CN102445853A - 感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法，感光树脂组合物包括：在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.01％～10％的二氧化钛、0％～12％的颜料、2％～25％的光活性聚合物、1％～22％的光活性单体、0.4％～5％的环氧树脂、20％～80％的溶剂、0.1％～3％的光引发剂及0.01％～3.5％的表面活性剂。通过二氧化钛组分，平衡了感光树脂组合物由于着色组分对光的屏蔽，提高了光透过率，解决了现有技术感光树脂组合物中光透过率低的问题，通过附着促进剂组分，提高了与基板玻璃的附着力。

Description

感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法

技术领域

本发明涉及彩色滤光片技术，尤其涉及一种感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法。

背景技术

液晶显示器是目前常用的平板显示器，液晶显示器包括用来显示彩色图像的彩色液晶显示器。

彩色滤光片是液晶显示器实现彩色显示的关键部件。随着彩色液晶显示器的迅速普及，人们对显示器色彩显示的要求不断提高。其中，较高的色彩饱和度和透过率是评价液晶显示器的重要指标之一，因此彩色滤光片的制作技术也在不断更新并趋于多样化。

彩色滤光片主要由着色感光树脂组合物制成，彩色滤光片的性能主要是由着色感光树脂组合物的性能和彩色滤光片成膜工艺所决定。

现有技术中，着色感光树脂组合物由颜料、光活性聚合物、光活性单体、环氧树脂、溶剂、光引发剂、表面活性剂及添加剂组成。着色感光树脂组合物经过成膜工艺制成彩色滤光片。

现有技术存在的缺陷至少在于：现有技术制成的彩色滤光片无法满足彩色液晶显示器更高的光透过率要求。

发明内容

本发明提供一种感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法，以实现较高透过率的彩色滤光片。

本发明提供一种感光树脂组合物，其特征在于，包括：在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.01％～10％的二氧化钛、0％～12％的颜料、2％～25％的光活性聚合物、1％～22％的光活性单体、0.4％～5％的环氧树脂、20％～80％的溶剂、0.1％～3％的光引发剂及0.01％～3.5％的表面活性剂。

本发明还提供一种制备上述感光树脂组合物的方法，其中，在所述颜料的分散工艺中加入所述二氧化钛和表面活性剂。

本发明还提供一种制备彩色滤光片的方法，包括：

将上述感光树脂组合物涂布在基板上；

对涂布在所述基板上的感光树脂组合物进行干燥、曝光、显影及烘烤处理后，形成彩色滤光片。

本发明还提供一种彩色滤光片，所述彩色滤光片由上述感光树脂组合物制备而成。

本发明提供的感光树脂组合物、彩色滤光片及其制备方法，通过二氧化钛组分，平衡了感光树脂组合物由于着色组分对光的屏蔽，提高了光透过率，解决了现有技术感光树脂组合物中光透过率低的问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的制备彩色滤光片的方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明第一实施例提供的感光树脂组合物包括：纳米级二氧化钛、颜料、光活性聚合物、光活性单体、环氧树脂、溶剂、光引发剂及表面活性剂。

二氧化钛在感光树脂组合物所占的重量百分比为0.01％～10％，优选为0.03％～10％。环氧树脂在感光树脂组合物所占的重量百分比为0.4％～5％。

其中，颜料可以是蓝色颜料或蓝色颜料和紫色颜料的混合物，也可以是黑色颜料，在感光树脂组合物所占的重量百分比为0～12％，优选为3.5％～10％。

可以列举的蓝色颜料如P.B.1、P.B.2、P.B.7、P.B.15、P.B.15:1、P.B.15:2、P.B.15:3、P.B.15:4、P.B.15:5、P.B.15:6、P.B.22、P.B.60、P.B.66。

紫色颜料如：P.V.1、P.V.32、P.V.23、P.V.19、P.V.29、P.V.39、P.V.36、P.V.38。

黑色颜料如：#990、#980，#900、#52、#47、#44、#40、#33、#20、#10、#5、#260、MA7、MA8、MA100、MA230、MA220；Raven450、Raven450、Raven450、Raven460、Raven760Ultra、Raven860Ultra、Raven1000、Raven1035、Raven760、Raven860、Raven1060、Raven1255、Raven3500；printex95、printex200；Special black250、Special black 100；Mogul E、Black pearls E、Regal250R、Regal 250、Regal 400R、Regal 400、Monarch 120、Monarch 460、Monarch490、Monarch 1500、Monarch 700、Monarch 430、Monarch 1100、ELFTEX 320或ELFTEX 325等。

光活性聚合物在感光树脂组合物所占的重量百分比为2％～25％。光活性聚合物可以是酸值在100mg KOH/g～350mg KOH/g的芳香酸(甲基)丙烯酸半酯，也可以是酸值在20mg KOH/g～350mg KOH/g、且具有如下通式的树脂或具有如下通式的树脂的组合物：

其中，X为甲基或氢原子；R₂为烷基或烷氧基。

光活性单体在感光树脂组合物所占的重量百分比为1％～22％，优选为1.5％～20％。光活性单体可为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、含羟基的聚酯丙烯酸酯、马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺或2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺、含羟基的酸、含羟基的酸酐或主链上含有多个甲基苯环氧基团的环氧树脂中的任意一种或任意组合。

溶剂在感光树脂组合物所占的重量百分比为20％～80％，溶剂可为酸性溶剂、碱性溶剂或中性溶剂。有酸性溶剂如甲酸、乙酸、氯仿等。碱性溶剂如酮、酯、醚、某些芳香烃等。中性溶剂如脂肪烃、环烷烃类化合物以及某些芳香烃等，具体可为脂肪醇、乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基异丁基酮、单甲基醚乙二醇酯、γ-丁内酯、丙酸-3-乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、环己酮、二甲苯、异丙醇、正丁醇，其中优选为丙二醇单甲基醚、丙二醇单甲基醚醋酸酯、环己烷、丁基卡必醇、丙酸-3-乙醚乙酯、丁基卡必醇醋酸酯及γ-丁内酯的其中之一或者任意组合。

光引发剂在感光树脂组合物所占的重量百分比可为0.1％～3％，优选为0.1％～2.5％。光引发剂可选用自由基型光引发剂或阳离子型光引发剂，或自由基型光引发剂与阳离子型光引发剂的组合，用于使相应组分在紫外光的照射下可发生自由基聚合和/或阳离子聚合反应。具体地，光引发剂可以为肟酯类光引发剂或α-胺基酮类，或可以为酰基膦氧化物、苯乙酮系，或可以为提氢型引发剂、小分子鎓盐类，还可以为茂铁盐类引发剂或大分子引发剂。

肟酯类光引发剂如Ciba OXE 01、CGI 242等。α-胺基酮类如369、379、907等。酰基膦氧化物、苯乙酮系如含硫苯乙酮系光引发剂分子中含吗啉三级氨基和硫醚基，与硫杂蒽酮复合使用具有协同引发效果等。提氢型引发剂如2-苯基苄-2-二甲基胺-1-(4-吗啉苄苯基)丁酮、二苯甲酮及其衍生物，邻苯甲酰苯甲酸甲酯、硫杂蒽酮等芳香酮类。大分子引发剂如含有长链烷基、烷氧基、酯基的阳离子鎓盐，含有聚氨酯基团的阳离子，含有多芳环的阳离子等。可选用的上述光引发剂可单独使用，还可将上述光引发剂混合后使用。

本发明第一实施例中，感光树脂组合物通过二氧化钛组分，平衡了感光体系由于着色组分对光的屏蔽，提高了光透过率。并且，感光树脂组合物内的光引发剂组分具有自由基聚合和阳离子聚合两种机制，与二氧化钛组分的相互作用，使得光阻组合物即感光树脂组合物在曝光时聚合速度快、抗氧阻聚性能好，并具有良好的图形重现性、解析能力和高透过率。

本发明第四实施例～第十一实施例提供的感光树脂组合物除了包括第一实施例中的各组分外，还进一步包括附着促进剂。附着促进剂在感光树脂组合物所占的重量百分比为0.005％～10％，其他组分的含量详见表1。其中，附着促进剂为A-186(是硅烷偶联剂中的一个)、CD9051(是酸性酯类附着促进剂中的一个)或二者的组合。需要说明的是，附着促进剂不限于此，还可以为其他硅烷偶联剂或其他酸性酯类附着促进剂，也可以为其他硅烷偶联剂中的任一种与其他酸性酯类附着促进剂中的任一种的组合。酸性酯类附着促进剂如酸性单官能度丙烯酸酯、酸性多官能度丙烯酸酯、酸性聚酯丙烯酸酯、酸性丙烯酸酯、酸性甲基丙烯酸酯、可共聚磷酸酯、环氧磷酸酯、丙烯酸-羟基乙酯等酸性酯。本发明实施例所用的附着促进剂优选硅烷偶联剂与酸性酯类组合使用。

表面活性剂在感光树脂组合物所占的重量百分比为0.01％～3.5％，优选为0.01％～3％。表面活性剂即添加剂，含量可为消泡剂、光稳定剂、抗氧剂等。

各实施例如表1所示。

表1

由表1可知，第四实施例～第七实施例以及第九实施例、第十一实施例相对于未添加二氧化钛的第二、三实施例中，以及相对于附着促进剂仅添加CD9051的第八和第十实施例，附着力更好。并且，相对于现有技术，本发明实施例提供的感光树脂组合物，通过含有的硅烷偶联剂和酸性酯类附着促进剂的组合物，特别是对于包含有颜料的感光树脂组合物即着色感光树脂组合物，提高了与基板的附着力，尤其是通过添加硅烷偶联剂与酸性酯类附着促进剂的复合组分时，进一步提高了感光树脂组合物与基板玻璃的附着力。相对于现有技术，本发明实施例提供的感光树脂组合物，特别是含有蓝色颜料、紫色颜料和黑色颜料的着色感光树脂组合物的光固化体系中，通过含有的二氧化钛组分，增加了对光的漫反射效果，从而增加了紫外光在的曝光工序中着色感光树脂组合物形成的膜层内的光程，增强了膜层成膜时对光的利用率、降低了曝光能量。同时，感光树脂组合物通过二氧化钛组分，可以平衡感光体系由于着色组分对光的屏蔽，提高光透过率。

本发明上述实施例通过在感光树脂体系内引入含有二氧化钛的颜料分散体系，在着色感光树脂组合物的光固化过程中，减少了颜料对紫外光的吸收，通过添加附着促进剂改善了蓝色感光树脂组合物与基板的附着力，特别是通过添加硅烷偶联剂与酸性酯类附着促进剂的复合组分时提高了感光树脂组合物与基板玻璃的附着力。

本发明实施例提供的制备感光树脂组合物的方法，通过将上述第一实施例、第四实施例～第七实施例以及第九实施例、第十一实施例中任一实施例提供的各组分按照相应的比例混合得到。其中，二氧化钛和表面活性剂可以在颜料的分散工艺中加入，也可以在感光树脂组合物制取过程中加入，优选在颜料分散过程中加入，以使二氧化钛和表面活性剂均匀分散在感光树脂体系中，改善其光学性能。

使用上述实施例提供的感光树脂组合物时，可将该感光树脂组合物经旋转涂布等方式涂布在清洁的基板上，经干燥、紫外曝光、显影和烘烤工艺后，形成具有高色纯度的滤光片，再通过常规制作方法，得到彩色滤光片和液晶显示器。

如图1所示，本发明实施例提供的制备彩色滤光片的方法可包括：

步骤1、将上述实施例中提供的任一种感光树脂组合物涂布在基板上；

步骤2、对涂布在所述基板上的感光树脂组合物进行干燥、曝光、显影及烘烤处理后，形成彩色滤光片。

本发明实施例提供的彩色滤光片为由上述实施例中提供的任一种感光树脂组合物制备而成的彩色滤光片。

上述实施例中，通过采用上述具有高透过率及附着力的感光树脂组合物制备彩色滤光片，使得制备得到的彩色滤光片具有较高的光透过率和与基板的较强的附着力，满足了液晶显示器对彩色滤光片的更高性能的要求。

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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种感光树脂组合物，其特征在于，包括：在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.01％～10％的二氧化钛、0％～12％的颜料、2％～25％的光活性聚合物、1％～22％的光活性单体、0.4％～5％的环氧树脂、20％～80％的溶剂、0.1％～3％的光引发剂及0.01％～3.5％的表面活性剂。

2.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，还包括：在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.005％～10％的附着促进剂。

3.根据权利要求2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述附着促进剂为硅烷偶联剂、酸性酯类附着促进剂或硅烷偶联剂与酸性酯类附着促进剂的组合。

4.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述二氧化钛在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.03％～10％。

5.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述颜料在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为3.5％～10％。

6.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述颜料为蓝色颜料、黑色颜料或蓝色颜料和紫色颜料的混合物。

7.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光活性单体在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为1.5％～20％。

8.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光活性单体为脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、聚醚丙烯酸酯、丙烯酸酯、含羟基的聚酯丙烯酸酯、马来酰亚胺、邻苯二甲酰亚胺或2-羟基-4-邻苯二甲酰亚胺、含羟基的酸、含羟基的酸酐或主链上含有多个甲基苯环氧基团的环氧树脂中的任意一种或组合。

9.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光引发剂在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.1％～2.5％。

10.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光引发剂可为自由基型光引发剂、阳离子型光引发剂或自由基型光引发剂与阳离子型光引发剂的组合，包括：酮肟酯类光引发剂、α-胺基酮类光引发剂、苯乙酮系光引发剂、酰基膦氧化物、芳香酮类光引发剂、芳香硫鎓盐、碘鎓盐或茂铁盐中的任意一种或组合。

11.根据权利要求1-3任一项所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述表面活性剂在所述感光树脂组合物中所占的重量百分比为0.01％～3％。

12.一种制备上述权利要求1-11任一项所述的感光树脂组合物的方法，其特征在于，在所述颜料的分散工艺中加入所述二氧化钛和表面活性剂。

13.一种制备彩色滤光片的方法，其特征在于，包括：

将上述权利要求1-11任一项所述的感光树脂组合物涂布在基板上；

对涂布在所述基板上的感光树脂组合物进行干燥、曝光、显影及烘烤处理后，形成彩色滤光片。

14.一种彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光片由上述权利要求1-11任一项所述的感光树脂组合物制备而成。

Images