專利名稱：量子點在顏料分散液中的用途以及一種顏料分散液和其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及顏料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及量子點在顏料分散液中的用途以及添加了量子點的顏料分散液和其制備方法。
背景技術(shù)：
彩色濾光片是液晶顯 示器實現(xiàn)彩色顯示的關(guān)鍵部件，背光源發(fā)射出的白光透過液晶層照射到彩色濾光片上，通過彩色濾光片上對應(yīng)每個像素設(shè)置的紅、綠、藍三色顏料光阻即可透射出紅、綠、藍色的光，各個不同顏色的像素最終混合形成彩色影像。目前常用的彩色濾光片上顏料光阻制作方法包括染色法、印刷法、電沉積法、顏料分散法等。顏料分散法由于在顏色特性、圖像精度及對光、熱的耐性方面有優(yōu)勢而成為主流的制作方法。顏料分散法的基本原理是將顏料光阻劑涂覆在透明的襯底基板上，而后以紫外線燈類似光線進行照射，使顏料光阻劑固化形成彩色膜層。顏料光阻劑中包含有顏料分散液等，而顏料分散液中則主要包括有色顏料、分散劑、樹脂和溶劑等。顏料分散液中，顏料一般采用機械球磨或者超聲粉碎的方法分散于溶劑介質(zhì)中，并在外力作用下將顏料聚集體打碎成小顆粒，分散劑吸附在顏料顆粒表面，阻止顏料顆粒間的聚集，使顏料顆粒穩(wěn)定均勻地分散于介質(zhì)中。為提高顏料分散液的穩(wěn)定性，現(xiàn)有的研究中大多采用向其中加入添加劑(如分散樹脂、相承劑等)的方法，這些方法雖然能改善顏料的分散性，但是對于顏料的色度產(chǎn)生了不良的影響，顏料成膜后會降低顏料的色純度以及飽和度。此外，由于顏料的顏色固定性，也使得顏料分散液不易于調(diào)整至所需的色度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個目的是提供量子點在顏料分散液中的用途。本發(fā)明的另一目的是提供一種顏料分散液。本發(fā)明的另一目的是提供一種顏料分散液的制備方法。量子點尺寸較小，為納米級，易于分散于溶劑中，分散性好，利用量子點的良好分散性可作為顏料顆粒之間的隔離層，防止顏料顆粒發(fā)生聚集，從而提高顏料分散液的穩(wěn)定性。此外，由于量子點的尺寸效應(yīng)，可以通過控制量子點的尺寸大小來改變量子點對光波的吸收，利用此性質(zhì)可以改善和控制顏料的顏色特性?；谏鲜鲈恚景l(fā)明提供了量子點在顏料分散液中的用途。所述量子點可以為任意形狀，如球形、方形、棒狀等等；優(yōu)選為球形。所述量子點可以為水溶性量子點，也可以為油溶性量子點，優(yōu)選為油溶性量子點。所述量子點選自摻雜或非摻雜的以下量子點中的一種或多種:硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦及碲化鉛。本發(fā)明提供的顏料分散液，按重量份包括以下成分:
顏料:5 30份；量子點: I 10份；分散劑: I 20份；分散樹脂:I 15份；溶劑:50 100 份。優(yōu)選地，所述顏料分散液按重量份包括以下成分:顏料:5 20份；量子點: I 5份；分散劑: 5 15份；分散樹脂:I 10份；溶劑:60 90份。其中，所述量子點為球形量子點。其中，所述量子點為油溶性量子點。其中，所述量子點選自摻雜或非摻雜的以下量子點中的一種或多種:硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、碲化鋅、碲化鎘、砷化鎵、磷化銦及碲化鉛。

其中，所述顏料選自紅色顏料、黃色顏料、藍色顏料、綠色顏料、紫色顏料中的一種或多種。其中，所述分散劑選自酰胺類聚合物、改性聚亞胺酯聚合物、含有親顏料基團的高分子嵌段共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、有機硅表面活性劑中的一種或多種。其中，所述分散樹脂選自環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛樹脂、改性苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯馬來酸酐共聚物中的一種或多種。其中，所述溶劑選自乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基異丁基酮、單甲基醚乙二醇酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、異丙醇、正丁醇中的一種或多種。本發(fā)明提供的顏料分散液制備方法，包括以下步驟:(I)預(yù)分散階段:加入分散齊U、分散樹脂、顏料、量子點以及20 80wt%的溶劑，攪拌均勻得顏料混合體；(2)研磨階段:將預(yù)分散階段所得的顏料混合體進行研磨；(3)稀釋階段:向研磨后的顏料混合體中加入剩余溶劑，攪拌稀釋即得所述顏料分散液。本發(fā)明提供的量子點用途擴大了量子點的應(yīng)用領(lǐng)域，開拓了其在液晶顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明提供的加入了量子點的顏料分散液，不僅分散穩(wěn)定性得到了明顯提高，而且還可以通過調(diào)節(jié)量子點的成分、尺寸等，使量子點跟有機顏料互相作用，從而改善顏料的顏色特性以提高對比度，與不加入量子點的顏料分散液相比，對比度提高了 40-60%。


圖1為加入磨珠研磨顏料的分散示意圖(含球形量子點)；圖2為加入球形量子點后顏料的分散示意圖3為加入磨珠研磨顏料的分散示意圖(不含球形量子點)；圖4為不加入球形量子點顏料的分散示意圖；圖中:1、顏料顆粒；2、球形量子點；3、磨珠。
具體實施例方式本發(fā)明實施方式提供的顏料分散液，按重量份包括5 30份顏料、I 10份量子點、I 20份分散劑、I 15份分散樹脂以及50 100份溶劑。優(yōu)選地,顏料分散液按重量份包括5 20份顏料、I 5份量子點、5 15份分散劑、I 10份分散樹脂以及60 90份溶劑。本發(fā)明實施方式的顏料分散液中，量子點可以為任意形狀，如球形、方形、棒狀等等，優(yōu)選為球形，球形量子點的尺寸更易控制，并且制備方法更為簡便。量子點的粒徑為I IOOnm,優(yōu)選I 50nm,更優(yōu)選I 20nm,最優(yōu)選I 10nm。量子點可以為水溶性量子點，也可以為油溶性量子點，優(yōu)選為油溶性量子點，油溶性量子點通常采用有機溶劑合成法在有機催化劑如ODE、TOP、油胺、油酸等的催化下制備，此法得到的量子點表面含有上述有機催化劑，而這些有機催化劑跟有機溶劑有著良好的互溶性，因此所得的量子點在顏料分散液中的分散性能更好。本發(fā)明實施方式的顏料分散液對于量子點的組成沒有特別限定，只要其粒徑和吸收波段符合顏料分散液的分散及顯色要求即可，可由I1-VI族或II1-V族元素組成。優(yōu)選地，量子點選自摻雜或非摻雜的以下量子點中的一種或多種:硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、締化鋅、締化鎘、砷化鎵、磷化銦及締化鉛。摻雜量子點的摻雜元素可以為Fe、Mn、Zn、Co等過渡金屬元素，也可以為稀土元素，還可以為其他任意的摻雜元素。基于顏料分散液的顏色要求，可根據(jù)量子點的尺寸效應(yīng)、即根據(jù)不同成分、不同尺寸量子點的吸收波段來選擇相應(yīng)的量子點。例如硒化鎘量子點，平均粒徑約為5nm時顯現(xiàn)的顏色為黃色，可用于黃色的顏料分散液中以改善顏料穩(wěn)定性及黃色顏料的顏色特性；平均粒徑約為7nm時，顯現(xiàn)的顏色為紅色，可用于紅色的顏料分散液中。量子點可以選用市售產(chǎn)品，也可以根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)進行制備，優(yōu)選使用有機溶劑合成法進行制備，如中國專利CN 102199425A、CN1562765A、ZL 200810031981.0等公開的制備方法。本發(fā)明實施方式的顏料分散液中，顏料可選用現(xiàn)有顏料分散液所使用的任意有機顏料，優(yōu)選選自紅色顏料、黃色顏料、藍色顏料、綠色顏料、紫色顏料中的一種或多種。顏料的成分沒有特別限定，現(xiàn)有有機顏料都可用于上述顏料分散液。優(yōu)選地，包括以下種類:單偶氮黃色和橙色顏料、雙偶氮顏料、萘酚系列顏料、色酚AS系列顏料、偶氮色淀類顏料、苯并咪唑酮顏料、偶氮縮合顏料、酞菁顏料、喹吖啶酮類顏料、硫靛系顏料、蒽醌顏料、二噁嗪顏料、三芳甲烷類顏料、吡咯并吡咯二酮系顏料(DPP系顏料)、喹酞酮類顏料等。更優(yōu)選地，紅色顏料選自如 PR224、PR254、PR264、PR122、PR123、PR177、PR179、PR190 等；黃色顏料選自如 PY1、PY12、PY13、PY83、P Y93、PY95、PY109、PY126、PY138、PY139、PY150、PY174、PY180等；綠色顏料選自如PG36、PG37、PG7、PG58等；藍色顏料選自如PB1、PB2、PB15、PB15:3、PB15:4、PB15:6、PB16、PB22、PB60 等；紫色顏料選自如 PV32、PV36、PV38、PV39、PV23、PV等。本發(fā)明實施方式的顏料分散液中，分散劑可選用現(xiàn)有顏料分散液所使用的任意分散劑，優(yōu)選選自酰胺類聚合物、改性聚亞胺酯聚合物、含有親顏料基團的高分子嵌段共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、有機硅表面活性劑中的一種或多種。更優(yōu)選地，分散劑選自常見的市售分散劑，如BYK系列(德國畢克化學(xué))分散劑、solsperse系列(德國路博潤公司)分散劑或國產(chǎn)的同類分散劑。本發(fā)明實施方式的顏料分散液中，分散樹脂可選用現(xiàn)有顏料分散液所使用的任意分散樹脂，優(yōu)選選自環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛樹脂、改性苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯馬來酸酐共聚物中的一種或多種。更優(yōu)選地，分散樹脂選自常見的市售產(chǎn)品，如德固賽環(huán)氧丙烯酸樹脂或國產(chǎn)同類產(chǎn)品等。本發(fā)明實施方式的顏料分散液中，溶劑可選用現(xiàn)有顏料分散液所使用的任意有機溶劑，優(yōu)選與量子點相容性更好的有機溶劑，例如選自乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基異丁基酮、單甲基醚乙二醇酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、異丙醇、正丁醇中的一種或多種。本發(fā)明實施方式的顏料分散液的制備可采用現(xiàn)有顏料分散液領(lǐng)域的任意制備方法。顏料分散液的制備通常包括預(yù)分散和研磨兩個主要步驟，量子點在預(yù)分散步驟與分散齊U、分散樹脂、顏料、全部或部分的溶劑一起加入，加料的順序沒有特別要求，可由本領(lǐng)域普通技術(shù)人員容易地確定。優(yōu)選地，顏料分散液的制備方法包括以下步驟:(1)預(yù)分散階段:加入分散齊U、分散樹脂、顏料、量子點以及20 80wt%的溶劑，攪拌均勻得顏料混合體；(2)研磨階段:將預(yù)分散階段所得的顏料混合體進行研磨；(3)稀釋階段:向研磨后的顏料混合體中加入剩余溶劑，攪拌稀釋即得所述顏料分散液。進一步優(yōu)選地，顏料分散液的制備方法包括以下步驟:(1)預(yù)分散階段:加入分散劑、分散樹脂、顏料、量子點以及20 80wt%的溶劑，1800 3200rpm的轉(zhuǎn)速下攪拌I 5小時直至混勻，得顏料混合體；(2 )研磨階段:將預(yù)分散階段所得的顏料混合體以800 2400rpm的轉(zhuǎn)速研磨
0.5 3小時；(3)稀釋階段:向研磨后的顏料混合體中加入剩余溶劑，以400 1000rpm的轉(zhuǎn)速攪拌10 60分鐘進行稀釋，即得所述顏料分散液。以下實施例用于說明本發(fā)明，但不用來限制本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的試劑均為常規(guī)市售試劑，實施例中所用的技術(shù)手段為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的常規(guī)手段。實施例1含有硒化鎘量子點的顏料分散液一、原料紅色顏料粉(PR254) 100g、平均粒徑約為7nm的球形硒化鎘量子點(背光源激發(fā)可發(fā)出紅光)20g、分散劑(BYK2000) 80g、分散樹脂(德固賽PQ611)30g，丙二醇甲醚醋酸酯(PMA)溶劑 770g。二、制備過程
1、加入分散劑、分散樹脂、顏料粉、硒化鎘量子點以及470gPMA，2700rpm的轉(zhuǎn)速下
攪拌4小時直至混勻，得顏料混合體。2、將所得顏料混合體送入砂磨機，以1300rpm的轉(zhuǎn)速研磨I小時,研磨過程中顏料的分散情況如圖1所示。3、向研磨后的顏料混合體中加入300g PMA,以600rpm的轉(zhuǎn)速攪拌40分鐘進行稀釋，即得顏料分散液，顏料的分散情況如圖2所示?？疾祛伭戏稚⒁褐械念伭项w粒粘度和粒徑隨時間的變化，以及目測容器底部是否有沉淀產(chǎn)生，考察方法是在常溫(25°C)和41°C下觀測粘度和粒徑隨時間的變化。實施例1顏料分散液的考察結(jié)果如表I所示。表I實施例1顏料分散液中顏料粒徑和粘度隨時間的變化表
權(quán)利要求
1.量子點在顏料分散液中的用途。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用途，其特征在于，所述量子點為球形量子點。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的用途，其特征在于，所述量子點為油溶性量子點。
4.一種顏料分散液，其特征在于，按重量份包括以下成分: 顏料: 5 30份； 量子點: I 10份； 分散劑: I 20份； 分散樹脂:I 15份； 溶劑: 50 100份。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的顏料分散液，其特征在于，所述顏料分散液按重量份包括以下成分: 顏料: 5 20份； 量子點: I 5份； 分散劑: 5 15份； 分散樹脂:I 10份； 溶劑: 60 90份。
6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的顏料分散液，其特征在于，所述量子點為球形量子點。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的顏料分散液，其特征在于，所述量子點為油溶性量子點。
8.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的顏料分散液，其特征在于，所述量子點選自摻雜或非摻雜的以下量子點中的一種或多種:硫化鋅、氧化鋅、氮化鎵、硒化鋅、硫化鎘、硒化鎵、硒化鎘、締化鋅、締化鎘、砷化鎵、磷化銦及締化鉛。
9.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的顏料分散液，其特征在于，所述顏料選自紅色顏料、黃色顏料、藍色顏料、綠色顏料、紫色顏料中的一種或多種。
10.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的顏料分散液，其特征在于，所述分散劑選自酰胺類聚合物、改性聚亞胺酯聚合物、含有親顏料基團的高分子嵌段共聚物、改性聚氨酯、改性聚丙烯酸酯、有機硅表面活性劑中的一種或多種。
11.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的顏料分散液，其特征在于，所述分散樹脂選自環(huán)氧丙烯酸酯、酚醛樹脂、改性苯乙烯丙烯酸酯共聚物、苯乙烯馬來酸酐共聚物中的一種或多種。
12.根據(jù)權(quán)利要求4-7任一項所述的顏料分散液，其特征在于，所述溶劑選自乙二醇醚、乙酸乙酯、甲乙酮、甲基異丁基酮、單甲基醚乙二醇酯、丙二醇單甲基醚、丙二醇甲醚醋酸酯、丙二醇單甲基醚醋酸酯、異丙醇、正丁醇中的一種或多種。
13.權(quán)利要求4-12任一項所述顏料分散液的制備方法，其特征在于，包括以下步驟: (1)預(yù)分散階段:加入分散劑、分散樹脂、顏料、量子點以及20 SOwt%的溶劑，攪拌均勻得顏料混合體； (2)研磨階段:將預(yù)分散階段所得的顏料混合體進行研磨； (3)稀釋階段:向研磨后的顏料混合體中加入剩余溶劑，攪拌稀釋即得所述顏料分散液。
全文摘要
本發(fā)明涉及量子點在顏料分散液中的用途。本發(fā)明還涉及了一種顏料分散液，其包括顏料、量子點、分散劑、分散樹脂及溶劑，本發(fā)明還涉及了所述顏料分散液的制備方法。本發(fā)明提供的量子點用途擴大了量子點的應(yīng)用領(lǐng)域，開拓了其在液晶顯示領(lǐng)域的應(yīng)用。本發(fā)明提供的加入了量子點的顏料分散液，不僅分散穩(wěn)定性得到了明顯提高，而且還可以通過調(diào)節(jié)量子點的成分、尺寸等，使量子點跟有機顏料互相作用，從而改善顏料的顏色特性、提高對比度。
文檔編號C09D17/00GK103146262SQ20121053776
公開日2013年6月12日 申請日期2012年12月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月12日
發(fā)明者倫建超, 辛陽陽, 陸金波 申請人:京東方科技集團股份有限公司