一种三维染料、三维染料制备方法及光阻混合物与流程

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种三维染料、三维染料制备方法及光阻混合物。

背景技术：

彩色光刻胶色阻液中显色材料一般为染料分子，由于目前量产的染料结构多数为平面大环共轭分子材料，这种平面化的大共轭体系分子在分散过程中由于彼此之间作用力比较大，易聚集，影响光学性质与显色性能。

技术实现要素：

本申请实施例提供一种三维染料分子、三维染料分子制程方法及光阻液混合物，通过构建非平面三维结构，有效的促进大环共轭染料分子在光阻液中离散，提升光阻液所制备彩色滤光片的光学性质与显色性能。

本申请提供一种三维染料，包括：

所述三维染料的结构式为ra-rb，其中，ra基团的结构式为rb基团的结构式为中的任一种；

其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种，r1基团、r2基团、r3基团以及r4基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种。

在一些实施例中，所述r4基团的结构式为中的任一种。

本申请实施例提供一种三维染料制备方法，包括：

提供第一反应物，所述第一反应物为包括ra基团的化合物，所述ra基团的结构式包括其中，r1基团、r2基团、r3基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种，其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种；

提供第二反应物，所述第二反应物为包括rb基团的化合物，所述rb基团的结构式包括中的任一种，其中，r4基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种；

所述第一反应物与所述第二反应物进行反应生成三维染料，其中，三维染料的结构式ra-rb。

在一些实施例中，在所述提供第一反应物的步骤中，还包括：

提供第一前驱物，所述第一前驱物进行反应得到第一反应物；

其中，所述第一前驱物的结构式为

在一些实施例中，所述第一前驱物在第一溶剂中进行反应得到第一反应物，所述第一溶剂中具有第一添加物；其中，所述第一溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，所述第一添加物包括磷氯化物。

在一些实施例中，在所述提供第二反应物的步骤中，还包括：

提供第二前驱物，所述第二前驱物进行反应得到第二反应物；

其中，所述第二前驱物的结构式为

在一些实施例中，所述第二前驱物在第二溶剂中进行反应生成所述第二反应物，所述第二溶剂中具有第二添加物；其中，所述第二溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，所述第二添加物包括磷氯化物、硼氢化物、膦类化合物中的一种或多种的组合。

在一些实施例中，所述第一反应物和所述第二反应物在第三溶剂中进行反应生成所述三维染料，所述第三溶剂中具有催化剂；其中，所述第三溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，所述催化剂包括碱类催化剂。

本申请实施例提供一种光阻混合物，包括三维染料、粘合树脂、光引发剂、可聚合单体、溶剂以及助剂，其中，所述三维染料为以上所述的三维染料。

在一些实施例中，所述三维染料的质量百分比为10％至16％，所述粘合树脂的质量百分比为5％至8％，所述光引发剂的质量百分比为0.2％至0.6％，所述可聚合单体的质量百分比为5％至8％，所述溶剂的质量百分比为70％至80％，所述助剂的质量百分比为0.1％至0.2％。

本申请实施例提供了一种三维染料、三维染料制备方法及光阻混合物，通过在染料分子中加入三维结构的基团，构建了非平面的三维染料分子结构，有效的打破染料分子平面共轭结构彼此之间的强吸引作用力，防止染料分子聚集，达成染料分子在光阻液中形成单分子态，促进大环共轭染料分子在光阻液中离散，消除其对光通路上的影响，提升光阻液所制备彩色滤光片的光学性质与显色性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为相关技术中彩色滤光片的一种结构示意图；

图2为本申请实施例提供的彩色滤光片的一种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

需要说明的是，在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

本申请实施例提供一种三维染料、三维染料制备方法及光阻混合物，以下对三维染料做详细介绍。

本申请提供一种三维染料，该三维染料的结构式为ra-rb，其中，ra基团的结构式为rb基团的结构式为中的任一种；

其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种，r1基团、r2基团、r3基团以及r4基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种。

具体地，r4基团的结构式为中的任一种。

具体地，ra基团的结构式可以为中的任一种。其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种。

本申请提供的三维染料，通过在染料分子中加入三维结构的基团，构建了非平面的三维染料分子结构，一方面通过调节三维取代基团种类调节色度，另一方面有效的打破染料分子平面共轭结构彼此之间的强吸引作用力，防止染料分子聚集，达成染料分子在光阻液中形成单分子态，促进大环共轭染料分子在光阻液中离散，消除其对光通路上的影响，提升光阻液所制备彩色滤光片的光学性质与显色性能。

本申请提供一种三维染料的制备方法，包括：

101、提供第一反应物。第一反应物为包括ra基团的化合物，ra基团的结构式包括其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种，r1基团、r2基团、r3基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种。

在一些实施例中，在提供第一反应物的步骤中，还包括：

提供第一前驱物，第一前驱物进行反应得到第一反应物；

其中，第一前驱物的结构式为

在一些实施例中，第一前驱物在第一溶剂中进行反应得到第一反应物，第一溶剂中具有第一添加物；其中，第一溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，第一添加物包括磷氯化物。

在一种实施方式中，第一前驱物的结构式为第一前驱物1第一溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，第一添加物为三氯氧磷，第一反应物2的结构式为第一前驱物1进行反应得到第一反应物2的反应式为：

具体地，将20mmol第一前驱物1溶于30ml干燥的dmf中，然后将1ml三氯氧磷滴加入反应溶液，在125℃的温度下搅拌一小时，反应完全后将反应溶液溶于乙酸钠的水溶液中，利用乙酸乙酯作为洗脱剂进行走柱纯化处理以得到第一反应物2，其中，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种。

102、提供第二反应物。第二反应物为包括rb基团的化合物，rb基团的结构式包括中的任一种，其中，r4基团为氢基、卤代基、酮基、醛基、羧基、烷基、磺酸盐基、硝酸盐基或醚键中的任一种。

在一些实施例中，在所述提供第二反应物的步骤中，还包括：

提供第二前驱物，所述第二前驱物进行反应得到第二反应物；

其中，所述第二前驱物的结构式为

在一些实施例中，所述第二前驱物在第二溶剂中进行反应生成所述第二反应物，所述第二溶剂中具有第二添加物；其中，所述第二溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，所述第二添加物包括磷氯化物、硼氢化物和膦类化合物中的一种或多种的组合。

在一种实施方式中，第二前驱物为第二前驱物第二溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，第二添加物包括三氯氧磷、硼氢化钠、溴化三苯基磷。第二前驱物3进行反应得到第二反应物6的反应式为：

其中，r4基团的结构式为中的任一种，ph表示苯环。

具体地，将33mmol第二前驱物3溶于30ml干燥的dmf中，然后将6ml的三氯氧磷(pocl3)滴加入反应溶液，在125℃温度下搅拌一小时，反应完全后将反应溶液溶于乙酸钠的水溶液中，利用乙酸乙酯作为洗脱剂对产物进行走柱纯化处理以得到化合物4。

将2.3mmol化合物4溶于15ml四氢呋喃与5ml甲醇的混合溶剂中，置于0℃环境中，将63.8mmol硼氢化钠溶于1.5ml4％的氢氧化钠水溶液中，并滴加入以上反应溶液中，保持在0℃环境下搅拌一小时，利用甲醇作为洗脱剂进行走柱纯化以得到化合物5。

将2.2mmol化合物7溶于15ml干燥的甲苯溶剂中，然后加入2.2mmol溴化三苯基磷，并在室温下搅拌24小时，然后利用二氯甲烷作为洗脱剂进行走柱纯化以得到第二反应物6。

在一种实施方式中，第二前驱物为第二前驱物7第二溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)，第二添加物包括三氯氧磷、硼氢化钠、溴化三苯基磷。第二前驱物7进行反应得到第二反应物10的反应式为：

其中，r4基团的结构式为中的任一种，ph表示苯环。

具体地，将33mmol第二前驱物7溶于30ml干燥的dmf中，然后将6ml的三氯氧磷(pocl3)滴加入反应溶液，在125℃温度下搅拌一小时，反应完全后将反应溶液溶于乙酸钠的水溶液中，利用乙酸乙酯作为洗脱剂对产物进行走柱纯化处理以得到化合物8。

将2.3mmol化合物8溶于15ml四氢呋喃与5ml甲醇的混合溶剂中，置于0℃环境中，将63.8mmol硼氢化钠溶于1.5ml4％的氢氧化钠水溶液中，并滴加入以上反应溶液中，保持在0℃环境下搅拌一小时，利用甲醇作为洗脱剂进行走柱纯化以得到化合物9。

将2.2mmol化合物7溶于15ml干燥的甲苯溶剂中，然后加入2.2mmol溴化三苯基磷，并在室温下搅拌24小时，然后利用二氯甲烷作为洗脱剂进行走柱纯化以得到第二反应物10。

103、第一反应物与所述第二反应物进行反应生成三维染料，其中，三维染料的结构式ra-rb。

在一些实施例中，第一反应物和第二反应物在第三溶剂中进行反应生成三维染料，第三溶剂中具有催化剂；其中，第三溶剂包括酯类溶剂、醚类溶剂、卤代烃类溶剂、醇类溶剂、酰胺类溶剂、卤代烷烃类溶剂中的一种或多种的组合，催化剂包括碱类催化剂。

在一种实施方式中，第三溶剂为氯仿，第一反应物为第一反应物2，第二反应物为第二反应物6，催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(dbu)。第一反应物2与第二反应物6进行反应生成三维染料11的反应式为：

其中，r4基团的结构式为中的任一种，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种，ph表示苯环。

具体地，将2.7μmol第一反应物2与2.7μmol第二反应物6溶于干燥的氯仿溶剂中，加入6.7μmol的dbu在室温搅拌一小时，用二氯甲烷作为洗脱剂将产物走柱纯化得到粗产物，进而将粗产物溶于二氯甲烷，加入4.05μmol单质碘，在室温下搅拌24小时后，得到三维染料11。

在一种实施方式中，第三溶剂为氯仿，第一反应物为第一反应物2，第二反应物为第二反应物10，催化剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(dbu)。第一反应物2与第二反应物10进行反应生成三维染料12的反应式为：

其中，r4基团的结构式为中的任一种，m为zn、cu、ni、co或fe中的任一种，ph表示苯环。

具体地，将2.7μmol第一反应物2与2.7μmol第二反应物10溶于干燥的氯仿溶剂中，加入6.7μmol的dbu在室温搅拌一小时，用二氯甲烷作为洗脱剂将产物走柱纯化得到粗产物，进而将粗产物溶于二氯甲烷，加入4.05μmol单质碘，在室温下搅拌24小时后，得到三维染料12。

本申请实施例提供的三维染料制备方法，采用三维结构的第二反应物与第一反应物染料分子进行反应，能够得到一种三维染料。该制备方法简单，步骤简便，耗时短。制备得到的三维染料一方面可以通过调节三维取代基团种类调节色度，另一方面有效的打破染料分子平面共轭结构彼此之间的强吸引作用力，防止染料分子聚集，达成染料分子在光阻液中形成单分子态，促进大环共轭染料分子在光阻液中离散，消除其对光通路上的影响，提升光阻液所制备彩色滤光片的光学性质与显色性能。

本申请实施例提供一种光阻混合物，包括三维染料、粘合树脂、光引发剂、可聚合单体、溶剂以及助剂，其中，所述三维染料为以上所述的三维染料。

在一些实施例中，三维染料的质量百分比为10％至16％，粘合树脂的质量百分比为5％至8％，光引发剂的质量百分比为0.2％至0.6％，可聚合单体的质量百分比为5％至8％，溶剂的质量百分比为70％至80％，助剂的质量百分比为0.1％至0.2％。

在一种实施方式中，粘合树脂为丙烯酸类树脂，粘合树脂通过其高聚物分子量控制光阻混合物的机械强度。光引发剂为二苯甲酮类化合物，光引发剂在光照后形成活性自由基。可聚合单体为多羟基醇的丙烯酸酯，可聚合单体用于在光阻混合物中作为交联剂。溶剂为丙二醇甲醚醋酸酯(pgmea)，溶剂能够调节光阻混合物的黏度，改善光阻混合物的涂布性质。助剂为聚苯乙烯-聚丙烯酸二嵌段共聚物(ps-paa)，聚苯乙烯-聚丙烯酸二嵌段共聚物(ps-paa)用于在光阻混合物中作为分散剂。

其中，助剂还包括流平剂、热阻聚剂、抑泡剂。添加不同助剂可以使光阻混合物适应不同生产需求。

请参阅图1，图1是相关技术中彩色滤光片100的一种结构示意图。该彩色滤光片100包括光阻液10、常规染料20。相关技术中彩色滤光片100采用常规染料20进行制备。常规染料20为平面大环共轭分子材料，这种平面化的大共轭体系分子在光阻液10分散过程中由于彼此之间作用力比较大，易聚集。光线30在通过彩色滤光片100时容易发生散射，导致显示不良。

请参阅图2，图2是本申请实施例提供的彩色滤光片200的一种结构示意图。与相关技术不同之处在于，该彩色滤光片200采用了一种三维染料40。该三维染料40一方面可以通过调节三维取代基团种类调节色度，另一方面有效的打破染料分子平面共轭结构彼此之间的强吸引作用力，防止染料分子聚集，达成三维染料40在光阻液10中形成单分子态，促进大环共轭染料分子在光阻液10中离散，消除其对光线30通路上的影响，提升光阻液10所制备彩色滤光片200的光学性质与显色性能。进而能够改善显示面板的显示性能和显示效果。

以上对本申请实施例提供的三维染料、三维染料制备方法及光阻混合物进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。