【技术实现步骤摘要】
本申请涉及聚合物，具体涉及一种本征黑型聚合物及其制备方法、黑色光刻胶及其应用。
技术介绍
1、黑色光刻胶广泛应用于显示行业，用作像素定义层(pdl)，通过光刻形成黑色栅格状图案，用于分隔显示屏幕中各个像素点，防止漏光或者光串扰；随着柔性显示器不断朝低功耗方向发展以及无偏光技术(pol-less)、on cell polarizers(ocp)和color onencapsulation(coe)技术的发展，黑色聚酰亚胺光刻胶成为一种柔性显示技术发展的关键材料。作为黑色矩阵光刻胶材料需满足以下要求：(1)较高的光密度值(od，opticaldensity)，使得较薄的树脂层就可以阻挡光的穿透；(2)较好的机械性能，防止黑色栅格状图案受力或受热脱落或漏光，使屏幕分辨率下降；(3)较好的电绝缘性，确保发光材料之间绝缘，保证像素显示的准确度。而黑色光刻胶是制作黑色矩阵最优的原料，通过对涂覆好的黑色薄膜曝光显影，即可得到黑色矩阵。
2、目前常见的黑色光刻胶主要通过在树脂中掺杂炭黑、钛黑等遮光剂得到。例如采用黑色填料掺杂聚酰亚胺前驱体形成黑色感光聚合物，采用黑色填料掺杂丙烯酸形成黑色感光聚合物。该方法虽然可以得到od值较高的光刻胶，但是需要的掺杂量较高，且遮光剂容易团聚，进而降低黑色光刻胶的稳定性，在光刻显影过程中容易出现颗粒残渣，从而降低图形质量。为了防止遮光剂团聚，又使得该类光刻胶生产工艺繁琐而复杂。随着遮光剂的掺杂量变大，光刻胶的电学性能及力学性能都会有较大的下降，同时与基板的粘结性也会降低，进而使制备的黑色矩阵的相关性能
技术实现思路
1、本申请的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种本征黑型聚合物，采用该本征黑型聚合物制备黑色光刻胶时无需外加遮光剂，使得制备的黑色光刻胶兼具优异的光学性能、机械性能以及电学性能。同时，本申请还提供了所述本征黑型聚合物的制备方法、黑色光刻胶及其应用。
2、为实现上述目的，本申请采取的技术方案为：一种本征黑型聚合物，其结构式如下：
3、
4、其中r1～r6分别选自氢、羟基、羧基、氨基、甲基、甲氧基、羰基、酯基、苯基和4-氨基苯基氨基中的一种；
5、r7为氢或醇类物质反应后的残基；
6、r8选自苯环、联苯、联苯醚、联苯酮、联苯硫醚和4,4-六氟异丙基邻苯中的一种；
7、r9、r11～r17分别选自氢、羟基、羧基、甲基、甲氧基、甲基、三氟甲基、羰基、酯基和苯基中的一种；
8、r10选自单键、醚基、酰胺基、巯基、亚甲基、碳原子数为1～6的脂肪族、六氟异丙叉基或六氟异丙基中的一种；
9、m的取值为3～10，n的取值为4～12。
10、本申请还提供上述本征黑型聚合物的制备方法，包括：使二酐单体和醇类物质发生反应，得到酯化物；使所述酯化物和酰氯化试剂发生反应，得到中间体；使所述中间体、第一二胺单体和第二二胺单体发生反应，得到所述本征黑型聚合物。
11、在本申请的一些实施例中，所述二酐单体包括4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、六氟二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐中的至少一种；和/或，所述醇类物质包括正丁醇和/或乙醇。
12、在本申请的一些实施例中，所述第一二胺单体包括1,8二羟基-2,4,5,7四氨基-9,10-蒽醌；和/或，所述第二二胺单体包括4,4'-二氨基二苯醚、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基苯基醚、3,3'-二氯联苯胺和4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种。
13、在本申请的一些实施例中，所述二酐单体和所述醇类物质的摩尔比为(0.55～0.63):1；和/或，所述中间体、所述第一二胺单体和所述第二二胺单体的摩尔比为1.08:(0.4～0.5):(0.5～0.6)。
14、在本申请的一些实施例中，所述二酐单体和所述醇类物质的反应温度为40℃～80℃；和/或，所述中间体、所述第一二胺单体及所述第二二胺单体的反应温度为0℃～10℃。
15、在本申请的一些实施例中，所述二酐单体和所述醇类物质在第一溶剂中发生反应，所述第一溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯和二甲基亚砜中的至少一种；和/或，所述二酐单体和所述醇类物质反应时的催化剂包括吡啶；和/或，所述酰氯化试剂包括二氯亚砜；和/或，使所述中间体、所述第一二胺单体及所述第二二胺单体发生反应时，还在反应体系中添加有机碱。
16、本申请还提供一种黑色光刻胶，以重量份计，包括：上述的本征黑型聚合物5～35份；光酸产生剂0.5～5份；阻溶剂2～6份；第二溶剂60～90份。
17、在本申请的一些实施例中，所述光酸产生剂包括重氮鎓盐、鏻盐、锍盐、錪盐、酰亚胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二砜、二砜、邻硝基苄基磺酸酯中的至少一种；和/或，所述阻溶剂为带有2～4个叔丁基碳酸脂保护基的含羟基化合物；和/或，所述第二溶剂包括n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯和甲醇中的至少一种。
18、本申请还提供所述的黑色光刻胶在黑色矩阵中的应用。
19、与现有技术相比，本申请技术方案的本征黑型聚合物及其制备方法、黑色光刻胶及其应用具有如下有益效果：
20、本申请的本征黑型聚合物通过引入黑色二胺单体链段，使得采用该本征黑型聚合物制备黑色光刻胶时，无需掺杂遮光剂，直接解决了掺杂类光刻胶生产时存在的团聚、性能下降问题，还能够避免掺杂类光刻胶在光刻显影过程中出现颗粒残渣的现象，从而提高图形质量，同时还可以避免由于遮光剂添加过多而导致的光刻胶与基底粘附性下降的问题。
21、本申请的本征黑型聚合物还引入了可溶于有机碱水溶液的二胺单体链段，因此，将采用该本征黑型聚合物制备的黑色光刻胶作为正性光刻胶使用时，在有机碱水溶液中具有较好的溶解性，进而可以采用有机碱水溶液代替有机溶剂作为黑色光刻胶的显影液，从而提高光刻胶的环保性。
22、本申请的本征黑型聚合物的制备方法原料方便易得，制备步骤和工艺条件简单，便于工业化推广。
23、采用本申请的本征黑型聚合物制备黑色光刻胶时，无需额外掺杂遮光剂，能够有效避免因引入遮光剂所带来的一系列问题，显著提高黑色光刻胶的光学性能、机械性能、电学性能、稳定性以及与基底的粘附性。
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1.一种本征黑型聚合物，其特征在于，所述本征黑型聚合物的结构式如下：
2.一种如权利要求1所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体包括4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、六氟二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐中的至少一种；和/或，所述醇类物质包括正丁醇和/或乙醇。
4.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述第一二胺单体包括1,8二羟基-2,4,5,7四氨基-9,10-蒽醌；和/或，所述第二二胺单体包括4,4'-二氨基二苯醚、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基苯基醚、3,3'-二氯联苯胺和4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体和所述醇类物质的摩尔比为(0.55～0.63):1；和/或，所述中间体、所述
6.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体和所述醇类物质的反应温度为40℃～80℃；和/或，所述中间体、所述第一二胺单体及所述第二二胺单体的反应温度为0℃～10℃。
7.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体和所述醇类物质在第一溶剂中发生反应，所述第一溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯和二甲基亚砜中的至少一种；和/或，所述二酐单体和所述醇类物质反应时的催化剂包括吡啶；和/或，所述酰氯化试剂包括二氯亚砜；和/或，使所述中间体、所述第一二胺单体及所述第二二胺单体发生反应时，还在反应体系中添加有机碱。
8.一种黑色光刻胶，其特征在于，以重量份计，包括：
9.根据权利要求8所述的黑色光刻胶，其特征在于，所述光酸产生剂包括重氮鎓盐、鏻盐、锍盐、錪盐、酰亚胺磺酸酯、肟磺酸酯、重氮二砜、二砜、邻硝基苄基磺酸酯中的至少一种；和/或，所述阻溶剂为带有2～4个叔丁基碳酸脂保护基的含羟基化合物；和/或，所述第二溶剂包括N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、γ-丁内酯、二甲基亚砜、乙酸乙酯和甲醇中的至少一种。
10.根据权利要求8所述的黑色光刻胶在黑色矩阵中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种本征黑型聚合物，其特征在于，所述本征黑型聚合物的结构式如下：
2.一种如权利要求1所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体包括4,4'-氧双邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸二酐、六氟二酐、2,3,3',4'-联苯四甲酸二酐、3,3',4,4'-二苯酮四酸二酐中的至少一种；和/或，所述醇类物质包括正丁醇和/或乙醇。
4.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述第一二胺单体包括1,8二羟基-2,4,5,7四氨基-9,10-蒽醌；和/或，所述第二二胺单体包括4,4'-二氨基二苯醚、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基联苯、2,2-双(3-氨基-4-羟基苯基)六氟丙烷、2,2'-双(三氟甲基)-4,4'-二氨基苯基醚、3,3'-二氯联苯胺和4,4'-二氨基苯酰替苯胺中的至少一种。
5.根据权利要求2所述的本征黑型聚合物的制备方法，其特征在于，所述二酐单体和所述醇类物质的摩尔比为(0.55～0.63):1；和/或，所述中间体、所述第一二胺单体和所述第二二胺单体的摩尔比为1.08:(0.4～0.5):(0.5～0.6)。
6.根据权利要求2所...
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