[发明专利]用于LCD的滤色片的偶氮染料

说明书

技术领域

本发明涉及一种适用于形成用于液晶显示装置的滤色片的偶氮染料、一种含有碱性可溶树脂和偶氮染料的组合物、一种具有包含偶氮染料和碱性可溶树脂的聚合物层的物品以及一种包含所述染料的滤色片。

背景技术

液晶显示器(LCD)由于其极好的性能和较小厚度目前在显示器市场占主导地位。作为LCD装置的关键组件，透明滤色片起到通过从背板过滤白光产生红/绿/蓝光的重要作用。此能力来源于包含在滤色片单元中的红/绿/蓝着色剂。每一着色剂具有特征性吸收光谱且当用波长在380nm到780nm范围内的白色可见光照射时将显示三原色中的一种。受控地混合来自每一滤色片单元的由着色剂产生的原色将产生像素的最终颜色。因此滤色片的效率直接决定LCD的性能。

通常，用于LCD滤色片的商品化着色剂仅为颜料，由于其具有针对热、光和化学品的良好稳定性。不幸的是，颜料由于其固有的不可溶特性，因此在添加到彩色光阻中之前必须研磨成微米/纳米粒子以制成滤色片。当照射滤色片时，光散射将发生在这些直径为约100nm的粒子上。因此将损失许多光信号且透射率将变低，其意味着必须施加更多的光能以提供LCD的足够的亮度。

相比于颜料，染料为可溶性化学品，其确保染料可以分子水平分散。如果染料代替颜料用于滤色片，那么将避免光散射。因此可以想像基于染料的滤色片将具有较高透射率且因此将大大降低能量成本。然而，染料针对光、热的稳定性和耐化学性一般不如颜料。因此，目前商业化的LCD滤色片几乎均为颜料，其中有限的例外为少许颜料-染料混合滤色片。

一些偶氮染料用于LCD的滤色片。已提议将各种杂环偶氮染料和苯基偶氮萘磺酸盐染料用于滤色片，参见例如US7,354,965B、US7,740,995B、US20090092802A、US6,533,852B、US6,248,482B、US7,193,068B、US7,456,237B和JP09291241A，但对于滤色片来说这些染料通常具有不足的热稳定性或不溶的常见有机溶剂。

尽管常规偶氮染料的热稳定性不好，但偶氮染料在色彩性能上具有极大优势。偶氮染料能够展现除蓝色以外的各种颜色，且其颜色极亮，尤其是红色。因此，仍需要稳定且同时满足有机溶剂中的可溶性的偶氮染料。

发明内容

本发明的发明人现在已发现新的类型的偶氮染料，其为稳定的且在有机溶剂中具有良好的可溶性。偶氮染料由通式(1)表示

其中R1到R4独立地是选自由以下组成的群组：氢原子；具有1-20个碳原子的直链、分支链或环状烷基；具有1-20个碳原子的烷氧基；具有6-20个碳原子的芳基；和具有6-20个碳原子的芳氧基。R3和R4中的至少一个为具有1-20个碳原子的直链、分支链或环状烷基；具有1-20个碳原子的烷氧基；具有6-20个碳原子的芳基；或具有6-20个碳原子的芳氧基。R5和R6独立地选自-CN基团和卤素原子。

这些具有含有分子内氢键的偶氮苯结构的偶氮染料引起热稳定性显著提高。另外，此类偶氮染料由于偶氮染料的有机侧基而对于有机溶剂具有足够高的可溶性，因此本发明的偶氮染料适用于用于LCD中的滤色片。

具体实施方式

如本说明书通篇所用，除非上下文另外明确指出，否则下文所给出的缩写具有以下含义：g＝克；mg＝毫克；mm＝毫米；min.＝分钟；s＝秒；hr.＝小时；rpm＝每分钟转数；℃＝摄氏度。在本说明书通篇中，“(甲基)丙烯酸”用于指示可能存在“丙烯酸”或“甲基丙烯酸”官能团。如本说明书通篇所用，词语‘树脂’与‘聚合物’可互换使用。词语‘碱性可溶树脂’和‘粘合剂’可互换使用。

<偶氮染料>

本发明提供由通式(1)表示的偶氮染料。

式(1)的R1到R4独立地选自由以下组成的群组：氢原子、直链、分支链或环状烷基、烷氧基、芳基和芳氧基。

直链烷基具有至少1个碳原子，且具有小于20个碳原子，优选地小于8个碳原子。分支链或环状烷基具有至少3个碳原子，且具有小于20个碳原子，优选地8个碳原子。用于式(1)的R1到R4的直链、分支链或环状烷基的实例为甲基、乙基、丙基、丁基、己基、辛基、癸基、十二烷基、十六烷基、十八烷基、异丙基、仲丙基、仲丁基、叔丁基、2-乙基己基、环己基、1-降冰片烷基和1-金刚烷基。烷氧基具有至少1个碳原子，且具有小于20个碳原子，优选地8个碳原子。用于式(1)的R1到R4的烷氧基的实例为甲氧基、乙氧基、丙氧基、正丁氧基、叔丁氧基、异戊氧基、正戊氧基、正己氧基、环己氧基和2，3-二甲基丁氧基。