具有热交联结构的树脂及其制备方法、光敏性树脂组合物、微透镜及其制备方法和光学设备与流程

本申请涉及光学材料领域，尤其涉及一种具有热交联结构的树脂及其制备方法、光敏性树脂组合物、微透镜及其制备方法和光学设备。

背景技术：

1、现有在传真机、电子复印机中的系统光学元件，及摄像机中采用的固体摄影元件ccd、cmos，使用尺寸1μm-100μm的微透镜。微透镜规则排列形成微透镜矩阵，可以有效提升显示器件内光提取效率，增加屏幕亮度，降低功耗。

2、以往影视固体摄影元件体系中，如形成彩色滤光器等元件，采用羟基苯乙烯树脂体系作为主要成分，在230-250℃加工会发生透过率降低问题。在目前所用材料，如oled，在其中使用又存在不耐高温问题，需要低温回流，回流温度小于120℃，110℃更佳，100℃最佳。

3、相关专利，如专利号us7759048b2(tok)提供了一种mw＝10000-30000(甲基)丙烯酸脂体系，体系内含有酚羟基的(甲基)丙烯酸酯单体及环氧交联基团，能在130℃-160℃回流时候形成交联，200℃固化后具有良好透过率的微透镜形成方法；但由于高分子量，只能进行高温回流，限制了该材料使用。

4、专利号cn111352301a(jsr)公开了一种mw＝10000左右甲基丙烯酸脂体系，引入了含有碳数为8以上且20以下的链状或环状的烷基，降低tg和显影时间使得新体系能在120-140℃以下加热处理回流形成具有良好形状的微透镜。但其温度还是不满足现有需求，并且由于引入新单体，导致折光指数下降。

5、专利tw202039603a(tok)，公开了一种甲基丙烯酸脂体系，在us7759048b2基础上，引入低tg脂肪短链丙烯酸脂单体，大大降低了tg，是一种能在低温90℃进行回流形成微透镜的一种方法，但是由于低tg的脂肪链丙烯酸酯单体的引入，导致其折光指数大幅度降低，这是该专利的缺点。

6、由上所述，在形成微透镜的过程中，图案化后需要经过热处理步骤，然而在具有互补金属氧化物半导体cmos或有机发光二极管(oled)等元件上形成微透镜，并不适合在高温下处理。

7、例如期望在120℃下进行加热，但在使用现有的感光性树脂组合物，在低温下加热，熔融流动并不充分，很难形成形貌良好的微透镜。此外，在微透镜形成中，对所使用的感光性树脂组合物也有要求，例如对射线的灵敏度，树脂的保存稳定性，形成微透镜后的折光指数、透过率等，目前的树脂难以达到前述要求。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种具有热交联结构的树脂及其制备方法、光敏性树脂组合物、微透镜及其制备方法和光学设备，以解决上述问题。

2、为实现以上目的，本申请采用以下技术方案：

3、一种具有热交联结构的树脂，其结构通式为：

4、

5、其中，r1为甲基或h，r2为环氧基团，r3为苯环取代的烷基，r4为甲基或h；

6、n＝40-60mol％，m＝20-40mol％，l＝0-40mol％；a和b为相应基团的数量5且a+b≤3。

7、优选地，所述具有热交联结构的树脂，其分子量为4000-10000，优选7000-10000。

8、优选地，所述具有热交联结构的树脂，其结构式为：

9、

10、本申请还提供一种所述的具有热交联结构的树脂的制备方法，包括：

11、将包括单体化合物a、单体化合物b和单体化合物c在内的原料共聚反应；

12、所述单体化合物a的结构通式为：

13、

14、所述单体化合物b的结构通式为：

15、

16、所述单体化合物c的结构通式为：

17、

18、本申请还提供一种光敏性树脂组合物，包括所述的具有热交联结构的树脂和光敏剂。

19、优选地，所述光敏剂的结构通式为：

20、

21、其中，r为h或以下结构式所示基团，且至少有一个不为h：

22、

23、优选地，所述光敏剂为r单取代、双取代、三取代或者其中的任意多种的混合物。

24、优选地，所述光敏性树脂组合物还包括表面活性剂和溶剂。

25、本申请还提供一种微透镜，其原料包括所述的光敏性树脂组合物。

26、本申请还提供一种所述的微透镜的制备方法，包括：

27、将所述光敏性树脂组合物涂覆于基板上，进行前烘得到涂膜；然后将所述涂膜进行曝光处理得到具有目标图案的胶膜；

28、将所述胶膜进行显影、冲洗、再次曝光，然后进行加热后处理，形成微透镜。

29、本申请还提供一种光学设备，包括所述的微透镜。

30、与现有技术相比，本申请的有益效果包括：

31、本申请提供的具有热交联结构的树脂，在其中引入含有芳香侧链的甲基丙烯酸酯类的高折光指数的共聚单体，并与具有热交联结构环氧基团的单体以及优选同时与具有苯环的多碳丙烯酸酯类单体配合，得到具有较高折光指数、共聚物mw＝7000-10000并且能够在100-120℃进行回流的树脂。

32、本申请提供的具有热交联结构的树脂的制备方法，直接使用三种单体进行共聚反应即可得到，工艺简单。

33、本申请提供的光敏性树脂组合物，使用上述具有热交联结构的树脂和光敏剂，可以在120℃以下回流形成膜厚在1-3μm具有良好形状的微透镜。并且具有优异的灵敏性、透过性、老化性、回流性和留膜率。

34、本申请提供的微透镜，其灵敏性和透过性优异。

技术特征：

1.一种具有热交联结构的树脂，其特征在于，其结构通式为：

2.根据权利要求1所述的具有热交联结构的树脂，其特征在于，其分子量为4000-10000，优选7000-10000。

3.根据权利要求1或2所述的具有热交联结构的树脂，其特征在于，其结构式为：

4.一种权利要求1-3任一项所述的具有热交联结构的树脂的制备方法，其特征在于，包括：

5.一种光敏性树脂组合物，其特征在于，包括权利要求1-3任一项所述的具有热交联结构的树脂和光敏剂。

6.根据权利要求5所述的光敏性树脂组合物，其特征在于，所述光敏剂的结构通式为：

7.根据权利要求5或6所述的光敏性树脂组合物，其特征在于，还包括表面活性剂和溶剂。

8.一种微透镜，其特征在于，其原料包括权利要求5-7任一项所述的光敏性树脂组合物。

9.一种权利要求8所述的微透镜的制备方法，其特征在于，包括：

10.一种光学设备，其特征在于，包括权利要求8所述的微透镜。

技术总结
本申请提供一种具有热交联结构的树脂及其制备方法、光敏性树脂组合物、微透镜及其制备方法和光学设备，涉及光学材料领域。具有热交联结构的树脂，其结构通式为：光敏性树脂组合物，包括所述的具有热交联结构的树脂和光敏剂。微透镜，其原料包括所述的光敏性树脂组合物。光学设备，包括所述的微透镜。本申请提供的具有热交联结构的树脂，引入含有芳香侧链的甲基丙烯酸酯类的高折光指数的共聚单体，具有较高折光指数，并且能够在100‑120℃进行回流，并可以形成膜厚在1‑3μm具有良好形状微透镜。

技术研发人员：禹长峰,韩凯,毛国平,黄常刚,王雪岚
受保护的技术使用者：阜阳欣奕华材料科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13