一种黄色染料及制备方法、包含其的黄色色浆、彩色光刻胶及滤光片与流程

1.本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种黄色染料及制备方法、包含其的黄色色浆、彩色光刻胶及滤光片。


背景技术：

2.液晶显示(lcd)由于因其低能耗、低辐射、高画质、轻巧便携等优点，在20世纪末迅速崛起并成为当今显示领域的主导技术，并朝着高精细化和大画面方向发展。液晶显示器的彩色是通过彩色滤光片(cf)来实现的，彩色滤光片直接决定显示器彩色图像的质量。滤光片是由玻璃等透明的基板、黑体矩阵、彩色光阻层，外涂层及ito导电膜所组成，彩色滤光片的彩色光阻层是由红、绿、蓝(rgb三种基色)三色光阻构成。为获得良好的彩色再现能力，彩色滤色片必须具备高色纯和高透过率，滤色片必须具有高的对比度，低反射率，高的耐热、耐光及耐化学稳定性。光阻剂(光刻胶)的制备技术则是彩色滤色片制备的核心技术。
3.光刻胶包括色浆、光固化树脂和光引发剂、溶剂等。彩色滤色片品质的好坏主要取决于光阻的性能及其涂布工艺，其中光阻颜料作为着色剂是主要影响因素之一，为充分发挥其着色力和鲜艳性，并取得良好的光谱特性，必须尽可能的使颜料粒子呈微细、均匀、稳定的状态分散于颜料光阻中，主要是选用高档有机颜料品种，通过高效的分散处理工艺，获得粒径微细稳定的颜料分散体-色浆。颜料的分散状态及粒径大小决定最终涂层是否具有高透过率和高的对比度。
4.滤光片的着色，可以用染料着色，也可以用颜料着色，染料优点是颜色鲜艳、色彩再现能力强，造价成本低，缺点是耐热性差、耐光性性差，颜料着色与染料染色相比，具有优良的耐湿、耐光牢度、耐热稳定性。结合两种方法优势，为获得更高的对比度和亮度，在颜料法色浆的制备中添加染料已成为一种趋势。然而，现有技术中的有机颜料仍存在涂层的透过率和对比度偏低以及耐热性差、耐光性差的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于解决现有技术中的颜料粒子粒径大小达不到要求，染料着色力差，涂层的透过率和对比度偏低以及耐热性差、耐光性差的技术问题。本发明提供了一种黄色染料及其制备方法、包含其的黄色色浆、彩色光刻胶及滤光片，可制备得到具有优异着色力，又兼具耐热耐光性能的染料，同时提高滤光片的亮度和对比度。
6.为解决上述技术问题，本发明的实施方式公开了一种黄色染料，包含至少一种由化学式i所示的化合物：
[0007][0008]
其中，代表酸性黄；
[0009]
p1、p2、p3为甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、己基、异己基、2-甲基己基、3-甲基己基、4-甲基己基、5-甲基己基、2-乙基己基、庚基、异庚基、辛基、异辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十四烷基、十六烷基、十八烷基中的一种或几种；
[0010]
p4包括化学式ii,iii所示结构：
[0011][0012]
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种黄色染料，酸性黄为酸性黄23，其分子式为c
16
h9n4na3o9s2，具有化学式ⅱ所示结构：
[0013][0014]
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种黄色染料，黄色染料包括如下所示化学式中的一种或两种：
[0015][0016]
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种黄色染料，化学式i-1所示黄色染料是通过将酸性黄23与苄乙烯基三甲基氯化铵反应制得；化学式i-2所示黄色染料是通过将酸性黄23与丙烯酰丙基三甲基氯化铵反应制得。
[0017]
本发明的实施方式还公开了上述黄色染料的制备方法，包括以下步骤：
[0018]
(1)将所述酸性黄溶解，调节溶液ph至1-4；
[0019]
(2)加入苄乙烯基三甲基氯化铵或丙烯酰丙基三甲基氯化铵，加热反应；
[0020]
(3)过滤得到反应物，真空干燥，制得黄色染料。
[0021]
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种黄色染料的制备方法，酸性黄23与所述苄乙烯基三甲基氯化铵的摩尔比1：1.5-2.5；
[0022]
酸性黄23与所述丙烯酰丙基三甲基氯化铵的摩尔比1：1.5-2.5；
[0023]
步骤(2)中，控制反应温度为20-100℃。
[0024]
根据本发明的另一具体实施方式，本发明的实施方式公开了一种黄色染料的制备方法，酸性黄23与苄乙烯基三甲基氯化铵的摩尔比2；
[0025]
酸性黄23与丙烯酰丙基三甲基氯化铵的摩尔比2；
[0026]
步骤(1)中，调节溶液ph至2.5；
[0027]
步骤(2)中，控制反应温度为30-60℃。
[0028]
本发明的实施方式还公开了一种黄色色浆，包含：
[0029][0030]
本发明的实施方式还公开了一种彩色光刻胶，包括上述黄色色浆。
[0031]
本发明的实施方式还公开了一种滤光片，包含上述彩色光刻胶。
[0032]
与现有技术相比，本发明具有如下技术效果：
[0033]
(1)本发明中经过改性处理的染料既具有其着色力好的优点，又兼具耐热耐光的特点；
[0034]
(2)本发明仅在原有色浆配料的基础上添加改性染料，通过在原有黄色颜料的基础上添加本发明制得的改性处理的黄色染料，既保证其热稳定性光稳定性，同时大大提高最终产品的亮度和对比度，且原料价格低廉，制备工艺简单且重复性好。
[0035]
(3)本发明与彩色光刻胶制作用的黄色颜料配合使用，用于提高色浆亮度，具有良好的分散性，并且具有高透明性，高的对比度。
附图说明
[0036]
图1示出本发明实施例1黄色染料s1的maldi-tof质谱图。
具体实施方式
[0037]
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭示的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。虽然本发明的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表此发明的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作发明介绍的目的是为了覆盖基于本发明的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本发明的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本发明也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本发明的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0038]
本发明中所用原料及型号如下所示：
[0039]“酸性黄23”是指：c.i.acid yellow 23，分子式c
16
h9n4na3o9s2，分子量534.36，cas号1934-21-0，化学式如下所示：
[0040][0041]“苄乙烯基三甲基氯化铵”：4-乙烯基苄基三甲基氯化铵，分子式c
12h18
cln，分子量211.73，cas号26616-35-3，化学式如下所示：
[0042][0043]“丙烯酰丙基三甲基氯化铵”：(3-丙烯酰胺丙基)三甲基氯化铵，分子式c9h
19
cln2o，分子量206.71，cas号45021-77-0，化学式如下所示：
[0044][0045]“溶剂”是指：pma，丙二醇甲醚醋酸酯,cas号108-65-6；
[0046]“黄色颜料”是指：c.i.颜料黄138，为wisechem公司生产，
[0047]
树脂：甲基丙烯酸苄酯/甲基丙烯酸＝70/30，分子量12000，酸值115，固含量28％；
[0048]
分散剂:byk-21116(固含量40％)，为毕克化学公司分散剂。
[0049]
本发明中涉及的合成反应方程式为：
[0050][0051]
一、黄色染料的合成实施例
[0052]
实施例1
[0053]
该实施例的合成反应方程式如下：
[0054][0055]
酸性黄23与苄乙烯基三甲基氯化铵反应：
[0056]
在2l三口烧瓶中加入1升水，再加入106.87g酸性黄23染料，搅拌溶解。用20％硫酸调整ph为2.5，控制温度为40℃，然后再加86.56g苄乙烯基三甲基氯化铵，搅拌1小时；过滤得到反应物。反应物滤饼用水洗涤后在40℃真空烘箱里烘干12h，得到159.83g黄色染料s1，收率95.03％，maldi-tof质谱840.24(理论值840.94)。
[0057][0058]
实施例2
[0059]
该实施例的合成反应方程式如下：
[0060][0061]
在2l三口烧瓶中加入1升水，再加入106.87g酸性黄23染料，搅拌溶解。用20％硫酸调整ph为2.5，控制温度为50℃，然后再加84.75g丙烯酰丙基三甲基氯化铵，搅拌1小时；过滤得到反应物。反应物滤饼用水洗涤后在40℃真空烘箱里烘干12h，得到黄色染料s2 158.92g，收率95.63％。
[0062][0063]
实施例3
[0064]
该实施例的合成反应方程式同实施例2；
[0065]
在2l三口烧瓶中加入1升水，再加入106.87g酸性黄23染料，搅拌溶解。用20％硫酸调整ph为2.5，控制温度为50℃，然后再加103.35g丙烯酰丙基三甲基氯化铵，搅拌1小时；过滤得到反应物。反应物滤饼用水洗涤后在40℃真空烘箱里烘干12h，得到黄色染料s2 162.43g，收率97.74％。
[0066]
对比实施例1
[0067]
在2l三口烧瓶中加入1升水，再加入106.87g酸性黄23染料，搅拌溶解。滴加盐酸调ph为2.5，继续搅拌1小时。将反应后体系在冰水浴中析出，过滤。滤饼经冷水洗涤后在40℃真空烘箱里进行烘干12h，得到质子化黄色染料d-2 97.57g，产率91.29％。
[0068]
二、黄色色浆应用例
[0069]
应用例1
[0070]
按照如下组成配料：
[0071][0072]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0073]
应用例2
[0074]
按照如下组成配料：
[0075]
[0076][0077]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0078]
应用例3
[0079]
按照如下组成配料：
[0080][0081]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0082]
应用例4
[0083]
按照如下组成配料：
[0084][0085]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0086]
应用例5
[0087]
按照如下组成配料：
[0088][0089]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0090]
应用例6
[0091]
按照如下组成配料：
[0092][0093]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0094]
应用对比例1
[0095]
按照如下组成配料：
[0096][0097]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0098]
应用对比例2
[0099]
按照如下组成配料：
[0100][0101]
将上述称取的配料加入玻璃容器中，加入0.3mm的锆球120g，放入震荡机中震荡分散6h，得到分散组成物，将该分散组成物旋涂到玻璃上，将涂膜后玻璃片放到120℃加热板上加热90s，再经烘箱230℃加热30min后测定色度(x、y)和亮度(y)，并用对比度仪测定对比度，并测试230℃加热60min的亮度(y)。
[0102]
应用例1-6、应用对比例1-2的检测评价结果如表1所示。
[0103]
表1检测评价结果对比(y＝0.488)
[0104][0105]
其中，
[0106]
式(1)中，y为230℃，30min的亮度；
[0107]
y’为230℃，60min的亮度；
[0108]
x、y为230℃，30min的色坐标；
[0109]
x’y’为230℃，60min的色坐标。
[0110]
由表1可以看出，本发明所制得的黄色色浆分散性良好，将其涂膜于玻璃片后相较于现有技术具有高对比度和高亮度，可以应用于滤光片中。
[0111]
由表1和式(1)可得，采用未改性的y-138黄色颜料制备的色浆所涂膜的玻璃片(应用对比例1)，虽然δeab*低(热稳定性好)，但对比度和y值都低，即对比度和亮度较差；而添加质子化黄色染料制备的色浆所涂膜的玻璃片(应用对比例2)，虽然其对比度和亮度提高了，但热稳定性能变差(δe
ab
*值》3)；本发明的应用例1-6，采用了改性黄色染料添加的黄色色浆，其涂膜后的玻璃片的对比度和y值均有明显提升，同时远小于3，热稳定性也好，着色力好、耐热耐光性能优异。
[0112]
虽然通过参照本发明的某些优选实施方式，已经对本发明进行了描述，但本领域的普通技术人员应该明白，以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。本领域技术人员可以在形式上和细节上对其作各种改变，包括做出若干简单推演或替换，而不偏离本发明的精神和范围。