CN107353670B - 金属络合物有机染料、彩色光阻组合物及其应用 - Google Patents

金属络合物有机染料、彩色光阻组合物及其应用 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种金属络合物有机染料、彩色光阻组合物及其应用。本发明提供的金属络合物有机染料，其分子结构含有水溶性较差的磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团，从而构成了金属微溶盐络合物，具备较好的耐溶剂性耐水性，且虽然溶解度降低但仍是小分子化合物，在彩色光阻组合物中不会形成晶体结构或析出形成固体颗粒，仍具有普通小分子染料高穿透和高着色能力，同时耐热稳定性有所提高，在显示装置彩膜制程的显影过程及后制程成膜过程中，很难被水及其他有机溶剂从彩色光阻中带出，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。

Description

金属络合物有机染料、彩色光阻组合物及其应用
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种金属络合物有机染料、彩色光阻组合物及其应用。
背景技术
薄膜晶体管液晶显示装置(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)具有机身薄、省电、无辐射等众多优点，得到了广泛的应用。现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示装置，其包括液晶显示面板及背光模组(backlightmodule)。通常液晶显示面板由彩膜(Color Filter，CF)基板、TFT阵列基板、夹于彩膜基板与TFT阵列基板之间的液晶(Liquid Crystal，LC)及密封框胶(Sealant)组成；其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程与CF制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT阵列基板与CF基板贴合)及后段模组组装(Module)制程(驱动IC与印刷电路板压合)；其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；前段CF制程主要是形成CF基板；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
CF基板是LCD用来实现彩色显示的主要器件，其基本构成通常包括：玻璃基板、黑色矩阵(Black Matrix，BM)、彩色滤光层等等。其中，彩色滤光层主要是通过彩色光阻达到彩色显示的效果，背光源发出的光经过液晶分子的调制入射到CF基板，通过CF基板上彩色滤光层的红色(R)光阻、绿色(G)光阻、以及蓝色(B)光阻的滤光作用，分别显示红、绿、蓝三种光线，不同颜色的光阻分别透射对应颜色波段的光，从而实现显示器的彩色显示。
在彩色滤光层中，一般彩色光阻的主要成分包括着色剂、碱可溶树脂、多官能基单体、光引发剂等，其中，所述着色剂在彩色光阻中起染色作用，通常是有机颜料(pigment)或新型有机染料(Dye)。有机颜料由于其较优异的耐晒、耐水浸、耐酸、耐碱、耐有机溶剂、耐热、晶型稳定、分散性和遮盖力等特性，是目前TFT-LCD行业彩色光阻材料中应用最广泛的一种。然而近几年，随着TFT-LCD行业高穿透高对比技术的发展，以pigment为主的彩色光阻材料已经不能满足行业需求。Dye由于其小分子结构，不易在光阻材料内部发生光散射，从而可降低对穿透率和对比度的影响，成为了近几年的研究热点。但正由于Dye的小分子结构及其在有机溶剂和水中较高的溶解度，使它的耐溶剂性和耐水性较差，因此对彩色光阻材料进行曝光以后，在后续的显影工艺中，Dye易被显影液洗出带走；另外，在更后续的涂布保护膜工艺中，Dye可能进入保护膜中。上述两种情况均会给像素单元造成明显的浮色、色偏甚至污染问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属络合物有机染料，属于金属微溶盐络合物，耐水性及耐溶剂性高，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
本发明的目的还在于提供一种彩色光阻组合物，着色剂包括上述的金属络合物有机染料，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
本发明的目的还在于提供一种彩色光阻，采用上述的彩色光阻组合物得到，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
本发明的目的还在于提供一种彩膜基板，包括上述的彩色光阻，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
本发明的目的还在于提供一种显示装置，包括上述的彩膜基板，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
为实现上述发明目的，本发明首先提供一种金属络合物有机染料，应用于彩色光阻，其分子结构含有磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团。
可选地，所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式I：
其中，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2+、或Mg2+。
可选地，所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式II：
其中，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
可选地，所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式III：
其中，R2为-(CH2)n3CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、 0<n3<12，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
可选地，所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式IV：
其中，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
R2为-(CH2)n3CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、 0<n3<12；
R3为R1、R2、
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
本发明还提供一种彩色光阻组合物，包括着色剂、树脂、引发剂、单体及分散剂；
其中，所述着色剂包括如上所述的金属络合物有机染料。
所述树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、及脲醛树脂中的一种或多种。
本发明还提供一种彩色光阻，采用如上所述的彩色光阻组合物得到。
本发明还提供一种彩膜基板，包括衬底基板和位于所述衬底基板上的如上所述的彩色光阻。
本发明还提供一种显示装置，包括如上所述的彩膜基板。
本发明的有益效果：本发明提供的金属络合物有机染料，其分子结构含有水溶性较差的磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团，从而构成了金属微溶盐络合物，具备较好的耐溶剂性耐水性，且虽然溶解度降低但仍是小分子化合物，在彩色光阻组合物中不会形成晶体结构或析出形成固体颗粒，仍具有普通小分子染料高穿透和高着色能力，同时耐热稳定性有所提高，在显示装置彩膜制程的显影过程及后制程成膜过程中，很难被水及其他有机溶剂从彩色光阻中带出，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩色光阻组合物，着色剂包括上述的金属络合物有机染料，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩色光阻，采用上述的彩色光阻组合物得到，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩膜基板，包括上述的彩色光阻，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明的显示装置，包括上述的彩膜基板，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例进行详细描述。
本发明首先提供一种金属络合物有机染料，应用于彩色光阻，其分子结构含有磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团。
本发明的金属络合物有机染料，其分子结构含有水溶性较差的磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团，从而构成了金属微溶盐络合物，具备较好的耐溶剂性耐水性，且虽然溶解度降低但仍是小分子化合物，在彩色光阻组合物中不会形成晶体结构或析出形成固体颗粒，从而兼有颜料的较好的耐溶剂性耐水性、及普通小分子染料的高穿透和高着色能力，同时耐热稳定性有所提高，在显示装置彩膜制程的显影过程及后制程成膜过程中，很难被水及其他有机溶剂从彩色光阻中带出，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
具体地，本发明的金属络合物有机染料的溶解度可以通过调节磺酸基的钙(Ca)、镁(Mg)、钡(Ba)盐官能团的含量进行调节。
另外需要说明的是，本发明的金属络合物有机染料，通过在普通小分子染料的分子结构中引入钙离子(Ca2+)、镁离子(Mg2+)、或钡离子(Ba2+)，而构成了金属微溶盐络合物结构，该金属微溶盐络合物结构的构造并未改变原染料分子的共轭程度，所以其分子的吸收波长变化不大，因此其色光及穿透频谱仍由原染料分子中偶合成分本身的结构决定，受金属离子影响不显著，只是会有一定程度的助色效应使色光加深。
实施例1
所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式I：
其中，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2+、或Mg2+。
实施例2
所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式II：
其中，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
实施例3
所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式III：
其中，R2为-(CH2)n3CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、
-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、 0<n3<12，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
实施例4
所述的金属络合物有机染料，其分子结构通式如下式IV：
其中，R1为-(CH2)n2CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、-Ph、2<n2<12，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
R2为-(CH2)n3CH3、-H、-F、-Cl、-Br、-OH、-NH2、-COOR、-NHR、-SO3Na、-SO2NH2、-NO2、 0<n3<12；
R3为R1、R2、
A为Ca2+、Ba2、或Mg2+。
基于上述的金属络合物有机染料，本发明还提供一种彩色光阻组合物，包括着色剂树脂、引发剂、单体、分散剂、其他添加剂等。
其中，所述着色剂包括如上所述的金属络合物有机染料。
具体地，所述树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、及脲醛树脂中的一种或多种。
本发明的彩色光阻组合物，着色剂包括上述的金属络合物有机染料，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
基于上述的彩色光阻组合物，本发明还提供一种彩色光阻，采用如上所述的彩色光阻组合物得到。
本发明提供的彩色光阻，采用上述的彩色光阻组合物得到，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
基于上述的彩色光阻，本发明还提供一种彩膜基板，包括衬底基板和位于所述衬底基板上的如上所述的彩色光阻。
本发明提供的彩膜基板，包括上述的彩色光阻，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
基于上述的彩膜基板，本发明还提供一种显示装置，包括如上所述的彩膜基板。
本发明的显示装置，包括上述的彩膜基板，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
综上所述，本发明提供的金属络合物有机染料，其分子结构含有水溶性较差的磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团，从而构成了金属微溶盐络合物，具备较好的耐溶剂性耐水性，且虽然溶解度降低但仍是小分子化合物，在彩色光阻组合物中不会形成晶体结构或析出形成固体颗粒，仍具有普通染料小分子高穿透和高着色能力，同时耐热稳定性有所提高，在显示装置彩膜制程的显影过程及后制程成膜过程中，很难被水及其他有机溶剂从彩色光阻中带出，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩色光阻组合物，着色剂包括上述的金属络合物有机染料，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩色光阻，采用上述的彩色光阻组合物得到，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明提供的彩膜基板，包括上述的彩色光阻，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。本发明的显示装置，包括上述的彩膜基板，能够有效改善含有Dye组分光阻所制成的彩膜浮色及后制程中发生色偏的问题，提高显示装置的显示品质。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (6)

1.一种金属络合物有机染料，其特征在于，应用于彩色光阻，其分子结构含有磺酸钙盐基团、磺酸钡盐基团、或磺酸镁盐基团；
其分子结构通式如下式I：
其中，R为CH3(CH2)n1，n1<6；
A为Ca2+、Ba2+、或Mg2+。
2.一种彩色光阻组合物，其特征在于，包括着色剂、树脂、引发剂、单体及分散剂；
其中，所述着色剂包括如权利要求1所述的金属络合物有机染料。
3.如权利要求2所述的彩色光阻组合物，其特征在于，所述树脂包括丙烯酸树脂、环氧树脂、聚烯烃树脂、聚酯树脂、酚醛树脂、及脲醛树脂中的一种或多种。
4.一种彩色光阻，其特征在于，采用如权利要求2或3所述的彩色光阻组合物得到。
5.一种彩膜基板，其特征在于，包括衬底基板和位于所述衬底基板上的如权利要求4所述的彩色光阻。
6.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求5所述的彩膜基板。
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