CN101158813A - 正性胶用光活性化合物及其感光配合物 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及下式1所示的光活性化合物，其中各取代基和符号如说明书所定义。本发明的光活性化合物通过使2，1，4－重氮萘醌磺酰氯与Ballast在溶剂中在催化剂存在下反应并随后分离所得产物而得到，所述Ballast选用以对甲酚为主并含有苯酚、邻甲酚、间甲酚、邻氯苯酚或间氯苯酚中的至少一种与甲醛缩聚而成的线型酚树脂或多酚化合物，其中对甲酚的含量为60－97mol％，其它酚的含量为3－40mol％。由本发明光活性化合物配制的感光配合物涂制得到的PS版具有优异的制版成像性能，比起传统的PS版有更高的感度和显影宽容度。本发明光活性化合物除与已经产业化的BTB－21－BTB－29九种成膜线型酚树脂具有优良的匹配性外，与国内外知名树脂厂家的线型酚树脂也有良好的匹配性。
Description
技术领域
本发明属于光功能高分子或信息记录材料技术范畴，就应用领域而言，属于印刷制版(PS版)感光胶及超大规模集成电路光刻胶用光活性化合物及其感光配合物的制备技术范畴。
背景技术
从1933年德国Kalle公司发明重氮萘醌系阳图PS版后，曾围绕重氮萘醌系光活性化合物进行过大量的研究，并有数百篇有价值的研究报告(米泽辉彦，PS版概论，日本印刷学会出版部，1993年)，但直到1993年光活性化合物主要用2，1，5-重氮萘醌磺酸酯体系。正如作者在该书中所述，虽然人们也发现2，1，4-重氮萘醌磺酸酯系化合物作为PS版的阻溶促溶剂，曝光后促溶性能非常强，使得PS版显影宽容度大幅度扩展，但由于2，1，4-重氮萘醌磺酰氯价格昂贵，因此在PS版制版方面几乎不用这种光活性化合物。从上世纪90年代起为提高光刻胶的分辨率和对i线的感度，部分采用2，1，4-重氮萘醌磺酸酯类光活性化合物，以制作兆位级芯片。90年代初期，小西六株式会社和三菱化成株式会社就低分子量对甲酚酚醛树脂2，1，4-重氮萘醌磺酸酯在PS版方面的应用共同申请了专利(特开平2-96166，特开平3-293669)。1996富士胶片公司也就这方面的内容申请了专利(特开平8-160613)。2000年以后，对甲酚低分子量缩聚物Ballast开始作为商品推广使用。根据发明人多年来在2，1，4-重氮萘醌磺酸酯方面的研究(参见中国专利申请03156178.0(申请人：北京师范大学，发明人：余尚先等，发明名称为“含有2，1，4-重氮萘醌磺酰基的光热电子束产酸源及其制备方法”，公开号：CN1591184A，公开日：2005年3月9日)和中国专利申请02123455.8(申请人：北京师范大学，发明人：余尚先和王雪飞等，发明名称为“新型重氮萘醌系光-热活性化合物及其合成方法”，申请日：2002年6月28日))以及发明人围绕光活性化合物曾经提出的分子设计理论(余尚先等，用于正性光致抗蚀剂的PAC的分子设计，J.Photopolym.Sci.Technol.，第11卷，第1期(1998))，我们首先设计出一系列以对甲酚为主体、高同核双邻位缩聚值的线型酚树脂作为Ballast并用2，1，4-重氮萘醌磺酰氯酯化得到十多种新型光活性化合物，并根据余尚先1999年在感光高分子国际研讨会上所提出的感光配合物的设计理论(余尚先等，正性抗蚀剂感光组成物的设计，J.Photopolym.Sci.Technol.，第11卷，第2期(1999))，设计出一系列PS版用感光配合物。通过使用这些感光配合物进行涂版制版，图像表征，发现它们比使用传统的2，1，5-重氮萘醌磺酸酯系光活性化合物的版材的感度和显影宽容度都高得多。
发明概述
从1933年发明重氮萘醌系阳图PS版以来，人们一直致力于研究一种既有高感度，又有较强抗碱性的光活性化合物或感光配合物。但直到20世纪末尽管无数人作过非常艰苦的研究工作，一直未能如愿以偿。上世纪90年代日本富士公司研究出一种世界上感度最高的VPS-A型阳图PS版，其感度由传统阳图PS版的250～350mJ/cm2的最佳曝光量降至100～150mJ/cm2，但这种版材由该公司的DP-4显影液以1∶2～1∶4的稀释比显影时，在常温30秒会失光减膜，以至将图像彻底洗掉。只能用1∶5～1∶8的显影液显影，虽然得到了高感度，但牺牲了抗碱性(或浓碱端的显影宽容度)。因此我们的研究开发瞄准解决以下两个问题：
1.提高PS版感光配合物或光刻胶的感度，由传统PS版的250～350mJ/cm2的最佳曝光量降至150mJ/cm2以下，甚至100mJ/cm2以下，不仅提高一般制版领域的制版效率，而且可满足迅速发展起来的CTcP制版技术的需要(用传统PS版进行计算机制版)；
2.提高PS版感光胶或光致抗蚀剂的显影宽容度。具体地说在曝光前PS版或光致抗蚀剂的涂膜对较浓的碱显影液具有较强的耐受能力，曝光后可用非常弱的碱水溶液，如富士星光PD-3，1∶12的显影液进行显影，而不留底脏或底色。以适当的B/P比用2，1，5-重氮萘醌磺酸酯类光活性化合物配制的感光液所涂布的PS版，可在富士星光PD-3，1∶2的显影液中耐受30秒至数分钟，但曝光后在1∶8的显影液中多数不能顺利显影，有的只能在1∶6的显影液中显影，与1∶12的显影液中可显影相比，显影液的更换周期缩短，显影液的耗费量将近加大1倍，即废液排放量加大1倍，在国内外日益重视环保的今天，这无疑是一个需迫切解决的问题。
我们利用2，1，4-重氮萘醌磺酰基作为感光基与高阻溶性的Ballast相结合，实现了在提高感度的同时，又能扩大感光配合物的显影宽容度的目的，从而使PS版界及光刻胶界60～70年间悬而未决的难题得以解决。众所周知2，1，4-重氮萘醌磺酰基曝光后所产生的茚酸比2，1，5-重氮萘醌磺酰基所产生的茚酸解离度大，碱溶性强。另外，2，1，4-重氮萘醌磺酰基受光分解后磺酸酯分解产生磺酸的能力比2，1，5-重氮萘醌磺酰基的能力要强得多，二者综合作用致使2，1，4-重氮萘醌磺酸酯化合物曝光后在弱碱中的促溶能力大幅增强。2，1，4-重氮萘醌磺酸酯系光活性化合物扩大弱碱端显影宽容度的事实被无数科研人员证实，并有很多报导。但若Ballast选择不当会牺牲版材的反差(γ值)、分辨率、抗碱性甚至感度。我们所采取的解决手段也是本发明锐意创新之点：选用同核双邻位缩聚值高，阻溶能力强，容易提供良好反差的Ballast导入2，1，4-重氮萘醌磺酰基，在保留弱碱端显影宽容度扩大的优点的同时，浓碱端的显影耐受性也大幅度提高，不仅解像力、反差(γ值)随之提高，而且由于Ballast的阻溶性大，可降低2，1，4-重氮萘醌磺酰基的导入率或在感光配合物中的浓度，因而使最佳曝光量大幅度降低，即有效地提高了感度，这就是我们涂制的PS版感度与VPS-A同水平时，浓碱端的抗碱性比VPS-A提高了一倍左右的重要原因。
因此，本发明的目的是提供一种新型光活性化合物(PACs)，其以高对甲酚含量，即高同核双邻位缩聚值的线型酚树脂或多酚化合物为Ballast并以2，1，4-重氮萘醌磺酰基为光活性基团。
本发明另一方面提供了一种制备上述新型光活性化合物的方法。
本发明再一方面提供了上述新型光活性化合物在配制PS版感光液或光刻胶中的用途。
发明详述
本发明的光活性化合物具有下式1所示的结构：
式中R为H、CH3或Cl，若R为CH3或Cl，则均为邻、间位取代，式中
n＞m， n+m＝3-10；
其中D为H或下式所示的2，1，4-重氮萘醌磺酰基：
条件是30-50％的D为2，1，4-重氮萘醌磺酰基。
根据本发明，对甲酚含量越多，则平均核体数(n+m)越小。若则平均核体数在3-4之间。
本发明光活性化合物的合成方法可参照2005年3月9日公开的有关2，1，4-重氮萘醌磺酸酯合成的专利申请公开号CN1591184A进行(申请人：北京师范大学，发明人：余尚先等，发明名称：“含有2，1，4-重氮萘醌磺酰基的光热电子束产酸源及其制备方法”)，即通过使2，1，4-重氮萘醌磺酰氯与Ballast在溶剂中在催化剂存在下反应并随后分离所得产物而进行。这里首先就原料的配比进行说明。本发明所用Ballast因品种不同酚羟基的含量不同。一般按Ballast酚羟基的摩尔数计算，2，1，4-重氮萘醌磺酰氯加入量为酚羟基总量的30-50％，换算成重量配比为每kg重氮萘醌磺酰氯加入Ballast的量为0.9-1.5kg。重氮萘醌磺酰基的导入率小于30％，光活性化合物的阻溶能力低，涂膜的抗浓碱性以及抗醇性不足，影响版材的解像力和γ值，感光配合物的B/P比不能设计得太大(例如只能在1.8以下)；反之，重氮萘醌磺酰基的导入率高于50％，光活性化合物不仅在常用有机溶剂中的溶解度变小(有时甚至难以找到溶剂)，难以配制出高固含量的感光胶，甚至配出低固含量感光胶也是困难的，而且感光配合物所涂制的膜层松脆，缺乏应有的强度和抗磨耗性，所以导入率控制在30～50％之间为宜。
在本发明光活性化合物的制备中，选用纯度在99％以上、分解点在134℃以上的2，1，4-重氮萘醌磺酰氯作为酯化试剂，国内上海赛斯感光材料有限公司及本溪市瑞事达化工有限公司均有销售。作为与2，1，4-重氮萘醌磺酰基相结合的Ballast，虽可选用2，1，5-重氮萘醌磺酸酯常用的Ballast，如间甲酚甲醛树脂，双酚A甲醛树脂，间甲酚对甲酚甲醛树脂，焦性没食子酸缩丙酮树脂，间苯二酚缩丙酮树脂，间苯二酚缩环己酮树脂，苯偶酰酸缩间苯二酚树脂，苯偶酰酸缩焦性没食子酸树脂，但利用这些Ballast所合成的光活性化合物有的耐浓碱性差，致使图像解像力和反差(γ值)下降，如间甲酚甲醛树脂，双酚A甲醛树脂会出现这种现象。有的分子量较小，2，1，4-重氮萘醌磺酰基导入率必须加大，导致所涂版材感度下降或耐印力降低，如焦性没食子酸与苯偶酰酸缩合的树脂、间苯二酚缩丙酮树脂、间苯二酚缩环己酮树脂会出现上述现象。经反复实验优选，我们发现高对甲酚含量的线型酚树脂或多酚化合物适合作为本发明的Ballast。更优选使用威海经济技术开发区天成化工有限公司2005年4月通过技术鉴定并商品化的BTB-16、BTB-16M、BTB-17、BTB-17OC、BTB-18、BTB-18P、BTB-19、BTB-19OC、BTB-110P、BTB-110Cl。这些产品是以对甲酚为主体，并选用苯酚、邻甲酚、间甲酚、邻氯苯酚和间氯苯酚中的至少一种和甲醛缩聚而成的线型酚醛树脂，对甲酚含量均在60～97mol％之间，其它一种或多种酚类的总含量在3～40mol％之间。如果以同核双邻位缩聚值计算，它们的同核双邻位缩聚值为60～97mol％，它们的数均分子量在350～1000之间。平均核体数的测定采用核磁共振仪13C NMR测定法进行测定计算(例如参见G.Casiraghi；G.Sartori；F.Bigi等，Makromol.Chem.1981：182，2151～2159；J.A.Carothers；E.Gipstein；W.W.Fleming等，Journal ofApplied Polymer Science，1982：27，3449～3454)。这种测定方法比起GPC法测定平均核体数还准确。
同核双邻位缩聚值与对甲酚含量紧密关联，因对甲酚只要进行缩聚就是同核双邻位缩聚，所以
值越高，双邻位缩聚值也就越大。双邻位缩聚值的测定计算方法可参考平均核体数测定计算文献。
合成中所用溶剂一般为二氧六环，或丙酮，或它们二者的混合物。溶剂的用量为反应物总重量的4～6倍。若溶剂太多，反应速率降低，成本和废液排放量加大；若溶剂太少，反应物提早从反应液中析出，造成反应不均一，收率下降等问题。
在反应中使用的催化剂为碱催化剂，其也称作中和试剂，通常可使用碱性无机盐，如碳酸钠、碳酸氢钠或其混合物。若使用碳酸钠，则其用量为2，1，4-重氮萘醌磺酰氯摩尔数乘以0.55。其他碱性无机盐的用量取决于其对应阴离子的电荷数并取1.1除以所述电荷数的值。所用碱性无机盐一般配制成接近饱和而又未饱和的浓度，例如常用的碳酸钠可配制成10重量％的水溶液。另外，所用碱催化剂还可以为有机碱，例如叔胺化合物，如三乙胺、三乙撑二胺、N，N-二甲基苄胺、三乙醇胺或其混合物。实验表明使用三乙撑二胺的效果最好。由于三乙撑二胺是固体，使用时最好配成二氧六环或丙酮的饱和溶液。三乙撑二胺的用量为2，1，4-重氮萘醌磺酰氯摩尔数乘以0.55，而其他叔胺化合物的用量为2，1，4-重氮萘醌磺酰氯摩尔数乘以1.1。催化剂的加入方法不论有机碱还是无机碱均采用滴加法，滴加速度一般以反应体系pH值不超过7.5，最好不超过7为准。一般公斤级总固体反应物量的滴加时间为1小时左右，合成反应的控制温度滴加阶段为35～40℃之间，滴加碱结束后维持反应1小时左右，期间应补加适量去离子水，反应温度控制在38～40℃之间，将反应产物在搅拌下倒入8-10倍的去离子水(事先调pH值至3左右)中，使产物析出。析出物经过滤和反复水洗(一般三次)，滤干后在40℃左右进行真空干燥，或热风干燥。与2，1，5-重氮萘醌磺酸酯类光活性化合物合成所不同的是，在滴加过程中要求更严格地控制pH值，因为2，1，4-重氮萘醌磺酸酯在碱性条件下非常容易发生偶联反应。
本发明光活性化合物系列对于阳图PS版等感光版材是非常理想的阻溶促溶剂，对于超大规模集成电路用正性抗蚀剂也是非常有用的。
当将本发明光活性化合物用于与PS版有关的感光配合物中时，PS版感光液或光刻胶时的主要组成如下：
光活性化合物 10g
背景染料(如碱性艳蓝或维多利亚纯蓝) 0.2-0.5g
成膜结合树脂(如威海经济技术开发区
天成化工有限公司的BTB-21-BTB-29) 15-25g
表面活性剂或流平剂(如3M公司的FC-430) 0.01-0.1g
丙二醇独甲醚或乙二醇独***(用量取决于所需
粘度，一般在实验室里配制10％固含量时加入) 250g-300g
成膜树脂和光活性化合物的用量一般称为B/P比，因光活性化合物和成膜树脂不同而不同。本发明中所提供的光活性化合物和成膜树脂其B/P比一般在1.5～3.0之间选择，绝大多数配合物用1.7～2.2的B/P比，可得满意的成像效果。
制版和评价条件如下：
1、涂版用铝版基厚度为：0.27mm；Ra值：0.5～0.6；Rz值：2.5～3.5，氧化层设置量：3-3.5g/m2。
2、感光层的涂布量在1.9±0.1g/m2，用离心涂布机控制转速进行涂布，涂好后放在100℃鼓风烘箱中干燥5分钟，放置24小时后进行成像性能测定。
3、抗碱性及显影性能测定条件用富士星光PD-3显影液配置成液水比为1∶2、1∶5、1∶8等不同比例，原版放在1∶2显影液中观察减膜失光时间(秒)，原版全面曝光100秒左右，放在1∶8显影液中观察彻底洗净时间(秒)，成像曝光后的版子放在1∶5(或其它比例)显影液中，显影20秒，温度均为25℃左右。
4、评价感度、反差、网点再现性、解像线幅等成像性能，用中国印刷技术研究所制造的PS版晒版信号条，灰梯尺为0.15级差的15段梯尺。
5、抗醇性测定为原版放在35％异丙醇溶液中浸泡30分钟，取出干燥后，按PS版行业标准的方法测留膜率(％)。
6、曝光用1kW碘镓灯晒版机进行真空密切接触曝光，测定光源照度采用ORC公司M01型照度计，350探头(320～420nm)进行测定。
下面介绍有代表性的一些合成例及所得光活性化合物的应用。
合成例1
在备有搅拌器、温度计的1000ml烧瓶中，加入100g(0.372mol)2，1，4-重氮萘醌磺酰氯(上海赛斯感光材料有限公司产品，分解点大于134℃)和500g二氧六环，常温下搅拌彻底溶解后，过滤转入带有搅拌器、温度计、滴液漏斗的2000ml四口烧瓶中。然后在溶解装置中加入BTB-16树脂(威海天成化工有限公司)120g(1.062mol)和600g二氧六环，在常温下搅拌彻底溶解之后，过滤转入前述四口烧瓶中。然后在溶解装置中加入21.7g(0.205mol)无水碳酸钠，配成浓度为10重量％的水溶液，过滤转入滴液漏斗中。然后将四口烧瓶置于水浴中，水浴温度控制在40℃左右，搅拌升温使反应物溶液温度达到35℃，滴加碳酸钠水溶液，滴加速度以控制反应体系pH值在7左右，滴加时间为1小时左右。滴加结束时温度控制在38±2℃，滴加完毕后在38～40℃间搅拌15分钟，补加去离子水21.7克，使滴液漏斗出口部位和反应烧瓶壁相应部位析出的碳酸钠和碳酸氢钠溶解。再在38～40℃反应45分钟，降温至30℃左右。将反应物缓缓注入预先盛有相当反应液重量10倍的去离子水的析出容器中(去离子水的pH值预先调至3左右)，搅拌10-15分钟后静止、抽滤，用去离子水淋洗三次，抽干，转入40℃鼓风干燥器中干燥，干燥8小时左右，得到产物PAC-164，收率及有关物理化学性能列于表1。
合成例2
用合成例1相同的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.034mol)BTB-16M(威海天成化工有限公司)代替合成例1中的120g BTB-16，得到产物PAC-164M，收率及物理化学性能列于表1。
合成例3
用合成例1相同的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.053mol)BTB-17(威海天成化工有限公司)代替合成例1中的120g BTB-16，得到产物PAC-174，收率及物理化学性能列于表1。
合成例4
用合成例1相同的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.026mol)BTB-17OC(威海天成化工有限公司)代替合成例1的120g BTB-16，并将溶剂改用等重量的丙酮，得到产物PAC-174OC，收率及物理化学性能列于表1。
合成例5
用合成例4相同的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.043mol)BTB-18P(威海天成化工有限公司)代替合成例4中的120g BTB-17OC，得到产物PAC-184P，收率及物理化学性能列于表1。
合成例6
用合成例5相同的合成及分离纯化方法，只是用130g(1.130mol)BTB-18(威海天成化工有限公司)代替合成例5中的120g BTB-18P，得到产物PAC-184，收率及物理化学性能列于表1。
合成例7
用合成例4相同的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.034mol)BTB-19(威海天成化工有限公司)代替合成例4中的120g BTB-17OC，得到产物PAC-194，收率及物理化学性能列于表1。
合成例8
用合成例4相同的合成及分离纯化方法，只是用140g(1.197mol)BTB-19OC(威海天成化工有限公司)代替合成例4中的120g BTB-17OC，得到产物PAC-19OC，收率及物理化学性能列于表1。
合成例9
用合成例4相同的合成及分离纯化方法，只是用100g(0.855mol)BTB-110P(威海天成化工有限公司)代替合成例4中的120g BTB-17OC，得到产物PAC-1104P，收率及物理化学性能列于表1。
合成例10
用合成例4相同的合成及分离纯化方法，只是用110g(0.94mol)BTB-110Cl(威海天成化工有限公司)代替合成例4中的120g BTB-17OC，得到产物PAC-1104Cl，收率及物理化学性能列于表1。
对比例1
用合成例1的合成及分离纯化方法，只是用120g(1.010mol)间甲酚酚醛树脂(威海天成化工有限公司)(软化点130℃)代替合成例1中的120gBTB-16树脂，得到产物PAC-1′，收率及物理化学性能列于表1。
对比例2
用合成例1的合成及分离纯化方法，只是用120g焦性没食子酸缩丙酮树脂(威海天成化工有限公司)代替合成例1中的120g BTB-16树脂，得到产物PAC-2′，收率及物理化学性能列于表1。
对比例3
用合成例1的合成及分离纯化方法，只是用100g2，1，5-重氮萘醌磺酰氯(威海天成化工有限公司)代替对比例1中的100g2，1，4-重氮萘醌磺酰氯，得到产物PAC-3′，收率及物理化学性能列于表1。
对比例4
用对比例2的合成及分离纯化方法，只是用100g 2，1，5-重氮萘醌磺酰氯(威海天成化工有限公司)代替对比例2中的100g 2，1，4-重氮萘醌磺酰氯，得到产物PAC-4′，收率及物理化学性能列于表1。
表1.合成例1-10及对比例1-4的光活性化合物收率及物理化学性能
感光配合物的配制
为了比较本发明光活性化合物之间的性能，并与传统2，1，5-重氮萘醌磺酸酯系光活性化合物的性能相比较，我们首先确定了10个配方例和4个对比配方例，只改变光活性化合物的品种，不改变其它组分及用量，这样非常便于比较出它们的性能优劣。
配方例1-10及对比配方例1-4的具体配方如下所示：
光活性化合物(合成例或对比例中的一种) 3.3g
BTB-26(威海天成化工有限公司) 6.6g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
这些物质充分溶解后先用粗滤纸过滤，再用精密分析滤纸过滤，分别得到配方例1-10对应的感光液PCL-1、PCL-2、PCL-3......PCL-10以及对比配方例对应的感光液PCL-1′、PCL-2′、PCL-3′、PCL-4′(总共14种感光液)，其性能检测结果列于表2。
表2.本发明配方例1-10及对比配方例1-4的成像制版性能
| PCL-X | 曝光量(mJ/cm2) | 1∶2显影液的耐受时间(秒) | 1∶8显影液的洗净时间(秒) | 解像线幅(μ) | 网点再现性(％) | 减膜失光过渡段数 | 抗醇性(％) |
| PCL-1 | 150 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 72 |
| PCL-2 | 150 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 72 |
| PCL-3 | 160 | ≥40 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 74 |
| PCL-4 | 150 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 74 |
| PCL-5 | 175 | ≥40 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 76 |
| PCL-6 | 150 | ≥35 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 76 |
| PCL-7 | 150 | ≥35 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 76 |
| PCL-8 | 130 | ≥25 | ≤10 | 8 | 2-99 | 6 | 74 |
| PCL-9 | 130 | ≥25 | ≤10 | 8 | 2-99 | 6 | 75 |
| PCL-10 | 130 | ≥30 | ≤10 | 8 | 2-99 | 6 | 76 |
| PCL-1′ | 170 | ≥10 | ≥10 | 10 | 3-99 | 8 | 68 |
| PCL-2′ | 160 | ≥15 | ≤10 | 10 | 3-99 | 8 | 75 |
| PCL-3′ | 240 | ≥15 | ≤30 | 10 | 2-98 | 7 | 70 |
| PCL-4′ | 260 | ≥15 | ≤30 | 10 | 2-98 | 7 | 75 |
注：表2中10个配方例和4个对比例的版材的抗干磨性均为良。
对于本发明光活性化合物而言，前述配方并非最佳配方，事实上每一种光活性化合物都有它匹配性最好的成膜树脂和最佳的B/P比(成膜树脂质量与光活性化合物质量比)，从数百个实验过的配方中，我们优选出如下配方例11-23(13个配方例)，检测结果列于表3。
配方例11
PAC-164 3g
BTB-25H 6.8g
维多利亚纯蓝 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例12
PAC-164M 3g
0744LB(德国贝克莱特公司间甲酚-对甲酚混酚酚醛树脂)6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例13
PAC-174 3g
BTB-29 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例14
PAC-174OC 2.5g
瑞事达公司混酚树脂BX-20 7.3g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例15
PAC-184P 3g
BTB-26 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例16
PAC-184 3g
BTB-29 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例17
PAC-194 3g
BTB-27 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例18
PAC-194OC 3g
BTB-28A 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例19
PAC-1104P 3g
140A(美国十拿公司间甲酚-对甲酚混酚酚醛树脂) 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例20
PAC-1104Cl 2.5g
BTB-28B 7.3g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例21
PAC-184P 3.6g
BTB-26 6.2g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
配方例22
PAC-184P 2g
PAC-195 1.6g
BTB-29 6.2g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚90g
配方例23
PAC-1104P 1.8g
PAC-195 1.2g
BTB-29 6.8g
维多利亚纯蓝BOH 0.1g
三嗪B 0.05g
FC-430 0.05g
丙二醇独甲醚 90g
表3.本发明配方例11-23的成像制版性能
| PCL-X | 曝光量(mJ/cm2) | 1∶2显影液的耐受时间(秒) | 1∶8显影液的洗净时间(秒) | 解像线幅(μ) | 网点再现性(％) | 减膜失光过渡段数 | 抗醇性(％) | 耐磨性 |
| PCL-11 | 150 | ≥40 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 77 | 优 |
| PCL-12 | 140 | ≥40 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 76 | 优 |
| PCL-13 | 130 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 78 | 优 |
| PCL-14 | 130 | ≥40 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 74 | 优 |
| PCL-15 | 130 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 76 | 优 |
| PCL-16 | 130 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 77 | 良 |
| PCL-17 | 120 | ≥20 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 74 | 优 |
| PCL-18 | 120 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 76 | 良 |
| PCL-19 | 130 | ≥30 | ≤12 | 8 | 2-99 | 6 | 76 | 优 |
| PCL-20 | 120 | ≥50 | ≤15 | 8 | 2-99 | 5 | 78 | 优 |
| PCL-21 | 150 | ≥90 | ≤10 | 8 | 2-99 | 5 | 80 | 优 |
| PCL-22 | 140 | ≥90 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 78 | 优 |
| PCL-23 | 120 | ≥25 | ≤15 | 8 | 2-99 | 6 | 76 | 良 |
从表2和表3的结果可知，本发明设计并合成出的光活性化合物比传统所用2，1，5-重氮萘醌磺酸酯系光活性化合物(对比例3和4)具有更高的感度、更高的显影宽容度和更高的解像力，其它一般成像制版性能也优于或相当于传统光活性化合物。当使用传统光活性化合物的酯化母体或Ballast与2，1，4-重氮萘醌磺酰氯合成得到的光活性化合物(对比例1和2)时，虽然它们也具有高感度和弱碱端较好的显影宽容度，但浓碱端的显影宽容度差，过渡段较长(γ值低)，网点再现性差的缺点随之出现。此外，表2所列10种配方例的抗磨性均为良，表3中的抗磨性大部分均为优，结合其他性能的比较，优选配方的综合性能指标均有所提高。
Claims (12)
1.下式1所示的光活性化合物：
其中R为H或CH3或Cl，若R为CH3或Cl，则均为邻、间位取代；式中n＞m， n+m＝3-10；
其中D为H或下式所示的2，1，4-重氮萘醌磺酰基：
条件是30-50％的D为2，1，4-重氮萘醌磺酰基。
2.根据权利要求1的光活性化合物，其中除2，1，4-重氮萘醌磺酰基外的Ballast部分是高对甲酚含量且数均分子量在350～1000之间的线型酚树脂或多酚化合物。
3.根据权利要求2的光活性化合物，其中所述线型酚树脂是以对甲酚为主体，并选用苯酚、邻甲酚、间甲酚、邻氯苯酚和间氯苯酚中的至少一种和甲醛缩聚而成的线型酚醛树脂，对甲酚含量均在60～97mol％之间，其它一种或多种酚类的总含量在3～40mol％之间，优选BTB-16、BTB-16M、BTB-17、BTB-17OC、BTB-18、BTB-18P、BTB-19、BTB-19OC、BTB-110P、BTB-110Cl。
4.一种制备根据权利要求1的式1的光活性化合物的方法，包括使2，1，4-重氮萘醌磺酰氯与Ballast在溶剂中在催化剂存在下反应并随后分离所得产物。
5.根据权利要求4的方法，其中所述Ballast是高对甲酚含量且数均分子量在350～1000之间的线型酚树脂或多酚化合物。
6.根据权利要求5的方法，其中所述线型酚树脂是以对甲酚为主体，并选用苯酚、邻甲酚、间甲酚、邻氯苯酚和间氯苯酚中的至少一种和甲醛缩聚而成的线型酚醛树脂，对甲酚含量均在60～97mol％之间，其它一种或多种酚类的总含量在3～40mol％之间，优选BTB-16、BTB-16M、BTB-17、BTB-17OC、BTB-18、BTB-18P、BTB-19、BTB-19OC、BTB-110P、BTB-110Cl。
7.根据权利要求4-6中任一项的方法，其中所用溶剂为二氧六环、丙酮或其混合物且溶剂的用量为反应物总重量的4～6倍；以及所用催化剂为选自碱性无机盐或有机碱的碱催化剂。
8.根据权利要求7的方法，其中所述碱性无机盐选自碳酸钠、碳酸氢钠或其混合物；所述有机碱为选自三乙胺、三乙撑二胺、N，N-二甲基苄胺、三乙醇胺或其混合物的叔胺化合物。
9.根据权利要求8的方法，其中所用催化剂为碳酸钠或三乙撑二胺且其用量为2，1，4-重氮萘醌磺酰氯摩尔数乘以0.55，或者所用催化剂为其他叔胺化合物且其用量为2，1，4-重氮萘醌磺酰氯摩尔数乘以1.1。
10.根据权利要求8的方法，其中所述催化剂以滴加法加入，且滴加速度以反应体系pH值不超过7.5，最好不超过7为准。
11.根据权利要求1-3中任一项的光活性化合物在配制PS版感光液或光刻胶中的用途。
12.一种PS版感光液或光刻胶，包含：
根据权利要求1-3中任一项的光活性化合物 10g
背景染料 0.2-0.5g
成膜结合树脂 15-25g
表面活性剂或流平剂 0.01-0.1g
丙二醇独甲醚或乙二醇独*** 250g-300g。
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