含有大分子光引发剂的彩色光敏树脂组合物及使用其的彩色滤光片制造技术

本发明专利技术涉及一种彩色光敏树脂组合物，包含碱溶性树脂、着色剂、多官能单体、光引发剂、溶剂以及添加剂，其特征在于，所述光引发剂为大分子光引发剂，其可由以下结构式表示：

Color photosensitive resin composition containing macromolecular photoinitiator and color filter using it

【技术实现步骤摘要】
含有大分子光引发剂的彩色光敏树脂组合物及使用其的彩色滤光片
本公开涉及液晶显示领域，具体地，涉及一种含有大分子光引发剂的彩色光刻胶组合物和彩色滤光片。
技术介绍
光刻胶又称光致抗蚀剂，是由感光树脂、光引发剂和溶剂等组成的光敏感混合物。其在紫外光光束照射下，能够发生交联固化或者降解反应(称为光刻)。向光刻胶中加入着色剂(红色、绿色和蓝色)就制成了彩色光刻胶(或称彩色感光/光敏性树脂组合物)。将彩色光刻胶涂于玻璃基板上成膜经紫外光光刻，形成彩色图案就制成了彩色滤光片。用于彩色液晶显示装置或拍摄元件等的彩色滤光片通常使用颜料分散法制造：在形成有黑色矩阵图案的玻璃基板上均匀涂布红色、蓝色或绿色的单色光刻胶，然后加热干燥成膜(称为前烘)，将所形成的涂膜经紫外曝光、显影、加热固化(称为后烘)，便得到单一颜色的彩色滤光片。根据需要按不同颜色重复进行上述操作，便可形成含有三色像素的彩色滤光片，应用于薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)领域。光引发剂是彩色光敏树脂组合物中的核心组分，是组合物能够在紫外光照射下发生固化的必要材料。尽管光引发剂的种类有很多，但受制于彩色滤光片的生产和应用工艺要求，必须符合耐热，耐酸，耐碱，耐光照，不受彩胶颜色影响且不影响彩胶色度等等的要求，因此可选种类比较少。现有彩胶用光引发剂多使用固体小分子光引发剂，常存在与色浆、树脂、单体等相容性差、有色、易黄变、易团聚、易析出、溶解度低、热稳定性差、光固化后易从彩胶中迁移或析出等缺点，影响彩胶品质，也影响生产线上工人的健康。另一方面，普通大分子光引发剂存在难以溶解在彩胶体系中的问题。鉴于当前彩色光敏树脂组合物使用的光引发剂有如上缺点，因此开发一种能够克服上述缺点的光引发剂，并围绕这种光引发剂设计出具有更高稳定性和更高膜硬度的彩色光敏树脂组合物，是目前亟待解决的现实问题。
技术实现思路
专利技术要解决的问题目前的光阻配方中，光引发剂未使用专门的光引发剂。由于彩胶溶剂为兼顾油溶性和水溶性的酯类和醇类，普通的小分子光引发剂在该类溶剂中溶解性不好。此外，小分子光引发剂在后烘过程中会挥发或迁移，其毒性会对人体造成损害，还会造成曝光MASK被挥发或升华出的小分子光引发剂污染。另一方面，若使用可聚合型光引发剂，使小分子光引发剂在光固化过程中参与聚合，可以解决上述小分子光引发剂的缺点，但是这种光聚合本身也会造成彩胶光固化膜缩率增大，有时会有边缘缺陷或者牛角等问题，且产品分子量无法预估，光聚合后光引发剂形态不确定。此外，从工艺性能出发，人们希望彩胶在快速固化的同时，制成的彩色滤光片上膜体具有一定的硬度，使得曝光区域的图案能够抵受碱性显影液的冲洗。因此，本专利技术的目的在于提供一种含有大分子引发剂的彩色光敏树脂组合物，由于该组合物含有大分子光引发剂，因而不但具有较高的体系稳定性，还具有较高的膜体硬度，并且能够改善成膜性能，降低后烘高温或极端条件引起的小分子析出和迁移。此外，使用上述大分子光引发剂得到的聚合产物的分子量可控。解决问题的方案如上所述，本申请的专利技术人经过潜心研究，发现以大分子光引发剂作为关键成分，配合相应的组分，制备彩色光敏树脂组合物，可以有效解决现有技术中存在的上述问题。具体而言，本专利技术提供一种彩色光敏树脂组合物，包含碱溶性树脂、着色剂、多官能单体、光引发剂、溶剂以及添加剂，其特征在于，所述光引发剂为大分子光引发剂，其可由以下结构式表示：其中，R’为H、OR1或NR2R3，R、R1、R2、R3分别独立选自C1～C10的烷基，所述大分子光引发剂的重均分子量为5000～20000，优选为7000～9000，更优选为7200～8500，最优选7500～8200。其由下式所示的化合物均聚得到。这里需要说明的是，*表示连接位点，R’指向苯环中心的键表示R’可以连接在该苯环上任意可连接的位置。本专利技术的大分子光引发剂在二苯甲酮其中一个苯环的对位上引入了一个丙烯酸酯基团，其中，苯环连接于丙烯酸酯的β位。由于该光引发剂的主链为聚丙烯酸酯，因此在光敏树脂组合物中具有较好的溶解性。其原因可能是由于彩胶的配方大多使用酯类、醇类等与水相相容的溶剂来配合碱性显影液的使用，因此含有类似的丙烯酸酯基团的光引发剂在彩胶溶剂中的溶解度提高。另外，使用该光引发剂配合相应的组分，制备的彩色光敏树脂组合物具有比普通小分子光引发剂制备的彩色光敏树脂组合物更高的硬度。此外，由于大分子光引发剂能够起到配方中树脂的作用，因此能比可聚合型光引发剂更好地降低膜缩率，改善边线整齐度，且得到的聚合产物分子量可以预估。上述的大分子光引发剂中，优选R、R1、R2、R3分别独立选自C1～C4的烷基。上述的大分子光引发剂中，优选R为甲基。上述的大分子光引发剂中，进一步优选R’为H，或者R1为甲基，或者R2和R3为甲基。通过将R1、R2、R3和R限定为上述基团，可以进一步提高光引发剂在彩胶中的溶解度以及光引发剂与彩胶成分中树脂、单体等的相容性。上述的大分子光引发剂中，优选R’为OR1或NR2R3，更优选R’为NR2R3。通过将R’限定为供氢基团，大分子光引发剂可以不依赖于供氢小分子而实现高效聚合。而R’为NR2R3时大分子光引发剂光引发效率最高。这里需要说明的是，供氢基团是指在紫外光照射下向二苯甲酮等夺氢型光引发剂提供氢原子从而引发光聚合反应的基团。如果没有专门的助引发剂(增感剂)向夺氢型光引发剂供氢，该类光引发剂很难从体系中夺氢，引发效率很低。本专利技术还提供上述彩色光敏树脂组合物在彩色滤光片生产中的应用。上述彩色光敏树脂组合物包含碱溶性树脂、着色剂、多官能单体、光引发剂、溶剂以及添加剂。所述碱溶性树脂可以选自丙烯酸树脂和/或丙烯酸酯树脂中的至少一种。作为着色剂，可以是颜料和/或染料，具体地，可以为红色颜料/染料、绿色颜料/染料、蓝色颜料/染料、黄色颜料/染料、橙色颜料/染料、紫色颜料/染料或者上述两种及多种颜料/染料的混合物，优选地，所述着色剂可以为上述颜料/染料在溶剂中分散形成的色浆，色浆的固含量可以为5-50wt％。作为多官能单体(或感光性单体)，是指分子中包含不饱和双键、羟基、羧基、羰基等多个具有反应性的官能团的单体，添加多功能单体能够实现在曝光部分形成清晰的像素图案、防止显影脱模等技术效果，可选择合适的多官能单体。通常使用本领域公知的可参与交联反应的一种或多种混合使用，代表性的可举出为选自1,6-乙二醇二丙烯酸酯、二缩丙二醇二丙烯酸酯、三缩丙二醇二丙烯酸酯、3-丙氧化甘油三丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、乙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、丙氧化季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇四丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、二季戊四醇六丙烯酸酯、3-(三甲氧基硅烷)丙基丙烯酸酯、甲基丙烯酸缩水甘油酯和甲基丙烯酸苄酯中的至少一种，但是并不限定于上述多官能性单体。作为助引发剂，可以选自脂肪族叔胺、乙醇胺类叔胺、叔胺性苯甲酸酯和活性胺中的至少一种。为了容易进行涂布，光敏树脂组合物中可本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种彩色光敏树脂组合物，包含碱溶性树脂、着色剂、多官能单体、光引发剂、溶剂以及添加剂，其特征在于，所述光引发剂为大分子光引发剂，其可由以下结构式表示：/n

【技术特征摘要】
1.一种彩色光敏树脂组合物，包含碱溶性树脂、着色剂、多官能单体、光引发剂、溶剂以及添加剂，其特征在于，所述光引发剂为大分子光引发剂，其可由以下结构式表示：



其中，R’为H、OR1或NR2R3，R、R1、R2、R3分别独立选自C1～C10的烷基，所述大分子光引发剂的重均分子量为5000～20000。


2.根据权利要求1所述的大分子光引发剂，其中，所述大分子光引发剂的重均分子量为7000～9000。


3.根据权利要求2所述的大分子光引发剂，其中，所述大分子光引发剂的重均分子量为7500～8200。


4.根据权利要求1所述的彩色光敏树脂组合物，其中，R、R1、R2、R3分...

【专利技术属性】
技术研发人员：桑伟，刘永祥，侯少堃，王晓青，孙涛，
申请(专利权)人：北京鼎材科技有限公司，固安鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11