CN108196428B - 一种光刻胶组合物及彩色滤光片 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种光刻胶组合物及彩色滤光片。该光刻胶组合物包括：树脂基体，所述树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。通过上述方式，本发明能够使光刻胶组合物具有较好的显影性和热稳定性。

Description

一种光刻胶组合物及彩色滤光片
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别是涉及一种光刻胶组合物及彩色滤光片。
背景技术
TFT-LCD在制造过程中，中彩色滤光片用光阻的主要成分包括起染色作用的颜料或染料和光固化体系。光固化体系的主要组成是光敏树脂，即在UV光照射下可发生固化交联的一类树脂。该树脂的作用是分散颜料，实现显影。此外，该树脂的热稳定性直接影响后续工艺的效果及产品质量。
现有技术中，为使光阻有较好的显影能力和热稳定性，通常采用提高该光敏树脂中某些组分的分子量的方法或向该光敏树脂体系中添加环氧系树脂的方法。虽然后者提高了该光敏树脂体系的热稳定性，但随着环氧系树脂添加量的增加，该光敏树脂的显影能力下降，且透光率变差，进而导致制备的液晶显示器的显示效果较差。
本申请的发明人在长期的研发过程中，发现现有技术中的光敏树脂不能同时具有较好的显影性、透光率和热稳定性。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种光刻胶组合物及彩色滤光片，能够使光刻胶组合物具有较好的显影性和热稳定性。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种光刻胶组合物。
其中，该光刻胶组合物包括：树脂基体，该树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种彩色滤光片。
其中，该彩色滤光片涂布有任一该的光刻胶组合物。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明的树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂，由于该丙烯酸树脂具有较好的显影效果，且磷酸基团接在环氧树脂主链上，使得环氧丙烯酸树脂原有主链端基的环氧官能团变成磷酸基团。由于磷酸基团的耐热性和热稳定性高于环氧官能团，因此，该树脂基体的耐热性大大提高。由于该树脂基体环氧丙烯酸树脂中部分含氧官能团被磷酸基团取代，相应的，该树脂基体中的环氧官能团减少，对显影过程的影响减小，因此，在提高该树脂基体的热稳定性的同时获得较好的显影效果。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性的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。
本发明提供一种光刻胶组合物，其中，该光刻胶组合物包括树脂基体，该树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。在本实施方式中，树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂，由于该丙烯酸树脂具有较好的显影效果，且磷酸基团接在环氧树脂主链上，使得环氧丙烯酸树脂原有主链端基的环氧官能团变成磷酸基团。由于磷酸基团的耐热性和热稳定性高于环氧官能团，因此，该树脂基体的耐热性大大提高。由于该树脂基体环氧丙烯酸树脂中部分含氧官能团被磷酸基团取代，相应的，该树脂基体中的环氧官能团减少，对显影过程的影响减小，因此，在提高该树脂基体的热稳定性的同时获得较好的显影效果。
在另一个实施方式中，该树脂基体中，该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂的摩尔数占该树脂基体的总摩尔数的5-30％，如，5％、10％、17％、24％或30％等，该树脂基体中添加适量适的该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂能够提高该树脂基体的热稳定性，也即提高该光刻胶组合物的热稳定性；该丙烯酸树脂的摩尔数占该树脂基体的总摩尔数的60-90％，如，60％、70％、80％或90％等，该树脂基体中添加适量适的该丙烯酸树脂能够获得较好的显影效果。另外，由于该刻胶组合物的热稳定性提高，在加热过程中，该光刻胶组合物不容易裂解产生小分子物质，能够避免小分子物质迁移对其他膜层材料带来的污染，进一步提高产品质量。
在一个实施方式中，该树脂基体中，该丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂的摩尔数之比的范围为70:30～90:10，如，70:30、90:20、50:10、70:10、90:10等。该树脂基体中，该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂与该丙烯酸树脂的摩尔数相配合，能够有效改善该树脂基体的热稳定性并提高显影能力，避免造成光阻残留的问题。
在一个实施方式中，该树脂基体还包括第一环氧丙烯酸树脂，该第一环氧丙烯酸树脂是未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。此时，该树脂基体中包括该丙烯酸树脂、该磷酸改性的环氧丙烯酸树脂和该未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂(也即该第一环氧丙烯酸树脂)。该丙烯酸树脂中的羧基用于在后续的显影工艺过程中获得较好的显影效果，该未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂能够提高该树脂基体的热稳定性，而该磷酸改性的环氧丙烯酸树脂中能够提高替代未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂，发挥提高该树脂基体的热稳定性的作用，同时，该磷酸改性的环氧丙烯酸树脂的透光性和显影能力较该未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂好，有利于在高该树脂基体的热稳定性的同时，获得更好的显影效果和光透过率。
进一步的，该树脂基体中，该丙烯酸树脂、该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂以及该第一环氧丙烯酸树脂的摩尔数之比的范围为60:30:10～90:5:5，如，60:30:10、80:30:10或90:5:5等。该树脂基体中，三种树脂在数量上相互配合，有利于更好的发挥各自的效果，提高该树脂基体的热稳定性、透光率和显影效果。
在一个实施方式中，该光刻胶组合物还包括：颜料/染料、活性稀释剂、光引发剂组合物、添加剂以及溶剂；该树脂基体的质量百分含量为6-10％，如，6％、7％、8％、9％或10％等。该树脂基体用于在该光刻胶组合物中发挥分散该颜料/染料的作用，并用于在后续工艺中发挥显影的作用。该颜料/染料的质量百分含量为5-8％，如，5％、6％、7％或8％等，该颜料/染料在该光刻胶组合物中的作用是对该光刻胶组合物进行染色。该颜料/染料不限于特定颜色，可依照实际形成的光刻胶组合物选择适当的种类，可以为红色颜料/染料、绿色颜料/染料、黄色颜料/染料、蓝色颜料/染料、紫色颜料/染料、青色颜料/染料和黑色颜料/染料等中的一种或几种。该活性稀释剂的质量百分含量为0-5％，如，0、10％、1％、2％、3％、4％或5％等。该光引发剂组合物的质量百分含量为0-0.2％，如，0、0.05％、0.1％、0.15％或0.2％等；该光引发剂可以为安息香类、二苯甲酮类和蒽醌类光起始剂中的一种或几种。该添加剂的质量百分含量为0.1-2％，如，0.1％、0.5％、1％、1.5％或2％等，该添加剂可以为硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外吸收剂、消泡剂和流平剂中的一种或几种。该溶剂的质量百分含量为70-80％，如，70％、72％、74％、76％、78％或80％等，该溶剂可以为丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、3-乙氧基-3-亚胺丙酸乙酯、2-庚烷、3-庚烷、环戊酮和环己酮中的一种或几种。
进一步的，对于不同种颜色和/或不同种类的该颜料/染料，为获得较好的染色效果，该光刻胶组合物中各组分的用量会相应的进行调整。当然，对于包括不同种类的树脂的该树脂基体，为获得更好的分散颜料/染料及显影效果，该光刻胶组合物中各组分的用量会相应的进行调整。总之，该光刻胶组合物中各组分的种类和用量相互配合，以获得更好的热稳定性、显影效果和透光率，提高产品质量。
进一步的，该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂包括磷酸基团改性的双酚A环氧丙烯酸树脂、磷酸基团改性的酚醛环氧丙烯酸树脂、磷酸基团改性的环氧化油丙烯酸树脂、磷酸基团改性的脂肪酸改性环氧丙烯酸树脂、磷酸基团改性的聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、磷酸基团改性的酸酐改性环氧丙烯酸酯、磷酸基团改性的有机硅改性环氧丙烯酸树脂中的至少一种。
更进一步的，该未改性的环氧丙烯酸树脂包括双酚A环氧丙烯酸树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、环氧化油丙烯酸树脂、脂肪酸改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、酸酐改性环氧丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸树脂中的至少一种。
在一个实施方式中，该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂是通过含有磷酸基团的物质对第一环氧丙烯酸树脂进行改性得到的，该第一环氧丙烯酸树脂是未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂；该含有磷酸基团的物质包括：磷酸、磷酸酯类中含有磷酸基团的衍生物中的至少一种。
具体的，现有技术中，为提高光刻胶组合物的热稳定性，该光刻胶组合物的树脂基体包括：该丙烯酸树脂(如下式1)和该第一环氧丙烯酸树脂(如下式2)，虽该第一环氧丙烯酸树脂的添加提高了该树脂基体的热稳定性，但随着环氧系树脂添加量的增加，该树脂基体的显影能力下降，且透光率变差。
在本实施方式中，采用含有磷酸基团的物质对环氧丙烯酸树脂进行改性，请参考下反应式3，该含有磷酸基团的物质为磷酸，磷酸与该第一环氧丙烯酸树脂中的环氧基团在一定条件下发生加成反应，使得原有环氧基团的端基变成磷酸基团，得到该磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂(如下式4)。这样，由于磷酸基团的耐热性和热稳定性高于环氧官能团，因此，该树脂基体的耐热性大大提高。由于该树脂基体中的该未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂中部分含氧官能团被磷酸基团取代，相应的，该树脂基体中的环氧官能团减少，对显影过程的影响减小，因此，在提高该树脂基体的热稳定性的同时获得较好的显影效果。
Figure BDA0001561836740000051
其中，n是正整数；
Figure BDA0001561836740000061
其中，m是正整数；
Figure BDA0001561836740000062
，其中，n-x和x均为正整数；
Figure BDA0001561836740000063
其中，p为正整数。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种彩色滤光片。其中，该彩色滤光片涂布有任一所述的光刻胶组合物。具体的，该彩色滤光片包括：基板；设置在该基板上的黑矩阵；和搭接设置在该黑矩阵上的彩色滤光层，该彩色滤光层由本发明实施方式中提供的光刻胶组合物形成。进一步的，在该彩色滤光片各个膜层上涂覆该光刻胶组合物，在曝光显影等后续工艺过程中，该光刻胶有较好的热稳定性和显影性能，避免了光阻的残留，能够有效提高该彩色滤光片的产品质量。将其用于制备液晶显示器，能够获得更好的显示效果。
综上所述，本发明公开了一种光刻胶组合物及彩色滤光片。该光刻胶组合物包括：树脂基体，所述树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。通过上述方式，本发明能够使光刻胶组合物具有较好的显影性和热稳定性。
以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种光刻胶组合物，其特征在于，所述光刻胶组合物包括树脂基体，所述树脂基体包括丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂；所述磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂是磷酸基团接在环氧树脂主链上，使得环氧丙烯酸树脂原有主链端基的环氧官能团变成磷酸基团。
2.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述树脂基体中，所述磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂的摩尔数占所述树脂基体的总摩尔数的5-30％；所述丙烯酸树脂的摩尔数占所述树脂基体的总摩尔数的60-90％。
3.根据权利要求2所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述树脂基体中，所述丙烯酸树脂和磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂的摩尔数之比的范围为70:30～90:10。
4.根据权利要求2所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述树脂基体还包括第一环氧丙烯酸树脂，所述第一环氧丙烯酸树脂是未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂。
5.根据权利要求4所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述树脂基体中，所述丙烯酸树脂、所述磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂以及所述第一环氧丙烯酸树脂的摩尔数之比的范围为60:30:10～90:5:5。
6.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述光刻胶组合物还包括：颜料/染料、活性稀释剂、光引发剂组合物、添加剂以及溶剂；所述树脂基体的质量百分含量为6-10％，所述颜料/染料的质量百分含量为5-8％；所述活性稀释剂的质量百分含量为0-5％；所述光引发剂组合物的质量百分含量为0-0.2％；所述添加剂的质量百分含量为0.1-2％；所述溶剂的质量百分含量为70-80％。
7.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂包括磷酸基团改性的双酚A环氧丙烯酸树脂、磷酸基团改性的酚醛环氧丙烯酸树脂、磷酸基团改性的环氧化油丙烯酸树脂中的至少一种。
8.根据权利要求4所述的光刻胶组合物，其特征在于，所述未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂包括双酚A环氧丙烯酸树脂、酚醛环氧丙烯酸树脂、环氧化油丙烯酸树脂、脂肪酸改性环氧丙烯酸树脂、聚氨酯改性环氧丙烯酸酯、酸酐改性环氧丙烯酸酯、有机硅改性环氧丙烯酸树脂中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的光刻胶组合物，所述磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂是通过含有磷酸基团的物质对第一环氧丙烯酸树脂进行改性得到的，所述第一环氧丙烯酸树脂是未被磷酸基团改性的环氧丙烯酸树脂；所述含有磷酸基团的物质包括：磷酸、磷酸酯类中含有磷酸基团的衍生物中的至少一种。
10.一种彩色滤光片，其特征在于，所述彩色滤光片涂布有权利要求1-9任一项所述的光刻胶组合物。
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