用于滤色片应用的光敏树脂组合物的制作方法

专利名称：用于滤色片应用的光敏树脂组合物的制作方法
技术领域：
本发明涉及新聚合物、包含这些聚合物的组合物、以及使用这些组合物形成用于液晶显示器的滤色片的方法。更具体地说，这些聚合物包含苯乙烯和马来酸酐的重复单元，并有连结在至少一些马来酸酐单元上的氨基官能团(例如，4-氨基苯乙酮、2-氨基苯酚、4-氨基苯甲酸)。
背景技术：
滤色片通常用于液晶显示板、成像器件、以及类似的物品上，并且通常包含马赛克象素或者呈条状图形。液晶显示器通常通过在透明的玻璃基片上形成多色图像层来制造。多色图像层一般含有红、绿、和蓝色象素，并且在某些情况下，还包括黑底或带黑色的底。然后，在多色图像层上形成保护层，接着，通常是通过溅镀氧化铟锡(ITO)，在保护层上形成透明的电导层。在超扭转向列(STN)型或铁电液晶型显示板的情况下，通过光刻法进一步加工透明的电导层以形成装有透明电极的滤色片，然后取向膜形成在透明电极上。该基片和另一块类似形成的基片在它们之间有缝隙的情况下封接在一起，用液晶注入两块基片之间以形成显示板。
过去，由于各种原因保护层形成在多色图像层上。例如，保护层保护多色图像层免受在进行光刻蚀过程时使用的各种化学品(例如，用于光致抗蚀剂的溶剂、酸性蚀刻液、碱性脱抗蚀剂落液、用于取向膜涂料的溶剂)的损害，以制造透明的导电层。而且，该保护层赋予多色图像层平坦度并有助于保持位于两块基片之间、注入液晶的缝隙。重要的是，该保护层在可见光区域内是透明的(没有浑浊或混浊)，并且该层牢固地附着在多色图像层和基片上。
近来，有一种需求是除去保护层以确保无图像部分中的密封。结果，必须配制出颜色层以起到与保护层相同的作用。光敏树脂型粘合剂通常用作颜色层的粘合剂以使该层满足上述要求。这些粘合剂树脂中使用最普遍的是那些在曝光于UV光下时，能通过光引发反应交联的树脂。然后，未曝光的部分可在安全的、环境较好的碱性水溶液中显影。随后，通过加热进一步固化树脂以得到增加的耐化学性。
含有该光敏树脂的滤色片通过在树脂中分散颜料来制备。树脂/颜料体系还包括稳定颜料分散体的分散剂、提高涂层光滑性的表面活性剂、具有提高光交联密度的不饱和双键的可加成聚合的单元、以及用来催化光交联反应的光引发剂。
除了上述有关保护层的性能之外，滤色片还必须一些其它的性能。例如，滤色片必须能确定较小尺寸的象素或条的清晰的图形(例如，象素尺寸小到5μm)。为了产生没有模糊或不清楚的清晰的图像，象素还必须具有均匀的尺寸和厚度，并且具有没有粗糙或颜料残余物的光滑的、整齐的边缘。而且，用于形成滤色片的组合物中的颜料必须保持分散在组合物中较长一段时间，并且该组合物即使长时间曝光光之后，还必须保持颜色纯度。即，应该很少有或者没有该组合物的光敏树脂或颜料的变黄或变色现象。最后，所得的滤色片必须易于用标准光刻技术加工(例如，该滤色片不需要在超过600毫焦耳的宽带UV下曝光)。
已知用于滤色片的光敏树脂的例子描述在Wakata等的美国专利No.5,445,919、5,514,502和5,650,263中。这些专利描述了可光聚合的组合物，它包含光聚合引发剂或光聚合引发剂体系、具有至少一个烯键式不饱和双键的可加成-聚合单元、以及通过数均分子量为500-30,000的含酐共聚物的反应得到的树脂。该树脂具有与共聚物的比例为0.1-1.0当量/共聚物中酐的当量的伯胺。
该类的另一个树脂公开于Kudo等的美国专利No.5,641,594中。该组合物包括具有醇或酚羟基的聚合物；当用光化辐射照射时能生成氮宾的化合物；颜料；以及溶剂。除了上述成分外，该组合物还可包含热交联剂和/或具有可聚合的双键的化合物。
描述在’919、’502、’263和’594中的组合物不足以开发现代高分辨率器件中所需的具有足够的分辨率和较小的象素尺寸的滤色片。虽然这些组合物可满足上述的一些要求，但是这些树脂中没有一种能满足所有滤色片的要求，尤其是在2-4μm的分辨率下。而且，这些组合物需要使用热交联剂，如三(丙烯酰氧乙基)异氰脲酸酯、二异氰酸酯、或者甲基丙烯酸酯密胺化合物。虽然这些添加剂能提高膜硬度和耐化学性，但是它们难以使用并且对环境不利。特别是已知异氰酸酯为致癌物。
Suzuki的美国专利No.5,998,091描述了各种单元的合成，它可用于能用来生产滤色片材料的光敏树脂的合成。虽然该专利公开了有助于粘附在基片上、碱溶解度、以及颜料分散稳定性的各种单元结构，但是它没有公开能满足上述需要的最终的聚合物组合物。具体地说，该专利没有公开具有滤色片材料要求的高光敏度、膜硬度、以及耐化学性的组合物。
欧洲专利申请No.780,731描述了一种光敏树脂，除了所述光敏树脂以外，它还包含含磷的甲基丙烯酸酯树脂以提高在碱性显影剂中的溶解度。但是，该申请公开了这两种粘合剂树脂非均相混合，它能导致在整个滤色片板上不均匀的显影特性。这在2-4μm的象素尺寸时尤其如此，而均匀的显影是非常苛刻的。
Lin的美国专利No.6,007,966描述了碱性显影的、负作用光敏组合物，它包含聚合物粘合剂、光引发剂、以及不饱和的光单元。该聚合物粘合剂通过含有苯乙烯和酐基团的重复单元的苯乙烯-马来酸酐树脂、含有至少一个羟基和至少三个丙烯酸基团的不饱和化合物、以及饱和醇的反应来制备。该树脂体系对高分辨率滤色片的应用而言不是最好，而是其设计用来制造具有大细部尺寸的印刷电路板。这样，该体系就不能用来生产具有清晰的2-4μm分辨率的滤色片图形。
Kunita等的美国专利No.6,051,367描述了一种可光聚合组合物，它包含具有一个或多个可加成-聚合的烯键式不饱和键的化合物和一种特殊的肟醚化合物。但是，该化合物制造了一种其未曝光区域不能在碱水溶液中显影的膜，但是需要一种溶剂显影剂来代替。而且，该组合物不适于达到2-4μm的高分辨率图形。
Nozaki等的美国专利No.6,027,856描述了一种负型抗蚀组合物，它能在碱水溶液中显影并包含具有碱溶性基团的可成膜、可溶于碱水溶液的聚合物。该组合物还包括一种具有烯丙醇结构的化合物和一种光致酸生成剂，当其通过吸收形成图像的辐射而分解时，会导致该具有烯丙醇结构的化合物变成碱溶性基团的保护基团，以及形成抗蚀剂图形的方法使用该组合物。碱水溶液可用作显影溶液，但是，比起常规的滤色片材料，用于该组合物的光致酸生成剂需要额外的热板烘烤工艺步骤。同时，由于该组合物是负光致抗蚀剂，所以它不能配制成保持用于滤色片材料的颜料分散体。

发明内容
大致通过提供新型聚合物、包含这些聚合物的组合物、以及使用这些组合物形成用于液晶显示器的滤色片，本发明克服了现有技术的问题。
更具体地说，本发明的聚合物包含各种接枝或连接到包含苯乙烯和马来酸酐单元的前体聚合物的至少一些马来酸酐单元上的官能团(例如，增粘基团、光引发基团、增溶基团)。除了苯乙烯和马来酸酐以外，前体聚合物还可包括其它单元，但是最好使用苯乙烯-马来酸酐(SMA)共聚物。较佳地，前体聚合物中苯乙烯与马来酸酐的摩尔比约为1∶1至4∶1、较好约为2∶1至4∶1、更好约为3∶1。这些较佳的官能团包含具有至少一个氨基连接在其上的芳基部分。
本发明的聚合物通过在特定的条件下选定的官能团与前体聚合物的反应(分别或同时)来形成，使得该前体聚合物的至少一些马来酸酐环(最好是至少约60％的环)断裂，且得自至少一个相应的氨基的氮原子连接到在所得的马来酸酐部分上的一个羰基的碳原子上。这样，根据本发明形成的聚合物将包含以下通式的重复单元式A苯乙烯单元 和式B具有官能团连接于其上的马来酸酐部分 式中，R1选自-OH和由下式表示的化合物基团光引发剂 和 增粘剂 和增溶剂 其中，在上述结构式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x为约1-5的数，最好是约1-2；至少一个R2是-NH，且至少一个-NH连接在一个标有(1)或(2)的碳原子上；各R3独立地选自氢、-NH2和-NH；y为约0-5的数，最好是约1-2；以及至少一个R3是-NH，且至少一个-NH连接在一个标有(1)或(2)的碳原子上，至少一个R1是由上述通式表示的基团之一(即，除了-OH之外的基团)。
在一个具体的较佳实施方式中，该聚合物包含上述通式中所示的各种结构的至少一种的重复单元(即，至少一种增粘剂、至少一种光引发剂、以及至少一种增溶剂)。更好地，这些聚合物包括各个下述通式的重复单元(即，这些聚合物包括4-氨基乙酰酮、2-氨基苯酚、以及4-氨基苯甲酸，它们各自独立地与该具体聚合物的至少一个马来酸酐单元反应)。 和 在另一个实施方式中，该聚合物包含连接在其上的光引发剂。光引发剂与马来酸酐的摩尔比应约为1∶20至1∶1.45，较好约为1∶20至1∶2.5，更好约为1∶10至1∶5。光致引发剂是有用的，因为它提高了包括本发明聚合物的滤色组合物的交联度。交联增加改善了图形分辨率、基片附着性、膜硬度、以及由这些滤色片组合物形成的膜或层的耐化学性。一种包含与光致引发剂反应的马来酸酐部分的特别佳单元由下式表示 该聚合物最好还包含连接在其上的增粘基团。这有利于形成将牢固地附着在液晶显示板的基片上的着色滤色片组合物，这样就提高了图形的分辨率和边缘清晰度。所述增粘基团应占聚合物的约2-50重量％、较好约2-25重量％、更好约4-10重量％，该重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅指属于该聚合物的增粘部分的重量(即，不包括增粘剂连接于其上的马来酸酐部分的重量)。包含与增粘剂反应的马来酸酐部分的较佳单元由下式表示 较佳地，该聚合物还包含一个连结在其上的官能团，该官能团用作提高在碱水显影剂如氢氧化四甲基铵、氢氧化钾和碳酸钠显影剂中包括本发明聚合物的组合物的溶解度。提高在显影剂中的溶解度将导致滤色片的图形分辨率和边缘清晰度的改善。该溶解度提高的单元宜占约2-50重量％、较好约2-20重量％、更好约4-10重量％，该重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅指属于该聚合物的增粘部分的重量(即，不包括增粘剂连结于其上的马来酸酐部分的重量)。包含与增粘化合物反应的马来酸酐部分的特别佳单元由下式表示 根据本发明形成的聚合物的平均分子量约为7,000-13,000道尔顿、最好约为9,000-11,000道尔顿。可以理解这些化合物可加入用来在液晶显示器的图像层上形成象素的组合物中。这些组合物可根据已知的制备方法形成。例如，颜料浆可通过混合所需类型和浓度的颜料与用于具体颜料的分散剂和/或溶剂来制备。着色颜料母液可通过混合包含本发明聚合物的粘合剂树脂溶液与颜料浆来制备。然后，研磨所得的混合物并混合表面活性剂溶液。将颜料母液与所需的固化剂、溶剂、表面活性剂、以及任何其它所需成分混合，接着过滤该混合物以得到平均粒度小于约0.2μm的混合物。
然后，通过常规方法(如通过以约1000rpm旋涂，接着在约100℃的热板上烘烤)将所得的着色的、光敏涂料组合物施涂在基片(例如，玻璃、硅、ITO玻璃、滤色层等)上。该涂布的膜透过掩模在所需波长(例如，约200-500nm)的光下曝光，接着最好在碱性显影剂(例如，得自Shipley公司的MF312-D27)中进行膜的显影。最后，于真空下在约150-210℃的热板上固化显影膜，需要时重复该过程使之具有不同颜料色，以得到具体应用所需的不同颜色的象素(例如，红、绿和蓝色象素)，并可将保护层施加在最终的图像层上并固化。
较佳地，当PGMEA用作溶剂时，使用本发明聚合物的涂层组合物的耐溶剂试验的结果(如实施例7中所述)约小于5、较好是约小于3、更好是约小于2。这样，所得的膜是高耐溶剂的，并且不需要使用附加的热交联剂如对使用者和环境有害的二异氰酸酯。
而且，根据本发明形成的、包含厚约1.5μm的图像层的滤色片在约400-700nm的波长下透过约70-95％、较好是约80-95％、更好是约85-90％的光。另外，本发明的滤色片的分辨率小于约5μm、较好是约2-4μm、更好是约1-2μm，由扫描电子显微镜测定。由包含本发明聚合物的组合物形成的、并在基片上沉积和固化的膜将具有至少约4H、最好至少约8H的铅笔硬度(根据JIS K5400测定)。
而且，由本发明组合物形成的膜在碱性显影剂中是高溶解性的，并且当于UV光曝光下长达约2百万勒一小时或者当置于固化温度下长达约7小时时，基本上不显示变色或变黄。最后，用本发明组合物形成的膜牢固地附着在基片表面上，即使在外形表面上也显示出极好的平坦度。
具体实施例方式
接着，将45.62g(337.5毫摩尔)4-氨基苯乙酮从一个烧瓶转移到含有1,200gSMA聚合物溶液的3,000mL玻璃烧瓶中。用PGMEA(32g)洗净残留在该烧瓶中残余4-氨基苯乙酮。在搅拌及氮气下，在室温下进行将4-氨基苯乙酮的氨基接枝到该聚合物的酸酐基团上的反应24小时。将PGMEA(32g)和14.73g(135.0毫摩尔)2-氨基苯酚加入反应混合物中，且反应持续8小时以上。接着，将10.54g(76.0毫摩尔)4-氨基苯甲酸和32g PGMEA加入该混合物中，且反应再持续48小时。实施例2粘合剂树脂的合成在本实施例中，在3000mL玻璃烧瓶中将实施例1中制备的1,200g SMA聚合物溶液与下述化合物混合45.62g(337.5毫摩尔)4-氨基苯乙酮、14.73g(135.0毫摩尔)2-氨基苯酚、以及10.54g(76.9毫摩尔)4-氨基苯甲酸。然后，用96g PGMEA清洗烧瓶，并向其中注入氮气。在搅拌下，在室温下进行反应72小时。随后，通过红外光谱分析显示，SMA与这里所述的3个氨基化合物同时反应生成了与这些氨基化合物顺序地和SMA聚合物反应的实施例1中得到的相同的粘合剂树脂组合物。实施例3粘合剂树脂的合成在本实施例中，将300g SMA溶解在1,000g环己酮中以形成SMA聚合物溶液。苯乙烯与马来酸酐的摩尔比为3∶1，且该聚合物的分子量约为11,000道尔顿。
接着，在3,000mL玻璃烧瓶中混合1,200g SMA聚合物溶液与下述化合物27.4g(202.7毫摩尔)4-氨基苯乙酮、14.76g(135.3毫摩尔)2-氨基苯酚、以及27.8g(202.8毫摩尔)4-氨基苯甲酸。用全部96g环己酮从它们各自的烧瓶中洗净残余的氨基化合物，并向3,000mL烧瓶中注入氮气。在搅拌下，在室温条件下进行将氨基接枝到该聚合物的各酸酐基团上的反应72小时。实施例4滤色片涂料配方、沉积、以及形成图形将Solsperse 22000分散剂(3.06g，得自Zeneca公司)和Solsperse 5000分散剂(1.52g，也得自Zeneca公司)溶解在104g甲基乙基酮(MEK)中。在搅拌下，向所得的分散液中加入40.78g BASF L9361绿色颜料和10.21g黄色高分辨率(HR)颜料(得自Dominion Color公司)以形成第一溶液。用该第一溶液混合在环己酮和PGMEA(溶剂的重量比为1∶1，固含量为18重量％)中含有74.37g Solsperse 24000(购自Zeneca公司)的第二溶液。在一个含有玻璃珠的研磨机中将所得的颜料混合物研磨成浆1小时。在使用前，将颜料浆于室温下存储至少12小时。
通过混合65g实施例3中制备的粘合剂树脂溶液和100g绿色颜料浆来形成母液。在研磨机中研磨所得的混合物1小时，并向研磨机中加入在55g MEK中含有0.2g FC171含氟表面活性剂(得自3M公司)表面活性剂溶液。然后，再研磨绿色颜料母液半小时。
接着，在室温条件下用下述化合物混合100g绿色颜料母液1小时0.05g FC430含氟表面活性剂(得自3M公司)、5g二季戊四醇五丙烯酸酯(DPEPA，以商品名SR399得自Sartomer公司)、1g对(二甲基氨基)苯甲酸辛酯(0DAB)、25g MEK、3g Irgacure784(得自Ciba公司)、以及1g Irgacure 369(也得自Ciba公司)。最终的光敏绿色涂料通过孔径为0.2μm的过滤器过滤。
然后，将滤出的绿色光敏涂料以850rpm旋涂在4英寸硅晶片上60秒钟以形成膜，接着将形成的膜置于100℃的热板上软烘烤(即接触热板，但是不施加真空)60秒钟。使用I行步进投影曝光机，将膜曝光在600mJ/cm2的能量下曝光。曝光的绿色树脂膜通过浸在碱性显影剂(MF312-D227，得自Shipley公司)中25秒钟来显影，接着浸在去离子水中20-25秒钟，用去离子水清洗20-25秒钟，最后在250℃的真空下将其热板上固化10分钟。在约560nm的光波长下，在1.5μm的膜厚度处，绿滤色片的最大透射率约为85％(在使膜显影之前测定)。
绿色光敏涂层的性能通过使用光学显微镜(500X)观察晶片的中心和边缘之间的一半的长度处来定。从这些性能中，测定分辨率(即玻璃圆上得到的最小象素)约为2μm。这些数据记录在表1中。
表1

a行-间距对。b全部及完整的8×8象素阵列。c全部8×8孔阵列，没有所有通向基片的膜。d定义为桥接象素之间缝隙的连续的残余物。e使用Alphastep 200轮廓测定仪测定。f在晶片上的以下位置测得的平均厚度大约在晶片的中心、中心到晶片边缘距离的约1/3、以及中心到晶片边缘距离的约2/3。实施例5比较例进行本试验以比较使用未改性的SMA作为粘合剂和溶解的氨基混合物作为涂料添加剂(即，没有SMA与氨基化合物的预反应)的绿滤色片涂料与实施例3中制备的绿滤色片涂料。
用100g实施例4中制备的绿色颜料浆混合实施例1中制备的SMA聚合物溶液(65g)以形成母液。在研磨机中研磨该溶液1小时，并向研磨机中加入在55g MEK中含有0.2g FC171的表面活性剂溶液。再研磨该绿色颜料母液半小时。
接着，在室温条件下用下述化合物混合100g绿色颜料母液1小时0.05g FC430含氟表面活性剂、5g DPEPA、1g Irgacure 369、0.9862g 4-氨基苯乙酮、0.3206g2-氨基苯酚、以及0.2273g 4-氨基苯甲酸。最终的绿色光敏材料通过孔径为0.2μm的过滤器过滤。
将滤出的绿色光敏涂料旋涂在3英寸玻璃圆上以形成膜，将形成的膜置于100℃的热板上软烘烤。在I行步进投影曝光机上通过石英掩模曝光约2分钟之后，将曝光的绿色树脂膜浸在碱性显影剂(MF312-D227)中20-40秒钟。该绿色树脂膜没有在曝光与未曝光区域之间显示溶解选择性，并且没有显影。这证明将4-氨基苯乙酮、2-氨基苯酚和4-氨基苯甲酸接枝到SMA上对于形成有图形的滤色片层涂层是必需的。实施例6比较例进行本试验以比较使用用作为粘合剂的2-氨基苯酚和4-氨基苯甲酸、以及作为涂料添加剂的4-氨基苯乙酮改性的SMA的绿滤色片涂料与实施例3中制备的绿滤色片涂料。
用以下化合物在250mL玻璃烧瓶中混合实施例1中制备的SMA聚合物溶液(120g)∶1.47g(13.53毫摩尔)2-氨基苯酚、以及1.05g(20.28毫摩尔)4-氨基苯甲酸。然后，用9.6g PGMEA清洗烧瓶，并向其中注入氮气。在室温条件下，在搅拌下进行将氨基接枝到该聚合物的各酸酐基团上的反应72小时以形成聚合物粘合剂溶液。
通过混合65g聚合物粘合剂溶液与100g实施例4中制备的绿色颜料浆来形成母液。在研磨机中研磨该溶液1小时，并向研磨机中加入在55g MEK中含有0.2gFC171的表面活性剂溶液。再研磨绿色颜料母液半小时。
接着，在室温条件下用以下化合物混合100g绿色颜料母液0.05g FC430含氟表面活性剂、5g DPEPA、1g ODAB、25g MEK、3g Irgacure 784、1g Irgacure 369、以及0.9862g 4-氨基苯乙酮。最终的绿色光敏涂料用孔径为0.2μm的过滤器过滤。
将滤出的光敏涂料旋涂在3英寸玻璃圆上以形成膜，将形成的膜置于100℃的热板上软烘烤。通过在300-1000mj/cm2下使用I行步进投影曝光机通过石英掩模曝光涂布的膜之后，将曝光的绿色树脂膜浸在显影剂(MF312-D227)中20-40秒钟。该绿色树脂膜在曝光与未曝光区域之间显示出非常差的溶解选择性。这个较差的显影特性证明，在配制和涂布之前将4-氨基苯乙酮接枝到SMA上对于生产有图形的滤色片涂层是必需的。实施例7红滤色片涂料的制备红滤色片涂料通过混合141.9g PGMEA、91.9g Disperbyk 182(得自BYK公司)、5.1g二季戊四醇五丙烯酸酯(DPEPA)、33.7g实施例2中制备的粘合剂树脂溶液、33.3g红色颜料(3B-RF，得自CIBA公司)、以及16.1g黄色HR颜料(得自DominionColor公司)来配制。搅拌该溶液10分钟并加入研磨机中，然后用40g PGMEA清洗该研磨机。研磨进行1小时。
第二溶液通过混合9.5g PGMEA、15.3g DPEPA和101.1g实施例3中制备的粘合剂树脂溶液来制备。将该溶液加入含有上述制备的红色颜料溶液的研磨机中。接着，使用30g PGMEA清洗该研磨机。在研磨1小时后形成母液。在室温条件下用以下化合物混合该红色颜料母液(55g)1小时0.21g ODAB、17.9g PGMEA、1.49gIrgacure 784、以及0.51g Irgacure 369。最终的光敏红色涂料用孔径为0.20μm的过滤器过滤。实施例8耐溶剂性试验耐溶剂性试验通过以1000rpm在玻璃圆上旋涂滤色片涂料90秒钟来进行。然后，将涂布的玻璃圆置于热板上烘烤60秒钟，紧接着在约500毫焦耳下曝光。在曝光之后，在190℃的炉中固化涂布的圆1小时。在可见光谱(400-700nm)范围内的固化涂层的颜色(即吸收率)用分光光度计测定。然后，该圆在溶剂中放置5分钟之后用水清洗并用高压空气干燥。再次用分光光度计测量在可见光谱范围内的颜色。色差以ΔE ab值计算，如Gunter Wyszecki和W.S.Stiles在“颜色科学的观念和方法、定量数据和配方”(Wiley & Sons出版社1982年第二版)第166-168页中所述。
耐溶剂性试验在实施例4中配制的本发明的绿滤色片涂层和实施例7中制备的红滤色片涂层上进行。这些试验的结果列于表2。
表2

aN-甲基-2-吡咯烷酮。b一种商用的氢氧化四甲基铵系光致抗蚀剂显影剂。
权利要求
1.一种聚合物，它包含下式所示的重复单元式A 和式B 式中，R1选自-OH和由下式表示的基团 ，和 式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上；各R3独立地选自氢、-NH2和-NH；y是0-5，至少一个R3是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上，至少一个R1是由上式表示的基团之一。
2.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物包含下式所示的重复单元式A 和式B 式中，R1选自-OH和由下式表示的基团 和 式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上，并且所述聚合物有所述R1各基团中的至少一个。
3.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物包含下式所示的重复单元 和
4.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物的分子量约为7,000-13,000道尔顿。
5.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物包含约5-70重量％的连接在式B的单元上的光引发基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于光引发基团的重量。
6.根据权利要求5所述的聚合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的光引发基团是由下式表示的
7.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物对基片的粘合性的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于所述提高粘合性基团的重量。
8.根据权利要求7所述的聚合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高粘合性基团是由下式表示的
9.根据权利要求1所述的聚合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物在碱性显影液中的溶解度的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于提高溶解度基团的重量。
10.根据权利要求9所述的聚合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高溶解度基团是由下式表示的
11.一种用来在液晶显示器中形成象素的组合物，它包含一种溶解在溶剂体系中的聚合物，其特征在于，所述聚合物含有以下通式表示的重复单元式A 和式B 式中，R1选自-OH和由下式表示的化合物基团 和式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，且该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上；各R3独立地选自氢、-NH2和-NH；y是0-5，至少一个R3是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上，至少一个R1是由上述通式表示的基团之一。
12.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物包含下式表示的重复单元式A 和式B 式中，R1是选自-OH和由下式表示的化合物基团 和 式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，该至少一个-NH连结在标有(1)或(2)的碳原子上，并且所述聚合物中有所述R1各基团中的至少一个。
13.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物包含下式表示的重复单元 和
14.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物的分子量约为7,000-13,000道尔顿。
15.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物包含约5-70重量％的连接在式B的单元上的光引发基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于光引发基团的重量。
16.根据权利要求15所述的组合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的光引发基团是由下式表示的
17.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物对基片的粘合性的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于所述提高粘合性基团的重量。
18.根据权利要求17所述的组合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高粘合性基团是由下式表示的
19.根据权利要求11所述的组合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物在碱性显影液中的溶解度的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于提高溶解度基团的重量。
20.根据权利要求19所述的组合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高溶解度基团是由下式表示的
21.一种复合物，它包含基片；以及包含一个象素矩阵的图像层，所述图像层沉积在所述基片上，并且所述象素是由包含一种含有下式所示重复单元的聚合物的组合物形成的式A 和式B 式中，R1选自-OH和由下式表示的化合物基团 和 式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上；各R3独立地选自氢、-NH2和-NH；y是0-5，至少一个R3是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上，且至少一个R1是上述通式表示的基团。
22.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物包含下式表示的重复单元式A 和式B 式中，R1选自-OH和由下式表示的化合物基团 和 式中各R2独立地选自氢、-NH2和-NH；x是1-5；至少一个R2是-NH，该至少一个-NH连接在标有(1)或(2)的碳原子上，并且所述聚合物中有所述R1各基团中的至少一个。
23.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物包含下式表示的重复单元 ，和
24.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物的分子量约为7,000-13,000道尔顿。
25.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物包含约5-70重量％的连接在式B的单元上的光引发基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于光引发基团的重量。
26.根据权利要求25所述的复合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的光引发基团是由下式表示的
27.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物对基片的粘合性的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于所述提高粘合性基团的重量。
28.根据权利要求27所述的复合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高粘合性基团是由下式表示的
29.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述聚合物包含约2-50重量％的连接在式B的单元上的用来提高含有所述聚合物的组合物在碱性显影液中的溶解度的基团，所述重量百分数以聚合物的总重量作为100重量％计，并且仅仅是属于提高溶解度基团的重量。
30.根据权利要求29所述的复合物，其特征在于所述连接在式B的单元上的提高溶解度基团是由下式表示的
31.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述基片是由玻璃形成的。
32.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述图像层包含许多不同颜色象素的矩阵。
33.根据权利要求32所述的复合物，其特征在于所述图像层包含至少有红色、绿色、蓝色象素的矩阵。
34.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述滤色片还包含沉积在所述图像层上的固化的保护层。
35.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于所述图像层的分辨率约小于5μm。
36.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于当PGMEA用作溶剂时，所述组合物给出的耐溶剂性试验的结果约小于5。
37.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于当形成固化膜时，所述组合物的铅笔硬度至少约为2B。
38.根据权利要求21所述的复合物，其特征在于当所述图像层的厚度约为1.5μm时，所述图像层透过约70-95％波长约400-700nm的光。
39.一种形成滤色片的方法，它包含以下步骤向基片上施涂一定量的权利要求11的组合物，形成涂层；在温度约80-120℃烘烤所述涂层；使所述烘烤层在UV光下选择性曝光；使所述曝光层显影；以及在温度约150-210℃固化所述显影层。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述烘烤层是在波长约200-500nm的光下曝光的。
41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述显影步骤包括使所述曝光层与碱性显影液接触。
42.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述基片是由玻璃形成的。
43.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述曝光、显影和固化步骤形成一个包含着色象素矩阵的图像层。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于所述施涂步骤包括施涂一定量的第一色的组合物，并且还包括用颜色不同于所述第一色的组合物重复所述施涂、烘烤、曝光、显影和固化步骤，形成包含不同颜色象素矩阵的图像层。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于所述图像层包含至少有红色、绿色、蓝色象素的矩阵。
46.根据权利要求43所述的方法，其特征在于它还包括向所述图像层施加保护层以及固化所述施加的保护层的步骤。
47.根据权利要求43所述的方法，其特征在于所述图像层的分辨率约小于5μm。
48.根据权利要求39所述的方法，其特征在于当PGMEA用作溶剂时，所述组合物给出的耐溶剂性试验的结果约小于5。
49.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述固化层的铅笔硬度至少约为2B。
50.根据权利要求43所述的方法，其特征在于当所述图像层的厚度约为1.5μm时，所述图像层透过约70-95％波长约400-700nm的光。
全文摘要
提供了新颖聚合物、包含这些聚合物的组合物、以及使用这些组合物的方法。这些聚合物包含苯乙烯和马来酸酐单元，并有至少一些马来酸酐单元具有特定的官能团连结于其上。较佳的官能团包括得自增粘剂(例如，2－氨基苯酚)、光引发剂(例如，4－氨基苯乙酮)、以及增溶剂(例如，4－氨基苯甲酸)的那些基团。可根据常规方法，将这些聚合物加入组合物中，然后用来形成用于液晶显示器的滤色片。最终的滤色片具有高的分辨率，对一般用于滤色片生产过程中的溶剂具有高的耐受性，牢固地附着在滤色片基片上，具有优良的光学清晰度，在各种碱性显影剂中具有高的溶解性，并且具有极好的热和UV光稳定性。
文档编号C08F8/00GK1462284SQ01816079
公开日2003年12月17日 申请日期2001年3月15日 优先权日2000年8月16日
发明者G·徐, D·W·部鲁尔, T·利默, M·施特勒德, S·福勒, J·马约 申请人:部鲁尔科学公司