CN108535961A - 一种彩色光刻胶组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了一种彩色光刻胶组合物，所述彩色光刻胶组合物包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、光起始剂、溶剂以及添加剂；所述颜料分散液包括分散剂、分散树脂和颜料，所述颜料与所述分散树脂连接，所述颜料分散液中的颜料均匀的分散在光刻胶组合物中；在彩色滤光片的后烘烤阶段，所述分散树脂在加热的条件下产生羧基，使得所述羧基与彩色光刻胶中的碱可溶性树脂或/和单体中的环氧基团发生化学反应，使得颜料固定在所述彩色光刻胶组合物中的树脂交联网络上，以改善颜料的团聚现象，提高彩色滤光片的品质。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板制造领域，尤其涉及一种彩色光刻胶组 合物。
背景技术
液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)是目前市场上应 用最为广泛的显示产品，其生产工艺技术十分成熟，产品良率高， 生产成本相对较低，市场接受度高。
液晶显示面板通常由彩色滤光片基板、薄膜晶体管阵列基板 以及配置于两基板间的液晶层所构成，并分别在两基板的相对内 侧设置像素电极、公共电极，通过施加电压控制液晶分子改变方 向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
彩色滤光片(Color Filter，CF)是LCD与OLED(Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管)显示器件中提供色彩的 重要部件。常见彩色滤光片的色彩层主要包括红色、绿色、蓝色 部分，通过不同亮度红色、绿色、蓝色像素发光区域的组合达到 显示的目标色彩。这种图案化的红、绿、蓝像素通常使用彩色光 刻胶进行制造。其制造的常见流程是将彩色光刻胶涂覆在透明的 衬底基板上，经过预烘烤后以紫外线灯配合图案化光罩进行曝光， 使彩色光刻胶固化形成彩色膜层。再经过显影制程后形成图案， 最后通过后烘烤使得彩色光刻胶膜层进一步固化。
上述彩色光刻胶组合物主要包含有颜料(Pigment)、单体(Monomer)、碱可溶性树脂(Polymer)、光起始剂(Initiator)、 添加剂和溶剂等，形成图案化的膜层主要反应原理为：在曝光阶 段，接受紫外光曝光的部分，光起始剂被激活，引发单体发生交 联聚合反应使彩色光刻胶固化。显影阶段，碱性显影液可以溶解 未固化的光刻胶，从而形成图案。最后，在后烘烤阶段，树脂进 一步发生热固化，使得整个膜层有更好的耐性。
彩色光刻胶中提供色彩的主要成分为颜料，颜料主要为拥有 特定化学构造的色素分子集合体，其本身不可溶，一般以小颗粒 形式分散在特定的有机溶剂中。颜料稳定、均匀分散是彩色光刻 胶材料一直存在的课题，在上述的制造过程中，颜料分散不佳极 易造成颗粒团聚而在彩色膜层上留下黑点，造成彩色滤光片的品 质变差，特定的颜料也会因为分散不佳而在后烘烤及后续热制程 中出现颜料针状结晶，对彩色滤光片的其他膜层造成影响。
发明内容
本发明提供一种彩色光刻胶组合物，以改善彩色滤光片中的 颜料因分散不佳而引起颜料的团聚现象。
为解决上述问题，本发明提供的技术方案如下：
本发明提出了一种彩色光刻胶组合物，其中，所述彩色光刻 胶组合物包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、光起始剂、溶 剂以及添加剂；
所述颜料分散液包括分散剂、分散树脂和颜料，所述颜料与 所述分散树脂连接，所述分散树脂在一定条件下产生羧基，所述 分散树脂的结构式为：
根据本发明一优选实施例，所述颜料分散液的质量分数为 4％～10％，所述碱可溶性树脂的质量分数为5％～8％，所述单体的 质量分数为5％～8％，所述光起始剂的质量分数为0.2％～0.6％，所 述溶剂的质量分数为70％～85％，所述添加剂的质量分数为0.1％～0.2％。
根据本发明一优选实施例，所述分散树脂中的R1为所述分散 树脂的主体，所述分散树脂中的R1包括至少一个所述羧基，所述 分散树脂中的R1为聚酯、丙烯酸树脂或改性氨基甲酸酯树脂中的 一种；
所述分散树脂中的R2为烷基、芳基或烷芳基中的一种。
根据本发明一优选实施例，所述分散树脂包括乙烯基醚键， 所述乙烯基醚键用于对所述羧基嵌段保护，所述乙烯基醚键断裂 的温度为110℃～220℃。
根据本发明一优选实施例，当所述分散树脂中的R2为正丙基 时，所述乙烯基醚键断裂的温度为130℃～150℃，所述分散树脂的 结构式为：
其中，所述分散树脂结构式中的树脂含量占总所述颜料分散 液中分散树脂的20％～100％。
根据本发明一优选实施例，当所述分散树脂中的R2为正丁基 时，所述乙烯基醚键断裂的温度为150℃～170℃，所述分散树脂的 结构式为：
其中，所述分散树脂结构式中的树脂含量占总所述颜料分散 液中分散树脂的20％～100％。
根据本发明一优选实施例，所述碱可溶性树脂和所述单体中 至少一者含有环氧基，所述环氧基用于与所述羧基发生化学反应；
所述碱可溶性树脂包括环氧丙烯酸酯，环氧甲基丙烯酸酯， 环氧甲基丙烯酸烷基酯、环氧甲基丙烯酸芳基酯，丙烯酸、甲基 丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸醇酯、甲基丙烯 酸烷基芳酯、丁二酸甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物；
所述单体包括乙氧基的丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和 脂肪族聚异氰酸酯等中的一种或几种。
根据本发明一优选实施例，所述光起始剂包括安息香类、二 苯甲酮类和蒽醌类光起始剂中的一种或者一种以上的混合物。
根据本发明一优选实施例，所述溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯， 丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙烷基-3-乙氧丙酸酯，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 一种或者一种以上的混合物。
根据本发明一优选实施例，所述添加剂包括自硅烷偶联剂、 抗氧剂、紫外吸收剂、消泡剂和流平剂中的一种或者一种以上的 混合物。
本发明的有益效果为：本发明提供了一种彩色光刻胶组合物， 所述彩色光刻胶组合物包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、 光起始剂、溶剂以及添加剂；所述颜料分散液包括分散树脂和颜 料，所述颜料与所述分散树脂连接，该颜料分散液中的颜料均匀 的分散在光刻胶组合物中；在后烘烤阶段，所述分散树脂在加热 的条件下产生羧基，使得所述羧基与碱可溶性树脂或/和单体中的 环氧基团发生化学反应，使得颜料固定在所述彩色光刻胶组合物 中的树脂交联网络上，以改善颜料的团聚现象，提高彩色滤光片 的品质。
具体实施方式
本发明提出了一种彩色光刻胶组合物，其中，所述彩色光刻 胶组合物包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、光起始剂、溶 剂以及添加剂；
在本发明优选实施例中，所述颜料分散液的质量分数为 4％～10％，所述碱可溶性树脂的质量分数为5％～8％，所述单体的 质量分数为5％～8％，所述光起始剂的质量分数为0.2％～0.6％，所 述溶剂的质量分数为70％～85％，所述添加剂的质量分数为 0.1％～0.2％；
例如，以100份重量计算，所述颜料分散液的质量分数占比 为4～10份，所述碱可溶性树脂的质量分数占比为5～8份，所述单 体的质量分数占比为5～8份，所述光起始剂的质量分数占比为 0.2～0.6份，所述溶剂的质量分数占比为70～85份，所述添加剂的 质量分数占比为0.1～0.2份；
所述颜料分散液包括分散剂、分散树脂、颜料以及其他一些 添加剂等，所述分散树脂与所述颜料发生化学反应，使得所述颜 料与所述分散树脂连接在一起，跟随分散树脂均匀的分布所述颜 料分散液中，即彩色光刻胶组合物中；所述分散树脂在一定条件 下产生羧基，其中，该羧基与分散树脂中某些基团反应，使得该 基团被保护起来，主要是隔绝该羧基与混合物中的碱性基团反应；
在本实施例中，优选的，所述分散树脂在加热条件下产生羧 基，所述分散树脂的结构式为：
在本发明优选实施例中，所述分散树脂中的R1为所述分散树 脂的主体，所述分散树脂中的R1包括至少一个所述羧基，所述分 散树脂中的R1为聚酯、丙烯酸树脂或改性氨基甲酸酯树脂等脂类 中的一种，所述分散树脂中的R2为烷基、芳基或烷芳基中的一种； 另外，所述分散树脂结构式中的所有氢原子，均可被合理的取代 基所取代，如烷基、芳基或烷芳基等。
优选的，所述分散树脂包括乙烯基醚键，即利用乙烯基醚与 所述分散树脂中羧基反应，将所述羧基嵌段保护，并在一定的温 度下使该乙烯基醚键断裂，重新生成羧基，其中，所述乙烯基醚 键断裂的温度为110℃～220℃。
另外，在颜料分散液中，颜料不作特别限定，可以使用制作 彩色光刻胶公知的颜料，可包含有机颜料及无机颜料，例如：
红色，二吡咯并吡咯颜料，诸如C.I.颜料红254、255、264、 270及272；
绿色，卤素取代的铜酞菁颜料，诸如C.I.颜料绿36及C.I.颜 料绿7；
蓝色，铜酞菁颜料，诸如C.I.颜料蓝15:6、15、15:1、15:2、 15:3、15:4、15:5及16；
黄色，异吲哚啉基颜料，诸如C.I.颜料黄139；
黄色，喹酞酮基颜料，诸如C.I.颜料黄138；
黄色，镍复合物颜料，诸如C.I.颜料黄150等其他混合物。
在本发明优选实施例中，所述碱可溶性树脂和所述单体中至 少一者含有环氧基，所述环氧基用于与所述分散树脂产生的羧基 发生化学反应，使得颜料固定在树脂的交联网络中，降低颜料发 生团聚的可能性；
其中，所述碱可溶性树脂部分或者全部含有环氧基，当所述 碱可溶性树脂包括环氧基时，可以由环氧丙烯酸酯，环氧甲基丙 烯酸酯，环氧甲基丙烯酸烷基酯、环氧甲基丙烯酸芳基酯中的一 种或一种以上的混合物组成；当所述碱可溶性树脂不包括环氧基 时，可以由丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、甲 基丙烯酸醇酯、甲基丙烯酸烷基芳酯、丁二酸甲基丙烯酸酯中的 一种或一种以上的混合物组成；
所述单体部分或者全部含有环氧基，当所述单体不包括环氧 基时，所述单体可以由乙氧基的丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸 酯和脂肪族聚异氰酸酯等中的一种或一种以上的混合物组成。
在本发明优选实施例中，所述光起始剂包括安息香类、二苯 甲酮类和蒽醌类光起始剂中的一种或者一种以上的混合物。
在本发明优选实施例中，所述溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯， 丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙烷基-3-乙氧丙酸酯，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 一种或者一种以上的混合物。
在本发明优选实施例中，所述添加剂包括自硅烷偶联剂、抗 氧剂、紫外吸收剂、消泡剂和流平剂中的一种或者一种以上的混 合物。
本发明优选实施例一中，当所述分散树脂中的R2选择正丙基 时，所述乙烯基醚键断裂的温度为130℃～150℃，所述分散树脂的 结构式为：
所述分散树脂结构式中的树脂含量占总所述颜料分散液中分 散树脂的20％～100％；另外，所述光刻胶组合物中的所述单体可以 选择环氧丙烯酸酯，所述环氧丙烯酸酯的含量占所有单体的比重 为20％～100％。
根据本发明一优选实施例，当所述分散树脂中的R2为正丁基 时，所述乙烯基醚键断裂的温度为150℃～170℃，所述分散树脂的 结构式为：
所述分散树脂结构式中的树脂含量占总所述颜料分散液中分 散树脂的20％～100％；另外，所述光刻胶组合物中的所述碱可溶性 树脂可以选择环氧丙烯酸酯树脂，所述环氧丙烯酸酯树脂的含量 占所有树脂的比重为20％～100％。
本发明中所述碱可溶性树脂和所述单体中所述环氧基，主要 用于与所述分散树脂产生的羧基发生化学反应，使得颜料固定在 树脂的交联网络中，降低颜料发生团聚的可能性；而所述分散树 脂中的羧基与该环氧基反应前期，该羧基与所述光刻胶组合物中 的碱性溶液混合在一起，羧基偏酸性，与碱性溶液发生不可逆的 化学反应，因此该羧基在反应前期需要被保护起来，与该碱性溶 液隔离；本发明通过采用可与羧基发生可逆化学反应的树脂，将 该羧基嵌段保护起来，在彩色滤光片后期的烘烤阶段，在一定温 度下，分散树脂重新产生羧基，并在该条件下，所述羧基与所述 碱可溶性树脂和所述单体中的环氧基发生化学反应，使得颜料固 定在树脂的交联网络中，降低颜料发生团聚的可能性。
本发明提出了一种彩色光刻胶组合物，所述彩色光刻胶组合 物包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、光起始剂、溶剂以及 添加剂；所述颜料分散液包括分散剂、分散树脂和颜料，所述颜 料与所述分散树脂连接，所述颜料分散液中的颜料均匀的分散在 光刻胶组合物中；在彩色滤光片的后烘烤阶段，所述分散树脂在 加热的条件下产生羧基，使得所述羧基与碱可溶性树脂或/和单体 中的环氧基团发生化学反应，使得颜料固定在所述彩色光刻胶组 合物中的树脂交联网络上，以改善颜料的团聚现象，提高彩色滤 光片的品质。
综上所述，虽然本发明已以优选实施例揭露如上，但上述优 选实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱 离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明 的保护范围以权利要求界定的范围为准。
Claims (10)
1.一种彩色光刻胶组合物，其特征在于，包括颜料分散液、碱可溶性树脂、单体、光起始剂、溶剂以及添加剂；
所述颜料分散液包括分散剂、分散树脂和颜料，所述颜料与所述分散树脂连接，所述分散树脂在一定条件下产生羧基，所述分散树脂的结构通式为：
2.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述颜料分散液的质量分数为4％～10％，所述碱可溶性树脂的质量分数为5％～8％，所述单体的质量分数为5％～8％，所述光起始剂的质量分数为0.2％～0.6％，所述溶剂的质量分数为70％～85％，所述添加剂的质量分数为0.1％～0.2％。
3.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述分散树脂中的R1为所述分散树脂的主体，所述分散树脂中的R1包括至少一个所述羧基，所述分散树脂中的R1为聚酯、丙烯酸树脂或改性氨基甲酸酯树脂中的一种；
所述分散树脂中的R2为烷基、芳基或烷芳基中的一种。
4.根据权利要求3所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述分散树脂包括乙烯基醚键，所述乙烯基醚键用于对所述羧基嵌段保护，所述乙烯基醚键断裂的温度为110℃～220℃。
5.根据权利要求4所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，当所述分散树脂中的R2为正丙基时，所述乙烯基醚键断裂的温度为130℃～150℃，所述分散树脂的结构式为：
其中，所述分散树脂结构式中的树脂含量，占总所述颜料分散液中分散树脂的20％～100％。
6.根据权利要求4所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，当所述分散树脂中的R2为正丁基时，所述乙烯基醚键断裂的温度为150℃～170℃，所述分散树脂的结构式为：
其中，所述分散树脂结构式中的树脂含量占总所述颜料分散液中分散树脂的20％～100％。
7.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述碱可溶性树脂和所述单体中至少一者含有环氧基，所述环氧基用于与所述羧基发生化学反应；
所述碱可溶性树脂包括环氧丙烯酸酯，环氧甲基丙烯酸酯，环氧甲基丙烯酸烷基酯、环氧甲基丙烯酸芳基酯，丙烯酸、甲基丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸芳基酯、甲基丙烯酸醇酯、甲基丙烯酸烷基芳酯、丁二酸甲基丙烯酸酯中的一种或一种以上的混合物；
所述单体包括乙氧基的丙烯酸酯、脂肪族聚氨酯丙烯酸酯和脂肪族聚异氰酸酯等中的一种或一种以上的混合物。
8.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述光起始剂包括安息香类、二苯甲酮类和蒽醌类光起始剂中的一种或者一种以上的混合物。
9.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述溶剂包括丙二醇甲醚醋酸酯，丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙酸酯、乙烷基-3-乙氧丙酸酯，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者一种以上的混合物。
10.根据权利要求1所述的彩色光刻胶组合物，其特征在于，所述添加剂包括自硅烷偶联剂、抗氧剂、紫外吸收剂、消泡剂和流平剂中的一种或者一种以上的混合物。
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