金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其制備方法、彩色濾光片的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光刻膠技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其 制備方法、彩色濾光片。
【背景技術(shù)】
[0002] 彩色濾光片是液晶顯示器實(shí)現(xiàn)彩色化的關(guān)鍵組件，也是液晶顯示器中成本較大的 關(guān)鍵組件。用于制備彩色濾光片中彩色層的彩色光阻劑通常包括顏料分散液、堿可溶性樹(shù) 月旨、多官能基單體、光引發(fā)劑和溶劑等成份。
[0003] 在上述彩色光阻劑成分中，多官能基單體多為雙季戊四醇五六丙烯酸酯類(lèi)多官能 基單體，但由于該類(lèi)多官能基單體本身耐熱性能欠佳，使得由其制備得到的彩色光阻劑在 高溫后烘步驟后的透過(guò)率也受到影響。因此，該如何提高彩色光阻劑的透過(guò)率，這已成為目 前亟需解決的技術(shù)難點(diǎn)。
[0004] 金剛烷具有四個(gè)環(huán)己烷環(huán)縮合成籠形的結(jié)構(gòu)，是一種對(duì)稱(chēng)性高且穩(wěn)定的化合物， 其衍生物由于顯示出特殊的功能，例如:光學(xué)特性、耐熱性等性質(zhì)，曾嘗試用于光盤(pán)基板、光 纖、透鏡中，此外，還嘗試?yán)媒饎偼檠苌锏哪透煞涛g性、紫外線透過(guò)性等，將其作為光 致抗蝕劑用樹(shù)脂原料使用。因此，是否能夠?qū)⒔饎偼檠苌锛尤氲讲噬庾鑴┲幸愿纳撇?色光阻劑的透過(guò)率，這將是本領(lǐng)域技術(shù)人員未來(lái)研究的重要課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的在于提供一種金剛烷衍生物單體、彩色光阻劑及其制備方法、彩色 濾光片，能夠改善用于彩色層的彩色光阻劑的耐熱性能，有效提高彩色光阻劑的透過(guò)率。
[0006] 本發(fā)明的一方面提供了一種金剛烷衍生物單體，具有如下式(I)結(jié)構(gòu)：
[0007]
[0015] 其中，所述多官能基單體中至少包括：
[0016] 雙季戊四醇五六丙烯酸單體:1-3份；
[0017] 如上述技術(shù)方案所述的金剛烷衍生物單體:2-5份。
[0018] 本發(fā)明的再一方面提供了一種如上述技術(shù)方案所述的彩色光阻劑的制備方法，包 括以下步驟：
[0019] 將顏料分散液加入到容器中；
[0020] 在攪拌下，依次向容器中加入堿可溶樹(shù)脂、多官能團(tuán)單體、光引發(fā)劑和溶劑，并在 室溫下繼續(xù)攪拌6-8小時(shí)，得到混合均勻的彩色光阻劑。
[0021] 本發(fā)明的又一方面提供了一種彩色濾光片，包括如上述技術(shù)方案所述的彩色光阻 劑。
[0022] 本發(fā)明提供了一種金剛烷衍生物單體，由于金剛烷衍生物單體結(jié)構(gòu)中含有剛性的 苯基基團(tuán)和可聚合的雙鍵，具有光學(xué)特性、耐熱性等性質(zhì)，因此，可將其用于彩色光阻劑中， 以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的耐熱性能，進(jìn)而可提高彩色光阻劑在高溫后烘過(guò)程后的透過(guò)率。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的彩色光阻劑的制備方法的流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完 整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；?本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他 實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0025] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金剛烷衍生物單體，具有如下式(I)結(jié)構(gòu)：
[0026]
[0027] 其中，辦、1?2、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1~(：10或氫原子。
[0028] 由上述式（I)結(jié)構(gòu)可知，金剛烷衍生物具有四個(gè)環(huán)己烷環(huán)縮合成籠形的結(jié)構(gòu)，是一 種對(duì)稱(chēng)性高且穩(wěn)定的化合物，具體到本實(shí)施例中，、R 4可分別獨(dú)立地選自C1~C10或 氫原子。
[0029] 本發(fā)明實(shí)施例提供了一種金剛烷衍生物單體，由于金剛烷衍生物單體結(jié)構(gòu)中含有 剛性的苯基基團(tuán)和可聚合的雙鍵，具有光學(xué)特性、耐熱性等性質(zhì)，因此，可將其用于彩色光 阻劑中，以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的耐熱性能，進(jìn)而可提高彩色光阻劑在高溫后烘過(guò)程后的 透過(guò)率。
[0030] 然而，在由心、1?2、1?3、1?4分別獨(dú)立地選自(：1~(：10或氫原子形成的眾多金剛烷衍生 物單體中，在本實(shí)施例的一個(gè)實(shí)施例中，優(yōu)選Ri、R2、R3、R4分別獨(dú)立地選自Cl或氫原子所形 成的金剛烷衍生物單體，這主要是考慮當(dāng)心、1?2、1?3、1?4為由多個(gè)碳原子所構(gòu)成的烷基鏈時(shí)， 可能會(huì)因在空間結(jié)構(gòu)上與式(I)結(jié)構(gòu)本身中的相鄰基團(tuán)存在較大的空間位阻而影響金剛烷 衍生物單體本身的性能的發(fā)揮，因此，優(yōu)選具有較小空間位阻的C1或氫原子。
[0031] 其中，當(dāng)仏、1?2、1?3、1?4分別選擇氫原子時(shí)，所形成的金剛烷衍生物單體為：1，3,5,7-四（丙烯酸酯)金剛烷，其結(jié)構(gòu)式如式（Π )所示：
[0032]
[0033] 進(jìn)一步，本實(shí)施例中還給出了可制備式（Π )所示出的1，3,5,7_四（丙烯酸酯)金剛 烷的制備方法，并對(duì)所制備得到的化合物用核磁圖譜加以驗(yàn)證，具體如下：
[0034] 將1，3，5，7-金剛烷四醇(0.07mol)、丙烯酸（5mol)、濃硫酸(0.2mo 1)、對(duì)甲氧基苯 酚(O.OOlmol)和甲苯(60mL)加入到1000mL燒瓶中，在N2保護(hù)下加熱回流12小時(shí)，通過(guò)Dean-Stark水分離器去除副產(chǎn)物水。反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，邊攪拌邊加入10wt %氫氧化鈉水溶 液，中和殘留的甲基丙烯酸和硫酸，得粗產(chǎn)品；繼續(xù)對(duì)粗產(chǎn)品用DMF重結(jié)晶得到白色固體，產(chǎn) 率 58 %。
[0035] 隨后對(duì)該白色固體的核磁圖譜進(jìn)行了解析，如下:hNMRGOOMHz，CDC13): δ6.33(m， 紐），56.10(!11，4!1)，55.80(111，4!1)，52.29(8，12!1)，從而驗(yàn)證了該白色固體即為1，3,5,7-四 (丙烯酸酯)金剛烷。
[0036] 而當(dāng)仏、1?2、1?3、1?4分別選擇(：1時(shí)，所形成的金剛烷衍生物單體為 ：1，3,5,7-四（丙烯 酸甲酯)金剛烷，其結(jié)構(gòu)式如式(m)所示：
[0037]
[0038] 進(jìn)一步，本實(shí)施例中也給出了可制備由式（ΙΠ )所示出的1，3,5,7_四（丙烯酸甲酯） 金剛烷的制備方法，并對(duì)所制備得到的化合物用核磁圖譜加以驗(yàn)證，具體如下：
[0039] 將1，3,5,7_金剛烷四醇(0.07mol)、甲基丙烯酸（5mol)、濃硫酸(0.25mol)、對(duì)甲氧 基苯酚(O.OOlmol)和甲苯(60mL)加入到1000mL燒瓶中，在N2保護(hù)下加熱回流12小時(shí)，通過(guò) Dean-Stark水分離器去除副產(chǎn)物水。反應(yīng)結(jié)束后冷卻到室溫，邊攪拌邊加入10wt %氫氧化 鈉水溶液，中和殘留的甲基丙烯酸和硫酸，得粗產(chǎn)品；繼續(xù)對(duì)粗產(chǎn)品用DMF重結(jié)晶得到白色 固體，產(chǎn)率50%。
[0040] 隨后對(duì)該白色固體的核磁圖譜進(jìn)行了解析，如下:hNMRGOOMHz，⑶Cl3): δ6.47(m， 紐），56.38(!11，4!〇,52.36(8，12!〇^2.00^12!〇，從而驗(yàn)證了該白色固體即為1，3,5,7-四 (丙烯酸甲酯)金剛烷。
[0041 ]本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種彩色光阻劑，由以下組分及重量份的原料制成：
[0042]顏料分散液:20-40份；
[0043] 光引發(fā)劑:0.1-2份；
[0044] 堿可溶性樹(shù)脂:5-15份；
[0045] 溶劑:40-60份；
[0046] 多官能基單體:3-8份；
[0047] 其中，所述多官能基單體中至少包括：
[0048]雙季戊四醇五六丙烯酸單體:1-3份；
[0049] 如上述實(shí)施例所述的金剛烷衍生物單體:2-5份。
[0050] 本發(fā)明實(shí)施例提供一種彩色光阻劑，其主要由顏料分散液、光引發(fā)劑、堿可溶性樹(shù) 月旨、溶劑、多官能基單體組成，其中多官能基單體中除了含有雙季戊四醇五六丙烯酸單體 外，還含有金剛烷衍生物單體。
[0051]相比于現(xiàn)有技術(shù)中的彩色光阻劑中只含有雙季戊四醇五六丙烯酸酯類(lèi)多官能基 單體而言，本申請(qǐng)實(shí)施例中的彩色光阻劑中還含有金剛烷衍生物單體。金剛烷衍生物單體 結(jié)構(gòu)中含有剛性的苯基基團(tuán)和可聚合的雙鍵，具有光學(xué)特性、耐熱性等性質(zhì)，因此，可將其 用于彩色光阻劑中，以增強(qiáng)彩色光阻劑膜層的耐熱性能，進(jìn)而可提高彩色光阻劑在高溫后 烘過(guò)程后的透過(guò)率。
[0052]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述顏料分散液選自紅色顏料、綠色顏料、黃色顏 料、藍(lán)色顏料、紫色顏料和黑色顏料中的至少一種?？梢岳斫獾氖牵緦?shí)施例中所選用的顏 料分散液的種類(lèi)并不局限于上述所列舉的種類(lèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要， 選擇相應(yīng)顏色的分散液。
[0053]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述光引發(fā)劑選自苯乙酮系化合物、二苯甲酮系 化合物和二咪唑系化合物中的至少一種。例如，苯偶?？s酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羥基 烷基苯基酮、氨基烷基苯基酮、二甲苯酮等?？梢岳斫獾氖?，本實(shí)施例中所選用的光引發(fā) 劑的種類(lèi)并不局限于上述所列舉的種類(lèi)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，選擇上 述種類(lèi)范圍內(nèi)的光引發(fā)劑。
[0054]在上述實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述堿可溶性樹(shù)脂選自亞克力樹(shù)脂、亞克力-環(huán)氧 樹(shù)脂、亞克力-苯乙烯樹(shù)脂和苯酚-酚醛樹(shù)脂中的至少一種?？梢岳斫獾氖?，上述所列舉的堿 可溶性樹(shù)脂的類(lèi)型均為含羧基的聚合物或共聚物，因此其共性在于所選用的樹(shù)脂結(jié)構(gòu)中應(yīng) 含有羧基，能夠與多官能基單體相互作用，形成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、硬度較大的彩色光阻劑膜層。可 以理解的是，本實(shí)施例中所選用的堿可溶性樹(shù)脂的種類(lèi)并不局限于上述所列舉的種類(lèi)，本 領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的需要，選擇能夠作為光引發(fā)劑的含有羧基的聚合物或共聚 物即可。
[0055]在本發(fā)明實(shí)施例的可選實(shí)施例中，所述溶劑選自丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙 酸酯、3-乙氧基-3-亞胺丙酸乙酯、2-庚烷、3-庚烷、環(huán)戊酮和環(huán)己酮中的至少一種。本實(shí)施 例中的溶劑目的在于溶解或分散