一种负胶显影液及其制备方法与流程

1.本发明涉及显影液技术领域，具体涉及一种负胶显影液及其制备方法。


背景技术：

2.薄膜晶体管液晶显示屏(tft-lcd)是显示技术的主流，整个产业可以分为上游基础材料、中游面板制造以及下游终端产品。其中，上游基础材料包括：玻璃基板、彩膜、偏振片、液晶、靶材等；中游面板制造包括：列阵(array)、成盒(cell)、模组(module)；下游终端产品包括：电视、电脑、手机和其他消费类电子。
3.上游材料彩膜是lcd屏幕展现多彩画面的关键材料，为负性光刻胶，显影顺序是bm、r、g、b、ps，五种胶一般使用同一种显影液。负胶目前较多采用的显影液为0.02％-0.07％koh、0.1％-0.4％表活、余量为水的配方。
4.公布号为cn106527065a的中国专利申请文献中公开了一种光刻胶显影液，包括水、非离子表面活性剂和无机碱，非离子表面活性剂包括蓖麻油聚氧乙烯醚和脂环型物质，得到的显影液显影时具有更缓和的显影速度和宽的适用范围；公布号为cn108594606a的中国专利申请文献提供了一种：koh 3％wt、na2sio
3 5％wt、aeo09 20％wt、余量为水的显影液，显示范围宽，可操作窗口大，且显影效果良好，并且显影精度高。但是随着人们对终端产品的成像分辨率及画质饱和度要求越来越高，现有的显影液难以高效除去彩膜中的金属离子杂质，同时影响到显影精度，现有面板厂行业急需提供一种线条更精细、表面更洁净的cf基板。


技术实现要素：

5.本发明所要解决的技术问题在于提供一种可以将彩膜表面金属离子减少、精度更优的显影液，其具有高产线良率。
6.本发明通过以下技术手段实现解决上述技术问题：
7.一种负胶显影液，主要由以下重量百分比的原料组成：koh 0.02-0.1％、非离子型表面活性剂0.1％-2％、余量为水；其中，所述非离子型表面活性剂为醇类和胺类芳香型聚合物的混合物；所述胺类芳香型聚合物的结构式如下：
[0008][0009]
其中，r1为氢、碳链为3-16的烷基中的一种；r2为氢、碳链为3-16的烷基中的一种；n为1、2或3；m为7-16之间的整数；x为-o-、、中的一种。
[0010]
有益效果：该发明具体加入了胺类芳香型聚合物与醇类物质进行复合，得到的配方可以有效减少体系中金属离子含量，提高显影效果，提升显影精度，主要机理作用来自非
离子型聚合物，有效溶解显影下来的彩膜，吸附金属离子形成络合物。
[0011]
优选地，所述醇类的质量小于所述胺类芳香型聚合物的质量。
[0012]
优选地，所述醇类为乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或多种的混合物。
[0013]
优选地，所述胺类芳香型聚合物的结构式中，r1为氢；r2为正辛基；n为1；x为-o-或
[0014]
优选地，所述胺类芳香型聚合物的结构式为合物的结构式为中的一种。
[0015]
优选地，所述胺类芳香型聚合物的制备工艺包括以下步骤：
[0016]
s1、将koh水溶液加入反应装置中，加入对氯苯酚、4-氯苯甲酸中的一种和辛胺，在85-90℃下搅拌1-2h，得到物料a；
[0017]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂为碱性，加入物料a和二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的物料b；
[0018]
s3、在s2中带boc基团的物料b中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下得到所述胺类芳香型聚合物。
[0019]
优选地，在s1中，所述对氯苯酚、辛胺的质量比为1：1；所述4-氯苯甲酸、辛胺的质量比为157：130。
[0020]
优选地，在s2中，所述物料a、环氧乙烷的摩尔比为1：7-16。
[0021]
优选地，所述二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1。
[0022]
本发明还提出一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0023]
s1、常温常压，在反应装置中加入水；
[0024]
s2、打开冷却系统保证水的温度低于25℃，以转速100-200rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物、醇类，搅拌30min以上保证体系均匀；
[0025]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂得到所述负胶显影液。
[0026]
本发明的优点在于：该发明具体加入了胺类芳香型聚合物与醇类物质进行复合，得到的配方可以有效减少体系中金属离子含量，提高显影效果，提升显影精度，主要机理作用来自非离子型聚合物，有效溶解显影下来的彩膜，吸附金属离子形成络合物。
[0027]
本发明所述显影液为一种可以减少金属杂质、显影规格更精细的显影液。
附图说明
[0028]
图1为本发明实施例1中的显影液显影后bm胶线条；
[0029]
图2为本发明实施例2中的显影液显影后bm胶线条；
[0030]
图3为本发明对比例2中的显影液显影后bm胶线条。
具体实施方式
[0031]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0032]
下述实施例中所用的试验材料和试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
[0033]
实施例中未注明具体技术或条件者，均可以按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
[0034]
本发明实施例和对比例中所述辛胺基酚聚氧乙烯醚的制备工艺包括以下步骤：
[0035]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入130g对氯苯酚和130g辛胺，在90℃下搅拌1h，得到黄白色固体辛胺基苯酚，反应完全，收率70％，重180g；
[0036]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入180g辛胺基苯酚和155g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的辛胺基酚聚氧乙烯醚；(eo链长根据环氧乙烷加入量控制)；
[0037]
s3、在s2中带boc基团的辛胺基酚聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚，其结构式为
[0038]
其中，实施例1、3和对比例1、3中，辛胺基苯酚与加入的环氧乙烷摩尔比为1：15，即结构式中m为15；得到的辛胺基酚聚氧乙烯醚的结构式为x为o；
[0039]
实施例2中辛胺基苯酚与加入的环氧乙烷摩尔比为1：7，得到的辛胺基酚聚氧乙烯醚结构式中m为7。
[0040]
实施例4-6中辛胺基苯酚与加入的环氧乙烷摩尔比为1：10，得到的辛胺基酚聚氧乙烯醚结构式中m为10。
[0041]
以上仅为一种合成方法，其中反应物料量可以根据需求作出调整。
[0042]
实施例1
[0043]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.047wt％、异丙醇0.05wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％(m＝15)、其余为纯水。
[0044]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0045]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0046]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚、异丙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0047]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0048]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0049]
实施例2
[0050]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.04wt％、异丙醇0.05wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％(m＝7)、其余为纯水。
[0051]
所述负胶显影液的制备方法同实施例1。
[0052]
实施例3
[0053]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.02wt％、异丙醇0.04wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.06wt％(m＝15)、其余为纯水。
[0054]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0055]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0056]
s2、打开冷却系统保证水的温度为23℃，以转速100rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚、异丙醇，搅拌40min保证体系均匀；
[0057]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0058]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0059]
实施例4
[0060]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.1wt％、异丙醇0.5wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚1.5wt％(m＝10)、其余为纯水。
[0061]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0062]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0063]
s2、打开冷却系统保证水的温度为25℃，以转速200rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚、异丙醇，搅拌45min保证体系均匀；
[0064]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0065]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0066]
实施例5
[0067]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.1wt％、乙醇0.08wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％(m＝10)、其余为纯水。
[0068]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0069]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0070]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚、乙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0071]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0072]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0073]
实施例6
[0074]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.06wt％、丙醇0.06wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.09wt％(m＝10)、其余为纯水。
[0075]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0076]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0077]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物辛胺基酚聚氧乙烯醚、丙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0078]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0079]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0080]
实施例7
[0081]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.06wt％、丙醇0.06wt％、乙醇0.01wt％、丙胺基酚聚氧乙烯醚0.09wt％、其余为纯水；
[0082]
其中，所述丙胺基酚聚氧乙烯醚按照以下工艺进行制备：
[0083]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入130g对氯苯酚和59g丙胺，在85℃下搅拌2h，得到丙胺基苯酚；
[0084]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入122g丙胺基苯酚和155g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的丙胺基酚聚氧乙烯醚；其中，丙胺基苯酚与环氧乙烷的摩尔比为1：7；
[0085]
s3、在s2中带boc基团的丙胺基酚聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物丙胺基酚聚氧乙烯醚。
[0086]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0087]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0088]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物丙胺基酚聚氧乙烯醚、丙醇和乙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0089]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0090]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0091]
实施例8
[0092]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.08wt％、异丙醇0.05wt％、十六胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％、其余为纯水；
[0093]
其中，所述十六胺基酚聚氧乙烯醚的制备工艺包括以下步骤：
[0094]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入130g对氯苯酚和243g十六胺，在90℃下搅拌1h，得到十六胺基苯酚；
[0095]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入270g十六胺基苯酚和155g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的十六胺基酚聚氧乙烯醚；其中，十六胺基苯酚与环氧乙烷的摩尔比为1：13；
[0096]
s3、在s2中带boc基团的十六胺基酚聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物十六胺基酚聚氧乙烯醚。
[0097]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0098]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0099]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物十六胺基酚聚氧乙烯醚、异丙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0100]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0101]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0102]
实施例9
[0103]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.07wt％、异丙醇0.1wt％、
对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚0.15wt％、其余为纯水；
[0104]
其中，所述对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚的制备工艺包括以下步骤：
[0105]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入157g 4-氯苯甲酸和130g辛胺，在90℃下搅拌1.5h，得到对辛胺基苯甲酸；其结构式为
[0106]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入180g对辛胺基苯甲酸和136g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚；其中，所述对辛胺基苯甲酸与环氧乙烷的摩尔比为1：7；
[0107]
s3、在s2中带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚，其结构式为：
[0108]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0109]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0110]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚、异丙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0111]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0112]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0113]
实施例10
[0114]
一种负胶显影液，由以下重量百分比的原料组成：koh 0.05wt％、异丙醇0.1wt％、乙醇0.1wt％、对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚0.3wt％、其余为纯水；
[0115]
其中，所述对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚的制备工艺包括以下步骤：
[0116]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入157g 4-氯苯甲酸和130g辛胺，在90℃下搅拌1.5h，得到对辛胺基苯甲酸；其结构式为
[0117]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入180g对辛胺基苯甲酸和136g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚；其中，所述对辛胺基苯甲酸与环氧乙烷的摩尔比为1：13；
[0118]
s3、在s2中带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚，其结构式为：
[0119]
一种所述的负胶显影液的制备方法，包括以下步骤：
[0120]
s1、常温常压，在搅拌釜中加入水；
[0121]
s2、打开冷却系统保证水的温度为20℃，以转速150rpm进行搅拌，加入koh、胺类芳香型聚合物对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚、异丙醇和乙醇，搅拌35min保证体系均匀；
[0122]
s3、混匀后分别用0.3μm、0.2μm、0.1μm过滤器过滤除杂；
[0123]
s4、通过气相、液相设备测试成品组分含量。
[0124]
实施例11
[0125]
与实施例10的唯一不同仅在于：所述对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚的制备工艺包括以下步骤：
[0126]
s1、将150g质量分数为2％的koh水溶液加入500ml圆底烧瓶中，加入157g 4-氯苯甲酸和130g辛胺，在90℃下搅拌1.5h，得到对辛胺基苯甲酸；其结构式为
[0127]
s2、利用nahco3调节二氧六环和水的混合溶剂的ph为9，其中，二氧六环和水的混合溶剂中，二氧六环与水的体积比为1：1，加入180g对辛胺基苯甲酸和136g二碳酸二叔丁酯，加入环氧乙烷进行开环反应得到带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚；其中，所述对辛胺基苯甲酸与环氧乙烷的摩尔比为1：16；
[0128]
s3、在s2中带boc基团的对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚中加入hcl除boc基团，利用点板确定boc已经卸下，生成胺类芳香型聚合物对辛胺基苯甲酸聚氧乙烯醚，其结构式为：
[0129]
对比例1
[0130]
本对比例与实施例1的区别之处在于：由以下重量百分比的原料组成：koh 0.018wt％、异丙醇0.05wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％(m＝15)、其余为纯水。
[0131]
对比例2
[0132]
采用公告号为cn108594606a的专利中记载的显影液，显影液由以下质量浓度的原料组成：koh 3％wt、na2sio
3 5％wt、aeo09 20％、余量为水的显影液。
[0133]
对比例3
[0134]
本对比例与实施例1的区别之处在于：由以下重量百分比的原料组成：koh 0.12wt％、异丙醇0.05wt％、辛胺基酚聚氧乙烯醚0.1wt％(m＝15)、其余为纯水。
[0135]
对比例4
[0136]
本对比例与实施例1的区别之处在于：由以下重量百分比的原料组成：koh 0.047wt％、异丙醇0.05wt％、aeo09 0.1wt％、其余为纯水。
[0137]
显影工艺为：某款bm胶，经过喷涂、前烘、曝光、23℃显影60s、后烘后观察形貌，另
显影后的玻片在20ml超纯水常温常压超声30min，随后将液体测icp-oes。
[0138]
图1为本发明实施例1中的显影液显影后bm胶线条；由图1可知，显影到4.5μm且直线度完好。
[0139]
图2为本发明实施例2中的显影液显影后bm胶线条；由图2可知，可以显影到8.57μm，直线度满足产线要求但达不到实施例1的精度。
[0140]
图3为本发明对比例2中的显影液显影后bm胶线条；由图3可知，可以显影到8.65μm，但是直线度明显较差。
[0141]
表1 显影后玻片残留金属离子含量表
[0142][0143]
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：其依然可以对前述各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各实施例技术方案的精神和范围。