CN111247484B - 具有改善的粘附力或粘接性的光敏树脂组合物及使用其的遮光层 - Google Patents

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Abstract

提供光敏树脂组合物及使用其的具有改善的粘附力或粘接性的遮光层，该光敏树脂组合物包括：(A)含由化学式1(包括化学式4)表示的重复单元的cardo树脂；(B)反应性不饱和化合物；(C)颜料；(D)引发剂；和(E)溶剂。

Description

具有改善的粘附力或粘接性的光敏树脂组合物及使用其的遮 光层
技术领域
本实施例涉及包括新型树脂的光敏树脂组合物及使用其的遮光层。
背景技术
彩色遮光层，特别是黑色遮光层，通过防止液晶显示设备中的红色，绿色和蓝色滤色器之间的颜色干涉而用于改善图像质量。近来，出于相同目的和低反射率，正在研究用于有机发光显示器来提高图像可见度。炭黑和有机颜料在这种遮光层的生产中用作黑色着色剂，并且将它们分散和施用，并且将颜料分散液与其他组合物混合以形成图案。此时，使用各种类型的树脂，含丙烯酸系树脂在耐收缩性和耐化学性等方面优异，但是在灵敏度，耐热性和粘附性方面往往较差。尤其，在遮光层的情况下，由于添加了大量的黑色颜料以匹配所需的光密度，因此可能导致灵敏度和粘附性严重下降。
发明内容
本发明的一实施例是提供具有优异的粘附性和分辨率的光敏树脂组合物。另外，本发明的另一实施例是提供使用该光敏树脂组合物制造的遮光层。
一方面，本实施例提供具有改善的粘附力或粘接性的光敏树脂组合物，其包括一种或多种由以下化学式1表示的化合物。
[化学式1]
另一方面，本实施例提供光敏树脂组合物及使用其的遮光层，其中该光敏树脂组合物包括一种或多种由所述化学式1表示的高分子物质。
根据本实施例的光敏树脂组合物及使用其的遮光层不仅具有优异的图案粘附性，而且对工艺特性和图案形成具有优异的效果。
附图说明
图1是由根据实施例的光敏树脂组合物制成的图案图像。
图2是由根据比较例的光敏树脂组合物制成的图案图像。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施例进行详细说明。
在对各附图的结构要素附加附图标记的过程中，要留意相同的结构要素即使显示于不同的附图上，也尽可能地赋予相同的附图标记。并且，在对本发明进行说明的过程中，在判断相关的公知结构或功能的具体说明会模糊本发明的要旨的情况下，将省略详细说明。
在说明本发明的结构要素的过程中，可使用第一、第二、A、B、(a)、(b)等术语。这种术语仅用于与其他结构要素相互区别，相关结构要素的本质、次序或顺序等不会因这种术语而受到限制。在一个结构要素与另一结构要素“连接”、“结合”或“联接”的情况下，其结构要素既可以与另一结构要素直接连接或联接，但也可以理解为在各结构要素之间“连接”、“结合”或“联接”有其他结构要素。同样，如果某个结构要素(例如层，膜，区域，板等)位于另一个结构要素“上方”或“之上”，则应当理解，其包括位于另一结构要素的“正上方”的情况以及中间还有另一结构要素的情况。相反，当一个结构要素位于另一结构要素的“正上方”时，则应当理解，它们之间没有其他结构要素。
如本说明书和所附权利要求书中所使用的，除非另有说明，否则以下术语的含义如下。
除非另有说明，本说明书所用的术语“卤代”或“卤素”包括氟(F)、氯(Cl)、溴(Br)和碘(I)。
除非另有说明，本说明书所用的术语“烷”或“烷基”具有通过单键连接的1至60个碳，并且指饱和脂肪族官能团的自由基，诸如直链烷基、支链烷基、环烷基(脂环族)、烷基取代的环烷基、环烷基取代的烷基。
除非另有说明，本说明书所用的术语“卤代烷基”或“卤素烷基”是指卤素取代的烷基。
除非另有说明，本说明书所用的术语“烯基”或“炔基”分别具有双键或三键，并且包括直链或支链基团，并且具有2至60个碳原子，但不限于此。
除非另有说明，本说明书所用的术语“环烷基”是指形成具有3至60个碳原子的环的烷基，但不限于此。
本说明书所用的术语“烷氧”或“烷氧基”是指与氧自由基键合的烷基，除非另有说明，就具有1至60个碳原子，但不限于此。
本说明书所用的术语“链烯氧基(alkenoxyl)”、“链烯氧基(alkenoxy)”、“链烯氧基(alkenyloxyl)”或“链烯氧基(alkenyloxy)”是指附着有氧自由基的链烯基，除非另有说明，就具有2至60个碳原子，但不限于此。
除非另有说明，本说明书所用的术语“芳基”和“亚芳基”分别具有6至60个碳原子，但不限于此。本说明书的芳基或亚芳基包括单环、集合环、稠合的多环体系化合物等。例如，芳基可以指苯基、联苯的一价官能团、萘的一价官能团、芴基和取代的芴基。
另外，在本说明书中，芴可以被认为是具有13个碳原子的芳基，但也可以认为是，被联苯基取代的两个甲基彼此键合以共享一个碳以形成环。
除非另有说明，本说明书所用的术语“芴基”或“亚芴基”分别是指芴的一价或二价官能团，“取代的芴基”或“取代的亚芴基”是指取代的芴的一价或二价官能团，“取代的芴”是指以下取代基R、R'、R"、R”'中的至少一个是除氢以外的官能团，并且包括R和R'彼此键合以与它们所键合的碳形成螺环化合物的情况。
另外，R、R'、R"和R”'分别独立地为具有1至20个碳原子的烷基、具有1至20个碳原子的烯基、具有6至30个碳原子的芳基、具有3至30个碳原子的杂环基。例如，芳基可以是苯基、联苯基、萘、蒽或菲，杂环基可以是吡咯、呋喃、噻吩、吡唑、咪唑、三唑、吡啶、嘧啶、哒嗪、吡嗪、三嗪、吲哚、苯并呋喃、喹唑啉或喹喔啉。例如，取代的芴基或取代的亚芴基可以分别是9，9-二甲基芴、9，9-二苯基芴和9，9′-螺双[9H-芴]的一价或二价官能团。
本说明书所用的术语“集合环(ring assemblies)”是指两个或多个环系(单环或共轭环系)通过单键或双键彼此直接键合，并且这种环之间的直接键合数比该化合物中环系的总数少一个。在集合环中，相同或不同的环系可以通过单键或双键彼此直接连接。
由于本说明书中芳基包括集合环，因此芳基包括联苯和三联苯，其中作为单芳环的苯环通过单键连接。另外，由于芳基还包括其中与芳族单环共轭的芳族环系通过单键连接的化合物，例如，与芳族单环苯环共轭的芳族环系芴还包括通过单键连接以形成共轭π电子体系(conjugated pi electron system)的化合物。
本说明书所用的术语“稠合的多环体系”是指共享至少两个原子的稠合的(fused)环形式，包括其中两个或更多个烃类的环体系的被稠合的形式，以及其中至少一个杂环体系(包括至少一个杂原子)被稠合的形式。这些稠合的多环体系可以是芳族环、杂芳族环、脂族环或这些环的组合。
本说明书所用的术语“螺环化合物”具有“螺接(spiro union)”，并且螺接是指由仅共享一个原子的两个环形成的连接。在这种情况下，两个环共享的原子称为螺原子，根据一个化合物中螺原子的数量，它们分别称为单螺环、双螺环和三螺环化合物。
本说明书所用的术语“杂环基”包括例如“杂芳基”或“杂亚芳基”等的芳族环和非芳族环，并且除非另有说明，否则是指具有2至60个碳原子且各自包含一个或多个杂原子的环，但不限于此。除非另有说明，本说明书所用的术语“杂原子”是指N、O、S、P或Si，杂环基是指含有杂原子的单环、集合环、稠合的多环体系、螺环化合物等。
另外，“杂环基”也可以包括含有SO2的环来代替形成环的碳。例如，“杂环基”包括以下化合物。
本说明书所用的术语“环”包括单环和多环，包括烃环以及含有至少一个杂原子的杂环，并且包括芳族和非芳族环。
本说明书所用的术语“多环”包括例如联苯、三联苯等的集合环(ringassemblies)、稠合(fused)的多环体系和螺环化合物，包括芳族和非芳族，并且包括烃环以及含有至少一个杂原子的杂环。
另外，当前缀被连续命名时，这意味着取代基以首先描述的顺序列出。例如，芳基烷氧基是指被芳基取代的烷氧基，烷氧基羰基是指被烷氧基取代的羰基，芳基羰基烯基是指被芳基羰基取代的烯基，其中芳基羰基是被芳基取代的羰基。
除非另有说明，本说明书所用的术语“取代或未取代的”中的术语“取代”是指被一个或多个选自由氘、卤素、氨基、腈基、硝基、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基胺基、C1-C20烷基噻吩基、C6-C20芳基噻吩基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C3-C20环烷基、C6-C20芳基、被氘取代的C6-C20芳基、C8-C20芳基烯基、硅烷基、硼基、锗基和C2-C20杂环基(包括至少一个选自O、N、S、Si和P的杂原子)组成的组中的取代基取代，但不限于这些取代基。
在本说明书中，对应于作为每个符号及其取代基的实例的芳基、亚芳基、杂环基等的“官能团名称”可以描述“反映价数的官能团的名称”，但是也可以被描述为“母体化合物名称”。例如，在为芳基类型的“菲”的情况下，一价基团为“菲(基)”，二价基团为“亚菲(基)”，以区分价数来描述基团的名称，但是无论价数如何，都可以将其描述为母体化合物名称“菲”。类似地，在嘧啶的情况下，无论价数如何，均被描述为``嘧啶”，或在一价情况下被描述为嘧啶(基)，在二价情况下被描述为亚嘧啶(基)，可以被描述为相应价数的“名称”。因此，在本说明书中，当将取代基的类型描述为母体化合物名称时，其可以表示通过分离键合至母体化合物的碳原子和/或杂原子的氢原子而形成的n价“基团”。
此外，除非明确说明，本说明书中使用的化学式与以下化学式的指数定义所用的取代基定义相同。
其中，当a为0时，不存在取代基R1；当a为1时，一个取代基R1与形成苯环的任何一个碳键合；当a为2或3时，各自如下组合，其中R1可以相同或不同；当a为4至6的整数时，其以类似方式键合至苯环的碳，而省略了氢键合至形成苯环的碳的表示。
在下文中，将详细描述本发明的实施例。然而，这仅作为示例提供，本发明不限于此，并且本发明仅由稍后描述的权利要求的范围限定。
根据本发明一实施例的光敏树脂组合物包括：(A)含有以下化学式1表示的重复单元的cardo树脂；(B)反应性不饱和化合物；(C)颜料；(D)引发剂；和(E)溶剂。所述化学式1结构的树脂包括由以下化学式4表示的取代基，具体地，所述化学式1结构的树脂的至少一部分的Y1和Y2两者，或Y1和Y2中的一个包括由以下化学式4表示的取代基以改善与基板的附着力(粘附力)。因此，使用根据本发明的光敏树脂组合物的电子设备可以实现优异的分辨率。
在下文中，将详细描述根据本发明实施例的光敏树脂组合物的每种组分。
(A)图案形成用树脂
根据本发明实施例的图案形成用树脂包括如以下化学式1所示的重复结构。
[化学式1]
[化学式2]
在所述化学式1和所述化学式2中，
“*”表示以重复单元连接键的部分，
R1至R6各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、卤素基、取代或未取代的C1-C20烷基组成的组中的任何一种，
R7选自由氢、氘、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基(甲基丙烯酸基)组成的组中的任何一种，
m和n选自0至4的整数中的任何一个，
X1选自由单键、O、CO、SO2、CR'R”、SiR'R”、由所述化学式2表示的化合物组成的组中的任何一种，
(其中，R'、R”各自独立地相同或不同，选自由氢、取代或未取代的C1-C20烷基组成的组中的任何一种)，
X2选自由酸酐残基、酸二酐残基组成的组中的任何一种，
R8和R9各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、卤素基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯基组成的组中的任何一种，
o和p选自0至4的整数中的任何一个，
Y1和Y2各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、以下化学式3、以下化学式4组成的组中的任何一种，作为所述化学式1的重复单元的至少一部分的Y1和Y2两者，或Y1和Y2中的至少一个为以下化学式4，
在所述化学式3和所述化学式4中，
L1至L3各自独立地相同或不同，选自由单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基组成的组中的任何一种，
R10至R14各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基组成的组中的任何一种，
Z1为S，
q和r为0至3的整数，但是q+r＝3。
其中，所述卤素基、烷基、烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基(甲基丙烯酸基)、烷氧基、亚烷基、亚芳基各自可以进一步被一个或多个选自由氘、卤素、硅烷基、硅氧烷基、硼基、氰基、C1-C20烷硫基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C20芳基、被氘取代的C6-C20芳基、C2-C20杂环基、C3-C20环烷基、C7-C20芳基烷基、C8-C20芳基烯基、羰基、醚基、C2-C20烷氧羰基、C6-C30芳氧基组成的组中的取代基取代。
其中，在芳基的情况下，可以是6至60个碳原子，优选为6至40个碳原子，更优选为6至30个碳原子的芳基。在杂环基的情况下，可以是2至60个碳原子，优选为2至30个碳原子，更优选为2至20个碳原子的杂环基。在烷基的情况下，可以是1至50个碳原子，优选为1至30个碳原子，更优选为1至20个碳原子，特别优选为1至10个碳原子的烷基。
在上述芳基或亚芳基的情况下，具体地，芳基或亚芳基可彼此独立地为苯基、联苯基、三联苯基、萘基、菲基或亚苯基、联亚苯基、三联苯基、亚萘基或菲基。
此外，本发明树脂的重均分子量为1,000至100,000g/mol，优选为1,000至50,000g/mol，更优选为1,000至30,000g/mol。
当所述树脂的重均分子量在上述范围内时，在制造遮光层时图案形成良好且没有残留，显影时膜厚没有损失，可以得到良好的图案。相对于光敏树脂组合物的总量，可以以1至30重量％，更优选为3至20重量％的量包括所述树脂。当所述树脂包括在上述范围内时，可以获得优异的灵敏度，显影性以及粘附性或附着性。
除了所述树脂之外，所述光敏树脂组合物还可包括丙烯酸系树脂。所述丙烯酸系树脂是第一烯键式不饱和单体和可与其共聚的第二烯键式不饱和单体的共聚物，并且是包括至少一个丙烯酸系重复单元的树脂。
(B)反应性不饱和化合物
所述反应性不饱和化合物是光敏树脂组合物中通常使用的单体或低聚物，可以使用具有至少一个烯键式不饱和双键的(甲基)丙烯酸的单官能或多官能的酯。所述反应性不饱和化合物具有烯键式不饱和双键，因此，在图案形成工艺中，在曝光期间发生充分的聚合，以形成具有优异的耐热性，耐光性和耐化学性的图案。所述反应性不饱和化合物的具体实例为，乙二醇二丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二丙烯酸二乙二醇酯、三乙二醇二丙烯酸酯、三甘醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、双酚A环氧丙烯酸酯、乙二醇单甲醚丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯和磷酸三丙烯酰氧乙酯等。
所述光聚合性单体的市售产品的实例如下。所述(甲基)丙烯酸的单官能酯的实例为，由东亚合成株式会社制造的ARONIX M-101，M-111，M-114，由日本化药株式会社制造的KAYARADTC-120S，以及由大阪有机化学工业株式会社制造的V-158，V-2311等。(甲基)丙烯酸的双官能酯的实例为，由东亚合成株式会社制造的ARONIX M-210，M-240，M-6200等，由日本化药株式会社制造的KAYARAD HDDA,HX-220,R-604等，以及由大阪有机化学工业株式会社制造的V-260,V-312,V-335HP等。所述(甲基)丙烯酸的三官能酯的实例为，由东亚合成株式会社制造的ARONIX M-309,M-400,M-405,M-450,M-7100,M-8030,M-8060，由日本化药株式会社制造的KAYARAD TMPTA,DPCA-20,DPCA-60,DPCA-120等，以及由东亚合成株式会社制造的V-295,V-300,V-360等。所述产品可以单独使用或两种或多种结合使用。为了赋予更好的显影性，可以通过用酸酐处理来使用反应性不饱和化合物。
基于光敏树脂组合物的总量，可以包括1至40重量％，例如1至20重量％的所述反应性不饱和化合物。当所述反应性不饱和化合物在上述范围内时，在图案形成过程中，曝光期间充分发生固化，并且图案的可靠性优异，图案的耐热性，耐光性和耐化学性优异，并且分辨率和粘附性也优异。
(C)颜料
所述颜料可使用有机颜料和无机颜料。所述颜料可使用红色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、黄色颜料、黑色颜料等。
所述红色颜料的实例包括C.I.红色颜料254、C.I.红色颜料255、C.I.红色颜料264、C.I.红色颜料270、C.I.红色颜料272、C.I.红色颜料177、C.I.红色颜料89等。所述绿色颜料的实例包括C.I.绿色颜料36，C.I.绿色颜料7等卤素被取代的铜酞菁颜料。所述蓝色颜料的实例包括C.I.蓝色颜料15:6、C.I.蓝色颜料15、C.I.蓝色颜料15:1、C.I.蓝色颜料15:2、C.I.蓝色颜料15:3、C.I.蓝色颜料15:4、C.I.蓝色颜料15:5、C.I.蓝色颜料16等铜酞菁颜料。所述黄色颜料的实例包括异吲哚啉酮系颜料例如C.I.黄色颜料139等，喹酞酮系颜料例如C.I.黄色颜料138等，镍络合物颜料例如C.I.黄色颜料150等。所述黑色颜料的实例包括内酰胺黑、苯胺黑、苝黑色、钛黑、炭黑等。
所述颜料可以单独使用或两种以上混合使用，并且不限于这些实例。其中，黑色颜料可用于有效地阻挡遮光层的光。当使用黑色颜料时，它还可以与颜色校正剂一起使用，例如蒽醌颜料，苝颜料，酞菁颜料和偶氮颜料。可以一起使用分散剂以将颜料分散在光敏树脂组合物中。具体地，颜料可以预先用分散剂进行表面处理，或者可以在制备光敏树脂组合物时通过将分散剂与颜料一起添加来使用。作为分散剂，可以使用非离子型分散剂，阴离子型分散剂或阳离子型分散剂等。分散剂的具体实例包括聚亚烷基二醇及其酯、聚氧化烯、多元醇酯环氧烷加合物、醇环氧烷烃加合物、磺酸酯、磺酸盐、羧酸酯、羧酸盐、烷基酰胺烯化氧加合物、烷基胺等，这些可以单独使用或两种以上混合使用。
所述分散剂的市售产品的实例包括BYK社的DISPERBYK-101、DISPERBYK-130、DISPERBYK-140、DISPERBYK-160、DISPERBYK-161、DISPERBYK-162、DISPERBYK-163、DISPERBYK-164、DISPERBYK-165、DISPERBYK-166、DISPERBYK-170、DISPERBYK-171、DISPERBYK-182、DISPERBYK-2000、DISPERBYK-2001等，BASF社的EFKA-47、EFKA-47EA、EFKA-48、EFKA-49、EFKA-100、EFKA-400、EFKA-450，以及Zeneka社的Solsperse 5000、Solsperse12000、Solsperse 13240、Solsperse 13940、Solsperse 17000、Solsperse 20000、Solsperse 24000GR、Solsperse 27000、Solsperse 28000等，或者Ajinomoto社的PB711、PB821等。基于光敏树脂组合物的总量，分散剂的含量可以为0.1至15重量％。当分散剂在上述范围内时，由于光敏树脂组合物的分散性优异，因此在制造遮光层时稳定性，显影性和图案形成性优异。
所述颜料也可以通过使用水溶性无机盐和湿润剂的预处理来使用。当将颜料预处理来使用时，可以细化颜料的初级粒径。预处理可以通过以下步骤进行：将颜料与水溶性无机盐和湿润剂捏合(kneading)，并且过滤和洗涤在捏合步骤中获得的颜料。捏合可以在40℃至100℃的温度下进行，过滤和洗涤可以通过用水等洗涤无机盐然后过滤来进行。
所述水溶性无机盐的实例包括氯化钠和氯化钾，但不限于此。湿润剂用作将颜料和水溶性无机盐均匀混合并容易粉碎的介质，湿润剂的实例包括亚烷基二醇单烷基醚，例如乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、二甘醇单甲醚等；醇，例如乙醇、异丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇、甘油聚乙二醇等，这些可以单独使用或两种以上混合使用。
经捏合步骤的颜料可具有20nm至110nm的平均粒径。当颜料的平均粒径在上述范围内时，可以在耐热性和耐光性优异的同时有效地形成精细的图案。相对于光敏树脂组合物的总量，可以以1至40重量％，更具体地以2至30重量％包括颜料。当颜料包括在上述范围内时，颜色再现率优异，并且图案的固化性和粘附性优异。
(D)引发剂
所述引发剂可使用光聚合引发剂，自由基聚合引发剂或它们的组合。
所述光聚合引发剂是光敏树脂组合物中通常使用的引发剂，例如可以使用苯乙酮化合物、二苯甲酮化合物、噻吨酮化合物、安息香化合物、肟酯化合物、三嗪化合物等。苯乙酮化合物的实例包括2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、对叔丁基三氯苯乙酮、对叔丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮等。二苯甲酮化合物的实例包括苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羟基二苯甲酮、丙烯酸二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4'-二甲基氨基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮等。噻吨酮化合物的实例包括噻吨酮、2-氯噻吨酮(2-chrolthioxanthone)、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮等。安息香化合物的实例包括安息香、安息香甲基醚、安息香乙醚、安息香异丙醚、安息香异丁基醚、苄基二甲基缩酮等。三嗪化合物的实例包括2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3'，4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(对甲苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-联苯基4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、双(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘-1-基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-三氯甲基(胡椒基)-6-三嗪、2-4-三氯甲基(4'-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪等。
除了上述化合物之外，咔唑化合物、二酮化合物、硼酸锍化合物、重氮化合物、咪唑化合物、非咪唑化合物等可以用作光聚合引发剂。自由基聚合引发剂可以是过氧化物化合物、偶氮二化合物等。
过氧化物化合物的实例包括酮过氧化物，例如过氧化甲基乙基酮、过氧化甲基异丁基酮、过氧化环己酮、过氧化甲基环己酮、过氧化乙酰丙酮等；二酰基过氧化物，例如过氧化异丁酰、2,4-二氯苯甲酰过氧化物、邻甲基苯甲酰过氧化物、双-3,5,5-三甲基己酰过氧化物等；过氧化氢，例如2,4,4-三甲基戊基-2-氢过氧化物、二异丙基苯氢过氧化物、异丙苯过氧化氢、叔丁基过氧化氢等；二烷基过氧化物，例如过氧化二枯基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己烷、1,3-双(叔丁氧基异丙基)苯、叔丁基过氧戊酸正丁酯等；烷基过酸酯，例如2,4,4-三甲基戊基过氧苯氧基乙酸酯、α-枯基过氧化新癸酸酯、过氧苯甲酸叔丁酯、过氧三甲基己二酸二叔丁酯等；过碳酸盐，例如过氧二碳酸二-3-甲氧基丁酯、过氧化二碳酸二-2-乙基己酯、过氧化二碳酸双4-叔丁基环己基酯、过氧二碳酸二异丙酯、乙酰环己基磺酰过氧化物、叔丁基过氧碳酸芳基酯等。
偶氮二化合物的实例包括1,1'-偶氮二环己烷-1-甲腈、2,2'-偶氮双(2,4-二甲基戊腈)、2,2-偶氮双(异丁酸甲酯)、2,2'-偶氮双(4-甲氧基-2,4-二甲基戊腈)、α，α'-偶氮二(异丁腈)、4,4'-偶氮双(4-氰基戊酸)等。引发剂可以与光敏剂一起使用，该光敏剂通过吸收光然后激发光以传输其能量来引起化学反应。光敏剂的实例包括四乙二醇双-3-巯基丙酸酯、季戊四醇四-3-巯基丙酸酯、二季戊四醇四-3-巯基丙酸酯等。
基于光敏树脂组合物的总量，引发剂的含量可以为0.01至10重量％，例如0.1至5重量％。当引发剂包括在上述范围内时，在图案形成过程中，曝光期间会充分发生固化，以获得优异的可靠性，优异的图案的耐热性，耐光性和耐化学性，优异的分辨率和粘附性，并且可以防止由于未反应的引发剂而导致透射率降低。
(E)溶剂
作为溶剂，可以使用与cardo树脂、反应性不饱和化合物、颜料和引发剂具有相容性但不反应的物质。
溶剂的实例包括醇，例如甲醇和乙醇等；醚，例如二氯二乙醚，正丁基醚、二异戊醚、甲基苯基醚、四氢呋喃等；乙二醇醚，例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚等；乙酸溶纤剂，例如乙酸甲基溶纤剂、乙酸乙基溶纤剂、醋酸二乙基溶纤剂等；卡必醇，例如甲基乙基卡必醇、二乙基卡必醇、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇甲基乙醚、二甘醇二乙醚等；丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等；芳香烃，例如甲苯和二甲苯；酮，例如甲基乙基酮、环己酮、4-羟基-4-甲基-2-戊酮、甲基-正丙基酮、甲基-正丁基酮、甲基-正戊酮、2-庚酮等；饱和脂族单羧酸烷基酯，例如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯等；乳酸酯，例如乳酸甲酯、乳酸乙酯等；氧乙酸烷基酯，例如氧乙酸甲酯、氧乙酸乙酯、氧乙酸丁酯等；烷氧基乙酸烷基酯，例如甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、乙酸甲氧基丁酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯等；3-氧丙酸烷基酯，例如3-氧丙酸甲酯、3-氧丙酸乙酯等；3-烷氧基丙酸烷基酯，例如3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯等；2-氧丙酸烷基酯，例如2-氧丙酸甲酯、2-氧丙酸乙酯、2-氧丙酸丙酯等；2-烷氧基丙酸烷基酯，例如2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯等；2-氧-2-甲基丙酸酯，例如2-氧-2-甲基丙酸甲酯、2-氧-2-甲基丙酸乙酯等；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷基的单氧基单羧酸烷基酯，例如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯等；酯，例如2-羟基丙酸乙酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、羟基乙酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯等；酮酯，例如丙酮酸乙酯等；和高沸点溶剂，例如N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲基亚砜、苄基乙基醚、二己基醚、乙酰丙酮、异佛尔酮、己酸、辛酸、1-辛醇、1-壬醇、苯甲醇、乙酸苄酯、苯甲酸乙酯、草酸二乙酯、马来酸二乙酯、γ-丁内酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、苯基溶纤剂乙酸酯等。
另一方面，考虑到相容性和反应性，可以使用乙二醇醚，例如乙二醇单乙醚等；乙二醇烷基醚乙酸盐，例如乙基溶纤剂乙酸盐等；酯，例如2-羟基丙酸乙酯等；卡必醇，例如二甘醇单甲醚等；和丙二醇烷基醚乙酸酯，例如丙二醇甲醚乙酸酯、丙二醇丙醚乙酸酯等。
相对于光敏树脂组合物的总量，可以以残留量包括溶剂，具体地，可以以50至90重量％包括溶剂。当溶剂包括在上述范围内时，由于光敏树脂组合物具有适当的粘度，因此在制造遮光层时的加工性优异。
即，根据本实施例的光敏树脂组合物可以包括：(A)1至30重量％的含化学式1的树脂；(B)1至40重量％的反应性不饱和化合物；(C)1至30重量％的颜料；(D)0.01至10重量％的引发剂；以及(E)溶剂残留量。
本发明的另一实施例提供使用光敏树脂组合物制备的遮光层(或光阻挡层)。具体地，遮光层可以表示通过涂布和涂膜光敏树脂组合物，然后通过曝光和显影步骤进行后处理而产生的图案状态。另外，本发明的遮光层还包括其中通过干燥光敏树脂组合物而获得的光敏树脂组合物被光固化或热固化的状态。
对光敏树脂组合物的涂布方法没有特别限制，例如可以使用喷涂法、辊涂法、旋转涂布法、狭缝涂布法、挤出涂布法、幕涂法、模具涂布法、线棒涂布法或刮刀涂布法等。光敏树脂组合物的干燥根据各成分或有机溶剂的种类以及含有比例而变化，但是例如可以在60至100℃下进行30秒至15分钟。但是，这仅是一个例子，本发明的光敏树脂组合物的干燥条件不限于此。
在这种情况下，遮光层可以用作显示面板用彩色滤光片、显示面板用彩色遮光层、显示设备用基板的基膜、显示设备用基板的绝缘层、显示面板用层间绝缘膜、显示面板用像素界定膜或堤层、显示面板用焊锡电阻器、显示面板用黑矩阵、电路板用保护膜、电路板的基膜、电路板的绝缘层、半导体的层间绝缘膜或阻焊剂中的一种。
根据本发明的另一实施例提供一种电子设备，该电子设备包括：显示设备，其包括上述遮光层的液晶显示设备或包括上述遮光层和有机电子元件；控制单元，其用于驱动显示设备。为了防止电子设备中的红色，绿色和蓝色滤色器之间的颜色干涉以提高图像质量，遮光层示例性地描述为用作彩色遮光层或黑色遮光层，但是本发明不限于此。
另外，用作显示面板用像素界定膜的遮光层旨在包括遮光层或遮光层的加工物，例如层压(lamination)到特定基板上的加工物或光反应物等。
通过诸如平压或辊压的方法在20至50℃的温度下将遮光层预层压(pre-lamination)在显示面板的形成表面上，然后在60至90℃的温度下进行真空层压(vacuumlamination)来形成光敏膜。
另外，遮光层能够通过使用光掩模曝光以形成精细的构造或精细的宽度线来形成图案。曝光量可以根据用于UV曝光的光源的类型和膜的厚度来适当地调节，例如为100至1200m/cm2，更具体地为100至500m/cm2，但不限于此。
可用的光化射线的例子包括电子束、紫外线、X射线等，优选地，可用紫外线。另外，作为可用光源，可将高压汞灯、低压汞灯或卤素灯等用作光源。
曝光后显影时，通常使用喷雾法，使用碳酸钠水溶液等碱水溶液使光敏树脂组合物显影，然后用水洗涤。此后，当根据通过热处理工艺显影获得的图案将聚酰胺酸改变为聚酰亚胺时，热处理温度可以为酰亚胺化所需的100至250℃。此时，以适当的温度曲线连续地将加热温度升高2至4步是有效的，但是在某些情况下可以在恒定温度下固化。通过以上步骤，可以获得用于显示面板的像素界定层。
另外，根据本发明的有机电子元件可以是有机电致发光器件(OLED)、有机太阳能电池、有机感光体(OPC)、有机晶体管(有机TFT)、单色或白色照明用元件中的一种。
根据所使用的材料，根据本发明的有机电子元件可以是前发射型，后发射型或双面发射型。
白色有机电致发光器件(WOLED)具有易于实现高分辨率和出色的可加工性的优点，并且可以使用现有LCD的滤色器技术进行制造。已经提出并获得了主要用作背光装置的白色有机电致发光器件的各种结构的专利。通常具有以下方式：将R(红色)，G(绿色)和B(蓝色)发光单元以彼此平面并排(side-by-side)方式；将R，G和B发光层上下堆叠的堆叠(stacking)方式；以及颜色转换材料(CCM)方式，其使用蓝色(B)有机发光层进行电致发光，并使用来自其的光对无机磷光体进行光致发光。本发明也可以应用于这种白色有机电致发光器件。
本发明的另一实施例可以包括一种电子设备，该电子设备包括：显示设备，其包括本发明的上述有机电子元件；以及控制单元，其用于控制该显示设备。此时，电子设备可以是当前或将来的有线/无线通信终端，并且包括所有电子设备，例如移动通信终端如移动电话、PDA、电子词典、PMP、遥控器、导航、游戏机、各种电视和各种计算机。
以下，将通过实施例具体描述包括在根据本发明的光敏树脂组合物中的化合物的优选制备例，但是以下实施例仅是本发明的一个优选实施例，本发明不受以下实施例的限制。
制备例
1.制备例1：化学式5(化合物1)的9,9-双[4-(环氧丙氧基)苯基]芴的制备
将20g 9,9'-双酚芴(Sigma aldrich社)，8.67g缩水甘油氯(Sigma aldrich社)和30g无水碳酸钾置于装有100ml二甲基甲酰胺和蒸馏管的300ml三颈圆底烧瓶中，将温度升高至80℃并反应4小时后，将温度降低至25℃，将反应溶液过滤，将滤液在1000ml水中搅拌，将沉淀的粉末过滤，用水洗涤并在40℃减压干燥，得到25g化学式5的9,9-双[4-(环氧丙氧基)苯基]芴。通过HPLC的纯度分析，得到的粉末显示出98％的纯度。
[化学式5]
2.制备例2：化学式6(化合物2)的cardo粘合剂树脂的制备
将制备例1中得到的25g化合物1(54mmol)，8g丙烯酸(大井化金株式会社)，0.2g苄基三乙基氯化铵(大井化金株式会社)，0.2g对苯二酚(大井化金株式会社)置于装有52g丙二醇甲醚乙酸酯(Sigma aldrich社)和蒸馏管的300ml三颈圆底烧瓶中，并在110℃下搅拌6小时。反应完成后，加入8g联苯四甲酸二酐(Mitsubishi Gas社)和1.8g四氢邻苯二甲酸(Sigma aldrich社)，然后在110℃下搅拌6小时。反应完成后，回收反应溶液并分析，作为分析结果，获得了具有如下化学式6的结构的分子量为4,500和固体含量为45％的cardo粘合剂树脂。
[化学式6]
3.制备例3：化学式8(化合物4)的6-(三甲氧基甲硅烷基)-1-己硫醇的制备
在三颈圆底烧瓶中，将20g(0.147mol)三氯硅烷(Gelest社)和17.51g(0.147mol)6-氯-1-己烯(Aldrich社)溶解在200ml乙酸乙酯中，该烧瓶带有与冷却水连接的蒸馏管，并加入0.02g铂(0)-1,3-二乙烯基-1,1,3,3-四甲基二硅氧烷(在甲苯中2wt％/Aldrich社)，添加氮气并将温度升至75℃并反应5小时，然后将溶液通过0.1μm的Teflon膜过滤以除去铂催化剂。
之后，在室温下滴加15.6g(0.487mol)甲醇30分钟，然后将温度进一步升高至50℃，随后进一步反应2小时，并将反应溶液在减压下蒸馏以除去溶剂。将获得的24g(0.1mol)化学式7的6-氯己基三甲氧基硅烷(化合物3)，8g(0.15mol)甲醇钠(Aldrich社)，187ml(0.15mol)的硫化氢THF溶液(0.8M浓度)和100ml甲醇置于高压釜中，并在100℃下进行反应2小时。冷却反应溶液后，在室温下滴加100ml的氯化氢的甲醇溶液(1.25M浓度)，历时30分钟，滤出所得的盐并减压蒸馏，得到23g化学式8的6-(三甲氧基甲硅烷基)-1-己硫醇(化合物4)。
4.制备例4:化学式9(化合物5)的9-(三甲氧基甲硅烷基)-1-壬硫醇的制备
除了在制备例3中使用23.7g(0.147mol)9-氯-1-壬烯(AK Scientific社)来代替6-氯-1-己烯之外，以与制备例3相同的方式进行。
[化学式9]
5.制备例5：化学式10(化合物6)的12-(三甲氧基甲硅烷基)-1-十二硫醇的制备
除了在制备例3中使用30g(0.147mol)12-氯-1-十二烯(Atomax Chemicals社)来代替6-氯-1-己烯之外，以与制备例3相同的方式进行。
[化学式10]
6.制备例6：化学式11(化合物7)的6-(三乙氧基甲硅烷基)-1-己硫醇的制备
除了在制备例3中使用22.4g(0.487mol)乙醇(Aldrich社)来代替除去铂后添加的甲醇之外，以与制备例3相同的方式进行。
[化学式11]
7.制备例7：化学式12(化合物8)的6-(三丁氧基甲硅烷基)-1-己硫醇的制备
除了在制备例3中使用36g(0.487mol)1-丁醇(Aldrich社)来代替除去铂后添加的甲醇之外，以与制备例3相同的方式进行。
[化学式12]
8.制备例8：化学式13(化合物9)的6-(二甲氧基甲基甲硅烷基)-1-己硫醇的制备
除了在制备例3中使用18g(0.147mol)二氯甲基硅烷代替三氯硅烷之外，以与制备例3相同的方式进行。
[化学式13]
9.制备例9:化学式15(化合物11)的cardo粘合剂树脂的制备
向制备例2中获得的化合物2溶液中，添加如以下化学式14(化合物10)的6.36g(34mmol)KBM 803(3-(三甲氧基甲硅烷基)-1-丙硫醇(Shinetsu社)，并将温度升至60℃并搅拌4小时后，获得如化学式15(化合物11)的硅烷基被取代的cardo粘合剂树脂。
[化学式14]
[化学式15]
10.制备例10:化学式16(化合物12)的cardo粘合剂树脂的制备
向制备例2中获得的cardo粘合剂(化合物2)溶液中，添加如化学式8的8.1g(34mmol)6-(三甲氧基甲硅烷基)-1-己硫醇(化合物4)，并将温度升至60℃并搅拌4小时后，获得如化学式16的硅烷基被取代的cardo粘合剂树脂。
[化学式16]
11.制备例11:化学式17(化合物13)的cardo粘合剂树脂的制备
向制备例2中获得的cardo粘合剂(化合物2)溶液中，添加如化学式11的9.53g(34mmol)6-(三乙氧基甲硅烷基)-1-己硫醇(化合物7)，并将温度升至60℃并搅拌4小时后，获得如化学式17的硅烷基被取代的cardo粘合剂树脂。
[化学式17]
12.制备例12:黑色颜料分散液的制备
将15g黑色颜料(BASF社)，8.5g disperbyk 163，5.5g KBR-101，71g丙二醇甲醚乙酸酯和直径为0.5mm的100g氧化锆珠粒(Toray社)，通过使用油漆搅拌器(Asada社)分散10小时获得分散液。
光敏树脂组合物的制备评价
用下表1所示的组成制备实施例1至3和比较例1至2。
[表1]
使用上述组成液的遮光层的制造方法如下。
(1)涂布和涂膜形成步骤
将上述黑色光敏树脂组合物通过使用旋涂机以1.5μm的厚度涂布在洗涤的10cm×10cm的玻璃基板上后，在100℃温度下加热1分钟以除去溶剂，从而形成涂膜。
(2)曝光步骤
为了形成所述涂膜所需的图案，在插入预定类型的掩模之后，照射厚度为190nm至500nm的光化射线。曝光机使用MA-6(SUSS社)，曝光剂量以100mJ/cm2照射。
(3)显影步骤
在曝光步骤之后，在25℃下在AZEM社的AX 300MIF显影液中通过浸渍方法显影1分钟，然后用水洗涤后，未曝光的部分溶解并去除，仅残留曝光部分以形成图像图案。
(4)后处理步骤
为了获得在耐热性、耐光性、粘附性、抗裂性、耐化学性、高强度、储存稳定性等方面优异的图案，将通过显影步骤获得的图像图案在230℃的烘箱中后烘焙(post baking)30分钟。
通过上述步骤获得的图案通过使用SEM(Jeol社)比较附着在基板上的图案的最小尺寸示于表2，并且根据实施例和比较例的图案图像分别示于图1和图2。
[表2]
实施例1 实施例2 实施例3 比较例1 比较例2
基板上的最小尺寸图案(μm) 3 4 4 6 18
如表2所示，使用其中将硅烷引入到树脂中的制备例9、10和11的化合物10、11和12的树脂的光敏组合物的图案以最高分辨率残留在基板上，并且如图1所示，从3μm的图案可以完美实现。相反地，如图2所示，比较例1中实现的图案从6μm的图案实现，并被确认具有较低的粘附性。在比较例2的情况下，粘附性非常差，从18μm的图案实现。由此确认，当施用具有与本发明的化学式1相同的结构的化合物10、11和12时，粘附性增加。
以上描述仅是对本发明的示例性说明，并且本领域技术人员将理解，在不脱离本发明的本质特性的情况下进行各种修改。因此，本说明书公开的实施例并非旨在限制本发明，而是用于描述本发明，并且本发明的精神和范围不受这些实施例的限制。本发明的保护范围应该由权利要求书来解释，并且在与其等同的范围内的所有描述都应当被解释为包括在本发明的范围内。
相关申请的交叉引用
本专利申请根据美国专利法119(a)条(35U.S.C§119(a))，要求于2017年10月17日向韩国提交的专利申请号第10-2017-0134583号的优先权，其全部内容作为参考文献并入本专利申请。另外，除了在美国之外，若本专利申请在其他国家也因相同的理由而主张优先权的，则其全部内容作为参考文献并入本专利申请。

Claims (9)

1.一种光敏树脂组合物，所述光敏树脂组合物包括：
(A)树脂，其包括由化学式1表示的重复单元；
(B)反应性不饱和化合物；
(C)颜料；
(D)引发剂；以及
(E)溶剂，
[化学式1]
[化学式2]
所述化学式1和所述化学式2中，
“*”表示以重复单元连接键的部分，
R1至R6各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、卤素基、取代或未取代的C1-C20烷基组成的组中的任何一种，
R7选自由氢、氘、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C2-C20烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基组成的组中的任何一种，
m和n选自0至4的整数中的任何一个，
X1选自由单键、O、CO、SO2、CR'R”、SiR'R”、由所述化学式2表示的化合物组成的组中的任何一种，
其中，R'、R”各自独立地相同或不同，选自由氢、取代或未取代的C1-C20烷基组成的组中的任何一种，
X2选自由酸酐残基、酸二酐残基组成的组中的任何一种，
R8和R9各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、卤素基、取代或未取代的C1-C20烷基、取代或未取代的C1-C20烷氧基、取代或未取代的C2-C20烯基组成的组中的任何一种，
o和p选自0至4的整数中的任何一个，
Y1和Y2各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、以下化学式3，以下化学式4组成的组中的任何一种，Y1和Y2各自为重复单元的至少一部分，并且Y1和Y2两者或其中之一包括以下化学式4，
在所述化学式3和所述化学式4中，
L1至L3各自独立地相同或不同，选自由单键、取代或未取代的C1-C20亚烷基、取代或未取代的C6-C30亚芳基组成的组中的任何一种，
R10至R14各自独立地相同或不同，选自由氢、氘、C1-C20烷基、C1-C20烷氧基组成的组中的任何一种，
Z1为S，
q和r为0至3的整数，但是q+r＝3，
其中，所述卤素基、烷基、烯基、丙烯酸基、甲基丙烯酸基、烷氧基、亚烷基、亚芳基各自进一步被一个或多个选自由氘、卤素、硅烷基、硅氧烷基、硼基、氰基、C1-C20烷硫基、C1-C20烷氧基、C1-C20烷基、C2-C20烯基、C2-C20炔基、C6-C20芳基、被氘取代的C6-C20芳基、C2-C20杂环基、C3-C20环烷基、C7-C20芳基烷基、C8-C20芳基烯基、羰基、醚基、C2-C20烷氧羰基、C6-C30芳氧基组成的组中的取代基取代。
2.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述树脂的重均分子量为1,000至100,000g/mol。
3.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述光敏树脂组合物包括：
1至30重量％的含所述化学式1的树脂；
1至40重量％的所述反应性不饱和化合物；
1至30重量％的所述颜料；
0.01至10重量％的所述引发剂；以及
残留量的所述溶剂。
4.根据权利要求1所述的光敏树脂组合物，其中，所述引发剂包括光聚合引发剂，自由基聚合引发剂或它们的组合。
5.一种遮光层，所述遮光层包括权利要求1所述的光敏树脂组合物。
6.根据权利要求5所述的遮光层，其中，所述遮光层用作显示面板用彩色滤光片、显示面板用彩色遮光层、显示面板用基板的基膜、显示设备用基板的绝缘层、显示面板用层间绝缘膜、显示面板用像素界定膜或堤层、显示面板用焊锡电阻器、显示面板用黑矩阵、显示面板用彩色滤光片基板、电路板用保护膜、电路板的基膜、电路板的绝缘层、半导体的层间绝缘膜或阻焊剂中的一种。
7.一种电子设备，所述电子设备包括：
显示设备，所述显示设备包括权利要求6所述的遮光层；以及
控制单元，所述控制单元用于驱动所述显示设备。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述显示设备为包括液晶显示设备或有机电子元件的显示设备。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中，所述有机电子元件为有机电致发光器件、有机太阳能电池、有机感光体、有机晶体管、单色或白色照明用元件中的一种。
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