[发明专利]高透射大分子绿染料，彩色光敏树脂组合物及彩色滤光片

说明书

本发明提出一种大分子染料，该染料除了具有较高的透过率，还具有合适的色相，以及环境耐受性、色牢度和较低的移染性。本发明还提出一种使用该大分子染料的彩色光敏树脂组合物以及使用该组合物制备的彩色滤光片，具有较好的耐热性、耐光性、辉度和对比度。所述染料具有如式(1)所示的结构式：其中，M为Ti、Cr、Mn、Co、Ni、Cu、Zn或Cd；X₁～X₄为卤素，可相同可不同；a表示0～3整数，b～d各自表示0～4整数；R₁～R₄的结构如下所示，它们可以相同也可以不同；R₅的结构如下所示，e表示1～5的整数，e大于1时，苯氧基团上的e条R₅可以相同也可以不同；n，m，p，q为零或正整数且q+p+n+m≥10；f为3或4；在式(1)中，当b～d中任意一个或几个为4时，对应的R₂～R₄不存在。

技术领域

本发明涉及一种以酞菁为内核的大分子染料，使用该大分子染料的彩色光敏树脂组合物(或称彩色光刻胶)，以及使用该彩色光敏树脂组合物制备的彩色滤光片。

背景技术

彩色滤光片是薄膜晶体管液晶显示器(TFT-LCD)的重要组成部分，作用是将背光源发出的白色背光过滤成红、绿、蓝三原色。经彩色滤光片过滤出的三原色光的色度直接关系到液晶显示器的色域和色彩表现，彩色滤光片的辉度(Brightness)越高则液晶显示器的亮度也相应提高。目前制造彩色滤光片的主流工艺是颜料分散法，即将作为原料的单色光敏树脂组合物涂于玻璃基片上，加热除去溶剂后隔着印有图案的掩膜板在紫外光照射下固化成膜，通过碱性显影液清洗后在基板上形成特定图案(像素)，再通过高温烘烤完全固化后制得。用不同颜色的单色光敏树脂组合物完全重复以上步骤两次，就得到了基于红(R)、绿(G)和蓝(B)三种颜色的彩色滤光片。

近年来，TFT-LCD的制造逐渐向更高世代、更高分辨率、更广色域和更高亮度技术发展，BT.709，DCI-P3，BT.2020等色彩标准推陈出新，对彩色光敏树脂组合物和彩色滤光片的色相、饱和度和辉度提出越来越高的要求。手机屏幕、CCD图像传感器等器件对小尺寸、高分辨率彩色滤光片的需求也不断增加。除此以外，中国大陆目前已经成为全球最大的TFT-LCD面板生产基地，高世代线的先后投产一方面推高了原料量需求，另一方面也对成本提出了更严苛的要求。

用于彩色滤光片的着色剂需要有以下特点：优秀的色度学特性，包括适宜的色相，尽可能的高色饱和度和高透过率；优秀的光学特性，尽量避免色彩不均匀和光密度不均匀，也不能造成对液晶面板对比度降低的光散射；优秀的环境耐受性，如耐热性、耐光性、耐湿性和抗溶剂性；优秀的工艺性能，尽量避免对彩色光敏树脂组合物体系和颜料分散法工艺造成影响，要具备良好的稳定性、相容性、流平性、光刻显影性和光固化性能等。

当前彩色光敏树脂组合物中着色剂的主要成分还是精细分散的颜料，诸如C.I.颜料绿58、C.I.颜料蓝15∶6、C.I.颜料红254等等。但由于颜料在溶剂中几乎不溶解，只有高度精细和充分分散才能保证彩色光敏树脂组合物/彩色滤光片的高对比度和色度均一。要提高TFT-LCD高分辨率高对比度，就要尽量减小着色剂的粒径，要提高单一颜色的色饱和度，就需要提高着色剂在彩色光敏树脂组合物/彩色滤光片中的含量。而用于彩色滤光片的颜料在解决这些问题的过程中遇到棘手的难题：一方面是更小的粒径意味着更大的比表面积，颜料分散更困难；另一方面要分散更小粒径的颜料需要加入更大量的分散剂，导致颜料含量在彩色滤光片中的含量难以提升。

为了解决颜料存在的问题，已提出了用于彩色滤光片的染料替代颜料方案。相对于颜料，包含染料的彩色光敏树脂组合物体系有以下几点优势：

(1)染料(分散染料除外)在溶解度允许的范围内不发生沉淀，无需分散剂，因此有利于增大用量提高色饱和度；

(2)充分溶解状态下的染料处于分子分散态，用以制备彩色滤光片不容易发生色彩不均匀或色密度不均匀的问题；