CN1543591A - 用于光刻胶的感光树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用作光刻胶的感光树脂组合物,特别涉及一种用于光刻胶的感光树脂组合物,该组合物包括:通过选择使用特定的化合物或控制未反应单体的比例以获得的丙烯酸酯共聚物,和1,2-二叠氮醌化物。该组合物在几方面性能优异,如:介电特性、平滑度、透明性、显影性能、残膜率、耐化学品性和耐热性,以及灵敏度和分辨率。特别是它促进夹层电介质中的图案易于形成,此外,由于甚至在制为厚膜时仍具有优异的透射率,它可在LCD制造过程中用作光刻胶。
Description
技术领域
本发明涉及在LCD制造过程中用作光刻胶的感光树脂组合物,特别涉及含有不饱和烯键的丙烯酸酯共聚物的感光树脂组合物,该组合物在如:介电特性、平滑度和耐化学品性的几个性能中表现优异,该组合物促进图案易于形成,并具有优秀的透射率,该组合物适用于在液晶显示元件和集成电路元件等中形成夹层电介质。
背景技术
TFT液晶显示元件或集成电路元件使用夹层电介质以使位于层间的布线间隔相互绝缘。为了形成这样的夹层电介质,使用这样的感光材料,该感光材料具有优异的平滑度,并可减少获得具有所需图案构型的夹层电介质必要的加工步骤。
同样,由于液晶显示器(LCDs)的显示质量已经提高,TFT液晶显示元件的结构已改变,并存在增加的情况,其中通过增加夹层电介质的厚度形成高平滑度。
然而,当如上所述用于夹层电介质的感光树脂组合物很厚时,随着膜厚度的增加,透明性下降就成为问题。
发明内容
因此,考虑到上述现有技术的问题,本发明提供一种感光树脂组合物,该组合物在如介电特性、平滑度和耐化学品性几个性质中表现优异,并促进夹层电介质中图案易于形成。
本发明的另一个目的是提供一种感光树脂组合物,由于甚至在制为厚膜时仍具有的优异的透射率,因而适于在LCD制造过程中用作夹层电介质。
为达到上述目的,本发明提供一种感光树脂组合物,该组合物包括(A)通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:
i)由如下通式1表示的化合物:
[通式1]
其中R1和R2可以相同或不同,并每个独立地为氢原子、C1~C5烷基、或C1~C5烷氧基;
ii)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或其混合物;
iii)含环氧基团的不饱和化合物;和
iv)烯属不饱和化合物;和
(B)1,2-二叠氮醌化物化合物。
优选,本发明提供一种感光树脂组合物,该感光树脂组合物包括(A)100重量份通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:i)10~70wt%由通式1表示的化合物;ii)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;iii)10~70wt%含环氧基团的不饱和化合物;和iv)10~70wt%烯属不饱和化合物;和(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化合物。
本发明进一步提供一种感光树脂组合物,该组合物包括(A)通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物;(B)1,2-二叠氮醌化物化合物;和(C)由如下通式2表示的丙烯酸酯化合物:
[通式2]
其中R是氢原子、或烷基、烷氧基、或C1~C5烷酰基;并且1<a<6,a+b=6。
本发明提供一种感光树脂组合物,优选该感光树脂组合物包括(A)100重量份通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:i)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)10~70wt%含环氧基团的不饱和化合物;和iii)10~70wt%烯属不饱和化合物;(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化物化合物;和(C)1~50重量份由通式2表示的丙烯酸酯化合物。
本发明进一步提供一种感光树脂组合物,该组合物包括(A)包括如下物质的丙烯酸类共聚物:i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物;其中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,且由凝胶渗透色谱(GPC)分析,按照聚苯乙烯计算的重均分子量是5,000~20,000;和(B)1,2-二叠氮醌化物化合物。
本发明提供一种感光树脂组合物,优选该感光树脂组合物包括(A)100重量份如下物质的丙烯酸类共聚物:i)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)10~70wt%包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)10~70wt%烯属不饱和化合物;其中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,且由GPC分析按照聚苯乙烯计算的重均分子量是5,000~20,000;和(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化物化合物。
具体实施方式
以下进一步详细描述本发明。
本发明的特征为用于光刻胶的感光树脂组合物,该组合物包括通过使用特定丙烯酸类化合物或控制未反应单体的比例获得丙烯酸类共聚物。
以下是本发明感光树脂组合物的第一优选实施方案。
本发明的感光树脂组合物包括(A)通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:i)由以上定义的通式1表示的化合物;ii)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;iii)包含环氧基团的不饱和化合物;iv)烯属不饱和化合物;和(B)1,2-二叠氮醌化合物。
在本发明的感光树脂组合物中,(A)的丙烯酸类共聚物使得能够容易地形成所需图案而在显影期间不产生浮渣。在溶剂和聚合引发剂存在下,使用i)由通式1表示的化合物;ii)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;iii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iv)烯属不饱和化合物;由自由基反应获得(A)的丙烯酸类共聚物。
用于本发明共聚的由通式1表示的i)化合物(丙烯酸类树脂)的用量,基于总的单体,优选为10~70wt%,更优选20~50wt%。如果通式1化合物的用量小于10wt%,丙烯酸类共聚物的贮存稳定性倾向于降低,如果超过70wt%,则丙烯酸类共聚物难以溶于碱性水溶液。
由通式1表示的化合物的具体例子是如下的通式1a~1d:
[通式1a] [通式1b]
[通式1c] [通式1d]
用于本发明中共聚的ii)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐或其混合物的用量,基于总的单体,优选为5~40wt%,更优选10~30wt%。如果以上单体的用量小于5wt%,则共聚物难以溶于碱性水溶液,另一方面如果超过40wt%,则在碱性水溶液中的溶解度则增加太多。
以上ii)化合物的具体例子是不饱和单羧酸如丙烯酸和甲基丙烯酸;不饱和二羧酸如马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸和衣康酸;不饱和二羧酸的酸酐等,它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。其中,由于优秀的共聚反应性和在碱性水溶液中优良的溶解度,优选使用丙烯酸、甲基丙烯酸或马来酸酐。
用于本发明中共聚的iii)包含环氧基团的不饱和化合物的用量,基于总的单体,优选为10~70wt%,更优选20~60wt%。如果环氧基团的不饱和化合物的用量小于10wt%,获得的图案耐热性倾向于降低,如果超过70wt%,则共聚物的贮存稳定性倾向于降低。
作为包含环氧基团的不饱和化合物有:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、对乙烯基苄基缩水甘油醚等,它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。由于可提高共聚反应性和获得图案的耐热性,优选使用甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚、或对乙烯基苄基缩水甘油醚。
用于本发明中共聚的iv)烯属不饱和化合物的用量,基于的总单体,优选为10~70wt%,更优选20~50wt%。如果烯属不饱和化合物的用量小于10wt%,丙烯酸类共聚物的贮存稳定性倾向于降低,如果超过70wt%,丙烯酸类共聚物难以溶于碱性水溶液。
烯属不饱和化合物的具体例子是:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯(dicyclo pentanyloxyethylmethacrylate)、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊氧基乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯、和2,3-二甲基1,3-丁二烯等,它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。考虑到共聚反应性和在碱性水溶液中的溶解度,优选使用苯乙烯、甲基丙烯酸二环戊酯或对甲氧基苯乙烯。
用于丙烯酸类共聚物聚合的溶剂的具体例子包括甲醇和醚,如:四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙酸甲基2-乙氧基乙醇酯(methyl-cellosolveacetate)、乙酸乙基2-乙氧基乙醇酯、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇丙基醚、丙二醇丁基醚、乙酸丙二醇甲基醚酯(propyleneglycol methyletheracetate)、乙酸丙二醇乙基醚酯、乙酸丙二醇丙基醚酯、乙酸丙二醇丁基醚酯、丙酸丙二醇甲基醚酯、丙酸丙二醇乙基醚酯、丙酸丙二醇丙基醚酯、丙酸丙二醇丁基醚酯、甲苯、二甲苯、甲乙酮、环己酮、4-羟基4-甲基2-戊酮、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、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、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、甲基2-羟基3-甲基丁酸(methyl 2-hydroxy 3-methyl butanoic acid)、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸丙酯、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、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-丁氧基丙酸丙酯和3-丁氧基丙酸丁酯,它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。
用于制备丙烯酸类共聚物的聚合引发剂是自由基聚合引发剂,例如: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)、1,1’-偶氮二(环己烷-1-腈)和2,2’-偶氮二异丁酸二甲酯。
在本发明中,按照聚苯乙烯计算,从以上通式1的化合物制备的丙烯酸类共聚物的重均分子量(Mw)优选为5,000~30,000,更优选5,000~20,000。在制备膜的情况下,所得Mw小于5,000时,存在显影性能、残膜率等降低,或图案构型、耐热性等变差的倾向,在Mw超过30,000的情况下,存在灵敏度降低或图案构型差的情况。
在本发明的感光树脂组合物中,优选使用(B)1,2-二叠氮醌化合物作为感光化合物。1,2-二叠氮醌化合物的具体例子是1,2-二叠氮醌4-磺酸酯、1,2-二叠氮醌5-磺酸酯、1,2-二叠氮醌6-磺酸酯等。
在弱碱存在下,由二叠氮萘醌磺酰基卤素化合物和酚化合物反应获得以上二叠氮醌化合物。
酚化合物的具体例子包括:2,3,4-三羟基二苯酮、2,4,6-三羟基二苯酮、2,2’-或4,4’-四羟基二苯酮、2,3,4,3’-四羟基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基二苯酮、2,3,4,2’-四羟基4’-甲基二苯酮、2,3,4,4’-四羟基3’-甲氧基二苯酮、2,3,4,2’或2,3,4,6’-五羟基二苯酮、2,4,6,3’-,2,4,6,4’-或2,4,6,5’-六羟基二苯酮、3,4,5,3’-,3,4,5,4’-或3,4,5,5’-六羟基二苯酮、双(2,4-二羟基苯基)甲烷、双(对羟苯基)甲烷、三(对羟苯基)甲烷、1,1,1-三(对羟苯基)乙烷、双(2,3,4-三羟基苯基)甲烷、2,2-双(2,3,4-三羟基苯基)丙烷、1,1,3-双(2,5-二甲基-4-羟苯基)-3-苯基丙烷、4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚、双(2,5-二甲基-4-羟苯基)-2-羟苯基甲烷等,它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。
在以上化合物的合成中,优选酯化率是50~85%。如果酯化率小于50%,残膜率倾向于劣化,如果超过85%,贮存稳定性倾向于下降。
1,2-二叠氮醌化合物的用量优选为5~100重量份,更优选10~50重量份,基于以上(A)的丙烯酸类共聚物。如果1,2-二叠氮醌化物化合物的用量小于5重量份,在曝光范围和非曝光范围之间溶解度差异变小且图案形成困难;如果超过100重量份,当曝光时间短时大量未反应的1,2-二叠氮醌化合物保留,其结果是在碱性水溶液中的溶解度太低且显影变得困难。
如需要,本发明的感光树脂组合物可进一步包括(C)含有烯属不饱和双键的可聚合化合物,(D)环氧树脂,(E)粘合促进剂,和(F)表面活性剂。
(C)的含有烯属不饱和双键的可聚合化合物可改进由感光树脂组合物获得的图案的耐热性、灵敏度等。含有烯属不饱和双键的可聚合化合物是,例如,单官能甲基丙烯酸酯、双官能甲基丙烯酸酯、三官能或多官能甲基丙烯酸酯。优选,单官能甲基丙烯酸酯如:甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯和2-羟丙基邻苯二甲酸2-甲基烯丙酰氧基乙基酯(2-methacrylyloxyethyl 2-hydroxypropylphthalate);双官能甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,9-壬二醇酯、甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸四甘醇酯、芴二丙烯酸二苯氧基乙醇酯和芴二丙烯酸二苯氧基乙醇酯;以及三官能或多官能甲基丙烯酸酯如三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯、三甲基丙烯酸季戊四醇酯、四甲基丙烯酸季戊四醇酯、五甲基丙烯酸二季戊四醇酯和六甲基丙烯酸二季戊四醇酯等;它们可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。基于100重量份上述(A)的丙烯酸类共聚物,(C)的化合物优选用量为1~50重量份,更优选5~30重量份。
(D)的环氧树脂可改进由感光树脂组合物获得的图案的耐热性、灵敏度等。环氧树脂的具体例子包括:双酚A类型环氧树脂、苯酚线性酚醛清漆类型环氧树脂(phenol novolak-type epoxy resin)、甲酚线性酚醛清漆类型环氧树脂、脂环族环氧树脂、缩水甘油酯类型环氧树脂、缩水甘油胺类型环氧树脂、杂环环氧树脂,以及除(A)丙烯酸类共聚物的甲基丙烯酸缩水甘油酯(共)聚合的树脂。优选使用双酚A类型环氧树脂、甲酚线性酚醛清漆类型环氧树脂、或缩水甘油酯类型环氧树脂。基于100重量份碱溶性树脂,环氧树脂优选以0.1~30重量份的用量使用。如果用量超过30重量份,由于与碱溶性树脂的低相容性,而不能达到足够的涂敷性能。
(E)的粘合促进剂用于粘合到基底上,其使用量可以为0.1~20重量份,基于100重量份丙烯酸类共聚物。作为粘合促进剂,可以使用含有反应性取代基如羧基、甲基丙烯酰基、异氰酸酯基团和环氧基团的硅烷偶合剂。具体的例子是:γ-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙酰氧基硅烷、乙烯基三甲氧基硅烷、γ-异氰酸酯丙基三乙氧基硅烷、γ-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、β-(3,4-环氧)环己基乙基三甲氧基硅烷等。
(F)的表面活性剂用于改进感光组合物的涂敷性能或显影性能。这样的表面活性剂包括:聚氧乙烯辛基苯基醚、聚氧乙烯壬基苯基醚、F171、F172、F173(商品名;Dinippon Ink & Chemical有限公司)、FC430、FC431(商品名;Sumitomotriem有限公司)和KP341(商品名;Shinetsu Chemical Industrial有限公司)。基于100重量份的固体部分,表面活性剂的用量优选为0.0001~2重量份。
以下是本发明感光树脂组合物的第二优选实施方案。
本发明的感光树脂组合物包括(A)通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物;(B)1,2-二叠氮醌化合物;和(C)由如下通式2表示的丙烯酸酯化合物:
[通式2]
其中R是氢原子、或烷基、烷氧基、或C1~C5烷酰基;且1<a<6,a+b=6。
在本发明的感光树脂组合物中,(A)的丙烯酸类共聚物使得能够实现所需的图案,并且不容易形成浮渣。可以在溶剂和聚合引发剂存在下,使用i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物,作为单体,由自由基反应获得丙烯酸类共聚物(A)。
关于本发明的共聚的i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物,可以以相同的用量采用与在第一优选实施方案中使用的那些相同的化合物。
同样,用于本发明感光化合物的(B)1,2-二叠氮醌化合物,也可以以相同的用量采用与在第一优选实施方案中使用的那些相同的化合物。
特别地,由于使用由通式2表示的含有烯属不饱和双键的丙烯酸酯化合物,本发明的感光树脂组合物可改进从感光树脂组合物获得的图案的耐热性、透明性、灵敏度等。由通式2表示的丙烯酸酯化合物可以单独使用或以两种或多种的混合物使用。
此外,本发明可以使通式2的丙烯酸酯化合物在与单官能甲基丙烯酸酯、双官能甲基丙烯酸酯或含有不同种类烯属不饱和双键的三官能或多官能甲基丙烯酸酯的混合物中使用。单官能甲基丙烯酸酯、双官能甲基丙烯酸酯、或三官能或多官能甲基丙烯酸酯包括,例如:单官能甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸3-甲氧基丁酯和2-羟丙基邻苯二甲酸2-甲基丙烯酰氧基乙基酯;双官能甲基丙烯酸酯如甲基丙烯酸乙二醇酯、二甲基丙烯酸1,6-己二醇酯、二甲基丙烯酸1,9-壬二醇酯、甲基丙烯酸丙二醇酯、甲基丙烯酸四甘醇酯、芴二丙烯酸双苯氧基乙醇酯和芴二丙烯酸双苯氧基乙醇酯;和三官能或多官能甲基丙烯酸酯如三甲基丙烯酸三羟甲基丙烷酯。
基于100重量份(A)的丙烯酸类共聚物,(C)的通式2的丙烯酸酯化合物的用量优选为1~50重量份,更优选5~30重量份。
此外,如需要,本发明的感光树脂组合物可进一步包括(D)环氧树脂,(E)粘合促进剂,和(F)表面活性剂。关于(D)环氧树脂,(E)粘合促进剂,和(F)表面活性剂,可以以相同的用量采用与在第一优选实施方案中使用的那些相同的化合物。
以下是本发明感光树脂组合物的第三优选实施方案。
本发明的感光树脂组合物包括(A)包含如下化合物的丙烯酸类共聚物:i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物;其中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,且按照聚苯乙烯计算的重均分子量是5,000~20,000,该分子量由凝胶渗透色谱(GPC)分析确定;和(B)1,2-二叠氮醌化合物。
在本发明的感光树脂组合物中,(A)的丙烯酸类共聚物使得能够容易地形成所需图案而在显影期间没有浮渣的发生。可以在溶剂和聚合引发剂存在下,使用i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物作为单体,由自由基反应获得丙烯酸类共聚物(A),其中重要的是制备聚合物使得未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,共聚物的最终分子量是5,000~20,000,该分子量由GPC分析确定。
对基于上述内容,(A)的丙烯酸类共聚物的聚合在对于共聚溶解度优异的溶剂中进行,然后将对于(A)的共聚物具有低溶解度的差溶剂滴入或与这样获得的共聚物溶液混合,以沉淀共聚物溶液。然后,将包含沉淀共聚物的溶液层分离和回收,所获得的共聚物溶液中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小。换言之,通过对共聚物溶液的GPC分析,去除未反应单体和聚合引发剂,将其范围调节到总范围的5%或更小。如果未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更大,透明性和残膜率下降,对耐热性和耐化学品性具有不利效果。以上的差溶剂优选是一种或多种选自如下的物质:水、己烷、庚烷、和甲苯。
按照聚苯乙烯计算,以这样方式获得的丙烯酸类共聚物的重均分子量(Mw)为5,000~20,000。如果Mw小于5,000,存在显影性能,残膜率等降低,或图案构型,耐热性差的倾向;如果Mw超过20,000,存在灵敏度降低或图案构型变差的倾向。
用于本发明共聚的i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物,可以以相同的用量采用在第一优选实施方案中使用的那些相同的化合物。
同样,本发明中感光化合物(B)的1,2-二叠氮醌化合物,可以以相同的用量采用在第一优选实施方案中使用的那些相同的化合物。
此外,本发明可通过向优选实施方案的感光树脂组合物中加入溶剂,提供感光树脂组合物的涂料溶液,该涂料溶液包括(A)丙烯酸类共聚物和(B)1,2-二叠氮醌化合物,如需要,进一步包括组分(C)~(F)。
以上感光树脂组合物涂料溶液的固体浓度优选为30~70wt%,并用0.2μm的微孔过滤器过滤之后使用。
用于制备以上感光树脂组合物涂料溶液的溶剂有,醇如甲醇和乙醇;醚如四氢呋喃;二醇醚如乙二醇单甲醚和乙二醇单乙醚;乙酸乙二醇烷基醚酯如乙酸甲基2-乙氧基乙醇酯和乙酸乙基2-乙氧基乙醇酯;二甘醇如二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚和乙二醇二甲醚;丙二醇单烷基醚如丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇丙基醚和丙二醇丁基醚;乙酸丙二醇烷基醚酯如乙酸丙二醇甲基醚酯、乙酸丙二醇乙基醚酯、乙酸丙二醇丙基醚酯和乙酸丙二醇丁基醚酯;丙酸丙二醇烷基醚酯如丙酸丙二醇甲基醚酯、丙酸丙二醇乙基醚酯、丙酸丙二醇丙基醚酯和丙酸丙二醇丁基醚酯;芳族烃如甲苯和二甲苯;酮如甲乙酮、环己酮和4-羟基4-甲基2-戊酮;和酯如乙酸甲酯、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、羟基乙酸甲酯、羟基乙酸乙酯、羟基乙酸丁酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、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、甲氧基乙酸丙酯、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、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-丁氧基丙酸丙酯和3-丁氧基丙酸丁酯。考虑到溶解度、与每种组分的反应性和容易形成涂膜,优选二醇醚、二醇烷基醚乙酸酯和二甘醇。
将本发明的如上获得的感光树脂组合物,用喷涂法、辊涂法或旋涂法涂敷到基底表面上,并预焙烧以除去溶剂,即形成涂膜。预焙烧优选在70~110℃下进行1~15分钟。然后,将涂料膜采用可见光、紫外线、远红外线、电子束、X射线等照射,再采用显影溶液显影以除去不必要的部分,即形成所需的图案。
碱性水溶液用作显影溶液。例如,可以使用的水溶液有无机碱如氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸钠;伯胺如乙胺和正丙胺;仲胺如二乙胺;叔胺如三甲胺、甲基二乙基胺、二甲基乙基胺和三乙胺;醇胺如二甲基乙醇胺、甲基二乙醇胺和三乙醇胺;和季铵盐如四甲基氢氧化铵和四乙基氢氧化铵。显影溶液的使用是在水溶性有机溶剂如甲醇和乙醇中溶解0.1~10%的碱性化合物,并加入适当数量的表面活性剂。
在显影之后,将膜用超纯水清洗30~90秒以除去不必要的部分,以形成图案。将形成的图案采用光,如紫外光,光照射并在加热设备如烘箱中加热,在150~250℃下处理30~90分钟,以获得最终的图案。
参考如下实施例和对比例描述本发明。然而,这些实施例应当理解为仅用于说明本发明,本发明不应当解释为限制于此。
实施例
合成实施例1
将10重量份(pbw)2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)))、125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、25pbw通式1a的化合物、20pbw甲基丙烯酸、50pbw苯乙烯,和5pbw丙烯酸2-羟乙酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[A-1]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是12,000。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
合成实施例2
将10pbw2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、25pbw通式1b的化合物、20pbw甲基丙烯酸、50pbw苯乙烯和5pbw丙烯酸2-羟乙酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,获得包括丙烯酸类共聚物[A-2]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是11,800。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
合成实施例3
将10pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、25pbw通式1c的化合物、20pbw甲基丙烯酸、50pbw苯乙烯和5pbw丙烯酸2-羟乙酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,获得包括丙烯酸类共聚物[A-3]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是13,400。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
合成实施例4
将10pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、25pbw通式1d的化合物、20pbw甲基丙烯酸、50pbw苯乙烯和5pbw丙烯酸2-羟乙酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,获得包括丙烯酸类共聚物[A-4]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是13,400。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
合成对比例1
将10pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)。125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、25pbw甲基丙烯酸、50pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和20pbw甲基丙烯酸苄酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,获得包括丙烯酸类共聚物[a-1]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是16,700。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
合成实施例6
1,2-二叠氮醌化物化合物的制备
由1mol的4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚和2mol的1,2-二叠氮萘醌-5-磺酰基(氯)的缩合反应,制备[4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-萘二叠氮醌-5-磺酸酯]。
实施例1
感光树脂组合物的制备
将100pbw由合成实施例1获得的聚合物溶液(共聚物[A-1))和25pbw由合成实施例6获得的缩合物,[4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-二叠氮萘醌-5-磺酸酯]混合,溶于乙酸丙二醇单甲醚酯,使固体浓度为35wt%,然后采用0.2μm的微孔过滤器过滤以制备感光树脂组合物的溶液。
关于以上制备的感光树脂组合物,以如下方式评价其物理性能,结果见下表1。
1)灵敏度:将以上组合物溶液通过使用旋涂器涂敷到玻璃基底上并在热板上在90℃下预焙烧2分钟,以形成膜。
通过一个有预定图案的掩模,将以上获得的膜用365nm的紫外线在15mW/cm2的强度下在照射15秒。随后,将它用四甲基氢氧化铵2.38wt%的水溶液在25℃下显影1分钟,然后用超纯水清洗1分钟。
其后,将以上形成的图案用365nm的紫外线在15mW/cm2的强度下照射34秒,然后在烘箱中在220℃下加热60分钟而硬化,以获得有图案的膜。
2)分辩率:用以上1)获得的有图案的膜中形成的最小尺寸来评价。
3)透明性:由分光光度计在400nm下测定有图案的膜的透射率来评价。
4)耐热变色性:将基底在250℃烘箱中加热1小时,通过有图案的膜在此之前和之后透光率的变化率来评价。变化率在小于5%的情况下标记为[o],在5~10%的情况下标记为[Δ],在超过10%的情况下标记为[x]。
实施例2
根据与用于实施例1相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例2中制备的聚合物溶液代替在合成实施例1中制备的聚合物溶液,评价其物理性能和结果见下表1。
实施例3
根据与用于实施例1相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例3中制备的聚合物溶液代替在合成实施例1中制备的聚合物溶液,评价其物理性能和结果见下表1。
实施例4
根据与用于实施例1相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例4中制备的聚合物溶液代替在合成实施例1中制备的聚合物溶液,评价其物理性能和结果见下表1。
对比例1
根据与用于实施例1相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在对比合成实施例1中制备的聚合物溶液代替在合成实施例1中制备的聚合物溶液,评价其物理性能和结果见下表1。
类项 | 灵敏度(mJ/cm2) | 分辩率(μm) | 透明性(%) | 耐热变色性 |
实施例1 | 170 | 2 | 91 | ○ |
实施例2 | 170 | 1 | 90 | ○ |
实施例3 | 150 | 2 | 91 | ○ |
实施例4 | 160 | 2 | 90 | ○ |
对比例1 | 200 | 5 | 86 | × |
表1
从上表1,可以看出根据本发明的实施例1~4,其中使用包括通式1的感光化合物的丙烯酸共聚物,具有150~170mJ/cm2的优异灵敏度,它们显示出高分辩率,并具有优异的透明度和耐热变色性,可消除为得到高平滑度而以厚膜作为夹层电介质的难度。相反,在对比例1中,灵敏度和分辩率差,透明性低,因此难以在厚膜中应用聚合物,并且耐热变色性不好。
合成实施例7
丙烯酸类共聚物的制备
将10pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、125pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、20pbw甲基丙烯酸、25pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、40pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和10pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃和保持在此温度下5小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[A-1]的聚合物溶液。所获得的聚合物溶液的固体浓度是45wt%,聚合物的重均分子量是13,000。该重均分子量是用GPC分析,以聚苯乙烯计算确定的平均分子量。
实施例5
感光树脂组合物的制备
将100pbw由合成实施例7获得的聚合物溶液(共聚物[A-1])和25pbw由合成实施例6获得的缩合物,[4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-二叠氮萘醌-5-磺酸酯],和15pbw如下通式2a的丙烯酸酯化合物
混合,溶于乙酸二甘醇单甲醚酯,使固体浓度为35wt%,然后用0.2μm的微孔过滤器过滤以制备感光树脂组合物的溶液。
以上制备的感光树脂组合物,其物理性能以如下方式评价,结果见下表2。
实施例6
根据与实施例5相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用如下通式2b的丙烯酸化合物:
代替以上通式2a的丙烯酸酯化合物,评价其物理性能,结果见下表2。
实施例7
根据与实施例5相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用如下通式2c的丙烯酸化合物:
代替以上通式2a的丙烯酸酯化合物,评价其物理性能,结果见下表2。
对比例2
根据与实施例5相同的方法制备组合物溶液,区别在于不使用以上通式2a~2c的丙烯酸化合物,评价其物理性能,结果见下表2。
类项 | 灵敏度(mJ/cm2) | 分辩率(μm) | 透明性(%) | 耐热变色性 |
实施例5 | 230 | 3 | 92 | ○ |
实施例6 | 220 | 3 | 92 | ○ |
实施例7 | 230 | 3 | 92 | ○ |
对比例2 | 270 | 4 | 88 | × |
表2
从以上表2,可以看出在根据本发明的实施例5~7中,其中包括含以上通式2的含有烯属不饱和双键的丙烯酸酯,其透明度和耐热变色性特别优异,这使得该聚合物易于应用于为得到高平滑度而以厚膜作为夹层电介质的情况。相反,在对比例2中,灵敏度差及透明性低,耐热变色性也不好,因此这种聚合物难以作为夹层电介质的厚膜。
合成实施例8
将7pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、15pbw甲基丙烯酸、30pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、20pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[a-1]的聚合物溶液。将900pbw己烷滴入所获得的聚合物溶液以沉淀共聚物。将沉淀的共聚物分离,向其中加入150pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯,并将它加热到40℃,减压蒸发以获得共聚物[A-1]。所获得的聚合物溶液的固体浓度是30wt%,GPC分析揭示未反应单体和聚合引发剂的范围是2.3%,按照聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为12,800。
合成实施例9
将9pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw四氢呋喃、10pbw甲基丙烯酸、30pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、20pbw苯乙烯、10pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下8小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[a-2]的聚合物溶液。将900pbw己烷滴入所获得的聚合物溶液以沉淀共聚物。将沉淀的共聚物分离,向其中加入150pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯,将其加热到40℃,减压蒸发以获得共聚物[A-2]。所获得的聚合物溶液的固体浓度是30wt%,GPC分析揭示未反应单体和聚合引发剂的范围是0.5%,以聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为9,400。
合成实施例10
将7pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、10pbw衣康酸、25pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、30pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下8小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[a-3]的聚合物溶液。将900pbw己烷滴入所获得的聚合物溶液以沉淀共聚物。将沉淀的共聚物分离,向其中加入150pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯,并将其加热到40℃,减压蒸发以获得共聚物[A-3]。所获得的聚合物溶液的固体浓度是30wt%,GPC分析揭示未反应单体和聚合引发剂的范围是1.6%,按照聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为9,400。
合成实施例11
将7pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、10pbw甲基丙烯酸、25pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、25pbw苯乙烯、10pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下8小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[a-4]的聚合物溶液。将900pbw己烷滴入所获得的聚合物溶液以沉淀共聚物。将沉淀的共聚物分离,向其中加入150pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯,并将其加热到40℃,减压蒸发以获得共聚物[A-4]。所获得的聚合物溶液的固体浓度是30wt%,GPC分析揭示未反应单体和聚合引发剂的范围是0.7%,按照聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为9,300。
合成对比例2
将7pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、15pbw甲基丙烯酸、30pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、20pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下5小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[b-1]的聚合物溶液。将所获得的共聚物溶液的固体浓度调节到30wt%。在GPC分析之后,所揭示的未反应单体和聚合引发剂的范围是20%,按照聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为12,800。
对比合成实施例3
将7pbw 2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)、200pbw乙酸丙二醇单甲基醚酯、10pbw甲基丙烯酸、30pbw甲基丙烯酸缩水甘油酯、20pbw苯乙烯、5pbw丙烯酸2-羟乙酯和30pbw丙烯酸异冰片酯,放入具有冷却管和搅拌器的烧瓶中,然后氮气置换,并轻微搅拌。将反应溶液的温度升高到62℃并保持在此温度下9小时,即获得包括丙烯酸类共聚物[b-2]的聚合物溶液。将所获得的共聚物溶液的固体浓度调节到30wt%。在GPC分析之后,所揭示的未反应单体和聚合引发剂的范围是15%,按照聚苯乙烯计算的重均分子量(Mw)为16,800。
实施例8
感光树脂组合物的制备
将100pbw由合成实施例8获得的聚合物溶液(共聚物[A-1))和25pbw由合成实施例6获得的缩合物[4,4’-[1-[4-[1-[4-羟苯基]-1-甲基乙基]苯基]亚乙基]双酚1,2-二叠氮萘醌-5-磺酸酯],混合,溶于乙酸二甘醇单甲醚酯,使固体浓度为35wt%,然后用0.2μm的微孔过滤器过滤以制备感光树脂组合物的溶液。
以上制备的感光树脂组合物,其物理性能以如下方式评价,结果见下表3。
实施例9
根据与以上实施例8相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例9中制备的聚合物溶液代替在合成实施例8中制备的聚合物溶液,评价其物理性能,结果见下表3。
实施例10
根据与以上实施例8相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例10中制备的聚合物溶液代替在合成实施例8中制备的聚合物溶液,评价其物理性能,结果见下表3。
实施例11
根据与以上实施例8相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在合成实施例11中制备的聚合物溶液代替在合成实施例8中制备的聚合物溶液,评价其物理性能,结果见下表3。
对比例3
根据与以上实施例8相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在对比合成实施例2中制备的聚合物溶液代替在合成实施例8中制备的聚合物溶液,评价其物理性能,结果见下表3。
对比例4
根据与以上实施例8相同的方法制备组合物溶液,区别在于使用在对比合成实施例3中制备的聚合物溶液代替在合成实施例8中制备的聚合物溶液,评价其物理性能,结果见下表3。
类项 | 灵敏度(mJ/cm2) | 分辩率(μm) | 残膜率(%) | 透明性(%) | 耐热变色性 |
实施例8 | 230 | 3 | 95 | 93 | ○ |
实施例9 | 220 | 3 | 94 | 93 | ○ |
实施例10 | 230 | 3 | 95 | 94 | ○ |
实施例11 | 270 | 3 | 93 | 93 | ○ |
对比例3 | 250 | 4 | 73 | 90 | × |
对比例4 | 280 | 5 | 79 | 89 | × |
表3
从以上表3,可以看出在本发明实施例8~11中,其中所用共聚物中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,Mw是5,000~20,000,其透明性、残膜率和耐热变色性特别优异,这使得该聚合物易于应用于为得到高平滑度而以厚膜作为夹层电介质的情况。相反,在对比例3和4中,即使灵敏度良好,分辩率、残膜率、透明性和耐热变色性差,因此难以将聚合物作为厚膜应用。
如上所述,根据本发明的感光树脂组合物在几种性能方面表现优异,如介电特性、平滑度、透明性、显影性能、残膜率、耐化学品性和耐热性,以及灵敏度和分辩率。特别是它促使夹层电介质中的图案易于形成,并且由于甚至在制为厚膜时仍具由优异的透射率,因而可有效地在LCD制造过程中用作光刻胶。
Claims (25)
2、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物包括:
(A)100重量份通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物:
i)10~70wt%由所述通式1表示的化合物;
ii)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;
iii)10~70wt%包含环氧基团的不饱和化合物;和
iv)10~70wt%烯属不饱和化合物;和
(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化物化合物。
3、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中按照聚苯乙烯计算,(A)的丙烯酸类共聚物的重均分子量(Mw)为5,000~30,000。
4、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸和这些不饱和羧酸的酸酐。
5、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中(A)中iii)的含环氧基团的不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚和对乙烯基苄基缩水甘油醚。
6、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的烯属不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊氧基乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯和2,3-二甲基1,3-丁二烯。
7、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物进一步包括(C)1~50重量份含有烯属不饱和双键的可聚合化合物,(D)0.1~30重量份环氧树脂,(E)0.1~20重量份粘合促进剂,和(F)0.0001~2重量份表面活性剂,基于100重量份(A)的丙烯酸类共聚物。
8、根据权利要求1的感光树脂组合物,其中(B)的1,2-二叠氮醌化合物是1,2-二叠氮醌4-磺酸酯、1,2-二叠氮5-磺酸酯、或1,2-二叠氮醌6-磺酸酯。
10、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物包括:
(A)100重量份通过共聚如下物质获得的丙烯酸类共聚物;
i)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;
ii)10~70wt%包含环氧基团的不饱和化合物;和
iii)10~70wt%烯属不饱和化合物;
(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化合物;和
(C)1~50重量份由上述通式2表示的丙烯酸酯化合物。
11、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中按照聚苯乙烯计算,(A)的丙烯酸类共聚物的重均分子量(Mw)为5,000~30,000。
12、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中(A)中i)的不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸和这些不饱和羧酸的酸酐。
13、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的含环氧基团的不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚和对乙烯基苄基缩水甘油醚。
14、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的烯属不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊氧基乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯和2,3-二甲基1,3-丁二烯。
15、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中(B)的1,2-二叠氮醌化合物是1,2-二叠氮醌4-磺酸酯、1,2-二叠氮醌5-磺酸酯、或1,2-二叠氮醌6-磺酸酯。
16、根据权利要求9的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物进一步包括一种或多种选自如下的添加剂:(C)1~50重量份含有烯属不饱和双键的可聚合化合物,(D)0.1~30重量份环氧树脂,(E)0.1~20重量份粘合促进剂和(F)0.0001~2重量份表面活性剂,基于100重量份(A)的丙烯酸类共聚物。
17、一种感光树脂组合物,包括:
(A)如下物质的丙烯酸类共聚物:
i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;
ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和
iii)烯属不饱和化合物;
其中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,由GPC分析确定,按照聚苯乙烯计算的该共聚物重均分子量是5,000~20,000;和
(B)1,2-二叠氮醌化物化合物。
18、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物包括:
(A)100重量份如下物质的丙烯酸类共聚物:
i)5~40wt%不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;
ii)10~70wt%包含环氧基团的不饱和化合物;和
iii)10~70wt%烯属不饱和化合物;
其中未反应单体和聚合引发剂的范围是5%或更小,由GPC分析确定,按照聚苯乙烯计算的该共聚物的重均分子量是5,000~20,000;和
(B)5~100重量份1,2-二叠氮醌化合物。
19、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中(A)和丙烯酸类共聚物由如下方式制备:向如下物质的(A)的共聚物溶液中滴入或混合差溶剂:i)不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物;ii)包含环氧基团的不饱和化合物;和iii)烯属不饱和化合物,该溶剂对于(A)的共聚物具有低溶解度,以沉淀共聚物溶液,然后将共聚物分离。
20、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中差溶剂是一种或多种选自如下的物质:水、己烷、庚烷、和甲苯。
21、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中(A)中i)的不饱和羧酸、不饱和羧酸酐、或其混合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、柠康酸、中康酸和这些不饱和羧酸的酸酐。
22、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的含环氧基团的不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、α-乙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丙基丙烯酸缩水甘油酯、α-正丁基丙烯酸缩水甘油酯、丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-甲基缩水甘油酯、丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、甲基丙烯酸-β-乙基缩水甘油酯、丙烯酸-3,4-环氧丁酯、甲基丙烯酸-3,4-环氧丁酯、丙烯酸-6,7-环氧庚酯、甲基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、α-乙基丙烯酸-6,7-环氧庚酯、邻乙烯基苄基缩水甘油醚、间乙烯基苄基缩水甘油醚和对乙烯基苄基缩水甘油醚。
23、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中(A)中ii)的烯属不饱和化合物是一种或多种选自如下的物质:甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、丙烯酸甲酯、丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸2-甲基环己酯、甲基丙烯酸二环戊氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯、丙烯酸环己酯、丙烯酸2-甲基环己酯、丙烯酸二环戊氧基乙酯、丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸苯酯、丙烯酸苯酯、丙烯酸苄酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、间甲基苯乙烯、对甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、对甲氧基苯乙烯、1,3-丁二烯、异戊二烯和2,3-二甲基1,3-丁二烯。
24、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中(B)的1,2-二叠氮醌化合物是1,2-二叠氮醌4-磺酸酯、1,2-二叠氮醌5-磺酸酯、或1,2-二叠氮醌6-磺酸酯。
25、根据权利要求17的感光树脂组合物,其中感光树脂组合物进一步包括一种或多种选自如下的添加剂:(C)1~50重量份含有烯属不饱和双键的可聚合化合物,(D)0.1~30重量份环氧树脂,(E)0.1~20重量份粘合促进剂,和(F)0.0001~2重量份表面活性剂,基于100重量份(A)的丙烯酸类共聚物。
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