黑色矩阵用的感光性树脂组合物及其应用_2

文档序号:9452315阅读:来源:国知局
的化合物。
[0047] 前述卤化环氧丙烷的具体例可包含3-氯-1,2-环氧丙烷、3-溴-1,2-环氧丙烷或 上述化合物的组合。
[0048] 当进行前述的脱卤化氢反应前,氢氧化钠或氢氧化钾等的碱金属氢氧化合物可预 先添加或于反应过程中加至反应溶液中。该脱卤化氢反应的反应温度可为20°C至120°C, 且反应时间可为1小时至10小时。
[0049] 在一实施例中,前述的碱金属氢氧化合物可为水溶液。在此实施例中,当碱金属氢 氧化合物水溶液连续加至脱卤化氢反应的反应系统中,同时可于减压或常压下,连续蒸馏 出水及卤化环氧丙烷,以分离并去除水,且卤化环氧丙烷可连续地回流至反应系统中。
[0050] 当进行脱卤化氢反应前,氯化四甲铵(tetramethylammoniumchloride)、溴化四 甲铵(tetramethylammoniumbromide)、三甲基苄基氯化铵(trimethylbenzylammonium chloride)等的四级铵盐可添加至反应系统中,以作为催化剂,并在50°C至150°C反应1小 时至5小时后,将碱金属氢氧化物或其水溶液加至反应系统中。然后,于20°C至120°C反应 1小时至10小时,以进行脱卤化氢反应。
[0051] 基于前述具有如式(II-1)所示的结构的化合物中的羟基总当量数为1当量,该卤 化环氧丙烷的使用量为1当量至20当量,且较佳为2当量至10当量。基于前述具有如式 (II-1)所示的结构的化合物中的羟基总当量数为1当量,脱卤化氢反应中的碱金属氢氧化 物的使用量为〇. 5当量至15当量,且较佳为0. 9当量至11当量。
[0052] 为了使上述脱卤化氢反应顺利进行,甲醇或乙醇等的醇类化合物可添加至反应系 统中。此外,二甲砜(dimethylsulfone)或二甲亚砜(dimethylsulfoxide)等的非质子 性(aprotic)的极性溶媒亦可加至反应系统中。
[0053] 当使用醇类化合物时,基于上述的卤化环氧丙烷的总使用量为100重量百分比, 醇类化合物的使用量为2重量百分比至20重量百分比,且较佳为4重量百分比至15重量 百分比。当使用非质子性的极性溶媒时,基于卤化环氧丙烷的总使用量为100重量百分比, 非质子性的极性溶媒的使用量为5重量百分比至100重量百分比,且较佳为10重量百分比 至90重量百分比。
[0054] 当前述的脱卤化氢反应后,反应系统可选择性地进行水洗处理。然后,于温度为 110°C至250°C且压力为1.3kPa(10mmHg)以下的环境中,去除卤化环氧丙烷、醇类化合物及 非质子性的极性溶媒。
[0055] 为了避免所形成的环氧树脂具有加水分解性的卤素,进行脱卤化氢反应后的溶液 可加入甲苯、甲基异丁基酮(methylisobutylketone)等的溶剂及氢氧化钠或氢氧化钾等 的碱金属氢氧化物水溶液,并再次进行脱卤化氢反应。在前述的脱卤化氢反应中,基于前述 具有如式(II-1)所示的结构的化合物中的羟基总当量数为1当量,碱金属氢氧化合物的使 用量为0. 01摩尔至0. 3摩尔,且较佳为0. 05摩尔至0. 2摩尔。此外,该脱卤化氢反应的反 应温度可为50°C至120°C,且反应时间可为0. 5小时至2小时。
[0056] 当脱卤化氢反应完成后,反应溶液中的盐类可藉由过滤及水洗等步骤去除,且甲 苯、甲基异丁基酮等的溶剂可藉由加热减压的方式馏除,以形成具有如式(II)所示的结构 的化合物。该具有如式(II)所示的结构的化合物的具体例可包含日本化药制造的商品,其 型号为NC-3000、NC-3000H、NC-3000S及NC-3000P等。
[0057] 具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)
[0058] 该具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)可选自于 由下述⑴至⑶所组成的一族群:
[0059] (1)丙稀酸、甲基丙稀酸、2-甲基丙稀酰氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethyl butanedioicacid)、2-甲基丙烯酰氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基己二酸、2-甲基丙 烯酰氧丁基己二酸、2-甲基丙烯酰氧乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧乙基马来酸、 2-甲基丙烯酰氧丙基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丁基马来酸、2-甲基丙烯酰氧丙基丁二酸、 2-甲基丙烯酰氧丙基己二酸、2-甲基丙烯酰氧丙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丙基 邻苯二甲酸、2-甲基丙烯酰氧丁基邻苯二甲酸或2-甲基丙烯酰氧丁基氢邻苯二甲酸等的 化合物;
[0060] (2)由具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与二元羧酸化合物反应而得的化合物,其中该 二元羧酸化合物的具体例可包含己二酸、丁二酸、马来酸或邻苯二甲酸等的化合物;
[0061] (3)由具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与下述的羧酸酐化合物(a-1-3 ;请参照后 述内容,在此不另赘述)反应而得的半酯化合物,其中该具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的 具体例可包含2-羟基乙基丙稀酸酯[(2_hydroxyethyl)acrylate]、2_羟基乙基甲基丙 稀酸酯[(2_hydroxyethyl)methacrylate]、2_ 羟基丙基丙稀酸酯[(2_hydroxypropyl) acrylate]、2_ 羟基丙基甲基丙稀酸酯[(2_hydroxypropyl)methacrylate]、4_ 羟基丁基 丙稀酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4_ 羟基丁基甲基丙稀酸酯[(4-hydroxybutyl) methacrylate]或季戊四醇三甲基丙稀酸酯等的化合物。
[0062] 羧酸酐化合物(a-1-3)
[0063] 该羧酸酐化合物(a-1-3)可选自于二元羧酸酐化合物、四元羧酸酐化合物或上述 化合物的任意组合。
[0064] 前述的二元羧酸酐化合物可包含但不限于丁二酸酐(butanedioicanhydride)、 顺丁稀二酸酐(maleicanhydride)、衣康酸酐(Itaconicanhydride)、邻苯二甲酸酐 (phthalicanhydride)、四氛邻苯二甲酸酉干(tetrahydrophthalicanhydride)、六氛邻苯 二甲酸酉干(hexahydrophthalicanhydride)、甲基四氛邻苯二甲酸酉干、甲基六氛邻苯二甲 酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(methylendo-methylenetetrahydrophthalic anhydride)、氯茵酸酐(chlorendicanhydride)、戊二酸酐或偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoiso benzofuran-5-carboxylicanhydride)等的二元駿酸酐化合物
[0065] 前述的四元羧酸酐化合物可包含但不限于二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylicdianhydride;BTDA)、双苯四甲酸二酐或双苯酿四甲酸二酐等的四元駿 酸酐化合物。
[0066] 具有环氧基的化合物(a-1-4)
[0067] 该具有环氧基的化合物(a-1-4)的具体例可包含甲基丙烯酸环氧丙酯、3, 4-环氧 基环己基甲基丙烯酸酯、具有不饱和基的缩水甘油醚化合物、具有环氧基的不饱和化合物 或上述化合物的组合。
[0068] 前述具有不饱和基的缩水甘油醚化合物的具体例包含长濑化成工业股份有限公 司制造的商品,其型号为Denacol EX_lll、Denacol EX_121、Denacol EX_141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171及Denacol EX_192〇
[0069] 制备具有不饱和基的树脂(A-l)
[0070] 该具有不饱和基的树脂(A-1)可由具有如式(I)所示的结构的具有至少二个环 氧基的环氧化合物(a-1-l)及具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物 (a-1-2)进行反应,以形成具有羟基的反应产物。然后,将所制得的反应产物与羧酸酐化合 物(a-1-3)进行反应,以制得本发明具有不饱和基的树脂(A-1)。基于前述具有羟基的反 应产物的羟基总当量数为1当量,该羧酸酐化合物(a-1-3)的酸酐基的当量数为0. 4当量 至1当量,且较佳为〇. 75当量至1当量。当使用多个羧酸酐化合物(a-1-3)时,这些羧酸 酐化合物(a-1-3)可依序添加或同时添加至反应中。当羧酸酐化合物(a-1-3)包含二元羧 酸酐化合物及四元羧酸酐化合物时,二元羧酸酐化合物及四元羧酸酐化合物的摩尔比例为 1/99至90/10,较佳为5/95至80/20。上述反应的操作温度范围为50°C至130°C。
[0071] 该具有不饱和基的树脂(A-1)可由具有如式(II)所示的结构的具有至少二个环 氧基的环氧化合物(a-1-l)及具有至少一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物 (a-1-2)进行反应,以形成具有羟基的反应产物。然后,将所制得的反应产物与羧酸酐化合 物(a-1-3)及/或具有环氧基的化合物(a-1-4)进行反应,以制得本发明具有不饱和基的 树脂(A-1)。基于具有如式(II)所示的结构的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-l) 中的环氧基的总当量数为1当量,该具有至少一个羧酸基及至少一个乙烯性不饱和基的化 合物(a-1-2)的酸价当量数为0. 8当量至1. 5当量,且较佳为0. 9当量至1. 1当量。基于 前述具有羟基的反应产物的羟基总量为1〇〇摩尔百分比,该羧酸酐化合物(a-1-3)的使用 量为10摩尔百分比至100摩尔百分比,较佳为20摩尔百分比至100摩尔百分比,且更佳为 30摩尔百分比至100摩尔百分比。
[0072] 当制备前述具有不饱和基的树脂(A-1)时,为了加速反应速率,碱性化合物一般 会添加至反应溶液中,以作为反应催化剂。该反应催化剂的具体例可包含但不限于三苯基 勝(triphenylphosphine)、三苯基铺(triphenylstibine)、三乙胺(triethylamine)、三 乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基铵(tetramethylammoniumchloride)或氯化苄基 三乙基铵(benzyltriethylammoniumchloride)等的化合物。前述的反应催化剂可单独一 种或混合多种使用。
[0073] 基于前述具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-l)及具有至少一个羧酸基与 至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)的总使用量为100重量份,该反应催化剂的使 用量为〇. 01重量份至10重量份,且较佳为〇. 3重量份至5重量份。
[0074] 其次,为了控制前述具有不饱和基的树脂(A-1)的聚合度,阻聚剂(inhibitor) 可加至反应溶液中。该阻聚剂的具体例可包含但不限于甲氧基酸(methoxyphenol)、 甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌(hydroquinone)、2,6-二叔丁基对甲酸 (2, 6-di-t-butyl-p-cresol)或吩噻嗪(phenothiazine)等的化合物。该阻聚剂可单独一 种或混合多种使用。
[0075] 基于前述具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-l)及具有至少一个羧酸基与 至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a-1-2)的总使用量为100重量份,该阻聚剂的使用量 为0. 01重量份至10重量份,且较佳为0. 1重量份至5重量份。
[0076] 此外,当制备前述具有不饱和基的树脂(A-1)时,聚合反应溶剂可加至反应溶液 中。该聚合反应溶剂的具体例可包含但不限于乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、2-丁醇、己 醇或乙二醇等的醇类化合物;甲乙酮或环己酮等的酮类化合物;甲苯或二甲苯等的芳香族 烃类化合物;赛珞素或丁基赛珞素(butylcellosolve)等的赛珞素(cellosolve)化合物; 卡必妥或丁基卡必妥等的卡必妥化合物;丙二醇单甲醚等的丙二醇烷基醚类化合物;二丙 二醇单甲酿[di(propylenegly
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