專利名稱：：用于制備彩色濾光片的顏料分散組合物和彩色濾光片的制作方法
技術領域：
：本發(fā)明涉及一種用于制備彩色濾光片的著色組合物和使用該組合物的用于彩色成像儀的彩色濾光片。
背景技術：
：-般地，彩色成像儀如互補金屬氧化物半導體(CMOS)和電荷藕合器(CCD)包括光檢測器和安裝在光檢測器上的彩色濾光片。彩色濾光片設置有互補三原色即紅、綠、藍的過濾片段(filtersegments)以進行色彩分離。近年來，為了使成像儀在不影響其它顏色透光區(qū)域的條件下(例如，在綠色光的透光區(qū)域沒有任何藍色光的透光區(qū)域存在)理想地進行分光，對安裝在如CMOS和CCD等成像儀上的彩色濾光片的要求越來越高。為了滿足這樣的要求，目前使用一種藍色顏料和紫色顏料的混合物。然而，這種混合顏料面臨對應于可見光中紅色光的600-700nm的透光區(qū)域提高的問題。此外，當混合顏料中紫色顏料的比例增加，會使藍色透光區(qū)域的透光變弱。人們?yōu)榱烁逦胤蛛x不問顏色尤其是通過允許較短波長的光通過藍色區(qū)域和較長波長的光通過綠色區(qū)域來更好地區(qū)分藍色和綠色區(qū)域做出了大量的努力。但是，用于電子材料的傳統(tǒng)顏料組合物的色彩分離特性不能令人滿意。顏料已經(jīng)被廣泛地用于各種應用，包括繪畫、印刷油墨、彩色顯示器等。在這些應用中，顏料一般分散在合適的介質如有機溶劑中。為了獲得顏料分散組合物的高透光特性，顏料顆粒必須有小于預定限制的小的原始粒子尺寸，而且必須是球形的。而原始粒子尺寸大于顏料的預定尺寸限制的顏料在分散之后不能獲得與預期相同的的透光。本發(fā)明提供了一種能夠獲得好的色彩分離和高色彩透光的含有細的球狀顏料顆粒的顏料分散組合物。本發(fā)明還提供了一種使用所述顏料分散組合物制成的彩色濾光片。本發(fā)明提供的顏料分散組合物可用于制備安裝于如CMOS或CCD的彩色成像儀上的彩色濾光片。所述可用于制備彩色濾光片的本發(fā)明顏料分散組合物含有顏料、粘結劑樹脂、分散劑和溶劑，其中，所述顏料為化學式1表示的藍色蒽醌顏料其中，每個x獨立地為氫或氯原子。在本發(fā)明的實施方式中，所述顏料可以用水溶性的無機鹽和潤濕劑預處理。在本發(fā)明的又一種實施方式中，經(jīng)過預處理的顏粒的平均顆粒直徑(D50)為約50-約100nm。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述水溶性的無機鹽可以是氯化鈉或氯化鉀。在本發(fā)明的再一種實施方式中，所述潤濕劑可以選自由下列物質組成的
發(fā)明內容組中垸撐二醇單烷基醚，如乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚和二甘醇單乙醚；醇，如乙醇、異丙醇、丁醇、己醇、環(huán)己醇、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇和丙三醇聚乙二醇(glycerinpolyethyleneglycol);以及它們的混合物。在本發(fā)明的實施方式中，所述粘結劑樹脂可以選自由聚丙烯酸酯樹脂，如聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸苯酯、聚甲基丙烯酸乙基己酯和甲基丙烯酸丙三醇酯，以及它們的共聚物組成的組中。在本發(fā)明的又一種實施方式中，所述分散劑可以選自由聚羧酸酯、不飽和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的垸基銨鹽、聚丙烯酸酯分散劑、聚乙烯亞胺分散劑、聚亞胺酯分散劑及其混合物組成的組中。在本發(fā)明的另一種實施方式中，所述組合物可以含有約100重量份的顏料、約1到約50重量份的粘結劑樹脂、約10到約80重量份的分散劑和約10到約1000重量份的溶劑。在本發(fā)明的再一實施方式中，如果需要，所述組合物還可以含有著色劑衍生物，所述著色劑衍生物中的萘、蒽醌、酞菁染料、1,4-二酮基-吡咯并吡咯、或偶氮顏料或染料被選自磺酸胺、磺酸鈉、磷酸四胺(quaternaryaminephosphate)、烷基胺和三嗪衍生物中的至少一種取代物所取代。在本發(fā)明的另一實施方式中，以100重量份顏料為基準，所述著色劑衍生物的含量為約1到約20重量份。在本發(fā)明的又一實施方式中，所述顏料分散組合物能具有約75到約95%的透光率(transmittance)。根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種使用該顏料分散組合物制備的用于彩色成像儀的彩色濾光片。通過下述結合附圖的具體描述，將更清楚地理解本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點圖1是實施例1制備的顏料分散組合物的透射光譜(transmittancespectrum)與對比例1制備的顏料分散組合物的的透射光譜分析結果的對比圖。具體實施例方式下面將結合本發(fā)明的以下具體描述更充分地描述本發(fā)明，這些具體描述只是描述了本發(fā)明的部分而不是全部實施方式。事實上，本發(fā)明能夠以多種不同形式實施，不應該僅限于以下提供的實施方式；然而，提供這些實施方式是為了使該公開符合能夠實施的法律要求。本發(fā)明所述的顏料分散組合物含有如化學式1所示的藍色蒽醌顏料其中，每個X獨立地為氫或氯原子。所述顏料可以是C.I.PigmentBlue60(可以從CibaSpecialtyChemicals得到)、C.I.PigmentBlue64(可以從CibaSpecialtyChemicals得到)，或它們的混合物。如果需要，所述顏料可以用水溶性無機鹽和潤濕劑進行預處理來改善該顏料分散組合物的透光率?？梢赃M行所述預處理以使顏料的原始顆粒尺寸減小，也就是使原始顆粒更細。所述顏料可以通過以下的歩驟進行預處理(1)顏料可以用水溶性無機鹽和潤溫劑進行捏合(knead);(2)將捏合后的混合物進行濕粉碎(wetpulverization);以及(3)將濕粉碎后的混合物過濾并水洗。可以在顏料捏合過程中加入的水溶性無機鹽的例子包括氯化鈉和氯化鉀以及它們的混合物。在顏料捏合過程中與水溶性無機鹽一起加入的潤濕劑可以均勻地硬化顏料和無機鹽。這種潤濕劑的例子包括但不限于烷撐二醇單垸基醚，如乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚和乙二醇單乙醚；醇，如乙醇、異丙醇、丁醇、己醇、環(huán)己醇、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇和丙三醇聚乙二醇。這些潤濕劑可以單獨使用或者以它們中的兩種或更多種的混合物使用。所述被捏合的蒽醌顏料的平均顆粒直徑可以用透射電鏡法(TEM)測量。如通過透射電鏡法(TEM)所確定的那樣，蒽醌顏料C.I.PigmentBlue60的形狀可以從長度超過200nm的針狀到直徑為約30-約lOOnm的球形變化。經(jīng)過預處理的顏料的平均顆粒直徑(D50)為約50到約100nm。如果經(jīng)過預處理的顏料的平均顆粒直徑小于50nm，使用這種顏料分散組合物形成的圖案的耐久力(即對熱和光的抵抗力)會變差。如果經(jīng)過預處理的顏料的平均顆粒直徑為大于約lOOnm,在使用這種顏料分散組合物形成細致圖案的過程中就會出現(xiàn)問題。本發(fā)明的顏料分散組合物中使用了粘結劑樹脂。所述粘結劑樹脂可以是含有酸根的聚合物，這種聚合物的例子包括但不限于聚丙烯酸酯樹脂，如聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸苯甲酯、聚甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甘油酯以及它們的共聚物。這些粘結劑樹脂可以單獨使用或者以它們的兩種或更多種的混合物使用。以IOO重量份的顏料為基準，本發(fā)明所述顏料分散組合物中的粘結劑樹脂可以以約1到約50重量份的量存在。少于約1重量份的量使用所述粘結劑樹脂則很難保證顏料的有效分散和分散穩(wěn)定性。同時，以大于約50重量份的量使用所述粘結劑樹脂則會顯著增加最終產(chǎn)物的粘度，導致產(chǎn)品的光學的、物理的和化學的品質變差?？梢詰糜诒景l(fā)明的分散劑的典型例子包括但不限于聚羧酸酯、不飽和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸的垸基銨鹽、聚丙烯酸酯分散劑、聚乙烯亞胺分散劑和聚亞安酯分散劑。這些分散劑可以單獨使用或者以它們中的兩種或更多種的混合物使用。以ioo重量份的顏料為基準，本發(fā)明所述顏料分散組合物中分散劑的存在量為約10到約80重量份。分散劑的用量小于約10重量份，則很難保證顏料的有效分散。同時，分散劑的用量超過約80重量份，則會顯著增加最終產(chǎn)物的粘度，導致產(chǎn)品的光學的、物理的和化學的品質變差。可用于本發(fā)明的分散劑的例子包括但不限于以如下商標下銷售的分散劑產(chǎn)品DisperseBYK161，DisperseBYK163，DisperseBYK164,DisperseBYK2000和DisperseBYK2001，這些產(chǎn)品均可購自BYK;EFKA4046和EFKA4047，這些產(chǎn)品均可購自EFKA;Solsperse24000，可購自Lubrizol。本發(fā)明的顏料分散組合物可以使用任何公知的溶劑，沒有任何特別的限定。如果需要，兩種或多種公知溶劑的混合物也可以使用。這樣的溶劑的例子包括但不限于醇，如甲醇和乙醇；醚，如二氯乙醚、正丁醚、二異戊醚、甲基苯基醚和四氫呋喃；乙二醇醚，如乙二醇單甲醚和乙二醇單乙醚；乙酸溶纖劑，如甲基溶纖劑乙酸酯、乙基溶纖劑乙酸酯和二乙基溶纖劑乙酸酯；卡必醇，如甲基乙基卡必醇(methylethylcarbitol)、二乙基卡必醇、二甘醇單甲醚、二甘醇單乙醚、二甘醇二甲醚、二甘醇甲乙醚和二甘醇二乙醚；丙二醇烷基醚醋酸酯(propyleneglycolalkyletheracetates),如丙二醇甲醚醋酸酯和丙二醇丙醚醋酸酯；芳香烴，如甲苯和二甲苯；酮，如甲基乙基酮、環(huán)己酮、4-羥基-4-甲基-2-戊酮、甲基正丙基酮、甲基正丁基酮、甲基正戊基酮和2-庚酮；飽和一元脂肪酸垸基酯，如乙酸乙酯、醋酸正丁酯和醋酸異丁酯;乳酸鹽，如乳酸甲酯和乳酸乙酯；垸基氧乙酸酯(alkyloxyacetates)，如甲基氧乙酸酯、乙基氧乙酸酯和丁基氧乙酸酯；烷基烷氧乙酸酯，如甲基甲氧乙酸酯、乙基甲氧乙酸酯、丁基甲氧乙酸酯、甲基乙氧乙酸酯和乙基乙氧乙酸酯；3-氧丙酸垸酯(alkyl3-oxypropionates)，如3-氧丙酸甲酯和3-氧丙酸乙酯；3-垸氧丙酸垸基酯，如3-甲氧丙酸甲酯、3-甲氧丙酸乙酯、3-乙氧丙酸乙酯和3-乙氧丙酸甲酯；2-氧丙酸烷酯，如2-氧丙酸甲酯、2-氧丙酸乙酯和2-氧丙酸丙酯；2-垸氧丙酸垸酯，如2-甲氧丙酸甲酯、2-甲氧丙酸乙酯、2-乙氧丙酸乙酯和乙基2-乙氧丙酸甲酯；2-氧-2-甲基丙酸酯，如2-氧-2-甲基丙酸甲酯、2-氧-2-甲基丙酸乙酯；2-烷氧基-2-甲基丙酸烷酯的烷基一氧一羧酸酯，如2-甲氧基-2-甲基丙酸甲酯、2-乙氧基-2-甲基丙酸乙酯；酉旨，如2-羥基丙酸乙酯、2-羥基-2-甲基丙酸乙酯、羥基醋酸乙酯和2-羥基-3-甲基丁酸甲酯；和酮酸酯，如丙酮酸乙酯。本發(fā)明中其它可用的溶劑包括但不限于N-甲基甲酰胺、N，N-二甲基甲酰胺、N-甲基甲酰苯胺、N-甲基乙酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮、二甲亞砜、苯甲基乙基醚、己醚、乙酰甲基丙酮、異佛爾酮、己酸、辛酸、l-辛醇、l-壬醇、苯甲醇、醋酸苯甲酯、安息香酸乙酯、二乙基草酸酯、二乙基馬來酸酯、Y-丁內酯、碳酸亞乙酯、碳酸亞丙酯和苯基溶纖劑乙酸酯。乙二醇醚可提供期望的相容性和反應能力。本發(fā)明中可用的乙二醇醚包括但不限于乙二醇單乙醚；乙二醇烷基醚醋酸酯，如乙基溶纖劑乙酸酯；酉旨，如2-羥基丙酸乙酯；二甘醇，如二乙二醇單甲醚；和丙二醇烷基醚乙酸酯，如丙二醇甲基醚乙酸酯和丙二醇丙基醚乙酸酯。以100重量份顏料為基準，所述溶劑的用量為約10到約1000重量份，例如，約20到約500重量份。溶劑的用量不足10重量份，則會使所述顏料分散組合物的粘度顯著增加。同時，溶劑的用量大于1000重量份，則會使組合物的粘度減小，對最終產(chǎn)品的物理和光學特性有負面影響。如果需要，本發(fā)明的顏料分散組合物除了顏料外還可以進一步含有著色劑衍生物。這里所用的著色劑衍生物是指至少有一個取代物被引入到顏料或染料中的化合物。著色劑衍生物中所用的顏料可以是上面提到的顏料中的一種。所述著色劑衍生物可以是其中萘、蒽醌、酞菁染料、1，4-二酮基-吡咯并吡咯、或偶氮顏料或染料被選自磺酸胺、磺酸鈉、磷酸四胺、烷基胺和三嗪衍生物中的至少一種取代物取代的著色劑衍生物。以IOO重量份顏料為基準，本發(fā)明的組合物中所含有的著色劑衍生物的含量可以從約1到約20重量份。本發(fā)明的顏料分散組合物具有從約75%到約95%范圍內的透光率。只有當彩色濾光片顯示出對紅、綠和藍色區(qū)域的高的透光率時才能實現(xiàn)視覺上清楚的顏色。例如，足量的光不能穿過使用透光率低于75%的組合物制成的彩色濾光片到達藍色區(qū)域。光穿過使用透光率高于95%的組合物制成的彩色濾光片后，藍、綠和紅色區(qū)域可能發(fā)生顏色干涉。在下文中，將結合如下實施例對本發(fā)明進行更詳細的解釋。但是，給出這些實施例只是為了闡述的目的，而不是意欲限定本發(fā)明的范圍。實施例制備例1制備如下組成的混合物C.I.PigmentBlue601重量份(CROMOPHTALBLUEA3R,CibaSpecialtyChemicals)氯化鈉IO重量份聚乙二醇4004重量份(SigmaAldrich)將該混合物在捏合機中捏合12小時。向混合器中捏合后的混合物中加入5重量份的水，然后攪動1小時得到漿料。將該漿料過濾，水洗并在40。C真空干燥箱中干燥一天，得到C.I.PigmentBlue60的干燥粉末。制備例2按照制備例1的方法制備C.I.PigmentBlue64的干燥粉末，不同的是，以C.I.PigmentBlue64代替C.I.PigmentBlue60。20重量份8重量份實施例1制備如下組成的混合物C.I.PigmentBlue60干燥粉末(由制備例1制得)聚酯分散劑(EFKA4046，EFKA)聚甲基丙烯酸苯甲酯樹脂(SigmaAldrich)丙二醇甲基乙基乙酸(Propyleneglycolmethylethylacetate)(SigmaAldrich)著色劑衍生物(Solsperse5000,Lubrizol)使用球磨將該混合物分散3小時，得到顏料分散組合物。15重量份55重量份2重量份實施例2按照與實施例1相同的方法的方法制備顏料分散組合物，不同的是使用由制備例2制得的干燥顏料粉末。對比例1按照與實施例1或2相同的方法制備顏料分散組合物，不同的是，使用苯二甲藍顏料(EF-CFX,DainipponInk&Chemicals)代替藍色蒽醌顏料。測試例h顏料原始顆粒平均直徑的測量使用透射電子顯微鏡法(TEM)測量由實施例1和2及對比例1制備得到的顏料的原始顆粒平均直徑。測試結果如表1所示。表l<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>表1列出的數(shù)據(jù)顯示實施例1和2中所用的捏合后的顏料的顆料直徑比對比例1中所用的沒有經(jīng)過捏合的顏料直徑小得多，而且實施例1和2中使用的顏料顆粒的形狀變?yōu)榍蛐?，這對分散性來說是有利的，能帶來高的透光率。測試例2:顏料分散組合物的顆粒大小和粘度測量用顆粒大小分散儀(LB500,HoribaInstruments,Inc.)和黏度計(DVIIIUltra,Brookfield)測量由實施例1和2以及對比例1制得的顏料分散組合物的顆粒大小和粘度。測量結果如表2所示。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>從表2中可以看出，盡管本發(fā)明顏料分散組合物所用的顏料的顆粒直徑大大小于對比例1中制得的顏料分散組合物的顏料顆粒直徑，但本發(fā)明的顏料分散組合物和對比例1制得的顏料分散組合物之間的粘度沒有明顯的不同。這些結果說明本發(fā)明的顏料分散組合物顯示出高分散穩(wěn)定性。測試例3:透射光譜分析由實施例1和對比例1中制得的顏料分散組合物分別以1微米的厚度旋轉涂布于各玻璃基底上，制成樣品。樣品的透光性能用透光表來測量，結果如圖1所示。觀測到，使用藍色蒽醌顏料制成的顏料分散組合物的最大透光率(U移至比使用苯二甲藍染料更短約25納米波段區(qū)域。該結果說明實施例1制得的顏料分散組合物與對比例1制得的顏料分散組合物相比具有更好的色彩分離。以上的敘述明顯說明，根據(jù)本發(fā)明，在用于制備彩色濾光片的顏料分散組合物中使用細的球形的顏料顆?？梢缘玫胶玫纳史蛛x和高透光率。對于本發(fā)明所屬領域的技術人員來說，受益于本發(fā)明的上述教導，本發(fā)明的許多修改和其它實施方式將會出現(xiàn)在腦海中。因此，應當理解的是，本發(fā)明不應該被限于公開的特定實施方式，對其進行的修改和其它實施方式也被包括在所附權利要求書的范圍內。盡管在此使用了具體的術語，但它們只是用于非限定的描述，而不是以限定為目的的，由權利要求書定義本發(fā)明的范圍。權利要求1、一種用于制備彩色濾光片的顏料分散組合物，該組合物含有顏料、粘接劑樹脂、分散劑和溶劑，其中，所述顏料為化學式1所示的藍色蒽醌顏料其中每個X獨立地為氫或氯原子。2、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述顏料經(jīng)水溶性的無機鹽和潤濕劑預處理過。3、根據(jù)權利要求2所述的組合物，其中，所述預處理過的顏料的平均顆粒直徑D50為約50到約100nm。4、根據(jù)權利要求2所述的組合物，其中，所述預處理過的顏料具有基本為球狀的顆粒形狀。5、根據(jù)權利要求2所述的組合物，其中，所述水溶性無機鹽為氯化鈉或氯化鉀。6、根據(jù)權利要求2所述的組合物，其中，所述潤濕劑選自由垸撐二醇單甲醚、醇、以及它們的混合物組成的組中。7、根據(jù)權利要求6所述的組合物，其中，所述烷撐二醇單甲醚選自由乙二醇單乙醚、丙二醇單甲醚、二甘醇單甲醚、乙二醇單乙醚以及它們的混合物組成的組中；所述醇選自由乙醇、異丙醇、丁醇、己醇、環(huán)己醇、乙二醇、二甘醇、聚乙二醇和丙三醇聚乙二醇以及它們的混合物組成的組中。8、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述粘結劑樹脂含有聚丙烯酸樹脂。9、根據(jù)權利要求8所述的組合物，其中，所述聚丙烯酸樹脂包括選自由聚甲基丙烯酸乙酯、聚甲基丙烯酸苯甲酯、聚甲基丙烯酸乙基己酯、甲基丙烯酸甘油酯以及它們的混合物和共聚物組成的組中的樹脂。10、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述分散劑選自由聚羧酸酯、不飽和聚酰胺、聚羧酸、聚羧酸烷基銨鹽、聚丙烯酸酯分散劑、聚乙烯亞胺分散劑和聚亞胺酯分散劑以及它們的混合物組成的組中。11、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述組合物含有約100重量份的顏料、約1到約50重量份的粘結劑樹脂、約10到約80重量份的分散劑和約10到約1000重量份的溶劑。12、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述組合物還含有著色劑衍生物，所述著色劑衍生物含有被選自由磺酸胺、磺酸鈉、磷酸四胺、烷基胺和三嗪衍生物組成的組中的至少一種取代物取代的萘、蒽醌、酞菁染料、1,4-二酮基-吡咯并吡咯、或偶氮顏料或染料。13、根據(jù)權利要求12所述的組合物，其中，以100重量份的顏料為基準，所述著色劑衍生物的含量為約1到約20重量份。14、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述組合物的透光率為約75%到約95%。15、根據(jù)權利要求1所述的組合物，其中，所述顏料為經(jīng)氯化鈉和聚乙二醇預處理過的C.I.PigmentBlue60或C.I.PigmentBlue64。16、根據(jù)權利要求15所述的組合物，其中，所述粘結劑樹脂為聚甲基丙烯酸苯甲酯，并且所述分散劑為聚酯分散劑。17、一種由顏料分散組合物制成的彩色濾光片，所述顏料分散組合物含有顏料、粘結劑樹脂、分散劑和溶劑，其中，所述顏料為化學式1所示的藍色蒽醌顏料<formula>seeoriginaldocumentpage4</formula>(1)其中每個X獨立地為氫或氯原子。18、一種包括由顏料分散組合物制成的彩色濾光片的彩色成像儀，所述顏料分散組合物含有顏料、粘結劑樹脂、分散劑和溶劑，其中，所述顏料為化學式1所示的藍色蒽醌顏料<formula>seeoriginaldocumentpage4</formula>(1)其中每個X獨立地為氫或氯原子。19、根據(jù)權利要求18所述的彩色成像儀，其中，所述彩色成像儀為互補金屬氧化物半導體或電荷藕合器。全文摘要本發(fā)明公開了一種用于制備彩色濾光片的顏料分散組合物。該顏料分散組合物含有顏料、粘結劑樹脂、分散劑和溶劑。所述顏料為藍色蒽醌顏料，并用水溶性無機鹽和潤濕劑處理過。所述顏料分散組合物可以用來制備用于具有良好色彩分離和高透光率的彩色成像儀的彩色濾光片。文檔編號G03F7/004GK101206398SQ200710163798公開日2008年6月25日申請日期2007年11月8日優(yōu)先權日2006年12月14日發(fā)明者李吉成,李昌珉,鄭宜浚,金宰賢,金成赫申請人:第一毛織株式會社