[发明专利]用于液晶显示器的高透射绿染料及其合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于液晶显示器的高透射绿染料、包括该染料的染料分散体、包括该染料分散体的着色组合物、包括该着色组合物的滤色器以及其合成方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)的滤色器是用于在显示器上实现彩色图像，该滤色器可通过由以下步骤组成的工艺来制备：利用各种方法在基础电路板上涂覆颜料，以及固化它们并构图。滤色器的三个彩色像素部件中的每个都形成在像玻璃一样的透明的电路板上。用于显示器件或固体图像传感器的滤色器的着色图案通常为包括红(R)、绿(G)和蓝(B)的三原色，并且滤色器起到使穿过它的光着色或使其分为三原色的作用。显示红、绿和蓝色的染料由细微颗粒，即颜料组成，并且这些颜料显示红色、绿色和蓝色中每种的方式是通过混合代表相似颜色的染料而非单独地使用这些颜料来获得在期望范围内的色彩显示特性。

近来，使LCD朝向更大屏幕和更高分辨率的技术已经进一步向前发展，并且对该技术的利用已经从手提电脑的显示器方面飞速扩展到台式电脑的显示器和电视显示器方面。在这些情况中，需要LCD的滤色器具有高的色纯度。尤其是在使高分辨率图像显示成为可能的高分辨率显示器中，满足这一需求变得很重要。穿过滤色器的光将具有每个像素的颜色，并且这些光的颜色被合成以形成彩色图像。因此，需要具有很高纯度像素的滤色器以能够实现特定的RGB颜色。

此外由于数字式照(摄)相机和备有照(摄)相机的移动电话的普及，对诸如CCD图像传感器这样的固体图像传感器的需求也显著增加。由于滤色器被用作这些显示器的关键器件或光学元件，所以对于成本降低且分辨率高的滤色器的需求增加。

用于滤色器的染料需要具有以下特性：具有期望的光吸收特性以进行色彩再现；没有一些光学缺陷如造成LCD的对比度降低的光散射、固体图像传感器的色彩不均匀或造成粗糙感的光密度不均匀；具有诸如耐热性、耐光性和耐湿热性这样的适合的抗性；以及能够制备成薄膜。

对于具有高分辨率，即对比度和色纯度提高的LCD的需求增加，并且提高对比度需要进一步减小用于形成滤色器的光敏树脂组合物中的染料(有机颜料)的粒径。此外，为了提高色纯度，提高染料(如有机颜料)在光敏树脂组合物的固体中的含量也是重要的。

此外，对于近来用于诸如CCD这样的固体图像传感器的滤色器而言，还需要高分辨率。因此，期望使染料最小化以抑制由于染料的粗颗粒所导致的色彩不均匀。

当前，普遍采用金属卤化酞菁染料或金属卤化酞菁颜料形成绿像素。具体来说，具有金属卤化酞菁结构的染料或颜料用作构成滤色器的绿像素，在所述金属卤化酞菁结构中，每个酞菁分子的至少8个卤素原子与苯环结合。

尽管在这些染料和颜料中一直主要采用颜料绿36(Pigment Green36)，但是颜料绿36的透射度相对低，所以已经提出研发染料以改善该问题。作为研发的成果，研制出包括锌聚卤化酞菁作为克服颜料绿36的缺陷并建议用作滤色器的染料。

染料或颜料需要包括下述特性：具有期望的光吸收特性用于色彩再现；在其应用的环境中具有优良的牢度，包括耐光性、耐热性和抗诸如臭氧的氧化性气体。此外，当染料为颜料时，颜料基本上不溶于水或有机溶剂并且需要包括以下特性：具有耐化学品的优良牢度；即使以颗粒的形式使用，在分子分散体中也不破坏期望的吸收特性。可以利用使分子间相互作用强弱来控制这些需求，但因为它们是折衷关系，难于使其两者兼容。

在这些情况下，已提出了采用染料代替颜料的技术。当采用染料代替颜料时，通过解决用于固体图像传感器的滤色器中诸如色彩不均匀和粗糙感的问题，预期可实现高分辨率，并且预期可改善LCD或有机发光显示器(OLED)的诸如对比度和雾度(haze)的光学特性。

然而，包含染料的可固化着色组合物也具有以下问题：

(1)与形成分子聚集体的颜料相比，处于分子分散状态的染料的耐光性和耐热性不足；尤其在形成广泛用为LCD电极的ITO(氧化铟锡)薄膜时，存在高温工艺改变光学特性的问题；

(2)与形成分子聚集体的颜料相比，处于分子分散状态的染料的耐溶剂性不足；

(3)由于颜料倾向于抑制自由基聚合反应，在利用自由基聚合反应作为固化方式的体系中，设计可固化着色组合物有些困难；

(4)常规染料在碱性水溶液或有机溶剂中的溶解度较低，所以难于获得具有期望的光谱的可固化着色组合物；

(5)染料可能与可固化着色组合物中的其他成分相互作用，所以难于控制曝光部分和非曝光部分的溶解度(显影特性)；