WO2014019320A1

WO2014019320A1 - 一种感光树脂组合物

Info

Publication number: WO2014019320A1
Application number: PCT/CN2012/087201
Authority: WO
Inventors: 舒适; 惠官宝; 薛建设; 刘陆
Original assignee: 京东方科技集团股份有限公司
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-12-21
Publication date: 2014-02-06
Also published as: CN102778813A; CN102778813B

Abstract

提供一种感光树脂组合物，其包括：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%光引发剂、40%-64.4%溶剂、0.1%-7%聚合型硅烷偶联剂以及0.1%-1%助剂。该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。

Description

一种感光树脂组合物技术领域

本公开的实施例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 ( Thin Film Transistor (薄膜场效应晶体管））器件和周边电路，彩色滤光片包括 R (红色）、 G (绿色）、 B (蓝色）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（black matrix ( BM ) ) 的设置线宽以避免对盒偏差造成漏光，而增大 BM的设计线宽就自然降低了开口率，影响显示效果。 COA ( Color Filter on Array )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 ( Indium Tin Oxide )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緩，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，不能形成平緩坡度角的过孔，从而导致 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，本公开通过釆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婦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隄，形成平緩坡度角以保证彩色层的过孔形貌平緩， ITO薄膜均匀连续。

本公开的感光树脂组合物，包括：碱可溶性树脂、含乙婦基不饱和双键的感光性单体、颜料、光引发剂、溶剂、聚合型硅烷偶联剂、以及助剂。

本公开的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂为含多乙婦基官能团的硅烷偶联剂，且所述组合物中的含乙烯基不饱和双键的感光性单体的官能度小于硅烷偶联剂的官能度。

本公开的感光树脂组合物，包括如下重量百分比的物质：

碱可溶性树脂 5%-45%；

含乙婦基不饱和双键的感光性单体 0.5%-18%；

颜料 4%- 15%;

光引发剂 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，上述感光树脂组合物所包含的物质的总量例如是 100%。

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、一缩二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟曱基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟曱基丙烷三丙烯酸酯、 (乙氧化）季戊四醇四丙烯酸酯、二缩三羟曱基丙烷四丙烯酸酯，双季戊四醇五丙烯酸酯中的两种以上。

所述碱可溶性树脂为芳香酸（曱基）丙烯酸半酯或苯乙烯与马来酸酐共聚物。

所述聚合

其中，为 C¾或 CH₃CH₂。所述聚合型硅烷偶联剂是 γ- (2,3-环氧丙氧基）丙基三曱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，为 C¾或 CH₃CH₂

所述聚合型硅烷偶联剂是 β- (3,4-环氧环己基）乙基三曱氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

本公开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。

本公开中所述光引发剂选自苯曱酰、苯曱酰基曱醚、苯曱酰基乙醚、苯曱酰基异丙醚、苯曱酰基异丁醚、 2, 4, 6-三曱基苯曱酰二苯膦氧化物、 2, 2，-二（0-氯苯） -4, 4 5, 5，-四苯基 -1, 2，-联咪唑、 2-乙基蒽醌、联苯酰、莰醌、苯基乙醛酸曱酯、 4-羟基苯二曱基锍 Ρ-曱苯磺酸盐、三苯锍六氟锑酸盐、二苯碘鑰六氟锑酸盐、苯曱酰曱苯横酸酯、 2-羟基 -2-曱基 -1-苯丙基 -1-酮、二乙氧基乙酰苯酚、 2-曱基 -2-吗啉代 -1- (4-曱基苯硫基）、 2-羟基 -2-曱基 -1-[4- (曱基乙稀）苯基]丙基 -1-酮、 2, 4-二 (三氯曱烷基） -6- (四 -曱氧基苯） -1, 3, 5-三嗪、 2, 4-二（三氯曱基） -6-胡椒基 1, 3, 5-三嗪、 2, 4-二（三氯曱烷） -6-[2- ( 5-曱基呋喃） - 乙烯基 ]-1, 3, 5 三嗪、 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -1- (4-吗啉苄苯基）丁酮中的一种或两种以上的组合。

本公开中所述溶剂选自曱酸、乙酸、氯仿、丙酮、丁酮、脂肪醇、乙二醇单曱醚、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、曱乙酮、曱基异丁基酮、单曱基醚乙二醇酯、 γ-丁内酯、丙酸- 3 -乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单曱基醚、丙二醇单曱基醚醋酸酯、环己烷、二曱苯、异丙醇中的一种或两种以上的组合。

本公开的碱可溶性树脂为芳香酸 (曱基）丙烯酸半酯或苯乙烯与马来酸酐共聚物，例如选自 SATOMER公司的 SB400树脂系列。

本公开中所述的助剂是添加到光树脂组合物中的其它添加剂，例如流平剂和分散剂等。流平剂如 A- 186、 BL-240、 EB-350等，分散剂例如为 B YK 160 系列（广州市鼎盛化工有限公司）。

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

釆用本公开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

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅涉及本发明的一些实施例，而非对本发明的限制。

图 1表示对比例 1在 100mJ、 160 μ πι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、 160 μ πι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、 160 μ m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、 160 μ πι条件下曝光-显影所得图案的截面图片。具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的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。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%重量百分比的三羟曱基丙烷三丙烯酸酯（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%重量百分比的苯曱酰基曱醚， 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，为 C¾或 C¾CH₂

该聚合型硅烷偶联剂是 γ- ( 2,3-环氧丙氧基）丙基三曱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 160 μ πι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 ( SARTOMER ), 0.2%重量百分比的季戊四醇四丙烯酸酯（官能度 4 ), 0.3%重量百分比的三羟曱基丙烷三丙烯酸酯（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 DisperBYK 2000 ( BYK公司 ), 42.4%重量份的丙二醇曱醚醋酸酯；聚合型硅烷偶联剂的分子式如下：

其中，为 C¾或 C¾CH₂

该聚合型硅烷偶联剂是 γ- (2,3-环氧丙氧基）丙基三曱氧基硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物，度为 5

图 3表示实施例 2在 100mJ 160 μπι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緩的坡度角。实施例 3: 感光树脂混合物，

5%重量百分比的碱可溶树脂 SB401 ( SARTOMER ), 9%重量百分比的一缩二丙二醇二丙烯酸酯（官能度 2), 9%的三羟曱基丙烷三丙烯酸酯（官能度 3 ), 4%重量百分比的蓝色颜料 Ρ.Β.22, 3%重量百分比的 2-羟基 -2-曱基 -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 DisperBYK 160 (ΒΥΚ公司）， 64.4%重量份的丙二醇曱醚醋酸酯；聚合型硅烷偶联剂的分子式如下：

其中，为 C¾或 C¾CH₂

该聚合型硅烷偶联剂是 β- (3,4-环氧环己基）乙基三曱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 4表示实施例 3在 100mJ、 160 μ πι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緩的坡度角。对比例 1: 感光树脂混合物

5%重量百分比的碱可溶树脂， 10%重量百分比的一缩二丙二醇二丙烯酸酉（官能度 2 ), 13%的三羟曱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-曱基 -1-苯丙基 -1-酮， 0.6% 重量份的分散剂 DisperBYK 160 ( BYK公司 ), 64.4%重量份的丙二醇曱醚醋酸酯。

图 1表示对比例 1在 100mJ、 160 μ πι条件下曝光-显影所得图案的截面图片。表明釆用对比例 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，本公开通过釆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婦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隄，形成平緩坡度角以保证彩色层的过孔形貌平緩， ΙΤΟ薄膜均匀连续。

以上所述仅是本发明的示范性实施方式，而非用于限制本发明的保护范围，本发明的保护范围由所附的权利要求确定。

Claims

权利要求书

1. 一种感光树脂组合物，包括：碱可溶性树脂、含乙婦基不饱和双键的感光性单体、颜料、光引发剂、溶剂、聚合型硅烷偶联剂、以及助剂。

2. 根据权利要求 1所述的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂为含多乙烯基官能团的硅烷偶联剂，且所述组合物中的含乙婦基不饱和双键的感光性单体的官能度小于硅烷偶联剂的官能度。

3. 根据权利要求 1或 2所述的感光树脂组合物，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、一缩二丙二醇二丙烯酸酯、二缩三丙二醇二丙烯酸酯、三羟曱基丙烷三丙烯酸酯、乙氧基化三羟曱基丙烷三丙烯酸酯、

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 1~3中任一项所述的感光树脂组合物，其中，所述碱可溶性树脂为芳香酸（曱基）丙烯酸半酯或苯乙烯与马来酸酐共聚物。

5. 根据权利要求 1~4中任一项所述的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，为 C¾或 C¾CH₂。

6. 根据权利要求 1~4中任一项所述的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂的结构式为：

其中，为 C¾或 C¾CH₂。

7. 根据权利要求 5所述的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂是 γ- (2,3-环氧丙氧基）丙基三曱硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

8. 根据权利要求 6所述的感光树脂组合物，其中，所述聚合型硅烷偶联剂是 β- (3,4-环氧环己基）乙基三曱硅烷和双季戊四醇五丙烯酸酯的缩合物。

9. 根据权利要求 1~8中任一项所述的感光树脂组合物，其中，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、紫色颜料或者上述二种或多种颜料的混合物。

10. 根据权利要求 1~9中任一项所述的感光树脂组合物，其中，所述光引发剂选自苯曱酰、苯曱酰基曱醚、苯曱酰基乙醚、苯曱酰基异丙醚、苯曱酰基异丁醚、 2, 4, 6-三曱基苯曱酰二苯膦氧化物、 2, 2'-二（0- 氯苯） _4, 4，， 5, 5，-四苯基 -1, 2，-联咪唑、 2-乙基蒽醌、联苯酰、莰醌、苯基乙醛酸曱酯、 4-羟基苯二曱基锍 P-曱苯磺酸盐、三苯锍六氟锑酸盐、二苯碘鑰六氟锑酸盐、苯曱酰曱苯磺酸酯、 2-羟基 -2-曱基 -1-苯丙基 -1- 酮、二乙氧基乙酰苯酚、 2-曱基 -2-吗啉代 -1-( 4-曱基苯硫基）、 2-羟基 -2- 曱基 -1-[4- (曱基乙稀）苯基]丙基 -1-酮、 2, 4-二 (三氯曱烷基） -6- (四 -曱氧基苯） -1, 3, 5-三嗪、 2, 4-二（三氯曱基） -6-胡椒基 1, 3, 5- 三嗪、 2, 4-二（三氯曱烷） -6-[2- ( 5-曱基呋喃） -乙烯基] -1, 3, 5 三嗪、 2-苯基苄 -2-二曱基胺 -1- (4-吗啉苄苯基）丁酮中的一种或两种以上的组合。

11. 根据权利要求 1~10中任一项所述的感光树脂组合物，其中，所述溶剂选自曱酸、乙酸、氯仿、丙酮、丁酮、脂肪醇、乙二醇单曱醚、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、曱乙酮、曱基异丁基酮、单曱基醚乙二醇酯、 γ-丁内酯、丙酸- 3 - 乙醚乙酯、丁基卡必醇、丁基卡必醇醋酸酯、丙二醇单曱基醚、丙二醇单曱基醚醋酸酯、环己烷、二曱苯、异丙醇中的一种或两种以上的组合。

12. 根据权利要求 1~11中任一项所述的感光树脂组合物，包括如下重量百分比的物质：碱可溶性树脂 5%-45%；含乙婦基不饱和双键的感光性单体 0.5%-18%；颜料 4%-15%；光引发剂 0.1%-3%；溶剂 40%-64.4%；聚合型硅烷偶联剂 0.1%-7%；助剂 0.1%-1%。