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具有特殊芳酰基发色团的肟酯光引发剂

文献发布时间:2023-06-19 12:21:13



本发明涉及可用作光引发剂的具有特定芳酰基发色团的新型肟酯化合物,以及包含所述化合物和烯属不饱和化合物的可光聚合组合物。

光敏组合物是通过将光引发剂加入到具有烯属不饱和键的可聚合化合物中制备的。该类光敏组合物可以在365nm、405nm和436nm波长的多色光照射下聚合和固化,因此用于可光固化油墨、光敏印版、各种类型的光致抗蚀剂等中。对短波长光源敏感的光敏组合物可以进行微印刷。因此,特别需要对短波长光源,特别是365nm光源具有高敏感度的光聚合引发剂。许多肟酯化合物用作高敏感性光引发剂。肟酯化合物的许多特征描述于若干专利出版物中,并且肟酯化合物的一些市售产品是已知的。大多数这种肟酯光引发剂目前应用于LCD领域中的光致抗蚀剂。肟酯光引发剂的市售产品分为α-酮肟酯化合物和肟酯化合物。α-酮肟酯光引发剂用于彩色光致抗蚀剂,主要是红色、绿色和蓝色光致抗蚀剂中。肟酯化合物可在UV光照射下分解。这种光分解改变了抗蚀剂膜的颜色。相反,α-酮肟酯光引发剂在暴露于UV光时不易变色,不会引起彩色抗蚀剂的色坐标的变化。因此,α-酮肟酯化合物主要用于彩色光致抗蚀剂中。然而,目前的市售α-酮肟酯光聚合引发剂存在敏感度低的问题。在这些情况下,需要高度敏感的α-酮肟酯光聚合引发剂。作为用于光敏组合物的光引发剂,具有芳酰基和/或杂芳酰基的α-酮肟咔唑衍生物是以下现有技术所已知的。

WO2002100903公开了α-酮肟酯衍生物。这些化合物具有连接到咔唑结构部分的杂芳基羰基或芳基羰基。JP2009221334公开了高光敏性的肟酯光引发剂,其具有连接到至少一个可聚合取代基的杂芳族发色团。WO2009131189公开了酮肟衍生物,包括具有芳酰基和/或杂芳酰基的α-酮肟咔唑。这些化合物在肟结构部分上具有例如取代和/或未取代的C

特别地,含有滤色器中使用的着色剂的着色碱显影性光敏树脂组合物要求高度敏感,并且由于着色剂在紫外区域吸收而导致聚合固化不充分,因此需要使光引发剂在抗蚀剂中具有高浓度。然而,高浓度光引发剂由于显影相关的裂化或升华对光掩模和/或加热炉的污染而引起残留物爆发。此外,在含有用于滤色器的着色剂的着色碱显影性光敏树脂组合物中,要求所用的光引发剂在后烘烤后在可见光区域中显示低变色。如果在可见光区域中后烘烤之后的变色高,则出现诸如颜色特性劣化的问题。

当用UV照射时,光致抗蚀剂化合物经历光固化以形成图案。需要具有高光反应性、易制备且易处理且具有高溶解度的高敏感度光引发剂,以缩短光固化的处理时间。例如,当将光致抗蚀剂化合物用于彩色抗蚀剂时,需要包含通过先进技术分散的颜料的抗蚀剂,以便实现高颜色质量特性。颜料含量越高,则彩色抗蚀剂的固化变得越困难。因此,需要光敏性比通常使用的引发剂更高的引发剂。该类光引发剂需要满足工业相关特性方面的严格要求,例如在有机溶剂中的高溶解度以及良好的热和储存稳定性。本发明的目的是提供一种在显影性、粘合性、耐碱性方面具有优异特性的同时,在365-410nm波长附近具有UV吸收峰的α-酮肟酯化合物或肟酯化合物以作为高敏感度的光引发剂。令人惊讶的是,发现具有特定芳酰基的α-酮肟咔唑衍生物的化合物不仅在光敏性方面表现出优异的性能,而且与类似的光引发剂相比,表现出明显改善的低变色性。

因此,本发明提供了式I化合物:

其中:

R

R

R

R

R

R

R

C

R

R

R

卤素、CN、NO

未被取代或被一个或多个卤素、COOR

间隔有一个或多个O、S或NR

苯基、萘基、苯甲酰基和萘甲酰基,所述苯基、萘基、苯甲酰基或萘甲酰基未被取代或被一个或多个OR

R

R

卤素、OR

C

R

R

R

未被取代或被一个或多个卤素、COOR

间隔有一个或多个O、S或NR

苯基、萘基、苯甲酰基和萘甲酰基,其中苯基、萘基、苯甲酰基或萘甲酰基各自未被取代或被一个或多个OR

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

未间隔或间隔有一个或多个O、S、CO或NR

R

R

R

C

间隔有一个或多个O、S或NR

苯基、萘基、苯甲酰基和萘甲酰基,所述苯基、萘基、苯甲酰基或萘甲酰基未被取代或被一个或多个OR

R

R

R

R

R

R

R

R

未间隔或间隔有一个或多个O、S、CO或NR

R

R

R

C

间隔有一个或多个O、S或NR

苯基、萘基、苯甲酰基和萘甲酰基,所述苯基、萘基、苯甲酰基或萘甲酰基未被取代或被OR

R

R

R

R

R

R

R

R

未间隔或间隔有一个或多个O、S、CO或NR

R

R

R

C

间隔有一个或多个O、S或NR

苯基、萘基、苯甲酰基和萘甲酰基,所述苯基、萘基、苯甲酰基或萘甲酰基未被取代或被OR

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

k为1-10的整数;

m为1或2;

n为1-20的整数;

X

X

M为C

未间隔或间隔有一个或多个O、S、CO或NR

M为间隔有一个或多个O、S、NR

M为C

M为C

Y为直接键、O、S或NR

C

C

间隔有一个或多个O、S、NR

C

在本发明上下文中,“螺”-环烷基化合物被定义C

间隔有一个或多个O、S、CO或NR

C

C

间隔有一个或多个O、S、NR

C

C

C

卤素为氟、氯、溴和碘,尤其为氟、氯和溴,优选为氟和氯。

C

C

C

萘基对应于1-萘基和2-萘基。

C

C

苯基-C

C

C

C

C

C

间隔有一个或多个O、S、NR

C

C

C

C

如果R

如果R

取代的芳基苯基、萘基、C

苯环上的取代基优选在苯环上的4位或3,4-、3,4,5-、2,6-、2,4-或2,4,6-构型。

被间隔一次或多次的间隔基团例如间隔1-19次、1-15次、1-12次、1-9次、1-7次、1-5次、1-4次、1-3次或1次或2次(显然,间隔原子的数量取决于被间隔的C原子的数量)。

被取代一次或多次的取代基具有例如1-7个、1-5个、1-4个、1-3个或1个或2个相同或不同的取代基。

被一个或多个所定义的取代基取代的基团意指具有一个或多个相同或不同的所给定义的取代基。

在本上下文中,术语“和/或”或“或/和”意欲表示不仅可以存在所定义的替代物(取代基)之一,而且可以一起存在若干所定义的替代物(取代基),即不同替代物(取代基)的混合物。

术语“至少”旨在定义一个或多于一个,例如1个或2个或3个,优选1个或2个。

术语“任选取代的”意指其所指的基团是未取代的或取代的。

在整个说明书和随后的权利要求书中,除非上下文另有要求,否则措辞“包含”或其变体如“包含”或“含有”应理解为暗示包括所述的整数或步骤或整数或步骤的组,但不排除任何其他整数或步骤或整数或步骤的组。

在本申请的上下文中,术语“(甲基)丙烯酸酯”意指丙烯酸酯以及相应的甲基丙烯酸酯。

在本发明的上下文中,上文对本发明化合物所述的优选方案旨在指代权利要求的所有类别,即组合物、用途、方法权利要求。

应理解的是,本发明不限于本文所公开的特定化合物、构造、方法步骤、基材和材料,因为这些化合物、构造、方法步骤、基材和材料可在一定程度上变化。还应理解的是,本文所用的术语仅用于描述特定实施方案的目的,而不是限制性的,因为本发明的范围仅由所附权利要求及其等同方案限定。

必须指出的是,如本说明书和所附权利要求中所用,单数形式“一种”、“一个”和“所述”包括复数指代物,除非上下文另外明确指出。

如果没有其他定义,则本文所用的任何术语和科学术语都具有本发明所属领域技术人员通常理解的含义。

制备新型肟酯的一般程序

本发明的新型肟酯化合物可以例如通过以下方法合成,但不限于此。

肟酯式I通过文献中描述的方法制备,例如通过相应的肟与酰卤,特别是酰氯,或酸酐在惰性溶剂中,例如叔丁基甲基醚(TBME)、四氢呋喃(THF)、二甲氧基乙烷(DME)、二甲基乙酰胺(DMA)、乙酸乙酯或二甲基甲酰胺(DMF),在碱或碱的混合物,例如三乙胺或吡啶存在下,或在碱性溶剂,例如吡啶中反应。作为实施例,下文描述了式I化合物的制备:

R

每个肟酯基团可以以两种构型(Z)或(E)存在。可以通过常规方法分离异构体,但是也可以原样使用异构体混合物作为光引发剂物质。因此,本发明还涉及式I化合物的构型异构体的混合物。

作为起始物质所需的α-酮肟可通过标准化学教科书(例如J.March,AdvancedOrganic Chemistry,第4版,Wiley Interscience,1992)或专业专著(例如S.R.Sandler&W.Karo,Organic functional group preparations,第3卷,Academic Press)中所述的各种方法获得。最方便的方法之一是例如用亚硝酸或亚硝酸烷基酯亚硝化“活性”亚甲基。两种碱性条件,例如Organic Synthesis coll.,第VI卷(J.Wiley&Sons,New York,1988),第199和840页所述,以及酸性条件,例如Organic Synthesis coll.,第V卷,第32和373页,coll.,第III卷,第191和513页,coll.,第II卷,第202、204和363页所述,均适于制备用作本发明起始物质的肟。亚硝酸通常由亚硝酸钠产生。亚硝酸烷基酯可例如为亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸丁酯、亚硝酸戊酯或亚硝酸异戊酯。

相应的酮中间体例如通过文献中描述的方法制备,例如标准化学教科书(例如J.March.Advanced Organic Chemistry,第4版,Wiley Interscience,1992)。此外,连续的Friedel-Clafts反应对于中间体的合成是有效的。该类应是本领域技术人员所公知的。

相应的酮中间体例如可以通过以下方法合成,但不限于此。合理的合成方案描述如下。酰化[A]以及[B]或[D]与[C]或[F]偶联得到相应的酮中间体。此外,[D]与芴的偶联也通过[E]的烷基化得到相应的酮中间体(方案1)。

方案1

另一种合理的合成方案描述如下。由芴衍生的[G]与[B]的偶联反应得到中间体[E]。然后,[E]的烷基化得到相应的酮中间体。此外,[G]也可以与[A]反应形成[H],其通过酰化转化为[E]。[H]烷基化形成[I],然后进行酰化反应,得到相应的酮中间体。[I]也通过[A]与[C]的偶联反应合成(方案2)。

方案2

本发明的主题还涉及一种通过使如上所定义的相应式(IIA)肟化合物与式I'的酰卤或式I”的酸酐和式IA化合物在碱或碱混合物存在下反应而制备如上所定义的式I化合物的方法:

其中Hal为卤素,特别为Cl,且R

其中R

如上所示的式I的令人感兴趣的化合物包括式II的化合物:

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R3为C

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

X

本发明的优选式I化合物包括式III化合物:

其中:

R

R1为间隔有一个或多个C(O)O、OC(O)或亚苯基的C

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

R

例如,示意性的式III化合物包括例如式III化合物,其中R

根据本发明优选的是,式I化合物为式IV化合物:

其中R

式I化合物适合作为自由基光引发剂。

因此,本发明的主题是如上所定义的式I化合物用于光聚合包含至少一种烯属不饱和可光聚合化合物的组合物的用途。

因此,本发明的另一主题是一种可光聚合的组合物,其包含:

(a)至少一种烯属不饱和可光聚合化合物,和

(b)作为光引发剂的至少一种如上所定义的式I化合物。

除光引发剂(b)以外,所述组合物还可包含至少一种其他光引发剂(c)或其他添加剂(d),或二者,至少一种其他光引发剂(c)和其他添加剂(d)。

其他添加剂(d)例如为选自热自由基引发剂、颜料、填料、分散剂和敏化剂的一种或多种组分。

所述添加剂更详细地描述于下文中。

令人感兴趣的是如上所述的可光聚合组合物,其包含基于组合物为0.05-25重量%的光引发剂(b),或光引发剂(b)和(c)。

不饱和化合物(a)可包含一个或多个烯属双键。它们可以是低(单体)或高(低聚)分子量的。

组分(a)例如包括通过使饱和或不饱和多元酸酐与环氧树脂和不饱和单羧酸的反应产物反应获得的树脂。

因此,本发明的主题还为如上所述的可光聚合的组合物,其中组分(a)为通过饱和或不饱和多元酸酐与环氧树脂和不饱和单羧酸的反应产物的反应获得的树脂。

组分(a)例如包括碱显影性树脂。

本发明的可聚合组合物优选包含其量为2-98重量%,更优选5-90重量%,特别是10-80重量%的组分(a),基于可聚合组合物的总固含量(即不包括溶剂的所有组分的量)。

优选地,所述碱显影性树脂具有游离羧基。酸值优选为50-600mg KOH/g,更优选为100-300mg KOH/g。此处所述的酸值是根据DIN EN12634的酸值。

碱显影性树脂的实例为具有羧酸官能团作为侧基的丙烯酸类聚合物,例如通过共聚如下单体而获得的共聚物:烯属不饱和羧酸,例如(甲基)丙烯酸、2-羧乙基(甲基)丙烯酸、2-羧丙基(甲基)丙烯酸、衣康酸、柠康酸、中康酸、富马酸、巴豆酸、马来酸、马来酸酐、富马酸酐、马来酸的偏酯、肉桂酸、单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]琥珀酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]己二酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]六氢邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基乙基]马来酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丙基]琥珀酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丙基]己二酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丙基]邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丙基]六氢邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丙基]马来酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丁基]琥珀酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丁基]己二酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丁基]邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丁基]六氢邻苯二甲酸酯、单[2-(甲基)丙烯酰氧基丁基]马来酸酯、3-(烷基氨基甲酰基)丙烯酸、α-氯代丙烯酸、单酯化的马来酸和ω-羧基聚己内酯单(甲基)丙烯酸酯;一种或多种选自(甲基)丙烯酸的酯的单体,例如(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸苄基酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、(甲基)丙烯酸羟乙酯、(甲基)丙烯酸羟丙酯、(甲基)丙烯酸四氢呋喃基酯、(甲基)丙烯酸羟丁酯、甘油单(甲基)丙烯酸酯、二羟基丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸烯丙酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸苯基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基苯基酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙基酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙基酯、甲氧基二甘醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三甘醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲氧基丙基酯、甲氧基二丙二醇(甲基)丙烯酸酯、(3-三甲氧基甲硅烷基)丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸三甲基甲硅烷基酯、异冰片基(甲基)丙烯酸酯、二环戊二烯基(甲基)丙烯酸酯、2-羟基-3-苯氧基丙基(甲基)丙烯酸酯、三环[5.2.1.0

一种或多种单体选自含硅单体如硅烷如原硅酸四乙酯或四乙氧基硅烷或氯-或烷氧基官能硅烷,烯烃如乙烯、丙烯、苯乙烯、乙烯基吡咯烷酮,含氧或氮单体如丙烯酸衍生物如丙烯酸酯和丙烯酸、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯,氨基甲酸酯,单-和二-官能醇,羧酸,胺,异氰酸酯,环氧化物,芳族化合物如带有取代基如烷基的芳族化合物和磺化芳族化合物,芳族树脂,咪唑和咪唑衍生物,吡唑,季铵化合物,聚氨酯预聚物和环氧树脂(US2006/0148985)。所述化合物中的导致良好碱溶解性的官能团优选为羧基。然而,导致碱溶性的其他基团也是可能的。该类基团的实例为酚基、磺酸基和酸酐基团(US 2002/0020832)。

当存在于可通过活化能量射线固化的树脂的分子单元中的烯属不饱和键的数量少时,可以使用双酚A型环氧化合物来降低油墨的粘度。酚醛清漆型环氧化合物以苯酚酚醛清漆型环氧树脂和甲酚酚醛清漆型环氧树脂为代表。该类化合物通常通过使表氯醇与酚醛清漆树脂反应而制备。

上述酸酐的典型实例为二元酸酐,例如马来酸酐、琥珀酸酐、衣康酸酐、邻苯二甲酸酐、四氢邻苯二甲酸酐、六氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基内亚甲基四氢邻苯二甲酸酐、氯菌酸酐和甲基四氢邻苯二甲酸酐;芳族多羧酸酐,例如偏苯三酸酐、均苯四酸酐和二苯甲酮-四甲酸二酐:和多羧酸酐衍生物如5-(2,5-二氧代四氢呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二甲酸酐。

碱显影性树脂(a)的其他实例为分子结构中具有至少两个烯属不饱和基团和至少一个羧基官能团的聚合物或低聚物,例如通过饱和或不饱和多元酸酐与环氧化合物和不饱和单羧酸的反应产物反应获得的树脂(例如UCB Chemicals的EB9696;Nippon KayakuCo.Ltd.的KAYARAD TCR1025;Shin-Nakamura Chemical Co.Ltd.的NK OLIGO EA-6340、EA-7440)。该类粘合剂的其他实例描述于JP2002-206014A、JP2004-69754A、JP2004-302245A、JP2005-77451A、JP2005-316449A、JP2005-338328A和JP3754065B2中。

碱显影性树脂(a)的其他实例为具有至少一个烯属不饱和基团的上述聚合物或低聚物。

其他实例为通过将含环氧基的不饱和化合物加成到含羧酸基团的聚合物的部分羧基上获得的反应产物(例如获自Daicel Co.的ACA200、ACA200M、ACA210P、ACA230AA、ACA250、ACA300、ACA320和Showa Denko K.K.提供的Ripoxy SPC-1000)。作为含羧酸的聚合物,可以使用由不饱和羧酸化合物与一种或多种可聚合化合物反应得到的上述粘合剂聚合物,例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸苄基酯、苯乙烯和(甲基)丙烯酸2-羟乙酯的共聚物,(甲基)丙烯酸、苯乙烯和α-甲基苯乙烯的共聚物,(甲基)丙烯酸、N-苯基马来酰亚胺、苯乙烯和(甲基)丙烯酸苄基酯的共聚物,(甲基)丙烯酸和苯乙烯的共聚物、(甲基)丙烯酸和(甲基)丙烯酸苄基酯的共聚物,(甲基)丙烯酸四氢糠酯、苯乙烯和(甲基)丙烯酸的共聚物等。

具有环氧基的不饱和化合物的实例在以下式(V-1)至(V-15)中给出;

其中R

在这些化合物中,特别优选具有脂环式环氧基的化合物,因为这些化合物与含羧基树脂具有高反应性,因此可以缩短反应时间。进一步地,这些化合物在反应过程中不会引起凝胶化,并且可以稳定地进行反应。另一方面,丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸缩水甘油酯从敏感度和耐热性的观点来看是有利的,因为它们具有低分子量并且可以提供高的酯化转化率。

上述化合物的具体实例例如为苯乙烯、α-甲基苯乙烯和丙烯酸的共聚物或甲基丙烯酸甲酯和丙烯酸的共聚物与(甲基)丙烯酸酯3,4-环氧环己基的反应产物。

其他实例为通过含环氧基的不饱和化合物与含羧酸基团的聚合物的部分或全部羧基的加成反应,随后与多元酸酐进一步反应获得的产物(例如由Showa Denko K.K.提供的Ripoxy SPC-3000)。

可以用具有羟基的不饱和化合物如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯和甘油单(甲基)丙烯酸酯来代替上述含环氧基的不饱和化合物以作为含羧酸基团的聚合物的反应物。

其他实例为含酸酐的聚合物的偏酯,例如马来酸酐和一种或多种其他可聚合化合物的共聚物与具有醇羟基的(甲基)丙烯酸酯如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯或具有环氧基的(甲基)丙烯酸酯如式(V-1)至(V-15)所述的化合物的反应产物。

也可以使用具有醇羟基的聚合物如(甲基)丙烯酸2-羟乙酯、(甲基)丙烯酸苄基酯和苯乙烯的共聚物与(甲基)丙烯酸或(甲基)丙烯酰氯的反应产物。

其他实例为具有不饱和端基的聚酯与多元酸酐的反应产物,其是由二元酸酐与具有至少两个环氧基的化合物反应,然后与不饱和化合物进一步反应而得到的。

其他实例为通过饱和或不饱和多元酸酐与通过将含环氧基的(甲基)丙烯酸类化合物加成到上述含羧酸的聚合物的所有羧基上获得的反应产物反应获得的树脂。

其他实例为具有烯属不饱和基团和至少一个羧基官能团的聚酰亚胺树脂。本发明中的聚酰亚胺粘合剂树脂可以是聚酰亚胺前体,例如聚酰胺酸。

碱显影性树脂的特定实例为:

丙烯酸聚合物型树脂,例如:

Cardo型树脂(基于芴环氧丙烯酸酯的树脂)

例如,基于可自由基聚合的组合物中的固含量的总重量,粘合剂树脂的含量可为2-98重量%,优选为5-90重量%,尤其为10-80重量%。

组分(a)例如包括丙烯酸酯单体。

丙烯酸酯单体是指含有一个或多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基结构部分或其组合的丙烯酸酯单体或低聚物。

含有双键的化合物的实例为(甲基)丙烯酸,(甲基)丙烯酸烷基、羟烷基或氨基烷基酯,例如(甲基)丙烯酸甲酯、乙酯、正丁酯、异丁酯、叔丁酯、正丙酯、异丙酯、正己酯、环己酯、2-乙基己酯、异冰片基酯、苄基酯、2-羟乙酯、2-羟丙酯、甲氧基乙基酯、乙氧基乙基酯、甘油酯、苯氧基乙基酯、甲氧基二甘醇酯、乙氧基二甘醇酯、聚乙二醇酯、聚丙二醇酯、缩水甘油酯、N,N-二甲基氨基乙基酯和N,N-二乙基氨基乙基酯。其他实例为(甲基)丙烯腈、(甲基)丙烯酰胺、N-取代的(甲基)丙烯酰胺如N,N-二甲基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二乙基(甲基)丙烯酰胺、N,N-二丁基(甲基)丙烯酰胺、N-甲基(甲基)丙烯酰胺、N-乙基(甲基)丙烯酰胺、N-丁基(甲基)丙烯酰胺和N-(甲基)丙烯酰基吗啉,乙烯基酯如乙酸乙烯酯,乙烯基醚如异丁基乙烯基醚,苯乙烯,烷基、羟基和卤代苯乙烯,N-乙烯基吡咯烷酮,N-乙烯基己内酰胺,N-乙烯基乙酰胺,N-乙烯基甲酰胺,氯乙烯和偏二氯乙烯。

具有相对高分子量的多不饱和化合物(低聚物)的实例为聚酯、聚氨酯、聚醚和聚酰胺,其含有烯属不饱和羧酸酯。

特别合适的实例为烯属不饱和羧酸与多元醇或聚环氧化物的酯。

不饱和羧酸的实例为丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、衣康酸、肉桂酸和不饱和脂肪酸如亚麻酸或油酸。优选丙烯酸和甲基丙烯酸。

合适的多元醇为芳族,特别是脂族和脂环族多元醇。芳族多元醇的实例为氢醌、4,4'-二羟基联苯、2,2-双(4-羟基苯基)乙烷、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、2,2-双(4-羟基苯基)六氟丙烷、9,9-双(4-羟基苯基)芴、酚醛清漆和甲阶酚醛树脂。脂族和脂环族多元醇的实例为优选具有2-12个碳原子的亚烷基二醇,例如乙二醇,1,2-或1,3-丙二醇,1,2-、1,3-或1,4-丁二醇,戊二醇,己二醇,辛二醇,十二烷二醇,二甘醇,三甘醇,分子量优选为200-1500的聚乙二醇,1,3-环戊二醇,1,2-、1,3-或1,4-环己二醇,1,4-二羟基甲基环己烷,甘油,三乙醇胺,三羟甲基乙烷,三羟甲基丙烷,季戊四醇,季戊四醇单草酸酯,二季戊四醇,季戊四醇与乙二醇或丙二醇的醚,二季戊四醇与乙二醇或丙二醇的醚,山梨糖醇,2,2-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]甲烷,2,2-双[4-(2-羟基乙氧基)苯基]丙烷和9,9-二[4-(2-羟基乙氧基)苯基]芴。其他合适的多元醇是在聚合物链或侧基中含有羟基的聚合物和共聚物,实例为包含乙烯醇或包含(甲基)丙烯酸羟烷基酯的均聚物或共聚物。其他合适的多元醇是具有羟基端基的酯和氨基甲酸酯。

多元醇可以用一种不饱和羧酸或用不同的不饱和羧酸部分或完全酯化,在偏酯中,游离羟基可以被改性,例如醚化或用其他羧酸酯化。

基于多元醇的酯的实例为三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三(丙烯酰氧基丙基)醚、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、四亚甲基二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二(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、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯单草酸酯、二季戊四醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(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)丙烯酸酯单(2-羟乙基)醚、三季戊四醇八(甲基)丙烯酸酯、1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-环己二醇二(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇三(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇四(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇五(甲基)丙烯酸酯、山梨糖醇六(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸酯低聚酯、甘油二(甲基)丙烯酸酯和三(甲基)丙烯酸酯、分子量为200-1500的聚乙二醇的二(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇二衣康酸酯、二季戊四醇三衣康酸酯、二季戊四醇五衣康酸酯、二季戊四醇六衣康酸酯、乙二醇二衣康酸酯、丙二醇二衣康酸酯、1,3-丁二醇二衣康酸酯、1,4-丁二醇二衣康酸酯、四亚甲基二醇二衣康酸酯、山梨糖醇四衣康酸酯、乙二醇二巴豆酸酯、四亚甲基二醇二巴豆酸酯、季戊四醇二巴豆酸酯、乙二醇二马来酸酯、三甘醇二马来酸酯、季戊四醇二马来酸酯、山梨糖醇四马来酸酯或其混合物。

其他实例为下式(XII)和(XIII)所示的季戊四醇和二季戊四醇衍生物:

其中:

M

R

p为0-6(p的总和为3-24),q为0-6(q的总和为2-16)。

聚环氧化物的实例是基于上述多元醇和表氯醇的那些。典型的实例为双(4-缩水甘油氧基苯基)甲烷、2,2-双(4-缩水甘油氧基苯基)丙烷、2,2-双(4-缩水甘油氧基苯基)六氟丙烷、9,9-双(4-缩水甘油氧基苯基)芴、双[4-(2-缩水甘油氧基乙氧基)苯基]甲烷、2,2-双[4-(2-缩水甘油氧基乙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(2-缩水甘油氧基乙氧基)苯基]六氟丙烷、9,9-双[4-(2-缩水甘油氧基乙氧基)苯基]芴、双[4-(2-缩水甘油氧基丙氧基)苯基]甲烷、2,2-双[4-(2-缩水甘油氧基丙氧基)苯基]丙烷、2,2-双[4-(2-缩水甘油氧基丙氧基)苯基]六氟丙烷、9,9-双[4-(2-缩水甘油氧基丙氧基)苯基]芴、苯酚和甲酚酚醛清漆的甘油二缩水甘油基醚和缩水甘油醚。

基于聚环氧化物的典型实例为2,2-双[4-{(2-羟基-3-丙烯酰氧基)丙氧基}苯基]丙烷、2,2-双[4-{(2-羟基-3-丙烯酰氧基)丙氧基乙氧基}苯基]丙烷、9,9-双[4-{(2-羟基-3-丙烯酰氧基)丙氧基}苯基]芴、9,9-双[4-{(2-羟基-3-丙烯酰氧基)丙氧基乙氧基}苯基]芴、甘油1,3-二甘油酯二丙烯酸酯和基于酚醛清漆的环氧树脂与(甲基)丙烯酸的反应产物。

优选的多官能(甲基)丙烯酸酯单体或低聚物包括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、二-三羟甲基丙烷四丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯三丙烯酸酯。

特定实例为:

二季戊四醇六丙烯酸酯(DPHA)

二季戊四醇五丙烯酸酯(DPPA)

具有两个丙烯酰基或甲基丙烯酰基结构部分的市售丙烯酸酯单体或低聚物的实例为

具有3个或更多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基结构部分的市售丙烯酸酯单体或低聚物的实例为

具有2个或更多个丙烯酰基或甲基丙烯酰基结构部分的市售氨基甲酸酯丙烯酸酯单体或低聚物的实例为NEW FRONTIER R-1150(DAI-ICHI KOGYO SEIYAKU CO.,LTD.),KAYARAD DPHA-40H、KAYARAD UX-5000(NIPPON KAYAKU Co.,LTD.),UN-9000H(NegamiChemical Industrial Co.,Ltd.)。

基于组合物的全部固含量,即不包括溶剂的所有组分的量,存在于可辐射固化组合物中的丙烯酸酯的量为约2-80%,优选为约5-70%。

当然可将其他已知的光引发剂(c)加入到所述可光固化组合物中。使用其他光引发剂不是关键的。光引发剂(c)例如选自二苯甲酮类、双咪唑、芳族α-羟基酮、苄基缩酮、芳族α-氨基酮、苯基乙醛酸酯、单酰基氧化膦、双酰基氧化膦、三酰基氧化膦、衍生自咔唑型芳族酮和/或肟酯。

光引发剂的实例为樟脑醌;二苯甲酮、二苯甲酮衍生物,例如2,4,6-三甲基二苯甲酮、2-甲基二苯甲酮、3-甲基二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2-甲氧基羰基二苯甲酮、4,4'-双(氯甲基)二苯甲酮、4-氯二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、3,3'-二甲基-4-甲氧基-二苯甲酮、[4-(4-甲基苯硫基)苯基]-苯甲酮、甲基-2-苯甲酰基苯甲酸酯、3-甲基-4'-苯基二苯甲酮、2,4,6-三甲基-4'-苯基二苯甲酮、4,4'-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4'-双(二乙基氨基)二苯甲酮,噻吨酮类,噻吨酮衍生物,聚合型噻吨酮,例如OMPOL TX;缩酮化合物,例如苯偶酰二甲基缩酮(

特定实例为:

(2-苄基-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮)

2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基氨基)-1-[4-(4-吗啉基)苯基]-1-丁酮

1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰肟)

乙酮1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)

本发明的组合物可以包含颜料,或颜料混合物,或染料,或染料混合物,或一种或多种颜料与一种或多种染料的混合物作为组分(d)。可以包含在本发明组合物中的颜料,包括着色的滤色器用抗蚀剂组合物,优选是加工的颜料。

红色颜料包括例如单独的蒽醌型颜料、单独的二酮基吡咯并吡咯型颜料、它们的混合物或由它们中至少一种与双偶氮型黄色颜料或异吲哚啉型黄色颜料组成的混合物,特别是单独的C.I.颜料红177、单独的C.I.颜料红254、C.I.颜料红177和C.I.颜料红254的混合物或由C.I.颜料红177、C.I.颜料红242和C.I.颜料红254中的至少一种与C.I.颜料黄83或C.I.颜料黄139组成的混合物(“C.I.”是指本领域技术人员已知和公众可获得的颜色指数)。

其他合适的颜料的实例为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和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以及C.I.颜料橙43和71。

红色染料的实例为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,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和58。红色染料可与黄色和/或橙色染料组合使用。

绿色颜料包括例如单独的卤化酞菁型颜料或其与双偶氮型黄色颜料、喹酞酮型黄色颜料或金属配合物的混合物,特别是单独的C.I.颜料绿7、单独的C.I.颜料绿36、单独的C.I.颜料绿58,或由C.I.颜料绿7、C.I.颜料绿36、C.I.颜料绿58、C.I.颜料绿59、C.I.颜料绿62、C.I.颜料绿63中的至少一种组成的混合物,和C.I.颜料黄83、C.I.颜料黄138、颜料黄139或C.I.颜料黄150。其他合适的绿色颜料为C.I.颜料绿15、25和37。合适的绿色染料的实例为C.I.酸性绿3、9、16,C.I.碱性绿1和4。

合适的蓝色颜料的实例为酞菁型颜料,其单独使用或与二噁嗪型紫色颜料组合使用,例如单独的C.I.颜料蓝15:6,C.I.颜料蓝15:6和C.I.颜料紫23的组合。蓝色颜料的其他实例为C.I.颜料蓝15:3、15:4、16、22、28和60。其他合适的颜料为C.I.颜料紫14、19、23、29、32、37、177和C.I.橙73。

蓝色染料包括例如甲烷型染料、蒽醌型染料、偶氮型染料、金属配合物偶氮型染料、三芳基甲烷型染料或酞菁型染料。

合适的蓝色染料的实例为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,和C.I.分散蓝198和C.I.媒染蓝1。

用于黑色基材的光聚合物组合物的颜料优选包括选自炭黑、钛黑、氧化铁、内酯、内酰胺和苝中的至少一种。优选的实例为炭黑。然而,也可以使用总体上提供黑色外观的其他颜料的混合物。例如,也可单独或组合使用C.I.颜料黑1、7、31和32。

用于滤色器的染料的其他实例为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.酸性橙14,C.I.溶剂黑3、5、7、27、28、29、35、45和46。

在滤色器的一些特殊情况下,使用互补颜色黄色、品红色、青色和任选的绿色来代替红色、绿色和蓝色。作为这种滤色器的黄色,可以使用上述黄色颜料和染料。适用于品红色的着色剂的实例为C.I.颜料红122、144、146、169、177,C.I.颜料紫19和23。青色的实例为铝酞菁颜料、钛酞菁颜料、钴酞菁颜料和锡酞菁颜料。

滤色器用抗蚀剂组合物中的颜料优选具有比可见光波长(400-700nm)小的平均粒径。特别优选的是平均颜料直径<100nm。

颜料在总固体组分(各种颜色的颜料和树脂)中的浓度例如为5-80重量%,特别为20-65重量%。

染料在总固体组分(各种颜色的染料和树脂)中的浓度例如为0.5-95重量%,特别为0.5-70重量%。

如果需要的话,可以通过用分散剂预处理颜料以改善颜料在液体配制剂中的分散稳定性,从而使颜料在光敏组合物中稳定。合适的添加剂如下所述。

添加剂(d)任选地存在于本发明的组合物中,例如分散剂、表面活性剂、增粘剂、光敏剂等。

优选对颜料进行表面处理以使颜料容易分散并使所得颜料分散体稳定。表面处理试剂例如为表面活性剂、聚合物分散剂、一般的纹理改进剂、颜料衍生物及其混合物。尤其优选的是,本发明的着色剂组合物包含至少一种聚合物分散剂和/或至少一种颜料衍生物。

合适的表面活性剂包括阴离子表面活性剂,例如烷基苯磺酸盐或烷基萘磺酸盐、烷基磺基琥珀酸盐或萘甲醛磺酸盐;阳离子表面活性剂,包括例如季铵盐,例如苄基三丁基氯化铵;或非离子或两性表面活性剂,例如分别为聚氧乙烯表面活性剂和烷基甜菜碱或酰胺基丙基甜菜碱。

表面活性剂的示意性实例包括聚氧乙烯烷基醚,例如聚氧乙烯月桂基醚、聚氧乙烯硬脂基醚和聚氧乙烯油基醚;聚氧乙烯烷基苯基醚,例如聚氧乙烯辛基苯基醚和聚氧乙烯壬基苯基醚;聚乙二醇二酯,例如聚乙二醇二月桂酸酯和聚乙二醇二硬脂酸酯;脱水山梨糖醇脂肪酸酯;脂肪酸改性的聚酯;叔胺改性的聚氨酯;聚乙烯亚胺;以商品名KP(Shin-Etsu Chemical Co.,Ltd的产品)、Polyflow(KYOEISHA CHEMICAL Co.,Ltd的产品)、F-Top(Tochem Products Co.,Ltd的产品)、MEGAFAC(Dainippon Ink&Chemicals,Inc.的产品)、Fluorad(Sumitomo 3M Ltd的产品)、Asahi Guard和Surflon(Asahi Glass Co.,Ltd的产品)等获得的那些。

这些表面活性剂可以单独使用或以两种或更多种的混合物使用。表面活性剂通常以50重量份或更少,优选0-30重量份的量使用,基于100重量份的着色剂组合物。

聚合物分散剂包括具有颜料亲和基团的高分子量聚合物。实例为:统计共聚物,其包含例如苯乙烯衍生物、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺,以及通过后改性的该类统计共聚物;嵌段共聚物和/或梳状聚合物,其包含例如苯乙烯衍生物、(甲基)丙烯酸酯和(甲基)丙烯酰胺,以及通过后改性的该类嵌段共聚物和/或梳状聚合物;聚乙烯亚胺,其例如用聚酯制成;聚胺,其例如由聚酯制成;和许多种类的(改性)聚氨酯。

也可使用聚合物分散剂。合适的聚合物分散剂例如为BYK的

优选使用

合适的纹理改进剂例如为脂肪酸如硬脂酸或山萮酸,和脂肪胺如月桂胺和硬脂胺。此外,脂肪醇或乙氧基化脂肪醇、多元醇如脂族1,2-二醇或环氧化大豆油、蜡、树脂酸和树脂酸盐可用于该目的。

合适的颜料衍生物例如为铜酞菁衍生物如Ciba的

上述用于颜料的分散剂和表面活性剂例如用于本发明的组合物中,其用作抗蚀剂配制剂,特别是用于滤色器配制剂中。

本发明的主题还在于如上所述的可光聚合组合物作为包含分散剂或分散剂混合物的其他添加剂,以及如上所述的可光聚合组合物作为包含颜料或颜料混合物的其他添加剂。

在本发明中,分散剂的含量优选为1-80质量%,更优选为5-70质量%,甚至更优选为10-60质量%,基于颜料的质量。

其他合适的添加剂(d)例如为粘合改进剂。本发明的可固化组合物可以含有粘合改进剂,用于提高对硬表面如载体的粘合性。粘合改进剂可为硅烷偶联剂、钛偶联剂等。

光聚合也可以通过加入其他光敏剂或共引发剂作为组分(d)来促进,所述光敏剂或共引发剂使光谱敏感度移动或变宽。这些特别为芳族化合物,例如二苯甲酮及其衍生物、噻吨酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、香豆素和吩噻嗪及其衍生物,以及3-(芳酰基亚甲基)噻唑啉、绕丹宁、樟脑醌,以及曙红、若丹明、赤藓红、呫吨、噻吨,吖啶如9-苯基吖啶、1,7-双(9-吖啶基)庚烷、1,5-双(9-吖啶基)戊烷,花青和部花青染料。

该类化合物的特定实例为:

噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2-氯噻吨酮、1-氯-4-丙氧基噻吨酮、2-十二烷基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、1-甲氧基羰基噻吨酮、2-乙氧基羰基噻吨酮、3-(2-甲氧基乙氧基羰基)-噻吨酮、4-丁氧基羰基噻吨酮、3-丁氧基羰基-7-甲基噻吨酮、1-氰基-3氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氯噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-乙氧基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-氨基噻吨酮、1-乙氧基羰基-3-苯基磺酰基噻吨酮、3,4-二-[2-(2-甲氧基乙氧基)乙氧基羰基]-噻吨酮、1,3-二甲基-2-羟基-9H-噻吨-9-酮2-乙基己基醚、1-乙氧基羰基-3-(1-甲基-1-吗啉代-乙基)-噻吨酮、2-甲基-6-二甲氧基甲基-噻吨酮、2-甲基-6-(1,1-二甲氧基苄基)-噻吨酮、2-吗啉代-甲基噻吨酮、2-甲基-6-吗啉代-甲基噻吨酮、N-烯丙基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、N-辛基噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、N-(1,1,3,3-四甲基丁基)-噻吨酮-3,4-二甲酰亚胺、1-苯氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲氧基噻吨酮、6-乙氧基羰基-2-甲基噻吨酮、噻吨酮-2-甲酸聚乙二醇酯、2-羟基-3-(3,4-二甲基-9-氧代-9H-噻吨酮-2-基氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙基氯化铵;

二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、4-甲氧基二苯甲酮、4,4’-二甲氧基二苯甲酮、4,4’-二甲基二苯甲酮、4,4’-二氯二苯甲酮、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’-双(甲基乙基氨基)二苯甲酮、4,4’-双(对异丙基苯氧基)二苯甲酮、4-甲基二苯甲酮、2,4,6-三甲基二苯甲酮、4-(4-甲硫基苯基)-二苯甲酮、3,3’-二甲基-4-甲氧基二苯甲酮、甲基-2-苯甲酰基苯甲酸酯、4-(2-羟基乙硫基)-二苯甲酮、4-(4-甲苯硫基)二苯甲酮、1-[4-(4-苯甲酰基-苯硫基)-苯基]-2-甲基-2-(甲苯-4-磺酰基)-丙烷-1-酮、4-苯甲酰基-N,N,N-三甲基苯甲基氯化铵、2-羟基-3-(4-苯甲酰基苯氧基)-N,N,N-三甲基-1-丙基氯化铵单水合物、4-(13-丙烯酰基-1,4,7,10,13-五氧杂十三烷基)-二苯甲酮、4-苯甲酰基-N,N-二甲基-N-[2-(1-氧代-2-丙烯基)氧基]乙基-苯甲基氯化铵;

香豆素1、香豆素2、香豆素6、香豆素7、香豆素30、香豆素102、香豆素106、香豆素138、香豆素152、香豆素153、香豆素307、香豆素314、香豆素314T、香豆素334、香豆素337、香豆素500、3-苯甲酰基香豆素、3-苯甲酰基-7-甲氧基香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二甲氧基香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二丙氧基香豆素、3-苯甲酰基-6,8-二氯香豆素、3-苯甲酰基-6-氯-香豆素、3,3’-羰基-双[5,7-二(丙氧基)香豆素]、3,3’-羰基-双(7-甲氧基香豆素)、3,3’-羰基-双(7-二乙基氨基-香豆素)、3-异丁酰基香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二甲氧基-香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二乙氧基-香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二丁氧基香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二(甲氧基乙氧基)-香豆素、3-苯甲酰基-5,7-二(烯丙氧基)香豆素、3-苯甲酰基-7-二甲基氨基香豆素、3-苯甲酰基-7-二乙基氨基香豆素、3-异丁酰基-7-二甲基氨基香豆素、5,7-二甲氧基-3-(1-萘甲酰基)-香豆素、5,7-二乙氧基-3-(1-萘甲酰基)-香豆素、3-苯甲酰基苯并[f]香豆素、7-二乙基氨基-3-噻吩甲酰基香豆素、3-(4-氰基苯甲酰基)-5,7-二甲氧基香豆素、3-(4-氰基苯甲酰基)-5,7-二丙氧基香豆素、7-二甲基氨基-3-苯基香豆素、7-二乙基氨基-3-苯基香豆素,JP09-179299-A和JP09-325209-A中公开的香豆素衍生物,例如7-[{4-氯-6-(二乙基氨基)-S-三嗪-2-基}氨基]-3-苯基香豆素;

3-甲基-2-苯甲酰基亚甲基-□-萘并噻唑啉、3-甲基-2-苯甲酰基亚甲基-苯并噻唑啉、3-乙基-2-丙酰基亚甲基-□-萘并噻唑啉;

4-二甲基氨基亚苄基绕丹宁、4-二乙基氨基亚苄基绕丹宁、3-乙基-5-(3-辛基-2-苯并噻唑林亚基)-绕丹宁,绕丹宁衍生物,JP08-305019A中公开的式[1]、[2]、[7];

苯乙酮、3-甲氧基苯乙酮、4-苯基苯乙酮、苯偶酰、4,4’-双(二甲基氨基)苯偶酰、2-乙酰基萘、2-萘甲醛、丹酰酸衍生物、9,10-蒽醌、蒽、芘、氨基芘、苝、菲,菲醌、9-芴酮、二苯并环庚酮、姜黄素、呫吨酮、硫代米蚩酮、α-(4-二甲基氨基亚苄基)酮,例如2,5-双(4-二乙基氨基亚苄基)环戊酮、2-(4-二甲基氨基-亚苄基)-茚满-1-酮、3-(4-二甲基氨基-苯基)-1-茚满-5-基-丙烯酮,3-苯基硫代邻苯二甲酰亚胺、N-甲基-3,5-二(乙硫基)-邻苯甲酰亚胺、吩噻嗪、甲基吩噻嗪,胺,例如N-苯基甘氨酸、4-二甲基氨基苯甲酸乙酯、4-二甲基氨基苯甲酸丁氧基乙基酯、4-二甲基氨基苯乙酮、三乙醇胺、甲基二乙醇胺、二甲基氨基乙醇、苯甲酸2-(二甲基氨基)乙基酯、聚丙二醇-4-(二甲基氨基)苯甲酸酯。

光敏剂可选自二苯甲酮及其衍生物、噻吨酮及其衍生物、蒽醌及其衍生物、或香豆素及其衍生物。

为了促进光聚合,可以加入胺,例如三乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、对-二甲氨基苯甲酸乙酯、苯甲酸2-(二甲氨基)乙酯、对-二甲氨基苯甲酸2-乙基己基酯、对-N,N-二甲氨基苯甲酸辛酯、N-(2-羟乙基)-N-甲基-对甲苯胺或米蚩酮。胺的作用可以通过加入二苯甲酮型芳族酮来增强。可用作氧清除剂的胺的实例为取代的N,N-二烷基苯胺,如EP339841所述。其他促进剂、共引发剂和自氧化剂为硫醇、硫醚、二硫化物、鏻盐、氧化膦或膦,例如如EP438123、GB2180358和JP KokaiHei 6-68309所述。

为了促进热聚合,可以加入热固化促进剂,例如肟磺酸酯,例如如WO2012/101245所述;羟胺酯,例如如WO2012/108835、WO2001090113、WO03029332和WO04081100所述;过氧化物,例如有机过氧化物或氢过氧化物,例如如JP2003015288和JP10010718所述;以及偶氮化合物,例如如JP2003015288所述。

根据应用领域和该领域所需的性能来选择添加剂。上述添加剂是本领域常用的,因此以在各自应用中常用的量加入。

作为任选的其他添加剂(d)的热抑制剂用于防止过早聚合,实例为氢醌、氢醌衍生物、对甲氧基苯酚、β-萘酚或位阻酚,如2,6-二叔丁基对甲酚。为了提高在黑暗中的储存稳定性,可以使用例如铜化合物,例如环烷酸铜、硬脂酸铜或辛酸铜;磷化合物,例如三苯基膦、三丁基膦、三乙基膦、磷酸三苯酯或磷酸三苄基酯;季铵化合物,例如四甲基氯化铵或三甲基苄基氯化铵;或羟胺衍生物,例如N-二乙基羟胺。为了在聚合过程中排除大气氧,可以加入石蜡或类似的蜡状物质,它们在聚合物中的溶解度不足,在聚合开始时迁移到表面上,形成透明的表面层,防止空气进入。也可以施加不透氧的层。可以少量加入的光稳定剂是UV吸收剂,例如羟基苯基苯并三唑、羟基苯基-二苯甲酮、草酰胺或羟基苯基-s-三嗪类型的那些。这些化合物可以单独使用或混合使用,含有或不含位阻胺(HALS)。

热抑制剂可用于防止颜色性质如组合物的透明度劣化,优选为酚衍生物或位阻酚,例如如US4994628、JP6128195、JP7206771和WO0198249所述。

此外,潜热抑制剂还用作抗氧化剂以防止过早聚合或变色。潜热抑制剂是具有能够通过加热而脱离的保护基的化合物,其是通过脱离保护基而发挥抗氧化剂功能的化合物。作为优选的潜热抑制剂,已知的是由苯酚衍生物和酸酐、Boc试剂如二碳酸二叔丁酯、酰氯、烷基卤衍生物、烯丙基醚衍生物或环氯化物衍生物的组合合成的化合物,例如由WO14021023、WO17043353、WO2016056290、JP2017008219、JP2017066370、JP201513937WO2018062105已知。

本发明的组合物还可以包含一种或多种溶剂。合适的溶剂的实例为酮、醚和酯,例如甲基乙基酮、异丁基甲基酮、环戊酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮、二噁烷、四氢呋喃、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇二丙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、丙二醇单丙醚、丙二醇单丁醚、丙二醇二甲醚、丙二醇二乙醚、丙二醇二丙醚、二甘醇单甲醚、二甘醇单乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、乙二醇单甲醚乙酸酯、乙二醇单乙醚乙酸酯、乙二醇单丙醚乙酸酯、乙二醇单丁醚乙酸酯、丙二醇单甲醚乙酸酯、丙二醇单乙醚乙酸酯、丙二醇单丙醚乙酸酯、乙酸2-甲氧基丁酯、乙酸3-甲氧基丁酯、乙酸4-甲氧基丁酯、乙酸2-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基丁酯、乙酸3-乙基-3-甲氧基丁酯、乙酸2-乙氧基丁酯、乙酸4-乙氧基丁酯、乙酸4-丙氧基丁酯、乙酸2-甲氧基戊酯、乙酸3-甲氧基戊酯、乙酸4-甲氧基戊酯、乙酸2-甲基-3-甲氧基戊酯、乙酸3-甲基-3-甲氧基戊酯、乙酸3-甲基-4-甲氧基戊酯、乙酸4-甲基-4-甲氧基戊酯、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丙酸丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、2-戊酮和乳酸乙酯。

本发明的组合物可额外包含能产生热自由基的化合物,实例为有机过氧化物、偶氮衍生物、苯偶姻衍生物、苯偶姻醚衍生物、苯乙酮衍生物、羟胺酯、肟衍生物和氢过氧化物。

市售过氧化物的实例为二月桂酰、过氧-2-乙基己酸1,1,3,3-四甲基丁基酯、过氧-2-乙基己酸叔丁酯、1,1-二(叔丁基过氧)-2-甲基环己烷、1,1-二(叔己基过氧)-3,3,5-三甲基环己烷、过氧化马来酸叔丁酯、过氧化月桂酸叔丁酯、过氧化2-乙基己基单碳酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔己酯、过氧化乙酸叔丁酯、过氧化苯甲酸叔丁酯、过氧化二异丙苯、过氧化二叔丁基、2,5-二甲基-2,5-二(叔丁基过氧)己炔-3、1,1,3,3-四甲基丁基氢过氧化物、氢过氧化枯烯、2,3-二甲基-2,3-二苯基丁烷(NOF Co.,Ltd.),Kayamek A、Kayamek M、Kayamek R、Kayamek L、Kayamec LH(Kayaku Akzo Co.,Ltd.),例如如JP2013-014675所述。

市售偶氮衍生物的实例为2,2'-偶氮二(异丁腈)、2,2'-偶氮二(2-甲基丁腈)、1,1'-偶氮二(环己烷-1-甲腈)、(2,4-二甲基戊腈)、1-[(1-氰基-1-甲基乙基)偶氮]甲酰胺、2,2'-偶氮二(2-脒基丙烷)二盐酸盐、2,2'-偶氮二[N-(2-丙烯基)-2-甲基丙酰胺]、2,2'-偶氮二(N-丁基-2-甲基丙酰胺)、2,2'-偶氮二[2-(2-咪唑啉-2-基)丙烷]、2,2'-偶氮二[2-甲基-N-(2-羟乙基)丙酰胺]、2,2'-偶氮二(异丁酸二甲酯)(Wako Pure ChemicalIndustries,LTD.)。

其他热自由基引发剂是羟胺衍生物,例如WO10/108835中所述的肟衍生物,和肟衍生物,例如WO12/101245和WO16/030790中所述的肟磺酸酯。

本发明的组合物可额外包含通过酸或碱活化的交联剂,例如如JP10221843-A所述,和通过热或光化辐射产生酸或碱并活化交联反应的化合物。除了自由基硬化剂以外,还使用阳离子光或热引发剂,例如锍盐、鏻盐或碘鎓盐,例如

可由酸或碱活化的交联剂包括具有环氧基或氧杂环丁烷基团的化合物。可以使用固体或液体的已知环氧或氧杂环丁烷化合物,并且根据所需的特性使用所述化合物。优选的环氧树脂为双酚S型环氧树脂,例如由Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产的BPS-200,由ARCCo.生产的EPX-30、由Dainippon Ink&Chemicals Inc.生产的Epiculon EXA-1514等;双酚A型环氧树脂,例如由Dainippon Ink&Chemicals Inc.生产的Epiculon N-3050、N-7050、N-9050,XAC-5005、GT-7004、6484T、6099;双酚F型环氧树脂,例如由NSCC EpoxyManufacturing Co.,Ltd.生产的YDF-2004、YDF2007等;双酚芴型环氧树脂,例如由OsakaGas Chemicals生产的OGSOL PG、PG-100、EG、EG-210;二缩水甘油基邻苯二甲酸酯树脂,例如由Nippon Oil and Fats Co.,Ltd.生产的Blemmer DGT等;杂环环氧树脂,例如由NissanChemical Industries,Ltd.生产的TEPIC,由Ciba Specialty Chemicals Inc.生产的Araldite PT810等;双二甲酚型环氧树脂,例如由Yuka Shell Co.生产的YX-4000等;双酚型环氧树脂,例如由Yuka Shell Co.生产的YL-6056等;四缩水甘油基二甲苯基乙烷树脂,例如由NSCC Epoxy Manufacturing Co.,Ltd.生产的ZX-1063等;酚醛清漆型环氧树脂,例如由Nippon Kayaku Co.,Ltd.生产的EPPN-201、EOCN-103、EOCN-1020、EOCN-1025和BRRN,由Asahi Chemical Industry Co.,Ltd.生产的ECN-278、ECN-292和ECN-299,由BASF JapanLtd.生产的GY-1180、ECN-1273和ECN-1299,由NSCC Epoxy Manufacturing Co.,Ltd.生产的YDCN-220L、YDCN-220HH、YDCN-702、YDCN-704、YDPN-601和YDPN-602,由Dainippon Ink&Chemicals Inc.生产的Epiculon-673、N-680、N-695、N-770和N-775;双酚A的酚醛清漆型环氧树脂,例如由Asahi Chemical Industry Co.,Ltd.生产的EPX-8001、EPX-8002、EPPX-8060和EPPX-8061,由Dainippon Ink&Chemicals Inc.生产的Epiculon N-880等;螯合型环氧树脂,例如由Asahi Denka Kogyo K.K.等生产的EPX-49-69和EPX-49-30;乙二醛型环氧树脂,例如由NSCC Epoxy Manufacturing Co.,Ltd.生产的YDG-414等;含氨基的环氧树脂,例如由NSCC Epoxy Manufacturing Co.,Ltd.生产的YH-1402和ST-110,由Yuka Shell Co.生产的YL-931和YL-933等;橡胶改性的环氧树脂,例如由Dainippon Ink&Chemicals Inc.生产的Epiculon TSR-601,由Asahi Denka Kogyo K.K.生产的EPX-84-2和EPX-4061等;二环戊二烯酚型环氧树脂,例如由Sanyo-Kokusaku Pulp Co.,Ltd.生产的DCE-400等;聚硅氧烷改性的环氧树脂,例如由Asahi Denka Kogyo K.K.生产的X-1359等;e-己内酯改性的环氧树脂,例如由Daicel Co.生产的

所述可光聚合的组合物可以用于各种目的,例如作为印刷油墨,例如丝网印刷油墨,胶版或柔版印刷油墨,透明漆,作为白色或彩色漆,例如用于木材或金属,作为粉末涂料,作为涂料,尤其是用于纸、木材、金属或塑料,作为可日光固化的涂料用于建筑物和路标的标记,用于照相复制技术,用于全息记录材料,用于图像记录技术或用于生产可以用有机溶剂或用水性碱显影的印版,用于制备丝网印刷的掩模,作为牙齿填充组合物,作为粘合剂,作为压敏粘合剂,作为层压树脂,作为蚀刻抗蚀剂、阻焊剂、电镀抗蚀剂或永久性抗蚀剂(液体和干膜),作为可光结构化的电介质,用于印刷电路板和电子电路,作为抗蚀剂用于制备各种显示应用的滤色器或在等离子体显示面板和电致发光显示器的制备过程中产生结构(例如如US5853446、EP863534、JP 09-244230-A、JP10-62980-A、JP08-171863-A、US5840465、EP855731、JP05-271576-A、JP 05-67405-A所述),用于制备全息数据储存(HDS)材料,用于生产光学开关、光学晶格(干涉晶格)、光电路、用于通过批量固化(在透明模具中UV固化)或通过立体平版印刷技术生产三维制品,例如如US4575330所述,用于生产复合材料(例如苯乙烯类聚酯,如果需要,其可含有玻璃纤维和/或其他纤维和其他助剂)和其他厚层组合物,用于涂覆或密封电子组件和集成电路,或作为用于光纤的涂层,或用于生产光学透镜,例如接触透镜或菲涅耳透镜。本发明的组合物还适用于生产医疗设备、辅助设备或植入物。此外,本发明的组合物适于制备具有热致变性能的凝胶,例如如DE19700064和EP678534所述。

所述新型光引发剂可额外用作乳液聚合、珠状聚合或悬浮聚合的引发剂,用作固定液晶单体和低聚物有序状态的聚合引发剂,或用作将染料固定在有机材料上的引发剂。

在涂料中,经常使用预聚物与多不饱和单体的混合物,其也可额外包括单不饱和单体。此处,预聚物主要决定涂膜的性质,并且通过改变预聚物,本领域技术人员能够影响固化膜的性质。多不饱和单体起交联剂的作用,使得膜不溶。单不饱和单体起反应性稀释剂的作用,其用于降低粘度而无需使用溶剂。

不饱和聚酯树脂通常与单不饱和单体,优选与苯乙烯一起用于双组分体系中。对于光致抗蚀剂,经常使用特定的单组分体系,例如聚马来酰亚胺、聚查耳酮或聚酰亚胺,如DE 2308830所述。

所述新型光引发剂也可用于可辐射固化粉末涂料的聚合。所述粉末涂料可基于固体树脂和含有反应性双键的单体,例如马来酸酯、乙烯基醚、丙烯酸酯、丙烯酰胺及其混合物。

所述新型可光固化组合物适合作为例如所有种类的基材的涂料,所述基材例如为木材、纺织品、纸、陶瓷、玻璃、塑料如聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚烯烃或乙酸纤维素,尤其是膜形式,以及金属如Al、Cu、Ni、Fe、Zn、Mg或Co和GaAs、Si或SiO

所述新型辐射敏感组合物还用作负性抗蚀剂,其具有非常高的光敏感性,并且能够在含水碱性介质中显影而不溶胀。它们适于制备凸版印刷、平版印刷、凹版照相印刷或丝网印刷用的印版,适于制备凸版复制品,例如用于制备盲文文字,用于制备印模,用于化学铣削或作为集成电路制备中的微抗蚀剂。所述组合物还可在计算机芯片、印刷板和其他电气或电子组件的生产中用作可光图案化的介电层或涂层、封装材料和绝缘涂层。可能的层载体和涂覆基材的加工条件也是变化的。

所述新型组合物还涉及一种光敏热固性树脂组合物和一种使用该组合物形成阻焊图案的方法,更特别地,涉及一种可用作生产印刷电路板、精密制造金属制品、蚀刻玻璃和石制品、浮雕塑料制品和制备印版的材料,尤其可用作印刷电路板的阻焊材料的新型光敏热固性树脂组合物,还涉及一种通过使树脂组合物层选择性地通过具有图案的光掩模暴露于光化射线并使该层的未曝光部分显影而形成阻焊图案的方法。

阻焊剂是在将给定部分焊接到印刷电路板期间使用的物质,目的是防止熔融焊料粘附到不相关的部分并保护电路。因此,要求其具有诸如高粘合性、绝缘电阻、耐焊接温度、耐溶剂性、耐碱性、耐酸性和耐电镀性的性能。

由于本发明的可光固化组合物具有良好的热稳定性,并且对氧的抑制具有足够的抵抗性,因此它们特别适于生产滤色器或彩色马赛克系统,例如如EP320264所述。滤色器通常用于制造平板显示器,例如LCD、PDP(等离子平板显示器)、EL(电致发光)显示器和投影系统,图像传感器,CCD(电荷耦合器件),和用于扫描仪、数码相机和摄像机的CMOS(互补金属氧化物半导体)传感器。通常通过在玻璃基材上形成红色、绿色和蓝色像素以及黑色矩阵来制备滤色器。在这些方法中,可使用本发明的可光固化组合物。特别优选的使用方法包括将红色、绿色和蓝色的着色剂、染料和颜料加入到本发明的光敏树脂组合物中,用该组合物涂覆基材,用短暂的热处理干燥涂层,将涂层以图案形式暴露于光化辐射,随后在碱性显影剂水溶液中显影图案,并任选进行热处理。因此,通过随后以任何期望的顺序在彼此的顶部上用该方法施加红色、绿色和蓝色着色涂层,可以生产具有红色、绿色和蓝色像素的滤色器层。

通过用合适的碱性显影溶液冲洗未聚合的区域来进行显影。重复该过程以形成具有多种颜色的图像。

在本发明的光敏树脂组合物中,采用在透明基材上形成至少一个或多个图像元件,然后从透明基材的没有形成上述图像元件的一侧进行曝光的方法,上述图像元件可以用作光屏蔽掩模。在这种情况下,例如在进行整体曝光的情况下,掩模的位置调整变得不必要,并且消除了对掩模的位置滑移的担忧。并且,可以固化其上没有形成上述图像元件的所有部分。此外,在这种情况下,也可以部分地使用光屏蔽掩模显影和除去其上没有形成上述图像元件的部分的一部分。

由于在任何一种情况下,在先前形成的图像元件和随后形成的图像元件之间没有形成间隙,因此本发明的组合物适于例如滤色器的形成材料。具体地说,将红色、绿色和蓝色的着色物质、染料和颜料加入到本发明的光敏树脂组合物中,并重复形成图像的过程,从而形成红色、绿色和蓝色的图像元件。然后,在整个面上提供加入了例如黑色着色材料、染料和颜料的光敏树脂组合物。可以在其上提供整体曝光(或通过光屏蔽掩模部分曝光),从而在红色、绿色和蓝色图像元件之间的所有空间(或除了光屏蔽掩模的部分区域之外的所有区域)上形成黑色图像元件。除了将光敏树脂组合物涂覆在基材上并干燥的方法以外,本发明的光敏树脂组合物也可用于层转印材料。即,将光敏树脂组合物直接以层状设置在临时载体上,优选直接设置在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上,或者直接设置在设置有氧屏蔽层和剥离层或剥离层和氧屏蔽层的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上。通常,在其上层压由合成树脂制成的可除去覆盖片,用于在处理时进行保护。此外,也可以应用这样的层结构,其中在临时载体上提供碱溶性热塑性树脂层和中间层,并且在其上进一步提供光敏树脂组合物层(JP 5-173320-A)。

在使用时除去上述覆盖片,并将所述光敏树脂组合物层层压在永久性载体上。随后,当提供氧屏蔽层和剥离层时,在那些层和临时载体之间进行剥离,当提供剥离层和氧屏蔽层时,在剥离层和氧屏蔽层之间进行剥离,当不提供剥离层或氧屏蔽层时,在临时载体和光敏树脂组合物层之间进行剥离,并且除去临时载体。

作为滤色器的载体,可以使用金属载体、玻璃、陶瓷、合成树脂膜。特别优选透明且尺寸稳定性优异的玻璃和合成树脂膜。光敏树脂组合物层的厚度通常为0.1-50微米,特别为0.5-5微米。

显影剂溶液可以以本领域技术人员已知的所有形式使用,例如以浴溶液、搅拌或喷雾溶液的形式。为了除去光敏树脂组合物层的未固化部分,可以结合诸如使用旋转刷摩擦和湿海绵摩擦的方法。通常,显影液的温度优选为室温至40℃左右。显影时间可根据光敏树脂组合物的具体种类、显影液的碱度和温度、以及在加入有机溶剂的情况下有机溶剂的种类和浓度而变化。通常为10秒钟至2分钟。可以在显影处理之后进行漂洗步骤。

优选在显影处理之后进行最终热处理。因此,在电炉和干燥器中加热具有通过曝光而光聚合的层(以下称为光固化层)的载体,或者用红外灯照射该光固化层或在热板上加热该光固化层。加热温度和时间取决于所用的组合物和所形成层的厚度。通常,优选在约120-约250℃下加热约5-约60分钟。

本发明的组合物还可以包含潜在颜料,其在含有潜在颜料的光敏图案或涂层的热处理期间转化为细碎分散的颜料。热处理可以在曝光后或在含潜在颜料的光致成像层显影后进行。该类潜在颜料是可溶性颜料前体,其可以通过化学、热、光解或辐射诱导方法转化为不溶性颜料,例如如US5879855所述。该类潜在颜料的这种转化可以通过加入在光化暴露下产生酸的化合物或通过向组合物中加入酸性化合物来增强。因此,也可以制备滤色器抗蚀剂,其在本发明的组合物中包含潜在颜料。

滤色器的实例,尤其是就颜料和离子杂质清除剂的上述组合而言的实例在EP320264中给出。应理解的是,本发明的光引发剂,即EP 320264中所述的滤色器配制剂中的式I化合物可代替三嗪引发剂化合物。用于滤色器组合物的合适组分在上文有更详细的描述。

滤色器抗蚀剂的实例、该类抗蚀剂的组成和处理条件由T.Kudo等,Jpn.J.Appl.Phys.第37卷(1998)3594;T.Kudo等,J.Photopolym.Sci.Technol.第9卷(1996)109;K.Kobayashi,Solid State Technol.1992年11月,第S15-S18页;US5368976;US5800952;US5882843;US5879855;US5866298;US5863678;JP 06-230212A;EP320264;JP09-269410A;JP 10-221843A;JP 01-090516A;JP 10-171 119A、US5821016、US5847015、US5882843、US5719008、EP881541或EP902327给出。

本发明的光引发剂可用于滤色器抗蚀剂,例如如上文实例所给出的那些,或可部分或完全替代此类抗蚀剂中的已知光引发剂。本领域技术人员可以理解,本发明的新型光引发剂的使用不限于上文给出的滤色器抗蚀剂实例的具体粘合剂树脂、交联剂和配制剂,而是可以与任何可自由基聚合的组分结合使用,与染料或彩色颜料或潜在颜料组合以形成光敏滤色器油墨或滤色器抗蚀剂。

因此,本发明的主题还为一种通过在透明基材上提供红色、绿色和蓝色(RGB)元件和任选的黑色矩阵而制备的滤色器,所有这些元件都包含光敏树脂和颜料,并且在基材表面上或滤色器层表面上提供透明电极,其中所述光敏树脂包含多官能丙烯酸酯单体、有机聚合物粘合剂和如上所述的式I的光聚合引发剂。单体和粘合剂组分以及合适的颜料如上所述。在滤色器的制造中,可以将透明电极层施加到透明基材的表面上,或者可以提供在红色、绿色和蓝色图像元件以及黑色矩阵的表面上。透明基材例如为玻璃基材,其可额外具有位于其表面上的电极层。

优选在不同颜色的颜色区域之间施加黑色矩阵,以便提高滤色器的对比度。如上所述,本发明的光敏组合物也适于制备滤色器的黑色矩阵。所述黑色矩阵组合物例如包含:

本发明的式I光引发剂化合物,

有机粘合剂,特别是有机粘合剂,其是具有羧基的环氧丙烯酸酯树脂,

黑色的着色材料,

聚合物分散剂,特别是含有碱性官能团的聚合物分散剂。

本领域技术人员熟悉这些配制剂。如上所述的合适的黑色矩阵组合物和组分(除了光引发剂)的实例在JP专利3754065中给出,其公开内容在此引入作为参考。

代替使用光敏组合物形成黑色矩阵和通过图案化曝光(即通过合适的掩模)光刻地图案化黑色光敏组合物以在透明基材上形成分隔红绿和蓝色区的黑色图案,替代地,可以使用无机黑色矩阵。该类无机黑色矩阵可以由通过合适的成像工艺在透明基材上沉积(即溅射)的金属(即铬)膜形成,例如利用通过蚀刻抗蚀剂的光刻图案化,蚀刻未被蚀刻抗蚀剂保护的区域中的无机层、然后除去剩余的蚀刻抗蚀剂。

存在不同的方法已知如何以及在滤色器制造工艺中的哪个步骤可以施加黑色矩阵。其可以在如上所述形成红色、绿色和蓝色(RGB)滤色器之前直接施加在透明基材上,或者其可以在RGB滤色器形成在基材上之后施加。

在根据US626796的用于液晶显示器的滤色器的不同实施方案中,也可将黑色矩阵施加到与RGB滤色器元件承载基材相对的基材上,该基材通过液晶层与前者分开。如果在施加RGB滤色器元件和任选的黑色矩阵之后沉积透明电极层,则可以在沉积电极层之前在滤色器层上施加作为保护层的额外罩涂膜,例如如US 5650263所述。

为了形成滤色器的罩涂层,使用光敏树脂或热固性树脂组合物。本发明的光敏组合物也可用于形成该罩涂层,因为所述组合物的固化膜在平整度,硬度,耐化学性和耐热性,尤其是在可见光区域内的透明度,对基材的粘合性,以及在其上形成透明导电膜如ITO膜的适宜性方面是优异的。在制备保护层时,要求从基材上除去保护层的不必要部分,例如在用于切割基材的划线上和在固体图像传感器的接合垫上,如JP57-42009A、JP1-130103A和JP 1-134306A所述。就此而言,使用上述热固性树脂难以选择性地形成具有良好精度的保护层。然而,所述光敏组合物允许通过光刻法容易地除去保护层的不必要部分。对于本领域技术人员来说,显而易见的是,本发明的光敏组合物可用于产生红色、绿色和蓝色像素和黑色矩阵,从而用于制造滤色器,而与上述加工差异无关,与可施加的额外层无关,并且与滤色器设计的差异无关。使用本发明的组合物形成着色元件不应被认为受到这种滤色器的不同设计和制造工艺的限制。

本发明的光敏组合物可适当地用于形成滤色器,但并不限于该应用。其对于记录材料、抗蚀剂材料、保护层、介电层、显示器应用和显示元件、油漆和印刷油墨也是有用的。

本发明的光敏组合物还适于制造液晶显示器中的层间绝缘层或介电层,更特别地,适于反射型液晶显示器,其包括具有薄膜晶体管(TFT)作为开关器件的有源矩阵型显示器和没有开关器件的无源矩阵型显示器。

近年来,液晶显示器由于其厚度小和重量轻而例如已经广泛用于袖珍型电视机和用于通信的终端设备。尤其需要一种不需要使用背光的反射型液晶显示器,因为它超薄且重量轻,并且可以显著降低功耗。然而,即使从目前可用的透射型彩色液晶显示器中去除背光并将光反射板添加到显示器的下表面,也将引起光利用效率低且不可能具有实际亮度的问题。作为解决该问题的解决方案,已经提出了各种反射型液晶显示器以用于提高光利用效率。例如,将某种反射型液晶显示器设计成包括具有反射功能的像素电极。

反射型液晶显示器包括绝缘基材和与绝缘基材隔开的对向基材。基材之间的空间填充有液晶。在绝缘基材上形成栅极,并且栅极和绝缘基材都被栅绝缘膜覆盖。然后在栅极上方的栅绝缘膜上形成半导体层。在与半导体层接触的栅绝缘膜上还形成有源极和漏极。源极、漏极、半导体层和栅极彼此协作,从而构成作为开关器件的底栅型TFT。

形成层间绝缘膜以覆盖源极、漏极、半导体层和栅绝缘膜。形成穿过漏极上的层间绝缘膜的接触孔。在层间绝缘膜和接触孔的内侧壁二者上形成由铝制成的像素电极。TFT的漏电极最终通过层间绝缘膜与像素电极接触。层间绝缘层通常设计为具有粗糙表面,通过该粗糙表面,像素电极用作使光漫射以获得更宽视角(可视角)的反射板。

由于像素电极用作光反射板,反射型液晶显示器显著提高了光的利用效率。

在上述反射型液晶显示器中,通过光刻法将层间绝缘膜设计成具有凸起和凹陷。为了形成和控制用于表面粗糙度的微米级突起和凹陷的精细形状以及为了形成接触孔,使用了利用正性和负性光致抗蚀剂的光刻法。对于这些抗蚀剂,本发明的组合物是特别合适的。

本发明的光敏组合物可进一步用于制造控制液晶显示面板中液晶部分的单元间隙的间隔物。透明柱状间隔物已广泛用于LCD技术中,但透明间隔物干扰偏振光,从而降低对比度。一种可能的解决方案是与黑色着色剂混合,以便不散射而是吸收偏振光,即黑色柱状间隔物。黑色柱状间隔物也用于LCD技术中。在黑色柱状间隔物的情况下,使用一种或多种其他黑色着色剂或其他颜色着色剂与上述着色剂的混合物。

由于在液晶显示器中通过液晶层透射或反射的光的特性取决于单元间隙,因此像素阵列上的厚度精度和均匀性是液晶显示单元的性能的关键参数。在液晶单元中,通过稀疏地分布作为基材之间的间隔物的直径约为几微米的玻璃或聚合物球,来保持单元中基材之间的间隔恒定。因此,将间隔物保持在基材之间,以将基材之间的距离保持在恒定值。该距离由间隔物的直径确定。间隔物确保基材之间的最小间隔;即它们防止了基材之间的距离减小。然而,它们不能防止基材彼此分离,即基材之间的距离增加。此外,这种使用间隔珠的方法存在间隔珠直径的均匀性和间隔珠在面板上难以均匀分散的问题,以及取决于像素阵列区域上间隔物的位置的非均匀取向和亮度和/或光学孔径的降低的问题。具有大图像显示面积的液晶显示器近来已经引起了很多关注。然而,液晶单元面积的增加通常会产生构成单元的基材的变形。由于基材的变形,液晶的层结构趋于被破坏。因此,即使当使用间隔物来保持基材之间的间隔恒定时,具有大图像显示面积的液晶显示器也是不可行的,因为显示器会受到干扰。代替上述间隔球分散法,已经提出了在单元间隙中形成柱作为间隔物的方法。在该方法中,在像素阵列区域和对电极之间的区域中形成树脂柱作为间隔物,以形成规定的单元间隙。例如,在滤色器的制造过程中,通常使用具有光刻法的粘合性的光敏材料。与使用间隔珠的传统方法相比,该方法的优点在于可以自由地控制间隔物的位置、数量和高度。近年来,随着诸如移动音频播放器和手持游戏平台的触摸面板型液晶显示器的普及,对液晶面板的机械应力趋于增大。控制单元间隙以提高机械强度的间隔物的要求变得很强,因此使用多间隔物方法。根据多间隔物方法,当单元间隙由于来自外部的压力而变窄时,向控制单元间隙的主间隔物添加通常较低的子间隔物来支撑单元间隙以抵抗外部应力。多间隔物可藉由主间隔物而在低温条件下跟随液晶的收缩,并防止在液晶内产生气泡。

包含主间隔物和子间隔物的多间隔物是在相同的步骤中使用例如如JPA-2011065133中所述的半色调掩模形成的。本发明的光敏组合物适合使用半色调掩模的制造方法。

在彩色液晶显示面板中,在滤色器元件的黑色矩阵下方的非成像区中形成该间隔物。因此,使用光敏组合物形成的间隔物不会降低亮度和光学孔径。JP 2000-81701A公开了用于制备具有滤色器用间隔物的保护层的光敏组合物,JP 11-174459A和JP 11-174464A也公开了用于间隔物材料的干膜型光致抗蚀剂。如这些文献中所述,光敏组合物、液体和干膜光致抗蚀剂至少包含碱或酸可溶性粘合剂聚合物、可自由基聚合的单体和自由基引发剂。在一些情况下,可额外包括可热交联的组分,例如环氧化物和羧酸。

使用光敏组合物形成间隔物的步骤如下:

将光敏组合物施加到基材例如滤色器面板上,并且在预烘烤基材之后,通过掩模将其曝光。然后,用显影剂显影基材并图案化以形成所需的间隔物。当组合物含有一些热固性组分时,通常进行后烘烤以热固化组合物。

本发明的可光固化组合物由于其高敏感度而适于制造液晶显示器用间隔物(如上所述)。

本发明的光敏组合物还适于制造用于液晶显示面板、图像传感器等的微透镜阵列。

微透镜是安装在诸如检测器、显示器和发光器件(发光二极管、横向和垂直腔激光器)的有源光电子器件上以改善其光学输入或输出质量的微观无源光学组件。应用领域是广泛的,并且覆盖诸如电信、信息技术、视听服务、太阳能电池、检测器、固态光源和光学互连的领域。

当前的光学系统使用各种技术来获得微透镜和微光学器件之间的有效耦合。

微透镜阵列用于将照射光会聚在诸如液晶显示装置的非发光显示器件的图像元件区域上,以提高显示器的亮度,用于将入射光会聚或作为在例如传真机等中使用的线图像传感器的光电转换区域上形成图像的手段以提高这些器件的敏感度,以及用于形成要在液晶打印机或发光二极管(LED)打印机中使用的光敏装置上打印的图像。

最常见的应用是它们用于提高固态图像传感器件如电荷耦合器件(CCD)的光电检测器阵列的效率。在检测器阵列中,希望在每个检测器元件或像素中收集尽可能多的光。如果将微透镜放在每个像素的顶部,则透镜收集入射光并将其聚焦到比透镜尺寸小的有效区域上。

根据现有技术,可以通过各种方法来制造微透镜阵列;对于它们中的每一种,都可以使用本发明的组合物。

(1)一种获得凸透镜的方法,其中通过常规光刻技术等在热塑性树脂上绘制平面结构的透镜图案,然后将热塑性树脂加热到高于树脂软化点的温度以具有流动性,从而引起图案边缘的下垂(所谓的“回流”)(参见例如JP 60-38989A、JP 60-165623A、JP 61-67003A和JP 2000-39503A)。在该方法中,当所用的热塑性树脂是光敏性的时,可以通过将该树脂曝光而获得透镜的图案。

(2)一种使用模具或压模形成塑料或玻璃材料的方法。作为透镜材料,在该方法中可以使用可光固化树脂和热固性树脂(参见例如WO99/38035)。

(3)一种基于以下现象形成凸透镜的方法,其中当使用对准器将光敏树脂以所需图案曝光时,未反应的单体从未曝光区域移动到曝光区域,从而导致曝光区域膨胀(参见例如Journal of the Research Group,Microoptics Japanese Society of AppliedPhysics,Colloquium in Optics,第5卷,第2期,第118-123页(1987)和第6卷,第2期,第87-92页(1988))。

在支撑基材的上表面上,形成光敏树脂层。然后,使用单独的遮光掩模,用来自汞灯等的光照射光敏树脂层的上表面,使光敏树脂层曝光。结果,光敏树脂层的曝光部分膨胀为凸透镜的形状,从而形成具有多个微透镜的聚光层。

(4)一种获得凸透镜的方法,其中通过邻近曝光技术使光敏树脂曝光,其中光掩模不与树脂接触,以在图案边缘引起模糊,使得光化学反应产物的量根据图案边缘的模糊程度而分布(参见例如JP 61-153602A)。

(5)一种产生透镜效果的方法,其中将光敏树脂暴露于具有特定强度分布的光下,从而形成折射率随光强度而定的分布图案(参见例如JP60-72927A和JP 60-166946A)。本发明的光敏组合物可用于上述任一种使用可光固化树脂组合物形成微透镜阵列的方法中。

一类特殊的技术集中在热塑性树脂如光致抗蚀剂中形成微透镜。一个实例是Popovic等在参考文献SPIE 898,第23-25页(1988)中公布的。称为回流技术的技术包括在热塑性树脂中限定透镜的覆盖区的步骤,例如通过在光敏树脂如光致抗蚀剂中光刻,并且随后将该材料加热到高于其回流温度。表面张力将光致抗蚀剂岛拉成具有与回流之前的原始岛相等的体积的球冠。该冠是平凸微透镜。该技术的优点尤其是简单、可再现性和直接集成在光发射或光检测光电子器件之上的可能性。

在一些情况下,在回流之前,在具有矩形形状的图案化透镜单元上形成罩涂层,以避免在回流步骤中树脂岛在中间下陷而不回流到球冠中。罩涂层用作永久保护层。该涂层也由光敏组合物制成。微透镜阵列也可以通过使用例如EP0932256中公开的模具或压模来制造。制造平面微透镜阵列的方法如下:在密集地设置有凸部的压模的成型面上涂覆脱模剂,在压模的成型面上设置具有高折射率的可光固化合成树脂材料。接着,将基材玻璃板推到合成树脂材料上,从而使合成树脂材料铺展,通过用紫外辐射照射或通过加热使合成树脂材料固化,并使其成型以形成凸微透镜。然后剥离压模。然后,将具有低折射率的可光固化合成树脂材料另外涂覆到凸微透镜上以作为粘合剂层,并且将制成玻璃盖板的玻璃基材推到合成树脂材料上,从而使其铺展。然后,将合成树脂材料固化,并且最终形成平面微透镜阵列。

如US5969867中所公开的,将使用模具的类似方法用于制备棱镜片,该棱镜片用作彩色液晶显示面板的背光单元的一部分以增强亮度。该背光的发光面上安装有在一侧上形成棱镜行的棱镜片。在棱镜片的制造中,在由金属、玻璃或树脂构成的透镜模具中浇注并铺展活性能量射线固化性组合物并且形成棱镜行等的透镜形状等,然后在其上放置透明基材片,从活性能量射线发射源发出的活性能量射线透过该片,从而进行固化。然后将制得的透镜片从透镜模具中脱模以获得透镜片。

用于形成透镜部的活性能量射线固化性组合物必须具有各种特性,包括对透明基材的粘合性、适当的光学特性等。现有技术中至少具有一些光致抗蚀剂的透镜对于一些应用是不希望的,因为在光谱的蓝端的光学透射率较差。由于本发明的可光固化组合物在热和光化学方面都具有低变黄性能,因此它们适于制备如上所述的微透镜阵列。

所述新型辐射敏感组合物还适用于等离子体显示面板(PDP)制备工艺中所用的光刻步骤,特别是用于障壁、磷光层和电极的成像工艺。

PDP是一种平面显示器,用于通过气体放电发光来显示图像和信息。由于面板的结构和操作方法,已知有两种类型,即DC(直流)型和AC(交流)型。

作为实例,将简要说明DC型彩色PDP的原理。在DC型彩色PDP中,两个透明基材(通常为玻璃板)之间的空间被间隔在透明基材之间的网格状障壁分成许多微小单元。在各个单元中,密封放电气体,例如He或Xe。在每个单元的后壁上有一个荧光体层,该荧光体层在被放电气体放电产生的紫外光激发时发射三原色的可见光。在两个基材的内面上,电极被设置为跨相关单元彼此相对。通常,阴极由透明导电材料如NESA玻璃的膜形成。当在前壁和后壁上形成的这些电极之间施加高电压时,密封在单元中的放电气体引起等离子体放电,并且由于随后辐射的紫外光,激发红色、蓝色和绿色的荧光元件发光,并且实现图像的显示。在全色显示系统中,分别为上述红、蓝和绿三原色的三个荧光元件共同形成一个图像元件。

DC型PDP中的单元由栅格的组成障壁来分隔,而AC型PDP中的单元由在基材的面上彼此平行布置的障壁来分隔。在任一情况下,单元由障壁分隔。这些障壁旨在将发光放电限制在固定的区域内,以排除错误放电或相邻放电单元之间的串扰,并确保理想的显示。

本发明的组合物还用于制备用于图像记录或图像复制(拷贝、复印)的单层或多层材料,其可以是单色或多色的。此外,该材料适于颜色校样系统。在该技术中,可以使用包含微胶囊的配制剂,并且为了产生图像,在辐射固化之后可以进行热处理。该系统和技术及其应用例如公开于US5376459中。

式I化合物也适合作为全息数据存储应用中的光引发剂。所述光引发剂在用蓝色激光辐射照射时产生自由基并引发单体的聚合,适用于全息数据存储。蓝色激光的波长范围为390-420nm,优选为400-410nm,特别为405nm。全息存储系统(全息记录介质)例如用于以快速访问时间记录和检索大量数据。本发明的光引发剂例如特别适用于例如WO03/021358中所述的系统。全息数据存储系统优选由低折射率矩阵前体的矩阵网络和高折射率可光聚合单体组成。

可以选择矩阵前体和光活性单体,从而使得(a)在固化期间使矩阵前体聚合的反应与在写入图案(例如数据)期间使光活性单体聚合的反应无关,和(b)矩阵聚合物和由光活性单体聚合得到的聚合物(光聚合物)彼此相容。当光记录材料,即矩阵材料加上光活性单体、光引发剂和/或添加剂,显示出至少约10

介质矩阵通过原位聚合形成,其在可光聚合单体的存在下产生交联网络,其保持“溶解”和未反应。含有未反应的可光聚合单体的矩阵也可以通过其他方式形成,例如通过使用其中均匀分布有光反应液体单体的固体树脂矩阵材料。然后,单色曝光产生全息图案,该图案根据光强分布使固态预制矩阵中的光反应单体聚合。未反应的单体(在光强度最小处)扩散通过矩阵,产生折射率的调制,该调制由单体和矩阵的折射率之间的差异以及单体的相对体积分数来确定。记录层的厚度在几微米到一毫米的范围内。由于这种厚的全息数据存储层,需要光引发剂兼具高光活性和低吸光度,以便使该层在激光波长下透明,从而确保光聚合的程度尽可能小地取决于进入记录层的曝光深度。

发现本发明的光引发剂兼具高反应性和405nm下的低吸光度,并且适于该应用。也可将染料和敏化剂加入到配制剂中。用于蓝色激光辐射的合适染料和敏化剂例如为香豆素类、呫吨酮类、噻吨酮类,参见以上列表。

特别相关的是在上文列表第1.、2.和3.项下提及的噻吨酮类、香豆素类和二苯甲酮类。

发现光引发剂允许厚层中的单体光聚合,例如如全息数据存储所需的那样,具有高敏感度并且产生对蓝色激光辐射敏感的记录层。当光引发剂以2-8重量%的浓度用于20微米厚的光敏层中时,包含光引发剂的层在激光波长下的吸光度小于0.4,优选小于0.2。

所述光引发剂特别适于制备光学制品(例如光波导)或全息记录介质,例如包含聚合物和如上所述的有机光引发剂,其在340-450nm的UV波长下具有最大吸收,其中折射率反差调节的敏感度大于3×10

光固化对于印刷来说还具有很大的重要性,因为油墨的干燥时间是图形产品的生产率的关键因素,并且应该在几分之一秒的数量级内。可UV固化油墨对于丝网印刷和胶印油墨特别重要。

如上所述,所述新型混合物也非常适用于生产印版。该应用使用例如可溶性线性聚酰胺或苯乙烯/丁二烯和/或苯乙烯/异戊二烯橡胶、含有羧基的聚丙烯酸酯或聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯醇或氨基甲酸酯丙烯酸酯与可光聚合单体如丙烯酰胺和/或甲基丙烯酰胺或丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯和光引发剂的混合物。将这些体系(湿或干)的膜和板在印刷原件的负片(或正片)上曝光,随后使用适当的溶剂或水溶液洗去未固化的部分。

采用光固化的另一个领域是金属的涂覆,例如在金属板和管、罐或瓶盖的涂覆的情况下,和聚合物涂料的光固化,例如基于PVC的地板或墙壁覆盖物。

纸涂层的光固化的实例为标签、记录套和书籍封面的无色清漆。

还感兴趣的是该新型光引发剂用于固化由复合组合物制成的成型制品的用途。复合材料复合物由自支撑基体材料组成,例如玻璃纤维织物,或者可选地,例如植物纤维[参见K.-P.Mieck,T.Reussmann in Kunststoffe 85(1995),366-370],将其用光固化配制剂浸渍。

本发明的组合物和化合物可用于全息照相、波导、光学开关的制造,其中利用了辐射区域和未辐射区域之间的折射率差异的发展。

所述可光固化组合物用于成像技术和用于信息载体的光学生产的用途也是重要的。在该类应用中,如上所述,用UV或可见光以成像方式(例如通过光掩模)照射施加到载体上的层(湿或干),并通过用显影剂处理除去该层的未曝光区域。将光可固化层施加到金属上也可以通过电沉积来进行。曝光区域通过交联而聚合,因此是不溶的并保留在载体上。适当的着色产生可见图像。在载体是金属化层的情况下,在曝光和显影之后,金属可以在未曝光区域被蚀刻掉或通过电镀增强。以此方式,可以生产电子电路和光致抗蚀剂。当用于成像材料时,所述新型光引发剂在产生所谓的打印输出图像方面提供优异的性能,由此由于辐射而引起颜色变化。为了形成该打印输出图像,使用不同的染料和/或其无色形式,该打印输出图像系统的实例可参见例如WO96/41240、EP706091、EP511403、US3579339和US4622286。

所述新型光引发剂还适用于可光图案化的组合物,该组合物用于形成通过顺序积层方法制备的多层电路板的介电层。

如上所述,本发明提供了组合物,以及制备着色和未着色油漆和清漆、粉末涂料、印刷油墨、印版、粘合剂、压敏粘合剂、牙科组合物、凝胶涂料、电子器件用光致抗蚀剂、蚀刻抗蚀剂、液体和干膜、阻焊剂、制造用于各种显示器应用的滤色器的抗蚀剂(滤色器抗蚀剂包含颜料、颜料和染料(即混杂体系)或仅染料)、在等离子体显示面板的制造工艺中产生结构(例如障壁、磷光层、电极)的抗蚀剂、电致发光显示器和LCD(例如层间绝缘层、间隔物、多间隔物、微透镜阵列)、用于包封电气和电子组件、用于制备磁记录材料、微机械零件、波导、光学开关、电镀掩模、颜色校样系统、玻璃纤维电缆涂料、丝网印刷模板、通过立体平版印刷术的三维物体、用于全息记录的图像记录材料(例如用于全息数据存储(HDS))、微电子电路、脱色材料、包含微胶囊的配制剂、用于UV和可见激光直接成像系统和用于在印刷电路板的顺序积层中形成介电层的光致抗蚀剂材料、OLED堤/像素限定层、LCD和OLED的密封剂、LCD和OLED的绝缘/钝化层、用于触摸面板的金属布线/透明导电膜的绝缘体、触摸面板用涂料、触摸面板用装饰油墨、触摸面板用保护膜或触摸面板用蚀刻抗蚀剂的方法;其中所述方法包括用150-600nm的电磁辐射,或用电子束或用X射线照射上述组合物。

用于照相信息记录的基材包括,例如聚酯膜、乙酸纤维素或聚合物涂覆的纸;用于胶印印版的基材是特殊处理的铝,用于制造印刷电路的基材是覆铜层压板,用于制造集成电路的基材是例如硅晶片。用于照相材料和胶印印版的光敏层的层厚度通常为约0.5-10μm,而对于印刷电路,其为0.1-约100μm。在涂覆基材之后,通常通过干燥除去溶剂,在基材上留下光致抗蚀剂涂层。

可以通过将液体组合物、溶液或悬浮液施加至基材来进行基材的涂覆。溶剂和浓度的选择主要取决于组合物的类型和涂覆技术。溶剂应该是惰性的,即其不应该与组分发生化学反应,并且应该能够在涂覆后在干燥过程中再次除去。合适溶剂的实例为酮、醚和酯,例如甲基乙基酮、异丁基甲基酮、环戊酮、环己酮、N-甲基吡咯烷酮、二噁烷、四氢呋喃、2-甲氧基乙醇、2-乙氧基乙醇、1-甲氧基-2-丙醇、1,2-二甲氧基乙烷、乙酸乙酯、乙酸正丁酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙酸2-甲氧基丙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、2-戊酮和乳酸乙酯。通过已知的涂覆技术,例如通过旋涂、浸涂、刮涂、幕涂、刷涂、喷涂,尤其是通过静电喷涂和逆辊涂覆,以及通过电泳沉积,将溶液均匀地施加到基材上。也可以将光敏层施加到临时的柔性载体上,然后通过层压转移该层来涂覆最终的基材,例如覆铜电路板或玻璃基材。

施加的量(涂层厚度)和基材(层载体)的性质取决于所需的应用领域。涂层厚度的范围通常包括从约0.1μm至大于100μm的值,例如0.1μm至1cm,优选0.5-1000μm。在涂覆基材之后,通常通过干燥除去溶剂,以在基材上留下光致抗蚀剂的基本干燥的抗蚀剂膜。

所述新型组合物的光敏性一般可从约150nm延伸至600nm,例如190-600nm(UV-vis区域)。合适的辐射存在于例如日光或来自人造光源的光中。因此,采用了大量非常不同类型的光源。点光源和阵列(“灯毯”)都是合适的。实例为碳弧灯,氙弧灯,低压、中压、高压和超高压汞灯,可能具有金属卤化物掺杂剂(金属-卤素灯)、微波激发的金属蒸气灯、准分子灯、超光化荧光管、荧光灯、氩白炽灯、电子闪光灯、照相泛光灯、发光二极管(LED、OLED)、电子束和X射线。根据本发明,灯和待曝光基材之间的距离可以根据预期的应用和灯的类型和输出而变化,例如可为2-150cm。激光源,例如准分子激光器,例如157nm曝光的F2准分子激光器、248nm曝光的KrF准分子激光器和193nm曝光的ArF准分子激光器也是合适的。也可以使用可见光区域内的激光器。

术语“成像”曝光包括通过包含预定图案的光掩模例如幻灯片、铬掩模、模板掩模或标线的曝光,以及借助激光或光束的曝光,所述激光或光束例如在计算机控制下在涂覆基材的表面上移动并以此方式产生图像。用于该目的合适的UV激光曝光系统例如由Etecand Orbotech(DP-100

在材料的成像曝光之后且在显影之前,进行短时间的热处理可能是有利的。在显影之后,可以进行热后烘烤以硬化组合物并除去所有痕量溶剂。所用的温度通常为50-250℃,优选为80-220℃;热处理的时间通常为0.25-60分钟。

因此,本发明还提供了一种光聚合含有烯属不饱和双键的化合物,即含有至少一个烯属不饱和双键的单体、低聚物或聚合物的方法,所述方法包括向这些化合物中加入至少一种上述式I的光引发剂,并用电磁辐射,特别是波长为150-600nm,特别是190-600nm的光,电子束或X射线照射所得组合物。换言之,向这些含有烯属不饱和双键的化合物中加入至少一种如上所述的式I光引发剂,并用电磁辐射,特别是波长为150-600nm,特别是190-600nm的光,电子束或X射线照射所得组合物。

本发明进一步提供了一种涂覆的基材,其在至少一个表面上涂覆有如上所述的组合物。还感兴趣的是一种用于照相产生浮雕图像的方法,其中使如上所述的涂覆的基材经历成像曝光,然后用显影剂除去未曝光的部分。成像曝光可以通过掩模照射或通过如上所述的激光或电子束来实现。在这种情况下,特别有利的是上文已经提及的激光束曝光。

本发明的化合物具有良好的热稳定性、低挥发性、良好的储存稳定性和高溶解度,并且还适于在空气(氧气)存在下的光聚合。此外,它们在光聚合后仅引起组合物中的低变色。

下文的实施例更详细地说明本发明,而不是限制所述实施例的范围。说明书的其余部分和权利要求中的份数和百分比以重量计,除非另有说明。当在实施例中提及具有多于3个碳原子的烷基而没有提及具体异构体时,在每种情况下意指正异构体。

OE1按下述方案制备:

在冰浴中,向芴(20.0g)和草酰氯(12.4ml)的DCM(600ml)溶液中加入氯化铝(16.8g),将该混合物在室温下搅拌1小时。在冰浴中,将9-乙基咔唑的DCM溶液加入到反应混合物中,搅拌该混合物1小时。在冰浴中,将氯化铝(16.8g)和4-甲基戊酰氯(14.9ml)加入到反应混合物中,搅拌该混合物1小时。用冰水猝灭反应混合物,用DCM萃取,用水洗涤,并经无水MgSO

向IM1-1(16.2g)的DMSO(1300ml)溶液中加入叔丁醇钾(3.75g)和1-碘丁烷(3.8ml),将混合物在室温下搅拌10分钟。向反应混合物中加入叔丁醇钾(3.75g)和1-碘丁烷(3.8ml),将混合物在室温下搅拌10分钟。用冰水猝灭反应混合物,通过过滤收集沉淀。将固体用乙酸乙酯溶解,用水洗涤,并经无水MgSO

在冰浴中,向IM1-2(19.1g)和浓HCl(2.7ml)的DMF(120ml)溶液中加入亚硝酸戊酯(6.4ml),将混合物在室温下搅拌15小时。将反应混合物用水淬灭,用乙酸乙酯萃取,用盐水洗涤,并经无水MgSO

在冰浴中,向IM1-3(4.9g)和三乙胺(1.1ml)的DCM(100ml)溶液中加入乙酰氯(0.56ml),将混合物搅拌15分钟。将反应混合物用水淬灭,用DCM萃取,并经无水MgSO

OE2按下述方案制备:

向10.023g 9-乙基咔唑和8.052g氯化铝的二氯甲烷(130ml)溶液中加入9.759g正辛酰氯,并在室温和N

向2.078g IM2-1和1.377g 1-溴-2-乙基己烷的DMA(10ml)溶液中加入0.475g氢氧化钾,并在室温下搅拌12小时。向反应混合物中加入水,将有机层用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤,并经无水硫酸钠干燥。真空除去溶剂,将粗产物用己烷和二氯甲烷(75:25v/v)作为洗脱剂通过柱色谱法纯化,得到2.397g IM2-2,为黄色油状物。

向1.266g 9,9-二甲基芴-2-甲酸中加入2.0ml亚硫酰氯并在80℃下搅拌6小时。在冷却至室温后,减压除去亚硫酰氯,然后得到1.363g IM2-3黄色树脂。向2.592g IM2-2和1.816g氯化铝的二氯甲烷(30ml)溶液中加入1.363gIM2-3,并在室温和N

在室温下,向1.448g IM2-4中加入二氯甲烷(20ml)和4mol/l盐酸在1,4-二噁烷溶液(1.0ml)中的混合物。然后,加入0.284g亚硝酸戊酯并搅拌2小时。真空除去溶剂,将粗产物用己烷和二氯甲烷(90:10至0:100v/v)作为洗脱剂通过柱色谱法纯化,得到0.716g IM2-5,为浅黄色树脂。

在0℃下,向0.716IM2-5和0.126乙酰氯的四氢呋喃(20ml)的溶液中加入0.142g三乙胺,然后在室温下搅拌1小时。向反应混合物中加入水,将有机层用乙酸乙酯萃取。将有机层用盐水洗涤,并经无水硫酸钠干燥。真空除去溶剂,将粗产物用己烷和二氯甲烷(90:10至30:70v/v)作为洗脱剂通过柱色谱法纯化,得到0.496g OE2,为黄色树脂。

化合物列表及其物理数据

滤色器抗蚀剂(蓝色)的制备

通过混合下列组分并通过使用油漆调节器(SKANDEX)分散它们来制备蓝色颜料分散体。

蓝色分散体

5.6重量份蓝色颜料(PB15:6,由Toyo Ink提供的Blue E)

0.6重量份紫色颜料(PV23,由BASF提供的Cromophtal Violet GA)

2.6重量份分散剂(由BASF提供的EFKA6745)

0.4重量份增效剂(由Lubrizol提供的Solsperse S5000)

19.6重量份溶剂(PGMEA)

通过进一步将以下组分加入到上述制备的分散体中来制备滤色器用抗蚀剂(蓝色)。

6.0重量份碱性显影粘合剂,37.8%溶液(由Shoko Highpolymer提供的RipoxySPC-2000)

41.9重量份溶剂(PGMEA)

5.0重量份多官能丙烯酸酯(由Sigma-Aldrich提供的DPHA)

0.7重量份光引发剂

所有操作均在黄光下进行。使用旋涂机将组合物施加到玻璃板上。通过在80℃下在对流烘箱中加热10分钟来除去溶剂。干膜的厚度约为1.2μm。将具有不同光学密度的9个线性步长和9个对数步长的阶梯楔形图案掩模(Edumund Optics,EIA GrayScale PatternSlide)直接放置在抗蚀剂上。使用250W超高压水银灯(USHIO,USH-250BY)以15cm的距离进行曝光。通过光功率计(ORC UV光测量型号UV-M02,具有UV-35检测器)在玻璃滤色器上测量的总曝光剂量为500mJ/cm

所有操作均在黄光下进行。使用旋涂机将组合物施加到玻璃板上。在干燥、曝光和烘烤之后,使用UV-VIS分光计(Shimazu,UV-2550)在350-780nm下测量膜的透射率。通过在80℃下在对流烘箱中干燥10分钟除去溶剂。使用250W超高压水银灯(USHIO,USH-250BY)以15cm的距离进行曝光。通过光功率计(ORC UV光测量型号UV-M02,具有UV-35检测器)在玻璃滤色器上测量的总曝光剂量为50mJ/cm

表1 敏感度和变色

在对比实施例1和2中使用了下列光引发剂:

如表1所示,本发明的化合物显著改善了光敏度,同时减少了变色。

相关技术
  • 具有特殊芳酰基发色团的肟酯光引发剂
  • 一种含有酰基咔唑衍生物和咔唑基肟酯的光引发剂组合物及其在光固化组合物中的应用
技术分类

06120113265857