专利名称：碱可溶性树脂的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种碱可溶性树脂的制备方法，特别是涉及一种彩色颜料光阻剂用碱
可溶性树脂的制备方法。
背景技术：
目前彩色滤光片的制备方法多为颜料分散法，即以负性彩色颜料光阻剂涂布在玻 璃基板上后，通过前烘、曝光、显影、后烘等工艺完成制备。颜料分散法所使用的彩色颜料光 阻剂主要是由颜料、分散剂或分散树脂、碱可溶树脂、多官能团单体或多官能团单体与单官 能团单体的组合、引发剂、溶剂和添加剂组成。其中，碱可溶性树脂为保证显影工艺的关键 组分，也是彩色颜料光阻剂中最重要的组分。 在彩色颜料光阻剂配制过程中，碱可溶性树脂的结构、单体比例、分子量都影响着 成膜显影后的边缘整齐性、曝光解析度、像素耐化性等。在对碱可溶性树脂分子量的控制方 法可包括控制反应温度、单体浓度、引发剂浓度等。现有技术在制备碱可溶性树脂通常是 在普通的氮气氛围内进行反应而获取的，通过控制合适的反应温度、单体浓度、引发剂浓度 等达到将碱可溶性树脂控制在合适的分子量。
发明内容
本发明的目的是提供一种碱可溶性树脂的制备方法，用以提供一种重均分子量较 小的、可用于制备彩色颜料光阻剂的碱可溶性树脂的制备方法。 为实现上述目的，本发明提供了一种碱可溶性树脂的制备方法，包括通过对单 体、引发剂和溶剂形成的混合液，加热至反应温度后发生自由基聚合反应，在聚合过程中， 向盛有所述混合液的反应器中通入分子量调节剂蒸汽，直至反应结束，得到碱可溶性树脂。
在上述技术方案的基础上，所述分子量调节剂的沸点为30°C 30(TC，优选的，所 述分子量调节剂的沸点为50°C 150°C。所述分子量调节剂可包括硫醇、乙醇、十二硫醇 或四氯化碳。 在上述技术方案的基础上，可将重量百分比为5% 95%的单体、重量百分比为 3 % 90 %的溶剂和重量百分比为2 % 25 %的引发剂混合，制备混合液。其中，所述单 体可包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁 酯、苯乙烯、甲基丙烯酸苯甲酯或甲基丙烯酸羟乙酯，或上述单体的组合。所述溶剂可包括
乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、甲苯、丙酸-3-乙醚乙酯或丙二醇甲醚醋酸酯，或上述溶剂的组
合。所述引发剂可包括偶氮类引发剂。 本发明通过在含有分子量调节剂氛围的环境下进行碱可溶性树脂的合成，可降低 碱可溶性树脂的分子量；当选取合适的单体后，可得到重均分子量在5000 40000的碱可 溶性树脂。采用本发明碱可溶性树脂的制备方法得到的碱可溶性树脂可应用到彩色颜料光 阻剂的制备过程中，有利于提高彩色颜料光阻剂的显影性和解析度。
图1为本发明碱可溶性树脂的制备方法实施例流程图。
具体实施例方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。 本发明碱可溶性树脂的制备方法，可通过对单体、引发剂和溶剂形成的混合液，加
热至反应温度后发生自由基聚合反应，并且在聚合过程中，向盛有所述混合液的反应器中 持续通入分子量调节剂蒸汽，直至反应结束，得到碱可溶性树脂。 图1为本发明碱可溶性树脂的制备方法实施例流程图。如图1所示，本发明碱可 溶性树脂的制备方法包括 步骤1、在反应器中加入单体和溶剂，向反应器抽真空，之后，向反应器中通入氮 气。 向反应器中抽真空的过程和通氮气的过程可交替反复执行数次，例如第一次抽 真空一第一次充氮气一第二次抽真空一第二次充氮气一第三次抽真空一第三次充氮气等， 使得反应器内的氧气含量减至最低，从而减小聚合过程中单体与氧气发生反应的几率，有 利于提高产品纯度。 步骤2、向反应器中通入分子量调节剂蒸汽。分子量调节剂蒸汽可一次通入反应器 中，优选的，将反应器中的大气压保持在一个大气压。 分子量调节剂可选用低沸点的分子量调节剂，这样有利于形成分子量调节剂蒸 汽，保证整个聚合过程中在分子量调节剂蒸汽和氮气的环境下进行的。 步骤3、加热至预先设计的反应温度，保持该反应温度，并以预设时间间隔向反应 器中滴加预设数量引发剂，直至反应完成后，采用挥除溶剂或溶质沉降(如采用甲醇进行 溶质沉降)的方法，得到碱可溶性树脂。反应温度可根据实际反应组分预先设计，优选的， 反应温度范围为7(TC 150°C。 可用于制备彩色颜料光阻剂的碱可溶性树脂，可采用自由基聚合的方式进行合 成。 一般将可聚合单体和引发剂在反应器中并在氮气保护及一定反应温度环境下，通过加 热使引发剂产生活性自由基从而引发可聚合单体聚合，生成高分子链。区别于现有技术的 是，本发明碱可溶性树脂的整个聚合过程是在分子量调节剂蒸汽环境中进行的。
分子量调节剂是种链转移常数较大的化合物，可将反应中氮活性自由基进行链转 移，终止活性链，从而使得到的聚合物分子量降低。为了便于单体在气化的氛围下发生聚合 反应过程，在进行分子量调节剂的选用上，可选用沸点在300°C以下的分子量调节剂，优选 低沸点的分子量调节剂，更优选的，选用沸点为50°C 15(TC的分子量调节剂。具体的，本 发明可采用的分子量调节剂可包括醇类分子量调节剂或四氯化碳，其中，醇类分子量调节 剂可包括硫醇、乙醇或十二硫醇，或其组合等。 本发明可选用的单体包括甲基丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基 丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲基丙烯酸苯甲酯、甲基丙烯酸羟乙酯等含可聚合 双键的可聚合物。反应时重量百分比5% 95%。本发明可选用的溶剂包括能溶解单体 的溶剂，如乙酸乙酯、二氯甲烷、苯、甲苯、丙酸-3-乙醚乙酯或丙二醇甲醚醋酸酯等，反应 时重量百分比3% 90%。
本发明可选用的引发剂包括可在加热条件下产生自由基的引发剂，如偶氮类的 偶氮二异丁腈等，反应时重量百分比2% 25%。 本发明通过在含有分子量调节剂氛围的环境下进行碱可溶性树脂的合成，可降低 碱可溶性树脂的分子量；选取合适的单体后，可得到重均分子量在5000 40000的碱可溶 性树脂。采用本发明碱可溶性树脂的制备方法得到的碱可溶性树脂可应用到彩色颜料光阻 剂的制备过程中，有利于提高彩色颜料光阻剂的显影性和解析度。 下面通过一组对比实例，对本发明碱可溶性树脂制备方法，与现有技术碱可溶性 树脂制备方法的制备实例进行比较，说明采用本发明碱可溶性树脂制备方法的优点。
对比实施例 本实施例采用现有技术制备方法合成碱可溶性树脂，具体过程包括 步骤11、在2000mL四口瓶中加入甲基丙烯酸60g，甲基丙烯酸甲酯21g，甲基丙烯
酸丁酯59g，甲基丙烯酸苄酯260g等单体，并与溶剂丙二醇甲醚醋酸酯600g混合，制成单体
混合液，将制成的单体混合液放置在反应器中；对反应器抽真空后充氮气，抽真空和充氮气
二个处理步骤交替反复执行三次，直至反应器中的氧气含量降至预设范围内； 步骤12、搅拌单体混合液，对反应器加热至85t:并保持该温度，直至反应结束；在
合成过程中，可适量滴加引发剂，如滴加引发剂NN二异丁腈的溶液，半小时滴完，聚合3小
时后补滴少量引发剂，共加入引发剂24g。反应6小时后，可采用沉降方法或挥干溶剂方法
得到碱可溶性树脂。 本发明实施例 本实施例采用本发明制备方法合成碱可溶性树脂，具体过程包括 步骤21 、在2000mL四口瓶中加入甲基丙烯酸60g，甲基丙烯酸甲酯21g，甲基丙烯
酸丁酯59g，甲基丙烯酸苄酯260g等单体，并与溶剂丙二醇甲醚醋酸酯600g混合，制成单体
混合液，将制成的单体混合液放置在反应器中；对反应器抽真空后充氮气，抽真空和充氮气
二个处理步骤交替反复执行三次，直至反应器中的氧气含量降至预设范围内； 步骤22、向反应器中通入十二硫醇蒸汽，使得整个聚合反应在氮气以及十二硫醇
蒸汽的环境中进行； 步骤23、搅拌单体混合液，对反应器加热至85t:并保持该温度，直至反应结束；在 合成过程中，可适量滴加引发剂，如滴加引发剂NN二异丁腈的溶液，半小时滴完，聚合3小 时后补滴少量引发剂，共加入引发剂24g。反应6小时后，可采用沉降方法或挥干溶剂方法 得到碱可溶性树脂。 在通过二种不同的方法分别得到碱可溶性树脂之后，接下来对碱可溶性树脂的性 能进行评价用GPC检测所得碱可溶性树脂分子量，在监测过程中以THF为流动相，聚苯乙 烯为标准品。通过检测，对比实施例得到的碱可溶性树脂的数均分子量为36270，重均分 子量为83610 ;而本发明实施例得到的碱可溶性树脂的数均分子量为12940，重均分子量 为28440。 通过对比上述结果可知，本发明在制备碱可溶性树脂过程中由于添加了低沸点的 分子量调节剂，使得碱可溶性树脂的分子量得到明显的降低，制备获得的碱可溶性树脂可 满足彩色颜料光阻剂的选材要求，并有利于提高彩色颜料光阻剂的显影性和解析度。
最后应说明的是以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解其依然 可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换； 而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范 围。
权利要求
一种碱可溶性树脂的制备方法，包括通过对单体、引发剂和溶剂形成的混合液，加热至反应温度后发生自由基聚合反应，其特征在于，还包括在聚合过程中，向盛有所述混合液的反应器中通入分子量调节剂蒸汽，直至反应结束，得到碱可溶性树脂。
2. 根据权利要求1所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂的沸点为30°C 300°C。
3. 根据权利要求1所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂 的沸点为50°C 150°C。
4. 根据权利要求1所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述分子量调节剂 包括硫醇、乙醇、十二硫醇或四氯化碳。
5. 根据权利要求1 4所述的任一碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，还包括 将重量百分比为5 % 95 %的单体、重量百分比为3 % 90 %的溶剂和重量百分比为2% 25%的引发剂混合，制备混合液。
6. 根据权利要求5所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述单体包括甲基 丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸丁酯、苯乙烯、甲 基丙烯酸苯甲酯或甲基丙烯酸羟乙酯，或上述单体的组合。
7. 根据权利要求5所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述溶剂包括乙酸 乙酯、二氯甲烷、苯、甲苯、丙酸-3-乙醚乙酯或丙二醇甲醚醋酸酯，或上述溶剂的组合。
8. 根据权利要求5所述的碱可溶性树脂的制备方法，其特征在于，所述引发剂包括偶氮类引发剂。
全文摘要
本发明涉及一种碱可溶性树脂的制备方法，包括通过对单体、引发剂和溶剂形成的混合液，加热至反应温度后发生自由基聚合反应，在聚合过程中，向盛有所述混合液的反应器中通入分子量调节剂蒸汽，直至反应结束，得到碱可溶性树脂。本发明通过在含有分子量调节剂氛围的环境下进行碱可溶性树脂的合成，可降低碱可溶性树脂的分子量；当选取合适的单体后，可得到重均分子量在5000～40000的碱可溶性树脂。采用本发明碱可溶性树脂的制备方法得到的碱可溶性树脂可应用到彩色颜料光阻剂的制备过程中，有利于提高彩色颜料光阻剂的显影性和解析度。
文档编号C08F20/06GK101759813SQ20081024096
公开日2010年6月30日 申请日期2008年12月24日 优先权日2008年12月24日
发明者何璇, 张卓, 李琳 申请人:京东方科技集团股份有限公司