CN1371412A - 选择性吸光材料、含该材料的组合物,和使用该涂料组合物制造的用于彩色显示器的滤光器 - Google Patents
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Abstract
一种选择性吸光材料、含该材料的涂料组合物,和使用该涂料组合物制造的滤光器,其用于具有增强颜色纯度和对比度的彩色显示器中。该选择性吸光材料含四氮杂紫菜碱衍生物。当将使用包括选择性吸光材料的涂料组合物制造的选择性吸光滤光器用于彩色显示器中时,可吸收显示器中反射的光和三种主色外的中间色光,由此增强颜色纯度和对比度。
Description
技术领域
本发明涉及选择性吸光材料、含该材料的涂料组合物，和使用该涂料组合物制造的用于具有增强的色纯度和对比度的彩色显示器的滤光器。
背景技术
彩色显示器已广泛用于电视、计算机监视器、电视游戏机等中。阴极射线管(CRT)(一种适合几乎所有这些应用的显示器)基于能量转化原理，即从动能转化为光能，其中从电子枪发射出的电子打击荧光屏的磷光体并激发磷光。由于从磷光体发射的光属于可见光范围，因此CTR可用于显示器如普通电视机或计算机监视器。CTR能够显示具有三种主色：红色(R)、绿色(G)和蓝色(B)的全范围色。
图1和2分别给出CRT的发射光谱和等离子体显示板。如图1和2所示，大量的光从与三个主R、G和B峰相临的周边区域发出，因此色纯度受到损害并且限制了颜色的再现范围。图1给出CRT的典型发射光谱。如图1所示，通常绿色发射光谱宽并趋于接近黄色范围。因此，对于CRT，可达到具有高色纯度的红色和蓝色发光。然而，对于绿色发光，除纯绿色光外，还发射黄绿色光。
另一方面，从显示器表面反射的环境光线造成观察者的眼睛过劳，并且当显示器暴露于明亮的环境光下时降低显示器的对比度。显示器中产生的反射光包括从屏幕(如玻璃板)和从屏幕内排列的磷光体中反射环境光，为减少这些反射光，已进行了研究。例如，US 4,989,953涉及减少反射光。然而，该文献仅限于减少单色监视器中反射外部光造成的眩光。
关于尝试降低彩色显示器中的反射光，已采用中心密度(ND)滤光器或衰减器。通过用银或石墨胶体悬浮液涂布合适介质并使介质与监视器表面粘附而制造的ND滤光器，通过仅透射一部分任何波长的光改进对比度。然而，ND滤光器降低了亮度。
关于降低彩色显示器中的反射光的另一技术，可将抗反射涂料与ND滤光器结合。这种组合技术可降低来自磷光体的环境光的反射和从显示器面板表面的反射光。此方法不适合改进亮度和颜色纯度。
为改进颜色纯度和对比度并将亮度降低减至最小，已提出了仅透射三个主要颜色区域的光并阻止其它区域的光的方法。与ND滤光器相比，该方法能够阻止环境光并且充分透射显示器中产生的光，并因此通过高对比度将亮度降低减至最小。此外，有效阻止显示器中产生的除三种主要颜色之外的各种颜色，由此改进颜色纯度并扩大颜色再现范围。
US 4,288,250、4,520,115和4,245,242公开了将含金属氧化物(包括氧化钕)的彩色玻璃用作显示器前面板的材料，或作为滤光器。这些文献使显示器中发射的三种主要颜色范围的光的通过同时限制了此范围外的光透射，如此防止亮度降低并使环境光的反射性降低，同时改进了颜色纯度。然而，彩色玻璃的制造方法复杂并且制造成本升高。因此，该方法在经济上不适宜。
日本公开昭44-5091和JP特开昭59-217705、平4-106150、平6-88007和平10-120860公开了采用通过将氧化钕或有机钕化合物溶于塑料树脂中制造的彩色塑料，改进彩色显示器的显示性能。然而，在这些方法的分散或溶解过程中存在困难。此外，随着时间推移塑料变黄并且显示器性能逐渐降低。
日本特开平2-210480和US5,200,667提出一种彩色显示器的滤光器，它含有颜料和塑料树脂材料作为主组分。然而，这些文献给出的颜料具有宽吸收谱带和低光选择性。因此，不能改进颜色纯度。US5,834,122公开了含高颜色选择性的颜料的用于显示器的具有改进的光选择性的带通滤波器。然而，由于吸收绿色至红色范围光和蓝色与绿色范围光的颜料具有弱耐久性，因此该方法不实际。
对于使用另一类型的显示器，等离子体显示器面板(PDP)逐渐增加。对于PDP，将被由玻璃构成的阻挡壁包围的空间填充惰性气体(包括氦(He)、氖(Ne)、氩(Ar)或氙(xe)或这些气体的混合物)，并将填充此空间的气体通过施加高电压电离，由此形成等离子体。此时，发射紫外(UV)线以激发磷光体。PDP提供更宽的视角，并且与其它显示器相比更容易变大。因此，已考虑将用作薄型荧光显示器的PDP，作为高清晰电视的极为潜在的显示器元件。
目前，很多显示器制造商正在开发这种PDP。然而，其亮度低并且来自磷光体表面的反射光严重。此外填充的He气发射带橙色的光，因此颜色纯度比CRT差。
图2给出PDP的发射光谱。与图1给出的CRT发射光谱相比，绿色发射峰趋于具有较短的波长，而蓝色发射峰趋于具有更长的波长。此外，强的红色发射峰在接近590nm处出现。这种接近590nm的红色发射峰来源于将Ne用作惰性气体。因此，难以显示纯红色。对于蓝色，显示不同于纯蓝色的蓝绿色。
对CRT和PDP的各种用途以及潜在的用途而言，需要能够降低来自显示器的反射并改进颜色纯度和对比度、同时不明显降低亮度和分辨率的装置和机构。
为满足这些要求，本发明人进行了积极研究，旨在通过吸收彩色显示器中的反射光改进颜色纯度和对比度。结果发现，用能够吸收来自发射光谱的绿色至UV区域、绿色至红色区域和红色至红外区域的吸光材料作为彩色显示器的滤光器，可改进彩色显示器的颜色纯度和对比度。
本发明公开
本发明的第一个目的是提供一种用于彩色显示器的选择性吸光材料，该材料能够吸收彩色显示器中反射的光和三种主颜色外的中间颜色光，并且在彩色显示器中具有改进的颜色纯度和对比度。
本发明的第二个目的是提供含吸光材料的选择性吸光涂料组合物。
本发明的第三个目的是提供一种包括选择性吸光材料的选择性吸光滤光器。
本发明的第一个目的通过用于彩色显示器的选择性吸光材料达到，该吸光材料包括具有如下通式(1)的四氮杂紫菜碱衍生物
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自氢；未取代苯基、1至8个碳原子的烷基；1至8个碳原子的烷氧基；硝基；卤原子；卤化物；氰基；1至8个碳原子的烷氨基；1至8个碳原子的氨烷基；具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、卤化物、1至8个碳原子的烷氨基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的取代基的苯基；或在R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基稠合并被具有如下通式(2a)至(2g)的1至3个芳环化合物取代，和R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的未取代基独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、卤原子、卤化物、氰基和硝基：
其中R′、R″、R和R′独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、氰基和硝基；X为卤原子或1至8个碳原子的烷基磺酸酯；Y为1至8个碳原子的烷基或烯丙基；虚线表示与通式(1)的吡咯基团偶联的部分。
在另一实施方案中，用于彩色显示器的选择性吸光材料可包括具有如下通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自氢；未取代苯基、1至8个碳原子的烷基；1至8个碳原子的烷氧基；硝基；卤原子；卤化物；氰基；1至8个碳原子的烷氨基；1至8个碳原子的氨烷基；具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、卤化物、1至8个碳原子的烷氨基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的取代基的苯基；或在R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基稠合并被具有通式(2a)至(2g)的1至3个芳环化合物取代，和R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的未取代基独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、卤原子、卤化物、氰基和硝基；
M为能够与四氮杂紫菜碱环配位的氧化数2的金属离子，或能够与四氮杂紫菜碱环配位的具有配体的氧化数2的金属离子 其中R′、R″、R和R′独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、氰基和硝基；X为卤原子或1至8个碳原子的烷基磺酸酯；Y为1至8个碳原子的烷基或烯丙基；虚线表示与通式(3)的吡咯基团偶联的部分。
本发明的第二个目的通过包括吸光材料、塑料树脂和有机溶剂的选择性吸光涂料组合物达到。
本发明的第三个目的通过由选择性吸光材料和塑料树脂构成的用于彩色显示器的选择性吸光滤光器达到。
附图的简要描述
图1为阴极射线管(CRT)的典型发射光谱；
图2为等离子体显示器面板(PDP)的典型发射光谱；
图3为苯基四氮杂紫菜碱的吸收光谱，其作为本发明合成实施例1中的选择性吸光材料获得；
图4为三苄基四氮杂紫菜碱的吸收光谱，其作为本发明合成实施例2中的选择性吸光材料获得；
图5为八苯基四氮杂紫菜嗪钌(Ru)的吸收光谱，其作为本发明合成实施例3中的选择性吸光材料获得；
图6为四甲基四氮杂紫菜嗪铜的吸收光谱，其作为本发明合成实施例4中的选择性吸光材料获得；
图7为四丁基四氮杂紫菜嗪镍的吸收光谱，其作为本发明合成实施例5中的选择性吸光材料获得；
图8对比给出照射前后着色玻璃基材的透射光谱，该基材分别根据本发明用实施例1和对比例1中获得的选择性吸光涂料组合物涂布；
图9对比给出三种主颜色的玻璃基材的色度坐标，该基材用实施例2、5和8及对比例2中获得的选择性吸光涂料组合物着色，并与CRT结合；
图10对比给出三种主颜色的玻璃基材的色度坐标，该基材用实施例2、5和8及对比例2中获得的选择性吸光涂料组合物着色，并与PDP结合；
图11对比给出将用实施例1的选择性吸光涂料组合物着色的玻璃基材与PDP结合前后的PDP发射光谱；
图12对比给出将用实施例4的选择性吸光涂料组合物着色的玻璃基材与PDP结合前后的PDP发射光谱；
图13对比给出将用实施例7的选择性吸光涂料组合物着色的玻璃基材与PDP结合前后的PDP发射光谱；
图14为根据本发明实施例10和11及对比例2中着色的玻璃基材的透射光谱。
实施本发明的最佳方式
为改进彩色显示器中的颜色纯度和对比度，需要一种能够吸收绿色至UV区域、蓝色至绿色区域、绿色至红色区域和红色至红外区域的光的选择性吸光材料，特别是，能够吸收蓝色至绿色区域和绿色至红色区域的光的理想吸光材料需要满足如下要求。
(1)用于蓝色至绿色区域的吸光材料
最大吸收波长：460至500nm
吸收带宽：20至30nm
(2)用于绿色至红色区域的吸光材料
最大吸收波长：550至600nm
吸收带宽：50至70nm
本发明具有上述通式(1)的四氮杂紫菜碱衍生物具有在530至620nm之间的主吸收谱带和在620至700nm区域之间的次吸收谱带。在该两个区域中的各吸收谱带具有宽度约30至50nm。具有上述通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物具有在570至610nm区域之间的宽度约30至50nm的主吸收谱带。因此本发明具有通式(1)和(3)的四氮杂紫菜碱衍生物具有在绿色与红色区域之间的优良选择性吸光度，该吸光度是用于彩色显示器的滤光器所需的。
具有通式(1)和(3)的四氮杂紫菜碱衍生物选择性吸收绿色与红色区域之间的光，由此显著改进彩色显示器中的颜色纯度和对比度。此外，具有通式(1)和(3)的四氮杂紫菜碱衍生物显示优良的耐热性和耐光性，这样将这些衍生物涂于显示图像的显示器，如阴极射线管(CRT)或等离子体显示器(PDP)中，确保显示器具有长使用期限。
对于具有通式(1)或(3)的四氮杂紫菜碱衍生物的R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8，1至8个碳原子的烷基可包括甲基、乙基、丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、异戊基、新戊基和辛基，1至8个碳原子的烷氧基可包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、丁氧基和戊氧基。卤原子可包括氟(F)、氯(Cl)、碘(I)和溴(Br)，卤化物可包括氯甲基、溴甲基、碘甲基和氟甲基。1至8个碳原子的烷氨基可包括甲氨基和乙氨基，1至8个碳原子的氨烷基可包括氨甲基和氨乙基。
在具有通式(1)和(3)的四氮杂紫菜碱衍生物中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基可相互稠合，产生具有如下通式(2a)的2至3个环的化合物。优选在通式(2a)的环化合物中，R′、R″、R和R′中的至少一个为2至6个碳原子的烷基或2至6个碳原子的烷氧基。
优选在四氮杂紫菜碱衍生物中，R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自未取代苯基，或具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、1至8个碳原子的烷胺基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的1至5个取代基的取代苯基
优选具有通式(1)的四氮杂紫菜碱衍生物选自具有如下通式的化合物：
在具有通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物中，M为Ni、Mg、Mn、Co、Cu、Ru或V，或与选自氨、水和卤原子的至少一种配体配位的Mn或Ru。优选具有通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物选自具有如下通式的化合物。
由本发明的选择性吸光材料，可通过将选择性吸光材料与塑料树脂一起溶于有机溶剂中获得涂料组合物。选择性吸光材料的量为0.05-1wt％，按涂料组合物的固含量计。若选择性吸光材料的含量低于0.05wt％，则吸收特征不足。若选择性吸光材料的含量超过1wt％，则涂料组合物的物理性能不利。
对于选择性吸光涂料组合物，塑料树脂可为透明塑料树脂如聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯醇、聚碳酸酯、乙烯乙酸乙烯酯和聚乙烯基缩丁醛等。透明塑料树脂的量可为5-40％，按有机溶剂总重量计。若透明塑料树脂的量低于5wt％，则难以确保对所需物理性能足够的厚度。若透明塑料树脂的量超过40wt％，则损害涂料的特性。
有机溶剂可包括甲苯、二甲苯、丙醇、异丙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和二甲基甲酰胺。
为调节用于各波长区域的彩色显示器元件的透射比，或提供白度，选择性吸光涂料可进一步包括普通的偶氮染料、花青染料、二苯基甲烷染料、三苯基甲烷染料、酞菁染料、xanthane染料、二亚苯基系染料、靛蓝染料和紫菜碱染料。染料的量优选为0.05-3wt％，按涂料组合物的总固体量计。若染料量低于0.05wt％，则吸收特性不足。若染料量超过3wt％，则涂料组合物的物理性能不利。
本发明涂料组合物进一步包括红外线阻止剂，由此阻止自彩色显示器、特别是等离子体显示器面板反射的红外线(尤其是近红外线)。红外线阻止剂可包括具有通式(4)、(5)和(6)的化合物。
在通式(4)中，R9为1至6个碳原子的烷基，Q为ClO4、Ab2F6、BF3、甲苯磺酸盐或苯磺酸盐。
在通式(5)中，M′为镍(Ni)、钯(Pd)或铂(Pt)，R10为氢、1至10个碳原子的烷基、1至10个碳原子的烷氧基、被卤原子或烷基胺取代的苯基、或未取代苯基。
在通式(6)中，M″为铁(Fe)、Ni、铜(Cu)、钴(Co)或Pt；R11为氢，1至10个碳原子的烷基、1至10个碳原子的烷氧基、卤原子或硝基；A+表示四烷基铵的正离子，其中烷基具有1至6个碳原子。
为增强耐光性，本发明的选择性吸光涂料组合物可进一步包括稳定剂。潜在的稳定剂可为防止颜料褪色的自由基反应抑制剂。
可将本发明的选择性吸光涂料组合物涂于玻璃或塑料膜上，然后安装于显示器上，或直接涂于显示器表面上。该涂布方法可用普通工艺如旋涂或辊涂进行。优选将选择性吸光涂料组合物涂至厚度1-20μm。若涂层厚度低于1μm，则吸收特性不足。若涂层厚度超过20μm，则涂层的特性降低。
本发明的选择性吸光过滤器通过涂布上述涂料组合物，并干燥涂层获得。在干燥工艺期间，将溶剂从涂料组合物中完全除去，如此所得选择性吸光滤光器仅含具有通式(1)或(3)的四氮杂紫菜碱衍生物和塑料树脂。
下面，本发明将通过实施例描述。然而，这些实施例仅为说明性，而不限制本发明的范围。
合成实施例1：八苯基四氮杂紫菜碱
按照J.Am Soe.，929(1937)中公开的方法合成具有通式(1)或(3)的八苯基四氮杂紫菜碱，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8为苯基
将100重量份碘、50重量份苯乙腈和1500重量份乙醚放入三颈圆底烧瓶中，并完全混合和溶解。将已用冰水冷却的含18wt％钠的300重量份甲醇溶液在30分钟内慢慢加入混合物中。
反应完成后，将水、稀硫代硫酸溶液、水和硫酸钠溶液连续加入反应混合物中。然后，将溶剂除去，并将所得黄色固体产品真空蒸馏，由此获得二苯基马来腈(maleinitrile)(收率50％)。
将5重量份二苯基马来腈(maleinitrile)和0.5重量份镁(Mg)在275℃下反应10分钟，由此生产紫色晶体。将剩余的金属用稀乙酸除去。将碳酸钠溶液加入所得产品中，并加热至50℃，以使未反应的腈化合物水解。将所得八苯基四氮杂紫菜嗪镁用过量热水洗涤，并干燥。
将八苯基四氮杂紫菜嗪镁放入稀盐酸溶液中并加热至镁离子从化合物中分离出来为止。将所得产品溶解并在苯中重结晶，由此获得八苯基四氮杂紫菜碱。将八苯基四氮杂紫菜碱的吸收光谱在图3中给出。
合成实施例2：三苄基四氮杂紫菜碱
按照J.Am Soc.，112，9641(1990)中公开的方法合成具有通式(1)或(3)的三苄基四氮杂紫菜碱，其中R2为叔丁基和R1、R3、R4、R5、R6、R7和R8为氢。
将30g 1-氯萘、10g叔丁基邻苯二甲腈和10g苯基二溴硼烷放入三颈圆底烧瓶中，并加热和在260℃下熔化约10分钟，使其反应，由此获得三丁基化的次酞菁(sub-phthalocyanine)(收率50％)。
将1当量三丁基化的次酞菁和1当量二亚氨基异二氢吲哚溶于二甲亚砜和1-氯萘(体积比2∶1)的混合物中，并在80至90℃下反应24小时。将所得产品在减压下蒸发以除去溶剂，并通过色谱纯化，由此获得粉末形式的浅蓝色三苄基四氮杂紫菜碱。三苄基四氮杂紫菜碱的吸收光谱在图4中给出。
合成实施例3：八苯基四氮杂紫菜嗪钌
按照J.Am Soc.，929(1937)中公开的方法合成八苯基四氮杂紫菜嗪钌。
将100重量份碘、50重量份苯乙腈和1500重量份乙醚放入三颈圆底烧瓶中，并完全混合和溶解。将已用冰水冷却的含18wt％钠的300重量份甲醇溶液在30分钟内慢慢加入混合物中。
反应完成后，将水、稀硫代硫酸溶液、水和硫酸钠溶液连续加入反应混合物中。然后，将溶剂除去，并将所得黄色固体产品真空蒸馏，由此获得二苯基马来腈(maleinitrile)(收率50％)。
将5重量份二苯基马来腈(malenitrile)和0.5重量份二氯化五氨二氮合钌([Ru(NH3)5(N2)]Cl2)在275℃下反应10分钟，由此生产紫色晶体。将剩余的金属用稀乙酸除去。将碳酸钠溶液加入所得产品中，并加热至50℃，以使未反应的腈化合物水解。将所得八苯基四氮杂紫菜嗪钌用过量热水洗涤，并干燥。该八苯基四氮杂紫菜嗪钌的吸收光谱在图5中给出。
合成实施例4：四甲基四氧杂紫菜嗪铜
按照J.Am Soc.，4839(1952)中公开的方法合成四甲基四氮杂紫菜嗪铜。
将60重量份无金属四甲基四氮杂紫菜碱和1.5重量份无水铜在25重量份邻二氯苯中回流3小时。反应完成后，将反应混合物冷却并过滤。将所得产品用氯仿萃取，并结晶由此获得纯四甲基四氮杂紫菜嗪铜(收率33％)。四甲基四氮杂紫菜嗪铜的吸收光谱在图6中给出。
合成实施例5：四丁基四氮杂紫菜嗪镍
按照J.Am Soc.，4839(1952)中公开的方法合成四丁基四氮杂紫菜嗪镍。
将50重量份无金属四丁基四氮杂紫菜碱和1.5重量份无水氯化镍在25重量份邻二氯苯中回流1.5小时。反应完成后，将该热反应混合物过滤，然后将反应混合物冷却。将所得固体产品用热水和乙醇洗涤，然后用氯苯萃取。然后将所得产品结晶，由此获得纯四丁基四氮杂紫菜嗪镍。四丁基四氮杂紫菜嗪镍的吸收光谱在图7中给出。
合成实施例6：四丁基四氮杂紫菜嗪钴
按照J.Am Soc.，4839(1952)中公开的方法合成四丁基四氮杂紫菜嗪钴。
将50重量份无金属四丁基四氮杂紫菜碱和1.5重量份无水氯化钴在25重量份邻二氯苯中回流1.5小时。反应完成后，将该热反应混合物过滤，然后将反应混合物冷却。将所得固体产品用热水和乙醇洗涤，然后用氯苯萃取。然后将所得产品结晶由此获得纯四丁基四氮杂紫菜嗪钴。
合成实施例7：八苯基四氮杂紫菜嗪氧化钒
按照J.Am Soc.，4839(1952)中公开的方法合成八苯基四氮杂紫菜嗪氧化钒。
将50重量份无金属八苯基四氮杂紫菜碱和1.5重量份无水氧化钒在25重量份邻二氯苯中回流1.5小时。反应完成后，将该热反应混合物过滤，然后将反应混合物冷却。将所得固体产品用热水和乙醇洗涤，然后用氯苯萃取。然后将所得产品结晶由此获得纯八苯基四氮杂紫菜嗪氧化钒。
合成实施例8：八苯基四氮杂紫菜嗪锰
按照J.Am Soc.，4839(1952)中公开的方法合成八苯基四氮杂紫菜嗪氧化锰。
将50重量份无金属八苯基四氮杂紫菜碱和1.5重量份无水锰在25重量份邻二氯苯中回流1.5小时。反应完成后，将该热反应混合物过滤，然后将反应混合物冷却。将所得固体产品用热水和乙醇洗涤，然后用氯苯萃取。然后将所得产品结晶由此获得纯八苯基四氮杂紫菜嗪氧化锰。
除了上述合成实施例外，将具有如下通式的化合物按与合成实施例那些类似的方式合成。
实施例1
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将100ml甲乙酮(MEK)放入反应器中，将30g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将10mg在合成实施例1中获得的八苯基四氮杂紫菜碱加入混合物中并溶解。然后，将12mg吖啶橙(由Aldrich Chemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含八苯基四氮杂紫菜碱的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
将步骤1中获得的涂料组合物旋涂于透明玻璃基材上，并在90℃下干燥10分钟，如此制造具有厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。
为评估着色玻璃基材的耐光性，将起抗反射薄膜作用的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜粘附到着色玻璃基材上，并用2kW的氙灯照射3小时。用分光光度计测量照射前后的透光度。涂布本发明选择性吸光涂料组合物的着色玻璃基材在照射前后的透光度在图8中给出。图11给出用来自实施例1的涂料组合物涂布的玻璃基材与PDP结合前后的PDP发射光谱图。
实施例2
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将100ml甲乙酮(MEK)放入反应器中，将30g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将8mg在合成实施例1中获得的八苯基四氮杂紫菜碱和150mg IRG022(由NIPPON KAYAHU Co.，Ltd.制造)加入混合物中并溶解。然后，将10mg吖啶橙(由AldrichChemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含八苯基四氮杂紫菜碱的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有厚度约6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在图9和10及表1中给出。
实施例3
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
按与实施例2相同的方式制备选择性吸光涂料组合物，不同的是用100mg Q-1(由NIPPON KANKOH SHIKISO KENKYUSHO制造)代替IRG022。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。
实施例4
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将100ml MEK放入反应器中，将30g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将10mg在合成实施例2中获得的三苄基四氮杂紫菜碱加入混合物中并溶解。然后，将12mg吖啶橙(由Aldrich Chemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含三苄基四氮杂紫菜碱的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。此外测量安装着色玻璃基材前后的PDP发射光谱图。结果在图12中给出。
实施例5
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将100ml MEK放入反应器中，将30g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将8mg在合成实施例2中获得的三苄基四氮杂紫菜碱和150mg IRG022(由NIPPON KAYAHU Co.，Ltd.制造)加入混合物中并溶解。然后，将10mg吖啶橙(由AldrichChemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含三苄基四氮杂紫菜碱的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在图9和10及表1中给出。
实施例6
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
按与实施例5相同的方式制备选择性吸光涂料组合物，不同的是用100mg Q-1(由NIPPON KANKOH SHIKISO KENKYUSHO制造)代替IRG022。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。
实施例7
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将75ml甲苯放入反应器中，将25 g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将30mg在合成实施例3中获得的八苯基四氮杂紫菜碱钌加入混合物中并溶解，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。此外测量安装着色玻璃基材前后的PDP发射光谱图。结果在图13中给出。
实施例8
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将75ml甲苯放入反应器中，将25g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将30mg在合成实施例3中获得的八苯基四氮杂紫菜碱钌和150mg IRG022(由NIPPON KAYAHU Co.，Ltd.制造)加入混合物中并溶解。然后，将5mg吖啶橙(由AldrichChemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含八苯基四氮杂紫菜嗪钌的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在图9和10及表1中给出。
实施例9
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
按与实施例8相同的方式制备选择性吸光涂料组合物，不同的是用100mg Q-1(由NIPPON KANKOH SHIKISO KENKYUSHO制造)代替IRG022。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。
实施例10
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将75ml甲苯放入反应器中，将25g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将30mg在合成实施例4中获得的四甲基四氮杂紫菜嗪铜和150mg IRG022(由NIPPON KAYAHU Co.，Ltd.制造)加入混合物中并溶解。然后，将5mg吖啶橙(由AldrichChemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含四甲基四氮杂紫菜嗪铜的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。此外用分光光度计测量着色玻璃基材的透射光谱图。结果在图14中给出。
实施例11
步骤1：制备用于显示器的选择性吸光涂料组合物
将75ml甲苯放入反应器中，将25g聚甲基丙烯酸甲酯放入反应器中并在加热反应器下溶解。接着将30mg在合成实施例5中获得的四甲基四氮杂紫菜嗪镍和150mg IRG022(由NIPPON KAYAHU Co.，Ltd.制造)加入混合物中并溶解。然后，将5mg吖啶橙(由AldrichChemical Co.制造)溶于5ml异丙醇中，并将所得溶液慢慢加入含四甲基四氮杂紫菜嗪镍的混合物中，由此得到用于显示器的选择性吸光涂料组合物。
步骤2：制造用于显示器的滤光器
用本实施例步骤1中获得的涂料组合物，按与实施例1相同的方式制备具有约厚度6微米的着色层的着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在表1中给出。此外用分光光度计测量着色玻璃基材的透射光谱图。结果在图14中给出。
比较例1
将20g聚乙烯醇溶于100ml水中，并将12mg Fluoresceinamine异构体I(由Aldrich Chemical Co.制造)、10g Phloxin B(由Aldrich Chemical Co.制造)、5mg Sulforhodiamine 101(由AldrichChemical Co.制造)和13.5mg Luxol Fast Blue(由AldrichChemical Co.制造)溶于该混合物中。将获得的组合物旋涂于透明玻璃基材上并在50℃下干燥1小时，由此沉积具有厚度约8μm的着色层。对与实施例1中测量的相同特征评估施于CRT和PDP上的获得的着色玻璃基材可涂布性。结果在表1中给出。
此外，按与实施例1相同的方式测量着色玻璃基材的耐光性。测量照射前后的透光度变化。结果在图8中给出。图8说明在比较例1中制备的着色玻璃基材，因阻光颜料在相应区域中的光分解在绿光发射光谱与红光发射光谱之间的区域中呈现透光度的急剧变化。
比较例2
按与实施例11相同的方式制备选择性吸光涂料组合物，不同的是用8mg Eastwell 590(由Eastwell Co.制造)代替四甲基四氮杂紫菜嗪镍。然后，用本比较例中获得的涂料组合物制备着色玻璃基材。将该着色玻璃基材安装在CRT和PDP上，然后测量三种主要颜色的色度坐标。对自CRT和PDP发出的光测量与各显示器结合前后的各对比度比例和亮度比例。结果在图9和10及表1中给出。此外用分光光度计测量着色玻璃基材的透射光谱图。结果在图14中给出。
表1
| 显示器 | 实施例 | CIE色度坐标(x，y) | Cr | Er | Cr×Er | ||
| 红 | 绿 | 蓝 | |||||
| CRT | 无滤光器 | (0.653，0.338) | (0.315，0.611) | (0.146，0.057) | - | - | - |
| 实施例1 | (0.668，0.318) | (0.262，0.672) | (0.153，0.058) | 1.46 | 1.78 | 1.14 | |
| 实施例2 | (0.667，0.315) | (0.287，0.655) | (0.157，0.036) | 1.68 | 1.71 | 1.13 | |
| 实施例3 | (0.670，0.305) | (0.285，0.665) | (0.147，0.054) | 1.60 | 0.69 | 1.11 | |
| 实施例4 | (0.660，0.325) | (0.262，0.672) | (0.153，0.058) | 1.56 | 0.73 | 1.14 | |
| 实施例5 | (0.667，0.329) | (0.287，0.655) | (0.157，0.036) | 1.68 | 0.67 | 1.13 | |
| 实施例6 | (0.670，0.325) | (0.285，0.665) | (0.147，0.054) | 1.68 | 0.68 | 1.14 | |
| 实施例7 | (0.667，0.323) | (0.288，0.628) | (0.147，0.056) | 1.71 | 0.60 | 1.02 | |
| 实施例8 | (0.667，0.324) | (0.294，0.627) | (0.147，0.056) | 1.73 | 0.60 | 1.04 | |
| 实施例9 | (0.663，0.328) | (0.298，0.622) | (0.147，0.057) | 1.73 | 0.60 | 1.04 | |
| 实施例10 | (0.663，0.329) | (0.312，0.611) | (0.148，0.053) | 1.70 | 0.60 | 1.20 | |
| 实施例11 | (0.668，0.323) | (0.310，0.616) | (0.148，0.053) | 1.70 | 0.60 | 1.04 | |
| 比较例1 | (0.667，0.319) | (0.263，0.678) | (0.155，0.060) | 1.64 | 0.70 | 1.15 | |
| 比较例2 | (0.654，0.330) | (0.291，0.628) | (0.147，0.054) | 1.68 | 0.62 | 1.04 | |
| PDP | 无滤光器 | (0.608，0.353) | (0.236，0.684) | (0.157，0.107) | - | - | - |
| 实施例1 | (0.608，0.314) | (0.213，0.730) | (0.162，0.076) | 1.48 | 0.75 | 1.11 | |
| 实施例2 | (0.607，0.305) | (0.220，0.720) | (0.162，0.076) | 1.49 | 0.69 | 1.03 | |
| 实施例3 | (0.618，0.310) | (0.215，0.730) | (0.166，0.080) | 1.56 | 0.67 | 1.05 | |
| 实施例4 | (0.608，0.314) | (0.213，0.730) | (0.162，0.076) | 1.58 | 0.70 | 1.11 | |
| 实施例5 | (0.607，0.310) | (0.220，0.705) | (0.162，0.076) | 1.51 | 0.69 | 1.04 | |
| 实施例6 | (0.618，0.315) | (0.215，0.710) | (0.166，0.080) | 1.54 | 0.68 | 1.05 | |
| 实施例7 | (0.619，0.331) | (0.218，0.696) | (0.154，0.102) | 1.73 | 0.60 | 1.04 | |
| 实施例8 | (0.620，0.334) | (0.222，0.695) | (0.155，0.104) | 1.74 | 0.60 | 1.05 | |
| 实施例9 | (0.617，0.338) | (0.225，0.692) | (0.155，0.105) | 1.77 | 0.60 | 1.06 | |
| 实施例10 | (0.619，0.345) | (0.233，0.685) | (0.158，0.098) | 1.90 | 0.60 | 1.14 | |
| 实施例11 | (0.626，0.331) | (0.233，0.687) | (0.157，0.099) | 1.67 | 0.60 | 1.00 | |
| 比较例1 | (0.606，0.317) | (0.205，0.732) | (0.160，0.074) | 1.62 | 0.68 | 1.10 | |
| 比较例2 | (0.610，0.345) | (0.223，0.695) | (0.161，0.090) | 1.63 | 0.57 | 0.93 |
在表1中，Cr和Er分别给出安装在CRT或PDP上前后着色玻璃基材的对比度和亮度比例。如表1所示，涂于玻璃基材上并与彩色显示器结合的本发明选择性吸光涂料组合物，与含常规吸光材料的涂料组合物相比显示改进的色度坐标和对比度。
含本发明选择性吸光材料的涂料组合物阻止显示器中反射的发射光，和除三种主要颜色外的中间颜色光，由此增强颜色纯度和对比度。
Claims (14)
1.一种用于彩色显示器的选择性吸光材料，包括具有如下通式(1)的四氮杂紫菜碱其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自氢；未取代苯基、1至8个碳原子的烷基；1至8个碳原子的烷氧基；硝基；卤原子；卤化物；氰基；1至8个碳原子的烷氨基；1至8个碳原子的氨烷基；具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、卤化物、1至8个碳原子的烷氨基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的取代基的苯基；或在R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基稠合并被具有如下通式(2a)至(2g)的1至3个芳环化合物取代，和R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的未取代基独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、卤原子、卤化物、氰基和硝基：
其中R′、R″、R和R＇独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、氰基和硝基；X为卤原子或1至8个碳原子的烷基磺酸酯；Y为1至8个碳原子的烷基或烯丙基；虚线表示与通式(1)的吡咯基团偶联的部分。
2.一种用于彩色显示器的选择性吸光材料，包括具有如下通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物
其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自氢；未取代苯基、1至8个碳原子的烷基；1至8个碳原子的烷氧基；硝基；卤原子；卤化物；氰基；1至8个碳原子的烷氨基；1至8个碳原子的氨烷基；具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、卤化物、1至8个碳原子的烷氨基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的取代基的苯基；或在R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基稠合并被具有通式(2a)至(2g)的1至3个芳环化合物取代，和R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的未取代基独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、卤原子、卤化物、氰基和硝基；
M为能够与四氮杂紫菜碱环配位的氧化数2的金属离子，或能够与四氮杂紫菜碱环配位的具有配体的氧化数2的金属离子
其中R′、R″、R和R′独立地选自氢、1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、烯丙基、氰基和硝基；X为卤原子或1至8个碳原子的烷基磺酸酯；Y为1至8个碳原子的烷基或烯丙基；虚线表示与通式(3)的吡咯基团偶联的部分。
3.权利要求1或2的选择性吸光材料，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8中的两个相邻取代基相互稠合形成权利要求2的具有如下通式(2a)的2至3个环的化合物，并且在通式(2a)的环化合物中，R′、R″、R和R′中的至少一个为2至6个碳原子的烷基或2至6个碳原子的烷氧基。
4.权利要求1或2的选择性吸光材料，其中R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7和R8独立地选自未取代苯基，或具有选自1至8个碳原子的烷基、1至8个碳原子的烷氧基、硝基、卤原子、1至8个碳原子的烷胺基、1至8个碳原子的氨烷基和氰基的1至5个取代基的取代苯基。
5.权利要求1的选择性吸光材料，其中具有通式(1)的四氮杂紫菜碱衍生物选自具有如下通式的化合物：
6.权利要求2的选择性吸光材料，其中M为镍(Ni)、镁(Mg)、锰(Mn)、钴(Co)、铜(Cu)、钌(Ru)或钒(V)，或与选自氨、水和卤原子的至少一种配体配位的Mn或Ru。
7.权利要求2的选择性吸光材料，其中通式(3)的四氮杂紫菜碱衍生物选自具有如下通式的化合物：
8.一种选择性吸光涂料组合物，包括至少一种权利要求1至7的选择性吸光材料、塑料树脂和有机溶剂。
9.权利要求8的选择性吸光涂料组合物，其中塑料树脂是至少一种选自聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯醇、聚碳酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚乙烯缩丁醛。
10.权利要求8的选择性吸光涂料组合物，其中有机溶剂为选自甲苯、二甲苯、丙醇、异丙醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂和二甲基甲酰胺中的至少一种。
11.权利要求8的选择性吸光涂料组合物，还包括红外线阻止剂。
12.权利要求8的选择性吸光涂料组合物，还包括染料。
13.一种用于彩色显示器的选择性吸光滤光器，包括至少一种权利要求1至7的选择性吸光材料和塑料树脂。
14.权利要求14的选择性吸光滤光器，其中塑料树脂为选自聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚乙烯醇、聚碳酸酯、乙烯-乙酸乙烯酯和聚乙烯缩丁醛中的至少一种。
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