TW202233438A - 含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法、濾色器像素部之形成方法、及濾色器 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種抑制發光性奈米結晶粒子於裝置內失去活性,並同時以噴墨方式印刷含有發光性奈米結晶粒子之油墨之方法。 本發明係一種含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法,其係使用具備油墨收容容器及噴出頭之噴墨印刷裝置之印刷方法,且具備:油墨供給步驟,其將油墨收容容器所收容之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之一部分供給至噴出頭;及噴出步驟,其自噴出頭噴出含有發光性奈米結晶粒子之油墨,並且油墨收容容器構成為可變更收容含有發光性奈米結晶粒子之油墨之油墨收容空間之容積,隨著油墨供給步驟中之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之供給而使油墨收容空間縮小,且維持收容空間縮小之狀態,藉此,防止外部氣體流入油墨收容容器。

Description

含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法、濾色器像素部之形成方法、及濾色器
本發明係關於一種含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法、濾色器像素部之形成方法、及濾色器。
過去,關於液晶顯示裝置、有機EL顯示裝置等顯示器中之像素部(濾色器像素部),一直以來,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材料,藉由光蝕刻法來製造。
近年來,業界強烈要求顯示器之低耗電化,正積極地研究例如使用量子點、量子棒、其他無機螢光體粒子等發光性奈米結晶粒子來代替上述紅色有機顏料粒子或綠色有機顏料粒子,來形成紅色像素、綠色像素等濾色器像素部之方法。
於上述利用光蝕刻法之濾色器之製造方法中,基於該製造方法之特徵方面,存在包含較昂貴之發光性奈米結晶粒子之像素部以外的抗蝕材料被浪費之缺點。於此種狀況下,為了避免如上述之抗蝕材料之浪費,開始研究藉由噴墨法來形成光轉換基板像素部(參照專利文獻1)。
噴墨法所使用之噴墨印刷裝置至少具備收容油墨之油墨收容容器(墨盒)及噴出油墨之噴出頭。通常,油墨收容容器與外部環境連接,隨著油墨之增減而向油墨收容容器中供給外部氣體(大氣)(例如,參照專利文獻2及3)。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]國際公開第2008/001693號 [專利文獻2]日本特開2019-81323號公報 [專利文獻3]國際公開第2010/038696號
[發明所欲解決之課題]
發光性奈米結晶粒子具有對大氣(特別是氧氣及水分)不穩定之性質,故而若於含有發光性奈米結晶粒子之油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨)之印刷中使用習知噴墨印刷裝置,則有時會產生以下缺陷:於裝置內發光性奈米結晶粒子失去活性,像素部之光學特性降低;油墨中產生凝聚物。
因此,本發明之主要目的在於:提供一種抑制發光性奈米結晶粒子於裝置內失去活性,並同時以噴墨方式印刷含有發光性奈米結晶粒子之油墨之方法。 [解決課題之技術手段]
本發明之一態樣係關於一種含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法,其係使用具備油墨收容容器及噴出頭之噴墨印刷裝置之印刷方法,且具備:油墨供給步驟,其將油墨收容容器所收容之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之一部分供給至噴出頭;及噴出步驟,其自噴出頭噴出含有發光性奈米結晶粒子之油墨,並且,油墨收容容器構成為可變更收容含有發光性奈米結晶粒子之油墨之油墨收容空間之容積,隨著油墨供給步驟中之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之供給而使油墨收容空間縮小,且維持收容空間縮小之狀態,藉此,防止外部氣體流入油墨收容容器。
習知噴墨印刷裝置具有以下油墨收容容器:當油墨收容容器內之油墨被消耗而於油墨收容空間產生空隙時,為了減小油墨收容容器內之壓力(氣體壓力)與外部氣壓之壓力差,使與所消耗之油墨之體積量為同量之外部氣體流入油墨收容容器。另一方面,於上述態樣之印刷方法中,由於隨著油墨之供給(消耗)而使油墨收容空間縮小,故而即便油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨)被消耗,亦不會於油墨收容空間產生空隙,又,由於油墨收容空間被維持於收容空間縮小之狀態,故而防止外部氣體(大氣)流入油墨收容容器。因此,根據上述態樣之印刷方法,可抑制發光性奈米結晶粒子於裝置內失去活性。
上述油墨收容容器較佳為對水分及/或氧氣不具有穿透性。於該情形時,可更進一步防止發光性奈米結晶粒子失去活性。
上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨可為光硬化性。於該情形時,為了防止油墨在裝置內硬化,上述油墨收容容器較佳為對光不具有穿透性。
上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨可為濾色器像素部形成用之油墨。
本發明之另一態樣係關於一種濾色器像素部之形成方法,其係使用上述態樣之印刷方法來形成濾色器像素部。
本發明之又一態樣係關於一種濾色器,其具備藉由上述態樣之濾色器像素部之形成方法而形成之濾色器像素部。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種抑制發光性奈米結晶粒子於裝置內失去活性,並同時以噴墨方式印刷含有發光性奈米結晶粒子之油墨之方法。
以下,參照圖式對本發明之較佳之實施方式進行說明。於以下之說明中,對相同要素或具有相同功能之要素使用相同符號,省略重複說明。
<含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法> 一實施方式之印刷方法係使用噴墨印刷裝置之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法。以下,首先對本實施方式之印刷方法所使用之噴墨印刷裝置進行說明。
圖1係表示一實施方式之印刷方法所使用之噴墨印刷裝置之示意圖。圖1所示之噴墨印刷裝置1為含有發光性奈米結晶粒子之油墨(以下,亦僅稱為「油墨」)用之噴墨印刷裝置,且用於形成濾色器像素部。
噴墨印刷裝置1至少具備油墨收容容器2、噴出頭3及油墨流路4。
油墨收容容器2構成為可收容油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨)。具體而言,於油墨收容容器2之內部形成有空間(油墨收容空間),於該空間收容油墨。油墨收容容器2經由油墨流路4連接於噴出頭3。油墨收容容器2由第1油墨收容容器2a、第2油墨收容容器2b及第3油墨收容容器2c所構成。換言之,噴墨印刷裝置1具備第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c作為油墨收容容器2。
第1油墨收容容器2a係用於首個向印刷裝置供給油墨之墨盒,亦被稱為主墨盒。第1油墨收容容器2a例如構成為可自裝置本體裝卸。因此,於本實施方式之噴墨印刷裝置1中,可藉由更換第1油墨收容容器2a來補充油墨。
第1油墨收容容器2a經由油墨流路4中之第1油墨流路4a連結於第2油墨收容容器2b。第1油墨收容容器2a所收容之油墨經由第1油墨流路4a而被供給至第2油墨收容容器2b。
第2油墨收容容器2b為備用墨盒。第2油墨收容容器2b構成為:隨著油墨之消耗而自第1油墨收容容器2a經由第1油墨流路4a供給油墨,藉此使油墨之貯存量成為恆定量。因此,根據本實施方式之噴墨印刷裝置1,於第1油墨收容容器2a內之油墨用完之情形時,可同時實施油墨之補充及印刷。
第2油墨收容容器2b經由油墨流路4中之第2油墨流路4b連結於第3油墨收容容器2c。供給至第2油墨收容容器2b之油墨經由第2油墨流路4b而被供給至第3油墨收容容器2c。
第3油墨收容容器2c係第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c中容量最小之油墨收容容器,亦被稱為副墨盒。第3油墨收容容器2c經由第3油墨流路4c連接於噴出頭3。供給至第3油墨收容容器2c之油墨經由第3油墨流路4c而被供給至噴出頭3。藉由設置第3油墨收容容器2c,可調整施加於噴出頭3之噴嘴之壓力。具體而言,藉由將第3油墨收容容器2c內保持於恆定的負壓或對第3油墨收容容器2c內進行加壓,而可調整施加於噴嘴之壓力。
於本實施方式中,上述油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)中,至少第1油墨收容容器2a構成為可變更油墨收容空間之容積。亦可第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c之所有油墨收容容器均構成為可變更油墨收容空間之容積。再者,於其他實施方式中,第2油墨收容容器2b及/或第3油墨收容容器2c構成為可變更油墨收容空間之容積,第1油墨收容容器2a可不構成為可變更油墨收容空間之容積。
構成為可變更油墨收容空間之容積之油墨收容容器之一例係由構成為可根據內部之油墨量而變形之油墨收容部、及收容該油墨收容部之殼體所構成之油墨收容容器。於油墨收容容器2為此種容器之情形時,可藉由使油墨收容部變形,而變更油墨收容空間之容積。再者,油墨收容容器2亦可不具備殼體。即,油墨收容容器2可僅由構成為可根據內部之油墨量而變形之油墨收容部所構成。
具體而言,油墨收容部可為由可撓性樹脂(例如樹脂膜)所形成之袋體。可撓性樹脂例如可為低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、鐵氟龍(註冊商標)、賽綸、氯乙烯、聚乙烯醇、聚丙烯、尼龍、聚對苯二甲酸乙二酯等。袋體亦可為將積層有複數個由該等樹脂構成之樹脂膜之積層體加工為袋狀而得者。
油墨收容部亦可為將積層有上述由可撓性樹脂構成之樹脂膜及金屬膜之積層體加工為袋狀而成之袋體。作為構成此種袋體之積層體,例如可例舉:將依序積層由聚醯胺、鋁合金、聚對苯二甲酸乙二酯及聚丙烯構成之層而成者;將氧化鋁蒸鍍於由聚對苯二甲酸乙二酯構成之膜而成者;將聚乙烯膜層壓於鋁箔而成者等。
殼體例如以塑膠、金屬等剛性材料構成。
構成為可變更油墨收容空間之容積之收容容器之另一例為具備可動壁之注射型油墨收容容器,該可動壁隨著自油墨噴出口噴出而被消耗之油墨之移動而於油墨收容部之內表面滑動。圖2係表示具備此種可動壁之注射型油墨收容容器之一例之示意剖面圖。
圖2所示之油墨收容容器21具備油墨收容部22、及設置於油墨收容部22內之可動壁23。油墨收容部22例如形成為筒狀,且具有用於將內部所收容之油墨供給至外部之油墨噴出口24、及用於可隨著油墨之消耗而使可動壁23向油墨噴出口24側移動(滑動)之大氣連通口25。油墨收容部22例如為由如聚乙烯、聚丙烯等之水蒸氣穿透性較低之素材構成之成形品。可動壁23係以由聚矽氧橡膠等可撓性構件構成之彈性體所構成,且與油墨收容部22之內壁26接觸,與油墨收容部22之內壁26之一部分一同劃分形成油墨收容空間27。油墨收容空間27藉由可動壁23而與外部氣體阻隔。
於上述油墨收容容器21中,可動壁23可被鐵氟龍樹脂、賽綸樹脂等具有氣體阻隔性之樹脂被覆。於該情形時,不易因油墨或環境而導致可動壁膨潤、收縮等,可動壁與油墨收容部之內壁之滑動阻力容易變得穩定。又,不易因長期保存而導致油墨蒸發。
就防止油墨中之含有發光性奈米結晶粒子之油墨失去活性之觀點而言,可向上述第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c中填充氮氣、稀有氣體(例如,氦氣、氖氣、氬氣等)、二氧化碳等不活性氣體。
就防止因水分進入油墨收容容器2中而導致發光性奈米結晶粒子失去活性之觀點而言,上述油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)較佳為對水分不具有穿透性。具體而言,例如,油墨收容容器2之水分穿透率可為2 g/m 2‧day以下。水分穿透率例如可利用JIS K 7129中所記載之方法來測定。油墨收容容器2較佳為由水分穿透率為上述範圍之樹脂(例如可撓性樹脂)所構成。
就防止因氧氣進入油墨收容容器2中而導致發光性奈米結晶粒子失去活性之觀點而言,上述油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)較佳為對氧氣不具有穿透性。具體而言,例如,油墨收容容器2之氧氣穿透率可為5 ml/m 2‧day‧MPa以下。氧氣穿透率例如可利用JIS K7126-2中所記載之方法來測定。就上述觀點而言,油墨收容容器2較佳為由氧氣穿透率為上述範圍之樹脂(例如可撓性樹脂)所構成。
於油墨為光硬化性之情形時,就防止因光進入油墨收容容器2中而導致油墨硬化之觀點而言,油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)較佳為對光不具有穿透性。具體而言,例如,油墨收容容器2於波長450 nm之光穿透率可為4%以下。又,油墨收容容器2於波長365 nm及波長395 nm之光穿透率可為1%以下。光穿透率例如藉由利用分光光度計對收容容器之主體部分進行測定而求出。
噴出頭3例如構成為:具備複數個一端開口之噴嘴,且噴出由油墨收容容器2所供給之油墨。若向噴出頭3供給油墨,則自噴嘴之開口(噴出口)噴出油墨。噴出頭3之構成可根據噴出方式而採用各種構成。作為噴出方式,例如可例舉:使用電熱轉換體作為能量產生元件之Bubble Jet(註冊商標)方式、使用壓電元件之壓電噴墨方式等。
雖未圖示,但噴墨印刷裝置1可於第1油墨收容容器2a與第2油墨收容容器2b之間、第2油墨收容容器2b與第3油墨收容容器2c之間、及第3油墨收容容器2c與噴出頭3之間具備用於供給油墨之泵。亦可藉由配置油墨收容容器2,而不設置泵,利用自身重量進行油墨之供給。又,雖未圖示,但可於油墨流路4設置用於防止油墨逆流之止回閥。例如,藉由於第2油墨流路4b設置止回閥,可防止油墨自第3油墨收容容器2c逆流至第2油墨收容容器2b。
噴墨印刷裝置1中之除上述以外之基本構成可採用與習知噴墨印刷裝置(例如,日本特開2019-81323號公報或國際公開第2010/038696號所揭示之噴墨印刷裝置)相同之構成。
雖未圖示,但噴墨印刷裝置1可對油墨中之發光性奈米結晶粒子之每種發光顏色而具備複數個油墨收容容器2與複數個噴出頭3,以便可收容與像素部之發光顏色(紅、綠、藍)對應之複數種油墨,並同時噴出各油墨。更具體而言,噴墨印刷裝置1可分別具備紅色油墨(含有紅色發光性奈米結晶粒子之油墨)用之油墨收容容器2、綠色油墨(含有綠色發光性奈米結晶粒子之油墨)用之油墨收容容器2及白色油墨用之油墨收容容器2,且可分別具備紅色油墨用之噴出頭3、綠色油墨用之噴出頭3及白色油墨用之噴出頭3。於該情形時,可於噴墨印刷裝置設置第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c作為各油墨收容容器2。又,各噴出頭3之數量可為1個,亦可為複數個。又,由於白色油墨用之油墨收容容器2收容不含發光性奈米結晶粒子之油墨,故而白色油墨用之第1油墨收容容器2a可不構成為可變更油墨收容空間之容積。
再者,噴墨印刷裝置1中之油墨收容容器之數量並無特別限定,噴墨印刷裝置1可不含第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c中之任一油墨收容容器。例如,設置於噴墨印刷裝置1之油墨收容容器2可僅為第1油墨收容容器2a,亦可為第1油墨收容容器2a及第3油墨收容容器2c。噴墨印刷裝置1亦可具備除第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c以外之油墨收容容器。
繼而,對使用上述噴墨印刷裝置1之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法進行說明。
一實施方式之印刷方法具備:油墨供給步驟,其將油墨收容容器2所收容之油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨)之一部分供給至噴出頭3;及噴出步驟,其自噴出頭3噴出油墨。於該印刷方法中,可藉由反覆實施油墨供給步驟及噴出步驟而連續進行印刷。以下,對各步驟進行說明。
於油墨供給步驟中,將油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)所收容之油墨之一部分供給至噴出頭3。於油墨供給步驟中,於自第3油墨收容容器2c向噴出頭3供給油墨之同時、或自第3油墨收容容器2c向噴出頭3供給油墨前後,自第1油墨收容容器2a向第2油墨收容容器2b供給油墨,並且自第2油墨收容容器2b向第3油墨收容容器2c供給油墨。
於本實施方式中,隨著上述油墨供給步驟中自第1油墨收容容器2a向第2油墨收容容器2b供給油墨,而縮小第1油墨收容容器2a之油墨收容空間。具體而言,例如,於第1油墨收容容器2a為構成為可根據內部之油墨量而變形之袋體之情形時,供給油墨時藉由使油墨收容容器變形(收縮),從而減少油墨收容空間之容積。又,例如,於第1油墨收容容器2a為具備可動壁之注射型油墨收容容器之情形時,藉由使可動壁向噴出口側移動,而減少油墨收容空間之容積。此處,縮小體積量(容積之減少量)為與自第1油墨收容容器2a供給至第2油墨收容容器2b之油墨之體積量大致相同之量。
第1油墨收容容器2a之油墨收容空間於下一油墨供給步驟中自第1油墨收容容器2a向第2油墨收容容器2b供給油墨前,維持收容空間縮小之狀態,下一油墨供給步驟中自第1油墨收容容器2a向第2油墨收容容器2b供給油墨時,收容空間被進一步縮小。如此,防止因與外部氣壓之壓力差等導致外部氣體流入油墨收容容器。
於噴出步驟中,自噴出頭3噴出由油墨供給步驟所供給之油墨。於在噴出頭內填充有油墨之情形時,噴出步驟可與油墨供給步驟同時實施。
如上所述,於上述實施方式之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法中,隨著油墨供給步驟中之油墨之供給而縮小油墨收容空間,且維持收容空間縮小之狀態,藉此,防止外部氣體(大氣)流入油墨收容容器。因此,根據上述實施方式之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法,可抑制大氣流入至油墨收容容器而使發光性奈米結晶粒子失去活性。
以上,對一實施方式之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法進行了說明,但本發明之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法並不限定於上述。
例如,含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法可進而具備將油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨)收容於油墨收容容器2之油墨收容步驟。
於油墨收容步驟中,將油墨至少收容於油墨收容容器2(第1~第3油墨收容容器2a、2b、2c)中之第1油墨收容容器2a。油墨收容步驟可為將收容有油墨之油墨收容容器2(例如第1油墨收容容器2a)安裝於裝置本體之步驟。於油墨收容步驟中,可於油墨收容前及/或收容後向油墨收容容器2內填充不活性氣體。又,藉由利用不活性氣體使油墨收容容器2所收容之油墨起泡,可去除油墨中之溶存氧。
油墨收容步驟可於油墨供給步驟及噴出步驟前實施,亦可於油墨供給步驟及噴出步驟後實施,以實現向油墨收容容器2補充油墨。於第1油墨收容容器2a為構成為可根據內部之油墨量而變形之袋體之情形時,可藉由補充油墨,而使油墨供給步驟所縮小之第1油墨收容容器2a之油墨收容空間擴張。
又,例如,於除第1油墨收容容器2a以外之油墨收容容器(第2油墨收容容器2b及第3油墨收容容器2c)構成為可變更油墨收容空間之容積之情形時,可隨著上述油墨供給步驟中自第2油墨收容容器2b向第3油墨收容容器2c供給油墨而縮小第2油墨收容容器2b之油墨收容空間,亦可隨著自第3油墨收容容器2c向噴出頭3供給油墨而縮小第3油墨收容容器2c之油墨收容空間。藉由將第2油墨收容容器2b及第3油墨收容容器2c之油墨收容空間維持於收容空間縮小之狀態,亦可防止外部氣體(大氣)流入該等油墨收容空間。
<含有發光性奈米結晶粒子之油墨> 繼而,對上述印刷方法所使用之含有發光性奈米結晶粒子之油墨進行說明。
含有發光性奈米結晶粒子之油墨(油墨組成物)係以適於噴墨印刷方式而製備之噴墨油墨。含有發光性奈米結晶粒子之油墨至少包含發光性奈米結晶粒子,例如進而包含光聚合性化合物、有機配位子、光聚合起始劑、光散射性粒子、高分子分散劑等成分。具有此種組成之含有發光性奈米結晶粒子之油墨可較佳地用於形成濾色器像素部。
以下,對含有發光性奈米結晶粒子、光聚合性化合物、有機配位子、光聚合起始劑、光散射性粒子及高分子分散劑之一實施方式之含有發光性奈米結晶粒子之油墨進行說明。
(發光性奈米結晶粒子) 發光性奈米結晶粒子為吸收激發光而發出螢光或磷光之奈米尺寸之結晶體,例如,該結晶體之藉由穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡所測得之最大粒徑為100 nm以下。
發光性奈米結晶粒子例如可藉由吸收特定波長之光,而發出與所吸收之波長不同之波長之光(螢光或磷光)。發光性奈米結晶粒子可為發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長之光(紅光)之紅色發光性奈米結晶粒子(紅色發光性奈米結晶粒子),亦可為發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長之光(綠光)之綠色發光性奈米結晶粒子(綠色發光性奈米結晶粒子),亦可為發出於420~480 nm之範圍具有發光峰值波長之光(藍光)之藍色發光性奈米結晶粒子(藍色發光性奈米結晶粒子)。油墨較佳為包含該等發光性奈米結晶粒子中之至少1種。又,發光性奈米結晶粒子所吸收之光例如可為波長範圍400 nm以上且未達500 nm(特別是波長範圍420~480 nm之光)之光(藍光)或波長範圍200 nm~400 nm之光(紫外光)。再者,發光性奈米結晶粒子之發光峰值波長例如可於使用分光螢光光度計測得之螢光光譜或磷光光譜中確認。
紅色發光性奈米結晶粒子較佳為於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。
綠色發光性奈米結晶粒子較佳為於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。
藍色發光性奈米結晶粒子較佳為於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。
根據井型電位模型之薛丁格波動方程式之解,發光性奈米結晶粒子所發出之光之波長(發光顏色)取決於發光性奈米結晶粒子之尺寸(例如粒徑),但亦取決於發光性奈米結晶粒子所具有之能隙。因此,可藉由變更所使用之發光性奈米結晶粒子之構成材料及尺寸,而選擇發光顏色。
發光性奈米結晶粒子可為包含半導體材料之發光性奈米結晶粒子(發光性半導體奈米結晶粒子)。作為發光性半導體奈米結晶粒子,可例舉量子點、量子棒等。該等中,就容易控制發光光譜之觀點而言,較佳為量子點。
發光性半導體奈米結晶粒子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,發光性半導體奈米結晶粒子之結構可為僅由核構成之結構(核結構),亦可為由核及殼構成之結構(核/殼結構)。又,發光性半導體奈米結晶粒子除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,發光性半導體奈米結晶粒子之結構亦可為由核、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)。
發光性奈米結晶粒子較佳為包含選自由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,可例舉: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、AgInSe 2、CuGaSe 2、CuInS 2、CuGaS 2、CuInSe 2、AgInS 2、AgGaSe 2、AgGaS 2、C、Si及Ge。就容易控制發光光譜之觀點而言,發光性半導體奈米結晶粒子較佳為包含選自由CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、InP、InAs、InSb、GaP、GaAs、GaSb、AgInS 2、AgInSe 2、AgInTe 2、AgGaS 2、AgGaSe 2、AgGaTe 2、CuInS 2、CuInSe 2、CuInTe 2、CuGaS 2、CuGaSe 2、CuGaTe 2、Si、C、Ge及Cu 2ZnSnS 4所組成之群中之至少1種。
作為紅色發光性之半導體奈米結晶粒子,例如可例舉:CdSe之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為CdS,內側之核部為CdSe之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為CdS,內側之核部為ZnSe之奈米結晶粒子;CdSe與ZnS之混晶之奈米結晶粒子;InP之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為ZnS,內側之核部為InP之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;CdSe與CdS之混晶之奈米結晶粒子;ZnSe與CdS之混晶之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子等。
作為綠色發光性之半導體奈米結晶粒子,例如可例舉:CdSe之奈米結晶粒子;CdSe與ZnS之混晶之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為ZnS,內側之核部為InP之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子等。
作為藍色發光性之半導體奈米結晶粒子,例如可例舉:ZnSe之奈米結晶粒子;ZnS之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為ZnSe,內側之核部為ZnS之奈米結晶粒子;CdS之奈米結晶粒子;具備核/殼結構,且該殼部分為ZnS,內側之核部為InP之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子;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之奈米結晶粒子等。
半導體奈米結晶粒子為相同之化學組成,藉由改變其本身之平均粒徑,可將自該粒子應發出之光之顏色改變為紅色或綠色。又,半導體奈米結晶粒子較佳為使用就其本身而言對人體等之不良影響極低者。於使用含有鎘、硒等之半導體奈米結晶粒子作為發光性奈米結晶粒子之情形時,較佳為選擇儘量不含上述元素(鎘、硒等)之半導體奈米結晶粒子來單獨使用,或者與其他發光性奈米結晶粒子組合使用以儘量減少上述元素。
發光性奈米結晶粒子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。發光性奈米結晶粒子之形狀例如可為球狀、橢球狀、角錐形狀、圓盤狀、枝狀、網狀、棒狀等。然而,就進一步提高油墨之均勻性及流動性之方面而言,發光性奈米結晶粒子較佳為使用粒子形狀之方向性較少之粒子(例如,球狀、正四面體狀等之粒子)。
就容易獲得所需波長之發光之觀點以及分散性及保存穩定性優異之觀點而言,發光性奈米結晶粒子之平均粒徑(體積平均直徑)可為1 nm以上,亦可為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,亦可為30 nm以下,亦可為20 nm以下。發光性奈米結晶粒子之平均粒徑(體積平均直徑)可藉由以下方式獲得:藉由穿透式電子顯微鏡或掃描式電子顯微鏡進行測定,算出體積平均直徑。
就分散穩定性之觀點而言,發光性奈米結晶粒子較佳為於其表面具有有機配位子。例如,發光性奈米結晶粒子之表面可藉由有機配位子而鈍化。有機配位子可配位結合於發光性奈米結晶粒子之表面。有機配位子之詳細情況如下所述。
發光性奈米結晶粒子可於其表面具有高分子分散劑。例如,可藉由將結合於發光性奈米結晶粒子之表面之有機配位子更換為高分子分散劑,而使高分子分散劑結合於發光性奈米結晶粒子之表面。其中,就製成噴墨油墨時之分散穩定性之觀點而言,較佳為向配位了有機配位子之發光性奈米結晶粒子摻合高分子分散劑。高分子分散劑之詳細情況如下所述。
發光性奈米結晶粒子可使用以膠體形態分散於溶劑、光聚合性化合物等中者。處於分散狀態之發光性奈米結晶粒子之表面較佳為藉由有機配位子而鈍化。作為溶劑,例如可例舉:環己烷、己烷、庚烷、氯仿、甲苯、辛烷、氯苯、四氫萘、二苯醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯或該等之混合物。
發光性奈米結晶粒子可使用市售品。作為發光性奈米結晶粒子之市售品,例如可例舉:NN-Labs公司之磷化銦/硫化鋅、D-dots、CuInS/ZnS、Aldrich公司之InP/ZnS等。
就進一步提升像素部之外部量子效率之觀點而言,發光性奈米結晶粒子之含量以油墨之總質量為基準,例如為20~80質量%、22~70質量%、24~60質量%、24~50質量%或26~40質量%。再者,上述發光性奈米結晶粒子之含量不含與發光性奈米結晶粒子結合之有機配位子之量。於本說明書中,「油墨之總質量」可改稱為油墨之硬化物中應包含之成分。即,於油墨包含溶劑之情形時,意指油墨所包含之除溶劑以外之成分,除了特別說明之情況外,溶劑之量不含於油墨之總質量。
油墨可包含紅色發光性奈米結晶粒子、綠色發光性奈米結晶粒子及藍色發光性奈米結晶粒子中之2種以上作為發光性奈米結晶粒子,但較佳為僅包含該等粒子中之1種。於油墨包含紅色發光性奈米結晶粒子之情形時,綠色發光性奈米結晶粒子之含量及藍色發光性奈米結晶粒子之含量以發光性奈米結晶粒子之總質量為基準,較佳為10質量%以下,更佳為0質量%。於油墨包含綠色發光性奈米結晶粒子之情形時,紅色發光性奈米結晶粒子之含量及藍色發光性奈米結晶粒子之含量以發光性奈米結晶粒子之總質量為基準,較佳為10質量%以下,更佳為0質量%。
(有機配位子) 有機配位子存在於發光性奈米結晶粒子之表面附近,具有使發光性奈米結晶粒子分散之功能。有機配位子例如具有用於確保與光聚合性化合物、溶劑等之親和性之官能基(以下,亦僅稱為「親和性基」)及可與發光性奈米結晶粒子結合之官能基(用於確保對發光性奈米結晶粒子之吸附性之官能基),且藉由配位結合於發光性奈米結晶粒子之表面,而存在於發光性奈米結晶粒子之表面附近。
作為有機配位子,例如可例舉:TOP(三辛基膦)、TOPO(三辛基氧化膦)、油酸、亞麻油酸、次亞麻油酸、蓖麻油酸、葡萄糖酸、16-羥基十六酸、12-羥基硬脂酸、N-月桂醯基肌胺酸、N-油基肌胺酸、油胺、辛胺、三辛胺、十六胺、辛硫醇、十二硫醇(dodecanthiol)、己基膦酸(HPA)、十四基膦酸(TDPA)、苯基膦酸及辛基次磷酸(OPA,octylphosphinic acid)。
有機配位子之含量例如相對於發光性奈米結晶粒子100質量份,可為10~50質量份,亦可為10~15質量份。
(光聚合性化合物) 光聚合性化合物係藉由光之照射而聚合之化合物,例如為自由基聚合性化合物(光自由基聚合性化合物)或陽離子聚合性化合物(光陽離子聚合性化合物)。該等通常與光聚合起始劑一同使用。油墨可含有1種光聚合性化合物,亦可含有2種以上,較佳為含有2種以上。
作為光自由基聚合性化合物,例如可例舉:具有乙烯性不飽和基之單體(具有乙烯性不飽和鍵之單體)、具有異氰酸基之單體等。乙烯性不飽和基可為乙烯基、伸乙烯基、亞乙烯基、(甲基)丙烯醯基等,較佳為(甲基)丙烯醯基。再者,於本說明書中,「(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」、「(甲基)丙烯醯胺」之表現亦相同。
光自由基聚合性化合物較佳為包含具有1個(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸酯(單官能(甲基)丙烯酸酯)及具有2個以上之(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸酯(多官能(甲基)丙烯酸酯)。
作為光陽離子聚合性化合物,可例舉環氧化合物、氧環丁烷化合物、乙烯醚化合物等。
光聚合性化合物之含量以油墨之總質量為基準,例如可為10~60質量%、15~50質量%、20~40質量%或20~30質量%。
(光聚合起始劑) 光聚合起始劑例如為光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑,光自由基聚合起始劑及光陽離子聚合起始劑可使用公知之化合物。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。
光聚合起始劑之含量例如相對於光聚合性化合物100質量份,可為0.1~40質量份。
(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(例如外部量子效率)。
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(silica)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,就可進一步提高油墨之均勻性、流動性及光散射性,可獲得優異之噴出穩定性之方面而言,光散射性粒子較佳為使用粒子形狀之方向性較少之粒子(例如,球狀、正四面體狀等之粒子)。
油墨中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)例如可為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。油墨中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)可藉由以下方式獲得:藉由動態光散射式Nanotrac粒度分布儀進行測定,算出體積平均直徑。
光散射性粒子之含量例如以油墨之總質量為基準,可為0.1~10質量%。光散射性粒子之含量相對於發光性奈米結晶粒子之含量之質量比(光散射性粒子/發光性奈米結晶粒子)例如可為0.05~5.0。
(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而吸附(例如結合)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中。高分子分散劑較佳為與光散射性粒子之表面結合而吸附於光散射性粒子,可結合於發光性奈米結晶粒子之表面而吸附於發光性奈米粒子,亦可游離於油墨中。
作為對光散射性粒子具有親和性之官能基,可例舉酸性官能基、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,且可被胺、氫氧離子等鹼中和,鹼性官能基可被有機酸、無機酸等酸中和。
高分子分散劑例如可為丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂(polyurethane resin)、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胺等聚胺、聚醯亞胺等。
高分子分散劑亦可使用市售品,市售品可使用Ajinomoto Fine-Techno.Co.Inc.製造之Ajisper PB系列、BYK公司製造之DISPERBYK系列以及BYK系列、BASF公司製造之Efka系列等。
(其他成分) 於不阻礙本發明之效果之範圍內,上述實施方式之油墨可進而含有除上述成分以外之成分(其他成分)。作為其他成分,例如可例舉溶劑。作為溶劑,例如可例舉:環己烷、己烷、庚烷、氯仿、甲苯、辛烷、氯苯、四氫萘、二苯醚、丙二醇單甲醚乙酸酯、丁基卡必醇乙酸酯或該等之混合物等。於油墨含有光聚合性化合物之情形時,光聚合性化合物亦作為分散介質而發揮功能,故而可於無溶劑之情況下使光散射性粒子及發光性奈米結晶粒子分散。於油墨包含溶劑之情形時,溶劑之含量以油墨之總質量(包含溶劑)為基準,可為超過0質量%且為5質量%以下。
上述實施方式之油墨例如可進而包含熱硬化性樹脂、硬化劑、硬化促進劑(硬化觸媒)、聚合抑制劑、鏈轉移劑、抗氧化劑等作為其他成分。
以上所說明之油墨之黏度例如可為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。再者,上述黏度例如為在實施噴墨印刷時之油墨溫度之黏度,該黏度藉由E型黏度計測得。實施噴墨印刷時之油墨溫度較佳為25~60℃,更佳為30~55℃,進而較佳為30~40℃。實施噴墨印刷時之油墨溫度藉由進行噴墨印刷時之噴墨頭之溫度來調整。
於在油墨於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度為2 mPa・s以上之情形時,噴墨頭之油墨噴出孔之前端之噴墨油墨之彎月形狀呈穩定狀態,故而容易對噴墨油墨之噴出進行控制(例如,噴出量及噴出時機之控制)。另一方面,於在油墨於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度為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,容易對噴出進行控制(例如,噴出量及噴出時機之控制),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,油墨之噴附位置相對於目標位置產生30 μm以上之偏移。於表面張力為40 mN/m以下之情形時,油墨噴出孔之前端之彎月形狀呈穩定狀態,故而容易對油墨之噴出進行控制(例如,噴出量及噴出時機之控制)。另一方面,於表面張力為20 mN/m以上之情形時,防止噴墨油墨污染油墨噴出孔周邊部,故而可抑制飛行偏移之產生。即,不存在以下情況:未準確地噴附至應噴附之像素部形成區域而產生油墨填充不充分之像素部,或者油墨組成物噴附至與應噴附之像素部形成區域相鄰之像素部形成區域(或像素部),導致顏色再現性降低。再者,本說明書所記載之表面張力係指於23℃所測得之表面張力,且該表面張力係利用圓環法(亦稱為環法)所測得。
上述實施方式之油墨例如可藉由將上述油墨之構成成分加以混合並使其分散而獲得。
<光轉換層及濾色器> 繼而,作為一實施方式之光轉換層及濾色器,對具備使用上述實施方式之印刷方法及上述實施方式之含有發光性奈米結晶粒子之油墨而獲得之濾色器像素部之光轉換層、以及具備該光轉換層之濾色器進行說明。再者,於以下之說明中,將不含有發光性奈米結晶粒子之油墨(白色油墨)稱為不含發光性奈米粒子之油墨。不含發光性奈米粒子之油墨除不含有發光性奈米結晶粒子以外,可為與上述實施方式之含有發光性奈米粒子之油墨相同之組成。
圖3係具備一實施方式之光轉換層之濾色器之示意剖面圖。圖3所示之濾色器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及遮光部20。
光轉換層30具有第1像素部10a、第2像素部10b及第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以按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分別為包含含有發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之發光性之像素部(發光性像素部)。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發光性奈米結晶粒子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發光性奈米結晶粒子11b、及第2光散射性粒子12b。硬化成分例如為藉由光聚合性化合物之聚合而獲得之成分,包含光聚合性化合物之聚合物。除上述聚合物以外,硬化成分亦可包含油墨所包含之有機成分(有機配位子、高分子分散劑、未反應之聚合性化合物等)。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。
第1發光性奈米結晶粒子11a係吸收波長範圍420~480 nm之光而發出於605~665 nm之範圍具有發光峰值波長之光的紅色發光性奈米結晶粒子。即,第1像素部10a可改稱為用於將藍光轉換為紅光之紅色像素部。又,第2發光性奈米結晶粒子11b係吸收波長範圍420~480 nm之光而發出於500~560 nm之範圍具有發光峰值波長之光的綠色發光性奈米結晶粒子。即,第2像素部10b可改稱為用於將藍光轉換為綠光之綠色像素部。
發光性像素部中之發光性奈米結晶粒子之含量例如以含有發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之總質量為基準,可為10~80質量%、20~70質量%、22~50質量%、24~40質量%或26~40質量%。發光性像素部中之光散射性粒子之含量例如以含有發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之總質量為基準,可為0.1~10質量%。
第3像素部10c係包含不含發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之非發光性之像素部(非發光性像素部)。硬化物含有光散射性粒子及硬化成分,而不含發光性奈米結晶粒子。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硬化成分13c例如為藉由聚合性化合物之聚合而獲得之成分,包含聚合性化合物之聚合物。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例如對於波長範圍420~480 nm之光具有30%以上之穿透率。因此,於使用發出波長範圍420~480 nm之光之光源之情形時,第3像素部10c作為藍色像素部而發揮功能。再者,第3像素部10c之穿透率可藉由顯微分光裝置來測定。
第3像素部10c中之光散射性粒子之含量例如以不含發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之總質量為基準,可為1~50質量%、5~30質量%或10~20質量%。
像素部10(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10(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係出於隔開相鄰之像素部而防止混色之目的及防止來自光源之光洩漏之目的而設置之所謂黑色矩陣。構成遮光部20之材料並無特別限定,除鉻等金屬以外,亦可使用於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之樹脂組成物之硬化物等。此處所使用之黏合劑聚合物可使用1種或將2種以上之聚醯亞胺樹脂、丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚丙烯醯胺、聚乙烯醇、明膠、酪蛋白、纖維素等樹脂加以混合而成者、感光性樹脂、O/W乳液型樹脂組成物(例如,使反應性聚矽氧乳液化而成者)等。遮光部20之厚度例如可為0.5 μm以上,且可為10 μm以下。
基材40為具有透光性之透明基材,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。該等中,較佳為使用由玻璃中不含鹼性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,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波長範圍420~480 nm之光之光源之情況。
以上,對一實施方式之光轉換層及濾色器進行了說明,但使用本發明之印刷方法而形成之光轉換層及濾色器不限於上述實施方式。
例如,光轉換層亦可具備包含含有藍色發光性奈米結晶粒子之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物的像素部(藍色像素部)來代替第3像素部10c,或者除第3像素部10c以外,亦具備上述藍色像素部。又,光轉換層亦可具備包含含有發出除紅、綠、藍以外之其他顏色之光之奈米結晶粒子的含有發光性奈米結晶粒子之油墨之硬化物之像素部(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結晶粒子各者較佳為於相同波長區域具有吸收極大波長。
又,光轉換層之像素部之至少一部分可包含含有除發光性奈米結晶粒子以外之顏料之油墨(組成物)之硬化物。
又,濾色器可於遮光部之圖案上具備寬度小於遮光部之由具有斥油墨性之材料構成之斥油墨層。又,亦可不設置斥油墨層,而是於具備像素部形成區域之區域滿塗布狀地形成作為潤濕性可變層之含有光觸媒之層後,介隔光罩對該含有光觸媒之層照射光而進行曝光,選擇性地增大像素部形成區域之親油墨性。作為光觸媒,可例舉氧化鈦、氧化鋅等。
又,濾色器可於基材與像素部之間具備包含羥丙基纖維素、聚乙烯醇、明膠等之油墨吸收層。
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溶出而設置者。構成保護層之材料可使用用作公知之濾色器用保護層者。
又,本實施方式之光轉換層之像素部除含有上述發光性奈米結晶粒子以外,可進而含有與發光性奈米結晶粒子之發光顏色為大致相同顏色之顏料。為了使像素部含有顏料,可使含有發光性奈米結晶粒子之油墨含有顏料。
又,亦可將本實施方式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種發光性像素部製成不含發光性奈米結晶粒子而含有有色材料之像素部。此處可使用之有色材料能夠使用公知之有色材料,例如,作為紅色像素部(R)所使用之有色材料,可例舉吡咯并吡咯二酮(diketo-pyrrolo-pyrrole)顏料及/或陰離子性紅色有機染料。作為綠色像素部(G)所使用之有色材料,可例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。作為藍色像素部(B)所使用之有色材料,可例舉ε型銅酞青顏料及/或陽離子性藍色有機染料。關於該等有色材料之使用量,於包含於光轉換層之情形時,就可防止穿透率降低之觀點而言,以像素部(油墨之硬化物)之總質量為基準,較佳為1~5質量%。
又,濾色器可於基材與本實施方式之像素部之間具備不含發光性奈米結晶粒子而包含上述有色材料之通常之濾色器層。即,本實施方式之濾色器可具備基材、設置於基材上之不含發光性奈米粒子而包含有色材料之濾色器層、及設置於該濾色器層上之本實施方式之像素部。
<濾色器像素部之形成方法> 上述實施方式之濾色器100(光轉換層30)中之濾色器像素部10(第1~第3像素部10a、10b、10c)例如可藉由以下方式形成:於具有形成為圖案狀之遮光部20之基材40上之藉由遮光部20所劃分之像素部形成區域,使用上述實施方式之印刷方法(使用噴墨印刷裝置1之含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法),印刷油墨(含有發光性奈米結晶粒子之油墨及不含發光性奈米結晶粒子之油墨)而形成印刷物後,使所獲得之印刷物硬化而形成。
油墨之印刷物係藉由使上述噴出步驟所噴出之油墨選擇性地附著於基材40上之像素部形成區域而形成。於附著於像素部形成區域之油墨包含有機溶劑之情形時,藉由乾燥而將有機溶劑自油墨中去除。
關於油墨之乾燥,去除有機溶劑之至少一部分即可,較佳為去除全部有機溶劑。油墨之乾燥方法較佳為藉由減壓所進行之乾燥(減壓乾燥)。就控制油墨組成之觀點而言,減壓乾燥通常於1.0~500 Pa之壓力下以20~30℃進行3~30分鐘。
油墨之印刷物之硬化係藉由對印刷物照射光(活性能量線)來進行。藉由光照射而使印刷物所包含之油墨(或油墨之乾燥物)硬化,藉此可獲得包含油墨之硬化物之像素部(發光性像素部或非發光性像素部)。
油墨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/cm 2以上,且可為20000 mJ/cm 2以下。
利用上述濾色器像素部10之形成方法,形成光轉換層30。因此,上述方法亦可稱為光轉換層30之形成方法。
光轉換層30之形成方法除形成上述濾色器像素部10之步驟以外,亦可進而具備形成遮光部20之步驟。作為形成遮光部20之方法,可例舉:於基材40之一面側之作為複數個像素部間之邊界的區域形成鉻等之金屬薄膜、或含有遮光性粒子之樹脂組成物之薄膜,對該薄膜進行圖案化之方法等。金屬薄膜例如可藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等來形成,含有遮光性粒子之樹脂組成物之薄膜例如可藉由塗布、印刷等方法來形成。作為進行圖案化之方法,可例舉光蝕刻法等。
1:噴墨印刷裝置 2:油墨收容容器 2a:主墨盒(第1油墨收容容器) 2b:備用墨盒(第2油墨收容容器) 2c:副墨盒(第3油墨收容容器) 3:噴出頭 4:油墨流路 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發光性奈米結晶粒子 11b:第2發光性奈米結晶粒子 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]係表示一實施方式之印刷方法所使用之噴墨印刷裝置之示意圖。 [圖2]係表示一實施方式之印刷方法所使用之油墨收容容器之一例的示意剖面圖。 [圖3]係一實施方式之濾色器之示意剖面圖。

Claims (7)

  1. 一種含有發光性奈米結晶粒子之油墨之印刷方法,其係使用具備油墨收容容器及噴出頭之噴墨印刷裝置之印刷方法,且具備: 油墨供給步驟,其將上述油墨收容容器所收容之上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨之一部分供給至上述噴出頭;及 噴出步驟,其自上述噴出頭噴出上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨,並且, 上述油墨收容容器構成為可變更收容上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨之油墨收容空間之容積, 隨著上述油墨供給步驟中之上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨之供給而使上述油墨收容空間縮小,且維持收容空間縮小之狀態,藉此,防止外部氣體流入上述油墨收容容器。
  2. 如請求項1之印刷方法,其中,上述油墨收容容器對水分不具有穿透性。
  3. 如請求項1或2之印刷方法,其中,上述油墨收容容器對氧氣不具有穿透性。
  4. 如請求項1至3中任一項之印刷方法,其中,上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨為光硬化性,且 上述油墨收容容器對光不具有穿透性。
  5. 如請求項1至4中任一項之印刷方法,其中,上述含有發光性奈米結晶粒子之油墨為濾色器像素部形成用之油墨。
  6. 一種濾色器像素部之形成方法,其係使用請求項5之印刷方法來形成濾色器像素部。
  7. 一種濾色器,其具備藉由請求項6之濾色器像素部之形成方法而形成之濾色器像素部。
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