CN106054527A - 感光性树脂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

本发明有关于一种感光性树脂组合物及其应用。上述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)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)及溶剂(E)。此感光性树脂组合物可用于制作间隙体或保护膜,且此感光性树脂组合物具有较高的解析度及较少的残渣。

Description

感光性树脂组合物及其应用
技术领域
本发明是有关一种感光性树脂组合物及其所形成的间隙体及保护膜,特别是提供一种具有良好解析度且较少残渣的感光性树脂组合物。
背景技术
一般而言,印刷于彩色滤光层表面上的像素与黑色矩阵会产生凹凸不平之处。一般是于彩色滤光层的表面形成保护膜,以隐藏不平之处,进而达到平坦化的要求。
其次,制造液晶显示元件或固态成像装置等光学元件包含具有严苛条件的处理程序,例如以浸泡酸性溶剂或碱性溶液的处理方式或以溅镀(Sputtering)的处理方式形成配线电极层时,基板表面会造成局部腐蚀或产生高温。
因此,为了防止元件表面的元件受损,元件的表面须铺设保护膜。保护膜须与基板具有优异的附着力,且须具有高透明度、高表面硬度与平滑的表面。具有高耐热性与耐光性的保护膜于长期使用下亦不会有变色、黄化或白化等变质情况发生。此外,该保护膜还需具有良好的耐水性、耐化性、耐溶剂性、耐酸性及耐碱性等特性。
另一方面,在已知的彩色液晶显示元件中,为了维持两个基板间固定的层间距离(细胞间隙),已知的彩色液晶显示元件是于整个基板上随机喷洒如聚苯乙烯珠或硅珠,其中该聚苯乙烯珠或硅珠的直径为两基板间的间距。然而,此已知方式因喷珠的位置及密度分布并不均匀,造成背光源的光线受喷珠影响而散射,进一步使得显示元件的对比度降低。因此,以光刻制程(photolithography)方式所开发出的间隙体用感光性组合物逐渐成为业界的主流。
该间隙体的形成方式是将该间隙体用的感光性组合物先涂布至基板,并于基板与曝光源间放入具有指定图案的掩模,而经曝光显影形成间隙体。依据此方法,可于R、G、B像素外的指定位置上形成间隙体,以解决已知技术的问题。其中,细胞间隙也可利用感光性成分形成的涂膜厚度来控制,使细胞间隙的距离变得容易控制,而具有精度高的优点。
由于该保护膜或间隙体是形成于彩色滤光片或是基板上,对透明度的要求极高。当应用于液晶显示元件时,透明度不佳的保护膜或间隙体将造成液晶显示元件的亮度不足,而影响液晶显示元件的显示品质。
为提高保护膜或间隙体的透明度,日本专利特开第2010-054561号专利揭示一种保护膜用的感光性树脂组合物,其包含碱可溶性粘结树脂、乙烯性不饱和基的化合物、光起始剂及溶剂,其中乙烯性不饱和基的化合物中不饱和键的结合当量为90g/ep至450g/eq,且乙烯性不饱和基的化合物中的单一化合物的不饱和双键为2个至4个,且碱可溶性粘结树脂的重量平均分子量为10,000至20,000。
其次,日本专利特开第2004-240241号专利揭示一种感光性树脂组合物,其包含共聚合物、具有乙烯性不饱合基的聚合物及光起始剂,其中,该共聚物是由乙烯性不饱合羧酸(酐)、具环氧基的乙烯性不饱合基的化合物及其它乙烯性不饱合基的化合物所共聚合而得,且光起始剂可为2-丁二酮-[4-甲硫基苯]-2-(O-肟醋酸盐)、1,2-丁二酮-1-(4-吗啉基苯基)-2-(O-苯甲酰肟)、1,2-辛二酮-1-[4-苯硫基苯]-2-[O-(4-甲基苯甲酰)肟]或其类似物。然而,此感光性树脂组合物虽可制得高透明性的保护膜或间隙体,但却具具有较低的解析度及较多残渣的缺点。
有鉴于此,目前亟需发展一种解析度较高且残渣较少的间隙体或保护膜用感光性树脂组合物,以克服已知保护膜或间隙体的上述种种问题。
发明内容
因此,本发明的一个方面在于提供一种感光性树脂组合物,此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)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)及溶剂(E),且此感光性树脂组合物具有良好的解析度及较少的残渣。
本发明的另一方面在于提供一种间隙体或保护膜,其均是利用上述的感光性树脂组合物所形成。
本发明的又一方面在于提供一种液晶显示元件,其包含前述的间隙体或保护膜。
根据本发明的上述方面,提出一种感光性树脂组合物。此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)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)及溶剂(E),以下析述之。
碱可溶性树脂(A)
本发明的碱可溶性树脂(A)是指可溶于碱性水溶液中的树脂,其构造并无特别限制。较佳地,碱可溶性树脂(A)可为具有羧酸基的树脂或苯酚-酚醛清漆(phenol-novolac)树脂等。更佳地,碱可溶性树脂(A)可由一混合物于适当的聚合起始剂存在下所共聚合而得。
该混合物可包含不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)、具有环氧基的不饱和化合物(a2)及/或其它不饱和化合物(a3)。
不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)
该不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)可为包含羧酸基或羧酸酐结构,以及用以聚合键结的不饱和键的化合物。该不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)的结构并无特别限制,且该不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)可包含但不限于不饱和单羧酸化合物、不饱和二羧酸化合物、不饱和酸酐化合物、多环型不饱和羧酸化合物、多环型不饱和二羧酸化合物或多环型不饱和酸酐化合物等。
前述不饱和单羧酸化合物的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-(甲基)丙烯酰乙氧基丁二酸酯[2-(meth)acryloyloxyethyl succinate monoester]、2-(甲基)丙烯酰乙氧基六氢化苯二甲酸酯、2-(甲基)丙烯酰乙氧基苯二甲酸酯或omega-羧基聚己内酯多元醇单丙烯酸酯(其可为东亚合成制造的商品,且其型号为ARONIX M-5300)等。
前述不饱和二羧酸化合物的具体例可包含但不限于马来酸、富马酸、甲基富马酸、衣康酸或柠康酸等。
前述的不饱和酸酐化合物可为该不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
前述多环型不饱和羧酸化合物的具体例可包含但不限于5-羧基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-5-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯、5-羧基-6-甲基双环[2.2.1]庚-2-烯或5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯。
前述多环型不饱和二羧酸化合物的具体例可包含但不限于5,6-二羧酸二环[2.2.1]庚-2-烯。
前述多环型不饱和酸酐化合物可为该多环型不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
前述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)的具体例可为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸酐、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯或2-甲基丙烯酰基乙氧基六氢化苯二甲酸。
基于不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1),以及后述具有环氧基的不饱和化合物(a2)与其它不饱和化合物(a3)的总使用量为100重量份,该不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)的使用量可为5重量份至50重量份,较佳为5重量份至35重量份,且更佳可为15重量份至35重量份。
具有环氧基的不饱和化合物(a2)
该具有环氧基的不饱和化合物(a2)可包含具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物、具有环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物或环氧丙醚化合物等。
前述具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物的具体可包含但不限于(甲基)丙烯酸环氧丙酯、(甲基)丙烯酸2-甲基环氧丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸6,7-环氧庚酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己酯或(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯等。
前述具有环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物的具体例可包含但不限于α-乙基丙烯酸环氧丙酯、α-正丙基丙烯酸环氧丙酯、α-正丁基丙烯酸环氧丙酯或α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯等。
前述环氧丙醚化合物的具体例可包含但不限于邻-乙烯基苯甲基环氧丙醚(o-vinylbenzylglycidylether)、间-乙烯基苯甲基环氧丙醚(m-vinylbenzylglycidylether)或对-乙烯基苯甲基环氧丙醚(p-vinylbenzylglycidylether)等。
前述具有环氧基的不饱和化合物(a2)可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该具有环氧基的不饱和化合物(a2)的具体例可为甲基丙烯酸环氧丙酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、甲基丙烯酸6,7-环氧庚酯、邻-乙烯基苯甲基环氧丙醚、间-乙烯基苯甲基环氧丙醚或对-乙烯基苯甲基环氧丙醚。
基于前述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)与该具有环氧基的不饱和化合物(a2),以及其它不饱和化合物(a3)的总使用量为100重量份,具有环氧基的不饱和化合物(a2)的使用量可为5重量份至30重量份,较佳为5重量份至20重量份,且更佳可为10重量份至20重量份。
其它不饱和化合物(a3)
该其它不饱和化合物(a3)可为(甲基)丙烯酸烷基酯、(甲基)丙烯酸脂环族酯、(甲基)丙烯酸芳基酯、不饱和二羧酸二酯、(甲基)丙烯酸羟烷酯、(甲基)丙烯酸酯的聚醚、芳香乙烯化合物,或者前述化合物以外的其它不饱和化合物。
前述(甲基)丙烯酸烷基酯的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸正丙酯、(甲基)丙烯酸异丙酯、(甲基)丙烯酸正丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸仲丁酯或(甲基)丙烯酸叔丁酯等。
前述(甲基)丙烯酸脂环族酯的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸-2-甲基环己酯、三环[5.2.1.02 , 6]癸-8-基(甲基)丙烯酸酯[亦可称的为(甲基)丙烯酸双环戊酯]、(甲基)丙烯酸二环戊氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯或(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯等。
前述(甲基)丙烯酸芳基酯的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酸苯基酯或甲基丙烯酸苯甲酯等。
前述不饱和二羧酸二酯的具体例可包含但不限于马来酸二乙酯、富马酸二乙酯或衣康酸二乙酯等。
前述(甲基)丙烯酸羟烷酯的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯或(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯等。
前述(甲基)丙烯酸酯的聚醚的具体例可包含但不限于聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯或聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯等。
前述芳香乙烯化合物的具体例可包含但不限于苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯,对-甲基苯乙烯或对-甲氧基苯乙烯等。
前述化合物以外的其它不饱和化合物的具体例可包含但不限于丙烯腈、甲基丙烯腈、氯乙烯、偏二氯乙烯、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、乙烯乙酯、1,3-丁二烯、异戊二烯、2,3-二甲基1,3-丁二烯、N-环己基马来酰亚胺、N-苯基马来酰亚胺、N-芐基马来酰亚胺、N-丁二酰亚胺基-3-马来酰亚胺苯甲酸酯、N-丁二酰亚胺基-4-马来酰亚胺丁酸酯、N-丁二酰亚胺基-6-马来酰亚胺己酸酯、N-丁二酰亚胺基-3-马来酰亚胺丙酸酯或N-(9-吖啶基)马来酰亚胺等。
该其它不饱和化合物可单独一种使用或混合多种使用。
前述其它不饱和化合物(a3)的具体例较佳可为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸苯甲酯、(甲基)丙烯酸双环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊氧基乙酯、苯乙烯或对-甲氧基苯乙烯。
基于前述不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)与具有环氧基的不饱和化合物(a2),以及该其它不饱和化合物(a3)的总使用量为100重量份,其它不饱和化合物(a3)的使用量可为20重量份至90重量份,较佳为45重量份至90重量份,且更佳为45重量份至75重量份。
本发明的碱可溶性树脂(A)在制造时所使用的溶剂可为醇类、醚类、二醇醚、乙二醇烷基醚乙酸醋酸酯、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚乙酸醋酸酯、丙二醇烷基醚丙酸酯、芳香烃、酮类或酯类等。
前述醇类溶剂的具体例可包含甲醇、乙醇、苯甲醇、2-苯乙醇或3-苯基-1-丙醇等。
前述醚类溶剂的具体例可包含四氢呋喃等。
前述二醇醚的具体例可包含乙二醇单丙醚、乙二醇单甲醚或乙二醇单乙醚等。
前述乙二醇烷基醚醋酸酯的具体例可包含乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯或乙二醇甲醚醋酸酯等。
前述二乙二醇的具体例可包含二乙二醇单甲醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单丁醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚或二乙二醇甲乙醚等。
前述二丙二醇的具体例可包含二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚或二丙二醇甲乙醚等。
前述丙二醇单烷基醚的具体例可包含丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚或丙二醇单丁醚等。
前述丙二醇烷基醚醋酸酯的具体例可包含丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯或丙二醇丁醚醋酸酯等。
前述丙二醇烷基醚丙酸酯的具体例可包含丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯或丙二醇丁醚丙酸酯等。
前述芳香烃的具体例可包含甲苯或二甲苯等。
前述酮类的具体例可包含甲乙酮、环己酮或二丙酮醇等。
前述酯类的具体例可包含乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸丁酯、2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟乙酸甲酯、羟乙酸乙酯、羟乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸丙酯、乳酸丁酯、3-羟基丙酸甲酯、3-羟基丙酸乙酯、3-羟基丙酸丙酯、3-羟基丙酸丁酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸丙酯、乙氧基乙酸丁酯、丙氧基乙酸甲酯、丙氧基乙酸乙酯、丙氧基乙酸丙酯、丙氧基乙酸丁酯、丁氧基乙酸甲酯、丁氧基乙酸乙酯、丁氧基乙酸丙酯、丁氧基乙酸丁酯、3-甲氧基丁基乙酸酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-甲氧基丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸丁酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸丙酯、2-乙氧基丙酸丁酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸甲酯、2-丁氧基丙酸乙酯、2-丁氧基丙酸丙酯、2-丁氧基丙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸丙酯、3-甲氧基丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸丙酯、3-乙氧基丙酸丁酯、3-丙氧基丙酸甲酯、3-丙氧基丙酸乙酯、3-丙氧基丙酸丙酯、3-丙氧基丙酸丁酯、3-丁氧基丙酸甲酯、3-丁氧基丙酸乙酯、3-丁氧基丙酸丙酯或3-丁氧基丙酸丁酯等。
该溶剂可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,前述溶剂的具体例可为二乙二醇二甲醚或丙二醇甲醚醋酸酯。
前述聚合起始剂的具体例可为偶氮化合物或过氧化物等。
该偶氮化合物的具体例可包含但不限于2,2’-偶氮二异丁腈、2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)、4,4’-偶氮二(4-氰基戊酸)或2,2’-偶氮二(二甲基-2-甲基丙酸酯)等。
该过氧化物的具体例可包含但不限于过氧化二苯甲酰、过氧化二月桂酰(dilauroyl peroxide)、叔丁基过氧化新戊酸酯(tert-butyl peroxypivalate)、1,1-二(叔丁基过氧化)环己烷[1,1-di(tert-butylperoxy)cyclohexane]或过氧化氢等。
该聚合起始剂可单独一种使用或混合多种使用。
具有乙烯性不饱和基的化合物(B)
本案具有乙烯性不饱和基的化合物(B)可包含具有如下式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)及其它具有乙烯性不饱和基的化合物(B-2)。
具有如式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)
前述的第一化合物(B-1)可具有如下式(II)所示的结构:
于式(II)中,R3分别可独立地代表氢原子或甲基。R4分别可独立地代表氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基。n代表2至4的整数。
该具有如式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)的具体例可包含但不限于三季戊四醇七(甲基)丙烯酸酯、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇九(甲基)丙烯酸酯、四季戊四醇十(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十一(甲基)丙烯酸酯、五季戊四醇十二(甲基)丙烯酸酯或上述化合物的任意组合。
基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,该具有如式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)的使用量为30重量份至300重量份,较佳为40重量份至250重量份,且更佳为50重量份至200重量份。
当本发明具有乙烯性不饱和基的化合物(B)包含具有如式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)时,所制得的感光性树脂组合物可具有更佳的解析度。
其它具有乙烯性不饱和基的化合物(B-2)
该其它具有乙烯性不饱和基的化合物(B-2)可包含具有一个乙烯性不饱和基的化合物或具有至少两个乙烯性不饱和基的化合物。
该具有一个乙烯性不饱和基的化合物的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯酰胺[(meth)acrylamide]、(甲基)丙烯酰吗啉、(甲基)丙烯酸-7-氨基-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)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(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、氮,氮-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)丙烯酸丙二酯或(甲基)丙烯酸冰片酯等。
该具有一个乙烯性不饱和基的化合物可单独一种使用或混合多种使用。
前述具有至少两个乙烯性不饱和基的化合物的具体例可包含但不限于乙二醇二(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、己内酯改质的三(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(ethylene oxide;以下简称为EO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷(propylene oxide;以下简称为PO)改质的三(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、己内酯改质的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯[di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate]、EO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、EO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、PO改质的甘油三(甲基)丙烯酸酯、EO改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯或酚醛清漆聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。
该具有至少两个乙烯性不饱和基的化合物可单独一种使用或混合多种使用。
基于前述碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,该具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为30重量份至350重量份,较佳为40重量份至300重量份,且更佳为50重量份至250重量份。
光起始剂(C)
本发明的光起始剂(C)无特别的限制。该光起始剂(C)可包含O-酰基肟系光起始剂、三氮杂苯系光起始剂、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、含卤素类化合物或过氧化物等。
前述O-酰基肟系光起始剂的具体例可包含但不限于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-(O-苯酰基肟)、1-[4-(苯酰基)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(3-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-苯酰基-9H-咔唑-3-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-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-取代基]-1-(O-乙酰基肟)或乙烷酮-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-取代基]-1-(O-乙酰基肟)等。该O-酰基肟系光起始剂可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该O-酰基肟系光起始剂的具体例可为1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙酰基肟)、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-取代基]-1-(O-乙酰基肟)或乙烷酮-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-取代基]-1-(O-乙酰基肟)等。
前述三氮杂苯系光起始剂的具体例可包含但不限于乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物、2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物或4-(对-氨基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物等。
该乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含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-二甲基氨基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮杂苯或2-三氯甲基-3-氨基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等。
该2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(5-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯或2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯等。
该4-(对-氨基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含4-[对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-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)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-甲基-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(苯基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基羰基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N-(对-甲氧基苯基)羰基氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-N,N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-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)氨基苯基]-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)氨基苯基]-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)氨基苯基]-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)氨基苯基]-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)氨基苯基-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)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-溴-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氯-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氟-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-溴-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氯-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氟-对-N,N-二(氯乙基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-氯乙基氨基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯或2,4-双(三氯甲基)-6-{3-溴-4-[N,N-双(乙氧基羰基甲基)氨基]苯基}-1,3,5-三氮杂苯等。
该三氮杂苯系光起始剂可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该三氮杂苯系光起始剂可为4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯或2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等。
前述苯乙烷酮类化合物的具体例可包含但不限于对二甲氨苯乙烷酮、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-丙酮或2-苄基-2-N,N-二甲氨-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。该苯乙烷酮类化合物可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该苯乙烷酮类化合物可包含2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗福啉代-1-丙酮或2-苄基-2-N,N-二甲氨-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。
前述二咪唑类化合物的具体例可包含但不限于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’-四苯基二咪唑或2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑等。该二咪唑类化合物可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该二咪唑类化合物可包含2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑。
前述二苯甲酮类化合物的具体例可包含但不限于噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-砜、二苯甲酮、4,4’-双(二甲氨)二苯甲酮或4,4’-双(二乙氨)二苯甲酮等。该二苯甲酮类化合物可单独一种使用或混合多种使用。
较佳地,该二苯甲酮类化合物可包含4,4’-双(二乙氨)二苯甲酮。
前述α-二酮类化合物的具体例可包含但不限于苯偶酰或乙酰基等。
前述酮醇类化合物的具体例可包含但不限于二苯乙醇酮等。
前述酮醇醚类化合物的具体例可包含但不限于二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚或二苯乙醇酮异丙醚等。
前述酰膦氧化物类化合物的具体例可包含但不限于2,4,6-三甲基苯酰二苯基膦氧化物或双-(2,6-二甲氧基苯酰)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物等。
前述醌类化合物的具体例可包含但不限于蒽醌或1,4-萘醌等。
前述含卤素类化合物的具体例可包含但不限于苯酰甲基氯、三溴甲基苯砜或三(三氯甲基)-s-三氮杂苯等。
前述过氧化物的具体例可包含但不限于二-叔丁基过氧化物。
前述的光起始剂(C)可单独一种使用或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,光起始剂(C)的使用量为15重量份至100重量份,较佳为17重量份至90重量份,且更佳为20重量份至80重量份。
邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)
本发明的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)可包含具有如下式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)。其次,该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)可选择性地包含其它邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-2):
邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)
该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)具有如下式(I)所示的结构:
于式(I)中,R1分别独立地代表氢原子、经取代或未取代的烷基、芳香基或烯基。R2分别独立地代表氢原子或具有醌二叠氮结构的官能基。a、b、d及e分别代表大于或等于0的整数,且f及g的总和为大于或等于1的整数。当a、b、d及e的总和大于1时,多个R1分别可为相同或不同;当f及g的总和大于1时,多个R2的至少一者具有醌二叠氮结构的官能基。
具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)可利用具有羟基的茀化合物来合成,或者藉由芴酮与苯酚、邻苯二酚或邻苯三酚于硫代乙酸及酸性催化剂的存在下进行反应制得。
具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)是可为完全酯化或部份酯化的酯化物,较佳是由邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与具有羟基的茀化合物反应所制得,更佳是由邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与具有多元羟基的茀化合物反应所制得。
前述具有羟基的茀化合物的具体例可包含JFE化学株式会社制造的产品,且其型号为BPF[如下式(I-1)所示]或BCF[如下式(I-2)所示];本州化学株式会社制造的产品,且其型号为BisP-FL[如下式(I-1)所示];或者如下式(I-3)至式(I-5)所示的化合物:
该邻萘醌二叠氮磺酸可包含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。该邻萘醌二叠氮磺酸的盐类可包含但不限于邻萘醌二叠氮磺酸卤盐,具体例可包含邻萘醌二叠氮-4-磺酸氯或邻萘醌二叠氮-5-磺酸氯。
该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)的使用量没有特别的限制,基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,该具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)的使用量为1重量份至15重量份,较佳为1.5重量份至13重量份,且更佳为2重量份至10重量份。
此外,当本案的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)不包含具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)时,所制得的感光性树脂组合物的解析度不佳及具有很多残渣。
当本案的如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)的使用量介于1重量份至15重量份,则所制得的感光性树脂组合物的解析度最佳,且残渣现象最少。
其它邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-2)
该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)可选择性地具有其它邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-2)。
在本发明的一实施例中,该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-2)是可为完全酯化或部份酯化的酯化物。该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-2)较佳是由邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与羟基化合物反应所制得,更佳是由邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类与多元羟基化合物反应所制得。
该邻萘醌二叠氮磺酸可包含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。该邻萘醌二叠氮磺酸的盐类可包含但不限于邻萘醌二叠氮磺酸卤盐。
该羟基化合物可包含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)烃类化合物或其它芳香族羟基类化合物。该羟基化合物可单独一种或混合多种使用。
前述的羟基二苯甲酮类化合物可包含但不限于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。
前述的羟基芳基类化合物可具有如下式(III-1)所示的结构:
于式(III-1)中,Z1至Z3表示氢原子或碳数为1至6的烷基;Z4至Z9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(alkoxy)、碳数为1至6的脂烯基(alkenyl),或者环烷基(cycloalkyl);Z10及Z11表示氢原子、卤素原子及碳数为1至6的烷基;j、k及m表示1至3的整数;h表示0或1。
如式(III-1)所示的羟基芳基类化合物可包含但不限于三(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4,4’-[1-[4[-1-(4-羟基苯基)-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚等。
前述的(羟基苯基)烃类化合物可具有如下式(III-2)所示的结构:
于式(III-2)中,Z12及Z13表示氢原子或碳数为1至6的烷基,且p及q表示1至3的整数。
如式(III-2)所示的(羟基苯基)烃类化合物可包含但不限于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。
前述的其它芳香族羟基类化合物可包含但不限于苯酚、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,或者部份酯化或部份醚化的3,4,5-三羟基苯甲酸等。
上述的羟基化合物较佳是选自于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’-四羟基二苯甲酮或上述材料的任意组合。
该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)等有机溶媒中进行。前述的反应更佳是添加三乙醇胺、碱金属碳酸盐或碱金属碳酸氢盐等碱性缩合剂。
该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)的酯化度较佳在50%以上,亦即以该羟基化合物中的羟基总量为100摩尔百分比计,该羟基化合物中有50摩尔百分比以上的羟基与邻萘醌二叠氮磺酸或其盐类进行酯化反应。该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)的酯化度更佳在60%以上。
基于该碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)的使用量可为1重量份至16重量份,较佳为1.5重量份至14重量份,且更佳为2重量份至12重量份。
溶剂(E)
本发明的溶剂(E)以可与其它有机成分完全溶解,且其挥发性必须高到在常压下只需少许热量便可使其从分散液中蒸发者为宜。因此,常压下沸点低于150℃的溶剂最常被使用。
本发明适用的溶剂(E)可包含苯、甲苯或二甲苯等的芳香族溶剂;甲醇或乙醇等的醇类溶剂;乙二醇单丙醚、二乙二醇二甲醚、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇甲醚、二乙二醇乙醚或二乙二醇丁醚等的醚类溶剂;乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯或3-乙氧基丙酸乙酯等的酯类溶剂;甲乙酮或丙酮等的酮类溶剂。
较佳地,该溶剂(E)可为二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯或3-乙氧基丙酸乙酯的单独一种或并用两者。
基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,溶剂(E)的使用量为200重量份至1500重量份,较佳为250重量份至1200重量份,且更佳可为300重量份至1000重量份。
酚醛清漆树脂(F)
本发明的感光性树脂组合物可选择性地包含酚醛清漆树脂(F),该酚醛清漆树脂(F)可藉由甲酚类芳香族羟基化合物及醛类化合物进行聚缩合而得。
前述甲酚类芳香族羟基化合物的具体例可包含但不限于间-甲酚(m-cresol)、对-甲酚(p-cresol)或邻-甲酚(o-cresol)等的甲酚类化合物;2,3-二甲苯酚、2,5-二甲苯酚、3,5-二甲苯酚或3,4-二甲苯酚等的二甲酚类化合物。该甲酚类芳香族羟基化合物可单独一种使用或混合多种使用。
前述醛类化合物的具体例可包含但不限于甲醛、多聚甲醛(paraformaldehyde)、三聚甲醛(trioxane)、乙醛、丙醛、丁醛、三甲基乙醛、丙烯醛(acrolein)、丁烯醛(crotonaldehyde)、环己醛(cyclo hexanealdehyde)、呋喃甲醛(furfural)、呋喃基丙烯醛(furylacrolein)、苯甲醛、对苯二甲醛(terephthalaldehyde)、苯乙醛、α-苯基丙醛、β-苯基丙醛、邻-羟基苯甲醛、间-羟基苯甲醛、对-羟基苯甲醛、邻-甲基苯甲醛、间-甲基苯甲醛、对-甲基苯甲醛、邻-氯苯甲醛、间-氯苯甲醛、对-氯苯甲醛或肉桂醛等。该醛类化合物可单独一种或混合多种使用。
较佳地,前述的醛类化合物可为甲醛。
在不影响本发明的感光性树脂组合物的物性下,该酚醛清漆树脂(F)亦可由其它种类的芳香族羟基化合物与醛类化合物进行聚缩合而得。
前述其它种类的芳香族羟基化合物的具体例可包含但不限于苯酚(phenol);间-乙基苯酚、对-乙基苯酚、邻-乙基苯酚、2,3,5-三甲基苯酚、2,3,5-三乙基苯酚、4-叔丁基苯酚、3-叔丁基苯酚、2-叔丁基苯酚、2-叔丁基-4-甲基苯酚、2-叔丁基-5-甲基苯酚或6-叔丁基-3-甲基苯酚等的烷基苯酚(alkyl phenol)化合物;对-甲氧基苯酚、间-甲氧基苯酚、对-乙氧基苯酚、间-乙氧基苯酚、对丙氧基苯酚或间-丙氧基苯酚等的烷氧基苯酚(alkoxy phenol)化合物;邻-异丙烯基苯酚、对-异丙烯基苯酚、2-甲基-4-异丙烯基苯酚或2-乙基-4-异丙烯基苯酚等的异丙烯基苯酚(isopropenyl phenol)化合物;苯基苯酚(phenyl phenol)等的芳基苯酚(aryl phenol)化合物;4,4’-二羟基联苯、双酚A、间-苯二酚(resorcinol)、对-苯二酚(hydroquinone)或1,2,3-苯三酚(pyrogallol)等的多羟基苯酚(polyhydroxyphenol)化合物。
更佳地,该酚醛清漆树脂(F)亦可藉由下述的方法制得:在催化剂存在且常压下,进行缩合反应,并藉由脱水处理去除未反应的单体。其中,该催化剂可包含盐酸、硫酸、甲酸、醋酸、草酸或对甲苯磺酸等的有机酸或无机酸。
基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,酚醛清漆树脂(F)的使用量可为2重量份至12重量份,较佳为2.5重量份至11重量份,且更佳为3重量份至10重量份。
当本发明的感光性树脂组合物包含酚醛清漆树脂(F)时,所制得的感光性树脂组合物可具有较少的残渣。
前述酚醛清漆树脂(F)的重量平均分子量可为500至3000。
当本发明包含酚醛清漆树脂(F),且其重量平均分子量为前述的范围时,所制得的感光性树脂组合物可进一步改善残渣现象。
添加剂(G)
根据所需的物性及化性,感光性树脂组合物可进一步包含添加剂。该添加剂的选择为本发明所属技术领域中具通常知识者所熟知。
本发明的添加剂(G)的具体例可包含填充剂、碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物、紫外线吸收剂、防凝集剂、界面活性剂、密着促进剂、保存安定剂或耐热性促进剂等。
前述填充剂的具体例可包含但不限于玻璃或铝等。
前述碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物的具体例可包含但不限于聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚或聚氟丙烯酸烷酯等。
前述紫外线吸收剂的具体例可包含但不限于2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯基叠氮或烷氧基苯酮等。
前述防凝集剂的具体例可包含但不限于聚丙烯酸钠等。
前述的界面活性剂可促进感光性树脂组合物的涂布性,且其具体例可包含但不限于含氟界面活性剂或有机硅界面活性剂等。
该含氟界面活性剂可为于末端、主链或侧链至少包含氟烷基或氟烯基,且其具体例可包含1,1,2,2-四氟辛基(1,1,2,2-四氟丙基)醚、1,1,2,2-四氟辛基己基醚、八乙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六乙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、八丙二醇二(1,1,2,2-四氟丁基)醚、六丙二醇(1,1,2,2,3,3-六氟戊基)醚、全氟十二烷基硫酸钠、1,1,2,2,8,8,9,9,10,10-十氟十二烷、1,1,2,2,3,3-六氟癸烷、氟烷苯磺酸钠、氟烷磷酸钠、氟烷羧酸钠、氟烷聚氧乙烯醚、二丙三醇四(氟烷聚氧乙烯醚)、氟烷铵碘、氟烷甜菜碱、氟烷聚氧乙烯醚、全氟烷聚氧乙烯醚或全氟烷基烷醇等。
该含氟界面活性剂亦可为市售商品,例如:BM CHEMIE制造的产品,且其型号可为BM-1000或BM-1100等;大日本墨水及化学工业制造的产品,且其型号可为Megafac F142D、Megafac F172、Megafac F173、Megafac F183、MegafacF178、Megafac F191、Megafac F471或Megafac F476等;住友化学制造的产品,且其型号可为Fluorad FC 170C、Fluorad FC-171、Fluorad FC-430或FluoradFC-431等;旭硝子制造的产品,且其型号可为氯氟碳S-112、氯氟碳S-113、氯氟碳S-131、氯氟碳S-141、氯氟碳S-145、氯氟碳S-382、氯氟碳SC-101、氯氟碳SC-102、氯氟碳SC-103、氯氟碳SC-104、氯氟碳SC-105或氯氟碳SC-106等;新秋田化成制造的产品,且其型号可为F Top EF301、F Top 303或F Top 352等;NEOSU制造的产品,且其型号可为Ftergent FT-100、Ftergent FT-110、FtergentFT-140A、Ftergent FT-150、Ftergent FT-250、Ftergent FT-251、Ftergent FTX-251、Ftergent FTX-218、Ftergent FT-300、Ftergent FT-310或Ftergent FT-400S等。
该有机硅界面活性剂的具体例可包含Dow Corning Toray Silicone制造的有机硅,且其型号可为DC 3Paint Additive(DC 3PA)、DC 7 PA、SH 11 PA、SH 21PA、SH 28 PA、SH 29 PA、SH 30 PA、SH 190、SH 193、SZ 6032、SF-8427、SF-8428、DC 57或DC 190等;Momentive Performance Materials Inc.制造的产品,且其型号可为TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460或TSF-4452等。
该界面活性剂亦可使用前述含氟界面活性剂或有机硅界面活性剂以外的界面活性剂。
该含氟界面活性剂或有机硅界面活性剂以外的界面活性剂可包含但不限于月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸醚或聚氧乙烯油基醚等的聚氧乙烯烷基醚;聚氧乙烯正辛基苯醚或聚氧乙烯正壬基苯酚醚等的聚氧乙烯芳基醚;聚氧乙烯二月桂酸或聚氧乙烯二硬脂酸等的聚氧乙烯二烷基酯;信越化学制造的非离子界面活性剂,且其型号可为KP341等;共荣社油脂化学工业制造的非离子界面活性剂,且其型号可为poly flow No.57或poly flow No.95等。
该界面活性剂可单独一种使用或混合多种使用。
前述的密着促进剂可用以提升基材的粘着力,且其较佳可为具有羧基、烯基、异氰酸酯基、环氧基、氨基、巯基或卤素等的官能性硅烷交联剂。
该密着促进剂的具体例可包含对-羟基苯基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯三乙酰氧基硅烷、乙烯三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧乙氧基)硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己烷基)乙基三甲氧基硅烷、3-环氧丙氧基二甲基甲氧基硅烷、3-氨丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、3-巯丙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷或3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷等。该密着促进剂可单独一种使用或混合多种使用。
前述的保存安定剂可具有硫基、醌基、氢醌基、氨基、亚硝基或硝基等的官能基,且该保存安定剂可包含但不限于聚氧化物。该保存安定剂的具体例可包含4-甲氧基苯酚、(N-亚硝基-N-苯基)羟氨铝、2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)或2,6-二-叔丁基苯酚等。
前述耐热性促进剂的具体例可包含但不限于N-(烷氧基甲基)甘脲化合物或N-(烷氧基甲基)三聚氰胺等。
该N-(烷氧基甲基)甘脲化合物的具体例可包含N,N,N’,N’-四(甲氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(乙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(正丙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(异丙氧基甲基)甘脲、N,N,N’,N’-四(正丁氧基甲基)甘脲或N,N,N’,N’-四(叔丁氧基甲基)甘脲等。该N-(烷氧基甲基)甘脲化合物较佳可为N,N,N’,N’-四(甲氧基甲基)甘脲。
该N-(烷氧基甲基)三聚氰胺的具体例可包含N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(乙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(正丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(异丙氧基甲基)三聚氰胺、N,N,N’,N’,N”,N”-六(正丁氧基甲基)三聚氰胺或N,N,N’,N’,N”,N”-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺等。该N-(烷氧基甲基)三聚氰胺较佳可为N,N,N’,N’,N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺。
该N-(烷氧基甲基)三聚氰胺亦可为三和化学制造的产品,且其型号可为NIKARAKKU N-2702或NIKARAKKU MW-30M等。
基于碱可性树脂(A)的总使用量为100重量份,该添加剂(G)的使用量可为0重量份至10重量份,较佳为0重量份至6重量份,且更佳为0重量份至3重量份。感光性树脂组合物的制备方法
本发明的感光性树脂组合物的制备方法是将上述碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)及溶剂(E)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时可添加酚醛清漆树脂(F),或者填充剂、碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物、紫外线吸收剂、防凝集剂、界面活性剂、密着促进剂、保存安定剂或耐热性促进剂等的添加剂(G)。
间隙体或保护膜的制造方法
于本发明的一具体例中,间隙体或保护膜的制造方法至少包含下列步骤:(a)将本发明的感光性树脂组合物涂布于一基板上,而形成薄膜;(b)以放射线照射膜的至少一部份;(c)于放射线照射后进行显影;以及(d)于显影后进行加热,以下析述之。
步骤(a)是将本发明的感光性树脂组合物于基板上形成薄膜。于形成保护膜时,先将由红色、绿色及蓝色着色层组成的像素层形成于透明基板上,再将本发明的感光性树脂组合物形成于该像素层上。于形成间隙体时,在已形成有保护膜及像素层的透明基板上,形成透明导电膜,并于该透明导电膜上形成利用本发明的感光性树脂组合物制得的薄膜。
于本发明的具体例中,前述的透明基板可为玻璃基板或树脂基板等,且较佳为玻璃基板,例如:钠钙玻璃或无碱玻璃。该树脂基板的具体例可为聚对苯二甲酸乙二酯、聚丁烯对苯二甲酸酯、聚醚砜、聚碳酸酯或聚酰亚胺。
前述的透明导电基板可为于透明基板的全部表面上具有氧化锡(SnO2)所形成的NESA膜(美国)或具有氧化铟-氧化锡(In2O3-SnO2)所形成的ITO膜等。
前述薄膜的形成方法可使用涂布法或干膜法。
以涂布法形成薄膜的方法是将本发明的感光性树脂组合物的溶液涂布于前述的透明导电膜上,且该透明导电膜较佳是先将涂布面加热(预烤)。应用于涂布法的感光性树脂组合物的溶液的固形物浓度为5重量百分比至50重量百分比,较佳为10重量百分比至40重量百分比,且更佳为15重量百分比至35重量百分比。该涂布法可包含但不限于喷涂法、辊涂法、旋涂法、缝模涂布法、棒涂布法或喷墨涂布法,且较佳可为旋涂法或缝模涂布法。
其次,以干膜法形成薄膜的方法是将包含本发明的感光性树脂组合物的感光干膜堆叠于一基膜上。
前述的感光干膜可堆叠并于移除溶剂后形成感光膜。进行干膜法时,本发明的感光性树脂组合物的固形物浓度可为5重量百分比至50重量百分比,较佳为10重量百分比至50重量百分比,更佳为20重量百分比至50重量百分比,且特佳为30重量百分比至50重量百分比。该感光干膜的基膜的具体例可为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乙烯、聚丙烯或聚碳酸酯或聚氯乙烯。该感光干膜的基膜的厚度较佳为15μm至125μm,且更佳为1μm至30μm。
当感光干膜不使用时,该感光干膜亦可堆叠并以覆盖膜覆盖保存。本发明的覆盖膜较佳是具有离型性,以使感光干膜不使用时,感光干膜与覆盖膜不分离,但感光干膜欲使用时,感光干膜与覆盖膜可轻易分离。
具有前述特性的覆盖膜的具体例可将有机硅脱模剂涂布或印刷于合成树脂薄膜上,例如PET薄膜、聚丙烯薄膜、聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜或聚胺酯薄膜。该覆盖膜的厚度较佳为约5μm至30μm。前述的覆盖膜亦可为积层二层或三层的覆盖膜。
以干膜法堆叠该薄膜的具体方法是在透明基膜上热压粘合透明感光性干膜。
于前述的方法中,该薄膜较佳是以涂布法制造,其次是藉由干膜法制造,且较佳可对该薄膜进行预烤处理。该预烤处理的条件可依成分及混合比例而有所不同,较佳是于70℃至120℃下加热1分钟至15分钟。
于预烤处理后,膜的厚度较佳为0.5μm至10μm,且更佳为1.0μm至7.0μm。
步骤(b)是以放射线照射该薄膜的至少一部份。当照射该薄膜的一部分时,可使用具有预定图案的掩模覆盖。
前述用以曝光的放射线的具体例可为可见光、紫外光或远红外光。其中该放射线的波长较佳为250nm至550nm,且更佳为365nm。
曝光量是以照度计(Optical Associates公司制造的商品,且其型号为OAImodel 356)量测波长为365nm的放射线的强度。曝光量较佳为100J/m2至5,000J/m2,且更佳为200J/m2至3,000J/m2
步骤(c)是于放射线照射后进行显影,以去除不需要的部分并形成一预定的图案。
显影用的显影液的具体例可包含氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸酸钠或氨等的无机碱;乙胺或正丙胺等的一级脂肪胺;二乙胺或正丙胺等的二级脂肪胺;三甲胺、二乙胺甲基、二甲基乙基胺或三乙胺等的三级脂肪胺;吡咯、哌啶、N-甲基哌啶、N-甲基1,8-二氮杂双环[5.4.0]-7-十一碳烯或1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯等的三级脂肪环酸;吡啶、甲基嘧啶、二甲基吡啶或喹啉等的三级芳香胺;四甲基氢氧化铵或四乙基氢氧化铵的水溶液等的四级铵盐碱性化合物。水溶性有机溶剂及/或表面活性剂,例如甲醇或乙醇,亦可视需要添加至上述显影液中。
该显影的方法,例如浸渍法、含浸法或淋浴法,较佳是于室温至180℃显影约10秒。
所得的图案于显影后进行蒸气清洗30秒至90秒,并藉由压缩空气或氮气风干。
步骤(d)是于显影后进行加热,将所制得具有图案的薄膜以适当的加热器(例如:加热板或烘箱)加热至100℃至250℃,并进行30分至180分(后烤)。
前述所制得的具有所欲图案的间隙体或保护膜具有优异的性质,例如抗压强度、液晶配向膜的耐磨强度及基板的粘着力。
液晶显示元件的制造方法
本发明的液晶显示元件包含前述的薄膜。本发明的液晶显示元件较佳是将感光性树脂组合物形成间隙体,并于至少一侧形成保护膜,较佳是于间隙体的两侧形成保护膜。
本发明的液晶显示元件可藉由下述的两种方法制造,以下析述之。
第一种方法是将前述的感光性树脂组合物藉由前述的方法形成于至少一侧具有透明导电膜的第一(电极)透明基板的一侧或两侧上。然后,将具有液晶配向性的配向膜形成于具有间隙体及/或保护膜的透明导电膜上。
于前述的基材中,配向膜所形成的一侧称为内侧面,以使各种配向膜的液晶排列方向成反方向并通过一定间隙(细胞间隙)反向配置。接着,在藉由基材表面(配向膜)及间隔所区划的细胞间隙内填充液晶化合物,并封装充填孔,以形成液晶单元。因此,内外的液晶单元可利用粘接垂直偏光板或排列于一个基板表面的液晶偏振方向,形成内外表面的配向方向一致的液晶显示元件。
第二种方法是将本发明的感光性树脂组合物利用前述的第一种方法形成保护膜或间隙体于至少一侧具有透明导电膜的第一透明基板的一侧或两侧上。然后,沿基板的边缘涂布紫外光硬化型的粘着剂。接着,利用液晶分配器将液晶化合物滴于基板上,并于真空下堆叠基板。接着,在紫外光的照射下封装,并贴合液晶内外的偏光板即可制得液晶显示元件。
前述液晶化合物的具体例可为向列型液晶或层列型液晶,且较佳可为向列型液晶,例如:Shiff碱型液晶、氧化偶氮型液晶、联苯型液晶、苯基环乙烷型液晶、酯型液晶、三联苯型液晶、联苯环己烷型液晶、嘧啶型液晶、二恶烷聚环辛烷型液晶、二环辛烷型液晶、五环辛烷型液晶、氯化物型液晶、胆固醇碳酸盐或胆甾液晶的胆固醇型液晶。前述的液晶化合物亦可包含手性剂(chiralagent),例如:p-癸氧基苯亚甲基-p-氨基-2-甲基丁基肉桂酸酯(默克公司制造的产品,且其型号可为C-15或CB-15)的强诱电型液晶。
于液晶显示元件的外侧可使用偏光板或聚乙烯醇等的配向延伸膜、可吸收碘的「H膜」或设置于纤维醋酸保护膜及偏光板间的「H膜」。
以下利用数个实施方式以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本发明技术领域中具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
具体实施方式
制备碱可溶性树脂(A)
以下是根据表1制备合成例A-1至合成例A-5的碱可溶性树脂(A)。
合成例A-1
在一容积1000毫升的四颈锥瓶上设置氮气入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计。导入氮气后,添加5重量份的甲基丙烯酸(以下简称为MAA)、5重量份的甲基丙烯酸环氧丙酯(以下简称为GMA)、10重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯(以下简称为HEMA)、30重量份的甲基丙烯酸二环戊烯氧基乙酯(以下简称为FA-513M)、30重量份的甲基丙烯酸苯甲酯(以下简称为BzMA)、20重量份的苯乙烯(以下简称为SM)、2.4重量份的2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)(以下简称为AMBN)及240重量份的二乙二醇二甲醚(以下简称为Diglyme)至反应瓶中。接着,缓慢搅拌上述成份,并将溶液加热至85℃。进行聚缩合反应5小时后,将溶剂脱挥,即可制得合成例A-1的碱可溶性树脂(A-1)。
合成例A-2至合成例A-5
合成例A-2至合成例A-5是使用与合成例A-1的碱可溶性树脂的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例A-2至合成例A-5是改变碱可溶性树脂中原料的种类与使用量及其聚合条件,且其配方及聚合条件如表1所示,在此不另赘述。
制备具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)
合成例D-1-1
于干燥的氮气环境中,将0.1摩尔前述式(I-1)所示具有羟基的茀化合物及0.13摩尔的邻萘醌二叠氮-5-磺酸氯加至450g的γ-丁内酯中。
然后,将0.14摩尔的三乙胺溶解于50g的1,4-二恶烷中,以配置成一混合溶液。将该混合溶液滴加至前述的γ-丁内酯溶液中,并避免溶液的温度超过35℃。
于30℃搅拌2小时后,过滤沉淀析出的三乙胺盐,并将滤液倒入水中。
然后,过滤收集沉淀物,并利用真空干燥机烘干沉淀物,即可制得具有如下式(I-1-1)所示的结构的合成例D-1-1的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1-1),且其酯化率为65%:
于式(I-1-1)中,Q1代表或氢原子,且两者的比值为1.3:0.7。
合成例D-1-2
于干燥的氮气环境中,将0.1摩尔前述式(I-2)所示具有羟基的茀化合物及0.14摩尔的邻萘醌二叠氮-5-磺酸氯加至450g的γ-丁内酯中。
然后,将0.154摩尔的三乙胺溶解于50g的1,4-二恶烷中,以配置成一混合溶液。将该混合溶液滴加至前述的γ-丁内酯溶液中,并避免溶液的温度超过35℃。
于30℃搅拌2小时后,过滤沉淀析出的三乙胺盐,并将滤液倒入水中。
然后,过滤收集沉淀物,并利用真空干燥机烘干沉淀物,即可制得具有如下式(I-2-1)所示的结构的合成例D-1-2的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1-2),且其酯化率为70%:
于式(I-2-1)中,Q2代表或氢原子,且两者的比值为1.4:0.6。
合成例D-1-3
于干燥的氮气环境中,将0.1摩尔前述式(I-3)所示具有羟基的茀化合物及0.26摩尔的邻萘醌二叠氮-5-磺酸氯加至450g的γ-丁内酯中。
然后,将0.28摩尔的三乙胺溶解于50g的1,4-二恶烷中,以配置成一混合溶液。将该混合溶液滴加至前述的γ-丁内酯溶液中,并避免溶液的温度超过35℃。
于30℃搅拌2小时后,过滤沉淀析出的三乙胺盐,并将滤液倒入水中。
然后,过滤收集沉淀物,并利用真空干燥机烘干沉淀物,即可制得具有如下式(I-3-1)所示的结构的合成例D-1-3的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1-3),且其酯化率为65%:
于式(I-3-1)中,Q3代表或氢原子,且两者的比值为1.3:0.7。
合成例D-1-4
于干燥的氮气环境中,将0.1摩尔前述式(I-3)所示具有羟基的茀化合物及0.28摩尔的邻萘醌二叠氮-5-磺酸氯加至450g的γ-丁内酯中。
然后,将0.33摩尔的三乙胺溶解于50g的1,4-二恶烷中,以配置成一混合溶液。将该混合溶液滴加至前述的γ-丁内酯溶液中,并避免溶液的温度超过35℃。
于30℃搅拌2小时后,过滤沉淀析出的三乙胺盐,并将滤液倒入水中。
然后,过滤收集沉淀物,并利用真空干燥机烘干沉淀物,即可制得具有如下式(I-4-1)所示的结构的合成例D-1-4的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1-4),且其酯化率为70%:
于式(I-4-1)中,Q4代表或氢原子,且两者的比值为1.4:0.6。
制备酚醛清漆树脂(F)
以下是根据表2制备合成例F-1至合成例F-4的酚醛清漆树脂(F)。
合成例F-1
在容积为1000毫升的四颈反应瓶上设置氮气导入口、搅拌器、加热器、冷凝管及温度计。导入氮气后,将0.7摩尔的间-甲酚、0.3摩尔的对-甲酚、0.65摩尔的甲醛与0.01摩尔的草酸加至反应瓶中。然后,缓慢搅拌上述成分,并将溶液加热至100℃。进行聚缩合反应6小时后,将溶液加热至180℃,并以10mmHg的压力进行减压干燥。溶剂去除后,即可制到合成例F-1的酚醛清漆树脂(F-1)。所得酚醛清漆树脂的重量平均分子量是以本发明所属技术领域具有通常知识者所熟知的方法量测,其结果如表2所示。
合成例F-2至合成例F-4
合成例F-2至合成例F-4是使用与合成例F-1的酚醛清漆树脂的制作方法相同的制备方法,不同之处在于合成例F-2至合成例F-4是改变酚醛清漆树脂中原料的种类与使用量及其聚合条件,且其配方、聚合条件及重量平均分子量如表2所示,在此不另赘述。
制备感光性树脂组合物
以下是根据表3制备实施例1至实施例12及比较例1至比较例3的感光性树脂组合物。
实施例1
将100重量份前述合成例A-1所制得的碱可溶性树脂(A-1)、30重量份的三季戊四醇七丙烯酸酯(以下简称为B-1-1)、15重量份的1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)(以下简称为C-1)、1重量份前述合成例D-1-1所制得的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1-1)及2重量份前述合成例F-1所制得的酚醛清漆树脂(F-1)加至200重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(以下简称为E-1)中,搅拌溶解后即可制得实施例1的感光性树脂组合物。所得的感光性树脂组合物以下列的评价方式进行评价,其结果如表3所示,其中解析度及残渣的检测方法容后再述。
实施例2至实施例12及比较例1至比较例3
实施例2至实施例12及比较例1至比较例3是使用与实施例1的感光性树脂组合物的制作方法相同的制备方法,不同之处在于实施例2至实施例12及比较例1至比较例3是改变感光性树脂组合物中原料的种类及使用量,且其配方及评价结果如表3所示,在此不另赘述。
评价方式
1.解析度
将前述实施例1至实施例10及比较例1至比较例3所制得的感光性树脂组合物,以旋转涂布的方式分别涂布在100mm×100mm×0.7mm的素玻璃基板上,并在90℃下预烤150秒,即可制到约4μm的预烤涂膜。
然后,将此预烤涂膜置于所指定的掩模图案下,并利用能量为60mJ/cm2的紫外光(曝光机型号为AG500-4N,且其为M&R Nano Technology制)照射,以进行曝光制程。
接着,将曝光后的涂膜浸于浓度为0.0438%的氢氧化钾(KOH)水溶液中,以除去未曝光的部分。经过75秒后,以纯水洗净,并以235℃后烤30分钟,即可于素玻璃基板上形成具有指定图案的圆柱。
之后,以Hitachi制造,型号为S-3000N的扫描式电子显微镜(SEM)观察间隙体膜或保护膜的圆柱的可成形最小直径,并根据以下的基准进行评价:
◎:圆柱的可成形最小直径≦10μm
○:10μm<圆柱的可成形最小直径≦15μm。
△:15μm<圆柱的可成形最小直径≦20μm。
╳:20μm<圆柱的可成形最小直径。
2.残渣
将前述实施例1至实施例10及比较例1至比较例3所制得的预烤涂膜置于具有指定图案的掩模(mask)下,并利用曝光机(Canon制造,且其型号为PLA-501F)以能量为60mJ/cm2的紫外光照射。然后,将曝光后的预烤涂膜浸渍于23℃且浓度为0.0438%的氢氧化钾水溶液中,以去除基板上尚未曝光的部分。经过75秒后,以纯水洗净,并以235℃的温度后烤30分钟,即可在玻璃基板上形成所要的感光性树脂图案。接着,以显微镜观察感光性树脂图案,确定未曝光的部分是否有残渣存在,并依据下述基准进行评价:
◎:无残渣。
○:轻微残渣。
△:少许残渣。
╳:残渣很多。
由表3的结果可知,当本发明的具有乙烯性不饱和基的化合物(B)包含具有如式(II)所示的结构的第一化合物(B-1)时,所制得的感光性树脂组合物具有更佳的解析度。
其次,当该邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)包含具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯(D-1)时,所制得的感光性树脂组合物具有较高的解析度及较少的残渣。
此外,当本发明的感光性树脂组合物进一步地包含酚醛清漆树脂(F)时,感光性树脂组合物可具有较少的残渣。其中,当该酚醛清漆树脂(F)的重量平均分子量为前述的范围时,感光性树脂组合物可具有更少的残渣。
需补充的是,本发明虽以特定的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或特定仪器作为例示,说明本发明的感光性树脂组合物及其应用,惟本发明所属技术领域中任何具有通常知识者可知,本发明并不限于此,在不脱离本发明的精神和范围内,本发明的感光性树脂组合物及其应用亦可使用其它的化合物、组成、反应条件、制程、分析方法或仪器进行。
虽然本发明已以实施方式揭露如上,然其并非用以限定本发明,在本发明所属技术领域中任何具有通常知识者,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰,因此本发明的保护范围当视后附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (12)

1.一种感光性树脂组合物,其特征在于,所述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);
邻萘醌二叠氮磺酸酯(D),包含具有如下式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯化合物(D-1):
于式(I)中,R1分别独立地代表氢原子、经取代或未取代的烷基、芳香基或烯基;R2分别独立地代表氢原子或具有醌二叠氮结构的官能基;a、b、d及e分别代表大于或等于0的整数,且f及g的总和为大于或等于1的整数;当a、b、d及e的总和大于1时,多个R1分别为相同或不同,当f及g的总和大于1时,多个R2的至少一者具有醌二叠氮结构的官能基;以及
溶剂(E)。
2.如权利要求1所载的感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱可溶性树脂(A)是由不饱和羧酸单体(a1)、具有环氧基的不饱和单体(a2)及其它不饱和单体(a3)所共聚合而得。
3.如权利要求1所载的感光性树脂组合物,其特征在于,所述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)包含具有如下式(II)所示的结构的化合物(B-1):
于式(II)中,R3分别独立地代表氢原子或甲基;R4分别独立地代表氢原子、丙烯酰基或甲基丙烯酰基;且n代表2至4的整数。
4.如权利要求1所载的感光性树脂组合物,其特征在于,所述感光性树脂组合物更包含酚醛清漆树脂(F)。
5.如权利要求4所载的感光性树脂组合物,其特征在于,所述酚醛清漆树脂(F)的重量平均分子量为500至3000。
6.如权利要求1所载的感光性树脂组合物,其特征在于,基于所述碱可溶性树脂(A)的总使用量为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30重量份至350重量份,所述光起始剂(C)的使用量为15重量份至100重量份,所述邻萘醌二叠氮磺酸酯(D)的使用量为1重量份至16重量份,所述具有如式(I)所示的结构的邻萘醌二叠氮磺酸酯化合物(D-1)的使用量为1重量份至15重量份,且所述溶剂(E)的使用量为200重量份至1500重量份。
7.如权利要求3所载的感光性树脂组合物,其特征在于,基于所述碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,所述具有如式(II)所示的结构的化合物(B-1)的使用量为30重量份至300重量份。
8.如权利要求4所载的感光性树脂组合物,其特征在于,基于所述碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,所述酚醛清漆树脂(F)的使用量为2重量份至12重量份。
9.一种间隙体,其特征在于,所述间隙体是对如权利要求1至8中的任一项所述的感光性树脂组合物,依序施予预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理,而制得具有图案的间隙体。
10.一种保护膜,其特征在于,所述保护膜是对如权利要求1至8中的任一项所述的感光性树脂组合物,依序施予预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理,而制得具有图案的保护膜。
11.一种液晶显示元件,其特征在于,所述液晶显示元件包含如权利要求9所述的间隙体。
12.一种液晶显示元件,其特征在于,所述液晶显示元件包含如权利要求10所述的保护膜。
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