CN106569388B - 黑色矩阵用的感光性树脂组成物及其应用 - Google Patents
黑色矩阵用的感光性树脂组成物及其应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明是有关一种黑色矩阵用的感光性树脂组成物,及使用所述黑色矩阵所形成的彩色滤光片及液晶显示元件。上述感光性树脂组成物包含碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、黑色颜料(E)及硅烷化合物(F)。根据本发明的感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性佳的优点。
Description
技术领域
本发明是有关一种黑色矩阵用感光性树脂组成物及使用所述黑色矩阵所形成的彩色滤光片及液晶显示元件。特别是提供一种高精细度图案的直线性佳的黑色矩阵用的感光性树脂组成物及使用所述黑色矩阵所形成的彩色滤光片及液晶显示元件。
背景技术
近年来,随着液晶显示器的各种技术的蓬勃发展,且为了提高液晶显示器的对比度及显示品质,通常会设置黑色矩阵(black matrix)于液晶显示器中的彩色滤光片的条纹(stripe)及点(dot)间的间隙中。所述黑色矩阵可防止画素间的漏光(light leakage)所引起的对比度(contrast ratio)下降及色纯度(color purity)下降等的缺陷。
一般而言,黑色矩阵可为具有铬或氧化铬等的蒸镀膜。然而,以前述的蒸镀膜制作黑色矩阵时,其具有制程复杂且材料昂贵等的缺点。为了解决此问题,黑色矩阵是通过光平版印刷(photo lithographic)技术形成。
日本专利特开第2006-259716号公报揭示一种黑色矩阵用的感光性树脂组成物。所述感光性树脂组成物包含高使用量的黑色颜料、碱可溶性树脂、光聚合起始剂、具有二官能基的反应性单体及有机溶剂。所述具有二官能基的反应性单体可改善化合物之间的反应,而可形成精细的图案(fine pattern)。因此,所制得的感光性树脂组成物具有良好的遮光性及感度。
其次,日本专利特开第2008-268854号公报揭示一种黑色矩阵用的感光性树脂组成物。该感光性树脂组成物包含具有羧酸基及具有不饱和基的碱可溶性树脂、具有乙烯性不饱和基的光聚合单体、光聚合起始剂及高使用量的黑色颜料。上述具有羧酸基及具有不饱和基的碱可溶性树脂可改善感光性树脂组成物的解析度。
虽然现有技术中提高了黑色颜料使用量的感光性树脂组成物能够增加遮光性等,然而,上述各前案的感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵仍具有高精细度图案的直线性不佳的缺陷,而降低黑色矩阵的效能。
因此,如何改善黑色矩阵用的感光性树脂组成物的高精细度图案的直线性不佳的缺陷,以达到目前业界的要求,为本发明所属技术领域中努力研究的目标。
发明内容
本发明利用提供特殊碱可溶性树脂及特殊硅烷化合物的成分,而得到高精细度图案的直线性的黑色矩阵用的感光性树脂组成物。
因此,本发明提供一种感光性树脂组成物,包含:
碱可溶性树脂(A);
具有乙烯性不饱和基的化合物(B);
光起始剂(C);
溶剂(D);
黑色颜料(E);及
硅烷化合物(F);
其中:
所述碱可溶性树脂(A),包含一具有不饱和基的树脂(A-1),其中所述具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物聚合形成,且该混合物包含具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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);及
所述硅烷化合物(F)包含一第一硅烷化合物(F-1),其中所述第一硅烷化合物(F-1)分子内具有至少一个下式(F-I)所示的结构:
Z1表示丙烯基(acryl group)或(甲基)丙烯基((meth)acryl group);
Z2表示氢原子、或中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的1价烃基;
L表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基;及
W表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基。
本发明亦提供一种黑色矩阵,其是通过前述的感光性树脂组成物经预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理所形成。
本发明又提供一种彩色滤光片,是包含前述的黑色矩阵。
本发明再提供一种液晶显示元件,是包含前述的彩色滤光片。
具体实施方式
本发明提供一种感光性树脂组成物,包含:
碱可溶性树脂(A);
具有乙烯性不饱和基的化合物(B);
光起始剂(C);
溶剂(D);
黑色颜料(E);及
硅烷化合物(F);
其中:
所述碱可溶性树脂(A),包含一具有不饱和基的树脂(A-1),其中所述具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物聚合形成,且该混合物包含具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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);及
所述硅烷化合物(F)包含一第一硅烷化合物(F-1),其中所述第一硅烷化合物(F-1)分子内具有至少一个下式(F-I)所示的结构:
Z1表示丙烯基(acryl group)或(甲基)丙烯基((meth)acryl group);
Z2表示氢原子、或中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的1价烃基;
L表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基;及
W表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基。
根据本发明的碱可溶性树脂(A)包含一具有不饱和基的树脂(A-1)。所述碱可溶性树脂(A)可选择性地包含其他碱可溶性树脂(A-2)。
所述具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物聚合形成。该混合物包含具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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)。再者,所述混合物可选择性地包含羧酸酐化合物(a-1-3)及具有环氧基的化合物(a-1-4)。
所述具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)包含具有如下式(a-I)所示的结构的化合物、具有如下式(a-II)所示的结构的化合物及上述化合物的组合:
于式(a-I)中,A1至A4分别独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至5的烷基、碳数为1至5的烷氧基、碳数为6至12的芳香基或碳数为6至12的芳烷基。
所述具有如式(a-I)所示的结构的化合物可包含具有环氧基的双酚茀型化合物,其中所述具有环氧基的双酚茀型化合物可由双酚茀型化合物(bisphenol fluorene)与卤化环氧丙烷(epihalohydrin)反应而得。
前述的双酚茀型化合物的具体例可包含但不限于9,9-双(4-羟基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxyphenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-methylphenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-氯苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-chlorophenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-溴苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-bromophenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-氟苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-fluorophenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3-甲氧基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3-methoxyphenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dimethylphenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3,5-二氯苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dichlorophenyl)fluorine]、9,9-双(4-羟基-3,5-二溴苯基)茀[9,9-bis(4-hydroxy-3,5-dibromophenyl)fluorine]、双酚茀型化合物的类似化合物,或上述化合物的任意组合。
前述卤化环氧丙烷(epihalohydrin)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)、卤化环氧丙烷的类似化合物,或上述化合物的任意组合。
所述具有环氧基的双酚茀型化合物的具体例可包含但不限于:(1)新日铁化学制造的商品,例如:型号为ESF-300的产品或类似产品;(2)大阪瓦斯制造的商品,例如:型号为PG-100或EG-210的产品,或者类似产品;(3)S.M.S Technology Co.制造的商品,例如:型号为SMS-F9PhPG、SMS-F9CrG或SMS-F914PG的产品,或者类似产品。
于式(a-II)中,A5至A18分别独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基;且u代表0至10的整数。
具有如式(a-II)所示的结构的化合物可在碱金属氢氧化物的存在下,使具有如下式(a-II-1)所示的结构的化合物与卤化环氧丙烷进行反应而得:
于式(a-II-1)中,A5至A18及u的定义如前所述,在此不另赘述。
具有如式(a-II)所示的结构的化合物的合成方法是先在酸触媒存在下,对具有如下式(a-II-3)所示的结构的化合物及酚(phenol)类化合物进行缩合反应,以形成具有如式(a-II-1)所示的结构的化合物:
于式(a-II-3)中,A19及A20分别独立地代表氢原子、卤素原子、碳数为1至8的烷基或碳数为6至15的芳香基;U1及U2分别独立地代表卤素原子、碳数为1至6的烷基或碳数为1至6的烷氧基。上述的烷基较佳为甲基、乙基或第三丁基,且烷氧基较佳为甲氧基或乙氧基。
前述酚类化合物的具体例可包含但不限于酚(phenol)、甲酚(cresol)、乙酚(ethylphenol)、n-丙酚(n-propylphenol)、异丁酚(isobutylphenol)、t-丁酚(t-butylphenol)、辛酚(octylphenol)、壬基苯酚(nonylphenol)、茬酚(xylenol)、甲基丁基苯酚(methylbutylphenol)、二第三丁基酚(di-t-butylphenol)、乙烯苯酚(vinylphenol)、丙烯苯酚(propenylphenol)、乙炔苯酚(ethinylphenol)、环戊苯酚(cyclopentylphenol)、环己基酚(cyclohexylphenol)、环己基甲酚(cyclohexylcresol)或酚类化合物的类似化合物。所述酚类化合物可单独一种或混合多种使用。
基于前述具有如式(a-II-3)所示的结构的化合物的使用量为1摩尔,所述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。
上述酸触媒的具体例可包含但不限于盐酸、硫酸、对甲苯磺酸(p-toluenesulfonic acid)、草酸(oxalic acid)、三氟化硼(boron trifluoride)、无水氯化铝(aluminium chloride anhydrous)、氯化锌(zinc chloride)或酸触媒的类似物。所述酸触媒可单独一种或混合多种使用。
所述酸触媒较佳可为对甲苯磺酸、硫酸、盐酸或上述化合物的任意组合。
所述酸触媒的使用量并无特别的限制。基于前述具有如式(II-1-1)所示的结构的化合物的使用量为100重量百分比,所述酸触媒的使用量为0.1重量百分比至30重量百分比。
前述的缩合反应可在无溶剂或有机溶剂的存在下进行,其中所述有机溶剂的具体例可为甲苯(toluene)、二甲苯(xylene)、甲基异丁基酮(methyl isobutyl ketone)或其类似物。所述有机溶剂可为单独一种或混合多种使用。
基于前述具有如式(a-II-3)所示的结构的化合物及酚类化合物的总使用量为100重量百分比,所述有机溶剂的使用量为50重量百分比至300重量百分比,较佳为100重量百分比至250重量百分比。
所述缩合反应的反应温度可为40℃至180℃,且反应时间可为1小时至8小时。
在完成该缩合反应后,可选择性地进行中和处理或水洗处理。
上述的中和处理是将反应后的溶液的pH值调整为3至7,较佳为5至7。
上述的水洗处理可利用中和剂来进行。所述中和剂可为碱性物质,且中和剂的具体例可包含但不限于氨(ammonia)、磷酸二氢钠(sodium dihydrogen phosphate);氢氧化钠(sodium hydroxide)或氢氧化钾(potassium hydroxide)等的碱金属氢氧化物;氢氧化钙(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)等的有机胺或上述化合物的任意组合。所述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现有技术的方法进行。例如:将含有中和剂的水溶液加至反应后的溶液中,并反覆进行萃取。经中和处理或水洗处理后,溶液中未反应的酚类化合物及溶剂可通过减压加热处理去除,并进行浓缩,以获得具有如式(a-II-1)所示的结构的化合物。
当缩合反应完成后,加入过量的卤化环氧丙烷,以使卤化环氧丙烷与具有如式(a-II-1)所示的结构的化合物进行脱卤化氢反应(dehydrohalogenation),而可制得具有如式(a-II)所示的结构的化合物。
前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、3-溴-1,2-环氧丙烷或上述化合物的组合。
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。所述脱卤化氢反应的反应温度可为20℃至120℃,且反应时间可为1小时至10小时。
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。
当进行脱卤化氢反应前,氯化四甲铵(tetramethyl ammonium chloride)、溴化四甲铵(tetramethyl ammonium bromide)、三甲基苄基氯化铵(trimethyl benzyl ammoniumchloride)等的四级铵盐可添加至反应系统中,以作为触媒,并在50℃至150℃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℃至120℃反应1小时至10小时,以进行脱卤化氢反应。
基于前述具有如式(a-II-1)所示的结构的化合物中的羟基总当量数为1当量,所述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(a-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0.5当量至15当量,且较佳为0.9当量至11当量。
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(dimethyl sulfone)或二甲亚砜(dimethyl sulfoxide)等的非质子性(aprotic)的极性溶媒亦可加至反应系统中。
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。
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℃至250℃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。
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(methyl isobutyl ketone)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,所述脱卤化氢反应的反应温度可为50℃至120℃,且反应时间可为0.5小时至2小时。
当脱卤化氢反应完成后,反应溶液中的盐类可通过过滤及水洗等步骤去除,且甲苯、甲基异丁基酮等的溶剂可通过加热减压的方式馏除,以形成具有如式(a-II)所示的结构的化合物。所述具有如式(a-II)所示的结构的化合物的具体例可包含但不限于日本化药制造的商品,其型号为NC-3000、NC-3000H、NC-3000S及NC-3000P等。
所述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(1)至(3)所组成的一族群:
(1)丙烯酸、甲基丙烯酸、2-甲基丙烯醯氧乙基丁二酸(2-methacryloyloxyethylbutanedioic acid)、2-甲基丙烯醯氧丁基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丁基己二酸、2-甲基丙烯醯氧乙基六氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧乙基马来酸、2-甲基丙烯醯氧丙基马来酸、2-甲基丙烯醯氧丁基马来酸、2-甲基丙烯醯氧丙基丁二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基己二酸、2-甲基丙烯醯氧丙基四氢邻苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丙基邻苯二甲酸、2-甲基丙烯醯氧丁基邻苯二甲酸或2-甲基丙烯醯氧丁基氢邻苯二甲酸等的化合物;
(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,其中所述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;
(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,其中所述具有羟基的(甲基)丙烯酸酯的具体例可包含2-羟基乙基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)acrylate]、2-羟基乙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxyethyl)methacrylate]、2-羟基丙基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)acrylate]、2-羟基丙基甲基丙烯酸酯[(2-hydroxypropyl)methacrylate]、4-羟基丁基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)acrylate]、4-羟基丁基甲基丙烯酸酯[(4-hydroxybutyl)methacrylate]或季戊四醇三甲基丙烯酸酯等的化合物。
所述羧酸酐化合物(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。
前述的二元羧酸酐化合物可包含但不限于丁二酸酐(butanedioic anhydride)、顺丁烯二酸酐(maleic anhydride)、衣康酸酐(Itaconic anhydride)、邻苯二甲酸酐(phthalic anhydride)、四氢邻苯二甲酸酐(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 phthalicanhydride)、氯茵酸酐(chlorendic anhydride)、戊二酸酐或偏三苯甲酸酐(1,3-dioxoisobenzofuran-5-carboxylic anhydride)等的二元羧酸酐化合物
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(benzophenonetetracarboxylic dianhydride;BTDA)、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。
所述具有环氧基的化合物(a-1-4)的具体例可包含但不限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组合。
前述具有不饱和基的缩水甘油醚化合物的具体例包含但不限于长濑化成工业股份有限公司制造的商品,其型号为Denacol EX-111、Denacol EX-121、Denacol EX-141、Denacol EX-145、Denacol EX-146、Denacol EX-171及Denacol EX-192。
所述具有不饱和基的树脂(A-1)可由具有如式(a-I)所示的结构的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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,所述羧酸酐化合物(a-1-3)的酸酐基的当量数为0.4当量至1当量,且较佳为0.75当量至1当量。当使用多个羧酸酐化合物(a-1-3)时,此些羧酸酐化合物(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℃至130℃。
所述具有不饱和基的树脂(A-1)可由具有如式(a-II)所示的结构的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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(a-II)所示的结构的具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)中的环氧基的总当量数为1当量,所述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100摩尔百分比,所述羧酸酐化合物(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。
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,以作为反应触媒。该反应触媒的具体例可包含但不限于三苯基膦(triphenyl phosphine)、三苯基锑(triphenyl stibine)、三乙胺(triethylamine)、三乙醇胺(triethanolamine)、氯化四甲基铵(tetramethylammonium chloride)或氯化苄基三乙基铵(benzyltriethylammonium chloride)等的化合物。前述的反应触媒可单独一种或混合多种使用。
基于前述具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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,该反应触媒的使用量为0.01重量份至10重量份,且较佳为0.3重量份至5重量份。
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酚(methoxyphenol)、甲基氢醌(methylhydroquinone)、氢醌(hydroquinone)、2,6-二第三丁基对甲酚(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。
基于前述具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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,所述阻聚剂的使用量为0.01重量份至10重量份,且较佳为0.1重量份至5重量份。
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。所述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(butyl cellosolve)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;二丙二醇单甲醚[di(propylene glycol)methyl ether]等的多丙二醇烷基醚[poly(propylene glycol)alkyl ether]化合物;醋酸乙酯、醋酸丁酯、乙二醇乙醚醋酸酯(ethylene glycol monoethyl ether acetate)或丙二醇甲醚醋酸酯(propylene glycolmethyl ether acetate)等的醋酸酯化合物;乳酸乙酯(ethyl lactate)或乳酸丁酯(butyllactate)等的乳酸烷酯(alkyl lactate)化合物;或者二烷基二醇醚化合物。所述聚合反应溶剂可单独一种或混合多种使用。
本发明所制得具有不饱和基的树脂(A-1)的酸价为50mgKOH/g至150mgKOH/g。
上述具有不饱和基的树脂(A-1)通过胶体渗透层析仪(Gel PermeationChromatography,GPC)测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量较佳为800至8000,更佳为1000至6000。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有不饱和基的树脂(A-1)的使用量为30重量份至100重量份,较佳为40重量份至100重量份,且更佳为50重量份至100重量份。
当本发明的碱可溶性树脂(A)不包含具有不饱和基的树脂(A-1)时,所述感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性不佳的缺陷。
前述的其他碱可溶性树脂(A-2)可包含但不限于具有羧酸基或羟基的树脂。所述其他碱可溶性树脂(A-2)的具体例可为前述具有不饱和基的树脂(A-1)以外的丙烯酸树脂、胺基甲酸酯(urethane)树脂、酚醛清漆树脂(novolac)等的碱可溶性树脂。
上述其他碱可溶性树脂(A-2)通过胶体渗透层析仪(Gel PermeationChromatography,GPC)测定的聚苯乙烯换算的重量平均分子量较佳为3000至30000,更佳为5000至25000。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,其他碱可溶性树脂(A-2)的使用量为0重量份至70重量份,较佳为0重量份至40重量份,且更佳为0重量份至50重量份。
根据本发明的具有乙烯性不饱和基的化合物(B)可包含具有一个乙烯性不饱和基的化合物(B-1)或具有二个以上(包含二个)的乙烯性不饱和基的化合物(B-2)。
所述具有一个乙烯性不饱和基的化合物(B-1)的具体例可包含但不限于(甲基)丙烯醯胺[(meth)acrylamide]、(甲基)丙烯醯吗啉、(甲基)丙烯酸-7-胺基-3,7-二甲基辛酯、异丁氧基甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸异冰片基氧乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸-2-乙基己酯、乙基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、第三辛基(甲基)丙烯醯胺、二丙酮(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸二甲基胺基乙酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、N,N-二甲基(甲基)丙烯醯胺、(甲基)丙烯酸四氯苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯[tetrahydrofurfuryl(meth)acrylate]、(甲基)丙烯酸四溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-四溴苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸-2-三氯苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸三溴苯酯、(甲基)丙烯酸-2-三溴苯氧基乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸乙酯、2-羟基-(甲基)丙烯酸丙酯、乙烯基己内醯胺、氮-乙烯基吡咯烷酮、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸五氯苯酯、(甲基)丙烯酸五溴苯酯、聚单(甲基)丙烯酸乙二酯、聚单(甲基)丙烯酸丙二酯或(甲基)丙烯酸冰片酯等的化合物。所述具有一个乙烯性不饱和基的化合物(B-1)可单独一种或混合多种使用。
所述具有二个以上(包含二个)的乙烯性不饱和基的化合物(B-2)的具体例可包含但不限于乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、四乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的三(2-羟基乙基)异氰酸三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧乙烷(ethylene oxide;EO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷(propylene oxide;PO)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(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、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯[di(trimethylolpropane)tetra(meth)acrylate]、经环氧乙烷改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、经环氧丙烷改质的甘油三(甲基)丙烯酸酯、经环氧乙烷改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯、酚醛清漆聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯或上述化合物的任意组合。所述具有二个以上(包含二个)的乙烯性不饱和基的化合物可单独一种或混合多种使用。
所述具有具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的具体例可包含但不限于三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧乙烷改质的三丙烯酸三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改质的三丙烯酸三羟甲基丙酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇六丙烯酸酯、四丙烯酸二三羟甲基丙酯、经环氧丙烷改质的甘油三丙烯酸酯或上述化合物的任意组合。
所述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)较佳可为三丙烯酸三羟甲基丙酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯或上述化合物的任意组合。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为10重量份至100重量份,较佳为12重量份至90重量份,且更佳为15重量份至80重量份。
根据本发明的光起始剂(C)包含一具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1):
其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8彼此独立地为氢、C1-C20烷基、COR16、OR17、卤素、NO2或或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地为经取代的C2-C10烯基或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为-(CH2)P-Y-(CH2)q-;
R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、CN、OH、SH、C1-C4-烷氧基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、CN、OR17、SR18或NR19R20;
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、CN、OR17、SR18、SOR18、SO2R18或NR19R20,其中所述OR17、SR18或NR19R20等取代基视情况经由基团R17、R18、R19和/或R20与萘基环中一个碳原子形成5元或6元环;
Y是O、S、NR26或直接键;
p是整数0、1、2或3;
q是整数1、2或3;
X是CO或直接键;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、SO、SO2、NR26或CO,
或是C2-C12烯基,其未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26,其中经间杂的C2-C20烷基及未经间杂或经间杂的C2-C12烯基未经取代或经一或多个卤素取代;
或R13是C4-C8环烯基、C2-C12炔基或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C10环烷基;
或R13是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20、COR16、CN、NO2、卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C2-C20烷基;或其各经C3-C10环烷基或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C10环烷基取代;
k是整数1至10;
R14是氢、C3-C8环烷基、C2-C5烯基、C1-C20烷氧基或C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个卤素、苯基、C1-C20烷基苯基或CN取代;
或R14是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基、卤素、CN、OR17、SR18和/或NR19R20;
或R14是C3-C20杂芳基、C1-C8烷氧基、苄氧基或苯氧基,所述苄氧基及苯氧基未经取代或经一或多个C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基和/或卤素取代;
R15是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20、PO(OCkH2k+1)2、SO-C1-C10烷基、SO2-C1-C10烷基、间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C20烷基;或其各经C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是氢、C2-C12烯基、未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26的C3-C8环烷基;
或R15是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、SR18、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、NR19R20、COOR17、CONR19R20、PO(OCkH2k+1)2、苯基;或所述C1-C20烷基经苯基取代,所述苯基经卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18或NR19R20取代;
或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、SO或SO2,且所述经间杂的C2-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、COOR17、CONR19R20、苯基或经OR17、SR18或NR19R20取代的苯基;
或R15是C2-C20烷醯基或苯甲醯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、苯基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是未经取代或经一或多个OR17取代的萘甲醯基或是C3-C14杂芳基羰基;
或R15是C2-C12烷氧基羰基,其未经间杂或间杂有一或多个O且所述经间杂或未经间杂的C2-C12烷氧基羰基未经取代或经一或多个羟基取代;
或R15是苯氧基羰基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、苯基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是CN、CONR19R20、NO2、C1-C4卤代烷基、S(O)m-C1-C6烷基、未经取代或经C1-C12烷基或SO2-C1-C6烷基取代的S(O)m-苯基;
或R15是SO2O-苯基,其未经取代或经C1-C12烷基取代;或是二苯基膦醯基或二(C1-C4烷氧基)-膦醯基;
m是1或2;
R'14具有针对R14所给出含义中的一种;
R'15具有针对R15所给出含义中的一种;
X1是O、S、SO或SO2;
X2是O、CO、S或直接键;
R16是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O、S或NR26的C1-C20烷基;或其各经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R16是氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);
或R16是C2-C12烷基,其间杂有一或多个O、S或NR26;
或R16是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C12烯基或C3-C8环烷基;
或R16是经SR18取代的苯基,其中基团R18表示键结至其中附接有COR16的咔唑部分的苯基或萘基环的直接键;
n是1至20;
R17是氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、OCO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-苯基、(CO)OH、(CO)O(C1-C4烷基)、C3-C20环烷基、SO2-(C1-C4卤代烷基)、O(C1-C4卤代烷基)或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;
或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S或NR26;
或R17是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C1-C8烷醯基、C2-C12烯基、C3-C6烯醯基或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C20环烷基;
或R17是C1-C8烷基-C3-C10环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O;
或R17是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个C1-C6烷基、卤素、OH或C1-C3烷氧基取代;
或R17是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基-胺基或
R18是氢、C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基,其中C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;
或R18是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基或(CO)OR17;
或R18是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;
或R18是(CH2CH2O)nH、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C8烷醯基或C3-C6烯醯基;
或R18是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、OH、C1-C4烷氧基或C1-C4烷基硫基;
或R18是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C12烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基胺基、(CO)O(C1-C8烷基)、(CO)-C1-C8烷基、(CO)N(C1-C8烷基)2或
R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C2-C10烷氧基烷基、C2-C5烯基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基、C3-C12烯醯基、SO2-(C1-C4卤代烷基)或苯甲醯基;
或R19及R20是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、C1-C12烷基、苯甲醯基或C1-C12烷氧基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、NO2、卤素、C1-C4-卤代烷基、CN、苯基、或C3-C20环烷基,该C3-C20环烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成杂芳香族环系统,该环系统未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、卤素、NO2、CN、苯基或C3-C20环烷基,该C3-C20环烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17;
R21及R22彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C3-C10环烷基或苯基;
或R21及R22与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR26的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环未稠合或该5元或6元饱和或不饱和环是与苯环稠合;
R23是氢、OH、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O、CO或NR26的C2-C20烷基、未经间杂或间杂有O、S、CO或NR26的C3-C20环烷基,或R23是苯基、萘基、苯基-C1-C4烷基、OR17、SR18或NR21R22;R24是(CO)OR17、CONR19R20、(CO)R17;或R24具有针对R19及R20所给出含义中的一种;
R25是COOR17、CONR19R20、(CO)R17;或R25具有针对R17所给出含义中的一种;R26是氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O或CO的C2-C20烷基;或是苯基-C1-C4烷基、未经间杂或间杂有一或多个O或CO的C3-C8环烷基;或是(CO)R19;或是苯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20或
所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的特征在于其在咔唑部分上包含一或多个成环(annelated)不饱和环。换言之,R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8中至少一对是
在一实施例中,所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1),所述C1-C20烷基是直链或支链且是(例如)C1-C18-、C1-C4-、C1-C12-、C1-C8-、C1-C8-或C1-C4烷基或C4-C12-或C4-C8烷基。实例是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、第二丁基、异丁基、第三丁基、戊基、己基、庚基、2,4,4-三甲基戊基、2-乙基己基、辛基、壬基、癸基、十二基、十四基、十五基、十六基、十八基及二十基。C1-C6烷基具有与上文针对C1-C20烷基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。
所述含有一或多个C-C多重键的未经取代或经取代的C1-C20烷基是指如下文所解释的烯基。
所述C1-C4卤代烷基是如下文所定义经卤素取代的如上文所定义C1-C4烷基。烷基基团是(例如)单-或多卤化,直至所有H-原子替换为卤素。其是(例如)CnHxHaly,其中x+y=2n+1且Hal是卤素,较佳为F。具体实例是氯甲基、三氯甲基、三氟甲基或2-溴丙基,尤其为三氟甲基或三氯甲基。C2-C4羟基烷基意指经一或两个O原子取代的C2-C4烷基。烷基基团是直链或支链。实例是2-羟基乙基、1-羟基乙基、1-羟基丙基、2-羟基丙基、3-羟基丙基、1-羟基丁基、4-羟基丁基、2-羟基丁基、3-羟基丁基、2,3-二羟基丙基或2,4-二羟基丁基。C2-C10烷氧基烷基是间杂有一个O原子的C2-C10烷基。C2-C10烷基具有与上文针对C1-C20烷基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。实例是甲氧基甲基、甲氧基乙基、甲氧基丙基、乙氧基甲基、乙氧基乙基、乙氧基丙基、丙氧基甲基、丙氧基乙基、丙氧基丙基。
所述间杂有一或多个O、S、NR26或CO的C2-C20烷基经O、S、NR26或CO间杂(例如)1至9次、1至5次、1至3次或1次或2次。若存在一个以上间杂基团,则其为相同种类或不同。所述两个O原子由至少一个亚甲基、较佳至少两个亚甲基(即伸乙基)隔开。所述烷基等是直链或支链。举例而言,将存在以下结构单元:
-CH2-CH2-O-CH2CH3、-[CH2CH2O]y-CH3(其中y=1至9)、-(CH2-CH2O)7-CH2CH3、-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH2CH3、-CH2-CH(CH3)-O-CH2-CH3、-CH2-CH2-S-CH2CH3、-CH2-CH(CH3)-NR26-CH2-CH3、-CH2-CH2-COO-CH2CH3或CH2-CH(CH3)-OCO-CH2-CH2CH3。
所述C3-C10环烷基、C3-C10环烷基及C3-C8环烷基在本申请案上下文中应理解为至少包含一个环的烷基。其是(例如)环丙基、环丁基、环戊基、环己基、环辛基、戊基环戊基及环己基。C3-C10环烷基在本发明上下文中亦意欲涵盖二环,换言之,桥联环,例如及相应环。其他实例是诸如 (例如)或等结构、以及桥联或稠合环系统,举例而言,该术语亦意欲涵盖等。
所述C1-C12烷氧基是经一个O原子取代的C1-C12烷基。C1-C12烷基具有与上文针对C1-C20烷基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。所述C1-C4烷氧基是直链或支链,例如甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、第二丁氧基、异丁氧基或第三丁氧基。C1-C8烷氧基及C1-C4-烷氧基具有与上文所述相同的含义且具有最高相应C原子数。
所述C1-C12烷基硫基是经一个S原子取代的C1-C12烷基。C1-C20烷基具有与上文针对C1-C20烷基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。所述C1-C4烷基硫基是直链或支链,例如甲基硫基、乙基硫基、丙基硫基、异丙基硫基、正丁基硫基、第二丁基硫基、异丁基硫基、第三丁基硫基。
所述苯基-C1-C3烷基是(例如)苄基、苯基乙基、α-甲基苄基或α,α-二甲基-苄基,尤其为苄基。
所述苯基-C1-C3烷氧基是(例如)苄氧基、苯基乙氧基、α-甲基苄氧基或α,α-二甲基苄氧基,尤其为苄氧基。
所述C2-C12烯基是单-或多不饱和且是(例如)C2-C10-、C2-C8-、C2-C5-烯基,例如乙烯基、烯丙基、甲基烯丙基、1,1-二甲基烯丙基、1-丁烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、1,3-戊二烯基、5-己烯基、7-辛烯基或十二烯基,尤其为烯丙基。C2-C5烯基具有与上文针对C2-C12烯基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。
所述间杂有一或多个O、CO或NR26的C2-C12烯基经O、S、NR26或CO间杂(例如)1至9次、1至5次、1至3次或1次或2次。若存在一个以上间杂基团,则其为相同种类或不同。所述两个O原子由至少一个亚甲基、较佳至少两个亚甲基(即伸乙基)隔开。所述烯基是直链或支链且如上文所定义。举例而言,可形成以下结构单元:-CH=CH-O-CH2CH3、-CH=CH-O-CH=CH2等。
所述C4-C8环烯基具有一或多个双键且是(例如)C4-C6-环烯基或C6-C8-环烯基。实例是环丁烯基、环戊烯基、环己烯基或环辛烯基,尤其为环戊烯基及环己烯基,较佳为环己烯基。
所述C3-C6烯氧基是单或多不饱和且具有上文针对烯基所给出含义中的一种,且附接氧基具有最高相应C原子数。实例是烯丙氧基、甲基烯丙氧基、丁烯氧基、戊烯氧基、1,3-戊二烯氧基、5-己烯氧基。
所述C2-C12炔基是单或多不饱和直链或支链且是(例如)C2-C8-、C2-C6-或C2-C4炔基。实例是乙炔基、丙炔基、丁炔基、1-丁炔基、3-丁炔基、2-丁炔基、戊炔基己炔基、2-己炔基、5-己炔基、辛炔基等。
所述C2-C20烷醯基是直链或支链且是(例如)C2-C18-、C2-C14-、C2-C12-、C2-C8-、C2-C6-或C2-C4烷醯基或C4-C12-或C4-C8烷醯基。实例是乙醯基、丙醯基、丁醯基、异丁醯基、戊醯基、己醯基、庚醯基、辛醯基、壬醯基、癸醯基、十二醯基、十四醯基、十五醯基、十六醯基、十八醯基、二十醯基,较佳为乙醯基。C1-C8烷醯基具有与上文针对C2-C20烷醯基所给出相同的含义且具有最高相应C原子数。
所述C2-C12烷氧基羰基是直链或支链且是(例如)甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、1,1-二甲基丙氧基羰基、戊氧基羰基、己氧基羰基、庚氧基羰基、辛氧基羰基、壬氧基羰基、癸氧基羰基或十二氧基羰基,尤其为甲氧基羰基、乙氧基羰基、丙氧基羰基、正丁氧基羰基或异丁氧基羰基,较佳为甲氧基羰基。
所述间杂有一或多个O的C2-C12烷氧基羰基是直链或支链。两个O原子由至少两个亚甲基(即伸乙基)隔开。所述经间杂的烷氧基羰基未经取代或经一或多个羟基取代。所述C6-C20芳氧基羰基是(例如)苯基氧基羰基[=苯基-O-(CO)-]、萘氧基羰基、蒽氧基羰基等。C5-C20杂芳氧基羰基是C5-C20杂芳基-O-CO-。
所述C3-C10环烷基羰基是C3-C10环烷基-CO-,其中环烷基具有上文所示含义中的一种且具有最高相应C原子数。所述间杂有一或多个O、S、CO、NR26的C3-C10环烷基羰基是指经间杂环烷基-CO-,其中经间杂环烷基是如上文所述所定义。
所述C3-C10环烷氧基羰基是C3-C10环烷基-O-(CO)-,其中环烷基具有上文所示含义中的一种且具有最高相应C原子数。间杂有一或多个O、S、CO、NR26的C3-C10环烷氧基羰基是指经间杂环烷基-O-(CO)-,其中经间杂环烷基是如上文所述所定义。
所述C1-C20烷基苯基是指经一或多个烷基取代的苯基,其中C原子的总和最多为20。
在本发明上下文中,所述C3-C20杂芳基意欲包含单环或多环系统,例如稠合环系统。实例是噻吩基、苯并[b]噻吩基、萘并[2,3-b]噻吩基、噻蒽基、呋喃基、二苯并呋喃基、唏基、呫吨基、噻吨基、啡恶噻基、吡咯基、咪唑基、吡唑基、吡嗪基、嘧啶基、哒嗪基、中氮茚基、异吲哚基、吲哚基、吲唑基、嘌呤基、喹嗪基、异喹啉基、喹啉基、酞嗪基、萘啶基、喹恶啉基、喹唑啉基、噌啉基(cinnoline)、喋啶基、咔唑基、β-咔啉基、菲啶基、吖啶基、萘嵌间二氮苯基、菲咯啉基、吩嗪基、异噻唑基、吩噻嗪基、异恶唑基、呋呫基、吩恶基、7-菲基、蒽醌-2-基(=9,10-二侧氧基-9,10-二氢蒽-2-基)、3-苯并[b]噻吩基、5-苯并[b]噻吩基、2-苯并[b]噻吩基、4-二苯并呋喃基、4,7-二苯并呋喃基、4-甲基-7-二苯并呋喃基、2-呫吨基、8-甲基-2-呫吨基、3-呫吨基、2-啡恶噻基、2,7-啡恶噻基、2-吡咯基、3-吡咯基、5-甲基-3-吡咯基、2-咪唑基、4-咪唑基、5-咪唑基、2-甲基-4-咪唑基、2-乙基-4-咪唑基、2-乙基-5-咪唑基、1H-四唑-5-基、3-吡唑基、1-甲基-3-吡唑基、1-丙基-4-吡唑基、2-吡嗪基、5,6-二甲基-2-吡嗪基、2-中氮茚基、2-甲基-3-异吲哚基、2-甲基-1-异吲哚基、1-甲基-2-吲哚基、1-甲基-3-吲哚基、1,5-二甲基-2-吲哚基、1-甲基-3-吲唑基、2,7-二甲基-8-嘌呤基、2-甲氧基-7-甲基-8-嘌呤基、2-喹嗪基、3-异喹啉基、6-异喹啉基、7-异喹啉基、3-甲氧基-6-异喹啉基、2-喹啉基、6-喹啉基、7-喹啉基、2-甲氧基-3-喹啉基、2-甲氧基-6-喹啉基、6-酞嗪基、7-酞嗪基、1-甲氧基-6-酞嗪基、1,4-二甲氧基-6-酞嗪基、1,8-萘啶-2-基、2-喹恶啉基、6-喹恶啉基、2,3-二甲基-6-喹恶啉基、2,3-二甲氧基-6-喹恶啉基、2-喹唑啉基、7-喹唑啉基、2-二甲基胺基-6-喹唑啉基、3-噌啉基(3-cinnoline)、6-噌啉基(6-cinnoline)、7-噌啉基(7-cinnoline)、3-甲氧基-7-噌啉基(3-methoxy-7-cinnoline)、2-喋啶基、6-喋啶基、7-喋啶基、6,7-二甲氧基-2-喋啶基、2-咔唑基、3-咔唑基、9-甲基-2-咔唑基、9-甲基-3-咔唑基、β-咔啉-3-基、1-甲基-β-咔啉-3-基、1-甲基-β-咔啉-6-基、3-菲啶基、2-吖啶基、3-吖啶基、2-萘嵌间二氮苯基、1-甲基-5-萘嵌间二氮苯基、5-菲咯啉基、6-菲咯啉基、1-吩嗪基、2-吩嗪基、3-异噻唑基、4-异噻唑基、5-异噻唑基、2-吩噻嗪基、3-吩噻嗪基、10-甲基-3-吩噻嗪基、3-异恶唑基、4-异恶唑基、5-异恶唑基、4-甲基-3-呋呫基、2-吩恶基、10-甲基-2-吩恶基等。
所述C3-C20杂芳基尤其为噻吩基、苯并[b]噻吩基、噻蒽基、噻吨基、1-甲基-2-吲哚基或1-甲基-3-吲哚基;尤其为噻吩基。
所述C4-C20杂芳基羰基是经由CO基团连接至分子其余部分的如上文所定义C3-C20杂芳基。
所述经取代的芳基(苯基、萘基、C6-C20芳基或C5-C20杂芳基)是分别经1至7次、1至6次或1至4次、尤其1次、2次或3次取代。显而易见,所定义芳基不能具有比芳基环处的自由位置为多的取代基。
所述苯基环上的取代基较佳在苯基环上的位置4中或呈3,4-、3,4,5-、2,6-、2,4-或2,4,6-组态。
所述间杂1次或多次的经间杂基团间杂(例如)1至19次、1至15次、1至12次、1至9次、1至7次、1至5次、1至4次、1至3次或1次或2次(显而易见,间杂原子数取决于拟间杂的C原子数)。经1次或多次取代的经取代基团具有(例如)1至7个、1至5个、1至4个、1至3个或1个或2个相同或不同取代基。
所述经一或多个所定义取代基取代的基团意欲具有一个取代基或多个如所给出相同或不同定义的取代基。卤素是氟、氯、溴及碘,尤其为氟、氯及溴,较佳为氟及氯。若R1及R2、R2及R3、R3及R4或R5及R6、R6及R7、R7及R8彼此独立地共同为则形成(例如)以下结构(Ia)-I(i):
亦或(例如)诸如(Id)-(Ih)等结构:
较佳者是结构(Ia)。
所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的特征在于至少一个苯基环与咔唑部分稠合以形成“萘基”环。亦即上述结构中的一种是以式(C-I)所示结构给出。
若R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为-(CH2)P-Y-(CH2)q-,则形成(例如)诸如
若苯基或萘基环上的取代基OR17、SR18、SOR18、SO2R18或NR19R20经由基团R17、R18、R19和/或R20与萘基环的一个碳原子形成5元或6元环,则获得包含3个或更多个环(包括萘基环)的结构。
等。
若R16是经SR18取代的苯基,其中基团R19表示键结至其中附接有COR16基团的咔唑部分的苯基或萘基环的直接键,则形成(例如)诸如
若R19及R20与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环,则形成饱和或不饱和环,例如氮丙啶、吡咯、噻唑、吡咯啶、恶唑、吡啶、1,3-二嗪、1,2-二嗪、六氢吡啶或吗啉。较佳地,若R19及R20与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环,则形成未经间杂或间杂有O或NR17、尤其O的5元或6元饱和环。
若R21及R22与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O、S或NR26的5元或6元饱和或不饱和环,且苯环视情况与所述饱和或不饱和环稠合,则形成饱和或不饱和环,例如氮丙啶、吡咯、噻唑、吡咯啶、恶唑、吡啶、1,3-二嗪、1,2-二嗪、六氢吡啶或吗啉或相应成环环(例如)等。
若R19及R20与其所附接的N原子一起形成杂芳香族环系统,则该环系统意欲包含一个以上环(例如2个或3个环)以及来自相同种类或不同种类的一个或一个以上杂原子。适宜杂原子是(例如)N、S、O或P、尤其N、S或O。实例是咔唑、吲哚、异吲哚、吲唑、嘌呤、异喹啉、喹啉、咔啉、吩噻嗪等。
术语“和/或”或“或/和”在本发明上下文中意欲表达不仅可存在所定义替代物(取代基)中的一种,而且可存在总共若干所定义替代物(取代基),即不同替代物(取代基)的混合物。
术语“至少”意欲定义一种或一种以上,例如一种或两种或三种、较佳一种或两种。
术语“视情况经取代”意指其提及的基团未经取代或经取代。
术语“视情况经间杂”意指其提及的基团未经杂或经间杂。
在整个本说明书及权利要求书中,除非上下文另有要求,否则词语“包含(comprise)”或变体(例如,“comprises”或“comprising”)应理解为暗指包括所述整数或步骤或整数群组或步骤群组,但并不排除任一其他整数或步骤或整数群组或步骤群组。术语“(甲基)丙烯酸酯”在本申请案上下文中意欲指丙烯酸酯以及相应甲基丙烯酸酯。
本发明上下文中用于本发明化合物的文字中所示较佳者意欲指所有权利要求书类别,亦即亦指针对组合物、用途、方法、彩色滤光片等的权利要求书保护范围。
所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)是通过文献中所述方法来制备,例如通过在以下条件下使相应肟与醯卤、尤其氯化物或酸酐反应:在惰性溶剂(例如第三丁基甲基醚、四氢呋喃(THF)或二甲基甲醯胺)中,在碱(例如三乙胺或吡啶)存在时,或在碱性溶剂(例如吡啶)中。在下文中作为实例,阐述式Ia化合物的制备,其中R7是肟酯基团且X是直接键是[自适当肟开始实施化合物(Ib)-(Ih)的反应]:
R1、R2、R5、R6、R8、R13、R14及R15是如上文所定义,Hal意指卤素原子、尤其Cl。
R14较佳为甲基。
此等反应为彼等熟习此项技术者所熟知,且通常在-15℃至+50℃、较佳0至25℃的温度下实施。
当X是CO时,相应肟是通过用亚硝酸烷基酯(例如亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸丁酯或亚硝酸异戊酯)将亚甲基亚硝化来合成。然后,酯化是在与上文所述相同的条件下实施:
因此,本发明的标的亦是通过在碱或碱的混合物存在下使相应肟化合物与式(a)的醯卤或式(b)的酸酐反应来制备如上文所定义所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的方法。
其中Hal是卤素、尤其Cl,且R14是如上文所定义。
所需作为起始材料的肟可通过标准化学教材(例如J.March,Advanced OrganicChemistry,第4版,Wiley Interscience,1992)或专着(例如S.R.Sandler&W.Karo,Organicfunctional group preparations,第3卷,Academic Press)中所述多种方法来获得。
最便利的一种方法是(例如)在极性溶剂(例如二甲基乙醯胺(DMA)、DMA水溶液、乙醇或乙醇水溶液)中使醛或酮与羟胺或其盐反应。在此情形下,添加诸如乙酸钠或吡啶等碱来控制反应混合物的pH。众所周知,反应速度具有pH依赖性,且可在开始时或在反应期间连续地添加碱。亦可使用诸如吡啶等碱性溶剂作为碱和/或溶剂或共溶剂。反应温度通常为室温至混合物的回流温度,一般为约20℃至120℃。
相应酮中间体是(例如)通过文献(例如标准化学教材,例如J.March,AdvancedOrganic Chemistry,第4版,Wiley Interscience,1992)中所述方法来制备。另外,连续弗里德-克拉夫茨反应(Friedel-Crafts reaction)可有效用于合成中间体。此等反应为所属技术领域的技术人员所熟知。
肟的另一便利合成是用亚硝酸或亚硝酸烷基酯将“活性”亚甲基亚硝化。碱性条件(如(例如)Organic Syntheses coll.第VI卷(J.Wiley&Sons,New York,1988),第199页及第840页中所述)与酸性条件(如)例如)Organic Synthesis coll.第V卷,第32页及第373页,coll.第III卷,第191页及第513页,coll.第II卷,第202页、第204页及第363页中所述)二者适于制备在本发明中用作起始材料的肟。一般自亚硝酸钠产生亚硝酸。亚硝酸烷基酯可为(例如)亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸丁酯或亚硝酸异戊酯。
本发明另一实施例是具有游离式(IA)所示结构的光起始剂(C-1):
或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为-(CH2)P-Y-(CH2)q-;
但条件为R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8中至少一对是R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、CN、OH、SH、C1-C4-烷氧基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、CN、OR17、SR18或NR19R20;
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、CN、OR17、SR18、SOR18、SO2R18或NR19R20,其中所述OR17、SR18或NR19R20等取代基视情况经由基团R17、R18、R19和/或R20与萘基环中一个碳原子形成5元或6元环;
Y是O、S、NR26或直接键;
p是整数0、1、2或3;
q是整数1、2或3;
X是CO或直接键;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、SO、SO2、NR26或CO,或是C2-C12烯基,其未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26,其中经间杂的C2-C20烷基及未经间杂或经间杂的C2-C12烯基未经取代或经一或多个卤素取代;
或R13是C4-C8环烯基、C2-C12炔基或C3-C10环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26;
或R13是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20、COR16、CN、NO2、卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、CO或NR26;或其各经C3-C10环烷基或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C10环烷基取代;
k是整数1至10;
R15是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20、PO(OCkH2k+1)2、SO-C1-C10烷基、SO2-C1-C10烷基、间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C20烷基;或其各经C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是氢、C2-C12烯基、C3-C8环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26;
或R15是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、SR18、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、NR19R20、COOR17、CONR19R20、PO(OCkH2k+1)2、苯基;或所述C1-C20烷基经苯基取代,所述苯基经卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18或NR19R20取代;或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、SO或SO2,且所述经间杂的C2-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、COOR17、CONR19R20、苯基或经OR17、SR18或NR19R20取代的苯基;
或R15是C2-C20烷醯基或苯甲醯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、苯基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是未经取代或经一或多个OR17取代的萘甲醯基或是C3-C14杂芳基羰基;
或R15是C2-C12烷氧基羰基,其未经间杂或间杂有一或多个O且所述经间杂或未经间杂的C2-C12烷氧基羰基未经取代或经一或多个羟基取代;
或R15是苯氧基羰基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、苯基、OR17、SR18或NR19R20;或R15是CN、CONR19R20、NO2、C1-C4卤代烷基、S(O)m-C1-C6烷基、未经取代或经C1-C12烷基或SO2-C1-C6烷基取代的S(O)m-苯基;
或R15是SO2O-苯基,其未经取代或经C1-C12烷基取代;或是二苯基膦醯基或二(C1-C4烷氧基)-膦醯基;
m是1或2;
R'15具有针对R15所给出含义中的一种;
X1是O、S、SO或SO2;
X2是O、CO、S或直接键;
R16是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其每一种未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O、S或NR26的C1-C20烷基;或其每一种经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;或R16是氢、未经取代或经一或多个以下基团取代的C1-C20烷基:卤素、苯基、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);或R16是间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C12烷基;或R16是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C12烯基或C3-C8环烷基;
或R16是经SR18取代的苯基,其中基团R18表示键结至其中附接有COR16基团的咔唑部分的苯基或萘基环的直接键;
n是1至20;
R17是氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-苯基、(CO)OH、(CO)O(C1-C4烷基)、SO2-(C1-C4卤代烷基)、O(C1-C4卤代烷基)、C3-C20环烷基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S或NR26;或R17是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C1-C8烷醯基、C2-C12烯基、C3-C6烯醯基或C3-C20环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26;
或R17是C1-C8烷基-C3-C10环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O;
或R17是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个C1-C6烷基、卤素、OH或C1-C3烷氧基取代;
或R17是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基-胺基或
R18是氢、C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基,其中C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;
或R18是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基或(CO)OR17;
或R18是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;或R18是(CH2CH2O)nH、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C8烷醯基或C3-C6烯醯基;或R18是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、OH、C1-C4烷氧基或C1-C4烷基硫基;
或R18是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C12烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基胺基、(CO)O(C1-C8烷基)、(CO)-C1-C8烷基、(CO)N(C1-C8烷基)2或
R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C2-C10烷氧基烷基、C2-C5烯基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、SO2-(C1-C4卤代烷基)、C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基、C3-C12烯醯基或苯甲醯基;或R19及R20是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、C1-C12烷基、苯甲醯基或C1-C12烷氧基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、NO2、卤素、C1-C4-卤代烷基、CN、苯基、或C3-C20环烷基,该C3-C20环烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成杂芳香族环系统,该环系统未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、卤素、NO2、CN、苯基或C3-C20环烷基,该C3-C20环烷基未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17;
R21及R22彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C3-C10环烷基或苯基;
或R21及R22与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR26的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环未稠合或该5元或6元饱和或不饱和环是与苯环稠合;
R23是氢、OH、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O、CO或NR26的C2-C20烷基、未经间杂或间杂有O、S、CO或NR26的C3-C20环烷基,或R23是苯基、萘基、苯基-C1-C4烷基、OR17、SR18或NR21R22;R24是(CO)OR17、CONR19R20、(CO)R17;或R24具有针对R19及R20所给出含义中的一种;
R25是COOR17、CONR19R20、(CO)R17;或R25具有针对R17所给出含义中的一种;R26是氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或CO;或是苯基-C1-C4烷基、C3-C8环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O或CO;或是(CO)R19;或是苯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20或
每一肟酯基团可以两种构型(Z)或(E)存在。可通过习用方法来分离异构体,但亦可使用异构体混合物作为(例如)光起始物质。因此,本发明亦是关于式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的构型异构体的混合物。
较佳者是如上文所定义的式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1),其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8彼此独立地为氢、C1-C20烷基、COR16或NO2,或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为
X是CO或直接键;
R13是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、SR18、COOR17、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、NR26或CO;
R14是C1-C20烷基、苯基或C1-C8烷氧基;
R15是苯基、萘基、C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18或C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或S;或其各经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C4-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18、NR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
或R15是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、NR19R20、COOR17、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
R'14具有针对R14所给出含义中的一种;
R'15具有针对R15所给出含义中的一种;
R16是苯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C20烷基,或R16是苯基,其经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C4-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R16是C1-C20烷基,其未经取代或经以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)或(CO)O(C1-C4烷基);
R17是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(C1-C4烷基)、(CO)O(C1-C4烷基)、C3-C20环烷基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;或
R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
R18是经(CO)OR17取代的甲基;
R19及R20彼此独立地为氢、苯基、C1-C20烷基、C1-C8烷醯基或C1-C8烷醯基氧基;
R9、R10、R11及R12是氢;
X是直接键;
R13是C1-C20烷基;
R14是C1-C20烷基;
R15是C1-C20烷基或苯基,其经一或多个OR17或C1-C20烷基取代;
R16是苯基,其经一或多个C1-C20烷基或OR17取代;且
R17是未经取代或经一或多个卤素取代的C1-C20烷基或是间杂有一或多个O的C2-C20烷基;
R9、R11及R12是氢;
R10是氢、OR17或COR16;
X是CO或直接键;
R13是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、OR17、SR18或PO(OCkH2k+1)2;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
或R13是苯基;
k是整数2;
R14是C1-C20烷基或噻吩基;
R15是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个OR17或C1-C20烷基取代;或R15是噻吩基、氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、C3-C8环烷基、NR19R20或COOR17;
或R15是C2-C20烷基,其间杂有SO2;
R16是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20或C1-C20烷基;
或R16是噻吩基;
R17是氢、C1-C8烷醯基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团:卤素、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;
或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
R18是C3-C20环烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个OH、O(CO)-(C2-C4)烯基或(CO)OR17取代;
或R18是苯基,其未经取代或经一或多个卤素取代;
R19及R20彼此独立地为C1-C8烷醯基或C1-C8烷醯基氧基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成间杂有O的5元或6元饱和环;
本发明化合物的实例是如上文所定义的式(Ia)-(Ig)化合物。式(Ia)、(Ib)、(Ic)、尤其式(Ia)或(Ic)、或式(Ia)、(Ic)或(Id)、尤其式(Ia)的化合物令人关注。
举例而言,R1、R5、R6及R8是氢。
X较佳为直接键。
举例而言,R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基、未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、OR17或SR18;或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、OR17、SR18或NR19R20,其中取代基OR17、SR18或NR19R20视情况经由基团R17、R18、R19和/或R20与萘基环的一个碳原子形成5元或6元环;或R9、R10、R11及R12彼此独立地为或COR16。
具体而言,举例而言,R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基、未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、OR17或SR18;或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、OR17、SR18或NR19R20;或R9、R10、R11及R12彼此独立地为或COR16。
在另一实施例中,举例而言,R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基、未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、OR17或SR18;或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、OR17、SR18或NR19R20,其中取代基OR17、SR18或NR19R20视情况经由基团R17、R18、R19和/或R20与萘基环的一个碳原子形成5元或6元环。
此外,举例而言,R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基、未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、OR17或SR18,或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、OR17、SR18、NR19R20或COR16。
或举例而言,R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基、未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、OR17或SR18,或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、OR17、COR16或NR19R20。
较佳地,R9、R11及R12是氢且R10是氢、OR17或COR16。
R13是(例如)C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17或CONR19R20;或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、SO、SO2、NR26或CO,或是C2-C12烯基,其视情况间杂有一或多个O、CO或NR26,或R13是C3-C10环烷基,其视情况间杂有一或多个O、S、CO、NR26,或R13是苯基或萘基,此二者未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20、COR16、NO2、卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;或是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、COOR17、OR17、SR18、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;或是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O。
此外,R13是(例如)C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、COOR17、OR17、SR18、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;或是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;或是C2-C12烯基、C3-C10环烷基;或R13是苯基或萘基,此二者未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20、COR16、NO2、卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O。
在另一实施例中,R13是(例如)C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、OR17、SR18或PO(OCkH2k+1)2;或是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;或是C2-C12烯基、C3-C10环烷基、苯基或萘基。
或R13是(例如)C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、OR17、SR18或PO(OCkH2k+1)2;或是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;或是苯基、C2-C12烯基或C3-C10环烷基。
或R13是(例如)C1-C20烷基、苯基、C2-C12烯基或C3-C10环烷基。
或R13是(例如)C1-C20烷基、C2-C12烯基或C3-C10环烷基。
较佳地,R13是C1-C20烷基,尤其为C1-C8烷基,例如2-乙基己基。
R14是(例如)氢、C3-C8环烷基、C2-C5烯基、C1-C20烷氧基或C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个卤素或苯基取代;或R14是苯基或萘基,此二者未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基、卤素、OR17、SR18和/或NR19R20;或R14是C3-C5杂芳基,例如噻吩基,或是C1-C8烷氧基、苄氧基或苯氧基。
或R14是(例如)C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个卤素或苯基取代;
或R14是C3-C5杂芳基(例如噻吩基)或是未经取代或经取代一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基、卤素、OR17、SR18和/或NR19R20;或R14是C1-C8烷氧基、苄氧基或苯氧基。
在另一实施例中,R14表示C1-C20烷基,其未经取代或经苯基取代;或R14是苯基,其未经取代或经一或多个C1-C6烷基取代。
较佳地,R14是C1-C20烷基、C3-C5杂芳基(例如噻吩基),或是苯基,尤其为C1-C20烷基或噻吩基,尤其为C1-C8烷基。
R15是(例如)C6-C20芳基或C5-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20、C1-C20烷基;或R15是氢、C3-C8环烷基,该C3-C8环烷基视情况间杂有一或多个O、CO或NR26;或R15是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、C3-C8环烷基、C5-C20杂芳基、C8-C20苯氧基羰基、C5-C20杂芳氧基-羰基、NR19R20、COOR17、CONR19R20、PO(OCkH2k+1)2、苯基或经以下基团取代的苯基:卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、OR17或NR19R20;或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S或SO2,或R15是C2-C20烷醯基、苯甲醯基、C2-C12烷氧基羰基、苯氧基羰基、CONR19R20、NO2或C1-C4卤代烷基。
此外,R15是(例如)氢、C6-C20芳基,尤其为苯基或萘基,其各未经取代或经C1-C12烷基取代;或是C3-C5杂芳基,例如噻吩基;或是C3-C8环烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR17、C3-C8-环烷基、NR19R20或COOR17;或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或SO2。
所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)令人关注,其中R15是(例如)氢、苯基、萘基,其各未经取代或经C1-C8烷基取代;或R15是噻吩基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR17、C3-C8-环烷基、NR19R20或COOR17;或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或SO2。
R15尤其为(例如)C3-C8环烷基或C1-C20烷基,尤其为C1-C20烷基,尤其为C1-C12烷基。
R'14及R'15的较佳者分别是如上文针对R14及R15所给出者。
X1是(例如)O、S或SO,例如O或S,尤其为O。
R16是(例如)C6-C20芳基(尤其苯基或萘基、尤其苯基)或C5-C20杂芳基(尤其噻吩基),其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O的C1-C20烷基;或其各经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C5-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C5-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;或R16是氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、C3-C6烯氧基、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);或R16是C2-C12烷基,其间杂有一或多个O;或是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C12烯基或C3-C8环烷基,且n是1至20,例如1至12或1至8,尤其为1或2。
此外,R16是(例如)苯基或萘基,尤其为苯基、噻吩基或咔唑,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20或C1-C20烷基;或R16是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、C3-C6烯氧基、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);或R16是C2-C12烷基,其间杂有一或多个O;或是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C12烯基或C3-C8环烷基,且n是1至20,例如1至12或1至8,尤其为1或2。
此外,R16是(例如)苯基或萘基,尤其为苯基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20或C1-C20烷基;或R16是C3-C5杂芳基,尤其为噻吩基。
R16尤其为(例如)苯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20或C1-C20烷基,或R16是噻吩基。
较佳地,R16是(例如)苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个C1-C20烷基取代。
R16尤其为苯基,其经一或多个C1-C20烷基取代。
R17是(例如)氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-苯基、(CO)OH、(CO)O(C1-C4烷基)、C3-C20环烷基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C1-C8烷醯基、C2-C12烯基、C3-C6烯醯基或C3-C20环烷基,其视情况间杂有一或多个O;或R17是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个C1-C6烷基、卤素、OH或C1-C3烷氧基取代;或R17是苯基、萘基或C5-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基-胺基或
在另一实施例中,R17是(例如)氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4烯基)或间杂有一或多个O的C2-C20烷基;或是C1-C8烷醯基、C2-C12烯基、C3-C6烯醯基、间杂有一或多个O的C2-C20烷基、视情况间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;或是苯甲醯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、OH或C1-C3烷氧基;或是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C12烷基或C1-C12烷氧基。
R17亦为(例如)氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C8烷醯基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C3-C20环烷基、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4烯基)或间杂有一或多个O的C2-C20烷基,或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O。
R17尤其为氢、C1-C8烷醯基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4烯基)或间杂有一或多个O的C2-C20烷基,或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O。
R18是(例如)C3-C20环烷基,其未经间杂或间杂有一或多个O;或R18是C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OH、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)或(CO)OR17;或R18是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;或R18是C2-C8烷醯基或C3-C6烯醯基、苯甲醯基;或R18是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C12烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C12烷氧基或NO2。
在另一实施例中,R18是(例如)C3-C20环烷基、C1-C20烷基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:OH、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)或(CO)OR17;或R18是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个卤素或C1-C12烷基、尤其卤素取代。
R18是(例如)C1-C20烷基、C2-C12烯基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、C2-C8烷醯基、苯甲醯基、苯基或萘基。
举例而言,R18是C1-C20烷基,其经一或多个以下基团取代:OH、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)或(CO)OR17,或R18是苯基,其经一或多个卤素取代。
较佳地,R18是C1-C8烷基,其如上文所定义经取代。
举例而言,R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、苯基或萘基、C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基、C3-C12烯醯基或苯甲醯基;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成杂芳香族环系统,该环系统未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、或
此外,举例而言,R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基、C3-C12烯醯基或苯甲醯基;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O或NR17的5元或6元饱和环;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成咔唑环。
举例而言,R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基、C3-C12烯醯基或苯甲醯基;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成视情况间杂有O或NR17的5元或6元饱和环。
较佳地,R19及R20彼此独立地为C1-C8烷醯基、C1-C8烷醯基氧基;或R19及R20与其所附接的N原子一起形成吗啉环。
举例而言,R21及R22彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C3-C10环烷基或苯基;或R21及R22与其所附接的N原子一起形成吗啉环。R21及R22尤其彼此独立地为氢或C1-C20烷基。
R23是(例如)氢、OH、苯基或C1-C20烷基。R23尤其为氢、OH或C1-C4烷基。
R24的较佳者是如针对R19及R20所给出。R25的较佳者是如针对R17所给出。
R26是(例如)氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或CO;或是苯基-C1-C4烷基、C3-C8环烷基,其视情况间杂有一或多个O或CO;或是(CO)R19或苯基,其未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20。
或R26表示(例如)氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基;是苯基-C1-C4烷基、C3-C8环烷基、(CO)R19或苯基,其未经取代或经一或多个C1-C20烷基取代。此外,R26是(例如)氢或C1-C20烷基、尤其为C1-C4烷基。
本发明所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的实例如下所示:
所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)用于使包含至少一种烯是不饱和光可聚合化合物的组合物光聚合的用途。
于本发明的具体例中,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量总和为100重量份,所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的使用量为5重量份至50重量份,较佳为8重量份至45重量份,更佳为10重量份至40重量份。当使用所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)时,所述感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性佳的优点。
所述光起始剂(C)可进一步包含其它光起始剂(C-2)。所述光起始剂(C-2)的具体例可包含但不限于O-醯基肟化合物、三氮杂苯化合物、苯乙烷酮化合物、二咪唑化合物、二苯甲酮化合物、α-二酮化合物、酮醇化合物、酮醇醚化合物、醯膦氧化物、醌类化合物、含卤素化合物、过氧化物或上述化合物的任意组合。
上述O-醯基肟化合物的具体例可包含但不限于1-[4-(苯基硫代)苯基]-庚烷-1,2-二酮2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、1-[4-(苯醯基)苯基]-庚烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、1-[9-乙基-6-(2-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、1-[9-乙基-6-(3-甲基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、1-(9-乙基-6-苯醯基-9H-咔唑-3-取代基)-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢呋喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-5-四氢吡喃基甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)、乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
较佳地,所述O-醯基肟化合物可为1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟),其可为汽巴精化有限公司制造的商品,且型号为OXE-01;1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟),其可为汽巴精化有限公司制造的商品,且型号为OXE-02;乙烷酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃甲氧基苯醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-1-(O-乙醯基肟);乙烷酮-1-{9-乙基-6-[2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧杂戊环基)甲氧基苯醯基]-9H-咔唑-3-取代基}-1-(O-乙醯基肟)或上述化合物的任意组合。所述O-醯基肟化合物可单独一种或混合多种使用。
上述三氮杂苯化合物的具体例可包含但不限于乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物、2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物、4-(对-胺基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述乙烯基-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含但不限于2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯、2,4-双(三氯甲基)-3-(1-对-二甲基胺基苯基-1,3-丁二烯基)-s-三氮杂苯或2-三氯甲基-3-胺基-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含但不限于2-(萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-乙氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4-丁氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘并-1-取代基]-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(2-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-5-甲基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-甲氧基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(5-甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(4,7-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯、2-(6-乙氧基-萘并-2-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯或2-(4,5-二甲氧基-萘并-1-取代基)-4,6-双-三氯甲基-s-三氮杂苯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述4-(对-胺基苯基)-2,6-二-卤代甲基-s-三氮杂苯化合物的具体例可包含但不限于4-[对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-甲基-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-甲基-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N,N-二(苯基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(对-N-氯乙基羰基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[对-N-(对-甲氧基苯基)羰基胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氯-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氟-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氯-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氟-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-溴-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氯-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[邻-氟-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-溴-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氯-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-[间-氟-对-N,N-二(氯乙基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-乙氧基羰基甲基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-溴-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氯-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(间-氟-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-溴-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氯-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、4-(邻-氟-对-N-氯乙基胺基苯基)-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯或2,4-双(三氯甲基)-6-{3-溴-4-[N,N-双(乙氧基羰基甲基)胺基]苯基}-1,3,5-三氮杂苯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
上述三氮杂苯化合物较佳可为4-[间-溴-对-N,N-二(乙氧基羰基甲基)胺基苯基]-2,6-二(三氯甲基)-s-三氮杂苯、2,4-双(三氯甲基)-6-对-甲氧基苯乙烯基-s-三氮杂苯或上述化合物的组合。所述三氮杂苯化合物可单独一种或混合多种使用。
上述苯乙烷酮化合物的具体例可包含但不限于对二甲胺苯乙烷酮、α,α’-二甲氧基氧化偶氮苯乙烷酮、2,2’-二甲基-2-苯基苯乙烷酮、对-甲氧基苯乙烷酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮或2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮等的化合物,或者上述化合物的任意组合。所述苯乙烷酮化合物较佳可为2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗福啉代-1-丙酮、2-苄基-2-N,N-二甲胺-1-(4-吗啉代苯基)-1-丁酮。上述的苯乙烷酮化合物可单独一种或混合多种使用。
上述二咪唑化合物的具体例可包含但不限于2,2’-双(邻-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-氟苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-甲基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(邻-乙基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(对-甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(2,2’,4,4’-四甲氧基苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑、2,2’-双(2-氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑或2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑等的化合物,或者上述化合物的任意组合。上述二咪唑化合物可单独一种或混合多种使用。所述二咪唑化合物较佳可为2,2’-双(2,4-二氯苯基)-4,4’,5,5’-四苯基二咪唑。
上述二苯甲酮化合物的具体例可包含噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮、噻吨酮-4-砜、二苯甲酮、4,4’-双(二甲胺)二苯甲酮或4,4’-双(二乙胺)二苯甲酮等的化合物,或者上述化合物的任意组合。所述二苯甲酮化合物可单独一种或混合多种使用。所述二苯甲酮化合物较佳可为4,4’-双(二乙胺)二苯甲酮。
上述α-二酮化合物的具体例可包含但不限于苯偶醯或乙醯基等。
上述酮醇化合物的具体例可包含但不限于二苯乙醇酮。
上述酮醇醚化合物的具体例可包含但不限于二苯乙醇酮甲醚、二苯乙醇酮乙醚或二苯乙醇酮异丙醚等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
上述醯膦氧化物的具体例可包含但不限于2,4,6-三甲基苯醯二苯基膦氧化物或双-(2,6-二甲氧基苯醯)-2,4,4-三甲基苯基膦氧化物等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
上述醌类化合物的具体例可包含蒽醌或1,4-萘醌等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
上述含卤素类化合物的具体例可包含苯醯甲基氯、三溴甲基苯砜或三(三氯甲基)-s-三氮杂苯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
上述过氧化物的具体例可包含但不限于二-第三丁基过氧化物等的化合物。
较佳地,所述光起始剂(C-2)可为1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)、1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)、2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮或上述化合物的任意组合。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述光起始剂(C)的使用量为5重量份至50重量份,较佳为8重量份至45重量份,且更佳为10重量份至40重量份。
本发明的溶剂(D)可溶解前述的碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)及光起始剂(C),但又不与后述的黑色颜料(E)及硅烷化合物(F)产生反应,且较佳具有适当的挥发性。
所述溶剂(D)的具体例可包含但不限于烷基二醇单烷醚化合物、烷基二醇单烷醚醋酸酯化合物、二乙二醇烷基醚、其他醚类化合物、酮类化合物、乳酸烷酯化合物、其他酯类化合物、芳香族烃类化合物、羧酸胺化合物或上述化合物的任意组合。上述的溶剂(D)可单独一种或混合多种使用。
前述烷基二醇单烷醚化合物的具体例可包含但不限于乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、二乙二醇单乙醚、二乙二醇单正丙醚、二乙二醇单正丁醚、三乙二醇单甲醚、三乙二醇单乙醚、丙二醇单甲醚、丙二醇单乙醚、二丙二醇单甲醚、二丙二醇单乙醚、二丙二醇单正丙醚、二丙二醇单正丁醚、三丙二醇单甲醚或三丙二醇单乙醚等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述烷基二醇单烷醚醋酸酯化合物的具体例可包含但不限于乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇乙醚醋酸酯、丙二醇甲醚醋酸酯或丙二醇乙醚醋酸酯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述二乙二醇烷基醚的具体例可包含但不限于二乙二醇二甲醚、二乙二醇甲乙醚或二乙二醇二乙醚等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述其他醚类化合物的具体例可包含但不限于四氢呋喃等的化合物。
前述酮类化合物的具体例可包含但不限于甲乙酮、环己酮、2-庚酮、3-庚酮或二丙酮醇等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述乳酸烷酯化合物的具体例可包含但不限于乳酸甲酯或乳酸乙酯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述其他酯类化合物的具体例可包含但不限于2-羟基-2-甲基丙酸甲酯、2-羟基-2-甲基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、乙氧基醋酸乙酯、羟基醋酸乙酯、2-羟基-3-甲基丁酸甲酯、3-甲基-3-甲氧基丁基醋酸酯、3-甲基-3-甲氧基丁基丙酸酯、醋酸乙酯、醋酸正丙酯、醋酸异丙酯、醋酸正丁酯、醋酸异丁酯、醋酸正戊酯、醋酸异戊酯、丙酸正丁酯、丁酸乙酯、丁酸正丙酯、丁酸异丙酯、丁酸正丁酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸正丙酯、乙醯醋酸甲酯、乙醯醋酸乙酯或2-氧基丁酸乙酯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述芳香族烃类化合物的具体例可包含但不限于甲苯或二甲苯等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述羧酸胺化合物的具体例可为N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲醯胺或N,N-二甲基乙醯胺等的化合物,或上述化合物的任意组合。
较佳地,所述溶剂(D)可为丙二醇甲醚醋酸酯或3-乙氧基丙酸乙酯。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述溶剂(D)的使用量为300重量份至3000重量份,较佳为350重量份至2500重量份,且更佳为400重量份至2000重量份。
本发明的黑色颜料(E)较佳可为具有耐热性、耐光性及耐溶剂性的黑色颜料。
所述黑色颜料(E)的具体例可包含但不限于二萘嵌苯黑(perylene black)、花青黑(cyanine black)或苯胺黑(aniline black)等的黑色有机颜料;由红、蓝、绿、紫、黄色、花青(cyanine)或洋红(magenta)等的颜料中,选择两种或两种以上的颜料进行混合,以形成接近黑色的混色有机颜料;碳黑(carbon black)、氧化铬、氧化铁、钛黑(titaniumblack)或石墨等的遮光材。
上述碳黑的具体例可包含但不限于C.I.Pigment black 7,或者三菱化学公司所制造的商品,其型号为MA100、MA230、MA8、#970、#1000、#2350或#2650。所述黑色颜料(E)可单独一种或混合多种使用。
较佳地,黑色颜料(E)可为碳黑,或者前述型号为MA100或MA230的商品。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述黑色颜料(E)的使用量为50重量份至500重量份,较佳为60重量份至450重量份,且更佳为70重量份至400重量份。
本发明的硅烷化合物(F)包含一第一硅烷化合物(F-1)。
根据本发明的第一硅烷化合物(F-1)主要是以含有尿素键结的2价有机基连结具有不饱和基的有机官能基与水解性基所键结的硅原子者,则没有特别的限制,较佳为单体。作为具有不饱和基的有机官能基,可例示乙烯基、丙烯基(acryl)、甲基丙烯基等,更佳为丙烯基、甲基丙烯基。作为键结于硅原子的水解性基,可例示甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等的烷氧基、氯、溴等的卤素原子、乙醯氧基等,较佳为烷氧基,更佳为碳原子数1至4的烷氧基,特佳为甲氧基、乙氧基。
具有不饱和基的有机官能基与含有尿素键结的2价有机基的连结构造,较佳为下述式(F-I)所示者:
Z1表示丙烯基(acryl group)或(甲基)丙烯基((meth)acryl group);
Z2表示氢原子、或中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的1价烃基;
L表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基;及
W表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基。
上述构造中,Z2、L、W中的取代基例如是由卤素原子、烷基、全氟烷基、聚醚基、全氟聚醚基、水解性硅烷基、(甲基)丙烯基、环氧基、胺基、巯基所组成族群所选出的1种等,其中较佳为烷基、水解性硅烷基、(甲基)丙烯基。
作为Z2的1价烃基,较佳为碳原子数1至20,特佳为1至10者,可举出烷基、烯基、芳基、环烷基等。又,作为L及W的2价烃基,较佳为碳原子数1至20,特佳为1至10者,可举出伸烷基、伸芳基等。
所述第一硅烷化合物(F-1)的较佳具体例可为下述式(1)至(3)所示结构:
式(1)中,Q表示水解性基,Z3独立地表示非取代或取代的碳原子数1至4的烷基,s表示1至3的整数;M表示非取代或取代的碳原子数1至6的伸烷基,Z4表示氢原子、或非取代或取代的碳原子数1至8的烷基,Z5表示下式(i)或式(ii)所示结构的基:
式中,Z6及Z7各自独立地表示氢原子或甲基,t表示1至4;
式(2)中,Q表示水解性基,Z3独立地表示非取代或取代的碳原子数1至4的烷基,s表示1至3的整数;M表示非取代或取代的碳原子数1至6的伸烷基;Z8、Z9任一方表示前述式(i)或式(ii)所示结构的基,另一方则表示前述式(i)或式(ii)所示结构的基、氢原子、或非取代或取代的碳原子数1至8的烷基;
式(3)中,Q独立地表示水解性基,Z3独立地表示非取代或取代的碳原子数1至4的烷基,s表示1至3的整数;M表示非取代或取代的碳原子数1至6的伸烷基,Z10表示上式(i)或式(ii)所示结构的基。
上述式(1)至(3)中,Q表示水解性基,可例示甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基等的烷氧基、氯、溴等的卤素原子、乙醯氧基等,较佳为烷氧基,更佳为碳原子数1至4的烷氧基,特佳为甲氧基、乙氧基。又,Z3独立地表示非取代或取代的碳原子数1至4的烷基,具体地可例示甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基等。s表示1至3的整数,较佳为2或3。
上述式(1)中的Z4独立地表示氢原子、非取代或取代的碳原子数1至8的烷基,具体地可例示氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、第三丁基、戊基、己基、环己基、辛基等。
又,上述式(1)至(3)中,M例如是亚甲基、伸乙基、伸丙基、1-甲基-伸丙基、2-甲基-伸丙基、3-甲基-伸丙基、伸丁基等,惟不受此处例示者所限定。
本发明的在1分子中具有不饱和基与尿素键结的硅烷化合物的具体例,是下式(4)至(12)所示,其中,Me表示甲基。
又,以上述式的甲氧基当作乙氧基的化合物亦可同样地例示。
本发明第一硅烷化合物(F-1)是可通过使含有1级胺基和/或2级胺基和水解性基的硅烷化合物与具有光聚合性基的异氰酸酯化合物反应而得。
于本发明第一硅烷化合物(F-1)的制造时,按照需要亦可使用溶剂,溶剂只要是与原料的胺基硅烷及异氰酸酯化合物没有反应性,则没有特别的限定,具体地可举出戊烷、己烷、庚烷、癸烷等的脂肪族烃是溶剂、二乙基醚、四氢呋喃、1,4-二恶烷等的醚是溶剂、甲醯胺、二甲基甲醯胺、N-甲基吡咯烷酮等的醯胺是溶剂、苯、甲苯、二甲苯等的芳香族烃是溶剂等。
于本发明第一硅烷化合物(F-1)制造时,反应是放热反应,若成为不宜的高温,则有发生副反应的可能。因此在制造时,较佳为反应温度为-10至150℃,尤佳为0至100℃,更佳为5至50℃的范围。比-10℃低时,除了反应速度变慢,生产性会降低,亦必须特殊的制造设备来维持极低温,而不符合现实。另一方面,比150℃高时,有发生从聚合性官能基而来的聚合反应等的副反应的可能。
本发明第一硅烷化合物(F-1)的制造时所需要的反应时间,只要是可通过如上述的放热反应来温度管理,而且放热反应结束,则没有特别的限定,较佳为10分钟至24小时,更佳为1小时至10小时左右。
作为本发明第一硅烷化合物(F-1)的制造时所需要的原料的含有1级胺基和/或2级胺基与水解性基的硅烷化合物,并没有特别的限定,具体地可举出α-胺基甲基三甲氧基硅烷、α-胺基甲基甲基二甲氧基硅烷、α-胺基甲基二甲基甲氧基硅烷、α-胺基甲基三乙氧基硅烷、α-胺基甲基甲基二乙氧基硅烷、α-胺基甲基二甲基乙氧基硅烷、γ-胺基丙基三甲氧基硅烷、γ-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、γ-胺基丙基二甲基甲氧基硅烷、γ-胺基丙基三乙氧基硅烷、γ-胺基丙基甲基二乙氧基硅烷、γ-胺基丙基二甲基乙氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基三甲氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基甲基二甲氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基二甲基甲氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基三乙氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基甲基二乙氧基硅烷、N-2(胺基乙基)α-胺基甲基二甲基乙氧基硅烷、双-(三甲氧基硅烷基丙基)胺、双-(甲基二甲氧基硅烷基丙基)胺、双-(二甲基甲氧基硅烷基丙基)胺、双-(三乙氧基硅烷基丙基)胺、双-(甲基二乙氧基硅烷基丙基)胺、双-(二甲基乙氧基硅烷基丙基)胺等。
作为本发明第一硅烷化合物(F-1)的制造时所需要的原料的具有光聚合性基的异氰酸酯化合物,只要是具有上述官能基,则没有特别的限定,作为市售容易取得者,可举出(甲基)丙烯醯氧基乙基异氰酸酯、乙二醇-异氰酸基乙基醚单(甲基)丙烯酸酯、双-1,1-((甲基)丙烯醯氧基甲基)乙基异氰酸酯等。
于制造本发明第一硅烷化合物(F-1)时,含有1级胺基和/或2级胺基和水解性基的硅烷化合物、与具有光聚合性基的异氰酸酯化合物的配合比是没有特别的限定,但从反应性、生产性的点来看,对于1摩尔的含有1级胺基和/或2级胺基和水解性基的硅烷化合物,较佳为使0.5至3摩尔、尤其0.8至2.5摩尔的范围的具有光聚合性基的异氰酸酯化合物。若具有光聚合性基的异氰酸酯化合物的配合量过少,则含有1级胺基和/或2级胺基和水解性基的硅烷化合物是大量残留,虽然不会对硅烷的诸物性造成影响,但是除了纯度降低,亦发生缺乏生产性等的缺点。相反地若过多,则彼等有发生聚合而胶化的可能。
通过胺基与异氰酸酯基的反应来形成尿素键结,而得到本发明第一硅烷化合物(F-1)。再者,如此所得的硅烷化合物是适用作为硅烷偶合剂。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述第一硅烷化合物(F-1)的使用量为3重量份至30重量份,较佳为4重量份至25重量份,且更佳为5重量份至20重量份。
当未使用第一硅烷化合物(F-1)时,所述感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性不佳的缺陷。
当本发明的第一硅烷化合物(F-1)的使用量介于上述范围时,所述感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性佳的优点。
根据本发明的硅烷化合物(F)可另包含一具有式(F-II)所示结构的第二硅烷化合物(F-2):
于式(F-II)中,T1表示碳数为1至6的亚烷基;及T2表示甲基、乙基或丙基。
所述第二硅烷化合物(F-2)的具体例可为三(三甲氧基甲硅烷基甲基)异氰脲酸酯、三(三乙氧基甲硅烷基甲基)异氰脲酸酯、三(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)异氰脲酸酯、三(2-三乙氧基甲硅烷基乙基)异氰脲酸酯、[二(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)-(3-三乙氧基甲硅烷基丙基)]异氰脲酸酯、[三甲氧基甲硅烷基甲基-(2-三甲氧基甲硅烷基乙基)-(3-三甲氧基甲硅烷基丙基)]异氰脲酸酯、三(3-三甲氧基硅烷基丙基)异氰脲酸酯(下述式(F-II-1)所示结构)、三(3-三乙氧基硅烷基丙基)异氰脲酸酯(下述式(F-II-2)所示结构)或三(3-三丙氧基硅烷基丙基)异氰脲酸酯(下述式(F-II-3)所示结构)等。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述第二硅烷化合物(F-2)的使用量为1重量份至10重量份,较佳为1重量份至8重量份,且更佳为1重量份至5重量份。
当使用第二硅烷化合物(F-2)时,所述感光性树脂组成物所形成的黑色矩阵具有高精细度图案的直线性佳的优点。
基于碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述硅烷化合物(F)的使用量为4重量份至40重量份,较佳为5重量份至33重量份,且更佳为6重量份至25重量份。
在不影响本发明功效的前提下,本发明的黑色矩阵用感光性树脂组成物可进一步选择性地添加添加剂(G)。该添加剂(G)的具体例可包含界面活性剂、填充剂、密着促进剂、抗氧化剂、防凝集剂或前述碱可溶性树脂(A)以外的其他能增加各种性质(例如机械性质)的聚合物。
前述界面活性剂的具体例可包含阳离子型界面活性剂、阴离子型界面活性剂、非离子型界面活性剂、两性界面活性剂、聚硅氧烷界面活性剂、氟素界面活性剂或上述界面活性剂的任意组合。
该界面活性剂的具体例可包含但不限于聚乙氧基十二烷基醚、聚乙氧基硬酯醯醚或聚乙氧基油醚等的聚乙氧基烷基醚类;聚乙氧基辛基苯基醚或聚乙氧基壬基苯基醚等的聚乙氧基烷基苯基醚类;聚乙二醇二月桂酸酯或聚乙二醇二硬酸酯等的聚乙二醇二酯类;山梨糖醇酐脂肪酸酯化合物;脂肪酸改质的聚酯化合物;三级胺改质的聚胺基甲酸酯化合物;或者市售的商品。其中,该市售商品可为信越化学工业公司制造的产品,且其型号为KP;道康宁东丽股份有限公司(Dow Corning Toray Co.,Ltd.)制造的产品,且其型号为SF-8427;共荣社油脂化学工业制造的产品,且其型号为Polyflow;得克姆股份有限公司(Tochem Products Co.,Ltd.)制造的产品,且其型号为F-Top;大日本印墨化学工业制造的产品,且其型号为Megafac;住友3M制造的产品,且其型号为Fluorade;或者旭硝子公司制造的产品,且其型号为Asahi Guard或Surflon。该界面活性剂可单独一种或混合多种使用。
前述填充剂的具体例可包含玻璃或铝等。
前述密着促进剂的具体例可包含乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-胺基乙基)-3-胺基丙基三甲氧基硅烷、3-胺丙基三乙氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷(信越化学制造的商品,且其型号为KBM-403)、3-环氧丙氧基丙基甲基二乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙醯氧基丙基三甲氧基硅烷或3-巯丙基三甲氧基硅烷等的化合物,或者上述化合物的任意组合。
前述抗氧化剂的具体例可包含2,2-硫代双(4-甲基-6-第三丁基苯酚)、2,6-二-第三丁基苯酚或上述化合物的任意组合。
前述防凝集剂的具体例可包含聚丙烯酸钠等的化合物。
基于前述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述添加剂(G)中的填充剂、密着促进剂、抗氧化剂、防凝集剂或碱可溶性树脂(A)以外的聚合物的使用量是不超过10重量份,且较佳是不超过6重量份。
黑色矩阵用的感光性树脂组成物的制备是将前述的碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)、黑色颜料(E)及硅烷化合物(F)放置于搅拌器中搅拌,使其均匀混合成溶液状态,必要时亦可添加添加剂(G),予以均匀混合后,即可获得溶液状态的黑色矩阵用的感光性树脂组成物。
其次,黑色矩阵用的感光性树脂组成物的制备方法并没有特别的限制。黑色颜料(E)可直接加至由碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、溶剂(D)及硅烷化合物(F)所组成的混合物中,而可分散形成前述溶液状态的感光性树脂组成物。或者,先将部份的黑色颜料(E)加至由部份碱可溶性树脂(A)及部份溶剂(D)所组成的混合物中,以形成颜料分散液。然后,将其余的碱可溶性树脂(A)、具有乙烯性不饱和基的化合物(B)、光起始剂(C)、其余的溶剂(D)、剩余的黑色颜料及硅烷化合物(F)加至前述的颜料分散液中,以制得溶液状态的感光性树脂组成物。
其次,上述黑色颜料(E)的分散步骤可通过珠磨机(beads mill)或辊磨机(rollmill)等的混合器来进行。
本发明亦提供一种黑色矩阵,其是由前述的感光树脂组成物经一预烤处理、一曝光处理、一显影处理及一后烤处理所形成。
黑色矩阵是将上述的黑色矩阵用感光树脂组成物涂布在基板上,并依序进行预烤处理、曝光处理、显影处理及后烤处理后即可制得。当所制得的黑色矩阵的膜厚为1μm时,光学密度范围可为3.0以上,较佳为3.2至5.5,且更佳为3.5至5.5。以下详述本发明的黑色矩阵的制备方法。
首先,通过旋转涂布(spin coating)或流延涂布(cast coating)等的涂布方式,将溶液状态的黑色矩阵用的感光性树脂组成物均匀地涂布在基板上,以形成涂膜。上述基板的具体例可包含用于液晶显示装置等的无碱玻璃、钠钙玻璃、硬质玻璃(派勒斯玻璃)、石英玻璃及于前述的玻璃上附着透明导电膜者;或者用于固体摄影装置等的光电变换装置基板(例如:硅基板)等。
形成涂膜之后,以减压干燥的方式去除大部份的溶剂。然后,以预烤(pre-bake)的方式去除剩余的溶剂,以形成预烤涂膜。根据各成分的种类及比例的不同,前述的减压干燥及预烤的条件是随之改变。减压干燥一般是在小于200mmHg的压力下进行1秒至20秒,且预烤是在70℃至110℃对涂膜加热处理1分钟至15分钟。
接着,以具有特定图案的光罩对前述的预烤涂膜进行曝光处理。曝光处理所使用的光线可为g线、h线或i线等的紫外光,且紫外光的照射装置可为(超)高压水银灯或金属卤素灯。
进行曝光处理后,将前述曝光后的预烤涂膜浸渍于21℃至25℃的显影液(developing solution)中,以去除上述未经曝光的部分的预烤涂膜,而可在基板上形成特定的图案。
前述的显影液可为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾、硅酸钠、甲基硅酸钠、氨水、乙胺、二乙胺、二甲基乙醇胺、氢氧化四甲胺、氢氧化四乙胺、胆碱、吡咯、哌啶或1,8-二氮杂二环-[5,4,0]-7-十一烯等的碱性化合物。所述显影液的浓度一般为0.001重量百分比至10重量百分比,较佳为0.005重量百分比至5重量百分比,且更佳为0.01重量百分比至1重量百分比。
进行显影处理后,将具有特定图案的基板以水洗净,并利用压缩空气或压缩氮气风干上述的基板。然后,以热板或烘箱等加热装置进行后烤处理,即可于基板上形成黑色矩阵。后烤处理的温度一般为150℃至250℃。当加热装置是使用热板时,其加热时间为5分钟至60分钟;当加热装置是使用烘箱时,其加热时间为15分钟至150分钟。
本发明又提供一种彩色滤光片,是包含前述的黑色矩阵。
本发明的彩色滤光片的制备是先通过旋转涂布、流延涂布或辊式涂布等涂布方式,将溶液状态的彩色滤光片用的感光性树脂组成物均匀地涂布在前述具有黑色矩阵的基板上,以形成涂膜。
形成涂膜后,通过减压干燥去除大部份的溶剂,且以预烤的方式去除剩余的溶剂,以形成预烤涂膜。其中,根据各成分的种类或比例的不同,减压干燥及预烤的条件是随之改变。减压干燥一般是在0mmHg至200mmHg的压力下进行1秒至60秒,且预烤是在70℃至110℃下对涂膜加热处理1分钟至15分钟。
然后,以具有特定图案的光罩对前述的预烤涂膜进行曝光处理。曝光处理所使用的光线可为g线、h线或i线等的紫外光,且紫外光的照射装置可为(超)高压水银灯或金属卤素灯。
进行曝光处理后,将前述曝光后的预烤涂膜浸渍于21℃至25℃的显影液(developing solution)中,以去除上述未经曝光的部分的预烤涂膜,而可在基板上形成特定的图案。
进行显影处理后,将具有特定图案的基板以水洗净,并利用压缩空气或压缩氮气风干上述的基板。然后,以热板或烘箱等加热装置进行后烤处理。后烤处理的条件如前所述,在此不另赘述。重复上述的步骤,以形成红、绿、蓝等画素着色层于基板上。
接着,于220℃至250℃的真空环境下,利用溅镀的方式形成ITO保护膜(蒸镀膜)于前述画素着色层的表面上。必要时,对ITO保护膜进行蚀刻与布线,并在ITO保护膜表面涂布液晶配向膜(液晶配向膜用聚醯亚胺),而可形成具有画素层的彩色滤光片。
本发明再提供一种液晶显示元件,是包含前述的彩色滤光片。
将上述所制得的彩色滤光片及设有薄膜电晶体(thin film transistor;TFT)的基板作对向配置,并且在上述两者之间设置间隙(晶胞间隔;cell gap)。然后,以粘着剂贴合彩色滤光片与上述基板的周围部分并且留下注入孔。接着,在基板表面以及粘着剂所分隔出的间隙内由注入孔注入液晶,并封住注入孔,以形成液晶层。之后,将偏光板设置在彩色滤光片中接触液晶层的另一侧与基板中接触液晶层的另一侧,而可制成液晶显示器。
上述的液晶可为液晶化合物或液晶组成物,此处并未特别限定,惟可使用任何一种液晶化合物及液晶组成物。
再者,彩色滤光片中所使用的液晶配向膜是用来限制液晶分子的配向,且其没有特别的限制,举凡无机物或有机物任一种均可,并且本发明并不限于此。
以下利用数个实施方式以说明本发明的应用,然其并非用以限定本发明,本发明所属技术领域的技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作各种的更动与润饰。
制备碱可溶性树脂(A)
合成例A-1-1
首先,将100重量份的茀环氧化合物(新日铁化学公司制造的产品,其型号为ESF-300,且其环氧当量为231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二第三丁基对甲酚及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以连续添加的方式加至500毫升的四口烧瓶中。反应物的入料速度控制在25重量份/分钟,且在100℃至110℃下进行反应。反应15小时后,即可获得固成分浓度为50重量百分比的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述淡黄色透明混合液加至25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,并同时添加6重量份的四氢邻苯二甲酸酐及13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐。然后,于110℃至115℃进行反应。反应2小时后,即可制得具有不饱和基的树脂A-1-1,且其酸价为98.0mgKOH/g。
合成例A-1-2
首先,将100重量份的茀环氧化合物(新日铁化学公司制造的产品,其型号为ESF-300,且其环氧当量为231)、30重量份的丙烯酸、0.3重量份的氯化苄基三乙基铵、0.1重量份的2,6-二第三丁基对甲酚及130重量份的丙二醇甲醚醋酸酯以连续添加的方式加入500毫升的四口烧瓶中。反应物的入料速度控制在25重量份/分钟,且在100℃至110℃下进行反应。反应15小时后,即可获得固成分浓度为50重量百分比的淡黄色透明混合液。
接着,将100重量份的上述所得的淡黄色透明混合液溶于25重量份的乙二醇乙醚醋酸酯中,并添加13重量份的二苯甲酮四甲酸二酐。然后,于110℃至115℃进行反应。反应2小时后,添加6重量份的四氢邻苯二甲酸酐,并于90℃至95℃下反应4小时,即可制得具有不饱和基的树脂A-1-2,且其酸价为99.0mgKOH/g。
合成例A-1-3
首先,将400重量份的环氧化合物(日本化药股份有限公司制造的产品,其型号为NC-3000,且其环氧当量为288)、102重量份的丙烯酸、0.3重量份的甲氧基酚(methoxyphenol)、5重量份的三苯基膦及264重量份的丙二醇甲醚醋酸酯置于反应瓶中。于95℃下进行反应,经过9小时后,即可获得酸价为2.2mgKOH/g的中间产物。接着,加入151重量份的四氢邻苯二甲酸酐(tetrahydrophthalic anhydride)。然后,在95℃下反应4小时,即可制得具有不饱和基的树脂A-1-3,其酸价为102mgKOH/g,且其重量平均分子量为3200。
合成例A-2-1
首先,将1重量份的2,2’-偶氮双异丁腈、240重量份的丙二醇甲醚醋酸酯、20重量份的甲基丙烯酸、15重量份的苯乙烯、35重量份的甲基丙烯酸苯甲酯、10重量份的甘油单甲基丙烯酸酯及20重量份的N-苯基马来醯亚胺加至具有搅拌器的圆底烧瓶中。然后,在圆底烧瓶上架设冷凝器,并使圆底烧瓶内部充满氮气。接着,缓慢搅拌并升温至80℃,以使各反应物均匀混合并进行聚合反应。反应4小时后,升温至100℃,并添加0.5重量份的2,2’-偶氮二异丁腈进行反应。反应1小时后,即可制得其它碱可溶性树脂A-2-1。
合成例A-2-2
首先,将2重量份的2,2’-偶氮双异丁腈、300重量份的二丙二醇单甲醚、15重量份的甲基丙烯酸、15重量份的2-羟基丙烯酸乙酯及70重量份的甲基丙烯酸苯甲酯加至具有搅拌器的圆底烧瓶中。然后,在圆底烧瓶上架设冷凝器,并使圆底烧瓶内部充满氮气。接着,缓慢搅拌并升温至80℃,以使各反应物均匀混合并进行聚合反应。反应3小时后,升温至100℃,并添加0.5重量份的2,2’-偶氮二异丁腈进行反应。反应1小时后,即可制得其他碱可溶性树脂A-2-2。
制备感光性树脂组成物
以下是根据表1及2制备实施例1至10及比较例1至5的感光性树脂组成物。
实施例1:
将100重量份前述的碱可溶性树脂A-1-1、10重量份的二季戊四醇六丙烯酸酯(以下简称为B-1)、5重量份的如表1所示的C-1-1光起始剂、50重量份的MA100(三菱化学制造的产品,以下简称为E-1)、1重量份的如表1所示的F-1-1硅烷化合物及2重量份的如表1所示的F-2-1硅烷化合物加至300重量份的丙二醇甲醚醋酸酯(以下简称为D-1)中,并以摇动式搅拌器(shaking type stirrer)搅拌均匀后,即可制得实施例1的感光性树脂组成物。所得的感光性树脂组成物以下述评价方式进行评价,所得结果如表1所示。
实施例2至10及比较例1至5是使用与实施例1的感光性树脂组成物的制作方法相同的制备方法,不同之处在于实施例2至9及比较例1至7是改变感光性树脂组成物中原料的种类及使用量,且其配方及评价结果分别如表1及表2所示,在此不另赘述。
表1:
表2:
表1及表2中:
B-1 二季戊四醇六丙烯酸酯(dipentaerythritol hexaacrylate)
B-2 二季戊四醇五丙烯酸酯(dipentaerythritol pentaacrylate)
B-3 环氧乙烷改质的二季戊四醇六丙烯酸酯
(ethylene oxide(EO)-modified dipentaerythritol hexaacrylate)
C-2-1 1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-取代基]-乙烷酮-1-(O-乙醯基肟)
(Ciba Specialty Chemicals制造的商品,型号为OXE-02)
C-2-2 1-[4-(苯基硫代)苯基]-辛烷-1,2-二酮-2-(O-苯醯基肟)
(Ciba Specialty Chemicals制造的商品,型号为OXE-01)
C-2-3 2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代-1-丙酮
(Ciba Specialty Chemicals制造的商品,型号为IRGACURE 907)
D-1 丙二醇单甲基醚醋酸酯
D-2 3-乙氧基丙酸乙酯
E-1MA100(三菱化学制造)
E-2MA230(三菱化学制造)
F-1-1 式(4)
F-1-2 式(6)
F-1-3 式(8)
F-1-4 式(10)
F-1-5 式(12)
F-2-1 式(F-II-1)
F-2-2 式(F-II-2)
F-2-3 式(F-II-3)
评价方式:
高精细度图案的直线性
将上述各实施例及比较例的感光性树脂组成物以旋转涂布的方式涂布在长宽均为100毫米的玻璃基板上。然后,于约100毫米汞柱(mmHg)的压力下进行减压干燥约30秒钟。接着,将上述的玻璃基板置于80℃下预烤3分钟,以形成膜厚为2.5微米的预烤涂膜。之后,隔着具有25微米[间距(pitch)50微米]的条状图案的光罩,使用曝光机(Canon制造,型号为PLA-501F)以300毫焦/平方公分(mJ/cm2)的紫外光照射上述的预烤涂膜。使用紫外光照射后,将预烤涂膜浸渍于23℃的显影液2分钟。之后,以纯水洗净上述预烤涂膜,并以200℃对预烤涂膜进行后烤80分钟,即可在玻璃基板上形成膜厚为2.0微米的感光性树脂层。
利用光学显微镜对上述方法所形成的条状图案进行观察,并依据下列基准评价高精细度的图案直线性。
※:95%以上的高精细度图案的直线性良好。
◎:90%以上,小于95%的高精细度图案的直线性良好。
○:80%以上,小于90%的高精细度图案的直线性良好。
△:70%以上,小于80%的高精细度图案的直线性良好。
╳:小于70%的高精细度图案的直线性良好。
上述实施例仅为说明本发明的原理及其功效,而非限制本发明。所属技术领域的技术人员对上述实施例所做的修改及变化仍不违背本发明的精神。
Claims (15)
1.一种黑色矩阵用的感光性树脂组成物,包含:
碱可溶性树脂(A);
具有乙烯性不饱和基的化合物(B);
光起始剂(C);
溶剂(D);
黑色颜料(E);及
硅烷化合物(F);
其中:
所述碱可溶性树脂(A),包含一具有不饱和基的树脂(A-1),其中所述具有不饱和基的树脂(A-1)是由一混合物聚合形成,且该混合物包含具有至少二个环氧基的环氧化合物(a-1-1)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);及
所述硅烷化合物(F)包含一第一硅烷化合物(F-1),其中该第一硅烷化合物(F-1)分子内具有至少一个下式(F-I)所示的结构:
Z1表示丙烯基或(甲基)丙烯基;
Z2表示氢原子、或中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的1价烃基;
L表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基;及
W表示中间可夹入由氧原子、硫原子、氮原子所选出的杂原子或羰基碳的可有取代基的2价烃基;
基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,具有至少一种官能基的所述第一硅烷化合物(F-1)的使用量为3重量份至30重量份。
3.根据权利要求1所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有不饱和基的树脂(A-1)的使用量为30重量份至100重量份;所述具有乙烯性不饱和基的化合物(B)的使用量为10重量份至100重量份;所述光起始剂(C)的使用量为5重量份至50重量份,所述溶剂(D)的使用量为300重量份至3000重量份;所述黑色颜料(E)的使用量为50重量份至500重量份;及所述硅烷化合物(F)的使用量为4重量份至40重量份。
4.根据权利要求1所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,其中所述光起始剂(C)包含一具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1):
或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为-(CH2)p-Y-(CH2)q-;
但条件为R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8中的至少一对是R9、R10、R11及R12彼此独立地为氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、CN、OH、SH、C1-C4-烷氧基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为未经取代的苯基或经一或多个以下基团取代的苯基:C1-C6烷基、卤素、CN、OR17、SR18或NR19R20;
或R9、R10、R11及R12彼此独立地为卤素、CN、OR17、SR18、SOR18、SO2R18或NR19R20,其中所述OR17、SR18或NR19R20等取代基视情况经由所述R17、R18、R19和/或R20等基团与萘基环中一个碳原子形成5元或6元环;
Y是O、S、NR26或单键;
p是整数0、1、2或3;
q是整数1、2或3;
X是CO或单键;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、SO、SO2、NR26或CO,或是C2-C12烯基,其是未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26,其中所述经间杂的C2-C20烷基及所述未经间杂或经间杂的C2-C12烯基是未经取代或经一或多个卤素取代;
或R13是C4-C8环烯基、C2-C12炔基或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C10环烷基;
或R13是苯基或萘基,其各为未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20、COR16、CN、NO2、卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C2-C20烷基;或其各经C3-C10环烷基或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C10环烷基取代;
k是整数1至10;
R14是氢、C3-C8环烷基、C2-C5烯基、C1-C20烷氧基或C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、C1-C20烷基苯基或CN;
或R14是苯基或萘基,其各未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基、卤素、CN、OR17、SR18和/或NR19R20;
或R14是C3-C20杂芳基、C1-C8烷氧基、苄氧基或苯氧基,所述苄氧基及苯氧基是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、C1-C4卤代烷基和/或卤素;
R15是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20、PO(OCkH2k+1)2、SO-C1-C10烷基、SO2-C1-C10烷基、间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C20烷基;或其各经C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是氢、C2-C12烯基、未经间杂或间杂有一或多个O、CO或NR26的C3-C8环烷基;
或R15是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、SR18、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、NR19R20、COOR17、CONR19R20、PO(OCkH2k+1)2、苯基;或所述C1-C20烷基是经苯基取代,所述苯基是经卤素、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18或NR19R20取代;
或R15是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、SO或SO2,且所述经间杂的C2-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、COOR17、CONR19R20、苯基或经OR17、SR18或NR19R20取代的苯基;
或R15是C2-C20烷酰基或苯甲酰基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、苯基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是未经取代或经一或多个OR17取代的萘甲酰基或是C3-C14杂芳基羰基;
或R15是C2-C12烷氧基羰基,其是未经间杂或间杂有一或多个O且所述经间杂或未经间杂的C2-C12烷氧基羰基是未经取代或经一或多个羟基取代;
或R15是苯氧基羰基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、苯基、OR17、SR18或NR19R20;
或R15是CN、CONR19R20、NO2、C1-C4卤代烷基、S(O)m-C1-C6烷基、未经取代或经C1-C12烷基或SO2-C1-C6烷基取代的S(O)m-苯基;
或R15是SO2O-苯基,其是未经取代或经C1-C12烷基取代;或是二苯基膦酰基或二(C1-C4烷氧基)-膦酰基;
m是1或2;
R'14具有针对R14所给出含义中的一种;
R'15具有针对R15所给出含义中的一种;
X1是O、S、SO或SO2;
X2是O、CO、S或单键;
R16是C6-C20芳基或C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、CN、NO2、OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O、S或NR26的C1-C20烷基;或其各经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C3-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R16是氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基、(CO)OH或(CO)O(C1-C4烷基);
或R16是C2-C12烷基,其间杂有一或多个O、S或NR26;
或R16是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C12烯基或C3-C8环烷基;
或R16是经SR18取代的苯基,其中所述基团R18表示键结至所述COR16基团所附接的所述咔唑部分的所述苯基或萘基环的单键;
n是1至20;
R17是氢、苯基-C1-C3烷基、C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-苯基、(CO)OH、(CO)O(C1-C4烷基)、C3-C20环烷基、SO2-(C1-C4卤代烷基)、O(C1-C4卤代烷基)或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;
或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S或NR26;
或R17是(CH2CH2O)n+1H、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C1-C8烷酰基、C2-C12烯基、C3-C6烯酰基或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR26的C3-C20环烷基;
或R17是C1-C8烷基-C3-C10环烷基,其是未经间杂或间杂有一或多个O;
或R17是苯甲酰基,其是未经取代或经一或多个C1-C6烷基、卤素、OH或C1-C3烷氧基取代;
或R17是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OH、C1-C12烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基-胺基或
R18是氢、C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基,其中所述C2-C12烯基、C3-C20环烷基或苯基-C1-C3烷基是未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;
或R18是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2CN、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-苯基或(CO)OR17;
或R18是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、CO、NR26或COOR17;
或R18是(CH2CH2O)nH、(CH2CH2O)n(CO)-(C1-C8烷基)、C2-C8烷酰基或C3-C6烯酰基;
或R18是苯甲酰基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C6烷基、卤素、OH、C1-C4烷氧基或C1-C4烷基硫基;
或R18是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C12烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C12烷氧基、CN、NO2、苯基-C1-C3烷氧基、苯氧基、C1-C12烷基硫基、苯基硫基、N(C1-C12烷基)2、二苯基胺基、(CO)O(C1-C8烷基)、(CO)-C1-C8烷基、(CO)N(C1-C8烷基)2或
R19及R20彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C2-C4羟基烷基、C2-C10烷氧基烷基、C2-C5烯基、C3-C20环烷基、苯基-C1-C3烷基、C1-C8烷酰基、C1-C8烷酰基氧基、C3-C12烯酰基、SO2-(C1-C4卤代烷基)或苯甲酰基;
或R19及R20是苯基、萘基或C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、C1-C12烷基、苯甲酰基或C1-C12烷氧基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR17的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、NO2、卤素、C1-C4-卤代烷基、CN、苯基、或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17的C3-C20环烷基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成杂芳香族环系统,该环系统是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C1-C20烷氧基、=O、OR17、SR18、NR21R22、(CO)R23、卤素、NO2、CN、苯基或未经间杂或间杂有一或多个O、S、CO或NR17的C3-C20环烷基;
R21及R22彼此独立地为氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C3-C10环烷基或苯基;
或R21及R22与其所附接的N原子一起形成未经间杂或间杂有O、S或NR26的5元或6元饱和或不饱和环,且该5元或6元饱和或不饱和环是未稠合或该5元或6元饱和或不饱和环与苯环稠合;
R23是氢、OH、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、间杂有一或多个O、CO或NR26的C2-C20烷基、未经间杂或间杂有O、S、CO或NR26的C3-C20环烷基,或R23是苯基、萘基、苯基-C1-C4烷基、OR17、SR18或NR21R22;
R24是(CO)OR17、CONR19R20、(CO)R17;或R24具有针对R19及R20所给出含义中的一种;
R25是COOR17、CONR19R20、(CO)R17;或R25具有针对R17所给出含义中的一种;
R26是氢、C1-C20烷基、C1-C4卤代烷基、C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或CO;或是苯基-C1-C4烷基、C3-C8环烷基,其是未经间杂或间杂有一或多个O或CO;或是(CO)R19;或是苯基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:C1-C20烷基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18、NR19R20或
5.根据权利要求4所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,其中所述光起始剂(C)包含一具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1),其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8彼此独立地为氢、C1-C20烷基、COR16或NO2,或R1及R2、R2及R3、R3及R4、R5及R6、R6及R7或R7及R8彼此独立地共同为
X是CO或单键;
R13是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OR17、SR18、COOR17、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O、S、NR26或CO;
R14是C1-C20烷基、苯基或C1-C8烷氧基;
R15是苯基、萘基、C3-C20杂芳基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:苯基、卤素、C1-C4卤代烷基、OR17、SR18或C2-C20烷基,其间杂有一或多个O或S;或其各经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C4-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18、NR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
或R15是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、NR19R20、COOR17、CONR19R20或PO(OCkH2k+1)2;
R'14具有针对R14所给出含义中的一种;
R'15具有针对R15所给出含义中的一种;
R16是苯基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20或间杂有一或多个O、S或NR26的C2-C20烷基,或R16是苯基,其是经一或多个C1-C20烷基取代,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、COOR17、CONR19R20、苯基、C3-C8环烷基、C3-C20杂芳基、C6-C20芳氧基羰基、C4-C20杂芳氧基羰基、OR17、SR18或NR19R20;
或R16是C1-C20烷基,其是未经取代或经以下基团取代:卤素、苯基、OH、SH、CN、C3-C6烯氧基、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(CO)-(C1-C4烷基)或(CO)O(C1-C4烷基);
R17是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、OCH2CH2(CO)O(C1-C4烷基)、O(C1-C4烷基)、(CO)O(C1-C4烷基)、C3-C20环烷基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;或
R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
R18是经(CO)OR17取代的甲基;
R19及R20彼此独立地为氢、苯基、C1-C20烷基、C1-C8烷酰基或C1-C8烷酰基氧基;
6.根据权利要求4所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,其中所述光起始剂(C)包含一具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1),其中,R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7及R8彼此独立地为氢,或R1及R2、R3及R4或R5及R6彼此独立地共同为
R9、R11及R12是氢;
R10是氢、OR17或COR16;
X是CO或单键;
R13是C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、R17、OR17、SR18或PO(OCkH2k+1)2;
或R13是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
或R13是苯基;
k是整数2;
R14是C1-C20烷基或噻吩基;
R15是苯基或萘基,其各是未经取代或经一或多个OR17或C1-C20烷基取代;
或R15是噻吩基、氢、C1-C20烷基,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、C3-C8环烷基、NR19R20或COOR17;
或R15是C2-C20烷基,其间杂有SO2;
R16是苯基或萘基,其各是未经取代或经一或多个以下基团取代:OR17、SR18、NR19R20或C1-C20烷基;
或R16是噻吩基;
R17是氢、C1-C8烷酰基、C1-C20烷基,该C1-C20烷基是未经取代或经一或多个以下基团取代:卤素、O(CO)-(C1-C4烷基)、O(CO)-(C2-C4)烯基或间杂有一或多个O的C3-C20环烷基;
或R17是C2-C20烷基,其间杂有一或多个O;
R18是C3-C20环烷基、C1-C20烷基,其是未经取代或经一或多个OH、O(CO)-(C2-C4)烯基或(CO)OR17取代;
或R18是苯基,其是未经取代或经一或多个卤素取代;
R19及R20彼此独立地为C1-C8烷酰基或C1-C8烷酰基氧基;
或R19及R20与其所附接的N原子一起形成间杂有O的5元或6元饱和环;
7.根据权利要求4至6任何一项所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,其中,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有式(C-I)所示结构的光起始剂(C-1)的使用量为5重量份至50重量份。
12.根据权利要求11所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物,其中,基于所述碱可溶性树脂(A)的使用量为100重量份,所述具有式(F-II)所示结构的第二硅烷化合物(F-2)的使用量为1重量份至10重量份。
13.一种黑色矩阵,其是由根据权利要求1至12任何一项所述的黑色矩阵用的感光性树脂组成物经一预烤处理、一曝光处理、一显影处理及一后烤处理所形成。
14.一种彩色滤光片,是包含根据权利要求13所述的黑色矩阵。
15.一种液晶显示器,是包含根据权利要求14所述的彩色滤光片。
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