CN106468857A - 感光性树脂组合物及其应用 - Google Patents

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Abstract

一种感光性树脂组合物,包括碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)以及硅烷化合物(E),其中硅烷化合物(E)包含如式(I)所示的硅烷化合物(E‑1):

Description

感光性树脂组合物及其应用
技术领域
本发明是有关于一种感光性树脂组合物及其应用,且特别是一种使用上述感光性树脂所形成的具有良好折射率及与钼金属密着性的薄膜及其应用。
背景技术
在制造液晶显示元件的领域中,于基板上形成保护膜为重要的技术。当制造如液晶显示元件或固态成像装置等光学元件时,需于严苛条件下进行处理程序,例如在基板表面以酸性溶液或碱性溶液浸泡,或以溅镀(Sputtering)形成配线电极层时所产生的局部高温。因此,需于这些元件的表面上铺设保护膜,以防止制造时元件受损。现今,该保护膜通常皆以感光性树脂组合物经涂布、曝光、显影等制程而形成于基板上。
为使保护膜具有抵御上述严苛条件处理的特性,保护膜除需具有高透明度、表面硬度及平滑性的基本特性外,亦需要与基板间具有优异的附着力。更重要的是,保护膜需具有良好的耐水性、耐溶剂性、耐酸性、耐碱性等特性。于前述特性中,由于保护膜是形成于彩色滤光片或是基板上,对透明度的要求极高,若保护膜的透明度不佳,当应用于液晶显示元件时,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。
为提高保护膜的透明度,日本专利特开2010-054561号揭示一种保护膜用的感光组合物,其包含碱可溶性粘结树脂(A)、乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)及溶剂(D)。其中乙烯性不饱和基的化合物(B)中不饱和键的结合当量为介于90至450g/eq,且乙烯性不饱和基的化合物(B)中,单一化合物的不饱和双键为介于2至4个之间,及碱可溶性粘结树脂(A)的重量平均分子量为介于10,000至20,000之间。
另一方面,日本专利特开2004-240241号揭示感光组合物,其包含共聚合物(A)、乙烯性不饱合基的聚合物(B)及光起始剂(C)。其中共聚合物(A)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。光起始剂(C)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,该感光性树脂组合物所形成的薄膜无法满足现今业界对的折射率及与钼金属密着性日益升高的需求。
因此,如何同时达到目前业界对折射率及与钼金属密着性的要求,为本发明所属技术领域中努力研究的目标。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种感光性树脂组合物,以兼顾目前业界对折射率及与钼金属密着性的要求。
因此,本发明的一个方面在于提供一种感光性树脂组合物。
本发明的另一方面在于提供一种薄膜,其是利用上述的感光性树脂组合物所制得,且其具有良好的折射率和与钼金属密着性。
本发明的又一方面在于提供一种元件,其是包含上述的薄膜。
根据本发明的上述方面提出一种感光性树脂组合物,其是包含碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)以及硅烷化合物(E),其中硅烷化合物(E)包含硅烷化合物(E-1),以下分别析述之。
感光性树脂组合物
碱可溶性树脂(A)
具有不饱和基的树脂(A-1)
碱可溶性树脂(A)包含具有不饱和基的树脂(A-1),此具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物进行聚合反应所制得,且此混合物包含具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1),以及具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)。除此之外,前述的混合物更可选择性包含羧酸酐化合物(a-1-3)及/或含环氧基的化合物(a-1-4)。
于本发明的一具体例中,该具有不饱和基的树脂(A-1)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)具有如下式(a-I)所示的结构:
于式(a-I)中,R1、R2、R3以及R4各自独立表示氢原子、卤素原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳香基或碳数为6至12的芳烷基。
前述式(a-I)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)可包括但不限于由双酚芴型化合物(bisphenol fluorene)与卤化环氧丙烷(epihalohydrin)反应而得的含环氧基的双酚芴型化合物。
申言之,上述的双酚芴型化合物的具体例如: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]等化合物。
上述适合的卤化环氧丙烷(epihalohydrin)可包括但不限于3-氯-1,2-环氧丙烷(epichlorohydrin)或3-溴-1,2-环氧丙烷(epibromohydrin)等。
上述所得的含环氧基的双酚芴型化合物包含但不限于(1)新日铁化学制造的商品:例如ESF-300等;(2)大阪瓦斯制造的商品:例如PG-100、EG-210等;(3)S.M.STechnology Co.制造的商品:例如SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG、SMS-F914PG等。
于本发明的另一具体例中,具有不饱和基的树脂(A-1)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)具有如下式(a-II)所示的结构:
于式(a-II)中,R5至R18各自独立表示氢原子、卤素原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基;及n表示0至10的整数。
前述式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)可例如在碱金属氢氧化物存在下,使具有下式(a-II-1)结构的化合物与卤化环氧丙烷进行反应而得:
在式(a-II-1)中,R5至R18以及n的定义是分别与式(a-II)中的R5至R18以及n的定义相同,在此不另赘述。
再者,前述式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)是在酸催化剂存在下,使用具有下式(a-II-2)结构的化合物与酚(phenol)类进行缩合反应后,形成具有式(a-II-1)结构的化合物。接着,加入过量的卤化环氧丙烷进行脱卤化氢反应(dehydrohalogenation),而得上述式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1):
在上式(a-II-2)中,R19与R20分别为相同或不同的氢原子、卤素原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基;X1及X2分别为相同或不同的卤素原子、碳数为1至6的烷基或碳数为1至6的烷氧基。较佳地,前述的卤素原子可例如氯或溴,前述的烷基可例如甲基、乙基或叔丁基,前述的烷氧基可例如甲氧基或乙氧基。
上述适合的酚类的具体例如:酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、n-丙酚(n-propylphenol)、异丁酚(isobutylphenol)、t-丁酚(t-butylphenol)、辛酚(octylphenol)、壬基苯酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基苯酚(methylbutylphenol)、二叔丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯苯酚(vinylphenol)、丙烯苯酚(propenylphenol)、乙炔苯酚(ethynlphenol)、环戊苯酚(cyclopentylphenol)、环己基酚(cyclohexylphenol)或环己基甲酚(cyclohexylcresol)等。前述的酚类一般可单独一种或混合多种使用。
基于上述具有式(a-II-2)结构的化合物的使用量为1摩尔,该酚类的使用量为0.5摩尔至20摩尔,然以2摩尔至15摩尔为较佳。
前述的酸催化剂的具体例如:盐酸、硫酸、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonicacid)、草酸(oxalic acid)、三氟化硼(boron trifluoride)、无水氯化铝(anhydrousaluminium chloride)、氯化锌(zinc chloride)等,然以对甲苯磺酸、硫酸或盐酸为较佳。前述的酸催化剂可单独一种或混合多种使用。
另外,前述的酸催化剂的使用量虽无特别的限制,然较佳是基于上述具有式(a-II-2)结构的化合物的使用量为100重量百分比(wt%),酸催化剂的使用量为0.1wt%至30wt%。
前述的缩合反应可在无溶剂或是在有机溶剂的存在下进行。其次,上述的有机溶剂的具体例如:甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)或甲基异丁基酮(methyl isobutylketone)等。上述的有机溶剂可单独一种或混合多种使用。
基于具有式(a-II-2)结构的化合物及酚类的总重量为100wt%,上述的有机溶剂的使用量为50wt%至300wt%,然以100wt%至250wt%为较佳。另外,前述的缩合反应的操作温度为40℃至180℃,且缩合反应的操作时间为1小时至8小时。
在完成前述的缩合反应后,可进行中和处理或水洗处理。前述的中和处理是将反应后的溶液的pH值调整为pH3至pH7,然以pH5至pH7为较佳。前述的水洗处理可使用中和剂来进行,其中此中和剂为碱性物质,且其具体例如:氢氧化钠(sodium hydroxide)、氢氧化钾(potassium hydroxide)等碱金属氢氧化物;氢氧化钙(calcium hydroxide)、氢氧化镁(magnesium hydroxide)等碱土类金属氢氧化物;二次乙基三胺(diethylene triamine)、三次乙基四胺(triethylenetetramine)、苯胺(aniline)、苯二胺(phenylene diamine)等有机胺;以及氨(ammonia)、磷酸二氢钠(sodium dihydrogen phosphate)等。前述的水洗处理可采用习知方法进行,例如,在反应后的溶液中,加入含中和剂的水溶液,反复进行萃取即可。经中和处理或水洗处理后,经减压加热处理,将未反应的酚类及溶剂予以馏除,并进行浓缩,即可获得具有式(a-II-1)结构的化合物。
上述适合的卤化环氧丙烷的具体例如:3-氯-1,2-环氧丙烷、3-溴-1,2-环氧丙烷或上述的任意组合。在进行前述的脱卤化氢反应的前,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。前述的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,藉此分离并除去水,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,亦可添加氯化四甲铵(tetramethyl ammoniumchloride)、溴化四甲铵(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化铵(trimethylbenzyl ammonium chloride)等的四级铵盐作为催化剂,并在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,于20℃至120℃的温度下,使其反应1小时至10小时,以进行脱卤化氢反应。
基于上述的具有式(a-II-1)结构的化合物中的羟基总当量为1当量,上述的卤化环氧丙烷的使用量为1当量至20当量,然以2当量至10当量为较佳。基于上述的具有式(a-II-1)结构的化合物中的羟基总当量为1当量,上述的脱卤化氢反应中添加的碱金属氢氧化物的使用量为0.8当量至15当量,然以0.9当量至11当量为较佳。
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(dimethyl sulfone)、二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)等非质子性(aprotic)的极性溶媒等来进行反应。在使用醇类的情况下,基于上述的卤化环氧丙烷的总量为100wt%,醇类的使用量为2wt%至20wt%。然以4wt%至15wt%为较佳。在使用非质子性的极性溶媒的例子中,基于卤化环氧丙烷的总量为100wt%,非质子性的极性溶媒的使用量为5wt%至100wt%然以10wt%至90wt%为较佳。
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媒等。
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甲苯、甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone)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,再次进行脱卤化氢反应。在脱卤化氢反应中,基于上述的具有式(a-II-1)结构的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为0.01摩尔至0.3摩尔,然以0.05摩尔至0.2摩尔为较佳。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,藉由过滤及水洗等步骤去除盐类。此外,可利用加热减压的方式,将甲苯、甲基异丁基酮等溶剂予以馏除,则可得到如结构式(a-II)所示的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)。上述式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)可包含但不限于例如商品名为NC-3000、NC-3000H、NC-3000S及NC-3000P等日本化药制的商品。
于本发明的一具体例中,该具有不饱和基的树脂(A-1)的该具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)是选自于由以下(1)至(3)所组成的一族群:(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、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;(2)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;(3)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可与后述具有不饱和基的树脂(A-1)的混合物所含的羧酸酐化合物(a-1-3)为相同,故不另赘述。
诚如前述,上述具有不饱和基的树脂(A-1)的混合物更可选择性包含羧酸酐化合物(a-1-3)及/或含环氧基的化合物(a-1-4)。前述的羧酸酐化合物(a-1-3)可选自于由以下(1)至(2)所组成的一族群:(1)丁二酸酐(butanedioic anhydride)、顺丁烯二酸酐(maleicanhydride)、衣康酸酐(itaconic anhydride)、邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)、六氢邻苯二甲酸酐(hexahydrophthalicanhydride)、甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基桥联亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic anhydride)、氯茵酸酐(chlorendic anhydride)、戊二酸酐或偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylic anhydride)等二元羧酸酐化合物;以及(2)二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylic dianhydride;BTDA)、双苯四甲酸二酐或双苯醚四甲酸二酐等四元羧酸酐化合物。
前述的含环氧基的化合物(a-1-4)是选自于甲基丙烯酸环氧丙酯、3,4-环氧基环己基甲基丙烯酸酯、含不饱和基的缩水甘油醚化合物、含环氧基的不饱和化合物或上述的任意组合所组成的一族群。前述含不饱和基的缩水甘油醚化合物包含但不限于商品名Denacol EX-111、EX-121Denacol、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171、Denacol EX-192等(以上为长濑化成工业株式会社的商品)。
前述具有不饱和基的树脂(A-1)可由式(a-I)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)与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-1-2)进行聚合反应,形成一含羟基的反应产物,接着,再添加羧酸酐化合物(a-1-3)进行反应所制得。较佳地,基于前述的含羟基的反应产物的羟基总当量为1当量,羧酸酐化合物(a-1-3)所含有的酸酐基的当量为0.4当量至1当量,然以0.75当量至1当量为较佳。当使用多个羧酸酐化合物(a-1-3)时,可于反应中依序添加或同时添加。较佳地,羧酸酐化合物(a-1-3)是使用二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物时,二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的摩尔比例为1/99至90/10,然以5/95至80/20为较佳。另外,上述反应的操作温度范围为50℃至130℃。
前述具有不饱和基的树脂(A-1)可由结构式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)与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-1-2)进行反应,形成一含羟基的反应产物,接着,再添加羧酸酐化合物(a-1-3)及/或含环氧基的化合物(a-1-4)进行聚合反应所制得。较佳地,基于式(a-II)的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)上的环氧基总当量为1当量,前述的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-1-2)的酸价当量为0.8当量至1.5当量,然以0.9当量至1.1当量为较佳。基于前述的含羟基的反应产物的羟基总量为100摩尔百分比(摩尔%),羧酸酐化合物(a-1-3)的使用量为10摩尔%至100摩尔%,然以20摩尔%至100摩尔%为较佳,又以30摩尔%至100摩尔%为更佳。
在制备前述的具有不饱和基的树脂(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。前述的反应催化剂可单独或混合使用,且前述的反应催化剂包含但不限于三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基锑(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基铵(tetramethylammoniumchloride)、氯化苄基三乙基铵(benzyltriethylammonium chloride)等。较佳地,基于前述的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)与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-1-2)的总重量为100重量份,反应催化剂的使用量为0.01重量份至10重量份,然以0.3重量份至5重量份为较佳。
此外,为了控制聚合度,通常还会于反应溶液中添加阻聚剂。上述的阻聚剂可包含但不限于甲氧基酚(methoxyphenol)、甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌(hydroquinone)、2,6-二叔丁基对甲酚(2,6-di-t-butyl-p-cresol)或吩噻嗪(phenothiazine)等。上述的阻聚剂一般可单独一种或混合多种使用。基于前述的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)与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-1-2)的总重量为100重量份,阻聚剂的使用量为0.01重量份至10重量份,然以0.1重量份至5重量份为较佳。
在制备该具有不饱和基的树脂(A-1)时,必要时可使用聚合反应溶剂。前述的聚合反应溶剂的具体例如:乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己醇或乙二醇等醇类化合物;甲乙酮或环己酮等酮类化合物;甲苯或二甲苯等芳香族烃类化合物;赛珞素或丁基赛珞素(butyl cellosolve)等赛珞素(cellosolve)类化合物;卡必妥(carbitol)或丁基卡必妥等卡必妥类化合物;丙二醇单甲醚等丙二醇烷基醚类化合物;二丙二醇单甲醚[di(propylene glycol)methyl ether]等多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkylether]类化合物;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethylether acetate)或丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycol methyl ether acetate)等醋酸酯类化合物;乳酸乙酯(ethyl lactate)或乳酸丁酯(butyl lactate)等乳酸烷酯(alkyllactate)类化合物;或二烷基二醇醚类。前述的聚合反应溶剂一般可单独一种或混合多种使用。另外,前述的具有不饱和基的树脂(A-1)的酸价为50mgKOH/g至200mgKOH/g,然以60mgKOH/g至150mgKOH/g为较佳。
本发明的碱可溶性树脂(A-1)的重量平均分子量一般为1,200至15,000,较佳为1,500至13,000,更佳为1,800至10,000。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,前述具有不饱和基的树脂(A-1)的使用量为30重量份至100重量份,然以50重量份至100重量份为较佳,又以70重量份至100重量份为更佳。若使用具有不饱和基的树脂(A-1)时,则可改善所得的感光树脂组合物的折射率。
虽不愿为理论所限制,但咸信因折射率和分子极化率成正比,而芳香环属于高极化率分子构造,因此,具有不饱和基的树脂(A-1)具芳香环结构,故可提高折射率。
碱可溶性树脂(A-2)
根据本发明的碱可溶性树脂(A)较佳是另包含碱可溶性树脂(A-2)。
本文中所使用的「(甲基)丙烯酸」一词表示丙烯酸及/或甲基丙烯酸;「(甲基)丙烯酰基」一词表示丙烯酰基及/或甲基丙烯酰基;「(甲基)丙烯酸酯」一词表示丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯。
根据本发明的该碱可溶性树脂(A-2)是指可溶于碱性水溶液中的树脂,其构造并无特别限制,于本发明的一较佳具体例中,该碱可溶性树脂(A-2)是指含羧酸基的树脂、苯酚-酚醛清漆(phenol-novolac)树脂等,更佳地,该碱可溶性树脂(A-2)是由不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)、含环氧基的不饱和化合物(a2)及/或其它不饱和化合物(a3)在适当的聚合起始剂存在下于溶剂中所共聚合而得。
当碱可溶性树脂(A-2)是由不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)、含环氧基的不饱和化合物(a2)及/或其它不饱和化合物(a3)所共聚合而得时,基于碱可溶性树脂(A-2)的聚合用化合物的使用量为100重量份,本发明的不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)的使用量为5至50重量份,较佳为8至45重量份,更佳为10至40重量份。不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)是指包含羧酸基或羧酸酐结构及聚合结合用的不饱和键的化合物,其结构并无特别限制,例如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、多环型不饱和酸酐化合物。
于本发明的具体例中,不饱和单羧酸化合物为(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-(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、omega-羧基聚己内酯多元醇单丙烯酸酯(商品名为ARONIX M-5300,东亚合成制)。
于本发明的具体例中,不饱和二羧酸化合物为马来酸、富马酸、甲基富马酸、衣康酸、柠康酸等。于本发明的具体例中,不饱和二羧酸酐化合物为前述不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
于本发明的具体例中,多环型不饱和羧酸化合物为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、5-羧基-6-乙基双环[2.2.1]庚-2-烯。
于本发明的具体例中,多环型不饱和二羧酸化合物为5,6-二羧酸二环[2.2.1]庚-2-烯。于本发明的具体例中,多环型不饱和二羧酸酐化合物为前述多环型不饱和二羧酸化合物的酸酐化合物。
于本发明的较佳具体例中,不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)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及2-甲基丙烯酰基乙氧基六氢化苯二甲酸。该等不饱和羧酸或不饱和羧酸酐化合物(a1)可单独或混合多种使用。
基于碱可溶性树脂(A-2)的聚合用化合物的使用量为100重量份,本发明的含环氧基的不饱和化合物(a2)的使用量为10至50重量份,较佳为12至45重量份,更佳为15至40重量份。上述含环氧基的不饱和化合物(a2)的具体例为:含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物、含环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物、环氧丙醚化合物。
于本发明的具体例中,含环氧基的(甲基)丙烯酸酯化合物为(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、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯。
于本发明的具体例中,含环氧基的α-烷基丙烯酸酯化合物为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、α-乙基丙烯酸6,7-环氧庚酯。
于本发明的具体例中,环氧丙醚化合物为邻-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)、对-乙烯基苯甲基环氧丙醚(p-vinylbenzylglycidylether)。
本发明含环氧基的不饱和化合物(a2)较佳具体例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及对-乙烯基苯甲基环氧丙醚。
基于碱可溶性树脂(A-2)的聚合用化合物的使用量为100重量份,其它不饱和化合物(a3)的使用量为0至85重量份,较佳为10至80重量份,更佳为20至75重量份。其它不饱和化合物(a3)的具体例为(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、芳香乙烯化合物及其它不饱和化合物。
于本发明的具体例中,(甲基)丙烯酸烷基酯为(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)丙烯酸二级丁酯、(甲基)丙烯酸三级丁酯。
于本发明的具体例中,(甲基)丙烯酸脂环族酯为(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(或称为(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、(甲基)丙烯酸四氢呋喃酯。
于本发明的具体例中,(甲基)丙烯酸芳基酯为(甲基)丙烯酸苯基酯、甲基丙烯酸苯甲酯。
于本发明的具体例中,不饱和二羧酸二酯为马来酸二乙酯、富马酸二乙酯、衣康酸二乙酯。
于本发明的具体例中,(甲基)丙烯酸羟烷酯为(甲基)丙烯酸-2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-羟基丙酯。
于本发明的具体例中,(甲基)丙烯酸酯的聚醚为聚乙二醇单(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇单(甲基)丙烯酸酯。
于本发明的具体例中,芳香乙烯化合物为苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间-甲基苯乙烯,对-甲基苯乙烯、对-甲氧基苯乙烯。
于本发明的具体例中,其它不饱和化合物为丙烯腈、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、N-(9-吖啶基)马来酰亚胺。
本发明的其它不饱和化合物(a3)较佳具体例为(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)丙烯酸三级丁酯、(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、对-甲氧基苯乙烯。根据本发明其它不饱和化合物(a3)可单独或组合使用。
本发明的碱可溶性树脂(A-2)在制造时所使用溶剂的具体例为醇、醚、二醇醚、乙二醇烷基醚醋酸酯、二乙二醇、二丙二醇、丙二醇单烷基醚、丙二醇烷基醚醋酸酯、丙二醇烷基醚丙酸酯、芳香烃、酮、酯。
于本发明的具体例中,醇为甲醇、乙醇、苯甲醇、2-苯乙醇、3-苯基-1-丙醇。
于本发明的具体例中,醚为四氢呋喃。
于本发明的具体例中,二醇醚为乙二醇单丙醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚。
于本发明的具体例中,乙二醇烷基醚醋酸酯为乙二醇丁醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、乙二醇甲醚醋酸酯。
于本发明的具体例中,二乙二醇为二乙二醇单甲醚、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、二乙二醇甲乙醚。
于本发明的具体例中,二丙二醇为二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇二甲醚、二丙二醇二乙醚、二丙二醇甲乙醚。
于本发明的具体例中,丙二醇单烷基醚为丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚。
于本发明的具体例中,丙二醇烷基醚醋酸酯为丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇丙醚醋酸酯、丙二醇丁醚醋酸酯。
于本发明的具体例中,丙二醇烷基醚丙酸酯为丙二醇甲醚丙酸酯、丙二醇乙醚丙酸酯、丙二醇丙醚丙酸酯、丙二醇丁醚丙酸酯。
于本发明的具体例中,芳香烃为甲苯、二甲苯。
于本发明的具体例中,酮为甲乙酮、环己酮、二丙酮醇。
于本发明的具体例中,酯为乙酸甲酯、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、3-丁氧基丙酸丁酯。
本发明的碱可溶性树脂(A-2)在制造时所使用溶剂较佳为二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯。根据本发明碱可溶性树脂(A-2)在制造时所使用溶剂可单独或组合使用。
根据本发明的碱可溶性树脂(A-2)在制造时所使用的聚合起始剂,其具体例为偶氮化合物或过氧化物。
偶氮化合物的具体例为2,2'-偶氮双异丁腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、2,2'-偶氮双-2-甲基丁腈、4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)、二甲基2,2'-偶氮双(2-甲基丙酸酯)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)。
过氧化物的具体例为过氧化二苯甲酰、过氧化十二酰、叔丁基过氧化叔戊酸酯、1,1-双(叔丁基过氧化)环己烷、过氧化氢。
根据本发明碱可溶性树脂(A-2)在制造时所使用的聚合起始剂可单独或组合使用。
本发明的碱可溶性树脂(A-2)的重量平均分子量一般为3,000至100,000,较佳为4,000至80,000,更佳为5,000至60,000。碱可溶性树脂(A-2)的分子量调整,可使用单一树脂,亦可使用两种或两种以上不同分子量的树脂并用来达成。
于本发明的一具体例中,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该碱可溶性树脂(A-2)的使用量为0至70重量份;较佳为0至50重量份;更佳为为0至30重量份。
具有乙烯性不饱和基的化合物(B)
根据本发明的该具有乙烯性不饱和基的化合物(B)包含下式(b-I)及/或式(b-II)所示的化合物(B-1)及其它含乙烯性不饱和基的化合物(B-2)。
化合物(B-1)
根据本发明的该包含化合物(B-1)的结构如下式(b-I)及式(b-II)所示:
于式(b-I)中,R21和R22各自独立代表氢原子或甲基,p表示0至4的数;
于式(b-II)中,R23和R24各自独立代表氢原子或甲基,m表示0至4的数。
p和m在式(b-I)和式(b-II)中,表示亚烷氧基每分子平均加成数。
上述式(b-I)的具体例可为p-异丙苯基苯基(甲基)丙烯酸酯和p-异丙苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯等,其中以p-异丙苯基苯基(甲基)丙烯酸酯和p-异丙苯基苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯为佳。
上述式(b-II)的具体例可为o-苯基苯基(甲基)丙烯酸酯、m-苯基苯基(甲基)丙烯酸酯、p-苯基苯基(甲基)丙烯酸酯、o-苯基苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯、m-苯基苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯及p-苯基苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯等,其中以o-苯基苯基(甲基)丙烯酸酯及o-苯基苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯为佳。
基于该碱可溶性树脂(A)100重量份,化合物(B-1)的使用量为15重量份至100重量份,较佳为20重量份至90重量份,更佳为25重量份至80重量份。若使用化合物(B-1)时,可进一步改善感光性树脂组合物所形成的薄膜的折射率及与钼金属密着性。
虽不愿为理论所限制,但咸信因化合物(B-1)具芳香环结构,故折射率较高。此外,因化合物(B-1)具有立体障碍结构,可降低收缩率及减轻膜内应力,因此有较佳的钼金属密着性。
其它具有乙烯性不饱和基的化合物(B-2)
该含乙烯性不饱和基的化合物(B)另包含其它含乙烯性不饱和基的化合物(B-2),其是选自于具有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。
前述的具有1个乙烯性不饱和基的化合物为可包含但不限于(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、(甲基)丙烯酸冰片酯等。前述的具有1个乙烯性不饱和基的化合物一般可单独一种或混合多种使用。
前述的具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和基的化合物为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(简称EO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷改质(简称PO)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]、经环氧乙烷改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的甘油三(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯等。前述的具有2个以上(含2个)乙烯性不饱和基的化合物一般可单独一种或混合多种使用。
于本发明的一具体例中,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该含乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为15重量份至300重量份,较佳为25重量份至280重量份,更佳为40重量份至250重量份。
光起始剂(C)
根据本发明的光起始剂(C)并无特别限制,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,以下分述之。
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-(O-苯酰基肟)、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-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)、1-[9-乙基-6-苯酰基-9H-咔唑-3-取代基]-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-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)、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。
前述的O-酰基肟系化合物以1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮2-(O-苯酰基肟)(例如Ciba Specialty Chemicals制的OXE 01)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮1-(O-乙酰基肟)(例如Ciba Specialty Chemicals制的OXE 02)、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)、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)等为较佳。上述的O-酰基肟系化合物可单独一种或混合多种使用,端视实际需要而定。
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-取代基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物及4-(对-氨基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物等。
前述的乙烯基-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-二甲基氨基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮杂苯、2-三氯甲基-3-氨基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等。
前述的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为: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、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。
前述的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为: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、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。
前述三氮杂苯系化合物以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、2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等为较佳。上述的三氮杂苯系化合物可单独一种或混合多种使用,端视实际需要而定。
上述的苯乙烷酮类化合物的具体例为:对二甲氨基苯乙烷酮、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-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。前述的苯乙烷酮类化合物以2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等为较佳。上述的苯乙烷酮类化合物可单独一种或混合多种使用,端视实际需要而定。
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。前述的二咪唑类化合物以2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基二咪唑为较佳。上述的二咪唑类化合物可单独一种或混合多种使用,端视实际需要而定。
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(二甲氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙氨基)二苯甲酮等。前述的二苯甲酮类化合物以4,4'-双(二乙氨基)二苯甲酮为较佳。上述的二苯甲酮类化合物可单独一种或混合多种使用,端视实际需要而定。
上述的α-二酮类化合物的具体例为:苯偶酰、双乙酰等。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,端视实际需要而定。
本发明的光起始剂(C)的使用量可依需要调配,在本发明的一具体例中,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该光起始剂(C)的使用量为10至100重量份,较佳为12至90重量份,更佳为15至80重量份。
溶剂(D)
根据本发明的溶剂(D)为可和其它有机成分完全溶解而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。因此常压下其沸点低于150℃的溶剂最常使用,这些溶剂包括芳香族系,如苯、甲苯、及二甲苯;醇系,如甲醇及乙醇;醚类系,如乙二醇单丙醚、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、二乙二醇丁醚;酯类系,如乙二醇甲醚醋酸酯、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、3-乙氧基丙酸乙酯;酮系,如甲乙酮以及丙酮。其中以二乙二醇二甲醚、丙二醇甲醚醋酸酯及3-乙氧基丙酸乙酯单独或两者并用较佳,其对感光性树脂组合物的储存安定性最佳。
本发明的溶剂(D)的使用量可依需要调配,在本发明的一具体例中,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,溶剂(D)的使用量为500重量份至3000重量份,较佳为600重量份至2800重量份,更佳为700重量份至2500重量份。
硅烷化合物(E)
本发明的感光性树脂组合物包含硅烷化合物(E)。硅烷化合物(E)具有如式(I)所示的结构的硅烷化合物(E-1):
在式(I)中,A各自独立为单键、次烷基(alkylene)或次芳基(arylene),B各自独立为具二苯基膦基的有机基团、氢原子、烷基、芳基或-OR,其中R为碳数为1至6的烷基或苯基,
其中,至少一个B为具二苯基膦基的有机基团,至少一个B为-OR,且当B为-OR时,与B连接的A为单键。
硅烷化合物(E-1)的具体例可包括[4-[二甲基-(1-甲基乙氧基)硅基]苯基]二苯基膦([4-dimethyl(1-methylethoxy)sily]phenyl)diphenyl phosphine)、[2-[二甲基-(1-甲基乙氧基)硅基]苯基]二苯基膦([2-[dimethyl(1-methylethoxy)silyl]phenyl]diphenylphosphine)、[2-(甲氧基二苯基硅基)苯基]二苯基膦([2-(methoxydiphenylsilyl)phenyl]diphenyl phosphine)、[(乙氧基次硅基)三(亚甲基)]三[二苯基膦]([(ethoxysilylidyne)tris(methylene)]tris[diphenyl phosphine])、[(乙氧基二甲基硅基)亚甲基]双[二苯基膦]([(ethoxydimethylsilyl)methylene]bis[diphenyl phosphine])、[2-(乙氧基二甲基硅基)乙基]二苯基膦([2-(ethoxydimethylsilyl)ethyl]diphenylphosphine)、[3-(二甲基苯氧基硅基)丙基]二苯基膦([3-(dimethylphenoxysilyl)propyl]diphenyl phosphine)、[(二甲基苯氧基硅基)甲基]二苯基膦([(dimethylphenoxysilyl)methyl]diphenylphosphine)、[4-(乙氧基二甲基硅基)苯基]二苯基膦([4-(ethoxydimethylsilyl)phenyl]diphenylphosphine)、[2-(二甲基苯氧基硅基)乙基]二苯基膦([2-(dimethylphenoxy silyl)ethyl]diphenylphosphine)、[3-(乙氧基二甲基硅基)丙基]二苯基膦([3-(ethoxydimethylsilyl)propyl]diphenylphosphine)、[(乙氧基二甲基硅基)甲基]二苯基膦([(ethoxydimethylsilyl)methyl]diphenylphosphine)、[(二乙氧基亚甲硅基)双(亚甲基)]双[二苯基膦]([(diethoxysilylene)bis(methylene)]bis[diphenyl phosphine])、[(二乙氧基亚甲硅基)-2,1-二乙亚基]双[二苯基膦]([(diethoxysilylene)di-2,1-ethanediyl]bis[diphenyl phosphine])、[4-(二乙氧基甲基硅基)苯基]二苯基膦([4-(diethoxymethylsilyl)phenyl]diphenylphosphine)、[(二乙氧基亚甲硅基)-3,1-二丙亚基]双[二苯基膦]([(diethoxysilylene)di-3,1-propane diyl]bis[diphenylphosphine])、[3-(二乙氧基甲基硅基)丙基]二苯基膦([3-(diethoxymethylsilyl)propyl]diphenylphosphine)、[(二乙氧基甲基硅基)甲基]二苯基膦([(diethoxymethylsilyl)methyl]diphenylphosphine)、[2-(二乙氧基甲基硅基)乙基]二苯基膦([2-(diethoxymethylsilyl)ethyl]diphenylphosphine)、双(2-二苯基膦基乙基)-甲基硅基乙基三乙氧基硅烷(Bis(2-diphenylphosphinoethyl)-methylsilyethyltriethoxysilane)、[2-(三甲氧基硅基)乙基]二苯基膦([2-(trimethoxysilyl)ethyl]diphenylphosphine)、[2-[6-(三甲氧基硅基)己基]-1,3-丙亚基]双[二苯基膦]([2-[6-(trimethoxysilyl)hexyl]-1,3-propanediyl]bis[diphenylphosphine])、[6-(三甲氧基硅基)己基]二苯基膦([6-(trimethoxysilyl)hexyl]diphenyl phosphine)、[2-[(三乙氧基硅基)甲基]-1,3-丙亚基]双[二苯基膦]([2-[(triethoxysilyl)methyl]-1,3-propanediyl]bis[diphenylphosphine])、[1-[2-(三乙氧基硅基)乙基]-1,2-乙亚基]双[二苯基膦]([1-[2-(triethoxysilyl)ethyl]-1,2-ethanediyl]bis[diphenylphosphine])、[2-(三甲氧基硅基)乙基]二苯基膦([2-(trimethoxysilyl)ethyl]diphenylphosphine)、[6-(三乙氧基硅基)己基]二苯基膦([6-(triethoxysilyl)hexyl]diphenylphosphine)、[4-(三乙氧基硅基)丁基]二苯基膦([4-(triethoxysilyl)butyl]diphenylphosphine)、[(三乙氧基硅基)甲基]二苯基膦([(triethoxysilyl)methyl]diphenylphosphine)、[1-(三乙氧基硅基)甲基]丁基]二苯基膦([1-[(triethoxysilyl)methyl]butyl]diphenyl phosphine)、[1-(三乙氧基硅基)甲基]丙基]二苯基膦([1-[(triethoxysilyl)methyl]propyl]diphenyl phosphine)、[1-甲基-2-(三乙氧基硅基)乙基]二苯基膦([1-methyl-2-(triethoxysilyl)ethyl]diphenylphosphine)、[7-(三乙氧基硅基)庚基]二苯基膦([7-(triethoxysilyl)heptyl]diphenylphosphine)、1,1’-[(三乙氧基硅基)亚甲基]双[1,1-二苯基膦](1,1'-[(triethoxysilyl)methylene]bis[1,1-diphenyl phosphine]、[2-(三乙氧基硅基)乙基]二苯基膦([2-(triethoxysilyl)ethyl]diphenyl phosphine)、[4-(三乙氧基硅基)苯基]二苯基膦([4-(triethoxysilyl)phenyl]diphenylphosphine)、[2-(三乙氧基硅基)丙基]二苯基膦([2-(triethoxysilyl)propyl]diphenylphosphine)、[2-(三乙氧基硅基)乙基]二苯基膦([2-(triethoxysilyl)ethyl]diphenylphosphine)或上述的组合。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,硅烷化合物(E-1)的使用量为1重量份至10重量份,较佳为1.2重量份至9重量份,然以1.5重量份至8重量份为更佳。若未使用硅烷化合物(E-1),则感光性树脂组合物所形成的薄膜与钼金属密着性和折射率不佳。
其它硅烷化合物(E-2)
本发明的感光性树脂组合物的硅烷化合物(E)可更包含其它硅烷化合物(E-2),且其它硅烷化合物(E-2)可为密着促进剂。
该密着促进剂可用以提升基材的粘着力,其较佳为官能性硅烷交联剂。较佳地,该硅烷交联剂包含羧基、烯基、异氰酸酯基、环氧基、氨基、巯基或卤素。于本发明的具体例为对-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-环氧丙氧基丙基二甲基甲氧基硅烷、3-氨基丙基三甲氧基硅烷、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、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷。另一方面,包含但不限于商品名SZ 6030(Dow Corning Toray Silicone制)以及商品名KBE-903、KBE-603、KBE-403与KBM-403(信越化学制)等接着助剂。该接着助剂可单独或混合使用。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,其它硅烷化合物(E-2)的使用量为0重量份至11重量份。基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,硅烷化合物(E)的使用量可为1重量份至12重量份,较佳为1.2重量份至11重量份,然以1.5重量份至10重量份为更佳。
无机粒子(F)
本发明的感光性树脂组合物包含无机粒子(F)。根据本发明的无机粒子(F)是以第四族元素的氧化物为主成分,藉由添加该具有高折射率的无机粒子(F),可以进一步提高薄膜的折射率。
于本发明的一具体例中,其中该无机粒子(F)的粒径大小为1nm至100nm。该粒径的测量方法可为习知的测量方法,例如通过动态光散射粒子所量测,其粒径较佳为1nm至50nm;更佳为5nm至15nm。当粒径小于1nm时,所制得的薄膜容易发生二次凝集,并可能产生白化;当粒径大于100nm时,则可能影响所形成薄膜表面的均匀性。
于本发明的具体例中,可供作为无机粒子(F)的氧化物粒子较佳为氧化钛、氧化锆、氧化铪以及这些金属氧化物和氧化硅以及氧化锡的复合粒子。其中更佳为氧化钛或氧化锆,亦即该无机粒子(F)中第四族元素为钛或锆物是优选的。
另一方面,氧化钛的结晶形式同时存在锐钛矿型(Anatase)和金红石型(Rutile),较佳为金红石型,其具有高折射率及优异的耐光性。
再者,由于氧化钛具有光催化活性,故难以作为光学应用,故较佳是以氧化硅覆盖粒子表面。
根据本发明的无机粒子(F)可为粉末形式或是将氧化物颗粒分散于分散介质中的分散溶胶形式。该分散介质例如甲醇、甲基乙基酮、甲基异丁基酮、环己酮、N-甲基-2-吡咯烷酮、丙二醇单甲基醚、乙氧基乙醇。
于本发明的一具体例中,市售氧化钛粒子为日本C.I.Kasei制,NanoTek TiO2(分散剂为甲基异丁基酮,锐钛矿型);韩国NanoCMS制,Lot No.:S111109(分散剂为乙氧基乙醇,金红石型);日本日挥触媒化成制,Red Lake series(分散剂为甲醇,锐钛矿型);Tayca制造,TS series(分散剂为甲基乙基酮,金红石型)。市售氧化锆粒子为日本Osaka CementCo.制造,HXU-120JC(分散剂为甲基乙基酮)或Mikuni Color Ltd.制,平均粒径13.00nm。
于本发明的具体例中,基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该无机粒子(F)的使用量为50重量份至250重量份。较佳地,该无机粒子(F)的使用量为60重量份至230重量份。更佳地,该无机粒子(F)的使用量为70重量份至200重量份。若使用无机粒子(F)时,可进一步改善感光性树脂组合物的折射率,故所形成的薄膜产物的折射率增加。
添加剂(G)
根据本发明的感光性树脂组合物可依所需的物性及化性进一步包含添加剂(G),此添加剂的选择为本发明所属技术领域中具通常知识者可决定者。于本发明的具体例中,该添加剂为填充剂、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、保存安定剂、耐热性促进剂。
于本发明较佳的具体例中,该填充剂为:玻璃、铝;碱可溶性树脂(A)以外的高分子化合物为聚乙烯醇、聚乙二醇单烷基醚、聚氟丙烯酸烷酯。
紫外线吸收剂为2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯基叠氮、烷氧基苯酮;及防凝集剂为聚丙烯酸钠。
该界面活性剂可促进根据本发明的组合物的涂布性,于本发明的具体例中,该界面活性剂可使用含氟界面活性剂或有机硅界面活性剂。
该含氟界面活性剂中,其末端、主链及侧链至少包含一氟烷基或一氟烯基。于本发明的具体例中,该含氟界面活性剂为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、全氟烷基烷醇。于本发明的另一具体例中,该含氟界面活性剂为BM-1000、BM-1100(BM CHEMIE制)、Megafac F142D、F172、F173、F183、F178、F191、F471、F476(大日本墨水及化学工业制)、Fluorad FC170C、FC-171、FC-430、FC-431(住友化学制)、氯氟碳S-112、S-113、S-131、S-141、S-145、S-382、SC-101、SC-102、SC-103、SC-104、SC-105、SC-106(旭硝子制)、F Top EF301、303、352(新秋田化成制)、FtergentFT-100、FT-110、FT-140A、FT-150、FT-250、FT-251、FTX-251、FTX-218、FT-300、FT-310、FT-400S(NEOSU制)。
有机硅界面活性剂为TORE有机硅DC3PA、DC7PA、SH11PA、SH21PA、SH28PA、SH29PA、SH30PA、SH-190、SH-193、SZ-6032、SF-8427、SF-8428、DC-57、DC-190(Dow Corning ToraySilicone制)、TSF-4440、TSF-4300、TSF-4445、TSF-4446、TSF-4460、TSF-4452(GE东芝有机硅制)。
除前述的含氟界面活性剂或有机硅界面活性剂外,该界面活性剂为聚氧乙烯烷基醚,如月桂醇聚氧乙烯醚、聚氧乙烯硬脂酸醚、聚氧乙烯油基醚;聚氧乙烯芳基醚,如聚氧乙烯正辛基苯醚、聚氧乙烯正壬基苯酚醚;聚氧乙烯二烷基酯,如聚氧乙烯二月桂酸、聚氧乙烯二硬脂酸;非离子界面活性剂,如KP341(信越化学制)、poly flow No.57、95(共荣社油脂化学工业制)。
前述界面活性剂可单独或混合使用。
该保存安定剂可为硫、醌、氢醌、聚氧化物、胺、亚硝基化合物或硝基。其具体例为4-甲氧基苯酚、(N-亚硝基-N-苯基)羟胺铝、2,2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、2,6-二-叔丁基苯酚。
该耐热性促进剂可为N-(烷氧基甲基)甘脲化合物、N-(烷氧基甲基)三聚氰胺。N-(烷氧基甲基)甘脲化合物具体例为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、N,N,N',N'-四(叔丁氧基甲基)甘脲;较佳为N,N,N',N'-四(甲氧基甲基)甘脲。N-(烷氧基甲基)三聚氰胺的具体例为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、N,N,N',N',N”,N”-六(叔丁氧基甲基)三聚氰胺;较佳为N,N,N',N',N”,N”-六(甲氧基甲基)三聚氰胺。市售品如NIKARAKKU N-2702、MW-30M(三和化学制)。
根据本发明的添加剂(G)使用量为本发明所属技术领域中具通常知识者可决定者,较佳地,基于碱可溶性树脂(A)100重量份,该添加剂(G)的使用量为0重量份至10重量份,较佳为0重量份至6重量份,然以为0重量份至3重量份为更佳。
制备薄膜及具有薄膜的元件
本发明提供一种基板上的薄膜,其是由前述的感光性树脂组合物涂布于基板上,再经预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理处理所制得。
较佳地,该薄膜为液晶显示元件或有机电激发光显示器中TFT基板用的平坦化膜、层间绝缘膜或光波导路的芯材或包覆材的保护膜。
根据本发明薄膜的涂布方法没有特别限制,可以藉由喷涂法、辊涂法、旋转涂布法(旋涂法)、缝模涂敷法、棒涂法、喷墨法等涂布方法,较佳地为使用旋涂法或缝模涂敷法,将该感光性树脂组合物涂布在基材上,再经预烤(prebake)方式将溶剂去除而形成预烤涂膜。其中,预烤的条件,依各组份的种类、配合比率而异,通常为温度在60℃至110℃之间,进行30秒钟至15分钟。较佳地,该涂膜的厚度为3μm至6μm。
预烤后,将该涂膜于掩模下进行曝光,曝光所使用的光线可例如但不限于紫外线、远紫外线、X射线、带电粒子束;紫外线可例如g线(波长436nm)、h线、i线(波长365nm)等,远紫外线可例如KrF准分子激光等,X射线可例如同步加速放射线等,带电粒子束可例如电子束等。较佳地为紫外线,更佳地为g线或i线。当选用紫外线时,紫外线照射装置粒如但不限于高水银灯、超高水银灯及金属卤素灯;较佳地,曝光量为50至1500J/m2
显影是浸渍于一显影液中,根据组合物的组成而不同,历时30秒至2分钟,以去除不要的部分而形成特定的图案。该显影液的具体例为:(1)无机碱,如氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、硅酸钠、偏硅酸酸钠,及氨;(2)第一级脂肪胺,如乙胺、正丙胺;(3)第二级脂肪胺,如二乙胺、正丙胺;(4)第三级脂肪胺,如三甲胺、二乙基甲基胺、二甲基乙基胺,及三乙胺;(5)第三级脂肪环酸,如吡咯、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,及1,5-二氮杂双环[4.3.0]-5-壬烯;(6)第三级芳香胺,如吡啶、甲基嘧啶、二甲基吡啶,及喹啉;及(7)第四级铵盐碱性化合物,如四甲基氢氧化铵、四乙基氢氧化铵的水溶液。
此外,水溶性有机溶剂及/或表面活性剂,如甲醇、乙醇,亦可视需要添加于上述显影液中。另外,显影方法可例如但不限于盛液法、浸渍法、震荡浸渍法、冲洗法等适当的方法。
使用上述碱性化合物所构成的显影液时,通常于显影后以水洗净,再以压缩空气或压缩氮气风干。并且,较佳地还采用高压汞灯等进行一后曝光处理,对该涂膜全面照射放射线。更佳地,后曝光步骤中的曝光量为2000至5000J/m2
接着,使用加热板或烘箱等装置进行后烤(postbake)处理,使该涂膜固化。后烤温度通常为120至250℃。其中,后烤时间是根据加热机器的种类而不同而调整,例如,使用加热板的加热时间为5至30分钟,使用烘箱的加热时间为30至90分钟。经过以上的处理步骤后,即可形成一薄膜。
该基材可选自于应用在液晶显示器中的无碱玻璃、钠钙玻璃、强化玻璃(Pyrex玻璃)、石英玻璃或表面上已附着透明导电膜的玻璃等的基材及用于固体摄影元件等的光电变换元件基板(如:硅基板)等。
本发明再提供一种元件,其包含前述的薄膜。
根据本发明的元件包含但不限于显示元件、半导体元件或光波导路等。
本发明的感光性树脂组合物所形成的薄膜具有良好的折射率及与钼金属密着性。
兹以下列实施例予以详细说明本发明,惟并不意谓本发明仅局限于此等实施例所揭示的内容。
具体实施方式
制备碱可溶性树脂(A)
合成例1
将100重量份的芴环氧化合物(型号ESF-300,新日铁化学制;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,及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以连续式添加方式加入至500mL的四口烧瓶中,且入料速度控制在25重量份/分钟,该反应过程的温度维持在100℃~110℃,反应15小时,即可获得一固成分浓度为50wt%的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述所得的淡黄色透明混合液溶于25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,并同时添加6重量份的四氢邻苯二甲酸酐及13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,并加热至110℃~115℃,反应2小时,即可得一酸价为98.0mgKOH/g的具有不饱和基的树脂(以下简称为A-1-1)。
合成例2
将100重量份的芴环氧化合物(型号ESF-300,新日铁化学制;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,及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以连续式添加方式加入置500mL的四口烧瓶中,且入料速度控制在25重量份/分钟,该反应过成的温度维持在100℃~110℃,反应15小时,即可获得一固成分浓度为50wt%的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述所得的淡黄色透明混合液溶于25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,并添加13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐,在90℃~95℃下反应2小时,接着,添加6重量份的四氢邻苯二甲酸酐,并于90℃~95℃下反应4小时,即可得一酸价为99.0mgKOH/g的具有不饱和基的树脂(以下简称为A-1-2)。
合成例3
将400重量份的环氧化合物[型号NC-3000,日本化药(株)制;环氧当量288]、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲氧基酚(methoxyphenol)、5重量份的三苯基膦,及264重量份的丙二醇甲醚醋酸酯置于反应瓶中,该反应过成的温度维持在95℃,反应9小时,即可获得一酸价为2.2mgKOH/g的中间产物。接着,加入151重量份的四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride),在95℃下反应4小时,即可得一酸价为102mgKOH/g,且重量平均分子量为3,200的具有不饱和基的树脂(以下简称为A-1-3)。
合成例4
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30重量份的甲基丙烯酸、35重量份的甲基丙烯酸环氧丙酯、10重量份的1,3-丁二烯、25重量份的苯乙烯、2.4重量份的2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)以及240重量份的二乙二醇二甲醚溶剂。接着,缓慢搅拌上述成份使溶液升温至85℃,并于此温度下聚缩合5小时。然后,将溶剂脱挥后,可得一碱可溶性树脂(A-2-1)。
合成例5
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10重量份的2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯、50重量份的甲基丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、20重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、10重量份的甲基丙烯酸双环戊酯、10重量份的苯乙烯、2.4重量份的2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)以及240重量份的二乙二醇二甲醚溶剂。接着,缓慢搅拌上述成份使溶液升温至85℃,并于此温度下聚缩合5小时。然后,将溶剂脱挥后,可得一碱可溶性树脂(A-2-2)。
合成例6
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15重量份的丙烯酸、30重量份的甲基丙烯酸环氧丙酯、20重量份的甲基丙烯酸2-羟基乙酯、35重量份的甲基丙烯酸苯甲酯、2.4重量份的2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)以及240重量份的二乙二醇二甲醚溶剂。接着,缓慢搅拌上述成份使溶液升温至85℃,并于此温度下聚缩合5小时。然后,将溶剂脱挥后,可得一碱可溶性树脂(A-2-3)。
制备感光性树脂组合物
实施例1
将100重量份的碱可溶性树脂(A-1-1)、15重量份的p-异丙苯基苯基(甲基)丙烯酸酯(B-1-1)、10重量份的1-[9-乙基-6-(2-甲基苯酰基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙酰基肟)(C-1)、3重量份的双(2-二苯基膦基乙基)-甲基硅基乙基三乙氧基硅烷(E-1-1)和50重量份的二氧化钛(平均粒径13.14nm;F-1)加入500重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(D-1)中,以摇动式搅拌器搅拌均匀后,即可制得实施例1的感光性树脂组合物。
实施例2至11及比较例1至3
实施例2至11及比较例1至3是使用与实施例1的感光性树脂组合物制作方法相同的操作方法,不同之处在于实施例2至11及比较例1至3是改变感光性树脂组合物中原料的种类及其使用量,其详细资料及后续评价结果分别载于表1。评价方式
1.折射率
将上述感光性树脂组合物于素玻璃基板(100x100x0.7mm)上以旋转涂布方式得到约2μm的涂膜,接续以90℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入掩模,接着以能量为100mJ/cm2的紫外光照射涂膜,将曝光后的涂膜浸渍于23℃的0.045%的KOH水溶液50秒,除去未曝光的部分。最后以清水清洗后,再以235℃后烤30分钟,可获得一薄膜。
接着,在25℃的恒温室中,使用633nm的激光以及PC-2010棱镜耦合仪(Metricon公司制)来测定上述薄膜的折射率。
◎:折射率≧1.65;
○:1.65>折射率≧1.60;
△:1.60>折射率≧1.55;及
X:折射率<1.55。
2.钼金属密着性
将上述感光性树脂组合物于镀有钼金属的素玻璃基板(100x100x0.7mm)上以旋转涂布方式得到约2μm的涂膜,接续以90℃预烤2分钟后,在曝光机与涂膜间置入掩模,接着以能量为100mJ/cm2的紫外光照射涂膜,将曝光后的涂膜浸渍于23℃的0.045%的KOH水溶液50秒,除去未曝光的部分。最后以清水清洗后,再以235℃后烤30分钟,可获得一薄膜。之后,根据JIS.K5400(1900)8.5密着性试验法中的8.5.2的网状格(cross-hatched)测定方法来进行评价,将上述薄膜以小刀割成100个网状格,再以胶带沾粘后撕下,观察网状格残留的情形,脱落的网状格数量越少,表示与钼金属镀膜的密着性越好。根据下示评估准则,并且使用四个等级来评价密着性:
◎:无任何网状格脱落;
○:0%<脱落的网状格数量≦5%;
△:5%<脱落的网状格数量≦35%;及
X:35%<脱落的网状格数量≦100%。
根据上表1的实施例与比较例评价结果可知,当感光性树脂组合物使用硅烷化合物(E-1)时,所形成的薄膜具有良好的折射率以及与钼金属密着性。此外,当感光性树脂组合物含有具有不饱和基的树脂(A-1)、化合物(B-I)及/或无机粒子(F)时,所形成的薄膜的折射率较佳,且当感光性树脂组合物含有化合物(B-1)时,所形成的薄膜与钼金属密着性较佳。当感光性树脂组合物不使用硅烷化合物(E-1)时,所形成的薄膜的折射率以及与钼金属密着性不佳。
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 (10)

1.一种感光性树脂组合物,其特征在于包括:
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);以及
硅烷化合物(E),其中该硅烷化合物(E)包含如式(I)所示的硅烷化合物(E-1):
在式(I)中,A各自独立为单键、次烷基或次芳基,B各自独立为具二苯基膦基的有机基团、氢原子、烷基、芳基或-OR,其中R为碳数为1至6的烷基或苯基,
其中,至少一个B为具二苯基膦基的有机基团,至少一个B为-OR,且当B为-OR时,与B连接的A为单键。
2.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该具有乙烯性不饱和基的化合物(B)为15重量份至300重量份,该光起始剂(C)的使用量为10重量份至100重量份,该溶剂(D)的使用量为500重量份至3000重量份,该硅烷化合物(E)的使用量为1重量份至12重量份,该硅烷化合物(E-1)的使用量为1重量份至10重量份。
3.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中该碱可溶性树脂(A)包括具有不饱和基的树脂(A-1),该具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物反应而得,且该混合物包括具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)与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-1-2)。
4.如权利要求3所述的感光性树脂组合物,其中该具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)包括式(a-I)及/或式(a-II)所示的结构:
于式(a-I)中,R1、R2、R3以及R4各自独立表示氢原子、卤素原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳香基或碳数为6至12的芳烷基;
于式(a-II)中,R5至R18各自独立表示氢原子、卤素原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基;及该n表示0至10的整数。
5.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其中该具有乙烯性不饱和基的化合物(B)包括下式(b-I)及/或式(b-II)所示的化合物(B-1):
于式(b-I)中,R21和R22各自独立代表氢原子或甲基,p表示0至4的数;
于式(b-II)中,R23和R24各自独立代表氢原子或甲基,m表示0至4的数。
6.如权利要求5所述的感光性树脂组合物,其中基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该化合物(B-1)的使用量为15重量份至100重量份。
7.如权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于更包括无机粒子(F),其中该无机粒子(F)的材料包括第四族元素的氧化物。
8.如权利要求7所述的感光性树脂组合物,其中基于该碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,该无机粒子(F)的使用量为50重量份至250重量份。
9.一种薄膜,其特征在于其是将权利要求1至8中任一项所述的感光性树脂组合物涂布于一基材上,再经预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理处理所制得。
10.一种元件,其特征在于包含如权利要求9所述的薄膜。
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