CN101613276A

CN101613276A - 彩色滤光片用彩色光阻剂

Info

Publication number: CN101613276A
Application number: CN200910031687A
Authority: CN
Inventors: 路建美
Original assignee: SUZHOU SUDA OULUO NEW MATERIAL TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: Suzhou Tianlilan Environmental Protection Technology Co., Ltd.
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2009-12-30
Anticipated expiration: 2029-06-23
Also published as: CN101613276B

Abstract

本发明公开了一种彩色滤光片用彩色光阻剂，包括：颜料、含至少2个不饱和键的多官能团单体、光引发剂、溶剂和碱溶性树脂，还包括：碱溶性单体；碱溶性单体中含有大量羧基，可以增加感光性树脂的碱可溶性，大幅改善基板上未曝光的部分及遮光层上的残渣情形，并提升显影速度；而且该化合物含数量较多的乙烯性不饱和基，因此，曝光时的感光性能较好，可提升彩色光阻剂的着色能力，同时改善膜的性能。

Description

彩色滤光片用彩色光阻剂

技术领域

本发明涉及一种彩色光阻剂组合物。

背景技术

彩色滤光片是液晶显示能够彩色化的关键零组件，也是液晶面板中成本最大的关键零组件。如在15in面板的材料成本中，彩色滤光片约占24％。因此，彩色滤光片的技术及质量对液晶显示器的显示性能有至关重要的影响。

彩色滤光片由玻璃基板(glass substrate)、黑色矩阵(black matrix)、彩色层(color layer)、保护层(over coat)以及ITO导电膜所组成。其结构图如图1所示。

在彩色滤光片中玻璃基板和光阻剂占了材料成本的大部分。目前，生产玻璃基板的厂商以美国的康宁公司为主，光阻剂原料技术大多掌握在日本厂商手中，如富士写真、JSR、TORAY、东洋油墨等。彩色滤光片的关键技术就在于对红、绿、蓝三基色的颜料光阻的研制和涂布工艺的研发。颜料光阻的调制一直是我国LCD产业中的瓶颈，影响了我国LCD产业链的完善。为尽快发展我国LCD产业，降低LCD的制造成本，必须掌握具有自主知识产权的彩色滤光片用颜料光阻剂及彩色滤光片的制备工艺。

彩色滤光片的制备方法有很多种，如：染色法、颜料分散法、印刷法、电沉积法、喷墨法等等，其中颜料分散法是制备中小尺寸屏最常采用的方法。它具有工艺简单，耐光性、耐热性、耐化学性好以及性能稳定等优点。颜料分散法是将颜料分散在树脂中，再将已具有颜色的光阻剂涂布在已经制备好黑色矩阵的透明玻璃基板上，经过曝光、显影等光刻工艺后便可制成彩色滤光片的彩色层，即红、绿、蓝三色光阻。其具体制备流程如图2所示。

光阻剂是一种感光材料，它有正负型之分。正型光阻剂是在光照后分子键会断裂，因此暴露在光线照射的部分会溶于显影液中，未曝光的部分留下，一般应用在TFT Array制程中；负型光阻剂是在光照后分子之间发生交联反应而紧密的结合在一起，未曝光部分的分子之间没有交联作用，容易在显影时会被显影液洗去。彩色滤光片用光阻剂属于负型光阻剂。

颜料分散法的光阻剂主要包括；树脂、光引发剂、颜料、溶剂以及其他添加剂。树脂可分为丙烯酸树脂以及环氧树脂等，不同的树脂在光阻剂中有不同的作用。树脂的主要作用是在光固化时分子之间发生交联反应，提高光阻剂对玻璃基板的附着并提供机械强度。光引发剂的作用是在光照或加热时使光阻剂能快速形成自由基或离子活性基，为分子间发生交联反应提供条件。颜料是光阻剂内的着色剂，它使光阻剂实现彩色化。光阻剂要求颜料粒子呈微细、均匀、稳定的状态分布。颜料粒子的大小、粒径分布、粒子形状、比表面积、表面的极性、粒子的聚集状态、以及化学特性对光阻剂的最终应用性能都有影响，如色饱和度、色纯度、透光率、耐久性和耐热性等。有机溶剂可以调整彩色光阻的黏度，便于彩色光阻旋转涂布。其他添加剂，如消泡剂，润湿剂等使彩色光阻达到理想牛顿流体。

然而由于树脂本身的粒径大小决定了在交联之后形成的膜对颜料粒子的包裹性能差，因此本领域技术人员使用至少2个不饱和官能团的多官能团单体，改单体交联后形成的膜的网状体系对颜料粒子的包裹性能得到改善。

但是，近年来，由于对彩色滤光片的色密度和光密度值要求进一步提高，因此在彩色光阻剂中，着色材料浓度具有提高的倾向。随着着色颜料用量的增加，会使彩色光阻剂中其它功能组分的用量相对减少，因而带来膜性能的下降，如感光性能，显影性能，膜的机械强度等，同时，由于颜料本身对紫外光有吸收，若使用常规感光单体(含至少2个不饱和官能团的多官能性单体)，会使曝光区的固化性能明显下降，无法满足生产要求。

发明内容

本发明目的是提供一种彩色光阻剂，提高彩色光阻剂的感光度，保证彩色光阻剂在高颜料浓度使用条件下的曝光显影性能，减少显影后未曝光区残留，改善膜的性能。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种应用于彩色光阻剂的碱溶性单体，所述碱溶性单体选自：

中的一种。

所述碱溶性单体的制备方法包括以下步骤：

(1)以N，N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，以不饱和羧酸为单体，在氮气气氛中，于40～60℃下聚合反应8～12小时，得到聚合物A；

所述不饱和羧酸选自：中的一种；所述聚合物A相应选自：

中的一种；

(2)冷却后加入可与羧基反应的乙烯基单体，以三乙胺为催化剂，于90～110℃下反应8～12小时，乙烯基单体与聚合物A中的部分羧基缩合反应，得到碱溶性单体；

所述乙烯基单体的化学结构式如下：

其中R₁选自：氢或C1～C20饱和烷基中的一种；R₂和R₃各自选自：C1～C8的饱和亚烷基中的一种；R₄选自：氢或C1～C4的饱和烷基中的一种；R₅和R₆各自选自：氢或甲基中的一种；4≤x≤40；m+n＝x，其中m∶n＝1∶9～9∶1。

优选的技术方案中，其中R₁表示选自氢或C1～C4饱和烷基中的一种。

优选的技术方案中，5≤x≤20；m+n＝x，其中m∶n＝1∶3～3∶1。

上述技术方案中，碱溶性单体中包含有羧酸基团的重复单元提供显影性能，包含不饱和双键的重复单元提供感光性能；当m∶n＝1∶3～3∶1时，可以保证最终形成的彩色光阻剂既有良好的显影效果，又有良好的感光度。

上述技术方案中，m和n的比值可以根据投料比、催化剂、反应温度等因素调整，属于本领域技术人员公知的技术。

上述碱溶性单体中含有大量羧基，应用在彩色滤光片用彩色光阻剂中，可以增加碱可溶性，大幅改善基板上未曝光的部分及遮光层(blackmatrix)上的残渣情形，并提升显影速度；而且该化合物含数量较多的乙烯性不饱和基(不饱和双键)，因此，曝光时的感光性能较好，可提升感光性树脂组成物的着色能力，减少颜料的使用量。

上述碱溶性单体重均分子量优选为1000～300000，特别优选为2000～10000，所述重均分子量是以聚苯乙烯为依据，由凝胶渗透色谱法(GPC：四氢呋喃作为洗脱剂)测得的。

一种彩色光阻剂，包括：

碱溶性树脂 4～8重量％，

颜料 3～9重量％，

多官能团单体 1～6重量％，

光引发剂 0.1～2重量％，

溶剂 65～85重量％，

所述彩色光阻剂还包括：

上述碱溶性单体 0.3～3重量％。

所述碱溶性树脂为本领域常用的可溶于碱性水溶液中的树脂，例如含羧基的共聚物、酚醛树脂或含有其他酸性基团的聚合物，属于本领域技术人员公知的技术；

本发明的实施例中选用的碱溶性树脂为含有羧基的共聚物，所述碱溶性树脂的制备方法包括以下步骤：

在氮气气氛中，以环己酮为溶剂，以不饱和羧酸和芳香族烯烃、不饱和酯中的一种或一种以上为单体，以偶氮二异丁腈为引发剂，于80～100℃下反应6～8小时，共聚得到碱溶性树脂；

所述不饱和羧酸可选自不饱和一元羧酸、不饱和二元羧酸、不饱和二元酸酐中的一种或一种以上的混合物；所述不饱和一元羧酸选自：丙烯酸、甲基丙烯酸、丁烯酸、α-氯丙烯酸、乙基丙烯酸或肉桂酸中的一种或一种以上的混合物；所述不饱和二元羧酸选自：马来酸、富马酸、衣康酸或柠康酸中的一种或一种以上的混合物；所述不饱和二元酸酐选自：马来酸酐、衣康酸酐或柠康酸酐中的一种或一种以上的混合物；

所述芳香族烯烃选自：苯乙烯、α-甲基苯乙烯、乙烯基甲苯、氯乙烯或甲氧基苯乙烯中的一种；

所述不饱和酯选自：不饱和羧酸酯、不饱和羧酸氨烷酯、不饱和羧酸环氧丙基酯、羧酸乙烯酯中的一种或一种以上；

所述不饱和羧酸酯选自：丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸乙酯、丙烯酸丙酯、甲基丙烯酸丙酯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯、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、甲基丙烯酸硬脂酰酯、甲基丙烯酸十八烷基酯、甲基丙烯酸二十二烷基酯或甲基丙烯酸二十烷基酯中的一种或一种以上；

所述不饱和羧酸氨烷酯选自：丙烯酸氨乙酯、甲基丙烯酸氨乙酯、丙烯酸氨丙酯或甲基丙烯酸氨丙酯中的一种或一种以上；

所述不饱和羧酸环氧丙基酯选自：丙烯酸环氧丙基酯或甲基丙烯酸环氧丙基酯中的一种或一种以上；

所述羧酸乙烯酯选自：乙酸乙烯酯、丙酸乙烯酯、丁酸乙烯酯或安息香酸乙烯酯中的一种或一种以上；

本发明的实施例中，聚合碱溶性树脂的单体选自：甲基丙烯酸和丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸-2-羟乙基酯、甲基丙烯酸羟基乙酯、丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸苯甲酯或苯乙烯中的一种或一种以上的混合物；

当碱溶性树脂中含羧基基团的不饱和单体的用量少于4重量％时，所得组合物在碱性显影液中的溶解度可能降低，当该用量多于50重量％时，所形成的象素可能会从基底上脱离，或者象素的表面在用碱性显影剂的显影过程中会变粗糙。

本发明中所述碱溶性树脂的重均分子量优选为3000～300000，特别优选5000～20000，所述重均分子量是以聚苯乙烯为依据，由凝胶渗透色谱法(GPC；四氢呋喃作为洗脱液)测得的。通过使用具有上述重均分子量的这种碱溶性树脂，可得到具有优异显影能力的感光组合物，由该组合物可得到图案边缘轮廓分明的象素，在显影过程中在基底形成象素部分之外的区域内几乎不产生污点或者膜残留物。

本发明所述多官能团单体、光引发剂、颜料、添加剂和溶剂为本领域技术人员公知且常用的化合物或化合物组合，具体地：

所述多官能团单体为含有2个或2个以上不饱和双键的化合物，可选自：乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、三甘醇二丙烯酸酯、四甘醇二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯二(甲基)丙烯酸酯、三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的三(2-羟乙基)异氰酸酯三(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧乙烷(以下简称E0)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、环氧丙烷(以下简称P0)改质的三(甲基)丙烯酸三羟甲基丙酯、三甘醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1，6-己二醇二(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、聚酯二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、己内酯改质的二季戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、四(甲基)丙烯酸二三羟甲基丙酯、E0改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、P0改质的双酚A二(甲基)丙烯酸酯、E0改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、P0改质的氢化双酚A二(甲基)丙烯酸酯、P0改质的甘油三丙酸酯、E0改质的双酚F二(甲基)丙烯酸酯或酚醛聚缩水甘油醚(甲基)丙烯酸酯中的一种；

所述多官能团单体优选具有3个或更多羟基基团的多元醇和它们的二羧酸改性的产物的聚(甲基)丙烯酸酯，具有代表性的是三羟甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸改性的季戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯和二季戊四醇六(甲基)丙烯酸酯；特别优选三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、和二季戊四醇六丙烯酸酯，因为它们对象素提供高强度和表面光滑度，并且在形成象素部分之外的区域内几乎不产生污点或膜残留物；

上述多官能团单体可以单独使用或者组合两种或多种使用；

本发明的实施例中选用的多官能团单体为三羟甲基丙烷三丙烯酸酯；

所述光引发剂可选用：乙酰苯系光引发剂、苯偶姻系光聚合引发剂、苯甲酮系光引发剂、噻吨酮系光引发剂、三嗪系光引发剂、硼酸酯系光引发剂、咔唑系光引发剂或咪唑系光引发剂中的一种或一种以上的混合物；

所述乙酰苯系光引发剂选自：4-苯氧基二氯乙酰苯、4-叔丁基二氯乙酰苯、二乙氧基乙酰苯、1-(4-异丙苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮、1-羟基环己基苯基酮或2-苄基-2-二甲氨基-1-(4-吗啉代基)-丁烷-1-酮中的一种或一种以上的混合物；

所述苯偶姻系光聚合引发剂选自：苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻乙基醚、苯偶姻异丙基醚或苄基二甲基缩酮中的一种或一种以上的混合物；

所述苯甲酮系光引发剂选自：苯甲酮、苯甲酰苯甲酸、苯甲酰苯甲酸甲酯、4-苯基苯甲酮、羟基苯甲酮、丙烯酸化苯甲酮或4-苯甲酰-4’-甲基二苯基硫化物中的一种或一种以上的混合物；

所述噻吨酮系光引发剂选自：噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-甲基噻吨酮、异丙基噻吨酮或2，4-二异丙基噻吨酮中的一种或一种以上的混合物；

所述三嗪系光引发剂选自：2，4，6-三氯均三嗪、2-苯基-4，6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲氧基苯基)-4，6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(对甲苯基)-4，6-双(三氯甲基)均三嗪、2-胡椒基-4，6-双(三氯甲基)均三嗪、2，4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基均三嗪、2-(萘-1-基)-4，6-双(三氯甲基)均三嗪、2-(4-甲氧基-萘-1-基)-4，6双(三氯甲基)均三嗪、2，4-三氯甲基-(胡椒基)-6-三嗪或2，4-三氯甲基-(4’-甲氧基苯乙烯基)-6-三嗪中的一种或一种以上的混合物；

上述光引发剂中，优选使用苯甲酮、2-甲基噻吨酮、2，4-双(三氯甲基)-6-苯乙烯基均三嗪或2，4，6-三氯均三嗪中的一种或一种以上的混合物，它们对提高曝光性能和感光度是有利的，同时可以提高象素的强度和表面光滑度，减少膜残留物。

所述颜料可选用本领域技术人员公知的各种无机颜料或有机颜料；

无机颜料有金属氧化物、金属络盐等等的金属化合物，具体而言可举铁、钴、铝、镉、铅、铜、钛、镁、铬、亚铅、锑等的金属氧化物，以及前述金属的复合氧化物为例。

有机颜料可举例如下：

C.I.颜料黄(1，3，11，20，93，95，97，98，99，104，106，108，109，110，113，114，116，117，119，120，126，127，128，129，138，139，150，151，152，153，154，155，156，166，167，168，175)、

C.I.颜料橙(51，61，63，64，71)、

C.I.颜料红(1，2，4，5，36，38，40，41，42，46，48:2，48:3，48:4，49:1，49:2，50:1，52:1，53:1，57，57:1，57:2，58:2，58:4，60:1，63:1，63:2，64:1，81:1，83，88，90:1，97，101，102，104，105，106，108，112，113，114，122，123，144，146，149，150，151，155，166，168，170，171，172，174，175，176，177，178，179，180，185，187，188，190，193，194，202，206，207，208，209，215，216，220，224，226，242，243，245，254，255，264，265)、

C.I.颜料紫(1，19，23，29，32，36，38，39)、

C.I.颜料蓝(1，2，15，15:3，15:4，15:6)、

C.I.颜料绿(7，36，37)、

C.I.颜料棕(23，25，28)、

C.I.颜料黑(1，7。60，66)；

上述颜料在使用前可以用聚合物进行表面改性；

上述颜料可以单独使用或者将两种或多种组合起来使用；

所述溶剂为本领域技术人员公知的溶剂，需满足彩色光阻剂的组合物各成分的溶解性和涂布性，同时优选考虑安全性进行选择：

优选的溶剂的具体例子包括酯，如乙酸乙酯、乙酸正丁酯、乙酸异丁酯、甲酸戊酯、乙酸异戊酯、乙酸异丁酯、丙酸丁酯、丁酸异丙酯和丁酸乙酯、烷基酯、乳酸甲酯、乳酸乙酯、氧乙酸甲酯、氧乙酸丁酯、甲氧基乙酸甲酯、甲氧基乙酸乙酯、甲氧基乙酸乙酯、乙氧基乙酸甲酯、乙氧基乙酸乙酯、3-氧丙酸烷基酯，如3-氧丙酸甲酯和3-氧丙酸乙酯；3-甲氧基丙酸甲酯、3-甲氧基丙酸乙酯、3-氧基丙酸甲酯和3-乙氧基丙酸乙酯、2-氧丙酸甲酯、2-氧丙酸乙酯、2-氧丙酸丙酯、2-甲氧基丙酸甲酯、2-甲氧基丙酸乙酯、2-乙氧基丙酸甲酯、2-乙氧基丙酸乙酯、2-氧-2-甲基丙酸甲酯、2-氧-2-甲基丙酸乙酯、2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯或2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯、丙酮酸甲酯、丙酮酸乙酯、丙酮酸丙酯：乙酰乙酸甲酯；乙酰乙酸乙酯；2-氧丁酸甲酯和2-氧丁酸乙酯；醚，如二乙二醇二甲基醚、四氢呋喃、乙二醇单甲基醚、乙二醇单乙基醚、甲基溶纤剂乙酸酯、乙基溶纤剂乙酸酯、二乙二醇单甲基醚、二乙二醇单乙基醚、二乙二醇单丁基醚、丙二醇甲基醚、丙二醇甲基醚乙酸酯、丙二醇乙基醚乙酸酯和丙二醇丙基醚乙酸酯；酮，如甲基乙基酮、环己酮、2-庚酮和3-庚酮；以及芳香族烃，如甲苯和二甲苯；

更优选的方案中，所述溶剂选自：3-乙氧基丙酸甲酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丁基溶纤剂乙酸酯、乳酸乙酯、二乙二醇二甲基醚、乙酸丁酯、3-甲氧基丙酸甲酯、2-庚酮、环己酮、乙基卡必醇乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯、丙二醇甲基醚或丙二醇甲基醚乙酸酯中的一种。

进一步的技术方案中，可以添加0.1～2重量％的添加剂改善彩色光阻剂的性能，所述添加剂选自本领域技术人员公知的各种添加剂，例如填料、表面活性剂、粘合促进剂、抗氧化剂、UV吸收剂和聚集抑制剂。

添加剂具体选自：填料，例如：玻璃或氧化铝中的一种；粘结剂树脂之外的聚合物化合物，如：聚乙烯醇、聚丙烯酸、聚乙二醇单烷基醚和聚氟烷基丙烯酸酯；非离子、阳离子和阴离子表面活性剂；粘合促进剂，如乙烯基三甲氧基硅烷、乙烯基三乙氧基硅烷、乙烯基-三(2-甲氧基乙氧基)硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基甲基二甲氧基硅烷、N-(2-氨基乙基)-3-氨基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、3-缩水甘油氧基丙基甲基二甲氧基硅烷、2-(3，4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷、3-氯丙基甲基二甲氧基硅烷、3-氯丙基三甲氧基硅烷、3-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷和3-巯基丙基三甲氧基硅烷；抗氧化剂，如2，2-硫代双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)和2，6--叔丁基苯酚；UV吸收剂，如2-(3-叔丁基-5-甲基-2-羟基苯基)-5-氯苯并三唑和烷氧基二苯甲酮：以及聚集抑制剂，如聚丙烯酸钠。

为促进未照射部分(非图像部分)的碱溶性，以改进本发明的可固化组合物的显影性，可以加入有机羧酸，优选分子量不大于1000的低分子量羧酸；

所述低分子量羧酸选自：脂肪族一元羧酸，如甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、新戊酸、己酸、二乙基乙酸、庚酸或辛酸；脂肪族二元羧酸，如草酸、丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、十三烷二酸、甲基丙二酸、乙基丙二酸、二甲基丙二酸、甲基琥珀酸、四甲基琥珀酸或柠康酸：脂肪族三元羧酸，如丙三羧酸、乌头酸或樟脑三酸；芳香族一元羧酸，如苯甲酸、苯乙酸。

利用本发明所述彩色光阻剂制备彩色滤光片的方法，利用光蚀刻法，并使用本发明的彩色光阻剂组合物，在透明底板上形成各种颜色的滤波器件，具体包括以下步骤：

(1)将彩色光阻剂涂覆在透明底板上，使干燥后彩色光阻剂形成的膜厚度为0.2～5μm；

(2)根据所需图案设置掩模，对需要干燥的膜进行紫外线曝光；

(3)将底板浸渍在碱显影液中，除去未固化部分，形成所需图案，形成相应颜色的滤色器；

上述技术方案中，所述透明底板可选自：玻璃板、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯或聚对苯二甲酸乙二醇酯等树脂板中的一种；

此外，为了促进彩色光阻剂的聚合，根据需要还可以进行加热。

上述技术方案中，通过光蚀刻法，可以制造精度更高的滤色器。

上述技术方案中，在显影的时候，使用碳酸钠、氢氧化钠等水溶液作为碱显影液，另外，还可以使用二甲基苄基胺、三乙醇胺等有机碱。在显影液中，还可以添加消泡剂和表面活性剂。而且，为了提高紫外线曝光感度，还可以进行如下操作：涂敷上述彩色光阻剂并干燥后，涂敷水溶性或者碱性可溶性树脂，例如聚乙烯醇和水溶性丙烯酸酯树脂等，并进行干燥，从而形成防止由氧引起的聚合阻碍的涂膜，然后，再进行紫外线曝光。

由于上述技术方案运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：

1.本发明所述的彩色光阻剂中含有碱溶性单体，所述碱溶性单体中含有大量羧基，应用在彩色滤光片用彩色光阻剂中，可以增加碱可溶性，大幅改善基板上未曝光的部分及遮光层(blackmatrix)上的残渣情形，并提升显影速度；而且该化合物含数量较多的乙烯性不饱和基，因此，曝光时的感光性能较好，可提升彩色光阻剂的着色能力；

2.本发明所述的彩色光阻剂中含有碱溶性树脂，所述碱溶性树脂中含有丙烯酸单体，使用本发明所述的碱溶性树脂，可得到具有优异显影能力的感光组合物，由该组合物可得到图案边缘轮廓分明的象素，在显影过程中在基底形成象素部分之外的区域内几乎不产生污点或者膜残留物。

3.本发明所述彩色光阻剂的使用，提高了彩色光阻剂的感光度，保证彩色光阻剂在高颜料浓度使用条件下的曝光显影性能，减少显影后未曝光区残留，改善耐热性能。

附图说明

图1、现有技术中彩色滤光片结构图；

图2、现有技术中颜料分散法彩色滤光片制作流程图；

其中，1、玻璃基板；2、BM(黑矩阵)；3、彩色光阻。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步描述：

实施例一：碱溶性树脂的合成1，

在三口烧瓶中加入300克环己酮，将下述原料按比例加入，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至80-100℃，反应6-8小时后，在过量甲醇中将聚合物沉淀析出并干燥，计算产率。

甲基丙烯酸 10克

苯乙烯 30克

甲基丙烯酸甲酯 30克

甲基丙烯酸丁酯 30克

偶氮二异丁腈 0.1克

实施例二，碱溶性树脂的合成2，

丙烯酸 20克

苯乙烯 20克

丙烯酸苯基酯 30克

甲基丙烯酸丁酯 30克

偶氮二异丁腈 0.1克

实施例三，碱溶性树脂的合成3，

甲基丙烯酸 10克

丙烯酸乙烯酯 30克

甲基丙烯酸甲酯 40克

甲基丙烯酸丁酯 20克

偶氮二异丁腈 0.1克

实施例四，碱溶性树脂的合成4，

甲基丙烯酸 10克

乙酸乙烯酯 30克

甲基丙烯酸丁酯 30克

甲基丙烯酸环己酯 30克

偶氮二异丁腈 0.05克

实施例五，碱溶性树脂的合成5，

甲基丙烯酸 6克

苯乙烯 34克

乙酸乙烯酯 30克

甲基丙烯酸环己酯 30克

偶氮二异丁腈 0.05克

实施例六，碱溶性树脂的合成6，

甲基丙烯酸 5克

苯乙烯 10克

甲基丙烯酸乙酯 25克

乙酸乙烯酯 30克

甲基丙烯酸环己酯 30克

偶氮二异丁腈 0.05克

实施例七，碱溶性单体的合成1

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入40克丙烯酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入10克丙烯酸羟基乙酯，1克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例八，碱溶性单体的合成2

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入50克甲基丙烯酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入30克丙烯酸羟基乙酯，0.2克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例九，碱溶性单体的合成3

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入50克油酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入20克甲基丙烯酸羟基乙酯，0.5克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例十，碱溶性单体的合成4

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入50克甲基丙烯酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入15克甲基丙烯酸羟基丙酯，0.2克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例十一，碱溶性单体的合成5

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入50克甲基丙烯酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入25克丙烯酸羟基丙酯，0.5克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例十二，碱溶性单体的合成6

在三口烧瓶中加入100克N，N二甲基甲酰胺，加入50克油酸，0.1克偶氮二异丁腈，向反应体系中通入氮气，反复3此确保氧气完全排出，将反应体系温度升至45-60℃，在此温度下反应10小时，反应完毕后冷却，再加入10克丙烯酸-β-羟基丙酯，0.3克三乙胺催化剂，将体系温度生高到100℃，反应10小时，得到碱溶性单体。

实施例十三

将下列混合物用搅拌机均匀混合分散10小时，再用直径为2微米的过滤器进行过滤，得到彩色光阻剂，

CI颜料红168 12克

三羟甲基丙烷三丙烯酸酯 12克

光敏剂(1-(4-异丙苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮) 1克

碱溶性树脂(实施例一制备的树脂) 12克

碱溶性单体(实施例七制备的碱溶性单体) 2克

环己酮 200克

实施例十四

将实施例十三中的碱溶性树脂替换为实施例二制备的树脂，碱溶性单体替换为实施例八制备的碱溶性单体，其他与实施例十三相同。

实施例十五

将实施例十三中的碱溶性树脂替换为实施例三制备的树脂，碱溶性单体替换为实施例九制备的碱溶性单体，其他与实施例十三相同。

实施例十六

将实施例十三中的碱溶性树脂替换为实施例四制备的树脂，碱溶性单体替换为实施例十制备的碱溶性单体，其他与实施例十三相同。

实施例十七

将实施例十三中的碱溶性树脂替换为实施例五制备的树脂，碱溶性单体替换为实施例十一制备的碱溶性单体，其他与实施例十三相同。

实施例十八

将实施例十三中的碱溶性树脂替换为实施例六制备的树脂，碱溶性单体替换为实施例十二制备的碱溶性单体，其他与实施例十三相同。

比较例一～六

将实施例十三中的碱溶性单体替换为同等重量的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯，其他与实施例十三相同。

性能评价

1、感光性能

将彩色光阻剂在玻璃基板上涂布成厚度约为1.2微米的膜，在120℃下烘烤5分钟后，将其置于间距为20微米的掩膜板下用曝光机曝光。曝光时间为3秒钟，曝光能量为10mj/cm2，计算光阻剂的留膜率，留膜率的计算方法为曝光显影后的膜厚与为曝光时膜厚的比值，表1为实施例与比较例的对比结果。

2、显影性能

将彩色光阻剂在玻璃基板上涂布成厚度约为2微米的膜，在100℃下烘烤10分钟后，将其置于间距为50微米的掩膜板下用曝光机曝光。曝光时间为10秒钟，曝光能量为40mj/cm2，

在显影液(3％NaOH溶液)中于15℃下进行显影，计算出现完整图案的时间，表1为实施例与比较例的对比结果。

将彩色光阻剂在玻璃基板上涂布成厚度约为5微米的膜，在100℃下烘烤10分钟后，将其置于间距为50微米的掩膜板下用曝光机曝光。曝光时间为30秒钟，曝光能量为100mj/cm2，

在显影液(3％NaOH溶液)中于20℃下进行显影，将膜用纯水清洗干净，在200℃下烘烤1小时后，在玻璃基板上可形成图案，考察未曝光部分的膜残留情况，表1为实施例与比较例的对比结果。

A 无膜残留

B 少量残留

C 较多残留

3、耐热性

将彩色光阻剂在玻璃基板上涂布成厚度约为10微米的膜，在100℃下烘烤10分钟后，将其置于间距为50微米的掩膜板下用曝光机曝光。曝光时间为50秒钟，曝光能量为200mj/cm2，

在显影液(3％NaOH溶液)中于20℃下进行显影，将膜用纯水清洗干净，在200℃下烘烤1小时后，在玻璃基板上可形成图案，将此图形用500nm波长照射后测定透光率，然后在250℃下将图形烘烤2小时，用500nm波长照射后测定透光率，考察烘烤前后透光率变化情况，表1为实施例与比较例的对比结果。

A 透光率变化小于2％

B 透光率变化在2％-10％之间

C 透光率变化在大于10％

表一

Claims

1.一种碱溶性单体，其特征在于：所述碱溶性单体选自：

中的一种；

其中R₁选自：氢或C1～C20饱和烷基中的一种；R₂和R₃各自选自：C1～C8的饱和亚烷基中的一种R₄选自：氢或C1～C4的饱和烷基中的一种R₅和R₆各自选自：氢或甲基中的一种；4≤m+n≤40，其中m∶n＝1∶9～9∶1。

2.根据权利要求1所述的碱溶性单体，其特征在于：R₁选自：氢或C1～4饱和烷基中的一种。

3.根据权利要求1所述的碱溶性单体，其特征在于：5≤m+n≤20，其中m∶n＝1∶3～

4.一种彩色光阻剂，包括：

碱溶性树脂 4～8重量％，

颜料 3～9重量％，

含至少2个不饱和键的多官能团单体 1～6重量％，

光引发剂 0.1～2重量％，

溶剂 65～85重量％，

其特征在于：所述彩色光阻剂还包括：

权利要求1、2或3所述碱溶性单体 0.3～3重量％。

5.制备权利要求1所述碱溶性单体的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：

(1)以N，N-二甲基甲酰胺为溶剂，以偶氮二异丁腈为引发剂，以不饱和羧酸为单体，在氮气气氛中，于40～60℃下聚合反应8～12小时，得到聚合物A；

所述不饱和羧酸选自：中的一种；

所述聚合物A相应选自：

中的一种；

所述乙烯基单体的化学结构式如下：

其中R₁选自：氢或C1～C20饱和烷基中的一种；R₂和R₃各自选自：C1～C8的饱和亚烷基中的一种；R₄选自：氢或C1～C4的饱和烷基中的一种；R₅和R₆各自选自：氢或甲基中的一种；4≤x≤40。