一种双酚芴类丙烯酸树脂及其制备方法、量子点-彩色光敏树脂组合物及其制备方法和应用
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及光电材料、纳米复合材料以及精细半导体电子加工领域，具体涉及一 种双酚芴类丙烯酸树脂及其制备方法、量子点-彩色光敏树脂组合物及其制备方法和应用。
【背景技术】
[0002] 利用彩色光阻剂加工彩色滤光片等器件的方法有多种，现在主要的技术只包括颜 料分散法、印刷法、喷墨法三种。其中，颜料分散法是将有机/无机颜料分散在树脂溶液中， 再将已具有颜色的光阻剂涂布在玻璃/PET/金属基板上;再经过曝光、显影等光刻工艺后便 可制成彩色滤光片的彩色层，其具有工艺精细，耐光性、对比度、色饱和度相对较高以及性 能稳定等优点。
[0003] 彩色滤光片是液晶显示能够彩色化的关键零组件，其采用彩色光阻剂制造技术及 质量对液晶显示器的高彩度和高对比度的性能有至关重要的影响。随着智能手机的发展， 彩色滤光片将成为液晶装置里最重要的器件一其与触摸屏的On-cell或In-cell制式将集 成为一个器件。
[0004] 应上述要求，为实现更丰富色域和更高亮度，在制作尽量窄的图型和像素图案的 工艺达到3um极限后，需要引入新的材料或者零件方案才能进一步提高。量子点（quantum dot)即是可行的材料之一。
[0005] 中国专利申请CN104536078A公开了量子点膜在TFT-LCD器件背光源的应用，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饱和度，甚至过高的白色亮光 还容易导致色彩失真。而中国专利申请CN104793392A揭示在彩色光阻剂形成的像素层上各 制作一层量子点像素，该方法在制造过程中增加了三层套刻工艺，使得整个滤光片的像素 制造工艺制程增加了一倍的工序，大大增加了器件良率下降的风险。此外，专利文献 CN201210448399.0等专利揭示了一种直接将量子点制作成子像素的彩色滤光片技术，但未 能说明量子点材料如何制作成像素图型。
[0006] 为适应液晶显示器彩色不断升级的性能要求，除需要细微化颜料分散外，优化高 分子制备从而制作IOum以下像素的彩色滤光片，还可以将量子点复合在彩色光阻剂中，并 使用410-450nm波长的蓝光LED背光源。
【发明内容】
[0007] 为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种双酚芴类丙烯酸树脂，该 双酚芴类丙烯酸树脂用于制备量子点彩色光敏树脂组合物，与其他树脂相互配合达到控制 量子点彩色光敏树脂的性能的目的。
[0008] 本发明还提供一种双酚芴类丙烯酸树脂的制备方法，通过该方法获得适用于本发 明的双酚芴类丙烯酸树脂。
[0009] 本发明的第三个目的在于提供一种量子点彩色光敏树脂组合物，该组合物量子点 复合在彩色光阻剂中，用于制作IOum以下像素的彩色滤光片，增加滤光片的色饱和度，简化 制作工艺。
[0010] 本发明的第四个目的在于将本发明的量子点彩色光敏树脂组合物在制作彩色滤 光片，以及将本发明的量子点彩色光敏树脂组合物用在玻璃基片/PET上制造图型中。
[0011] 为实现上述目的，本发明所采用的方案如下：
[0012] -种双酚芴类丙烯酸树脂，该双酚芴类丙烯酸树脂具有以下化学结构式（1);其 中，η = 10-230; R1和R3表示CH2; R2和R4表示OH; X和W分别表示A表示H或Ci-C3的烷 基
[0014] -种双酚芴类丙烯酸树脂的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0015] (a)合成中间体：由以结构式(2)表示的单体和丙烯酸类化合物开环聚合反应生成 结构式(3)表示的化合物；
[0017] (b)合成产物:在氮气下继续滴加丙烯酸类化合物到上述结构式(3)的中间体中， 反应生成结构式(1);
[0019] (c)产物后处理:通过点层析板监控，在结构式(3)的中间体反应完时，趁热将产物 转入圆底烧瓶进行纯化，得到乳白色粉末树脂，干燥，即完成。
[0020] 具体的，上述方案中，所述丙烯酸类化合物为甲基丙烯酸、乙基丙烯酸、丙烯酸、丙 烯酸苄酯、苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸缩 水甘油酯、甲基丙烯酸三环[5.2.1.02,6]癸-8-基酯、甲基丙烯酸羟乙酯、羟丁基丙烯酸酯 中的一种。
[0021] 进一步的方案，上述制备方法中，步骤(a)制备中间体的具体步骤是:按照结构式 (2)表示的单体与丙烯酸类化合物的摩尔比为1: (2-4)的比例，在结构式(2)表示的单体单 体中加入丙烯酸类化合物，然后依次添加占结构式(2)表示的单体和丙烯酸类化合物总质 量1 %四甲基氯化铵，0.5 %苯酚，在90°C下通氮气保护，30min溶解完全后加热到130°C继续 反应，反应过程中酸值测定，在溶液酸值〈2.Omg之后停止反应，减压蒸馏，得到中间体化合 物。
[0022] -种量子点彩色光敏树脂组合物，其是由以重量份计的以下原料制备而成：
[0023]子像素着色剂20-50份；
[0024]研磨树脂组合物40-90份；
[0025]本发明所述的双酚芴类丙烯酸树脂5-20份；
[0026]乙烯基光固化树脂10-20份；
[0027]光引发剂0.1-0.5份；
[0028]活性助剂0.1-1份；
[0029] 有机溶剂30-50份。
[0030] 进一步的方案，上述制备方法中，所述子像素着色剂由红光量子点材料、绿光量子 点材料、蓝光量子点材料中至少一种量子点材料和与该量子点材料对应色彩的有机颜料组 成，其中量子点材料与有机颜料的质量比为1: (5-10)。
[0031] 进一步的方案，上述制备方法中，所述研磨树脂组合物由结构式(4)的低聚树脂、 超分散剂以及溶剂组成;其中，以重量份计分别为低聚树脂(在专利申请CN201510520207.6 中公开具体的结构和制备法)1 -5份、超分散剂1 _5份、溶剂40-80份；
[0033] -种量子点彩色光敏树脂组合物的制备方法，该制备方法包括以下步骤：
[0034] A)制备纳米颜料色浆:将子像素色彩量子点材料和分别对应色彩的颜料颗粒在 0.1mm锆球的沙磨机中加入有机溶剂进行湿法研磨，研磨过程中添加低聚树脂组合物作为 稳定树脂，制得分散色浆；
[0035] B)制备感光液:按配方量将本发明所述的双酚芴类丙烯酸树脂、乙烯基光固化树 月旨、光引发剂、活性助剂、极性有机溶剂混合分散成溶液后过滤，得到感光液；
[0036] C)制备量子点彩色光敏树脂组合物：将步骤A)中的分散色浆和步骤B)感光液混 合，并最后补加有机溶剂调整粘度，在分散机中进行分散，过滤后即成。
[0037] -种量子点彩色滤光片，其通过以下方法制成：
[0038] SI:在玻璃基板上用黑色光阻剂形成的1.5_3μπι线辐宽度的黑矩阵；
[0039] S2:黑色矩阵表面覆盖本发明所述量子点彩色光敏树脂组合物形成第一层彩膜， 再依次经过对位掩膜掩蔽、局部曝光、显影、硬化步骤形成第一层像素；
[0040] S3:在第一像素层表面用本发明所述的量子点彩色光敏树脂组合物形成的第二层 像素和第三层像素，其中第二层像素所采用的量子点彩色光敏树脂组合物中的子像素色彩 子像素着色剂是由绿光量子点材料与绿色有机颜料组成，第三层像素所采用的量子点彩色 光敏树脂组合物中的子像素色彩子像素着色剂是由蓝色量子点材料与蓝色有机颜料组成； [00 41] S4:最后使用Over CoatingII光阻剂封装形成彩色滤光片。
[0042] 一种在玻璃基片/PET上制造图型的方法，包括以下步骤：
[0043] 1)基片固定:使用真空将基板附着固定；
[0044] 2)制作光阻材料层:在上述1)步骤的基板涂覆本发明所述的量子点彩色光敏树脂 组合物，再经过真空烘烤，形成第一层2_3μπι彩色薄膜；
[0045] 3)制作像素图型：在上述步骤2)的彩色薄膜上使用掩膜掩蔽、UV曝光、显影、硬化 步骤形成掩模板上图型。
[0046] 相比现有技术，本发明的有益效果在于：
[0047] 1.本发明的所述的双酚芴类丙烯酸树脂添加到复合光阻剂的配方中配方，与其他 组分之间高度兼容，可以调节整个配方的极性和酸碱平衡，从而在极性方面高度匹配，并且 在黄光制程下可实现3_5um精细线条；
[0048] 2.本发明所述的量子点彩色光敏树脂组合物中在子像素量子点材料加入有机颜 料颜料，通过色浆的研磨润湿过程当中能够充分分散并保持稳定，具有较低的粘度，得到的 量子点彩色光敏树脂组合物的粘度低于5mPa. s(23°C/50rpm);流变学r值在0.93~1.05之 间，应用于制作滤光片时，不仅增加滤光片的色饱和度，还简化了工艺；
[0049] 3.采用本发明所述的量子点彩色光敏树脂组合物可以制作出精细的线条，可实现 高亮度、高对比度和高色彩还原性效果，将NTSC色域面积提高到98%以上，良好的分散稳定 性及制作的像素单元形貌可控