【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及化合物，尤其是涉及酞菁化合物及其制备与应用。
技术介绍
1、随着液晶显示器(liquid crystal display，简称lcd)、有机发光二极管显示器(organic light emitting diode，简称oled)等平板显示产品的迅速普及，人们对显示器色彩显示的要求不断提高，彩色滤光片是lcd面板、oled等平板显示产品色彩显示的关键原材料。彩色滤光片的制备方法有很多种，如：染色法、颜料分散法、印刷法等，其中采用颜料分散法制备彩色滤光片的方法是：将着色感光性树脂组合物涂布在已经制备好黑色矩阵的彩色玻璃基板上：经过曝光、显影等光刻工艺，形成彩色滤光片的颜色的图案后进行加热等处理，重复上述工艺形成彩色滤光片的全部颜色的图案，最后形成氧化铟锡导电层，最终可获得形成有多种颜色图案的彩色滤光片。
2、目前，利用光刻形成红绿蓝(rgb)图案像素的颜料分散方法已被广泛采用来制造滤光片，因为可以获得具有优异稳定性的滤光片。这种方法生产的滤光片虽然具有良好的热稳定性和光化学稳定性，但由于其颗粒状会导致光散射从而降低亮度、对比度和分辨率，而且颜料内分子的聚集行为及其对颜料光学性质的影响难以预测，这也使其色纯度的精确调控充满挑战，不利于高色纯度与广色域的实现。染料可以作为有吸引力的替代品来克服这一限制，因为它们溶解在介质中并以分子形式存在，从而减少了光散射，而且染料分子结构明确，其分子结构与光物理性质之间具有明确的构效关系，因此在实现优异光学性能上具有优势。染料一般虽可制造高透过率、高对比度的彩色滤光片，但耐
3、(1)传统的染料在碱性水溶液或有机溶剂中展现出低溶解性，并且因此难以获得带有所需光谱的着色可固化组合物。
4、(2)处于分子分散状态的染料更加容易聚集，从而造成光学性质的变化。
5、(3)处于分子分散状态的染料耐光性和耐热性较差，在后续器件制备的高温后烘流程以及服役后长时间的光照下易发生光学性能的变化。
6、为了解决上述问题，已知的是使用酞菁染料作为着色剂(例如参照专利文献1)。若使用酞菁染料作为着色剂，则藉由酞菁染料本身的颜色纯度或其色调的鲜艳，而可提高图像显示时的显示图像的色调或亮度。同时，在酞菁母核上进行例如烷基链等一些基团的修饰，可以有效的提高酞菁染料在有机溶剂中的溶解性。
7、现有酞菁锌染料、酞菁铜染料等具有多种多样的色素母体的化合物(cn202080008015.6、cn202180044374.1、cn202180038558.7、cn202211637638.7、cn202310360311.8)。在将染料用于液晶显示器与图像传感器而得到的着色图像时，通常要求着色感光性组合物所形成的层较薄，同时要求所形成的层具有高的着色强度。除了对光学性能有所要求，考虑到将染料制备成器件时所需经历的高温流程，以及后续服役过程中长时间的光照，要求染料具有较好的热稳定性与光稳定性。
8、酞菁母核本身的光学性质较好，同时具有较好的光热稳定性，适合用于滤光片中。然而，酞菁染料存在着如下两个问题：第一，酞菁的溶解性较差，尤其是在工业生产中常用的一些溶剂例如丙二醇单甲醚乙酸酯(pgmea)等，这种较差的溶解性会导致后续所制备的较薄的着色层无法具有高的着色强度，无法达到工业标准；第二，酞菁的大平面结构使得其容易发生聚集，造成染料光学性质的变化，直接影响到染料的光热稳定性。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种酞菁化合物及其制备与应用。本专利技术针对将酞菁染料应用于滤光片提出了如下两个策略：第一，针对酞菁溶解性较差的问题，在酞菁母核上进行了溶解性基团的修饰，有效提高了酞菁染料的溶解性；第二，针对酞菁染料易聚集的问题，本专利技术制备了一系列阳离子酞菁，利用阳离子之间的排斥作用抑制染料在固态中的聚集，从而进一步提高了酞菁染料的光热稳定性。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术的第一个目的是提供一种酞菁化合物，所述酞菁化合物的化学结构式如下式所示：
4、
5、其中，m为金属原子；r1～r4独立地选自取代或未取代的稠合杂环基、单环芳族杂环基或多环芳族杂环基等基团中的一种。
6、在本专利技术的一个实施方式中，所述m选自cu、zn、fe、mn或ni中的一种。
7、在本专利技术的一个实施方式中，r1～r4独立地选自式(a-1)～(a-6)中的一种：
8、
9、
10、其中，虚线表示r1～r4与式(i)中母核的连接键；l1～l9独立地选自氢原子或者烷烃中的一种；x选自n、o或s中的一种；y选自卤素原子中的一种。
11、在本专利技术的一个实施方式中，l1～l9独立地选自下述式(b-1)～(b-5)所示的基团中的一种：
12、
13、其中，虚线表示l1～l9与r1～r4基团的连接键，n为0～36的整数。
14、在本专利技术的一个实施方式中，所述酞菁化合物选自下述式(1-1)～(1-125)中的一种，n为0～36的整数：
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17、
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20、
21、本专利技术的第二个目的是提供一种上述酞菁化合物的制备方法，包括下述步骤：
22、(s1)将第一化合物与第二化合物混匀后反应，后处理得到第一中间产物；
23、(s2)将步骤(s1)得到的第一中间产物与第三化合物混匀后反应，后处理得到第二中间产物；
24、(s3)将步骤(s2)得到的第二中间产物与第四化合物混匀后反应，后处理得到酞菁化合物。
25、在本专利技术的一个实施方式中，步骤(s1)中，第一化合物选自4-硝基邻苯二甲腈、3-硝基邻苯二甲腈、4′-溴[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈、1-羟基[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈、4-异喹啉基-1,2-苯二甲腈、4′-硝基[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈、4′-氨基[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈中的一种；
26、第二化合物选自4-羟基吡啶、3-羟基吡啶、咪唑、2-甲基咪唑、4-吡啶硫醇、3-吡啶硫醇、1-羟基-1,2,3-三唑、1-巯基-1,2,3-三唑中的一种；
27、第一化合物与第二化合物的摩尔比为1：1～1.2；
28、反应过程中，温度为20℃～80℃，时间为3h～24h；
29、步骤(s2)中，第三化合物选自乙酸锌、氯化铜、乙酸锰、乙酸铁中的一种；
30、第一中间产物与第三化合物的摩尔比为2～3：1；
31、反应过程中，温度为20℃～135℃，时间为18h～24h；
32、步骤(s3)中本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种酞菁化合物，其特征在于，所述酞菁化合物的化学结构式如下式所示：
2.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，所述M选自Cu、Zn、Fe、Mn或Ni中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，R1～R4独立地选自式(A-1)～(A-6)中的一种：
4.根据权利要求3所述的一种酞菁化合物，其特征在于，L1～L9独立地选自下述式(B-1)～(B-5)所示的基团中的一种：
5.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，所述酞菁化合物选自下述式(1-1)～(1-125)中的一种，n为0～36的整数：
6.一种如权利要求1～5任一所述的酞菁化合物的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：
7.根据权利要求6所述的一种酞菁化合物的制备方法，其特征在于，步骤(S1)中，步骤(S1)中，第一化合物选自4-硝基邻苯二甲腈、3-硝基邻苯二甲腈、4′-溴[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈、1-羟基[1,1′-联苯]-3,4-二甲腈、4-异喹啉基-1,2-苯二甲腈、4′-硝基[1,1′-联苯]-3
8.一种如权利要求1～5任一所述的酞菁化合物在制备染料中的应用。
9.一种染料，其特征在于，所述染料含有权利要求1～5任一所述的酞菁化合物。
10.一种如权利要求9所述的染料在制备滤光片中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种酞菁化合物，其特征在于，所述酞菁化合物的化学结构式如下式所示：
2.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，所述m选自cu、zn、fe、mn或ni中的一种。
3.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，r1～r4独立地选自式(a-1)～(a-6)中的一种：
4.根据权利要求3所述的一种酞菁化合物，其特征在于，l1～l9独立地选自下述式(b-1)～(b-5)所示的基团中的一种：
5.根据权利要求1所述的一种酞菁化合物，其特征在于，所述酞菁化合物选自下述式(1-1)～(1-125)中的一种，n为0～36的整数：
6.一种如权利要求1～5任一所述的酞菁化合物的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：张建华，高灿，薛杰，李孙帆，辛涵申，李浩源，
申请(专利权)人：上海大学，
类型：发明
国别省市：
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