[发明专利]一种环己酯共聚高分子树脂及其制备方法和彩色阻光剂及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚合物及其制备和应用，具体涉及一种环己酯共聚高分子树脂及其制备方法和含有该高分子树脂的彩色阻光剂及彩色阻光剂的制备方法。

背景技术

有机颜料具有鲜明的色调和高着色力，在耐化学性和耐候性也具有良好的表现，因此在彩色光阻剂中作为着色剂得到了广泛的应用。有机颜料在彩色光阻剂中的应用需要满足重要的参数要求—粒径尺寸和粒径分布，作为彩色滤光片电子材料的有机颜料粒径通常要求在100nm以下的范围。

近年来，随着以智能手机液晶面板和大尺寸TV液晶面板的兴起，对器件的亮度，对比度和色彩饱和度等性能要求在不断提高。具体到彩色光阻剂中，颜料的平均粒径要求减小到70nm范围，同时最大颗粒不能超过200nm（D98）（参见日本专利JP197278/2003），随之而来的是颜料的凝聚性增加，以及分散色浆的黏度上升。为了改善这些问题从而获得流动性好，分散稳定的色素液，日本特开平11-302553对有机颜料进行一些表面处理，日本特开平2000-239554使用各种分散剂加适当的表面处理。到目前为止，上述方法在解决颜料分散和流动性方面获得了比较有效的结果。但是，为了追求优异的分散性能和稳定性，很多方案在选择树脂时忽略了后续混合感光液制成的光阻剂的极性匹配问题，最终的结果反映在制作的滤光片时，像素图形周围有薄层树脂残留，使得亮度下降。

另外，颜料分散法制作滤光片的光固化组合物还包括多官能树脂，光引发剂，碱溶性高分子和助剂等，它们可以组成另一组分散系——感光液。之后再与色浆液搅拌混合后形成的彩色光阻剂，通过光刻工艺制作在基板上形成像素单元。但是当色浆液或感光液内的组份之间极性匹配度或两种分散系液体的匹配度不能统一时，就会出现下列问题：基板上形成的像素单元的边缘部分（CDLoss）成锯齿状，表面凹凸不平，或是角段差（Slope）正负值偏高。此外，当极性匹配度下降时，还存在着另一个问题—随着时间的流逝，彩色光阻剂的放置稳定性下降，感光组合物中的组份开始发生聚沉，粘度会逐渐升高，伴随着将出现沉淀甚至胶化现象。

为了解决这些问题，日本专利JP259386/97及美国专利申请US5441843中通过在配方当中添加某些助剂可以使其得到一些缓解-邻苯二甲酸等助显影剂用来减少锯齿；膨润土等防沉剂用来减少沉淀产生。但是，如果系统的总熵值没有在设计配方时就降低，根据热力学第三定律原理，随着时间的增长，熵值要达到系统熵的极大值，届时混乱度也将达到极大值。聚沉会更迅速地发生，直到产生硬沉淀。

日本专利申请JP212674/2000提出了另一种解决上述问题的思路的方案：是尽量将配方简单化，可以使用单一树脂作为研磨树脂，分散树脂和碱溶性树脂。这种方案的极性匹配度容易达成统一，但是面对像素密着性和角断差等要求却无法控制。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种环己酯共聚高分子树脂，在制备颜料色浆中，用于研磨树脂可以使颜料分散色浆在获得优异的分散性和稳定性的同时，具有较低的粘度；本发明的另一种环己酯共聚高分子用于感光液可使感光液兼具良好的分散性和流动性以及profile可调整性。

本发明的另一目的在于提供一种环己酯共聚物高分子树脂的制备方法。

本发明的又一目的在于提供一种含有环己酯共聚物高分子树脂的彩色光阻剂，其具有流动性良好，满足平涂制作大尺寸器件要求，并且制作的像素的形貌（即角段差）可控。

本发明还提供了一种彩色光阻剂的制备方法。

实现上述目的本发明所采用的技术方案如下：

一种环己酯共聚高分子树脂，其特征在于其具有以下结构通式：

其重均分子量为8000-20000，其中Y为Si或C原子；Z为甲酸环己酯基；R¹为饱和C原子直链烃或羧基；R²为不饱和芳烃基或羧基；R³与R⁴、R⁵为相同基团或不同基团，均选自氢原子或烷氧基中的一种。

本发明上述方案中所述的环己酯共聚高分子树脂是通过具有以下通式的单体化合物在溶剂中共聚反应制得：

通式（2）通式（3）通式（4）

反应中，通式（2）、通式（3）及通式（4）化合物与溶剂的固含量为a₁=10-70%，通式（2）与通式（4）的摩尔比m=0.7～0.9。