物;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethyleneglycolmonoethyletheracetate)、丙二醇甲醚醋酸酯(propyleneglycolmethyletheracetate)、丙二醇单甲醚醋酸酯(propyleneglycolmethylmonoetheracetate)或其类似物的醋酸酯类化合物;乳酸乙酯(ethyllactate)、乳酸丁酯(butyllactate)或其类似物的乳酸烷酯(alkyllactate)类化合物;或二烷基二醇醚类;或2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯(EEP)、乙氧基乙酸乙酯等其他酯类。上述的聚合反应溶剂可单独使用或组合多种来使用。另外,上述碱可溶性树脂(A-1)的酸值为50mgKOH/g至200mgKOH/g,优选为60mgKOH/g至180mgKOH/g。
此外,其合成方法例如可采用如日本专利特开平9-325494号公报所公开的合成方法,即在反应温度为90℃至140℃下使二醇化合物与四羧酸二酐反应的公知的方法。此外,在反应温度为90℃至130℃下使第一混合物均匀地溶解并使其进行反应,接着在反应温度为40℃至80℃下进行反应以及熟成(aging)。
由第一混合物反应而获得的碱可溶性树脂(A-1)为一种含有氟原子的碱可溶性树脂,且优选为含有具有氟的芳香族结构的碱可溶性树脂。
另一方面,在形成碱可溶性树脂(A-1)的第一混合物的各个成分中,四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)中,至少一者含有氟原子,且优选为四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)皆含有氟原子。当四羧酸或其酸二酐(a-2)或者二羧酸或其酸酐(a-3)不含有氟原子时,感光性树脂组合物的解析度不佳。具体而言,当四羧酸或其酸二酐(a-2)及二羧酸或其酸酐(a-3)皆含有氟原子时,四羧酸或其酸二酐(a-2)包括含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1),且二羧酸或其酸酐(a-3)包括含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)。
由于氟原子可有效提高碱可溶性树脂(A)的耐碱性,因此感光性树脂组合物的耐显影性更佳。此外,由于感光性树脂组合物的耐显影性,因此较精细的图案可在显影时保留在基板上,而提高感光性树脂组合物的解析度。
此外,含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)的摩尔数、含有氟原子的四羧酸或其酸二酐(a-2-1)的摩尔数以及含有氟原子的二羧酸或其酸酐(a-3-1)的摩尔数可满足关系式[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)=0.4至1.6时,可进一步改善感光性树脂组合物的解析度。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述第一碱可溶性树脂(A-1)的使用量为20至100重量份;优选为25至90重量份;更优选为30至80重量份。当不使用含有第一碱可溶性树脂(A-1)时,则感光性树脂组合物的解析度及锥度角不佳。
本发明的碱可溶性树脂可选择性地包括第二碱可溶性树脂(A-2)及其他碱可溶性树脂(A-3)。
上述第二碱可溶性树脂(A-2)包括具有式(4)所示的衍生单元:
式(4)中,R2及R3各自独立为氢原子、碳数为1至5的直链或支链烷基、苯基或卤素原子。
第二碱可溶性树脂(A-2)是由具有式(4)所示的化合物与其他可共聚合反应的化合物反应而得。具有式(4)所示的化合物可为下述式(5)所示的含两个环氧基的双酚芴型化合物或式(6)所示的含两个羟基的双酚芴型化合物。
式(5)中,R4与式(4)的R2相同;R5与式(4)的R3相同。
式(6)中,R6与式(4)的R2相同;R7与式(4)的R3相同;R8及R9各自独立表示碳数为1至20的伸烷基或伸脂环基;p及q各自独立表示1至4的整数。
其他可共聚合反应的化合物的具体例包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸等不饱和一元羧酸类;马来酸、衣康酸、丁二酸、邻苯二甲酸、四氢苯二甲酸、六氢苯二甲酸、甲基四氢苯二甲酸、甲基六氢苯二甲酸、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸(methylendo-methylenetetrahydrophthalicacid)、氯茵酸(chlorendicacid)、戊二酸等二元羧酸类及其酸酐;偏苯三酸(trimelliticacid)等三元羧酸类及其酸酐;以及均苯四甲酸(pyromelliticacid)、二苯甲酮四羧酸(benzophenonetetracarboxylicacid)、联苯四羧酸(biphenyltetracarboxylicacid)、联苯醚四羧酸(biphenylethertetracarboxylicacid)等四元羧酸类及其酸酐或上述化合物的组合。
第二碱可溶性树脂(A-2)优选为新日铁化学制造的V259ME、V301ME等产品。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述第二碱可溶性树脂(A-2)的使用量为0至80重量份;优选为10至75重量份;更优选为20至70重量份。
上述其他碱可溶性树脂(A-3)为第一碱可溶性树脂(A-1)与第二碱可溶性树脂(A-2)以外的树脂。其他碱可溶性树脂(A-3)例如为具有羧酸基或羟基的树脂,但不限于具有羧酸基或羟基的树脂。其他碱可溶性树脂(A-3)的具体例包括丙烯酸系树脂、胺基甲酸酯(urethane)系树脂、酚醛清漆(novolac)树脂等树脂。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述其他碱可溶性树脂(A-3)的使用量为0至30重量份;优选为0至20重量份;更优选为0至10重量份。
本发明的感光性树脂组合物包含具有乙烯性不饱和基的化合物(B)。
本发明的上述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)可选自具有1个乙烯性不饱和基的化合物或具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和基的化合物。
上述的具有1个乙烯性不饱和基的化合物的具体例包括(甲基)丙烯酰胺((meth)acrylamide)、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸异冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、叔辛基(甲基)丙烯酰胺、二丙酮(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯(tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate)、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己内酰胺、氮-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二酯、聚单(甲基)丙烯酸丙二酯、(甲基)丙烯酸冰片酯等。上述的具有1个乙烯性不饱和基的化合物可单独使用或组合多种来使用。
上述的具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和基的化合物的具体例包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧乙烷(ethyleneoxide,EO)改性的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷(propyleneoxide,PO)改性的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(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、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯(di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate)、经环氧乙烷改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改性的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改性的甘油三(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改性的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯或其类似物,或上述化合物的组合。上述具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和基的化合物可单独使用或组合多种来使用。
上述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的具体例包括:三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧乙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改性的三丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、己内酯改性的二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改性的甘油三丙烯酸酯或其类似物,或上述化合物的组合。
具有乙烯性不饱和基的化合物(B)优选为三丙烯酸三羟甲基丙酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或上述化合物的组合。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为20至180重量份;优选为25至160重量份;更优选为30至140重量份。
本发明的光起始剂(C)包含式(7)所示的α-酮肟酯化合物(C-1):
R10表示具有1至5个甲基的甲基苯基基团,其具体例为
R11表示碳数为1至10的烷基、苯甲酰基或碳数为3至6的环烷基,优选地,上述的烷基可例如甲基;
R12表示甲基、乙基、丙基或苯甲酰基,其中优选为乙基;
R13表示-H、
其中,a代表甲基或乙基;及b代表-H或甲基。
在本发明的优选具体实施例中,上述式(7)所示的α-酮肟酯化合物(C-1)包括具有如下式(7-1)至式(7-12)所示的结构:
在本发明的一具体例中,式(7)所示的α-酮肟酯化合物(C-1)是通过下述反应而得到的:首先,将咔唑化合物、酰氯化合物(acylchloride)及n-甲基苯酰氯(n-methylphenylacylchloride)在氯化铝的存在下依序放入反应器中,该反应可以得到酰基化合物,该酰基化合物在碱催化剂的催化下与亚硝酸异戊酯(isoamylnitrite)反应而得到α-酮肟化合物;接着,该α-酮肟化合物与酰氯化合物在三乙胺(triethylamine)催化剂的催化下反应而得到上述式(7)所示的α-酮肟酯化合物。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述式(7)所示结构的α-酮肟酯化合物(C-1)的使用量为10至70重量份;优选为12至65重量份;更优选为15至60重量份。当不使用该式(7)所示的α-酮肟酯化合物(C-1),则感光性树脂组合物的解析度及锥度角不佳。
在本发明的一优选具体例中,本发明的光起始剂(C)另包含光起始剂(C-2),在本发明的一实施例中,其可包含但不限于O-酰基肟系化合物、三氮杂苯系化合物、苯乙烷酮类化合物、二咪唑类化合物、二苯甲酮类化合物、α-二酮类化合物、酮醇类化合物、酮醇醚类化合物、酰膦氧化物类化合物、醌类化合物、含卤素类化合物、过氧化物等,以下分别予以阐述。
上述的O-酰基肟系化合物的具体例为:1-[4-(苯基硫代)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)、1-(4-(苯基硫代)苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-氧-苯甲酸酯(例如CibaSpecialtyChemicals制的OXE-01)、1-[4-(苯酰基)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9氢-咔唑-3-基]-1-(氧-乙酰肟)(例如CibaSpecialtyChemicals制的OXE-02)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-苯酰基-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)等。
上述的O-酰基肟系化合物优选为1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)[OXE01]、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)[OXE02]、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃甲氧基苯酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-{2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯酰基}-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰基肟)等。上述的O-酰基肟系化合物可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。倘若完全不使用O-酰基肟系化合物时,则所得的感光树脂组合物会有显影后密着性不佳的缺点。
上述的三氮杂苯系化合物可包括但不限于乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物、2-(萘并-1-基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物及4-(对-胺基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物等。
上述的乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例为:2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯、2,4-双(三氯甲基)-3-(1-对-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮杂苯、2-三氯甲基-3-胺基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等。
上述的2-(萘并-1-基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例为:2-(萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘并-1-基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(5-甲氧基-萘并-1基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯等。
上述的4-(对-胺基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例为:4-[对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-甲基-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-甲基-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(苯基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N-(对-甲氧基苯基)羰基胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氯-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氟-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氯-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氟-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-溴-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氯-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氟-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-溴-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氯-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氟-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、2,4-双(三氯甲基)-6-[3-溴-4-[N,N-双(乙氧基羰基甲基)胺基]苯基]-1,3,5-三氮杂苯等。
上述的三氮杂苯系化合物优选为4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等。上述的三氮杂苯系化合物可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
上述的苯乙烷酮类化合物的具体例为:对二甲胺苯乙烷酮、α,α'-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2'-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、对-甲氧基苯乙烷酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。优选上述的苯乙烷酮类化合物为2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。上述的苯乙烷酮类化合物可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
上述的二咪唑类化合物的具体例为:2,2'-双(邻-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(邻-氟苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(邻-甲基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(邻-甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(邻-乙基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(对-甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(2,2',4,4'-四甲氧基苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑等。优选上述的二咪唑类化合物为2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑。上述的二咪唑类化合物可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
上述的二苯甲酮类化合物的具体例为:噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-砜、二苯甲酮、4,4'-双(二甲胺)二苯甲酮、4,4'-双(二乙胺)二苯甲酮等。优选上述的二苯甲酮类化合物为4,4'-双(二乙胺)二苯甲酮。上述的二苯甲酮类化合物可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
上述的α-二酮类化合物的具体例为:苯偶酰、乙酰基等。上述的酮醇类化合物的具体例为:二苯乙醇酮。上述的酮醇醚类化合物的具体例为:二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚、二苯乙醇酮异丙醚等。上述的酰膦氧化物类化合物的具体例为:2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物、双-(2,6-二甲氧基苯酰)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物等。上述的醌类化合物的具体例为:蒽醌、1,4-萘醌等。上述的含卤素类化合物的具体例为:苯酰甲基氯、三溴甲基苯砜、三(三氯甲基)-s-三氮杂苯等。上述的过氧化物的具体例为:二-叔丁基过氧化物等。上述的α-二酮类化合物、酮醇类化合物、酮醇醚类化合物、酰膦氧化物类化合物、醌类化合物、含卤素类化合物、过氧化物等可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述光起始剂(C)的使用量为10至80重量份;优选为12至75重量份;更优选为15至70重量份。
本发明适合的溶剂(D)优选为可以溶解碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、黑色颜料(E)及热起始剂(F),且不与上述成分相互反应,并具有适当挥发性的溶剂。
上述的溶剂(D)的具体例如:乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚等烷基二醇单烷醚类化合物;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯或丙二醇甲醚醋酸酯或丙二醇乙醚醋酸酯等烷基二醇单烷醚醋酸酯类化合物;二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚、二乙二醇二乙醚或四氢呋喃等其他醚类化合物;甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮或二丙酮醇等酮类化合物;乳酸甲酯或乳酸乙酯等乳酸烷酯类化合物;2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、羟基醋酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正戊酯、醋酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰醋酸甲酯、乙酰醋酸乙酯或2-氧基丁酸乙酯等其他酯类化合物;甲苯或二甲苯等芳香族烃类化合物;N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺或N,N-二甲基乙酰胺等羧酸胺类化合物;或上述的任意组合。上述的溶剂(D)一般可单独一种或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述溶剂(D)的使用量为1000至8000重量份;优选为1200至7000重量份;更优选为1500至6000重量份。
适用于本发明的黑色颜料(E)优选为具有耐热性、耐光性以及耐溶剂性的黑色颜料。
上述的黑色颜料(E)的具体例如:二萘嵌苯黑(peryleneblack)、花青黑(cyanineblack)、苯胺黑(anilineblack)等黑色有机颜料;由红、蓝、绿、紫、黄色、花青(cyanine)、洋红(magenta)等颜料中,选择两种或两种以上的颜料进行混合,使其成近黑色化的混色有机颜料;碳黑(carbonblack)、氧化铬、氧化铁、钛黑(titaniumblack)、石墨等遮光材,其中上述的碳黑可包含但不限于C.I.pigmentblack7等,上述的碳黑的具体例如三菱化学所制造的市售品(MA100、MA230、MA8、#970、#1000、#2350、#2650)。上述的黑色颜料(F)一般可单独一种或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述黑色颜料(F)的使用量为140重量份至1200重量份;优选为170至1100重量份;更优选为200至1000重量份。
本发明的热起始剂(F)并无特别限制,在本发明的一实施例中,其可包含但不限于偶氮化合物、有机过氧化物及过氧化氢化合物等。
上述的偶氮化合物的具体例为:2,2'-偶氮二异丁腈[2,2'-azobis(isobutyronitrile)]、2,2'-偶氮二-2-甲基丁腈(2,2'-azobis-2-methylbutyronitrile)、1,1'-偶氮二(环己烷-2-甲腈)[1,1'-azobis(cyclohexane-1-carbonitrile)]、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)[2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺{1-[(1-cyano-1-methylethyl)azo]formamide}、2,2'-偶氮二{2-甲基-氮-[1,1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺{2,2-azobis{2-methyl-N-[1,1-bis(hydroxymethyl)-2-hydroxyethyl]propionamide}、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]{2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-methylpropionamide]、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-乙基丙酰胺]{2,2'-azobis[N-(2-propenyl)-2-ethylpropionamide]、2,2'-偶氮二(氮-丁基-2-甲基丙酰胺){2,2'-azobis(N-butyl-2-methylpropionamide)}、2,2'-偶氮二(氮-环己基-2-甲基丙酰胺)[2,2'-azobis(N-cyclohexyl-2-methylpropionamide)]、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酰胺)[2,2'-azobis(dimethyl-2-methylpropionamide)]、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酸酯)[2,2'-azobis(dimethyl-2-methylpropionate)]或2,2'-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烯)[2,2'-azobis(2,4,4-trimethylpentene)]等。
上述的有机过氧化物的具体例为:过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丁酰(diisobutyrylperoxide)、过氧化新癸酸异丙苯酯(cumylperoxyneodecanoate)、过氧化二碳酸二丙酯(di-n-propylperoxydicarbonate)、过氧化二碳酸二异丙酯(diisopropylperoxydicarbonate)、过氧化二碳酸二第二丁酯(di-sec-butylperoxydicarbonate)、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯(1,1,3,3-tetramethylbutylperoxyneodecanoate)、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯[di(4-t-butylcyclohexyl)peroxydicarbonate]、1-环己基-1-甲基乙基过氧化二碳酸酯(1-cyclohexyl-1-methylethylperoxyneodecanoate)、双(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯[di(2-ethoxy-ethyl)peroxydicarbonate]、双(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯[di(2-ethylhexyl)peroxydicarbonate]、过氧化新癸酸叔己酯(t-hexylperoxyneodecanoate)、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯(dimethoxybutylperoxydicarbonate)、叔丁基过氧化新癸酸酯(t-butylperoxyneodecanoate)、叔己基过氧化新戊酸酯(t-hexylperoxypivalate)、叔丁基过氧化新戊酸酯(t-butylperoxypivalate)、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)[di(3,5,5-trimethylhexanoyl)peroxide]、过氧化二辛酰(di-n-octanoylperoxide)、过氧化二月桂酰(dilauroylperoxide)、过氧化二硬脂酸(distearoylperoxide)、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯(1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2-ethylhexanoate)、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酸过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(2-ethylhexanoylperoxy)hexane]、2-乙基过氧化己酸叔己酯(t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate)、过氧化二(4-甲基苯甲酰)[di(4-methylbenzoyl)peroxide]、2-乙基过氧化己酸叔丁酯(t-butylperoxy-2-ethylhexanoate)、过氧化二苯甲酰(dibenzoylperoxide)、过氧化异丁酸叔丁酯(t-butylperoxyisobutyrate)、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷(1,1-di(t-butylperoxy)-2-methylcyclohexane)、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷[1,1-di(t-hexylperoxy)-3,3,5–trimethylcyclohexane]、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷[1,1-di(t-hexylperoxy)cyclohexane]、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷[1,1-di(t-butylperoxy)cyclohexane]、2,2-二[4,4-二(叔丁基过氧化)环己基]丙烷{2,2-di[4,4-di(t-butylperoxy)cyclohexyl]propane}、叔己基过氧化异丙基碳酸酯(t-hexylperoxyisopropylmonocarbonate)、叔丁基过氧化马来酸酯(t-butylperoxymaleate)、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯(t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate)、叔丁基过氧化月桂酸酯(t-butylperoxylaurate)、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di-(3-methylbenzoylperoxy)hexane]、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯(t-butylperoxyisopropylmonocarbonate)、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯(t-butylperoxy-2-ethylhexylmonocarbonate)、叔己基过氧化苯甲酸酯(t-hexylperoxybenzoate)、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(benzoylperoxy)hexane]、叔丁基过氧化醋酸酯(t-butylperoxyacetate)、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷[2,2-di(t-butylperoxy)butane]、叔丁基过氧化苯甲酸酯(t-butylperoxybenzoate)、丁基-4,4-二(叔丁基过氧化戊酸酯[n-butyl-4,4-di(t-butylperoxy)valerate]、二(2-叔丁基过氧化异丙基)苯[di(2-t-butylperoxyisopropyl)benzene]、过氧化异丙苯(dicumylperoxide)、二叔己基过氧化物(di-t-hexylperoxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷[2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexane]、二叔丁基过氧化物(di-t-butylperoxide)、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔[2,5-dimethyl-2,5-di(t-butylperoxy)hexyne-3]、叔丁基三甲基过氧化硅烷(t-butyltrimethylsilylperoxide)、以及二(3-甲基苯甲酰基)过氧化物[di(3-methylbenzoyl)peroxide]与苯甲酰基(3-甲基丙甲酰基)过氧化物[benzoyl(3-methylbenzoyl)peroxide]同二苯甲酰基过氧化物(dibenzoylperoxide)的混合物等。
上述的过氧化氢化合物的具体例为:萜烷过氧化氢(p-menthanehydroperoxide)、二异丙基苯过氧化氢[diisopropylbenzenehydroperoxide]、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢(1,1,3,3-tetramethylbutylhydroperoxide)、异丙苯过氧化氢(cumenehydroperoxide)、叔丁基过氧化氢(t-butylhydroperoxide)等。
上述的热起始剂(F)优选为2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、过氧化二异丁酰、过氧化二苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、异丙苯过氧化氢、过氧化新癸酸异丙苯酯等。上述的热起始剂(F)可单独一种或混合多种使用,视实际需要而定。
在本发明的一具体例中,基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,上述热起始剂(F)的使用量为4重量份至40重量份;优选为5至35重量份;更优选为6至30重量份。若使用热起始剂(F),则可进一步改善感光树脂组合物的解析度。
在不影响本发明功效的前提下,本发明的感光性树脂组合物更可选择性进一步添加添加剂(G),其包含但不限于表面活性剂、填充剂、密着促进剂、架桥剂、抗氧化剂、防凝集剂,或碱可溶性树脂(A)以外的其他能增加各种性质(如机械性质)的聚合物等。
上述的表面活性剂可选自于由阳离子系、阴离子系、非离子系、两性、聚硅氧烷系、氟素系界面活性剂或上述的任意组合所组成的一族群。进一步而言,上述的表面活性剂可包含但不限于聚乙氧基十二烷基醚、聚乙氧基硬酯酰醚或聚乙氧基油醚等聚乙氧基烷基醚类;聚乙氧基辛基苯基醚或聚乙氧基壬基苯基醚等聚乙氧基烷基苯基醚类;聚乙二醇二月桂酸酯或聚乙二醇二硬酸酯等聚乙二醇二酯类;山梨糖醇酐脂肪酸酯类;脂肪酸改性的聚酯类;以及三级胺改性的聚胺基甲酸酯类。上述的表面活性剂可单独一种或混合多种使用。
适合的表面活性剂的具体例如:KP(信越化学工业制)、SF-8427(道康宁东丽聚硅氧股份有限公司制)、Polyflow(共荣社油脂化学工业制)、F-Top(TochemProductCo.,Ltd.制)、Megafac(大日本INK化学工业制)、Fluorade(住友3M制)、AsahiGuard、Surflon(旭硝子制)或SINOPOLE8008(中日合成化学制)等。
适合的填充剂的具体例如:玻璃或铝等。
适合的密着促进剂的具体例如:乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(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-环氧丙醇丙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙醇丙基甲基二乙氧基硅烷、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-甲基丙酰氧基丙基三甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷等。
适合的抗氧化剂的具体例如:2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或2,6-二-叔丁基苯酚等。
适合的防凝集剂的具体例如:聚丙烯酸钠等。
适合的架桥剂的具体例如:日本环氧树脂公司制造的1031S、157S-70等环氧系化合物或树脂等。
基于上述的碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,添加剂(G)中的填充剂、密着促进剂、抗氧化剂、防凝集剂或碱可溶性树脂(A)以外的聚合物的含量为10重量份以下,优选为6重量份以下。
基于上述的碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,添加剂(G)中的表面活性剂的含量为6重量份以下,优选为4重量份以下。
基于上述的碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,添加剂中的架桥剂的含量为100重量份以下,优选为80重量份以下。
本发明的感光性树脂组合物一般是将上述的碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、黑色颜料(E)以及热起始剂(F)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时亦可添加表面活性剂、填充剂、密着促进剂、架桥剂、抗氧化剂、防凝集剂等添加剂(G),予以均匀混合后,便可调制得到呈溶液状态的感光性树脂组合物。
其次,本发明的感光性树脂组合物的制备方法并没有特别的限定,例如,可将黑色颜料(E)直接加入感光性树脂组合物中分散而成,或者是事先将一部分的黑色颜料(E)分散于一部分的含有碱可溶性树脂(A)及溶剂(D)的媒介中,形成颜料分散液后,再混合具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、热起始剂(F)、碱可溶性树脂(A)及溶剂(D)的其余部份而制得。上述黑色颜料(E)的分散步骤则可通过例如珠磨机(beadsmill)或辊磨机(rollmill)等混合器混合上述成份而进行。
本发明亦提供一种黑色矩阵,其是由上述的感光树脂组合物所形成。
该黑色矩阵是对如上所述的感光树脂组合物依序施予预烤、曝光、显影及后烤处理而制得,其中,膜厚为1μm时,此黑色矩阵的光学密度范围为3.0以上。优选地,膜厚为1μm时,此黑色矩阵的光学密度范围为3.2至5.5;更优选地,膜厚为1μm时,此黑色矩阵的光学密度范围为3.5至5.5。
本发明的黑色矩阵可以通过旋转涂布或流延涂布等涂布方法,将上述的感光性树脂组合物涂布在基板上,并以减压干燥及预烤处理将其中的溶剂去除,进而在基板上形成预烤涂膜;其中,上述减压干燥及预烤的条件,依各成分的种类、配合比例而异,通常,减压干燥是在小于200mmHg的压力下进行1秒至20秒,而预烤处理则是在70℃至110℃温度下进行1分钟至15分钟;预烤后,将上述涂膜于指定的光罩下曝光,然后于23±2℃的温度下浸渍于显影剂中,历时15秒至5分钟,以将不要的部分除去而形成特定的图案;曝光所使用的光线,优选为g线、h线或i线等紫外线,而紫外线照射装置可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。
上述适用的显影剂的具体例如: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、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲胺、氢氧化四乙胺、胆碱、吡咯、哌啶或1,8-二氮杂二环-〔5,4,0〕-7-十一烯等碱性化合物等。显影液的浓度一般为0.001重量百分比(wt%)至10wt%,优选为0.005wt%至5wt%,更优选为0.01wt%至1wt%。
使用这些显影剂时,一般是在显影后以水洗净,再以压缩空气或压缩氮气将图案风干后,再以热板或烘箱等加热装置进行后烤处理。后烤温度通常为150至250℃,其中,使用热板的加热时间为5分钟至60分钟,使用烘箱的加热时间为15分钟至150分钟。经过以上的处理步骤后即可于基板上形成黑色矩阵。
上述基材的具体例如:用于液晶显示装置等的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及于这些玻璃上附着透明导电膜的玻璃;或用于固体摄影装置等的光电变换装置基板(如:硅基板)等。
本发明又提供一种彩色滤光片,其包含上述的黑色矩阵。
本发明的彩色滤光片的形成方法可通过回转涂布、流延涂布或辊式涂布等涂布方式,将上述混合成溶液状态的彩色滤光片用感光性组合物涂布在基板上,其中,此基板已预先利用上述的感光树脂组合物形成隔离各像素着色层的黑色矩阵;涂布后,先以减压干燥的方式,去除大部分的溶剂,再以预烤(pre-bake)方式将溶剂去除而形成预烤涂膜;其中,减压干燥及预烤的条件,依各成分的种类,配合比例而异,通常,减压干燥是在0mmHg至200mmHg的压力下进行1秒钟至60秒钟,而预烤是在70℃至110℃温度下进行1分钟至15分钟;预烤后,该预烤涂膜置于所指定的光罩(mask)间曝光,于23±2℃温度下浸渍于上述的显影液中15秒至5分钟进行显影,除去不要的部分而形成图案。曝光使用的光线,优选为g线、h线、i线等紫外线,而紫外线装置可为(超)高压水银灯及金属卤素灯。
经上述显像后,以水洗净,并以压缩空气或压缩氮气将图案风干后,再以热板或烘箱等加热装置进行后烤处理,后烤处理的条件悉如前述,此处不赘述。
各色(主要包括红、绿、蓝三色)重复上述步骤,便可制得彩色滤光片的像素层;其次,在像素层上以220℃至250℃温度的真空环境下,形成氧化铟锡(ITO)蒸镀膜,必要时,对ITO镀膜施行蚀刻暨布线之后,再涂布用作液晶配向膜的聚酰亚胺,进而烧成,即可将其作为液晶显示元件用的彩色滤光片。
本发明再提供一种液晶显示元件,其包含上述的彩色滤光片。
本发明的液晶显示元件,是采用上述彩色滤光片的制造方法所形成的彩色滤光片基板,与设置有薄膜晶体管(thinfilmtransistor;TFT)的驱动基板,并在上述两片基板间介入间隙(盒间隔,cellgap)作对向配置,上述两片基板的周围部位用封止剂贴合,在基板表面以及封止剂所区分出的间隙内充填注入液晶,封住注入孔而构成液晶盒(cell);然后,在液晶盒的外表面,亦即构成液晶盒的各个基板的其他侧面上,贴合偏光板后,而制得液晶显示元件。
至于上述使用的液晶,亦即液晶化合物或液晶组合物,此处并未特别限定,可使用任何一种液晶化合物及液晶组合物。
再者,上述使用的液晶配向膜,是用于限制液晶分子的配向,此处并未特别限定,无机物或有机物任一者均可。至于形成液晶配向膜的技术为本发明所属技术领域的技术人员所熟知,且不是本发明的重点,故不另赘述。
现以下列实施例对本发明予以详细说明,但并不意谓本发明仅局限于这些实施例所揭示的内容。
含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1)的制备例
制备例1:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-1)的制造方法
将100重量份的芴环氧化合物(型号ESF-300,新日铁化学制造;环氧当量231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及130重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续式添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,并且反应过程的温度维持在100℃至110℃,反应15小时后,即可获得固成分浓度为50重量%的淡黄色透明混合液;接着,使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,即可得到固体成分含量为99.9重量%的制备例1的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-1)。
制备例2:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-2)的制造方法
将100重量份的芴环氧化合物(型号PG-100,大阪瓦斯制造;环氧当量259)、35重量份的甲基丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及135重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,并且反应过程的温度维持在100℃至110℃下,反应15小时后,即可获得固体成分含量为50重量%的淡黄色透明混合液;使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,即可得到固体成分含量为99.9重量%的制备例2的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-2)。
制备例3:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-3)的制造方法
将100重量份的芴环氧化合物(型号ESF-300,新日铁化学制造;环氧当量231)、100重量份的2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及200重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,且反应过程的温度维持在100℃至110℃下,反应15小时后,即可获得固体成分含量为50重量%的淡黄色透明混合液;使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,可得固体成分含量为99.9重量%的制备例3的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-3)。
制备例4:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-4)的制造方法
首先,在装有机械搅拌、温度计及回流冷凝管的1000毫升的三口烧瓶中,加入0.3摩尔的双(4-羟基苯基)砜、9摩尔的3-氯-1,2-环氧丙烷以及0.003摩尔的四甲基氯化铵;接着,一边搅拌一边加热至105℃,并在105℃下反应9小时;然后,减压蒸馏出未反应的3-氯-1,2-环氧丙烷;之后,将反应系统降至室温,并在搅拌的情况下加入9摩尔苯和0.5摩尔氢氧化钠(溶于水中形成的30重量%水溶液);然后,升温至60℃并维持3小时;接着,反复以水洗涤反应溶液,直至无氯离子为止(用硝酸银检验);以减压蒸馏方式除去溶剂苯,然后在75℃下干燥24小时,得到双(4-羟基苯基)砜的环氧化合物。
将100重量份的双(4-羟基苯基)砜的环氧化合物(环氧当量181)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及130重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,且反应过程的温度维持在100℃至110℃,反应15小时后,即可获得固体成分含量为50重量%的淡黄色透明混合液;使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,即可得到固体成分含量为99.9重量%的制备例4的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-4)。
制备例5:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-5)的制造方法
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的1000毫升三口烧瓶中加入0.3摩尔的双(4-羟基苯基)六氟丙烷、9摩尔的3-氯-1,2-环氧丙烷和0.003摩尔的四甲基氯化铵;接着,一边搅拌一边加热至105℃,并在105℃下反应9小时;接着,减压蒸馏出未反应的3-氯-1,2-环氧丙烷;之后,将反应系统降至室温,并在搅拌的情况下加入9摩尔苯和0.5摩尔氢氧化钠(溶于水中形成的30重量%水溶液);然后,升温至60℃并维持3小时;接着,反复以水洗涤反应溶液,直至无氯离子为止(用硝酸银检验);以减压蒸馏方式除去溶剂苯,然后在75℃下干燥24小时,得到双(4-羟基苯基)六氟丙烷的环氧化合物。
将100重量份的双(4-羟基苯基)六氟丙烷的环氧化合物(环氧当量224)、35重量份的甲基丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及135重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,且反应过程的温度维持在100℃至110℃,反应15小时后,即可获得固体成分含量为50重量%的淡黄色透明混合液;使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,即可得固体成分含量为99.9重量%的制备例5的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-5)。
制备例6:含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-6)的制造方法
在装有机械搅拌、温度计和回流冷凝管的1000毫升三口烧瓶中加入0.3摩尔的双(4-羟基苯基)二甲基硅烷、9摩尔的3-氯-1,2-环氧丙烷以及0.003摩尔的四甲基氯化铵;接着,一边搅拌一边加热至105℃,并在105℃下反应9小时;接着,减压蒸馏出未反应的3-氯-1,2-环氧丙烷;之后,将反应系统降至室温,并在搅拌的情况下加入9摩尔苯和0.5摩尔氢氧化钠(溶于水中形成的30重量%水溶液);然后,升温至60℃并维持3小时;接着,反复以水洗涤反应溶液,直至无氯离子为止(用硝酸银检验);以减压蒸馏的方式除去溶剂苯,然后在75℃下干燥24小时,得到双(4-羟基苯基)二甲基硅烷的环氧化合物。
将100重量份的双(4-羟基苯基)二甲基硅烷的环氧化合物(环氧当量278)、100重量份的2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二叔丁基对甲酚以及200重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯以连续添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中;加料速度控制在25重量份/分钟,并且反应过程的温度维持在100℃至110℃下,反应15小时,即可获得固体成分含量为50重量%的淡黄色透明混合液;使上述淡黄色透明混合液经萃取、过滤及加热烘干的步骤,即可得固体成分含量为99.9重量%的制备例6的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-6)。
第一碱可溶性树脂(A-1)的合成例
合成例1:
将1.0摩尔的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-1)、0.1摩尔的4,4'-六氟亚异丙基二邻苯二甲酸二酐(a-2-1-a)、0.2摩尔的均苯四甲酸二酐(a-2-2-c)、0.4摩尔的马来酸(a-3-2-a)、1.0摩尔的四氢邻苯二甲酸酐(a-3-2-b)、1.9克的氯化苄基三乙基铵、0.6克的2,6-二叔丁基对甲酚以及750克的丙二醇单甲醚醋酸酯以同时添加方式加入至500毫升的四口烧瓶中,以形成反应溶液;在此,“同时添加”是指于相同反应时间添加四羧酸或其酸二酐(a-2)与二羧酸或其酸酐(a-3);接着,将上述反应溶液加热至110℃,并且反应2小时,即可得到酸值为129毫克KOH/克,且数量平均分子量为2368的合成例1的第一碱可溶性树脂(以下称为第一碱可溶性树脂A-1-1)。
合成例2:
将1.0摩尔的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-2)、2.0克的氯化苄基三乙基铵、0.7克的2,6-二叔丁基对甲酚以及700克的丙二醇甲醚醋酸酯加入至500毫升的四口烧瓶中,以形成反应溶液;接着,添加0.2摩尔的1,4-二氟均苯四甲酸二酐(a-2-1-b)、0.2摩尔的二苯甲酮四羧酸二酐(a-2-2-b),并在90℃下反应2小时;然后,添加1.2摩尔的四氢邻苯二甲酸酐(a-3-2-b),并在90℃下反应4小时;在此,“分段添加”是指于不同的反应时间分别添加四羧酸或其酸二酐(a-2)与二羧酸或其酸酐(a-3),亦即先添加四羧酸或其酸二酐(a-2),之后再添加二羧酸或其酸酐(a-3)。经上述合成步骤,可得酸值为125毫克KOH/克,且数量平均分子量为3388的合成例2的第一碱可溶性树脂(以下称为第一碱可溶性树脂A-1-2)。
合成例3、合成例5、合成例7以及合成例9:
合成例3、合成例5、合成例7以及合成例9的第一碱可溶性树脂是以与合成例1相同的步骤来制备的,不同之处在于:改变第一碱可溶性树脂的成分种类、使用量、反应时间、反应温度以及反应物添加时间,其配方及条件分别如表1所示,此处不另赘述。
合成例4、合成例6、合成例8以及合成例10:
合成例4、合成例6、合成例8以及合成例10的第一碱可溶性树脂是以与合成例2相同的步骤来制备的,不同之处在于:改变第一碱可溶性树脂的成分种类、使用量、反应时间、反应温度及反应物添加时间,其配方及条件分别如表1所示,此处不另赘述。
第二碱可溶性树脂(A-2)的合成例
合成例11
将1.0摩尔的含有聚合性不饱和基的二醇化合物(a-1-1)、1.9克的氯化苄基三乙基铵以及0.6克的2,6-二叔丁基对甲酚溶于700克的丙二醇甲醚醋酸酯中,并同时添加0.3摩尔的联苯四羧酸(a-2-2-a)及1.4摩尔的马来酸(a-3-2-a);接着,加热至110℃并反应2小时,即可得酸值为125毫克KOH/克,且数量平均分子量为2455的合成例11的第二碱可溶性树脂(以下称为第二碱可溶性树脂A-2-1)。
合成例12至合成例13
合成例12至合成例13的第二碱可溶性树脂是以与合成例11相同的步骤来制备的,并且其不同处在于:改变第二碱可溶性树脂的成分种类及其使用量、反应时间、反应温度以及反应物添加时间(如表2所示)。值得注意的是,在此,“同时添加”是指于相同反应时间添加四羧酸或其酸二酐(a-2)与二羧酸或其酸酐(a-3),而“分段添加”是指于不同的反应时间分别添加四羧酸或其酸二酐(a-2)与二羧酸或其酸酐(a-3),亦即先添加四羧酸或其酸二酐(a-2),之后再添加二羧酸或其酸酐(a-3)。
其它碱可溶性树脂(A-3)的合成例
合成例14
在容积为1000毫升的四颈锥瓶上设置有氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计,导入氮气后,添加15重量份的丙烯酸(AA)、15重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯(HEMA)、10重量份的甲基丙烯酸苯甲酯(BzMA)、60重量份的CF9BuMA、3重量份的2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)(AMBN)以及300重量份的二乙二醇二甲醚(Diglyme);接着,缓慢搅拌上述混合物并且使溶液升温至80℃;接着,于此80℃下聚缩合6小时;然后,将溶剂蒸发(evaporate)后,可得其他碱可溶性树脂(A-3-1)。
合成例15至合成例16
合成例15至合成例16的其他碱可溶性树脂是以与合成例11相同的步骤来制备的,其不同之处在于:改变其他碱可溶性树脂的成分种类及其使用量、反应时间、反应温度以及反应物添加时间(如表3所示),其中表3中标号所对应的化合物如下所示。
α-酮肟酯化合物(C-1)的合成例
首先,将100克的2-(邻-甲苯基)乙酸及237克的亚硫酰氯置于氮气环境下,将温度徐徐升高至95℃并回流4小时;4小时后,接着将亚硫酰氯于该温度常压下进行蒸馏,待反应器冷却至常温,利用真空蒸馏设备,除去残留的亚硫酰氯,最后将该残留的粘性液体于石油醚中沉淀过滤,获得112克的黄色结晶,该产率为71%;该黄色结晶为2-(邻-甲苯基)乙酰氯(2-(o-tolyl)acetylchloride);其GC纯度为99%;GC质谱为M/Z=168.03;
接着,于氮气环境下,将20克的N-乙基咔唑加入120mL的CH2Cl2溶解,待该反应物冷却至0℃时,缓慢加入14.07克的AlCl3;在内部温度小于5℃的条件下,缓慢滴入16.31克的邻-甲苯酰基氯,在常温下搅拌约5小时后,内部温度下降至小于0℃时,缓慢加入14.07克的AlCl3;于内部温度小于5℃的条件下,缓慢滴入17.79克的2-(邻-甲苯基)乙酰氯,在常温下搅拌约8小时后,内部温度下降至小于0℃时,将300mL的冰水缓慢加入反应器的溶液中,搅拌约1小时后,分离各层,并进一步用200mL1%的NaOH中和、洗净后,该有机层利用MgSO4干燥,使用旋转蒸发器除去溶剂,并经乙酸乙酯和二氯甲烷再结晶后,获得35克的白色固体,其产率为77%;该白色固体为(1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)-2-(邻甲苯基)乙酮)(1-(9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl)-2-(o-tolyl)ethanone);
将180mL的二甲基甲酰胺置于反应器中,取上述的白色固体30克添加至该反应器中并将其溶解,于温度为15℃的反应水中缓慢加入1.82克的甲醇钠,维持15℃的内部温度并缓慢加入8.13克的亚硝酸异戊酯,接着将温度升至25℃后,搅拌8小时,加入200mL的乙酸乙酯溶剂及200mL的蒸馏水用以水洗,该反应物经2次额外的水洗后除去二甲基甲酰胺,再用饱和碳酸钙中和、洗净,该有机层利用MgSO4干燥,经减压蒸馏后,得到液体化合物;最后加入甲醇和二氯甲烷,使其再结晶,获得20克的淡黄色结晶,其产率为63%;该淡黄色结晶为(E)-1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)-2-(羟亚胺基)-2-(邻甲苯基)乙酮((E)-1-(9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl)-2-(hydroxyimino)-2-(o-tolyl)ethanone);
最后,于氮气环境下,将反应器内部温度降至小于0℃,添加上述的淡黄色结晶20克、120mL二氯甲烷及4.4克的三乙胺;接着,将3.42克的乙酰氯以及10mL的二氯甲烷所形成的溶液缓慢的加入反应器中;待内部温度升至10℃后,搅拌3小时,该反应溶液通过反复的添加水、将有机层洗净,减压蒸馏而得到固体化合物;最后加入乙酸乙酯和二氯甲烷,使其再结晶,过滤后,获得17克的淡黄色固体,其产率为78%;该淡黄色结晶为(E)-2-(乙酰氧基亚胺基)-1-(9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基)-2-(邻甲苯基)乙酮((E)-2-(acetoxyimino)-1-(9-ethyl-6-(2-methylbenzoyl)-9H-carbazol-3-yl)-2-(o-tolyl)ethanone),即式(7-1)所示的α-酮肟酯化合物。
合成例18至合成例22
合成例18至合成例22的α-酮肟酯化合物是以与合成例17相同的步骤来制备得到的,分别为式(7-2)、(7-4)、(7-6)、(7-7)、(7-10)所示的α-酮肟酯化合物。
感光性树脂组合物的实施例
实施例1
将100重量份的第一碱可溶性树脂(A-1-1)、20重量份的三丙烯酸三羟甲基丙酯(B-1)、10重量份的式(7-1)所示的α-酮肟酯化合物(C-1-1)、140重量份的C.I.PigmentBK7(E-1)加入1600重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯(D-1)中,并且以振动式搅拌器(shakingtypestirrer)搅拌均匀后,即可制得实施例1的感光性树脂组合物。将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表4所示。
实施例2至实施例10
实施例2至实施例10的感光性树脂组合物是以与实施例1相同的步骤来制备得到的,其不同之处在于:改变感光性树脂组合物的成分种类及其使用量(如表4所示),其中,表4中标号所对应的化合物如下所示;将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表4所示。
比较例1至比较例7
比较例1至比较例7的感光性树脂组合物是以与实施例1相同的步骤来制备得到的,其不同之处在于:改变感光性树脂组合物的成分种类及其使用量(如表5所示);将所制得的感光性树脂组合物以下列各评价方式进行评价,其结果如表5所示。
评价方式
解析度:
以旋转涂布方式将实施例以及比较例所制得的各种感光性树脂组合物,涂布于玻璃基板上;接着,在100℃下预烤2分钟,即可得到约1.2μm的预烤涂膜;然后,将上述预烤涂膜放置于线与间距(lineandspace)的光罩(由日本惠尔康(NibbonFilcon)制造)下,并且利用50mJ/cm2的紫外光(曝光机型号AG500-4N;由M&RNanoTechnology制造)进行曝光;接着,以0.045%氢氧化钾水溶液于23℃下显影1分钟,以将基板上未曝光部分的涂膜除去;然后,将具有特定图案的玻璃基板以水洗净;最后,将玻璃基板上所形成的图案的线条幅度(宽度)的最小值定义为解析度。将线条幅度以下列方式评价;值得注意的是,最小图案线幅(最小线条宽度)越小代表感光性树脂组合物的解析度越好。
◎:最小图案线幅≦4μm;
○:4μm<最小图案线幅≦6μm;
△:6μm<最小图案线幅≦8μm;
╳:8μm<最小图案线幅。
锥度角:
以旋转涂布方式将实施例以及比较例所制得的各种感光性树脂组合物,涂布于玻璃基板3上;接着,在100℃下预烤2分钟,即可得到约1.2μm的预烤涂膜;然后,将上述预烤涂膜放置于光罩下进行曝光(曝光机型号AG500-4N;由M&RNanoTechnology制造);接着,以0.045%氢氧化钾水溶液于23℃下显影1分钟,以将基板3上未曝光部分的涂膜除去;然后,将具有特定图案的玻璃基板3以水洗净而得到光阻图案2的光阻层10。以扫描式电子显微镜(S-4800、HitachiHigh-Technologies制)观察光阻图案2的锥度角1(如图1所示)。
◎:50度≦锥度角≦60度;
○:60度<锥度角≦65度或45度≦锥度角<50度;
△:65度<锥度角≦80度或30度≦锥度角<45度;
╳:80度<锥度角或锥度角<30度。
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 (14)

1.一种感光性树脂组合物,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;
溶剂D;及
黑色颜料E;
其中:所述碱可溶性树脂A包含式1所示的第一碱可溶性树脂A-1:
式1中:A表示伸苯基或具有取代基的伸苯基,其中该取代基为碳数为1至5的烷基、卤原子或苯基;
B表示-CO-、-SO2-、-C(CF3)2-、-Si(CH3)2-、-CH2-、-C(CH3)2-、-O-、9,9-亚芴基或单键;
L1表示含有氟原子的四价羧酸残基或不含有氟原子的四价羧酸残基;
Y1表示含有氟原子的二价羧酸残基或不含有氟原子的二价羧酸残基;
R1表示氢原子或甲基;及
m表示1至20的整数;
其中,在L1及Y1中,至少一者含有氟原子;
所述光起始剂C包含式7所示的α-酮肟酯化合物C-1:
式7中:R10表示具有1至5个甲基的甲基苯基基团;
R11表示碳数为1至10的烷基、苯甲酰基或碳数为3至6的环烷基;
R12表示甲基、乙基、丙基或苯甲酰基;及
R13表示-H、
其中,a代表甲基或乙基;及b代表-H或甲基。
2.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,所述碱可溶性树脂A-1是由第一混合物反应而获得,该第一混合物包括:
含聚合性不饱和基的二醇化合物a-1;
四羧酸或其酸二酐a-2;及
二羧酸或其酸酐a-3;
其中:所述四羧酸或其酸二酐a-2包括含有氟原子的四羧酸或其酸二酐a-2-1、除了该含有氟原子的四羧酸或其酸二酐a-2-1之外的其他四羧酸或其酸二酐a-2-2或上述两者的组合;
所述二羧酸或其酸酐a-3包括含有氟原子的二羧酸或其酸酐a-3-1、除了所述含有氟原子的二羧酸或其酸酐a-3-1之外的其他二羧酸或其酸酐a-3-2或上述两者的组合;及
所述四羧酸或其酸二酐a-2及所述二羧酸或其酸酐a-3中,至少一者含有氟原子。
3.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,其中,所述碱可溶性树脂A-1中,所述含有氟原子的四羧酸或其酸二酐a-2-1选自由式2-1所示的含有氟原子的四羧酸化合物以及由式2-2所示的含有氟原子的四羧酸二酐化合物所组成的族群;
式2-1与式2-2中,L2选自由式L-1至式L-6所示的基团中的其中之一;
式L-1至式L-6中,E各自独立表示氟原子或三氟甲基;及
*表示与碳原子键结的位置。
4.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,其中,所述碱可溶性树脂A-1中,所述含有氟原子的二羧酸或其酸酐a-3-1选自由式3-1表示的含有氟原子的二羧酸化合物以及由式3-2表示的含有氟原子的二羧酸酐化合物所组成的族群,
式3-1与式3-2中,X1表示碳数为1至100的含氟原子的有机基。
5.根据权利要求2所述的感光性树脂组合物,其中,所述含有聚合性不饱和基的二醇化合物a-1的摩尔数、含有氟原子的四羧酸或其酸二酐a-2-1的摩尔数以及含有氟原子的二羧酸或其酸酐a-3-1的摩尔数满足关系式[(a-2-1)+(a-3-1)]/(a-1)=0.4至1.6。
6.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,另包含热起始剂F,该热起始剂F选自于由偶氮化合物、过氧化物以及过氧化氢化合物所组的族群的至少一种。
7.根据权利要求6所述的感光性树脂组合物,其中,所述偶氮化合物选自于由2,2'-偶氮二异丁腈、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-2-甲腈)、2,2'-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺、2,2'-偶氮二{2-甲基-氮-[1,1-二(羟基甲基)-2-羟基乙基]丙酰胺、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2'-偶氮二[氮-(2-丙烯基)-2-乙基丙酰胺]、2,2'-偶氮二(氮-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(氮-环己基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酸酯)以及2,2'-偶氮二(2,4,4-三甲基戊烯)所组成的族群中的至少一种。
8.根据权利要求6所述的感光性树脂组合物,其中,所述过氧化物选自于由过氧化苯甲酰、过氧化二叔丁基、过氧化二异丁酰、过氧化新癸酸异丙苯酯、过氧化二碳酸二丙酯、过氧化二碳酸二异丙酯、过氧化二碳酸二第二丁酯、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化新癸酸酯、二(4-叔丁基环己基)过氧化二碳酸酯、1-环己基-1-甲基乙基过氧化二碳酸酯、双(2-乙氧基乙基)过氧化二碳酸酯、双(2-乙基己基)过氧化二碳酸酯、过氧化新癸酸叔己酯、二甲氧基丁基过氧化二碳酸酯、叔丁基过氧化新癸酸酯、叔己基过氧化新戊酸酯、叔丁基过氧化新戊酸酯、过氧化二(3,5,5-三甲基己酰)、过氧化二辛酰、过氧化二月桂酰、过氧化二硬脂酸、2-乙基过氧化己酸-1,1,3,3-四甲基丁酯、2,5-二甲基-2,5-二(2-乙基己酸过氧化)己烷、2-乙基过氧化己酸叔己酯、过氧化二(4-甲基苯甲酰)、2-乙基过氧化己酸叔丁酯、过氧化二苯甲酰、过氧化异丁酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧化)-2-甲基环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)-3,3,5-三甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧化)环己烷、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷、2,2-二[4,4-二(叔丁基过氧化)环己基]丙烷、叔己基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化马来酸酯、叔丁基过氧化-3,5,5-三甲基己酸酯、叔丁基过氧化月桂酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(3-甲基苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化异丙基碳酸酯、叔丁基过氧化-2-乙基己基碳酸酯、叔己基过氧化苯甲酸酯、2,5-二甲基-2,5-二(苯甲酰过氧化)己烷、叔丁基过氧化醋酸酯、2,2-二(叔丁基过氧化)丁烷、叔丁基过氧化苯甲酸酯、丁基-4,4-二(叔丁基过氧化戊酸酯、二(2-叔丁基过氧化异丙基)苯、过氧化异丙苯、二叔己基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己烷、二叔丁基过氧化物、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧化)己炔、叔丁基三甲基过氧化硅烷、以及二(3-甲基苯甲酰基)过氧化物与苯甲酰基(3-甲基丙甲酰基)过氧化物同二苯甲酰基过氧化物的混合物所组成的族群中的至少一种。
9.根据权利要求6所述的感光性树脂组合物,其中,所述过氧化氢化合物选自于由萜烷过氧化氢、二异丙基苯过氧化氢、1,1,3,3-四甲基丁基过氧化氢、异丙苯过氧化氢以及叔丁基过氧化氢所组成的族群中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中,基于所述碱可溶性树脂A的使用量为100重量份,所述具有式1所示的结构的第一碱可溶性树脂A-1的使用量为20至100重量份;所述具有乙烯性不饱和基的化合物B的使用量为20至180重量份;所述光起始剂C的使用量为10至80重量份;所述α-酮肟酯化合物C-1的使用量为10至70重量份;所述溶剂D的使用量为1000至8000重量份;所述黑色颜料E的使用量为140至1200重量份。
11.根据权利要求6所述的感光性树脂组合物,其中,基于所述碱可溶性树脂A的使用量为100重量份,所述热起始剂F的使用量为4至40重量份。
12.一种黑色矩阵,其是由权利要求1至11任一项所述的感光树脂组合物所形成的。
13.一种彩色滤光片,其包含权利要求12所述的黑色矩阵。
14.一种液晶显示元件,其包含权利要求13所述的彩色滤光片。
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