TW202235517A - 白色油墨組成物、硬化物、光擴散層及濾色器 - Google Patents

白色油墨組成物、硬化物、光擴散層及濾色器 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種白色油墨組成物,其係能夠應用於噴墨法之活性能量線硬化型之白色油墨組成物,且印刷時之油墨揮發性與UV硬化時之硬化收縮得到抑制,容易抑制像素部之膜減少並將背光之光的穿透率調整為特定值。 本發明之白色油墨組成物含有光散射性粒子、高分子分散劑、光聚合起始劑、及具有乙烯性不飽和基之乙烯性不飽和單體,且於乙烯性不飽和單體中,以相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份成為65質量份以上之比例含有具有2個乙烯性不飽和基且分子量為220以上且800以下之二官能單體。

Description

白色油墨組成物、硬化物、光擴散層及濾色器
本發明係關於一種白色油墨組成物、硬化物、光擴散層及濾色器。
近年來,構成有機EL顯示器之濾色器具有將來自有機EL之藍色光轉化成紅色光、綠色光之功能,藍色光通常使用具有直接利用來自有機EL之光並使之顯色之結構者。 該濾色器之藍色像素部係作為可使藍色入射光擴散之擴散層而形成,構成該像素部之油墨係構成為含有光散射劑且不具有發光奈米粒子之所謂白色油墨之印刷物(例如,專利文獻1)。 作為該濾色器之印刷方法,可例舉使用含有鹼可溶性樹脂及/或丙烯酸系單體之硬化性抗蝕劑材料之光微影法或使用UV硬化性油墨之噴墨法,但利用上述光微影法之濾色器之製造方法根據其製造方法之特徵,存在包含相對價格高昂之發光性奈米結晶粒子之像素部以外之抗蝕劑材料有浪費之缺點。 因此,為了減少如上述之抗蝕劑材料之浪費,業界開始研究藉由噴墨法形成光轉換基板像素部(參照專利文獻2)。 然而,藉由噴墨法進行印刷時,就其印刷相容性之觀點而言,必須使油墨本身之黏度低黏度化至9~12 mPa・s左右。因此,UV硬化性單體亦必須使用低分子量、低黏度者,因印刷後之油墨之揮發而導致膜減少。此外,此種低分子量、低黏度之UV硬化性單體成為官能基濃度較高者,因此具有如下問題:藉由UV照射進行硬化時,硬化收縮增大而造成膜減少,因此難以將穿透率調整為特定值,從而導致與紅色像素部或藍色像素部之亮度失衡。 [先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特表2020-501176號公報 [專利文獻2]國際公開第2008/001693號
[發明所欲解決之課題]
因此,本發明所欲解決之課題在於提供一種白色油墨組成物,其係能夠應用於噴墨法之活性能量線硬化型之白色油墨組成物,印刷時之揮發性與UV硬化時之硬化收縮得到抑制,容易抑制像素部之膜減少並將背光之光的穿透率調整為特定值。 [解決課題之技術手段]
根據本發明人等之研究判明,藉由將具有光散射性粒子、高分子分散劑、光聚合起始劑、及具有乙烯性不飽和基之乙烯性不飽和單體的白色油墨組成物中具有2個乙烯性不飽和基且分子量為220以上且800以下之二官能單體之含量分別設在特定範圍內,而可獲得一種白色油墨組成物,其係能夠應用於噴墨法之活性能量線硬化型之油墨組成物,且印刷時之油墨揮發性與UV硬化時之硬化收縮得到抑制,容易抑制像素部之膜減少並將背光之光的穿透率調整為特定值。
即,本發明係關於一種白色油墨組成物,其特徵在於:含有光散射性粒子、光聚合起始劑、及乙烯性不飽和單體,且於上述乙烯性不飽和單體中,以相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份成為65質量份以上之比例含有具有2個乙烯性不飽和基且分子量為220以上且800以下之二官能單體。
本發明之白色油墨組成物中之上述二官能單體之分子量之下限值為220以上,因此可抑制白色油墨組成物之揮發性,且可良好地抑制硬化時之硬化收縮。本發明之白色油墨組成物含有特定量之上述二官能單體,故而可將黏度降低至能夠應用於噴墨之級別,並且可抑制白色油墨組成物之揮發性與硬化收縮。
於白色油墨組成物中,具有1個乙烯性不飽和基之單官能單體之含量相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,較佳為10質量份以下。
以白色油墨組成物之總質量為基準,溶劑之含量較佳為1質量%以下。
乙烯性不飽和單體較佳為包含2種以上之乙烯性不飽和單體。
乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數較佳為1.9以上。
乙烯性不飽和單體於1氣壓之平均沸點較佳為310℃以上。
乙烯性不飽和單體較佳為具有(甲基)丙烯醯基。乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量較佳為120~220 g/mol。當乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量在上述範圍內時,成為黏度適當且揮發性與硬化收縮之平衡性更優異者。
相對於單體之總量100質量份,乙烯性不飽和單體中之甲基丙烯酸酯之含量較佳為20質量份以下。
具有乙烯性不飽和基之單體可含有含二環戊烯基之單體。
具有乙烯性不飽和基之單體亦可含有樹枝狀體丙烯酸酯(dendrimer acrylate)。
相對於白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,光散射性粒子之含量較佳為3~7質量份。
白色油墨組成物能以噴墨方式使用。白色油墨組成物可用於形成厚度10 μm以上之硬化膜。
本發明之一態樣係關於一種上述白色油墨組成物之硬化物。
本發明之一態樣係關於一種光擴散層,其具備複數個像素部、及設置於該複數個像素部間之遮光部,複數個像素部具有:發光性像素部,其含有發光性奈米結晶粒子;及非發光性像素部,其包含上述白色油墨組成物之硬化物。
本發明之一態樣係關於一種具備上述光擴散層之濾色器。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種白色油墨組成物,其係能夠應用於噴墨法之活性能量線硬化型之白色油墨組成物,且印刷時之油墨揮發性與UV硬化時之硬化收縮得到抑制,容易抑制像素部之膜減少並將背光之光的穿透率調整為特定值。
以下,對本發明之實施方式詳細地進行說明。於本說明書中,所謂「白色油墨組成物之硬化物」,係使白色油墨組成物(於白色油墨組成物包含溶劑成分之情形時,係使乾燥後之白色油墨組成物)中之硬化性成分硬化而獲得者。因此,較佳為白色油墨組成物之硬化物中不包含溶劑,但未完全乾燥之一部分溶劑殘存亦可。又,於本說明書中,「白色油墨組成物之不揮發分」意指白色油墨組成物中所含之溶劑以外之成分。即,「白色油墨組成物之不揮發分」亦可換稱為白色油墨組成物之硬化物中必須含有之硬化前之成分。
<白色油墨組成物> 一實施方式之白色油墨組成物含有光散射性粒子、高分子分散劑、光聚合起始劑、及具有乙烯性不飽和基之乙烯性不飽和單體。白色油墨組成物係含有光散射性粒子且實質不含發光性奈米結晶粒子之組成物(非發光性組成物)。相對於白色油墨組成物之不揮發分100質量份,白色油墨組成物中發光性奈米結晶粒子之含量較佳為0.1質量份以下。一實施方式之白色油墨組成物可不含發光性奈米結晶粒子。於一實施方式中,白色油墨組成物係用於噴墨方式之組成物(噴墨油墨)。
白色油墨組成物(非發光性油墨組成物)由於實質不含發光性奈米結晶粒子,故而於使光入射至藉由非發光性油墨組成物形成之像素部(含非發光性油墨組成物之硬化物之像素部)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,白色油墨組成物適合用於形成與來自光源之光同色之像素部。例如,於來自光源之光係具有波長420~480 nm之範圍之光(藍色光)之情形時,藉由白色油墨組成物而形成之像素部可成為藍色像素部。白色油墨組成物例如較佳為用於形成濾色器等所具有之藍色像素部之白色油墨組成物。
白色油墨組成物之揮發性與硬化收縮得到充分地抑制,可形成具有適當之透光率之硬化物。根據白色油墨組成物之一實施方式,由於揮發性與硬化收縮得到充分地抑制,故而可較佳地用於形成具有適當之透光率之厚度10 μm以上(例如厚度10 μm)之硬化膜。
[光散射性粒子] 光散射性粒子例如係於光學上呈非活性之無機微粒子。藉由利用含有光散射性粒子之白色油墨組成物而形成之像素部,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於視野角中之光強度差。
作為構成光散射性粒子之材料,例如可例舉:鎢、鋯、鈦、鉑、鉍、銠、鈀、銀、錫、鉑、金等單質金屬;二氧化矽(silica)、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣、滑石、黏土、高嶺土、硫酸鋇、碳酸鋇、碳酸鈣、鋁白(alumina white)、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至少1種。
光散射性粒子較佳為該粒子表面之至少一部分經無機物覆蓋者。無機物例如較佳為包含Al、Si等元素者。作為無機物,例如可例舉氧化鋁(Al 2O 3)、二氧化矽(SiO 2)。光散射性粒子之表面亦可經氧化鋁、及/或二氧化矽覆蓋。光散射性粒子之表面亦可經有機處理。即,光散射性粒子之表面亦可經多元醇、矽氧烷等有機物覆蓋。
作為光散射性粒子,例如亦可使用石原產業股份有限公司製造之氯法氧化鈦(金紅石型)(例如「PF-690」)、Chemours製造之Ti-Pure(註冊商標)R-350等市售品。
光散射性粒子之形狀較佳為球狀、長絲狀、不定形狀等。作為光散射性粒子,就可進一步提高白色油墨組成物之均勻性、流動性及光散射性且可獲得優異之噴出穩定性之方面而言,更佳為使用作為粒子形狀而言方向性較少之粒子(例如球狀、正四面體狀等粒子)。
白色油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)較佳為50 nm以上、200 nm以上或300 nm以上。白色油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)較佳為1000 nm以下、600 nm以下或400 nm以下。就容易獲得此種平均粒徑(體積平均直徑)之觀點而言,所使用之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)較佳為50 nm以上,較佳為1000 nm以下。本說明書中,白色油墨組成物中之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)係藉由動態光散射式Nanotrac粒度分佈計進行測定並算出體積平均直徑而獲得。又,所使用之光散射性粒子之平均粒徑(體積平均直徑)例如係藉由利用穿透型電子顯微鏡或掃描型電子顯微鏡測定各粒子之粒徑並算出體積平均直徑而獲得。
相對於白色油墨組成物之不揮發分(將有機溶劑自油墨組成物中去除後所剩之成分)之質量100質量份,光散射性粒子之含量較佳為0.5質量份以上、3質量份以上、4質量份以上、5質量份以上或6質量份以上。相對於白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,光散射性粒子之含量較佳為10質量份以下、9質量份以下或8質量份以下。相對於白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,光散射性粒子之含量較佳為3~7質量份或3~10質量份。
[乙烯性不飽和單體] 白色油墨組成物含有具有乙烯性不飽和基之乙烯性不飽和單體。此處,乙烯性不飽和單體意指具有乙烯性不飽和鍵(碳-碳雙鍵)之單體。作為乙烯性不飽和單體,例如可例舉具有1個乙烯性不飽和基之單體(單官能單體)及具有2個以上之乙烯性不飽和基之單體(多官能單體)。多官能單體中之乙烯性不飽和鍵之數量(例如乙烯性不飽和基之數量)例如較佳為2~3。乙烯性不飽和單體較佳為包含1種或2種以上之乙烯不飽和單體。
乙烯性不飽和基較佳為乙烯基、伸乙烯基、亞乙烯基、(甲基)丙烯醯基等,更佳為(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」。「(甲基)丙烯酸酯」、「(甲基)丙烯醯胺」之表述亦相同。
相對於乙烯性不飽和單體100質量份,乙烯性不飽和單體中單官能單體之含量較佳為10質量份以下。就藉由本發明所得之效果更優異之觀點而言,相對於乙烯性不飽和單體100質量份,單官能單體之含量更佳為9.5質量份以下、9.0質量份以下、8.0質量份以下、7.0質量份以下、6.0質量份以下、5.0質量份以下、4.0質量份以下、3.0或2.0質量份以下。例如相對於乙烯性不飽和單體100質量份,單官能單體之含量較佳為0~10質量份或0~9質量份。
作為單官能單體,例如可例舉:(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、(甲基)丙烯酸辛酯、(甲基)丙烯酸壬酯、(甲基)丙烯酸十二烷基酯、(甲基)丙烯酸十六烷基酯、(甲基)丙烯酸十八烷基酯、(甲基)丙烯酸環己酯、(甲基)丙烯酸甲氧基乙酯、(甲基)丙烯酸丁氧基乙酯、(甲基)丙烯酸苯氧基乙酯、(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、乙氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、甲氧基聚乙二醇(甲基)丙烯酸酯(例如甲氧基三乙二醇(甲基)丙烯酸酯)、丁氧基二乙二醇(甲基)丙烯酸酯、(甲基)丙烯酸異
Figure 02_image001
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)丙烯酸苄酯、(甲基)丙烯酸苯基苄酯、琥珀酸單(2-丙烯醯氧基乙酯)、琥珀酸單(2-甲基丙烯醯氧基乙酯)、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、丙烯酸4-羥基丁酯、丙烯酸2-羥基丙酯、丙烯酸2-羥基乙酯、丙烯醯胺、N-異丙基丙烯醯胺、N,N-二甲基丙烯醯胺、N,N-二乙基丙烯醯胺、二丙酮丙烯醯胺、4-丙烯醯基嗎福啉、N-第三丁基丙烯醯胺、N-羥甲基丙烯醯胺、N-羥基乙基丙烯醯胺、N-第三辛基丙烯醯胺、N-丁氧基甲基丙烯醯胺、N-苯基丙烯醯胺、N-十二烷基丙烯醯胺等。
乙烯性不飽和單體含有具有2個乙烯性不飽和基且分子量為220以上且800以下之二官能單體(第1二官能單體)。第1二官能單體較佳為含有分子量為225以上且335以下之二官能單體。第1二官能單體可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。由於第1二官能單體之下限值為220以上,故可良好地抑制白色油墨組成物之揮發性與硬化時之硬化收縮。
相對於乙烯性不飽和單體100質量份,乙烯性不飽和單體中第1二官能單體之含量為65質量份以上。相對於乙烯性不飽和單體100質量份,第1二官能單體之含量較佳為70質量份以上、75質量份以上或80質量份以上,較佳為99質量份以下或96質量份以下。於第1二官能單體之含量在上述範圍內之情形時,可形成更適合非發光性像素部之像素部。
乙烯性不飽和單體亦可含有不屬於第1二官能單體之二官能單體(第2二官能單體)。第2二官能單體可單獨使用1種,亦可將2種以上組合使用。
相對於乙烯性不飽和單體100質量份,乙烯性不飽和單體中之第2二官能單體之含量較佳為1質量份以上、3質量份以上或5質量份以上,較佳為未達35質量份、25質量份以下、15質量份以下或10質量份以下。
作為二官能單體(第1或第2二官能單體),例如可例舉: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、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、N,N'-亞甲基雙丙烯醯胺、N,N'-伸乙基雙丙烯醯胺、甘油二(甲基)丙烯酸酯、2,2-二甲基-3-(丙烯醯氧基)丙酸2,2-二甲基-3-(丙烯醯氧基)丙酯、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、聚丙二醇二(甲基)丙烯酸酯、新戊二醇羥基新戊酸酯二丙烯酸酯(neopentylglycol hydroxypivalate diacrylate)、三(2-羥基乙基)異三聚氰酸酯之2個羥基經(甲基)丙烯醯氧基取代而成之二(甲基)丙烯酸酯、對1莫耳之新戊二醇加成4莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得之二醇之2個羥基經(甲基)丙烯醯氧基取代而成之二(甲基)丙烯酸酯、對1莫耳之雙酚A加成2莫耳之環氧乙烷或環氧丙烷所得之二醇之2個羥基經(甲基)丙烯醯氧基取代而成之二(甲基)丙烯酸酯、對1莫耳之三羥甲基丙烷加成3莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得之三醇之2個羥基經(甲基)丙烯醯氧基取代而成之二(甲基)丙烯酸酯、對1莫耳之雙酚A加成4莫耳以上之環氧乙烷或環氧丙烷所得之二醇之2個羥基經(甲基)丙烯醯氧基取代而成之二(甲基)丙烯酸酯等。
相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,具有3個以上之乙烯性不飽和基之單體之含量較佳為5質量份以上、10質量份以上、15質量份以上或20質量份以上,較佳為35質量份以下或30質量份以下。具有3個乙烯性不飽和基之單體(三官能單體)之含量較佳在上述範圍內。
作為三官能單體之具體例,可例舉: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(甲基)丙烯酸酯、EO改質三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯等。
乙烯性不飽和單體可含有具有(甲基)丙烯醯基之樹枝狀體化合物(dendrimer compond)作為上述二官能單體及三官能單體以外之多官能單體。具有(甲基)丙烯醯基之樹枝狀體化合物較佳為每1分子中具有10個以上之(甲基)丙烯醯基之化合物。作為具有(甲基)丙烯醯基之樹枝狀體化合物,例如可例舉樹枝狀體丙烯酸酯。於乙烯性不飽和單體含有具有(甲基)丙烯醯基之樹枝狀體化合物(例如樹枝狀體丙烯酸酯)之情形時,有樹枝狀體分子內之(甲基)丙烯醯基之密度提高且硬化速度進一步提高之傾向。藉由使樹枝狀體分子內之鍵結密度與樹枝狀體分子彼此之鍵結密度成為「密」與「粗」,可兼顧作為塗膜物性之高硬度與高柔軟性。因相較於分枝分子((甲基)丙烯醯基)彼此之凡得瓦距離(Van der waals distants)變短,因此硬化前之(甲基)丙烯酸距離與硬化後之鍵結距離之間隙變小,有硬化收縮進一步得到抑制之傾向。
例如相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,具有(甲基)丙烯醯基之樹枝狀體化合物之含量較佳為1質量份以上、2質量份以上、4質量份以上或5質量份以上,較佳為20質量份以下、15質量份以下或10質量份以下。
乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數較佳為1.5以上、1.7以上或1.9以上。乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數例如較佳為2.2以下或2.1以下。於乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數在上述範圍內之情形時,可將油墨之揮發性抑制為更低。於白色油墨組成物包含1種乙烯性不飽和單體之情形時,乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數係該乙烯性不飽和單體每1分子中之雙鍵基數。於白色油墨組成物包含2種以上之乙烯性不飽和單體之情形時,乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數係白色油墨組成物中之乙烯性不飽和單體之乙烯性不飽和基之數量之平均值。乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數之具體算出方法如下述實施例所記載。
就油墨揮發性之觀點而言,乙烯性不飽和單體之1氣壓(0.1 MPa)下之平均沸點較佳為310℃以上、320℃以上或325℃以上,較佳為380℃以下或370℃以下。於乙烯性不飽和單體之1氣壓(0.1 MPa)下之平均沸點在上述範圍內之情形時,可進一步抑制白色油墨組成物之揮發性。於白色油墨組成物含有1種乙烯性不飽和單體之情形時,上述平均沸點係白色油墨組成物中之乙烯性不飽和單體之1氣壓(0.1 MPa)下之沸點。於白色油墨組成物含有2種以上之乙烯性不飽和單體之情形時,上述平均沸點係乙烯性單體之1氣壓(0.1 MPa)下之沸點之平均值。具體而言,乙烯性不飽和單體之1氣壓(0.1 MPa)下之平均沸點可藉由下述實施例所記載之方法求出。乙烯性不飽和單體於1氣壓之沸點收錄於SciFinder(Chemical Abstracts Service, American Chemical Society之線上檢索服務)中。
乙烯性不飽和單體較佳為具有(甲基)丙烯醯基之單體((甲基)丙烯酸酯)。就抑制硬化收縮之觀點而言,乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量較佳為110 g/mol以上、120 g/mol以上或125 g/mol以上。就降低油墨黏度之觀點而言,乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量較佳為260 g/mol以下、240 g/mol以下或220 g/mol以下。該等組合之中,就油墨之黏度與硬化收縮抑制之平衡性優異之觀點而言,乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量例如較佳為120 g/mol以上且220 g/mol以下。於乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量在上述範圍內之情形時,可進一步抑制硬化收縮。於白色油墨組成物含有2種以上之乙烯性不飽和單體之情形時,乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量係乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量之平均值。具體算出方法如下述實施例所記載。
乙烯性不飽和單體可含有作為具有甲基丙烯醯氧基之單體的甲基丙烯酸酯(甲基丙烯醯單體),亦可不含。就降低油墨黏度之觀點而言,甲基丙烯酸酯較佳為上述所例示之甲基丙烯酸酯。就進一步抑制硬化收縮之觀點而言,相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,甲基丙烯酸酯之含量較佳為20質量份以下。相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,甲基丙烯酸酯之含量例如較佳為0~20質量份或0~15質量份。於甲基丙烯酸酯之含量在上述範圍內之情形時,可進一步抑制硬化收縮。甲基丙烯酸酯之含量係白色油墨組成物中之甲基丙烯酸酯相對於乙烯性不飽和單體100質量份之總含量。
就更容易抑制硬化收縮之觀點而言,乙烯性不飽和單體可含有含二環戊烯基之單體。作為含二環戊烯基之單體,例如可例舉(甲基)丙烯酸二環戊酯、(甲基)丙烯酸二環戊氧基乙酯。相對於乙烯性不飽和單體之總量100質量份,含二環戊烯基之單體之含量較佳為5質量份以上、8質量份以上或10質量份以上,較佳為20質量份以下或15質量份以下。
就容易獲得可靠性優異之像素部(白色油墨組成物之硬化物)之觀點而言,乙烯性不飽和單體較佳為鹼不溶性。本說明書中,乙烯性不飽和單體為鹼不溶性意指以乙烯性不飽和單體之總質量為基準,於25℃之乙烯性不飽和單體於1質量%之氫氧化鉀水溶液中之溶解量為30質量%以下。乙烯性不飽和單體之上述溶解量較佳為10質量%以下,更佳為3質量%以下。
就作為噴墨油墨容易獲得適當之黏度之觀點、白色油墨組成物之硬化性變得良好之觀點、以及像素部(白色油墨組成物之硬化物)之耐溶劑性及耐磨耗性提高之觀點而言,相對於白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,乙烯性不飽和單體之含量較佳為70質量份以上、80質量份以上或85質量份以上。就作為噴墨油墨容易獲得適當之黏度之觀點而言,相對於白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,乙烯性不飽和單體之含量較佳為99質量份以下、96質量份以下或94質量份以下。
於本實施方式之白色油墨組成物中,乙烯性不飽和單體亦可作為分散介質發揮功能,故而可於不存在溶劑之情況下使光散射性粒子分散。於該情形時,具有於形成像素部時無須藉由使溶劑乾燥而將其去除之步驟之優勢。
[光聚合起始劑] 光聚合起始劑例如係光自由基聚合起始劑或光陽離子聚合起始劑。作為光自由基聚合起始劑,較佳為分子裂解型或脫氫型光自由基聚合起始劑。
作為分子裂解型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
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、2-異丙基-9-氧硫
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、2,4,6-三甲基苯甲醯基二苯基氧化膦、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁烷-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、苯偶醯二甲基縮酮、2-羥基-2-甲基-1-苯基丙烷-1-酮、1-(4-異丙基苯基)-2-羥基-2-甲基丙烷-1-酮及2-甲基-1-(4-甲硫基苯基)-2-嗎啉基丙烷-1-酮。
作為脫氫型光自由基聚合起始劑,可例舉:二苯甲酮、4-苯基二苯甲酮、間苯二甲苯酮、4-苯甲醯基-4'-甲基-二苯硫醚等。亦可將分子裂解型光自由基聚合起始劑與脫氫型光自由基聚合起始劑併用。
作為光陽離子聚合起始劑,亦可使用市售品。作為市售品,可例舉:SAN-APRO公司製造之「CPI-100P」等鋶鹽系光陽離子聚合起始劑、BASF公司製造之「Lucirin TPO」等醯基氧化膦化合物、BASF公司製造之「Irgacure907」、「Irgacure 819」、「Irgacure 379EG」、「Irgacure 184」及「Irgacure PAG290」等。
就白色油墨組成物之硬化性之觀點而言,相對於乙烯性不飽和單體100質量份,光聚合起始劑之含量較佳為0.1質量份以上、0.5質量份以上、1質量份以上、3質量份以上或5質量份以上。就像素部(白色油墨組成物之硬化物)之經時穩定性之觀點而言,相對於乙烯性不飽和單體100質量份,光聚合起始劑之含量較佳為40質量份以下、30質量份以下、20質量份以下或10質量份以下。
[高分子分散劑] 高分子分散劑係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白色油墨組成物中。於白色油墨組成物含有高分子分散劑之情形時,即便於使光散射性粒子之含量相對較多之情形(例如相對於白色油墨組成物之不揮發分100質量份設為5質量%以上之情形)時,亦可使光散射性粒子良好地分散。高分子分散劑可與光散射性粒子之表面鍵結來吸附於光散射性粒子。高分子分散劑較佳為具有750以上之重量平均分子量。本說明書中,重量平均分子量係藉由GPC(凝膠滲透層析法)所測得之聚苯乙烯換算之重量平均分子量。
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,可經胺、氫氧根離子等鹼中和,鹼性官能基可經有機酸、無機酸等酸中和。
作為酸性官能基,可例舉:羧基(-COOH)、磺基(-SO 3H)、硫酸基(-OSO 3H)、膦酸基(-PO(OH) 3)、磷酸基(-OPO(OH) 3)、次膦酸基(-PO(OH)-)、巰基(-SH)。
作為鹼性官能基,可例舉:一級、二級及三級胺基、銨基、亞胺基、以及吡啶、嘧啶、吡
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、咪唑、三唑等含氮雜環基等。
作為非離子性官能基,可例舉:羥基、醚基、硫醚基、亞磺醯基(-SO-)、磺醯基(-SO 2-)、羰基、甲醯基、酯基、碳酸酯基、醯胺基、胺甲醯基、脲基、硫代醯胺基、硫代脲基、胺磺醯基、氰基、烯基、炔基、氧膦基、膦硫醚基。
高分子分散劑較佳為單一單體之聚合物(均聚物)或多種單體之共聚物(copolymer)。又,高分子分散劑亦可為無規共聚物、區塊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,較佳為梳狀接枝共聚物或星形接枝共聚物。作為高分子分散劑,例如可例舉:丙烯酸樹脂、聚酯樹脂、聚胺酯樹脂(polyurethnae resin)、聚醯胺樹脂、聚醚、酚系樹脂、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。
高分子分散劑較佳為至少具有鹼性官能基之化合物。高分子分散劑之胺值較佳為5 mgKOH/g以上、10 mgKOH/g以上、20 mgKOH/g以上或30 mgKOH/g以上。高分子分散劑之胺值較佳為120 mgKOH/g以下、100 mgKOH/g以下或90 mgKOH/g以下。
高分子分散劑之胺值可以如下方式進行測定。準備使高分子分散劑x g及溴酚藍試液1 mL溶解於將甲苯與乙醇以體積比1:1混合所得之混合溶液50 mL中而成之試樣液,利用0.5 mol/L鹽酸進行滴定直至試樣液呈現出綠色,並可藉由下述式算出胺值。 胺值=y/x×28.05 式中,y表示滴定所需之0.5 mol/L鹽酸之滴定量(mL),x表示高分子分散劑之質量(g)。
作為高分子分散劑,亦可使用市售品,作為市售品,Ajinomoto Fine-Techno股份有限公司製造之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(例如PX-4701)、Lubrizol公司製造之「SS71000」等。
相對於光散射性粒子100質量份,高分子分散劑較佳為3質量份以上或5質量份以上,較佳為20質量份以下或15質量份以下。
[溶劑] 白色油墨組成物亦可實質不含溶劑。溶劑例如較佳為作為白色油墨組成物之溶劑而通常使用之有機溶劑。以白色油墨組成物之總質量為基準,白色油墨組成物中溶劑之含量較佳為1質量%以下。以白色油墨組成物之總質量為基準,白色油墨組成物中之溶劑之含量例如較佳為0.0~0.8質量%、0.0~0.6質量%、0.0~0.4質量%或0.0~0.2質量%。溶劑係不具有聚合性官能基(例如乙烯性不飽和基)且沸點於大氣壓下為300℃以下之物質。
白色油墨組成物亦可於不損及本發明之效果之範圍內進而含有上述成分以外之成分(例如熱硬化性樹脂、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)。
例如就噴墨印刷時之噴出穩定性之觀點而言,以上所說明之白色油墨組成物於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度較佳為2 mPa・s以上、5 mPa・s以上或7 mPa・s以上。白色油墨組成物於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度較佳為20 mPa・s以下、15 mPa・s以下或12 mPa・s以下。本說明書中,白色油墨組成物之黏度例如係藉由E型黏度計所測得之黏度,係指於25℃測得者。
於白色油墨組成物於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度為2 mPa・s以上之情形時,噴出頭之油墨噴出孔之前端之噴墨油墨之彎月面形狀穩定,故而容易控制噴墨油墨之噴出(例如噴出量及噴出時序之控制)。另一方面,於白色油墨組成物於噴墨印刷時之油墨溫度之黏度為20 mPa・s以下之情形時,可使噴墨油墨自油墨噴出孔流暢地噴出。
白色油墨組成物之表面張力較佳為適合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,容易控制噴出(例如噴出量及噴出時序之控制),並且可抑制飛行彎曲之產生。再者,飛行彎曲係指使白色油墨組成物自油墨噴出孔噴出時,白色油墨組成物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面形狀穩定,故而容易控制白色油墨組成物之噴出(例如噴出量及噴出時序之控制)。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被噴墨油墨污染,故而可抑制飛行彎曲之產生。即,不存在未準確地噴附於應該噴附之像素部形成區域而導致產生白色油墨組成物之填充不充分之像素部,或白色油墨組成物噴附於與應該噴附之像素部形成區域相鄰之像素部形成區域(或像素部)而導致色再現性降低之情況。再者,本案說明書所記載之表面張力係指於23℃所測得之表面張力,係指利用圓環法(亦稱為輪環法)所測得者。
於將本實施方式之白色油墨組成物用作噴墨方式用之白色油墨組成物之情形時,可應用於基於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。
以上,對噴墨用白色油墨組成物之一實施方式進行了說明,但上述實施方式之噴墨用白色油墨組成物除可以噴墨方式使用以外,亦可以例如光微影方式使用。於該情形時,白色油墨組成物含有鹼可溶性樹脂作為黏合劑聚合物。
於以光微影方式使用白色油墨組成物之情形時,首先將白色油墨組成物塗佈於基材上,進而使白色油墨組成物乾燥,形成塗佈膜。以如上方式獲得之塗佈膜可溶解於鹼性顯影液中,藉由經鹼性顯影液處理而被圖案化。此時,就顯影液之廢液處理之容易性等觀點而言,鹼性顯影液大半為水溶液,故而變成白色油墨組成物之塗佈膜經水溶液處理。於本實施方式中,白色油墨組成物之塗佈膜較佳為鹼不溶性。即,本實施方式之白色油墨組成物較佳為可形成鹼不溶性之塗佈膜之白色油墨組成物。此種白色油墨組成物可藉由使用可形成鹼不溶性之硬化物之硬化性成分而獲得。油墨組成物之塗佈膜為鹼不溶性意指以白色油墨組成物之塗佈膜之總質量為基準,於25℃之白色油墨組成物之塗佈膜於1質量%之氫氧化鉀水溶液中之溶解量為30質量%以下。白色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,白色油墨組成物係可形成鹼不溶性之塗佈膜之白色油墨組成物可藉由以下方式確定:測定將白色油墨組成物塗佈於基材上後,於80℃、3分鐘之條件進行乾燥而獲得之厚度1 μm之塗佈膜之上述溶解量。
本發明之另一實施方式係上述白色油墨組成物之硬化物(硬化膜),該白色油墨組成物之硬化物(硬化膜)亦可為鹼不溶性。藉此,容易獲得可靠性優異之像素部。白色油墨組成物之硬化物為鹼不溶性與上述同樣地,意指以白色油墨組成物之硬化物之總質量為基準,於25℃之白色油墨組成物之硬化物於1質量%之氫氧化鉀水溶液中之溶解量為30質量%以下。白色油墨組成物之硬化物之上述溶解量較佳為10質量%以下,更佳為3質量%以下。
白色油墨組成物之硬化物(硬化膜)具有適當之透光率。例如,白色油墨組成物之硬化物之藍色光之穿透率例如較佳為61~63%。藍色光之穿透率係藉由下述實施例所記載之方法進行測定。
<白色油墨組成物之製造方法> 上述實施方式之白色油墨組成物例如可藉由具備將光散射性粒子、光聚合起始劑及乙烯性不飽和單體以及視需要之其他成分(例如高分子分散劑)進行混合之步驟之方法而製造。
於混合步驟中,可將上述各成分全部同時進行混合,亦可以任意順序進行混合。於混合步驟中,除混合以外,亦可實施分散處理。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範圍之觀點而言,較佳為使用珠磨機或塗料調節器。
<油墨組成物套組> 一實施方式之油墨組成物套組具備上述實施方式之白色油墨組成物。油墨組成物套組除上述實施方式之白色油墨組成物(非發光性油墨組成物)以外,亦具備含有發光性奈米結晶粒子之油墨組成物(發光性油墨組成物)。發光性油墨組成物例如係硬化性之油墨組成物。發光性油墨組成物可使用以往公知之油墨組成物。發光性油墨組成物亦可使用除含有與上述實施方式之油墨組成物相同之成分外亦包含發光性奈米結晶粒子之油墨組成物。
(發光性奈米結晶粒子) 發光性奈米結晶粒子係吸收激發光而發出螢光或磷光之奈米尺寸之結晶體,例如係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以下之結晶體。
發光性奈米結晶粒子例如可藉由吸收特定波長之光來發出與所吸收之波長不同波長之光(螢光或磷光)。發光性奈米結晶粒子較佳為發出於605~665 nm之範圍內具有發光波峰波長之光(紅色光)之紅色發光性之奈米結晶粒子(紅色發光性奈米結晶粒子)、發出於500~560 nm之範圍內具有發光波峰波長之光(綠色光)之綠色發光性之奈米結晶粒子(綠色發光性奈米結晶粒子)或發出於420~480 nm之範圍內具有發光波峰波長之光(藍色光)之藍色發光性之奈米結晶粒子(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較佳為400 nm以上且未達500 nm之範圍(尤其是波長420~480 nm之範圍之光)之波長之光(藍色光)或波長200 nm~400 nm之範圍之光(紫外光)。再者,發光性奈米結晶粒子之發光波峰波長例如可於使用分光螢光光度計所測得之螢光光譜或磷光光譜中進行確認。
紅色發光性之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以下具有發光波峰波長,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以上具有發光波峰波長。該等上限值及下限值可任意進行組合。再者,於以下相同之記載中,個別記載之上限值及下限值亦可任意進行組合。
綠色發光性之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以下具有發光波峰波長,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以上具有發光波峰波長。
藍色發光性之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以下具有發光波峰波長,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以上具有發光波峰波長。
根據方井型位勢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(發光色)取決於發光性奈米結晶粒子之尺寸(例如粒徑),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來選擇發光色。
發光性奈米結晶粒子較佳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、量子桿等。該等之中,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芯構成,亦可具有包含第一半導體材料之核芯、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芯之至少一部分之外殼。換言之,發光性半導體奈米結晶粒子之結構較佳為僅由核芯構成之結構(核芯結構)或由核芯與外殼構成之結構(核芯/外殼結構)。又,發光性半導體奈米結晶粒子較佳為除包含第二半導體材料之外殼(第一外殼)以外,亦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芯之至少一部分之外殼(第二外殼)。換言之,發光性半導體奈米結晶粒子之結構較佳為由核芯、第一外殼及第二外殼構成之結構(核芯/外殼/外殼結構)。核芯及外殼分別較佳為包含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;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為CdS,內側之核芯部為CdSe之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為CdS,內側之核芯部為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;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,內側之核芯部為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;作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnSe,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為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;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnSe,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為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;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnSe,內側之核芯部為ZnS之奈米結晶粒子;CdS之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼結構之奈米結晶粒子,並且該外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子;作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnSe,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子、作為具備核芯/外殼/外殼結構之奈米結晶粒子,並且第一外殼部分為ZnS與ZnSe之混晶,第二外殼部分為ZnS,內側之核芯部為InP之奈米結晶粒子等。
半導體奈米結晶粒子可利用相同化學組成改變其本身之平均粒徑,藉此將應該自該粒子發光之顏色變成紅色或綠色。又,半導體奈米結晶粒子較佳為使用其本身對人體等之不良影響極低者。於將含有鎘、硒等之半導體奈米結晶粒子用作發光性奈米結晶粒子之情形時,較佳為選擇儘可能不含上述元素(鎘、硒等)之半導體奈米結晶粒子並單獨使用,或以儘可能減少上述元素之方式與其他發光性奈米結晶粒子組合使用。
發光性奈米結晶粒子之形狀並無特別限定,作為發光性奈米結晶粒子之形狀,例如可例舉任意幾何形狀或任意不規則形狀。作為發光性奈米結晶粒子之形狀,例如可例舉:球狀、橢圓體狀、角錐形狀、圓盤狀、枝狀、網狀、棒狀等。作為發光性奈米結晶粒子,就可進一步提高油墨之均勻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)較佳為1 nm以上、1.5 nm以上或2 nm以上,就容易獲得所需發光波長之觀點而言,較佳為40 nm以下、30 nm以下或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,算出體積平均直徑而獲得。
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經有機配位子鈍化。有機配位子可配位鍵結於發光性奈米結晶粒子之表面。有機配位子之詳細內容如下。
發光性奈米結晶粒子亦可於其表面具有高分子分散劑。例如,將鍵結於發光性奈米結晶粒子之表面之有機配位子與高分子分散劑進行交換,藉此可使高分子分散劑鍵結於發光性奈米結晶粒子之表面。但是,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子之情況下之發光性奈米結晶粒子調配高分子分散劑。高分子分散劑之詳細內容如下。
作為發光性奈米結晶粒子,可使用以膠體形態分散於溶劑、乙烯性不飽和單體等中者。處於分散狀態之發光性奈米結晶粒子之表面較佳為經有機配位子鈍化。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其等之混合物。
作為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-點、CuInS/ZnS、Aldrich公司之InP/ZnS等。
就進一步提高像素部之外部量子效率之觀點而言,以油墨之總質量為基準,發光性奈米結晶粒子之含量例如為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中不含鍵結於發光性奈米結晶粒子之有機配位子之量。本說明書中,「油墨之總質量」亦可換稱為油墨之硬化物中應含有之成分。即,於油墨含有溶劑之情形時,意指油墨中所含之溶劑以外之成分,特別記載之情形除外,溶劑之量不含於油墨之總質量中。
油墨亦可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,但較佳為僅含該等粒子中之1種。於油墨含有紅色發光性奈米結晶粒子之情形時,以發光性奈米結晶粒子之總質量為基準,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較佳為10質量%以下,更佳為0質量%。於油墨含有綠色發光性奈米結晶粒子之情形時,以發光性奈米結晶粒子之總質量為基準,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以確保與乙烯性不飽和單體、溶劑等之親和性之官能基(以下,亦簡稱為「親和性基」)及可與發光性奈米結晶粒子鍵結之官能基(用以確保對發光性奈米結晶粒子之吸附性之官能基),藉由配位鍵結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-羥基十六烷酸、12-羥基硬脂酸、N-月桂醯肌胺酸、N-油基肌胺酸、油胺、辛基胺、三辛基胺、十六烷基胺、辛硫醇、十二烷硫醇、己基膦酸(HPA)、十四烷基膦酸(TDPA)、苯基膦酸、及辛基膦酸(OPA)。
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,較佳為10~50質量份或10~15質量份。
<濾色器> 以下,一面參照圖式,一面對使用上述實施方式之油墨組成物套組而獲得之濾色器之詳細內容進行說明。但,以下實施方式係發光性油墨組成物含有光散射性粒子時之實施方式。再者,於以下說明中,對相同或相當之元件使用同一符號,並省略重複說明。
圖1係一實施方式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上之光擴散層30。光擴散層30具備複數個像素部10、及遮光部20。
光擴散層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以依序重複之方式排列成格子狀。遮光部20設置於相鄰像素部之間、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由遮光部20隔開。
第1像素部10a及第2像素部10b分別係包含上述發光性油墨組成物之硬化物之發光性之像素部(發光性像素部)。圖1所示之硬化物含有發光性奈米結晶粒子、硬化成分、及光散射性粒子。第1像素部10a含有第1硬化成分13a、及分別分散於第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含有第2硬化成分13b、及分別分散於第2硬化成分13b中之2發光性奈米結晶粒子11b及第2光散射性粒子12b。硬化成分係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。硬化成分中除含有上述聚合物以外,亦可含有油墨組成物中所含之有機溶劑以外之成分(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420~480 nm之範圍之光並發出於605~665 nm之範圍內具有發光波峰波長之光的紅色發光性之奈米結晶粒子。即,第1像素部10a可換稱為用以將藍色光轉換成紅色光之紅色像素部。又,第2發光性奈米結晶粒子11b係吸收波長420~480 nm之範圍之光並發出於500~560 nm之範圍內具有發光波峰波長之光的綠色發光性之奈米結晶粒子。即,第2像素部10b可換稱為用以將藍色光轉換成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獲得優異之發光強度之觀點而言,以發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,發光性像素部中之發光性奈米結晶粒子之含量較佳為5質量%以上、10質量%以上、15質量%以上、20質量%以上或30質量%以上。就像素部之可靠性優異之觀點及獲得優異之發光強度之觀點而言,以發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,發光性奈米結晶粒子之含量較佳為80質量%以下、75質量%以下、70質量%以下或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,以發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,發光性像素部中之光散射性粒子之含量較佳為0.1質量%以上、1質量%以上或3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,以發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,光散射性粒子之含量較佳為60質量%以下、50質量%以下、40質量%以下、30質量%以下、25質量份%以下、20質量份%以下或15質量%以下。
第3像素部10c係包含上述非發光性油墨組成物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含有第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例如係藉由乙烯性不飽和單體之聚合而獲得之成分,包含乙烯性不飽和單體之聚合物。第3光散射性粒子12c與第1光散射性粒子12a及第2光散射性粒子12b相同與否均可。
第3像素部10c例如對波長420~480 nm之範圍之光具有30%以上之穿透率。因此,於使用發出波長420~480 nm之範圍之光之光源之情形時,第3像素部10c係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進行測定。
就可進一步降低視野角中之光強度差之觀點而言,以非發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,非發光性像素部中之光散射性粒子之含量較佳為1質量%以上或3質量%以上。就可進一步減少光反射之觀點而言,以非發光性油墨組成物之硬化物之總質量為基準,光散射性粒子之含量較佳為7質量%以下、6質量%以下或5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)之厚度例如較佳為1 μm以上、5 μm以上或10 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)之厚度例如較佳為30 μm以下、20 μm以下或15 μm以下。
遮光部20係為了將相鄰像素部隔開以防止混色及為了防止來自光源之光洩漏而設置之所謂之黑矩陣。構成遮光部20之材料並無特別限定,除鉻等金屬以外,亦可使用使黏合劑聚合物中含有碳微粒子、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。作為此處使用之黏合劑聚合物,可使用將1種或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、纖維素等樹脂混合而成者、感光性樹脂、O/W乳膠型樹脂組成物(例如使反應性聚矽氧乳膠化而成者)等。遮光部20之厚度例如較佳為1 μm以上、5 μm以上或10 μm以上。遮光部20之厚度例如較佳為30 μm以下、20 μm以下或15 μm以下。
基材40係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」、日本電硝子公司製造之「OA-10G」及「OA-11」。該等係熱膨脹率較小之材料,且尺寸穩定性及高溫加熱處理下之作業性優異。
具備以上光擴散層30之濾色器100於使用發出波長420~480 nm之範圍之光之光源之情形時可較佳地使用。
濾色器100例如可藉由於基材40上將遮光部20形成為圖案狀後,於基材40上之由遮光部20劃分之像素部形成區域形成像素部10而製造。像素部10可藉由具備以下步驟之方法形成:藉由噴墨方式使發光性或非發光性之油墨組成物(噴墨油墨)選擇性地附著於基材40上之像素部形成區域之步驟;及對油墨組成物照射活性能量線(例如紫外線),使噴墨油墨硬化而獲得發光性像素部之步驟。使用上述發光性油墨組成物作為噴墨油墨,藉此獲得發光性像素部,使用非發光性油墨組成物作為噴墨油墨,藉此獲得非發光性像素部。
形成遮光部20之方法可例舉以下方法等:於基材40之一面側之成為複數個像素部間之交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,並對該薄膜進行圖案化。金屬薄膜例如可藉由濺鍍法、真空蒸鍍法等形成,含有遮光性粒子之樹脂組成物之薄膜例如可藉由塗佈、印刷等方法形成。作為進行圖案化之方法,可例舉光微影法等。
作為噴墨方式,可例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、金屬鹵化物燈、氙氣燈、LED等。所照射之光之波長例如較佳為200 nm以上,較佳為440 nm以下。曝光量例如較佳為10 mJ/cm 2以上,較佳為12000 mJ/cm 2以下。
以上,對濾色器及光擴散層、以及該等之製造方法之一實施方式進行了說明,但本發明並不限於上述實施方式。
例如,光擴散層除具備第3像素部10c以外,亦可具備包含含有藍色發光性之奈米結晶粒子之發光性油墨組成物之硬化物的像素部(藍色像素部)。又,光擴散層亦可具備包含含有發出紅、綠、藍以外之其他顏色之光之奈米結晶粒子之發光性油墨組成物之硬化物的像素部(例如黃色像素部)。於該等情形時,較佳為光擴散層之各像素部所含有之發光性奈米結晶粒子分別於同一波長區域中具有吸收極大波長。
又,光擴散層之像素部之一部分可包含含有發光性奈米結晶粒子以外之顏料之組成物的硬化物。
又,濾色器亦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,而是於包含像素部形成區域之區域將作為潤濕性可變層之含光觸媒之層形成為滿塗佈狀後,隔著光罩對該含光觸媒之層照射光來進行曝光,選擇性地使像素部形成區域之親油墨性增大。作為光觸媒,可例舉氧化鈦、氧化鋅等。
又,濾色器亦可於基材與像素部之間具備包含羥丙基纖維素、聚乙烯醇、明膠等之油墨接受層。
又,濾色器亦可於像素部上具備保護層。該保護層係用於使濾色器平坦化,並且防止像素部所含之成分或像素部所含之成分及含光觸媒之層中所含之成分向液晶層溶出而設置。構成保護層之材料可使用公知之用作濾色器用保護層者。
又,於濾色器及光擴散層之製造中,亦可以並非噴墨方式而是光微影方式形成像素部。於該情形時,首先,將油墨組成物(發光性油墨組成物或非發光性油墨組成物)層狀地塗佈於基材,形成油墨組成物層。繼而,將油墨組成物層曝光成圖案狀後,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,故而使用鹼可溶性之材料作為油墨組成物之材料。但是,就材料之使用效率之觀點而言,噴墨方式優於光微影方式。其原因在於:光微影方式原理上係將材料之大致2/3以上去除而導致材料浪費。因此,於本實施方式中,較佳為使用噴墨油墨並藉由噴墨方式形成像素部。
光擴散層之像素部除含有上述發光性奈米結晶粒子以外,亦可進而含有與發光性奈米結晶粒子之發光色大致同色之顏料。為了使像素部含有顏料,亦可使油墨組成物中含有顏料。
亦可將光擴散層中之紅色像素部(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發光性奈米結晶粒子而是含有色料之像素部。作為此處可使用之色料,可使用公知之色料,例如,作為用於紅色像素部(R)之色料,可例舉吡咯并吡咯二酮顏料及/或陰離子性紅色有機染料。作為用於綠色像素部(G)之色料,可例舉選自由鹵化酞菁銅顏料、酞菁系綠色染料、酞菁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,可例舉ε型酞菁銅顏料及/或陽離子性藍色有機染料。於含有於光擴散層中之情形時,就可防止透光率降低之觀點而言,以像素部(油墨組成物之硬化物)之總質量為基準,該等色料之使用量較佳為1~5質量%。 [實施例]
以下,藉由實施例對本發明具體地進行說明。但是,本發明非僅限於下述實施例。
以下,將具有1個乙烯性不飽和基之單體稱為單官能單體,將具有2個乙烯性不飽和基之單體稱為二官能單體,將具有3個乙烯性不飽和基之單體稱為三官能單體。
準備以下所示之材料。 <光散射性粒子> 光散射性粒子A(氧化鈦、製品名:PF-690、石原產業股份有限公司製造) 光散射性粒子B(氧化鈦、製品名:R-350、Chemours製造)
<高分子分散劑> 高分子分散劑A(PX-4701、BASF製造,胺值:69~86 mgKOH/g) 高分子分散劑B(SS71000、Lubrizol製造,胺值:40 mgKOH/g)
<乙烯性不飽和單體> 準備表1所示之乙烯性不飽和單體。表1所記載之分類中之「Ac」表示丙烯醯基,「MAc」表示甲基丙烯醯基。表1中之沸點表示1氣壓(760 Torr)時之沸點。表1中之黏度表示於25℃使用E型黏度計所測得者。 [表1]
化學名 簡稱 製品名 製造商 分類 官能基數 分子量 沸點 ℃ (甲基)丙烯酸當量 g/eq 於25℃黏度 mPa·s
丙烯酸苯氧基乙酯 PhEA Light Ester Acrylate PO-A 共榮社化學 Ac 1 192 295.3 192 8.23
甲氧基聚乙二醇#400丙烯酸酯 MPEG400A NK Ester AM-90G 新中村化學工業 Ac 1 483 519.6 483 25.76
丙烯酸4-羥基丁酯 4-HBA 4-HBA 大阪有機化學工業 Ac 1 144 298.1 144 9.01
甲基丙烯酸二環戊酯 FA-513M FA-513M 日立化成 MAc 1 220 296 220 10.55
1,6-己二醇二丙烯酸酯 HDDA Viscoat #230 大阪有機化學工業 Ac 2 226 302.1 113 5.77
2,2-二甲基-3-(丙烯醯氧基)丙酸2,2-二甲基-3-(丙烯醯氧基)丙酯 HPNDA MIRAMER M210 MIWON Ac 2 312 396.3 156 19.24
1,9-壬二醇二丙烯酸酯 NODA Viscoat #260 大阪有機化學工業 Ac 2 268 341.7 134 8.22
1,4-丁二醇二丙烯酸酯 BDDA FA-124AS 日立化成 Ac 2 198 267.6 99 4.09
1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯 HDDMA MIRAMER M201 MIWON MAc 2 254 334.2 127 5.17
聚乙二醇#600二甲基丙烯酸酯 PEG600DMA NK Ester 14G 新中村化學工業 MAc 2 771 725.2 385 70.42
三環癸烷二甲醇二甲基丙烯酸酯 DCP NK Ester DCP 新中村化學工業 MAc 2 332 423.3 166 111.5
甘油二甲基丙烯酸酯 GCMA NK Ester 701 新中村化學工業 MAc 2 228 317.2 114 36.04
三乙基丙烯(EO)3三丙烯酸酯 TMP(EO)3TA MIRAMER M3130 MIWON Ac 3 428 498.5 143 61.44
三羥甲基丙烷三丙烯酸酯 TMPTA NK Ester A-TMPT 新中村化學工業 Ac 3 296 380.9 99 116.4
樹枝狀丙烯酸酯 #1000LT #1000LT 大阪有機化學工業 Ac - - - - 563.4
<光聚合起始劑> 光聚合起始劑A(Omnirad TPO-H、IGM resin製造) 光聚合起始劑B(Omnirad 819、IGM resin製造) TPO-H:2,4,6-三甲基苯甲醯基-二苯基-氧化膦 819:雙(2,4,6-三甲基苯甲醯基)-苯基氧化膦
<聚合抑制劑> 聚合抑制劑A(啡噻
Figure 110146272-A0304-3
、精工化學製造)
<光散射性粒子分散體A> 於容器內將24.0 g光散射性粒子A、2.4 g高分子分散劑A、及33.6 g PhEA混合後,向所獲得之混合物中添加氧化鋯珠(直徑:1.25 mm),並使用塗料調節器振盪2小時,藉此對混合物進行分散處理,利用聚酯網過濾器自混合物中將氧化鋯珠去除,藉此獲得光散射性粒子分散體A。
<光散射性粒子分散體B> 於容器內將33.0 g光散射性粒子A、1.65 g高分子分散劑B、及25.35 g HDDMA混合後,向所獲得之混合物中添加氧化鋯珠(直徑:1.25 mm),並使用塗料調節器振盪2小時,藉此對混合物進行分散處理,利用聚酯網過濾器自混合物中將氧化鋯珠去除,藉此獲得光散射性粒子分散體B。
<光散射性粒子分散體C> 於容器內將33.0 g光散射性粒子B、1.65 g高分子分散劑B、25.35 g 4-HBA混合後,向所獲得之混合物中添加氧化鋯珠(直徑:1.25 mm),並使用塗料調節器振盪2小時,藉此對混合物進行分散處理,利用聚酯網過濾器將氧化鋯珠去除,藉此獲得光散射性粒子分散體C。
[表2]
   光散射性粒子分散體
A B C
組成 光散射性粒子 A A B
高分子分散劑 A B B
單體 PhEA HDDMA 4-HBA
光散射性粒子 (質量份) 24.00 33.00 33.00
高分子分散劑 (質量份) 2.40 1.65 1.65
單體(質量份) 33.60 25.35 25.35
<白色油墨組成物之製備> 實施例1 將15.0 g光散射性粒子分散體A、0.1 g聚合抑制劑(聚合抑制劑)A、2.7 g光聚合起始劑A、0.5 g光聚合起始劑B、20.4 g TMP(EO)3TA、61.3 g HDDA於容器內均勻地混合後,利用孔徑5 μm之過濾器對混合物進行過濾,藉此獲得白色油墨組成物。
(平均雙鍵基數) 基於以下所示之實施例1之白色油墨組成物中之乙烯性不飽和單體之比率、(甲基)丙烯酸當量(每1個(甲基)丙烯醯基之分子量)、及(甲基)丙烯酸當量比,求出實施例1之白色油墨組成物中之乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數。 白色油墨組成物中之乙烯性不飽和單體之比率: PhEA(單官能、分子量192.2)=9.32質量份 HDDA(二官能、分子量226.3)=68.04質量份 TMP(EO)3TA(三官能、分子量428)=22.64質量份 (甲基)丙烯酸當量(g/eq.): PhEA之(甲基)丙烯酸當量=192.2 HDDA之(甲基)丙烯酸當量=226.3/2=113.1 TMP(EO)3TA之(甲基)丙烯酸當量=428/3=142.7 (甲基)丙烯酸當量比: PhEA之(甲基)丙烯酸當量比=9.32/192.2=0.0485 HDDA之(甲基)丙烯酸當量比=68.04/113.1=0.6014 TMP(EO)3TA之(甲基)丙烯酸當量比=22.64/142.7=0.1587 乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數 =[乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量比之合計]/[每1個(甲基)丙烯醯基之(甲基)丙烯酸當量比之合計] =(0.0485+0.6014+0.1587)/(0.0485/1+0.6014/2+0.1587/3)=2.0109≈2.0
(平均沸點) 乙烯性不飽和單體於1氣壓之平均沸點係基於以下所示之各單體於1氣壓之沸點(單體沸點)、各單體之莫耳比及各單體之莫耳分率(%)而算出。 單體沸點(℃): PhEA之沸點=295.3 HDDA之沸點=302 TMP(EO)3TA之沸點=499 各單體之莫耳比: PhEA之莫耳比=9.32質量份(單體質量比)/192.2(分子量)×100=0.049 HDDA之莫耳比=68.04質量份(單體質量比)/226.27(分子量)×100=0.301 TMP(EO)3TA=22.64質量份(單體質量比)/428(分子量)×100=0.053 各單體之莫耳分率(%): PhEA之莫耳分率=0.049/(0.049+0.301+0.053)×100=12.063% HDDA=0.301/(0.049+0.301+0.053)×100=74.78% TMP(EO)3TA=0.053/(0.049+00301+0.053)×100=13.16% 乙烯性不飽和單體之平均沸點 =(12.063×295.3)+(74.78×302)+(13.16×499)=327℃
(乙烯性不飽和單體(混合單體)之(甲基)丙烯酸當量) (甲基)丙烯酸當量係基於各單體之(甲基)丙烯酸當量(每1個(甲基)丙烯醯基之分子量)及各單體之質量比而算出。 各單體之(甲基)丙烯酸當量(g/eq.): PhEA(單官能、分子量192.2)之(甲基)丙烯酸當量=192.2 HDDA(二官能、分子量226.3)之(甲基)丙烯酸當量=226.3/2=113.1 TMP(EO)3TA(三官能、分子量428)之(甲基)丙烯酸當量=428/3=142.7 各單體之質量比: PhEA之質量比=9.32質量份 HDDA之質量比=68.04質量份 TMP(EO)3TA之質量比=22.64質量份 混合單體之(甲基)丙烯酸當量 =(9.32×192.2)+(113.1×68.04)+(142.7×22.64)=127.2
實施例2~7、比較例1~3 使用下表所示之光散射性粒子分散體、聚合抑制劑、光聚合起始劑及單體,除此以外,以與實施例1相同之方式獲得實施例2~7及比較例1~3之白色油墨組成物。平均雙鍵基數、平均沸點及混合單體之(甲基)丙烯酸當量以與實施例1相同之方式算出。
於下表中亦顯示相對於白色油墨組成物之不揮發分100質量份之各成分(光散射性粒子、高分子分散劑、光聚合起始劑、聚合抑制劑及單體)之含量(單位:質量份)。
[表3]
油墨組成 實施例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
光散射性粒子分散體 A A B B B B C B B B
光聚合起始劑 A B B B B B B B B B B
聚合抑制劑 A A A A A A A A A A
單體 單官能 PhEA PhEA MPEG400A - - - 4-HBA FA-513M 4-HBA - 4-HBA
二官能 HDDA HPNDA NODA HDDMA NODA HDDMA PEG600DMA NODA HDDMA NODA DCP HDDMA NODA NODA HDDMA HDDMA BDDA HDDMA GCMA
三官能 TMP(EO)3TA - - - - - - - TMPTA -
樹枝狀體 - -    - - #1000LT - - - -
光散射性粒子(質量份) 6 6 6 6 6 6 5.5 6 6 6
高分子分散劑(質量份) 0.6 0.6 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3
光聚合起始劑(質量份) 2.7 0.5 2 2 2 2 2 2 2 2 2
聚合抑制劑(質量份) 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1
單體(質量份) 單官能 8.4 8.4 21.5 - - - 4.2 28.0 59.0 - 73
二官能 61.3 15.9 67.0 4.6 65.5 4.6 8.0 79.0 4.6 76.1 10.9 4.6 81.5 87.9 4.6 4.6 54.0 4.6 14.0
三官能 20.4 - - - - - - - 33.0 -
樹枝狀體(質量份) - - - - - 5.5 - - - -
<白色油墨組成物之評價> 1.揮發性/30分鐘:膜厚(μm) 針對白色油墨組成物之揮發性評價,使用噴墨印表機(Fuji Film Dimatix公司製造、商品名「DMP-2831」)。藉由噴墨印刷,於附障壁之玻璃基板上之障壁內填充白色油墨組成物,以厚度成為12.5 μm之方式形成光擴散層(由白色油墨組成物構成之層)。繼而,於23℃、50%RH之環境下,於30分鐘後測定光擴散層之厚度,並根據其變化率進行評價。變化率係根據30分鐘後之光擴散層之厚度/剛印刷後之光擴散層之厚度(12.5 μm)算出。再者,光擴散層之厚度係使用Hitachi High-Tech Science公司製造之掃描型白色干涉顯微鏡進行測定。 揮發性係按以下所示之基準進行評價。 ○:光擴散層之變化率未達5% ×:光擴散層之變化率為5%以上
2.UV-LED硬化收縮:膜厚(μm) 白色油墨組成物之UV-LED硬化收縮之評價使用噴墨印表機(Fuji Film Dimatix公司製造、商品名「DMP-2831」)。藉由噴墨印刷,於附障壁之玻璃基板上之障壁內填充白色油墨組成物,形成硬化前之光擴散層(由白色油墨組成物構成之層)。剛印刷後之光擴散層之厚度係使用Hitachi High-Tech Science公司製造之掃描型白色干涉顯微鏡進行測定。繼而,於氮氣環境下,利用使用主波長395 nm之LED燈之UV照射裝置以累計光量成為12 J/cm 2之方式對附填充有白色油墨組成物之障壁之玻璃基板照射UV進行硬化後,測定硬化後之光擴散層(由白色油墨組成物之硬化物構成之層)之厚度,並根據其變化率進行評價。變化率係根據硬化前之光擴散層之厚度/硬化後之光擴散層之厚度算出。 UV-LED硬化收縮係按以下所示之基準進行評價。 ○:光擴散層之變化率未達16% ×:光擴散層之變化率為16%以上
3.透光率(%) 使用白色油墨組成物製作評價用試樣。具體而言,利用旋轉塗佈機於大氣中將白色油墨組成物以膜厚成為12.5 μm之方式塗佈於玻璃基板上。於23℃、50%RH之環境下,於氮氣環境下利用使用主波長395 nm之LED燈之UV照射裝置以累計光量成為12 J/cm 2之方式對30分鐘後之塗佈膜照射UV進行硬化。藉此,獲得評價用試樣。
透光率(藍色光之穿透率)之測定係使用CCS股份有限公司製造之藍色LED(波峰發光波長: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(製品名「MCPD-9800」),並於藍色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時所觀測到之透光率。 光學特性(透光率)係按以下所示之基準進行評價。 ○:62±1%以內 ×:62±1%以上 [表4]
   實施例 比較例
1 2 3 4 5 6 7 1 2 3
   單體 單官能 PhEA PhEA MPEG400A - - - 4-HBA FA-513M 4-HBA - 4-HBA
二官能 HDDA HPNDA HDDMA NODA HDDMA PEG600DMA NODA HDDMA NODA DCP HDDMA NODA NODA HDDMA HDDMA BDDA HDDMA GCMA
三官能 TMP(EO)3TA - - - - - - - TMPTA -
樹枝狀體 - - - - - #1000LT - - - -
單體比率 單官能 9.3 9.2 23.5 - - - 4.6 30.6 64.4 - 79.7
二官能 68.0 17.4 73.4 5.0 71.5 5.0 8.7 86.3 5.0 83.1 11.9 5.0 89.0 95.4 5.0 5.0 59.0 5.0 15.3
三官能 22.7 - - - - - - - 36.0 -
樹枝狀體 - - - - - 6.0 - - - -
單官能比率 9.3 9.2 5 0 0 0 4.6 95 0 79.7
平均雙鍵基數 2.0 1.9 1.9 2.0 2.0 2.1 2.0 1.0 2.3 1.1
單體平均沸點(℃) 327 344 366 354 347 339 338 299 302 304
(甲基)丙烯酸當量(g/mol) 127 143 216 156 138 135 134.6 167 100 139
MA單體比率 0 0 5 13.7 5 5 0 35.6 5 20.3
評價 揮發性/30分鐘:膜厚(μm) 12.1 12.1 12.4 12.5 12.5 12.5 12.1 6.8 9.5 8.6
硬化收縮:膜厚(μm) 10.4 10.8 11.0 11.0 11.1 11.1 10.6 5.8 7.6 7.2
揮發性 97.0% 97.0% 99.0% 100.0% 100.0% 100.0% 96.6% 54.0% 75.6% 69.0%
硬化收縮 85.0% 89.0% 89.0% 89.0% 89.0% 89.0% 87.9% 86.0% 80.8% 81.0%
透光率% 63% 63% 62% 62% 62% 62% 63% 69% 67% 68%
揮發性 × × ×
硬化收縮 × ×
透光率 × × ×
確認到,實施例之白色油墨組成物係可應用於噴墨法之活性能量線硬化型之白色油墨組成物,且係印刷時之油墨揮發性與UV硬化時之硬化收縮得到抑制,容易抑制像素部之膜減少並將背光之光的穿透率調整為特定值之白色油墨組成物(實施例1~7與比較例1~3之對比)。
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:光擴散層 40:基材 100:濾色器
[圖1]為本發明之一實施方式之濾色器之示意剖視圖。

Claims (17)

  1. 一種白色油墨組成物,其特徵在於:含有光散射性粒子、高分子分散劑、光聚合起始劑、及具有乙烯性不飽和基之乙烯性不飽和單體,且 於上述乙烯性不飽和單體中,以相對於上述乙烯性不飽和單體之總量100質量份成為65質量份以上之比例含有具有2個上述乙烯性不飽和基且分子量為220以上且800以下之二官能單體。
  2. 如請求項1之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體係以相對於上述乙烯性不飽和單體之總量100質量份成為10質量份以下之比例含有具有1個上述乙烯性不飽和基之單官能單體者。
  3. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,以上述白色油墨組成物之總質量為基準,溶劑之含量為1質量%以下。
  4. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體包含2種以上之乙烯性不飽和單體。
  5. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體之平均雙鍵基數為1.9以上。
  6. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體於1氣壓之平均沸點為310℃以上。
  7. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體具有(甲基)丙烯醯基。
  8. 如請求項7之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體之(甲基)丙烯酸當量為120~220 g/mol。
  9. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體係以相對於上述乙烯性不飽和單體之總量100質量份成為20質量份以下之比例含有具有甲基丙烯醯氧基之單體者。
  10. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體含有含二環戊烯基之單體。
  11. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,上述乙烯性不飽和單體含有樹枝狀體丙烯酸酯(dendrimer acrylate)。
  12. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其中,相對於上述白色油墨組成物之不揮發分之質量100質量份,上述光散射性粒子之含量為3~7質量份。
  13. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其以噴墨方式使用。
  14. 如請求項1或2之白色油墨組成物,其用於形成厚度10 μm以上之硬化膜。
  15. 一種白色油墨組成物之硬化物,其係請求項1至14中任一項之白色油墨組成物之硬化物。
  16. 一種光擴散層,其具備複數個像素部、及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:發光性像素部,其含有發光性奈米結晶粒子;及非發光性像素部,其包含請求項15之白色油墨組成物之硬化物。
  17. 一種濾色器,其具備請求項16之光擴散層。
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