CN116376357A - 稳定的打印材料 - Google Patents

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Abstract

一种打印材料，所述打印材料包括乙烯基分子、具有多个乙烯基的乙烯基交联剂分子、量子点、具有表面组分的光散射粒子、以及具有与所述表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂。本说明书还描述了所述打印材料的制作和使用方法。

Description

稳定的打印材料
相关申请的交叉引用
本申请请求保护2018年12月6日提交的、序列号为62/775,957的美国临时专利申请和2019年12月4日提交的、序列号为16/703,631的美国非临时专利申请的权益，上述专利申请都作为参考列入本申请。
技术领域
本发明的实施例大体涉及喷墨打印机。具体地，本发明描述了用于稳定的打印材料的方法和组分。
背景技术
无论是在办公室和家庭打印机中，还是在用于制造显示器、打印大规模书写材料、向制成品(例如PCB’s)中添加材料、以及构造生物制品(例如组织)的工业规模的打印机中，喷墨打印都很常见。大多数商业和工业喷墨打印机，以及一些消费型打印机，都使用压电分配器将打印材料应用到基板上。
打印材料通常包括一种基质材料以及分散在基质材料中的固体。保持固体在基质材料中的分散是一个需要解决的持续挑战。
发明内容
本发明所描述的实施例提供了一种打印材料，包括：乙烯基分子；具有多个乙烯基的乙烯基交联剂分子；量子点；具有表面组分的光散射粒子；以及具有与所述表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂。
本申请所描述的其他实施例提供了一种制作材料层的方法，包括：将混合物应用于基板，其中所述混合物包括：乙烯基分子；具有多个乙烯基的乙烯基交联剂分子；量子点；具有表面组分的光散射粒子；以及具有与所述表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂；以及使所述混合物混合，以在所述基板上形成材料层。
本申请所描述的其他实施例提供了一种制作打印材料的方法，包括：将量子点材料与可固化材料混合，以形成量子点混合物；将分散剂与所述量子点混合物混合，以形成量子点前体；以及将光散射粒子材料与所述量子点前体混合，以制作打印材料。
附图说明
为详细理解以上列举的本公开的特征，将结合具体实施例以更详尽的方式描述上述简要总结的公开，其中一些实施例将在附图中阐释。然而，需要注意的是，附图中仅阐释了示例性实施例，不能因此被视为限制其范围，也要承认其他的等效实施例。
图1示出了根据实施例的装置的侧面示意图。
图2示出了概述根据另一实施例的方法的流程图。
图3示出了概述根据另一实施例的方法的流程图。
为方便理解，在可能的情况下，相同的参考数字被用来代表附图中共有的相同元素。可以预期的是，一个实施例的元素和特征可以被有益地结合到其他实施例中，而无需进一步详述。
具体描述
量子点材料现在通常用于制作发光装置，如显示面板。这些显示面板从智能手机显示器到大型电视屏幕都有。量子点是具有有益于此类显示器的特定光学特性的粒子。在大多数情况下，量子点吸收一种波长的光子并发射另一种波长的光子。例如，量子点可以吸收可见光谱中蓝色部分波长的光子，并发射可见光谱中绿色或红色部分波长的光子。通过使用这种材料，可以发射绿光或红光，以提供绿色或红色像素，并不加改变地发射蓝光，以提供蓝色像素，从而制成显示器。
图1示出了根据实施例的装置100的侧面示意图。图1所示的装置为具有图案的发光装置，其根据被称为像素的红光发射区、绿光发射区和蓝光发射区的规则分布来发射红光、绿光和蓝光图案。基板102为该装置提供结构支撑，其可以是玻璃、塑料、硅或适于支撑所述装置的任何其他材料。发光组件104形成于基板102上，在此情况下，所述发光组件形成为一层。所述发光组件104可包括LED或其他固态发光元件。缓冲器106形成于所述发光组件104的上方和周围，以封装所述发光组件104。
像素108示意性地呈现在缓冲器106上。通常，通过施加分离材料并图案化所述分离材料来形成像素井，从而形成所述像素108。色材被布置在像素井中，为像素提供预期颜色。色材通常为具有用于提供预期颜色的分散固体的聚合物。所述色材所包含的固体材料为光散射粒子。所述色材所包含的另一种固体材料为绿色或红色量子点。所述量子点为一种由诸如IV、III-V或II-VI族材料的半导体材料制成的晶体颗粒。制成量子点的材料包括硅、锗、锗化硅、磷化铟、硫化锌、硒化锌、硒化镉和硫化镉。所述光散射颗粒为陶瓷材料，如二氧化钛、氧化锆或二氧化硅，其可以具有二氧化硅、氧化铝、氧化锆或其组合的涂层。所述光散射粒子的分散体通常以大小在30nm至400nm范围内的颗粒为主。
平整化材料110有时形成于像素108上方，其他在此处表示为112的功能材料也可用作所述装置的一部分。
将前驱体材料以液体形式沉积在像素井中，然后进行干燥和/或固化，以将所述前驱体材料硬化为固体，由此形成布置在像素井中的所述色材。所述前驱体材料包括如上所述的分散在单体、低聚物和/或聚合物可聚合混合物中的所述固体。所述可聚合混合物通常为相对低黏度的材料，因此，将所述固体从所述分散体中沉降分离时会导致量子点和光散射粒子在像素中分布不均。为稳定所述分散体，在所述分散体中加入分散剂。所述分散剂残留在硬化后的所述聚合物中。
所述聚合物为乙烯基单体制得的乙烯基聚合物，其中所述乙烯基单体由热辐射或紫外线辐射聚合而成。所述乙烯基单体具有一个或多个碳-碳双键，因此，所述乙烯基单体可为单官能或多官能。所述乙烯基单体可为线性的、分枝的、环状的、共轭的、芳族的或脂族的，且在某些情况下可能包含杂环原子。可用作单体的分子类型实例包括单官能或多官能苯乙烯化合物，和单官能和多官能丙烯酸酯，其包括具有丙烯酸酯基团的所有分子。可使用(甲基)丙烯酸酯化合物，其包括一(甲基)丙烯酸酯，二(甲基)丙烯酸酯，三(甲基)丙烯酸酯，和四(甲基)丙烯酸酯。也可使用共聚单体体系制备合适的聚合物基质。所述共聚单体体系，如酸/醇(聚酯)、胺/醇(聚氨酯)、胺/酸酐(聚酰亚胺)和二氯硅烷/水(硅酮)，可用于制作支撑量子点和/或光散射粒子的分散体的光学透明聚合物基质。
可用的(甲基)丙烯酸酯单体的实例包括烷基或芳基(甲基)丙烯酸酯，如甲基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸乙酯和苄基(甲基)丙烯酸酯(BMA)；环三甲基丙烷缩甲醛(甲基)丙烯酸酯；烷氧基化四氢糠酯(甲基)丙烯酸；含苯氧基的烷基(甲基)丙烯酸酯，如2-苯氧乙基(甲基)丙烯酸酯和苯氧甲基(甲基)丙烯酸酯；2(2-乙氧基乙氧基)(甲基)丙烯酸乙酯。其他合适的二(甲基)丙烯酸酯单体包括1,6-己二醇二丙烯酸酯，1,12十二烷二醇二(甲基)丙烯酸酯；1,3-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯；二(乙二醇)二甲基丙烯酸甲酯；聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体，包括乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体和数均分子量约为，例如，200g/mol至500g/mol范围内的聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯单体。其他可单独或组合包含在油墨组分中的各具体实施例中的单(甲基)丙烯酸酯单体和二(甲基)丙烯酸酯单体，包括丙烯酸二环戊烯基乙氧基酯(DCPOEA)、丙烯酸异冰片酯(ISOBA)、甲基丙烯酸二环戊烯基乙氧基酯(DCPOEMA)、甲基丙烯酸异冰片酯(ISOBMA)和甲基丙烯酸N-十八烷基酯(OctaM)。也可以使用ISOBA和ISOBMA的同系物(统称为“ISOB(M)A”同系物)，其中环上的一个或多个甲基被氢取代。
通常，可用的二(甲基)丙烯酸酯单体是烷氧基化脂肪族二(甲基)丙烯酸酯单体。例如，可以使用新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯，其包括烷氧基化新戊二醇二丙烯酸酯，例如新戊二醇丙氧基化二(甲基)丙烯酸酯和新戊二醇乙氧基化二(甲基)丙烯酸酯。新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯单体的分子量为约200g/mol至约400g/mol，例如为约280g/mol至约350g/mol，例如为约300g/mol至约330g/mol。新戊二醇丙氧基化二丙烯酸酯可从Sartomer公司以SR9003B的形式获得或从Sigma Aldrich公司以Aldrich-412147的形式获得。新戊二醇二丙烯酸酯可从Sigma Aldrich公司以Aldrich-408255的形式获得。
可使用的苯乙烯类单体包括苯乙烯和烷基化的苯乙烯，例如具有任意数量的取代基的甲基取代的苯乙烯和乙基取代的苯乙烯，二乙烯基苯及其烷基化物，以及与其他烯烃和二烯烃，例如丁二烯、丙烯腈和丙烯酸酯，二聚或低聚的苯乙烯或二乙烯基苯。苯乙烯可以与二烯，如丁二烯、戊二烯、二乙烯基苯、环戊二烯、降冰片二烯等，二聚或低聚，而二乙烯基苯可以与烯烃，如乙烯、丙烯、苯乙烯、丙烯酸化合物(如丙烯腈、丙烯酸、丙烯酸酯和其他熟悉的烯烃)，和/或与二烯，例如丁二烯、戊二烯(异戊二烯，间戊二烯)、己二烯、环戊二烯和降冰片二烯，二聚或低聚。
一些单体可以是交联剂。所述交联剂通常为具有至少三个反应性碳-碳双键的多官能乙烯基单体。可用作交联剂的多官能丙烯酸酯包括三丙烯酸酯、四丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯和四(甲基)丙烯酸酯。实例为季戊四醇四丙烯酸酯(PET)、季戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二(三羟甲基丙烷)四丙烯酸酯和二(三羟甲基丙烷)四甲基丙烯酸酯。
上述单体的混合物通常用于制备共聚物和多聚物，但是任何单体都可以用作打印材料中的单一可聚合单体。也可以使用某些包含两个部分的聚合混合物，例如，如果聚合物为紫外线固化的环氧树脂、硅酮或其他共聚物。在本公开上下文中的“可固化”是指可以通过加工增加材料中至少某些成分的分子量。在某些情况下，为实现某些流体特性，可以将上述单体的低聚物或预聚物与单体混合。
可以使用一种或多种聚合引发剂来固化混合物。聚合引发剂通常是热引发剂或光引发剂。热引发剂是在热刺激下实现最高催化活性的聚合引发剂。光引发剂是在辐射下，通常是紫外线辐射下，实现最高催化活性的聚合引发剂。因此，尽管热引发剂也可以具有光催化活性，但是热引发剂在高温下最为活跃。同样，尽管光引发剂仅可以通过高温来活化，但是它在某些辐射能波长下，通常为紫外线辐射，将实现其最高催化活性。
可使用的光引发剂包括酰基膦氧化物、α-羟基酮、苯基乙醛酸和β-氨基酮。有用的光引发剂通常吸收波长为约200nm至约400nm的辐射。酰基膦氧化物的实例包括2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基膦氧化物(TPO)和2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基次膦酸酯，它们可以作为
Figure BDA0004135791960000061
TPO引发剂从BASF获得，如/>
Figure BDA0004135791960000062
819。可基于光引发剂以及量子点和光散射粒子的吸收特性来选择光引发剂。也可以使用光引发剂的混合物。
可以使用的热引发剂包括：偶氮腈引发剂，如2,2’-偶氮二(2-甲基丙腈)(AIBN)，1,1’-偶氮二(环己烷甲腈)，2,2’-偶氮二(2-甲基丁腈)，2,2’-偶氮二(2,4-二甲基戊腈)，2,2’-偶氮二(2,4-二甲基-4-甲氧基戊腈)和4,4’-偶氮二(4-甲基氰基戊酸)；及过氧化物引发剂，如过氧苯甲酸叔戊酯，过氧乙酸叔丁酯，过氧苯甲酸叔丁酯，2,4-戊二酮过氧化物和2,2-双(叔丁基过氧)丁烷。
Figure BDA0004135791960000063
907(I-907)为2-甲基-4’-(甲硫基)-2-吗啉代苯丙酮，/>
Figure BDA0004135791960000064
369(I-369)为2-苄基-2-(二甲基氨基)-4’-吗啉代苯丁酮，二者都是/>
Figure BDA0004135791960000068
α-氨基酮。/>
Figure BDA0004135791960000065
184为1-羟基-环己基-苯基-酮，是1-羟基酮的实例。/>
Figure BDA0004135791960000066
754为氧基-苯基-乙酸2-[2氧代-2苯基-乙酰氧基-乙氧基]-乙酯，是苯基氧代乙酸的一个实例。
光散射粒子为诸如TiO2，ZrO2，Al2O3或SiO2的陶瓷材料的纳米颗粒，其可以被类似于上述金属氧化物的陶瓷材料处理或涂覆，以形成相应的壳。其实例包括
Figure BDA0004135791960000067
CR-828金红石型二氧化钛颜料，该颜料具有经氯化工艺用氧化锆铝处理的TiO2纳米颗粒。纳米颗粒的尺寸范围为30nm至400nm，例如为约100nm至约250nm，例如为约130nm。涂层厚度可高达100nm，例如为1-30nm，并且可以包括ZrO2、Al2O3和/或SiO2。有一类光散射粒子具有如下组分，即TiO2的重量百分比为80％到99％，Al2O3的重量百分比为1％到10％，ZrO2的重量百分比为0％到10％，和/或SiO2的重量百分比为0％到10％，因此包括不含二氧化硅的组分。可以用有机试剂处理光散射粒子，以通过添加氢氧离子或其他表面组分来调节粒子的表面pH值。粒子的电阻为8-12kΩ，吸油率为12-20phw。
分散剂被用来维持量子点和/或光散射粒子的分散，该分散剂可以是具有与光散射粒子的表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂和/或增塑剂，可选为与量子点的表面组分相匹配。所述分散剂是非表面活性的或表面活性的物质或增效剂，其可以是聚合物，且可以是多种试剂的混合物。所述分散剂是与光散射粒子的表面相互作用，以钝化所述光散射粒子的分子。表面钝化可以根据位阻机制或静电机制发生。所述分散剂通过例如静电稳定来防止纳米颗粒的聚集、附聚或结块，其通过干扰粒子表面之间的库仑吸引力来改善分散稳定性。
所述分散剂可以是一种具有侧基结构的聚合物，该侧基结构具有羟基或胺基、或两者都有。所述分散剂可以是具有醇、羧酸或胺官能团、或其组合的聚合物。所述分散剂可以是具有酸性侧基的聚合物。所述分散剂还可以具有多功能聚合物主链。可使用的分散剂的实例包括具有一个或两个锚定基团的聚合物、或具有多个锚定基团的共聚物(例如梳形聚合物)，例如磷酸盐、膦酸盐、磷酸、亚磷酸、膦酸、硫酸盐、亚磺酸、胺、硝酸盐、吡啶基、羧酸盐、甲硅烷基或羧酸基团。所使用的脱壳材料提供了光散射颗粒的表面组分，基于pH值限定，所述表面组分可为酸性或碱性。所述分散剂的锚定基团与所述表面组分相匹配，以提供保持混合物中的粒子分散的化学亲和力或相互作用。所述化学亲和力可以是酸/碱离子亲和力、基于位阻的亲和力、基于溶解度的亲和力或基于静电力的亲和力。例如，当粒子表面和分散剂锚定基团具有不同的离子特性时可以增强分散性。也就是说，pH值大于7的碱性粒子将具有与分散剂的阴离子锚定基团的化学亲和力。
聚合物分散剂可以是具有侧基的聚合物、共聚物和/或低聚物链。可用作或可用来制作分散剂的聚合物、共聚物或低聚物包括聚醚、聚酯、多元醇、聚烯烃(包括聚丙烯酸酯、聚-α-烯烃、聚苯乙烯、聚乙烯树脂、二烯烃聚合物，及其共聚物和多聚物)、聚膦酸酯、聚碳酸酯和有机硅。适宜的分散剂可具有酸性锚定基团，例如羧酸基团或磷酸酯基团。适宜的分散剂包括
Figure BDA0004135791960000081
41000、Solsperse 71000和Solsperse 32000，其均可从Lubrizol公司获得。Solsperse 41000为具有酸性锚定基团的聚醚。Solsperse 71000为具有多个酸性锚定基团的梳形共聚物多元醇。
在稳定的打印材料制剂中，所述分散剂的制剂含量水平通常为约3％重量百分比或低于约3％重量百分比。这些分散剂可以用于稳定仅具有光散射粒子的打印材料，或者可以用于稳定具有光散射粒子和量子点的打印材料。稳定的制剂通常包括高达40％重量百分比的固体(量子点加光散射粒子)。在稳定的制剂中，量子点浓度可为0％至约35％(重量百分比)，例如为约10％至约30％(重量百分比)，例如为约25％(重量百分比)。在稳定的制剂中，光散射粒子的浓度可为约0.1％至约10％(重量百分比)，例如为约2％至约9％(重量百分比)，例如为约5％(重量百分比)。在稳定的制剂中，分散剂浓度可为约1％至约10％(重量百分比)，例如为约2％至约9％(重量百分比)，例如为约5％(重量百分比)。
在一些有用的制剂中，量子点与光散射粒子的质量比为约2至约15，例如为约7至约10。该比值表示添加和混合至最终制剂中的量子点的总质量，以及添加和混合至最终制剂中的光散射粒子的总质量。对于这些制剂，在组装最终制剂时所获得的中间混合物，其量子点与光散射粒子的质量比可超出上述范围。
稳定制剂的实例如表2所示。在这些实例中，如表1所示，四种基本混合物被用作打印混合物的聚合基质。表2中的实例均使用Solsperse 41000和/或Solsperse 71000作为分散剂。光散射粒子(“LS”)均为TiO2，其具有指定的表面涂层且均已进行了表面处理。如上所述，表面涂层的厚度通常可高达约100nm。
表1--打印材料基质混合物
Figure BDA0004135791960000091
表2--稳定的打印材料制剂
Figure BDA0004135791960000092
Figure BDA0004135791960000101
对比制剂如表3所示。对比制剂不稳定，曾导致固体絮凝和制剂分离。
表3--不稳定制剂
Figure BDA0004135791960000102
本文所述的成品制剂在室温下的动态粘度为约4-40cP。通过加热或添加溶剂，可以使这些制剂的可打印粘度变为约4-20cP，例如为约11cP。可以使用适宜的乙烯基单体或溶剂，或通过调节制剂中其他组分的比例来调节最终制剂的粘度。例如，可以减少高粘度或增粘组分的数量，例如交联剂的量，以降低粘度，并且可以增加固体负载、或高粘度或增粘组分以提高粘度。
随后进行混合过程以制备上述稳定制剂。图2为概述根据一个实施例的方法200的流程图。通常，将光散射粒子添加到包含分散剂的混合物中。所述混合物可以包含所有或者仅包含一部分要在打印材料中配制的分散剂。若打印材料不包含量子点，则将光散射粒子添加到可固化材料基质与分散剂和/或增效剂的混合物中。若打印材料包含量子点，则将光散射粒子添加到可固化材料基质、分散剂和/或增效剂及量子点的混合物中。所述光散射粒子可以粉末或胶体分散体的形式添加，其可以包含一定量的分散剂和/或增效剂。若使用粉末，可以在混合前对粉末进行大力搅动，以减少初始粒子团聚。就此，可使用的大力搅动技术包括超声处理、球磨和微流化。粒度选择离心和/或过滤也可用于减少较大的团聚体。
混合过程始于基质材料的形成。在202处，形成可固化单体混合物。所述可固化单体混合物可包含本文上述的任何单体。所述单体可以包括任何上述交联剂。所述可固化单体混合物还可包含一种或多种兼容溶剂。溶剂可用于控制密度粘度或混合曲线，以使最终制剂能够均匀分散且稳定。
在204处，将一种聚合引发剂材料添加至所述可固化单体混合物中以制备聚合前体。所述聚合引发剂材料中可以包含一种以上的聚合引发剂。也可以任选地包括溶剂。所述聚合前体通常为接受固体分散的低密度、低粘度材料。在聚合过程中，所述聚合前体形成基质，该基质使得光散射粒子和任选的量子点悬浮并均匀分布于整个基质中。
在206处，还将至少一部分要在制剂中使用的分散剂添加到所述聚合前体中。所述部分分散剂可低至要用于制剂的分散剂总量的0.3％。在添加任何光散射粒子之前将分散剂添加至前体中，由此确保光散射粒子在添加时有效分散。所述可固化单体、所述任选的溶剂、所述聚合引发剂和所述分散剂形成液体介质，光散射材料和任选的量子点分散在该液体介质中。
在208处，将光散射材料添加到所述液体介质中。所述光散射材料可以是光散射粒子的粉末或光散射颗粒在溶剂中的悬浮液，其可以是或可以包括一定量的分散剂，所述分散剂可多达完整制剂中所要使用的分散剂总量的约95％。将光散射粒子混合到所述液体介质中，以形成光散射前体。
在210处，通过，例如超声处理和/或震动大力搅动所述光散射前体。大力搅动使分散剂分子和粒子之间的相互作用最大化，从而在粒子周围建立分散环境。分散剂分子可以粘附到粒子表面，通过静电或范德华吸引力在每个粒子周围形成排斥区域，或者可以充分降低粒子在所述液体介质中的移动性，由此避免粒子间的显著相互作用。
所述光散射前体可以用作打印材料。例如，如上所述，为了制作蓝色像素，将不含量子点频率转换粒子的材料应用于发光组件。可以这种方式使用由上述方法制作的所述光散射前体。另外或可替代地，所述光散射前体可以用作制作量子点打印材料的前体。
图3为概述根据另一个实施例的方法300的流程图。在302处，用分散剂预处理量子点，以形成量子点材料。分散剂可以是增效剂，并且可以是本文中描述的其它任何材料。可以选择对量子点的表面组分具有化学亲和力的分散剂。此处描述的任何混合方法均可用于使量子点在量子点材料中的分散最大化。在用于完整制剂中的分散剂总量的至少一部分，至少约5％且至多100％，例如50％，被用于制作量子点材料。
为了制作量子点打印材料，在303处，将量子点材料混合到方法200所涉及的一定体积的液体介质中来制作量子点前体。量子点材料302可以包括完整制剂中的全部量子点，或仅包括一部分。量子点材料也可以仅包含用于制剂的量子点的一部分。在这种情况下，可以直接添加量子点以制作量子点前体，从而使得量子点前体在任何情况下均包含用于完整制剂的所有量子点。可以以任意顺序添加组成液体介质的材料、可固化材料、引发剂和可选的溶剂。
在304处，对量子点前体进行大力搅动，使得量子点分散在液体介质中。在引入光散射粒子之前，大力搅动还使分散剂在液体介质中的均匀分散或溶解最大化。
在305处，将光散射粒子与分散剂混合，以形成光散射前体。此处使用的分散剂可与302处使用的分散剂相同或不同，并且光散射粒子如本文所述。若所选择的分散剂具有与量子点或光散射粒子中的任一粒子的表面组分相匹配的化学亲和力，则每种粒子可使用不同的散剂。用于光散射粒子的分散剂可以是本文所述的任何分散剂，且如上所述，所选择的分散剂可以具有与光散射粒子的表面组分相匹配的化学亲和力。
在306处，光散射前体而后被混合至量子点前体中，以形成预产物。必要时可以在每个混合操作303和305处添加额外的分散剂或增效剂。也就是说，可以添加两个体量的用于量子点和光散射粒子的分散剂，其中第一体量用于与粒子预混合，第二体量用于混合到相应的前体中。可选择地，可以将增效剂混合至量子点前体和/或光散射前体中。在每种情况下，所使用的任何增效剂都将与分散剂匹配。
在308处，对预产物进行大力搅动，以混合悬浮液，使量子点和光散射粒子在整个完整制剂中的浓度大致均匀。所搅动的混合物形成量子点打印材料。量子点打印材料的量子点质量比为约0.5至约45，例如为约2至约15，例如为约7至约10。对预产物的大力搅动确保量子点打印材料中的量子点和光散射粒子的局部浓度足够接近整体组成的平均比例，使得所述组成自始至终具有进行光转换、强度和发散所需的光学性质。
完整制剂为可聚合单体基质中的量子点和光散射粒子的胶体，或仅为光散射粒子的胶体。所述制剂包含分散在基质材料、交联剂、引发剂和分散剂的可固化混合物中的粒子、量子点和/或陶瓷光散射粒子，所述混合物可为各种类型。本文所述打印材料可以在标准环境条件下存储，且将在至少几周至长达几个月内保持稳定，或者可在此期间内通过搅拌很轻易地再次分散。
上述打印材料沉积在基板上并固化，以制成图1所示像素108的色材。打印材料沉积为具有红色量子点的像素、具有绿色量子点的像素、及没有量子点的像素，以在基板上分别制成红色像素、绿色像素和蓝色像素。将打印材料以一系列沉积物的形式放置在基材上的适当位置，所述沉积物由，例如，喷墨打印机或其他液体放置设备制成。在液体打印材料沉积之后，可以将基板干燥，以去除所需的任何溶剂。然后，对基材进行紫外线辐射，以激活打印材料中的任何光引发剂。所述辐射针对所述基材上的打印材料，聚合由此开始。同时或随后，加热基材，以激活打印材料中的任何热引发剂。进行聚合将打印材料硬化为由聚合物、光散射粒子、可选的量子点、引发剂残留和分散剂残留或加合物制成的色材。
尽管前述内容针对本发明的实施例，但是在不脱离本公开的基本范围的情况下，可以设计本公开的其他实施例和进一步的实施例，并且本公开的范围由所附权利要求书限定。

Claims (26)

1.一种打印材料，其特征在于包括：
乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯分子；
具有多个乙烯基的乙烯基交联剂分子；
量子点；
具有表面组分的光散射粒子；以及
具有与所述表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂，所述打印材料在室温下具有约4-40cP的动态粘度。
2.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：还包括聚合引发剂。
3.根据权利要求2所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂为多元醇。
4.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂为具有羟基、胺基、或两者的侧基结构的聚合物。
5.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂为具有醇、羧酸或胺官能团、或其组合的聚合物。
6.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂包括具有酸性锚定基团的分子。
7.根据权利要求4所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂具有多功能聚合物主链。
8.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂为二氧化钛粒子。
9.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：还包括多个具有表面组分的光散射粒子和多个量子点，其中量子点和光散射粒子的质量比为约0.5至约45。
10.根据权利要求2所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂为多元醇。
11.根据权利要求1所述的打印材料，其特征在于：所述分散剂的化学亲和力还与所述量子点的表面组分相匹配。
12.一种制作材料层的方法，包括：
将混合物应用于基板，其中所述混合物包括：
乙二醇二(甲基)丙烯酸酯或聚乙二醇二(甲基)丙烯酸酯分子；
具有多个乙烯基的乙烯基交联剂；
量子点；
具有表面组分的光散射粒子；以及
具有与所述表面组分相匹配的化学亲和力的分散剂；以及使所述混合物聚合以在所述基板上形成材料层。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述混合物还包括聚合引发剂。
14.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述分散剂包括具有酸性锚定基团的分子。
15.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述分散剂为具有羟基或胺基、或两者的侧基结构的聚合物。
16.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述分散剂为具有醇、羧酸或胺官能团、或其组合的聚合物。
17.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述分散剂具有多功能聚合物主链。
18.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述分散剂为多元醇。
19.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述混合物是通过包括下述步骤的方法制备：
形成包含所述乙烯基分子、所述乙烯基交联剂和所述聚合引发剂的液体介质；
将包含所述量子点的量子点组合物添加至所述液体介质中；
大力搅动所述液体介质和所述量子点；
将至少一部分分散剂加入液体介质和量子点中，以形成量子点前体；
将包含所述光散射粒子的光散射组合物添加至所述量子点前体中，以形成预产物；以及
大力搅动所述预产物，以形成所述混合物。
20.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：所述混合物还包括多个具有表面组分的光散射粒子和多个量子点，其中量子点和光散射粒子的质量比为约0.5至约45。
21.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述分散剂为具有羟基或胺基、或两者的侧基结构的聚合物。
22.根据权利要求19所述的方法，其特征在于：所述分散剂为多元醇。
23.根据权利要求21所述的方法，其特征在于：所述混合物还包括光引发剂。
24.根据权利要求23所述的方法，其特征在于：所述分散剂的化学亲和力还与所述量子点的表面组分相匹配。
25.一种制作打印材料的方法，包括：
将量子点材料与二(甲基)丙烯酸酯材料混合，以形成量子点混合物；
将分散剂与所述量子点混合物混合，以形成量子点前体；以及
将光散射粒子材料与所述量子点前体混合，以制作打印材料。
26.根据权利要求25所述的方法，其特征在于：将所述分散剂与所述量子点混合物混合包括将所述量子点混合物与所述分散剂大力搅动，和将所述光散射粒子材料与所述量子点前体混合包括将所述光散射粒子材料与所述量子点前体大力搅动，其中所述分散剂的化学亲和力与所述光散射粒子材料中的光散射粒子的表面组分相匹配。
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