TW202039710A - 油墨組成物、光轉換層及濾色器 - Google Patents

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Abstract

本發明之油墨組成物含有:發光性奈米晶粒、由至少1種光聚合性化合物構成且漢森溶解度參數中之δp為3.0 MPa0.5 以上之光聚合性成分、及具有下述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物。
Figure 108147559-A0101-11-0001-1
[式(1)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 表示烷基,*表示鍵結鍵]

Description

油墨組成物、光轉換層及濾色器
本發明係關於一種油墨組成物、光轉換層及濾色器。
過去,液晶顯示裝置等顯示器中之像素部(濾色器像素部)例如使用含有紅色有機顏料粒子或綠色有機顏料粒子、以及鹼可溶性樹脂及/或丙烯酸系單體之硬化性抗蝕劑材料,藉由光蝕刻法而製造。
近年來,開始強烈要求顯示器之低消耗電力化,積極研究使用例如量子點、量子棒、其他無機螢光體粒子等發光性奈米晶粒代替上述紅色有機顏料粒子或綠色有機顏料粒子,形成紅色像素、綠色像素等像素部之方法。
另外,於上述利用光蝕刻法之濾色器之製造方法中,根據其製造方法之特徵,存在包含相對昂貴之發光性奈米晶粒之像素部以外之抗蝕劑材料變得浪費的缺點。於此種狀況下,為了消除如上所述之抗蝕劑材料之浪費,開始研究藉由噴墨法形成光轉換基板像素部(專利文獻1)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2008/001693號
[發明所欲解決之課題]
於習知光蝕刻法中,存在使用極性較低之化合物作為油墨組成物所含之光聚合性成分之情況。然而,於利用噴墨法形成濾色器像素部之情形時,較理想為以構成所使用之印表機之油墨頭之有機材料不會溶出的方式使用極性較高之光聚合性成分。
本發明者進行研究之結果,判明了若使用包含極性較高之光聚合性成分之油墨組成物而藉由噴墨法形成濾色器像素部,則存在無法獲得充分之外部量子效率(EQE:External Quantum Efficiency)之情形。
因此,本發明之目的在於:提供一種雖為包含極性較高之光聚合性成分之油墨組成物,但可藉由噴墨法形成具有優異之外部量子效率之濾色器像素部之油墨組成物、以及使用該油墨組成物之光轉換層及濾色器。 [解決課題之技術手段]
本發明者發現:於併用極性較高之光聚合性成分與亞磷酸酯化合物之情形時,藉由使用具有特定之化學結構之亞磷酸酯化合物,可提高濾色器像素部之外部量子效率,從而完成本發明。
即,本發明之一態樣係關於一種油墨組成物,其含有:發光性奈米晶粒、由至少1種光聚合性化合物構成且漢森溶解度參數(Hansen solubility parameters)中之δp為3.0 MPa0.5 以上之光聚合性成分、及具有下述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物。
Figure 02_image003
[式(1)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 表示烷基,*表示鍵結鍵]
根據上述態樣之油墨組成物,可藉由噴墨法形成具有優異之外部量子效率之濾色器像素部。
式(1)中之烷基之碳數較佳為1~13。
亞磷酸酯化合物較佳為於25℃、1大氣壓下為液狀。
亞磷酸酯化合物較佳為具有2個上述式(1)所表示之部分結構。
亞磷酸酯化合物較佳為不具有芳香環。
亞磷酸酯化合物較佳為下述式(6)所表示之化合物。
Figure 02_image005
[式(6)中,X13 ~X18 分別獨立地表示氧原子或硫原子,Z表示四價之烴基,R11 及R12 分別獨立地表示一價之烴基,R11 及R12 中之至少一者表示烷基]
油墨組成物可用於形成光轉換層。即,油墨組成物可為光轉換層形成用之油墨組成物。
油墨組成物較佳為以噴墨方式使用。即,油墨組成物較佳為噴墨油墨。
本發明之另一態樣係關於一種光轉換層,其具備複數個像素部與設置於該複數個像素部間之遮光部,且複數個像素部具有:包含上述油墨組成物之硬化物的發光性像素部。
光轉換層可具備第1發光性像素部與第2發光性像素部作為發光性像素部,第1發光性像素部含有吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長的光之發光性奈米晶粒,第2發光性像素部含有吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長的光之發光性奈米晶粒。
上述光轉換層可進而具備含有光散射性粒子之非發光性像素部。
本發明之另一態樣係關於一種具備上述光轉換層之濾色器。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種雖為包含極性較高之光聚合性成分之油墨組成物,但可藉由噴墨法形成具有優異之外部量子效率之濾色器像素部之油墨組成物、以及使用該油墨組成物之光轉換層及濾色器。
以下,對本發明之實施形態進行詳細說明。
<油墨組成物> 一實施形態之油墨組成物係一種發光性之油墨組成物,其含有:發光性奈米晶粒、由至少1種光聚合性化合物構成且漢森溶解度參數中之δp為3.0 MPa0.5 以上之光聚合性成分、及具有下述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物(以下,根據情形亦簡稱為「亞磷酸酯化合物」)。
Figure 02_image007
[式(1)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 表示烷基,*表示鍵結鍵]
上述油墨組成物例如為用於形成濾色器等所具有之光轉換層之像素部的光轉換層形成用(例如濾色器像素部之形成用)之油墨組成物。上述油墨組成物包含漢森溶解度參數中之δp為3.0 MPa0.5 以上之光聚合性成分,故而不易引起用於印表機之油墨頭之有機材料之溶出,可較佳地用於噴墨法。進而,上述油墨組成物係雖為包含此種極性較高之光聚合性成分之油墨組成物,但可藉由噴墨法形成具有優異之外部量子效率之濾色器像素部。可獲得此種效果之原因雖不明確,但本發明者推測其原因在於:藉由使亞磷酸酯化合物具有上述式(1)所表示之部分結構,會於與光聚合性成分充分地相溶之狀態下存在於油墨組成物中,容易表現亞磷酸酯化合物之作為抗氧化劑之功能。
一實施形態之油墨組成物可作為公知慣用之濾色器之製造方法中使用的油墨而應用,就僅藉由在必需之部位使用必需之量便可形成像素部(光轉換層)而不會浪費地消耗相對昂貴之發光性奈米晶粒、溶劑等材料之方面而言,較佳為以相較於光蝕刻方式用,更適合噴墨方式用之方式適當地製備而使用。
以下,列舉用於噴墨方式之濾色器用油墨組成物(濾色器用噴墨油墨)為例,對一實施形態之油墨組成物進行說明。以下所說明之油墨組成物除了發光性奈米晶粒、光聚合性成分及亞磷酸酯化合物以外,可進而含有有機配位體、光散射性粒子等其他成分。
[發光性奈米晶粒] 發光性奈米晶粒係吸收激發光而發出螢光或磷光之奈米尺寸之結晶體,例如為藉由穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡所測定之最大粒徑為100 nm以下之結晶體。
發光性奈米晶粒例如藉由吸收特定之波長的光,可發出與所吸收之波長不同波長的光(螢光或磷光)。發光性奈米晶粒可為發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長的光(紅色光)之紅色發光性之奈米晶粒(紅色發光性奈米晶粒),可為發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長的光(綠色光)之綠色發光性之奈米晶粒(綠色發光性奈米晶粒),亦可為發出於420~480 nm之範圍具有發光峰值波長的光(藍色光)之藍色發光性之奈米晶粒(藍色發光性奈米晶粒)。於本實施形態中,較佳為油墨組成物包含該等發光性奈米晶粒中之至少1種。又,發光性奈米晶粒所吸收之光例如可為400 nm以上且未達500 nm之範圍(尤其是420~480 nm之範圍之波長的光)之波長的光(藍色光)、或200 nm~400 nm之範圍之波長的光(紫外光)。再者,發光性奈米晶粒之發光峰值波長例如可於使用分光螢光光度計所測定之螢光光譜或磷光光譜中進行確認。
紅色發光性之奈米晶粒較佳為於665 nm以下、663 nm以下、660 nm以下、658 nm以下、655 nm以下、653 nm以下、651 nm以下、650 nm以下、647 nm以下、645 nm以下、643 nm以下、640 nm以下、637 nm以下、635 nm以下、632 nm以下或630 nm以下具有發光峰值波長,且較佳為於628 nm以上、625 nm以上、623 nm以上、620 nm以上、615 nm以上、610 nm以上、607 nm以上或605 nm以上具有發光峰值波長。該等上限值及下限值可任意地組合。再者,於以下之相同之記載中,個別記載之上限值及下限值亦可任意地組合。
綠色發光性之奈米晶粒較佳為於560 nm以下、557 nm以下、555 nm以下、550 nm以下、547 nm以下、545 nm以下、543 nm以下、540 nm以下、537 nm以下、535 nm以下、532 nm以下或530 nm以下具有發光峰值波長,且較佳為於528 nm以上、525 nm以上、523 nm以上、520 nm以上、515 nm以上、510 nm以上、507 nm以上、505 nm以上、503 nm以上或500 nm以上具有發光峰值波長。
藍色發光性之奈米晶粒較佳為於480 nm以下、477 nm以下、475 nm以下、470 nm以下、467 nm以下、465 nm以下、463 nm以下、460 nm以下、457 nm以下、455 nm以下、452 nm以下或450 nm以下具有發光峰值波長,且較佳為於450 nm以上、445 nm以上、440 nm以上、435 nm以上、430 nm以上、428 nm以上、425 nm以上、422 nm以上或420 nm以上具有發光峰值波長。
發光性奈米晶粒所發出之光之波長(發光色)若根據方阱位勢模型之薛丁格波動方程式之解,則取決於發光性奈米晶粒之尺寸(例如粒徑),但亦取決於發光性奈米晶粒所具有之能隙。因此,藉由變更所使用之發光性奈米晶粒之構成材料及尺寸,可選擇發光色。
發光性奈米晶粒可為包含半導體材料之發光性奈米晶粒(發光性半導體奈米晶粒)。作為發光性半導體奈米晶粒,可列舉量子點、量子棒等。該等之中,就於發光光譜之控制容易,且確保可靠性之基礎上,可降低生產成本,且提高量產性之觀點而言,較佳為量子點。
發光性半導體奈米晶粒可僅由包含第一半導體材料之核構成,亦可具有包含第一半導體材料之核、及包含與第一半導體材料不同之第二半導體材料且被覆上述核之至少一部分之殼。換言之,發光性半導體奈米晶粒之結構可為僅由核構成之結構(核結構),亦可為由核與殼構成之結構(核/殼結構)。又,發光性半導體奈米晶粒除了包含第二半導體材料之殼(第一殼)以外,亦可進而具有包含與第一及第二半導體材料不同之第三半導體材料且被覆上述核之至少一部分之殼(第二殼)。換言之,發光性半導體奈米晶粒之結構亦可為由核、第一殼及第二殼構成之結構(核/殼/殼結構)。核及殼之各者可為包含2種以上之半導體材料之混晶(例如CdSe+CdS、CIS+ZnS等)。
發光性奈米晶粒較佳為包含選自由II-VI族半導體、III-V族半導體、I-III-VI族半導體、IV族半導體及I-II-IV-VI族半導體所組成之群中之至少1種半導體材料作為半導體材料。
作為具體之半導體材料,可列舉: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及Ge。就於發光光譜之控制容易,且確保可靠性之基礎上,可降低生產成本,且提高量產性之觀點而言,發光性半導體奈米晶粒較佳為包含選自由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及Cu2 ZnSnS4 所組成之群中之至少1種。
作為紅色發光性之半導體奈米晶粒,例如可列舉:CdSe之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為CdS、內側之核部為CdSe之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為CdS、內側之核部為ZnSe之奈米晶粒;CdSe與ZnS之混晶之奈米晶粒;InP之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、內側之核部為InP之奈米晶粒;CdSe與CdS之混晶之奈米晶粒;ZnSe與CdS之混晶之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnSe、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒等。
作為綠色發光性之半導體奈米晶粒,例如可列舉:CdSe之奈米晶粒;CdSe與ZnS之混晶之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnSe、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒等。
作為藍色發光性之半導體奈米晶粒,例如可列舉:ZnSe之奈米晶粒;ZnS之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnSe、內側之核部為ZnS之奈米晶粒;CdS之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼結構且該殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnSe、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒;具備核/殼/殼結構且第一殼部分為ZnS與ZnSe之混晶、第二殼部分為ZnS、內側之核部為InP之奈米晶粒等。
半導體奈米晶粒為同一化學組成,藉由改變其本身之平均粒徑,可將應自該粒子發光之顏色改變為紅色或綠色。又,半導體奈米晶粒較佳為使用其本身對人體等之不良影響極低者。於使用含有鎘、硒等之半導體奈米晶粒作為發光性奈米晶粒之情形時,較佳為選擇儘量不含上述元素(鎘、硒等)之半導體奈米晶粒單獨使用,或以儘量減少上述元素之方式與其他發光性奈米晶粒組合使用。
發光性奈米晶粒之形狀並無特別限定,可為任意之幾何學形狀,亦可為任意之不規則形狀。發光性奈米晶粒之形狀例如可為球狀、橢圓體狀、角錐形狀、盤狀、枝狀、網狀、棒狀等。然而,作為發光性奈米晶粒,就進一步提高油墨組成物之均一性及流動性之方面而言,較佳為使用作為粒子形狀而言方向性較少之粒子(例如球狀、正四面體狀等之粒子)。
關於發光性奈米晶粒之平均粒徑(體積平均徑),就容易獲得所需之波長之發光的觀點、以及分散性及保存穩定性優異的觀點而言,可為1 nm以上,可為1.5 nm以上,亦可為2 nm以上。就容易獲得所需之發光波長之觀點而言,可為40 nm以下,可為30 nm以下,亦可為20 nm以下。發光性奈米晶粒之平均粒徑(體積平均徑)可藉由利用穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡進行測定,算出體積平均徑而獲得。
就分散穩定性之觀點而言,發光性奈米晶粒較佳為於其表面具有有機配位體。有機配位體例如可配位鍵結於發光性奈米晶粒之表面。換言之,發光性奈米晶粒之表面可藉由有機配位體而鈍化。又,於油墨組成物進而含有下述高分子分散劑之情形時,發光性奈米晶粒可於其表面具有高分子分散劑。於本實施形態中,例如可自上述具有有機配位體之發光性奈米晶粒去除有機配位體,將有機配位體與高分子分散劑進行交換,藉此使高分子分散劑鍵結於發光性奈米晶粒之表面。其中,就製成噴墨油墨時之分散穩定性之觀點而言,較佳為對配位有有機配位體之狀態下之發光性奈米晶粒摻合高分子分散劑。
作為有機配位體,較佳為具有用以確保與光聚合性化合物、有機溶劑等之親和性的官能基(以下亦簡稱為「親和性基」)、及能夠與發光性奈米晶粒鍵結的官能基(用以確保向發光性奈米晶粒之吸附性之官能基)之化合物。作為親和性基,可為經取代或未經取代之脂肪族烴基。該脂肪族烴基可為直鏈型,亦可具有分支結構。又,脂肪族烴基可具有不飽和鍵,亦可不具有不飽和鍵。經取代之脂肪族烴基可為脂肪族烴基之一部分之碳原子被取代為氧原子而成之基。經取代之脂肪族烴基例如可包含(聚)氧伸烷基。此處,所謂「(聚)氧伸烷基」,意指氧伸烷基、及2個以上之伸烷基以醚鍵進行連結而成之聚氧伸烷基之至少1種。作為能夠與發光性奈米晶粒鍵結之官能基,例如可列舉:羥基、胺基、羧基、硫醇基、磷酸基、膦酸基、膦基、氧化膦基及烷氧基矽基。作為有機配位體,例如可列舉:TOP(三辛基膦)、TOPO(三辛基氧化膦)、油酸、油胺、辛胺、三辛胺、十六基胺、辛硫醇、十二硫醇、己基膦酸(HPA)、十四基膦酸(TDPA)、及辛基膦酸(OPA)。
於一實施形態中,有機配位體可為下述式(1-1)所表示之有機配位體。
Figure 02_image009
[式(1-1)中,p表示0~50之整數,q表示0~50之整數]
於式(1-1)所表示之有機配位體中,較佳為p及q之中至少一者為1以上,更佳為p及q之兩者為1以上。
有機配位體例如可為下述式(1-2)所表示之有機配位體。
Figure 02_image011
式(1-2)中,A1 表示包含羧基之1價之基,A2 表示包含羥基之1價之基,R表示氫原子、甲基、或乙基,L表示經取代或未經取代之伸烷基,r表示0以上之整數。包含羧基之1價之基中之羧基之數可為2個以上,可為2個以上且4個以下,可為2個。L所示之伸烷基之碳數例如可為1~10。L所示之伸烷基可將碳原子之一部分取代為雜原子,亦可經選自由氧原子、硫原子及氮原子所組成之群中之至少1種雜原子取代。r例如可為1~100之整數,亦可為10~20之整數。
就像素部之外部量子效率優異之觀點而言,有機配位體可為下述式(1-2A)所表示之有機配位體。
Figure 02_image013
式(1-2A)中,r係與上述同義。
就發光性奈米晶粒之分散穩定性之觀點及發光特性維持之觀點而言,油墨組成物中之有機配位體之含量相對於發光性奈米晶粒100質量份,可為15質量份以上、20質量份以上、25質量份以上、30質量份以上、35質量份以上或40質量份以上。就容易將油墨組成物之黏度保持得較低之觀點而言,油墨組成物中之有機配位體之含量相對於發光性奈米晶粒100質量份,可為50質量份以下、45質量份以下、40質量份以下或30質量份以下。
作為發光性奈米晶粒,可使用以膠體形態分散於有機溶劑、光聚合性化合物等之中者。於有機溶劑中處於分散狀態之發光性奈米晶粒之表面較佳為藉由上述有機配位體而鈍化。作為有機溶劑,使用油墨組成物所含有之下述有機溶劑。
作為發光性奈米晶粒,可使用市售品。作為發光性奈米晶粒之市售品,例如可列舉:NN-Labs公司之銦磷/硫化鋅、D-Dot、CuInS/ZnS、Aldrich公司之InP/ZnS等。
就可進一步提高外部量子效率之觀點而言,發光性奈米晶粒之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,較佳為5質量份以上,亦可為10質量份以上、15質量份以上、20質量份以上或30質量份以上。就可進一步提高外部量子效率之觀點及噴出穩定性更優異之觀點而言,發光性奈米晶粒之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,較佳為80質量份以下,亦可為75質量份以下、70質量份以下或60質量份以下。
油墨組成物可包含紅色發光性奈米晶粒、綠色發光性奈米晶粒及藍色發光性奈米晶粒中之2種以上作為發光性奈米晶粒,但較佳為僅包含該等粒子中之1種。於油墨組成物包含紅色發光性奈米晶粒之情形時,綠色發光性奈米晶粒之含量及藍色發光性奈米晶粒之含量以發光性奈米晶粒的總質量作為基準,較佳為10質量%以下,更佳為0質量%。於油墨組成物包含綠色發光性奈米晶粒之情形時,紅色發光性奈米晶粒之含量及藍色發光性奈米晶粒之含量以發光性奈米晶粒的總質量作為基準,較佳為10質量%以下,更佳為0質量%。
[光聚合性成分] 光聚合性成分係由至少1種光聚合性化合物構成,漢森溶解度參數中之δp為3.0 MPa0.5 以上。此處,漢森溶解度參數係將藉由希爾布朗(Hildebrand)所導入之溶解度參數分割為δd、δp及δh之3個成分,且表示為三維空間者。δd表示由無極性相互作用獲得之效果,δp表示由偶極間力獲得之效果,δh表示由氫鍵力獲得之效果。關於各種化合物之漢森溶解度參數值例如記載於Charles M. Hansen之「Hansen Solubility Parameters:A Users Handbook」等中,關於無記載之化合物之漢森溶解度參數值可使用電腦軟體(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP))而推算。
關於光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δp,於光聚合性成分由1種光聚合性化合物構成的情形(即,於油墨組成物僅含有1種光聚合性化合物之情形)時為該光聚合性化合物之δp,於光聚合性成分由複數種光聚合性化合物構成的情形(即,於油墨組成物含有複數種光聚合性化合物的情形)時為對各光聚合性化合物之δp乘以其等之混合比率所得的值之總和。即,於光聚合性成分由n種光聚合性化合物構成之情形時,若將各光聚合性化合物之δp設為δp1 ~δpn ,將光聚合性成分中之各光聚合性化合物之混合比率(體積比率)設為C1 ~Cn ,則光聚合性成分之δp能夠以下述式表示。 δp=δp1 ×C1 +δp2 ×C2 +・・・+δpn ×Cn 關於下述之光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δd及δh亦相同。
就可使複數種發光性奈米晶粒廣泛分散之觀點而言,光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δp較佳為3.5 MPa0.5 以上,更佳為4.0 MPa0.5 以上。光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δp可為14.0 MPa0.5 以下、13.0 MPa0.5 以下或12.0 MPa0.5 以下。若δp為14.0 MPa0.5 以下,則存在不易與發光性奈米晶粒相互作用,可獲得更良好之外部量子效率之傾向。
光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δd並無特別限定,可為12.0 MPa0.5 以上、13.0 MPa0.5 以上或14.0 MPa0.5 以上,且可為22.0 MPa0.5 以下、21.0 MPa0.5 以下或20.0 MPa0.5 以下。若δd為12.0 MPa0.5 以上,則存在與亞磷酸三酯之相溶性較佳,可獲得更良好之外部量子效率之傾向,若δd為22.0 MPa0.5 以下,則存在不易與發光性奈米晶粒相互作用,可獲得更良好之外部量子效率之傾向。
光聚合性成分之漢森溶解度參數中之δh並無特別限定,可為1.0 MPa0.5 以上、2.0 MPa0.5 以上或3.0 MPa0.5 以上,且可為15 MPa0.5 以下、12.0 MPa0.5 以下或10 MPa0.5 以下。若δh為1.0 MPa0.5 以上,則存在可使複數種發光性奈米晶粒廣泛分散之傾向,若δh為15.0 MPa0.5 以下,則存在黏度降低,噴出穩定性提高之傾向。
光聚合性化合物係藉由光(活性能量線)之照射而聚合之化合物。光聚合性化合物典型而言與下述之光聚合起始劑一併使用。例如光自由基聚合性化合物係與光自由基聚合起始劑一併使用。
光聚合性化合物例如為具有乙烯性不飽和基之化合物。於本說明書中,所謂乙烯性不飽和基,意指具有乙烯性不飽和鍵(聚合性碳-碳雙鍵)之基。具有乙烯性不飽和基之化合物中之乙烯性不飽和鍵之數(例如乙烯性不飽和基之數)例如為1~3。
作為具有乙烯性不飽和基之化合物,例如可列舉具有乙烯基、伸乙烯基、亞乙烯基、(甲基)丙烯醯基等乙烯性不飽和基之化合物。就可進一步提高外部量子效率之觀點而言,較佳為具有(甲基)丙烯醯基之化合物,更佳為單官能或多官能之(甲基)丙烯酸酯,進而較佳為單官能或二官能之(甲基)丙烯酸酯。再者,於本說明書中,所謂「(甲基)丙烯醯基」,意指「丙烯醯基」及與其對應之「甲基丙烯醯基」。關於「(甲基)丙烯酸酯」之表現亦相同。又,所謂單官能之(甲基)丙烯酸酯,意指具有1個(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸酯,所謂多官能之(甲基)丙烯酸酯,意指具有2個以上之(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸酯。
作為單官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉:(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-乙基己基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二基酯、(甲基)丙烯酸十六基酯、(甲基)丙烯酸十八基酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(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)丙烯酸縮水甘油酯、(甲基)丙烯酸二甲胺基乙酯、(甲基)丙烯酸二乙胺基乙酯、(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯、(甲基)丙烯酸異莰酯、(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯酯、(甲基)丙烯酸二環戊烯氧基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基-3-苯氧基丙酯、(甲基)丙烯酸四氫糠酯、(甲基)丙烯酸2-羥基乙酯、(甲基)丙烯酸2-羥基丙酯、(甲基)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯基苄酯、(甲基)丙烯酸4-羥基丁酯、γ-丁內酯(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸金剛烷酯、環狀三羥甲基丙烷縮甲醛(甲基)丙烯酸酯、琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙基)酯、N-[2-(丙烯醯氧基)乙基]鄰苯二甲醯亞胺、N-[2-(丙烯醯氧基)乙基]四氫鄰苯二甲醯亞胺等。該等之中,可較佳地使用(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯及(甲基)丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯。
作為多官能(甲基)丙烯酸酯,例如可列舉: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、三環癸烷二甲醇二(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、新戊二醇羥基三甲基乙酸酯二丙烯酸酯、異氰尿酸參(2-羥基乙基)酯之2個羥基被取代為(甲基)丙烯醯氧基而成之二(甲基)丙烯酸酯、對新戊二醇1莫耳加成4莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得的二醇之2個羥基被取代為(甲基)丙烯醯氧基而成之二(甲基)丙烯酸酯、對雙酚A 1莫耳加成2莫耳之環氧乙烷或環氧丙烷所得的二醇之2個羥基被取代為(甲基)丙烯醯氧基而成之二(甲基)丙烯酸酯、對三羥甲基丙烷1莫耳加成3莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得的三醇之2個羥基被取代為(甲基)丙烯醯氧基而成之二(甲基)丙烯酸酯、對雙酚A 1莫耳加成4莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得的二醇之2個羥基被取代為(甲基)丙烯醯氧基而成之二(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、三羥甲基乙烷三(甲基)丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、三乙基丙烷環氧乙烷加成三丙烯酸酯等三官能(甲基)丙烯酸酯等。該等之中,較佳為伸烷基之碳數為4~12之伸烷基二醇二(甲基)丙烯酸酯,例如可較佳地使用新戊二醇二(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)丙烯酸酯及1,6-己二醇二(甲基)丙烯酸酯。
就容易獲得可靠性優異之像素部(油墨組成物之硬化物)之觀點而言,光聚合性化合物及光聚合性成分可為鹼不溶性。於本說明書中,所謂光聚合性化合物為鹼不溶性,意指相對於1質量%之氫氧化鉀水溶液之25℃之光聚合性化合物之溶解量以光聚合性化合物的總質量作為基準而為30質量%以下。於本說明書中,所謂光聚合性成分為鹼不溶性,意指相對於1質量%之氫氧化鉀水溶液之25℃之光聚合性成分之溶解量以光聚合性成分的總質量作為基準而為30質量%以下。光聚合性化合物之上述溶解量較佳為10質量%以下,更佳為3質量%以下。光聚合性成分之上述溶解量較佳為10質量%以下,更佳為3質量%以下。
就像素部(油墨組成物之硬化物)之外部量子效率更優異之觀點而言,光聚合性成分之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,例如可為5質量份以上、10質量份以上、15質量份以上、20質量份以上、25質量份以上、30質量份以上、35質量份以上、40質量份以上或45質量份以上,且可為70質量份以下、60質量份以下、50質量份以下、40質量份以下、30質量份以下、或20質量份以下。
[亞磷酸酯化合物] 亞磷酸酯化合物具有下述式(1)所表示之部分結構。
Figure 02_image015
[式(1)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 表示烷基,*表示鍵結鍵]
亞磷酸酯化合物較佳為具有2個以上之烷基。就可進一步提高外部量子效率之觀點而言,亞磷酸酯化合物較佳為具有下述式(2)所表示之部分結構之化合物,更佳為下述式(3)所表示之化合物。
Figure 02_image017
[式(2)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 及R2 分別獨立地表示烷基,*表示鍵結鍵]
Figure 02_image019
[式(3)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 ~R3 分別獨立地表示烷基]
亞磷酸酯化合物可具有數個上述式(1)所表示之部分結構。亞磷酸酯化合物中之上述式(1)所表示之部分結構之數較佳為1或2。其中,於具有數個上述式(1)所表示之部分結構之情形時,R1 設為表示一價之烴基者,只要複數個R1 之至少1個為烷基即可。
作為具有1個上述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物,例如可列舉下述式(4)所表示之化合物。作為具有2個上述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物,例如可列舉下述式(5)所表示之化合物及下述式(6)所表示之化合物。
Figure 02_image021
[式(4)中,X4 ~X6 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R4 ~R6 分別獨立地表示一價之烴基,R4 ~R6 中之至少一個表示烷基]
Figure 02_image023
[式(5)中,X7 ~X12 分別獨立地表示氧原子或硫原子,Y表示二價之烴基,R7 ~R10 分別獨立地表示一價之烴基,R7 ~R10 中之至少一個表示烷基]
Figure 02_image025
[式(6)中,X13 ~X18 分別獨立地表示氧原子或硫原子,Z表示四價之烴基,R11 及R12 分別獨立地表示一價之烴基,R11 及R12 中之至少一者表示烷基]
式(1)~式(6)中之烷基可為直鏈狀,亦可為支鏈狀。烷基之碳數較佳為1~13,更佳為4~10。作為烷基,例如可列舉:2-乙基己基、丁基、辛基、壬基、癸基、異癸基、十二基及十三基。
上述一價之烴基(例如式(4)~式(6)中之一價之烴基、(R4 ~R12 ))例如可為苯基、萘基、三級丁基苯基、二三級丁基苯基、辛基苯基、壬基苯基、異癸基苯基、異癸基苯基、異癸基萘基等芳香族烴基,但較佳為不具有芳香環。即,一價之烴基(R4 ~R12 )較佳為脂肪族烴基。一價之烴基(R4 ~R12 )更佳為非環式之脂肪族烴基,進而較佳為烷基,尤佳為一級烷基。即,式(4)~式(6)中之一價之烴基(R4 ~R12 )較佳為均為一級烷基。一價之烴基(R4 ~R12 )之碳數可為1~30,亦可為1~18。
式(5)中之二價之烴基(Y)較佳為不具有芳香環結構。即,二價之烴基(Y)較佳為脂肪族烴基。脂肪族烴基可將碳原子之一部分取代為雜原子,亦可經選自由氧原子、硫原子及氮原子所組成之群中之至少1種雜原子取代。二價之烴基(Y)之烴基之碳數例如為1~30,亦可為1~20或1~10。
式(6)中之四價之烴基(Z)較佳為不具有芳香環結構。即,四價之烴基(Z)較佳為脂肪族烴基。四價之烴基(Z)之碳數例如為1~9。
就可進一步提高外部量子效率之觀點而言,亞磷酸酯化合物於上述之中較佳為式(6)所表示之化合物。
亞磷酸酯化合物較佳為不具有芳香環。例如,於亞磷酸酯化合物為式(5)所表示之化合物之情形時,較佳為式(5)中之R7 ~R10 均為一價之脂肪族烴基,Y為二價之脂肪族烴基。又,於亞磷酸酯化合物為式(6)所表示之化合物之情形時,較佳為式(6)中之R11 及R12 之兩者為一價之脂肪族烴基,Z為四價之脂肪族烴基。
就可進一步充分地獲得與噴墨油墨中之其他成分(光聚合性成分等)之相溶性,進一步提高外部量子效率之觀點而言,亞磷酸酯化合物較佳為於25℃、1大氣壓為液狀。所謂液狀,係指顯示利用E型黏度計測定時之黏度為100 Pa・s以下之黏度。 亞磷酸酯化合物之熔點較佳為20℃以下,亦可為10℃以下。
作為亞磷酸酯化合物之具體例,例如可列舉:亞磷酸三乙酯、亞磷酸參(2-乙基己基)酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸參(十三基)酯、亞磷酸三油酯、亞磷酸三硬脂酯、亞磷酸二苯酯單(2-乙基己基)酯、亞磷酸二苯酯單癸酯、亞磷酸二苯酯單(十三基)酯、三硫代亞磷酸三月桂酯、四(C12~C15烷基)-4,4'-亞異丙基二苯基二亞磷酸酯、4,4'-亞丁基雙(3-甲基-6-三級丁基苯基二(十三基)亞磷酸酯)、雙(癸基)新戊四醇二亞磷酸酯、雙(十三基)新戊四醇二亞磷酸酯、二硬脂基新戊四醇二亞磷酸酯等。該等之中,就可進一步獲得外部量子效率之提高效果之觀點而言,較佳為亞磷酸三乙酯、亞磷酸參(2-乙基己基)酯、亞磷酸三癸酯、亞磷酸三月桂酯、亞磷酸參(十三基)酯、三硫代亞磷酸三月桂酯、雙(癸基)新戊四醇二亞磷酸酯及雙(十三基)新戊四醇二亞磷酸酯,更佳為雙(癸基)新戊四醇二亞磷酸酯及雙(十三基)新戊四醇二亞磷酸酯。
作為亞磷酸酯化合物,油墨組成物可僅含有一種化合物,亦可含有複數種化合物。
就進一步抑制外部量子效率之降低之觀點而言,亞磷酸酯化合物之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,可為0.01質量份以上,亦可為0.1質量份以上,亦可為1質量份以上,亦可為5質量份以上。就塗佈膜形成時能夠確保更良好之膜強度,並且進一步抑制亞磷酸酯化合物向像素部表面之滲出,且獲得更優異之外部量子效率之觀點而言,亞磷酸酯化合物之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,較佳為10質量份以下,更佳為7質量份以下,進而較佳為5質量份以下,進而更佳為3質量份以下。
就外部量子效率更優異之觀點而言,亞磷酸酯化合物之含量相對於光聚合性成分100質量份,可為0.01質量份以上,亦可為0.1質量份以上,亦可為0.5質量份以上,亦可為1質量份以上,亦可為3質量份以上。就塗佈膜形成時能夠確保更良好之膜強度,並且進一步抑制亞磷酸酯化合物向像素部表面之滲出,且獲得更優異之外部量子效率之觀點而言,亞磷酸酯化合物之含量相對於光聚合性成分100質量份,可為10質量份以下,亦可為7質量份以下,亦可為5質量份以下。
油墨組成物可僅含有上述亞磷酸酯化合物作為抗氧化劑,亦可於不抑制本發明之效果之範圍內除了上述亞磷酸酯化合物以外進而含有作為抗氧化劑發揮功能之成分(例如,酚系抗氧化劑、胺系抗氧化劑、亞磷酸酯化合物以外之磷系抗氧化劑、硫系抗氧化劑等先前公知之抗氧化劑)。
[光聚合起始劑] 油墨組成物可進而含有光聚合起始劑。光聚合起始劑例如為光自由基聚合起始劑。作為光自由基聚合起始劑,較佳為分子裂解型或奪氫型之光自由基聚合起始劑。
作為分子裂解型之光自由基聚合起始劑,可較佳地使用:安息香異丁醚、2,4-二乙基-9-氧硫
Figure 108147559-0000-3
、2-異丙基-9-氧硫
Figure 108147559-0000-3
、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-(N-
Figure 108147559-A0304-12-0020-6
啉基)苯基)-丁-1-酮、雙(2,6-二甲氧基苯甲醯基)-2,4,4-三甲基戊基氧化膦、(2,4,6-三甲基苯甲醯基)乙氧基苯基氧化膦等。作為該等以外之分子裂解型之光自由基聚合起始劑,亦可併用:1-羥基環己基苯基酮、安息香乙醚、苄基二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙-1-酮及2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-(N-
Figure 108147559-A0304-12-0020-6
啉基)丙-1-酮。
作為奪氫型之光自由基聚合起始劑,可列舉:二苯基酮、4-苯基二苯基酮、間苯二甲基苯酮(isophthalphenone)、4-苯甲醯基-4'-甲基二苯基硫醚等。亦可併用分子裂解型之光自由基聚合起始劑與奪氫型之光自由基聚合起始劑。
作為光自由基聚合起始劑,亦可使用市售品。作為市售品,可列舉:IGM resin公司製造之「Omnirad TPO-H」、「Omnirad TPO-L」、「Omnirad 819」等醯基氧化膦化合物、BASF公司製造之「Irgacure OXE01」、「Irgacure OXE02」等肟酯系化合物、IGM resin公司製造之「Omnirad 1173」、「Omnirad 907」、「Omnirad 379EG」及「Omnirad 184」等烷基苯酮(alkylphenone)化合物等。該等可單獨使用,亦可併用。
就油墨組成物之硬化性之觀點而言,光聚合起始劑之含量相對於光聚合性成分100質量份,可為0.1質量份以上,亦可為0.5質量份以上,亦可為1質量份以上,亦可為3質量份以上,亦可為5質量份以上。就像素部(油墨組成物之硬化物)之經時穩定性之觀點而言,光聚合起始劑之含量相對於光聚合性成分100質量份,可為40質量份以下,亦可為30質量份以下,亦可為20質量份以下,亦可為10質量份以下。
[光散射性粒子] 油墨組成物可進而含有光散射性粒子。光散射性粒子例如為光學不活性之無機微粒子。於油墨組成物含有光散射性粒子之情形時,可使照射至像素部之來自光源之光散射,故而可獲得優異之光學特性。
作為構成光散射性粒子之材料,例如可列舉:鎢、鋯、鈦、鉑、鉍、銠、鈀、銀、錫、鉑金、金等單質金屬;二氧化矽(silica)、硫酸鋇、滑石、黏土、高嶺土、鋁白、氧化鈦、氧化鎂、氧化鋇、氧化鋁、氧化鉍、氧化鋯、氧化鋅等金屬氧化物;碳酸鎂、碳酸鋇、次碳酸鉍、碳酸鈣等金屬碳酸鹽;氫氧化鋁等金屬氫氧化物;鋯酸鋇、鋯酸鈣、鈦酸鈣、鈦酸鋇、鈦酸鍶等複合氧化物、次硝酸鉍等金屬鹽等。就噴出穩定性優異之觀點及外部量子效率之提高效果更優異之觀點而言,光散射性粒子較佳為包含選自由氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、氧化鋅、碳酸鈣、硫酸鋇、鈦酸鋇及二氧化矽所組成之群中之至少1種,更佳為包含選自由氧化鈦、氧化鋯、氧化鋅及鈦酸鋇所組成之群中之至少1種。
光散射性粒子之形狀可為球狀、絲狀、不定形狀等。然而,作為光散射性粒子,就可進一步提高油墨組成物之均一性、流動性及光散射性,可獲得優異之噴出穩定性之方面而言,較佳為使用作為粒子形狀而言方向性較少之粒子(例如球狀、正四面體狀等之粒子)。
就噴出穩定性優異之觀點及外部量子效率之提高效果更優異之觀點而言,油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)可為0.05 μm(50 nm)以上,亦可為0.2 μm(200 nm)以上,亦可為0.3 μm(300 nm)以上。就噴出穩定性優異之觀點而言,油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)可為1.0 μm(1000 nm)以下,亦可為0.6 μm(600 nm)以下,亦可為0.4 μm(400 nm)以下。油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)可為0.05~1.0 μm、0.05~0.6 μm、0.05~0.4 μm、0.2~1.0 μm、0.2~0.6 μm、0.2~0.4 μm、0.3~1.0 μm、0.3~0.6 μm、或0.3~0.4 μm。就容易獲得此種平均粒徑(體積平均徑)之觀點而言,所使用之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)可為0.05 μm以上,亦可為1.0 μm以下。於本說明書中,油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)可藉由利用動態光散射式Nanotrac粒度分佈計進行測定且算出體積平均徑而獲得。又,所使用之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均徑)例如可藉由利用穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡測定各粒子之粒徑且算出體積平均徑而獲得。
就外部量子效率之提高效果更優異之觀點而言,油墨組成物中之光散射性粒子之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,可為0.1質量份以上,亦可為1質量份以上,亦可為5質量份以上,亦可為7質量份以上,亦可為10質量份以上,亦可為12質量份以上。就噴出穩定性優異之觀點及外部量子效率之提高效果更優異之觀點而言,光散射性粒子之含量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,可為60質量份以下,亦可為50質量份以下,亦可為40質量份以下,亦可為30質量份以下,亦可為25質量份以下,亦可為20質量份以下,亦可為15質量份以下。
就外部量子效率之提高效果優異之觀點而言,光散射性粒子之含量相對於發光性奈米晶粒之含量之質量比(光散射性粒子/發光性奈米晶粒)可為0.1以上,亦可為0.2以上,亦可為0.5以上。就外部量子效率之提高效果更優異,噴墨印刷時之連續噴出性(噴出穩定性)優異之觀點而言,質量比(光散射性粒子/發光性奈米晶粒)可為5.0以下,亦可為2.0以下,亦可為1.5以下。
就容易獲得適合作為噴墨油墨之黏度之觀點而言,油墨組成物中之發光性奈米晶粒與光散射性粒子之合計量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,較佳為30質量份以上、更佳為50質量份以上、進而較佳為65質量份以上。就容易獲得適合作為噴墨油墨之黏度之觀點而言,油墨組成物中之發光性奈米晶粒與光散射性粒子之合計量相對於發光性奈米晶粒、有機配位體、光聚合性成分、亞磷酸酯化合物、及光散射性粒子之合計100質量份,較佳為85質量份以下、更佳為80質量份以下、進而較佳為75質量份以下。
[高分子分散劑] 油墨組成物可進而含有高分子分散劑。高分子分散劑係具有750以上之重量平均分子量,且具有對光散射性粒子具有親和性之官能基之高分子化合物。高分子分散劑具有使光散射性粒子分散之功能。高分子分散劑經由對光散射性粒子具有親和性之官能基吸附於光散射性粒子,藉由高分子分散劑彼此之靜電排斥及/或立體排斥使光散射性粒子分散於油墨組成物中。於油墨組成物包含高分子分散劑之情形時,即便為光散射性粒子之含量相對較多之情形(例如設為60質量%左右之情形),亦可使光散射性粒子良好地分散。高分子分散劑較佳為與光散射性粒子之表面鍵結而吸附於光散射性粒子,亦可與發光性奈米晶粒之表面鍵結而吸附於發光性奈米粒子,亦可游離於油墨組成物中。
作為對光散射性粒子具有親和性之官能基,可列舉酸性官能基、鹼性官能基及非離子性官能基。酸性官能基具有解離性之質子,可藉由胺、氫氧化物離子等鹼而中和,鹼性官能基可藉由有機酸、無機酸等酸而中和。
作為酸性官能基,可列舉:羧基(-COOH)、磺酸基(-SO3 H)、硫酸基(-OSO3 H)、膦酸基(-PO(OH)3 )、磷酸基(-OPO(OH)3 )、次磷酸基(-PO(OH)-)、巰基(-SH)等。
作為鹼性官能基,可列舉:一級、二級及三級胺基、銨基、亞胺基、以及吡啶、嘧啶、吡
Figure 108147559-A0304-12-0000-4
、咪唑、三唑等含氮雜環基等。
作為非離子性官能基,可列舉:羥基、醚基、硫醚基、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO2 -)、羰基、甲醯基、酯基、碳酸酯基、醯胺基、胺甲醯基、脲基、硫醯胺基、硫脲基、胺磺醯基、氰基、烯基、炔基、氧化膦基、膦硫醚基等。
高分子分散劑可為單一之單體之聚合物(均聚物),亦可為複數種單體之共聚物(共聚物)。又,高分子分散劑可為無規共聚物、嵌段共聚物或接枝共聚物之任一者。又,於高分子分散劑為接枝共聚物之情形時,可為梳形之接枝共聚物,亦可為星形之接枝共聚物。高分子分散劑例如可為丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯(polyurethane)樹脂、聚醯胺樹脂、聚醚、酚樹脂、聚矽氧樹脂、聚脲樹脂、胺基樹脂、環氧樹脂、聚伸乙基亞胺及聚烯丙基胺等聚胺、聚醯亞胺等。
作為高分子分散劑,亦可使用市售品,作為市售品,可使用:Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造之Ajisper PB Series、BYK公司製造之DISPERBYK Series以及BYK-Series、BASF公司製造之Efka Series等。
[溶劑] 油墨組成物可進而含有溶劑。作為溶劑,例如可列舉:乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單乙醚乙酸酯、二乙二醇二丁醚、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、甘油三乙酸酯等有機溶劑。
就噴墨油墨之連續噴出穩定性之觀點而言,溶劑之沸點較佳為150℃以上,更佳為180℃以上。又,於像素部之形成時,必須於油墨組成物之硬化前自油墨組成物去除溶劑,故而就容易去除溶劑之觀點而言,溶劑之沸點較佳為300℃以下。
溶劑較佳為包含沸點為150℃以上之乙酸酯化合物。於該情形時,可使發光性奈米晶粒與溶劑之間之親和性提高,使發光性奈米晶粒發揮優異之發光特性。作為沸點為150℃以上之乙酸酯化合物之具體例,可列舉:二乙二醇單乙醚乙酸酯、乙二醇單丁醚乙酸酯、二乙二醇單丁醚乙酸酯、二丙二醇甲醚乙酸酯等單乙酸酯化合物、1,4-丁二醇二乙酸酯、丙二醇二乙酸酯等二乙酸酯化合物、甘油三乙酸酯等三乙酸酯化合物等。
本實施形態之油墨組成物含有光聚合性成分,故而可於無溶劑狀態下使光散射性粒子及發光性奈米晶粒分散於光聚合性成分中。因此,油墨組成物可不含有溶劑。於該情形時,無需於形成像素部時藉由乾燥將溶劑去除之步驟。溶劑之含量以油墨組成物的總質量作為基準,為0質量%以上,可為60質量%以下、30質量%以下、10質量%以下或1質量%以下。
關於以上說明之油墨組成物之噴墨印刷時的油墨溫度(例如25℃或40℃)之黏度,例如就噴墨印刷時之噴出穩定性之觀點而言,可為2 mPa・s以上,亦可為5 mPa・s以上,亦可為7 mPa・s以上。油墨組成物之噴墨印刷時的油墨溫度之黏度可為20 mPa・s以下,亦可為15 mPa・s以下,亦可為12 mPa・s以下。油墨組成物之噴墨印刷時的油墨溫度之黏度例如可為2~20 mPa・s、2~15 mPa・s、2~12 mPa・s、5~20 mPa・s、5~15 mPa・s、5~12 mPa・s、7~20 mPa・s、7~15 mPa・s、或7~12 mPa・s。於本說明書中,油墨組成物之黏度例如為藉由E型黏度計所測定之黏度。
於油墨組成物之噴墨印刷時的油墨溫度之黏度為2 mPa・s以上之情形時,噴出頭之油墨噴出孔的前端之噴墨油墨之彎月形狀穩定,故而噴墨油墨之噴出控制(例如噴出量及噴出之時機之控制)變得容易。另一方面,於油墨組成物之噴墨印刷時的油墨溫度之黏度為20 mPa・s以下之情形時,可自油墨噴出孔順利地噴出噴墨油墨。
油墨組成物之表面張力較佳為適於噴墨方式之表面張力,具體而言,較佳為20~40 mN/m之範圍,更佳為25~35 mN/m。藉由將表面張力設為該範圍,噴出控制(例如噴出量及噴出之時機之控制)變得容易,並且可抑制飛行偏移之產生。再者,所謂飛行偏移,係指自油墨噴出孔噴出油墨組成物時,油墨組成物之噴附位置相對於目標位置而產生30 μm以上之偏差。於表面張力為40 mN/m以下之情形時,油墨噴出孔的前端之彎月形狀穩定,故而油墨組成物之噴出控制(例如噴出量及噴出之時機之控制)變得容易。另一方面,於表面張力為20 mN/m以上之情形時,可防止油墨噴出孔周邊部因噴墨油墨而污染,故而可抑制飛行偏移之產生。即,不會發生以下情況:無法準確地噴附至應噴附之像素部形成區域而產生油墨組成物之填充不充分之像素部,或油墨組成物噴附至鄰接於應噴附之像素部形成區域之像素部形成區域(或像素部),色再現性降低。
於將本實施形態之油墨組成物用作噴墨方式用之油墨組成物之情形時,較佳為應用於利用使用壓電元件之機械噴出機構之壓電噴墨方式之噴墨記錄裝置。於壓電噴墨方式中,不會有於噴出時油墨組成物被瞬間暴露於高溫之情況。因此,不易發生發光性奈米晶粒之變質,於像素部(光轉換層)中更容易獲得所期待之發光特性。
以上,對噴墨用油墨組成物之一實施形態進行了說明,但上述實施形態之噴墨用油墨組成物除了噴墨方式以外,亦能夠以例如光蝕刻方式使用。於該情形時,油墨組成物含有作為黏合劑聚合物之鹼可溶性樹脂。
於以光蝕刻方式使用油墨組成物之情形時,首先,將油墨組成物塗佈於基材上,進而使油墨組成物乾燥而形成塗佈膜。以此方式獲得之塗佈膜對鹼性顯影液具有可溶性,藉由以鹼性顯影液進行處理而圖案化。此時,就顯影液之廢液處理之容易性等觀點而言,鹼性顯影液為水溶液之情形占大半,故而油墨組成物之塗佈膜係以水溶液進行處理。另一方面,於使用發光性奈米晶粒(量子點等)之油墨組成物之情形時,發光性奈米晶粒對水不穩定,發光性(例如螢光性)因水分而受損。因此,於本實施形態中,較佳為無需以鹼性顯影液(水溶液)進行處理之噴墨方式。
又,即便於不對油墨組成物之塗佈膜進行利用鹼性顯影液之處理之情況,於油墨組成物為鹼可溶性之情形時,油墨組成物之塗佈膜容易吸收大氣中之水分,故而隨著時間經過,發光性奈米晶粒(量子點等)之發光性(例如螢光性)亦會受損。就該觀點而言,於本實施形態中,油墨組成物之塗佈膜較佳為鹼不溶性。即,本實施形態之油墨組成物較佳為能夠形成鹼不溶性之塗佈膜之油墨組成物。此種油墨組成物可藉由使用鹼不溶性之光聚合性成分作為光聚合性成分而獲得。所謂油墨組成物之塗佈膜為鹼不溶性,意指相對於1質量%之氫氧化鉀水溶液之在25℃之油墨組成物的塗佈膜之溶解量以油墨組成物的塗佈膜的總質量作為基準而為30質量%以下。油墨組成物之塗佈膜之上述溶解量較佳為10質量%以下,更佳為3質量%以下。再者,關於油墨組成物為能夠形成鹼不溶性之塗佈膜之油墨組成物,可藉由測定將油墨組成物塗佈於基材上後於80℃、3分鐘之條件下進行乾燥所得之厚度1 μm之塗佈膜之上述溶解量而確認。
<油墨組成物之製造方法> 上述實施形態之油墨組成物例如藉由混合上述之油墨組成物之構成成分且進行分散處理而獲得。以下,作為一例,對含有光散射性粒子及高分子分散劑之油墨組成物之製造方法進行說明。
油墨組成物之製造方法例如具備:第1步驟,準備含有光散射性粒子及高分子分散劑之光散射性粒子之分散體;第2步驟,混合光散射性粒子之分散體及發光性奈米晶粒。於該方法中,可使光散射性粒子之分散體進而含有光聚合性化合物,亦可於第2步驟中進而混合光聚合性化合物。又,可使光散射性粒子之分散體進而含有亞磷酸酯化合物,亦可於第2步驟中進而混合亞磷酸酯化合物。根據該方法,可使光散射性粒子充分地分散。因此,可提高像素部之光學特性(例如外部量子效率),並且可容易獲得噴出穩定性優異之發光性油墨組成物。
於準備光散射性粒子之分散體之步驟中,可混合光散射性粒子、高分子分散劑、及根據情形之光聚合性化合物及/或亞磷酸酯化合物,且進行分散處理,藉此製備光散射性粒子之分散體。混合及分散處理可使用珠磨機、塗料調節器、行星攪拌機、噴射磨機等分散裝置而進行。就光散射性粒子之分散性變得良好,容易將光散射性粒子之平均粒徑調整為所需之範圍之觀點而言,較佳為使用珠磨機或塗料調節器。藉由在混合發光性奈米晶粒與光散射性粒子前混合光散射性粒子與高分子分散劑,可使光散射性粒子更加充分地分散。因此,可進一步容易地獲得優異之噴出穩定性及優異之外部量子效率。
油墨組成物之製造方法可於第2步驟前進而具備以下步驟:製備含有發光性奈米晶粒、光聚合性化合物、及根據情形之亞磷酸酯化合物之發光性奈米晶粒之分散體。於該情形時,於第2步驟中混合光散射性粒子之分散體與發光性奈米晶粒之分散體。於準備發光性奈米晶粒之分散體之步驟中,可混合發光性奈米晶粒、光聚合性化合物、及根據情形之亞磷酸酯化合物,且進行分散處理,藉此製備發光性奈米晶粒分散體。作為發光性奈米晶粒,可使用於其表面具有有機配位體之發光性奈米晶粒。即,發光性奈米晶粒分散體可進而含有有機配位體。混合及分散處理可使用珠磨機、塗料調節器、行星攪拌機、噴射磨機等分散裝置而進行。就發光性奈米晶粒之分散性變得良好,容易將發光性奈米晶粒之平均粒徑調整為所需之範圍之觀點而言,較佳為使用珠磨機、塗料調節器或噴射磨機。根據該方法,可使發光性奈米晶粒充分地分散。因此,可提高像素部之光學特性(例如外部量子效率),並且可容易地獲得噴出穩定性優異之油墨組成物。
於該製造方法中,可進而使用上述之成分以外之其他成分(溶劑等)。於該情形時,其他成分可含於發光性奈米晶粒分散體,亦可含於光散射性粒子分散體。又,可將其他成分混合於混合發光性奈米晶粒分散體及光散射性粒子分散體而得之組成物。
<油墨組成物組> 一實施形態之油墨組成物組具備上述實施形態之油墨組成物。油墨組成物組除了上述實施形態之油墨組成物(發光性油墨組成物)以外,可具備不含有發光性奈米晶粒之油墨組成物(非發光性油墨組成物)。非發光性油墨組成物可為先前公知之油墨組成物,亦可為除了不含發光性奈米晶粒以外與上述實施形態之油墨組成物(發光性油墨組成物)相同之組成。
非發光性油墨組成物不含有發光性奈米晶粒,故而於向藉由非發光性油墨組成物所形成之像素部(包含非發光性油墨組成物之硬化物之像素部)入射光之情形時,自像素部出射之光具有與入射光大致相同之波長。因此,非發光性油墨組成物可較佳地用於形成與來自光源之光同色之像素部。例如,於來自光源之光為具有420~480 nm之範圍之波長的光(藍色光)之情形時,藉由非發光性油墨組成物所形成之像素部可成為藍色像素部。
非發光性油墨組成物較佳為含有光散射性粒子。於非發光性油墨組成物含有光散射性粒子之情形時,根據藉由該非發光性油墨組成物所形成之像素部,可使入射至像素部之光散射,藉此可降低來自像素部之出射光之於視野角之光強度差。
<光轉換層及濾色器> 以下,參照圖式,並同時對使用上述實施形態之油墨組成物組所得之光轉換層及濾色器之詳細情況進行說明。再者,於以下之說明中,同一或相同要素使用同一符號,省略重複之說明。
圖1係一實施形態之濾色器之示意剖視圖。如圖1所示,濾色器100具備基材40、及設置於基材40上之光轉換層30。光轉換層30具備複數個像素部10與遮光部20。
光轉換層30具有第1像素部10a、第2像素部10b、第3像素部10c作為像素部10。第1像素部10a、第2像素部10b及第3像素部10c係以依該順序重複之方式排列為格子狀。遮光部20設置於相鄰之像素部之間,即第1像素部10a與第2像素部10b之間、第2像素部10b與第3像素部10c之間、第3像素部10c與第1像素部10a之間。換言之,該等相鄰之像素部彼此藉由遮光部20而隔開。
第1像素部10a及第2像素部10b分別為包含上述實施形態之油墨組成物之硬化物的發光性之像素部(發光性像素部)。圖1所示之硬化物含有發光性奈米晶粒、硬化成分、及光散射性粒子。硬化成分係藉由光聚合性成分之聚合所得之成分,包含光聚合性成分之聚合物及亞磷酸酯化合物。第1像素部10a包含第1硬化成分13a、分別分散於第1硬化成分13a中之第1發光性奈米晶粒11a及第1光散射性粒子12a。同樣地,第2像素部10b包含第2硬化成分13b、分別分散於第2硬化成分13b中之第2發光性奈米晶粒11b及第2光散射性粒子12b。於第1像素部10a及第2像素部10b中,第1硬化成分13a與第2硬化成分13b可相同,亦可不同,第1光散射性粒子12a與第2光散射性粒子12b可相同,亦可不同。於硬化成分中,除了光聚合性成分之聚合物及亞磷酸酯化合物以外,可包含油墨組成物所含之有機成分(有機配位體、高分子分散劑、未反應之光聚合性成分等)。
第1發光性奈米晶粒11a係吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長的光的紅色發光性之奈米晶粒。即,第1像素部10a亦可稱為用以將藍色光轉換為紅色光之紅色像素部。又,第2發光性奈米晶粒11b係吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長的光的綠色發光性之奈米晶粒。即,第2像素部10b亦可稱為用以將藍色光轉換為綠色光之綠色像素部。
就外部量子效率之提高效果更優異之觀點及可獲得優異之發光強度之觀點而言,發光性像素部中之發光性奈米晶粒之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,較佳為5質量%以上。就相同之觀點而言,發光性奈米晶粒之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為10質量%以上,亦可為15質量%以上,亦可為20質量%以上。就像素部之可靠性優異之觀點及可獲得優異之發光強度之觀點而言,發光性奈米晶粒之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,較佳為80質量%以下。就相同之觀點而言,發光性奈米晶粒之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為75質量%以下,亦可為70質量%以下,亦可為60質量%以下。
就外部量子效率之提高效果更優異之觀點而言,發光性像素部中之光散射性粒子之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為0.1質量%以上,亦可為1質量%以上,亦可為3質量%以上,亦可為5質量%以上。就外部量子效率之提高效果更優異之觀點及像素部之可靠性優異之觀點而言,光散射性粒子之含量以發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為60質量%以下,亦可為50質量%以下,亦可為40質量%以下,亦可為30質量%以下。
第3像素部10c係包含上述之非發光性油墨組成物之硬化物的非發光性之像素部(非發光性像素部)。硬化物不含有發光性奈米晶粒,含有光散射性粒子與硬化成分。硬化成分例如為藉由光聚合性成分之聚合所獲得之成分,包含光聚合性成分之聚合物。即,第3像素部10c包含第3硬化成分13c、及分散於第3硬化成分13c中之第3光散射性粒子12c。第3光散射性粒子12c可與第1光散射性粒子12a及第2光散射性粒子12b相同,亦可不同。
第3像素部10c例如對420~480 nm之範圍之波長的光具有30%以上之穿透率。因此,第3像素部10c於使用發出420~480 nm之範圍之波長的光之光源之情形時,作為藍色像素部發揮功能。再者,第3像素部10c之穿透率可藉由顯微分光裝置而測定。
就可進一步降低於視野角之光強度差之觀點而言,非發光性像素部中之光散射性粒子之含量以非發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為1質量%以上,亦可為5質量%以上,亦可為10質量%以上。就可進一步降低光反射之觀點而言,光散射性粒子之含量以非發光性油墨組成物之硬化物的總質量作為基準,可為80質量%以下,亦可為75質量%以下,亦可為70質量%以下。
像素部(第1像素部10a、第2像素部10b及第3像素部10c)之厚度例如可為1 μm以上,亦可為2 μm以上,亦可為3 μm以上。像素部(第1像素部10a、第2像素部10b及第3像素部10c)之厚度例如可為30 μm以下,亦可為20 μm以下,亦可為15 μm以下。
遮光部20係以將相鄰之像素部隔開而防止混色之目的、及防止來自光源之光之洩漏之目的而設置的所謂黑矩陣。構成遮光部20之材料並無特別限定,除了鉻等金屬以外,可使用使黏合劑聚合物含有碳微粒子、金屬氧化物、無機顏料、有機顏料等遮光性粒子而成之樹脂組成物之硬化物等。作為此處所使用之黏合劑聚合物,可使用混合有聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、明膠、酪蛋白、纖維素等樹脂之1種或2種以上者、感光性樹脂、O/W乳液型之樹脂組成物(例如將反應性聚矽氧乳化而成者)等。遮光部20之厚度例如可為0.5 μm以上,可為10 μm以下。
基材40係具有光穿透性之透明基材,例如可使用:石英玻璃、Pyrex(註冊商標)玻璃、合成石英板等透明之玻璃基板、透明樹脂膜、光學用樹脂膜等透明之可撓性基材等。該等之中,較佳為使用由玻璃中不含鹼成分之無鹼玻璃構成之玻璃基板。具體而言,較佳為康寧公司製造之「7059玻璃」、「1737玻璃」、「Eagle 200」及「Eagle XG」、旭硝子公司製造之「AN100」、日本電氣硝子公司製造之「OA-10G」及「OA-11」。該等為熱膨脹率較小之素材,且尺寸穩定性及高溫加熱處理中之作業性優異。
具備以上之光轉換層30之濾色器100可較佳地用於使用發出420~480 nm之範圍之波長的光之光源之情形。
濾色器100例如可藉由以下方法而製造:於基材40上以圖案狀形成遮光部20後,藉由噴墨方式使上述實施形態之油墨組成物(噴墨油墨)選擇性地附著於藉由基材40上之遮光部20所劃分之像素部形成區域,且藉由活性能量線(例如紫外線)之照射使油墨組成物硬化。
形成遮光部20之方法可列舉於基材40之一面側之成為複數個像素部間的邊界之區域形成鉻等金屬薄膜、或含有遮光性粒子之樹脂組成物之薄膜,且使該薄膜圖案化之方法等。金屬薄膜例如可藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等而形成,含有遮光性粒子之樹脂組成物之薄膜例如可藉由塗佈、印刷等方法而形成。作為進行圖案化之方法,可列舉光蝕刻法等。
作為噴墨方式,可列舉使用電熱轉換體作為能量產生元件之氣泡噴墨(註冊商標)方式、或使用壓電元件之壓電噴墨方式等。
油墨組成物之硬化例如可使用水銀燈、金屬鹵素燈、氙氣燈、LED等。所照射之光之波長例如可為200 nm以上,且可為440 nm以下。曝光量例如可為10 mJ/cm2 以上,且可為4000 mJ/cm2 以下。
用以使有機溶劑揮發之乾燥溫度例如可為50℃以上,且可為150℃以下。乾燥時間例如可為3分鐘以上,且可為30分鐘以下。
以上,對濾色器及光轉換層、以及該等之製造方法之一實施形態進行了說明,但本發明並不限定於上述實施形態。
例如,光轉換層可具備包含含有藍色發光性之奈米晶粒的發光性油墨組成物之硬化物之像素部(藍色像素部)代替第3像素部10c,或除了第3像素部10c以外,亦具備包含含有藍色發光性之奈米晶粒的發光性油墨組成物之硬化物之像素部(藍色像素部)。又,光轉換層可具備包含含有發出紅、綠、藍以外之其他顏色之光之奈米晶粒的發光性油墨組成物之硬化物之像素部(例如黃色像素部)。於該等情形時,光轉換層之各像素部所含有之發光性奈米晶粒之各者較佳為於同一波長區域具有吸收極大波長。
又,光轉換層之像素部的至少一部分可為包含含有發光性奈米晶粒以外之顏料之組成物之硬化物者。
又,濾色器可於遮光部之圖案上具備寬度窄於遮光部之由具有撥油墨性之材料構成之撥油墨層。又,亦可不設置撥油墨層,而於包含像素部形成區域之區域以滿塗佈(solid coating)狀形成作為潤濕性可變層之含有光觸媒之層後,經由光罩對該含有光觸媒之層照射光而進行曝光,使像素部形成區域之親油墨性選擇性地增大。作為光觸媒,可列舉氧化鈦、氧化鋅等。
又,濾色器可於基材與像素部之間具備包含羥基丙基纖維素、聚乙烯醇、明膠等之油墨受容層。
又,濾色器可於像素部上具備保護層。該保護層係為了使濾色器平坦化,並且防止像素部所含有之成分、或像素部所含有之成分及含有光觸媒之層所含有之成分向液晶層的溶出而設置者。構成保護層之材料可使用作為公知之濾色器用保護層所使用者。
又,於濾色器及光轉換層之製造中,可並非以噴墨方式而是以光蝕刻方式形成像素部。於該情形時,首先,將油墨組成物以層狀塗佈於基材,形成油墨組成物層。繼而,將油墨組成物層曝光為圖案狀後,使用顯影液進行顯影。如此,形成由油墨組成物之硬化物構成之像素部。顯影液通常為鹼性,故而作為油墨組成物之材料,使用鹼可溶性之材料。其中,就材料之使用效率之觀點而言,噴墨方式優於光蝕刻方式。其原因在於:光蝕刻方式於其原理上會去除材料之大致2/3以上,而浪費材料。因此,於本實施形態中,較佳為使用噴墨油墨,藉由噴墨方式形成像素部。
又,於本實施形態之光轉換層之像素部中,除了上述之發光性奈米晶粒以外,可進而含有與發光性奈米晶粒之發光色大致同色之顏料。為了使像素部含有顏料,可使油墨組成物含有顏料。
又,可將本實施形態之光轉換層中之紅色像素部(R)、綠色像素部(G)、及藍色像素部(B)中之1種或2種發光性像素部設為不含有發光性奈米晶粒而含有色料之像素部。此處,作為可使用之色料,可使用公知之色料,例如作為用於紅色像素部(R)之色料,可列舉二酮基吡咯并吡咯(diketo-pyrrolo-pyrrole)顏料及/或陰離子性紅色有機染料。作為用於綠色像素部(G)之色料,可列舉選自由鹵化銅酞青顏料、酞青系綠色染料、酞青系藍色染料與偶氮系黃色有機染料之混合物所組成之群中之至少1種。作為用於藍色像素部(B)之色料,可列舉ε型銅酞青顏料及/或陽離子性藍色有機染料。關於該等色料之使用量,於含於光轉換層之情形時,就可防止穿透率之降低之觀點而言,較佳為以像素部(油墨組成物之硬化物)的總質量作為基準而為1~5質量%。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明進行具體說明。但本發明並不僅限定於下述之實施例。再者,實施例中使用之材料均使用導入氬氣而將溶氧置換為氬氣而成者。關於氧化鈦,使用混合前於1 mmHg之減壓下以175℃加熱4小時且於氬氣環境下放置冷卻而成者。實施例中使用之液狀之材料於混合前預先以3A分子篩脫水48小時以上而使用。
<光聚合性成分之準備> 準備以下之光聚合性成分。 ・光聚合性成分1:HDDA(1,6-己二醇二丙烯酸酯,新中村化學工業股份有限公司製造,商品名:NK Ester A-HD-N)、δp=4.6 MPa0.5 、δh=6.1 MPa0.5 、δd=16.4 MPa0.5 ・光聚合性成分2:BDDAc(1,4-丁二醇二丙烯酸酯,日立化成股份有限公司製造,商品名:FA-124AS)、δp=9.1 MPa0.5 、δh=4.2 MPa0.5 、δd=16.8 MPa0.5 ・光聚合性成分3:PHE(丙烯酸苯氧基乙酯,共榮社化學股份有限公司製造,商品名:Light Acrylate PO-A)、δp=5.4 MPa0.5 、δh=6.4 MPa0.5 、δd=17.9 MPa0.5 ・光聚合性成分4:EOEA(丙烯酸乙氧基乙氧基乙酯,MIWON公司製造,商品名:MIRAMER M170)、δp=5.4 MPa0.5 、δh=6.6 MPa0.5 、δd=16.1 MPa0.5 ・光聚合性成分5:DPGDA(二丙二醇二丙烯酸酯,MIWON公司製造,商品名:MIRAMER M222)、δp=4.8 MPa0.5 、δh=6.4 MPa0.5 、δd=16.4 MPa0.5 ・光聚合性成分6:HDDMA(1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯,新中村化學工業股份有限公司製造,商品名:NK Ester HD-N)、δp=4.6 MPa0.5 、δh=6.1 MPa0.5 、δd=16.4 MPa0.5 ・光聚合性成分7:NDA(1,9-壬二醇二丙烯酸酯,新中村化學工業股份有限公司製造,商品名:NK Ester A-NOD-N)與BDDAc之混合物(混合比=1:1)、δp=6.5 MPa0.5 、δh=4.7 MPa0.5 、δd=16.6 MPa0.5
<亞磷酸酯化合物之準備> 準備下述表1所示之亞磷酸酯化合物。 [表1]
簡稱 詳細 製造商
JP-333E
Figure 02_image027
亞磷酸參(十三基)酯
城北化學工業股份有限公司
JPS-312
Figure 02_image029
三硫代亞磷酸三月桂酯
城北化學工業股份有限公司
JPM-308
Figure 02_image031
亞磷酸二苯酯單(2-乙基己基)酯
城北化學工業股份有限公司
JPE-10
Figure 02_image033
雙(癸基)新戊四醇二亞磷酸酯
城北化學工業股份有限公司
Irgafos 168
Figure 02_image035
亞磷酸參(2,4-二三級丁基苯基)酯
BASF JAPAN股份有限公司
<紅色發光性之InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒分散體之準備> [月桂酸銦溶液之製備] 將1-十八烯(ODE)10 g、乙酸銦146 mg(0.5 mmol)及月桂酸300 mg(1.5 mmol)添加至反應燒瓶而獲得混合物。於真空下將混合物以140℃加熱2小時,藉此獲得透明之溶液(月桂酸銦溶液)。將該溶液於室溫維持於手套箱中直至需要為止。再者,月桂酸銦於室溫之溶解性較低而容易沉澱,故而於使用月桂酸銦溶液時,將該溶液(ODE混合物)中之沉澱之月桂酸銦加熱至約90℃而形成透明之溶液後計量所需量而使用。
[紅色發光性奈米晶粒之核(InP核)之製作] 將三辛基氧化膦(TOPO)5 g、乙酸銦1.46 g(5 mmol)及月桂酸3.16 g(15.8 mmol)添加至反應燒瓶而獲得混合物。於氮氣(N2 )環境下將混合物以160℃加熱40分鐘後,於真空下以250℃加熱20分鐘。繼而,將反應溫度(混合物之溫度)於氮氣(N2 )環境下升溫至300℃。於該溫度將1-十八烯(ODE)3 g與參(三甲基矽基)膦0.25 g(1 mmol)之混合物迅速導入至反應燒瓶,將反應溫度維持於260℃。5分鐘後,藉由移除加熱器而停止反應,將所得之反應溶液冷卻至室溫。繼而,將甲苯8 ml及乙醇20 ml添加至手套箱中之反應溶液。繼而,進行離心分離使InP奈米晶粒沉澱後,藉由上清液之傾瀉而獲得InP奈米晶粒。繼而,使所得之InP奈米晶粒分散於己烷。藉此,獲得含有InP奈米晶粒5質量%之分散液(己烷分散液)。
將上述所得之InP奈米晶粒之己烷分散液、及月桂酸銦溶液添加至反應燒瓶,獲得混合物。InP奈米晶粒之己烷分散液及月桂酸銦溶液之添加量分別調整為0.5 g(InP奈米晶粒為25 mg)、5 g(月桂酸銦為178 mg)。於真空下,在室溫將混合物靜置10分鐘後,利用氮氣使燒瓶內恢復至常壓,將混合物之溫度提高至230℃,於該溫度保持2小時,將己烷自燒瓶內部去除。繼而,將燒瓶內溫升溫至250℃,將1-十八烯(ODE)3 g及參(三甲基矽基)膦0.03 g(0.125 mmol)之混合物迅速導入至反應燒瓶,將反應溫度維持於230℃。5分鐘後,藉由移除加熱器而停止反應,將所得之反應溶液冷卻至室溫。繼而,將甲苯8 ml、乙醇20 ml添加至手套箱中之反應溶液。繼而,進行離心分離,使成為紅色發光性InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒之核之InP奈米晶粒(InP核)沉澱後,藉由上清液之傾瀉而獲得InP奈米晶粒(InP核)。繼而,使所得之InP奈米晶粒(InP核)分散於己烷,獲得含有InP奈米晶粒(InP核)5質量%之分散液(己烷分散液)。
[紅色發光性奈米晶粒之殼(ZnSeS/ZnS殼)之形成] 將上述所得之InP奈米晶粒(InP核)之己烷分散液向反應燒瓶添加2.5 g後,於室溫將油酸0.7 g添加至反應燒瓶,將溫度提高至80℃且保持2小時。繼而,向該反應混合物中滴加溶解於ODE 1 ml之二乙基鋅14 mg、雙(三甲基矽基)硒化物8 mg及六甲基二矽硫7 mg(ZnSeS前驅物溶液),升溫至200℃且保持10分鐘,藉此形成厚度為0.5單層之ZnSeS殼。
繼而,將溫度提高至140℃,保持30分鐘。繼而,向該反應混合物中滴加使二乙基鋅69 mg及六甲基二矽硫66 mg溶解於ODE 2 ml所得之ZnS前驅物溶液,將溫度提高至200℃且保持30分鐘,藉此形成厚度2單層之ZnS殼。於ZnS前驅物溶液之滴加之10分鐘後,藉由移除加熱器而停止反應。繼而,將反應混合物冷卻至室溫,藉由離心分離而去除所得之白色沉澱物,藉此獲得分散有紅色發光性InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒之透明之奈米晶粒分散液(InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒之ODE分散液)。
[InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒用之有機配位體之合成] (有機配位體之合成) 將聚乙二醇|average Mn400|(Sigma-Aldrich公司製造)投入至燒瓶後,於氮氣環境下進行攪拌,並同時向其中添加與聚乙二醇|average Mn400|等莫耳量之琥珀酸酐(Sigma-Aldrich公司製造)。將燒瓶之內溫升溫至80℃,攪拌8小時,藉此作為淡黃色之黏稠之油狀物而獲得下述式(A)所表示之有機配位體。
Figure 02_image037
[利用配位體交換之紅色發光性InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒分散體之製作] 將上述有機配位體30 mg添加至上述所得之InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒之ODE分散液1 ml。繼而,於90℃加熱5小時,藉此進行配位體交換。隨著配位體交換之進行,可見奈米晶粒之凝集。於配位體交換結束後,進行上清液之傾瀉,獲得奈米晶粒。繼而,向所得之奈米晶粒中添加乙醇3 ml,進行超音波處理使之再分散。向所得之奈米晶粒之乙醇分散液3 mL添加正己烷10 ml。繼而,進行離心分離,使奈米晶粒沉澱後,藉由上清液之傾瀉及真空下之乾燥而獲得奈米晶粒(經上述有機配位體改質之InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒)。經有機配位體改質之奈米晶粒總量中所占之有機配位體之含量為27.7質量%。使所得之奈米晶粒(經上述有機配位體改質之InP/ZnSeS/ZnS奈米晶粒)以分散體中之含量成為40.0質量%之方式分散於光聚合性成分1中,藉此獲得紅色發光性奈米晶粒分散體1。
分別使用光聚合性成分2~7代替光聚合性成分1,除此之外,以與上述相同之方式獲得紅色發光性奈米晶粒分散體2~7。
<光散射性粒子分散體之準備> 於充滿氬氣之容器內,混合氧化鈦(商品名:CR-60-2,石原產業股份有限公司製造,平均粒徑(體積平均徑):210 nm)33.0 g、高分子分散劑(商品名:Ajisper PB-821,Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造)1.0 g、光聚合性成分1 26.0 g後,向所得之混合物中添加氧化鋯珠(直徑:1.25 mm),使用塗料調節器振盪2小時,藉此對混合物進行分散處理,利用聚酯篩過濾器去除氧化鋯珠,藉此獲得光散射性粒子分散體1(氧化鈦含量:55質量%)。
分別使用光聚合性成分2~7代替光聚合性成分1,除此之外,以與上述相同之方式獲得光散射性粒子分散體2~7。
<實施例1> [紅色油墨組成物(噴墨油墨)之製備] 以油墨組成物中之各成分之含量成為表2所示之含量之方式摻合紅色發光性奈米晶粒分散體1、光散射性粒子分散體1、作為光聚合起始劑之Omnirad TPO-H(2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦,IGM resin公司製造,商品名,分子量:316)、作為亞磷酸酯化合物之JP-333E,於充滿氬氣之容器內均勻混合。其後,於手套箱內,利用孔徑5 μm之過濾器對混合物進行過濾。進而,向加入有所得之過濾物之容器內導入氬氣,利用氬氣使容器內飽和,藉此獲得實施例1之油墨組成物。再者,表2所示之發光性奈米晶粒之含量包含有機配位體之含量。
<實施例2~15及比較例1> 使用表2~4所示之亞磷酸酯化合物作為亞磷酸三酯化合物,以及以油墨組成物中之各成分之含量成為表2~4所示之含量之方式摻合紅色發光性奈米晶粒分散體1、光散射性粒子分散體1、光聚合起始劑、亞磷酸酯化合物,除此之外,以與實施例1相同之方式製備實施例2~15及比較例1之油墨組成物。
<實施例16> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體2及光散射性粒子分散體2代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同之方式製備實施例16之油墨組成物。
<實施例17> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體3及光散射性粒子分散體3代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同之方式製備實施例17之油墨組成物。
<實施例18> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體4及光散射性粒子分散體4代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同之方式製備實施例18之油墨組成物。
<實施例19> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體5及光散射性粒子分散體5代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同樣之方式製備實施例19之油墨組成物。
<實施例20> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體6及光散射性粒子分散體6代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同之方式製備實施例20之油墨組成物。
<實施例21> 使用紅色發光性奈米晶粒分散體7及光散射性粒子分散體7代替紅色發光性奈米晶粒分散體1及光散射性粒子分散體1,除此之外,以與實施例8相同之方式製備實施例21之油墨組成物。
<評價> [評價用試樣之製作] 利用旋轉塗佈機,於大氣中將各油墨組成物以膜厚成為10 μm之方式塗佈於玻璃基板上。於氮氣環境下,利用CCS股份有限公司製造之UV-LED照射裝置(波長:395 nm),以累計光量成為1500 mJ/cm2 之方式照射UV,使塗佈膜硬化,於玻璃基板上形成由油墨組成物之硬化物構成之層(光轉換層)。藉此,製作作為評價用試樣之具有光轉換層之基材。
[外部量子效率(EQE)評價] 使用CCS股份有限公司製造之藍色LED(峰值發光波長:450 nm)作為面發光光源。測定裝置係將積分球連接於大塚電子股份有限公司製造之放射分光光度計(商品名「MCPD-9800」),於藍色LED之上側設置積分球。於藍色LED與積分球之間插入所製作之評價用試樣,測定點亮藍色LED所觀測之光譜、於各波長之照度。
以如下方式由利用上述測定裝置所測定之光譜及照度求出外部量子效率。外部量子效率係表示入射至光轉換層之光(光子)之中以何種程度的比率作為螢光放射至觀測者側之值。因此,該值越大,表示光轉換層之發光特性越優異,成為重要之評價指標。 EQE(%)=P1(Red)/E(Blue)×100
此處,E(Blue)及P1(Red)分別表示以下。 E(Blue):表示380~490 nm之波長區域中之「照度×波長÷hc」之合計值。 P1(Red):表示590~780 nm之波長區域中之「照度×波長÷hc」之合計值。 該等係相當於所觀測之光子數之值。再者,h表示普朗克常數,c表示光速。
按照以下之基準評價利用實施例及比較例之紅色油墨組成物所得之外部量子效率之提高效果。將結果示於表2~5。 A:超過35% B:超過30%且為35%以下 C:超過25%且為30%以下 D:25%以下
[表2]
   實施例1 實施例2 實施例3 實施例4 比較例1
光聚合性成分 1(HDDA) 59 59 59 59 59
亞磷酸酯化合物 JP-333E 3 - - - -
JPS-312 - 3 - - -
JPM-308 - - 3 - -
JPE-10 - - - 3 -
Irgafos 168 - - - - 3
發光性奈米晶粒 25 25 25 25 25
光散射性粒子 10 10 10 10 10
光聚合起始劑 3 3 3 3 3
EQE C C C B D
[表3]
   實施例5 實施例6 實施例7 實施例8 實施例9 實施例10
光聚合性成分 1(HDDA) 54 59 54 59 58 54
亞磷酸酯化合物 JP-333E - - - - - -
JPS-312 - - - - - -
JPM-308 - - - - - -
JPE-10 3 3 3 0.5 0.5 0.5
Irgafos 168 - - - - - -
發光性奈米晶粒 30 30 35 35 35 40
光散射性粒子 10 5 5 2.5 3.5 2.5
光聚合起始劑 3 3 3 3 3 3
EQE B B A A A A
[表4]
   實施例11 實施例12 實施例13 實施例14 實施例15
光聚合性成分 1(HDDA) 59 59 59 60.5 61.95
亞磷酸酯化合物 JP-333E 0.5 - - - -
JPS-312 - 0.5 - - -
JPM-308 - - 0.5 - -
JPE-10 - - - 0.5 0.5
Irgafos 168 - - - - -
發光性奈米晶粒 35 35 35 35 35
光散射性粒子 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
光聚合起始劑 3 3 3 1.5 0.05
EQE B B B A A
[表5]
   實施例16 實施例17 實施例18 實施例19 實施例20 實施例21
光聚合性成分 1(HDDA) - - - - - -
2(BDDAc) 59 - - - - -
3(PHE) - 59 - - - -
4(EOEA) - - 59 - - -
5(DPGDA) - - - 59 - -
6(HDDMA) - - - - 59 -
7(NDA/BDDAc) - - - - - 59
亞磷酸酯化合物 JPE-10 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5
發光性奈米晶粒 35 35 35 35 35 35
光散射性粒子 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5
光聚合起始劑 3 3 3 3 3 3
EQE A A A A A A
10:像素部 10a:第1像素部 10b:第2像素部 10c:第3像素部 11a:第1發光性奈米晶粒 11b:第2發光性奈米晶粒 12a:第1光散射性粒子 12b:第2光散射性粒子 12c:第3光散射性粒子 20:遮光部 30:光轉換層 40:基材 100:濾色器
[圖1]係本發明之一實施形態之濾色器之示意剖視圖。

Claims (11)

  1. 一種油墨組成物,其含有: 發光性奈米晶粒、 由至少1種光聚合性化合物構成且漢森溶解度參數(Hansen solubility parameters)中之δp為3.0 MPa0.5 以上之光聚合性成分、及 具有下述式(1)所表示之部分結構之亞磷酸酯化合物,
    Figure 03_image039
    [式(1)中,X1 ~X3 分別獨立地表示氧原子或硫原子,R1 表示烷基,*表示鍵結鍵]。
  2. 如請求項1之油墨組成物,其中,上述式(1)中之上述烷基之碳數為1~13。
  3. 如請求項1或2之油墨組成物,其中,上述亞磷酸酯化合物於25℃、1大氣壓為液狀。
  4. 如請求項1至3中任一項之油墨組成物,其中,上述亞磷酸酯化合物具有2個上述式(1)所表示之部分結構。
  5. 如請求項1至4中任一項之油墨組成物,其中,上述亞磷酸酯化合物為下述式(6)所表示之化合物,
    Figure 03_image041
    [式(6)中,X13 ~X18 分別獨立地表示氧原子或硫原子,Z表示四價之烴基,R11 及R12 分別獨立地表示一價之烴基,R11 及R12 中之至少一者表示烷基]。
  6. 如請求項1至5中任一項之油墨組成物,其用於形成光轉換層。
  7. 如請求項1至6中任一項之油墨組成物,其係以噴墨方式使用。
  8. 一種光轉換層,其具備複數個像素部與設置於該複數個像素部間之遮光部, 上述複數個像素部具有:包含請求項1至7中任一項之油墨組成物之硬化物的發光性像素部。
  9. 如請求項8之光轉換層,其中,作為上述發光性像素部,具備: 第1發光性像素部,其含有吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長的光之發光性奈米晶粒;及 第2發光性像素部,其含有吸收420~480 nm之範圍之波長的光且發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長的光之發光性奈米晶粒。
  10. 如請求項8或9之光轉換層,其進而具備含有光散射性粒子之非發光性像素部。
  11. 一種濾色器,其具備請求項8至10中任一項之光轉換層。
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