含重氮基团的感光剂、光刻胶组合物与其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种含重氮基团的感光剂及重氮正性LCD用光刻胶组合物与其制备方法。本发明专利技术的含有重氮基团的姜黄素感光剂，是结构式如式I所示的化合物：本发明专利技术的光刻胶组合物，包括成膜树脂、所述含有重氮基团的姜黄素感光剂和有机溶剂。本发明专利技术的重氮姜黄素感光剂分子量为394，与现有由酯化母体与重氮萘醌磺酰氯酯化形成的重氮萘醌感光剂相比，可以得到更高的分辨率，而且分子量小可以让去胶过程容易，不易发生残留。并且，其制备产率高，热稳定性好。其与传统的成膜树脂组合成保存稳定性好、分辨率高的LCDTFT用正性光刻胶，从而解决目前重氮萘醌体系LCD光刻胶难于精制、保存稳定性差和分辨率偏低的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及含重氮基团的感光剂及重氮正性LCD用光刻胶组合物与其制备方法，特别涉及一种含重氮姜黄素感光剂的合成及其和成膜树脂配制而成的用于LCD TFT的以紫外光为曝光光源的高分辨率紫外(UV)正性光刻胶组合物其专用含重氮基团的感光剂与他们的制备方法。 
技术介绍
光刻胶是大规模集成电路工业中进行光刻过程的关键功能材料。光刻胶经紫外光照射后，发生一系列化学反应，使得曝光前后光刻胶在显影液中的溶解速率产生变化，再经过显影、坚膜、蚀刻和去膜等过程就能够将特定的高精度图形转移到待加工的基板表面。 根据光刻工艺的不同，光刻胶可分为正性光刻胶和负性光刻胶两大类。随着大规模集成电路工业的飞速发展，集成电路产品及品种的多样化，光刻工艺的不断改进，对光刻工艺过程中使用的关键材料，特别是光刻胶的要求更高，种类及性能更多样化、专业化。其中正性光致抗蚀剂是进行微细图形加工、制造微电子器件和印刷电路板的一种关键化学品。在1944年德国Kalle公司发表的重氮萘醌的光重排反应的基础上，1949年将上述材料与线型酚醛树脂配合开发了感光材料，即紫外正性光致抗蚀剂，成为现在超大规模集成电路(LSI)用光致抗蚀剂的主流。 邻重氮萘醌正性光致抗蚀剂是在紫外光(300～450nm)通过掩模照射后，光照部分重氮基发生分解重排产生羧酸，用稀碱水处理后，光照部分除去，而未曝光部分保留成像的一种光致抗蚀剂。邻重氮萘醌正性光致抗蚀剂的组成成分是：以重氮萘醌磺酸酯为感光剂，以线型酚醛树脂为成膜剂和溶剂等为主要成分。感光剂一般占总固体质量的25％～30％。它的结构和性能对抗蚀剂的感光性、分辨率、显影特性，粘附性等都有影响，是决定抗蚀剂性能的关键成分。 感光剂重氮萘醌磺酸酯的感光活性基团是重氮萘醌，在光照下反应。 它的优点是：分辨率高、图形线条清晰度好、不受氧的影响、高反差，灵敏度比负性胶高、抗干法蚀刻性强等。当然也有一些缺点，比如难于精制，易产生针孔、黏附性和抗蚀性较差、保存稳定性差、曝光宽容量较小等。 
技术实现思路
本专利技术目的是提供一种能提高光刻胶热稳定性及分辨率的含有重氮基团的姜黄素感光剂、含有该感光剂的光刻胶组合物、及他们的制备方法。 本专利技术的含有重氮基团的姜黄素感光剂，其结构式如式I所示： 上述含有重氮基团的姜黄素感光剂可以用于制备光刻胶组合物，本专利技术提供含有上述姜黄素感光剂的液晶显示器薄膜晶体管(LCD TFT)用正性光刻胶组合物，为了获得较高的分辨率，本专利技术的光刻胶组合物包括成膜树脂、感光剂和有机溶剂。其中感光剂为上述含有重氮基团的姜黄素感光剂。 具体的，所述的光刻胶组合物由50-90质量份的成膜树脂、10-50质量份的所述含有重氮基团的姜黄素感光剂、1-10质量份的染料添加剂和200-300质量份的有机溶剂组成；具体是将50-90质量份的成膜树脂、10-50质量份的所述含有重氮基的姜黄素感光剂、1-10质量份的染料添加剂在200-300质量份的有机溶剂中混合溶解制成。 其中，所述的成膜树脂为线性酚醛树脂，具体的，该线性酚醛树脂可按照如下方法制备：m-甲酚/p-甲酚＝30/70(摩尔比)的混合酚类，以甲醛为缩合剂，用草酸催化按照一般方法进行缩合反应得到的酚醛清漆树脂，用水-甲醇混合溶剂对该酚醛清漆树脂进行分离处理，得到分子量(Molecular Weight，Mw，重均分子量)为7000-9000的酚醛清漆树脂。 所述的有机溶剂选自乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚、甲乙酮、醋酸丁酯、二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、四氢呋喃中的一种或两种以上任意组合； 所述染料添加剂为着色背景染料，具体的，所述染料添加剂选自碱性艳蓝、结晶紫、维多利亚纯蓝、靛蓝、甲基紫、孔雀石绿、油溶蓝中的一种或两种以上任意组合。 本专利技术所述的含有重氮基的姜黄素感光剂的合成方法，包括步骤为： 1)将NaN3加入有机溶剂中，加热溶解分散均匀后，冷却至-3～5℃； 2)在步骤1)获得的溶液中加入的2-氯-1，3-二甲基氯化咪唑啉鎓为催化剂，搅拌反应0.5～2h； 3)在步骤2)获得的反应混合液中加入以四氢呋喃为溶剂的姜黄素溶液，再加入三乙胺，在3～5℃下反应2h； 4)将步骤3)得到的反应产物倒入水中，用乙酸乙酯萃取，收集有机相，用无水硫酸钠干燥，过滤，旋蒸得到橘黄色固体产物，即得到所述的含重氮基团的姜黄素感光剂。 具体的，所述含有重氮基的姜黄素感光剂的合成方法中， 所述的NaN3与催化剂2-氯-1，3-二甲基氯化咪唑啉鎓的摩尔比为2:1—4:1； 所述的NaN3与姜黄素的摩尔比为1:1—4:1； 所述的三乙胺与姜黄素的摩尔比为4:1-2:1。 所述步骤1)中，所述有机溶剂为乙腈、乙醇、乙醚或甲醇。 所述步骤1)中，所述冷却至0℃；所述步骤1)中，搅拌反应1h，所述步骤3)中，反应温度为0℃。 上述含有重氮基团的姜黄素感光剂的合成方法制备含有重氮基的姜黄素感光剂的产率90％以上。 上述含有重氮基团的姜黄素感光剂在制备光刻胶中的应用也属于本专利技术的保护范围，所述光刻胶为LCD TFT用正性光刻胶。 本专利技术合成了小分子量的重氮姜黄素作为LCD光刻胶的感光剂，其制备产率高，热稳定性好。.其与传统的成膜树脂组合成保存稳定性好、分辨率高的LCD TFT用正性光刻胶，从而解决目前重氮萘醌体系LCD光刻胶难于精制、 保存稳定性差和分辨率偏低的问题。 本专利技术的感光剂制备中使用的姜黄素为姜黄中提取的天然产物，廉价易得，反应进行容易，纯度及产率极高，而且重氮姜黄素的热分解为150℃以上，常温下不易分解，储存稳定性高； 本专利技术的含有重氮基团的姜黄素感光剂分子量为394，与现有由酯化母体(三羟基二苯甲酮类、香豆素类、连苯三酚类或其他多羟基聚合物等)与重氮萘醌磺酰氯酯化形成的重氮萘醌感光剂，分子量为700-几万相比，可以得到更高的分辨率，而且分子量小可以让去胶过程容易，不易发生残留。 本专利技术通过高产率合成热稳定性高的小分子量重氮姜黄素作为感光剂，与传统的成膜树脂组合成保存稳定性好、分辨率高的LCD TFT用正性光刻胶，从而解决目前重氮萘醌体系LCD光刻胶难于精制、保存稳定性差和分辨率偏低的问题。 具体实施方式基于本专利技术，本专利技术提供一种能提高光刻胶热稳定性及分辨率的含有重氮基团的姜黄素感光剂及其制备方法与含有该感光剂的光刻胶组合物。 本专利技术的含有重氮基团的姜黄素感光剂，其结构式如式I所示： 本专利技术提供LCD TFT用正性光刻胶组合物，为了获得较高的分辨率，本专利技术的光刻胶组合物包括成膜树脂、感光剂和有机溶剂。其中感光剂为上述含有重氮基的姜黄素感光剂。 具体的，所述的光刻胶组合物由50-90质量份的成膜树脂、10-50质量份的所述含有重氮基的姜黄素感光剂、1-10质量份的染料添加剂和200-300质量份的有机溶剂组成；具体是将50-90质量份的成膜树脂、10-50质量份的所述 含有重氮基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种含有重氮基团的姜黄素感光剂，是结构式如式I所示的化合物：

【技术特征摘要】
1.一种含有重氮基团的姜黄素感光剂，是结构式如式I所示的化合物：
2.一种光刻胶组合物，包括成膜树脂、感光剂和有机溶剂，所述感光剂
为权利要求1所示的含有重氮基团的姜黄素感光剂。
3.根据权利要求2所述的光刻胶组合物，其特征在于：所述光刻胶组合
物由下述质量份的组分组成：
4.根据权利要求3所述的光刻胶组合物，其特征在于：所述的成膜树脂
为线性酚醛树脂。
5.根据权利要求3所述的光刻胶组合物，其特征在于：所述的有机溶剂
选自乙二醇甲醚醋酸酯、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、丙二醇单乙醚、甲乙
酮、醋酸丁酯、二氧六环、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、四氢呋喃中的一种或两种
以上任意组合。
6.根据权利要求5所述的光刻胶组合物，其特征在于：所述染料添加剂
选自碱性艳蓝、结晶紫、维多利亚纯蓝、靛蓝、甲基紫、孔雀石绿、油溶蓝中
的一种或两种以上任意组合。
7.权利要求1所述的含有重氮基团的姜黄素感光剂的制备方法，包括下

\t述步骤：
1)将NaN3加入有机溶剂中，加热溶解分散均匀后，冷却至-3～5℃；
2)在步骤1)获得的溶液中加入2-氯-1，3-二甲...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪建国，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11