用于彩色光刻胶的绿色颜料增效剂、其制备方法及应用与流程

1.本发明属于液晶显示材料领域，具体涉及一种用于彩色光刻胶的绿色颜料增效剂、其制备方法及应用。


背景技术：

2.光刻技术是lcd、led和oled行业的常见工艺制程，光刻胶则是光刻制程的必要材料，其在光束照射下，能够发生交联固化或者降解反应。由于光刻胶发生光交联固化反应后，具有不被蚀刻液侵蚀的特性，常将其用于显示面板的图案化蚀刻制程中，也可被作为直接材料保留在面板中，如cf基板侧的黑色矩阵、彩色滤光层rgb色阻、有机覆盖层(overcoat， oc)及间隔物(photospacer，ps)等，再如tft阵列基板侧的有机绝缘平坦层 (polymerfilmonarray，pfa)等
3.有机颜料除了被广泛用于油墨、涂料、塑料着色等领域外，近来也被大量使用于彩色滤光片、喷墨用油墨等领域，所以，有机颜料更被严格地要求需具备高透明性、高对比度、良好分散性等性质。
4.以彩色滤光片为例，为了提高色彩再现性及亮度，通常会希望彩色滤光片中，由红、绿、蓝三原色的着色图案所构成的着色层可以具备高浓度及良好的光穿透率。然而，高浓度的着色层必须使用含有高浓度有机颜料的着色组合物，当有机颜料含量提高时，着色组合物的其他成分的含量就需要相对地减少，如此又会衍生有机颜料分散稳定性不佳及着色组合物无法稳定储存的问题，反而导致着色层的光穿透率下降。因此，有机颜料之分散稳定性成为提高光穿透率的首要改善方案。
5.颜料绿58作为多卤化锌酞菁颜料，，其具有优异的着色力，并且在用作滤色器的像素部时，能够更加实现高亮度化。
6.其中颜料绿58的cas号为：1143572-73-9。其结构式如下式1所示：
[0007][0008]
其中，x相互独立地表示氢原子、氯原子或溴原子，全部x中，10～ 15个为溴原子，1～6个为氯原子。实际颜料绿58是混合物，其中绝大多是全取代的溴氯产品，还有部分是未完全取代仍含有少量h的产品。
[0009]
作为这样的液晶显示器的要求特性，可列举画面的高精细化。为了高精细化，需要
提高像素密度，但由于画面的开口率降低，因此会产生亮度降低这样的问题。亮度的降低也可以通过背光源的光量升高来补偿，但是会产生耗电量增大这样的新问题。因而，正在通过使用以颜料绿58为首的对于背光源光具有高透射率的颜料来进行滤色器的改良。但是单一适用颜料绿58存在很多问题，其性能不佳。
[0010]
现有已知的改善有机颜料之分散稳定性的方案，例如对颜料进行改质、使用颜料分散辅助剂(又称增效剂)等。目前颜料绿58存在分散性不好，单一存在易聚合不稳定的问题，对分散辅助剂有迫切需求。


技术实现要素：

[0011]
因此，本发明的目的在于克服现有技术中的缺陷，提供一种用于彩色光刻胶的绿色颜料增效剂、其制备方法及应用。
[0012]
本发明的第一方面提供了一种用于彩色光刻胶的绿色颜料增效剂，所述绿色颜料增效剂通过对绿色颜料进行磺化并通过铝离子修饰得到。
[0013]
根据本发明第一方面的绿色颜料增效剂，其中，所述绿色颜料为颜料绿58；
[0014]
优选地，所述绿色颜料增效剂的化学式如式2所示：
[0015][0016]
其中，x相互独立地表示氯原子或溴原子，全部x中，10～15个为溴原子，1～6个为氯原子。
[0017]
本发明的第二方面提供了第一方面所述的绿色颜料增效剂的制备方法，所述方法包括以下步骤：
[0018]
(1)利用浓硫酸和磺化试剂对所述绿色颜料进行磺化反应；
[0019]
(2)向步骤(1)所得产物中加入金属铝盐，加热反应；
[0020]
(3)洗涤步骤(2)所述产物，干燥得到所述绿色颜料增效剂。
[0021]
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(1)中，所述磺化试剂选自以下一种或多种：氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐；
[0022]
优选地，所述磺化试剂为氯磺酸；
[0023]
更优选地，所述磺化试剂与所述绿色颜料的质量比为1～1.5：1，优选为1.2:1。
[0024]
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(1)中，所述磺化反应加热温度为100～260℃，优选为100～180℃，最优选为130℃；和/或
[0025]
所述磺化反应时间为2～12小时，优选为6～10小时，最优选为8小时。
[0026]
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(2)中，所述金属铝盐选自以下一种或多种：硫酸铝、氯化铝、硝酸铝；
[0027]
优选地，所述金属铝盐为氯化铝。
[0028]
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(2)中，所述加热反应加热温度为120～280℃，优选为150～200℃，最优选为180℃；和/或
[0029]
所述加热反应时间为6～20小时，优选为8～12小时，最优选为10小时。
[0030]
根据本发明第二方面的制备方法，其中，步骤(3)中，所述洗涤方法选自以下一种或多种：酸洗、水洗、丙酮洗。
[0031]
本发明的第三方面提供了一种彩色光刻胶组合物，所述彩色光刻胶组合物包括树脂、分散剂、溶剂、绿色颜料、如第一方面所述的绿色颜料增效剂或按照第二方面所述方法制备的绿色颜料增效剂；
[0032]
优选地，所述彩色光刻胶组合物中，各原料的质量份数配比为树脂 10～20份，分散剂5～15份，溶剂65～70份，绿色颜料10～15份，绿色颜料增效剂0.1～0.5份；
[0033]
更优选地，各原料的质量份数配比为树脂14～15份，分散剂8～10份，溶剂60～65份，绿色颜料10～15份，绿色颜料增效剂0.2～0.4份；
[0034]
进一步优选地，所述彩色光刻胶组合物中还包括光引发剂，所述光引发剂在所述彩色光刻胶组合物中的质量分数优选为0.2～0.5％。
[0035]
本发明的第四方面提供了一种滤光片，所述滤光片包括基板和涂布于所述基板上并固化的如第三方面所述的光刻胶组合物。
[0036]
本发明目的，提供了一种适用于颜料绿58的组合适用的增效剂。
[0037]
本发明提供一种颜料增效剂的化学式如式2所示:
[0038][0039]
本发明其合成工艺方法：在反应容器中加入1mol的颜料绿58，然后用1.2mol的磺化试剂如浓硫酸(包括发烟硫酸)、氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐，进行磺化，反应温度在100-260℃，反应2-12小时；然后向反应釜中加入金属铝盐如硫酸铝、氯化铝和硝酸铝等，反应温度在 120-280℃，反应6-20小时，降温，经酸洗、水洗、丙酮洗，然后干燥得到最终产物颜料绿58增效剂，反应收率在80％以上。
[0040]
与现有技术相比，本发明的绿色颜料增效剂可以具有但不限于以下有益效果：
[0041]
本发明对得到的添加颜料绿58增效剂的玻璃基板性能检测，与未添加颜料绿58增效剂的玻璃基板相比，对比度明显提高，有效提高了颜料的分散稳定性。
附图说明
[0042]
以下，结合附图来详细说明本发明的实施方案，其中：
[0043]
图1示出了实施例1所制备的绿色颜料增效剂的核磁氢谱谱图。
具体实施方式
[0044]
下面通过具体的实施例进一步说明本发明，但是，应当理解为，这些实施例仅仅是用于更详细具体地说明之用，而不应理解为用于以任何形式限制本发明。
[0045]
本部分对本发明试验中所使用到的材料以及试验方法进行一般性的描述。虽然为实现本发明目的所使用的许多材料和操作方法是本领域公知的，但是本发明仍然在此作尽可能详细描述。本领域技术人员清楚，在上下文中，如果未特别说明，本发明所用材料和操作方法是本领域公知的。
[0046]
以下实施例中使用的试剂和仪器如下：
[0047]
试剂：
[0048]
颜料绿58(日本dic)，氯磺酸，氯化铝，丙二醇甲醚醋酸酯，锆球，甲基丙烯酸苄酯，甲基丙烯酸，购自国药药品试剂；
[0049]
byk-21116，购自毕克公司。
[0050]
仪器：
[0051]
核磁共振仪，购自瑞士bruker公司、型号avance neo 600；
[0052]
震荡机，购自德国lau、型号das 200；
[0053]
旋涂机，购自北京同德创业科技有限公司，型号kw-4b；
[0054]
烤胶机，购自北京精测电子科技有限公司，型号lh3-hp6；
[0055]
干燥箱，购自上海向北实业有限公司，型号101-1sb；
[0056]
分光测色仪，购自konica，型号cm-5；
[0057]
对比度仪，购自日本壶坂电机，型号ct1stb1。
[0058]
实施例1
[0059]
本实施例用于说明本发明的颜料增效剂的其合成工艺方法：
[0060]
在反应容器中加入1份的颜料绿58，加入0.1份的98％的浓硫酸混合，所述浓硫酸起到部分脱氯脱溴的作用，也起到促进磺化的作用。然后用1.2 份的磺化试剂如氯磺酸、三氧化硫、氨基磺酸、亚硫酸盐等，进行磺化，反应温度在180-260℃，反应2-12小时；然后向反应釜中加入1份金属铝盐如硫酸铝、氯化铝和硝酸铝等，反应温度在120-280℃，反应6-20小时，降温，经酸洗、水洗、丙酮洗，然后干燥得到最终产物颜料绿58增效剂，反应收率在60％以上。其中上述份数为质量份。
[0061]
在一个具体实施方式中，在反应容器中加入1份的颜料绿58，并加入 0.1份的98％的浓硫酸，然后用1.2份的磺化试剂氯磺酸，进行磺化，反应温度在120℃，反应8小时；然后向反应釜中加入1份金属铝盐氯化铝，反应温度在180℃，反应6小时，降温，经酸洗、水洗、丙酮洗，然后干燥得到最终产物颜料绿58增效剂，反应收率为73.6％。其中上述份数为质量份。
[0062]
产品分析检测：
[0063]
核磁氢谱谱图如图1所示。上述核磁谱图中δ＝2.495ppm为dmso氘代试剂峰，δ＝3.291min为水峰，因为苯环上的氢原子都被卤素原子和磺酸基取代，在δ＝6-8之间基本没有峰出现，确定与实际产物一致。
[0064]
试验例1
[0065]
针对没有添加实施例1合成增效剂与添加实施例1合成增效剂的色浆组合物进行对比。
[0066]
表1应用评价绿色色浆组成
[0067][0068]
树脂的制备方法为：分别称量10.00g甲基丙烯酸苄酯倒入烧杯，并搅拌，然后边搅拌边缓慢加入4.29g甲基丙烯酸，搅拌混合30分钟后备用。
[0069]
在不锈钢容器中加入通过上述实施例1中得到的0.3g增效剂，10g毕克产品byk-lpn-21116分散剂，14.29g树脂(摩尔比甲基丙烯酸苄酯:甲基丙烯酸＝70:30，分子量＝15,000,固含量35％)，13g颜料绿58a110，丙二醇甲醚醋酸酯64.41g。追加加入0.3mm的锆球150g，放入震荡机中分散4个小时，得到所用组成物。将评价用的组成物以旋涂量1ml、旋涂转速1000r/min旋涂在玻璃片上，120℃干燥1分钟。然后将玻璃基板在230℃的温度下加热30小时，一起测定色度和亮度(y)，并在对比度测定仪中测定对比度。
[0070]
同样方法，不添加颜料绿58增效剂的组成物，按上述操作制备对比玻璃基板。
[0071]
结果分析，添加颜料绿58增效剂的玻璃基板性能检测，其他指标一致，但对比度仪检测对比度为14000-15000之间，不添加该增效剂的对比度检测只有8000-9000左右。
[0072]
表2本试验例1与对比例1的绿色颜料性能
[0073] 试验例1对比例1色度(x y)(0.248,0.500)(0.248,0.500)亮度(y)6052对比度124088573
[0074]
尽管本发明已进行了一定程度的描述，明显地，在不脱离本发明的精神和范围的条件下，可进行各个条件的适当变化。可以理解，本发明不限于所述实施方案，而归于权利要求的范围，其包括所述每个因素的等同替换。