一种改性光引发剂及其制备方法和用途技术

本发明专利技术提供了一种改性光引发剂及其制备方法和用途，所述改性光引发剂由二苯甲酮主体基团与含氢硅油取代基团连接而成，所述改性光引发剂的制备方法包括：(1)将含氢硅油进行卤代化反应，得到中间产物；(2)将所述中间产物与所述二苯甲酮类化合物进行取代反应，得到所述改性光引发剂。所述改性光引发剂用于光刻胶。本发明专利技术所提供的改性光引发剂具有表面富集的特性，能够在液体的表面具有较高的浓度，可以有效的解决感光树脂组合物在显影工艺中形成的倒梯形三角区域固化程度不高而被显影液冲断的问题，最终得到表面平整、角度适宜的坡角。

A modified photoinitiator and its preparation and Application

【技术实现步骤摘要】
一种改性光引发剂及其制备方法和用途
本专利技术涉及光刻胶
，尤其涉及彩色光刻胶
，特别涉及一种改性光引发剂及其制备方法和用途。
技术介绍
彩色滤光片是液晶显示面板的重要组件，通过彩色滤光片液晶显示器可以实现视觉上的彩色化。彩色滤光片的制备主要利用了光引发剂的光引发固化机理，光引发剂作为光固化材料的关键组分，对材料的光固化程度和速度有着决定性的作用。彩色滤光片的制备过程中，光引发剂在深紫外光DUV或极紫外光EUV的作用下，发生固化反应，但是由于紫外光是从上部照射的，所以会出现表面固化程度比下部高。尤其是在掩膜图案的边缘部分，在显影工艺的冲刷下会出现倒梯形形状的结构，倒梯形状结构会在后烘工艺中在高温下软化熔融并附着到玻璃基板上，形成规则的正梯形，即有一定角度的坡角。形成的坡角对彩色滤光片的后续工艺，如ITO溅射工艺等有着很重要的影响，角度过大或者过小都会产生不良的影响。现有技术中，光引发剂均匀分布在彩色光刻胶表面及内部，在曝光工艺中，图案的边缘部分虽然会出现上部聚合程度高，下部聚合程度低，在显影工艺中形成倒梯形的结构，但是倒梯形的上角部分仍旧存在聚合程度不够、固化程度不高的问题，在显影工艺中发生断裂，形成不完整的倒梯形结构。此不完整的倒梯形结构，经过后烘工艺后会形成较大角度的坡角，超出彩色滤光片的规格。CN106565864B公开一种含芴肟酯类光引发剂，该化合物合成简单、成本低，溶解性好，可应用在彩色光阻、黑色矩阵、光间隔物、肋栅、干膜、半导体光刻胶及油墨等方面，具有优异的储存稳定性和成膜性能，但是所述光引发剂用于彩色光刻胶时，均匀分布在彩色光刻胶表面及内部，曝光后形成的倒梯形三角区域聚合程度不高，容易被显影液冲断，形成较大角度的坡角。CN103703030A公开了一种光引发剂，包括暴露于光化辐射时引发自由基聚合反应的含芳环的光引发剂基团，CH2、CO、C(O)CH2O、C(O)CH2S、C(O)CH2CH2S，丙烯酸酯或多元醇丙烯酸酯除烯键之外的残基等基团，该专利技术还提供一种包含所述光引发剂的光固化组合物，其具有极低迁移性的特点，但是所述光固化组合物在曝光后形成的倒梯形三角区域的固化程度不高，容易被显影液冲断，形成较大角度的坡角。CN107272336A公开一种感光性树脂组合物，包含紫外感光预聚物树脂、活性稀释单体、光引发剂和任选的着色剂及碱溶性树脂，所述光引发剂选自肟酯类化合物和以肟酯类化合物为主体结构的衍生化合物中的至少一种。该组合物具有高感光度和良好的显影性，分辨率高且与基板密合性优异，非常适合用以制备高遮光性的黑色矩阵、高精细且高品质的滤色器和液晶显示装置，并且也能够在光间隔物和肋栅、光刻胶、湿膜、干膜等方面得到应用，但是在所述感光树脂组合物中，光引发剂均匀分布在其中，使得在曝光后形成的倒梯形三角区域的固化程度不高，容易被显影液冲断，形成较大角度的坡角，超出预期的规格。因此，本领域亟待开发一种具有适宜的表面富集特性的光引发剂，使包含其的感光组合物在曝光后形成固化程度较大的倒梯形，不易被显影液冲断，从而形成适宜角度的坡角。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的之一在于提供一种改性光引发剂，所述改性光引发剂具有式(I)的结构；式(I)中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1～C12的烷基、C1～C6的羟烷基、C1～C6的卤代烷基、C1～C6羟氨基或羟基中的任意一种；式(I)中，X为含氢硅油失去一个氢后的残留基团。含氢硅油具有表面富集的特性，即能够在体系的表面富集的特性，本专利技术将其失去一个氢后的残留基团引入至二苯甲酮类化合物中羰基的间位，赋予了所述改性光引发剂表面富集的特性，使得所述改性光引发剂能够在液体的表面具有较高的浓度，可以有效的解决感光树脂组合物在显影工艺中形成的倒梯形三角区域固化程度不高而被显影液冲断的问题，最终得到表面平整、角度适宜(例如30°～60°)的坡角。优选地，所述X选自如下结构中的任意一种：所述n为0～20的整数；所述n1为0～20的整数0等，所述n2为0～20的整数，n1+n2为0～20的整数。所述X的结构为高分子结构，n为重复单元的个数(聚合度)，由于高分子合成的过程中会得到不同聚合度的分子，因此n值为一个范围值，即0～20的整数，n1、n2、n1+n2同理。X选自上述甲基硅油类取代基，是由于含氢甲基硅油具有更强的表面富集性能，因此能够进一步的提高所述改性光引发剂的表面富集性能。优选地，n1为0。优选地，所述X的结构为所述n为0～20的整数。选择端基含氢甲基硅油，是由于氢在端位时，改性光引发剂的结构更加稳定，而氢在中间某个位置时，形成的结构容易受到旁边大基团的影响而不稳定。本专利技术的目的之二在于提供一种目的之一所述的改性光引发剂的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：(1)将含氢硅油进行卤代化反应，得到中间产物；(2)将所述中间产物与式(II)所示的二苯甲酮类化合物进行取代反应，得到所述改性光引发剂；式(II)中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1～C12的烷基、C1～C6的羟烷基、C1～C6的卤代烷基、C1～C6羟氨基或羟基中的任意一种。所述二苯甲酮类化合物是一类光引发剂，含氢硅油是一类流平剂，其具有表面富集的特性，通过两者反应，得到的改性光引发剂同时具有光引发剂和流平剂的效果，即赋予了所述改性光引发剂表面富集的特性，使其能够在液体的表面具有较高的浓度，可以有效的解决感光树脂组合物在显影工艺中形成的倒梯形三角区域固化程度不高而被显影液冲断的问题，最终得到表面平整、角度适宜(例如30°～60°)的坡角。优选地，所述含氢硅油包括如下化合物中的任意一种：所述n为0～20的整数；所述n1为0～20的整数，所述n2为0～20的整数，n1+n2为0～20的整数。选自上述含氢二甲基硅油与二苯甲酮类化合物反应，是由于含氢二甲基硅油具有较强的表面富集性能，因此能够进一步的提高所述改性光引发剂的表面富集性能。优选地，n1为0。优选地，所述含氢硅油为优选地，所述卤代化反应为氯化反应，所述氯化反应在氯气氛围中进行。在氯气氛围下对所述二苯甲酮类化合物进行氯化反应，更加有利于步骤(2)中与含氢硅油的取代反应，对于提高目标产物的产率起着至关重要的作用。优选地，所述氯化反应的催化剂包括氯铂酸。选用氯铂酸作为氯代反应的催化剂，是由于氯铂酸活性较高，较容易释放出氯离子，与活泼氢反应更加充分，从而获得更高的产率。优选地，所述氯化反应的温度为110～130℃，例如112℃、115℃、118℃、120℃、122℃、125℃或128℃等，优选115～120℃，例如116℃、117℃、118℃或119℃等；所述氯化反应的时间为2～4h，例如2.2h、2.4h、2.6h、2.8h、3.0h、3.2h、3.4h、3.6h、3.8h本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种改性光引发剂，其特征在于，所述改性光引发剂具有式(I)的结构；/n

【技术特征摘要】
1.一种改性光引发剂，其特征在于，所述改性光引发剂具有式(I)的结构；



式(I)中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1～C12的烷基、C1～C6的羟烷基、C1～C6的卤代烷基、C1～C6羟氨基或羟基中的任意一种；
式(I)中，X为含氢硅油失去一个氢后的残留基团。


2.根据权利要求1所述的改性光引发剂，其特征在于，所述X选自如下结构中的任意一种：



所述n为0～20的整数；
所述n1为0～20的整数，所述n2为0～20的整数，且n1+n2为0～20的整数；
优选地，n1为0。


3.根据权利要求1所述的改性光引发剂，其特征在于，所述X的结构为所述n为0～20的整数。


4.一种根据权利要求1～3中任一项所述的改性光引发剂的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
(1)将含氢硅油进行卤代化反应，得到中间产物；
(2)将所述中间产物与式(II)所示的二苯甲酮类化合物进行取代反应，得到所述改性光引发剂；



式(II)中，R1、R2、R3和R4各自独立地选自C1～C12的烷基、C1～C6的羟烷基、C1～C6的卤代烷基、C1～C6羟氨基或羟基中的任意一种。


5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述含氢硅油包括如下化合物中的任意一种：



所述n为0～20的整数；
所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王石进，孙涛，刘永祥，桑伟，任雪艳，
申请(专利权)人：固安鼎材科技有限公司，
类型：发明
国别省市：河北;13