含芴的感光性树脂、其制备方法及具有其的光固化组合物和光刻胶技术

本发明专利技术提供了一种含芴的感光性树脂、其制备方法及具有其的光固化组合物和光刻胶。该感光性树脂具有下述通式(I)所示的结构：其中，R1为氢、C1～C10的直链和支链烷基、C6～C20的芳基和C1～C10的烷氧基组成中的组中的任意一种；m1、m2各自独立地为0、1～4中的任意一个整数，n1、n2各自独立地为0、1～3中的任意一个整数；R2为C1～C10的直链和支链烷基组成中的组中的任意一种；R3为C1～C8的直链和支链烷基组成中的组中的任意一种；R4为氢或甲基；A、B各自独立地代表取代基团，n为1～20中的任意一个整数。该树脂固化性和成膜性较好，与基板的密合性较高且形成的图案的直线性较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及固化材料领域，具体而言，涉及一种含芴的感光性树脂、其制备方法及具有其的光固化组合物和光刻胶。
技术介绍
具有芴骨架的高分子化合物具有高耐热性、高透明性、高折射率、低膨胀系数等优异特性，且人们试图利用芴骨架化合物的这些优异的特性，将含有芴骨架的化合物中引入含有自由基聚合性的不饱和键结构化合物形成含有芴骨架的高分子化合物。但是实际应用中，该类高分子化合物不能够充分利用芴骨架的结构特性，存在分子量低、结构柔软、折射率低、酸值及耐热性不佳等缺陷，因此人们设法对其进一步改造，如专利文献CN100564349C、CN101965375A等分别公开了对含有芴骨架高分子化合物的改进，有效的解决了分子量、折射率及耐热性问题，但是其光固化速率不够理想，且在微小图案的形成过程中，与基板的密合性难以达到要求。另一方面，随着光电子工业的发展，对光固化材料形成图案的直线性要求也越来越高，而现有的含芴骨架的树脂往往性能难以全方面的满足要求，在一定程度上限制了其使用。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种含芴的感光性树脂、其制备方法及具有其的光固化组合物和光刻胶，以解决现有技术中的含有芴骨架的高分子化合物的光固化速率不理想的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种含芴的感光性树脂，该感光性树脂具有下述通式(I)所示的结构：其中，R1为氢、C1～C10的直链烷基、C1～C10的支链烷基、C6～C20的芳基和C1～C10的烷氧基组成中的组中的任意一种；m1、m2各自独立地为0、1～4中的任意一个整数，n1、n2各自独立地为0、1～3中的任意一个整数；R2为C1～C10的直链烷基和C1～C10的支链烷基组成中的组中的任意一种；R3为C1～C8的直链烷基和C1～C8的支链烷基组成中的组中的任意一种；R4为氢或甲基；A、B各自独立地代表取代基团，n为1～20中的任意一个整数。进一步地，上述A选自如下基团中的任意一种：进一步地，上述B选自如下基团中的任意一种：乙基、丙基、叔丁基、进一步地，上述R1为氢或甲基。进一步地，上述m1、m2、n1和n2各自独立地为0或1。进一步地，上述R2为C1～C5的直链烷基和C1～C5的支链烷基组成中的组中的任意一种。进一步地，上述R3为C1～C4的直链烷基或C1～C4的支链烷基组成中的组中的任意一种。进一步地，上述R4为氢或甲基。进一步地，上述n为1～10的任意一个整数。根据本申请的另一方面，提供了一种上述感光性树脂的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，使具有结构式A的双酚芴类化合物和具有结构式B的卤代烷氧杂环丁烷类化合物进行醚化反应，得到具有结构式C的第一中间体；步骤S2，使第一中间体与具有结构式D的丙烯酸或甲基丙烯酸在第一催化剂及阻聚剂存在下进行开环反应，得到具有结构式E的第二中间体；步骤S3，使第二中间体与四元酸二酐类化合物进行加成反应，并交联聚合形成大分子化合物，接着通过单酸酐进行封端，得到感光性树脂，其中，结构式A为结构式B为结构式C为结构式D为结构式E为结构式B中的X表示卤素，各结构式中的m1、m2、n1、n2、R1、R2、R3和R4分别对应感光性树脂的结构式中的m1、m2、n1、n2、R1、R2、R3和R4。进一步地，上述步骤S1在醚化催化剂的作用下进行，醚化催化剂为季铵盐类化合物，优选醚化催化剂重量添加量为步骤S1的反应体系的1％～5％，更优选步骤S1的反应温度为80～180℃，进一步优选双酚芴类化合物和卤代烷氧杂环丁烷类化合物的摩尔配比为1:4～8。进一步地，上述步骤S2中，第一催化剂为季铵盐类化合物，优选阻聚剂为酚类阻聚剂，更优选开环反应的温度为80～280℃，进一步优选第一中间体与丙烯酸或甲基丙烯酸的摩尔配比为1:2.0～2.5。进一步地，上述四元酸二酐类化合物选自以下化合物中任意一种：进一步地，上述单酸酐选自以下化合物中任意一种：进一步地，上述步骤S3在第二催化剂以及溶剂存在的条件下进行，第二催化剂为季铵盐类的化合物，优选第二催化剂在步骤S3的反应体系中的重量含量为0.1～2.0％；优选四元酸二酐类化合物的用量以四元酸二酐计，相对1mol第二中间体的比例为0.5～1.5mol，进一步优选为0.65～1.25mol。根据本申请的又一方面，还提供了一种光固化组合物，包括感光树脂，该感光树脂为上述任一种感光性树脂。根据本申请的又一方面，还提供了一种光刻胶，包括感光树脂，该感光树脂为上述任一种感光性树脂。进一步地，优选上述光刻胶为黑色矩阵用光刻胶。应用本专利技术的技术方案，由于该感光性树脂具有上述特定结构式，因此其具有优异的固化速率及成膜性能，在实际应用中与基板的密合性较高，且固化所形成的图案的直线性较高，优化图案形成效果。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本专利技术。如
技术介绍
所分析的，现有技术中的含有芴骨架的高分子化合物的光固化速率不理想，为了解决该问题，本申请提供了一种含芴的感光性树脂、其制备方法及具有其的光固化组合物和光刻胶。在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种含芴的感光性树脂，该感光性树脂具有下述通式(I)所示的结构：其中，R1为氢、C1～C10的直链烷基、C1～C10的支链烷基、C6～C20的芳基和C1～C10的烷氧基组成中的组中的任意一种；m1、m2各自独立地为0、1～4中的任意一个整数，n1、n2各自独立地为0、1～3中的任意一个整数；R2为C1～C10的直链烷基和C1～C10的支链烷基组成中的组中的任意一种；R3为C1～C8的直链烷基和C1～C8的支链烷基组成中的组中的任意一种；R4为氢或甲基；A、B各自独立地代表取代基团，n为1～20中的任意一个整数。本申请的具有上述特定结构式的感光性树脂，具有优异的固化速率及成膜性能，在实际应用中与基板的密合性较高，且固化所形成的图案的直线性较高，优化图案形成效果。上述结构式(I)中的A所表示的取代基团理论上可以是任意的基团，为了更明显突出感光性树脂的上述优势，优选上述A选自如下基团中的任意一种：上述通式(I)中的B所表示的取代基团理论上可以是任意的基团，为了更明显突出感光性树脂的上述优势，优选上述B选自如下基团中的任意一种：乙基、丙基、叔丁基、为了便于合成以及感光性树脂的长期稳定性，优选上述R1为氢或甲基。更优选上述m1、m2、n1和n2各自独立地为0或1。进一步优选上述R2为C1～C5的直链烷基和C1～C5的支链烷基组成中的组中的任意一种。再优选上述R3为C1～C4的直链烷基或C1～C4的支链烷基组成中的组中的任意一种。同时优选上述R4为氢或甲基。最优选上述n为1～10的任意一个整数。在本申请另一种典型的实施方式中，提供了一种上述任一种感光性树脂的制备方法，该制备方法包括：步骤S1，使具有结构式A的双酚芴类化合物和具有结构式B的卤代烷氧杂环丁烷类化合物进行醚化反应，得到具有结构式C的第一中间体；步骤S2，使第一中间体与具有结构式D的丙烯酸或甲基丙烯酸在第一催化剂及阻聚剂存在下进行开环反应，得到具有结构式E的第二中间体；步骤S3，使第二中间体与四元酸二酐类化合物进行加成反应，并交联聚合形成大分子化合物，接着通过单酸酐进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含芴的感光性树脂，其特征在于，所述感光性树脂具有下述通式(I)所示的结构：其中，R1为氢、C1～C10的直链烷基、C1～C10的支链烷基、C6～C20的芳基和C1～C10的烷氧基组成中的组中的任意一种；m1、m2各自独立地为0、1～4中的任意一个整数，n1、n2各自独立地为0、1～3中的任意一个整数；R2为C1～C10的直链烷基和C1～C10的支链烷基组成中的组中的任意一种；R3为C1～C8的直链烷基和C1～C8的支链烷基组成中的组中的任意一种；R4为氢或甲基；A、B各自独立地代表取代基团，n为1～20中的任意一个整数。

【技术特征摘要】
1.一种含芴的感光性树脂，其特征在于，所述感光性树脂具有下述通式(I)所示的结构：其中，R1为氢、C1～C10的直链烷基、C1～C10的支链烷基、C6～C20的芳基和C1～C10的烷氧基组成中的组中的任意一种；m1、m2各自独立地为0、1～4中的任意一个整数，n1、n2各自独立地为0、1～3中的任意一个整数；R2为C1～C10的直链烷基和C1～C10的支链烷基组成中的组中的任意一种；R3为C1～C8的直链烷基和C1～C8的支链烷基组成中的组中的任意一种；R4为氢或甲基；A、B各自独立地代表取代基团，n为1～20中的任意一个整数。2.根据权利要求1所述的感光性树脂，其特征在于，所述A选自如下基团中的任意一种：3.根据权利要求1所述的感光性树脂，其特征在于，所述B选自如下基团中的任意一种：乙基、丙基、叔丁基、4.根据权利要求1至3中任一项所述的感光性树脂，其特征在于，所述R1为氢或甲基；优选所述m1、m2、n1和n2各自独立地为0或1；更优选所述R2为C1～C5的直链烷基和C1～C5的支链烷基组成中的组中的任意一种；进一步优选所述R3为C1～C4的直链烷基或C1～C4的支链烷基组成中的组中的任意一种；再优选所述R4为氢或甲基；最优选所述n为1～10的任意一个整数。5.一种权利要求1至4中任一项所述的感光性树脂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：步骤S1，使具有结构式A的双酚芴类化合物和具有结构式B的卤代烷氧杂环丁烷类化合物进行醚化反应，得到具有结构式C的第一中间体；步骤S2，使所述第一中间体与具有结构式D的丙烯酸或甲基丙烯酸在第一催化剂及阻聚剂存在下进行开环反应，得到具有结构式E的第二中间体；步骤S3，使所述第二中间体与四元酸二酐类化合物进行加成反应，并交联聚合形成大分子化合物，接着通过单酸酐进行封端，得到所述感光性树脂，其中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱晓春，胡春青，于培培，葛庆余，
申请(专利权)人：常州强力电子新材料股份有限公司，常州强力先端电子材料有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32