一種雙酚芴類丙烯酸樹脂及其制備方法、量子點-彩色光敏樹脂組合物及其制備方法和應用
【技術領域】
[0001 ]本發明涉及光電材料、納米復合材料以及精細半導體電子加工領域，具體涉及一 種雙酚芴類丙烯酸樹脂及其制備方法、量子點-彩色光敏樹脂組合物及其制備方法和應用。
【背景技術】
[0002] 利用彩色光阻劑加工彩色濾光片等器件的方法有多種，現在主要的技術只包括顏 料分散法、印刷法、噴墨法三種。其中，顏料分散法是將有機/無機顏料分散在樹脂溶液中， 再將已具有顏色的光阻劑涂布在玻璃/PET/金屬基板上;再經過曝光、顯影等光刻工藝后便 可制成彩色濾光片的彩色層，其具有工藝精細，耐光性、對比度、色飽和度相對較高以及性 能穩定等優點。
[0003] 彩色濾光片是液晶顯示能夠彩色化的關鍵零組件，其采用彩色光阻劑制造技術及 質量對液晶顯示器的高彩度和高對比度的性能有至關重要的影響。隨著智能手機的發展， 彩色濾光片將成為液晶裝置里最重要的器件一其與觸摸屏的On-cell或In-cell制式將集 成為一個器件。
[0004] 應上述要求，為實現更豐富色域和更高亮度，在制作盡量窄的圖型和像素圖案的 工藝達到3um極限后，需要引入新的材料或者零件方案才能進一步提高。量子點（quantum dot)即是可行的材料之一。
[0005] 中國專利申請CN104536078A公開了量子點膜在TFT-LCD器件背光源的應用，可以 在一定程度提高背光源的亮度，但是未能增加液晶器件的色飽和度，甚至過高的白色亮光 還容易導致色彩失真。而中國專利申請CN104793392A揭示在彩色光阻劑形成的像素層上各 制作一層量子點像素，該方法在制造過程中增加了三層套刻工藝，使得整個濾光片的像素 制造工藝制程增加了一倍的工序，大大增加了器件良率下降的風險。此外，專利文獻 CN201210448399.0等專利揭示了一種直接將量子點制作成子像素的彩色濾光片技術，但未 能說明量子點材料如何制作成像素圖型。
[0006] 為適應液晶顯示器彩色不斷升級的性能要求，除需要細微化顏料分散外，優化高 分子制備從而制作IOum以下像素的彩色濾光片，還可以將量子點復合在彩色光阻劑中，并 使用410-450nm波長的藍光LED背光源。
【發明內容】
[0007] 為了克服現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種雙酚芴類丙烯酸樹脂，該 雙酚芴類丙烯酸樹脂用于制備量子點彩色光敏樹脂組合物，與其他樹脂相互配合達到控制 量子點彩色光敏樹脂的性能的目的。
[0008] 本發明還提供一種雙酚芴類丙烯酸樹脂的制備方法，通過該方法獲得適用于本發 明的雙酚芴類丙烯酸樹脂。
[0009] 本發明的第三個目的在于提供一種量子點彩色光敏樹脂組合物，該組合物量子點 復合在彩色光阻劑中，用于制作IOum以下像素的彩色濾光片，增加濾光片的色飽和度，簡化 制作工藝。
[0010] 本發明的第四個目的在于將本發明的量子點彩色光敏樹脂組合物在制作彩色濾 光片，以及將本發明的量子點彩色光敏樹脂組合物用在玻璃基片/PET上制造圖型中。
[0011] 為實現上述目的，本發明所采用的方案如下：
[0012] -種雙酚芴類丙烯酸樹脂，該雙酚芴類丙烯酸樹脂具有以下化學結構式（1);其 中，η = 10-230; R1和R3表示CH2; R2和R4表示OH; X和W分別表示A表示H或Ci-C3的烷 基
[0014] -種雙酚芴類丙烯酸樹脂的制備方法，該制備方法包括以下步驟：
[0015] (a)合成中間體：由以結構式(2)表示的單體和丙烯酸類化合物開環聚合反應生成 結構式(3)表示的化合物；
[0017] (b)合成產物:在氮氣下繼續滴加丙烯酸類化合物到上述結構式(3)的中間體中， 反應生成結構式(1);
[0019] (c)產物后處理:通過點層析板監控，在結構式(3)的中間體反應完時，趁熱將產物 轉入圓底燒瓶進行純化，得到乳白色粉末樹脂，干燥，即完成。
[0020] 具體的，上述方案中，所述丙烯酸類化合物為甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸、丙 烯酸芐酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸異冰片酯、甲基丙烯酸縮 水甘油酯、甲基丙烯酸三環[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸羥乙酯、羥丁基丙烯酸酯 中的一種。
[0021] 進一步的方案，上述制備方法中，步驟(a)制備中間體的具體步驟是:按照結構式 (2)表示的單體與丙烯酸類化合物的摩爾比為1: (2-4)的比例，在結構式(2)表示的單體單 體中加入丙烯酸類化合物，然后依次添加占結構式(2)表示的單體和丙烯酸類化合物總質 量1 %四甲基氯化銨，0.5 %苯酚，在90°C下通氮氣保護，30min溶解完全后加熱到130°C繼續 反應，反應過程中酸值測定，在溶液酸值〈2.Omg之后停止反應，減壓蒸餾，得到中間體化合 物。
[0022] -種量子點彩色光敏樹脂組合物，其是由以重量份計的以下原料制備而成：
[0023]子像素著色劑20-50份；
[0024]研磨樹脂組合物40-90份；
[0025]本發明所述的雙酚芴類丙烯酸樹脂5-20份；
[0026]乙烯基光固化樹脂10-20份；
[0027]光引發劑0.1-0.5份；
[0028]活性助劑0.1-1份；
[0029] 有機溶劑30-50份。
[0030] 進一步的方案，上述制備方法中，所述子像素著色劑由紅光量子點材料、綠光量子 點材料、藍光量子點材料中至少一種量子點材料和與該量子點材料對應色彩的有機顏料組 成，其中量子點材料與有機顏料的質量比為1: (5-10)。
[0031] 進一步的方案，上述制備方法中，所述研磨樹脂組合物由結構式(4)的低聚樹脂、 超分散劑以及溶劑組成;其中，以重量份計分別為低聚樹脂(在專利申請CN201510520207.6 中公開具體的結構和制備法)1 -5份、超分散劑1 _5份、溶劑40-80份；
[0033] -種量子點彩色光敏樹脂組合物的制備方法，該制備方法包括以下步驟：
[0034] A)制備納米顏料色漿:將子像素色彩量子點材料和分別對應色彩的顏料顆粒在 0.1mm鋯球的沙磨機中加入有機溶劑進行濕法研磨，研磨過程中添加低聚樹脂組合物作為 穩定樹脂，制得分散色漿；
[0035] B)制備感光液:按配方量將本發明所述的雙酚芴類丙烯酸樹脂、乙烯基光固化樹 月旨、光引發劑、活性助劑、極性有機溶劑混合分散成溶液后過濾，得到感光液；
[0036] C)制備量子點彩色光敏樹脂組合物：將步驟A)中的分散色漿和步驟B)感光液混 合，并最后補加有機溶劑調整粘度，在分散機中進行分散，過濾后即成。
[0037] -種量子點彩色濾光片，其通過以下方法制成：
[0038] SI:在玻璃基板上用黑色光阻劑形成的1.5_3μπι線輻寬度的黑矩陣；
[0039] S2:黑色矩陣表面覆蓋本發明所述量子點彩色光敏樹脂組合物形成第一層彩膜， 再依次經過對位掩膜掩蔽、局部曝光、顯影、硬化步驟形成第一層像素；
[0040] S3:在第一像素層表面用本發明所述的量子點彩色光敏樹脂組合物形成的第二層 像素和第三層像素，其中第二層像素所采用的量子點彩色光敏樹脂組合物中的子像素色彩 子像素著色劑是由綠光量子點材料與綠色有機顏料組成，第三層像素所采用的量子點彩色 光敏樹脂組合物中的子像素色彩子像素著色劑是由藍色量子點材料與藍色有機顏料組成； [00 41] S4:最后使用Over CoatingII光阻劑封裝形成彩色濾光片。
[0042] 一種在玻璃基片/PET上制造圖型的方法，包括以下步驟：
[0043] 1)基片固定:使用真空將基板附著固定；
[0044] 2)制作光阻材料層:在上述1)步驟的基板涂覆本發明所述的量子點彩色光敏樹脂 組合物，再經過真空烘烤，形成第一層2_3μπι彩色薄膜；
[0045] 3)制作像素圖型：在上述步驟2)的彩色薄膜上使用掩膜掩蔽、UV曝光、顯影、硬化 步驟形成掩模板上圖型。
[0046] 相比現有技術，本發明的有益效果在于：
[0047] 1.本發明的所述的雙酚芴類丙烯酸樹脂添加到復合光阻劑的配方中配方，與其他 組分之間高度兼容，可以調節整個配方的極性和酸堿平衡，從而在極性方面高度匹配，并且 在黃光制程下可實現3_5um精細線條；
[0048] 2.本發明所述的量子點彩色光敏樹脂組合物中在子像素量子點材料加入有機顏 料顏料，通過色漿的研磨潤濕過程當中能夠充分分散并保持穩定，具有較低的粘度，得到的 量子點彩色光敏樹脂組合物的粘度低于5mPa. s(23°C/50rpm);流變學r值在0.93~1.05之 間，應用于制作濾光片時，不僅增加濾光片的色飽和度，還簡化了工藝；
[0049] 3.采用本發明所述的量子點彩色光敏樹脂組合物可以制作出精細的線條，可實現 高亮度、高對比度和高色彩還原性效果，將NTSC色域面積提高到98%以上，良好的分散穩定 性及制作的像素單元形貌可控