[發明專利]適用于無前烘工藝的感光性組合物及其制備方法

在審

• 申請號: 201911003276.4
• 申請日: 2019-10-21
• 公開（公告）號: CN112764315A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 劉云龍;孫濤
• 申請（專利權）人: 固安鼎材科技有限公司
• 主分類號: G03F7/027
• 分類號: G03F7/027;G03F7/004;G02B5/22;G02F1/1335
• 代理公司: 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 崔永華

一種適用于無前烘工藝的感光性組合物，包括堿溶性樹脂、感光性單體、光引發劑和沸點低于200℃的溶劑；其中，所述堿溶性樹脂選自丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂中的一種或多種，所述堿溶性樹脂的酸值為50～180mg KOH/g，重均分子量為2000～20000，且至少一堿溶性樹脂的雙鍵當量為400～800g/mol；所述堿溶性樹脂的用量為100重量份，所述感光性單體的用量為50～400重量份，所述光引發劑的用量為堿溶性樹脂和感光性單體的總重量的3％～9％。本發明的感光性組合物無需前烘工藝即可固化形成性能良好的光阻薄膜，能夠作為彩色光刻膠使用，以便制備出性能良好的彩色濾光片。

技術領域

本發明涉及液晶顯示技術領域，尤其涉及一種適用于無前烘工藝的感光性組合物、彩色濾光片及其制備方法。

背景技術

彩色濾光片作為液晶顯示器的重要組成部分，其性能直接影響液晶顯示器的顯示效果，一般利用彩色光刻膠組合物在玻璃基板上進行涂膠、真空干燥(VCD)+前烘(以下稱為“HP”)、曝光、顯影和后烘，從而制備彩色濾光片，具體流程見圖1所示，其中真空干燥是在密閉環境下通過減壓使溶劑揮發，無需高溫加熱，能耗較低；而前烘則是通過高溫(一般為80℃～150℃)使溶劑揮發、并提升組合物在基板上的粘附性和均勻性，由于溶劑閃點較低，存在一定的危險性。

常用的彩色光刻膠組合物主要由顏料(Pigment)、樹脂(Binder)、單體(monomer)、光引發劑(photo initator)和其他助劑分散在溶劑中形成。將該彩色光刻膠涂布在玻璃基板上進行HP時，有以下幾個缺點：1、能耗高；2、工時長；3、HP過程中，基板表面光阻中溶劑的溫度高，揮發的溶劑與空氣組成易爆炸混合物，存在安全隱患；4、HP過程中，溶劑揮發，有刺激性氣味，有可能影響員工身體健康。

發明內容

發明要解決的問題

然而，現在常用的彩色光刻膠一般均需要通過前烘去除大部分溶劑后，才能很好地進行交聯反應，因此需要尋找一種感光性組合物，無需前烘(HP)即可固化形成性能良好的光阻薄膜，能夠作為彩色光刻膠使用，以便制備出性能良好的彩色濾光片。

解決問題的方案

為了解決上述現有技術中的問題，發明人潛心研究，發現通過選用合適的感光性組合物中的組成種類和用量，即使在無前烘工藝下也能很好地進行交聯反應，由此得到的濾光片性能與含前烘工藝的濾光片性能基本保持一致。

具體而言，本發明的目的之一是提供一種適用于無前烘工藝的感光性組合物，其特征在于，所述感光性組合物包含堿溶性樹脂、感光性單體、光引發劑和沸點低于200℃的溶劑；其中，所述堿溶性樹脂選自丙烯酸樹脂、丙烯酸酯樹脂中的一種或多種，所述堿溶性樹脂的酸值為50～180mg KOH/g，重均分子量為2000～20000，且至少一堿溶性樹脂的雙鍵當量為400g/mol～800g/mol；所述堿溶性樹脂的用量為100重量份，所述感光性單體的用量為50～400重量份，所述光引發劑的用量為堿溶性樹脂和感光性單體的總重量的3％～9％。

本發明選用具有特定范圍的酸值、重均分子量以及雙鍵當量的丙烯酸樹脂和/或丙烯酸酯樹脂作為堿溶性樹脂，并選用特定用量的光引發劑，以及低沸點的溶劑，可以使感光性組合物在無前烘工藝下也能夠很好地發生交聯，以保證固化形成的光阻薄膜性能良好，確保光阻薄膜的圖案完整性高、taper形貌好。其原理尚不明確，據推測其關鍵在于上述特定量的特定堿溶性樹脂與特定量的光引發劑以及特定沸點的溶劑的組合使用。在上述幾個因素的協同作用下，本發明的目的得以實現。換言之，上述幾個因素缺一不可。

需要說明的是，在本說明書中，“丙烯酸樹脂”是指包含丙烯酸結構的聚合物，“丙烯酸酯樹脂”是指包含具有羧基的丙烯酸酯結構的聚合物，其中，“丙烯酸”包含丙烯酸以及甲基丙烯酸中的一者或兩者，同樣地，“丙烯酸酯”包含丙烯酸酯以及甲基丙烯酸酯中的一者或兩者。