CN101535873A - 绿色滤色片元件 - Google Patents

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Abstract

一种具有绿色滤色片层的绿色滤色片，所述绿色滤色片层包含桥接的铝酞菁颜料和在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料。

Description

绿色滤色片元件
发明领域
本发明涉及电子显示器用的滤色片。
发明背景
近年来，图像显示装置具有高分辨率和高图像质量已成为必需的，而且希望这样的图像显示装置具有低功耗并且要薄、轻重量和广角可视。面对这样的需求，已经开发了这样的显示装置(显示器)，其中薄膜有源元件(薄膜晶体管，也称为TFT)形成在玻璃衬底上，然后在顶部形成显示元件(例如，产生光的有机发光二极管层，或阻止来自背光的光的液晶层)。
结合了白色发光装置和滤色片的显示器的问题在于，发射体和滤色片的组合必须提供良好的色域以再现多种颜色。以该方式使用的滤色片必须具有良好的光谱特征，在预定的可见光区域具有足够的透射比，而在可见光谱的其他区域没有不必要的透射比。
已做了许多工作以鉴定对于液晶显示器(LCD)而言好的滤色片和滤色片组合，例如＂Liquid Crystal Displays(液晶显示器)＂，ErnstLeudner编，John Wiley & Sons(2001)，pp.28-296；＂High PerformancePigments(高性能颜料)＂，Hugh M.Smith，John Wiley & Sons，pp.264-265；Kudo等，Jpn.J.Appl.Phys.，37(1998)，pp.3594-3603；Kudo等，J.Photopolymer Sci.Tech.9(1996)，pp.109-120；Sugiura，J.of theSID，1(3)(1993)，pp.341-346；FU等.，SPIE，第3560卷，pp.116-121；Ueda等.，美国专利6,770,405；和Machiguchi等.美国专利6,713,227和6,733,934。
尽管有这样的改善，但是显示器颜色再现依然充满折衷。例如，很少满足彩色电视色域的下述标准：Fink，＂Color TelevisionStandards(彩色电视标准)＂，McGraw-Hill，New York(1955)；和Recommendation ITU-R BT.709-5，＂Parameter values for the HDTVstandards for production and international programme exchange(用于生产和国际节目交换的HDTV标准的参数值)＂。前一个NTSC标准将良好红基色(red primary)描述为1931 CIE x，y色度坐标为x＝0.67和y＝0.33，而良好绿基色的坐标为x＝0.21和y＝0.71。后一个HDTV标准定义良好蓝基色为坐标x＝0.15和y＝0.06的PAL/SECAM原蓝色。可商业途径获得的电视达不到这些标准并具有折衷的色域。Takizawa在US 2004/0105265中教导了可实现高达0.65的x值和高达0.33的y值的红色滤色片，其x值达不到NTSC标准的红基色。Yamashita在US 6,856,364中教导了可实现高达0.665的x值和0.31至0.35范围内的y值的红色滤色片。虽然这相对于Takizawa有改善，但达到或超过NTSC基色x值的红基色会导致更纯的红色。Yamashita进一步教导了其中x值可为0.13至0.15且y值可仅低至0.08的蓝色滤色片，以及其中x值可为0.22至0.34且y值可为0.56至0.65的绿色滤色片。这两者都达不到各自要求的基色x，y值，如果达到，则将分别导致更纯的蓝色和绿色。
另外，平常可获得的液晶显示器通常使用背光，例如冷阴极荧光(CCFL)。平常可获得的CCFL源的特征是，虽然它提供由可见光谱的多种波长组成的白光，但该光通常在几个窄的光谱带更强。这些带一般集中于光谱的红色、绿色和蓝色区域。这种光源所需要的滤色片不必特别窄以提供良好的色域。例如，红色滤色片可以允许透射“尾随”入光谱的部分绿色区(只要尾随区(tail region)不包括主要的绿色发射峰)，并依然通过该光源提供良好的颜色。
有机发光二极管(OLED)提供另一种显示器光源。不同于具有单一全屏(full-display)光源的LCD，OLED显示器只在给定时间需要亮的像素处产生光。因此，对于OLED装置而言，有可能提供在正常使用下具有降低的功率需求的显示器。在彩色显示器中，宽带发射OLED装置已经引起很多关注。这样的显示器的每个像素与作为滤色片阵列(CFA)部分的滤色片元件偶联，以实现像素化(pixilated)的多色显示器。宽带发射结构对于所有像素而言是共同的，并且观察者所感觉的最终颜色由像素的相应滤色片元件确定。因此，多色或RGB装置可以不需要任何发射结构的图案化而生成。白色CFA顶发射装置的例子示于US 6,392,340。Kido等在Science，267，1332(1995)和Applied Physics Letters，64，815(1994)中，Littman等在美国专利5,405,709中，以及Deshpande等在Applied Physics Letters，75，888(1999)中报告了产生白光的OLED装置。产生白光的OLED装置的其它例子已报道于美国专利5,683,823和JP 07,142,169。
宽带OLED显示器的一个性质是，虽然它们在不同波长的发射强度可能稍有不同，但是它们一般不具有CCFL源特有的强峰。因此，在与CCFL显示器偶联时提供足够色域的普通滤色片与OLED显示器偶联时可能不提供良好结果。“尾随”入光谱绿色区域一部分的红色滤色片的上述例子可为CCFL源提供足够的红色发射，但总体上不适合用于OLED装置。
因此，待解决的问题是产生可与宽带OLED装置偶联的滤色片，以提供具有改善的颜色再现的显示器。
发明概述
因此，本发明的目的是提供绿色滤色片，以提供改善的颜色再现，特别是为宽带发射OLED装置提供改善的颜色再现；含该滤色片的显示器；以及所述滤色片的制备方法。改善的颜色再现包括改善的色域和相关性质，例如改善的1931 CIE x，y色度坐标和改善的光谱曲线形态。
该目的由具有绿色滤色片层的绿色滤色片实现，所述绿色滤色片层包括：
a.桥接的铝酞菁颜料；和
b.在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料。
该目的还可由具有绿色滤色片层的绿色滤色片实现，所述绿色滤色片层包括：
a.在600至700nm波长具有其最大吸收的第一颜料，其中所述第一颜料粒子的至少90％体积的粒度小于300nm；
b.在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料，其中所述第二颜料粒子的至少90％体积的粒度小于300nm；和
c.所述绿色滤色片层的透射比在520nm波长为60％或更大，且在590nm波长不超过10％，且在480nm波长不超过10％。
优点
本发明的优点在于，其可以产生具有相对于现有显示器改善的颜色和效率组合的彩色显示器。本发明可提供更好的色域以及更好的颜色再现。虽然现有的滤色片可以通过使用更厚的滤色片来提供更好的色域，但本发明可以减少的效率损失提供改善的色域。
附图简述
图1a至1d显示了可用于利用本发明的电子显示器的示例性像素配置；
图2a显示可用于本发明的电子显示器的一个实施方案的横截面视图；和
图2b显示可用于本发明的电子显示器的另一实施方案。
因为装置特征尺寸(例如层厚度)通常在亚微米范围内，所以附图为了易于看见而被放大，而不是精确尺寸。
发明详述
术语＂电子显示器＂指其中电子实体控制显示器不同区域强度的显示器。这样的电子实体可以包括例如无源矩阵显示器中的离板(off-panel)驱动器和一系列水平和垂直的电极，或者有源矩阵显示器中薄膜晶体管(TFT)阵列。这样的显示器可以包括液晶显示器(LCD)和有机发光二极管(OLED)显示器。术语＂OLED显示器＂、＂OLED装置＂或＂有机发光显示器＂以其领域公认的含义使用，即含义为包括有机发光二极管作为像素的显示器装置。术语＂多色＂用来描述能够在不同区域发射不同色调(hue)的光的显示板。特别地，其用来描述能够显示不同颜色的图像的显示板。这些区域不一定是连续的。术语＂全色＂普遍用来描述能够在可见光谱的至少红色、绿色和蓝色区域发射并以任何色调组合显示图像的多色显示板。可由给定显示器产生的颜色全部组合通常被称为显示器的色域。红色、绿色和蓝色构成三基色，可以通过适当混合由其产生所有其他颜色。然而，使用扩展装置色域的其他颜色或装置色域内其他颜色是可能的。术语＂色调＂指可见光谱内光发射的强度特征，不同的色调表现出视觉可辨的颜色差异。术语＂像素＂以其领域公认用法而使用以指示能够独立于其他区域而受激发光的显示板区域。公认的是，在全色系统中，几个不同颜色的像素将一起用来产生宽的颜色范围，观察者可以将这样的组称为单像素。出于本讨论目的，这样的组被认为是几个不同颜色的像素。
本文使用的术语＂最大吸收＂和＂最大透射比＂分别指滤色片和滤色片层在光谱可见部分(即400nm至700nm)内的最大光吸收和最大光透射。红色滤色片是大体上在600nm至700nm范围内具有最大透射比的滤色片。绿色滤色片是大体上在500nm至600nm范围内具有最大透射比的滤色片。蓝色滤色片是大体上在400nm至500nm范围内具有最大透射比的滤色片。
图1说明可用于使用本发明的电子显示器的示例性像素配置。图1a显示具有像素20a组的装置的条纹图案配置。像素20a组包括限定红色、绿色和蓝色色域的像素21a、21b和21c。图1a是RGB显示器的通常实施例。图1b显示具有像素20b组的装置的配置，包括限定红色、绿色和蓝色色域的像素21a、21b和21c和额外的像素21d，像素21d可以是域内像素(例如白色)或者可以是另一限定色域的像素。一个采用图1b的通常装置是RGBW显示器，其中显示器的部分(例如域内像素21d)没有滤色片。图1c显示另一个具有像素20c组的装置的图案配置。图1d显示另一个具有像素20d组的装置的图案配置。其他图案也可以应用至本发明，包括具有超过4个像素的图案。虽然在上述实施例中，像素被显示为以一定秩序排列，但像素可以具有不同秩序的其他实施方案排列，并且其他实施方案可以具有不同尺寸和形状的像素。
存在许多可以实施本发明的显示器滤色片排列和显示器。现在参考图2a，显示了可以用于本发明的底发射的电子显示器10的一个实施方案的横截面图。电子显示器10是本领域公知的OLED装置。在OLED衬底80上提供了有机电致发光(EL)元件70，包括空穴注入层35、空穴传输层40、发光层45和50、电子传输层55和电子注入层60。电流由阴极90和阳极30a、30b和30c提供。显示器包括至少三个单独滤色片，例如红色滤色片25a、绿色滤色片25b和蓝色滤色片25c，其每一个分别是具有其自身的阳极30a、30b和30c的单独发射部件。
滤色片通常提供在衬底上。图2a中，所述衬底也是装置衬底20。现在参考图2b，显示了具有滤色片的电子显示器的另一实施方案。电子显示器15是顶发射装置。滤色片25a、25b和25c已经提供在单独滤色片衬底85上，衬底85在提供电子层和发射层后置于电子显示器上。应离解，现有技术普遍已知的滤色片的其他设置可以用于本发明。而且，可以使用电子显示器的其他实施方案，例如串联OLED装置、液晶显示器等。
滤色片颜料制备
本领域已经用于滤色片颜料的碾磨通常产生具有最大500nm的宽粒度范围的材料。已经发现，通过将颜料粒子碾磨至窄粒度范围(其中粒度大部分小于100nm)，产生改善的滤色片性质。Santilli等在US 5,738,716中和Czekai等在US 5,500,331中已经教导了制备该类型粒子的方法。该方法在本文称为微介质碾磨。
从颜料制备滤色片的方法通常包括三个步骤：(a)将颜料分散成原始粒子的分散体的分散或碾磨步骤；(b)稀释和/或混合步骤，其中用可包括其他颜料分散体的载体和其他附加物将分散的颜料浓缩物稀释成涂布浓度(coating-strength)的颜料分散体；和(c)从涂布浓度颜料分散体在衬底上涂布滤色片层。步骤(a)可以进一步细化为：(a1)提供含有颜料和颜料载体和任选分散剂的颜料混合物；(a2)将该颜料混合物与碾磨介质混合；(a3)将该混合物引入高速碾磨机；(a4)碾磨该混合物以获得其中颜料粒子具有预期尺寸的颜料分散体；和(a5)从碾磨介质分离所述分散体。
在碾磨步骤，颜料通常连同硬质惰性碾磨介质悬浮于载体(通常是与涂布浓度浆体中相同的载体)。为该颜料分散体提供机械能，碾磨介质和颜料之间的碰撞导致颜料解聚成其原始粒子。分散剂或稳定剂或两者通常被添加至颜料分散体以促进原料颜料解聚，以保持胶粒稳定性并延缓粒子再聚集和沉降。
存在许多可以用作碾磨介质的不同类型的材料，例如玻璃、陶瓷、金属和塑料。在可用实施方案中，碾磨介质可以包括优选大体上球形的粒子，例如基本由聚合物树脂组成的珠。如Czekai等所述，希望珠的尺寸在10至100微米范围内。
通常，适合用作碾磨介质的聚合物树脂是化学和物理上惰性的，基本不含金属、溶剂和单体，并且具有足以使它们能够在碾磨中避免被切碎或压碎的硬度和脆性。适合的聚合物树脂包括交联聚苯乙烯，例如与二乙烯基苯交联的聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯(例如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚碳酸酯、聚缩醛(例如DerlinTM)、乙烯基氯聚合物和共聚物、聚氨酯、聚酰胺、聚(四氟乙烯)(例如TeflonTM)和其他含氟聚合物、高密度聚乙烯、聚丙烯、纤维素醚和酯(例如乙酸纤维素)、聚(甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(丙烯酸羟乙酯)、含硅酮的聚合物(例如聚硅氧烷)等。聚合物可以是生物可降解的。示例性的生物可降解聚合物包括聚交酯、聚乙醇酸交酯(polyglycolids)、交酯和乙醇酸交酯(glycolide)的共聚物、聚酐、聚(亚胺基碳酸酯)、聚(N-酰基羟基脯氨酸)酯、聚(N-棕榈酰羟基脯氨酸)酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚(原酸酯)、聚(己内酯)和聚(磷腈)。聚合物树脂可以具有0.9至3.0g/cm3的密度。更高密度的树脂是特别有用的，因为认为这些提供更有效的粒度降低作用。特别有用的是基于苯乙烯的交联或未交联的聚合物介质。
碾磨可以在任何适合研磨碾磨机中进行。适合的碾磨机包括喷气碾磨机、滚筒碾磨机、球磨机、立式球磨机、震动碾磨机、行星式碾磨机、砂磨机和珠磨机(bead mill)。高速碾磨机是特别有用的。对于高速碾磨机，我们指能够使碾磨介质加速到高于5米/秒的速度的碾磨装置。碾磨机可以包含具有一个或多个叶轮的旋转轴。在这样的碾磨机中，赋予介质的速度大约等于叶轮的圆周速度，其是叶轮每分钟转数、π和叶轮直径的乘积。例如在直径为40mm的Cowles型锯齿叶轮中在9,000rpm操作时达到足够的碾磨介质速度。碾磨介质、颜料、液体分散介质和分散剂的有用比例可以在宽限值内变化并取决于例如所选的具体材料和碾磨介质的尺寸和密度，等。该过程可以连续或分批模式进行。
在分批碾磨中，<100μm碾磨介质、液体、颜料和分散剂的浆体使用简单混合制备。该浆体可以常规高能分批碾磨方法碾磨，所述方法例如高速立式球磨机、震动碾磨机、球磨机等。该浆体被碾磨预定时段，以使活性材料粉碎成最小粒度。碾磨结束后，活性材料的分散体通过简单筛分或使用阻挡碾磨介质但不阻挡被碾磨颜料的阻挡物(例如孔径为5μm的过滤器)过滤而与碾磨介质分离。
在连续介质再循环碾磨中，<100μm碾磨介质、液体、颜料和分散剂的浆体可从贮存容器连续再循环通过具有介质分离筛的常规介质碾磨机，所述介质分离筛被调节为>100μm以使介质自由穿过整个循环。碾磨结束后，活性材料的分散体通过简单筛分或过滤而与碾磨介质分离。
使用上述模式的任一种，碾磨机研磨物(mill grind)的成分的可用量和比例将根据具体材料而很大程度上变化。碾磨混合物的内容物包括碾磨机研磨物和碾磨介质。碾磨机研磨物包括颜料、分散剂和液体载体(例如水)。对于含水过滤浆体，颜料通常以1至50％重量存在于碾磨机研磨物(不包括碾磨介质)中。颜料与分散剂的重量比为20:1至1:2。高速碾磨机是高速搅拌装置，例如由Morehouse-Cowles，Hockmeyer等生产的那些。
分散剂是碾磨机研磨物中另一种重要成分。有用的分散剂包括硫酸盐(例如十二烷基硫酸钠)、磺酸盐(例如N-甲基-N-油酰基牛磺酸盐)、丙烯酸和苯乙烯-丙烯酸共聚物(例如美国专利第5,085,698和5,172,133公开的那些(例如Joncryl 678))和磺酸化聚酯和苯乙烯系塑料(styrenics)(例如美国专利第4,597,794号公开的那些)。上文就颜料可用性而提及的其他专利也公开了多种有用的分散剂。用于实施例的分散剂有N-甲基-N-油酰基牛磺酸钾(KOMT)和Joncryl 678。
碾磨时间可以在很大程度上变化并取决于所选择的颜料、机械手段和停留条件(residence condition)、初始粒度和想要的最终粒度，等。对于使用上述有用的颜料、分散剂和碾磨介质的含水碾磨机研磨物而言，碾磨时间通常为1至100小时。碾磨颜料浓缩物方便地通过过滤从碾磨介质分离。
颜料载体可以是含水载体介质或无水溶剂。有用的溶剂已经由Czekai等公开，还公开于US 5,145,684、US 5,679,138和EP 498,492。含水载体介质是水、盐的水溶液或含有水和至少一种水混溶性共溶剂的水性溶剂混合物。适合的混合物的选择取决于具体应用的要求(例如需要的表面张力和粘度)、选择的颜料、滤色片层的干燥时间和颜料分散体将涂布其上的材料的类型。可以选择的水混溶性共溶剂的代表性例子包括(1)醇，例如甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、叔丁醇、异丁醇、糠醇和四氢糠醇；(2)酮或酮醇，例如丙酮、甲乙酮和二丙酮醇；(3)醚，例如四氢呋喃和二噁烷；(4)酯，例如乙酸乙酯、乳酸乙酯、碳酸亚乙酯和碳酸亚丙酯；(5)多元醇，例如乙二醇、二甘醇、三甘醇、丙二醇、四甘醇、聚乙二醇、甘油、2-甲基-2，4-戊二醇、1，2，6-己三醇和硫代乙二醇；(6)衍生自亚烷基二醇的低级烷基单-或二醚，例如乙二醇单-甲基(或-乙基)醚、二甘醇单-甲基(或-乙基)醚、丙二醇单-甲基(或-乙基)醚、三甘醇单-甲基(或-乙基)醚和二甘醇二甲基(或-乙基)醚；(7)含氮环化合物，例如吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮和1，3-二甲基-2-咪唑烷酮；和(8)含硫化合物，例如二甲亚砜和四氢噻吩砜。
有用的非水性溶剂包括烃、醇、多元醇、醚和酯。已知用于该过程的溶剂包括甲苯、己烷、乙醇、丁醇、乙二醇和PGMEA。
该处理产生其中至少90％重量的粒子的粒度小于300nm的颜料粒子。通常，100％粒子的粒度小于300nm，合宜地小于200nm。100％的粒子的粒度小于100nm是适合的；然而，这不是在所有情况下都可能，而有用的是，至少90％体积的颜料粒子具有小于100nm、理想地小于50nm的粒度。在一些情况下，90％体积的颜料粒子可以具有小于30nm的粒度。有用地，不超过10％体积的颜料粒子具有小于5nm的粒度。
涂布浓度分散体制备
通常，希望制备浓缩的碾磨研磨物形式的颜料分散体，其随后被稀释成适当浓度，如果必要则进一步加工以用于涂布。该技术允许从设备制备更大量的颜料浆体。如果碾磨研磨物在溶剂中制备，则可以将它用水和/或任选其他溶剂稀释至适当浓度。如果它在水中制备，则可以将它用额外的水或水混溶性溶剂稀释成需要的浓度。如果滤色片需要颜料混合物，则在此时混合已经单独碾磨的颜料分散体是有用的。通过稀释和/或混合，颜料分散体根据具体应用被调节至希望的粘度、颜色、色调、饱和密度和区域范围(area coverage)。
在有机颜料的情况下，对于大部分滤色片涂布应用而言，涂布分散体可以含有分散体组合物总重量的最多约30％重量的颜料，但是一般范围是分散体组合物总重量的约0.1至20％，并且合宜地为大约5至15％。如果选择无机颜料，分散体趋于含有比使用有机颜料的相当的分散体更高重量百分比的颜料，并且在一些情况下可以高达约75％，因为无机颜料一般具有比有机颜料更高的比重。
水性载体介质的量为分散体总重量的约70至98％重量且合宜地为约80至95％重量。水和多元醇(例如二甘醇)的混合物可用作水性载体介质。在水和二甘醇的混合物的情况下，载体介质通常含有30％水/70％二甘醇至95％水/5％二甘醇。有用的比率为约60％水/40％二甘醇至95％水/5％二甘醇。百分比是基于载体介质的总重量。
可能需要向混合物添加额外的分散剂。上文已经描述了有用的分散剂
涂布给定表面的能力可能受涂布浓度分散体表面张力的影响。通过添加小量表面活性剂来实现表面张力的控制。待使用的表面活性剂的水平可以通过简单试验和误差实验来确定。阴离子、非离子和阳离子表面活性剂可以选自美国专利第5,324,349；4,156,616和5,279,654号中公开的那些以及许多其他表面活性剂。商品化的表面活性剂包括来自Air Products的
Figure A200780041112D00141
来自DuPont的
Figure A200780041112D00142
和来自3M的这些分散体的有用表面活性剂有来自Dixie Chemical的Surfactant 10G。
颜料涂布
为形成滤色片，通常将颜料涂布在衬底上。例如包括颜料的滤色片层可以涂布在多种硬质和非硬质的透明或半透明材料(例如玻璃或塑料)的任何一种上。所述衬底可以是只用于形成滤色片的衬底，其可以连接至显示装置。在另一实施方案中，衬底也可以具有其他用途。例如，滤色片层或滤色片层的阵列可以被涂布在底发射显示装置衬底的底部。而在另一有用的实施方案中，颜料可以涂布在形成显示装置部分的发射层的顶部。显示装置可以是电子显示器，例如LCD显示器或OLED显示器。
可以使用多种公知涂布和印迹技术的任何一种从涂布浓度颜料分散体制备滤色片。这些技术可以包括但不限于挤出型料斗(hopper)(X-料斗)涂布、旋转涂布、喷涂、超声喷涂、刀涂布和凹版涂布。分散体可以是水性或非水性的。涂布的分散体然后通常被允许干燥以形成固体或半固体涂料。可选地，浆体可以包括例如胶凝材料或交联单体以产生固体或半固体涂料。涂布浓度颜料分散体可以包括一种或多种现有技术公知的光致抗蚀剂化合物，其用于使滤色片例如在电子显示器的有色像素阵列中的滤色片图案化。在这种情况下，涂布分散体的加工可以包括图案化的暴露和暴露后加工以形成图案化的滤色片。
最终的滤色片层理想地包含至少10％重量颜料、合宜地至少25％重量颜料和通常至少50％重量的颜料。
绿色滤色片颜料
根据本发明有用的绿色滤色片在光谱的绿色区域(500至600nm)具有良好的光透射比，并在光谱的红色和蓝色区域具有良好的光吸收。该绿色滤色片的一个有用实施方案包含第一颜料和第二颜料，所述第一颜料在绿色区域具有良好的透射比并在600至700nm范围内的波长有最大吸收，所述第二颜料在绿色区域具有良好的透射比并在400至500nm范围内的波长有最大吸收。
在绿色区域具有良好透射比并在600至700nm范围内的波长有最大吸收的一类有用颜料是金属酞菁。尽管可商业途径获得的金属酞菁颜料(例如颜料蓝15(铜酞菁))因它们优良的耐光性而闻名，但它们色调上倾向于比绿色更蓝，因此对用于绿色滤色片而言是次佳的。羟基铝酞菁表现出比铜酞菁更绿的色调，但缺点是相对差的耐光性。表现出第一颜料要求的优良色调和耐光性的一类颜料是Regan在美国专利第4,311,775号中描述的所谓桥接的铝酞菁。这些颜料是硅氧烷桥接的铝酞菁和膦酸酯桥接的铝酞菁，分别由下式总体上表示：
PcAl-O-[SiR2-O]n-AlPc   (1)
PcAl-O-[POR]n-AlPc      (2)
其中Pc代表取代或未取代的酞菁环，R是烷基、芳基或芳烷基，n是0至4的整数。关于这些颜料的更全面的描述，参见美国专利第4,311,775号。有用的硅氧烷-桥接铝酞菁是双(酞菁基铝)四苯基二硅氧烷(下述结构3，Pc是未取代的，R是苯基，n是2)。双(酞菁基铝)四苯基二硅氧烷与铜酞菁和羟基铝酞菁任一种或两者的混合物也可使用，条件是双(酞菁基铝)四苯基二硅氧烷占混合物的至少80％重量。
Figure A200780041112D00161
虽然桥接铝酞菁化合物比铜酞菁化合物更绿，但是桥接铝酞菁化合物依然在蓝色区域具有显著的透射比。为了在绿色滤色片中有效，它们按需要与在400至500nm范围内的波长具有最大吸收的第二颜料组合。可使用的一类颜料是商业上称为单偶氮(monoazo)黄颜料类或更简单称为单偶氮颜料的颜料。有用的黄颜料包括颜料黄138、颜料黄139、颜料黄180、颜料黄74、颜料黄185、颜料黄154及其混合物，这些是优选的。特别优选的是颜料黄74。颜料编号如ColorIndex(颜色索引)指示。
当颜料粒子如本文所述制备时，发现第一颜料与第二颜料的有用比率为按重量计40:60至75:25的范围内。从这样的分散体制备的滤色片层可以在可见光谱的绿色区域具有良好的透射比，而在光谱的其他区域具有良好吸收。如此制备的绿色滤色片层的最大透射比可在520nm波长为60％或更高，但在590nm波长为不超过10％，通常在580nm波长不超过10％，在480nm波长不超过10％。这样的滤色片层的半高宽可为80nm或更小。半高宽定义为透射比峰在最大透射比一半处的宽度。这样的滤色片层在1931 CIE XYZ色度体系中的色度坐标(x，y)使用CIE标准发光物D65或标准发光物C计算，满足表达式0.19≤x≤0.24和0.68≤y≤0.72。可以看到，这是非常纯的绿色。
分散体制备
桥接铝酞菁分散体的制备
桥接铝酞菁分散体通过向具有25C水外套的37L不锈钢容器添加1600g桥接铝酞菁颜料、960g N-油烯基-N-甲基牛磺酸钾分散剂、5440g高纯水和8000g含交联聚苯乙烯二乙烯基苯的50-微米碾磨介质来制备。该混合物用152mm直径的
Figure A200780041112D0017111303QIETU
 Poly高剪切分散叶片以2546rpm的平均速率搅拌16小时。碾磨后，通过5微米滤器过滤而从碾磨介质分离分散体，并进一步用高纯水稀释至浓度为11.65wt％颜料。
颜料黄74分散体的制备
颜料黄74的混合物通过向具有冷却水外套的5L不锈钢容器添加150g颜料黄74 Birchwood Yellow(Dominion Colour)颜料、129.3g的用氢氧化钾中和95％的
Figure A200780041112D0017111323QIETU
 678分散剂的29.1wt％水溶液、720.7g高纯水来制备。该混合物用50mm直径的转子-定子叶片以1400rpm的平均速率搅拌3小时而预混合。在预混步骤后，添加1200g含交联聚苯乙烯二乙烯基苯的50-微米碾磨介质，混合物用70mm直径的高剪切Cowles分散叶片以1400rpm的平均速率搅拌115小时。碾磨后，分散体通过5微米纤维玻璃滤器过滤而从碾磨介质分离，并进一步用高纯水稀释至浓度为10.42wt％颜料。
表1显示了用于制备下述滤色片的上述制备的分散体中颜料、分散剂和水的相对量。表1还显示分散体中颜料的粒度分布，使用
Figure A200780041112D00171
 UPA150粒子分析仪通过动态光散射测量。通过透射光显微术以1110X放大倍数检查分散体，显示所有粒子被良好分散。
表1
 
颜料 桥接的AlPc    颜料黄74
分散剂 KOMT Joncryl 678-KOH        
Wt％颜料 11.66 10.42
Wt％分散剂 7.00 2.61
Wt％水 81.34 86.98
 
100％体积小于(微米)：      0.1445 0.0608
90％体积小于(微米)：     0.0435 0.0113
50％体积小于(微米)：     0.0136 0.0089
10％体积小于(微米)：     0.0104 0.0074
滤色片制备
本发明的绿色滤色片(G i )
54.24g上述桥接铝酞菁分散体与30.19g上述颜料黄74分散体、19.07g Joncryl 678和10滴10％ Surfactant 10G溶液混合。然后使用x料斗注射涂布器以1.2cm3/ft2的速率将得到的浆体涂布到聚酯片材上。这提供了干时平均厚度为2.2微米的涂层。
第一对比滤色片
对比绿色滤色片1(Gc1)从可商业获得的LCD电视获得。
上述滤色片的可见透射比光谱使用具有积分滤波器(integratingfilter)的Perkin-Elmer λ12分光计测量。结果示于下表。
表2
 
滤色片： 本发明的绿色滤色片 对比绿色滤色片1
峰值透射比 518nm 517nm
峰值透射比的％T 61％ 84％
1/2峰值T的带宽 61nm 102nm
550nm的％T 40％ 76％
573nm的％T 10％ 57％
579nm的％T 5％ 49％
587nm的％T 2％ 36％
红色透射比 <1％593至700nm <1％634至674nm，700nm最多5％    
500nm的％T 40％ 75％
490nm的％T 10％ 65％
486nm的％T 4％ 57％
蓝色透射比 <1％480至400nm <1％451至400nm
本发明绿色滤色片的半峰值透射比的带宽显著窄于对比绿色滤色片。而且，本发明绿色滤色片在红色和蓝色光谱区域的蓝移尾部和红移尾部显著低于对比绿色滤色片。这些光谱透射比特征意味着本发明绿色滤色片与对比绿色滤色片相比，尽管峰值透射比较低，但绿色纯得多。
滤色片的色纯度可以进一步通过激发纯度来证实，激发纯度是常用的CIE计量，用以测量1931 CIE色度图上描绘的色点的纯度。选择的发光物的光谱特征可以与滤色片的光谱透射比级联(cascade)，并与1931CIE颜色匹配函数级联，如在CIE Central Bureau in Vienna，Austria出版的＂Colorimetry(比色法)＂，CIE Publication 15：2004第3版中所描述的。该级联的结果是在1931 CIE色度图上的属于给定发光物的一组色度坐标。激发纯度是相对于连接发光物点、色点和色度轨迹点的线段长度的连接发光物点与色点的线段长度。激发纯度为1.0的颜色位于所述色度轨迹上并代表可能最纯的光谱颜色。可通过下式进一步计算与预定标准的差异：
ΔCIEx，y＝SQRT[(x1-xNTSC)2+(y1-yNTSC)2]
当绿色滤色片与CIE标准发光物C和1931 CIE颜色匹配函数级联时，下表显示得到的色度坐标。与对比绿色滤色片的CIE色度坐标相比，得到的本发明绿色滤色片的CIE色度坐标的x更小且y显著更大，使本发明绿色滤色片更少黄色并有纯得多的绿色。
表3-绿色滤色片
 
滤色片或基色： 本发明绿色 对比绿色 NTSC绿基色
1931CIE x，y(Std.III.C) 0.2049，0.6958 0.2738，0.5845 0.21，0.71
激发纯度(C) 0.8057 0.6448 0.8462
与NTSC基色(C)的ΔCIEx，y 0.0151 0.1408 0
1931CIE x，y(Std.III.D65) 0.2005，0.7021 0.2704，0.5931 0.21，0.71
激发纯度(D65) 0.8049 0.6494 0.8426
与NTSC基色(D65)的ΔCIEx，y 0.0124 0.1316 0
本发明绿色具有比对比绿色滤色片高得多的激发纯度，并且非常接近NTSC绿基色的激发纯度。NTSC绿基色是迄今制备的最纯的标准绿基色。当NTSC标准在1953年制定时，绿基色是基于硅酸锌。硅酸锌NTSC绿基色的亮度是不能接受的低。随着TV工业远离硅酸锌绿基色，找到了以更小的纯绿色度代价提供两倍于硅酸锌的亮度的新绿基色。因为亮度问题，自1953年，TV工业无法回到纯NTSC绿基色色度。本发明绿色允许恢复由1953年的NTSC标准制定的最纯绿基色，而亮度高于1953年的硅酸锌绿基色。本发明的绿色度紧邻NTSC绿基色色度。对比绿色滤色片的x，yΔ明显大于本发明绿色滤色片，使对比绿色滤色片是明显更不纯的绿色。与对比绿色滤色片或Yamashita在US 6,856,364中教导的绿色滤色片相比较，本发明绿色滤色片的绿色要纯得多。
已经特别参考本发明的某些优选实施方案而描述了本发明，但应理解，可以在本发明精神和范围内进行变化和调整。
本文提到的所有专利和其他出版物通过引用并入本文。
部件列表
10   电子显示器
15   电子显示器
20a  像素组
20b  像素组
20c  像素组
20d  像素组
21a  像素
21b  像素
21c  像素
21d  像素
25a  红色滤色片
25b  绿色滤色片
25c  蓝色滤色片
30a  阳极
30b  阳极
30c  阳极
35   空穴注入层
40   空穴传输层
45   光发射层
50   光发射层
55   电子传输层
60   电子注入层
70   有机EL元件
80   OLED衬底
85   滤色片衬底
90   阴极

Claims (13)

1.一种具有绿色滤色片层的绿色滤色片，所述绿色滤色片层包含：
a.桥接的铝酞菁颜料；和
b.在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料。
2.权利要求1的绿色滤色片，其中桥接的铝酞菁颜料包含硅氧烷桥接的铝酞菁。
3.权利要求2的绿色滤色片，其中硅氧烷桥接的铝酞菁颜料是双(酞菁基铝)四苯基二硅氧烷。
4.权利要求1的绿色滤色片，其中第二颜料是单偶氮颜料。
5.一种具有绿色滤色片层的绿色滤色片，所述绿色滤色片层包含：
a.在600至700nm波长具有其最大吸收的第一颜料，其中所述第一颜料粒子的至少90％体积的粒度小于300nm；
b.在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料，其中所述第二颜料粒子的至少90％体积的粒度小于300nm；和
c.所述绿色滤色片层的透射比在520nm波长为60％或更大，且在590nm波长不超过10％，且在480nm波长不超过10％；
6.权利要求5的绿色滤色片，其中所述第一颜料粒子的至少90％体积的粒度小于100nm并且所述第二颜料粒子的至少90％体积的粒度小于50nm。
7.权利要求6的绿色滤色片，其中所述第一颜料粒子的不超过10％体积的粒度小于5nm，并且所述第二颜料粒子的不超过10％体积的粒度小于5nm，而且所述第一颜料粒子的至少90％体积的粒度小于50nm，并且所述第二颜料粒子的至少90％体积的粒度小于30nm。
8.权利要求5的绿色滤色片，其中所述第一颜料包含金属酞菁颜料。
9.权利要求5的绿色滤色片，其中第一颜料与第二颜料的重量之比为40:60至75:25。
10.包含权利要求5的绿色滤色片的显示器装置。
11.权利要求5的绿色滤色片，其中所述绿色滤色片层在1931CIE XYZ色度体系中使用CIE标准发光物D65计算的色度坐标(x，y)满足表达式0.19≤x≤0.24和0.68≤y≤0.72。
12.形成具有绿色滤色片层的绿色滤色片的方法，其包括以下步骤：
a)提供包含第一颜料、所述颜料的载体，和分散剂的颜料混合物；
b)将颜料混合物与平均粒度小于100微米的刚性研磨介质混合；
c)将步骤b)的混合物引入高速研磨机；
d)研磨混合物直至获得其中颜料粒子的至少90％体积的粒度小于100nm的颜料分散体；
e)将研磨介质从步骤d)研磨后的分散体中分离；
f)对于第二颜料，重复步骤a)至e)；
g)将第一和第二颜料的分散体混合；和
h)将所得分散体涂在衬底之上，形成绿色滤色片层。
13.一种具有绿色滤色片层的绿色滤色片，所述绿色滤色片层包含：
a.在600至700nm波长具有其最大吸收的第一颜料；
b.在400至500nm波长具有其最大吸收的第二颜料；和
c.其中所述绿色滤色片层在1931 CIE XYZ色度体系中使用CIE标准发光物D65计算的色度坐标(x，y)满足表达式0.19≤x≤0.24和0.68≤y≤0.72。
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