CN109343309B

CN109343309B - 负性光刻胶及其应用

Info

Publication number: CN109343309B
Application number: CN201811465317.7A
Authority: CN
Inventors: 李颖
Original assignee: Shenzhen China Star Optoelectronics Technology Co Ltd
Current assignee: TCL Huaxing Photoelectric Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-03
Filing date: 2018-12-03
Publication date: 2020-07-10
Anticipated expiration: 2038-12-03
Also published as: CN109343309A; WO2020113795A1

Abstract

本发明公开了一种负性光刻胶及其应用，所述负性光刻胶含有邻苯二酚基团。所述负性光刻胶涂覆并固化于硅基底的表面形成负性光阻，所述硅基底的表面具有羟基结构，所述负性光刻胶具有邻苯二酚基团，所述邻苯二酚基团中的羟基结构与所述硅基底的羟基结构之间形成氢键结构。本发明的负性光刻胶及其应用，通过在负性光刻胶内加入带有邻苯二酚基团的化合物，使得邻苯二酚基团中的羟基与硅基底中的羟基形成氢键，以提高由负性光刻胶形成的负性光阻与硅基底之间的粘附力。

Description

负性光刻胶及其应用

技术领域

本发明涉及光刻胶树脂、液晶显示器等领域，具体为一种负性光刻胶及其应用。

背景技术

液晶显示器(LCD)是目前市场中应用最广泛的现实产品。而TFT-LCD作为液晶显示器最核心的器件，它主要包括彩膜基板、液晶、阵列基板三个组成部分。彩膜基板上的RGB彩色光刻胶分别对应阵列基板上的三个子像素，三个子像素合成一个像素。液晶显示器的色彩显示主要是依靠彩膜基板上RGB三色像素点实现的。RGB三色像素点则是通过RGB三种不同体系的光阻成膜，形成设计需求的图案结构，以协助显色的。

COA(Color Filter Array)技术，是将彩膜基板制作在阵列基板上的技术，RGB光刻胶是涂布在阵列基板上的，RGB光刻胶的特性也会影响到阵列基板的相关特性。有些新技术中也会在COA制程中的RGB制程后加一道PFA光刻胶，RGB光刻胶以及PFA光刻胶主要都是负性光阻。

负性光阻是在光阻混合物中加入光引发剂、分散树脂、颜料/染料、反应性单体等，并通过UV光照下进行固化反应而形成图案的，无光照部分则被碱液洗掉，从而形成微观形貌的。通常TFT-LCD中使用的负性光阻主要是PFA光刻胶、RGB光刻胶。RGB光刻胶主要是显色用的，而PFA光刻胶则主要起到平坦化以及起到代替氮氧化硅层的作用。在负性光阻达到一定厚度时，在光固化反应过程中，由于光刻胶与基底底层黏附力较小，容易产生剥落(光刻胶图案局部位置发生剥落)；或者当前制程膜层特性或者基板清洗条件变化时，基板表面有机官能团数量及种类发生变化，负性光刻胶与基板的附着力特性发生变化时，也容易产生负性光阻剥落；这种RGB光阻的缺失形成会造成开口区域漏光，更严重的甚至导致COA阵列基板底层金属裸漏，造成电性方面失常或短路，影响整个面板的显示品质甚至显示不良等问题。若是PFA光刻胶弯折，则及易造成RGB光刻胶裸漏在外，除气工艺中产生风险也及大，也可能产生其他电性方面的不良影响。当前制程上或者光刻胶配方上对于光刻胶剥落这一问题的解决方法，大多是提高光刻胶光固化体系的黏附力以及交联程度。普遍提高黏附力的方法都是使用添加剂，这种方法改善力度有限并且及易带来其他副作用，如添加量高，小分子物质有形成升化物污染机台的风险等。对于一些特殊的像素设计，剥落发生率极高，这就需要有一些更高效的提高材料黏附力的方法来改善。

发明内容

为了解决上述技术问题：提供一种负性光刻胶及其应用，通过在负性光刻胶内加入带有邻苯二酚基团的化合物，使得邻苯二酚基团中的羟基与硅基底中的羟基形成氢键，以提高由负性光刻胶形成的负性光阻与硅基底之间的粘附力。

解决上述问题的技术方案是：提供了一种负性光刻胶，含有邻苯二酚基团。

在本发明一实施例中，所述的负性光刻胶，其组分按质量百分比包括树脂基体8％-9％；改性树脂，1％-2％；染料，5％-8％；单体，5.8％-10.6％；光引发剂，0.1％-0.2％；第一添加剂，0.1％-0.2％；溶剂，70％-80％；其中，所述改性树脂中含有所述邻苯二酚基团。

在本发明一实施例中，所述的负性光刻胶，其组分按质量百分比包括树脂基体，9％-11％；染料，5％-8％；单体，5％-11％；光引发剂，0.1-0.2％；第一添加剂，0.1％-0.2％；第二添加剂，0.02％-0.2％；溶剂，70％-80％；其中，所述第二添加剂含有所述邻苯二酚基团。

在本发明一实施例中，所述第二添加剂的结构式选自以下结构式中的至少一种：

其中，所述第二添加剂的结构式中n、m、s、t均表示重复单元个数。

在本发明一实施例中，所述第二添加剂的分子量在3000-9000之间。

在本发明一实施例中，所述树脂基体带有双键结构，所述改性树脂为带有双键结构的所述树脂基体与带有所述邻苯二酚基团的小分子物质通过双键加成反应制备而成，其中所述小分子物质的结构式选自以下结构式中的至少一种：

所述小分子物质的结构式中，n为1-10。

在本发明一实施例中，所述树脂基体选自纯丙烯酸树脂，环氧丙烯酸树脂，聚酯丙烯酸树脂，不饱和聚酯，聚氨酯丙烯酸树脂，聚醚丙烯酸树脂，丙烯酸化聚磷酸酯中的至少一种。

在本发明一实施例中，所述光引发剂包括引发剂369、引发剂379、硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮、N-乙酰-4-硝基萘胺中的至少一种。

在本发明一实施例中，所述单体包括二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、脂肪族六官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

本发明还提供了一种所述负性光刻胶的应用，其涂覆并固化于硅基底的表面形成负性光阻，所述硅基底的表面具有羟基结构，所述负性光刻胶具有邻苯二酚基团，所述邻苯二酚基团中的羟基结构与所述硅基底的羟基结构之间形成氢键结构。

本发明的技术效果是：本发明的负性光刻胶及其应用，通过在负性光刻胶内加入带有邻苯二酚基团的化合物，使得邻苯二酚基团中的羟基与硅基底中的羟基形成氢键，以提高由负性光刻胶形成的负性光阻与硅基底之间的粘附力；在实际的制备过程中，可以将带有邻苯二酚基团的化合物直接添加进配方中作为大分子添加剂，又可以与基体中的树脂反应，形成改性树脂，可根据实际配方的需求选择添加改性树脂或添加剂，使用灵活度较高；若作为添加剂使用，该化合物可根据苯环支链的取代基碳原子含量调节分子量，避免分子量过小形成升化物污染机台；分子量的大小并不影响其提高附着力的效果。邻苯二酚基团中的羟基结构极易与所述硅基底表面的羟基形成氢键，并且，由于形成的氢键密度较高，若所述硅基底在经紫外光刻(EUV)清洗后羟基密度降低，也不会对基板整体黏附力的效果产生明显的影响。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。

图1是本发明实施例的负性光阻与硅基底的结构示意图，主要体现硅基底上的羟基与所述邻苯二酚基团中的羟基形成的氢键。

1硅基底； 2负性光阻。

具体实施方式

以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。

在一实施例中，本发明的负性光刻胶，含有邻苯二酚基团。所述的负性光刻胶中的组分按质量百分比包括树脂基体8％-9％；改性树脂，1％-2％；染料，5％-8％；单体，5.8％-10.6％；光引发剂，0.1％-0.2％；第一添加剂，0.1％-0.2％；溶剂，70％-80％；其中，所述改性树脂中含有所述邻苯二酚基团。

所述树脂基体选自纯丙烯酸树脂，环氧丙烯酸树脂，聚酯丙烯酸树脂，不饱和聚酯，聚氨酯丙烯酸树脂，聚醚丙烯酸树脂，丙烯酸化聚磷酸酯中的至少一种。

所述树脂基体带有双键结构，所述改性树脂为带有双键结构的所述树脂基体与带有所述邻苯二酚基团的小分子物质通过双键加成反应制备而成，其中所述小分子物质的结构式选自以下结构式中的至少一种：

所述小分子物质的结构式中，n为1-10。

本实施例中，将邻苯二酚基团的所述树脂基体与所述小分子物质进行加成反应，得到所述改性树脂，使改性树脂具备邻苯二酚基团。

所述光引发剂包括引发剂369、引发剂379、硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮、N-乙酰-4-硝基萘胺中的至少一种。

所述单体包括二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、脂肪族六官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

所述溶剂可以为丙二醇甲醚醋酸酯、3-乙氧基丙酸乙酯、丙二醇甲醚(PM)、乙酸乙二醇乙醚中一种或几种混合溶剂。

所述第一添加剂为助剂，可以包括流平剂和消泡剂，其中，流平剂的质量占负性光刻胶树脂组合物总质量的0.05％-0.1％，消泡剂的质量占负性光刻胶树脂组合物总质量的0.05％-0.1％。

在本发明另一实施例中，所述的负性光刻胶的组分按质量百分比包括树脂基体，9％-11％；染料，5％-8％；单体，5％-11％；光引发剂，0.1-0.2％；第一添加剂，0.1％-0.2％；第二添加剂，0.02％-0.2％；溶剂，70％-80％；其中，所述第二添加剂含有所述邻苯二酚基团。

所述第二添加剂的结构式选自以下结构式中的至少一种：

其中，所述第二添加剂的结构式中n、m、s、t均表示重复单元个数。所述第二添加剂的分子量在3000-9000之间。本实施例中，将带有所述邻苯二酚基团的第二添加剂直接作为助剂加入所述的负性光刻胶的其他组分中。本实施例中，带有所述邻苯二酚基团的化合物作为第二添加剂使用，该化合物可根据苯环支链的取代基碳原子含量,即n、m、s、t均表示重复单元个数，来调节分子量，避免分子量过小形成升化物污染机台；分子量的大小并不影响其提高附着力的效果。

本发明还提供了一种所述负性光刻胶的应用，将上述两个实施例中的负性光刻胶涂覆并固化于硅基底的表面形成负性光阻2，所述硅基底1的表面具有羟基结构，所述负性光刻胶具有邻苯二酚基团，所述邻苯二酚基团中的羟基结构与所述硅基底1的羟基结构之间形成氢键结构。所述邻苯二酚基团中的羟基结构极易与所述硅基底1表面的羟基形成氢键，并且，由于形成的氢键密度较高，若所述硅基底1在经紫外光刻(EUV)清洗后羟基密度降低，也不会对基板整体黏附力的效果产生明显的影响。本实施例中，所述硅基底1可以采用氧化硅基底或者氮化硅基底。

本发明的所述负性光刻胶的应用范围广泛，如在液晶显示器中的对应的器件中，包括COA阵列基板上，或者彩膜基板上，当然还可以应用在其他需要采用负性光阻的结构器件中。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种负性光刻胶，其特征在于，含有邻苯二酚基团；

所述负性光刻胶的组分按质量百分比包括

其中，所述改性树脂中含有所述邻苯二酚基团；

所述小分子物质的结构式中，n为1-10。

2.根据权利要求1所述的负性光刻胶，其特征在于，所述树脂基体选自纯丙烯酸树脂，环氧丙烯酸树脂，聚酯丙烯酸树脂，不饱和聚酯，聚氨酯丙烯酸树脂，聚醚丙烯酸树脂，丙烯酸化聚磷酸酯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的负性光刻胶，其特征在于，所述光引发剂包括引发剂369、引发剂379、硝基苯胺、蒽醌、二苯甲酮、N-乙酰-4-硝基萘胺中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的负性光刻胶，其特征在于，所述单体包括二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、脂肪族六官能聚氨酯丙烯酸酯聚合物、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯中的至少一种。

5.一种如权利要求1所述的负性光刻胶的应用，其特征在于，所述负性光刻胶涂覆并固化于硅基底的表面形成负性光阻，所述硅基底的表面具有羟基结构，所述负性光刻胶具有邻苯二酚基团，所述邻苯二酚基团中的羟基结构与所述硅基底的羟基结构之间形成氢键结构。