CN114736560B - 打印墨水与显示面板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种打印墨水与显示面板及其制备方法，所述打印墨水包括：反应性单体，包括二羧酸化合物与二醇化合物；以及超支化聚合物，所述超支化聚合物的末端包括可聚合基团，所述可聚合基团包括碳碳双键，在该打印墨水中，通过添加超支化聚合物，该超支化聚合物因具有类三维网络结构且末端含有可聚合基团，能够在低能量紫外光的激发下发生反应，进而发生链式连锁反应促进反应性单体发生聚合，使得该打印墨水能迅速完成固化，即使得该打印墨水具有较低的固化光照的能量与固化光照的时间。

Description

打印墨水与显示面板及其制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种打印墨水与显示面板及其制备方法。
背景技术
近年来，喷墨打印(IJP，Inkjet Printing)技术获得了平板显示行业的广泛关注，IJP技术可以高精度地控制墨水滴下位置，在指定区域形成墨水沉积，获得精细图案，因此可适用于大尺寸、高分辨率的显示面板制造。
根据制程需求，IJP对墨水体系有一定的要求，如需同时满足一定的粘度、表面张力、固化速率等等。IJP工艺通常搭配紫外光(UV)固化制程，目的是为了获得稳定的干膜层，因此，墨水体系的固化效率将直接影响整个工艺的优良，目前，多数墨水的UV固化光照的能量在1000mJ/cm2以上，固化光照的时间高达5分钟，只有同时满足这两个条件才能获得符合要求的固化率。
然而较高的固化光照的能量与较长的固化光照的时间，一方面提高了打印设备的制造难度，另一方面增大了打印工艺的能量消耗，使得显示面板制造成本增高且违背可持续发展的生产理念。
发明内容
本发明提供一种打印墨水与显示面板及其制备方法，解决了打印墨水固化光照的能量高以及固化光照的时间长的技术问题。
为解决上述问题，第一方面，本发明提供一种打印墨水，所述打印墨水包括：
反应性单体，包括二羧酸化合物与二醇化合物；以及
超支化聚合物，所述超支化聚合物的末端包括可聚合基团，所述可聚合基团的结构中包括碳碳双键。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述超支化聚合物为由如下结构式表示的化合物：
Figure GDA0004178249240000021
其中，G选自丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或乙烯基，多个G相同或相异；
L为碳原子数为10-40的直链式或支链式烃基，且所述烃基在链骨架上包括1-10个选自氧、硫、氮以及硅的杂原子，多个L相同或相异；
R1选自氢或碳原子数为1-6的烷烃基。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述L中包括至少一个碳碳双键。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述L中包括至少一个硅氧烷基。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述L的结构由如下式表示：
Figure GDA0004178249240000022
其中，Ar选自NH或O，多个Ar相同或相异；
所述n1为1-3的整数，n2为1-3的整数，n3为1-20的整数，n4为1-6的整数，n5为1-6的整数；
*一端连接G。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述超支化聚合物的分子量为3-15kDa。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述二羧酸化合物为富马酸，所述二醇化合物为丙二醇。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，所述打印墨水还包括分子量为1-10kDa的由所述二羧酸化合物与二醇化合物反应形成的聚酯化合物。
在本发明实施例提供的一打印墨水中，还包括引发剂和功能性助剂，所述功能性助剂包括表面张力调节剂、流平剂以及消泡剂。
第二方面，本发明还提供了一种显示面板的制备方法，采用前述的打印墨水，所述制备方法包括如下步骤：
S10：提供一衬底，将所述打印墨水打印至所述衬底上形成墨水湿膜层；
S20：使用紫外光照射所述墨水湿膜层，使得所述墨水湿膜层固化形成功能层。
第三方面，本发明还提供了一种显示面板，所述显示面板由上述的显示面板的制备方法制备而得。
有益效果：本发明提供了一种打印墨水与显示面板及其制备方法，所述打印墨水包括：反应性单体，包括二羧酸化合物与二醇化合物；以及超支化聚合物，所述超支化聚合物的末端包括可聚合基团，所述可聚合基团包括碳碳双键，在该打印墨水中，通过添加超支化聚合物，该超支化聚合物因具有类三维网络结构且末端含有可聚合基团，能够在低能量紫外光的激发下发生反应，进而发生链式连锁反应促进反应性单体发生聚合，使得该打印墨水能迅速完成固化，即使得该打印墨水具有较低的固化光照的能量与固化光照的时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供一种显示面板的制备方法的文字流程示意图；
图2a-2d是本发明实施例提供一种显示面板的制备方法的结构流程示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本发明，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本发明。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本发明的描述变得晦涩。因此，本发明并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。
本发明一实施例提供了一种打印墨水所述打印墨水包括反应性单体与超支化聚合物；
其中，所述反应性单体包括二羧酸化合物与二醇化合物，所述二羧酸化合物中的羧基与二醇化合物中的羟基发生酯化反应形成聚酯化合物以使得所述打印墨水固化形成固态膜层；
所述超支化聚合物的末端包括可聚合基团，所述可聚合基团即为在特定条件下可发生聚合反应的基团，通常情况下所述可聚合基团选自结构中包括碳碳双键的基团，该碳碳双键即作为可以发生聚合反应的官能团；
在该打印墨水中，通过添加超支化聚合物，该超支化聚合物因具有类三维网络结构且末端含有可聚合基团，能够在低能量紫外光的激发下发生反应，进而发生链式连锁反应促进反应性单体发生聚合，使得该打印墨水能迅速完成固化，即所述超支化聚合物可视作促进所述二羧酸化合物与二醇化合物发生反应的促进剂，有效提升固化敏感度，使得该打印墨水具有较低的固化光照的能量与固化光照的时间，另外，所述因其球形拓扑结构，因此流变学体积小，还可作为该打印墨水的稀释剂，通过调节打印墨水体系粘度以及表面张力，进而优化该打印墨水的打印性能。
补充说明的是，所述超支化聚合物为由支化基元组成的高度支化但结构不规整的聚合物，是树枝状大分子的同系物，其结构是从一个中心核出发，由支化单体ABx逐级伸展开来，或者是由中心核、数层支化单元和外围基团通过化学键连接而成的；
另，在链骨架上包括选自氧、硫、氮以及硅的杂原子，是指该在杂原子设置于碳链内，即连接于两个碳原子之间。
在一些实施例中，所述超支化聚合物为由如下结构式表示的化合物：
Figure GDA0004178249240000051
其中，G极为所述可聚合基团，选自丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基与乙烯基，多个G相同或相异，为了便于合成获得该超支化聚合物，三个基团G相同，例如三个基团G均为丙烯酸酯基或三个基团G均为甲基丙烯酸酯基；
L为碳原子数为10-40的直链式或支链式烃基，且所述烃基在链骨架上包括1-10个选自氧、硫、氮以及硅的杂原子，多个L相同或相异，同样地，为了便于合成获得该超支化聚合物，三个L相同；
R1选自氢或碳原子数为1-6的烷烃基，示例性地，R1为甲基、乙基、丙基以及叔丁基等。
进一步地，可通过在链段L上设置特定的基团，以进一步优化该打印墨水的相关性能，具体如下：
在一些实施例中，所述L中包括至少一个碳碳双键，即，所述超支化聚合物除了在末端包含可聚合基团以外，所述超支化聚合物的内部同样包括可聚合基团，设置于超支化聚合物的可聚合基团可起到进一步促进二羧酸化合物与二醇化合物发生反应的作用，即进一步降低该打印墨水的固化光照的能量与固化光照的时间，具体地，可在L中设置一定数量的丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或乙烯基，以提供一定数量的碳碳双键；
在一些实施例中，所述L中包括至少一个硅氧烷基-Si-O-，由于该打印墨水固化后所形成的固态膜层中包含该超支化聚合物或包含该超支化聚合物反应后的产物，因此在L中添加一定量的硅氧烷基，可一定程度地提升该打印墨水固化后所形成的固态膜层的光学性能，具体可使得折射率与透过率得到一定程度地提升，进而使得该打印墨水特别适合应用于显示领域，具体可应用于显示面板的制备。
更进一步地，在一些实施例中，所述L的结构由如下式表示：
Figure GDA0004178249240000061
其中，Ar选自NH或O，多个Ar相同或相异，该超支化聚合物由小分子化合物聚合而得，通常由羧基与氨基反应而连接，即该Ar为NH，或由羧基与羟基反应而连接，即该Ar为O；
所述n1为1-3的整数，n2为1-3的整数，n3为1-20的整数，n4为1-6的整数，n5为1-6的整数；
*一端连接G基团。
在一些实施例中，L采用上述结构，多个G均为丙烯酸酯基，R1为乙基，则所述超支化聚合物可进一步由如下通式表示：
Figure GDA0004178249240000071
在一些实施例中，所述超支化聚合物的分子量为3-15kDa，经验证此分子量的所述超支化聚合物，可有效促进二羧酸化合物与二醇化合物进行反应，从而最大程度地降低该打印墨水的固化光照的能量与固化光照的时间。
在一些实施例中，所述二羧酸化合物为富马酸，所述二醇化合物为丙二醇，富马酸与丙二醇流动性易于调控且为易于商业化获得的新型树脂材料。固化后的形成的聚富马酸丙二醇酯具有出色的可见光透过率，具体透过率可达95％以上，并具有较高的机械强度与韧性，其杨氏模量大于2Gpa，另外，固化形成的固态膜层与基底件具有还具有较强的粘附力，当然，根据该打印墨水的实际应用需求，也可选择其他二羧酸化合物或其他二醇化合物。
在一些实施例中，所述打印墨水还包括分子量为1-10kDa的由所述二羧酸化合物与二醇化合物反应形成的聚酯化合物，即，在该打印墨水中加入该反应性单体反应形成的预聚物，一方面可一定程度地提升所述二羧酸化合物与二醇化合物的聚合速率，另一方面，使得该打印墨水保持一定的粘度与表面张力，优化打印性能，是理性地，当所述二羧酸化合物为富马酸，所述二醇化合物为丙二醇时，所添加的预聚物具体为聚富马酸丙二醇酯。
在一些实施例中，还包括引发剂和功能性助剂，所述引发剂可选自偶氮二异庚腈，184光引发剂以及1173光引发剂等本领域常规引发剂，所述功能性助剂包括表面张力调节剂、流平剂以及消泡剂等。
具体地，在该打印墨水中，所述反应性单体的含量为10-40wt％，其中，二羧酸化合物与二醇化合物的摩尔比通常为1:1，所述超支化聚合物的含量为5-20wt％，由所述二羧酸化合物与二醇化合物反应形成的聚酯化合物的含量为10-30wt％，所述引发剂的含量为1-10wt％，所述功能性助剂的含量为0.2-5wt％。
经验证由上述实施例所提供的打印墨水，通过在打印墨水中加入一定量的所述超支化聚合物，有效降低该打印墨水的固化光照的能量与固化光照的时间；
具体地，当所述反应性单体为富马酸与丙二醇时，固化光照的能量通常为500-1000mj/cm2，光照时间为1-5分钟，而加入上述的实施例中所提供的超支化聚合物后，可将固化光照的能量降至100mj/cm2以下，同时固化光照的时间低于30s。
需要说明的是，上述打印墨水实施例中仅描述了上述成分，可以理解的是，除了上述成分之外，还可以根据需要包括任何其他的所需的功能性成分，具体此处不作限定。
本发明的另一实施例还提供了一种显示面板的制备方法，如下结合图1与图2a-2d进行详述：
所述制备方法采用前述实施例所提供的打印墨水，具体包括如下步骤：
S10：提供一衬底，将所述打印墨水打印至所述衬底上形成墨水湿膜层；
S20：使用紫外光照射所述墨水湿膜层，使得所述墨水湿膜层固化形成功能层。
具体地，请参阅图2b，提供一衬底100，所述衬底100为需要形成打印墨水的区域，将上述实施例提供的打印墨水打印至所述衬底100上形成墨水湿膜层300；
通常情况下，为了使得该墨水湿膜层300仅在对应地区域形成，请参阅图2a首先在衬底100上形成挡墙层200，所述挡墙层200具有特定的间隙区域，用于限定打印墨水的具体打印区域，使得固化形成的功能层具有预定的形状，再具体通过喷墨打印工艺在所述挡墙层200的间隙区域打印所述打印墨水形成湿膜层300；
请参阅图2c，使用紫外光照射所述墨水湿膜层300，使得所述墨水湿膜层300固化形成功能层400，即如图2d所示。
由于使用了上述特定打印墨水，在步骤S20中，可使得固化光照的能量降至100mj/cm2以下，同时固化光照的时间低于30s。
本发明另一实施例还提供了一种显示面板，所述显示面板由上述实施例所提供的显示面板的制备方法制备而得，其中，所述功能层可以为色转换层或显示面板中其他任意可通过喷墨打印工艺以及光固化工艺形成的膜层。
本发明另一实施例还提供了一种显示装置，所述显示装置包括前述实施例所提供的显示面板，所述显示装置包括但不限于手机、智能手表、平板电脑、笔记本电脑以及电视机等。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见上文针对其他实施例的详细描述，此处不再赘述。
以上对本发明实施例所提供的一种打印墨水与显示面板进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (6)

1.一种打印墨水，其特征在于，所述打印墨水包括：
反应性单体，包括二羧酸化合物与二醇化合物，所述二羧酸化合物为富马酸，所述二醇化合物为丙二醇；以及
超支化聚合物，所述超支化聚合物的末端包括可聚合基团，所述可聚合基团的结构中包括碳碳双键；
所述超支化聚合物为由如下结构式表示的化合物：
Figure FDA0004178249230000011
其中，G选自丙烯酸酯基、甲基丙烯酸酯基或乙烯基，多个G相同或相异；
所述L的结构由如下式表示：
Figure FDA0004178249230000012
其中，Ar选自NH或O，多个Ar相同或相异；
所述n1为1-3的整数，n2为1-3的整数，n3为1-20的整数，n4为1-6的整数，n5为1-6的整数；
*一端连接G；
R1选自氢或碳原子数为1-6的烷烃基。
2.根据权利要求1所述的打印墨水，其特征在于，所述L中包括至少一个碳碳双键。
3.根据权利要求1所述的打印墨水，其特征在于，所述超支化聚合物的分子量为3-15kDa。
4.根据权利要求1所述的打印墨水，其特征在于，所述打印墨水还包括分子量为1-10kDa的由所述二羧酸化合物与二醇化合物反应形成的聚酯化合物。
5.一种显示面板的制备方法，其特征在于，采用权利要求1-4任意一项所述的打印墨水，所述制备方法包括如下步骤：
S10：提供一衬底，将所述打印墨水打印至所述衬底上形成墨水湿膜层；
S20：使用紫外光照射所述墨水湿膜层，使得所述墨水湿膜层固化形成功能层。
6.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板由权利要求5所述的显示面板的制备方法制备而得。
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Amy C. Goodfriend et al..Poly(gadodiamide fumaric acid): A Bioresorbable, Radiopaque, and MRI-Visible Polymer for Biomedical Applications.《ACS Biomaterials Science &amp Engineering》.2015,第1卷(第8期),第677-684页. *
PBF的合成及其复合材料的光/热固化;王琛等;《精细化工》;第36卷(第8期);第1543-1549页 *

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