CN105717745A - 感光性聚硅氧烷组成物、保护膜以及具有保护膜的元件 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种感光性聚硅氧烷组成物、保护膜及具有保护膜的元件。感光性聚硅氧烷组成物包括聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、含氮化合物(C)以及溶剂(D)。含氮化合物(C)包括咪唑化合物(C-1)、吡唑化合物(C-2)、三唑化合物(C-3)及四唑化合物(C-4)中的至少一者。
Description
技术领域
本发明是有关于一种感光性聚硅氧烷组成物、保护膜及具有保护膜的元件。特别是关于一种感度安定性佳的感光性聚硅氧烷组成物、保护膜以及具有保护膜的元件。
背景技术
近年来,随着半导体工业、液晶显示器(liquidcrystaldisplay,简称:LCD)以及有机电激发光显示器(organicelectro-luminescencedisplay,简称:OELD)的发展,伴随而来对于尺寸缩小化的需求,使得光刻(photolithography)制程成为非常重要的议题。在光刻(photolithography)制程中,必须将所需的图案(pattern)微细化(finer),以达到尺寸缩小化的目的。一般而言,微细化的图案是由对具有高解析(resolution)及高感光性(photosensitivity)的正型感光性聚硅氧烷组成物(positivephotosensitivepolysiloxanecomposition)进行曝光及显影来形成。值得一提的是,正型感光性聚硅氧烷组成物通常是以聚硅氧烷(polysiloxane)为主要成分。
在液晶显示器或有机电激发光显示器中,层状配线间通常会配置层间绝缘膜。感光性材料由于获得图案形状的必要步骤数较少,同时,所获得的绝缘膜平坦度佳,故被广泛使用于形成层间绝缘膜的材料。
在液晶显示器的层间绝缘膜中形成微细配线的接触孔的图案是必要的。实际上,由负型感光性组成物形成的接触孔达到可使用水准的孔径十分困难,因此,业界广泛使用正型感光性组合物来形成液晶显示元件的层间绝缘膜(如日本特开2001-354822号所揭示)。
日本特开2000-1648号揭示一种使用硅氧烷类材料的感光性组合物,其耐热性及透明性都较现有的丙烯酸类树脂材料的感光性组合物佳。然而,硅烷化合物或聚硅氧烷等的聚硅氧烷类材料,因其本身易与同类或不同类化合物产生水解缩合反应。在制备感光性组合物时,这些副反应的发生会导致该感光性组合物的保存稳定性变差,其产品的寿命也会缩短。
为抑制上述水解缩合反应,业界已开发透过控制聚硅氧烷的分子量以及分子结构以抑制缩合反应。日本特开2003-163209号揭示通过酸催化剂、金属螯合物和碱催化剂的作用可得到不同分子量的聚硅氧烷以控制该聚硅氧烷的结构。然而,日本特开2003-163209号虽然揭示了聚硅氧烷的各种分子量,但其并未考虑到该聚硅氧烷的感光特性;除介电常数外,也未考虑到层间绝缘膜的各种特性。
在此情况下,日本特开2011-123450号揭示一种正型感光性聚硅氧烷组成物,其具有优异的感光性、保存安定性及耐熔体流动性,然而,该感光性树脂组成物的感度安定性不佳,故无法令业界所接受。
因此,如何达到目前业界对感度安定性的要求,实为本发明所属技术领域中努力研究的目标。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种感光性聚硅氧烷组成物、保护膜及具有保护膜的元件。
本发明提供一种感光性聚硅氧烷组成物,其包括聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、含氮化合物(C)以及溶剂(D)。
含氮化合物(C)包括由式(1)表示的咪唑化合物(C-1)、由式(2)表示的吡唑化合物(C-2)、由式(3)或式(4)表示的三唑化合物(C-3)及由式(5)表示的四唑化合物(C-4)中的至少一者。
由式(1)表示的咪唑化合物(C-1)如下所示。
式(1)中,R1、R2及R3各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R1与R2可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R4表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的苄基、由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基、由式(1-3)表示的基、由式(1-4)表示的基或由式(1-5)表示的基,
-(CH2)a-X1式(1-1)
式(1-1)中,a表示0至20的整数,X1表示羟基或羧基;
式(1-2)中,b表示0至20的整数;
式(1-3)中,d表示0至20的整数,X2及X3各自独立表示表示氢原子或羟基;
式(1-4)中,e表示0至20的整数,
式(1-5)中,f表示0至6的整数,g表示1至6的整数。
由式(2)表示的吡唑化合物(C-2)如下所示。
式(2)中,R5、R6及R7各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R5与R6及R5与R7可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R8与式(1)中的R4同义。
由式(3)或式(4)表示的三唑化合物(C-3)如下所示。
式(3)及式(4)中,R9、R10、R11、R12、R13及R14各自独立表示氢原子、羟基、巯基、氨基、羧基、碳数为1至30的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至30的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R9与R10可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或具有一个杂原子的6元杂环。
由式(5)表示的四唑化合物(C-4)如下所示。
式(5)中,R15表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基;R16与式(1)中的R4同义。
在本发明的一实施例中,上述的感光性聚硅氧烷组成物,其中聚硅氧烷(A)为由硅烷单体组分聚缩合而得,硅烷单体组分包括由式(I-1)表示的化合物,
Si(Ra)w(ORb)4-w式(I-1)
式(I-1)中,Ra各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳基、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,至少一个Ra为含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基;Rb各自独立表示氢原子、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的芳基;w表示1至3的整数。
在本发明的一实施例中,基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的使用量是1至35重量份,含氮化合物(C)的使用量是0.1至10重量份,并且溶剂(D)的使用量是100至1500重量份。
本发明另提供一种保护膜,其是将上述的感光性聚硅氧烷组成物涂布于元件上,再经预烤、曝光、显影及后烤后而形成。
本发明还提供一种具有保护膜的元件,其包括元件以及上述的保护膜,其中保护膜覆盖在元件上。
基于上述,由于本发明的感光性聚硅氧烷组成物所含有的含氮化合物具有五元环,其中五元环上具有两个以上氮原子及两个双键,并且含有除了磺酸基以外的基团,因此感度安定性佳,而适用于形成保护膜。
为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂,下文特举实施例作详细说明如下。
具体实施方式
感光性聚硅氧烷组成物
本发明提供一种感光性聚硅氧烷组成物,其包括聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、含氮化合物(C)以及溶剂(D)。此外,若需要,感光性聚硅氧烷组成物可还包括添加剂(E)。
以下将详细说明用于本发明的感光性聚硅氧烷组成物的各个成分。
在此说明的是,以下是以(甲基)丙烯酸表示丙烯酸和/或甲基丙烯酸,并以(甲基)丙烯酸酯表示丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯;同样地,以(甲基)丙烯酰基表示丙烯酰基和/或甲基丙烯酰基。
聚硅氧烷(A)
聚硅氧烷(A)的种类并没有特别限制,惟其可达到本发明所诉求的目的即可。聚硅氧烷(A)为由硅烷单体组分聚缩合(即水解(hydrolysis)及部分缩合(partiallycondensation))而得,其中硅烷单体组分包括硅烷单体(a-1)。另外,硅烷单体组分可还包括但不限于除了硅烷单体(a-1)以外的硅烷单体(a-2)、硅氧烷预聚物(a-3)、二氧化硅粒子(a-4),或其组合。以下,进一步说明硅烷单体组分的各个成分以及聚缩合的反应步骤与条件。
硅烷单体(a-1)
硅烷单体(a-1)为由式(I-1)表示的化合物。
Si(Ra)w(ORb)4-w式(I-1)
式(I-1)中,Ra各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳基、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,至少一个Ra为含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基;Rb各自独立表示氢原子、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的芳基;w表示1至3的整数。
更详细而言,当式(I-1)中的Ra表示碳数为1至10的烷基时,具体而言,Ra例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第三丁基、正己基或正癸基。又,Ra也可以是烷基上具有其他取代基的烷基,具体而言,Ra例如是三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-胺丙基、3-巯丙基或3-异氰酸丙基。
当式(I-1)中的Ra表示碳数为2至10的烯基时,具体而言,Ra例如是乙烯基。Ra也可以是烯基上具有其他取代基的烯基,具体而言,Ra例如是3-丙烯酰氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基。
当式(I-1)中的Ra表示碳数为6至15的芳基时,具体而言,Ra例如是苯基、甲苯基(tolyl)或萘基(naphthyl)。又,Ra也可以是芳基上具有其他取代基的芳基,具体而言,Ra例如是对-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,式(I-1)中的Ra表示含有酸酐基的烷基,其中烷基较佳为碳数为1至10的烷基。具体而言,所述含有酸酐基的烷基例如是式(I-1-1)所示的乙基丁二酸酐、式(I-1-2)所示的丙基丁二酸酐或式(I-1-3)所示的丙基戊二酸酐。值得一提的是,酸酐基是由二羧酸(dicarboxylicacid)经分子内脱水(intramoleculardehydration)所形成的基团,其中二羧酸例如是丁二酸或戊二酸。
再者,式(I-1)中的Ra表示含有环氧基的烷基,其中烷基较佳为碳数为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,其中二元醇例如是丙二醇、丁二醇或戊二醇。
式(I-1)中的Ra表示含有环氧基的烷氧基,其中烷氧基较佳为碳数为1至10的烷氧基。具体而言,所述含有环氧基的烷氧基例如是环氧丙氧基丙基(glycidoxypropyl)或2-环氧丙烷基丁氧基(2-oxetanylbutoxy)。
另外,当式(I-1)的Rb表示碳数为1至6的烷基时,具体而言,Rb例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。当式(I-1)中的Rb表示碳数为1至6的酰基时,具体而言,Rb例如是乙酰基。当式(I-1)中的Rb表示碳数为6至15的芳基时,具体而言,Rb例如是苯基。
在式(I-1)中,w表示1至3的整数。当w表示2或3时,多个Ra可为相同或不同;当w表示1或2时,多个Rb可为相同或不同。
硅烷单体(a-1)的具体例包括3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(3-glycidoxypropyltrimethoxysilane,简称:TMS-GAA)、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)、2-环氧丙烷基丁氧基丙基三苯氧基硅烷(2-oxetanylbutoxypropyltriphenoxysilane)、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)丙基丁二酸酐、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(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(商品名GF-20)、3-(三甲氧基硅基)丙基戊二酸酐(简称:TMSG)、3-(三乙氧基硅基)丙基戊二酸酐、3-(三苯氧基硅基)丙基戊二酸酐、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)dimethoxysilane)、(二正丁氧基硅基)二(丙基丁二酸酐)、(二甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐)、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)methoxysilane)、(苯氧基硅基)三(丙基丁二酸酐)、(甲基甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐),或上述化合物的组合。
硅烷单体(a-1)可单独使用或组合多种来使用。
硅烷单体(a-1)的具体例较佳为包括3-(三乙氧基硅基)丙基丁二酸酐、3-(三甲氧基硅基)丙基戊二酸酐、(二甲氧基硅基)二(乙基丁二酸酐)、2-环氧丙烷基丁氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-环氧丙烷基丁氧基丙基三乙氧基硅烷或上述化合物的组合。
基于硅烷单体组分中的单体的总量为100摩尔百分比,硅烷单体(a-1)的使用量为0.5摩尔百分比至50摩尔百分比,较佳为1摩尔百分比至40摩尔百分比,且更佳为1摩尔百分比至30摩尔百分比。当感光性聚硅氧烷组成物中,形成聚硅氧烷(A)的硅烷单体组分含有硅烷单体(a-1)时,感光性聚硅氧烷组成物的感度安定性较佳。
硅烷单体(a-2)
硅烷单体(a-2)为由式(I-2)表示的化合物。
Si(Rc)u(ORd)4-u式(I-2)
式(I-2)中,Rc各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基或碳数为6至15的芳基;Rd各自独立表示氢原子、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的芳基;u表示0至3的整数。
更详细而言,当式(I-2)中的Rc表示碳数为1至10的烷基时,具体而言,Rc例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、第三丁基、正己基或正癸基。又,Rc也可以是烷基上具有其他取代基的烷基,具体而言,Rc例如是三氟甲基、3,3,3-三氟丙基、3-胺丙基、3-巯丙基或3-异氰酸丙基。
当式(I-2)中的Rc表示碳数为2至10的烯基时,具体而言,Rc例如是乙烯基。又,Rc也可以是烯基上具有其他取代基的烯基,具体而言,Rc例如是3-丙烯酰氧基丙基或3-甲基丙烯酰氧基丙基。
当式(I-2)中的Rc表示碳数为6至15的芳基时,具体而言,Rc例如是苯基、甲苯基(tolyl)或萘基(naphthyl)。Rc也可以是芳基上具有其他取代基的芳基,具体而言,Rc例如是对-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)。
另外,当式(I-2)的Rd表示碳数为1至6的烷基时,具体而言,Rd例如是甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。当式(I-2)中的Rd表示碳数为1至6的酰基时,具体而言,Rd例如是乙酰基。当式(I-2)中的Rd表示碳数为6至15的芳基时,具体而言,Rd例如是苯基。
在式(I-2)中,u为0至3的整数。当u表示2或3时,多个Rc可为相同或不同;当u表示0、1或2时,多个Rd可为相同或不同。
在式(I-2)中,当u=0时,表示硅烷单体为四官能性硅烷单体(也就是具有四个可水解基团的硅烷单体);当u=1时,表示硅烷单体为三官能性硅烷单体(也就是具有三个可水解基团的硅烷单体);当u=2时,表示硅烷单体为二官能性硅烷单体(也就是具有二个可水解基团的硅烷单体);并且当u=3时,则表示硅烷单体为单官能性硅烷单体(也就是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与硅键结的基团,举例来说,可水解基团例如是烷氧基、酰氧基(acyloxygroup)或苯氧基(phenoxygroup)。
由式(I-2)表示的硅烷单体的具体例包括但不限于:
(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)或四苯氧基硅烷等(tetraphenoxysilane);
(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)、苯基三甲氧基硅烷(phenyltrimethoxysilane,简称:PTMS)、苯基三乙氧基硅烷(phenyltriethoxysilane,简称: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-氨丙基三甲氧基硅烷(3-aminopropyltrimethoxysilane)、3-氨丙基三乙氧基硅烷(3-aminopropyltriethoxysilane)、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷或3-甲基丙烯酰氧基丙基三乙氧基硅烷;
(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]或二苯基二甲氧基硅烷(diphenyldimethoxysilane);或
(4)单官能性硅烷单体:三甲基甲氧基硅烷(trimethylmethoxysilane)或三正丁基乙氧基硅烷(tri-n-butylethoxysilane)等。所述的各种硅烷单体可单独使用或组合多种来使用。
硅氧烷预聚物(a-3)
硅氧烷预聚物(a-3)是由式(I-3)表示的化合物。
式(I-3)中,Re、Rf、Rg及Rh各自独立表示氢原子、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的芳基,其中该烷基、烯基及芳基中任一者可选择地含有取代基;Ri与Rj各自独立表示氢原子、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的芳基,其中该烷基、酰基及芳基中任一者可选择地含有取代基;s表示1至1000的整数。
式(I-3)中,Re、Rf、Rg及Rh各自独立表示碳数为1至10的烷基,举例来说,Re、Rf、Rg及Rh各自独立为甲基、乙基或正丙基等。式(I-3)中,Re、Rf、Rg及Rh各自独立表示碳数为2至10的烯基,举例来说,Re、Rf、Rg及Rh各自独立为乙烯基、丙烯酰氧基丙基或甲基丙烯酰氧基丙基。式(I-3)中,Re、Rf、Rg及Rh各自独立表示碳数为6至15的芳基,举例来说,Re、Rf、Rg及Rh各自独立为苯基、甲苯基或萘基等。值得注意的是,所述烷基、烯基及芳基中任一者可选择地具有取代基。
式(I-3)中,Ri与Rj各自独立表示碳数为1至6的烷基,举例来说,Ri与Rj各自独立为甲基、乙基、正丙基、异丙基或正丁基。式(I-3)中,Ri与Rj各自独立表示碳数为1至6的酰基,举例来说,例如是乙酰基。式(I-3)中,Ri与Rj各自独立表示碳数为6至15的芳基,举例来说,例如是苯基。值得注意的是,上述烷基、酰基及芳基中任一者可选择地具有取代基。
式(I-3)中,s可为1至1000的整数,较佳为3至300的整数,并且更佳为5至200的整数。当s为2至1000的整数时,Re各自为相同或不同的基团,且Rf各自为相同或不同的基团。
硅氧烷预聚物(a-3)的具体例包括但不限于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(Silanolterminatedpolydimethylsiloxane)的市售品(商品名如DMS-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))。
硅氧烷预聚物(a-3)可单独使用或组合多种来使用。
二氧化硅粒子(a-4)
二氧化硅粒子(a-4)的平均粒径并无特别的限制。平均粒径的范围为2nm至250nm,较佳为5nm至200nm,且更佳为10nm至100nm。
二氧化硅粒子的具体例包括但不限于由触媒化成公司(JGCCatalystsandChemicalsLtd.)所制造的市售品(商品名如OSCAR1132(粒径12nm;分散剂为甲醇)、OSCAR1332(粒径12nm;分散剂为正丙醇)、OSCAR105(粒径60nm;分散剂为γ-丁内酯)、OSCAR106(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QuartronPL-1-IPA(粒径13nm;分散剂为异丙酮)、QuartronPL-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QuartronPL-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。
聚缩合的反应步骤与条件
一般而言,上述聚缩合反应是以下列步骤来进行:硅烷单体组分中添加溶剂、水,或可选择性地添加催化剂(catalyst);以及于50℃至150℃下加热搅拌0.5小时至120小时,且可进一步通过蒸馏(distillation)除去副产物(醇类、水等)。
聚缩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的感光性聚硅氧烷组成物所包括的溶剂(D)相同或不同。基于硅烷单体组分的总量为100克,溶剂的使用量较佳为15克至1200克;更佳为20克至1100克;且再更佳为30克至1000克。
基于硅烷单体组分的可水解基团为1摩尔,聚缩合反应所使用的水(也就是用于水解的水)为0.5摩尔至2摩尔。
聚缩合反应所使用的催化剂没有特别的限制,且较佳为选自酸催化剂或碱催化剂。酸催化剂的具体例包括但不限于盐酸、硝酸、硫酸、氢氟酸(hydrofluoricacid)、草酸、磷酸、醋酸、三氟醋酸、蚁酸、多元羧酸或其酸酐或离子交换树脂等。碱催化剂的具体例包括但不限于二乙胺、三乙胺、三丙胺、三丁胺、三戊胺、三己胺、三庚胺、三辛胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氢氧化钠、氢氧化钾、含有氨基的具有烷氧基的硅烷或离子交换树脂等。
基于硅烷单体组分的总量为100克,催化剂的使用量较佳为0.005克至15克;更佳为0.01克至12克;且较佳为0.05克至10克。
基于安定性(stability)的观点,聚硅氧烷(A)较佳为不含副产物(如醇类或水)及催化剂。因此,可选择性地将聚缩合反应后的反应混合物进行纯化(purification)来获得的聚硅氧烷(A)。纯化的方法无特别限制,较佳为可使用疏水性溶剂(hydrophobicsolvent)稀释反应混合物。接着,将疏水性溶剂与反应混合物转移至分液漏斗(separationfunnel)。然后,以水洗涤数回有机层,再以旋转蒸发器(rotaryevaporator)浓缩有机层,以除去醇类或水。另外,可使用离子交换树脂除去催化剂。
当感光性聚硅氧烷组成物中,形成聚硅氧烷(A)的硅烷单体组分包括硅烷单体(a-1)时,可使感光性聚硅氧烷组成物的感度安定性较佳。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的种类没有特别的限制,可使用一般所使用的邻萘醌二叠氮磺酸酯,惟其可达到本发明所诉求的目的即可。所述邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)可为完全酯化(completelyesterify)或部分酯化(partiallyesterify)的酯类化合物(ester-basedcompound)。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)较佳为由邻萘醌二叠氮磺酸(o-naphthoquinonediazidesulfonicacid)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)更佳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。
邻萘醌二叠氮磺酸的具体例包括但不限于邻萘醌二叠氮-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是邻萘醌二叠氮磺酰基卤化物(diazonaphthoquinonesulfonylhalide)。
羟基化合物的具体例包括但不限于羟基二苯甲酮类化合物、羟基芳基类化合物、(羟基苯基)烃类化合物、其他芳香族羟基类化合物,或上述化合物的组合。
(1)羟基二苯甲酮类化合物(hydroxybenzophenone-basedcompound)的具体例包括但不限于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-basedcompound)的具体例包括但不限于由式(II-1)表示的羟基芳基类化合物。
在式(II-1)中,B1及B2各自独立表示氢原子、卤素原子或碳数为1至6烷基;B3、B4及B7各自独立表示氢原子或碳数为1至6的烷基;B5、B6、B8、B9、B10及B11各自独立表示氢原子、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j各自独立表示1至3的整数;k表示0或1。
具体而言,由式(II-1)表示的羟基芳基类化合物的具体例包括但不限于三(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、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,或上述化合物的组合。
(3)(羟基苯基)烃类化合物((hydroxyphenyl)hydrocarboncompound)的具体例包括但不限于由式(II-2)表示的(羟基苯基)烃类化合物。
式(II-2)中,B12与B13各自独立表示氢原子或碳数为1至6的烷基;m及n各自独立表示1至3的整数。
具体而言,由式(II-2)表示的(羟基苯基)烃类化合物的具体例包括但不限于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)其他芳香族羟基类化合物的具体例包括但不限于苯酚(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。
羟基化合物较佳为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)、N-吡咯烷酮(N-pyrrolidone)或乙酰胺(acetamide)等有机溶剂中进行。此外,上述反应较佳为在三乙醇胺、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐等碱性缩合剂(condensingagent)进行。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的酯化度(degreeofesterification)较佳为50%以上,也就是基于羟基化合物中的羟基总量为100摩尔百分比(mol%),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)的酯化度更佳为60%以上。
基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的使用量为1至35重量份;较佳为1至30重量份;且更佳为5至30重量份。
含氮化合物(C)
含氮化合物(C)具有五元环,其中五元环上具有两个以上氮原子及两个双键,并且含有除了磺酸基以外的基团。具体而言,含氮化合物(C)包括咪唑化合物(C-1)、吡唑化合物(C-2)、三唑化合物(C-3)及由式(5)表示的四唑化合物(C-4)中的至少一者。
咪唑化合物(C-1)
咪唑化合物(C-1)为由式(1)表示的化合物。
式(1)中,R1、R2及R3各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R1与R2可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R4表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的苄基、由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基、由式(1-3)表示的基、由式(1-4)表示的基或由式(1-5)表示的基,
-(CH2)a-X1式(1-1)
式(1-1)中,a表示0至20的整数,X1表示羟基或羧基;
式(1-2)中,b表示0至20的整数;
式(1-3)中,d表示0至20的整数,X2及X3各自独立表示表示氢原子或羟基;
式(1-4)中,e表示0至20的整数,
式(1-5)中,f表示0至6的整数,g表示1至6的整数。
咪唑化合物(C-1)的具体例包括咪唑、1-甲基咪唑、1-乙基咪唑、1-丙基咪唑、1-丁基咪唑、1-羟基咪唑、1-羟基甲基咪唑、1-(2-羟基乙基)-咪唑、1-(3-羟基丙基)-咪唑、1-(4-羟基丁基)-咪唑、1-(10-羟基癸基)咪唑、1-苯基咪唑、1-芐基咪唑、1-芐基-2-甲基咪唑、2-甲基咪唑、2-乙基咪唑、2-丙基咪唑、2-丁基咪唑、1,2-二甲基咪唑、1,2,4,5-四甲基咪唑、2-苯基咪唑、2-乙基4-甲基咪唑、1-(2-羟基乙基)-2-甲基咪唑、1-咪唑醋酸、咪唑-4-羧酸、4-甲基-2-丙基-6-苯并咪唑羧酸、2-苯基-4-甲基-5-芐基咪唑、2,4-二苯基咪唑、2,4-二苯基-5-甲基咪唑、1-(3-胺丙基)咪唑、苯并咪唑(benzimidazole)、1-甲基苯并咪唑、2-甲基苯并咪唑、5-甲基苯并咪唑、2-壬基苯并咪唑(2-nonylbenzimidazole)、1,2-二甲基苯并咪唑、5,6-二甲基苯并咪唑、2-羟基苯并咪唑、2-(羟基甲基)苯并咪唑、2-(3-羟基丙基)苯并咪唑、2-氨基-苯并咪唑、2-苯基苯并咪唑、2-(4-吡啶基)苯并咪唑、5-苯并咪唑羧酸、2-异丙基-4-甲基咪唑、腺嘌呤(adenine)、9-(2-羟基乙基)腺嘌呤、2-氨基嘌呤、2-氨基-6-甲氧基嘌呤、2-乙酰胺-6-羟基嘌呤,或上述化合物的组合。
吡唑化合物(C-2)
吡唑化合物(C-2)为由式(2)表示的化合物。
式(2)中,R5、R6及R7各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R5与R6及R5与R7可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R8与式(1)中的R4同义,在此不另行赘述。
吡唑化合物(C-2)的具体例包括吡唑、1-甲基吡唑、3-甲基吡唑、4-甲基吡唑、3,4-二甲基吡唑、3,5-二甲基吡唑、3,5-二异丙基吡唑、3,5-二甲基-5-苯基吡唑、3-氨基吡唑、3-氨基-1-甲基吡唑、3-氨基-4-甲基吡唑、3-氨基-5-甲基吡唑、3-氨基-5-第三丁基吡唑、3-氨基-5-苯基吡唑、3-氨基-5-羟基吡唑、5-氨基-1-苯基吡唑、5-氨基-3-甲基-1-对甲苯基吡唑、吲唑(indazole)、5-氨基吲唑、5-硝基吲唑、6-硝基吲唑、7-硝基吲唑、6-氨基吲唑、吲唑-3-羧酸、3,5-吡唑二羧酸、1-苯基-3-甲基-5-氨基-吡唑、别嘌醇(allopurinol)、4-氨基吡唑并[3,4-d]嘧啶、1-芐基-1H-吲唑-3-醇,或上述化合物的组合。
三唑化合物(C-3)
三唑化合物(C-3)为由式(3)或式(4)表示的化合物。
式(3)及式(4)中,R9、R10、R11、R12、R13及R14各自独立表示氢原子、羟基、巯基、氨基、羧基、碳数为1至30的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至30的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R9与R10可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或具有一个杂原子的6元杂环,其中杂原子可为氮原子、氧原子、硫原子或磷原子。
三唑化合物(C-3)中,R9与R10可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或具有一个杂原子的6元杂环。具体而言,三唑化合物(C-3)例如是由式(3-1)、式(3-2)或式(3-3)表示的化合物。
式(3-1)、式(3-2)及式(3-3)中,R17、R18及R19各自独立表示羟基、巯基、氨基、羧基、硝基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基;R11与式(3)中的R11同义,在此不另行赘述;k1、k2及k3各自独立表示0至3的整数,当k1、k2及k3各自独立表示2或3时,多个R17、R18及R19可为相同,也可为不同。
三唑化合物(C-3)的具体例包括1,2,3-三唑、1,2,4-三唑、3-巯基-4-甲基-4H-1,2,4-三唑、3-巯基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基-4H-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二丙基-4H-1,2,4-三唑、3-氨基-5-异丙基-1,2,4-三唑、4-氨基-3-巯基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑、3-氨基-5-巯基-1,2,4-三唑、3-氨基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑、4-氨基-1,2,4-三唑、4-氨基-3,5-二甲基-1,2,4-三唑、4-氨基-5-甲基-4H-1,2,4-三唑-3-硫醇、3,5-二氨基-1H-1,2,4-三唑、1,2,3-苯并三唑、1-氨基苯并三唑、1-羟基苯并三唑、4-羟基-1H-苯并三唑、1-(羟基甲基)苯并三唑、2-氨基苯并三唑、5-氨基-1H-苯并三唑、4-甲基-1H-苯并三唑、5-甲基-1H-苯并三唑、1H-苯并三唑-4-羧酸、1H-苯并三唑-5-羧酸、4-硝基-1H-苯并三唑、5-硝基-1H-苯并三唑、5,6-二甲基-1,2,3-苯并三唑、1-[(2-乙基己基氨基)甲基]-苯并三唑、1-(1’,2’-二羧基乙基)苯并三唑、1-(2,3-二羧基丙基)苯并三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]甲苯基三唑、1-[N,N-双(羟基乙基)氨基甲基]甲苯基三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]苯并三唑、1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]苯并三唑、1-[N-2-羟基乙基氨基甲基]苯并三唑、1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]-4-羧基苯并三唑、1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]-5-羧基苯并三唑、1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑、1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑、1-[N,N-双(2-乙基己基)氨基甲基]-5-甲基苯并三唑、1H-1,2,3-三唑[4,5-b]吡啶、2-(3,5-二-第三丁基-2-羟基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-第三丁基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2-羟基-5-第三辛基苯基)-2H-苯并三唑、2-(2H-苯并三唑-2-基)-对甲酚、2-(2H-苯并三唑-2-基)-4,6-二-第三戊基苯酚、2-(3,5-二-第三丁基2-羟基苯基)-1-苯并三唑、2-(2-羟基-5-第三丁基苯基)-1-苯并三唑、2-(2-羟基-5-第三辛基苯基)-1-苯并三唑、2-(苯并三唑-1-基)-对甲酚、2-(苯并三唑-1-基)-4,6-二-第三戊基苯酚、4-氮杂苯并三唑、1-羟基-7-氮杂苯并三唑、1-乙酰基-1H-1,2,3-三唑并[4,5-b]吡啶,或上述化合物的组合。
四唑化合物(C-4)
四唑化合物(C-4)为由式(5)表示的化合物。
式(5)中,R15表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基;R16与式(1)中的R4同义,在此不另行赘述。
四唑化合物(C-4)的具体例包括1H-四唑、1-甲基四唑、1-乙基四唑、1-丙基四唑、1-苯基四唑、1-芐基四唑、5-甲基四唑、5-乙基四唑、5-丙基四唑、5-环己基四唑、5-苯基四唑、5-芐基四唑、5-氨基四唑、5-(对甲苯基)-四唑、1,5-二甲基四唑、1-甲基-5-羟基四唑、1-乙基-5-羟基四唑、1-丙基-5-羟基四唑、1-苯基-5-羟基四唑,或上述化合物的组合。
基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,含氮化合物(C)的使用量为0.1至10重量份;较佳为0.2至10重量份;且更佳为02至8重量份。
当感光性聚硅氧烷组成物不含有含氮化合物(C)时,感度安定性不佳。
溶剂(D)
溶剂(D)的种类没有特别的限制。溶剂(D)例如是含醇式羟基(alcoholichydroxy)的化合物或含羰基(carbonylgroup)的环状化合物等。
含醇式羟基的化合物的具体例包括但不限于丙酮醇(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)(也称为二丙酮醇(diacetonealcohol,简称:DAA))、乳酸乙酯(ethyllactate)、乳酸丁酯(butyllactate)、丙二醇单甲醚propyleneglycolmonomethylether)、丙二醇单乙醚(propyleneglycolmonoethylether,简称:PGEE)、丙二醇单甲醚醋酸酯(propyleneglycolmonomethyletheracetate,简称:PGMEA)、丙二醇单正丙醚(propyleneglycolmono-n-propylether)、丙二醇单正丁醚(propyleneglycolmono-n-butylether)、丙二醇单第三丁醚(propyleneglycolmono-t-butylether)、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,含醇式羟基的化合物较佳为二丙酮醇、乳酸乙酯、丙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚醋酸酯或其组合。含醇式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的具体例包括但不限于γ-丁内酯(γ-butyrolactone)、γ-戊内酯(γ-valerolactone)、δ-戊内酯(δ-valerolactone)、碳酸丙烯酯(propylenecarbonate)、氮-甲基吡咯烷酮(N-methylpyrrolidone)、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较佳为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。
含醇式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。含醇式羟基的化合物与含羰基的环状化合物的重量比值较佳为99/1至50/50;更佳为95/5至60/40。值得一提的是,当在溶剂(D)中,含醇式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安定性(storagestability)。此外,由于含醇式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)的相容性佳,因此于涂布成膜时不易有白化的现象,可维持保护膜的透明性。
在不损及本发明的效果的范围内,溶剂(D)也可以含有其他溶剂。其他溶剂例如是:(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、丙二醇单甲醚醋酸酯、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。
基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,溶剂(D)的使用量为100至1500重量份;较佳为200至1200重量份;且更佳为300至1000重量份。
添加剂(E)
本发明的感光性聚硅氧烷组成物可选择性地进一步添加添加剂(E)。具体而言,添加剂(E)例如是感光剂(sensitizer)、粘着辅助剂(adhesionauxiliaryagent)、表面活性剂(surfactant)、溶解促进剂(solubilitypromoter)、消泡剂(defoamer)或其组合。
感光剂的种类并无特别的限制。感光剂较佳为使用含有酚式羟基(phenolichydroxy)的化合物,其中含有酚式羟基的化合物的具体例包括但不限于三苯酚型化合物、双苯酚型化合物、多核分枝型化合物、缩合型苯酚化合物、多羟基二苯甲酮类或上述化合物的组合。
(1)三苯酚型化合物(trisphenoltypecompound)的具体例包括但不限于三(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。
(2)双苯酚型化合物(bisphenoltypecompound)的具体例包括但不限于双(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(polynuclearbranchedcompound)的具体例包括但不限于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(condensationtypephenolcompound)的具体例包括但不限于1,1-双(4-羟基苯基)环己烷等。
(5)多羟基二苯甲酮类(polyhydroxybenzophenone)的具体例包括但不限于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。
基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,感光剂的使用量为5至50重量份;较佳为8至40重量份;且更佳为10至35重量份。
粘着辅助剂的具体例包括三聚氰胺(melamine)化合物及硅烷类化合物等。粘着辅助剂的作用在于增加由感光性聚硅氧烷组成物所形成的保护膜与被保护的元件之间的密着性。
三聚氰胺的市售品的具体例包括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做为粘着辅助剂时,基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,三聚氰胺化合物的使用量为0至20重量份;较佳为0.5至18重量份;且更佳为1.0至15重量份。
硅烷类化合物的具体例包括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-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、氮-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷、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。
当使用硅烷类化合物作为粘着辅助剂时,基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,硅烷类化合物的使用量为0至2重量份;较佳为0.05至1重量份;且更佳为0.1至0.8重量份。
表面活性剂的具体例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、聚硅氧烷表面活性剂、氟表面活性剂或其组合。
表面活性剂的具体例包括但不限于(1)聚环氧乙烷烷基醚类(polyoxyethylenealkylethers):聚环氧乙烷十二烷基醚等;(2)聚环氧乙烷烷基苯基醚类(polyoxyethylenephenylethers):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(polyethyleneglycoldiesters):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(sorbitanfattyacidesters);(5)经脂肪酸改质的聚酯类(fattyacidmodifiedpolyesters);及(6)经三级氨改质的聚氨基甲酸酯类(tertiaryaminemodifiedpolyurethanes)等。表面活性剂的市售商品的具体例包括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(DowCorningToraySiliconeCo.,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(TochemProductsCo.,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(Sumitomo3MLtd.)制造)、Surflon(由旭硝子制造)、SINOPOLE8008(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。
基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,表面活性剂的使用量为0.5至50重量份;较佳为1至40重量份;且更佳为3至30重量份。
消泡剂的具体例包括SurfynolMD-20、SurfynolMD-30、EnviroGemAD01、EnviroGemAE01、EnviroGemAE02、SurfynolDF110D、Surfynol104E、Surfynol420、SurfynolDF37、SurfynolDF58、SurfynolDF66、SurfynolDF70以及SurfynolDF210(由气体产品(Airproducts)制造)等。基于聚硅氧烷(A)的总量100重量份,消泡剂的使用量为1至10重量份;较佳为2至9重量份;且更佳为3至8重量份。
溶解促进剂的具体例包括氮-羟基二羧基酰亚胺化合物(N-hydroxydicarboxylicimide)以及含酚式羟基的化合物。溶解促进剂例如是邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)中所使用的含酚式羟基的化合物。基于聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,溶解促进剂的使用量为1至20重量份;较佳为2至15重量份;且更佳为3至10重量份。
感光性聚硅氧烷组成物的制备方法
本发明的感光性聚硅氧烷组成物是一种正型感光性组成物。可用来制备感光性聚硅氧烷组成物的方法例如:将聚硅氧烷(A)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)、含氮化合物(C)以及溶剂(D)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时也可添加添加剂(E),予以均匀混合后,便可获得溶液状态的感光性聚硅氧烷组成物。
保护膜及具有保护膜的元件的形成方法
本发明另提供一种保护膜,其是将上述的感光性聚硅氧烷组成物涂布于元件上,再经预烤、曝光、显影及后烤后而形成。
本发明还提供一种具有保护膜的元件,其包括元件以及上述的保护膜,其中保护膜覆盖在元件上。具体而言,具有保护膜的元件例如是液晶显示元件及有机电激发光显示器中所使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材、或包覆材料等。
以下将详细描述保护膜的形成方法,其依序包括:使用感光性聚硅氧烷组成物来形成预烤涂膜、对预烤涂膜进行图案化曝光、通过碱显影移除曝光区域以形成图案;以及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,在被保护的元件(以下称为基材)上涂布溶液状态的感光性聚硅氧烷组成物,以形成涂膜。
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、附着有透明导电膜的此等玻璃者,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感光性聚硅氧烷组成物的大部分有机溶剂,然后以预烤(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,减压干燥乃在0托(torr)至200托的压力下进行1秒钟至60秒钟,并且预烤乃在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、h线或i线等紫外线为佳,并且用来提供紫外线的设备可为(超)高压水银灯或金属卤素灯。
显影
将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,以去除经曝光的预烤涂膜的不需要的部分,藉此可在基材上形成具有预定图案的保护膜的半成品。显影液的具体例包括但不限于氢氧化钠、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(sodiummethylsilicate)、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解析度变差;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成物残留。因此,浓度的高低会影响后续感光性聚硅氧烷组成物经曝光后的特定图案的形成。显影液的浓度范围较佳为0.001wt%至10wt%;更佳为0.005wt%至5wt%;再更佳为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,本发明感光性聚硅氧烷组成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。藉此,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。
本发明将就以下实施例来作进一步说明,但应了解的是,该实施例仅为例示说明之用,而不应被解释为本发明实施的限制。
聚硅氧烷(A)的合成例与比较合成例
以下说明聚硅氧烷(A)的合成例A-1至合成例A-8:
合成例A-1
在容积为500毫升的三口烧瓶中,加入0.05摩尔的3-(三乙氧基硅基)丙基丁二酸酐(以下简称为GF-20)、0.3摩尔的甲基三甲氧基硅烷(以下简称为MTMS)、0.65摩尔的苯基三甲氧基硅烷(以下简称为PTMS)以及200克的丙二醇单乙醚(以下简称为PGEE),并于室温下一边搅拌一边于30分钟内添加草酸水溶液(0.40克草酸溶于75克水)。接着,将烧瓶浸渍于30℃的油浴中并搅拌30分钟。然后,于30分钟内将油浴升温至120℃。待溶液的温度降到105℃(也就是反应温度)时,持续加热搅拌进行聚合6小时(也就是聚缩合时间)。再接着,利用蒸馏方式将溶剂及副产物移除,即可获得聚硅氧烷A-1。聚硅氧烷A-1的成分种类及其使用量如表1所示。
合成例A-2至合成例A-8
合成例A-2至合成例A-8的聚硅氧烷(A)(也就是聚硅氧烷A-2至聚硅氧烷A-8)是以与合成例A-1相同的步骤来制备,并且其不同处在于:改变聚硅氧烷(A)的硅烷单体组分、溶剂、催化剂及其使用量、反应温度及聚缩合时间(如表1所示)。
表1中简称所对应的化合物如下所示。
表1
感光性聚硅氧烷组成物及保护膜的实施例与比较例
以下说明感光性聚硅氧烷组成物及保护膜的实施例1至实施例12以及比较例1至比较例3:
实施例1
a、感光性聚硅氧烷组成物的制备
将100重量份的聚硅氧烷A-1、1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(B-1)以及0.1重量份的2-羟基苯并咪唑(2-hydroxybenzimidazole)(C-1-1)加入100重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯(propyleneglycolmonomethyletheracetate,PGMEA)(D-1)中,并且以摇动式搅拌器(shakingtypestirrer)搅拌均匀后,即可制得实施例1的感光性聚硅氧烷组成物。将实施例1的感光性聚硅氧烷组成物以后述评价方式进行评价,其结果如表2所示。
b、保护膜的形成
将感光性聚硅氧烷组成物以旋转涂布方式涂布于100×100×0.7mm3大小的玻璃基板上,以形成厚度约2μm的涂膜。接着,将涂膜在110℃下预烤2分钟,以形成预烤涂膜。然后,在曝光机与预烤涂膜间置入正光阻用光罩,并利用100mJ/cm2的紫外光对预烤涂膜进行图案化曝光(曝光机型号为AG500-4N,由M&R纳米科技(M&RNanotechnology)制造)。接着,将上面有经曝光的预烤涂膜的基板在23℃下,以2.38%的氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液显影60秒,以去除玻璃基板上未经曝光的部分的涂膜。然后,用水清洗玻璃基板。接者,利用曝光机以200mJ/cm2的能量照射经曝光、显影的预烤涂膜。然后,将预烤涂膜在230℃下以烘箱进行后烤60分钟,以在玻璃基板上形成保护膜。
实施例2至实施例12
实施例2至实施例12的感光性聚硅氧烷组成物及保护膜是以与实施例1相同的步骤分别制备,并且其不同处在于:改变成分的种类及其使用量,如表2所示。将实施例2至12所制得的感光性聚硅氧烷组成物以后述评价方式进行评价,其结果如表2和表2(续)所示。
比较例1至比较例3
比较例1至比较例3的感光性聚硅氧烷组成物是以与实施例1相同的步骤分别制备,并且其不同处在于:改变成分的种类及其使用量,如表3所示。将比较例1至比较例3所制得的感光性聚硅氧烷组成物以下列各评价方式进行评价,其结果如表3所示。
表2和表3中简称所对应的化合物如下所示。
评价方式
感度安定性
将感光性聚硅氧烷组成物以旋转涂布方式涂布于100×100×0.7mm3大小的玻璃基板上,以形成厚度约2μm的涂膜。接着,将涂膜在110℃下预烤2分钟,以形成预烤涂膜。然后,在曝光机与预烤涂膜间置入适用的光罩,并利用紫外光对预烤涂膜进行图案化曝光(曝光机型号为AG500-4N,由M&R纳米科技制造),其中紫外光的照射能量为S1mJ/cm2。接着,将上面有经曝光的预烤涂膜的基板在23℃下,以2.38%的氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液显影60秒,以去除玻璃基板上未经曝光的部分的涂膜。
另外,将与上述同一种的感光性聚硅氧烷组成物先于45℃的环境下放至三天后,再以旋转涂布方式涂布于100×100×0.7mm3大小的玻璃基板上,以形成厚度约2μm的涂膜。接着,将涂膜在110℃下预烤2分钟,以形成预烤涂膜。然后,在曝光机与预烤涂膜间置入适用的光罩,并利用紫外光对预烤涂膜进行图案化曝光,其中紫外光的照射能量为S2mJ/cm2。接着,将上面有经曝光的预烤涂膜的基板在23℃下,以2.38%的氢氧化四甲基铵(TMAH)水溶液显影60秒,以去除玻璃基板上未经曝光的部分的涂膜。
将紫外光的照射能量S1与紫外光的照射能量S2依下式计算感度变化率。感度变化率越低,表示感光性聚硅氧烷组成物的感度安定性越佳。
感度变化率的评价基准如下所示:
◎:0%≦感度变化率<10;
○:10≦感度变化率<20;
╳:感度变化率≧20。
表2
表2(续)
表3
比较例4
比较例4的感光性聚硅氧烷组成物是一种正型感光性组成物。详细而言,比较例4的感光性聚硅氧烷组成物组成物是通过将100重量份的聚硅氧烷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(B-1)以及1重量份的1H-苯并三唑-4-磺酸(1H-benzotriazole-4-sulfonicacid)加入100重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯(D-1)中,并且以摇动式搅拌器搅拌均匀后,即可制得比较例4的感光性聚硅氧烷组成物。将所得到的感光性聚硅氧烷组成物也以上述评价方式进行评价后,其感度安定性的表现为╳。
比较例5
比较例5的感光性聚硅氧烷组成物是一种负型感光性组成物。详细而言,比较例5的感光性聚硅氧烷组成物是通过将100重量份的聚硅氧烷A-1、3重量份的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)(商品名IRGACUREOXE-02,由旭化成化学股份有限公司制造,作为自由基聚合起始剂)、30重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯、1重量份的5-甲基-1H-苯并三唑(C-3-1)、200重量份的二乙二醇乙基甲基醚(作为溶剂)、100重量份的乙二醇单丁基醚(作为溶剂)、0.2重量份的聚硅氧烷表面活性剂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。将所得到的感光性聚硅氧烷组成物也以上述评价方式进行评价后,其感度安定性的表现为╳。
比较例6
比较例6的感光性酚醛清漆树脂组成物是一种正型感光性组成物。详细而言,比较例6的感光性酚醛清漆树脂组成物是通过将100重量份的酚醛清漆树脂(聚苯乙烯换算所得的重量平均分子量(MW)为10,600,旭有机材工业股份有限公司制,商品名EP-4080G)、10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(B-1)、1重量份的1-[N,N-双(2-羟基乙基)氨基甲基]-4-甲基苯并三唑(C-3-2)加入250重量份的丙二醇单甲醚醋酸酯(D-1)中,并且以摇动式搅拌器搅拌均匀后,即可制得比较例6的感光性酚醛清漆树脂组成物。将所得到的感光性酚醛清漆树脂组成物也以上述评价方式进行评价后,其感度安定性的表现为╳。
评价结果
由表2、表2(续)和表3得知,与含有含氮化合物(C)的感光性聚硅氧烷组成物(实施例1至实施例12)相比,不含有含氮化合物(C)的感光性聚硅氧烷组成物(比较例1至比较例3)的感度安定性不佳。
当聚硅氧烷(A)的硅烷单体组分包括含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基时,感光性聚硅氧烷组成物(实施例1至实施例5、实施例7至实施例12)的感度安定性较佳。
另外,根据比较例4至比较例6的评价结果得知,与本发明的含有特定结构的含氮化合物(C)的感光性聚硅氧烷组成物(正型感光性组成物)相比,使用含有磺酸基(sulfonicacidgroup,-SO3H)的苯并三唑作为含氮化合物的感光性聚硅氧烷组成物(比较例4)、使用含氮化合物的负型感光性组成物(比较例5)、感光性酚醛清漆树脂组成物(比较例6)的感度安定性不佳。
综上所述,本发明的感光性聚硅氧烷组成物是一种正型感光性组成物,其含有特定结构及特定官能基的含氮化合物。具体而言,该含氮化合物具有五元环,其中五元环上具有两个以上氮原子及两个双键,并且含有除了磺酸基以外的基团。由于本发明的感光性聚硅氧烷组成物的感度安定性佳,而适用于形成保护膜,例如液晶显示元件及有机电激发光显示器中所使用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材、或包覆材料等。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (5)
1.一种感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,包括:
聚硅氧烷(A);
邻萘醌二叠氮磺酸酯(B);
含氮化合物(C);以及
溶剂(D),
其中所述含氮化合物(C)包括由式(1)表示的咪唑化合物(C-1)、由式(2)表示的吡唑化合物(C-2)、由式(3)或式(4)表示的三唑化合物(C-3)及由式(5)表示的四唑化合物(C-4)中的至少一者,
式(1)中,R1、R2及R3各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R1与R2可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R4表示氢原子、经取代或未经取代的苯基、经取代或未经取代的苄基、由式(1-1)表示的基、由式(1-2)表示的基、由式(1-3)表示的基、由式(1-4)表示的基或由式(1-5)表示的基,
-(CH2)a-X1式(1-1)
式(1-1)中,a表示0至20的整数,X1表示羟基或羧基;
式(1-2)中,b表示0至20的整数;
式(1-3)中,d表示0至20的整数,X2及X3各自独立表示表示氢原子或羟基
式(1-4)中,e表示0至20的整数,
式(1-5)中,f表示0至6的整数,g表示1至6的整数;
式(2)中,R5、R6及R7各自独立表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R5与R6及R5与R7可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或6元杂环;R8与式(1)中的R4同义,
式(3)及式(4)中,R9、R10、R11、R12、R13及R14各自独立表示氢原子、羟基、巯基、氨基、羧基、碳数为1至30的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至30的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基,R9与R10可缩合而形成经取代或未经取代的苯环或具有一个杂原子的6元杂环,
式(5)中,R15表示氢原子、羟基、氨基、羧基、碳数为1至10的烷基、碳数为1至10的烷氧基、碳数为3至20的经取代或未经取代的脂环基、经取代或未经取代的苯基或经取代或未经取代的苄基;R16与式(1)中的R4同义。
2.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,所述聚硅氧烷(A)为由硅烷单体组分聚缩合而得,所述硅烷单体组分包括由式(I-1)表示的化合物,
Si(Ra)w(ORb)4-w式(I-1)
式(I-1)中,Ra各自独立表示氢原子、碳数为1至10的烷基、碳数为2至10的烯基、碳数为6至15的芳基、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,至少一个Ra为含有酸酐基的烷基、含有环氧基的烷基或含有环氧基的烷氧基;Rb各自独立表示氢原子、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的芳基;w表示1至3的整数。
3.根据权利要求1所述的感光性聚硅氧烷组成物,其特征在于,基于所述聚硅氧烷(A)的使用量为100重量份,所述邻萘醌二叠氮磺酸酯(B)的使用量是1至35重量份,所述含氮化合物(C)的使用量是0.1至10重量份,并且所述溶剂(D)的使用量是100至1500重量份。
4.一种保护膜,其特征在于,是将根据权利要求1至3中任一项所述的感光性聚硅氧烷组成物涂布于元件上,再经预烤、曝光、显影及后烤后而形成。
5.一种具有保护膜的元件,其特征在于,包括元件以及根据权利要求4所述的保护膜,其中所述保护膜覆盖在所述元件上。
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