彩色滤光片用的感光性树脂组合物及其应用_2

文档序号:9563868阅读:来源:国知局
-二乙基氨基 丙酯、甲基丙烯酸-N,N-二甲基氨基丙酯、丙烯酸-N,N-二丁基氨基丙酯、异丁基氨基乙酯 (iso-Butylaminoethyl Methacrylate)等的丙稀酸化合物;丙稀酸环氧丙基酯或甲基丙稀 酸环氧丙基酯等的不饱和羧酸环氧丙基酯类;乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯或丁酸乙烯酯等的 羧酸乙烯酯类;乙烯基甲醚、乙烯基乙醚、烯丙基环氧丙基醚或甲代烯丙基环氧丙基醚等的 不饱和醚类;丙烯腈、甲基丙烯腈、α -氯丙烯腈或氰化亚乙烯等的氰化乙烯基化合物;丙 烯酰胺、甲基丙烯酰胺、α -氯丙烯酰胺、N-羟乙基丙烯酰胺或N-羟乙基甲基丙烯酰胺等的 不饱和酰胺;1,3- 丁二烯、异戊烯或氯化丁二烯等的脂肪族共辄二烯类。
[0061] 较佳地,该其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(al-4)可为苯乙烯、N-苯基马来酰 亚胺、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟基乙酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯、丙烯 酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯或丙烯酸双环戊烯基氧化乙酯。
[0062] 该其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(al-4)可单独一种或混合多种使用。
[0063] 基于具有受阻胺结构的乙烯性不饱和单体(al-Ι)、具有氧杂环丁烷基的乙烯性不 饱和单体(al-2)及具有羧酸基的乙烯性不饱和单体(al-3)及其它可共聚合的乙烯性不饱 和单体(al-4)的总使用量为100重量份,该其它可共聚合的乙烯性不饱和单体(al-4)的 使用量为5重量份至75重量份,较佳为10重量份至65重量份,且更佳为15重量份至55 重量份。
[0064] 基于碱可溶性树脂(A)的总使用量为100重量份,该第一碱可溶性树脂(A-I)的 使用量为30重量份至100重量份,较佳为40重量份至90重量份,且更佳为50重量份至80 重量份。
[0065] 第二碱可溶性树脂(A-2)
[0066] 本发明的碱可溶性树脂可选择性地包含第二碱可溶性树脂(A-2),且该第二碱可 溶性树脂(A-2)由一第二混合物反应获得。
[0067] 前述的第二混合物包含具有至少两个环氧基的环氧化合物(a2_l),以及具有至少 一个羧酸基与至少一个乙烯性不饱和基的化合物(a2_2)。其次,该第二混合物可选择性地 包含羧酸酐化合物(a2_3)、具有环氧基的化合物(a2_4)或上述材料的任意组合。
[0068] 具有至少两个环氧基的环氧化合物(a2_l)
[0069] 该具有至少两个环氧基的环氧化合物(a2_l)包含具有如下式(III)或式(IV)所 示的结构的化合物,或者上述材料的任意组合:
[0070]
[0071] 于式(III)中,&、1?2、1?3及1? 4分别独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至5的 烷基或烷氧基,或者碳数为6至12的芳香基或芳烷基。
[0072] 具有如式(III)所示的结构的化合物可由双酚莽型化合物(bisphenol fluorene)与卤化环氧丙烷(epihalohydrin)进行反应而得。
[0073] 前述的双酚莽型化合物的具体例可包含但不限于9, 9-双(4-羟基苯基)莽 [9, 9_bis (4-hydroxyphenyl) fluorine]、9, 9-双(4-羟基-3-甲基苯基)莽[9, 9_bis (4_h ydroxy-3-methylphenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)莽[9,9-bis(4-hydrox y-3-chlorophenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)莽[9,9-bis(4-hydroxy-3-b romophenyl) fluorine]、9, 9-双(4-羟基-3-氣苯基)莽[9, 9_bis (4-hydroxy-3-fluorop henyl) fluorine]、9, 9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)莽[9, 9_bis (4-hydroxy-3-methoxyp 1161171);1^1110!';[116]、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)莽[9,9-1318(4-117(11'0叉7-3,5-(1;[1116 thylphenyl) fluorine]、9, 9-双(4-羟基-3, 5-二氯苯基)莽[9, 9_bis (4_hydroxy-3, 5_d ichlorophenyl) fluorine]、9, 9-双(4-羟基-3, 5-二溴苯基)莽[9, 9_bis (4_hydroxy-3, 5-dibromophenyl) fluorine],或者上述化合物的任意组合。
[0074] 上述卤化环氧丙烷的具体例可包含但不限于3-氯-1,2-环氧丙烷 (epichlorohydrin)、3_溴-1,2-环氧丙烷(epibromohydrin)或上述化合物的任意组合。
[0075] 具有双酸莽型化合物的具体例可包含新日铁化学公司(Nippon steel chemical Co. Ltd.)制造,型号为ESF-300的商品;大阪天然气公司(Osaka Gas Co. Ltd.)制造,型 号为PG-100或EG-210的商品;短信科技公司(S. M. S Technology Co. Ltd.)制造,型号为 SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG 或 SMS-F914PG 的商品。
[0077] 于式(IV)中,R5S R 18分别独立地代表氢原子、素原子、碳数为1至8的烷基或 碳数为6至15的芳香基,且b代表0至10的整数。
[0078] 具有如式(IV)所示的结构的化合物可在碱金属氢氧化物的存在下,使用具有如 下式(m-ι)所示的化合物与卤化环氧丙烷进行反应:
[0079]
[0080] 于式(IV-I)中,1?5至R18及b的定义分别如前所述,在此不另赘述。
[0081] 具有如式(IV-I)所示的结构的化合物的合成方法是先在酸催化剂的存在下,将 如下式(IV-2)所示的化合物与酚(phenol)类化合物进行缩合反应,以形成如式(IV-I)所 示的化合物。然后,加入过量的卤化环氧丙烷,以使卤化环氧丙烷与如式(IV-I)所示的化 合物进行脱卤化氢反应(dehydrohalogenation),即可获得具有如式(IV)所示的结构的化 合物:
[0083] 于式(IV-2)中,R7S R i。的定义如前所述,在此不另赘述;R 19及R2。分别独立地代 表卤素原子或碳数为1至6的烷基或烷氧基。
[0084] 前述的卤素原子可为氯原子或溴原子;烷基较佳可为甲基、乙基或叔丁基;烷氧 基较佳可为甲氧基或乙氧基。
[0085] 前述的酚类化合物的具体例可包含但不限于苯酚(phenol)、甲酚(cresol)、 乙酸(ethylphenol)、正丙酸(n-propylphenol)、异丁酸(isobutylphenol)、叔丁酸 (t-butylphenol)、辛酸(octylphenol)、壬基苯酸(nonylphenol)、荏酸(xylenol)、 甲基丁 基苯酸(methylbutylphenol)、二叔 丁基酸(di-t-butylphenol)、乙稀苯酸 (vinylphenol)、丙稀苯酸(propenylphenol)、乙炔苯酸(ethinylphenol)、环戊苯酸 (cyclopentylphenol)、环己基酸(cyclohexylphenol)或环己基甲酸(cyclohexylcresol) 等。该酚类化合物可单独一种使用或混合多种使用。
[0086] 基于上述如式(III-2)所示的化合物的使用量为1摩尔,酚类化合物的使用量为 0. 5摩尔至20摩尔,且较佳为2摩尔至15摩尔。
[0087] 酸催化剂的具体例可包含盐酸、硫酸、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)、 草酉爱(oxalic acid)、三氣化硼(boron trifluoride)、无水氯化错(aluminium chloride anhydrous)或氯化锌(zinc chloride)等的化合物。酸催化剂较佳为对甲苯磺酸、硫酸、盐 酸或上述化合物的任意混合。
[0088] 前述酸催化剂的使用量虽无特别的限制。但基于上述如式(IV-2)所示的化合物 的使用量为100重量百分比,酸催化剂的使用量较佳为〇. 1重量百分比至30重量百分比。 [0089] 上述的缩合反应可在无溶剂或是在有机溶剂的存在下进行。该有机溶剂的具体 例可包含但不限于甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)或甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone)等的有机溶剂。上述的有机溶剂可单独一种或混合多种使用。
[0090] 基于如式(IV-2)所示的化合物及酚类的总使用量为100重量百分比,有机溶剂的 使用量为50重量百分比至300重量百分比,且较佳为100重量百分比至250重量百分比。 此外,上述缩合反应的操作温度为40°C至180°C,且缩合反应的操作时间为1小时至8小 时。
[0091] 在完成上述的缩合反应后,可进行中和处理或水洗处理。该中和处理是将反应 后的溶液的PH值调整为3至7,且较佳为5至7。该水洗处理可使用中和剂来进行,且该 中和剂为碱性物质,其具体例,如:氢氧化钠 (sodium hydroxide)或氢氧化钾(potassium hydroxide)等的碱金属氢氧化物;氢氧化|丐(calcium hydroxide)或氢氧化镁(magnesium hydroxide)等的碱土类金属氢氧化物;二伸乙三胺(diethylene triamine)、三伸乙四胺 (triethylenetetramine)、苯胺(aniline)或苯二胺(phenylene diamine)等的有机胺;氨 (ammonia)、磷酸二氢钠 (sodium dihydrogen phosphate)或上述化合物的任意组合。上述 的中和剂可单独一种或混合多种使用。上述的水洗处理可采用已知方法进行,例如在反应 后的溶液中加入含中和剂的水溶液,并且反复进行萃取即可。
[0092] 进行前述的中和处理或水洗处理后,可藉由减压蒸馏处理去除未反应的酚类及溶 剂,并进行浓缩,即可获得如式(IV-I)所示的化合物。
[0093] 上述的卤化环氧丙烷的具体例可包含但不限于3-氯-1,2-环氧丙烷、 3-溴-1,2-环氧丙烷或上述化合物的任意组合。在进行上述的脱卤化氢反应之前,可预先 添加或于反应过程中添加氢氧化钠、氢氧化钾等的碱金属氢氧化物。上述的脱卤化氢反应 的操作温度可为20°C至120°C,且其操作时间可为1小时至10小时。
[0094] 在一实施例中,上述脱卤化氢反应中所添加的碱金属氢氧化物亦可为其水溶液。 在此实施例中,将上述的碱金属氢氧化物水溶液连续添加至脱卤化氢反应系统内的同时, 可于减压或常压下,连续蒸馏出水及卤化环氧丙烷,藉以除去水,并且可将卤化环氧丙烷连 续地回流至反应系统内。
[0095] 上述的脱卤化氢反应进行前,亦可添加氯化四甲铵(tetramethyl ammonium chloride)、溴化四甲铵(tetramethyl ammonium bromide)或三甲基苄基氯化铵 (trimethyl benzyl ammonium chloride)等的四级铵盐作为催化剂,并且在50°C至150°C 下反应。经过1小时至5小时后,加入碱金属氢氧化物或其水溶液。然后,于20°C至120°C 的温度进行脱卤化氢反应,且其反应时间为1小时至10小时。
[0096] 基于上述如式(IV-I)所示的化合物中的羟基总当量为1当量,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。基于上述如式(III-I)所示的化 合物中的羟基总当量为1当量,前述脱卤化氢反应中所添加的碱金属氢氧化物的使用量为 〇. 8当量至15当量,且较佳为0. 9当量至11当量。
[0097] 为了使上述的脱卤化氢反应顺利进行,亦可添加甲醇或乙醇等的醇类溶剂。此外, 脱卤化氢反应亦可使用二甲砜(dimethyl sulfone)或二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)等 的非质子性(aprotic)的极性溶剂来进行反应。在使用醇类溶剂的情况下,基于卤化环氧 丙烷的总使用量为100重量百分比,醇类的使用量为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。在使用非质子性的极性溶剂的情况下,基于卤化环氧 丙烷的总使用量为100重量百分比,非质子性的极性溶剂的使用量为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。
[0098] 完成脱卤化氢反应后,可选择性地进行水洗处理。然后,利用减压蒸馏的方式,例 如于温度为110°c至250°C且压力小于1.3kPa[10毫米汞柱(mmHg)]的环境中,去除卤化环 氧丙烷、醇类及非质子性的极性溶剂。
[0099] 为了避免所制得的环氧树脂具有加水分解性的卤素,可将甲苯或甲基异丁基酮 (methyl isobutyl ketone)等溶剂以及氢氧化钠或氢氧化钾等碱金属氢氧化物水溶液加 至脱卤化氢反应后的溶液中,并再次进行脱卤化氢反应。在脱卤化氢反应中,基于上述如式 (III-I)所示的化合物中的羟基总当量为1当量,碱金属氢氧化物的使用量为0. 01摩尔至 0. 3摩尔,且较佳为0. 05摩尔至0. 2摩尔。上述脱卤化氢反应的操作温度为50°C至120°C, 且操作时间为〇. 5小时至2小时。
[0100] 当完成脱卤化氢反应后,盐类是藉由过滤及水洗等步骤去除。此外,利用减压蒸 馏的方式去除甲苯或甲基异丁基酮等的溶剂,即可得到如式(IV)所示的化合物。上述 如式(IV)所示的化合物的具体例可包含但不限于日本化药公司制造,型号为NC-3000、 NC-3000H、NC-3000S 或 NC-3000P 等的商品。
[0101] 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(a2-2)
[0102] 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(a2_2)的具体例 是选自于由下述(1)至(3)所组成的群组:(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯酰氧乙 基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2_ 甲基丙稀酰氧丁基丁二酸、 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;(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,其中二元羧酸化合物包含己二酸、丁二酸、马来酸或邻苯二甲酸; 及(3)由具有羟基的(甲基)丙烯酸酯与后述的羧酸酐化合物(a2-3)反应而得的半酯化 合物,其中具有羟基的(甲基)丙稀酸酯包含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。
[0103] 羧酸酐化合物(a2_3)
[0104] 羧酸酐化合物(a2-3)可选自于由后述的⑴与⑵所组成的群组:(1) 丁 二酸酐(butanedioic anhydride)、顺丁稀二酸酐(maleic anhydride)、衣康酸酐 (Itaconic anhydride)、邻苯二甲酸酉干(phthalic anhydride)、四氛邻苯二甲酸酉干 (tetrahydrophthalic anhydride)、六氢邻苯二甲酸酐(hexahydrophthalic anhydride)、 甲基四氢邻苯二甲酸酐、甲基六氢邻苯二甲酸酐、甲基桥亚甲基四氢邻苯二甲酸酐(methyl endo-methylene tetrahydro phthalic anhydride)、氯茵酉麵干(chlorendic anhydride)、 戊二酸酐或偏三苯甲酸酐(l,3-dioxoisobenzofuran-5_carboxylic anhydride)等的 二元駿酸酐化合物;以及(2)二苯甲酮四甲酸二酐(benzophenone tetracarboxylic dianhydride ;BTDA)或双苯四甲酸二酐或双苯醚四甲酸二酐等的四元羧酸酐化合物。
[0105] 具有环氧基的化合物(a2_4)
[0106] 具有环氧基的化合物(a2_4)可选自于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 合物的任意组合。
[0107] 上述具有不饱和基的缩水甘油醚化合物可包含长濑化成工业株式会社制造,型号 为 Denacol EX-111、EX_121Denacol、De
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