金刚烷衍生物单体、彩色光阻剂及其制备方法、彩色滤光片的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光刻胶技术领域，尤其涉及一种金刚烷衍生物单体、彩色光阻剂及其 制备方法、彩色滤光片。
【背景技术】
[0002] 彩色滤光片是液晶显示器实现彩色化的关键组件，也是液晶显示器中成本较大的 关键组件。用于制备彩色滤光片中彩色层的彩色光阻剂通常包括颜料分散液、碱可溶性树 月旨、多官能基单体、光引发剂和溶剂等成份。
[0003] 在上述彩色光阻剂成分中，多官能基单体多为双季戊四醇五六丙烯酸酯类多官能 基单体，但由于该类多官能基单体本身耐热性能欠佳，使得由其制备得到的彩色光阻剂在 高温后烘步骤后的透过率也受到影响。因此，该如何提高彩色光阻剂的透过率，这已成为目 前亟需解决的技术难点。
[0004] 金刚烷具有四个环己烷环缩合成笼形的结构，是一种对称性高且稳定的化合物， 其衍生物由于显示出特殊的功能，例如:光学特性、耐热性等性质，曾尝试用于光盘基板、光 纤、透镜中，此外，还尝试利用金刚烷衍生物的耐干法刻蚀性、紫外线透过性等，将其作为光 致抗蚀剂用树脂原料使用。因此，是否能够将金刚烷衍生物加入到彩色光阻剂中以改善彩 色光阻剂的透过率，这将是本领域技术人员未来研究的重要课题。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于提供一种金刚烷衍生物单体、彩色光阻剂及其制备方法、彩色 滤光片，能够改善用于彩色层的彩色光阻剂的耐热性能，有效提高彩色光阻剂的透过率。
[0006] 本发明的一方面提供了一种金刚烷衍生物单体，具有如下式(I)结构：
[0007]
[0015] 其中，所述多官能基单体中至少包括：
[0016] 双季戊四醇五六丙烯酸单体:1-3份；
[0017] 如上述技术方案所述的金刚烷衍生物单体:2-5份。
[0018] 本发明的再一方面提供了一种如上述技术方案所述的彩色光阻剂的制备方法，包 括以下步骤：
[0019] 将颜料分散液加入到容器中；
[0020] 在搅拌下，依次向容器中加入碱可溶树脂、多官能团单体、光引发剂和溶剂，并在 室温下继续搅拌6-8小时，得到混合均匀的彩色光阻剂。
[0021] 本发明的又一方面提供了一种彩色滤光片，包括如上述技术方案所述的彩色光阻 剂。
[0022] 本发明提供了一种金刚烷衍生物单体，由于金刚烷衍生物单体结构中含有刚性的 苯基基团和可聚合的双键，具有光学特性、耐热性等性质，因此，可将其用于彩色光阻剂中， 以增强彩色光阻剂膜层的耐热性能，进而可提高彩色光阻剂在高温后烘过程后的透过率。
【附图说明】
[0023] 图1为本发明实施例提供的彩色光阻剂的制备方法的流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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。
[0025] 本发明实施例提供了一种金刚烷衍生物单体，具有如下式(I)结构：
[0026]
[0027] 其中，办、1?2、1?3、1?4分别独立地选自(：1~(：10或氢原子。
[0028] 由上述式（I)结构可知，金刚烷衍生物具有四个环己烷环缩合成笼形的结构，是一 种对称性高且稳定的化合物，具体到本实施例中，、R 4可分别独立地选自C1~C10或 氢原子。
[0029] 本发明实施例提供了一种金刚烷衍生物单体，由于金刚烷衍生物单体结构中含有 刚性的苯基基团和可聚合的双键，具有光学特性、耐热性等性质，因此，可将其用于彩色光 阻剂中，以增强彩色光阻剂膜层的耐热性能，进而可提高彩色光阻剂在高温后烘过程后的 透过率。
[0030] 然而，在由心、1?2、1?3、1?4分别独立地选自(：1~(：10或氢原子形成的众多金刚烷衍生 物单体中，在本实施例的一个实施例中，优选Ri、R2、R3、R4分别独立地选自Cl或氢原子所形 成的金刚烷衍生物单体，这主要是考虑当心、1?2、1?3、1?4为由多个碳原子所构成的烷基链时， 可能会因在空间结构上与式(I)结构本身中的相邻基团存在较大的空间位阻而影响金刚烷 衍生物单体本身的性能的发挥，因此，优选具有较小空间位阻的C1或氢原子。
[0031] 其中，当仏、1?2、1?3、1?4分别选择氢原子时，所形成的金刚烷衍生物单体为：1，3,5,7-四（丙烯酸酯)金刚烷，其结构式如式（Π )所示：
[0032]
[0033] 进一步，本实施例中还给出了可制备式（Π )所示出的1，3,5,7_四（丙烯酸酯)金刚 烷的制备方法，并对所制备得到的化合物用核磁图谱加以验证，具体如下：
[0034] 将1，3，5，7-金刚烷四醇(0.07mol)、丙烯酸（5mol)、浓硫酸(0.2mo 1)、对甲氧基苯 酚(O.OOlmol)和甲苯(60mL)加入到1000mL烧瓶中，在N2保护下加热回流12小时，通过Dean-Stark水分离器去除副产物水。反应结束后冷却到室温，边搅拌边加入10wt %氢氧化钠水溶 液，中和残留的甲基丙烯酸和硫酸，得粗产品；继续对粗产品用DMF重结晶得到白色固体，产 率 58 %。
[0035] 随后对该白色固体的核磁图谱进行了解析，如下:hNMRGOOMHz，CDC13): δ6.33(m， 纽），56.10(!11，4!1)，55.80(111，4!1)，52.29(8，12!1)，从而验证了该白色固体即为1，3,5,7-四 (丙烯酸酯)金刚烷。
[0036] 而当仏、1?2、1?3、1?4分别选择(：1时，所形成的金刚烷衍生物单体为 ：1，3,5,7-四（丙烯 酸甲酯)金刚烷，其结构式如式(m)所示：
[0037]
[0038] 进一步，本实施例中也给出了可制备由式（ΙΠ )所示出的1，3,5,7_四（丙烯酸甲酯） 金刚烷的制备方法，并对所制备得到的化合物用核磁图谱加以验证，具体如下：
[0039] 将1，3,5,7_金刚烷四醇(0.07mol)、甲基丙烯酸（5mol)、浓硫酸(0.25mol)、对甲氧 基苯酚(O.OOlmol)和甲苯(60mL)加入到1000mL烧瓶中，在N2保护下加热回流12小时，通过 Dean-Stark水分离器去除副产物水。反应结束后冷却到室温，边搅拌边加入10wt %氢氧化 钠水溶液，中和残留的甲基丙烯酸和硫酸，得粗产品；继续对粗产品用DMF重结晶得到白色 固体，产率50%。
[0040] 随后对该白色固体的核磁图谱进行了解析，如下:hNMRGOOMHz，⑶Cl3): δ6.47(m， 纽），56.38(!11，4!〇,52.36(8，12!〇^2.00^12!〇，从而验证了该白色固体即为1，3,5,7-四 (丙烯酸甲酯)金刚烷。
[0041 ]本发明实施例还提供了一种彩色光阻剂，由以下组分及重量份的原料制成：
[0042]颜料分散液:20-40份；
[0043] 光引发剂:0.1-2份；
[0044] 碱可溶性树脂:5-15份；
[0045] 溶剂:40-60份；
[0046] 多官能基单体:3-8份；
[0047] 其中，所述多官能基单体中至少包括：
[0048]双季戊四醇五六丙烯酸单体:1-3份；
[0049] 如上述实施例所述的金刚烷衍生物单体:2-5份。
[0050] 本发明实施例提供一种彩色光阻剂，其主要由颜料分散液、光引发剂、碱可溶性树 月旨、溶剂、多官能基单体组成，其中多官能基单体中除了含有双季戊四醇五六丙烯酸单体 外，还含有金刚烷衍生物单体。
[0051]相比于现有技术中的彩色光阻剂中只含有双季戊四醇五六丙烯酸酯类多官能基 单体而言，本申请实施例中的彩色光阻剂中还含有金刚烷衍生物单体。金刚烷衍生物单体 结构中含有刚性的苯基基团和可聚合的双键，具有光学特性、耐热性等性质，因此，可将其 用于彩色光阻剂中，以增强彩色光阻剂膜层的耐热性能，进而可提高彩色光阻剂在高温后 烘过程后的透过率。
[0052]在上述实施例的可选实施例中，所述颜料分散液选自红色颜料、绿色颜料、黄色颜 料、蓝色颜料、紫色颜料和黑色颜料中的至少一种。可以理解的是，本实施例中所选用的颜 料分散液的种类并不局限于上述所列举的种类，本领域技术人员可根据实际生产的需要， 选择相应颜色的分散液。
[0053]在上述实施例的可选实施例中，所述光引发剂选自苯乙酮系化合物、二苯甲酮系 化合物和二咪唑系化合物中的至少一种。例如，苯偶酰缩酮、α，α-二烷氧基苯乙酮、α-羟基 烷基苯基酮、氨基烷基苯基酮、二甲苯酮等。可以理解的是，本实施例中所选用的光引发 剂的种类并不局限于上述所列举的种类，本领域技术人员可根据实际生产的需要，选择上 述种类范围内的光引发剂。
[0054]在上述实施例的可选实施例中，所述碱可溶性树脂选自亚克力树脂、亚克力-环氧 树脂、亚克力-苯乙烯树脂和苯酚-酚醛树脂中的至少一种。可以理解的是，上述所列举的碱 可溶性树脂的类型均为含羧基的聚合物或共聚物，因此其共性在于所选用的树脂结构中应 含有羧基，能够与多官能基单体相互作用，形成结构稳定、硬度较大的彩色光阻剂膜层。可 以理解的是，本实施例中所选用的碱可溶性树脂的种类并不局限于上述所列举的种类，本 领域技术人员可根据实际生产的需要，选择能够作为光引发剂的含有羧基的聚合物或共聚 物即可。
[0055]在本发明实施例的可选实施例中，所述溶剂选自丙二酮甲醚醋酸酯、丙二醇二乙 酸酯、3-乙氧基-3-亚胺丙酸乙酯、2-庚烷、3-庚烷、环戊酮和环己酮中的至少一种。本实施 例中的溶剂目的在于溶解或分散