CN102778813B

CN102778813B - 一种感光树脂组合物

Info

Publication number: CN102778813B
Application number: CN201210270543.6A
Authority: CN
Inventors: 舒适; 惠官宝; 薛建设; 刘陆
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2014-04-16
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: WO2014019320A1; CN102778813A

Abstract

本发明提供一种感光树脂组合物，其包括重量百分比的如下物质：5%-45%碱可溶性树脂、0.5%-18%含乙烯基不饱和双键的感光性单体、4%-15%颜料、0.1%-3%光起始剂、40%-64.4%溶剂、0.1%-7%聚合型硅烷偶联剂以及0.1％-1%助剂。本发明感光树脂组合物可以用于制作COA（Color Filter on Array）结构面板。采用本发明感光树脂组合物作为彩色光阻剂，显影后可以得到平滑的边缘和较小的坡度角，提供了在彩色层上制作连续的ITO薄膜的条件。

Description

一种感光树脂组合物

技术领域

本发明涉及液晶显示器彩色滤光片，尤其涉及作为彩色光阻剂的感光树脂组合物。

背景技术

液晶显示面板包括两片玻璃基板：Array基板和彩色滤光片Color Filter（CF），其中Array基板上包括TFT器件和周边电路，彩色滤光片包括R、G、B颜色层，再将两片基板对盒。在对盒时由于存在偏差，需要增大黑矩阵（BM）的设置线宽以避免对盒偏差造成漏光，而增大的BM的设计线宽就自然降低了开口率，影响显示效果。COA（Color Filter onArray）结构可以解决这个问题，在TFT器件制作完成的Array基板上制作彩色滤光层，避免了对盒时的误差，因此BM可以设计为窄线宽，提高了开口率。

COA结构在制作过程中需要彩色层留有一个过孔，将下方的电极暴露出来，再制作ITO薄膜，图案化后形成像素电极，因此为了保证ITO薄膜是均匀和连续的，彩色层的过孔形貌要尽量平缓，也就要求彩色层的坡度角不能太陡（小于70°），否则ITO在过孔内侧面附着不好，甚至会出现断路。

然而，目前用作为彩色光阻剂的感光树脂组合物经涂布，曝光，显影后，不能形成平缓坡度角的过孔，而使ITO在过孔内侧面附着不好。

因此，有必要开发符合COA结构要求的用作为彩色光阻剂的感光树脂组合物。

发明内容

为实现上述目的，本发明通过采用聚合型硅烷偶联剂作为感光树脂组合物的组分之一，聚合型硅烷偶联剂为含多乙烯基官能团的硅烷偶联剂，而组合物中使用官能度小于上述硅烷偶联剂的含乙烯基不饱和双键的感光性单体，使得感光树脂组合物涂布曝光后越接近底部聚合程度越高，交联越致密，即显影时越靠近底部溶解速率越慢，形成平缓坡度角以保证彩色层的过孔形貌平缓，ITO薄膜均匀连续。

本发明的感光树脂组合物，包括如下重量百分比的物质：

碱可溶性树脂 5%-45%；

含乙烯基不饱和双键的感光性单体 0.5%-18%；

颜料 4%-15%；

光起始剂 0.1%-3%；

溶剂 40%-64.4%；

聚合型硅烷偶联剂 0.1%-7%；

助剂 0.1%-1%。

其中，所述含乙烯基不饱和双键的感光性单体可包括：1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（乙氧化）季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯，双季戊四醇五丙烯酸酯中的两种或两种以上。所述碱可溶性树脂为芳香酸（甲基）丙烯酸半酯或苯乙烯与马来酸酐共聚物。

所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

所述聚合型硅烷偶联剂是γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

或者，所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

所述聚合型硅烷偶联剂是β-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

本发明所述颜料可以为各种颜料，如红色颜料、黄色颜料、橙色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、紫色颜料或者上述二种或多种颜料的混合物。

本发明中所述光起始剂选自苯甲酰、苯甲酰基甲醚、苯甲酰基乙醚、苯甲酰基异丙醚、苯甲酰基异丁醚、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯膦氧化物、2，2’-二（o-氯苯）-4，4’，5，5’-四苯基-1，2’-联咪唑、2-乙基蒽醌、联苯酰、莰醌、苯基乙醛酸甲酯、4-羟基苯二甲基锍p-甲苯磺酸盐、三苯锍六氟锑酸盐、二苯碘鎓六氟锑酸盐、苯甲酰甲苯磺酸酯、2-羟基-2-甲基-1-苯丙基-1-酮、二乙氧基乙酰苯酚、2-甲基-2-吗啉代-1-（4-甲基苯硫基）、2-羟基-2-甲基-1-[4-（甲基乙稀）苯基]丙基-1-酮、2，4-二（三氯甲烷基）-6-（四-甲氧基苯）-1，3，5-三嗪、2，4-二（三氯甲基）-6-胡椒基1，3，5-三嗪、2，4-二（三氯甲烷）-6-[2-（5-甲基呋喃）-乙烯基]-1，3，5三嗪、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮中的一种或两种以上的组合。

本发明中所述溶剂选自甲酸、乙酸、氯仿、丙酮、丁酮、脂肪醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇二乙醚乙酸乙酯、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、环己烷、二甲苯、异丙醇中的一种或两种以上的组合。

本发明的感光树脂组合物可以用于制作COA（Color Filter on Array）结构面板。

采用本发明感光树脂组合物作为彩色光阻剂，显影后可以得到平滑的边缘和较小的坡度角，提供了在彩色层上制作连续的ITO薄膜的条件。

附图说明

图1表示对比例1在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。

图2表示实施例1在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。

图3表示实施例2在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。

图4表示实施例3在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。

具体实施方式

实施例1：感光树脂混合物

20%重量百分比的碱可溶树脂SB400（SARTOMER），5%重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（官能度3），5%重量百分比的乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯（SR494）（官能度4）（SARTOMER），15%重量百分比的红色颜料P.R.122，2%重量百分比的苯甲酰基甲醚，0.1%重量份的聚合型硅烷偶联剂，0.1%重量份的流平剂EB350（SARTOMER），52.8%重量份的丙酮；聚合型硅烷偶联剂的分子式如下：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

该聚合型硅烷偶联剂是γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物，官能度为5。

将上述感光树脂组合物在已经制作好TFT器件的Array基板上旋涂或刮涂形成均匀的膜层，再经过预烘烤-曝光-显影-后烘烤后即形成彩色滤光层。

图2表示实施例1在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。表明使用实施例1的感光树脂组合物可实现较平滑的坡度角。

实施例2：感光树脂混合物

45%重量百分比的碱可溶树脂SB400，0.2%重量百分比的季戊四醇四丙烯酸酯（官能度4），0.3%重量百分比的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（官能度3），4%重量百分比的黄色颜料P.Y.94，0.1%重量百分比的2-乙基蒽醌，7%重量份的聚合型硅烷偶联剂，1%重量份的分散剂DisperBYK2000（BYK公司），42.4%重量份的丙二醇甲醚醋酸酯；聚合型硅烷偶联剂的分子式如下：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

图3表示实施例2在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。表明使用实施例2的感光树脂组合物可实现较平缓的坡度角。

实施例3：感光树脂混合物，

5%重量百分比的碱可溶树脂SB401，9%重量百分比的二缩丙二醇双丙烯酸酯（官能度2），9%的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯（官能度3），4%重量百分比的蓝色颜料P.B.22，3%重量百分比的2-羟基-2-甲基-1-苯丙基-1-酮，5%重量份的聚合型硅烷偶联剂，0.6%重量份的分散剂DisperBYK160（BYK公司），64.4%重量份的丙二醇甲醚醋酸酯；聚合型硅烷偶联剂的分子式如下：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

该聚合型硅烷偶联剂是β-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物，官能度为5。

图4表示实施例3在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。表明使用实施例3的感光树脂组合物可实现较平缓的坡度角。

对比例1：感光树脂混合物

5%重量百分比的碱可溶树脂，10%重量百分比的二缩丙二醇双丙烯酸酯（官能度2），13%的三羟甲基丙烷三丙烯酸酯单体（官能度3），4%重量百分比的有机颜料，3%重量百分比的2-羟基-2-甲基-1-苯丙基-1-酮，0.6%重量份的分散剂DisperBYK160（BYK公司），64.4%重量份的丙二醇甲醚醋酸酯。

图1表示对比例1在100mJ、160μm条件下曝光-显影所得图案的截面图片。表明采用对比例1的感光树脂组合物会得到较为陡峭的坡度。

由上述实施例1-3和对比例1可以获知，本发明通过采用聚合型硅烷偶联剂作为感光树脂组合物的组分之一，聚合型硅烷偶联剂为含多乙烯基官能团的硅烷偶联剂，并且组合物中使用官能度小于上述硅烷偶联剂的含乙烯基不饱和双键的感光性单体，使得感光树脂组合物涂布曝光后越接近底部聚合程度越高，交联越致密，即显影时越靠近底部溶解速率越慢，形成平缓坡度角以保证彩色层的过孔形貌平缓，ITO薄膜均匀连续。

以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离所附权利要求所限定的精神和范围的情况下，可做出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围内。

Claims

1.一种感光树脂组合物，包括如下重量百分比的物质：

其中，所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

2.一种感光树脂组合物，包括如下重量百分比的物质：

其中，所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，R₁为CH₃或CH₃CH₂。

3.根据权利要求1或2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述含乙烯基不饱和双键的感光性单体可包括：1,6-己二醇双丙烯酸酯、二缩丙二醇双丙烯酸酯、三缩丙二醇双丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、（乙氧化）季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三羟甲基丙烷四丙烯酸酯，双季戊四醇五丙烯酸酯中的两种以上。

4.根据权利要求1或2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述碱可溶性树脂为芳香酸（甲基）丙烯酸半酯或苯乙烯与马来酸酐共聚物。

5.根据权利要求1所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述聚合型硅烷偶联剂是γ-（2,3-环氧丙氧基）丙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

6.根据权利要求2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述聚合型硅烷偶联剂是β-（3,4-环氧环己基）乙基三甲氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

7.根据权利要求1或2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述颜料为红色颜料、黄色颜料、橙色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、紫色颜料或者上述多种颜料的混合物。

8.根据权利要求7所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述颜料为红色颜料、黄色颜料、橙色颜料、绿色颜料、蓝色颜料、紫色颜料中二种的混合物。

9.根据权利要求1或2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述光起始剂选自苯甲酰、苯甲酰基甲醚、苯甲酰基乙醚、苯甲酰基异丙醚、苯甲酰基异丁醚、2，4，6-三甲基苯甲酰二苯膦氧化物、2，2’-二（o-氯苯）-4，4’，5，5’-四苯基-1，2’-联咪唑、2-乙基蒽醌、联苯酰、莰醌、苯基乙醛酸甲酯、4-羟基苯二甲基锍p-甲苯磺酸盐、三苯锍六氟锑酸盐、二苯碘鎓六氟锑酸盐、苯甲酰甲苯磺酸酯、2-羟基-2-甲基-1-苯丙基-1-酮、二乙氧基乙酰苯酚、2-甲基-2-吗啉代-1-（4-甲基苯硫基）、2-羟基-2-甲基-1-[4-（甲基乙稀）苯基]丙基-1-酮、2，4-二（三氯甲烷基）-6-（四-甲氧基苯）-1，3，5-三嗪、2，4-二（三氯甲基）-6-胡椒基1，3，5-三嗪、2，4-二（三氯甲烷）-6-[2-（5-甲基呋喃）-乙烯基]-1，3，5三嗪、2-苯基苄-2-二甲基胺-1-（4-吗啉苄苯基）丁酮中的一种或两种以上的组合。

10.根据权利要求1或2所述的感光树脂组合物，其特征在于，所述溶剂选自甲酸、乙酸、氯仿、丙酮、丁酮、脂肪醇、乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙醚、乙二醇单丁醚、二乙二醇二乙醚乙酸乙酯、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、环己烷、二甲苯、异丙醇中的一种或两种以上的组合。