CN108178805B - Uv固化聚合物及其制备方法、低温固化光阻 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种UV固化聚合物，其具有如式1所示的结构；其中，在式1中，M为肉桂酸酯单体或丙烯酸酯类单体，n为20～150的整数。本发明还提供了上述UV固化聚合物的制备方法。本发明的UV固化聚合物可应用于光阻的制作过程中并获得一种低温固化光阻；该UV固化聚合物能够提高光阻UV固化程度，因而相比现有技术中的一般光阻，可使光阻的固化温度由原本的210℃以上降低至120℃左右，大幅降低固化温度；同时，基于UV固化过程中存在氧阻聚效应，因此本发明的低温固化光阻仅需要通过主要UV固化、搭配低温加热的辅助固化的方式，即可加强整体固化效果，避免出现光阻表面固化不完全的缺陷。
Description
技术领域
本发明属于彩膜基板制作技术领域，具体来讲，涉及一种UV固化聚合物、该UV固化聚合物的制备方法、以及该UV固化聚合物在低温固化光阻中的应用。
背景技术
彩膜基板(CF基板)是液晶显示器(LCD)的重要组成，而其各膜层是由不同的负性光阻制作而成，包括制作遮光矩阵黑色光阻、制作彩色滤光片的红绿蓝光阻、以及制作平坦层和支撑材的透明光阻；这些光阻膜层的制作过程均需要经过温度在210℃以上持续20min的高温制程才能充分固化，从而不至于在后制程中因固化不完全发生特性变异以及产生其他污染物。然而，长时间210℃以上的高温制程往往容易造成一些平坦层的透明光阻发生黄变，以及红绿蓝彩色光阻中的染料分子遭到破坏发生色度偏移等异常，从而影响液晶显示器的色彩品质。
另外，由于便携及可穿戴显示器的不断发展，柔性LCD的发展显示行业开发趋势。柔性LCD中的有机TFT器件和柔性基板在经受现有LCD光阻的高温制程后，会极大的降低性能。
因此，有必要开发一种可低温固化的光阻材料，使其相比现有技术中的一般光阻材料能够降低固化温度、减少固化时间，以减少LCD制作过程中的高温制程，从而有效防止LCD性能及品质降低。
发明内容
为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种UV固化聚合物及其制备方法，该UV固化聚合物能够应用于光阻制备过程中，以获得低温固化光阻，该UV固化聚合物能够提高光阻UV固化程度，从而可使光阻的固化温度大大降低。
为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种UV固化聚合物，具有如式1所示的结构：
其中，在所示式1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数。
进一步地，n为50～100的整数。
本发明的另一目的在于提供了一种如上所述的UV固化聚合物的制备方法，包括步骤：
S1、将式2-1所示的聚乙烯醇酯类聚合物溶于甲苯或二甲基甲酰胺中，获得第一混合物；
在所述式2-1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数；
S2、在加热条件下向所述第一混合物中滴加如式2-2所示的烯丙基溴丙烯酸酯单体，获得第二混合物；
S3、将所述第二混合物除杂，获得如式1所示的UV固化聚合物。
进一步地，在所述步骤S2中，加热温度为40℃～60℃。
本发明的另一目的还在于提供了一种低温固化光阻，包括下述按质量百分数表示的各组分：
进一步地，所述低温固化光阻还包括以下按质量百分数表示的组分：
显色分散液 8％～15％。
进一步地，所述显色分散液为彩色颜料、彩色染料或炭黑。
进一步地，所述彩色颜料选自偶氮颜料、萘酚系列颜料、苯并咪唑酮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽醌颜料、喹酞酮类颜料中的至少一种。
进一步地，所述UV固化聚合物与所述热固化树脂的质量比为4:1。
进一步地，所述热固化树脂为碱溶性丙烯酸树脂和/或聚乙烯醇肉桂酸酯；所述多官能单体选自如式3-1～3-4所示的物质中的至少一种；
所述光引发剂选自苯偶姻及衍生物、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类中的至少一种。
本发明通过制备一种新型UV固化聚合物，利用该UV固化聚合物的特定结构，将该UV固化聚合物应用于光阻的制作过程中时，能够获得低温固化光阻；该UV固化聚合物能够提高光阻UV固化程度，因而相比现有技术中的一般光阻，可使光阻的固化温度由原本的210℃以上降低至120℃左右，大幅降低固化温度；同时，基于UV固化过程中存在氧阻聚效应，因此仅需要通过主要UV固化、搭配低温加热的辅助固化的方式，即可加强获得的低温固化光阻的整体固化效果，避免出现光阻表面固化不完全的缺陷。
具体实施方式
以下，将来详细描述本发明的实施例。然而，可以以许多不同的形式来实施本发明，并且本发明不应该被解释为限制于这里阐述的具体实施例。相反，提供这些实施例是为了解释本发明的原理及其实际应用，从而使本领域的其他技术人员能够理解本发明的各种实施例和适合于特定预期应用的各种修改。
基于现有技术中的光阻在高温制程中所存在的问题，本发明提供了一种如式1所示的UV固化聚合物。
在式1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数，优选为50～100的整数。
本发明的上述UV固化聚合物是一种含有感光官能团支链的聚乙烯醇，其可与其他光阻材料混合用以制备一种低温固化光阻，在获得的低温固化光阻中，包括下述按质量百分数表示的各组分：5％～8％上述UV固化聚合物、1％～3％热固化树脂、4％～8％多官能单体、0.4％～0.8％光引发剂、0.5％～1％功能添加剂；余量为溶剂。
在上述低温固化光阻中，并未添加任何显示颜色的成分，因此获得的低温固化光阻是一种透明光阻。
当然，该低温固化光阻中还可以包括8％～15％的显色分散液，以显示不同的颜色。
具体来讲，显色分散液可以是彩色颜料、彩色染料或炭黑。
当上述显色分散液为炭黑时，则对应获得黑色遮光光阻(即BM)。
当上述显色分散液为彩色颜料或彩色染料时，将对应获得不同颜色的彩色光阻。
进一步地，彩色颜料可以是偶氮颜料、萘酚系列颜料、苯并咪唑酮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽醌颜料、喹酞酮类颜料等。
上述彩色颜料或彩色染料没有特定的限制，不同颜色的光阻可选用对应不同颜色的彩色颜料或彩色染料；如红色颜料、红色染料、绿色颜料、黄色颜料、蓝色颜料、蓝色染料、紫色颜料、紫色染料等。
值得说明的是，本发明的上述低温固化光阻为彩色光阻时，可以是负性彩色光阻、也可以是正性彩色光阻。
在该低温固化光阻中，UV固化聚合物与热固化树脂的质量比优选为4:1。
更为具体地，热固化树脂可以是碱溶性丙烯酸树脂和/或聚乙烯醇肉桂酸酯；多官能单体可以是式3-1～3-4所示的物质中的至少一种：
同时，光引发剂可以是苯偶姻及衍生物、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类中的至少一种。
如此，将本发明的上述UV固化聚合物应用于光阻的制作中，即可获得低温固化光阻，该UV固化聚合物能够提高光阻UV固化程度，因而相比现有技术中的一般光阻，可使光阻的固化温度由原本的210℃以上降低至120℃左右，大幅降低固化温度，如此即可避免现有技术中光阻由于存在高温制程而导致的透明光阻发生黄变、红绿蓝彩色光阻中的染料分子遭到破坏发生色度偏移、柔性LCD中的有机TFT器件和柔性基板在经受高温制程后会极大的降低性能等异常；同时，基于UV固化过程中存在氧阻聚效应，因此仅需要通过主要UV固化、搭配低温加热的辅助固化的方式，即可加强获得的低温固化光阻的整体固化效果，避免出现光阻表面固化不完全的缺陷，也有效避免了现有技术中一般光阻的制程中因固化不完全发生特性变异以及产生其他污染物等问题。
本发明的上述UV固化聚合物可通过将烯丙基溴丙烯酸酯与聚乙烯醇酯类聚合物发生溴代反应而合成。
具体来讲，上述UV固化聚合物的制备方法，包括下述步骤：
在步骤S1中，将式2-1所示的聚乙烯醇酯类聚合物溶于甲苯或二甲基甲酰胺中，获得第一混合物。
在式2-1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数，优选为50～100的整数。
在步骤S2中，在加热条件下向第一混合物中滴加如式2-2所示的烯丙基溴丙烯酸酯单体，获得第二混合物。
具体来讲，加热温度控制为40℃～60℃即可。
上述UV固化聚合物的反应如下反应式所示：
在步骤S3中，将第二混合物除杂，获得如式1所示的UV固化聚合物。
具体来讲，在上述反应过程中生成的白色HBr沉淀物可在过滤后采用高速离心处理的方式去除，二其他反应残余物可通过水和乙酸乙酯萃取的方式去除。
虽然已经参照特定实施例示出并描述了本发明，但是本领域的技术人员将理解：在不脱离由权利要求及其等同物限定的本发明的精神和范围的情况下，可在此进行形式和细节上的各种变化。
Claims (10)
1.一种UV固化聚合物，其特征在于，具有如式1所示的结构：
其中，在所示式1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数。
2.根据权利要求1所述的UV固化聚合物，其特征在于，n为50～100的整数。
3.如权利要求1或2所述的UV固化聚合物的制备方法，其特征在于，包括步骤：
S1、将式2-1所示的聚乙烯醇酯类聚合物溶于甲苯或二甲基甲酰胺中，获得第一混合物；
在所述式2-1中，M为肉桂酸酯基团或丙烯酸酯类基团，n为20～150的整数；
S2、在加热条件下向所述第一混合物中滴加如式2-2所示的烯丙基溴丙烯酸酯单体，获得第二混合物；
S3、将所述第二混合物除杂，获得如式1所示的UV固化聚合物。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在所述步骤S2中，加热温度为40℃～60℃。
5.一种低温固化光阻，其特征在于，包括下述按质量百分数表示的各组分：
6.根据权利要求5所述的低温固化光阻，其特征在于，所述低温固化光阻还包括以下按质量百分数表示的组分：
显色分散液 8％～15％。
7.根据权利要求6所述的低温固化光阻，其特征在于，所述显色分散液为彩色颜料、彩色染料或炭黑。
8.根据权利要求7所述的低温固化光阻，其特征在于，所述彩色颜料选自偶氮颜料、萘酚系列颜料、苯并咪唑酮颜料、酞菁颜料、喹吖啶酮类颜料、蒽醌颜料、喹酞酮类颜料中的至少一种。
9.根据权利要求5-8任一所述的低温固化光阻，其特征在于，所述UV固化聚合物与所述热固化树脂的质量比为4:1。
10.根据权利要求5-8任一所述的低温固化光阻，其特征在于，所述热固化树脂为碱溶性丙烯酸树脂和/或聚乙烯醇肉桂酸酯；所述多官能单体选自如式3-1～3-4所示的物质中的至少一种；
所述光引发剂选自苯偶姻、苯偶酰类、烷基苯酮类、酰基磷氧化物、二苯甲酮类、硫杂蒽酮类中的至少一种。
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| JP2002069109A (ja) * | 2000-09-01 | 2002-03-08 | Fuji Photo Film Co Ltd | 光重合性組成物 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108178805A (zh) | 2018-06-19 |
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