咔唑多β-肟酯衍生化合物以及包含该咔唑多β-肟酯衍生化合物的光聚合引发剂及光刻胶组合物

摘要

本发明涉及由化学式1表示的咔唑多β‑肟酯衍生物化合物，及包含该咔唑多β‑肟酯衍生化合物的光聚合引发剂及光刻胶组合物。在化学式1中，A及R1至R3各自与详细描述中所定义的相同。

说明书

技术领域

本发明涉及咔唑多β-肟酯衍生物化合物及包含该咔唑多β-肟酯衍生化合物的光聚合引发剂及光刻胶组合物，且更具体而言，涉及具有优异的灵敏度、耐热性、耐化学性及耐久性的咔唑多β-肟酯衍生物化合物，及包含该咔唑多β-肟酯衍生化合物的光聚合引发剂及光刻胶组合物。

本发明要求于2018年12月28日在韩国提交的韩国专利申请第10-2018-0171703号的优先权，其公开内容通过引用而并入本文。

背景技术

已知作为光刻胶组合物中使用的光聚合引发剂的典型实例的许多类型，例如苯乙酮衍生物、二苯甲酮衍生物、三嗪衍生物、联咪唑(biimidazole)衍生物、酰基氧化膦衍生物及肟酯衍生物，且在其中，肟酯衍生物的优点为它们几乎无色地吸收紫外线，且具有高自由基产生效率、与光刻胶组合物材料的良好兼容性及优异的稳定性。然而，早期开发的肟衍生物化合物的光引发效率(photoinitiation efficiency)低，且特别地，由于图案曝光制程中的低灵敏度，它们需要增加曝光剂量或用量，从而导致了产量减少。另外，由于热稳定性低，在硬烘烤制程中可能发生释气。

因此，开发具有高光敏性及耐热性的光聚合引发剂使得用少量光聚合引发剂获得足够灵敏度，从而产生成本节省效果，且由于高灵敏度而减少曝光剂量，从而增加了产量并减少了由释气引起的污染。

然而，当使用传统的光聚合引发剂形成图案时，由于用于图案形成的曝光制程中灵敏度低，需要增加光聚合引发剂的量或曝光剂量。其产生的缺点为光罩在曝光制程中受到污染，且在高温下交联过程中由光聚合引发剂分解后产生的副产物降低了产率。由于曝光制程时间随曝光剂量的增加而增加及由释气引起的污染，导致出现了生产量减少的问题。因此，仍然需要努力解决这些问题。

[相关文献]

(专利文献)

专利文献1：国际公开WO02/100903号公报(2002.12.19)。

专利文献2：日本特开第2005-025169号公报(2005.01.27)。

专利文献3：国际公开WO07/071497号公报(2007.06.28)。

专利文献4：韩国公开第2013-0124215号公报(2013.11.13)。

专利文献5：韩国公开第2013-0115272号公报(2013.10.21)。

发明内容

[发明所要解决的问题]

本发明旨在提供具有优异的灵敏度、耐热性、耐化学性及耐久性的咔唑多β-肟酯衍生物化合物，及包含该咔唑多β-肟酯衍生物化合物的光聚合引发剂及光刻胶组合物。

本发明还旨在提供包含光刻胶组合物的固化产物的模制产品。

本发明还旨在提供包含模制产品的显示设备。

[技术方案]

为了实现上述目的，根据本发明的一方面，提供了根据以下示例性实施例的咔唑多β-肟酯衍生物化合物。

第一示例性实施例涉及由以下化学式1表示的咔唑多β-肟酯衍生物化合物：

<化学式1>

在以上化学式1中，

A为氧或硫；

R

R

R

第二示例性实施例涉及根据第一示例性实施例的咔唑多β-肟酯衍生物化合物，其中，

R

R

R

第三示例性实施例涉及根据第一示例性实施例或第二示例性实施例的咔唑多β-肟酯衍生物化合物，其中咔唑多β-肟酯衍生物化合物选自由以下化学式2-1至2-14表示的化合物。

<化学式2-1至2-14>

根据本发明的另一方面，提供了根据以下示例性实施例的光聚合引发剂。

第四示例性实施例涉及包含根据第一示例性实施例至第三示例性实施例中任一项的咔唑多β-肟酯衍生物化合物的光聚合引发剂。

根据本发明的又一方面，提供了根据以下示例性实施例的光刻胶组合物。

第五示例性实施例涉及一种光刻胶组合物，包含：

(a)碱溶性树脂；

(b)具有烯键式不饱和键的可聚合化合物；及

(c)光聚合引发剂，包含根据第一示例性实施例至第三示例性实施例中任一项的咔唑多β-肟酯衍生物化合物。

第六示例性实施例涉及根据第五示例性实施例的光刻胶组合物，其中基于100重量％的光刻胶组合物，咔唑多β-肟酯衍生物化合物是以0.01至10重量％的量存在。

第七示例性实施例涉及根据第五示例性实施例或第六示例性实施例的光刻胶组合物，其中该光聚合引发剂还包含选自由以下组成的组中的至少一种：基于噻吨酮的化合物、基于酰基氧化膦的化合物、基于苯乙酮的化合物、基于联咪唑的化合物、基于三嗪的化合物、基于O-酰基肟酯的化合物及基于硫醇的化合物。

第八示例性实施例涉及根据第五示例性实施例至第七示例性实施例中任一项的光刻胶组合物，其中，该光刻胶组合物还包含着色剂。

根据本发明的又一方面，提供了根据以下示例性实施例的模制产品及包含其的显示设备。

第九示例性实施例涉及包含根据第五示例性实施例至第八示例性实施例中任一项的光刻胶组合物的固化产物的模制产品。

第十示例性实施例涉及根据第九示例性实施例的模制产品，其中，模制产品为阵列平坦化膜、绝缘膜、滤色片、柱状间隔物、黑柱状间隔物或黑矩阵。

第十一示例性实施例涉及包含根据第九示例性实施例或第十示例性实施例的模制产品的显示设备。

[有益效果]

当根据本发明的实施例的咔唑多β-肟酯衍生物化合物用作光刻胶组合物的光聚合引发剂时具有非常好的灵敏度，且具有优异的性质，诸如残膜率(ratio of remainingfilm thickness)、图案稳定性、耐热性、耐化学性及延展性，且因此它们在制造薄膜晶体管液晶显示器(thin film transistor liquid crystal display，TFT-LCD)的曝光及后烘烤制程中，将光聚合引发剂产生的释气减至最少，从而减少污染并使由此可能发生的缺陷减至最少。

具体实施方式

在下文中，将详细描述本发明。描述之前，应当理解的是，说明书及所附申请专利范围中使用的术语或词语不应解释为限于一般含义及词典含义，而是对其的解释应以允许发明人适当地定义术语达到最佳解释的原则为基础，基于与本发明的技术方面相对应的含义及概念。

因此，本文描述的实施例中所揭示的上下文仅是为最佳的实施例，且没有完全描述本发明的所有技术方面，因此应当理解，在提交本申请案时可做出多种其他等同形式及变形。

根据本发明的一方面的咔唑多β-肟酯衍生物化合物是由以下化学式1表示。

<化学式1>

在以上化学式1中，

A为氧或硫；

R

R

R

在本发明中，“烷基”、“烷氧基”及其他包含“烷基”部分的取代基包括直链及支链形式，且“环烷基”不仅包括单环烃而且包括多环烃。

另外，本文所用的“芳基”是指通过从芳族烃中除去一个氢而产生的自由基，且包括单环或稠环系统，甚至包括多个通过单键连接的芳基。

另外，本文所用的“羟烷基”是指其中羟基与上述定义的烷基键合的OH-烷基，“羟基烷氧基烷基”是指其中烷氧基与羟烷基键合的羟烷基-O-烷基，且烯基是指包括与烷基或芳基键合的酮的结构。

另外，本文所用的“芳基烷基”可包括例如苄基，“环烷基”可包括例如环丙基、环丁基、环戊基及环己基，且“环烷基烷基”可包括例如环丙基甲基、环丁基甲基、环戊基甲基及环丙基乙基。

另外，本文所用的“(C1-C12)烷基”是指具有1至12个碳原子的烷基，且烷基可优选为(C1-C10)烷基，更优选为(C1-C6)烷基。

“(C6-C20)芳基”是指具有6至20个碳原子的芳基，且芳基可优选为(C6-C18)芳基，更优选为(C6-C12)芳基。

“(C1-C12)烷氧基”是指具有1至12个碳原子的烷氧基，且烷氧基可优选为(C1-C10)烷氧基，更优选为(C1-C4)烷氧基。

“(C6-C12)芳基(C1-C12)烷基”是指具有1至12个碳原子且一个氢经具有6至12个碳原子的芳基取代的烷基，且可优选为(C6-C10)芳基(C1-C10)烷基，更优选为(C6-C8)芳基(C1-C6)烷基。

“羟基(C1-C12)烷基”是指具有1至12个碳原子且一个氢被羟基取代的烷基，且可优选为羟基(C1-C10)烷基，更优选为羟基(C1-C6)烷基。

“羟基(C1-C12)烷氧基(C1-C12)烷基”是指具有1至12个碳原子、一个氢经具有1至12个碳原子的烷氧基取代且烷氧基的一个氢被羟基取代的烷基，且可优选为羟基(C1-C10)烷氧基(C1-C10)烷基，更优选为羟基(C1-C4)烷氧基(C1-C6)烷基。

“(C3-C20)环烷基”是指具有3至20个碳原子的环烷基，且可优选为(C3-C10)环烷基，更优选为(C3-C8)环烷基，甚至更优选为(C3-C6)环烷基。

根据本发明的示例性实施例，在以上化学式1中，

A可为氧或硫；

R

R

R

更具体而言，在以上化学式1中，

A可为氧或硫；

R

R

R

根据本发明的示例性实施例，咔唑多β-肟酯衍生物化合物可选自由以下化学式2-1至2-14组成的组，但是以下化合物不限制本发明。

<化学式2-1至2-14>

根据本发明的由以上化学式1表示的咔唑多β-肟酯衍生物化合物可如以下反应式1或2所示制备，但不限于此。

[反应式1]

[反应式2]

在以上反应式1或2中，A及R

另外，根据本发明的另一方面的光聚合引发剂包含选自由以上化学式1表示的咔唑多β-肟酯衍生物化合物中的至少一种。

另外，根据本发明的又一方面的光刻胶组合物包含：

(a)碱溶性树脂；

(b)具有烯键式不饱和键的可聚合化合物；及

(c)光聚合引发剂，包含选自以上化学式1的咔唑多β-肟酯衍生物化合物中的至少一种。

在此，咔唑多β-肟酯衍生物化合物可经包含作为光聚合引发剂。

根据本发明的又一方面的光刻胶组合物具有优异的图案特性调节，且具有优异的薄膜特性，诸如耐热性及耐化学性。下文中，将详细描述可包含在本发明的光刻胶组合物中的每种组分。

如本文所用，“(甲基)丙烯酰基”是指丙烯酰基及/或甲基丙烯酰基，“(甲基)丙烯酸酯”是指丙烯酸酯及/或甲基丙烯酸酯，且(甲基)丙烯酸是指丙烯酸及/或甲基丙烯酸。

(a)碱溶性树脂

碱溶性树脂可包括丙烯酸聚合物或在侧链上具有丙烯酸不饱和键的丙烯酸聚合物。

丙烯酸聚合物是指丙烯酸单体的聚合物(包括均聚物或共聚物)，且单体的实例可包括(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸庚酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸癸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十四烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸、伊康酸、马来酸、马来酸酐、马来酸单烷基酯、伊康酸单烷基酯、富马酸单烷基酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-环氧环己酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯、(甲基)丙烯酸3-甲基氧杂环丁烷-3-甲酯、(甲基)丙烯酸3-乙基氧杂环丁烷-3-甲酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-丙基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酰胺及N-甲基(甲基)丙烯酰胺，这些单体可单独使用或组合使用。

另外，在侧链上具有丙烯酸不饱和键的丙烯酸聚合物为通过环氧树脂与含有羧酸的丙烯酸共聚物的加成反应所形成的共聚物，且可包括在40至180℃的温度下通过环氧树脂与含有羧酸的丙烯酸共聚物的加成反应所获得的粘合剂树脂，该环氧树脂诸如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-环氧环己酯或(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己酯，该含有羧酸的丙烯酸共聚物是通过以下单体中的至少两者的共聚而获得：含有羧酸的丙烯酸单体，诸如(甲基)丙烯酸、伊康酸、马来酸或马来酸单烷基酯，及单体，诸如(甲基)丙烯酸烷基酯，诸如(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-丙基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酰胺或N-甲基(甲基)丙烯酰胺。

在侧链上具有丙烯酸不饱和键的丙烯酸聚合物的另一实例为通过羧酸与含有环氧基的丙烯酸共聚物的加成反应所形成的共聚物，且可包括在40至180℃的温度下通过含有羧酸的丙烯酸单体与含有环氧基的丙烯酸共聚物的加成反应所获得的粘合剂树脂，该含有羧酸的丙烯酸单体诸如(甲基)丙烯酸、伊康酸、马来酸或马来酸单烷基酯，该含有环氧基的丙烯酸共聚物是通过以下单体中的至少两者的共聚而获得：含有环氧基的丙烯酸单体，诸如(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧丁酯、(甲基)丙烯酸2,3-环氧环己酯、(甲基)丙烯酸3,4-环氧环己基甲酯，及单体，诸如(甲基)丙烯酸烷基酯，诸如(甲基)丙烯酸甲酯或(甲基)丙烯酸己酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸金刚烷基酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸2-甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-乙氧基乙酯、苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙酰氧基苯乙烯、N-甲基马来酰亚胺、N-乙基马来酰亚胺、N-丙基马来酰亚胺、N-丁基马来酰亚胺、N-环己基马来酰亚胺、(甲基)丙烯酰胺或N-甲基(甲基)丙烯酰胺。

根据本发明的示例性实施例，基于100重量％的光刻胶组合物，碱溶性树脂可以3至50重量％、具体地5至45重量％、更具体地8至40重量％的量存在，以调节图案特性并赋予薄膜特性，诸如耐热性及耐化学性。

碱溶性树脂的重量平均分子量(通过凝胶渗透层析法(gel permeationchromatography，GPC)计算的聚苯乙烯的分子量)可为2,000至300,000，优选为4,000至100,000，分散度为1.0至10.0。

(b)具有烯键式不饱和键的可聚合化合物

具有烯键式不饱和键的可聚合化合物在形成图案时通过光反应经交联并有助于形成图案，且在高温下加热时经交联以赋予耐化学性及耐热性。

基于100重量％的光刻胶组合物，具有烯键式不饱和键的可聚合化合物可以0.001至40重量％，优选为0.1至30重量％，更优选为1至20重量％的量存在。

当具有烯键式不饱和键的可聚合化合物过量存在时，其缺点为交联度过度增加且图案的延展性降低。

具体而言，具有烯键式不饱和键的可聚合化合物可包括甲基丙烯酸的烷基酯，诸如甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸2-乙基己酯或甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、具有2至14个环氧乙烷基团的聚乙二醇单甲基丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、具有2至14个环氧乙烷基团的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、具有2至14个环氧丙烷基团的丙二醇二甲基丙烯酸酯、三羟甲基丙烷二甲基丙烯酸酯、双酚A二缩水甘油醚丙烯酸加合物、甲基丙烯酸β-羟乙酯的酞酸二酯、甲基丙烯酸β-羟乙酯的甲苯二异氰酸酯加合物、通过多元醇与α,β-不饱和羧酸的酯化反应所得到的化合物诸如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯、季戊四醇三甲基丙烯酸酯、季戊四醇四甲基丙烯酸酯、二季戊四醇五甲基丙烯酸酯、二季戊四醇六甲基丙烯酸酯及二季戊四醇三甲基丙烯酸酯，及聚缩水甘油基化合物的丙烯酸加合物，诸如三羟甲基丙烷三缩水甘油醚丙烯酸加合物，这些可聚合化合物可单独或组合使用。

(c)光聚合引发剂

本发明的光刻胶组合物可使用选自以上化学式1的咔唑多β-肟酯衍生物化合物中的至少一种作为光聚合引发剂。基于100重量％的光刻胶组合物，光聚合引发剂以0.01至10重量％，优选为0.1至5重量％的量存在是更有效的，以增加透明度并最小化曝光。

(d)粘合助剂

另外，若需要，本发明的光刻胶组合物可还包含具有环氧基或胺基的基于硅酮的化合物作为粘合助剂。

具有环氧基或胺基的基于硅酮的化合物可改善ITO电极与光刻胶组合物的间的黏附性，且可提高固化后的耐热性。具有环氧基或胺基的基于硅酮的化合物可包括(3-缩水甘油醚氧基丙基)三甲氧基硅烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)三乙氧基硅烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)甲基二甲氧基硅烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)甲基二乙氧基硅烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)二甲基甲氧基硅烷、(3-缩水甘油醚氧基丙基)二甲基乙氧基硅烷、3,4-环氧丁基三甲氧基硅烷、3,4-环氧丁基三乙氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、2-(3,4-环氧环己基)乙基三乙氧基硅烷或胺丙基三甲氧基硅烷，这些化合物可单独或组合使用。

基于100重量％的光刻胶组合物，具有环氧基或胺基的基于硅酮的化合物可以0.0001至3重量％的量存在。当含量小于该范围时，未发现添加的作用，且当含量超过该范围时，未曝光区域的曝光特性会降低，在下基板、ITO或玻璃基板上留下浮渣及残留物。

(e)其他添加剂

若需要，本发明的光刻胶组合物可还包含选自光敏剂、热聚合抑制剂、消泡剂或调平剂中的至少一种兼容性添加剂。

基于100重量％的光刻胶组合物，其他添加剂可以0.1至10重量％的量存在，且当含量小于该范围时，未发现添加的作用，且当含量超出该范围时，可能形成过多的浮渣。

(f)溶剂

本发明的光刻胶组合物是用于通过以下方法形成图案：添加溶剂、在基板上进行涂布、使用光罩照射紫外线、并使用碱性显影液显影。

因此，可调节溶剂的含量以使溶剂的含量及光刻胶组合物的其他组分的含量的总和为100重量％，且因此，溶剂的含量可基于光刻胶组合物的其他组分的含量而不同地变化。例如，较佳地，通过添加基于100重量％的光刻胶组合物的量为10至95重量％的溶剂来调节溶剂含量，使得粘度介于1至50cps的范围内。

考虑到与碱溶性树脂、光聚合引发剂或其他化合物的兼容性，溶剂可为选自以下中的至少一种：乙酸乙酯、乙酸丁酯、二甘醇二甲醚、二甘醇二甲基乙醚、甲氧基丙酸甲酯、乙氧基丙酸乙酯(ethyl ethoxypropionate，EEP)、乳酸乙酯、丙二醇单甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、丙二醇甲醚丙酸酯(propyleneglycol methyl ether propionate，PGMEP)、丙二醇甲醚、丙二醇丙醚、乙酸甲基纤维素(methyl cellosolve acetate)、乙酸乙基纤维素、二甘醇甲基乙酸酯、二甘醇乙基乙酸酯、丙酮、甲基异丁基酮、环己酮、二甲基甲酰胺(dimethylformamide，DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(N,N-dimethylacetamide，DMAc)、N-甲基-2-吡咯烷酮(N-methyl-2-pyrrolidone，NMP)、γ-丁内酯、乙醚、乙二醇二甲醚、二甘醇二甲醚(diglyme)、四氢呋喃(tetrahydrofuran，THF)、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、甲基纤维素、乙基纤维素、二甘醇甲基醚、二甘醇乙基醚、二丙二醇甲醚、甲苯、二甲苯、己烷、庚烷或辛烷。

(g)其他光聚合引发剂

本发明的光刻胶组合物可包含上述的咔唑多β-肟酯衍生物化合物作为唯一的光聚合引发剂，且可还包含选自由以下组成的组中的至少一种：基于噻吨酮的化合物、基于酰基氧化膦的化合物、基于苯乙酮的化合物、基于联咪唑的化合物、基于三嗪的化合物、基于O-酰基肟酯的化合物及基于硫醇的化合物。

基于100重量％的光刻胶组合物，额外的光聚合引发剂可以0.01至5重量％的量存在。

基于噻吨酮的化合物可包括例如选自以下中的至少一种：噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、4-异丙基噻吨酮、2,4-二氯噻吨酮、2,4-二甲基噻吨酮、2,4-二乙基噻吨酮或2,4-二异丙基噻吨酮，但不限于此。

基于酰基氧化膦的化合物可包括例如二苯基(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、苯基双(2,4,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦或其组合，但不限于此。

基于苯乙酮的化合物可包括例如选自以下中的至少一种：2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基丙-1-酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-N-吗啉基苯基)丁-1-酮或2-(4-甲基苄基)-2-(二甲基胺基)-1-(4-(N-吗啉基)苯基)丁-1-酮，但不限于此。

基于联咪唑的化合物可包括例如选自以下中的至少一种：2,2'-双(2-氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑、2,2'-双(2,4-二氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑或2,2'-双(2,4,6-三氯苯基)-4,4',5,5'-四苯基-1,2'-联咪唑，但不限于此。

基于三嗪的化合物可包括例如选自以下中的至少一种：2,4,6-三(三氯甲基)-s-三嗪、2-甲基-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(5-甲基呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(呋喃-2-基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(4-二乙基胺基-2-甲基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-[2-(3,4-二甲氧基苯基)乙烯基]-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-乙氧基苯乙烯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪或2-(4-正丁氧基苯基)-4,6-双(三氯甲基)-s-三嗪，但不限于此。

基于O-酰基肟酯的化合物可包括例如选自以下中的至少一种：1,2-辛二酮-1-[4-(苯硫基)苯基]-2-(O-苯甲酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-四氢呋喃基甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)、乙酮-1-[9-乙基-6-(2-甲基-4-(2,2-二甲基-1,3-二氧戊环基)甲氧基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]-1-(O-乙酰肟)或2-(乙酰氧基亚胺基)-1-(9,9'-二乙基-9H-氟-2-基)丙-1-酮，但不限于此。

基于硫醇的化合物可包括季戊四醇四(3-巯基丙酸酯)等，但不限于此。

(h)着色剂

根据本发明的示例性实施例的光刻胶组合物可还包含用于光刻胶应用的着色剂，该着色剂是用于形成滤色片或黑矩阵。

着色剂可包括各种颜料，例如红色、绿色、蓝色、青色、紫红色、黄色及黑色颜料，更具体地，C.I.颜料黄12、13、14、17、20、24、55、83、86、93、109、110、117、125、137、139、147、148、153、154、166及168、C.I.颜料橙36、43、51、55、59及61、C.I.颜料红9、97、122、123、149、168、177、180、192、215、216、217、220、223、224、226、227、228及240、C.I.颜料紫19、23、29、30、37、40及50、C.I.颜料蓝15、15:1、15:4、15:6、22、60及64、C.I.颜料绿7及36、C.I.颜料棕23、25及26、C.I.颜料黑7及钛黑。

基于100重量％的光刻胶组合物，着色剂可以5至50重量％的量存在。当含量小于该范围时，遮光效能降低，且当含量超过该范围时，曝光或固化可能不令人满意。

根据本发明的示例性实施例的光刻胶组合物可通过旋涂机、辊涂机、棒涂机、模涂机、幕涂机及各种已知的印刷及沉积手段施加至钠钙玻璃、石英玻璃、半导体基板、金属、纸张及塑料的支撑基板。此外，可在支撑基板上形成膜，然后将其转移至另一支撑基板，且对其施加方法没有限制。

根据本发明的又一方面，提供了一种包含上述的光刻胶组合物的固化产物的模制产品。

模制产品可包括阵列平坦化膜(array planarization film)、绝缘膜、滤色片、柱状间隔物、外覆膜(overcoat)、黑柱状间隔物或黑矩阵，但不限于此。

另外，根据本发明的另一方面，提供了包含模制产品的各种类型的显示器，例如液晶显示设备及OLED。

下文中，为了充分理解本发明的目的，将通过实例及比较例详细描述本发明的代表性化合物，且根据本发明的实施例可以许多其他形式进行修改，且本发明的范畴不应解释为限于以下提及的实施例。提供本发明的实施例以向熟悉此项技术者充分且完整地解释本发明。

<咔唑多β-肟酯衍生物化合物的制备>

实例1

步骤1：9-(4-甲氧基苯基)咔唑的合成

将三甘醇二甲醚(40mL)置于反应器中，且向其中加入咔唑(30g，170.5mmol)、4-碘苯甲醚(49.8g，204.3mmol)、粉状铜(11.34g，180mmol)及碳酸钾(58.8g，423.2mmol)，然后在200℃下搅拌20小时。反应完成后，将混合物冷却至室温，并在加入乙酸乙酯(300mL)的情况下搅拌30分钟以进行结晶。将通过过滤溶液获得的固体分别在丙酮(300mL)及二氯甲烷(300mL)中搅拌30分钟，过滤并用水洗涤。

除去获得的固体或杂质，得到滤液，并在40℃减压下蒸馏出滤液中的有机溶剂。将所得产物冷藏一天，以沉淀出产物。随后，加入石油醚(约200mL)，进行过滤，并使用丙酮将所得固体再结晶，得到目标化合物9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑(40.7g，87.4％)。

MS(m/e)：273

步骤2：1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)的合成

将氯化铝(13.17g，98.01mmol)加入至二氯甲烷(100mL)中，冷却至-10℃或更低，搅拌10分钟，然后将步骤1中获得的9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑(10.0g，36.3mmol)加入其中并搅拌30分钟。滴加丙酰氯(8.7mL，98.01mmol)的二氯甲烷(25mL)溶液50分钟，并搅拌30分钟。将反应溶液加入至包含冰(300g)及水(300mL)的冰水中并搅拌30分钟，且使其静置后，除去水层并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤有机层。随后，用无水硫酸镁干燥有机层、过滤并减压蒸馏，得到目标化合物1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-基)双(丙-1-酮)(9.7g，94.3％)。

MS(m/e)：385

步骤3：1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)-2,2'-双肟的合成

将步骤2中获得的1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-基)双(丙-1-酮)(6.0g，18.2mmol)、四氢呋喃(120mL)及35％盐酸(1.4mL)置于反应器中，并搅拌30分钟。滴加亚硝酸异戊酯(7.37mL，72.8mmol)的四氢呋喃(40mL)溶液30分钟，并搅拌50分钟。随后，用乙酸乙酯萃取产物，并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤。用无水硫酸镁干燥所萃取的有机层，过滤并减压蒸馏以得到粗产物。将获得的粗产物用二氯甲烷洗涤3次，并将产物进行柱分离(MC:丙酮＝100:1)，得到目标化合物1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)-2,2'-双肟(1.81g，26.3％)。

MS(m/e)：443

步骤4：1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)2,2'-双肟(O-乙酸酯)的合成

将步骤3中获得的1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)-2,2'-双肟(0.5g，1.4mmol)加入至乙酸乙酯中，冷却至-10℃或更低，然后滴加三乙胺(0.31mL，2.8mmol)并搅拌10分钟。随后，滴加乙酰氯(0.16mL，2.8mmol)的乙酸乙酯(1mL)溶液10分钟，并搅拌30分钟。用二氯甲烷萃取反应溶液，并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤。用无水硫酸镁干燥所萃取的有机层、过滤并减压蒸馏，并将产物进行柱分离(MC:丙酮200:1)，得到目标化合物1,1'-(9-(4-甲氧基苯基)-9H-咔唑-3,6-二基)双(丙-1-酮)-2,2'-双肟(O-乙酸酯)(0.16g，28.1％)。

MS(m/e)：527

分解点：261.4℃

实例2

步骤1：9-(4-甲硫基苯基)咔唑的合成

将三甘醇二甲醚(40ml)置于氮气气氛下，并将咔唑(30g，170.5mmol)、4-碘硫苯甲醚(53.8g，204.3mmol)、粉状铜(11.34g，180mmol)及碳酸钾(58.8g，423.2mmol)加入反应器中，并在90℃下回流4天。反应完成后，将混合物冷却至室温。随后，将反应溶液转移至烧杯中，并将水(300mL)及二氯甲烷(300mL)置于烧杯中并搅拌1小时。将烧杯中的溶液透过2至3厘米大小的硅胶(40至400目)过滤器过滤，以除去不溶的杂质。随后，用二氯甲烷(300mL)将滤液萃取3次，并用无水硫酸镁干燥有机层、过滤、减压蒸馏并再结晶(二氯甲烷:己烷＝1:1)，得到目标化合物9-(4-甲硫基苯基)-咔唑(10.3g，66.4％)。

MS(m/e)：289

步骤2至3：1-(9-(4-(甲硫基)苯基)-6-丙酰基-咔唑-3-基)戊-1-酮的合成

将氯化铝(6.85g，49.00mmol)加入至二氯甲烷(100ml)中，冷却至-10℃或更低并搅拌10分钟，然后将步骤1中获得的9-(4-甲硫基苯基)-咔唑(10.0g，36.3mmol)加入其中并搅拌30分钟。滴加丙酰氯(4.47ml，49.00mmol)的二氯甲烷(25ml)溶液50分钟并搅拌30分钟，再加入氯化铝(6.85g，49.00mmol)并搅拌10分钟，滴加戊酰氯(6.07ml，49.00mmol)的二氯甲烷(25ml)溶液50分钟并搅拌30分钟。将反应溶液加入至包含冰(300g)及水(300ml)的冰水中并搅拌30分钟，且使其静置后，除去水层并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤有机层。随后，用无水硫酸镁干燥有机层、过滤并减压蒸馏，得到目标化合物1-(9-(4-(甲硫基)苯基)-6-丙酰基-咔唑-3-基)戊-1-酮(7.9g，72.6％)。

MS(m/e)：429

步骤4：2-(羟基亚胺基)-1-(6-(2-(羟基亚胺基)丙酰基)-9-(4-(甲硫基)苯基)-咔唑-3-基)戊-1-酮的合成

将步骤2至3中获得的1-(9-(4-(甲硫基)苯基)-6-丙酰基-咔唑-3-基)戊-1-酮(6.0g，18.2mmol)、四氢呋喃(120ml)及35％盐酸(1.4ml)加入反应器中并搅拌30分钟。滴加亚硝酸异戊酯(7.37ml，72.8mmol)的四氢呋喃(40ml)溶液30分钟，并搅拌50分钟。随后，用乙酸乙酯萃取产物，并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤。用无水硫酸镁干燥所萃取的有机层，过滤并减压蒸馏以得到粗产物。将获得的粗产物用二氯甲烷洗涤3次，并将产物进行柱分离(MC:丙酮＝100:1)，得到目标化合物2-(羟基亚胺基)-1-(6-(2-(羟基亚胺基)丙酰基)-9-(4-(甲硫基)苯基)咔唑-3-基)戊-1-酮(1.68g，24.8％)。

MS(m/e)：487

步骤5：2-(乙酰氧基亚胺基)-1-(6-(2-(乙酰氧基亚胺基)丙酰基)-9-(4-(甲硫基)苯基)-咔唑-3-基)戊-1-酮的合成

将步骤4中获得的2-(羟基亚胺基)-1-(6-(2-(羟基亚胺基)丙酰基)-9-(4-(甲硫基)苯基)-咔唑-3-基)戊-1-酮(0.5g，1.4mmol)加入乙酸乙酯中，冷却至-10℃或更低，然后滴加三甲胺(0.31ml，2.8mmol)并搅拌10分钟。随后，在10分钟内滴加乙酰氯(0.16ml，2.8mmol)的乙酸乙酯(1ml)溶液，并搅拌30分钟。用二氯甲烷萃取反应溶液，并用碳酸氢钠水溶液充分洗涤。用无水硫酸镁干燥所萃取的有机层、过滤并减压蒸馏，并将产物进行柱分离(MC:丙酮200:1)，得到目标化合物2-(乙酰氧基亚胺基)-1-(6-(2-(乙酰氧基亚胺基)丙酰基)-9-(4-(甲硫基)苯基)-咔唑-3-基)戊-1-酮(0.15g，26.1％)。

MS(m/e)：571

分解点：268.3℃

实例3至14

在与实例1或2相同的条件下，以表1及2中所述的组成合成咔唑多β-肟酯衍生物化合物。

[表1]

[表2]

<碱溶性树脂的制备>

制备实例1：丙烯酸聚合物(a-1)的制备

将200mL丙二醇甲醚乙酸酯(propylene glycol methyl ether acetate，PGMEA)及1.5g偶氮双异丁腈(azobisisobutyronitrile，AIBN)置于500mL聚合容器中，并将甲基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯、甲基丙烯酸甲酯及丙烯酸二环戊酯以20:20:40:20的摩尔比在40重量％固体的丙烯酸单体情况下加入，然后在氮气气氛下于70℃搅拌的同时聚合5小时以制备丙烯酸聚合物(a-1)。发现所制备的聚合物(a-1)的重量平均分子量为25,000，分散度为1.8。

制备实例2：丙烯酸聚合物(a-2)的制备

将200mL丙二醇甲醚乙酸酯及1.0g AIBN置于500mL聚合容器中，并将甲基丙烯酸酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸环己酯以40:20:20:20的摩尔比在40重量％固体的丙烯酸单体情况下加入，然后在氮气气氛下于70℃搅拌的同时聚合5小时以合成共聚物。随后，基于100摩尔的总单体，将0.3g的N,N-二甲基苯胺及20摩尔的甲基丙烯酸缩水甘油酯加入至反应器中，且在100℃下搅拌10小时以制备在侧链上具有丙烯酸不饱和键的丙烯酸聚合物(a-2)。发现所制备的丙烯酸聚合物(a-2)的重量平均分子量为20,000，分散度为2.0。

制备实例3：丙烯酸聚合物(a-3)的制备

将200mL丙二醇甲醚乙酸酯及1.0g AIBN置于500mL聚合容器中，并将甲基丙烯酸缩水甘油酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯及甲基丙烯酸环己酯以40:20:20:20的摩尔比在40重量％固体的丙烯酸单体情况下加入，然后在氮气气氛下于70℃搅拌的同时聚合5小时以合成共聚物。随后，基于100摩尔的总单体，将0.3g的N,N-二甲基苯胺及20摩尔的丙烯酸加入至反应器中，且在100℃下搅拌10小时以制备在侧链上具有丙烯酸不饱和键的丙烯酸聚合物(a-3)。发现所制备的丙烯酸聚合物(a-3)的重量平均分子量为18,000，分散度为1.8。

<光刻胶组合物的制备>

实例15至30：光刻胶组合物的制备

将碱溶性树脂、具有烯键式不饱和键的可聚合化合物、本发明的光聚合引发剂及FC-430(3M调平剂)基于下表3中所述的组分及其含量按该次序加入至带有UV防护罩及搅拌器的反应混合槽中，在室温(23℃)下搅拌，并加入溶剂PGMEA以使组合物达到100重量％，以制备实例15至30的光刻胶组合物。

<有色光刻胶组合物的制备>

实例31至32：有色光刻胶组合物的制备

如下表3所述，通过与实例15相同的方法制备实例31的有色光刻胶组合物，不同的处在于在25重量％固体情况下加入了50重量％的炭黑在PGMEA中的分散体，且通过与实例15相同的方法制备实例32的有色光刻胶组合物，不同的处在于在25重量％固体情况下加入了50重量％的颜料红177(P.R.177)在PGMEA中的分散体。

实例33

如下表3中所述，通过与实例15相同的方法制备光刻胶组合物，不同的处在于使用了实例1的化合物及以下化学式3的混合物作为光聚合引发剂。

<化学式3>

<组分>

(a)碱溶性树脂：制备实例1至3(a-1至a-3)的丙烯酸聚合物

(b)具有烯键式不饱和键的可聚合化合物

-b-1：二季戊四醇六丙烯酸酯

-b-2：二季戊四醇五丙烯酸酯

-b-3：季戊四醇三丙烯酸酯

-b-4：季戊四醇三甲基丙烯酸酯

-b-5：三羟甲基丙烷三丙烯酸酯

-b-6：乙二醇二丙烯酸酯

-b-7：双酚A二缩水甘油醚丙烯酸加合物

-b-8：三羟甲基丙烷三缩水甘油醚丙烯酸加合物

(c)光聚合引发剂：实例1至14中制备的咔唑多β-肟酯衍生物化合物

(e)调平剂：FC-430(3M调平剂)

(h)着色剂

h-1：炭黑(25重量％固体)

h-2：颜料红177(P.R.177)(25重量％固体)

[表3]

比较例1

通过与实例15相同的方法制备光刻胶组合物，不同的处在于使用了以下化学式4的化合物代替实例1的化学式2-1的化合物作为光聚合引发剂。

<化学式4>

比较例2

通过与实例15相同的方法制备光刻胶组合物，不同的处在于使用了以下化学式5的化合物代替实例1的化学式2-1的化合物作为光聚合引发剂。

<化学式5>

<光刻胶组合物的评估>

在玻璃基板上评估实例15至33及比较例1至2中制备的光刻胶组合物，且量测了光刻胶组合物的效能，诸如灵敏度、残膜率、图案稳定性、耐化学性及延展性，结果列于下表4。

1)灵敏度

将光刻胶旋涂在玻璃基板上，并在100℃的热板上干燥1分钟，然后使用分步光罩曝光并在0.04％KOH水溶液中显影。基于将分步光罩图案的厚度保持在初始厚度的80％时的曝光剂量来评估灵敏度。

2)残膜率

使用旋涂机将光刻胶组合物涂布在基板上，并在100℃下预烘烤1分钟，然后在365nm处曝光并在230℃下后烘烤20分钟，且量测后烘烤的前及的后光刻胶膜厚度的比率(％)。

3)图案稳定性

在垂直于孔图案的方向上切割具有光刻胶图案的硅芯片，且展示了使用电子显微镜在图案的截面方向上的观察。图案的侧壁相对于基板成55°或更大的角度，且将无膜减少确定为“良好”，并将观察到的膜减少确定为“降低”。

4)耐化学性

使用旋涂机将光刻胶组合物涂布在基板上，然后进行预烘烤及后烘烤以形成光刻胶膜，将光刻胶膜浸入40℃的剥离剂溶液中10分钟，并观察光刻胶膜的厚度及透射率是否有变化。透射率及厚度变化为2％或更少经确定为“良好”，且透射率及厚度变化为2％以上经确定为“不良”。

5)延展性

将光刻胶组合物旋涂在基板上，然后在100℃下预烘烤1分钟，在光刻胶的灵敏度下曝光，并在KOH水溶液中显影，以形成20um x 20um的图案。通过在230℃下20分钟的后烘烤使所形成的图案交联，并使用奈米压头量测图案的延展性。奈米压头的量测是在5g.f负载下进行，总变化为500nm或更高经确定为“良好”，总变化小于500nm经确定为“不良”。

[表4]

从以上表3及表4中可看出，根据本发明的咔唑多β-肟酯衍生物化合物大多数由于240℃或更高的分解点而具有高热稳定性，且显示出优异的特性，诸如残膜率、图案稳定性、耐化学性及延展性，即使当用作光刻胶组合物的光聚合引发剂的量很小时亦如此。因此，发现在TFT-LCD制造方法的曝光及后烘烤制程期间，可使由光聚合引发剂产生的释气最小化，从而减少污染并使相应的缺陷最小化。