CN113166645A - 油墨组合物、光转换层和滤色器 - Google Patents

油墨组合物、光转换层和滤色器 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种油墨组合物,含有发光性纳米晶体粒子、由至少1种光聚合性化合物构成且汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上的光聚合性成分、以及具有下述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物,式(1)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1表示烷基,*表示连接键。[化1]
Figure DDA0003107003230000011

Description

油墨组合物、光转换层和滤色器
技术领域
本发明涉及油墨组合物、光转换层和滤色器。
背景技术
以往,液晶显示装置等的显示器中的像素部(滤色器像素部)例如使用含有红色有机颜料粒子或绿色有机颜料粒子、以及碱溶性树脂和/或丙烯酸系单体的固化性抗蚀剂材料且通过光刻法来制造。
近年来,强烈要求显示器的低耗电化,正在积极地研究使用例如量子点、量子棒、其他无机荧光体粒子等发光性纳米晶体粒子来代替上述红色有机颜料粒子或绿色有机颜料粒子从而形成红色像素、绿色像素之类的像素部的方法。
然而,利用上述光刻法的滤色器的制造方法中,从其制造方法的特征考虑,存在包含较高价的发光性纳米晶体粒子的像素部以外的抗蚀剂材料发生浪费这样的缺点。这样的状况下,为了消除如上所述的抗蚀剂材料的浪费,开始研究通过喷墨法来形成光转换基板像素部(专利文献1)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2008/001693号
发明内容
发明所要解决的课题
以往的光刻法中,作为油墨组合物中所含的光聚合性成分,有时使用极性低的化合物。然而,在利用喷墨法来形成滤色器像素部的情况下,期望使用极性高的光聚合性成分以使构成所使用的打印机油墨头的有机材料不会溶出。
本发明人等研究的结果表明,如果使用包含极性高的光聚合性成分的油墨组合物且利用喷墨法来形成滤色器像素部,则有时无法获得充分的外量子效率(EQE:ExternalQuantum Efficiency)。
因此,本发明的目的在于,提供一种油墨组合物以及使用该油墨组合物的光转换层和滤色器,上述油墨组合物是包含极性高的光聚合性成分的油墨组合物,并且可利用喷墨法形成具有优异的外量子效率的滤色器像素部。
用于解决课题的方法
本发明人等发现,在并用极性高的光聚合性成分和亚磷酸酯化合物的情况下,通过使用具有特定的化学结构的亚磷酸酯化合物,能够提高滤色器像素部的外量子效率,从而完成了本发明。
即,本发明的一方面涉及一种油墨组合物,其含有发光性纳米晶体粒子、由至少1种光聚合性化合物构成且汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上的光聚合性成分、以及具有下述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物。
[化1]
Figure BDA0003107003210000021
[式(1)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1表示烷基,*表示连接键。]
根据以上方面的油墨组合物,能够利用喷墨法形成具有优异的外量子效率的滤色器像素部。
式(1)中的烷基的碳原子数优选为1~13。
亚磷酸酯化合物优选在25℃、1个大气压下为液态。
亚磷酸酯化合物优选具有2个由上述式(1)所表示的部分结构。
亚磷酸酯化合物优选不具有芳香环。
亚磷酸酯化合物优选为下述式(6)所表示的化合物。
[化2]
Figure BDA0003107003210000022
[式(6)中,X13~X18各自独立地表示氧原子或硫原子,Z表示四价的烃基,R11和R12各自独立地表示一价的烃基,R11和R12中的至少一者表示烷基。]
油墨组合物可以用于形成光转换层。即,油墨组合物可以为光转换层形成用的油墨组合物。
油墨组合物优选以喷墨方式来使用。即,油墨组合物优选为喷墨油墨。
本发明的另一方面涉及一种光转换层,其具备多个像素部和设于该多个像素部间的遮光部,多个像素部具有包含上述油墨组合物的固化物的发光性像素部。
光转换层可以具备第一发光性像素部和第二发光性像素部作为发光性像素部,上述第一发光性像素部含有吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在605~665nm的范围具有发光峰波长的光的发光性纳米晶体粒子,上述第二发光性像素部含有吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在500~560nm的范围具有发光峰波长的光的发光性纳米晶体粒子。
上述光转换层可以进一步具备含有光散射性粒子的非发光性像素部。
本发明的另一方面涉及具备上述光转换层的滤色器。
发明效果
根据本发明,能够提供一种油墨组合物以及使用该油墨组合物的光转换层和滤色器,该油墨组合物为包含极性高的光聚合性成分的油墨组合物,并且可利用喷墨法形成具有优异的外量子效率的滤色器像素部。
附图说明
[图1]图1是本发明的一个实施方式的滤色器的示意截面图。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行详细说明。
<油墨组合物>
一个实施方式的油墨组合物是一种发光性油墨组合物,其含有发光性纳米晶体粒子、由至少1种光聚合性化合物构成且汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上的光聚合性成分、以及具有下述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物(以下,视情况也简称为“亚磷酸酯化合物”。)。
[化3]
Figure BDA0003107003210000031
[式(1)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1表示烷基,*表示连接键。]
上述油墨组合物例如是为了形成滤色器等所具有的光转换层的像素部而使用的、光转换层形成用(例如用于形成滤色器像素部)的油墨组合物。上述油墨组合物包含汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上的光聚合性成分,因此不易引起打印机的油墨头中使用的有机材料的溶出,可以合适地用于喷墨法。进一步,上述油墨组合物如上述那样是包含极性高的光聚合性成分的油墨组合物,并且可以利用喷墨法来形成具有优异的外量子效率的滤色器像素部。获得这种效果的原因虽不明确,但本发明人等推测亚磷酸酯化合物具有上述式(1)所表示的部分结构,从而以与光聚合性成分充分相容的状态存在于油墨组合物中,容易表现出亚磷酸酯化合物的作为抗氧化剂的功能。
一个实施方式的油墨组合物可以作为公知惯用的滤色器的制造方法中所使用的油墨而适用,但从能够不会无端浪费价格较高的发光性纳米晶体粒子、溶剂等材料、仅在需要的部位使用所需的量来形成像素部(光转换层)的观点考虑,优选以相较用于光刻方式更适合用于喷墨方式的方式适当调制后使用。
以下,例举喷墨方式中所使用的滤色器用油墨组合物(滤色器用喷墨油墨)对一个实施方式的油墨组合物进行说明。以下说明的油墨组合物除了发光性纳米晶体粒子、光聚合性成分和亚磷酸酯化合物以外,可以进一步含有有机配体、光散射性粒子等其他成分。
[发光性纳米晶体粒子]
发光性纳米晶体粒子是吸收激发光而发出荧光或磷光的纳米尺寸的晶体,例如是利用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜测定的最大粒径为100nm以下的晶体。
发光性纳米晶体粒子例如能够通过吸收预定的波长的光而发出与所吸收的波长不同的波长的光(荧光或磷光)。发光性纳米晶体粒子可以为发出在605~665nm范围具有发光峰波长的光(红色光)的、红色发光性的纳米晶体粒子(红色发光性纳米晶体粒子),也可以为发出在500~560nm范围具有发光峰波长的光(绿色光)的、绿色发光性的纳米晶体粒子(绿色发光性纳米晶体粒子),还可以为发出在420~480nm范围具有发光峰波长的光(蓝色光)的、蓝色发光性的纳米晶体粒子(蓝色发光性纳米晶体粒子)。本实施方式中,油墨组合物优选包含这些发光性纳米晶体粒子中的至少1种。此外,发光性纳米晶体粒子所吸收的光例如可以为400nm以上且小于500nm的范围(特别是,420~480nm范围的波长的光)的波长的光(蓝色光)、或者200nm~400nm范围的波长的光(紫外光)。需说明的是,发光性纳米晶体粒子的发光峰波长例如可以在使用分光荧光光度计测定的荧光光谱或磷光光谱中确认。
红色发光性的纳米晶体粒子优选在665nm以下、663nm以下、660nm以下、658nm以下、655nm以下、653nm以下、651nm以下、650nm以下、647nm以下、645nm以下、643nm以下、640nm以下、637nm以下、635nm以下、632nm以下或630nm以下具有发光峰波长,优选在628nm以上、625nm以上、623nm以上、620nm以上、615nm以上、610nm以上、607nm以上或605nm以上具有发光峰波长。这些上限值和下限值可以任意组合。需说明的是,在以下同样的记载中,单独记载的上限值和下限值也可以任意组合。
绿色发光性的纳米晶体粒子优选在560nm以下、557nm以下、555nm以下、550nm以下、547nm以下、545nm以下、543nm以下、540nm以下、537nm以下、535nm以下、532nm以下或530nm以下具有发光峰波长,优选在528nm以上、525nm以上、523nm以上、520nm以上、515nm以上、510nm以上、507nm以上、505nm以上、503nm以上或500nm以上具有发光峰波长。
蓝色发光性的纳米晶体粒子优选在480nm以下、477nm以下、475nm以下、470nm以下、467nm以下、465nm以下、463nm以下、460nm以下、457nm以下、455nm以下、452nm以下或450nm以下具有发光峰波长,优选在450nm以上、445nm以上、440nm以上、435nm以上、430nm以上、428nm以上、425nm以上、422nm以上或420nm以上具有发光峰波长。
发光性纳米晶体粒子所发出的光的波长(发光颜色)根据阱型势能模型的薛定谔波动方程式的解而依赖于发光性纳米晶体粒子的尺寸(例如粒径),但也依赖于发光性纳米晶体粒子所具有的能隙。因此,通过改变所使用的发光性纳米晶体粒子的构成材料以及尺寸,能够选择发光颜色。
发光性纳米晶体粒子可以为包含半导体材料的发光性纳米晶体粒子(发光性半导体纳米晶体粒子)。作为发光性半导体纳米晶体粒子,可以举出量子点、量子棒等。它们之中,从容易控制发光光谱、确保可靠性、在此基础上能够降低生产成本、提高量产性的观点出发,优选为量子点。
发光性半导体纳米晶体粒子可以仅由包含第一半导体材料的核构成,也可以具有包含第一半导体材料的核、以及包含与第一半导体材料不同的第二半导体材料且被覆上述核的至少一部分的壳。换言之,发光性半导体纳米晶体粒子的结构可以为仅由核构成的结构(核结构),也可以为由核和壳构成的结构(核/壳结构)。此外,除了包含第二半导体材料的壳(第一壳)之外,发光性半导体纳米晶体粒子可以进一步具有包含与第一和第二半导体材料不同的第三半导体材料且被覆上述核的至少一部分的壳(第二壳)。换言之,发光性半导体纳米晶体粒子的结构可以为由核、第一壳和第二壳构成的结构(核/壳/壳结构)。核和壳分别可以为包含2种以上半导体材料的混晶(例如,CdSe+CdS、CIS+ZnS等)。
发光性纳米晶体粒子中,作为半导体材料,优选包含选自由第II-VI族半导体、第III-V族半导体、第I-III-VI族半导体、第IV族半导体和第I-II-IV-VI族半导体组成的组中的至少1种半导体材料。
作为具体的半导体材料,可以举出CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、CdSeS、CdSeTe、CdSTe、ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、CdZnS、CdZnSe、CdZnTe、CdHgS、CdHgSe、CdHgTe、HgZnS、HgZnSe、CdHgZnTe、CdZnSeS、CdZnSeTe、CdZnSTe、CdHgSeS、CdHgSeTe、CdHgSTe、HgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe;GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb;SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、SnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe;Si、Ge、SiC、SiGe、AgInSe2、CuGaSe2、CuInS2、CuGaS2、CuInSe2、AgInS2、AgGaSe2、AgGaS2、C、Si以及Ge。从容易控制发光光谱、确保可靠性、在此基础上能够降低生产成本、提高量产性的观点出发,发光性半导体纳米晶体粒子优选包含选自由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、InP、InAs、InSb、GaP、GaAs、GaSb、AgInS2、AgInSe2、AgInTe2、AgGaS2、AgGaSe2、AgGaTe2、CuInS2、CuInSe2、CuInTe2、CuGaS2、CuGaSe2、CuGaTe2、Si、C、Ge以及Cu2ZnSnS4组成的组中的至少1种。
作为红色发光性的半导体纳米晶体粒子,例如,可以举出CdSe的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为CdS且内侧的核部为CdSe的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为CdS且内侧的核部为ZnSe的纳米晶体粒子、CdSe与ZnS的混晶的纳米晶体粒子、InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS与ZnSe的混晶且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、CdSe与CdS的混晶的纳米晶体粒子、ZnSe与CdS的混晶的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnSe、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnS与ZnSe的混晶、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子等。
作为绿色发光性的半导体纳米晶体粒子,例如,可以举出CdSe的纳米晶体粒子、CdSe与ZnS的混晶的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS与ZnSe的混晶且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnSe、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnS与ZnSe的混晶、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子等。
作为蓝色发光性的半导体纳米晶体粒子,例如,可以举出ZnSe的纳米晶体粒子、ZnS的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnSe且内侧的核部为ZnS的纳米晶体粒子、CdS的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳结构的纳米晶体粒子的该壳部分为ZnS与ZnSe的混晶且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnSe、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子、作为具备核/壳/壳结构的纳米晶体粒子的第一壳部分为ZnS与ZnSe的混晶、第二壳部分为ZnS且内侧的核部为InP的纳米晶体粒子等。
半导体纳米晶体粒子可以在相同的化学组成的情况下通过改变它本身的平均粒径而将由该粒子应当发出的光的颜色变为红色或绿色。此外,半导体纳米晶体粒子优选使用其本身对于人体等的不良影响尽可能低的物质。在使用含有镉、硒等的半导体纳米晶体粒子作为发光性纳米晶体粒子的情况下,优选选择尽可能不含上述元素(镉、硒等)的半导体纳米晶体粒子并单独使用,或者以使上述元素变得尽可能少的方式与其他发光性纳米晶体粒子组合使用。
发光性纳米晶体粒子的形状没有特别限定,可以为任意的几何形状,也可以为任意的不规则的形状。发光性纳米晶体粒子的形状例如可以为球状、椭圆体状、棱锥状、盘状、枝状、网状、棒状等。然而,作为发光性纳米晶体粒子,从更加提高油墨组合物的均匀性和流动性的方面考虑,优选使用作为粒子形状而言方向性小的粒子(例如,球状、正四面体状等的粒子)。
从容易获得期望的波长的发光的观点以及分散性和保存稳定性优异的观点出发,发光性纳米晶体粒子的平均粒径(体积平均直径)可以为1nm以上,可以为1.5nm以上,可以为2nm以上。从容易获得期望的发光波长的观点出发,可以为40nm以下,可以为30nm以下,可以为20nm以下。发光性纳米晶体粒子的平均粒径(体积平均直径)可以通过利用透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜进行测定、且算出体积平均直径而得到。
从分散稳定性的观点出发,发光性纳米晶体粒子优选在其表面具有有机配体。有机配体例如可以配位结合于发光性纳米晶体粒子的表面。换言之,发光性纳米晶体粒子的表面可以被有机配体钝化。此外,在油墨组合物进一步含有后述的高分子分散剂的情况下,发光性纳米晶体粒子可以在其表面具有高分子分散剂。本实施方式中,例如,可以从上述具有有机配体的发光性纳米晶体粒子将有机配体去除,交换有机配体与高分子分散剂,从而使高分子分散剂结合于发光性纳米晶体粒子的表面。但是,从制成喷墨油墨时的分散稳定性的观点出发,优选将高分子分散剂与仍旧配位有有机配体的发光性纳米晶体粒子配合。
作为有机配体,优选为具有用于确保与光聚合性化合物、有机溶剂等的亲和性的官能团(以下,也简称为“亲和性基”。)以及能够与发光性纳米晶体粒子结合的官能团(用于确保对发光性纳米晶体粒子的吸附性的官能团)的化合物。作为亲和性基,可以为取代或非取代的脂肪族烃基。该脂肪族烃基可以为直链型也可以具有支链结构。此外,脂肪族烃基可以具有不饱和键,也可以不具有不饱和键。取代的脂肪族烃基可以为脂肪族烃基的一部分碳原子被氧原子取代而成的基团。取代的脂肪族烃基可以包含例如(聚)氧化亚烷基。这里,“(聚)氧化亚烷基”的含义是,氧化亚烷基以及2个以上的亚烷基通过醚键连接而成的聚氧化亚烷基中的至少1种。作为能够与发光性纳米晶体粒子结合的官能团,例如,可以举出羟基、氨基、羧基、硫醇基、磷酸基、膦酸基、膦基、氧化膦基和烷氧基硅烷基。作为有机配体,例如,可以举出TOP(三辛基膦)、TOPO(三辛基氧化膦)、油酸、油胺、辛基胺、三辛基胺、十六烷基胺、辛烷硫醇、十二烷硫醇、己基膦酸(HPA)、十四烷基膦酸(TDPA)以及辛基膦酸(OPA)。
一个实施方式中,有机配体可以为下述式(1-1)所表示的有机配体。
[化4]
Figure BDA0003107003210000091
[式(1-1)中,p表示0~50的整数,q表示0~50的整数。]
式(1-1)所表示的有机配体中,优选p和q中的至少一者为1以上,更优选p和q这两者均为1以上。
有机配体例如可以为下述式(1-2)所表示的有机配体。
[化5]
Figure BDA0003107003210000092
式(1-2)中,A1表示含有羧基的1价的基团,A2表示含有羟基的1价的基团,R表示氢原子、甲基或乙基,L表示取代或非取代的亚烷基,r表示0以上的整数。含有羧基的1价的基团中的羧基的个数可以为2个以上,可以为2个以上4个以下,可以为2个。L所表示的亚烷基的碳原子数例如可以为1~10。L所表示的亚烷基中碳原子的一部分可以被杂原子取代,可以被选自由氧原子、硫原子和氮原子组成的组中的至少1种杂原子取代。r例如可以为1~100的整数,可以为10~20的整数。
从像素部的外量子效率优异的观点出发,有机配体可以为下述式(1-2A)所表示的有机配体。
[化6]
Figure BDA0003107003210000101
式(1-2A)中,r与上述同义。
从发光性纳米晶体粒子的分散稳定性的观点以及维持发光特性的观点出发,油墨组合物中的有机配体的含量相对于发光性纳米晶体粒子100质量份可以为15质量份以上、20质量份以上、25质量份以上、30质量份以上、35质量份以上或40质量份以上。从容易将油墨组合物的粘度保持得低的观点出发,油墨组合物中的有机配体的含量相对于发光性纳米晶体粒子100质量份可以为50质量份以下、45质量份以下、40质量份以下或30质量份以下。
作为发光性纳米晶体粒子,可以使用在有机溶剂、光聚合性化合物等中以胶体形态分散的物质。在有机溶剂中处于分散状态的发光性纳米晶体粒子的表面优选被上述有机配体钝化。作为有机溶剂,可使用油墨组合物中所含有的后述的有机溶剂。
作为发光性纳米晶体粒子,可以使用市售品。作为发光性纳米晶体粒子的市售品,例如,可以举出NN-Labs公司的磷化铟/硫化锌、D-dots、CuInS/ZnS、Aldrich公司的InP/ZnS等。
从能够进一步提高外量子效率的观点出发,发光性纳米晶体粒子的含量相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,优选为5质量份以上,可以为10质量份以上、15质量份以上、20质量份以上或30质量份以上。从能够进一步提高外量子效率的观点以及排出稳定性更优异的观点出发,发光性纳米晶体粒子的含量相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份优选为80质量份以下,可以为75质量份以下、70质量份以下或60质量份以下。
油墨组合物中,作为发光性纳米晶体粒子,可以包含红色发光性纳米晶体粒子、绿色发光性纳米晶体粒子和蓝色发光性纳米晶体粒子中的2种以上,优选仅包含这些粒子中的1种。在油墨组合物包含红色发光性纳米晶体粒子的情况下,绿色发光性纳米晶体粒子的含量和蓝色发光性纳米晶体粒子的含量以发光性纳米晶体粒子的总质量为基准优选为10质量%以下,更优选为0质量%。在油墨组合物包含绿色发光性纳米晶体粒子的情况下,红色发光性纳米晶体粒子的含量和蓝色发光性纳米晶体粒子的含量以发光性纳米晶体粒子的总质量为基准优选为10质量%以下,更优选为0质量%。
[光聚合性成分]
光聚合性成分由至少1种光聚合性化合物构成,汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上。这里,汉森溶解度参数是将由希尔德布兰德(Hildebrand)导入的溶解度参数分割成δd、δp和δh这3个成分并表示在3维空间而得的参数。δd表示无极性相互作用带来的效果,δp表示偶极子间力带来的效果,δh表示氢键力带来的效果。针对各种化合物的汉森溶解度参数值例如记载在Charles M.Hansen的“汉森溶解度参数:使用者手册(HansenSolubility Parameters:A Users Handbook)”等中,对于没有记载的化合物的汉森溶解度参数值可以使用计算机软件(实践中的汉森溶解度参数(Hansen Solubility Parametersin Practice,HSPiP))来推算。
光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δp在光聚合性成分由1种光聚合性化合物构成时(即,油墨组合物仅含有1种光聚合性化合物的情况)为该光聚合性化合物的δp,在光聚合性成分由多种光聚合性化合物构成时(即,油墨组合物含有多种光聚合性化合物的情况)为各光聚合性化合物的δp乘以它们的混合比率而得的值的总和。即,在光聚合性成分由n种光聚合性化合物构成的情况下,如果将各光聚合性化合物的δp设为δp1~δpn,将光聚合性成分中的各光聚合性化合物的混合比率(体积比率)设为C1~Cn,则光聚合性成分的δp可以由下式表示。
δp=δp1×C1+δp2×C2+…+δpn×Cn
对于后述的光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δd和δh也同样。
从能够将多种发光性纳米晶体粒子广泛分散的观点出发,光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δp优选为3.5MPa0.5以上,更优选为4.0MPa0.5以上。光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δp可以为14.0MPa0.5以下、13.0MPa0.5以下或12.0MPa0.5以下。如果δp为14.0MPa0.5以下,则具有不易与发光性纳米晶体粒子发生相互作用、可获得更加良好的外量子效率的倾向。
光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δd没有特别限定,可以为12.0MPa0.5以上、13.0MPa0.5以上或14.0MPa0.5以上,可以为22.0MPa0.5以下、21.0MPa0.5以下或20.0MPa0.5以下。如果δd为12.0MPa0.5以上,则具有与亚磷酸三酯的相容性佳、可获得更加良好的外量子效率的倾向,如果δd为22.0MPa0.5以下,则具有不易与发光性纳米晶体粒子发生相互作用、可获得更加良好的外量子效率的倾向。
光聚合性成分的汉森溶解度参数中的δh没有特别限定,可以为1.0MPa0.5以上、2.0MPa0.5以上或3.0MPa0.5以上,可以为15MPa0.5以下、12.0MPa0.5以下或10MPa0.5以下。如果δh为1.0MPa0.5以上,则具有能够将多种发光性纳米晶体粒子广泛分散的倾向,如果δh为15.0MPa0.5以下,则具有粘度降低、排出稳定性提高的倾向。
光聚合性化合物是通过光(活性能量射线)的照射而聚合的化合物。光聚合性化合物典型地可与后述的光聚合引发剂一起使用。例如,光自由基聚合性化合物可与光自由基聚合引发剂一起使用。
光聚合性化合物是例如具有乙烯性不饱和基的化合物。本说明书中,乙烯性不饱和基是指具有乙烯性不饱和键(聚合性碳-碳双键)的基团。具有乙烯性不饱和基的化合物中的乙烯性不饱和键的个数(例如乙烯性不饱和基的个数)例如为1~3。
作为具有乙烯性不饱和基的化合物,例如,可以举出具有乙烯基、乙烯撑基、乙烯叉基、(甲基)丙烯酰基等乙烯性不饱和基的化合物。从能够进一步提高外量子效率的观点出发,优选为具有(甲基)丙烯酰基的化合物,更优选为单官能或多官能的(甲基)丙烯酸酯,进一步优选为单官能或二官能的(甲基)丙烯酸酯。需说明的是,本说明书中,“(甲基)丙烯酰基”是指“丙烯酰基”以及与其相对应的“甲基丙烯酰基”。“(甲基)丙烯酸酯”的表达也同样。此外,单官能的(甲基)丙烯酸酯是指具有1个(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯,多官能的(甲基)丙烯酸酯是指具有2个以上的(甲基)丙烯酰基的(甲基)丙烯酸酯。
作为单官能(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸乙酯、(甲基)丙烯酸丙酯、(甲基)丙烯酸丁酯、(甲基)丙烯酸戊酯、(甲基)丙烯酸2-乙基己酯、2-乙基己基二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸环己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基三丙二醇(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、苯氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、苯氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸壬基苯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸缩水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙基氨基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸异冰片酯、(甲基)丙烯酸二环戊酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯酯、(甲基)丙烯酸二环戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氢糠酯、(甲基)丙烯酸2-羟基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羟基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯基苄酯、(甲基)丙烯酸4-羟基丁酯、γ-丁内酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸金刚烷酯、环状三羟甲基丙烷缩甲醛(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸单(2-丙烯酰氧基乙基)酯、N-[2-(丙烯酰氧基)乙基]邻苯二甲酰亚胺、N-[2-(丙烯酰氧基)乙基]四氢邻苯二甲酰亚胺等。它们中,优选使用(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯和(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯。
作为多官能(甲基)丙烯酸酯,例如,可以举出1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、3-甲基-1,5-戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,8-辛二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,9-壬二醇二(甲基)丙烯酸酯、三环癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、三丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇羟基新戊酸酯二丙烯酸酯、三(2-羟基乙基)异氰脲酸酯的2个羟基被(甲基)丙烯酰氧基取代而成的二(甲基)丙烯酸酯、4摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷加成于1摩尔新戊二醇而得的二醇的2个羟基被(甲基)丙烯酰氧基取代而成的二(甲基)丙烯酸酯、2摩尔的环氧乙烷或环氧丙烷加成于1摩尔双酚A而得的二醇的2个羟基被(甲基)丙烯酰氧基取代而成的二(甲基)丙烯酸酯、3摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷加成于1摩尔三羟甲基丙烷而得的三醇的2个羟基被(甲基)丙烯酰氧基取代而成的二(甲基)丙烯酸酯、4摩尔以上的环氧乙烷或环氧丙烷加成于1摩尔双酚A而得的二醇的2个羟基被(甲基)丙烯酰氧基取代而成的二(甲基)丙烯酸酯等二官能(甲基)丙烯酸酯、甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羟甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙基丙烷环氧乙烷加成三丙烯酸酯等三官能(甲基)丙烯酸酯等。它们中,优选为亚烷基的碳原子数为4~12的亚烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如,优选使用新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、二丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯和1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
从容易获得可靠性优异的像素部(油墨组合物的固化物)的观点出发,光聚合性化合物以及光聚合性成分可以为碱不溶性。本说明书中,光聚合性化合物为碱不溶性的含义是,25℃时的光聚合性化合物在1质量%的氢氧化钾水溶液中的溶解量以光聚合性化合物的总质量为基准为30质量%以下。本说明书中,光聚合性成分为碱不溶性的含义是,25℃时的光聚合性成分在1质量%的氢氧化钾水溶液中的溶解量以光聚合性成分的总质量为基准为30质量%以下。光聚合性化合物的上述溶解量优选为10质量%以下,更优选为3质量%以下。光聚合性成分的上述溶解量优选为10质量%以下,更优选为3质量%以下。
从像素部(油墨组合物的固化物)的外量子效率更加优异的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,光聚合性成分的含量例如可以为5质量份以上、10质量份以上、15质量份以上、20质量份以上、25质量份以上、30质量份以上、35质量份以上、40质量份以上或45质量份以上,可以为70质量份以下、60质量份以下、50质量份以下、40质量份以下、30质量份以下或20质量份以下。
[亚磷酸酯化合物]
亚磷酸酯化合物具有下述式(1)所表示的部分结构。
[化7]
Figure BDA0003107003210000151
[式(1)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1表示烷基,*表示连接键。]
亚磷酸酯化合物优选具有2个以上的烷基。从能够更加提高外量子效率的观点出发,亚磷酸酯化合物优选为具有下述式(2)所表示的部分结构的化合物,更优选为下述式(3)所表示的化合物。
[化8]
Figure BDA0003107003210000152
[式(2)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1和R2各自独立地表示烷基,*表示连接键。]
[化9]
Figure BDA0003107003210000153
[式(3)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1~R3各自独立地表示烷基。]
亚磷酸酯化合物可以具有多个由上述式(1)所表示的部分结构。亚磷酸酯化合物中的上述式(1)所表示的部分结构的个数优选为1或2。其中,在具有多个由上述式(1)所表示的部分结构的情况下,只要R1表示一价的烃基、多个R1中的至少1个为烷基即可。
作为具有1个由上述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物,例如,可以举出下述式(4)所表示的化合物。作为具有2个由上述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物,例如,可以举出下述式(5)所表示的化合物和下述式(6)所表示的化合物。
[化10]
Figure BDA0003107003210000161
[式(4)中,X4~X6各自独立地表示氧原子或硫原子,R4~R6各自独立地表示一价的烃基,R4~R6中的至少一个表示烷基。]
[化11]
Figure BDA0003107003210000162
[式(5)中,X7~X12各自独立地表示氧原子或硫原子,Y表示二价的烃基,R7~R10各自独立地表示一价的烃基,R7~R10中的至少一个表示烷基。]
[化12]
Figure BDA0003107003210000163
[式(6)中,X13~X18各自独立地表示氧原子或硫原子,Z表示四价的烃基,R11和R12各自独立地表示一价的烃基,R11和R12中的至少一者表示烷基。]
式(1)~式(6)中的烷基可以为直链状也可以为支链状。烷基的碳原子数优选为1~13,更优选为4~10。作为烷基,例如,可以举出2-乙基己基、丁基、辛基、壬基、癸基、异癸基、十二烷基和十三烷基。
上述一价的烃基(例如式(4)~式(6)中的一价的烃基、(R4~R12))例如可以为苯基、萘基、叔丁基苯基、二-叔丁基苯基、辛基苯基、壬基苯基、异癸基苯基、异癸基苯基、异癸基萘基等芳香族烃基,但优选不具有芳香环。即,一价的烃基(R4~R12)优选为脂肪族烃基。一价的烃基(R4~R12)更优选为非环式的脂肪族烃基,进一步优选为烷基,特别优选为伯烷基。即,式(4)~式(6)中的一价的烃基(R4~R12)优选全部为伯烷基。一价的烃基(R4~R12)的碳原子数可以为1~30,可以为1~18。
式(5)中的二价的烃基(Y)优选不具有芳香环结构。即,二价的烃基(Y)优选为脂肪族烃基。脂肪族烃基中,碳原子的一部分可以被杂原子取代,可以被选自由氧原子、硫原子和氮原子组成的组中的至少1种杂原子取代。二价的烃基(Y)的碳原子数例如为1~30,可以为1~20或1~10。
式(6)中的四价的烃基(Z)优选不具有芳香环结构。即,四价的烃基(Z)优选为脂肪族烃基。四价的烃基(Z)的碳原子数例如为1~9。
从能够更加提高外量子效率的观点出发,亚磷酸酯化合物优选为上述中的式(6)所表示的化合物。
亚磷酸酯化合物优选不具有芳香环。例如,亚磷酸酯化合物为式(5)所表示的化合物的情况下,优选式(5)中的R7~R10全部为一价的脂肪族烃基,Y为二价的脂肪族烃基。此外,亚磷酸酯化合物为式(6)所表示的化合物的情况下,优选式(6)中的R11和R12这两者为一价的脂肪族烃基,Z为四价的脂肪族烃基。
从能够更加充分地获得与喷墨油墨中的其他成分(光聚合性成分等)的相容性、更加提高外量子效率的观点出发,亚磷酸酯化合物优选在25℃、1个大气压下为液态。液态是指利用E型粘度计测定时的粘度显示100Pa.s以下的粘度。
亚磷酸酯化合物的熔点优选为20℃以下,可以为10℃以下。
作为亚磷酸酯化合物的具体例,例如,可以举出亚磷酸三乙酯、亚磷酸三(2-乙基己基)酯、亚磷酸十三烷基酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三(十三烷基)酯、亚磷酸三油醇酯、亚磷酸三硬脂酯、亚磷酸二苯基单(2-乙基己基)酯、亚磷酸二苯基单癸酯、亚磷酸二苯基单(十三烷基)酯、三硫代亚磷酸三月桂酯、四(C12~C15烷基)-4,4’-亚异丙基二苯基二亚磷酸酯、4,4’-亚丁基双(3-甲基-6-叔丁基苯基双十三烷基亚磷酸酯)、双(癸基)季戊四醇二亚磷酸酯、双(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯、二硬脂基季戊四醇二亚磷酸酯等。它们中,从可更进一步获得外量子效率的提高效果的观点出发,优选为亚磷酸三乙酯、亚磷酸三(2-乙基己基)酯、亚磷酸十三烷基酯、亚磷酸三月桂酯、亚磷酸三(十三烷基)酯、三硫代亚磷酸三月桂酯、双(癸基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯,更优选为双(癸基)季戊四醇二亚磷酸酯和双(十三烷基)季戊四醇二亚磷酸酯。
油墨组合物中,作为亚磷酸酯化合物,可以仅包含一种化合物,也可以包含多种化合物。
从更加抑制外量子效率的降低这样的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,亚磷酸酯化合物的含量可以为0.01质量份以上,可以为0.1质量份以上,可以为1质量份以上,可以为5质量份以上。从涂布膜形成时除了能够确保更良好的膜强度以外,还更加抑制亚磷酸酯化合物向像素部表面的渗出,并且可获得更加优异的外量子效率的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,亚磷酸酯化合物的含量优选为10质量份以下,更优选为7质量份以下,进一步优选为5质量份以下,更进一步优选为3质量份以下。
从外量子效率更加优异的观点出发,相对于光聚合性成分100质量份,亚磷酸酯化合物的含量可以为0.01质量份以上,可以为0.1质量份以上,可以为0.5质量份以上,可以为1质量份以上,可以为3质量份以上。从涂布膜形成时除了能够确保更良好的膜强度以外,还更加抑制亚磷酸酯化合物向像素部表面的渗出,并且可获得更加优异的外量子效率的观点出发,相对于光聚合性成分100质量份,亚磷酸酯化合物的含量可以为10质量份以下,可以为7质量份以下,可以为5质量份以下。
油墨组合物可以仅含有上述亚磷酸酯化合物作为抗氧化剂,在不阻碍本发明的效果的范围内,除了上述亚磷酸酯化合物以外,可以进一步含有起到抗氧化剂的功能的成分(例如,酚系抗氧化剂、胺系抗氧化剂、亚磷酸酯化合物以外的磷系抗氧化剂、硫系抗氧化剂等以往公知的抗氧化剂)。
[光聚合引发剂]
油墨组合物可以进一步含有光聚合引发剂。光聚合引发剂例如为光自由基聚合引发剂。作为光自由基聚合引发剂,分子裂解型或夺氢型的光自由基聚合引发剂是合适的。
作为分子裂解型的光自由基聚合引发剂,适合使用苯偶姻异丁基醚、2,4-二乙基噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、2,4,6-三甲基苯甲酰基二苯基氧化膦、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)-丁烷-1-酮、双(2,6-二甲氧基苯甲酰基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲酰基)乙氧基苯基氧化膦等。作为这些以外的分子裂解型的光自由基聚合引发剂,可以并用1-羟基环己基苯基酮、苯偶姻乙基醚、苯偶酰二甲基缩酮、2-羟基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-异丙基苯基)-2-羟基-2-甲基丙烷-1-酮和2-甲基-1-(4-甲基硫代苯基)-2-吗啉代丙烷-1-酮。
作为夺氢型的光自由基聚合引发剂,可以举出二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、间苯二甲基苯酮(イソフタルフェノン)、4-苯甲酰基-4’-甲基-二苯基硫醚等。可以并用分子裂解型的光自由基聚合引发剂和夺氢型的光自由基聚合引发剂。
作为光自由基聚合引发剂,也可以使用市售品。作为市售品,可以举出IGM resin公司制的“Omnirad TPO-H”、“Omnirad TPO-L”、“Omnirad 819”等酰基氧化膦化合物、巴斯夫公司制的“Irgacure OXE01”、“Irgacure OXE02”等肟酯系化合物、IGM resin公司制的“Omnirad 1173”、“Omnirad 907”、“Omnirad 379EG”和“Omnirad 184”等烷基苯酮化合物等。它们可以单独使用也可以并用。
从油墨组合物的固化性的观点出发,光聚合引发剂的含量相对于光聚合性成分100质量份可以为0.1质量份以上,可以为0.5质量份以上,可以为1质量份以上,可以为3质量份以上,可以为5质量份以上。从像素部(油墨组合物的固化物)的经时稳定性的观点出发,光聚合引发剂的含量相对于光聚合性成分100质量份可以为40质量份以下,可以为30质量份以下,可以为20质量份以下,可以为10质量份以下。
[光散射性粒子]
油墨组合物可以进一步含有光散射性粒子。光散射性粒子例如为光学上非活性的无机微粒。在油墨组合物含有光散射性粒子的情况下,能够使照射至像素部的来自光源的光散射,因此能够获得优异的光学特性。
作为构成光散射性粒子的材料,例如,可以举出钨、锆、钛、铂、铋、铑、钯、银、锡、铂、金等单质金属;二氧化硅、硫酸钡、滑石、粘土、高岭土、氧化铝白、氧化钛、氧化镁、氧化钡、氧化铝、氧化铋、氧化锆、氧化锌等金属氧化物;碳酸镁、碳酸钡、次碳酸铋、碳酸钙等金属碳酸盐;氢氧化铝等金属氢氧化物;锆酸钡、锆酸钙、钛酸钙、钛酸钡、钛酸锶等复合氧化物、次硝酸铋等金属盐等。从排出稳定性优异的观点以及外量子效率的提高效果更加优异的观点出发,光散射性粒子优选包含选自由氧化钛、氧化铝、氧化锆、氧化锌、碳酸钙、硫酸钡、钛酸钡和二氧化硅组成的组中的至少1种,更优选包含选自由氧化钛、氧化锆、氧化锌和钛酸钡组成的组中的至少1种。
光散射性粒子的形状可以为球状、长丝状、不定形状等。但是,从能够进一步提高油墨组合物的均匀性、流动性和光散射性、能够获得优异的排出稳定性的方面考虑,优选使用作为粒子形状而言方向性少的粒子(例如,球状、正四面体状等粒子)作为光散射性粒子。
从排出稳定性优异的观点以及外量子效率的提高效果更加优异的观点出发,油墨组合物中的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以为0.05μm(50nm)以上,可以为0.2μm(200nm)以上,可以为0.3μm(300nm)以上。从排出稳定性优异的观点出发,油墨组合物中的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以为1.0μm(1000nm)以下,可以为0.6μm(600nm)以下,可以为0.4μm(400nm)以下。油墨组合物中的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以为0.05~1.0μm、0.05~0.6μm、0.05~0.4μm、0.2~1.0μm、0.2~0.6μm、0.2~0.4μm、0.3~1.0μm、0.3~0.6μm、或0.3~0.4μm。从容易获得这样的平均粒径(体积平均直径)的观点出发,所使用的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以为0.05μm以上,可以为1.0μm以下。本说明书中,油墨组合物中的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以通过利用动态光散色式Nanotrac粒度分布计进行测定并算出体积平均直径而得到。此外,所使用的光散射性粒子的平均粒径(体积平均直径)可以通过利用例如透射型电子显微镜或扫描型电子显微镜测定各粒子的粒径并算出体积平均直径而得到。
从外量子效率的提高效果更加优异的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,油墨组合物中的光散射性粒子的含量可以为0.1质量份以上,可以为1质量份以上,可以为5质量份以上,可以为7质量份以上,可以为10质量份以上,可以为12质量份以上。从排出稳定性优异的观点以及外量子效率的提高效果更加优异的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,光散射性粒子的含量可以为60质量份以下,可以为50质量份以下,可以为40质量份以下,可以为30质量份以下,可以为25质量份以下,可以为20质量份以下,可以为15质量份以下。
从外量子效率的提高效果优异的观点出发,光散射性粒子的含量相对于发光性纳米晶体粒子的含量的质量比(光散射性粒子/发光性纳米晶体粒子)可以为0.1以上,可以为0.2以上,可以为0.5以上。从外量子效率的提高效果更加优异、喷墨印刷时的连续排出性(排出稳定性)优异的观点出发,质量比(光散射性粒子/发光性纳米晶体粒子)可以为5.0以下,可以为2.0以下,可以为1.5以下。
从容易获得作为喷墨油墨的合适的粘度的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,油墨组合物中的发光性纳米晶体粒子和光散射性粒子的合计量优选为30质量份以上,更优选为50质量份以上,进一步优选为65质量份以上。从容易获得作为喷墨油墨的合适的粘度的观点出发,相对于发光性纳米晶体粒子、有机配体、光聚合性成分、亚磷酸酯化合物以及光散射性粒子的合计100质量份,油墨组合物中的发光性纳米晶体粒子和光散射性粒子的合计量优选为85质量份以下,更优选为80质量份以下,进一步优选为75质量份以下。
[高分子分散剂]
油墨组合物可以进一步含有高分子分散剂。高分子分散剂是具有750以上的重均分子量、且具有对光散射性粒子带有亲和性的官能团的高分子化合物。高分子分散剂具有使光散射性粒子分散的功能。高分子分散剂通过对光散射性粒子带有亲和性的官能团而吸附于光散射性粒子,通过高分子分散剂彼此的静电排斥和/或空间排斥而使光散射性粒子在油墨组合物中分散。在油墨组合物包含高分子分散剂的情况下,即使在使光散射性粒子的含量较多时(例如设为60质量%左右的情况)也能够使光散射性粒子良好地分散。高分子分散剂优选与光散射性粒子的表面结合而吸附于光散射性粒子,可以与发光性纳米晶体粒子的表面结合而吸附于发光性纳米粒子,也可以在油墨组合物中游离。
作为对光散射性粒子带有亲和性的官能团,可以举出酸性官能团、碱性官能团以及非离子性官能团。酸性官能团具有解离性的质子,可以利用胺、氢氧化物离子等碱进行中和,碱性官能团可以利用有机酸、无机酸等酸进行中和。
作为酸性官能团,可以举出羧基(-COOH)、磺基(-SO3H)、硫酸基(-OSO3H)、膦酸基(-PO(OH)3)、磷酸基(-OPO(OH)3)、次膦酸基(-PO(OH)-)、巯基(-SH)等。
作为碱性官能团,可以举出伯、仲及叔氨基、铵基、亚氨基、以及吡啶、嘧啶、吡嗪、咪唑、三唑等含氮杂环基等。
作为非离子性官能团,可以举出羟基、醚基、硫醚基、亚磺酰基(-SO-)、磺酰基(-SO2-)、羰基、甲酰基、酯基、碳酸酯基、酰胺基、氨基甲酰基、脲基、硫代酰胺基、硫脲基、氨磺酰基、氰基、烯基、炔基、氧化膦基、硫化膦基等。
高分子分散剂可以为单一单体的聚合物(均聚物),也可以为多种单体的共聚物(copolymer)。此外,高分子分散剂可以为无规共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物中的任一种。此外,在高分子分散剂为接枝共聚物的情况下,可以为梳形的接枝共聚物,也可以为星形的接枝共聚物。高分子分散剂例如可以为丙烯酸系树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、聚酰胺树脂、聚醚、酚醛树脂、有机硅树脂、聚脲树脂、氨基树脂、环氧树脂、聚乙烯亚胺及聚烯丙胺等聚胺、聚酰亚胺等。
作为高分子分散剂,也可以使用市售品,作为市售品,可以使用味之素Fine-Techno公司制的AJISPER PB系列、毕克(BYK)公司制的DISPERBYK系列以及BYK-系列、巴斯夫(BASF)公司制的Efka系列等。
[溶剂]
油墨组合物可以进一步含有溶剂。作为溶剂,例如,可以举出乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单乙基醚乙酸酯、二乙二醇二丁基醚、己二酸二乙酯、草酸二丁酯、丙二酸二甲酯、丙二酸二乙酯、琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、1,4-丁二醇二乙酸酯、三乙酸甘油酯等有机溶剂。
从喷墨油墨的连续排出稳定性的观点出发,溶剂的沸点优选为150℃以上,更优选为180℃以上。此外,在形成像素部时,由于需要在油墨组合物的固化前将溶剂从油墨组合物中去除,因此从容易将溶剂去除的观点出发,溶剂的沸点优选为300℃以下。
溶剂优选包含沸点为150℃以上的乙酸酯化合物。该情况下,可以提高发光性纳米晶体粒子与溶剂之间的亲和性,发光性纳米晶体粒子可发挥优异的发光特性。作为沸点为150℃以上的乙酸酯化合物的具体例,可以举出二乙二醇单乙基醚乙酸酯、乙二醇单丁基醚乙酸酯、二乙二醇单丁基醚乙酸酯、二丙二醇甲基醚乙酸酯等单乙酸酯化合物、1,4-丁二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等二乙酸酯化合物、三乙酸甘油酯等三乙酸酯化合物等。
本实施方式的油墨组合物由于含有光聚合性成分,因此可以在光聚合性成分中以无溶剂的方式使光散射性粒子和发光性纳米晶体粒子分散。因此,油墨组合物可以不含有溶剂。该情况下,在形成像素部时不需要将溶剂干燥而去除的工序。溶剂的含量以油墨组合物的总质量为基准为0质量%以上,可以为60质量%以下、30质量%以下、10质量%以下或1质量%以下。
关于以上说明的油墨组合物的喷墨印刷时的油墨温度(例如25℃或40℃)下的粘度,例如从喷墨印刷时的排出稳定性的观点出发,可以为2mPa·s以上,可以为5mPa·s以上,可以为7mPa·s以上。油墨组合物的喷墨印刷时的油墨温度下的粘度可以为20mPa·s以下,可以为15mPa·s以下,可以为12mPa·s以下。油墨组合物的喷墨印刷时的油墨温度下的粘度例如可以为2~20mPa·s、2~15mPa·s、2~12mPa·s、5~20mPa·s、5~15mPa·s、5~12mPa·s、7~20mPa·s、7~15mPa·s、或7~12mPa·s。本说明书中,油墨组合物的粘度例如为利用E型粘度计测定的粘度。
油墨组合物的喷墨印刷时的油墨温度下的粘度为2mPa·s以上的情况下,由于排出头的油墨排出孔的前端处的喷墨油墨的弯月面形状稳定,因此喷墨油墨的排出控制(例如,排出量以及排出时机的控制)变得容易。另一方面,油墨组合物的喷墨印刷时的油墨温度下的粘度为20mPa·s以下的情况下,能够使喷墨油墨从油墨排出孔顺畅地排出。
油墨组合物的表面张力优选为适合于喷墨方式的表面张力,具体而言,优选为20~40mN/m的范围,更优选为25~35mN/m。通过将表面张力设为该范围,能够在排出控制(例如,排出量以及排出时机的控制)变得容易的同时,抑制飞行弯曲的发生。需说明的是,飞行弯曲是指,在使油墨组合物从油墨排出孔排出时,油墨组合物的着落位置相对于目标位置产生30μm以上的偏移。表面张力为40mN/m以下的情况下,由于油墨排出孔的前端处的弯月面形状稳定,因此油墨组合物的排出控制(例如,排出量以及排出时机的控制)变得容易。另一方面,表面张力为20mN/m以上的情况下,由于防止油墨排出孔周边部被喷墨油墨污染,因此能够抑制飞行弯曲的发生。即,不存在以下情况:未准确地着落于应着落的像素部形成区域而出现油墨组合物的填充不充分的像素部,或者油墨组合物着落于与应着落的像素部形成区域相邻的像素部形成区域(或像素部)而颜色再现性降低。
在使用本实施方式的油墨组合物作为喷墨方式用的油墨组合物的情况下,优选应用于基于使用压电元件的机械排出机构的、压电喷射方式的喷墨记录装置。压电喷射方式中,排出时油墨组合物不会瞬间暴露于高温。因此,不易发生发光性纳米晶体粒子的变质,像素部(光转换层)中也更容易获得如期待的发光特性。
以上,对喷墨用油墨组合物的一个实施方式进行了说明,但上述实施方式的喷墨用油墨组合物除了喷墨方式以外例如也可以以光刻方式来使用。该情况下,油墨组合物含有碱溶性树脂作为粘合剂聚合物。
在以光刻方式使用油墨组合物的情况下,首先,将油墨组合物涂布在基材上,进而使油墨组合物干燥而形成涂布膜。如此得到的涂布膜在碱性显影液中是可溶性的,通过利用碱性显影液进行处理从而形成图案。此时,从显影液的废液处理的容易性等观点出发,碱性显影液为水溶液的情况占大半,因此油墨组合物的涂布膜利用水溶液来处理。另一方面,在使用了发光性纳米晶体粒子(量子点等)的油墨组合物的情况下,发光性纳米晶体粒子对水不稳定,发光性(例如荧光性)会因水分而受损。因此,本实施方式中,优选为不需要用碱性显影液(水溶液)进行处理的喷墨方式。
此外,即使是不对油墨组合物的涂布膜进行利用碱性显影液的处理的情况下,在油墨组合物为碱溶性时,油墨组合物的涂布膜也容易吸收大气中的水分,因此随时间经过而发光性纳米晶体粒子(量子点等)的发光性(例如荧光性)逐渐受损。从该观点出发,本实施方式中,油墨组合物的涂布膜优选为碱不溶性。即,本实施方式的油墨组合物优选为能够形成碱不溶性的涂布膜的油墨组合物。这样的油墨组合物可以通过使用碱不溶性的光聚合性成分作为光聚合性成分而得到。油墨组合物的涂布膜为碱不溶性是指,25℃时的油墨组合物的涂布膜在1质量%的氢氧化钾水溶液中的溶解量以油墨组合物的涂布膜的总质量为基准为30质量%以下。油墨组合物的涂布膜的上述溶解量优选为10质量%以下,更优选为3质量%以下。需说明的是,油墨组合物为能够形成碱不溶性的涂布膜的油墨组合物可以如下确认:在将油墨组合物涂布在基材上后,测定以80℃、3分钟的条件干燥而得的厚度1μm的涂布膜的上述溶解量。
<油墨组合物的制造方法>
上述实施方式的油墨组合物例如可通过将上述的油墨组合物的构成成分混合并进行分散处理而得到。以下,作为一例,说明含有光散射性粒子和高分子分散剂的油墨组合物的制造方法。
油墨组合物的制造方法例如具备以下工序:准备光散射性粒子的分散体的第一工序,该光散射性粒子的分散体含有光散射性粒子和高分子分散剂;以及将光散射性粒子的分散体和发光性纳米晶体粒子混合的第二工序。该方法中,光散射性粒子的分散体可以进一步含有光聚合性化合物,也可以在第二工序中进一步混合光聚合性化合物。此外,光散射性粒子的分散体可以进一步含有亚磷酸酯化合物,也可以在第二工序中进一步混合亚磷酸酯化合物。根据该方法,能够使光散射性粒子充分分散。因此,能够提高像素部的光学特性(例如外量子效率),并且可以容易地得到排出稳定性优异的发光性油墨组合物。
准备光散射性粒子的分散体的工序中,可以将光散射性粒子和高分子分散剂以及根据情况的光聚合性化合物和/或亚磷酸酯化合物混合,并进行分散处理,从而调制光散射性粒子的分散体。混合以及分散处理可以使用珠磨机、油漆调节器、行星式搅拌机、喷射式磨机等分散装置来进行。从光散射性粒子的分散性变佳、容易将光散射性粒子的平均粒径调整至期望的范围的观点出发,优选使用珠磨机或油漆调节器。通过在将发光性纳米晶体粒子和光散射性粒子混合前将光散射性粒子和高分子分散剂混合,能够使光散射性粒子更充分地分散。因此,能够更进一步容易地得到优异的排出稳定性和优异的外量子效率。
油墨组合物的制造方法可以进一步具备在第二工序之前准备发光性纳米晶体粒子的分散体的工序,该发光性纳米晶体粒子的分散体含有发光性纳米晶体粒子、光聚合性化合物以及根据情况的亚磷酸酯化合物。该情况下,在第二工序中,将光散射性粒子的分散体和发光性纳米晶体粒子的分散体混合。在准备发光性纳米晶体粒子的分散体的工序中,可以将发光性纳米晶体粒子、光聚合性化合物以及根据情况的亚磷酸酯化合物混合,并进行分散处理,从而调制发光性纳米晶体粒子分散体。作为发光性纳米晶体粒子,可以使用在其表面具有有机配体的发光性纳米晶体粒子。即,发光性纳米晶体粒子分散体可以进一步包含有机配体。混合以及分散处理可以使用珠磨机、油漆调节器、行星式搅拌机、喷射式磨机等分散装置来进行。从发光性纳米晶体粒子的分散性变佳、容易将发光性纳米晶体粒子的平均粒径调整至期望的范围的观点出发,优选使用珠磨机、油漆调节器或喷射式磨机。根据该方法,能够使发光性纳米晶体粒子充分分散。因此,能够提高像素部的光学特性(例如外量子效率),并且可以容易地得到排出稳定性优异的油墨组合物。
该制造方法中,可以进一步使用上述成分以外的其他成分(溶剂等)。该情况下,其他成分可以包含于发光性纳米晶体粒子分散体中,也可以包含于光散射性粒子分散体中。此外,可以将其他成分与将发光性纳米晶体粒子分散体和光散射性粒子分散体混合而得的组合物混合。
<油墨组合物组>
一个实施方式的油墨组合物组具备上述实施方式的油墨组合物。油墨组合物组除了上述实施方式的油墨组合物(发光性油墨组合物)以外可以具备不含有发光性纳米晶体粒子的油墨组合物(非发光性油墨组合物)。非发光性油墨组合物可以为以往公知的油墨组合物,除了不含发光性纳米晶体粒子以外,可以为与上述实施方式的油墨组合物(发光性油墨组合物)同样的组成。
非发光性油墨组合物不含有发光性纳米晶体粒子,因此在使光入射至由非发光性油墨组合物形成的像素部(包含非发光性油墨组合物的固化物的像素部)时从像素部射出的光具有与入射光大致相同的波长。因此,非发光性油墨组合物可以为了形成与来自光源的光相同颜色的像素部而合适地使用。例如,来自光源的光为具有420~480nm的范围的波长的光(蓝色光)的情况下,由非发光性油墨组合物形成的像素部可成为蓝色像素部。
非发光性油墨组合物优选含有光散射性粒子。非发光性油墨组合物含有光散射性粒子的情况下,利用由该非发光性油墨组合物形成的像素部,能够使入射至像素部的光散射,由此能够减小从像素部射出的光在视角中的光强度差。
<光转换层及滤色器>
以下,对于使用上述实施方式的油墨组合物组得到的光转换层及滤色器的详细内容,一边参照附图一边进行说明。需说明的是,以下的说明中,对于相同或相应要素使用相同符号,省略重复说明。
图1是一个实施方式的滤色器的示意截面图。如图1所示,滤色器100具备基材40以及设在基材40上的光转换层30。光转换层30具备多个像素部10和遮光部20。
光转换层30具有第一像素部10a、第二像素部10b以及第三像素部10c作为像素部10。第一像素部10a、第二像素部10b以及第三像素部10c按照以该顺序重复的方式排列成格子状。遮光部20设于相邻的像素部之间,即,第一像素部10a与第二像素部10b之间、第二像素部10b与第三像素部10c之间、第三像素部10c与第一像素部10a之间。换言之,这些相邻的像素部彼此可以被遮光部20隔开。
第一像素部10a和第二像素部10b是分别包含上述实施方式的油墨组合物的固化物的发光性的像素部(发光性像素部)。图1所示的固化物含有发光性纳米晶体粒子、固化成分以及光散射性粒子。固化成分是通过光聚合性成分的聚合而得的成分,包含光聚合性成分的聚合物和亚磷酸酯化合物。第一像素部10a包含第一固化成分13a、以及各自分散在第一固化成分13a中的第一发光性纳米晶体粒子11a和第一光散射性粒子12a。同样地,第二像素部10b包含第二固化成分13b、以及各自分散在第二固化成分13b中的第二发光性纳米晶体粒子11b和第二光散射性粒子12b。第一像素部10a和第二像素部10b中,第一固化成分13a与第二固化成分13b可以相同也可以不同,第一光散射性粒子12a与第二光散射性粒子12b可以相同也可以不同。固化成分中,除了光聚合性成分的聚合物和亚磷酸酯化合物之外,还可以包含油墨组合物中所含的有机成分(有机配体、高分子分散剂、未反应的光聚合性成分等)。
第一发光性纳米晶体粒子11a是吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在605~665nm的范围具有发光峰波长的光的、红色发光性的纳米晶体粒子。即,第一像素部10a也可以改称为用于将蓝色光转换为红色光的红色像素部。此外,第二发光性纳米晶体粒子11b是吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在500~560nm的范围具有发光峰波长的光的、绿色发光性的纳米晶体粒子。即,第二像素部10b也可以改称为用于将蓝色光转换为绿色光的绿色像素部。
从外量子效率的提高效果更加优异的观点以及可获得优异的发光强度的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,发光性像素部中的发光性纳米晶体粒子的含量优选为5质量%以上。从同样的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,发光性纳米晶体粒子的含量可以为10质量%以上,可以为15质量%以上,可以为20质量%以上。从像素部的可靠性优异的观点以及可获得优异的发光强度的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,发光性纳米晶体粒子的含量优选为80质量%以下。从同样的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,发光性纳米晶体粒子的含量可以为75质量%以下,可以为70质量%以下,可以为60质量%以下。
从外量子效率的提高效果更加优异的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,发光性像素部中的光散射性粒子的含量可以为0.1质量%以上,可以为1质量%以上,可以为3质量%以上,可以为5质量%以上。从外量子效率的提高效果更加优异的观点以及像素部的可靠性优异的观点出发,以发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,光散射性粒子的含量可以为60质量%以下,可以为50质量%以下,可以为40质量%以下,可以为30质量%以下。
第三像素部10c是包含上述非发光性油墨组合物的固化物的非发光性的像素部(非发光性像素部)。固化物含有光散射性粒子和固化成分,但不含有发光性纳米晶体粒子。固化成分例如是通过光聚合性成分的聚合而得的成分,包含光聚合性成分的聚合物。即,第三像素部10c包含第三固化成分13c、以及分散在第三固化成分13c中的第三光散射性粒子12c。第三光散射性粒子12c可以与第一光散射性粒子12a和第二光散射性粒子12b相同也可以不同。
第三像素部10c例如对420~480nm的范围的波长的光具有30%以上的透过率。因此,在使用发出420~480nm的范围的波长的光的光源的情况下,第三像素部10c作为蓝色像素部发挥功能。需说明的是,第三像素部10c的透过率可以利用显微分光装置来测定。
从能够更加减小视角中的光强度差的观点出发,以非发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,非发光性像素部中的光散射性粒子的含量可以为1质量%以上,可以为5质量%以上,可以为10质量%以上。从能够更加减少光反射的观点出发,以非发光性油墨组合物的固化物的总质量为基准,光散射性粒子的含量可以为80质量%以下,可以为75质量%以下,可以为70质量%以下。
像素部(第一像素部10a、第二像素部10b以及第三像素部10c)的厚度例如可以为1μm以上,可以为2μm以上,可以为3μm以上。像素部(第一像素部10a、第二像素部10b以及第三像素部10c)的厚度例如可以为30μm以下,可以为20μm以下,可以为15μm以下。
遮光部20是以将相邻的像素部隔开而防止混色为目的以及以防止来自光源的光的泄漏为目的而设置的所谓的黑矩阵。构成遮光部20的材料没有特别限定,除了铬等金属以外,还可以使用在粘合剂聚合物中含有碳微粒、金属氧化物、无机颜料、有机颜料等遮光性粒子的树脂组合物的固化物等。作为这里所使用的粘合剂聚合物,可以使用将1种或2种以上的聚酰亚胺树脂、丙烯酸系树脂、环氧树脂、聚丙烯酰胺、聚乙烯醇、明胶、酪蛋白、纤维素等树脂混合而成的物质、感光性树脂、O/W乳液型树脂组合物(例如,将反应性有机硅乳液化而成的物质)等。遮光部20的厚度例如可以为0.5μm以上,可以为10μm以下。
基材40是具有光透过性的透明基材,例如,可以使用石英玻璃、Pyrex(注册商标)玻璃、合成石英板等透明的玻璃基板、透明树脂膜、光学用树脂膜等透明的柔性基材等。它们中,优选使用由玻璃中不含碱成分的无碱玻璃构成的玻璃基板。具体而言,康宁公司制的“7059玻璃”、“1737玻璃”、“Eagle 200”以及“Eagle XG”、旭硝子公司制的“AN100”、日本电气硝子公司制的“OA-10G”以及“OA-11”是合适的。它们是热膨胀率小的材料,尺寸稳定性和高温加热处理中的作业性优异。
具备以上的光转换层30的滤色器100可以在使用发出420~480nm的范围的波长的光的光源时合适地使用。
滤色器100例如可以通过如下方法来制造:在基材40上以图案状形成遮光部20后,在基材40上的被遮光部20划分的像素部形成区域,使上述的实施方式的油墨组合物(喷墨油墨)通过喷墨方式选择性地附着,通过活性能量射线(例如紫外线)的照射使油墨组合物固化。
形成遮光部20的方法可以举出在基材40的一面侧的成为多个像素部间的边界的区域形成铬等金属薄膜、或含有遮光性粒子的树脂组合物的薄膜,并将该薄膜图案化的方法等。金属薄膜可以利用例如溅射法、真空蒸镀法等形成,含有遮光性粒子的树脂组合物的薄膜可以利用例如涂布、印刷等方法来形成。作为进行图案化的方法,可以举出光刻法等。
作为喷墨方式,可以举出使用电热转换体作为能量产生元件的气泡喷墨(Bubble-jet)(注册商标)方式、或使用压电元件的压电喷射方式等。
油墨组合物的固化例如可以使用水银灯、金属卤化物灯、氙气灯、LED等。所照射的光的波长例如可以为200nm以上,可以为440nm以下。曝光量例如可以为10mJ/cm2以上,可以为4000mJ/cm2以下。
用于使有机溶剂挥发的干燥温度例如可以为50℃以上,可以为150℃以下。干燥时间例如可以为3分钟以上,可以为30分钟以下。
以上,对滤色器和光转换层以及它们的制造方法的一个实施方式进行了说明,但本发明不限定于上述实施方式。
例如,光转换层可以具备包含含有蓝色发光性的纳米晶体粒子的发光性油墨组合物的固化物的像素部(蓝色像素部)来代替第三像素部10c、或者除了第三像素部10c以外还具备包含含有蓝色发光性的纳米晶体粒子的发光性油墨组合物的固化物的像素部(蓝色像素部)。此外,光转换层也可以具备包含含有发出红、绿、蓝以外的其他颜色的光的纳米晶体粒子的发光性油墨组合物的固化物的像素部(例如黄色像素部)。在这些情况下,光转换层的各像素部所含有的各发光性纳米晶体粒子优选在相同的波长区域具有吸收极大波长。
此外,光转换层的像素部的至少一部分可以包含含有发光性纳米晶体粒子以外的颜料的组合物的固化物。
此外,滤色器中,可以在遮光部的图案上具备宽度比遮光部窄的由带有拒油墨性的材料构成的拒油墨层。此外,也可以不设置拒油墨层,而是在包含像素部形成区域的区域以满涂状形成作为润湿性可变层的含光催化剂层后,隔着光掩模对该含光催化剂层照射光进行曝光,选择性地增大像素部形成区域的亲油墨性。作为光催化剂,可以举出氧化钛、氧化锌等。
此外,滤色器也可以在基材与像素部之间具备包含羟丙基纤维素、聚乙烯醇、明胶等的油墨接受层。
此外,滤色器也可以在像素部上具备保护层。该保护层是为了使滤色器平坦化,并且防止像素部所含有的成分、或像素部所含有的成分和含光催化剂层所含有的成分向液晶层溶出而设置的。构成保护层的材料可以使用公知的用作滤色器用保护层的材料。
此外,滤色器及光转换层的制造中,也可以通过光刻方式而非喷墨方式来形成像素部。该情况下,首先,将油墨组合物以层状涂布于基材,形成油墨组合物层。接着,将油墨组合物层以图案状曝光后,使用显影液进行显影。由此形成由油墨组合物的固化物构成的像素部。显影液通常为碱性,因此使用碱溶性的材料作为油墨组合物的材料。但是,从材料的使用效率的观点出发,喷墨方式优于光刻方式。这是因为,光刻方式中,其原理上是将材料的大致2/3以上去除,材料被浪费。因此,本实施方式中,优选使用喷墨油墨,通过喷墨方式形成像素部。
此外,本实施方式的光转换层的像素部中,除了上述发光性纳米晶体粒子以外,也可以进一步含有与发光性纳米晶体粒子的发光颜色大致相同颜色的颜料。为了使像素部含有颜料,可以在油墨组合物中含有颜料。
此外,可以将本实施方式的光转换层中的红色像素部(R)、绿色像素部(G)和蓝色像素部(B)中的1种或2种发光性像素部设为不含有发光性纳米晶体粒子而含有色材的像素部。作为此处可使用的色材,可以使用公知的色材,例如,作为用于红色像素部(R)的色材,可以举出二酮吡咯并吡咯颜料和/或阴离子性红色有机染料。作为用于绿色像素部(G)的色材,可以举出选自由卤化铜酞菁颜料、酞菁系绿色染料、以及酞菁系蓝色染料与偶氮系黄色有机染料的混合物组成的组中的至少1种。作为用于蓝色像素部(B)的色材,可以举出ε型铜酞菁颜料和/或阳离子性蓝色有机染料。在包含于光转换层的情况下,从能够防止透过率的降低的观点出发,这些色材的使用量以像素部(油墨组合物的固化物)的总质量为基准,优选为1~5质量%。
实施例
以下,利用实施例来具体说明本发明。但本发明不仅限定于下述实施例。需说明的是,实施例中使用的材料全部使用导入氩气而将溶解氧置换为氩气后的材料。关于氧化钛,使用了混合前在1mmHg的减压条件下在175℃加热4小时且在氩气气氛下放置冷却后的氧化钛。实施例中所使用的液状的材料在混合前预先通过分子筛3A脱水48小时以上而使用。
<光聚合性成分的准备>
准备以下的光聚合性成分。
·光聚合性成分1:HDDA(1,6-己二醇二丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社制、商品名:NK Ester A-HD-N)、δp=4.6MPa0.5、δh=6.1MPa0.5、δd=16.4MPa0.5
·光聚合性成分2:BDDAc(1,4-丁二醇二丙烯酸酯、日立化成株式会社制、商品名:FA-124AS)、δp=9.1MPa0.5、δh=4.2MPa0.5、δd=16.8MPa0.5
·光聚合性成分3:PHE(丙烯酸苯氧基乙酯、共荣社化学株式会社制、商品名:LIGHT ACRYLATE PO-A)、δp=5.4MPa0.5、δh=6.4MPa0.5、δd=17.9MPa0.5
·光聚合性成分4:EOEA(丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、MIWON公司制、商品名:MIRAMER M170)、δp=5.4MPa0.5、δh=6.6MPa0.5、δd=16.1MPa0.5
·光聚合性成分5:DPGDA(二丙二醇二丙烯酸酯、MIWON公司制、商品名:MIRAMERM222)、δp=4.8MPa0.5、δh=6.4MPa0.5、δd=16.4MPa0.5
·光聚合性成分6:HDDMA(1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社制、商品名:NK Ester HD-N)、δp=4.6MPa0.5、δh=6.1MPa0.5、δd=16.4MPa0.5
·光聚合性成分7:NDA(1,9-壬二醇二丙烯酸酯、新中村化学工业株式会社制、商品名:NK Ester A-NOD-N)与BDDAc的混合物(混合比=1:1)、δp=6.5MPa0.5、δh=4.7MPa0.5、δd=16.6MPa0.5
<亚磷酸酯化合物的准备>
准备以下表1所示的亚磷酸酯化合物。
[表1]
Figure BDA0003107003210000331
<红色发光性的InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子分散体的准备>
[月桂酸铟溶液的调制]
将1-十八烯(ODE)10g、乙酸铟146mg(0.5mmol)以及月桂酸300mg(1.5mmol)添加至反应烧瓶中,获得混合物。在真空下将混合物在140℃加热2小时从而获得透明的溶液(月桂酸铟溶液)。将该溶液在室温下维持在手套箱中直至满足需要为止。需说明的是,月桂酸铟在室温下溶解性低,容易沉淀,因此在使用月桂酸铟溶液时,将该溶液(ODE混合物)中的沉淀的月桂酸铟加热至约90℃而形成透明的溶液后,量取期望量而使用。
[红色发光性纳米晶体粒子的核(InP核)的制作]
将三辛基氧化膦(TOPO)5g、乙酸铟1.46g(5mmol)以及月桂酸3.16g(15.8mmol)添加至反应烧瓶中,获得混合物。在氮气(N2)环境下将混合物在160℃加热40分钟后,在真空下在250℃加热20分钟。接着,将反应温度(混合物的温度)在氮气(N2)环境下升温至300℃。在该温度下,将1-十八烯(ODE)3g与三(三甲基硅烷基)膦0.25g(1mmol)的混合物迅速导入至反应烧瓶中,将反应温度维持在260℃。5分钟后,通过去除加热器而使反应停止,将所得的反应溶液冷却至室温。接着,将甲苯8ml以及乙醇20ml添加至手套箱中的反应溶液中。接着进行离心分离使InP纳米晶体粒子沉淀后,通过倾倒上清液而获得InP纳米晶体粒子。接着,使所得的InP纳米晶体粒子在己烷中分散。由此,获得含有5质量%的InP纳米晶体粒子的分散液(己烷分散液)。
将上述得到的InP纳米晶体粒子的己烷分散液以及月桂酸铟溶液装入至反应烧瓶中,获得混合物。InP纳米晶体粒子的己烷分散液以及月桂酸铟溶液的装入量分别调整为0.5g(InP纳米晶体粒子为25mg)、5g(月桂酸铟为178mg)。在真空下,将混合物在室温静置10分钟后,利用氮气将烧瓶内恢复至常压,将混合物的温度提高至230℃,在该温度保持2小时而将己烷从烧瓶内部去除。接着,将烧瓶内温升温至250℃,将1-十八烯(ODE)3g与三(三甲基硅烷基)膦0.03g(0.125mmol)的混合物迅速导入至反应烧瓶中,将反应温度维持在230℃。5分钟后,通过去除加热器而使反应停止,将所得的反应溶液冷却至室温。接着,将甲苯8ml、乙醇20ml添加至手套箱中的反应溶液中。接着,进行离心分离,使成为红色发光性InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子的核的InP纳米晶体粒子(InP核)沉淀后,通过倾倒上清液,从而获得InP纳米晶体粒子(InP核)。接着,使所得的InP纳米晶体粒子(InP核)在己烷中分散,从而获得含有5质量%的InP纳米晶体粒子(InP核)的分散液(己烷分散液)。
[红色发光性纳米晶体粒子的壳(ZnSeS/ZnS壳)的形成]
将2.5g上述得到的InP纳米晶体粒子(InP核)的己烷分散液加入至反应烧瓶后,在室温下将油酸0.7g添加至反应烧瓶中,将温度提高至80℃并保持2小时。接着,在该反应混合物中,滴加溶解于1ml的ODE的二乙基锌14mg、双(三甲基硅烷基)硒醚8mg以及六甲基二硅氮烷7mg(ZnSeS前体溶液),升温至200℃并保持10分钟,从而形成厚度为0.5个单层的ZnSeS壳。
接着,将温度提高至140℃,保持30分钟。接着,在该反应混合物中,滴加在2ml的ODE中使二乙基锌69mg以及六甲基二硅氮烷66mg溶解而得的ZnS前体溶液,将温度提高至200℃并保持30分钟,从而形成厚度2个单层的ZnS壳。在滴加ZnS前体溶液10分钟后,通过去除加热器而使反应停止。接着,将反应混合物冷却至室温,将所得的白色沉淀物通过离心分离去除,从而获得分散有红色发光性InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子的透明的纳米晶体粒子分散液(InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子的ODE分散液)。
[InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子用有机配体的合成]
(有机配体的合成)
将聚乙二醇|平均Mn400|(西格玛-奥德里奇(Sigma-Aldrich)公司制)投入至烧瓶后,在氮气环境下一边搅拌一边向其中添加与聚乙二醇|平均Mn400|等摩尔量的琥珀酸酐(西格玛-奥德里奇公司制)。将烧瓶的内温升温至80℃,搅拌8小时,从而获得作为淡黄色的粘稠的油状物的下述式(A)所表示的有机配体。
[化13]
Figure BDA0003107003210000351
[利用配体交换的红色发光性InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子分散体的制作]
将上述有机配体30mg添加至上述得到的InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子的ODE分散液1ml中。接着,在90℃加热5小时来进行配体交换。随着配体交换的进行,观察到纳米晶体粒子的凝聚。配体交换结束后,倾倒上清液,获得纳米晶体粒子。接着,在所得的纳米晶体粒子中加入乙醇3ml,进行超声波处理使其再分散。在所得的纳米晶体粒子的乙醇分散液3mL中添加正己烷10ml。接着,进行离心分离使纳米晶体粒子沉淀后,倾倒上清液以及在真空下干燥,从而获得纳米晶体粒子(被上述有机配体修饰的InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子)。被有机配体修饰的纳米晶体粒子总量中有机配体所占的含量为27.7质量%。以分散体中的含量成为40.0质量%的方式使所得的纳米晶体粒子(被上述有机配体修饰的InP/ZnSeS/ZnS纳米晶体粒子)在光聚合性成分1中分散,从而获得红色发光性纳米晶体粒子分散体1。
分别使用光聚合性成分2~7来代替光聚合性成分1,除此以外,与上述同样地操作,从而获得红色发光性纳米晶体粒子分散体2~7。
<光散射性粒子分散体的准备>
在充满氩气的容器内,将33.0g的氧化钛(商品名:CR-60-2、石原产业株式会社制、平均粒径(体积平均直径):210nm)、1.0g的高分子分散剂(商品名:AJISPER PB-821、味之素Fine-Techno株式会社制)以及26.0g的光聚合性成分1混合后,在所得的混合物中加入氧化锆珠(直径:1.25mm),使用油漆调节器使其振荡2小时而对混合物进行分散处理,利用聚酯筛网过滤器将氧化锆珠去除,从而获得光散射性粒子分散体1(氧化钛含量:55质量%)。
分别使用光聚合性成分2~7来代替光聚合性成分1,除此以外,与上述同样地操作,从而获得光散射性粒子分散体2~7。
<实施例1>
[红色油墨组合物(喷墨油墨)的调制]
将红色发光性纳米晶体粒子分散体1、光散射性粒子分散体1、作为光聚合引发剂的Omnirad TPO-H(2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基-氧化膦、IGM resin公司制、商品名、分子量:316)以及作为亚磷酸酯化合物的JP-333E按照油墨组合物中的各成分的含量成为表2所示的含量的方式配合,在充满氩气的容器内进行均匀混合。然后,在手套箱内,将混合物利用孔径5μm的过滤器过滤。进而,在装有所得的过滤物的容器内导入氩气,利用氩气使容器内饱和,从而获得实施例1的油墨组合物。需说明的是,表2所示的发光性纳米晶体粒子的含量中包括有机配体的含量。
<实施例2~15和比较例1>
使用表2~4所示的亚磷酸酯化合物作为亚磷酸三酯化合物,并且将红色发光性纳米晶体粒子分散体1、光散射性粒子分散体1、光聚合引发剂以及亚磷酸酯化合物按照油墨组合物中的各成分的含量成为表2~4所示的含量的方式配合,除此以外,与实施例1同样地操作,从而调制实施例2~15以及比较例1的油墨组合物。
<实施例16>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体2和光散射性粒子分散体2来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例16的油墨组合物。
<实施例17>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体3和光散射性粒子分散体3来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例17的油墨组合物。
<实施例18>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体4和光散射性粒子分散体4来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例18的油墨组合物。
<实施例19>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体5和光散射性粒子分散体5来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例19的油墨组合物。
<实施例20>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体6和光散射性粒子分散体6来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例20的油墨组合物。
<实施例21>
使用红色发光性纳米晶体粒子分散体7和光散射性粒子分散体7来代替红色发光性纳米晶体粒子分散体1和光散射性粒子分散体1,除此以外,与实施例8同样地操作,从而调制实施例21的油墨组合物。
<评价>
[评价用试样的制作]
利用旋涂机在大气中将各油墨组合物以膜厚成为10μm的方式涂布在玻璃基板上。将涂布膜在氮气气氛下利用CCS株式会社制UV-LED照射装置(波长:395nm)按照累积光量1500mJ/cm2照射UV而使其固化,从而在玻璃基板上形成由油墨组合物的固化物构成的层(光转换层)。由此,制作作为评价用试样的具有光转换层的基材。
[外量子效率(EQE)评价]
使用CCS株式会社制的蓝色LED(峰值发光波长:450nm)作为面发光光源。测定装置中,将积分球与大冢电子株式会社制的辐射分光光度计(商品名“MCPD-9800”)连接并将积分球设置在蓝色LED的上侧。在蓝色LED与积分球之间,插入所制作的评价用试样,测定点亮蓝色LED而观测到的光谱、各波长处的照度。
从利用上述测定装置测定的光谱及照度如下那样求出外量子效率。外量子效率是表示入射至光转换层的光(光子)中以何种程度的比例以荧光形式向观测者侧放射的值。因此,该值越大,表示光转换层的发光特性越优异,是重要的评价指标。
EQE(%)=P1(红)/E(蓝)×100
这里,E(蓝)以及P1(红)分别表示以下内容。
E(蓝):表示380~490nm的波长区域中的“照度×波长÷hc”的合计值。
P1(红):表示590~780nm的波长区域中的“照度×波长÷hc”的合计值。
这些为相当于观测到的光子数的值。需说明的是,h表示普朗克常数,c表示光速。
按照以下的基准来评价由实施例和比较例的红色油墨组合物带来的外量子效率的提高效果。将结果示于表2~5中。
A:大于35%
B:大于30%且35%以下
C:大于25%且30%以下
D:25%以下
[表2]
Figure BDA0003107003210000381
[表3]
Figure BDA0003107003210000391
[表4]
Figure BDA0003107003210000392
[表5]
Figure BDA0003107003210000401
符号说明
10…像素部、10a…第一像素部、10b…第二像素部、10c…第三像素部、11a…第一发光性纳米晶体粒子、11b…第二发光性纳米晶体粒子、12a…第一光散射性粒子、12b…第二光散射性粒子、12c…第三光散射性粒子、20…遮光部、30…光转换层、40…基材、100…滤色器。

Claims (11)

1.一种油墨组合物,含有:
发光性纳米晶体粒子、
由至少1种光聚合性化合物构成且汉森溶解度参数中的δp为3.0MPa0.5以上的光聚合性成分、以及
具有下述式(1)所表示的部分结构的亚磷酸酯化合物,
[化1]
Figure FDA0003107003200000011
式(1)中,X1~X3各自独立地表示氧原子或硫原子,R1表示烷基,*表示连接键。
2.根据权利要求1所述的油墨组合物,所述式(1)中的所述烷基的碳原子数为1~13。
3.根据权利要求1或2所述的油墨组合物,所述亚磷酸酯化合物在25℃、1个大气压下为液态。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的油墨组合物,所述亚磷酸酯化合物具有2个由所述式(1)所表示的部分结构。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的油墨组合物,所述亚磷酸酯化合物为下述式(6)所表示的化合物,
[化2]
Figure FDA0003107003200000012
式(6)中,X13~X18各自独立地表示氧原子或硫原子,Z表示四价的烃基,R11和R12各自独立地表示一价的烃基,R11和R12中的至少一者表示烷基。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的油墨组合物,其用于形成光转换层。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的油墨组合物,其以喷墨方式来使用。
8.一种光转换层,具备多个像素部以及设于该多个像素部间的遮光部,
所述多个像素部具有包含权利要求1~7中任一项所述的油墨组合物的固化物的发光性像素部。
9.根据权利要求8所述的光转换层,具备第一发光性像素部和第二发光性像素部作为所述发光性像素部,
所述第一发光性像素部含有吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在605~665nm的范围具有发光峰波长的光的发光性纳米晶体粒子,
所述第二发光性像素部含有吸收420~480nm的范围的波长的光且发出在500~560nm的范围具有发光峰波长的光的发光性纳米晶体粒子。
10.根据权利要求8或9所述的光转换层,进一步具备含有光散射性粒子的非发光性像素部。
11.一种滤色器,具备权利要求8~10中任一项所述的光转换层。
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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7284128B2 (ja) * 2020-07-17 2023-05-30 住友化学株式会社 光電変換素子及びその製造方法
JP2024021084A (ja) * 2020-12-25 2024-02-16 Dic株式会社 ホワイトインク組成物、硬化物、光拡散層及びカラーフィルタ
JP2024532225A (ja) * 2021-08-20 2024-09-05 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 組成物
WO2024006882A2 (en) * 2022-06-29 2024-01-04 Electroninks Incorporated Conductive ink compositions comprising gold complexes

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016096291A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社トクヤマ インプリント用硬化性組成物、及び該組成物を用いたレジスト積層体の製造方法
US20170235191A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Samsung Display Co. Ltd. Display device
CN107615113A (zh) * 2015-05-29 2018-01-19 富士胶片株式会社 波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置
JP2018193525A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 Dic株式会社 インク組成物及びその製造方法、光変換層並びにカラーフィルタ
CN109952360A (zh) * 2016-11-15 2019-06-28 东友精细化工有限公司 量子点分散液、自发光感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008001693A1 (fr) 2006-06-29 2008-01-03 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Composition fluorescente et substrat de conversion de fluorescence l'utilisant
WO2013078252A1 (en) * 2011-11-22 2013-05-30 Qd Vision, Inc. Quantum dot-containing compositions including an emission stabilizer, products including same, and method
JP2017187549A (ja) * 2016-04-01 2017-10-12 シャープ株式会社 波長変換基板、波長変換基板の製造方法および表示装置
JP2017203810A (ja) * 2016-05-09 2017-11-16 日本化薬株式会社 有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ用カラーフィルタに含有される光吸収層、及びそれを用いたシート
KR102317627B1 (ko) * 2016-12-28 2021-10-26 디아이씨 가부시끼가이샤 잉크 조성물, 광변환층 및 컬러 필터
JP6562030B2 (ja) * 2017-04-27 2019-08-21 住友化学株式会社 組成物及びそれを用いた発光素子の製造方法
JP7196392B2 (ja) * 2017-11-10 2022-12-27 Dic株式会社 カラーフィルタ用インクジェットインク、光変換層及びカラーフィルタ
JP2019218422A (ja) * 2018-06-15 2019-12-26 Dic株式会社 インク組成物セット、光変換層及びカラーフィルタ

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016096291A (ja) * 2014-11-17 2016-05-26 株式会社トクヤマ インプリント用硬化性組成物、及び該組成物を用いたレジスト積層体の製造方法
CN107615113A (zh) * 2015-05-29 2018-01-19 富士胶片株式会社 波长转换部件及具备该波长转换部件的背光单元、液晶显示装置
US20170235191A1 (en) * 2016-02-17 2017-08-17 Samsung Display Co. Ltd. Display device
CN109952360A (zh) * 2016-11-15 2019-06-28 东友精细化工有限公司 量子点分散液、自发光感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
JP2018193525A (ja) * 2017-05-22 2018-12-06 Dic株式会社 インク組成物及びその製造方法、光変換層並びにカラーフィルタ

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