CN110806676A - 感光性树脂组合物及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种感光性树脂组合物及其应用。该感光性树脂组合物包含a组分、b组分和c组分,该a组分为肟酯类光引发剂,该b组分为碱溶性树脂,该c组分为光聚性化合物,其中该肟酯类光引发剂为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)以及式(Ⅵ)所示的化合物中的一种或多种。本发明的该感光性树脂组合物不仅在储存稳定性、显影性和光灵敏性等方面性能优异,而且与同类相比,表现出更高的耐热性,最关键的是可与紫外‑可见光发射的LED等光源有良好的匹配,体现出极好的感光度。
Description
技术领域
本发明涉及光固化技术领域,具体而言,涉及一种感光性树脂组合物及其应用。
背景技术
含肟酯类光引发剂的感光性树脂组合物具有较高的灵敏度,因而可以将其用在彩色电视机、液晶显示元件、固体摄像元件、照相机等中的光学滤色片的彩色光阻和黑色矩阵,以及用于维持液晶显示器上下两片基板间距以防止因厚度控制不均从而造成液晶应答特性劣化的结构性构件的光间隙物等。
近年来,相当多种类的感光性树脂组合物被开发并应用到包含彩色光阻、黑色矩阵和光间隙物的液晶显示器的制造中。在高端彩色滤光片的制作中,作为彩色光阻和黑色矩阵用途的感光性树脂组合物因其液晶显示高色彩的质量性能要求需要大大提高色浆或颜料的浓度,随着颜料含量的增加,着色树脂组合物的固化变得困难,其固化后图案的清晰度、完整度也都有较高的要求,这就需要具有更高对光敏感度的组合物来解决上述问题。作为光间隙物的感光性树脂组合物,目前技术中存在的最大问题就是耐热性不佳,烘烤或封装制程中容易塌陷使得间隙材料缩水,如果在涂布、曝光显影等制程中如刻意加大间隙控制材料的高度会增加成本,受热塌陷时热融出的小分子会污染液晶。
另外,该领域中使用的感光性树脂组合物大多采用高压汞灯光。
源进行固化。随着人们对于环境保护、生产安全意识及劳保各类要求的不断提高,以及光聚合技术的不断发展,在光固化领域中,LED、LDI等低能耗、高安全性且环保的曝光灯源成为了本领域技术应用和发展的一种趋势。因此开发出一种适合LED固化的高感度感光性树脂组合物是非常具有市场前景的。
现有技术中的感光性树脂组合物主要有以下几方面的缺陷:缺陷一:储存稳定性、显影性、光灵敏性和耐热性等方面性能较差。缺陷二:与紫外-可见光发射的LED等光源无法匹配因此感光度较差。
基于以上原因,需要对感光性树脂组合物进行进一步研究,以解决感光性树脂组合物储存稳定性、显影性、光灵敏性和耐热性等方面性能较差以及与紫外-可见光发射的LED等光源无法匹配因此感光度较差的问题。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种感光性树脂组合物及应用,以解决现有技术中的感光性树脂组合物储存稳定性、显影性、光灵敏性和耐热性等方面性能较差以及与紫外-可见光发射的LED等光源无法匹配因此感光度较差的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的一个方面,提供了一种感光性树脂组合物,该感光性树脂组合物包含a组分、b组分和c组分,该a组分为肟酯类光引发剂,该b组分为碱溶性树脂,该c组分为光聚性化合物,其中该肟酯类光引发剂为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)以及式(Ⅵ)所示的化合物中的一种或多种,
其中,在该式(Ⅰ)中,
R1为羧酸基团,其中该羧酸基团为烷基羧酸基、苯基羧酸基或樟脑基羧酸基,其中该羧酸基团中的H原子可以各自独立地被-NO2、-CN、C1~C18烷基、C3~C8环烷基、C1~C4烷基与C3~C8环烷基组成的环烷基烷基、或含有O、S、N原子的杂环基团所取代,
n为1~1000的整数,
当n=1时,X-R0和Q-R2彼此独立地为为氢、其中R4、R5、R6、R7、R8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra或Ra’彼此独立地为氢、C1~C24的直链或支链烷基、或C6~C12的芳基,Ra或Ra’可选地含有1~6个非连续的O、N或S,Ra和Ra’同时存在时其间可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,Y为-CH=CH-或单键;R9、R10、R11均为Ra,该R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,
当n为2~1000的整数时,R0和R2分别独立地选自直链或支链亚烷基、取代的直链或支链亚烷基,其中取代基为羟基、氨基、巯基、酯基、腈基、羰基、烷氧基中的一种或多种,且该R0和R2中任意两个相邻-CH2-可被-O-、-C(O)O-或-OC(O)-中断;X和Q分别独立地选自含有-NHC(O)O-单元的n价基团;
R3为烯烃基团、Ra或-C(O)-Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义;
其中,在该式(Ⅱ)中,
R12和R13均具有与该式(Ⅰ)中的R1相同的定义;
其中,在该式(Ⅲ)和该式(Ⅳ)中,
R14和R15各自独立地选自C1~C20的直链或支链烷基、C3~C12的环烷基、环烷基衍生物或杂环烷基衍生物,
其中,该环烷基衍生物具有如下结构:
其中x=1~5,y=1~6;
该杂环烷基衍生物具有如下结构:
R16和R17彼此独立地为氢、其中R′4、R′5、R′6、R′7、R′8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义,U为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-或单键;其中R′9、R′10、R′11为Ra,所述R′9、R′10、R′11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;A为
其中,在该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)中,
R19为其中R26、R27、R28、R29彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R20为其中R30、R31、R32、R33彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R21为其中R37、R38、R39、R40、R41彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;其中R34、R35、R36均为Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义,R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;
m为1~1000的整数,
其中,当m为1时,M-R22为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
当m为2~1000的整数时,R22为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2-、-CH2CH(Me)C(O)OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2-或-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2CH2-,M为由含有2~6个C=C双键取代的C2~C36的m价烷基基团。
根据本发明的另一方面,提供了彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物和肋栅的制备方法,包括以下步骤:
i)将上述感光性树脂组合物溶解在有机溶剂中,混合均匀,获得液状组合物;
ii)利用涂布机将该液状组合物均匀涂布在基板上;
iii)去除溶剂以形成预烤涂膜;
iv)将掩膜板附在该预烤涂膜上,使用高压汞灯或LED灯进行曝光,随后显影除去未曝光区域从而在该基板上形成图案;
v)进行该显影之后,将具有该图案的该基板用水洗净,使用压缩空气将该图案风干,然后使用加热装置进行后烤处理从而在该基板上形成具有期望的特定图案的彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物或肋栅。
应用本发明的技术方案,感光性树脂组合物包含a组分、b组分和c组分,该a组分为肟酯类光引发剂,该b组分为碱溶性树脂,该c组分为光聚性化合物,其中该肟酯类光引发剂为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)以及式(Ⅵ)所示的化合物中的一种或多种。本发明的该感光性树脂组合物不仅在储存稳定性、显影性和光灵敏性等方面性能优异,而且与同类相比,表现出更高的耐热性,最关键的是可与紫外-可见光发射的LED等光源有良好的匹配,体现出极好的感光度。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
正如背景技术部分所描述的,现有的感光性树脂组合物无法有效解决现有技术中的感光性树脂组合物储存稳定性、显影性、光灵敏性和耐热性等方面性能较差以及与紫外-可见光发射的LED等光源无法匹配因此感光度较差的问题。为了解决上述问题,本发明提供了一种感光性树脂组合物,该感光性树脂组合物包含a组分、b组分和c组分,该a组分为肟酯类光引发剂,该b组分为碱溶性树脂,该c组分为光聚性化合物,其中该肟酯类光引发剂为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)以及式(Ⅵ)所示的化合物中的一种或多种,
其中,在该式(Ⅰ)中,
R1为羧酸基团,其中该羧酸基团为烷基羧酸基、苯基羧酸基或樟脑基羧酸基,其中该羧酸基团中的H原子可以各自独立地被-NO2、-CN、C1~C18烷基、C3~C8环烷基、C1~C4烷基与C3~C8环烷基组成的环烷基烷基、或含有O、S、N原子的杂环基团所取代,
n为1~1000的整数,
当n=1时,X-R0和Q-R2彼此独立地为为氢、其中R4、R5、R6、R7、R8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra或Ra’彼此独立地为氢、C1~C24的直链或支链烷基、或C6~C12的芳基,Ra或Ra’可选地含有1~6个非连续的O、N或S,Ra和Ra’同时存在时其间可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,Y为-CH=CH-或单键;R9、R10、R11均为Ra,该R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,
当n为2~1000的整数时,R0和R2分别独立地选自直链或支链亚烷基、取代的直链或支链亚烷基,其中取代基为羟基、氨基、巯基、酯基、腈基、羰基、烷氧基中的一种或多种,且该R0和R2中任意两个相邻-CH2-可被-O-、-C(O)O-或-OC(O)-中断;X和Q分别独立地选自含有-NHC(O)O-单元的n价基团;
R3为烯烃基团、Ra或-C(O)-Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义;
其中,在该式(Ⅱ)中,
R12和R13均具有与该式(Ⅰ)中的R1相同的定义;
其中,在该式(Ⅲ)和该式(Ⅳ)中,
R14和R15各自独立地选自C1~C20的直链或支链烷基、C3~C12的环烷基、环烷基衍生物或杂环烷基衍生物,
其中,该环烷基衍生物具有如下结构:
该杂环烷基衍生物具有如下结构:
其中x=1~5,y=1~6,z表示S、O、N;
R16和R17彼此独立地为氢、其中R′4、R′5、R′6、R′7、R′8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义,U为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-或单键;其中R′9、R′10、R′11为Ra,所述R′9、R′10、R′11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;A为
其中,在该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)中,
R19为其中R26、R27、R28、R29彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R20为其中R30、R31、R32、R33彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R21为其中R37、R38、R39、R40、R41彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;其中R34、R35、R36均为Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义,R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;
m为1~1000的整数,
其中,当m为1时,M-R22为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
当m为2~1000的整数时,R22为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2-、-CH2CH(Me)C(O)OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2-或-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2CH2-,M为由2~6个C=C双键取代的C2~C36的m价烷基基团。
本发明的该感光性树脂组合物对365-435nm的LED光源具有高敏感度,光谱范围广,并且该感光性树脂组合物保存稳定性优良、灵敏度高以及透明性佳。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,
R4、R6、R8均为-CH3,且R5、R7均为H;或者
R4、R5、R7、R8均为H,且R6为-CH3;或者
R5、R6均为-OCH3,且R4、R7、R8均为H;或者
R4、R6、R8均为-CH3,且R5、R7均为-CH2OH;或者
R4、R6、R7、R8均为H,且R5为-SCH3;或者
R4、R5、R7、R8均为H,且R6为-SCH3;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2OC(O)Ra;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5为CH2OH,且R7为H;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2ORa;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2NRaRa’;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5为CH2OH,且R7为CH2NRaRa’。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,R9、R10均为CH3,R11为H;或者,R9、R10、R11均为CH2CH3;或者,R9为CH3,R10、R11及取代的碳原子三者之间构成环烷基。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,R3为-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)2、-C6H5、-p-CH3OC6H4、-CH2CH=CH2、-CH2Ph、-C(O)CEt3、-C(O)CMe3或联苯基。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,n为1~100的整数;优选地,n为1~10的整数。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,当n为1时,X-R0和Q-R2彼此独立地为氢、含有0~4个取代基的C6~C24的芳基、-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)2、-ORa、-CH2OH、-CH2ORa、-CH2OC(O)Ra、-CH2NRaRa’、-CHRa(OH)、-CRaRa’(OH)、-CCH3(CH2OH)OH、-C(CH2OH)2OH、-CH2CH2OH、-CH2CHMeOH、-CHMeCH2OH、-CH2CHPhOH、-CH2C(O)Ra、-CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OH、-CH2CHMeC(O)OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OZ’、-CH2OC(O)-NHZ’或-CH2CH2OC(O)NHZ’,其中优选所述含有0~4个取代基的C6~C24的芳基为苯基、联苯基或萘基,Z’为含有2~6个C=C双键取代基的C2-C36亚烷基基团,优选地Z’为含有2~6个丙烯酸酯单元取代基的C2-C36亚烷基基团;更优选地,Z’为如下所示基团之一:
其中Z为-CH2-或-CH2OCH2CH2-,m为0、1、2或3。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,当n为2~1000的整数时,R0和R2分别为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2-、-CH2CH(Me)C(O)OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2-或-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2CH2-;
X和Q分别为具有至少2个-NHC(O)O-、或至少2个-C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)O-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)O-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH2C(O)-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)-、或至少2个-CH2CH2C(O)NH-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH2C(O)NRa-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)NRa-、或至少2个-CH2CH2SO2-、或至少2个-CH2CH(Me)SO2-、或至少2个-CH2CH2S(O)Ra-、或至少2个-CH2CH(Me)S(O)Ra-、或至少2个-CH2CH(OH)-或-CH2CH(ORa)-的n价基团;
优选地,X和Q分别为如下所示基团之一:
其中R11为氢或Ra,p为0~20的整数;
很显然的,对于本领域普通技术人员而言,容易看出,上述X或Q结构中的多元异氰酸酯[-NHC(O)O-]单元或多元酯[-C(O)O-]单元均源自R0或R2结构中的羟基与相应的多元聚氨酯NCO基团或多元酸或多元酸酐或多元酰卤进行酯化反应得来,因此上述优选X或Q结构仅为示例性而非限定性结构,凡是符合上述化学反应实质要义的X或Q结构均属于本发明披露范围;
其中Z为-CH2-或-CH2OCH2CH2-,p为0~20的整数;
很显然的,对于本领域普通技术人员而言,容易看出,上述X或Q结构中的-CH2CH2C(O)O-,-CH2CH(Me)C(O)O-,-CH2CH2C(O)C(O)O-,-CH2CH(Me)C(O)C(O)O-,-CH2CH2C(O)C(O)-,-CH2CH(Me)C(O)C(O)-,-CH2CH2C(O)C(O)NH-,-CH2CH2C(O)-,-CH2CH(Me)C(O)C(O)NH-,-CH2CH(Me)C(O)-,-CH2CH2C(O)NH-,-CH2CH(Me)C(O)NH-,-CH2CH2C(O)NR-,-CH2CH(Me)C(O)NR-,-CH2CH2SO2-,-CH2CH(Me)SO2-,-CH2CH2S(O)R-,或-CH2CH(Me)S(O)R-单元均源自带有亲核特性的中间体对相应不饱和酯,不饱和酰胺,不饱和砜或亚砜等的迈克尔加成反应制备。因此上述优选X或Q结构仅为示例性而非限定性结构,凡是符合上述化学反应实质要义的小分子或聚合物型X或Q结构均属于本发明披露范围;
其中m为0、1、2或3,R为Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义
很显然的,对于本领域普通技术人员而言,容易看出,上述X或Q结构中的-CH2CH(OH)-或-CH2CH(OR)-单元均源自具有亲核特性的中间体对相应环氧化合物的开环反应制备。因此上述优选X或Q结构仅为示例性而非限定性结构,凡是符合上述化学反应实质要义的小分子或聚合物型X或Q结构均属于本发明披露范围。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅰ)中,R1为含C1~C3直链或支链烷基的羧酸基团,或者为含苯基的羧酸基团,优选该羧酸基团为乙酰基、丙酰基、丁酰基、苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基或三氟甲烷甲酰基。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅲ)和该式(Ⅳ)中,R16为-CH3、-CH2CH3、-CH2CH(CH3)2、-CH2Ph、环烷基衍生物或杂环烷基衍生物;优选地,U为-CH2-或单键,R′5、R′6、R′8、R′9均为H且R′7为CH3。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)的R18中,R23、R25均为-CH3且R24为H;或者R23为-CH3且R24、R25均为H;或者R23、R24均为-CH3且R25为-OH;或者R23、R24均为H且R25为-CH2CH2CH3;或者R23、R24、R25均为Br;或者R24、R25均为-CH3且R23为Cl;或者R23为H且R24-R25均为环己烷;或者R23、R24均为-CH3且R25为-N(CH3)2;或者R23、R25均为-CH3且R24为-N(CH2CH2)2O;或者R23、R24、R25均为-CH3;或者R23、R25均为-CH3且R24为-CH2NRaRa’;或者R23、R25均为-CH3且R24为-CH2OH。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅵ)中的R22比在该式(Ⅴ)中的R22少一个-CH2-。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)的R19和R20中,R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33均为H;或者R30、R31均为-CH3且R26、R27、R28、R29、R32、R33均为H;或者R30、R33均为-OCH3且R26、R27、R28、R29、R31、R32均为H;或者R30、R33均为叔丁基且R26、R27、R28、R29、R31、R32均为H;或者R26为-CH3且R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33均为H;或者R26、R29均为-CH3且R27、R28、R30、R31、R32、R33均为H;或者R26、R30、R33均为-CH3且R27、R28、R29、R31、R32均为H。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)的R21中,R34为-CH3且R35、R36均为H;或者R34、R35均为-CH3且R36为H;或者R34为H且R35-R36为环己烷;或者R34为-CF3且R35、R36均为H。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)的R21中,R39为-CH3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R39为-CF3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R37为Cl且R38、R39、R40、R41均为H;或者R37、R39均为Cl且R38、R40、R41均为H;或者R39为-OCH3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R39为F且R37、R38、R40、R41均为H;或者R37、R38、R39、R40、R41均为F。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,在该肟酯类光引发剂的该式(Ⅴ)和该式(Ⅵ)中,当m为1时,M-R22为氢、-CH3、-Cl、-CH3O、-CH3CH2O、-N(CH3)2、-N(C6H5)2、-SCH3、叔丁基、-CH2OH、-CH2ORa、-CH2OC(O)Ra、-CH2NRaRa’、-CHRa(OH)、-CRaRa’(OH)、-CCH3(CH2OH)OH、-C(CH2OH)2OH、-CH2CH2OH、-CH2CHMeOH、-CHMeCH2OH、-CH2CHPhOH、-CH2C(O)Ra、-CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OH、-CH2CHMeC(O)OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OT、-CH2OC(O)-NHT或-CH2CH2OC(O)NHT,其中T具有与上述限定的Z’相同的限定。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,该肟酯类光引发剂具有如下结构:
为了进一步平衡各组分的效果并更充分发挥各组分之间的协同作用,在一种优选的实施方式中,按重量百分比计,该感光性树脂组合物包含0.1-20%,优选1-10%的该肟酯类光引发剂。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,该碱溶性树脂是由含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体,与其它可共聚合的乙烯性不饱和单体经共聚反应而得到的;优选地,该含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体可单独或混合使用;优选地,该含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体包含不饱和一元羧酸类单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯等、不饱和二元羧酸(酐)类单体例如马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐,以及含三个以上羧酸基的不饱和多元羧酸(酐)类单体中的一种或多种;优选地,该其它可共聚合的乙烯性不饱和单体可单独或混合使用;优选地,该其它可共聚合的乙烯性不饱和单体包含芳香族乙烯基化合物例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯,马来酰亚胺类单体例如N-苯基马来酰亚胺、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺,羧酸乙烯酯类单体例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯,不饱和醚类单体例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、烯丙基环氧丙基醚、甲代烯丙基环氧丙基醚,腈化乙烯基化合物例如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、氰化亚乙烯,不饱和酰胺例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺,以及脂肪族共轭二烯类单体例如1,3-丁二烯、异戊二烯、氯化丁二烯中的一种或多种。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,该碱溶性树脂为(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基)/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、和(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙三醇单(甲基)丙烯酸酯共聚物中的一种或多种;优选地,该碱溶性树脂为(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、和(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物及(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物中的一种或多种。
b组分(碱溶性树脂)是由不饱和单体经共聚反应而得,在确定了目标产物构成和单体种类的情况下,具体合成工艺条件对本领域技术人员而言是容易确定的。
为了进一步平衡各组分的效果并更充分发挥各组分之间的协同作用,在一种优选的实施方式中,按重量百分比计,该感光性树脂组合物包含10-80%,优选30-60%的该碱溶性树脂。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,该光聚合性化合物为通过光引发剂的作用而进行聚合的化合物;优选地,该光聚合性化合物包含至少一种含不饱和双键化合物和/或至少一种含环氧基化合物;优选地,该含不饱和双键化合物选自(甲基)丙烯酸酯类化合物和/或链烯基醚类化合物;优选地,该(甲基)丙烯酸酯类化合物为低聚树脂的(甲基)丙烯酸酯;优选地,该(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸烷酯,(甲基)丙烯酸羟基酯,(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯,三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯或其二羧酸改性物,环氧丙烯酸酯,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,聚酯丙烯酸酯,末端羟基化聚合物的(甲基)丙烯酸酯,脲烷树脂、硅氧烷树脂和螺烷树脂中的一种或多种;优选地,该(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸烷酯、(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯、三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种;优选地,该(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、双酚A环氧丙烯酸酯树脂、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(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、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种;优选地,该链烯基醚类化合物为乙烯基醚类、1-丙烯基醚类、1-丁烯基醚类、1-戊烯基醚类化合物,优选乙烯基醚类化合物。更优选地,该乙烯基醚类化合物为三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、甘油碳酸酯乙烯基醚和十二烷基乙烯基醚中的一种或多种;优选地,该含环氧基化合物为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线性脂肪族类环氧树脂、脂肪族类环氧树脂和氧杂环丁烷类化合物中的一种或多种;优选地,该含环氧基化合物为双酚A型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、脂肪族类环氧树脂和氧杂环丁烷类化合物中的一种或多种;优选地,该含环氧基化合物包含缩水甘油醚型环氧化合物和脂环族环氧化合物中的一种或多种;优选地,该缩水甘油醚型环氧化合物包含双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚醛型环氧化合物、氢化双酚A型环氧化合物、双酚F的环氧烷加成物的二缩水甘油醚,氢化双酚A的环氧烷加成物的二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、山梨糖醇七缩水甘油醚、山梨糖醇六缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚、二环戊二稀苯酚加成型缩水甘油醚和1,6-二羟基萘二缩水甘油醚中的一种或多种;优选地,该脂环族环氧化合物包含3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-间-二氧己烷、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、二氧化乙烯基环己烯、4-乙烯基环氧环己烷、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3,4-环氧基-6-甲基环己烷羧酸酯、亚甲基二(3,4-环氧基环己烷)、二环戊二稀二环氧化物、乙二醇-二(3,4-环氧环己玩甲基)醚、双(3,4-环氧基环己烷羧酸)乙二酯、双(3,4-环氧基环己烷羧酸)丙二酯、环氧六氢苯二酸二辛酯、环氧六氢苯二酸二-2-乙基己酯、1,4-环己烷二甲醇-二(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、四氢茚二环氧化物和3,4,3',4'-二环氧二环已烷中的一种或多种;优选地,该氧杂环丁烷类化合物包含3,3-双(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(氯甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(氯甲基)氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、双{[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基}醚、4,4'-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]双环己烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]环己烷、3-乙基-3[[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基]氧杂环丁烷中的一种或多种。
除此以外专利申请号为201610548580.7、201610550205.6、201710622973.2以及201710706339.7的中国专利中公开的那些氧杂环丁烷类化合物(在此将其全文引入以作为参考)也可以用于该组合物配方中。
为了进一步平衡各组分的效果并更充分发挥各组分之间的协同作用,在一种优选的实施方式中,按重量百分比计,该感光性树脂组合物包含10-70%,优选30-60%的该光聚合性化合物。
为了进一步加强本发明的感光性树脂组合物的上述优点及有益效果,在一种优选的实施方式中,该感光性树脂组合物进一步包含d组分作为着色剂;优选地,该着色剂为颜料或染料或颜料及染料的混合物;优选地,作为滤色片的光阻组合物中的颜料为经处理的颜料;优选地,该颜料为红色颜料,其中该红色颜料包含蒽醌类颜料、二酮基吡咯并吡咯类颜料、这些的混合物或由其中至少一种及双偶氮类黄色颜料或异吲哚啉类黄色颜料组成的混合物;优选地,该红色颜料为C.I.颜料红177、C.I.颜料红254、C.I.颜料红177及C.I.颜料红254的混合物或由C.I.颜料红177、C.I.颜料红242及C.I.颜料红254中至少一种及C.I.颜料黄83或C.I.颜料黄139组成的混合物;优选地,该颜料为C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、168、176、179、180、185、202、207、209、214、222、244、255、264、272及C.I.颜料黄12、13、14、17、20、24、31、53、55、93、95、109、110、128、129、138、139、150、153、154、155、166、168、185、199、213及C.I.颜料橙43及71中的一种或多种;优选地,该红色颜料为C.I.溶剂红25、27、30、35、49、83、89、100、122、138、149、150、160、179、218、230、C.I.直接红20、37、39、44、及C.I.酸性红6、8、9、13、14、18、26、27、51、52、87、88、89、92、94、97、111、114、115、134、145、151、154、180、183、184、186、198、C.I.碱性红12、13、C.I.分散红5、7、13、17及58中的一种或多种;优选地,该红色颜料可与黄色和/或橙色颜料组合使用;优选地,该颜料为绿色颜料,其中该绿色颜料包括卤化酞菁类颜料或其与双偶氮类黄色颜料、喹啉黄类黄色颜料或金属配合物的混合物;优选地,该绿色颜料为C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料58、或由C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58中至少一员及C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄138或C.I.颜料黄150组成的混合物;优选地,该绿色颜料为C.I.颜料绿15、25及37中的至少一种;优选地,该绿色颜料为C.I.酸性绿3、9、16、C.I.碱性绿1及4中的至少一种;优选地,该颜料为蓝色颜料,其中该蓝色颜料为单独或与二嗪类紫色颜料组合使用的酞菁类颜料;优选地,该蓝色颜料为C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝15:6及C.I.颜料紫23中的一种或多种;优选地,该蓝色颜料为C.I.颜料蓝15:3、15:4、16、22、28及60中的一种或多种;优选地,该颜料为C.I.颜料紫14、19、23、29、32、37、177及C.I.橙73中的一种或多种;优选地,该蓝色颜料为甲烷类染料、蒽醌类染料、偶氮类染料、金属配合物偶氮类染料、三芳基甲烷类染料以及酞菁类染料中的一种或多种;优选地,该蓝色颜料为C.I.溶剂蓝11、25、37、45、49、68、78、94、C.I.直接蓝25、86、90、108、C.I.酸性蓝1、3、7、9、15、83、90、103、104、158、161、249、C.I.碱性蓝1、3、7、9、25、105、及C.I.分散蓝198及C.I.媒染蓝1中的一种或多种;优选地,用于黑色矩阵的光聚合组合物的颜料包含选自炭黑、钛黑、氧化铁、内酯、内酰胺及苝中的至少一种,优选地为炭黑;优选地,该颜料为C.I.颜料黑1、7、31及32及Irgaphor黑S0100(BASF SE)中的一种或多种;优选地,该颜料为C.I.溶剂黄2、5、14、15、16、19、21、33、56、62、77、83、93、162、104、105、114、129、130、162、C.I.分散黄3、4、7、31、54、61、201、C.I.直接黄1、11、12、28、C.I.酸性黄1、3、11、17、23、38、40、42、76、98、C.I.碱性黄1、C.I.溶剂紫13、33、45、46、C.I.分散紫22、24、26、28、31、C.I.酸性紫49、C.I.碱性紫2、7、10、C.I.溶剂橙1、2、5、6、37、45、62、99、C.I.酸性橙1、7、8、10、20、24、28、33、56、74、C.I.直接橙1、C.I.分散橙5、C.I.直接棕6、58、95、101、173、C.I.酸性棕14、C.I.溶剂黑3、5、7、27、28、29、35、45及46中的一种或多种;优选地,用互补色黄色、洋红色、青色及任选绿色替代红色、绿色及蓝色;优选地,该颜料为C.I.颜料红122、144、146、169、177、C.I.颜料紫19及23中的一种或多种;优选地,该颜料为铝酞菁颜料、钛酞菁颜料、钴酞菁颜料及锡酞菁颜料中的一种或多种;优选地,该颜料具有小于可见光波长(400nm至700nm)的平均粒径,尤其优选为<100nm的平均颜料粒径。(“C.I.”指颜色指数,为本领域技术人员所熟知且可公开取得)。
为了进一步平衡各组分的效果并更充分发挥各组分之间的协同作用,在一种优选的实施方式中,按重量百分比计,该感光性树脂组合物包含0-15%,优选0-10%的该着色剂。
除了上述a组分-d组分外,根据产品应用需要,在一种优选的实施方式中,该感光性树脂组合物进一步包含有机和/或无机助剂;优选地,该助剂包括填充剂、抗氧化剂、分散剂、固化剂、光敏剂以及溶剂中的一种或多种。
出于促进组分均匀分散的目的,特别是利用组合物的溶液实施涂膜工艺时,在一种优选的实施方式中,该助剂为分散剂;优选地,该分散剂为聚乙烯亚胺类、聚氨酯树脂类、丙烯酸树脂类以及氟碳类高分子分散剂中的一种或多种;优选地,该分散剂为FC-4430;优选地,按重量百分比计,该感光性树脂组合物包含0-1%,优选0.01-0.5%的该着色剂。
光敏剂自身不发生任何化学变化,主要在光聚合反应过程中起能量转移传递作用。在高避光条件下,通常优选在组合物中包含光敏化剂以促使感光组合物发生光聚合反应。本发明组合物中可使用的光敏化剂没有特别的限定,在一种优选的实施方式中,该助剂为光敏剂;优选地,该光敏剂为香豆素衍生物和/或二苯甲酮衍生物。
此外,本发明的感光性组合物中还可以添加用于稀释的溶剂,特别是需要将该组合物用于涂膜工艺时,在一种优选的实施方式中,该助剂为溶剂;优选地,该溶剂包括(聚)烷撑二醇单烷基醚类化合物例如乙二醇单乙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲醚、三丙二醇单乙醚,(聚)烷撑二醇单烷基醚乙酸酯类化合物例如乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、二甘醇单甲醚乙酸酯、二甘醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯,乳酸烷基酯类化合物例如2-羟基丙酸甲酯、2-羟基丙酸乙酯,其他酯类例如2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸正戊酯、乙酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙酰乙酸甲酯、乙酰乙酸乙酯、2-氧基丁酸乙酯中的一种或多种。
基于对树脂类组分、光聚合性单体、光聚合引发剂的溶解性,以及不溶性着色剂组分的分散性的考虑,在一种优选的实施方式中,该溶剂为丙二醇单甲醚乙酸酯和/或2-羟基丙酸乙酯;优选地,以重量百分比计,相对于a组分、b组分、c组分和d组分的总量,该溶剂在50-500%的范围内使用,优选地在100-300%的范围内使用。
本发明感光性树脂组合物的适用光源没有特别限定。例如,可举出高压汞灯、LED灯等,从节约能源、降低环境负荷的观点考虑,优选LED。LED光源的发射波长为单一波长,常见的有365nm、385nm、395nm或405nm,通常,利用LED照射的能量射线量容易变少,但是,由于上文中说明的感光性树脂组合物含有通式(Ⅰ)或通式(Ⅱ)所示肟酯光引发剂,与LED光源具有很好的匹配性,敏感度优异,因此,即使使用LED作为光源来进行曝光,也能够充分进行固化,有效地得到具有良好特性的固化物。
在一种优选的实施方式中,该感光性树脂组合物的适用光源包括高压汞灯和LED灯中的一种或多种;优选地,该光源为LED灯。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种上述感光性树脂组合物的制备方法,该制备方法包括如下步骤:按照该感光性树脂组合物的配方将各组分进行混合,得到该感光性树脂组合物。
另外,根据本发明的另一方面,提供了上述感光性树脂组合物在制备彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物和肋栅中的应用。
另外,根据本发明的另一方面,提供了彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物和肋栅的制备方法,包括以下步骤:
i)将上述感光性树脂组合物溶解在有机溶剂中,混合均匀,获得液状组合物;
ii)利用涂布机将该液状组合物均匀涂布在基板上;
iii)去除溶剂以形成预烤涂膜;
iv)将掩膜板附在该预烤涂膜上,使用高压汞灯或LED灯进行曝光,随后显影除去未曝光区域从而在该基板上形成图案;
v)进行该显影之后,将具有该图案的该基板用水洗净,使用压缩空气将该图案风干,然后使用加热装置进行后烤处理从而在该基板上形成具有期望的特定图案的彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物或肋栅。
出于降低生产成本、提高反应转化率,同时改善产物性能的目的,在一种优选的实施方式中,该涂布机包括旋转涂布机、绕线棒涂布机、轴涂布机或喷涂布机。
出于降低生产成本、提高反应转化率,同时改善产物性能的目的,在一种优选的实施方式中,该去除溶剂的步骤为减压干燥除去大部分的溶剂,然后以预烤方式将残留溶剂去除;优选地,该减压干燥是在小于200mmHg的压力下进行1s至20s,并且该预烤为在70-110℃温度下对涂膜进行1min至15min的加热处理。
出于降低生产成本、提高反应转化率,同时改善产物性能的目的,在一种优选的实施方式中,该高压汞灯为RW-UV70201型曝光机;优选地,该LED灯为依瓦塔LED UV固化照射装置,其中波长为395nm。
出于降低生产成本、提高反应转化率,同时改善产物性能的目的,在一种优选的实施方式中,该加热装置为热板或烘箱;优选地,该后烤的温度为150-220℃;优选地,该热板的加热时间为5min至60min;优选地,该烘箱的加热时间为15min至150min。
含有黑色颜料的光致抗蚀剂膜就是黑色矩阵BM,含有红、绿、蓝色颜料的光致抗蚀剂膜就是对应的R、G、B光阻,不含着色剂的光致抗蚀膜就是对应层间绝缘膜或光间隙物。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种彩色滤光片,该彩色滤光片包括透光性基材和由多种颜色的像素图案组成的彩色光阻,其中,该像素图案是由上述感光性树脂组合物制备而成。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种滤色器,该滤色器包括透光性基材和由多种颜色的像素图案和黑色矩阵组成的滤色器层,其中,该黑色矩阵是由上述感光性树脂组合物制备而成。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种滤色器,该滤色器包括光间隙物,其中,该光间隙物是由上述感光性树脂组合物制备而成。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种液晶显示器用基板,该液晶显示器用基板包括透光性基材和肋壁,其中,该肋壁是由上述感光性树脂组合物制备而成。
另外,根据本发明的另一方面,提供了一种液晶显示器,该液晶显示器具有上述滤色器和/或上述液晶显示器用基板。
以下示例性地以层间绝缘膜、黑色矩阵、红色矩阵配方组合物的评价结果对本发明作进一步详细说明,但不应将其理解为对本发明保护范围的限制。
除非另有说明,以下质量份为重量百分比%计。
<碱溶性树脂溶液的制备>
在反应容器中加入370份丙二醇单甲醚乙酸酯,并一遍向容器中注入氮气一边加热至80℃,在该温度下经过1h滴加20份甲基丙烯酸、10份甲基丙烯酸甲酯、55份甲基丙烯酸正丁酯、15份甲基丙烯酸-2-羟乙酯和4.0份2,2’-偶氮二异丁腈的混合物,进行聚合反应,并进一步在80℃下持续反应1h,得到碱溶性树脂溶液。
冷却至室温后,取样2g的兼容性树脂溶液,在180℃下加热干燥20min,测定不会发成分,并据此向上述合成的丙烯酸树脂溶液中添加丙二醇单甲醚乙酸酯,使固含量为20%,所得碱溶性树脂的重均分子量为40000。
<红色分散体的制备>
将下述组成的混合物搅拌混合均匀后,使用直径1mm的氧化锆珠,并通过EIGER研磨机(EIGER日本公司“迷你型M-250MKII”)分散5h,然后用5μm的过滤器过滤,制作红色颜料分散体D-1。
<黑色分散体的制备>
使用下述组成的混合物,按照红色分散体同样的制备方法制作黑色分散体D-2。
<层间绝缘膜组合物的制备>
按照表1实施例1-4和比较例1-2所示配方比例混合搅拌均匀,用1μm的过滤器进行过滤,得到层间绝缘膜组合物。
表1
<红色矩阵组合物的制备>
按照表2实施例5-6和比较例3-4所示配方比例混合搅拌均匀,用1μm的过滤器进行过滤,得到红色矩阵组合物。
表2
<黑色矩阵组合物的制备>
按照表3实施例9-12和比较例5-6所示配方比例混合搅拌均匀,用1μm的过滤器进行过滤,得到黑色矩阵组合物。
表3
以上表中所用原料具体说明如下:
光引发剂A-1:化合物1
光引发剂A-2:化合物11
光引发剂A-3:化合物17
光引发剂A-4:化合物22
光引发剂A-5:OXE-02
光引发剂A-6:Irgacure 369
光引发剂A-7:化合物4
光引发剂A-8:化合物16
光引发剂A-9:化合物19
光引发剂A-10:化合物25
光引发剂A-11:化合物10
光引发剂A-12:化合物16
光引发剂A-13:化合物20
光引发剂A-14:化合物27
光聚合性化合物C-1:二季戊四醇六丙烯酸酯
光聚合性化合物C-2:三羟甲基乙烷三丙烯酸酯
光聚合性化合物C-3:季戊四醇四丙烯酸酯
溶剂:丙二醇单甲醚醋酸酯(PGMEA)
2、性能评价
(1)储存稳定性评价方法
将上述实施例1-12和对比例1-6感光性树脂组合物在室温下储存1个月后,测定初期和在室温下1个月后的粘度,计算相对于初期粘度的粘度增加程度,并进行评价。评价等级如下所述:
○:粘度增加比例在5%以下;
◎:粘度增加比例大于5%,并小于10%;
●:粘度增加比例大于10%。
(2)汞灯/LED固化性评价
将上述组合物避光搅拌均匀,取样于玻璃基板上,线棒涂布,干燥后得到厚度为1.5μm的涂层,然后分别使用高压汞灯和LED作为光源进行固化。其中,
高压汞灯:置于履带式曝光机中曝光(曝光机型号RW-UV20101),累计接收100mJ/cm2的辐射能量,观察其是否固化成膜;
LED:用波长395nm的履带式UV-LED光源照射(深圳市蓝谱里克科技有限公司,型号LP300W 60-80V),累计接收100mJ/cm2的辐射能量,观察其是否固化成膜。
上述(1)至(2)项的评价结果如表4中所示。
表4
储存稳定性 | 高压汞灯固化性 | LED光源固化性 | |
实施例1 | ○ | 是 | 是 |
实施例2 | ○ | 是 | 是 |
实施例3 | ○ | 是 | 是 |
实施例4 | ○ | 是 | 是 |
实施例5 | ○ | 是 | 是 |
实施例6 | ○ | 是 | 是 |
实施例7 | ○ | 是 | 是 |
实施例8 | ○ | 是 | 是 |
实施例9 | ○ | 是 | 是 |
实施例10 | ○ | 是 | 是 |
实施例11 | ○ | 是 | 是 |
实施例12 | ○ | 是 | 是 |
对比例1 | ○ | 是 | 否 |
对比例2 | ◎ | 是 | 否 |
对比例3 | ○ | 是 | 否 |
对比例4 | ◎ | 是 | 否 |
对比例5 | ○ | 是 | 否 |
对比例6 | ◎ | 是 | 否 |
(3)曝光灵敏性评价
显影后,测量出形成无图案剥离的薄膜所需的最低曝光量(使用曝光机进行曝光)。所需的曝光量越低,感光性树脂组合物的灵敏度越高。
(4)图案显影性评价
针对所得的图案,使用扫描型电子显微镜(SEM)进行图案性状的观察,按如下进行分级:
A:图案性状为顺锥形;
B:图案情况为垂直形;
C:图案性状为逆锥形。
其中,顺锥形说明所得的图案清晰,显影性好。
(5)耐热性评价
对显影后形成特定图案的基板,置于230℃和250℃烘箱中分别进行60分钟的追加烘烤,用光学显微镜观察追加烘烤后的图案,230℃、250℃的任一追加烘烤下均未观察到异物发生的,记为“○”,230℃追加烘烤下无异物发生、250℃住家烘烤下观察到异物发生的,记为“△”,230℃追加烘烤下观察到异物发生的,记为“×”。
上述(3)至(5)项的评价结果如表5中所示。
表5
曝光剂量mJ/cm<sup>2</sup> | 显影性 | 耐热性 | |
实施例1 | 20 | A | ○ |
实施例2 | 18 | A | ○ |
实施例3 | 15 | A | ○ |
实施例4 | 20 | A | ○ |
实施例5 | 30 | A | ○ |
实施例6 | 25 | A | ○ |
实施例7 | 25 | A | ○ |
实施例8 | 28 | A | ○ |
实施例9 | 35 | A | ○ |
实施例10 | 30 | A | ○ |
实施例11 | 25 | A | ○ |
实施例12 | 30 | A | ○ |
比较例1 | 50 | B | △ |
比较例2 | 65 | C | × |
比较例3 | 70 | B | △ |
比较例4 | 90 | C | × |
比较例5 | 85 | B | △ |
比较例6 | 100 | C | × |
综上所述,本发明的感光性树脂组合物至少含通式(Ⅰ)、通式(Ⅱ)、通式(Ⅲ)、通式(Ⅳ)、通式(Ⅴ)或通式(Ⅵ)化合物中的一种或几种的肟酯化合物作为光引发剂,其作为彩色光阻、黑色矩阵及空间隙物等用途事,不仅在储存稳定性、显影性和光灵敏性等方面性能优异,而且与同类相比,表现出更高的耐热性,最关键的是无论在汞灯还是LED光源下,都可以很好的固化。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:本发明的该感光性树脂组合物不仅在储存稳定性、显影性和光灵敏性等方面性能优异,而且与同类相比,表现出更高的耐热性,最关键的是可与紫外-可见光发射的LED等光源有良好的匹配,体现出极好的感光度。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (26)
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a组分、b组分和c组分,所述a组分为肟酯类光引发剂,所述b组分为碱溶性树脂,所述c组分为光聚性化合物,其中所述肟酯类光引发剂为式(Ⅰ)、式(Ⅱ)、式(Ⅲ)、式(Ⅳ)、式(Ⅴ)以及式(Ⅵ)所示的化合物中的一种或多种,
其中,在所述式(Ⅰ)中,
R1为羧酸基团,其中所述羧酸基团为烷基羧酸基、苯基羧酸基或樟脑基羧酸基,其中所述羧酸基团中的H原子可以各自独立地被-NO2、-CN、C1~C18烷基、C3~C8环烷基、C1~C4烷基与C3~C8环烷基组成的环烷基烷基、或含有O、S、N原子的杂环基团所取代,
n为1~1000的整数,
当n=1时,X-R0和Q-R2彼此独立地为为氢、其中R4、R5、R6、R7、R8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra或Ra’彼此独立地为氢、C1~C24的直链或支链烷基、或C6~C12的芳基,Ra或Ra’可选地含有1~6个非连续的O、N或S,Ra和Ra’同时存在时其间可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,Y为-CH=CH-或单键;R9、R10、R11均为Ra,所述R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环,
当n为2~1000的整数时,R0和R2分别独立地选自直链或支链亚烷基、取代的直链或支链亚烷基,其中取代基为羟基、氨基、巯基、酯基、腈基、羰基、烷氧基中的一种或多种,且所述R0和R2中任意两个相邻-CH2-可被-O-、-C(O)O-或-OC(O)-中断;X和Q分别独立地选自含有-NHC(O)O-单元的n价基团;
R3为烯烃基团、Ra或-C(O)-Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义;
其中,在所述式(Ⅱ)中,
R12和R13均具有与所述式(Ⅰ)中的R1相同的定义;
其中,在所述式(Ⅲ)和所述式(Ⅳ)中,
R14和R15各自独立地选自C1~C20的直链或支链烷基、C3~C12的环烷基、环烷基衍生物或杂环烷基衍生物,
其中,所述环烷基衍生物具有如下结构:
所述杂环烷基衍生物具有如下结构:
R16和R17彼此独立地为氢、其中R′4、R′5、R′6、R′7、R′8彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义,U为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-或单键;其中R′9、R′10、R′11为Ra,所述R′9、R′10、R′11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;A为
其中,在所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)中,
R19为其中R26、R27、R28、R29彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R20为其中R30、R31、R32、R33彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
R21为其中R37、R38、R39、R40、R41彼此独立地为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;其中R34、R35、R36均为Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义,R9、R10、R11中的任意二者可选地形成三元环、四元环、五元环或六元环;
m为1~1000的整数,
其中,当m为1时,M-R22为氢、卤素、-Ra、-ORa、-SRa、-NRaRa’、-CH2OH、-CH2ORa或-CH2NRaRa’,其中Ra和Ra’具有与式(I)中相同的定义;
当m为2~1000的整数时,R22为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2-、-CH2CH(Me)C(O)OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2-或-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2CH2-,M为由2~6个C=C双键取代的C2~C36的m价烷基基团。
2.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,
R4、R6、R8均为-CH3,且R5、R7均为H;或者
R4、R5、R7、R8均为H,且R6为-CH3;或者
R5、R6均为-OCH3,且R4、R7、R8均为H;或者
R4、R6、R8均为-CH3,且R5、R7均为-CH2OH;或者
R4、R6、R7、R8均为H,且R5为-SCH3;或者
R4、R5、R7、R8均为H,且R6为-SCH3;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2OC(O)Ra;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5为CH2OH,且R7为H;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2ORa;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5、R7均为CH2NRaRa’;或者
R4、R6、R8均为CH3,且R5为CH2OH,且R7为CH2NRaRa’。
3.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,R9、R10均为CH3,R11为H;或者,R9、R10、R11均为CH2CH3;或者,R9为CH3,R10、R11及取代的碳原子三者之间构成环烷基。
4.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,R3为-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)2、-C6H5、-p-CH3OC6H4、-CH2CH=CH2、-CH2Ph、-C(O)CEt3、-C(O)CMe3或联苯基。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,n为1~100的整数;优选地,n为1~10的整数。
6.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,当n为1时,X-R0和Q-R2彼此独立地为氢、含有0~4个取代基的C6~C24的芳基、-CH3、-CH2CH3、-CH(CH3)2、-ORa、-CH2OH、-CH2ORa、-CH2OC(O)Ra、-CH2NRaRa’、-CHRa(OH)、-CRaRa’(OH)、-CCH3(CH2OH)OH、-C(CH2OH)2OH、-CH2CH2OH、-CH2CHMeOH、-CHMeCH2OH、-CH2CHPhOH、-CH2C(O)Ra、-CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OH、-CH2CHMeC(O)OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OZ’、-CH2OC(O)-NHZ’或-CH2CH2OC(O)NHZ’,其中优选所述含有0~4个取代基的C6~C24的芳基为苯基、联苯基或萘基,Z’为含有2~6个C=C双键取代基的C2-C36亚烷基基团,优选地Z’为含有2~6个丙烯酸酯单元取代基的C2-C36亚烷基基团;更优选地,Z’为如下所示基团之一:
其中Z为-CH2-或-CH2OCH2CH2-,m为0、1、2或3。
7.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,当n为2~1000的整数时,
R0和R2分别为-CH2-、-CH2CH2-、-CH2CH(OH)CH2-、-CH2CH(ORa)CH2-、-CH2CH(OC(O)Ra)CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2-、-CH2CH(Me)C(O)OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2-、-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2-或-CH2CH2C(O)OCH2CH2CH2CH2-;
X和Q分别为具有至少2个-NHC(O)O-、或至少2个-C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)O-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)O-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)O-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)-、或至少2个-CH2CH2C(O)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH2C(O)-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)-、或至少2个-CH2CH2C(O)NH-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)NH-、或至少2个-CH2CH2C(O)NRa-、或至少2个-CH2CH(Me)C(O)NRa-、或至少2个-CH2CH2SO2-、或至少2个-CH2CH(Me)SO2-、或至少2个-CH2CH2S(O)Ra-、或至少2个-CH2CH(Me)S(O)Ra-、或至少2个-CH2CH(OH)-或-CH2CH(ORa)-的n价基团;
优选地,X和Q分别为如下所示基团之一:
其中R11为氢或Ra,p为0~20的整数;
其中Z为-CH2-或-CH2OCH2CH2-,p为0~20的整数;
其中m为0、1、2或3,R为Ra,Ra具有与式(I)中相同的定义。
8.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅰ)中,R1为含C1~C3直链或支链烷基的羧酸基团,或者为含苯基的羧酸基团,优选所述羧酸基团为乙酰基、丙酰基、丁酰基、苯甲酰基、对甲氧基苯甲酰基或三氟甲烷甲酰基。
9.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅲ)和所述式(Ⅳ)中,R16为-CH3、-CH2CH3、-CH2CH(CH3)2、-CH2Ph、环烷基衍生物或杂环烷基衍生物;优选地,U为-CH2-或单键,R′5、R′6、R′8、R′9均为H且R′7为CH3。
10.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)的R18中,R23、R25均为-CH3且R24为H;或者R23为-CH3且R24、R25均为H;或者R23、R24均为-CH3且R25为-OH;或者R23、R24均为H且R25为-CH2CH2CH3;或者R23、R24、R25均为Br;或者R24、R25均为-CH3且R23为Cl;或者R23为H且R24-R25均为环己烷;或者R23、R24均为-CH3且R25为-N(CH3)2;或者R23、R25均为-CH3且R24为-N(CH2CH2)2O;或者R23、R24、R25均为-CH3;或者R23、R25均为-CH3且R24为-CH2NRaRa’;或者R23、R25均为-CH3且R24为-CH2OH。
11.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)的R19和R20中,R26、R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33均为H;或者R30、R31均为-CH3且R26、R27、R28、R29、R32、R33均为H;或者R30、R33均为-OCH3且R26、R27、R28、R29、R31、R32均为H;或者R30、R33均为叔丁基且R26、R27、R28、R29、R31、R32均为H;或者R26为-CH3且R27、R28、R29、R30、R31、R32、R33均为H;或者R26、R29均为-CH3且R27、R28、R30、R31、R32、R33均为H;或者R26、R30、R33均为-CH3且R27、R28、R29、R31、R32均为H。
12.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)的R21中,R34为-CH3且R35、R36均为H;或者R34、R35均为-CH3且R36为H;或者R34为H且R35-R36为环己烷;或者R34为-CF3且R35、R36均为H。
13.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)的R21中,R39为-CH3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R39为-CF3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R37为Cl且R38、R39、R40、R41均为H;或者R37、R39均为Cl且R38、R40、R41均为H;或者R39为-OCH3且R37、R38、R40、R41均为H;或者R39为F且R37、R38、R40、R41均为H;或者R37、R38、R39、R40、R41均为F。
14.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,在所述肟酯类光引发剂的所述式(Ⅴ)和所述式(Ⅵ)中,当m为1时,M-R22为氢、-CH3、-Cl、-CH3O、-CH3CH2O、-N(CH3)2、-N(C6H5)2、-SCH3、叔丁基、-CH2OH、-CH2ORa、-CH2OC(O)Ra、-CH2NRaRa’、-CHRa(OH)、-CRaRa’(OH)、-CCH3(CH2OH)OH、-C(CH2OH)2OH、-CH2CH2OH、-CH2CHMeOH、-CHMeCH2OH、-CH2CHPhOH、-CH2C(O)Ra、-CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2CO2H或其金属盐或胺盐、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OH、-CH2CHMeC(O)OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OCH2CH2OCH2CH2OH、-CH2CH2C(O)OT、-CH2OC(O)-NHT或-CH2CH2OC(O)NHT,其中T具有与权利要求1中限定的Z’相同的限定。
16.根据权利要求1感光性树脂组合物,其特征在于,按重量百分比计,所述感光性树脂组合物包含0.1-20%,优选1-10%的所述肟酯类光引发剂。
17.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱溶性树脂是由含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体,与其它可共聚合的乙烯性不饱和单体经共聚反应而得到的;优选地,所述含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体可单独或混合使用;优选地,所述含一个或一个以上羧酸基的乙烯性不饱和单体包含不饱和一元羧酸类单体例如丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸、肉桂酸、2-丙烯酰乙氧基丁二酸酯、2-甲基丙烯酰乙氧基丁二酸酯等、不饱和二元羧酸(酐)类单体例如马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、衣康酸酐、柠康酸、柠康酸酐,以及含三个以上羧酸基的不饱和多元羧酸(酐)类单体中的一种或多种;优选地,所述其它可共聚合的乙烯性不饱和单体可单独或混合使用;优选地,所述其它可共聚合的乙烯性不饱和单体包含芳香族乙烯基化合物例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对氯苯乙烯、甲氧基苯乙烯,马来酰亚胺类单体例如N-苯基马来酰亚胺、N-邻-羟基苯基马来酰亚胺、N-间-羟基苯基马来酰亚胺、N-对-羟基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲基苯基马来酰亚胺、N-间-甲基苯基马来酰亚胺、N-对-甲基苯基马来酰亚胺、N-邻-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-间-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-对-甲氧基苯基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺,羧酸乙烯酯类单体例如乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯,不饱和醚类单体例如乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、烯丙基环氧丙基醚、甲代烯丙基环氧丙基醚,腈化乙烯基化合物例如丙烯腈、甲基丙烯腈、α-氯丙烯腈、氰化亚乙烯,不饱和酰胺例如丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α-氯丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺、N-羟乙基甲基丙烯酰胺,以及脂肪族共轭二烯类单体例如1,3-丁二烯、异戊二烯、氯化丁二烯中的一种或多种。
18.根据权利要求17所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述碱溶性树脂为(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚苯乙烯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯/聚(甲基)丙烯酸甲酯大单体共聚物、(甲基)丙烯酸/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基)/苯乙烯/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、(甲基)丙烯酸/琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)/苯乙烯/(甲基)丙烯酸烯丙酯/N-苯基马来酰亚胺共聚物、和(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/N-苯基马来酰亚胺/苯乙烯/丙三醇单(甲基)丙烯酸酯共聚物中的一种或多种;优选地,所述碱溶性树脂为(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸苄酯/苯乙烯共聚物、(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯共聚物、和(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸甲酯/苯乙烯共聚物及(甲基)丙烯酸/(甲基)丙烯酸-2-羟乙酯/(甲基)丙烯酸苄酯共聚物中的一种或多种。
19.根据权利要求17所述的感光性树脂组合物,其特征在于,按重量百分比计,所述感光性树脂组合物包含10-80%,优选30-60%的所述碱溶性树脂。
20.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述光聚合性化合物为通过光引发剂的作用而进行聚合的化合物;优选地,所述光聚合性化合物包含至少一种含不饱和双键化合物和/或至少一种含环氧基化合物;优选地,所述含不饱和双键化合物选自(甲基)丙烯酸酯类化合物和/或链烯基醚类化合物;优选地,所述(甲基)丙烯酸酯类化合物为低聚树脂的(甲基)丙烯酸酯;优选地,所述(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸烷酯,(甲基)丙烯酸羟基酯,(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯,三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯或其二羧酸改性物,环氧丙烯酸酯,聚氨酯(甲基)丙烯酸酯,聚酯丙烯酸酯,末端羟基化聚合物的(甲基)丙烯酸酯,脲烷树脂、硅氧烷树脂和螺烷树脂中的一种或多种;优选地,所述(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸烷酯、(聚)亚烷基二醇的(甲基)丙烯酸酯、三元以上多元醇的(甲基)丙烯酸酯、环氧丙烯酸酯和聚氨酯(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种;优选地,所述(甲基)丙烯酸酯类化合物为(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸异丁酯、(甲基)丙烯酸叔丁酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、(甲基)丙烯酸正辛酯、(甲基)丙烯酸异辛酯、双酚A环氧丙烯酸酯树脂、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二缩三丙二醇二(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、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(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、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯中的一种或多种;优选地,所述链烯基醚类化合物为乙烯基醚类、1-丙烯基醚类、1-丁烯基醚类、1-戊烯基醚类化合物,优选乙烯基醚类化合物。更优选地,所述乙烯基醚类化合物为三甘醇二乙烯基醚、1,4-环己基二甲醇二乙烯基醚、4-羟丁基乙烯基醚、甘油碳酸酯乙烯基醚和十二烷基乙烯基醚中的一种或多种;优选地,所述含环氧基化合物为缩水甘油醚类环氧树脂、缩水甘油酯类环氧树脂、缩水甘油胺类环氧树脂、线性脂肪族类环氧树脂、脂肪族类环氧树脂和氧杂环丁烷类化合物中的一种或多种;优选地,所述含环氧基化合物为双酚A型环氧树脂、脂肪族缩水甘油醚树脂、脂肪族类环氧树脂和氧杂环丁烷类化合物中的一种或多种;优选地,所述含环氧基化合物包含缩水甘油醚型环氧化合物和脂环族环氧化合物中的一种或多种;优选地,所述缩水甘油醚型环氧化合物包含双酚A型环氧化合物、双酚F型环氧化合物、苯酚酚醛型环氧化合物、甲酚醛型环氧化合物、氢化双酚A型环氧化合物、双酚F的环氧烷加成物的二缩水甘油醚,氢化双酚A的环氧烷加成物的二缩水甘油醚、乙二醇二缩水甘油醚、丙二醇二缩水甘油醚、新戊二醇二缩水甘油醚、丁二醇二缩水甘油醚、己二醇二缩水甘油醚、环己烷二甲醇二缩水甘油醚、聚乙二醇二缩水甘油醚、聚丙二醇二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷二缩水甘油醚、三羟甲基丙烷三缩水甘油醚、季戊四醇三缩水甘油醚、季戊四醇四缩水甘油醚、山梨糖醇七缩水甘油醚、山梨糖醇六缩水甘油醚、间苯二酚缩水甘油醚、二环戊二稀苯酚加成型缩水甘油醚和1,6-二羟基萘二缩水甘油醚中的一种或多种;优选地,所述脂环族环氧化合物包含3,4-环氧环己基甲基-3,4-环氧环己烷羧酸酯、2-(3,4-环氧环己基-5,5-螺-3,4-环氧)环己烷-间-二氧己烷、双(3,4-环氧环己基甲基)己二酸酯、二氧化乙烯基环己烯、4-乙烯基环氧环己烷、双(3,4-环氧-6-甲基环己基甲基)己二酸酯、3,4-环氧-6-甲基环己基-3,4-环氧基-6-甲基环己烷羧酸酯、亚甲基二(3,4-环氧基环己烷)、二环戊二稀二环氧化物、乙二醇-二(3,4-环氧环己玩甲基)醚、双(3,4-环氧基环己烷羧酸)乙二酯、双(3,4-环氧基环己烷羧酸)丙二酯、环氧六氢苯二酸二辛酯、环氧六氢苯二酸二-2-乙基己酯、1,4-环己烷二甲醇-二(3,4-环氧环己烷羧酸酯)、四氢茚二环氧化物和3,4,3',4'-二环氧二环已烷中的一种或多种;优选地,所述氧杂环丁烷类化合物包含3,3-双(乙烯氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-羟基甲基氧杂环丁烷、3-乙基-3-(2-乙基己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-[(苯氧基)甲基]氧杂环丁烷、3-乙基-3-(己氧基甲基)氧杂环丁烷、3-乙基-3-(氯甲基)氧杂环丁烷、3,3-双(氯甲基)氧杂环丁烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基甲氧基)甲基]苯、双{[1-乙基(3-氧杂环丁基)]甲基}醚、4,4'-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]双环己烷、1,4-双[(3-乙基-3-氧杂环丁基)甲氧基甲基]环己烷、3-乙基-3[[(3-乙基氧杂环丁烷-3-基)甲氧基]甲基]氧杂环丁烷中的一种或多种。
21.根据权利要求20所述的感光性树脂组合物,其特征在于,按重量百分比计,所述感光性树脂组合物包含10-70%,优选30-60%的所述光聚合性化合物。
22.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述感光性树脂组合物进一步包含d组分作为着色剂;优选地,所述着色剂为颜料或染料或颜料及染料的混合物;优选地,作为滤色片的光阻组合物中的颜料为经处理的颜料;优选地,所述颜料为红色颜料,其中所述红色颜料包含蒽醌类颜料、二酮基吡咯并吡咯类颜料、这些的混合物或由其中至少一种及双偶氮类黄色颜料或异吲哚啉类黄色颜料组成的混合物;优选地,所述红色颜料为C.I.颜料红177、C.I.颜料红254、C.I.颜料红177及C.I.颜料红254的混合物或由C.I.颜料红177、C.I.颜料红242及C.I.颜料红254中至少一种及C.I.颜料黄83或C.I.颜料黄139组成的混合物;优选地,所述颜料为C.I.颜料红9、97、105、122、123、144、149、168、176、179、180、185、202、207、209、214、222、244、255、264、272及C.I.颜料黄12、13、14、17、20、24、31、53、55、93、95、109、110、128、129、138、139、150、153、154、155、166、168、185、199、213及C.I.颜料橙43及71中的一种或多种;优选地,所述红色颜料为C.I.溶剂红25、27、30、35、49、83、89、100、122、138、149、150、160、179、218、230、C.I.直接红20、37、39、44、及C.I.酸性红6、8、9、13、14、18、26、27、51、52、87、88、89、92、94、97、111、114、115、134、145、151、154、180、183、184、186、198、C.I.碱性红12、13、C.I.分散红5、7、13、17及58中的一种或多种;优选地,所述红色颜料可与黄色和/或橙色颜料组合使用;优选地,所述颜料为绿色颜料,其中所述绿色颜料包括卤化酞菁类颜料或其与双偶氮类黄色颜料、喹啉黄类黄色颜料或金属配合物的混合物;优选地,所述绿色颜料为C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料58、或由C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58中至少一员及C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄138或C.I.颜料黄150组成的混合物;优选地,所述绿色颜料为C.I.颜料绿15、25及37中的至少一种;优选地,所述绿色颜料为C.I.酸性绿3、9、16、C.I.碱性绿1及4中的至少一种;优选地,所述颜料为蓝色颜料,其中所述蓝色颜料为单独或与二嗪类紫色颜料组合使用的酞菁类颜料;优选地,所述蓝色颜料为C.I.颜料蓝15:6、C.I.颜料蓝15:6及C.I.颜料紫23中的一种或多种;优选地,所述蓝色颜料为C.I.颜料蓝15:3、15:4、16、22、28及60中的一种或多种;优选地,所述颜料为C.I.颜料紫14、19、23、29、32、37、177及C.I.橙73中的一种或多种;优选地,所述蓝色颜料为甲烷类染料、蒽醌类染料、偶氮类染料、金属配合物偶氮类染料、三芳基甲烷类染料以及酞菁类染料中的一种或多种;优选地,所述蓝色颜料为C.I.溶剂蓝11、25、37、45、49、68、78、94、C.I.直接蓝25、86、90、108、C.I.酸性蓝1、3、7、9、15、83、90、103、104、158、161、249、C.I.碱性蓝1、3、7、9、25、105、及C.I.分散蓝198及C.I.媒染蓝1中的一种或多种;优选地,用于黑色矩阵的光聚合组合物的颜料包含选自炭黑、钛黑、氧化铁、内酯、内酰胺及苝中的至少一种,优选地为炭黑;优选地,所述颜料为C.I.颜料黑1、7、31及32及Irgaphor黑S0100(BASFSE)中的一种或多种;优选地,所述颜料为C.I.溶剂黄2、5、14、15、16、19、21、33、56、62、77、83、93、162、104、105、114、129、130、162、C.I.分散黄3、4、7、31、54、61、201、C.I.直接黄1、11、12、28、C.I.酸性黄1、3、11、17、23、38、40、42、76、98、C.I.碱性黄1、C.I.溶剂紫13、33、45、46、C.I.分散紫22、24、26、28、31、C.I.酸性紫49、C.I.碱性紫2、7、10、C.I.溶剂橙1、2、5、6、37、45、62、99、C.I.酸性橙1、7、8、10、20、24、28、33、56、74、C.I.直接橙1、C.I.分散橙5、C.I.直接棕6、58、95、101、173、C.I.酸性棕14、C.I.溶剂黑3、5、7、27、28、29、35、45及46中的一种或多种;优选地,用互补色黄色、洋红色、青色及任选绿色替代红色、绿色及蓝色;优选地,所述颜料为C.I.颜料红122、144、146、169、177、C.I.颜料紫19及23中的一种或多种;优选地,所述颜料为铝酞菁颜料、钛酞菁颜料、钴酞菁颜料及锡酞菁颜料中的一种或多种;优选地,所述颜料具有小于可见光波长(400nm至700nm)的平均粒径,尤其优选为<100nm的平均颜料粒径。
23.根据权利要求22所述的感光性树脂组合物,其特征在于,按重量百分比计,所述感光性树脂组合物包含0-15%,优选0-10%的所述着色剂。
24.根据权利要求1所述的感光性树脂组合物,其特征在于,所述感光性树脂组合物进一步包含有机和/或无机助剂;优选地,所述助剂包括填充剂、抗氧化剂、分散剂、固化剂、光敏剂以及溶剂中的一种或多种。
25.权利要求1至24中任一项所述的感光性树脂组合物在制备彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物和肋栅中的应用。
26.彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物和肋栅的制备方法,包括以下步骤:
i)将权利要求1至24中任一项所述的感光性树脂组合物溶解在有机溶剂中,混合均匀,获得液状组合物;
ii)利用涂布机将所述液状组合物均匀涂布在基板上;
iii)去除溶剂以形成预烤涂膜;
iv)将掩膜板附在所述预烤涂膜上,使用高压汞灯或LED灯进行曝光,随后显影除去未曝光区域从而在所述基板上形成图案;
v)进行所述显影之后,将具有所述图案的所述基板用水洗净,使用压缩空气将所述图案风干,然后使用加热装置进行后烤处理从而在所述基板上形成具有期望的特定图案的彩色滤光片膜、黑色矩阵、光间隔物或肋栅。
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