CN116368160A - 方法 - Google Patents

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CN116368160A
CN116368160A CN202180069588.4A CN202180069588A CN116368160A CN 116368160 A CN116368160 A CN 116368160A CN 202180069588 A CN202180069588 A CN 202180069588A CN 116368160 A CN116368160 A CN 116368160A
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岸本匡史
平山裕树
J·波尔施卡
铃木照晃
N·格雷因特
D·格罗兹曼
E·沙维夫
Y·艾维夫
E·科索伊
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Abstract

本发明涉及制备固化组合物的方法。

Description

方法
发明领域
本发明涉及用于制备固化组合物的方法、固化组合物、层、颜色转换器件、颜色转换器件的用途和光学器件。
背景技术
WO 2017/054898 A1描述一种组合物,其包含红色发射型纳米晶体、润湿剂及分散剂、作为溶剂的丙二醇单甲醚乙酸酯、包括含有酸基的丙烯酸系单元及经硅烷改性的丙烯酸系单元的丙烯酸聚合物(acryl polymer)混合物。
WO 2019/002239 A1公开一种组合物,其包含半导体发光纳米颗粒、聚合物及(甲基)丙烯酸酯,例如具有约90cp的高粘度的1.4.环己烷二甲醇-单丙烯酸酯。
专利文献
1.WO 2017/054898 A1
2.WO 2019/002239 A1
发明概述
然而,发明人最新发现,仍然存在一个或多个需要改进的重要问题,如下所列。
通常用作QD油墨中散射颗粒的TiO2颗粒具有相当高的密度,并且结合有效可见光散射所需的相当大的粒径,沉降是常见的问题。通常由聚集引起的沉降会导致喷墨印刷过程中的问题。因此,希望开发一种通常需要较少量TiO2或无散射颗粒的油墨,以实现高EQE。
此外,TiO2的加入导致粘度的显著增加。因此,期望提供通常具有较少或没有TiO2或散射颗粒的QD油墨,这将因此为油墨设计以及其它油墨组分的选择和浓度提供更大的灵活性。
本发明的益处是,与参考油墨相比,实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的QD油墨的更高的EQE和更低的BL,与参考油墨相比,实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的固化QD油墨的更高的雾度值,并且与参考油墨相比,同时实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的固化QD油墨的更高雾度值和更高的EQE,同时可能实现更低的蓝光泄露。
期望制备具有更高EQE、更低蓝光泄露、更短工艺时间、改进的固化后雾度值、改进的固化以聚合组合物和/或实现组合物更低粘度的固化组合物的新方法。
寻找组合物中发光部分和散射颗粒的最佳量,以实现组合物的较低粘度、较高EQE、较低的蓝光泄露和良好的喷墨能力。
本发明人旨在解决一个或多个上述问题。
然后发现制备固化组合物的新方法,其至少包括以下步骤:
a)用光照射组合物作为第一光照射;
b)用光照射组合物作为第二光照射;
其中所述组合物包含至少一种发光部分和反应性单体,优选所述单体具有一个或多个官能团,更优选为(甲基)丙烯酸酯单体;
其中,所述第一光照射的光的强度和所述第二光照射的光的强度满足下式(I)。
第一光照射的光的强度<第二光照射的光的强度-(I)
在另一方面,本发明还涉及由本发明的方法获得的或可获得的固化组合物。
在另一方面,本发明还涉及由本发明的方法获得的或可获得的层。
在另一方面,本发明还涉及包含发光部分、基质材料和散射颗粒的层,其中基于所述层的总量,发光部分的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,更优选为10重量%至70重量%,甚至更优选为30重量%至50重量%;以及
其中基于所述层的总量,所述散射颗粒的总量为10重量%或更小,优选在5至1重量%的范围内,更优选在4至2重量%的范围内,优选所述层被配置为实现EQE值20%或更大,更优选所述EQE值在20%至99%的范围内,更优选所述EQE值在30%至50%的范围内,甚至更优选所述EQE值在30%至40%的范围内,对于蓝绿转换效率,优选所述层是图案化层,优选所述层是图案化层。
在另一方面,本发明还涉及颜色转换器件(100),其包括至少第一像素(161),该像素部分地或完全地填充有本发明的固化组合物或填充有本发明的任何一种层,以及至少包括聚合物材料的堤(150),优选地,颜色转换器件(100)还包含支护介质(170)。
在另一方面,本发明涉及颜色转换器件(100)在光学器件(300)中的用途,所述光学器件(300)包含被配置为调制光或被配置为发射光的至少一个功能介质(320、420、520)。
此外,在另一方面,本发明涉及光学器件(300),其包含至少一个被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520),和本发明的颜色转换器件(100)。
从下面的详细描述中,本发明的其他优点将变得明显。
附图描述
图1示出了颜色转换膜(100)的一个实施方案的示意图的横截面视图。
图2示出了本发明的颜色转换膜(100)的另一个实施方案的示意图的俯视图。
图3示出了本发明的光学器件(300)的一个实施方案的示意图的横截面视图。
图4示出了本发明的光学器件(300)的另一个实施方案的示意图的横截面视图。
图5示出了本发明的光学器件(300)的另一个实施方案的示意图的横截面视图。
图6示出了工作实施例12的EQE测量结果。
图7示出了工作实施例12的蓝光泄露测量结果。
图8示出了工作实施例14的EQE测量结果。
图9示出了工作实施例14的EQE测量结果。
图10示出了工作实施例15的粘度测量结果。
图11示出了工作实施例15的粘度测量结果。
图1中的附图标记列表
100.颜色转换器件
110.发光部分
110R.发光部分(红色)
110G.发光部分(绿色)
120.基质材料
130.光散射颗粒(任选的)
140.着色剂(任选的)
140R.着色剂(红色)(任选的)
140G.着色剂(绿色)(任选的)
140B.着色剂(蓝色)(任选的)
150.堤
161.第一像素
162.第二像素
163.第三像素
170.支护介质(基底)(任选的)
图2中的附图标记列表
200.颜色转换膜
210R.像素(红色)
210G.像素(绿色)
210B.像素(蓝色)
220.堤
图3中的附图标记列表
300.光学器件
100.颜色转换器件
110.发光部分
110R.发光部分(红色)
110G.发光部分(绿色)
120.基质材料
130.光散射颗粒(任选的)
140.着色剂(任选的)
140R.着色剂(红色)(任选的)
140G.着色剂(绿色)(任选的)
140B.着色剂(蓝色)(任选的)
150.堤
320.光调制器
321.偏振器
322.电极
323.液晶层
330.光源
331.LED光源
332.光导板(任选的)
333.从光源(330)发射的光
图4中的附图标记列表
400.光学器件
100.颜色转换器件
110.发光部分
110R.发光部分(红色)
110G.发光部分(绿色)
120.基质材料
130.光散射颗粒(任选的)
140.着色剂(任选的)
140R.着色剂(红色)(任选的)
140G.着色剂(绿色)(任选的)
140B.着色剂(蓝色)(任选的)
150.堤
420.光调制器
421.偏振器
422.电极
423.液晶层
430.光源
431.LED光源
432.光导板(任选的)
440.滤色器
433.从光源(330)发射的光
图5中的附图标记列表
500.光学器件
100.颜色转换器件
110.发光部分
110R.发光部分(红色)
110G.发光部分(绿色)
120.基质材料
130.光散射颗粒(任选的)
140.着色剂(任选的)
140R.着色剂(红色)(任选的)
140G.着色剂(绿色)(任选的)
140B.着色剂(蓝色)(任选的)
150.堤
520.发光器件(例如OLED)
521.TFT
522.电极(阳极)
523.基底
524.电极(阴极)
525.发光层(例如一个或多个OLED层)
526.从发光器件(520)发射的光
530.光学层(例如偏振器)(任选的)
540.滤色器
术语定义
本说明书中,除非另有说明,否则符号、单位、缩写和术语具有以下含义。
在本说明书中,除非另有特别提及,单数形式包括复数形式,并且“一个”或“那个”表示“至少一个”。在本说明书中,除非另有特别提及,否则概念的元素可以由多种物质来表示,并且当描述量(例如,质量%或摩尔%)时,它是指多种物质的总和。“和/或”包括所有元素的组合,并且还包括元素的单独使用。
在本说明书中,当使用“至”或“-”表示数值范围时,它包括端点并且单位是共用的。例如,5至25摩尔%是指5摩尔%或更多且25摩尔%或更少。
在本说明书中,烃是指包括碳和氢,并且任选地包括氧或氮的物质。烃基是指一价或二价或更高价的烃。在本说明书中,脂肪族烃是指直链、支链或环状脂肪族烃,脂肪族烃基是指一价或二价或更高价的脂肪族烃。芳香族烃是指包含芳环的烃,其可任选地不仅包含作为取代基的脂肪族烃基,而且还与脂环缩合。芳香族烃基是指一价或二价或更高价的芳香族烃。此外,芳香族环是指包含共轭不饱和环结构的烃,脂肪族环是指具有环结构但不包含共轭不饱和环结构的烃。
在本说明书中,烷基是指通过从直链或支链的饱和烃中除去任何一个氢而得到的基团,并包括直链烷基和支链烷基,环烷基是指通过从包含环状结构的饱和烃中除去一个氢而得到的基团,并任选地在环状结构中包括作为侧链的直链或支链烷基。
在本说明书中,芳基是指通过从芳香族烃中除去任何一个氢而得到的基团。亚烷基是指从直链或支链的饱和烃中除去任意两个氢而得到的基团。亚芳基是指从芳香族烃中除去任意两个氢而得到的烃基。
在本说明书中,当聚合物具有多种类型的重复单元时,这些重复单元共聚。这些共聚是交替共聚、无规共聚、嵌段共聚、接枝共聚,或这些共聚的任意组合的中任何一种。
根据本发明,术语“(甲基)丙烯酸酯聚合物”是指甲基丙烯酸酯聚合物、丙烯酸酯聚合物或甲基丙烯酸酯聚合物和丙烯酸酯聚合物的组合。
术语“发射”是指原子和分子中电子跃迁产生的电磁波发射。
在本说明书中,摄氏被用作温度单位。例如,20度是指20摄氏度。
发明详述
-方法
根据本发明,制备固化组合物的方法至少包括以下步骤:
a)用光照射组合物作为第一光照射;
b)用光照射组合物作为第二光照射;
其中所述组合物包含至少一种发光部分和反应性单体,优选所述单体具有一种或多种官能团,更优选为(甲基)丙烯酸酯单体;
其中,所述第一光照射的光的强度和所述第二光照射的光的强度满足下式(I)。
第一光照射的光的强度<第二光照射的光的强度-(I)
在本专利申请中,它被称为“两步固化方法”。
据信,通过应用上述“两步固化方法”,可以很好地控制包括反应单体、发光部分的组合物的反应条件,并且可以缩短工艺时间并对其进行优化。然后,它导致固化组合物(膜)的更高的EQE值,具有更低的蓝光泄露,和/或改进的雾度值。
在本发明的优选实施方案中,第一光照射的光的峰值光波长和第二光照射的光的峰值光波长彼此独立地在200至450nm的范围内,优选地为365至410nm,更优选地为375至405nm。这样的峰值光波长被认为是组合物平滑固化的优选波长。
在本发明的优选实施方案中,步骤a)的第一光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内,优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在2秒至100秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在2秒至100秒的范围内,更优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在3秒至50秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在5秒至50秒的范围内,甚至更优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在4秒至20秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在7秒至20秒的范围内。
据信,通过应用第一光照射,组合物开始聚合。第一光照射的光强度弱于第二光照射的光强度。因此,在较温和的固化条件下,组合物可以温和地聚合。然后通过应用具有更强光强度的第二光照射,组合物可以很好地聚合。则导致固化组合物的EQE值较高,且固化组合物的蓝光泄漏较低。此外,通过应用2步固化方法,可以自由控制工艺时间,并且可以实现更短的工艺时间。
在本发明的优选实施方案中,步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.1mW/cm2至20mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在20mW/cm2至100W/cm2的范围内,优选地,步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.5mW/cm2至10mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在100mW/cm2至10W/cm2的范围内,更优选地,步骤(a)的第一光照射的光的强度在1mW/cm2至5mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在200mW/cm2至5W/cm2的范围内。
据信,通过选择上述光强度,可以实现改进的EQE值、更低的蓝光泄漏和优化的更短的工艺时间,以及良好聚合的固化膜(组合物)。
从实现更高EQE的观点出发,用具有较低光强度的光照射组合物直到组合物聚合是合适的。优选地,光照射的总能量在900mJ/cm2至5J/cm2的范围内。更优选的是约2-3J/cm2
在本发明的优选实施方案中,组合物包含多种发光部分,基于组合物总量,优选发光部分总量在0.1重量%至90重量%的范围内,更优选为10重量%至70重量%,甚至更优选为30重量%至50重量%。
在本发明的优选实施方案中,组合物包含散射颗粒,其中基于组合物的固体含量总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少,优选为10至0重量%,更优选在5至1重量%的范围内,甚至更优选在4至2重量%的范围内。
据信,从尤其是对于喷墨而言的组合物的合适粘度、散射颗粒的良好分散性、较高的EQE值和/或固化组合物后的改进的雾度值的观点出发,上述范围是优选的。
在另一方面,从实现固化膜/组合物的进一步改进的EQE值和雾度值的观点出发,也可以仅应用第一光照射而不应用“两步固化方法”。在这种情况下,没有第二照射步骤应用于组合物。应用第一光照射,直到组合物以上述较低强度固化。
在这种情况下,步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.1mW/cm2至20mW/cm2的范围内,并且没有第二光照射,优选步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.5mW/cm2至10mW/cm2的范围内,更优步骤(a)的第一光照射的光的强度在1mW/cm2至5mW/cm2的范围内。
优选地,光照射的总能量在900mJ/cm2至5J/cm2的范围内。更优选约2-3J/cm2
-反应性单体
根据本发明,用于方法的组合物包含至少一种反应性单体,优选所述单体包含一种或多种官能团,更优选的是(甲基)丙烯酸酯单体。
在本发明的优选实施方案中,所述(甲基)丙烯酸酯单体选自单(甲基)丙烯酸酯单体、二(甲基)丙烯酸酯单体或三(甲基)丙烯酸酯单体,更优选地,它是二-甲基丙烯酸酯单体或二-丙烯酸酯单体、三-甲基丙烯酸酯单体、三-丙烯酸酯单体,甚至更优选地,它由以下的化学式(I)表示,
Figure BDA0004171309890000111
其中
X1为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
X2为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
R1是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
R2是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
优选地,符号X1
Figure BDA0004171309890000112
其中,式左侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR1的碳原子的连接点,右侧的“*”表示与式(I)的符号X2的连接点;
n是0或1;
优选地,符号X2
Figure BDA0004171309890000113
其中,式左侧的“*”表示与式(I)的符号X1的连接点,右侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR2的连接点;
m是0或1;
优选地,至少m或n是1;
R3是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,具有3至25个碳原子的环烷基或具有3至25个碳原子的芳基,优选R3是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
R4是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,具有3至25个碳原子的环烷基或具有3至25个碳原子的芳基,优选R4是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
Ra在每次出现时相同或不同地是H、D或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环烷基或烷氧基、具有5至60个环碳原子的芳族环系或具有5至60个碳原子的杂芳族环系,其中H原子可以被D、F、Cl、Br、I替代;两个或更多个相邻取代基Ra也可以彼此形成单环或多环、脂肪族、芳族或杂芳族环系。
在本发明的优选实施方案中,组合物的粘度在室温下为35cP或更低,优选在1至35cP的范围内,更优选在2至30cP的范围内,甚至更优选在2至25cP的范围内。
根据本发明,所述粘度可以在室温下用振动式粘度计VM-10A(SEKONIC)测量。
https://www.sekonic.co.jp/english/product/viscometer/vm/vm_series.html
据信,较低的粘度对于制备适用于喷墨印刷的低粘度组合物是重要的。因此,具有上述参数范围内的粘度值的(甲基)丙烯酸酯单体特别适合于制备用于喷墨印刷的组合物。通过在组合物中使用这些(甲基)丙烯酸酯单体,当它与另一种材料例如高负载的半导体发光纳米颗粒混合时,组合物仍然能够保持在适合喷墨印刷的范围内的较低的粘度。
在本发明的优选实施方案中,对于大面积均匀喷墨印刷而言,所述化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)为250℃或更高,优选在250℃至350℃的范围内,甚至更优选在280℃至350℃的范围内,进一步更优选在300℃至348℃的范围内。
据信,所述高沸点对于制备具有较低蒸汽压(优选小于0.001mmHg)的用于大面积均匀印刷的组合物也是重要的,优选使用式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体,其在25℃下的粘度值为25cP或更低,沸点至少为250℃或更高,优选在250℃至350℃的范围内,更优选在300℃至348℃的范围内,以制备适用于大面积均匀喷墨印刷的组合物,即使其与高负载的另一种材料例如高负载的半导体发光纳米颗粒混合。
根据本发明,所述B.P可以通过已知的方法来估计,例如在Science ofPetroleum,Vol.II.p.1281(1398)中描述的,https://www.sigmaaldrich.com/chemistry/solvents/learning-center/nomograph.html。
根据本发明,可以优选使用由化学式(I)表示的任何类型的公开可得的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
尤其对于第一方面,可以使用由化学式(I)表示的在25℃下粘度值为25cP或更低的任何类型的公开可得的丙烯酸酯和/或甲基丙烯酸酯。
此外,优选地,所述式(I)的R3和式(I)的R4各自彼此独立地选自以下基团,其中所述基团可以被Ra取代,优选它们未被Ra取代。
Figure BDA0004171309890000141
Figure BDA0004171309890000151
特别优选地,所述式(I)的R3和R4在每次出现时独立地或不同地选自以下基团。
Figure BDA0004171309890000152
其中,在R3的情况下,“*”表示与式中的氧原子的连接点,或者表示与式中的X2的连接点,并且其中,在R4的情况下,“*”表示与式中的氧原子的连接点,或者表示与式中的X1的连接点。
此外,优选地,所述式(I)是NDDA(壬二醇二丙烯酸酯;BP:342℃)、HDDMA(己二醇二甲基丙烯酸酯;BP:307)、HDDA(己二醇二丙烯酸酯;BP:295℃)或DPGDA(BP:314℃)。
Figure BDA0004171309890000153
-另一种反应性单体
根据本发明,在优选的实施方案中,组合物进一步包含另一种反应性单体,优选所述另一种反应性单体具有一个或多个官能团,更优选其是不同于化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯单体,优选所述另一种(甲基)丙烯酸酯单体是单-(甲基)丙烯酸酯单体,更优选其是单-甲基丙烯酸酯单体或单-丙烯酸酯单体,甚至更优选其由以下化学式(II)表示。
Figure BDA0004171309890000161
X3为未取代的或取代的烷基、芳基或烷氧基;
优选地,符号X3
Figure BDA0004171309890000162
其中式左侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR5的连接点;
l是0或1;
R5是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
R6是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,优选R6是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
R7是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,优选R7是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
Ra在每次出现时相同或不同地是H、D或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环烷基或烷氧基、具有5至60个环碳原子的芳香族环系或具有5至60个碳原子的杂芳族环系,其中H原子可以被D、F、Cl、Br、I替代;两个或更多个相邻取代基Ra也可以彼此形成单环或多环、脂肪族、芳香族或杂芳族环系。
据信,由以下化学式(II)表示的(甲基)丙烯酸酯单体显示出比式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体的粘度低得多的粘度值。因此,通过将化学式(II)表示的(甲基)丙烯酸酯单体与化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体组合使用,可以实现平滑喷墨印刷所需的粘度低得多的组合物,优选不降低外部量子效率(EQE)值。
据信,所述组合可以实现包含大量另一种材料的低粘度组合物,例如高负载的半导体发光纳米颗粒。因此,当组合物包含另一种材料时,它尤其适用于喷墨印刷。
在本发明的优选实施方案中,对于大面积均匀喷墨印刷而言,所述化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)为250℃或更高,优选化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点为250℃或更高,更优选在250℃至350℃的范围内,甚至更优选在280℃至350℃的范围内,进一步更优选在300℃至348℃的范围内。
在本发明的另一个优选实施方案中,对于大面积均匀喷墨印刷而言,所述化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)和/或所述化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)为250℃或更高,优选化学式(I)和化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点均为250℃或更高,更优选在250℃至350℃的范围内,甚至更优选在280℃至350℃的范围内,进一步更优选在300℃至348℃的范围内。
此外,优选地,所述式(II)的R7在每次出现时独立地或不同地选自以下基团,其中所述基团可以被Ra取代,优选它们未被Ra取代。
*-(CH2)6-CH3 *-(CH2)7-CH3 *-(CH2)8-CH3
*-(CH2)9-CH3 *-(CH2)10-CH3 *-(CH2)11-CH3
*-(CH2)12-CH3 *-(CH2)4-OH *-(CH2)2-OH
*-(CH2)6-OH *-(CH2)3-OH *-(CH2)5-OH
其中在l为1的情况下,“*”表示与X3的R6的连接点,并且在n为0的情况下,它表示与式(II)的X3的氧原子的连接点。
此外,优选地,所述式(II)是甲基丙烯酸月桂酯(LM,粘度6cP,BP:142℃)或丙烯酸月桂酯(LA,粘度:4.0cP,BP:313.2℃)。
在本发明的优选实施方案中,所述组合物中含有化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体,所述化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体与所述化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的混合比为1:99至99:1(式(I):式(II)),优选为5:95至50:50,更优选为10:90至40:60,甚至更优选为15:85至25:75,优选至少在组合物中使用由化学式(I)、(II)表示的纯化的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体和化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体均为通过纯化方法获得的或可获得的。
据信,相对于化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体总量,较高量的化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体导致改进的组合物的EQE,并且从组合物的粘度、组合物的更好的喷墨性能的角度来看,化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体相对于化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体总量的混合重量比小于50重量%是优选的。
优选地,反应性单体例如(甲基)丙烯酸酯单体在使用前通过使用硅胶柱纯化或经过分子筛纯化。
据信,通过硅胶柱纯化从(甲基)丙烯酸酯单体中去除杂质导致组合物中半导体发光纳米颗粒的改进的QY。
在本发明的一些实施方案中,该组合物进一步包含由以下化学式(III)表示的(甲基)丙烯酸酯单体;
Figure BDA0004171309890000181
其中R9是氢原子、具有1至25个碳原子的直链烷基或由化学式(IV)表示的(甲基)丙烯酸酯基,
Figure BDA0004171309890000191
R6是氢原子、具有1至25个碳原子的直链烷基或化学式(V)表示的(甲基)丙烯酸酯基
Figure BDA0004171309890000192
R7是氢原子、具有1至25个碳原子的直链烷基或化学式(VI)表示的(甲基)丙烯酸酯基
Figure BDA0004171309890000193
其中R8a、R8b和R8c在每次出现时各自独立地或彼此依赖地为H或CH3
其中R9、R10和R11中的至少一个是(甲基)丙烯酸酯基,优选R9、R10和R11中的两个是(甲基)丙烯酸酯基,另一个是氢原子或具有1至25个碳原子的直链烷基,优选式(III)的(甲基)丙烯酸酯单体的电导率(S/cm)为1.0*10-10或更低,优选为5.0*10-11或更低,更优选在5.0*10-11至1.0*10-15的范围内,更优选在5.0*10-12至1.0*10-15的范围内。
据信,化学式(III)的(甲基)丙烯酸酯单体可用于在喷墨印刷后改进其由该组合物制成的层的坚固性。
根据本发明,可以使用由以下化学式(III)表示的公知的(甲基)丙烯酸酯单体来改进喷墨印刷和交联后的层的坚固性。
非常优选地,三羟甲基丙烷三丙烯酸酯(TMPTA)用作化学式(III)的(甲基)丙烯酸酯单体。
在本发明的优选实施方案中,基于组合物中(甲基)丙烯酸酯单体总量,化学式(III)的(甲基)丙烯酸酯单体的量在0.001重量%至25重量%的范围内,更优选在0.1重量%至15重量%的范围内,甚至更优选在1重量%至10重量%的范围内,进一步更优选在3重量%至7重量%的范围内。
优选地,反应性单体,例如(甲基)丙烯酸酯单体在使用前通过使用硅胶柱纯化或经过分子筛纯化。
据信,通过硅胶柱纯化从(甲基)丙烯酸酯单体中去除杂质导致组合物中半导体发光纳米颗粒的改进的QY。
根据本发明,在优选实施方案中,组合物的粘度在室温下为35cP或更低,优选在1至35cP的范围内,更优选在2至30cP的范围内,甚至更优选在2至25cP的范围内。
在本发明的优选实施方案中,基于组合物总量,组合物包含10重量%或更少的溶剂,更优选为5重量%或更少,更优选为无溶剂组合物,优选组合物不包含任何选自由以下组成的组中的一种或多种的溶剂:乙二醇单烷基醚,例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙基醚和乙二醇单丁基醚;二甘醇二烷基醚,例如二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙基醚和二甘醇二丁基醚;丙二醇单烷基醚,例如丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚和丙二醇单丙醚;乙二醇烷基醚乙酸酯,例如甲基溶纤剂乙酸酯和乙基溶纤剂乙酸酯;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙醚乙酸酯和丙二醇单丙醚乙酸酯;酮类,例如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮和环己酮;醇类,例如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、三甘醇和甘油;酯类,例如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯和乳酸乙酯;和环状酯类,如γ-丁内酯;氯代烃,例如氯仿、二氯甲烷、氯苯,三甲基苯,例如1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,2,3-三甲基苯、十二烷基苯、环己基苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,2,3,5-四甲基苯、3-异丙基联苯、3-甲基联苯、4-甲基联苯和二氯苯,优选所述溶剂是丙二醇烷基醚乙酸酯、烷基乙酸酯、乙二醇单烷基醚、丙二醇和丙二醇单烷基醚。
据信,组合物中少于10重量%的溶剂导致改进的喷墨,并且它可以避免在溶剂蒸发后在同一像素上进行第二次或更多次喷墨。
-发光部分(110)
在本发明的优选实施方案中,所述发光部分是有机发光材料和/或无机发光材料,优选所述有机发光材料是有机染料,或用于有机发光二极管器件的有机发光材料,优选所述无机发光材料是无机磷光体和/或半导体发光纳米颗粒,例如量子(尺寸的)材料。
在本发明的一些实施方案中,基于第一像素(161)的总量,发光部分(110)的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,优选为10重量%至70重量%,更优选为30重量%至50重量%。
-iii)半导体发光纳米颗粒
根据本发明,术语“半导体”是指在室温下具有介于导体(例如铜)与绝缘体(例如玻璃)之间的电导率的材料。优选地,半导体是其电导率随温度增加的材料。
术语“纳米尺寸”是指0.1nm至150nm,更优选3nm至50nm之间的尺寸。
因此,根据本发明,“半导体发光纳米颗粒”是指尺寸在0.1nm至150nm,更优选3nm至50nm之间、在室温下具有介于导体(例如铜)与绝缘体(例如玻璃)之间的电导率的发光材料,优选地,半导体是其电导率随着温度增加的材料,并且尺寸在0.1nm至150nm,优选0.5nm至150nm,更优选1nm至50nm之间。
根据本发明,术语“尺寸”是指半导体纳米尺寸发光颗粒的最长轴的平均直径。
基于由Tecnai G 2Spirit Twin T-12透射电子显微镜创建的TEM图像中的100个半导体发光纳米颗粒,计算半导体纳米尺寸发光颗粒的平均直径。
在本发明的优选实施方案中,本发明的半导体发光纳米颗粒是量子尺寸的材料。
根据本发明,术语“量子尺寸”是指没有配体或另外的表面修饰的半导体材料本身的尺寸,其可以显示量子限制效应,如在例如ISBN:978-3-662-44822-9中所描述的。
例如,可以使用CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnSeS、ZnTe、ZnO、GaAs、GaP、GaSb、HgS、HgSe、HgSe、HgTe、InAs、InP、InPZn、InPZnS、InPZnSe、InPZnSeS、InPZnGa、InPGaS、InPGaSe、InPGaSeS、InPZnGaSeS和InPGa、InCdP、InPCdS、InPCdSe、InSb、AlAs、AlP、AlSb、Cu2S、Cu2Se、CuInS2、CuInSe2、Cu2(ZnSn)S4、Cu2(InGa)S4、TiO2合金以及这些中任何组合。
在本发明的优选实施方案中,第一半导体材料包括至少一种元素周期表第13族元素和一种元素周期表第15族元素,优选第13族元素为In,第15族元素为P,更优选第一半导体材料选自InP、InPZn、InPZnS、InPZnSe、InPZnSeS、InPZnGa、InPGaS、InPGaSe、InPGaSeS、InPZnGaSeS和InPGa。
根据本发明,待合成的半导体发光纳米颗粒的核的形状类型和半导体发光纳米颗粒的形状没有特别限制。
例如,可以合成球形、细长形、星形、多面体形、金字塔形、四足形、四面体形、血小板形、锥形和不规则形的核和/或半导体发光纳米颗粒。
在本发明的一些实施方案中,核的平均直径在1.5nm至3.5nm的范围内。
核的平均直径是根据由Tecnai G2 Spirit Twin T-12透射电子显微镜创建的TEM图像中的100个半导体发光纳米颗粒计算的。
在本发明的一些实施方案中,至少一个壳层包含或由周期表第12族的第一元素和周期表第16族的第二元素组成,优选地,第一元素是Zn,第2元素是S、Se或Te;优选地,直接覆盖在所述核上的第一壳层包括或由周期表第12族的第一元素和周期表第16族的第二元素组成,优选地,第一元素是Zn,第二元素是S、Se或Te。
在本发明的优选实施方案中,至少一个壳层(第一壳层)由下式(XI)表示,优选地,直接覆盖核的壳层由化学式(XI)表示;
ZnSxSeyTez-(XI)
其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,且x+y+z=1,优选0≤x≤1,0≤y≤1,z=0,且x+y=1,优选壳层为ZnSe、ZnSxSey、ZnSeyTez或ZnSxTez
在本发明的一些实施方案中,所述壳层是合金壳层或梯度壳层,优选所述梯度壳层是ZnSxSey、ZnSeyTez或ZnSxTez,更优选是ZnSxSey
在本发明的一些实施方案中,半导体发光纳米颗粒进一步包括位于所述壳层上的第二壳层,优选第二壳层包括或由周期表第12族的第三元素和周期表第16族的第四元素组成,更优选第三元素是Zn,第四元素是S、Se或Te,条件是第四元素和第二元素不相同。
在本发明的优选实施方案中,第二壳层由下式(XI′)表示,
ZnSxSeyTez-(XI′)
其中0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1,x+y+z=1,优选地,壳层是ZnSe、ZnSxSey、ZnSeyTez或ZnSxTez,条件是壳层和第二壳层不相同。
在本发明的一些实施方案中,所述第二壳层可以是合金壳层。
在本发明的一些实施方案中,半导体发光纳米颗粒可以进一步在第二壳层上包括一个或多个另外的壳层,作为多壳层。
根据本发明,术语“多壳”代表由三个或更多个壳层组成的堆叠壳层。
例如,可以使用CdSe/CdS、CdSeS/CdZnS、CdSeS/CdS/ZnS、ZnSe/CdS、CdSe/ZnS、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InZnP/ZnSe、InZnP/ZnSe/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnSe/ZnS、InZnPS/ZnS、InZnPS ZnSe、InZnPS/ZnSe/ZnS、ZnSe/CdS、ZnSe/ZnS或这些的任何组合。优选地InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/ZnSe/ZnS、InZnP/ZnS、InZnP/ZnSe、InZnP/ZnSe/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe、InGaP/ZnSe/ZnS。
这种半导体发光纳米颗粒是公开可得的(例如来自Sigma Aldrich)和/或可以用例如在US 7,588,828 B、US 8,679,543 B和Chem.Mater.2015,27,pp 4893-4898中描述的方法合成。
在本发明的一些实施方案中,组合物包含两种或更多种半导体发光纳米颗粒。
在本发明的一些实施方案中,组合物包含多种半导体发光纳米颗粒。
在本发明的一些实施方案中,基于组合物的总量,半导体发光纳米颗粒的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,优选为10重量%至70重量%,更优选30重量%至50重量%。
-配体
在本发明的一些实施方案中,任选地,半导体发光纳米颗粒可以被一种或多种配体直接包覆,或者半导体发光纳米颗粒的无机部分的最外表面可以被另外的配体直接包覆,并且另外的配体进一步被聚合物包覆。
作为另外的配体,可以使用膦和氧化膦例如三辛基膦氧化物(TOPO)、三辛基膦(TOP)和三丁基膦(TBP);膦酸例如十二烷基膦酸(DDPA)、十三烷基膦酸(TDPA)、十八烷基膦酸(ODPA)和己基膦酸(HPA);胺如例油胺、十二烷基胺(DDA)、十四烷基胺(TDA)、十六烷基胺(HDA)和十八烷基胺(ODA)、油胺(OLA),1-十八烯(ODE),硫醇例如十六烷硫醇和己烷硫醇;巯基羧酸,例如巯基丙酸和巯基十一酸;羧酸例如油酸、硬脂酸、肉豆蔻酸;乙酸、聚亚乙基亚胺(PEI)、单官能PEG硫醇(mPEG-硫醇)或mPEG硫醇的衍生物以及这些的任何组合。
这种配体的实例已经在例如公开的国际专利申请WO 2012/059931A中描述。
-散射颗粒
根据本发明,作为散射颗粒,可以使用公知的无机氧化物的小颗粒,例如SiO2、SnO2、CuO、CoO、Al2O3、TiO2、Fe2O3、Y2O3、ZnO、ZnS、MgO;有机颗粒,例如聚合的聚苯乙烯、聚合的PMMA;无机中空氧化物,例如中空二氧化硅或这些的任何组合。基于层的固体含量总量,散射颗粒的量优选为4重量%或更少,优选在4至0重量%的范围内,更优选在1至0重量%的范围内,更优选为层和/或组合物不含任何散射颗粒。
在本发明的一些实施方案中,所述组合物包含
iii)至少一种半导体发光纳米颗粒,其包括第一半导体纳米颗粒,任选地覆盖第一半导体纳米颗粒的至少一部分的一个或多个壳层,优选组合物的EQE值为23%或更高,优选24%或更高且小于95%。
根据本发明,作为透明聚合物,可以优选使用例如WO 2016/134820A中描述的适用于光学器件的各种公知透明聚合物。
根据本发明,术语“透明”是指在光学介质中使用的厚度下和在光学介质运行期间使用的波长或波长范围下,至少约60%的入射光透射。优选在70%或更大,更优选在75%或更大,最优选在80%或更大。
根据本发明,术语“聚合物”是指具有重复单元并且重均分子量(Mw)为1000g/mol或更高的材料。
分子量Mw借助于GPC(=凝胶渗透色谱法)相对于内部聚苯乙烯标准物测定。
在本发明的一些实施方案中,透明聚合物的玻璃化转变温度(Tg)为70℃或更高且250℃或更低。
Tg是基于在差示扫描比色法中观察到的热容的变化来测量的,例如http://pslc.ws/macrog/dsc.htm;Rickey J Seyler,Assignment of the Glass Transition,ASTM publication code number(PCN)04-012490-50中所描述的。
例如,作为透明基质材料的透明聚合物,可以优选使用聚(甲基)丙烯酸酯、环氧树脂、聚氨酯、聚硅氧烷。
在本发明的优选实施方案中,作为透明基质材料的聚合物的重均分子量(Mw)在1,000至300,000g/mol的范围内,更优选为10,000至250,000g/mol。
根据本发明,可以优选地使用例如WO 2016/134820A中所述的公知的抗氧化剂、自由基猝灭剂、光引发剂和/或表面活性剂。
根据本发明,优选地,组合物进一步包含选自以下组的一种或多种的另一种材料:
A)另一种发光部分,其不同于权利要求1的发光部分,优选所述发光部分是有机发光材料和/或无机发光材料,更优选所述有机发光材料是有机染料,或用于有机发光二极管器件的有机发光材料,更优选所述无机发光材料是无机磷光体和/或量子材料,优选所述发光部分包括配体,更优选所述发光部分包括具有2至25个碳原子的烷基或烯基型配体;
B)另一种(甲基)丙烯酸酯单体;和
C)光学透明聚合物、抗氧化剂、自由基猝灭剂、光引发剂和/或表面活性剂。
在本发明的一些实施方案中,优选地,本发明的组合物包含
v)散射颗粒;和
vii)至少一种聚合物,其配置成使得所述聚合物能够使散射颗粒分散在组合物中;
其中所述聚合物包含至少膦基、氧化膦基、磷酸酯基、膦酸酯基、硫醇基、叔胺、羧基、杂环基、硅烷基、磺酸、羟基、膦酸或其组合,优选所述聚合物包含叔胺、氧化膦基、膦酸或磷酸酯基。
根据本发明,配置成使得所述聚合物能够使散射颗粒分散在组合物中的聚合物包含至少一个重复单元A,所述重复单元A包括膦基、氧化膦基、磷酸酯基、膦酸酯基、硫醇基、叔胺、羧基、杂环基、硅烷基、磺酸、羟基、膦酸或其组合,优选重复单元A包括叔胺、氧化膦基、膦酸或磷酸酯基。
在本发明的一些实施方案中,重复单元A和重复单元B是构成重复单元。
甚至更优选地,重复单元A包含由以下化学式(VII)表示的叔胺,NR12R13R14--(VII)
其中R12是氢原子、具有1至30个碳原子的直链或支链烷基或具有1至30个碳原子的芳基;R13是氢原子、具有1至30个碳原子的直链或支链烷基、或具有1至30个碳原子的芳基;R12和R13可以彼此相同或不同;R14是单键、具有1至30个碳原子的直链或支链亚烷基、具有1至30个碳原子的亚烯基、具有1至30个碳原子的(聚)氧杂亚烷基。
更优选地,R12是具有1至30个碳原子的直链或支链烷基;R13是具有1至30个碳原子的直链或支链烷基;R12和R13可以彼此相同或不同。
此外,优选R12是甲基、乙基、正丙基或正丁基;R13是甲基、乙基、正丙基或正丁基。
根据本发明,在优选实施方案中,重复单元A不含盐。
在本发明的优选实施方案中,聚合物是选自接枝共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物和无规共聚物的共聚物,优选所述共聚物包括重复单元A和不包括任何膦基、氧化膦基、磷酸酯基、膦酸酯基、硫醇基、叔胺、羧基、杂环基、硅烷基、磺酸、羟基、膦酸及其组合的重复单元B,更优选所述共聚物是由以下化学式(VIII)或(IX)表示的嵌段共聚物,
An–Bm -(VIII)
Bo–An–Bm -(IX)
其中符号“A”表示重复单元A;符号“B”表示重复单元B;符号“n”、“m”和“o”在每次出现时彼此独立地或依赖地是整数1至100,优选5至75,更优选7至50;甚至更优选地,重复单元B包括选自(聚)乙烯、(聚)亚苯基、聚二乙烯基苯、(聚)醚、(聚)酯、(聚)酰胺、(聚)氨酯、(聚)碳酸酯、聚乳酸、(聚)乙烯基酯、(聚)乙烯基醚、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、纤维素和这些的任何衍生物的聚合物链。
在本发明的优选实施方案中,重复单元B的聚合物链是聚乙二醇。
更优选地,重复单元B包含由以下化学式(X)表示的化学结构,
Figure BDA0004171309890000281
其中化学式(X),R15为氢原子或甲基;R16为具有1至10个碳原子的烷基;和n为1至5的整数,“*”表示与另一聚合物重复单元或聚合物末端的连接点。
更优选地,R15可以是氢原子或甲基,R16可以是乙基,n是1至5的整数。
在本发明的一些实施方案中,半导体发光纳米颗粒的核的表面或一个或多个壳层的最外表面可以部分地或完全地被聚合物包覆。
通过使用配体交换方法,例如Thomas Nann,Chem.Commun.,2005,1735–1736,DOI:10.1039/b-414807j中所描述的,聚合物可以被引入到半导体发光纳米颗粒的核的表面上或核的最外表面上。
根据本发明,在一些实施方案中,相对于半导体发光纳米颗粒的总重量,所述聚合物的含量在1重量%至500重量%的范围内,更优选在20重量%至350重量%的范围内,甚至更优选在50重量%至200重量%的范围内。
在本发明的优选实施方案中,聚合物的重均分子量(Mw)在200g/mol至30,000g/mol,优选250g/mol至2,000g/mol,更优选400g/mol至1,000g/mol的范围内。
分子量Mw借助于GPC(=凝胶渗透色谱法)相对于内部聚苯乙烯标准物测定。
作为聚合物,可优选使用可在非极性和/或低极性有机溶剂中溶解的市售润湿和分散添加剂。例如BYK-111、BYK-LPN6919、BYK-103、BYK-P104、BYK-163([商标],来自BYKcom.)、TERPLUS MD1000系列,例如MD1000、MD1100([商标],来自Otsuka Chemical)、聚(乙二醇)甲醚胺(Sigma-Ald 767565[商标],来自Sigma Aldrich)、聚酯双-MPA树枝化基元、32羟基、1硫醇(Sigma-Ald 767115[商标],来自Sigma Aldrich)、LIPONOL DA-T/25(来自LionSpecialty ChemicalsCo.)、羧甲基纤维素(来自Polyscience等),在例如“Marc Thiryet.al.,ACSNANO,American Chemical society,Vol.5,No.6,pp 4965–4973,2011”,“Kimihiro Susumu,et.al.,J.Am.Chem.Soc.2011,133,pp 9480-9496”中公开的其他另一种润湿和分散添加剂。
因此,在本发明的一些实施方案中,组合物至少包含化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体、化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体和配置成使得所述聚合物能够使散射颗粒分散在组合物中的聚合物,其中化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体:化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体:聚合物的混合比为10:89:1至50:40:10,优选在15:82:3至30:60:10的范围内。
在本发明的一些实施方案中,组合物包含、基本上由或者由本发明组合物的(甲基)丙烯酸酯单体衍生的或可衍生的至少一种聚合物组成。
在本发明的优选实施方案中,所述聚合物衍生或可衍生自组合物中的所有(甲基)丙烯酸酯单体,例如,至少化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体和/或化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体。
-QY计算
组合物的量子产率(QY)测量通过使用绝对PL量子产率光谱仪C9920-02(Hamamatsu Photonics K.K.)进行,并使用以下公式。
量子产率(QY)=样品发射的光子数/样品吸收的光子数。
为了提高来自包含半导体发光纳米颗粒的光学介质(例如,包含量子尺寸材料的光学膜)的输出耦合效率,提出了几种方法,例如在膜和/或相邻膜中掺入散射颗粒,通过掺入中空二氧化硅颗粒来降低膜的折射率,以及放置合适的形状结构(参见Proceedings ofSPIE,P.184,5519-33,2004)。其中,在包含量子材料的膜上放置结构化膜是最适合于应用局部调光技术来实现高动态范围的大型TV应用。散射颗粒对调光技术是有害的,因为散射光导致颜色模糊,并且由于中空二氧化硅颗粒的有限体积,难以将膜的折射率降低到足以达到实际水平。也可以应用降低折射率和放置结构化膜的组合。
在另一方面,本发明进一步涉及由本发明的方法获得的或可获得的固化组合物。
在另一方面,本发明进一步涉及由本发明的方法获得的或可获得的层。
在另一方面,本发明还涉及包含发光部分、基质材料和散射颗粒的层,其中基于层的总量,发光部分的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,更优选为10重量%至70重量%,甚至更优选为30重量%至50重量%;和
其中基于层的总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少,优选为5至1重量%,更优选为4至2重量%,优选为所述层被配置为实现EQE值20%或更高,更优选所述EQE值在20%至99%的范围内,更优选所述EQE值在30%至50%的范围内,甚至更优选所述EQE值在30%至40%的范围内,对于蓝-绿转换效率,优选所述层是图案化层,优选所述层是图案化层。
在本发明的优选实施方案中,所述层的层厚度在1至50μm的范围内,优选5至15μm,更优选8至15μm,进一步更优选8至12μm。
在另一方面,本发明还涉及颜色转换器件(100),其至少包括第一像素(161),第一像素(161)部分地或完全地填充有权利要求16的固化组合物或填充有本发明的层,以及至少包括聚合物材料的堤(150),优选地,颜色转换器件(100)还包含支护介质(170)。
-第一像素(161)
根据本发明,所述第一像素(161)至少包括含有发光部分(110)的基质材料(120)。在优选的实施方案中,第一像素(161)是通过固化包含至少一种丙烯酸酯单体和至少一种发光部分(110)的本发明组合物而获得的或可获得的固体层,优选地,所述固化是通过光照射的光固化、热固化或光固化和热固化的组合。
在优选实施方案中,堤(150)的高度在0.1至100μm的范围内,优选为1至50μm,更优选为1至25μm,进一步优选为5至20μm。
在本发明的一些实施方案中,像素(161)的层厚度在0.1至100μm的范围内,优选为1至50μm,更优选为5至25μm。
在本发明的一些实施方案中,颜色转换器件(100)还包括第二像素(162),优选地,器件(100)至少包括所述第一像素(161)、第二像素(162)和第三像素(163),更优选地,所述第一像素(161)是红色像素,第二像素(162)是绿色像素,第三像素(163)是蓝色像素,甚至更优选地,第一像素(161)包含红色发光部分(110R),第二彩色像素(162)包含绿色发光部分(110G),第三像素(163)不包含任何发光部分。
在一些实施方案中,至少一个像素(160)另外在基质材料(120)中包含至少一种光散射颗粒(130),优选地,像素(160)包含多种光散射颗粒(130)。
在本发明的一些实施方案中,所述第一像素(161)由一个像素或两个或更多个子像素组成,所述子像素被配置为在被激发光照射时发射红色,更优选地,所述子像素包含相同的发光部分(110)。
在一个优选实施方案中,所述堤(150)被配置为确定所述第一像素(161)的面积,并且所述堤(150)的至少一部分直接接触第一像素(161)的至少一部分,优选地,所述堤(150)的所述第二聚合物直接接触第一像素(161)的第一聚合物的至少一部分。
在一个优选实施方案中,所述堤(150)是光刻图案化的,并且所述第一像素(161)被所述堤(150)包围,优选地,所述第一像素(161)、第二像素(162)和第三像素(163)都被光刻图案化的堤(150)包围。
根据本发明,可以优选地使用例如WO 2021/018927A1中所述的公知的堤组合物、公知的堤制造方法。
-基质材料(120)
在优选实施方案中,基质材料(120)包含(甲基)丙烯酸酯聚合物,优选为甲基丙烯酸酯聚合物,丙烯酸酯聚合物或其组合,更优选是丙烯酸酯聚合物,甚至更优选所述基质材料(120)是由含有至少一种丙烯酸酯单体的本发明组合物获得的或可获得的,进一步更优选所述基质材料(120)是由含有至少一种二丙烯酸酯单体的本发明组合物获得的或可获得的,特别优选所述基质材料(120)是由含有至少一种二丙烯酸酯单体和单丙烯酸酯单体的本发明组合物获得的或可获得的,优选所述组合物是光敏组合物。
-支护介质(170)
在本发明的一些实施方案中,所述支护介质(170)是基底,更优选地是透明基底。
通常,所述基底例如透明基底可以是柔性的、半刚性的或刚性的。
可以根据需要使用适用于光学器件的公知透明基底。
优选地,作为透明基底,可以使用透明聚合物基底、玻璃基底、堆叠在透明聚合物膜上的薄玻璃基底、透明金属氧化物(例如,硅酮氧化物、铝氧化物、钛氧化物)、具有透明金属氧化物的聚合物膜基底。甚至更优选地,它是透明聚合物基底或玻璃基底。
透明聚合物基底可以由聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚氯乙烯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、尼龙、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物、聚氟乙烯、四氟乙烯乙烯共聚物、四氟乙烯六氟聚合物共聚物或这些的任何组合制成。
术语“透明”是指在光伏器件中使用的厚度和在光伏电池操作期间使用的波长或波长范围下,至少约60%的入射光透射率。优选在70%或更大,更优选在75%或更大,最优选在80%或更大。
-用途
在另一方面,本发明涉及本发明的颜色转换器件(100)在光学器件(300)中的用途,所述光学器件(300)包含至少一个被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520)。
-光学器件
在另一方面,本发明进一步涉及光学器件(300、400、500),其包含至少一个颜色转换器件(100)和被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520)。
在本发明的一些实施方案中,光学器件可以是液晶显示器件(LCD)、有机发光二极管(OLED)、用于光学显示器的背光单元、发光二极管器件(LED)、微机电系统(以下称为“MEMS”)、电润湿显示器或电泳显示器、照明器件和/或太阳能电池。
图4至6示出了本发明的光学器件的一些实施方案。
优选实施方案
1.制备固化组合物的方法,其至少包括以下步骤:
a)用光照射组合物作为第一光照射;
b)用光照射所述组合物作为第二光照射;
其中所述组合物包含至少一种发光部分和反应性单体,优选所述单体具有一个或多个官能团,更优选为(甲基)丙烯酸酯单体;
其中,所述第一光照射的光的强度和所述第二光照射的光的强度满足以下式(I)。
第一光照射的光的强度<第二光照射的光的强度-(I)
2.实施方案1的方法,其中所述第一光照射的光的峰值光波长和所述第二光照射的光的峰值光波长彼此独立地在200至450nm的范围内,优选地为365至410nm,更优选地为375至405nm。
3.实施方案1或2的方法,其中步骤a)的第一光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内,优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在2秒至100秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在2秒至100秒的范围内,更优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在3秒至50秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在5秒至50秒的范围内,甚至更优选地,步骤a)的第一光照射的照射时间在4秒至20秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在7秒至20秒的范围内。
4.实施方案1至3中任一项的方法,其中步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.1mW/cm2至20mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在20mW/cm2至100W/cm2的范围内,优选地,步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.5mW/cm2至10mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在100mW/cm2至10W/cm2的范围内,更优选地,步骤(a)的第一光照射的光的强度在1mW/cm2至5mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在200mW/cm2至5W/cm2的范围内。
5.实施方案1至4中任一项的方法,其中所述组合物包含多种发光部分,基于组合物总量,优选发光部分总量在0.1重量%至90重量%的范围内,更优选为10重量%至70重量%,甚至更优选为30重量%至50重量%。
6.实施方案1至5中任一项的方法,其中所述组合物包含散射颗粒,其中基于组合物的固体含量总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少,优选为10至0重量%,更优选在5至1重量%的范围内,甚至更优选在4至2重量%的范围内。
7.实施方案1至6中任一项的方法,所述反应性单体为选自单(甲基)丙烯酸酯单体、二(甲基)丙烯酸酯单体或三(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选地,它是二-甲基丙烯酸酯单体或二-丙烯酸酯单体、三-甲基丙烯酸酯单体、三-丙烯酸酯单体,甚至更优选地,它由以下的化学式(I)表示,
Figure BDA0004171309890000351
其中,
X1为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
X2为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
R1是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
R2是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
优选地,符号X1
Figure BDA0004171309890000352
其中,式左侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR1的碳原子的连接点,右侧的“*”表示与式(I)的符号X2的连接点;
n是0或1;
优选地,符号X2
Figure BDA0004171309890000353
其中,式左侧的“*”表示与式(I)的符号X1的连接点,右侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR2的连接点;
m是0或1;
优选地,至少m或n是1;
R3是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,具有3至25个碳原子的环烷基或具有3至25个碳原子的芳基,优选R3是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
R4是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,具有3至25个碳原子的环烷基或具有3至25个碳原子的芳基,优选R4是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
Ra在每次出现时相同或不同地是H、D或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环烷基或烷氧基、具有5至60个环碳原子的芳族环系或具有5至60个碳原子的杂芳族环系,其中H原子可以被D、F、Cl、Br、I替代;两个或更多个相邻取代基Ra也可以彼此形成单环或多环、脂肪族、芳族或杂芳族环系。
8.实施方案1至7中任一项的方法,其中组合物进一步包含不同于化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体的另一种(甲基)丙烯酸酯单体,优选所述另一种(甲基)丙烯酸酯单体是单-(甲基)丙烯酸酯单体,更优选其是单-甲基丙烯酸酯单体或单-丙烯酸酯单体,甚至更优选其由以下化学式(II)表示,
Figure BDA0004171309890000361
X3为未取代的或取代的烷基、芳基或烷氧基;
优选地,符号X3
Figure BDA0004171309890000362
其中式左侧的“*”表示与式(I)的端基C=CR5的连接点;
l是0或1;
R5是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
R6是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,优选R6是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
R7是具有1至25个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,优选R7是具有1至15个碳原子,更优选1至5个碳原子的直链亚烷基或亚烷氧基,
其可被一个或多个基团Ra取代,其中一个或多个不相邻的CH2基团可被RaC=CRa、C≡C、Si(Ra)2、Ge(Ra)2、Sn(Ra)2、C=O、C=S、C=Se、C=NRa、P(=O)(Ra)、SO、SO2、NRa、OS或CONRa替代,且其中一个或多个H原子可被D、F、Cl、Br、I、CN或NO2替代;
Ra在每次出现时相同或不同地是H、D或具有1至20个碳原子的烷基、具有3至40个碳原子的环烷基或烷氧基、具有5至60个环碳原子的芳香族环系或具有5至60个碳原子的杂芳族环系,其中H原子可以被D、F、Cl、Br、I替代;两个或更多个相邻取代基Ra也可以彼此形成单环或多环、脂肪族、芳香族或杂芳族环系。
9.实施方案1至8中任一项的方法,其中所述组合物中含有化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体,所述化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体与所述化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的混合比为1:99至99:1(式(I):式(II)),优选为5:95至50:50,更优选为10:90至40:60,甚至更优选为15:85至25:75,优选至少在组合物中使用由化学式(I)、(II)表示的纯化的(甲基)丙烯酸酯单体,更优选化学式(I)的(甲基)丙烯酸酯单体和化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体均为通过纯化方法获得的或可获得的。
10.实施方案1至9中任一项的方法,其中所述化学式(I)和/或化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)为250℃或更高,优选化学式(I)和化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点均为250℃或更高,更优选在250℃至350℃的范围内,甚至更优选在280℃至350℃,进一步更优选300℃至348℃。
11.实施方案1至10中任一项的方法,其中所述组合物的粘度在室温下为35cP或更低,优选在1至35cP的范围内,更优选2至30cP,甚至更优选10至28cP。
12.实施方案1至11中任一项的方法,其中所述发光部分包括配体,更优选所述发光部分包括具有2至20个碳原子的烷基或烯基型配体。
13.实施方案1至12中任一项的方法,其中所述发光部分是有机发光材料和/或无机发光材料,更优选所述有机发光材料是有机染料,或用于有机发光二极管器件的有机发光材料,更优选所述无机发光材料是无机磷光体和/或量子材料。
14.实施方案1至13中任一项的方法,其中所述组合物进一步包含选自以下组中一种或多种的另外的材料:
A)另一种发光部分,其不同于权利要求1的发光部分,优选所述发光部分是有机发光材料和/或无机发光材料,更优选所述有机发光材料是有机染料,或用于有机发光二极管器件的有机发光材料,更优选所述无机发光材料是无机磷光体和/或量子材料,优选所述发光部分包括配体,更优选所述发光部分包括具有2至25个碳原子的烷基或烯基型配体;
B)另一种(甲基)丙烯酸酯单体;和
C)光学透明聚合物、抗氧化剂、自由基猝灭剂、光引发剂和/或表面活性剂。
15.实施方案1至14中任一项的方法,其中基于所述组合物总量,所述组合物包含10重量%或更少的溶剂,更优选为5重量%或更少,更优选为无溶剂组合物,优选组合物不包含任何选自由以下组成的组中的一种或多种的溶剂:乙二醇单烷基醚,例如乙二醇单甲醚、乙二醇单乙醚、乙二醇单丙基醚和乙二醇单丁基醚;二甘醇二烷基醚,例如二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇二丙基醚和二甘醇二丁基醚;丙二醇单烷基醚,例如丙二醇单甲醚(PGME)、丙二醇单乙醚和丙二醇单丙醚;乙二醇烷基醚乙酸酯,例如甲基溶纤剂乙酸酯和乙基溶纤剂乙酸酯;丙二醇烷基醚乙酸酯,例如丙二醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)、丙二醇单乙醚乙酸酯和丙二醇单丙醚乙酸酯;酮类,例如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基异丁基酮和环己酮;醇类,例如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、环己醇、乙二醇、三甘醇和甘油;酯类,例如3-乙氧基丙酸乙酯、3-甲氧基丙酸甲酯和乳酸乙酯;和环状酯类,例如γ-丁内酯;氯代烃,例如氯仿、二氯甲烷、氯苯,三甲基苯,例如1,3,5-三甲基苯、1,2,4-三甲基苯、1,2,3-三甲基苯,十二烷基苯、环己基苯、1,2,3,4-四甲基苯、1,2,3,5-四甲基苯、3-异丙基联苯、3-甲基联苯、4-甲基联苯和二氯苯,优选所述溶剂是丙二醇烷基醚乙酸酯、烷基乙酸酯、乙二醇单烷基醚、丙二醇和丙二醇单烷基醚。
16.由实施方案1至15中任一项的方法获得的或可获得的固化组合物。
17.由实施方案1至15中任一项的方法获得的或可获得的层。
18.层,其包含发光部分、基质材料和散射颗粒,其中基于层的总量,发光部分的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,更优选为10重量%至70重量%,甚至更优选为30重量%至50重量%;和
其中基于层的总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少,优选在5至1重量%的范围内,更优选在4至2重量%的范围内,优选所述层被配置为实现EQE值20%或更高,更优选所述EQE值在20%至99%的范围内,更优选所述EQE值在30%至50%的范围内,甚至更优选所述EQE值在30%至40%的范围内,对于蓝-绿转换效率而言,优选所述层是图案化层,优选所述层是图案化层。
19.实施方案17或18的层,其中所述层的层厚度在1至50μm的范围内,优选5至15μm,更优选8至15μm,进一步更优选8至12μm。
20.颜色转换器件(100),其至少包括第一像素(161),第一像素(161)部分地或完全地填充有实施方案16的固化组合物或填充有实施方案17至19中任一项的层,以及至少包括聚合物材料的堤(150),优选地,颜色转换器件(100)还包含支护介质(170)。
21.权利要求20的器件(100),其中堤(150)的高度在0.1至100μm的范围内,优选为1至50μm,更优选为1至25μm,进一步优选为5至20μm。
22.权利要求20或21的器件(100),其中像素(161)的层厚度在0.1至100μm的范围内,优选为1至50μm,更优选为5至25μm。
23.实施方案20至22中任一项的器件(100),其进一步包括第二像素(162),优选地,器件(100)至少包括所述第一像素(161)、第二像素(162)和第三像素(163),更优选地,所述第一像素(161)是红色像素,第二像素(162)是绿色像素,第三像素(163)是蓝色像素,甚至更优选地,第一像素(161)包含红色发光部分(110R),第二彩色像素(162)包含绿色发光部分(110G),第三像素(163)不包含任何发光部分。
24.实施方案20至23中任一项的器件(100),其中至少一个像素(160)另外在基质材料(120)中包含至少一种光散射颗粒(130),优选地,像素(160)包含多种光散射颗粒(130)。
25.实施方案20至24中任一项的器件(100),其中所述第一像素(161)由一个像素或两个或更多个子像素组成,所述子像素被配置为在被激发光照射时发射红色,更优选地,所述子像素包含相同的发光部分(110)。
26.实施方案20至25中任一项的器件(100),其中所述堤(150)被配置为确定所述第一像素(161)的面积,并且所述堤(150)的至少一部分直接接触第一像素(161)的至少一部分,优选地,所述堤(150)的所述第二聚合物直接接触第一像素(161)的第一聚合物的至少一部分。
27.实施方案20至26中任一项的器件(100),其中所述堤(150)是光刻图案化的,并且所述第一像素(161)被所述堤(150)包围,优选地,所述第一像素(161)、第二像素(162)和第三像素(163)都被光刻图案化的堤(150)包围。
28.实施方案20至27中任一项的颜色转换器件(100)在光学器件(300)中的用途,所述光学器件(300)包含至少一个被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520)。
29.光学器件(300),其包含至少一个被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520),和实施方案20至28中任一项的颜色转换器件(100)。
发明的技术效果
提供具有较少或不具有TiO2或通常的散射颗粒的QD油墨,因此这将为油墨设计以及其他油墨组分的选择和浓度提供更大的灵活性。
本发明的益处是,与参考油墨相比,实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的QD油墨的更高的EQE和更低的BL,与参考油墨相比,实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的固化QD油墨的更高的雾度值,和与参考油墨相比,实现没有散射颗粒或更少量的散射颗粒的固化QD油墨的更高雾度值并同时实现更高的EQE,同时可能实现更低的蓝光泄漏。
制备固化组合物的新方法,该固化组合物具有更高的EQE、更低的蓝光泄漏、更短的工艺时间、固化后改进的雾度值、改进的固化以聚合组合物和/或实现组合物的更低粘度。
寻找组合物中发光部分和散射颗粒的最佳量,以实现组合物的较低粘度、较高EQE、较低的蓝光泄漏和良好的喷墨能力。
以下工作实施例1-15提供了本发明的描述,以及它们的制造的详细描述。
工作实施例
工作实施例1:单体混合物的制备
1,6-己二醇二丙烯酸酯(HDDA)在使用前经过分子筛纯化。将2g的HDDA和8g的丙烯酸月桂酯(LA,粘度:4.0cP,BP:313.2℃)在玻璃瓶中混合,从而获得单体混合物。单体混合物中HDDA:LA的重量比为20:80。
工作实施例2:QD油墨的制备
QD油墨A通过混合以下材料制备。
Figure BDA0004171309890000421
工作实施例3:QD油墨的制备
QD油墨B通过混合以下材料制备。
Figure BDA0004171309890000422
工作实施例4:QD测试盒的制造
将在工作实施例2中获得的QD油墨A注入到具有10mm间隙的6个测试盒中。
然后,通过施加具有各自不同的固化时间条件的UV光照射来固化所获得的包含QD油墨A的6个测试盒,以在测试盒中制备固化的油墨。
·紫外强度:第一照射步骤:1.7mW/cm2
第二光照射步骤:300mW/cm2
·光源:395nm LED(峰值光波长:395nm)
·在N2条件下(O2:0.1%)
·固化时间:
Figure BDA0004171309890000431
获得测试盒1至6。
工作实施例5:QD测试盒的制造
除了使用在工作实施例3中获得的QD油墨B代替QD油墨A之外,以与工作实施例3中描述的相同的方式制造测试盒B。
·固化时间:
Figure BDA0004171309890000432
获得测试盒7至12。
工作实施例6:EQE测量和蓝光泄漏测量
EQE测量是通过使用配备有光纤激发光(CWL:450nm)和光谱仪(USB4000,OceanOptics)的积分球来进行的。为了探测激发光的光子,在室温下用空气作为参考。
在室温下通过光谱仪计算从盒向积分球发射的光子数。
EQE通过以下计算方法计算。
EQE=光子[发射光]/光子[激发光]
计算波长范围
激发:430nm-470nm
发射:[绿色]480nm-600nm,[红色]560nm-680nm
通过使用配备有光纤激发光(CWL:450nm)和光谱仪(USB4000,Ocean Optics)的积分球来进行蓝光泄漏测量。为了探测激发光的光子,在室温下用空气作为参考。
在室温下通过光谱仪计算从盒向积分球发射的光子数。
蓝光泄漏通过以下计算方法计算。
BL=光子[无吸收激发光]/光子[激发光]
计算波长范围
激发:430nm-470nm
表1示出了在工作实施例4和5中获得的测试盒的EQE测量和蓝光泄漏(BL)测量的结果。
表1:
Figure BDA0004171309890000441
通过应用本发明的两步固化方法,同时实现了改进的EQE,短的生产时间,降低的蓝光泄漏值。
从实现更高EQE的观点来看,用具有较低光强度的光照射组合物直到组合物聚合是合适的。优选地,光照射的总能量为约2-3J/cm2
工作实施例7:QD测试盒的制造和雾度测量
对于雾度值测量,在与工作实施例2和4中描述的相同的条件下,制造4个测试盒(QD45-1、QD45-2、QD45-3、QD45-4)。
然后,以与实施例3和4中所述相同的方式制造4个测试盒(QD45-SB-1、QD45-SB-2、QD45-SB-3、QD45-SB-4)。
此外,除了使用50重量%的绿色QD(Merck)而不是45重量%之外,以与工作实施例2和4中描述的相同的方式制造4个测试盒(QD50-1、QD50-2、QD50-3、QD50-4)。
最后,除了使用50重量%的绿色QD(Merck)而不是使用45重量%的绿色QD之外,以与工作实施例3和4中描述的相同的方式制造4个测试盒(QD50-SB-1、QD50-SB-2、QD50-SB-3、QD50-SB-4)。
然后,通过用以下条件照射这些获得的测试盒来固化这些测试盒。
·光源:395nm LED(峰值光波长:395nm)
·在N2条件下(O2:0.1%)
·UV强度:样品1和样品2为1.7mW/cm2
(QD45-1、QD45-2、QD45-SB-1、QD45-SB-2、QD50-1、QD50-2、QD50-SB-1和QD50-SB-2)
样品3和样品4为300mW/cm2
(QD45-3,QD45-4,QD45-SB-3,QD45-SB-4,QD50-3,QD50-4,QD50-SB-3和QD50-SB-4)
注意:这不是“两步固化方法”。
使用装有积分球检测器的光谱仪(Shimadzu,UV-2550)在室温下在空气条件下测量测试样品光固化之前和之后的雾度值,并且将包含作为夹在两个0.7mm厚AF玻璃之间的10μm厚层(液态或固化固态)的组合物的测试盒安装在积分球前面的光束路径中,然后在380-780nm的波长范围内通过以下步骤T1至T4按此顺序进行测量:
(T1)光谱仪光源发出的所有光由用白色反射器封闭的积分球收集,以由光谱仪对其进行测量,所述测试盒不在积分球前面的光束路径中;
(T2)入射光首先穿过样品,然后被收集到封闭的积分球中,以测量所有穿过样品的光,所述测试盒被放置在积分球前面的光束路径中;
(T3)允许入射光穿过开放的积分球以确定散射光的量,所述测试盒不在积分球的光束路径中;
(T4)光首先穿过样品,然后被开放的积分球收集,所述测试盒被放置在积分球前面的光束路径中;在这种配置中确定样品散射的光的量;
然后,使用以下等式计算所述雾度值:
雾度值=((T4/T2)-(T3/T1))*100[%]。
表2-7示出了在工作实施例7中获得的测试盒的雾度测量结果。
表2:
537nm下的雾度
1.7mW-1 1.7mW-2 300mW-3 300mW-4 之前 之前
QD45 86.30 86.30 68.08 68.71 1.66 1.67
QD45-SB 92.90 93.97 88.72 89.74 69.34 69.18
QD50 89.33 89.13 68.55 66.37 1.84 2.06
QD50-SB 92.68 92.26 87.70 86.10 44.36 49.89
这里,在表中,例如,1.7mW-1是指照射到样品1(QD45-1和QD45-SB-1)的光的光强度,1.7mW-2是指照射到样品2(QD45-1和QD45-SB-1)的光的光强度。
表3:
平均
在1.7mW下固化 在300mW下固化 固化前
QD45 86.30 68.39 1.67
QD45-SB 93.43 89.23 69.26
QD50 89.23 67.46 1.95
QD50-SB 92.47 86.90 47.12
表4:
比例=固化后的雾度值/固化前的雾度值
在1.7mw下固化 在300mw下固化
QD45 51.82 41.07
QD45-SB 1.35 1.29
QD50 45.85 34.66
QD50-SB 1.96 1.84
表5:
450nm下的雾度
1.7mW-1 1.7mW-2 300mW-1 300mW-2 之前-1 之前-2
QD45 97.27 96.61 88.92 90.16 5.50 5.19
QD45-SB 98.17 96.83 96.16 96.61 80.35 81.10
QD50 95.06 95.94 90.36 90.36 6.08 6.15
QD50-SB 98.63 96.61 97.05 95.50 51.05 57.02
表6:
平均
在1.7mw下固化 在300mw下固化 固化前
QD45 96.94 89.54 5.34
QD45-SB 97.50 96.38 80.72
QD50 95.50 90.36 6.12
QD50-SB 97.62 96.28 54.03
表7:
比例=固化后的雾度值/固化前的雾度值
在1.7mw下固化 在300mw下固化
QD45 18.15 16.76
QD45-SB 1.21 1.19
QD50 15.61 14.77
QD50-SB 1.81 1.78
工作实施例8:QD测试盒的制造
除了使用具有45重量%和50重量%QD的QD油墨并且使用具有10mm间隙的测试盒用于制造之外,以与工作实施例2和4中描述的相同的方式制造测试盒QD45和QD50。
然后用不同的光照射条件固化获得的测试盒。
·光源:395nm LED(峰值光波长:395nm)
·在N2条件下(O2:0.1%)
·UV强度:1.7、10、50、150和300mW/cm2
工作实施例9:EQE测量和蓝光泄漏测量
除了使用在工作实施例8中获得的测试盒之外,以与工作实施例6中描述的相同的方式进行EQE测量和蓝光泄漏测量。
表8:
Figure BDA0004171309890000481
工作实施例10:QD测试盒的制造
QD油墨C通过混合以下材料制备。
Figure BDA0004171309890000482
将在工作实施例10中获得的QD油墨C注入到7个具有15mm间隙的测试盒中。
然后,如下所述,每个测试盒在不同的固化条件下独立固化。
实验条件
·测试样品:15μm测试单位
·固化条件:
·UV剂量固定为900mJ/cm2
·在N2流量(0.2%O2)下
Figure BDA0004171309890000491
工作实施例11:QD测试盒的制造
除了使用单体混合物LA+TMPTA(LA:TMPTA=90:10)代替单体混合物LA+HDDA(LA:HDDA=80:20)之外,以与实施例10中所述相同的方式制备QD油墨D。
然后,将在工作实施例11中获得的QD油墨D注入到7个具有15mm间隙的测试盒中。
然后,以与工作实施例10中所述相同的方式独立地固化每个测试盒。
工作实施例12:EQE测量和蓝光泄漏测量
除了使用在工作实施例10和11中获得的测试盒之外,以与在工作实施例6中描述的相同的方式进行在工作实施例10和11中获得的测试盒的EQE测量和蓝光泄漏测量。
图6和7示出了测量结果。
如图6所述,如果通过300mW/cm2的光照射固化,则使用QD油墨C获得的EQE值比使用QD油墨D获得的EQE值高约5%。
如图7所示,如果用300mW/cm2的光照射固化,则观察到使用QD油墨C比使用QD油墨D获得的蓝光泄漏减少约8%。
工作实施例13:QD油墨和测试盒的制造
QD负载量:40、45、50重量%
二氧化钛(散射颗粒):1、3、5、7重量%
工作实施例14:EQE测量和蓝光泄漏测量
除了使用在工作实施例13中获得的测试盒之外,以与工作实施例6中描述的相同的方式进行测试盒的EQE测量。
图8和9示出了测量结果。
如图8所示,TiO2负载3重量%显示最佳EQE值。
工作实施例15:粘度测量
在工作实施例13中获得的QD油墨的粘度在室温下通过振动型粘度计VM-10A(SEKONIC)测量。
https://www.sekonic.co.jp/english/product/viscometer/vm/vm_series.html
图10和11示出了测量结果。
从QD油墨组合物的粘度、EQE值和蓝光泄漏的角度来看,TiO2负载3重量%和QD负载45重量%是最适合QD油墨的组合。

Claims (19)

1.制备固化组合物的方法,所述方法包括至少以下步骤:
a)用光照射组合物作为第一光照射;
b)用光照射所述组合物作为第二光照射;
其中所述组合物包含至少一种发光部分和反应性单体,
其中,所述第一光照射的光的强度和所述第二光照射的光的强度满足以下式(I);
第一光照射的光的强度<第二光照射的光的强度-(I)。
2.权利要求1所述的方法,其中所述第一光照射的光的峰值光波长和所述第二光照射的光的峰值光波长彼此独立地在200至450nm的范围内。
3.权利要求1或2所述的方法,其中步骤a)的第一光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内,步骤b)的第二光照射的照射时间在1秒至500秒的范围内。
4.权利要求1至3中任一项所述的方法,其中步骤(a)的第一光照射的光的强度在0.1mW/cm2至20mW/cm2的范围内,步骤(b)的第二光照射的光的强度在20mW/cm2至100W/cm2的范围内。
5.权利要求1至4中任一项所述的方法,其中所述组合物包含多种发光部分。
6.权利要求1至5中任一项所述的方法,其中所述组合物包含散射颗粒,其中基于组合物的固体含量总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少。
7.权利要求1至6中任一项所述的方法,其中所述反应性单体为选自单(甲基)丙烯酸酯单体、二(甲基)丙烯酸酯单体或三(甲基)丙烯酸酯单体的(甲基)丙烯酸酯单体。
8.权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述组合物进一步包含不同于权利要求7的(甲基)丙烯酸酯单体的另一种(甲基)丙烯酸酯单体。
9.权利要求1至8中任一项所述的方法,其中所述组合物中含有化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体,所述由化学式(I)表示的权利要求7的(甲基)丙烯酸酯单体与所述化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的混合比为1:99至99:1(式(I):式(II)),
Figure FDA0004171309880000021
其中
X1为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
X2为未取代或取代的烷基、芳基或烷氧基或酯基;
R1是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
R2是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基;
Figure FDA0004171309880000022
X3为未取代的或取代的烷基、芳基或烷氧基;
R5是氢原子、为Cl、Br或F的卤素原子、甲基、烷基、芳基、烷氧基、酯基或羧酸基。
10.权利要求1至9中任一项所述的方法,其中所述化学式(I)和/或化学式(II)的(甲基)丙烯酸酯单体的沸点(B.P)为250℃或更高。
11.权利要求1至10中任一项所述的方法,其中所述组合物的粘度在室温下为35cP或更低。
12.权利要求1至11中任一项所述的方法,其中所述发光部分是有机发光材料和/或无机发光材料。
13.权利要求1至12中任一项所述的方法,其中基于所述组合物总量,所述组合物包含10重量%或更少的溶剂。
14.由权利要求1至13中任一项的方法获得的或可获得的固化组合物。
15.由权利要求1至13中任一项的方法获得的或可获得的层。
16.层,其包含发光部分、基质材料和散射颗粒,其中基于层的总量,发光部分的总量在0.1重量%至90重量%的范围内,其中基于层的总量,散射颗粒的总量为10重量%或更少。
17.权利要求15或16所述的层,其中所述层的层厚度在1至50μm的范围内。
18.颜色转换器件(100),其至少包括第一像素(161),所述第一像素(161)部分地或完全地填充有权利要求14所述的固化组合物或填充有权利要求15至17中任一项所述的层,以及至少包括聚合物材料的堤(150)。
19.光学器件(300),其包含至少一个被配置为调制光或被配置为发射光的功能介质(320、420、520),和权利要求18所述的颜色转换器件(100)。
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