TW201934680A - 低介電常數可固化油墨組成物 - Google Patents

低介電常數可固化油墨組成物 Download PDF

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Abstract

可固化油墨組成物包括一第一單體、一可選的第二單體、一交聯單體、及至少一種起始劑，該第一單體係一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度。一經固化，即形成具有在1百萬赫下小於或等於3.0之一介電常數的一非晶光學清透層。

Description

低介電常數可固化油墨組成物
本揭露關於可固化組成物，其相較於一般聚合組成物具有低折射率，係可印刷的，且可用來形成物品。
光學裝置日益變得更加複雜，並且涉及愈來愈多功能層。當光行經光學裝置之該等層時，該等層可用廣泛各式方式來改變光。舉例而言，光可經反射、折射、或吸收。在許多情況中，光學裝置為了非光學理由而包括之層會不利地影響光學性質。舉例而言，如果包括非光學清透之支撐層，該非光學支撐層對光之吸收可能會不利影響整個裝置的光透射率。
多層光學及電子裝置採用了廣泛各式具有不同性質的不同材料。讓用於這些裝置之層更增複雜性的是，該等層經常必須在物品中實現多於一項功能。例如，可能需要讓單一材料層作用為障壁層，但又必須在層之間提供精確間隔，並且也要是光學清透的才不會不利地影響光學性質。
製備具有合適光學性質，而又保持所欲之有機聚合物特徵(諸如容易加工、可撓性、及類似者之特徵)的有機聚合組成物已變得更加困難。
本揭露包括可固化油墨組成物、物品、及製備物品之方法。在一些實施例中，該可固化油墨組成物包含一第一單體、一交聯單體、及至少一種起始劑，該第一單體包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度。一經固化，即形成具有在1百萬赫下小於或等於3.0之一介電常數的一非晶光學清透層。
亦揭示的是物品。在一些實施例中，該物品包含一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；一經固化有機層，其具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一主表面係相鄰於該基材之該第二主表面的至少一部分。該經固化有機層包含一基於經交聯(甲基)丙烯酸酯之層，其具有1至50微米之一厚度，並且具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，係非晶的，而且係光學清透的。
亦描述製備物品之方法。在一些實施例中，該製備一物品之方法包括提供一基材，該基材具有一第一主表面及一第二主表面；提供一可固化油墨組成物；將該可固化油墨組成物設置在該基材之該第二主表面的至少一部分上以形成一可固化層；使該可固化層固化以形成一經固化有機層，該經固化有機層具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一主表面係相鄰於該基材之該第二主表面，並且其中該經固化有機層具有1至50微米的一厚度。該 可固化油墨組成物包含一第一單體、一交聯單體、及至少一種起始劑，該第一單體包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度。當經印刷及固化時，形成自該可固化油墨組成物之一層具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，並且係非晶且光學清透的。
100‧‧‧物品
110‧‧‧經固化有機層
120‧‧‧基材
200‧‧‧物品
210‧‧‧經固化有機層
230‧‧‧基材
240‧‧‧裝置
250‧‧‧無機障壁層
260‧‧‧無機層
270‧‧‧層
280‧‧‧基材
結合隨附圖式來考量本揭露之各種實施例的下述實施方式可更完全瞭解本申請案。
圖1顯示本揭露之物品之實施例的剖面圖。
圖2顯示本揭露之另一個物品之實施例的剖面圖。
圖3顯示來自實例28之油墨液滴影像分析。
在以下所繪示實施例的說明中係參照隨附圖式，圖式中圖解說明可實施本揭露的各種實施例。應瞭解，該等實施例可經採用並可進行結構變更而不偏離本揭露之範疇。圖式非必然按比例繪製。在圖式中所使用的類似數字指稱類似組件。但是，將明白，在給定圖式中使用元件符號指稱組件，並非意圖限制在另一圖式中具有相同元件符號之組件。
光學裝置的複雜性增加對於光學裝置中所使用之材料帶來了更加困難的要求。特定而言，已發現有機聚合材料廣泛使用於光學裝置中，但是對這些聚合材料有日益嚴格的要求。
舉例而言，對於光學裝置中之廣泛範圍用途，諸如黏著劑、保護層、間隔層、及類似者而言，薄有機聚合膜係所欲的。隨著物品變得更加複雜，對於這些層的物理要求亦有所提高。舉例而言，隨著光學裝置變得更加精巧，且同時經常包括更多層，而更加需要較薄的層。同時，因為層較薄，層亦需要更加精確。舉例而言，薄間隔層(具有1微米厚度)需要平整而且沒有間隙及孔洞，才能提供適當之間隔功能。此需要用精確且一致的方式來沉積有機層。
薄間隔層需要在多層光學及電子裝置中實現的一個功能是電絕緣，藉以將一個層或一系列層與其他附近的層電絕緣。因此，所欲的是具有低介電常數之有機聚合物材料薄層。在此背景下，低介電常數材料係具有在1百萬赫下3.0或更小之介電常數的材料。此功能亦需要該等層精確地形成，因為間隙或針孔之存在可破壞層之絕緣能力。
此外，這些層不只必須履行其物理角色(黏著、保護、間隔、及類似者)，其等亦必須提供必要之光學性質。其中愈來愈重要的性質是光學清晰度。
例如，使用薄膜封裝(thin film encapsulation,TFE)層來防止空氣及水分進入OLED裝置。TFE一般包含交替的無機材料層及有機材料層(Chwang,Applied Physics Letters 83,413(2003))。無機層的功能是阻止空氣及水分進入OLED裝置。有機層有雙重功能：1)平坦化基材並呈現平滑界面以供無機層沉積；以及2)去耦合有機層任 一側之無機層中可能出現的任何缺陷(針孔、微裂縫)。可將有機層視為緩衝層，其對無機層障壁功能的成功至關重要。
已開發用來提供精確且一致之有機層沉積的其中一個方法是印刷技術。在印刷技術中，聚合物或一經固化即會形成聚合物之可固化組成物係印刷至基材表面上以形成一層。在可印刷聚合物的情況下，一般而言會加入溶劑以使聚合物變成能夠印刷的溶液或分散液。當使用聚合物時，在印刷以產生所欲之聚合層後，一般而言乾燥步驟是必要的。在一經固化會形成聚合物之可固化組成物的情況下，可固化組成物可包括或可不包括溶劑。接著使可固化組成物固化，一般而言是利用施加熱或輻射(諸如UV光)，並且如果使用溶劑則亦可將該層乾燥。可使用廣泛各式印刷技術，而噴墨印刷尤其是所欲的，因為噴墨印刷具有極佳精密度。
如上所提及，採用薄膜層之光學裝置的一個實例係OLED(有機發光二極體)裝置。特定而言，有機發光二極體裝置容易因為某些液體及氣體(諸如，水蒸汽及氧氣)滲透而劣化。為降低這些液體及氣體之滲透性，將障壁塗層施加至OLED裝置。一般而言，不會單獨使用這些障壁塗層，而是使用可包括多個二分體(dyad)的障壁堆疊。二分體係包括障壁層及去耦合層(decoupling layer)的雙層結構。去耦合層提供平坦化及/或平滑表面以供無機障壁層沉積。
在本揭露中，所描述的是能夠被印刷的可固化油墨，其具有數個使其等適用於在多層光學裝置內形成層之特徵。許多這些特徵係互相矛盾的，因而並未料到油墨組成物可具有這些矛盾的特徵。 例如，配方當經固化時具有在1百萬赫下3.0或更小的介電常數。為了達到此低介電常數，使用具有相對長鏈之支鏈烴(經常為高度支鏈烴)的單體，並且這些支鏈的長鏈單體具有相對高的黏度。然而，為了可印刷，尤其是噴墨印刷，黏度不能太高。此黏度問題常可透過使用溶劑來稀釋單體混合物因而降低其黏度來克服。使用溶劑對於本揭露之油墨而言並不適合，因為必須要非所欲地乾燥所製備之塗層，並且已知乾燥會由於降低厚度而影響塗層，而且乾燥也會不利地影響表面光滑度，並且也可能在塗層中產生缺陷。在許多針對光學裝置之應用中，所欲的是精確塗層，也就是說這些塗層一經乾燥不會損失厚度或平滑度。因此，本揭露之油墨係「100%固體(100% solids)」，意指其等不含揮發性溶劑而且實質上所有沉積於表面上之質量皆保持在表面上，沒有揮發性質量會從塗層逸失。另一個可用來降低油墨黏度之技術係提高油墨之溫度。然而，這也不適用於本揭露之油墨，因為油墨通常會施加至熱敏性的基材或者保持在環境溫度下的基材，因此將熱油墨塗佈至室溫基材上可造成塗層中的缺陷。這些缺陷可來自在基材表面上缺乏適當的潤濕，或者來自形成不均勻塗層的其他不一致。
因此，本揭露之可固化組成物可用作為油墨，意指其等在室溫至約60℃、或甚至室溫至35℃之溫度下，無須使用溶劑即能夠藉由例如噴墨印刷技術來印刷。一般而言，可印刷之可固化組成物在這些溫度下具有30厘泊或更小之黏度。在一些實施例中，黏度在室溫下係1至20厘泊。
可固化油墨組成物當經塗佈並固化以形成經固化有機層時，會產生具有在1百萬赫下3.0或更小之介電常數且係光學清透的經固化有機層。在一些實施例中，經固化有機層具有在1百萬赫茲下2.8或更小、或在1百萬赫茲下2.7或更小、或在1百萬赫茲下2.6或更小、或在1百萬赫茲下2.5或更小、在1百萬赫茲下2.3或更小之介電常數。
亦所欲的是而且在一些情況下必要的是，在與最終用途應用相關之一頻率範圍下提供可預測的介電響應。在一些實施例中，所欲的是經固化有機層在100kHz下介電常數與在1MHz下介電常數之間具有小的差值。此差值稱為「Dk-δ值(Dk-Delta value)」。因此，經固化有機層的一個所欲特徵是具有低的測得Dk-δ值。在一些實施例中，經固化有機層具有小於0.05、小於0.04、或甚至低於0.03之Dk-δ值。
在一些實施例中，經固化有機層一般具有1至50微米、在一些實施例中2至10微米之厚度，以及小於10奈米、在一些實施例中小於5奈米之表面粗糙度。在此背景下，表面粗糙度係指如以下方程式所定義之算術平均偏差Ra：
其中粗糙度跡線包括沿著該跡線之n個有序的等距數據點，並且yi係從平均線至ith點的垂直距離。以此方式，經固化有機層即適用於作為如上所述之去耦合層使用。
可固化油墨組成物係反應性混合物，其包含至少一種包含具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體的第一單體、一交聯單體、及至少一種起始劑。可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之溫度下具有小於30厘泊的黏度，並且一經固化即形成具有在1百萬赫下小於或等於3.0之介電常數的非晶光學清透層。
本文中亦揭示的是物品，尤其是包含多層之膜、基材、及塗層的光學物品。本揭露之其中一些物品中係包含基材、相鄰於該基材之經固化有機層、及設置於該經固化有機層上之無機障壁層的物品。經固化有機層包含基於經交聯(甲基)丙烯酸酯之層，其具有1至50微米之厚度，並且具有在1百萬赫下小於或等於3之介電常數，而且係光學清透的。
除非另有指明，否則說明書及申請專利範圍中用以表達特徵之大小、數量以及物理特性的所有數字，皆應理解為在所有情況下以「約(about)」一詞修飾之。因此，除非另有相反指示，否則在前述說明書以及隨附申請專利範圍中所提出的數值參數係近似值，其可依據所屬技術領域中具有通常知識者運用本文所揭示之教示所欲獲得的所欲特性而有所不同。由端點表述的數值範圍包括在該範圍之內包 含的所有數字(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、及5)以及該範圍內的任何範圍。
如本說明書以及隨附申請專利範圍中所使用，單數形「一(a、an)」以及「該(the)」涵蓋具有複數個係指物的實施例，除非內文明確另有所指。舉例而言，提及「一層(a layer)」時涵蓋具有一層、兩層或更多層之實施例。如本說明書以及隨附之申請專利範圍中所使用，除非內文明確另有所指，否則用語「或(or)」一般係以包括「及/或(and/or)」之含義使用。
如本文中所使用，用語「相鄰(adjacent)」係指緊鄰另一層的兩個層。相鄰之層可係彼此直接接觸，或有中介層。介於相鄰之層間沒有空的空間。
可固化油墨組成物係「實質上不含溶劑(substantially solvent free)」或「不含溶劑(solvent free)」。如本文中所使用，「實質上不含溶劑」係指具有小於5wt-%、4wt-%、3wt-%、2wt-%、1wt-%及0.5wt-%的不可聚合(例如，有機)溶劑之可固化油墨組成物。溶劑濃度可藉由已知方法來決定，諸如氣相層析術(如ASTM D5403中所述)。用語「不含溶劑(solvent free)」意味著溶劑不存在於組成物中。應留意的是，無論可固化油墨組成物係實質上不含溶劑或不含溶劑，都未刻意添加溶劑。
一般而言，可固化油墨組成物係描述為「100%固體」。如本文中所使用，「100%固體」係指不含揮發性溶劑之可固化 油墨組成物，且所有沉積於表面上之質量皆保留在表面上，沒有揮發性質量從塗層損失。
用語「Tg」及「玻璃轉移溫度(glass transition temperature)」可互換使用。除非另有指定，若經測量，Tg值係藉由微差掃描熱量法(DSC)以10℃/分的掃描速率所判定。一般而言，共聚物的Tg值非測量得到，而是使用熟知的Fox方程式計算得到，而該計算使用由單體供應商所提供的單體Tg值，如所屬技術領域中具有通常知識者所理解。
用語「室溫(room temperature)」及「環境溫度(ambient temperature)」可互換使用並且具有其習知意義，即指20℃至25℃之溫度。
如本文中所使用，用語「有機(organic)」用來指經固化層，意指該層係製備自有機材料且不含無機材料。
用語「(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate)」係指醇的單體丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯單體或寡聚物在本文統稱為「(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylates)」。如本文中所使用，用語「基於(甲基)丙烯酸酯((meth)acrylate-based)」係指聚合組成物，其包含至少一種(甲基)丙烯酸酯單體並且可包含額外(甲基)丙烯酸酯或非(甲基)丙烯酸酯之可共聚合乙烯系不飽和單體。基於(甲基)丙烯酸酯之聚合物主要包含(也就是說大於50重量%)(甲基)丙烯酸酯單體。
用語「可自由基聚合(free radically polymerizable)」及「乙烯系不飽和(ethylenically unsaturated)」可互換使用，且係指含有能夠經由自由基聚合機制聚合之碳-碳雙鍵的反應性基團。
用語「聚合物(polymer)」及「寡聚物(oligomer)」在本文中與其等在化學中之常見用法一致。在化學中，寡聚物係一種分子複合物，其由幾個單體單元所組成，相比於聚合物，其中單體重複單元之數目理論上沒有限制。二聚物、三聚物、及四聚物例如分別係包含二、三、及四個單體重複單元之寡聚物。另一方面，聚合物是包含許多單體重複單元之巨分子。
如本文所用之用語「烴基(hydrocarbon group)」係指主要地或僅僅含有碳及氫原子之任何單價基團。烷基及芳基為烴基之實例。
用語「烷基(alkyl)」係指係烷烴自由基之單價基團，該烷烴係飽和烴。烷基可係線性、支鏈、環狀、或其組合，且一般具有1至20個碳原子。在一些實施例中，烷基含有1至18、1至12、1至10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。烷基之實例包括但不限於甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基、三級丁基、正戊基、正己基、環己基、正庚基、正辛基、及乙基己基。
用語「伸烷基(alkylene)」係指係烷烴自由基之二價基團。伸烷基可為直鏈、支鏈、環狀、或其組合。伸烷基經常具有1至20個碳原子。在一些實施例中，伸烷基含有1至18、1至12、1至 10、1至8、1至6、或1至4個碳原子。伸烷基之基團中心可在同一碳原子上(即，亞烷基)或在不同碳原子上。
如本文所使用，用語「脂環族(alicyclic)」係指兼具脂族及環狀性質之基團，其含有一或多個可係飽和或不飽和之全碳環，但不具有芳族特性，並且可經一或多個烷基所取代。
除非另有指明，否則「光學透明(optically transparent)」係指在可見光譜(約400至約700nm)之至少一部分內具有高透光率的層、膜、或物品。一般而言，光學透明層、膜、或物品具有至少85%、經常至少90%之光透射率。
除非另有指明，用語「光學清透的(optically clear)」係指在可見光光譜(約400至約700nm)之至少一部分內具有高透光率的層、膜、或物品，並且其呈現低霧度。一般而言，光學清透層、膜、或物品具有至少85%、或甚至90%、通常至少95%之可見光透光率值，並且具有5%或更小、通常2%或更小之霧度值。光透射率及霧度可使用「實例」一節中所述之技術來測量。
用語「介電常數(dielectric constant)」、「介電損耗(dielectric loss)」、損耗正切(loss tangent)」之使用與其等之通常理解定義一致。介電常數(在任何頻率下)係每次電場振盪週期所儲存之能量的量，並且係以針對馬克士威方程式所定義之複數介電率(complex electrical permittivity)的實部來判定。介電損耗(在任何頻率下)係每次電場振盪週期所消散之能量的量，並且係以針對馬克士 威方程式所定義之複數介電率的虛部來判定。損耗正切(在任何頻率下)係介電損耗與介電常數之比率。
如本文中所使用，用語「Dk-δ」係指在100kHz下介電常數與在1MHz下介電常數之間的差值。
本文中所揭示的是可固化組成物，其係可印刷的，因而描述為油墨。可固化組成物不必然要作為油墨使用，也就是說其等不必然要印刷及固化，可固化組成物可用廣泛各種方式來傳遞至基材表面，但其等能夠印刷。特定而言，本揭露之可印刷組成物一般能夠被噴墨印刷，這表示其等具有適當的黏度及噴墨印刷所需的其他屬性。用語「可噴墨印刷(inkjet printable)」並非程序描述或限制，而是材料描述，意指可固化組成物能夠被噴墨印刷，而且該組成物不必然已經噴墨印刷。此近似於表示方式「可熱熔加工(hot melt processable)」，其意指組成物能夠被熱熔加工，但不意指組成物已經被熱熔加工。
本揭露之可固化油墨組成物係反應性混合物，其包含至少一種包含具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體的第一單體、一可選的第二單體、一交聯單體、及至少一種起始劑。如本文所使用，用語「單體(monomer)」可包括寡聚物物種。可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之溫度下具有小於30厘泊的黏度，並且一經固化即形成具有在1百萬赫下小於或等於3之介電常數的非晶光學清透層。油墨組成物係可噴墨印刷的且不含溶劑。所謂不含溶劑，意指未將溶劑添加至可固化油墨組成物，並且無法在可固化組成物中偵測到溶劑。本文中所使用之用語「溶劑 (solvents)」係與所屬技術領域中所通常理解的用語一致，並且涵蓋在室溫下呈液體的揮發性有機及非有機材料。
廣泛各式單體物種皆適用於作為可固化油墨組成物之第一單體。第一單體包含一具有12或更多個碳原子支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。如本文所使用，用語「支鏈的(branched)」當用來描述烴鏈時係根據對該用語之通常理解來使用，並且意指鏈上有至少一個支鏈點，在支鏈點處鏈的碳原子係鍵結至至少三個其他碳原子，而不是如同在直鏈烴中鍵結至兩個碳原子。
具有含有大於12個碳原子之烴鏈的單體經常稱為「長鏈烴」。一般而言，這些長鏈烴鏈具有12至32個碳原子。本揭露之長鏈烴係支鏈的長鏈烴，意指其等沿著烴鏈具有至少一個支鏈點。在一些實施例中，支鏈的長鏈烴具有多於一個支鏈點，並且有時稱為「高度支鏈的烴」。
出於許多原因，支鏈的及高度支鏈的長鏈烴單體對於在本案可固化組成物中之使用係所欲的。長鏈烴單體係所欲的，因為其等含有相對於可極化含量(來自(甲基)丙烯酸酯上之羰基)較高比率的不可極化含量(也就是說C-C及C-H鍵)。所欲的是長鏈烴單體係支鏈的或甚至高度支鏈的，使得可固化及經固化組成物係非晶的。在可固化狀態下，結晶是非所欲的，尤其是當可固化組成物要被噴墨印刷時，因為結晶組成物可能會堵塞噴墨噴嘴。在經固化狀態下，結晶可不利地影響經固化組成物之光學性質，此亦為所屬技術領域中已知的。化學技術領域中亦熟知「同類相吸現象」，意指類似的化學組成 物傾向會締合。常用的類比是將烴鏈視為義大利麵的麵條，當彼此緊鄰放置時可能會黏聚並形成締合的團塊。就長鏈烴鏈而言，尤其是當烴鏈係12個碳原子或更大時，烴鏈傾向會締合並形成晶粒。這些晶粒的形成可透過使用具有支鏈烴鏈之單體來防止，因為支鏈傾向會破壞烴鏈的締合。
在一些實施例中，第一單體係衍生自2-烷基烷醇：即Guerbet烷醇。該Guerbet(甲基)丙烯酸酯之2-烷基烷醇的莫耳平均碳數係12至32(C12-C32)、更一般而言12至20(C12-C20)。當可選的b)C1-12烷醇(甲基)丙烯酸酯存在時，a)與b)(甲基)丙烯酸酯之烷醇的莫耳平均碳數係12至20(C12-C20)。
2-烷基烷醇之(甲基)丙烯酸酯單體係衍生自C12-C32 Guerbet烷醇、一般衍生自C12-C20 Guerbet烷醇。這些Guerbet烷醇可藉由含有4至14個且一般6至12個碳原子之直鏈及/或支鏈烷醇的鹼催化自縮合來獲得。一級或二級烷醇可用於Guerbet烷醇之製備。
所屬技術領域中已知，Guerbet烷醇可形成自相同或不同烷醇，即均或雜系統。亦即，Guerbet烷醇是兩個烷醇分子在烷醇之β碳處接合的縮合產物，其仍保有羥基官能性；即，2-烷基烷醇。因此所得產物係含有單一個羥基的支鏈一級烷醇。在Guerbet反應中，可以使用起始材料之混合物並將其等縮合為烷醇產物之混合物。亦可以自短鏈烷醇獲得Guerbet烷醇之產物。出於極性、Tg、及模數之故，所欲的是使用具有在12至32之間之莫耳平均碳數的Guerbet烷醇。Guerbet烷醇之概述係由A.J.O'Lennick發表於Soap Cosm.Chem. Spec.(April)52(1987)。亦參考美國專利第6,419,797號(Sherf等人)以瞭解生產Guerbet烷醇之方法。
衍生自Guerbet烷醇之(甲基)丙烯酸酯單體具有下式I： 其中RGuerbet係衍生自C12-C32 2-烷基烷醇，即在2位支鏈的烷基；且R3係H或CH3。
一般而言，衍生自Guerbet烷醇之(甲基)丙烯酸酯單體具有下式II： 其中R1及R2各獨立地係C4至C14飽和、且支鏈或直鏈烷基；且R3係H或CH3。
雖然在一些實施例中，Guerbet烷醇係衍生自直鏈烷醇(即R1及R2係直鏈烷基)，但已發現相較於R1及R2係支鏈的單 體，此等「直鏈Guerbet烷醇」之(甲基)丙烯酸酯會提供較低之Tg，並且由於以下所闡釋之原因，這些單體可能尤其不適用於目前之可固化組成物。此等單體之均聚物的Tg係-20℃、或-30℃、或甚至-40℃。
這些Guerbet烷醇衍生之(甲基)丙烯酸酯已用於製備壓敏性黏著劑，例如美國專利第8,137,807號中所述。壓敏性黏著劑組成物已為此所屬技術領域中具有通常知識者所熟知，其具備包括下列之性質：(1)強力且持久的黏性；(2)以不超過手指壓力來黏著；(3)足以固持在黏附體上之能力；以及(4)足以自黏附體乾淨地移除的充分內聚強度。已發現具良好壓敏性黏著劑作用的材料為經設計及配製以呈現必要黏彈性，產生膠黏性、剝離黏著性以及剪切保持力間之所欲平衡之聚合物。獲得適當的特性平衡不是一簡單的程序。應注意的是，本案之可固化油墨組成物在固化時不是壓敏性黏著劑。製備自本揭露之可固化油墨組成物的經固化有機塗層是不膠黏的，並且沒有屬於壓敏性黏著劑之材料類別的性質。
尤其合適的具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體係高度支鏈者，意指其等沿著烴鏈含有至少兩個支鏈點。這些是式II之單體，其中R1及R2中之至少一者包含支鏈烴鏈。這些分子傾向具有比對應直鏈單體要出乎意料地高的Tg值。在討論這些單體的Tg時，意指這些單體之均聚物當以DSC測量時具有大於或等於-20℃之Tg(如以上Tg定義中所述)。在一些實施例中，尤其合適之 支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體的Tg當以DSC測量時係大於或等於-18℃。
其中一些尤其合適之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體係可以「NK ESTER S1800 ALC」商購自Kowa的丙烯酸異硬脂酯單體。NK ESTER S1800 ALC之化學物質係示為下式III：
在一些實施例中，可固化組成物可選地可包括第一單體以外之額外單體，在本揭露中稱為第二單體。廣泛各式額外單體皆是合適的，一般係單官能乙烯系不飽和單體，並且其具有比第一單體之均聚物Tg要大的均聚物Tg。不受理論所約束，據認為提高經固化油墨配方之Tg會降低經交聯基質中可極化鍵的移動性，從而導致如上文所定義的較低Dk-δ。
一般而言，第二單體是(甲基)丙烯醯胺或(甲基)丙烯酸酯。實例包括但不限於丙烯醯胺類(諸如丙烯醯胺、甲基丙烯醯胺、N-甲基丙烯醯胺、N-乙基丙烯醯胺、N-羥乙基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、N-乙基-N-胺乙基丙烯醯胺、N-乙基-N-羥乙基丙烯醯胺、N,N-二羥乙基丙烯醯胺、三級丁基丙烯醯胺、N,N-二甲基胺乙基丙烯醯胺、及N-辛基丙烯醯 胺)，以及(甲基)丙烯酸酯類(諸如2,2-(二乙氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、2-羥乙基(甲基)丙烯酸酯、己內酯(甲基)丙烯酸酯、3-羥丙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸甲酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、2-(苯氧基)乙基(甲基)丙烯酸酯、聯苯甲基(甲基)丙烯酸酯、三級丁基環己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸環己酯、二甲基金剛烷基(甲基)丙烯酸酯、2-萘基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸苯酯、(甲基)丙烯酸苄酯、苯氧基乙基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸三級丁酯、2,3,3-三甲基丁烯-2基-丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸月桂酯、(甲基)丙烯酸硬脂酯、(甲基)丙烯酸正己酯、環狀三羥甲丙烷縮甲醛(甲基)丙烯酸酯、3,3,5-三甲基環己基(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異丙酯、(甲基)丙烯酸乙基己酯、正乙烯基吡咯啶酮、及正烯基己內醯胺。
此外，除了第一單體及可選的第二單體以外，可固化油墨組成物還包括至少一種交聯劑。交聯劑在聚合物領域中係熟知為將聚合物鏈連結在一起的多官能分子。在本案之可固化油墨組成物中，交聯劑一般係多官能(甲基)丙烯酸酯。有用之多官能(甲基)丙烯酸酯的實例包括但不限於二(甲基)丙烯酸酯、三(甲基)丙烯酸酯、及四(甲基)丙烯酸酯，諸如1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯、1,4-丁二醇二(甲基)丙烯酸酯、丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、乙二醇二(甲基)丙烯酸酯、羥基三甲基乙酸新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇二(甲基)丙烯酸酯、雙酚A二(甲基)丙烯酸酯、三環癸烷二甲醇二(甲基)丙烯酸酯、聚(乙二醇)二(甲基)丙烯酸酯、聚丁二烯二(甲基)丙烯酸酯、聚胺甲酸酯二(甲基)丙烯酸酯、及甘油三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲丙烷三(甲基)丙烯酸 酯、參(2-羥乙基)異氰脲酸酯三丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯及新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、和二三羥甲丙烷四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化及丙氧基化版本以及其混合物。尤其合適的交聯劑包括三環癸烷二甲醇二丙烯酸酯、及三羥甲丙烷三丙烯酸酯。交聯劑或多種交聯劑的量及特性可有變化，但一般交聯劑的總量係以至少5重量%的量存在。重量%是指可固化油墨組成物之全部可固化組分的重量%。
在一些實施例中，可固化油墨組成物包含1至95重量%的第一單體、0至50重量%的第二單體、及至少5重量%的交聯單體。重量%是指可固化油墨組成物之全部可固化組分的重量%。
可固化油墨組成物亦包含至少一種起始劑。一般而言，起始劑係光起始劑，意指該起始劑係藉由光(一般為紫外(UV)光)來活化，然而透過適當選擇起始劑即可使用其他光源，諸如可見光起始劑、紅外光起始劑、及類似者。因此，可固化油墨組成物通常藉由UV或可見光(一般為UV光)來固化。因此，一般而言，使用UV光起始劑作為起始劑。光起始劑對於(甲基)丙烯酸酯聚合技術領域中具有通常知識者而言係充分瞭解的。合適自由基光起始劑之實例包括IRGACURE 4265、IRGACURE 184、IRGACURE 651、IRGACURE 1173、IRGACURE 819、IRGACURE TPO、IRGACURE TPO-L，皆可購自BASF,Charlotte,NC。尤其合適的光起始劑包括在365nm波長下具有高吸光度者。這些包括光起始劑的醯基氧化膦家族，例如IRGACURE TPO、IRGACURE TPO-L、及IRGACURE 819。
一般而言，相對於100重量份之總反應性組分，光起始劑之用量係0.01至10重量份，更一般係0.1至2.0重量份。
除了上述可固化組分以外，可固化油墨組成物可包括額外可選的非可固化組分，只要此等組分不會妨礙可固化油墨組成物之固化，並且不會不利地影響經固化組成物之性質。如上所述，溶劑對於可固化油墨組成物而言並非合適的添加劑，因為可固化油墨組成物所欲地係100%固體組成物。雖然各種可選的組分皆是合適的，但因為經固化組成物不是壓敏性黏著劑，所以如上文所指出，膠黏產生劑並非合適的添加劑，並且可固化油墨組成物通常不含膠黏產生劑。膠黏產生劑係添加至聚合組成物中以增加或產生膠黏性的樹脂，尤其是聚合組成物中之壓敏性黏著劑黏性。油墨配方亦可視需要或依所欲含有聚合抑制劑、UV吸收劑、光穩定劑(例如，受阻胺光穩定劑)、助黏劑、敏化劑、增效劑、抗氧化劑、催化劑、分散劑、乾燥劑、界面活性劑、調平劑、及類似者。聚合界面活性劑及/或乾燥劑可添加到油墨中以防止在噴墨印刷期間形成衛星液滴(satellite drop)及噴濺效應。所欲的是，配方中存在之任何不可固化聚合組分亦具有在1MHz下小於或等於3的介電常數。此等材料之實例係聚異丁烯寡聚物，諸如GLISSOPAL系列(BASF)及TPC系列(TPC Group,Houston,TX)。
一種尤其合適之可選的添加劑係助黏劑。助黏劑係用作為添加劑或底漆以促進塗層、油墨、或黏著劑對所關注基材之黏著性。助黏劑通常對基材及所施加的塗層、油墨、或黏著劑具有親和力。合適的助黏劑係矽烷官能化合物、鈦酸鹽、及鋯酸鹽。合適的鈦 酸鹽和鋯酸鹽的例子包括丁氧化鈦或丁氧化鋯。一般而言，如果有使用，助黏劑包含矽烷官能化合物。有時矽烷官能助黏劑稱為偶合劑，因為其等在化合物之各端具有不同的官能性，因而可發揮偶合不同表面(諸如無機表面及有機表面)的作用。廣泛各式矽烷助黏劑皆是合適的，例如來自Momentive Performance Materials之(甲基)丙烯酸酯官能烷氧基矽烷SILQUEST A-174。利用這種類型的助黏劑，烷氧基矽烷官能性會與無機表面相互作用，並且(甲基)丙烯酸酯官能性會與可固化油墨組成物共聚合。合適矽烷偶合劑之其他實例包括十八基三甲氧基矽烷、異辛基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、六甲基二矽氧烷、胺丙基三甲氧基矽烷、3-丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷、及類似者。
本文中亦揭示物品。廣泛各式物品皆可利用上述之經固化有機層來製備。物品可係相對簡單的物品，諸如具有設置在其上之一層經固化有機層的基材。在其他實施例中，物品係更加複雜的，諸如多層物品，其包含基材、及無機障壁層、以及介於其間之經固化有機層，其中該經固化有機層作用為去耦合層。基材可選地可具有無機塗層存在於其表面，所以經固化有機層可與基材表面接觸或與可選的無機塗層接觸。
一種簡單物品之實例係示於圖1，其中物品100包含基材120以及設置在該基材上之經固化有機層110。
基材120包括廣泛各式可撓及不可撓基材。舉例而言，基材120可係玻璃或相對厚之聚合材料層，諸如PMMA(聚甲基丙烯 酸甲酯)或PC(聚碳酸酯)。替代地，基材120可係可撓聚合膜，諸如下列者之膜：PET(聚對苯二甲酸乙二酯)、PEN(聚對萘二甲酸乙二酯)、PC(聚碳酸酯)、聚醯亞胺、PEEK(聚醚醚酮(polyetherether ketone))、及類似者。
經固化有機層110係上述可固化油墨組成物之基於(甲基)丙烯酸酯的經固化層。再次，重要的是請留意，雖然可固化組成物係描述為「油墨」，這只是表示組成物係可印刷的且不必然經固化有機層110已經被印刷，因為如上所述，亦可使用其他塗佈方法。然而，在許多實施例中，經固化有機層110已經藉由印刷(尤其是噴墨印刷)來塗佈，然後已經固化。經固化有機層110具有所有上述性質，也就是該層具有1至50微米、在一些實施例中5至30微米之厚度，該層具有在1百萬赫下3.0或更小之介電常數，並且係光學清透的。此外，在許多實施例中，經固化有機層110具有小於或等於10奈米之表面粗糙度，在許多實施例中小於或等於5奈米。
圖2顯示包括本揭露之多層物品的裝置。圖2顯示包含基材230之物品200，並且裝置240設置於基材230上。無機障壁層250係與裝置240接觸，並且經固化有機層210係與無機障壁層250接觸。圖2亦包括可選的無機層260，其係與經固化有機層210接觸。可選的層270係與可選的無機層260接觸並且亦與基材280接觸。此外，在可選的層260與可選的層270之間，可有可選的成對交替之經固化有機層(210)及無機層(260)。為了清楚起見，這些可選的層 並未顯示，但吾人可輕易預見到層以順序250/210/260/210/260、或250/210/260/210/260/210/260等之堆疊。
與經固化有機層210接觸之無機層障壁層250可製備自各式材料，包括金屬、金屬氧化物、金屬氮化物、金屬氮氧化物、金屬碳化物、金屬硼氧化物(metal oxyboride)、及其組合。廣泛範圍之金屬皆適合在金屬氧化物、金屬氮化物、及金屬氮氧化物中使用，尤其合適之金屬包括Al、Zr、Si、Zn、Sn、及Ti。一種尤其合適之無機障壁層材料係氮化矽。
無機障壁層250之厚度沒有特別限制，其通常介於20奈米與1微米(1000奈米)之間。更一般而言，厚度係20奈米至100奈米。
無機障壁層可以各種方式來沉積。大體上，可採用任何合適之沉積方法。合適方法之實例包括真空程序，諸如濺鍍、化學氣相沉積、ALD(原子層沉積)、金屬-有機化學氣相沉積、電漿增強化學氣相沈積、蒸發、昇華、電子迴旋共振-電漿增強化學氣相沈積、及其組合。
可選的無機障壁層260具有與無機障壁層250相似的厚度，並且可包含相同的無機材料，或者其可為不同的無機材料。
裝置200的一個實施例是觸控感測裝置。在此裝置中，基材230係薄膜電晶體，裝置240係OLED裝置，可選的層270係光學清透黏著劑層，並且基材280係觸控感測器。
本文中亦揭示的是用於製備物品之方法，尤其是光學物品。這些方法包含：提供一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；提供一可固化油墨組成物；將該可固化油墨組成物設置於該基材之第二主表面上以形成一可固化層；及使該可固化層固化以形成具有1至50微米厚度之經固化有機層，其中該經固化有機層具有在1百萬赫下3.0或更小之介電常數。在許多實施例中，經固化有機層之表面粗糙度係小於10奈米，在許多實施例中小於或等於5奈米。可向此經固化有機層之表面沉積無機障壁層。
在許多實施例中，將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層包含印刷，尤其是噴墨印刷。如上所述，噴墨印刷具有各式所欲特徵，使其特別適用於製備可固化層，包括在複雜基材上沉積精確圖案的能力，以及形成表面粗糙度小於10奈米、在一些實施例中小於或等於5奈米之均勻塗層的能力。
用於本方法中之可固化油墨組成物係上述可固化油墨組成物。因為可固化油墨組成物包括光起始劑，可固化層之固化包含光固化。光起始劑之性質會決定固化條件，亦即所使用之輻射波長、曝露於輻射之持續期間等等。
如上所述，本揭露之物品可包括額外元件。在一些實施例中，該方法可進一步包含提供裝置如OLED，及將裝置設置於基材之第二主表面上，然後再將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層。並且，物品可進一步包含設置於基材表面及裝置表面上之無機層。在這些實施例中，先將無機層設置於基材表面及 裝置表面，然後再將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層。此外，如上所述，在將無機障壁層設置於經固化有機層上後，可再將額外層添加至無機障壁之暴露的表面。
本文中亦揭示的是用於製備物品之方法，尤其是光學物品。這些方法包含：提供一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；提供一可固化油墨組成物；將該可固化油墨組成物設置於該基材之第二主表面上以形成一可固化層；及使該可固化層固化以形成具有1至50微米厚度之經固化有機層，其中該經固化有機層具有在1百萬赫下3.0或更小之介電常數。在許多實施例中，經固化有機層之表面粗糙度係小於10奈米，在許多實施例中小於或等於5奈米。向此經固化有機層之表面沉積無機障壁層。
在許多實施例中，將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層包含印刷，尤其是噴墨印刷。如上所述，噴墨印刷具有各式所欲特徵，使其特別適用於製備可固化層，包括在複雜基材上沉積精確圖案的能力，以及形成表面粗糙度小於10奈米、在一些實施例中小於或等於5奈米之均勻塗層的能力。
用於本方法中之可固化油墨組成物係上述可固化油墨組成物。因為可固化油墨組成物包括光起始劑，使可固化層固化包含光固化。光起始劑之性質會決定固化條件，亦即所使用之輻射波長、曝露於輻射之持續期間等等。
如上所述，本揭露之物品可包括額外元件。在一些實施例中，該方法可進一步包含提供裝置如OLED，及將裝置設置於基材 之第二主表面上，然後再將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層。並且，物品可進一步包含設置於基材表面及裝置表面上之無機層。在這些實施例中，先將無機層設置於基材表面及裝置表面，然後再將可固化油墨組成物設置於基材之第二主表面上以形成可固化層。此外，如上所述，在將無機障壁層設置於經固化有機層上後，可再將額外層添加至無機障壁之暴露的表面。
本揭露包括下列實施例：其中一些實施例係可固化油墨組成物。實施例1包括一種可固化油墨組成物，其包含：一第一單體，該第一單體包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度，並且一經固化即形成具有在1百萬赫下小於或等於3.0之一介電常數的一非晶光學清透層。
實施例2係實施例1之可固化油墨組成物，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.8。
實施例3係實施例1之可固化油墨組成物，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.7。
實施例4係實施例1之可固化油墨組成物，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.6。
實施例5係實施例1之可固化油墨組成物，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.5。
實施例6係實施例1之可固化油墨組成物，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.3。
實施例7係實施例1至6中任一者之可固化油墨組成物，其中該第一單體包含一具有12至32個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例8係實施例1至7中任一者之可固化油墨組成物，其中該第一單體包含一具有12至20個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例9係實施例1至6中任一者之可固化油墨組成物，其中該第一單體係衍生自Guerbet烷醇。
實施例10係實施例1至9中任一者之可固化油墨組成物，其中該第一單體具有大於或等於-20℃之一均聚物Tg。
實施例11係實施例1至9中任一者之可固化油墨組成物，其中該第一單體具有大於或等於-18℃之一均聚物Tg。
實施例12係實施例1至11中任一者之可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物進一步包含至少一種第二單體，該第二單體包含一多官能(甲基)丙烯酸酯單體，該多官能(甲基)丙烯酸酯單體具有大於該第一單體之該均聚物Tg的一均聚物Tg。
實施例13係實施例1至11中任一者之可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物之該等可固化組分包含：1至95重量%的該第一單體；0至50重量%的一第二單體；及至少5重量%的交聯單體。
實施例14係實施例1至13中任一者之可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物不含膠黏產生劑。
實施例15係實施例1至14中任一者之可固化油墨組成物，其進一步包含至少一種選自下列之添加劑：聚合添加劑、聚合抑制劑、UV吸收劑、光穩定劑、助黏劑、敏化劑、增效劑、抗氧化劑、催化劑、分散劑、乾燥劑、界面活性劑、及調平劑。
實施例16係實施例15之可固化油墨組成物，其中該至少一種添加劑包含具有在1百萬赫下小於等於3.0之一介電常數的一聚合添加劑。
實施例17係實施例16之可固化油墨組成物，其中該聚合添加劑係聚異丁烯寡聚物。
實施例18係實施例1至17中任一者之可固化油墨組成物，其進一步包含至少一種助黏劑。
實施例19係實施例18之可固化油墨組成物，其中該助黏劑包含至少一種矽烷。
實施例20係實施例19之可固化油墨組成物，其中該矽烷包含十八基三甲氧基矽烷、異辛基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、六甲基二矽氧烷、胺丙基三甲氧基矽烷、或3-丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
實施例21係實施例1至20中任一者之可固化油墨組成物，其中該起始劑包含一光起始劑，該光起始劑相較於100重量份的可固化組分以0.01至10重量份之含量存在。
實施例22係實施例1至21中任一者之可固化油墨組成物，其中該可固化組成物係光可固化的，可用紫外光或可見光輻射來固化。
亦揭示的是物品。實施例23包括一種物品，其包含：一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；一經固化有機層，其具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一主表面係相鄰於該基材之該第二主表面的至少一部分，其中該經固化有機層包含一基於經交聯(甲基)丙烯酸酯之層，並且具有1至50微米之一厚度，並且具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，而且係非晶且係光學清透的。
實施例24係實施例23之物品，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.8。
實施例25係實施例23之物品，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.7。
實施例26係實施例23之物品，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.6。
實施例27係實施例23之物品，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.5。
實施例28係實施例23之物品，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.3。
實施例29係實施例23至28中任一者之物品，其中該經固化有機層具有小於0.05之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例30係實施例23至28中任一者之物品，其中該經固化有機層具有小於0.04之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例31係實施例23至28中任一者之物品，其中該經固化有機層具有小於0.03之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例32係實施例23至31中任一者之物品，其中該基材包含存在於該第二主表面上之一無機塗層，使得該經固化有機層之該第一主表面係與該無機塗層接觸。
實施例33係實施例23至32中任一者之物品，其中該經固化有機層之該第二主表面係與一無機塗層接觸。
實施例34係實施例23至33中任一者之物品，其中該經固化有機層包含已經印刷且固化於該基材之該第二主表面之至少一部分上的一可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物包含：一第一單體，其包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物係可 噴墨印刷的且不含溶劑，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度。
實施例35係實施例34之物品，其中該第一單體包含一具有12至32個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例36係實施例34至35中任一者之物品，其中該第一單體包含一具有12至20個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例37係實施例34至36中任一者之物品，其中該第一單體係衍生自Guerbet烷醇。
實施例38係實施例34至37中任一者之物品，其中該第一單體具有大於或等於-20℃之一均聚物Tg。
實施例39係實施例34至37中任一者之物品，其中該第一單體具有大於或等於-18℃之一均聚物Tg。
實施例40係實施例34至39中任一者之物品，其中該可固化油墨組成物進一步包含至少一種第二單體，該第二單體包含一多官能(甲基)丙烯酸酯單體，該多官能(甲基)丙烯酸酯單體具有大於該第一單體之該均聚物Tg的一均聚物Tg。
實施例41係實施例34至39中任一者之物品，其中該可固化油墨組成物之該等可固化組分包含：1至95重量%的該第一單體；0至50重量%的一第二單體；及至少5重量%的交聯單體。
實施例42係實施例34至41中任一者之物品，其中該可固化油墨組成物不含膠黏產生劑。
實施例43係實施例34至42中任一者之可固化油墨組成物，其進一步包含至少一種選自下列之添加劑：聚合添加劑、聚合抑制劑、UV吸收劑、光穩定劑、助黏劑、敏化劑、增效劑、抗氧化劑、催化劑、分散劑、乾燥劑、界面活性劑、及調平劑。
實施例44係實施例43之物品，其中該至少一種添加劑包含具有在1百萬赫下小於等於3.0之一介電常數的一聚合添加劑。
實施例45係實施例44之物品，其中該聚合添加劑係聚異丁烯寡聚物。
實施例46係實施例34至45中任一者之物品，其中該可固化油墨組成物進一步包含至少一種助黏劑。
實施例47係實施例46之物品，其中該助黏劑包含至少一種矽烷。
實施例48係實施例47之物品，其中該矽烷包含十八基三甲氧基矽烷、異辛基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷、己基三甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、六甲基二矽氧烷、胺丙基三甲氧基矽烷、3-丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
實施例49係實施例43至48中任一者之物品，其中該起始劑包含一光起始劑，該光起始劑相較於100重量份的可固化組分以0.01至10重量份之含量存在。
實施例50係實施例43至49中任一者之物品，其中該可固化油墨組成物係光可固化的，可用紫外光或可見光輻射來固化。
實施例51係實施例23至50中任一者之物品，其中該經固化有機層具有小於5奈米之一表面粗糙度。
實施例52係實施例23至51中任一者之物品，其中該物品進一步包含一裝置，該裝置設置於該基材之該第二主表面上，並且相鄰於該經固化有機層之該第一主表面。
實施例53係實施例至52之物品，其中該裝置包含一OLED(有機發光二極體)。
實施例54係實施例52或53之物品，其進一步包含設置於該裝置上及該基材之該第二主表面上的一無機塗層，使得該經固化有機層之該第一主表面係與該無機塗層接觸。
實施例55係實施例23至54中任一者之物品，其進一步包含與該經固化有機層之該第二主表面接觸的額外基材或層。
亦揭示製備物品之方法。實施例56包括一種製備一物品之方法，該方法包含：提供一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；提供一可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物包含：一第一單體，其包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度，並且其中該可固化油墨組成物當經印刷及固化時具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，而且係非晶且光學清透 的；將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面的至少一部分上以形成一可固化層；使該可固化層固化以形成一經固化有機層，該經固化有機層具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一主表面係相鄰於該基材之該第二主表面。
實施例57係實施例56之方法，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.8。
實施例58係實施例56之方法，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.7。
實施例59係實施例56之方法，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.6。
實施例60係實施例56之方法，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.5。
實施例61係實施例56之方法，其中該介電常數在1百萬赫下小於或等於2.3。
實施例62係實施例56至61中任一者之方法，其中該經固化有機層具有小於0.05之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例63係實施例56至61中任一者之方法，其中該經固化有機層具有小於0.04之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例64係實施例56至61中任一者之方法，其中該經固化有機層具有小於0.03之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
實施例65係實施例56至64中任一者之方法，其中該基材包含存在於該第二主表面上之一無機塗層，使得該經固化有機層之該第一主表面係與該無機塗層接觸。
實施例66係實施例56至64中任一者之方法，其中該經固化有機層之該第二主表面係與一無機塗層接觸。
實施例67係實施例56至66中任一者之方法，其中該第一單體包含一具有12至32個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例68係實施例56至67中任一者之方法，其中該第一單體包含一具有12至20個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
實施例69係實施例56至68中任一者之方法，其中該第一單體係衍生自Guerbet烷醇。
實施例70係實施例56至69中任一者之方法，其中該第一單體具有大於或等於-20℃之一均聚物Tg。
實施例71係實施例56至69中任一者之方法，其中該第一單體具有大於或等於-18℃之一均聚物Tg。
實施例72係實施例56至71中任一者之方法，其中該可固化油墨組成物進一步包含至少一種第二單體，該第二單體包含一 多官能(甲基)丙烯酸酯單體，該多官能(甲基)丙烯酸酯單體具有大於該第一單體之該均聚物Tg的一均聚物Tg。
實施例73係實施例56至71中任一者之方法，其中該可固化油墨組成物之該等可固化組分包含：1至95重量%的該第一單體；0至50重量%的一第二單體；及至少5重量%的交聯單體。
實施例74係實施例56至73中任一者之方法，其中該可固化油墨組成物不含膠黏產生劑。
實施例75係實施例56至74中任一者之方法，其進一步包含至少一種選自下列之添加劑：聚合添加劑、聚合抑制劑、UV吸收劑、光穩定劑、助黏劑、敏化劑、增效劑、抗氧化劑、催化劑、分散劑、乾燥劑、界面活性劑、及調平劑。
實施例76係實施例75之方法，其中該至少一種添加劑包含具有在1百萬赫下小於等於3.0之一介電常數的一聚合添加劑。
實施例77係實施例76之方法，其中該聚合添加劑係聚異丁烯寡聚物。
實施例78係實施例56至77中任一者之方法，其中該可固化油墨組成物進一步包含至少一種助黏劑。
實施例79係實施例78之方法，其中該助黏劑包含至少一種矽烷。
實施例80係實施例79之方法，其中該矽烷包含十八基三甲氧基矽烷、異辛基三甲氧基矽烷、十六基三甲氧基矽烷、己基三 甲氧基矽烷、甲基三甲氧基矽烷、六甲基二矽氮烷、六甲基二矽氧烷、胺丙基三甲氧基矽烷、3-丙醯氧基丙基三甲氧基矽烷。
實施例81係實施例56至80中任一者之方法，其中該起始劑包含一光起始劑，該光起始劑相較於100重量份的可固化組分以0.01至10重量份之含量存在。
實施例82係實施例56至81中任一者之方法，其中該可固化油墨組成物係光可固化的，可用紫外光或可見光輻射來固化。
實施例83係實施例56至82中任一者之方法，其中將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面上以形成一包含噴墨印刷之可固化層。
實施例84係實施例56至83中任一者之方法，其中該經固化有機層之第二主表面具有小於5奈米之一表面粗糙度。
實施例85係實施例56至84中任一者之方法，其中該經固化有機層具有1至50微米之一厚度。
實施例86係實施例56至85中任一者之方法，其進一步包含提供一裝置；以及將該裝置設置於該基材之該第二主表面上，然後再將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面上以形成一可固化層。
實施例87係實施例86之方法，其進一步包含先將一無機層設置於該基材表面及裝置表面上，然後再將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面上以形成一可固化層。
實施例88係實施例至87之方法，其進一步包含將額外層設置至該經固化有機層之該第二主表面。
實例
製備低介電常數噴墨油墨組成物。將材料施加至基材，並且如下列實例中所示評估物理、光學及機械性質。這些實例僅用於闡釋之目的，並非意圖限制隨附申請專利範圍之範疇。實例及說明書其餘部分中之所有份數、百分比、比率等皆依重量計，除非另有說明。所使用之溶劑及其他試劑係得自Sigma-Aldrich Chemical Company,St.Louis,Missouri，除非另有註明。在本文中使用下列縮寫：in=吋；mm=毫米；cm=公分；um=微米；J=焦耳；sec=秒；min=分鐘；mL=毫升；pL=微微升；K=1,000(即，15K=15,000道耳頓分子量)；Hz=赫茲；cps=厘泊；Dk=介電常數。用語wt%及重量%可互換使用。
測試方法 樣本塗層
使用繞線棒(型號：RDS10，RDS Specialties,Webster,NY)將用於光學測試之塗層製造於基材S1上。在塗佈之後立即使用「LIGHT HAMMER」系統(Heraeus Noblelight Fusion UV Inc.,Gaithersburg,MD)執行膜的紫外光(UV)固化，該系統使用「D型燈泡(D-bulb)」，並且使用以每分鐘30呎(9.3m/min)運行之輸送帶進行兩次通過。所接收的總劑量係大約2J/cm2。
測試方法1：透射率、霧度、清晰度、及b*測量
使用霧度計(BYK Gardiner，商標名稱「BYK HAZEGARD Plus,Columbia,MD」)，基於ASTM D1003-13進行透射率、霧度、清晰度、及b*之平均%的測量。B*值係使用X-RITE SP62可攜式光譜儀(X-RITE,Grand Rapids,MI)來測量。結果係記錄於表7。
測試方法2：黏度測試
將17mL的各油墨配方裝入黏度計(BOHLIN VISCO 88,Malvern Instruments Ltd,Malvern,UK)上的25mm直徑雙隙同軸同心圓筒裝置(DIN 53019)中。配備於雙隙單元的熱夾套讓循環水流加熱至25℃，並且讓系統平衡30小時，然後再進行各次測量。以100Hz的間隔將剪切率自100提升至1000Hz，並且重複測量三次。採取所有數據點之平均值及標準偏差作為黏度，單位為厘泊。結果係記錄於表5。
測試方法4：介電光譜
製備各配方之厚膜以進行介電光譜測量。首先用膠帶將易離型襯墊及優質(premium)離型襯墊貼在5”×5”(12.7cm×12.7cm)硼矽酸鹽玻璃板以製備膜。使用L1作為易離型襯墊，並且使用L2作為優質離型襯墊。將400微米厚的Teflon片材夾在兩個離型襯墊之間，該片材具有從中央打出的3”(7.6cm)直徑圓孔以及側注射口。使用吸量管經由注射口將3mL的各配方注入構造體。使用長尾夾夾住 構造體然後用UV-LED燈(CF2000,λ=365-400nm,Clearstone Technologies,Hopkins,MN)在每側固化5分鐘，總輻射劑量係大約14J/cm2。將樣本小心地從燈室中取出並從襯墊剝離。使樣本運行通過使用中壓汞燈「D型燈泡」之「LIGHT HAMMER」系統(Heraeus Noblelight Fusion UV Inc.,Gaithersburg,MD)，總劑量係4J/cm2。
使用來自Novocontrol Technologies GmbH(Montabaur,Germany)的Alpha-A高溫寬頻介電光譜儀模組化測量系統來執行介電性質及導電率測量。所有測試均根據ASTM D150測試標準執行。將其中一些膜漆上銅漆料，並且將一些直接層壓在黃銅電極而未漆上任何銅漆料，視樣本能夠適形於電極表面得多好而定。一旦將各樣品放在兩個經光學拋光的黃銅盤(直徑40.0mm和厚度2.00mm)之間，即實施Novocontrol ZGS Alpha Active Sample Cell。結果係記錄於表6。
測試方法3：噴墨印刷及液滴分析
使用壓電控制液滴式(piezoelectric drop-on-demand)印頭(KM512M,Konica Minolta IJ Technologies,Tokyo,Japan)來進行噴墨印刷測試。Konica Minolta的噴墨印頭是基於壓電材料(piezo electric material,PZT)，可經由施加電場而使其移動。包含壓電壁之油墨通道可根據施加至壁上電極的電信號而噴射出小油墨液滴。KM512 IJ印頭是以「剪切模式」來驅動，其中壁會向內及向外彎曲以在通道內產生壓力波。用於印頭之操作及波形設定的相關參數係示於 下表2中。使用JetXPert儀器(Image XPert,Nashua,NH)以10微秒(μsec)之固定時間間隔擷取液滴影像。將10μsec至400μsec的影像拼接在一起以形成合成影像。
油墨製備
表3顯示一般油墨組成物。表4顯示用於各實例配方之組分量。Fave等於配方之平均官能性，如以下方程式中所述：F ave =(1*MF)+(2*DF)+(3*TF)， 其中MF等於單官能組分在配方中的百分比，DF於二官能組分在配方中的百分比，而TF等於三官能組分在配方中的百分比。Tg係基於衆所周知的Flory-Fox方程式，使用各組分之文獻值來計算。
將2.0wt.% PH1及0.5wt.% I1(以總樹脂固體計)添加至表4中的各配方。使用音振浴將配方在琥珀色小瓶混合直到均質。實例係使用以上列出之測試方法來測試。結果係顯示於下表5、6、及7。
結果
噴墨印刷結果
圖3顯示來自實例28配方之墨滴的的時間拼接影像，從印頭噴嘴的初始射出開始10微秒。明確定義的液滴會在噴嘴的160微米內形成，之後也無任何可見的衛星液滴形成。噴射速度超過2500mm/sec，而且油墨的特性長時間穩定。

Claims (22)

  1. 一種可固化油墨組成物，其包含：一第一單體，其包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度，並且一經固化即形成具有在1百萬赫下小於或等於3.0之一介電常數的一非晶光學清透層。
  2. 如請求項1之可固化油墨組成物，其中該第一單體包含一具有12至32個碳原子且具有至少兩個支鏈點之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體。
  3. 如請求項1之可固化油墨組成物，其中該第一單體具有大於或等於-20℃之一均聚物Tg。
  4. 如請求項1之可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物之該等可固化組分包含：1至95重量%的該第一單體；0至50重量%的一第二單體，該第二單體包含一多官能(甲基)丙烯酸酯單體，該多官能(甲基)丙烯酸酯單體具有大於該第一單體之該均聚物Tg的一均聚物Tg；及至少5重量%交聯單體。
  5. 如請求項1之可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物不含膠黏產生劑。
  6. 如請求項1之可固化油墨組成物，其進一步包含至少一種助黏劑。
  7. 如請求項6之可固化油墨組成物，其中該助黏劑包含至少一種矽烷。
  8. 如請求項1之可固化油墨組成物，其進一步包含至少一種選自下列 之添加劑：聚合添加劑、聚合抑制劑、UV吸收劑、光穩定劑、助黏劑、敏化劑、增效劑、抗氧化劑、催化劑、分散劑、乾燥劑、界面活性劑、及調平劑。
  9. 如請求項1之可固化油墨組成物，其中該可固化組成物係光可固化的，可用紫外光或可見光輻射來固化。
  10. 一種物品，其包含：一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；一經固化有機層，其具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一主表面係相鄰於該基材之該第二主表面的至少一部分，其中該經固化有機層包含一基於經交聯(甲基)丙烯酸酯之層，並且具有1至50微米之一厚度，並且具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，而且係非晶且係光學清透的。
  11. 如請求項10之物品，其中該經固化有機層具有小於0.05之一Dk-δ值，其中Dk-δ係在100千赫下介電常數與在1百萬赫下介電常數之間的差值。
  12. 如請求項10之物品，其中該基材包含存在於該第二主表面上之一無機塗層，使得該經固化有機層之該第一主表面係與該無機塗層接觸。
  13. 如請求項10之物品，其中該經固化有機層之該第二主表面係與一無機塗層接觸。
  14. 如請求項10之物品，其中該經固化有機層包含已經印刷及固化於該基材之該第二主表面之至少一部分上的一可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物包含：一第一單體，其包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及 至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物係可噴墨印刷的且不含溶劑，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度。
  15. 如請求項10之物品，其中該經固化有機層具有小於5奈米之一表面粗糙度。
  16. 如請求項10之物品，其中該物品進一步包含一裝置，該裝置設置於該基材之該第二主表面上，並且相鄰於該經固化有機層之該第一主表面。
  17. 如請求項16之物品，其進一步包含設置於該裝置上及該基材之該第二主表面上的一無機塗層，使得該經固化有機層之該第一主表面係與該無機塗層接觸。
  18. 如請求項16之物品，其中該裝置包含一OLED(有機發光二極體)。
  19. 一種製備一物品之方法，其包含：提供一基材，其具有一第一主表面及一第二主表面；提供一可固化油墨組成物，其中該可固化油墨組成物包含：一第一單體，其包含一具有12或更多個碳原子之支鏈(甲基)丙烯酸烷酯單體；一交聯單體；及至少一種起始劑，其中該可固化油墨組成物不含溶劑且係可噴墨印刷的，在室溫至小於60℃之一溫度下具有小於30厘泊的一黏度，並且其中該可固化油墨組成物當經印刷及固化時具有在1百萬赫下3.0或更小之一介電常數，而且係非晶且光學清透的；將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面的至少一部分上以形成一可固化層；使該可固化層固化以形成一經固化有機層，該經固化有機層具有一第一主表面及一第二主表面，其中該經固化有機層之該第一 主表面係相鄰於該基材之該第二主表面，且其中該經固化有機層具有1至50微米之一厚度。
  20. 如請求項19之方法，其進一步包含提供一裝置；及將該裝置設置於該基材之該第二主表面上，然後再將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面上以形成一可固化層。
  21. 如請求項20之方法，其進一步包含先將一無機層設置於該基材表面及裝置表面上，然後再將該可固化油墨組成物設置於該基材之該第二主表面上以形成一可固化層。
  22. 如請求項21之方法，其進一步包含將額外層設置至該經固化有機層之該第二主表面。
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