CN101501145B - 用于滤色片的二向色染料、包含该染料的用于滤色片的组合物以及由该组合物制备的滤色片阵列 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新的具有液晶性质、二向色性质和可聚合活性的二向色染料；一种包含所述二向色染料的用于滤色片的组合物；一种由所述组合物制备的滤色片阵列板(上板)以及一种包括所述滤色片阵列板的液晶显示器，所述二向色染料用于形成具有极佳的如二色性比、耐热性、耐久性、高对比度和偏振性的物理性质的滤色片层。所述二向色染料具有R1-L1-M-L2-D的结构(其中，D为二向色结构，M为具有液晶性质的结构，R1为活性末端官能团，以及L1和L2为连接R1、M和D的连接结构)，并且所述用于形成滤色片层的组合物包含所述二向色染料。而且，本发明提供了包括由本发明的组合物形成的滤色片层的滤色片阵列板以及包括所述滤色片阵列板而不需要上取向膜和/或偏振板的液晶显示器。所述滤色片阵列板和包括该阵列板的液晶显示器具有极佳的如耐久性、偏振度、分辨率和对比度的物理性质。

Description

用于滤色片的二向色染料、包含该染料的用于滤色片的组合物以及由该组合物制备的滤色片阵列
技术领域
本发明涉及一种新的可固化的二向色染料、包含该二向色染料的用于滤色片层的组合物、具有由该组合物制备的滤色片层的滤色片阵列板(上板)以及包括该滤色片阵列板的液晶显示器，所述二向色染料具有液晶性质、二向色性和可聚合活性，该二向色染料被用于形成滤色片层。更具体而言，本发明涉及一种新的二向色染料、一种包含该二向色染料的用于滤色片的组合物、一种具有由该组合物制备的滤色片层的滤色片阵列板(上板)以及包括该滤色片阵列板的液晶显示器，所述二向色染料具有液晶性质、二向色性和可聚合活性，该二向色染料被用于形成具有极佳的如二色性比、耐热性、耐久性、高对比度和偏振性质等物理性质的滤色片层。
背景技术
目前，液晶显示器因其重量轻和耗电量低的多种优点而作为替代阴极射线管的最具竞争力的显示器件之一而引起了人们的关注。尤其是，因为由薄膜晶体管(TFT)驱动的薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)能够独立地驱动单独的像素，因而其确保了液晶的快速响应时间，这使其能够获得高清晰度的视频画面。因此，TFT-LCD已经将其应用领域日益扩展至笔记本电脑、壁挂式电视机等中。
通常，由于在彩色TFT-LCD的装配中线性偏振片被设置在两个玻璃基板外，通过调节经玻璃基板间的液晶分子的作用从后面透过的光线量将彩色TFT-LCD用于显示信息。接着，利用液晶通过从后面透过的光线量来调节偏振度，然后当光线通过滤色片层时产生了颜色，并在光线通过线性偏振片时调节亮度，从而显示信息。
根据使用的有机滤片的材料，可将设置在上玻璃板上的滤色片分为染料型滤色片和颜料型滤色片，并且根据其生产方法，包括着色法、颜料分散法、电沉积法、印刷法等，可对其分别生产。
通过采用多种印刷法将红色、绿色和蓝色的油墨印在板上来将所述印刷法用于制备滤色片。有代表性的印刷法包括丝网印刷和胶版印刷法，其具有的优点是，由于生产工艺简单而可以进行大规模生产，并且容易选择性地使用具有高耐热性或耐光性的材料。然而，其具有的缺点是，可能由气泡形成针孔，或者颜色可能渗开或褪色，并且由于在印刷过程中油墨的流出而容易弄坏图形边缘的方形。
所述电沉积法是在电极上提取着色物质形成着色物质层的方法，即，通过在电解质溶剂中溶解或分散聚合物树脂和彩色颜料而使颜料进入与电解质溶剂接触的透明电极的表面，并在高温下干燥提取的颜料。
对于电沉积法而言，当透明电极具有高电阻率时出现电散布现象(electrospreading phenomenon)。并且，由于电解质溶剂中存在的组分与透明电极起化学反应，因此透明电极可能被损坏。尤其是，由于透明电极具有相对低的耐化学性并非常容易损坏，因此在电沉积后其色彩饱和度和透光率劣化。
近来，在采用薄膜晶体管的液晶显示器件的情况下，滤色片主要通过颜料分散法来制备。在颜料分散法中涂覆在基板上的用于形成滤色片层的组合物包括：包含光聚合引发剂、单体、粘合剂等的可聚合的光敏组合物和作为主要组分的单体有机颜料，所述单体有机颜料被用于显示其色彩。
所述颜料分散法是采用光刻法由光敏着色组合物制备滤色片的方法，通过在不同的光敏组合物中分散颜料来制备着色组合物。在此种情况下，期望颜料的使用对光或热稳定。并且，由于采用光刻法对滤色片形成图形，颜料分散法作为制备滤色片的适当的方法已经被广泛使用，该滤色片随后被用于高精度、高配置精度和大型彩色显示器件中。
当采用颜料分散法制备滤色片时，采用旋涂机或辊涂机通过用光敏组合物涂覆玻璃板，使该组合物干燥以形成薄膜，使该薄膜图形化、对其曝光并使其显影以形成彩色像素就可以制备滤色片。在此种情况下，用包含其他颜料的组合物重复上述操作就可以制备滤色片。然而，常规的颜料分散系统存在的问题是，由颜料颗粒的大尺寸造成的偏振度降低引起滤色片的对比度劣化并出现颜色变化，并且难以进一步改善滤色片的分辨率。
为解决上述问题，已经提出了用染料代替颜料的技术。然而，含有染料的可固化组合物存在的问题是，其如耐光性、耐热性、溶解性、涂覆均一性等的多种性能比采用颜料的可固化组合物的差。
发明内容
技术问题
本发明的一个技术方案提供了一种新的二向色染料，其具有液晶性质、二向色性质和可聚合活性，所述二向色染料被用于形成具有极佳的耐热性和耐久性以及极佳的如对比度、二色性比和偏振性质的物理性质的滤色片层。
本发明的一个技术方案还提供了一种用于滤色片层的包含根据本发明的二向色染料的可固化组合物。
本发明的一个技术方案还提供了一种包含用根据本发明的可固化组合物形成的具有极佳的耐热性和耐久性以及极佳的如对比度、二色性比和偏振性质的物理性质的滤色片层的滤色片阵列板(color filter array plate)(上板)。
本发明的一个技术方案还提供了一种包括根据本发明的滤色片阵列板的液晶显示器。
技术方案
根据本发明的一个技术方案，提供了一种具有R1-L1-M-L2-D结构的二向色染料。
在所述通式中，D为二向色结构，M为具有液晶性质的结构，R1为活性末端官能团以及L1和L2为连接R1、M和D的连接结构。
根据本发明的另一个技术方案，提供了一种用于形成滤色片层的组合物，所述组合物包含1～98.85重量份的根据本发明的二向色染料和0.15～5重量份的其他添加剂。
根据本发明的又一个技术方案，提供了一种包括用形成本发明的滤色片层的组合物形成的滤色片层的滤色片阵列板。
根据本发明的又一个技术方案，提供了一种包括根据本发明的滤色片阵列板的液晶显示器。
根据本发明的又一个技术方案，提供了一种包括上板、根据本发明的滤色片阵列板、电极、液晶、下取向膜、下板和下偏振板的液晶显示器，上述所有结构是按从其顶部观察的顺序形成。
附图说明
图1为显示根据本发明的一个示例性实施方式的在基板上形成的具有滤色片层的滤色片阵列板的侧面剖视图。
图2为显示根据本发明的一个示例性实施方式的包括在基板上形成的取向膜和在所述取向膜上形成的滤色片层的滤色片阵列板的侧面剖视图。
图3为显示根据本发明的一个示例性实施方式的包括滤色片阵列板的液晶显示器的侧面剖视图。
附图中主要部分的说明
10...下偏振板，20、70...板，
30...下取向膜，40...液晶，
50...电极，60...滤色片阵列板，
100...基板，101...滤色片层，
102...黑矩阵(black matrix)，103...取向膜。
具体实施方式
下文中，将参照随附的附图详细描述本发明的示例性实施方式。
本发明提供了一种新的材料，以下将其称为二向色染料，其具有R1-L1-M-L2-D的结构并具有二向色和液晶性质，所述新材料被用于制备形成滤色片层的组合物以改善二色性比、偏振性质、对比度、耐热性和耐久性。
根据本发明的二向色染料为一种新材料，其中，活性末端官能团R1、具有液晶性质的化学基团M和具有二向色性质的化学基团D(下文中被称为“二向色结构”)通过L1和L2彼此连接。
在根据本发明的新的二向色染料中，D表示二向色结构，M表示具有液晶性质的结构(下文中被称为“液晶结构”)，以及R1表示活性末端官能团。L1和L2为连接R1、M和D的连接结构。
可将末端官能团R2和连接结构L3进一步加入到其中活性末端官能团R1和连接结构L1不连接的二向色染料的另一端。该结构可为R1-L1-M-L2-D-L3-R2的结构。在根据本发明的二向色染料中可进一步包含的末端官能团R2可为活性或非活性的。
根据本发明的二向色染料在涂覆和干燥中通过所述活性末端官能团R1形成涂层从而改善耐久性，特别是在炎热和潮湿环境下的耐久性。此外，所述液晶结构M增强了取向性质，并因此改善了偏振性质。所述活性末端官能团R1、液晶结构M和二向色结构D通过连接结构L1、L2等彼此连接。并且，因为根据本发明的二向色染料不是如常规颜料的微粒材料，所以可以解决由使用颜料产生的散射引起的偏振度和对比度劣化的问题，这引起偏振度和分辨率的提高。
在根据本发明的二向色染料中，所述液晶结构M通过连接结构L1和L2或类似物与二向色化学结构D连接从而提高所述二向色结构D的取向性质，并因此改善了偏振度。在本领域内通常使用的染料的结构中，所述二向色结构D可为任何具有二向色性质的结构。例如，所述二向色结构选自由偶氮、蒽醌、偶氮甲碱、靛蓝、硫靛、花青、1，2-二氢化茚、甘菊环、苝、酞吡呤和吖嗪染料组成的组中，但并不限于此。由所述二向色化学结构D决定所述滤色片层的颜色。
例如，所述二向色偶氮染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00061
其中，R1～R16为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基(1-norbornyl)和1-金刚烷基(1-adamantyl)的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳基硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基；并且R5和R6或R7和R8能够连接形成苯基。
例如，所述二向色蒽醌染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00071
其中，R1～R6为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基，其中以与R1～R6相同的方式限定R7的
Figure G2007800298080D00072
和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色偶氮甲碱染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00073
其中，R1～R12为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色靛蓝和硫靛染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00091
其中，R1～R14为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色花青染料包括由下面通式表示的化合物：
例如，所述二向色1，2-二氢化茚染料包括由下面通式表示的化合物：
其中，R1～R2为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色甘菊环染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00111
其中，R1～R10为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色苝染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00112
其中，R1～R8为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色酞吡呤染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00121
其中，R1～R8为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
例如，所述二向色吖嗪染料包括由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00131
其中，R1～R12为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
所述二向色结构D也可以具有其自身的液晶性质。
在这种情况下，所述二向色结构包括，但不限于，例如由下面的结构式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00141
所述液晶结构M可为本领域内公知具有液晶性质的任何化学结构。所述液晶结构M的存在使得所述二向色结构D增强了其取向性质，从而改善其偏振性质。
所述液晶结构M包括，但不限于，例如由下面通式表示的化合物：
Figure G2007800298080D00151
其中，Z表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键，以及R1～R12为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
根据本发明的新的二向色染料具有活性末端官能团R1以促进在其末端形成涂层从而改善耐久性。而且，所述二向色染料可进一步包含末端官能团R2。在这种情况下，所述末端官能团R2可与末端官能团R1相同或不同，并可为本领域公知的活性或非活性基团。
例如，所述活性官能团R1和R2为选自由下面结构组成的组中的一种基团，但不限于此：
Figure G2007800298080D00161
但R1和R2也可独立地选自上述结构中。
所述非活性末端官能团R2可选自由C1～C20烷基、C1～C20烷氧基和环己基组成的组中，但不限于此。
所述二向色结构D、液晶结构M以及末端官能团R1和R2通过连接结构L1、L2、L3等彼此连接。所述L1、L2和L3为任何能连接所述二向色结构D、液晶结构M以及末端官能团R1和R2的连接结构，并且L1、L2和L3可以彼此相同或不同。
所述连接结构可选自由
Figure G2007800298080D00162
组成的组中，
其中，n表示1～12的整数。此外，在相同的二向色染料结构中采用的连接结构可以彼此相同或不同。
根据本发明，所述具有R1-L1-M-L2-D或R1-L1-M-L2-D-L3-R2结构的新的二向色染料可通过下面的方法制备，但本发明并不限于此。
通过本领域公知的方法，例如，在“Organic Chemistry in Colour”(由Springer-Verlag出版，1987)或“Dichroic Dyes for Liquid Crystal Displays”(由CRCPress出版，1994)中描述的方法，形成根据本发明的二向色染料的所述二向色结构D被合成进具有羟基或胺基的二向色染料(偶氮、蒽醌、偶氮甲碱、靛蓝、硫靛、花青、1，2-二氢化茚、甘菊环、苝、酞吡呤和吖嗪染料)，然后与其他形成所述二向色染料的结构化学连接。
同时，将-OH基引入根据本发明的二向色染料的液晶结构M的末端，并将卤素基团引入所述连接结构L的两端以制备卤素取代的链烷(alkane)(例如，二溴链烷或二氯链烷)或链烷双酸。然后将具有卤素末端的所述连接结构或链烷双酸通过醚或酯键与所述液晶结构的OH末端连接。通过烷化或酯化作用将所述液晶结构与连接结构彼此连接。
此外，具有羟基或胺基的所述二向色染料通过醚或酯键(胺的酰胺键)和与所述连接结构连接的液晶结构化学连接。此外，所述末端官能团通过醚或酯键(胺的酰胺键)与所述连接结构的OH基、卤素基团或链烷双酸连接。其他结构通过所述连接结构与所述末端官能团化学连接。所述末端官能团与连接结构也通过本领域公知的烷化反应或酯化作用化学连接。在通过化学反应与所述连接结构连接前，所述末端官能团可被处理而具有适合烷化、酯化作用等的末端。
如上所述，如果需要，通过本领域公知的适合的化学反应，所述二向色结构D，液晶结构M，连接结构L1、L2和L3，末端官能团R1和R2可彼此连接以制备具有根据本发明的R1-L1-M-L2-D或R1-L1-M-L2-D-L3-R2结构的二向色染料。用于化学连接所述结构的化学反应以及进行所述化学反应所需成分中的官能团为本领域公知，并且对于本领域技术人员而言进行对根据本发明制备所述二向色染料的改进和变化是显而易见的。
在基板上涂覆用于滤色片的包含所述二向色染料的组合物以形成滤色片层。可将根据本发明的二向色染料以用于形成滤色片的组合物的形式混合，然后用如涂覆的简单方法形成滤色片层。根据本发明的二向色染料含有光-或热活性基团，因此，由于所述二向色染料被涂敷在基板上后迅速固化，所以缩短了生产时间，这引起了生产成本的减少。此外，将根据本发明的二向色染料用于形成具有极佳的热稳定性和耐久性的滤色片阵列。
用于形成所述滤色片层的组合物包含1～98.85重量份的根据本发明的二向色染料；以及0.15～5重量份的添加剂。当根据本发明的二向色染料的含量低于1重量份时，制得的滤色片层具有较差的偏振性质。相反，当所述二向色染料的含量超过98.85重量份时，由于劣化的固化程度造成制得的滤色片层具有劣化的耐久性。
所述添加剂包括，但不限于，本领域公知的催化剂、感光剂、稳定剂、链转移剂、抑制剂、加速剂、表面活性剂、润滑剂、润湿剂、分散剂、疏水剂、连接剂、流动增强剂(flow enhancer)、泡沫抑制剂、稀释剂、着色剂、染料、颜料等。当需要时，可以适当地选择和混合所述添加剂。当添加剂的含量低于0.15重量份时，所述添加剂不能充分地促进涂覆性能。相反，当添加剂的含量超过5重量份时，由所述组合物制得的涂层与粘结基板的粘结力不足。
此外，如果需要，用于形成滤色片层的组合物可包含最高达95重量份的含量的可固化液晶化合物。由于所述可固化液晶化合物被用作非必需的组分，因此并不限定可固化液晶化合物的含量下限。所述可固化液晶化合物起到了改善所述二向色染料的取向性质的作用，并且所述化合物包含具有丙烯酸酯基的酯化合物，例如，4-(3-丙烯酰氧-丙氧基)苯甲酸邻甲苯基酯(4-(3-acryloyloxy-propoxy)benzoic acid o-tolyl ester)等。当在所述组合物中固化液晶化合物的含量超过95重量份时，所述滤色片层具有较差的偏振性质和劣化的色彩感觉。
例如，所述可固化液晶化合物可选自由下面的通式(a)～(d)组成的组中的至少一种，但不限于此，并且可将其单独或组合使用：
P-S-M`-R`(a)、
P1-S1-M`-S1-P1(b)、
Figure G2007800298080D00191
在上述通式中，P～P4为可固化官能团，并且可独立地与本领域公知的活性官能团相同或不同。所述可固化官能可选自由
Figure G2007800298080D00192
组成的组中，但不限于此。
所述连接结构S～S4可以相同或不同，并且独立地选自由
组成的组中，
其中，n表示1～12的整数。
具有液晶性质的所述结构M′(以下称为“液晶结构”)可为任何本领域已公知具有液晶性质的化学结构。液晶结构M′的存在使得二向色结构D(即，在具有R1-L1-M-L2-D结构的二向色染料中的二向色结构D)能够增加其取向性质，从而改善其偏振度。
例如，所述液晶结构M′包括下面的通式，但不限于此：
Figure G2007800298080D00201
其中，Z表示-COO-、-OCO-、-CH2CH2-、-CH＝CH-、-C≡C-或单键，以及R1～R12为选自由氢，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，如氟、氯、溴和碘的卤素基团，C1～C20烷氧基，C1～C20脂族基，C1～C20脂族氨基，C1～C20脂族亚氨基，C1～C20脂族烷基亚氨基，C6～C20芳基，C5～C20杂环基，氰基，C1～C20羧基，氨基甲酰基，C1～C20脂族氧羰基，C6～C20芳基氧羰基，C1～C20酰基，羟基，C1～C20脂族氧基，C6～C20芳氧基，C1～C20酰氧基，氨基甲酰氧基，C5～C20杂环氧基，C1～C20脂族氧羰基氧基，N-C1～C20烷基酰氨基，氨基甲酰基氨基，氨磺酰氨基，C1～C20脂族氧羰基氨基，C6～C20芳氧基羰基氨基，C1～C20脂族磺酰基氨基，C5～C20芳基磺酰基氨基，C1～C20脂族硫基，C6～C20芳硫基，C1～C20脂族磺酰基，C6～C20芳基磺酰基，氨磺酰基，磺基和二酰亚胺基组成的组中的取代基。
末端官能团R′选自由H，F，Cl，Br，I，CN，SCN，SF5H，NO2，如甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、叔丁基、戊基、己基、庚基、辛基、2-乙基己基、十二烷基、十六烷基、环丙基、环戊基、环己基、1-降冰片基和1-金刚烷基的C1～C20直链或支链烷基，C1～C20烷氧基和C1～C20脂族基组成的组中。
此外，可将由下面结构式表示的、在第2003-0089499号韩国专利公开中公开的四(4)种可固化液晶化合物用作所述液晶化合物。可将由下面的结构式表示的可固化液晶化合物单独使用或组合使用。更具体而言，可将下面结构式的化合物与从Merck有限公司购得的具有相同取向的组合物混合，然后在此使用。
Figure G2007800298080D00211
所述用于形成滤色片层的组合物还可以包含1～10重量份，并优选2～7重量份的固化剂。当将用于形成滤色片的组合物涂覆在基板上并采用电子束固化时，所述组合物并不需要与另外的固化剂混合。然而，当对用于形成滤色片层的组合物进行光或热固化步骤并在涂覆步骤后干燥时，应该将另外的固化剂与所述组合物混合。
所述固化剂可为本领域通用的任一种，本发明对此并不特别限定。例如，所述固化剂包括基于紫外线的光聚合引发剂、环戊二烯-苯-Fe配合物及其盐以及肟化合物，所述光聚合引发剂例如为选自由选自卤甲基噁二唑化合物和卤甲基-均三嗪化合物中的至少一种活性卤素化合物、3-芳基取代的香豆素化合物、苯酚化合物、苯乙酮化合物及其衍生物组成的组中的一种或多种化合物。
例如，作为活性卤素化合物的卤甲基噁二唑化合物包括：2-卤甲基-5-乙烯基-1，3，4-噁二唑、
2-三氯甲基-5-苯乙烯基-1，3，4-噁二唑、
2-三氯甲基-5-(对氰基苯乙烯基)-1，3，4-噁二唑、
2-三氯甲基-5-(对甲氧基苯乙烯基)-1，3，4-噁二唑化合物等。
例如，作为活性卤素化合物的卤甲基-均三嗪化合物包括：乙烯基-卤甲基-均三嗪化合物、
2-(萘甲酰-1-基)-4，6-双-卤甲基-均三嗪化合物、
4-(对氨基苯基)-2，6-二-卤甲基-均三嗪化合物等。
尤其是，所述卤甲基-均三嗪化合物包括，例如，
2，4-双(三氯甲基)-6-对甲氧基苯乙烯基-均三嗪、
2，6-双(三氯甲基)-4-(3，4-亚甲基二氧苯基)-1，3，5-三嗪、
2，6-双(三氯甲基)-4-(4-甲氧基苯基)-1，3，5-三嗪、
2，4-双(三氯甲基)-6-(1-对二甲基氨基苯基-1，3-丁间二烯基)-均三嗪、
2-三氯甲基-4-氨基-6-对甲氧基苯乙烯基-均三嗪、
2-(萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(4-甲氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(4-乙氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(4-丁氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-[4-(2-甲氧基乙基)-萘甲酰-1-基]-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-[4-(2-乙氧基乙基)-萘甲酰-1-基]-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-[4-(2-丁氧基乙基)-萘甲酰-1-基]-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(2-甲氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(6-甲氧基-5-甲基-萘甲酰-2-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(6-甲氧基-萘甲酰-2-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(5-甲氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(4，7-二甲氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(6-乙氧基-萘甲酰-2-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
2-(4，5-二甲氧基-萘甲酰-1-基)-4，6-双-三氯甲基-均三嗪、
4-[对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻甲基-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻甲基-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[对N，N-二(苯基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(对N-氯乙基羰基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[对N-(对甲氧基苯基)羰基氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间溴代-对N，N-双(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间氯代-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间氟代-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻溴代-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻氯代-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻氟代-对N，N-二(乙氧基羰基甲基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻溴代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻氯代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[邻氟代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间溴代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间氯代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-[间氟代-对N，N-二(氯乙基)氨基苯基]-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间溴代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间氯代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间氟代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻溴代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻氯代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻氟代-对N-乙氧基羰基甲基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间溴代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间氯代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(间氟代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻溴代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻氯代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪、
4-(邻氟代-对N-氯乙基氨基苯基)-2，6-二(三氯甲基)-均三嗪等。此外，作为光聚合引发剂的所述固化剂包括来自Ciba Specialty Chemicals的IRGACURE系列(例如，IRGACURE 651、IRGACURE 184、IRGACURE 500、IRGACURE 1000、IRGACURE 149、IRGACURE 819和IRGACURE 261)、DAROCUR系列(例如，DAROCUR 1173)、4，4′-双(二乙基氨基)-苯甲酮、2-(邻苯甲酰肟)-1-[4-(苯基硫代)苯基]-1，2-辛二酮、1-(邻乙酰基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲酰基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、2-苯基-2-二甲基氨基-4-吗啉代丙基苯基酮、2，2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、
2-(邻氯苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(邻氟苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(邻甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(对甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(对二甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(2，4-二甲氧基苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、
2-(对甲基巯苯基)-4，5-二苯基咪唑基二聚体、苯偶姻异丙醚等。所述固化剂可被单独或以其组合使用。
当所述固化剂的含量低于1重量份时，固化度低。相反，当所述固化剂的含量超过10重量份时，固化膜硬度劣化。
本发明的另一个实施方式提供了包括用本发明的组合物形成的滤色片层的滤色片阵列板。将构成用于形成滤色片层的组合物的组分在适合的溶剂中混合，将得到的混合物涂覆在基板上并固化形成滤色片层。如本领域公知的，可以容易地且任意地选择在根据本发明的组合物中使用的溶剂以及在该组合物中的固体含量来满足本发明的目的，本发明并不对此进行特别限定。
所述滤色片层可通过用包含用于滤色片层的二向色染料的组合物涂覆基板并固化该组合物来制备。
图1和2中显示了根据本发明的一个示例性实施方式举例说明包括由滤色片层的滤色片阵列板的剖视图，所述滤色片层由本发明的组合物形成。为方便起见，参照图1和2进一步说明根据本发明的滤色片阵列板。对于图1和图2中显示的滤色片阵列板，除了滤色片层是由根据本发明的用于滤色片层的组合物形成外，其他部分的材料为本领域公知的。
如图1中所示，根据本发明的滤色片阵列板包括基板100，以及在基板100上形成的黑矩阵(B/M)102和滤色片层101。红、绿和蓝色滤色片层101被设置在黑矩阵102之间。黑矩阵102通常被设置在滤色片层101之间并被安装成屏蔽反向倾斜的区域，该区域形成在未形成阵列板的像素电极的部分与其邻近的像素电极的部分之间。并且，黑矩阵102通过防止被用作阵列板的开关零件的薄膜晶体管直接暴露于光线中而防止电流泄露的增加。
采用例如掩膜法、喷墨法、旋涂法、刮刀涂法、铸涂法、喷墨涂法或辊涂法等的任何本领域已通用的形成滤色片层的薄膜涂覆法来将形成滤色片层的组合物涂敷在基板上，但本发明对该方法并不进行特别限定。优选将形成滤色片层的组合物涂覆成能将最终固化的滤色片层的厚度调节至0.1～10μm，优选0.3～7μm的厚度。当薄膜的厚度小于0.1μm时，可见光不能被充分地线性偏振，该薄膜具有较差的颜色感觉，而当该薄膜的厚度超过10μm时，由于组合物的取向性差而使该薄膜的线性偏振度劣化。
将形成滤色片层的组合物涂覆在基板上，然后将其固化形成滤色片层。因此，采用包括但不限于电子束固化、热固化和UV固化法的固化方法使形成滤色片层的组合物固化，制得的为如图1中所示的具有在基板上形成的滤色片层的滤色片阵列板。如上所述，电子束固化法不需要另外的固化剂，但当采用如上所述的热固化或UV固化法时，应当将固化剂与形成滤色片层的组合物混合。
所述包括滤色片层的滤色片阵列板具有极佳的耐热性和耐久性以及极佳的如二色性比、对比度和偏振性质的物理性质。此外，当将用上述二向色染料制备的滤色片层阵列板用于LCD时，涂覆的二向色染料的取向性成为重要的因素之一。
因此，为了改善所述二向色染料的取向性，可以通过直接使基板自身具有取向性或在基板上形成另外的取向膜、然后用形成滤色片层的组合物涂覆该基板或取向膜以形成滤色片层来制备滤色片阵列板。即，在使基板具有取向性后，在该基板上涂覆形成滤色片层的组合物并使其固化以制备滤色片阵列板，如图1中所示，所述滤色片阵列板包括基板100；以及在基板100上形成的黑矩阵102和滤色片层101。通过采用摩擦法在基板表面形成不均性以给予方向性可以获得基板的取向性。
当在基板上形成取向膜时，将形成滤色片膜的组合物涂覆在该取向膜上然后使其固化以制备滤色片阵列板，如图2所示，所述滤色片阵列板包括基板100；在基板100上形成的取向膜103；以及在取向膜103上形成的黑矩阵102和滤色片层101。通过在基板上形成另外的取向层并使其经过摩擦或光取向法而使该取向层内的分子取向可以制备在基板上形成的另外的取向膜。
可由选自本领域公知的由偶氮化合物、聚酰亚胺、聚酰胺、肉桂酸酯和酰胺酸组成的组中的至少一种来形成所述另外的取向膜。可将它们单独或组合使用。
为了形成用作经摩擦的取向膜的聚酰亚胺膜，将酰胺酸的聚合物溶液涂覆在玻璃的表面并在约200℃下使其酰亚胺化。
换言之，酰胺酸的聚合物通常在高温下被酰亚胺化而形成取向膜。然而，在本发明中，酰胺酸的聚合物膜不经过酰胺酸的酰亚胺化就可被用作取向膜。当如上所述形成另外的取向膜时，采用摩擦或光取向法可以使该取向膜具有取向性质。即，通过摩擦薄膜使该薄膜的表面具有不均性并使构成该薄膜的分子具有取向性就可以将该薄膜制备成取向膜。由于取向膜的存在进一步使在该取向膜上形成的滤色片层的液晶结构具有取向性，因此制得的取向膜起到按特定方向排列液晶分子的作用。
同时，作为光取向法，通过对偏振膜照射偏振紫外线也可以进行非接触表面处理以使薄膜具有各向异性。
由于在摩擦法过程中产生静电、在膜的表面产生擦痕、由灰尘造成污染增加等，就生产效率而言，光取向法是理想的。
根据本发明的上述方法，可以提供如图1所示的包括具有取向性质的基板100，以及在基板100上形成的黑矩阵102和滤色片层101的滤色片阵列板；并提供如图2所示的包括基板100；在基板100上形成的取向膜103；以及在取向膜103上形成的黑矩阵102和滤色片层101的滤色片阵列板。
根据本发明的滤色片阵列板的滤色片层具有交联结构，并因此其在炎热和潮湿的条件下具有极佳的耐久性和耐热性，这防止了滤色片层的失色和偏振性质的劣化。同样地，由于在所述组合物中没有使用如颜料的微粒材料因此防止了散射并提供了较好的如对比度、分辨率和偏振性质的物理性质。
此外，还提供了包括根据本发明的滤色片阵列板的液晶显示器。
作为包括根据本发明的滤色片阵列板的液晶显示器件的一个实施例，提供了如图3所示的包括上板70、本发明的滤色片阵列板60、电极50、液晶40、下取向膜30、下板20和下偏振板10的液晶面板，其中所有结构均按照从其顶部观察的顺序形成。液晶显示器件的组件和阵列是本领域公知的，认为根据本发明的液晶显示器件包括图3的液晶显示器件及其变型。
同时，由于所述液晶显示器件本身就起到了取向膜和偏振板的作用，因此包括根据本发明的滤色片阵列板的液晶显示器件不需要另外的上取向膜和/或偏振板。因此，本发明的滤色片阵列板可被用作替代常规的滤色片层和偏振板的板。而且，由于将根据本发明的滤色片阵列板用于液晶显示系统中，因此可以提供简化的液晶显示器系统。可将根据本发明的液晶显示器用于其中已经使用了常规偏振板和滤色片的所有显示器模式中，例如，包括但不限于，垂直取向模式(VA模式)、共面切换模式(IPS模式)、扭曲向列模式(TN模式)、超扭曲向列模式(STN模式)和边缘场切换模式(FFS模式)。
具体实施方式
下文中，将参照随附的附图详细描述本发明的示例性实施方式。然而，认为在此提出的说明仅是用于解释说明的目的的优选实施例，而并非意欲限制本发明的范围，因此应将其理解为，在不偏离本发明的实质和范围的情况下可对其进行其他等同替换和变型。
合成实施例1
(1)4-(6-溴己氧基)苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(5))的合成
如下面的反应式所示，在室温下将氢醌(1)(4.5g)和1，6-二溴己烷(2)(10g)溶解于甲醇(100ml)中。将氢氧化钾(2.3g)加入到该混合溶液中，并将得到的溶液在60℃下回流过夜。然后，将得到的反应混合物冷却至室温，并通过蒸发从该反应混合物中除去甲醇，接着用水(100ml)和乙酸乙酯(100ml)对产物萃取三次(200ml×3)。用硫酸镁除去水分并蒸发溶剂之后，通过柱色谱法(洗脱液：乙酸乙酯/己烷＝1/5)提纯反应产物制得4.4g的4-(6-溴己氧基)苯酚(3)。
在室温下将4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸(4)(2.8g)溶解于四氢呋喃(THF)(100ml)中，然后将得到的混合物调定至0℃。接着，将亚硫酰氯(12ml，在THF中为1M)加入到该混合物中，并将得到的混合溶液搅拌30分钟。随后，将4-(6-溴己氧基)苯酚(2.5g)和三乙胺(13ml)加入到该混合溶液中，并在0℃下将得到的混合物搅拌1小时，然后在室温下搅拌过夜。接着，将饱和的氯化铵水溶液倒入该反应混合物中终止反应。用乙酸乙酯(50ml)萃取该反应产物3次(50ml×3)。用硫酸镁除去水分并蒸发溶剂之后，通过柱色谱法(洗脱液：乙酸乙酯/己烷＝1/2)提纯反应产物制得4-(6-溴己氧基)苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(5)(3g)。
(2){{[(4-苯基-二嗪)-1-萘基-二嗪]-苯基氧}6-己氧基}4-苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(I))的合成
Figure G2007800298080D00291
在室温下将制得的4-(6-溴己氧基)苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(5)(200mg)、分散橙13(6)(128mg)、K2CO3(150mg)和丁基化羟基甲苯(BHT)(5mg)溶解于丙酮(20ml)中。在70℃下将反应混合物搅拌过夜。然后，向该反应混合物中倒入饱和的氯化铵水溶液终止反应。用乙酸乙酯(50ml)对反应产物萃取3次(50ml×3)。用硫酸镁除去水分并蒸发溶剂之后，通过柱色谱法(洗脱液：乙酸乙酯/己烷＝1/3)提纯反应产物制得{{[(4-苯基-二嗪)-1-萘基-二嗪]-苯基氧}6-己氧基}4-苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(I)(300mg)。
反应式：
Figure G2007800298080D00301
合成实施例2
{{[(4-正己基-苯基-二嗪)-1-萘基-二嗪]-苯基氧}6-己氧基}4-苯基-4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(II))的合成
Figure G2007800298080D00302
在室温下将在合成实施例1的步骤(1)中制备的4-(6-溴己氧基)苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(5))(200mg)、{{[(4-正己基-苯基)二氮烯基]-1-萘基}二氮烯基}-4-苯酚(135mg)、K2CO3(150mg)和BHT(5mg)溶解于丙酮(20ml)中。在70℃下将反应混合物搅拌过夜。然后，将饱和的氯化铵水溶液倒入反应混合物中终止反应。用乙酸乙酯(50ml)萃取反应产物3次(50ml×3)。用硫酸镁除去水分并蒸发溶剂之后，通过柱色谱法(洗脱液：乙酸乙酯/己烷＝1/5)提纯反应产物制得{{[(4-正己基-苯基-二嗪)-1-萘基-二嗪]-苯基氧}6-己氧基}4-苯基-4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(II))(300mg)。
合成实施例3
(1)4-(6-丙烯酰氧-己氧基)-苯甲酸4-(5-溴-苯基氧)-苯酯的合成
除了在与氢醌的反应(其为合成实施例1的步骤(1)中的第一个反应)中用1，5-二溴戊烷代替1，6-二溴己烷外，以与合成实施例1的步骤(1)相同的方式合成4-(6-丙烯酰氧-己氧基)-苯甲酸4-(5-溴-苯基氧)-苯酯。
(2){{[(4-苯基-二嗪)-1-萘基-二嗪]-苯基氧}6-戊氧基}4-苯基4-{[6-(丙烯酰氧)己基]氧}苯甲酸酯(结构式(III))的合成
Figure G2007800298080D00311
在室温下将分散橙13(147mg)和K2CO3(155.43mg)溶解于乙腈(30ml)中，并将得到的混合溶液搅拌约15分钟。然后，向该混合溶液中另外加入在合成实施例3的步骤(1)中合成的4-(6-丙烯酰氧-己氧基)-苯甲酸4-(5-溴-苯基氧)-苯酯(200mg)和BHT(33.04mg)并将得到的混合溶液煮沸18小时。
用饱和的NH4Cl水溶液对得到的反应混合物洗涤2次以中和该反应混合物，然后用饱和的NaCl水溶液洗涤1次除去以盐的形式残留在有机层中的残留物。将该有机层干燥，然后在层析柱上分离(10∶1，己烷∶EtOAc)制得结构式III的化合物(221mg，产率：73％)。
实施例1：滤色片阵列板的制备
在玻璃板上，将包含在合成实施例1中制备的二向色染料的组合物用于形成滤色片层。
通过将2wt％含有甲氧基肉桂酸酯(MPN-Ci)光敏官能团的聚丙烯酸酯溶解于98wt％的环戊酮(COP)中来制备取向层形成溶液，以1500rpm用30秒钟将2重量％(wt％)的该溶液旋涂在玻璃基板的板上达到具有
Figure G2007800298080D00321
的干燥厚度，然后在80℃下干燥1.5分钟从涂层中除去溶剂。接着，将该涂层暴露于偏振UV射线下5秒钟使其具有取向性。这里用光强为200mW/cm2的高压汞灯作为光源来产生偏振UV射线，并用从Moxtek有限公司购得的线栅偏振片(wire-gridpolarizer)使膜起偏振。
用包含用于滤色片层的二向色染料的组合物涂覆制得的取向层来制备滤色片阵列板。
通过将在合成实施例1中合成的二向色染料与从Merck有限公司购得的液晶化合物RMM17TM以5∶95的重量比混合并将得到的混合物溶解于氯仿中来以溶液形式制备20wt％的用于形成滤色片层的组合物。由于所述液晶化合物RMM17TM含有5wt％的固化剂，就不需要向该组合物中加入另外的固化剂。
用制得的用于形成滤色片层的组合物旋涂在制得的取向膜上，随后使该取向膜在干燥时具有1μm的涂覆厚度。接着，在50℃下将旋涂上的组合物干燥1分钟使液晶分子取向。将非取向膜暴露于由200mW/cm2的高压汞灯产生的非偏振UV射线下5秒钟以稳定地保持液晶的取向状态，从而制备滤色片阵列板。
实施例2
除了用在合成实施例2中制备的二向色染料代替在合成实施例1中制备的二向色染料外，以同实施例1中相同的方式制备滤色片阵列板。
实施例3
除了用在合成实施例3中制备的二向色染料代替在合成实施例1中制备的二向色染料外，以同实施例1中相同的方式制备滤色片阵列板。
对比实施例1
用分散了颜料的彩色抗蚀剂(color resist)R、G和B(从LG化学株式会社购得的SH2 410RTM SH2 310GTM和SH2 210RTM分别被用作红色颜料、绿色颜料和蓝色颜料)分别旋涂玻璃板，随后当将其干燥后该涂层具有1μm的涂覆厚度。接着，在90℃的热板中干燥旋涂的组合物2分钟(预烘焙步骤)(a prebakingprocess)。然后，在230℃的干净烘箱中将该组合物烘焙1小时，然后将其暴露于具有200mW/cm2的高压汞灯的UV射线下5秒钟以形成滤色片层。
试验实施例1.对比度的比较
以设置在彼此水平放置的两个偏振片间的滤色片阵列板的亮度与设置在彼此垂直放置的两个偏振片间的滤色片阵列板的亮度的亮度比来测量在实施例1～3和对比实施例1中制备的滤色片阵列板中的滤色片的对比度。结果列在下表1中。
表1
Figure G2007800298080D00331
如表1中所示，在本发明的实施例1～3中制备的滤色片阵列板在垂直放置的偏振片间具有低亮度以及180或更高的高对比度，但是对比实施例1的采用分散了颜料的彩色抗蚀剂R、G和B的滤色片由于颜料颗粒的大尺寸而具有低偏振度以及由于在垂直放置的偏振片间增加的亮度而具有低对比度。
试验实施例2.偏振度的比较
在各自的二向色染料的波长范围内，测量具有通过上述方法在玻璃板上非必须地取向的二向色液晶层的滤色片(滤色片层)的偏振度和透射比。当在峰值波长(λmax＝450nm)下测量时，实施例1的滤色片具有88.0％的偏振度和31.7％的透射比。当在峰值波长(λmax＝450nm)下测量时，实施例2的滤色片具有76.5％的偏振度和39.5％的透射比。以及，当在峰值波长(λmax＝442nm)下测量时，实施例3的滤色片具有87.9％的偏振度和47.7％的透射比。
同时，由于采用对比实施例1的分散了颜料的彩色抗蚀剂R、G和B的滤色片的颜料分子没有象实施例1～3中描述的那样在特定方向上取向，因此其不具备特定方向上的偏振性质，因此该滤色片在所有波长范围下的偏振度为0％。
工业实用性
根据本发明的二向色染料由于具有液晶性质的M结构而具有极佳的偏振性质，并且由于存在末端官能团而在炎热和潮湿的环境下具有增强的耐久性。由根据本发明的二向色染料制备的滤色片阵列板和包括滤色片阵列板的液晶显示器件在炎热和潮湿的环境下具有增强的耐久性。并且，因为根据本发明的二向色染料不是如常规颜料的微粒材料，所以可以解决由使用颜料产生的散射引起的偏振度和对比度劣化的问题，这引起偏振度和分辨率的提高。因为所述液晶显示器件不需要另外的偏振板和/或取向膜，所以根据本发明的液晶显示器件具有简化的结构。
尽管结合优选的实施方式已经示出并描述了本发明，但是在不偏离如所附权利要求限定的本发明的实质和范围的情况下可进行的替换和变化对本领域技术人员而言是显而易见的。

Claims (11)

1.一种用于形成滤色片层的组合物，该组合物包含1～98.85重量份的选自由下面的结构式(I)、(II)和(III)所示的化合物组成的组中的二向色染料；最高达95重量份的可固化液晶化合物；和0.15～5重量份的其他添加剂：
其中，所述可固化液晶化合物为选自由下面结构式(1)～(4)的化合物组成的组中的至少一种：
Figure FDA00002838885800012
2.权利要求1所述的组合物，该组合物进一步包含1～10重量份的固化剂。
3.一种滤色片阵列板，该滤色片阵列板包括由如权利要求1或2所述的用于形成滤色片层的组合物形成的滤色片层。
4.权利要求3所述的滤色片阵列板，其中，所述滤色片阵列板包括：具有取向性的基板；和
在所述基板上形成的并由如权利要求1或2所述的用于形成滤色片层的组合物形成的滤色片层。
5.权利要求3所述的滤色片阵列板，其中，所述滤色片阵列板包括：
基板；
在所述基板上形成的取向膜；和
在所述取向膜上形成的并由如权利要求1或2所述的用于形成滤色片层的组合物形成的滤色片层。
6.权利要求5所述的滤色片阵列板，其中，所述取向膜包含选自由偶氮化合物、聚酰亚胺、聚酰胺、肉桂酸酯和酰胺酸组成的组中的至少一种。
7.权利要求4或5所述的滤色片阵列板，其中，将所述滤色片层涂覆成干燥的膜厚度为0.1～10μm。
8.权利要求4或5所述的滤色片阵列板，其中，采用选自掩膜法、喷墨法、旋涂法、刮刀涂法、铸涂法、喷涂法和辊涂法组成的组中的方法形成所述滤色片层。
9.一种液晶显示器，其包括如权利要求3～5中任一项所述的滤色片阵列板。
10.一种包括如权利要求3或4所述的滤色片阵列板的液晶显示器，其中，所述液晶显示器不需要偏振板和/或取向膜。
11.权利要求9所述的液晶显示器，该液晶显示器包括上板、如权利要求3～5中任一项所述的滤色片阵列板、电极、液晶、下取向膜、下板和下偏振板，所有上述结构是按从其顶部观察的顺序形成的。
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Denomination of invention: Dichroic dye for color filter, composition for color filter containing the dye, and color filter array prepared from the composition

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