CN101200525B

CN101200525B - 光固化树脂及制备方法

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Publication number: CN101200525B
Application number: CN200710178573A
Authority: CN
Inventors: 杨久霞; 赵吉生; 李琳; 何璇
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2007-11-30
Filing date: 2007-11-30
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2027-11-30
Also published as: CN101200525A

Abstract

本发明涉及一种光固化树脂，包括以下组分：低聚物，重量百分比为25～90％；单体，重量百分比为1.5～40％；起始剂，重量百分比为0.02～3％；溶剂，重量百分比为2～70％。本发明还涉及一种光固化树脂的制备方法。本发明光固化树脂能直接应用于彩色滤光片用感光树脂组合物的制备，有利于缩短彩色滤光片的生产工艺周期。

Description

光固化树脂及制备方法

技术领域

本发明涉及一种光固化树脂及制备方法，特别是涉及一种可用于制备彩色滤光片的光固化树脂及制备方法。

背景技术

彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键部件之一，其生产成本约占液晶显示器生产成本的20％，因此，如何降低彩色滤光片成本并获得高性能的彩色滤光片是业界关注的焦点。

近年来彩色滤光片的制备技术在不断更新且趋于多样化。对于基于颜料分散法和旋涂工艺制取的彩色滤光片的性能主要取决于感光树脂组合物的性能和彩色滤光片的成膜工艺。而感光树脂组合物的制备工艺中，通常是通过预聚合工序制得光固化树脂，然后再经光阻调制等后续工艺制得满足彩色滤光片性能要求的感光树脂组合物。因此，光固化树脂对感光树脂组合物的特性有重要的影响。

通常光固化树脂可用于制备紫外(UV)油墨、紫外(UV)胶、紫外(UV)固化树脂等材料，但对于可用于制备彩色滤光片的光固化树脂有更高的性能要求。制备出高性能的光固化树脂有利于提高基于该光固化树脂制备的感光树脂组合物的性能，进一步地，有利于缩短基于该感光树脂组合物制备的彩色滤光片的生产工艺周期，从而降低彩色滤光片及液晶显示器的生产成本。

发明内容

本发明目的在于提供一种光固化树脂及制备方法，使得该光固化树脂能直接应用于彩色滤光片用感光树脂组合物的制备，从而缩短彩色滤光片制备工艺周期，降低成本。

为了实现上述目的，本发明第一方面提供了一种光固化树脂，包括以下组分：

低聚物，重量百分比为25％～90％；

单体，重量百分比为1.5％～40％；

起始剂，重量百分比为0.02％～3％；

溶剂，重量百分比为2％～45％。

上述技术方案中，所述低聚物为芳香族类具有多官能度的丙烯酸酯、苯乙烯与马来酸酐共聚物、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的酸、含羟基的酸酐、主链上含有多个甲基苯环氧基团的环氧树脂或酚醛型环氧树脂，或上述低聚物的组合。

上述技术方案中，所述单体可为二聚戊四醇六丙烯酸酯与二聚戊四醇五丙烯酸酯的混和物，或甲基丙烯酸苄酯，或上述单体的组合。

上述技术方案中，所述起始剂可为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、偶氮二异戊腈、过氧化二乙酰、过氧化二辛酰、过氧化二月桂酰、二异丙苯过氧化物、二叔丁基过氧化物或过氧化二碳酸二异丙酯，或上述起始剂的组合物。

上述技术方案中，所述溶剂可为酮、酯、醚、脂肪烃、环烷烃类化合物或芳香烃溶剂，或上述溶剂的混合物。

本发明光固化树脂能直接应用于彩色滤光片用感光树脂组合物的制备，有利于缩短基于该感光树脂组合物制备的彩色滤光片的生产工艺周期，从而降低彩色滤光片的生产成本。

为了实现上述目的，本发明第二方面提供了一种光固化树脂的制备方法，包括：

将重量百分比为25％～90％低聚物和重量百分比为1.5％～40％的单体均匀混合，制备低聚物单体混合物；

将重量百分比为0.02％～3％的起始剂溶解于重量百分比为2％～45％的溶剂中，制备起始剂溶液；

将起始剂溶液逐滴加入低聚物单体混合物中，并在20℃～120℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后制得光固化树脂。采用本发明光固化树脂制备方法能制备出可直接应用于彩色滤光片用感光树脂组合物的制备的光固化树脂，有利于缩短基于该感光树脂组合物制备的彩色滤光片的生产工艺周期，从而降低彩色滤光片的生产成本。

附图说明

图1为本发明光固化树脂制备方法的实施流程图。

具体实施方式

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

本发明光固化树脂的主要组分包括低聚物、单体、起始剂和溶剂，由上述组分按一定配比在一定制备条件下充分反应而成。各个组分分别占光固化树脂的重量百分比为：低聚物25％～90％；单体1.5％～40％；起始剂0.02％～3％；溶剂2％～45％。

其中，所述单体为马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺或2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺，或上述单体的组合。

优选的，本发明光固化树脂各个组分分别占光固化树脂的重量百分比为：低聚物28％～85％；单体1.8％～38％；起始剂0.02％～2.8％；溶剂2％～40％。光固化树脂的分子量为3000～300000。

表1为本发明光固化树脂5个较佳实施例的组分和反应条件表。表1中，低聚物A-1即为苯乙烯与马来酸酐共聚物；低聚物A-2即为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；低聚物A-3即为二聚戊四醇五丙烯酸酯；单体B-1即为二聚戊四醇六丙烯酸酯与二聚戊四醇五丙烯酸酯的混和物；单体B-2即为甲基丙烯酸苄酯；起始剂AMBN即为偶氮二异戊腈；溶剂PM即为丙二醇甲醚。表1中各组分的重量百分比即为各组分占光固化树脂的重量百分比。

表1：本发明光固化树脂5个较佳实施例的组分和反应条件表

光固化树脂第一实施例

本实施例中，光固化树脂的主要组分见表1中实施例“一”行所示，光固化树脂包括重量百分比为40％的低聚物A-1、重量百分比分别为5％的单体B-1和重量百分比为16％的单体B-2的混合物、重量百分比为1％的起始剂AMBN以及重量百分比为38％的溶剂PM混合而成。

光固化树脂第二实施例

本实施例中，光固化树脂的主要组分见表1中实施例“二”行所示，光固化树脂包括重量百分比为28％的低聚物A-1、重量百分比为2.2％的低聚物A-2和重量百分比为0.58％的低聚物A-3的混合物、重量百分比分别为8％的单体B-1和重量百分比为22.32％的单体B-2的混合物、重量百分比为0.9％的起始剂AMBN以及重量百分比为38％的溶剂PM混合而成。

光固化树脂第三实施例

本实施例中，光固化树脂的主要组分见表1中实施例“三”行所示，光固化树脂包括重量百分比为28％的低聚物A-1、重量百分比为12.4％的低聚物A-2和重量百分比为2.6％的低聚物A-3的混合物、重量百分比分别为5％的单体B-1和重量百分比为13.1％的单体B-2的混合物、重量百分比为0.9％的起始剂AMBN以及重量百分比为38％的溶剂PM混合而成。

光固化树脂第四实施例

本实施例中，光固化树脂的主要组分见表1中实施例“四”行所示，光固化树脂包括重量百分比为28％的低聚物A-1、重量百分比为12.4％的低聚物A-2和重量百分比为1.2％的低聚物A-3的混合物、重量百分比分别为5％的单体B-1和重量百分比为14.4％的单体B-2的混合物、重量百分比为1％的起始剂AMBN以及重量百分比为38％的溶剂PM混合而成。

光固化树脂第五实施例

本实施例中，光固化树脂的主要组分见表1中实施例“五”行所示，光固化树脂包括重量百分比为35％的低聚物A-1和重量百分比为2.28％的低聚物A-3的混合物、重量百分比分别为8％的单体B-1和重量百分比为15.8％的单体B-2的混合物、重量百分比为0.92％的起始剂AMBN以及重量百分比为38％的溶剂PM混合而成。

进一步地，上述各实施中，低聚物还可为：芳香族类或脂肪族类具有多官能度的丙烯酸酯、苯乙烯与马来酸酐共聚物、聚氨酯丙烯酸酯、含羟基的聚酯丙烯酸酯、含羟基的酸、含羟基的酸酐、主链上含有多个甲基苯环氧基团的环氧树脂或酚醛型环氧树脂，或上述低聚物的组合物。其中以上丙烯酸酯可为二(聚)季戊四醇五丙烯酸酯、乙氧基-(15)-三羟甲基丙(烷)基三丙烯酸酯、丙氧基辛戊(烷)基乙二醇二丙烯酸酯或聚醚丙烯酸酯，或上述丙烯酸酯的组合物。酚醛型环氧树脂还可具体为包含以下官能团的：

其中，n表示官能团重复单元的数量，n的取值范围可为0.1～6。采用具有该官能团的酚醛型环氧树脂制备的光固化树脂能明显降低光固化树脂薄膜的收缩比，改善光固化树脂薄膜的表面平整度。此外，苯乙烯与马来酸酐共聚物的可具有以下通式：

其中：R是烷基芳香醚、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯、烯丙基或羟基；R1是芳香基，n1的值为1～5；n2的值为1～20。采用具有该通式的苯乙烯与马来酸酐共聚物制备的光固化树脂能明显缩短光固化树脂的曝光显影时间，改善光固化树脂薄膜的表面平整度。

单体还可为：含有乙烯系化合物、马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺或2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺，或上述单体的组合物。

上述各实施例中，起始剂还可为：偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈、过氧化二(2，4-二氯苯甲酰)、偶氮二异戊腈、过氧化二乙酰、过氧化二辛酰、过氧化二月桂酰、二异丙苯过氧化物、二叔丁基过氧化物或过氧化二碳酸二异丙酯，或上述起始剂的组合物。

本发明另一方面还提供了一种光固化树脂的制备方法。图1为本发明光固化树脂的制备方法的实施流程图。如图1所示，本发明光固化树脂的制备方法包括：

步骤1、将重量百分比为25％～90％低聚物和重量百分比为1.5％～40％的单体均匀混合，制备低聚物单体混合物；

步骤2、将重量百分比为0.02％～3％的起始剂溶解于重量百分比为2％～4 5％的溶剂中，制备起始剂溶液；

步骤3、将起始剂溶液逐滴加入低聚物单体混合物中，并在20℃～120℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后制得光固化树脂。

上述技术方案中，步骤2可具体为：将重量百分比为0.02％～3％的起始剂溶解于五分之一的重量百分比为2％～45％的溶剂中制备起始剂溶液；上述步骤3相应为：将低聚物单体混合物溶解于五分之一的重量百分比为2％～45％的溶剂中，制备低聚物单体混合溶液；将剩余的五分之三的重量百分比为2％～45％的溶剂放置于5℃～10℃环境下冷藏；将低聚物单体混合溶液置于恒温容器中并充分搅拌，同时以预设时间间隔均匀滴加入起始剂溶液，在2 0℃～12 0℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后，一次性加入经冷藏的五分之三的溶剂制得光固化树脂。

上述制备方法中，将部分溶剂经冷藏后一次性加入低聚物单体混合溶液中，有利于将恒定的反应温度迅速降低至常温，便于控制光固化树脂制备的反应条件，从而提高光固化树脂的性能。

光固化树脂制备方法实施例

采用上述制备方法，参照表1示出的本发明光固化树脂上述5个实施例各组分重量百分比及对应的制备条件，可分别制备出本发明光固化树脂的上述5个实施例。下面以本发明光固化树脂第一实施例为例具体说明本发明的制备方法。本发明光固化树脂第一实施例制备方法包括：

将重量百分比为40％的低聚物A-1和重量百分比分别为5％的单体B-1和重量百分比为1 6％的单体B-2混合后制备低聚物单体混合物；量取重量百分比为38％的溶剂PM，并称取其中五分之一的溶剂PM，在该部分溶剂中加入重量百分比为1％的起始剂AMBN充分溶解后制得起始剂溶液。量取五分之三的溶剂PM放置于温度为5℃～10℃环境下冷藏。向四口瓶内一次性添加低聚物单体混合物及剩余的五分之一的溶剂PM，然后四口瓶内通入氮气作为保护气，并将四口瓶放置在恒定温度为40℃(反应温度)的磁力搅拌器上，调整搅拌速度对低聚物单体混合物及溶剂进行搅拌；在搅拌的同时，在6.5小时内将起始剂溶液以一定的时间间隔均匀滴加入四口瓶中；保持磁力搅拌器的温度为40℃，并搅拌6.5小时(反应时间)，各组分充分反应后，一次性加入经冷藏的五分之三的溶剂PM，通过搅拌均匀混合制得本发明光固化树脂第一实施例。

本发明光固化树脂的第二至第五实施例的制备方法与本发明光固化树脂第一实施例相同，各实施例相应的反应温度和反应时间可参表1所示，不再赘述。

采用本发明光固化树脂制备方法能制备出可直接应用于彩色滤光片用感光树脂组合物的制备的光固化树脂，有利于缩短基于该感光树脂组合物制备的彩色滤光片的生产工艺周期，从而降低彩色滤光片的生产成本。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims

1.一种光固化树脂，其特征在于，包括以下组分：

低聚物，重量百分比为25％～90％；

单体，重量百分比为1.5％～40％；

起始剂，重量百分比为0.02％～3％；

溶剂，重量百分比为2％～70％；所述低聚物为脂肪族类具有多官能度的丙烯酸酯、苯乙烯与马来酸酐共聚物、酚醛型环氧树脂，或上述低聚物的组合；所述单体为马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺或2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺，或上述单体的组合。

2.一种光固化树脂，其特征在于，由下列组分组成：

低聚物，重量百分比为40％；

单体，由B-1和B-2组成，其重量百分比分别为5％和16％；

起始剂AMBN，重量百分比为1％；

溶剂PM，重量百分比为38％；

其中，所述低聚物为苯乙烯与马来酸酐共聚物；所述单体B-1为二聚戊四醇六丙烯酸酯与二聚戊四醇五丙烯酸酯的混合物；单体B-2为甲基丙烯酸苄酯；起始剂AMBN为偶氮二异戊腈；溶剂PM为丙二醇甲醚。

3.一种光固化树脂，其特征在于，由下列组分组成：

低聚物，由A-1、A-2和A-3组成，其重量百分比分别为28％、2.2％和0.58％；

单体，由B-1和B-2组成，其重量百分比分别为8％和22.32％；

起始剂AMBN，重量百分比为0.9％；

溶剂PM，重量百分比为38％；

其中，所述低聚物A-1为苯乙烯与马来酸酐共聚物；低聚物A-2为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；低聚物A-3为二聚戊四醇五丙烯酸酯；所述单体B-1为二聚戊四醇六丙烯酸酯与二聚戊四醇五丙烯酸酯的混合物；单体B-2为甲基丙烯酸苄酯；起始剂AMBN为偶氮二异戊腈；溶剂PM为丙二醇甲醚。

4.一种光固化树脂，其特征在于，由下列组分组成：

低聚物，由A-1、A-2和A-3组成，其重量百分比分别为28％、12.4％和2.6％；

单体，由B-1和B-2组成，其重量百分比分别为5％和13.1％；

起始剂AMBN，重量百分比为0.9％；

溶剂PM，重量百分比为38％；

5.一种光固化树脂，其特征在于，由下列组分组成：

低聚物，由A-1、A-2和A-3组成，其重量百分比分别为28％、12.4％和1.2％；

单体，由B-1和B-2组成，其重量百分比分别为5％和14.4％；

起始剂AMBN，重量百分比为1％；

溶剂PM，重量百分比为38％；

6.一种光固化树脂，其特征在于，由下列组分组成：

低聚物，由A-1和A-3组成，其重量百分比分别为35％和2.28％；

单体，由B-1和B-2组成，其重量百分比分别为8％和15.8％；

起始剂AMBN，重量百分比为0.92％；

溶剂PM，重量百分比为38％；

其中，所述低聚物A-1为苯乙烯与马来酸酐共聚物；低聚物A-3为二聚戊四醇五丙烯酸酯；所述单体B-1为二聚戊四醇六丙烯酸酯与二聚戊四醇五丙烯酸酯的混合物；单体B-2为甲基丙烯酸苄酯；起始剂AMBN为偶氮二异戊腈；溶剂PM为丙二醇甲醚。

7.一种如权利要求1-6任一项所述光固化树脂的制备方法，其特征在于，包括：

将所述低聚物和所述单体均匀混合，制备低聚物单体混合物；

将所述起始剂溶解于所述溶剂中，制备起始剂溶液；

将起始剂溶液以预设时间间隔均匀滴加入低聚物单体混合物中，并在20℃～120℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后制得光固化树脂。

8.根据权利要求7所述的光固化树脂的制备方法，其特征在于，

所述制备起始剂溶液具体为：称量五分之一的所述溶剂，将所述起始剂溶解于该五分之一的溶剂中制得所述起始剂溶液；

所述将起始剂溶液逐滴加入低聚物单体混合物具体为：称量五分之一的所述溶剂，将所述低聚物单体混合物溶解于该五分之一的溶剂制得低聚物单体混合溶液；将剩余五分之三的所述溶剂放置于温度为5℃～10℃环境下冷藏；将所述低聚物单体混合溶液置于恒温容器中并充分搅拌，同时以预设时间间隔逐滴加入所述起始剂溶液；

所述在20℃～120℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后制得光固化树脂具体为：在20℃～120℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下，经1.5h～16h充分反应后，一次性加入经冷藏的五分之三的所述溶剂，通过搅拌均匀混合制得所述光固化树脂。

9.根据权利要求7或8所述的光固化树脂的制备方法，其特征在于，所述制得光固化树脂具体为：在40℃～90℃的温度并通有氮气作为保护气的反应条件下经2h～8h充分反应后制得光固化树脂。