TW202248373A - 油墨組成物、使用此組成物的層、以及包含此組成物的電泳裝置和顯示裝置 - Google Patents

油墨組成物、使用此組成物的層、以及包含此組成物的電泳裝置和顯示裝置 Download PDF

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Abstract

本發明揭露一種油墨組成物、使用油墨組成物製造的層以及包含油墨組成物的電泳裝置及顯示裝置。油墨組成物包含：（A）半導體奈米棒；以及（B）混合溶劑，包含第一溶劑、第二溶劑以及第三溶劑，其中第一溶劑在25℃下具有小於或等於70厘泊的黏度且包含具有大於或等於5的介電常數的化合物，第二溶劑包含在25℃下具有大於或等於80厘泊的黏度或為固體且具有大於或等於5的介電常數的化合物，以及第三溶劑包含具有小於5的介電常數的化合物。

Description

油墨組成物、使用此組成物的層、以及包含此組成物的電泳裝置和顯示裝置
[ 相關申請案的交叉參考 ]
本申請案分別主張2021年5月11日及2022年4月18日在韓國智慧財產局申請的韓國專利申請案第10-2021-0060892號及韓國專利申請案第10-2022-0047726號的優先權及權益，所述韓國專利申請案的全部內容以引用的方式併入本文中。
本揭露是關於一種油墨組成物、使用此組成物的層、以及包含此組成物的電泳裝置及顯示裝置。
自1992年來自日本日亞化學工業株式會社（Japanese Nichia Corp.）的中村（Nakamura）及其他人藉由應用低溫GaN化合物緩衝層成功地熔融出高品質單晶GaN氮化物半導體以來，LED得到了積極的發展。LED為藉由使用化合物半導體的特性將電信號轉換成具有期望區中的波長的光的半導體裝置，所述化合物半導體具有多個載子為電子的n型半導體晶體與多個載子為電洞的p型半導體晶體彼此組合的結構。
此LED半導體具有高光轉換效率，且因此消耗極少的能量且具有半永久性壽命，且亦為環境友好的且因此稱為作為綠色材料的光的革命。最近，隨著化合物半導體技術的發展，已開發出高亮度的紅光、橙光、綠光、藍光以及白光LED且應用於許多領域，諸如交通燈、行動電話、汽車大燈、戶外廣告牌、LCD背光單元（back light unit；BLU）以及室內/戶外照明，國內外對此一直在積極研究。特定而言，具有寬帶隙的GaN類化合物半導體為用於製造在綠光、藍光以及紫外光（ultraviolet；UV）區中發光的LED半導體的材料，且由於藍光LED裝置用於製造白光LED裝置，因此正對此進行大量研究。
在此等系列的研究中，正積極地進行使用具有奈米或微米單位大小的超小LED裝置的研究，且另外不斷地進行在照明及顯示中利用此等超小LED裝置的研究。在此等研究中，能夠向超小LED裝置施加電力的電極、用於減少電極所佔據的空間的電極的安置、在經安置電極上安裝超小LED裝置的方法以及類似者不斷地受到關注。
其中，歸因於超小LED裝置的大小限制，在經安置電極上安裝超小LED裝置的方法仍難以按預期在電極上安置且安裝超小LED裝置。原因是超小LED裝置是奈米級或微米級的，且因此可不能逐個地手動安置且安裝在目標電極區中。
最近，隨著對奈米級超小LED裝置的需求增加，已嘗試將奈米級GaN類或InGaN類化合物半導體製成棒，但存在奈米棒自身在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性大大降低的問題。迄今為止，尚未引入改良半導體奈米棒在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性的技術。因此，繼續研究能夠改良半導體奈米棒在溶劑（或可聚合化合物）中的分散穩定性且實施高介電泳速率的含有半導體奈米棒的可固化組成物。
實施例提供一種具有極佳電泳性質、噴墨性質以及半導體奈米棒的儲存穩定性的油墨組成物。
另一實施例提供一種使用油墨組成物製造的層。
另一實施例提供包含所述層的電泳裝置及顯示裝置。
實施例提供一種油墨組成物，包含：（A）半導體奈米棒；以及（B）混合溶劑，包含第一溶劑、第二溶劑以及第三溶劑，其中第一溶劑在25℃下具有小於或等於70厘泊的黏度且包含具有大於或等於5的介電常數的化合物，第二溶劑包含在25℃下具有大於或等於80厘泊的黏度或為固體或具有大於或等於5的介電常數的化合物，以及第三溶劑包含具有小於5的介電常數的化合物。
第一溶劑在50℃下可具有大於或等於3厘泊的黏度。
第一溶劑可包含由化學式1-1或化學式1-2表示的化合物。 [化學式1-1]
Figure 02_image001
[化學式1-2]
Figure 02_image003
在化學式1-1及化學式1-2中， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 2至R 4各自獨立地為經取代或未經取代的C2至C20烷基， R 5為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經C2至C10烷氧基取代的經取代或未經取代的C6至C20芳基， L 1至L 3各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，以及 n為1至20的整數。
由化學式1-1表示的化合物可包含由化學式1-1-1或化學式1-1-2表示的化合物。 [化學式1-1-1]
Figure 02_image005
[化學式1-1-2]
Figure 02_image007
由化學式1-2表示的化合物可包含由化學式1-2-1至化學式1-2-4表示的化合物。 [化學式1-2-1]
Figure 02_image009
[化學式1-2-2]
Figure 02_image011
[化學式1-2-3]
Figure 02_image013
[化學式1-2-4]
Figure 02_image015
第二溶劑在50℃下可具有大於或等於10厘泊的黏度或可為固體。
第二溶劑可包含由化學式2-1至化學式2-6中的一者表示的化合物。 [化學式2-1]
Figure 02_image017
[化學式2-2]
Figure 02_image019
[化學式2-3]
Figure 02_image021
[化學式2-4]
Figure 02_image023
[化學式2-5]
Figure 02_image025
[化學式2-6]
Figure 02_image027
在化學式2-1至化學式2-6中， L 1、L 2以及L 4至L 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 6為羥基或經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 7及R 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 16及R 17各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 18及R 19各自獨立地為氫原子或*-(C=O)R 15，其中R 15為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 20為甲氧基， R 21為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經取代或未經取代的C1至C20烷氧基， m為1至4的整數， p為0至4的整數，以及 q為1至20的整數。
由化學式2-1表示的化合物可包含由化學式2-1-1表示的化合物。 [化學式2-1-1]
Figure 02_image029
由化學式2-2表示的化合物可包含由化學式2-2-1表示的化合物。 [化學式2-2-1]
Figure 02_image031
由化學式2-3表示的化合物可包含由化學式2-3-1至化學式2-3-3中的一者表示的化合物。 [化學式2-3-1]
Figure 02_image033
[化學式2-3-2]
Figure 02_image035
[化學式2-3-3]
Figure 02_image037
由化學式2-4表示的化合物可包含由化學式2-4-1表示的化合物。 [化學式2-4-1]
Figure 02_image039
由化學式2-5表示的化合物可包含由化學式2-5-1及化學式2-5-2中的一者表示的化合物。 [化學式2-5-1]
Figure 02_image041
[化學式2-5-2]
Figure 02_image043
由化學式2-6表示的化合物可包含由化學式2-6-1至化學式2-6-3中的一者表示的化合物。 [化學式2-6-1]
Figure 02_image045
[化學式2-6-2]
Figure 02_image047
[化學式2-6-3]
Figure 02_image049
第三溶劑在25℃下可具有大於或等於70厘泊的黏度，或可為固體，且在50℃下可具有大於或等於3厘泊的黏度。
第三溶劑可包含由化學式3-1或化學式3-2中的一者表示的化合物。 [化學式3-1]
Figure 02_image051
[化學式3-2]
Figure 02_image053
在化學式3-1及化學式3-2中， R 9至R 14各自獨立地為未經取代或經乙烯基取代的C1至C20烷基。
由化學式3-1表示的化合物可包含由化學式3-1-1表示的化合物。 [化學式3-1-1]
Figure 02_image055
由化學式3-2表示的化合物可包含由化學式3-2-1表示的化合物。 [化學式3-2-1]
Figure 02_image057
按100重量份的混合溶劑計，可以10重量份至50重量份的量包含第一溶劑。
按100重量份的混合溶劑計，可以10重量份至40重量份的量包含第二溶劑。
按100重量份的混合溶劑計，可以20重量份至50重量份的量包含第三溶劑。
半導體奈米棒可具有300奈米至900奈米的直徑。
半導體奈米棒可具有3.5微米至5微米的長度。
半導體奈米棒可包含GaN類化合物、InGaN類化合物或其組合。
半導體奈米棒可具有塗覆有金屬氧化物的表面。
金屬氧化物可包含氧化鋁、二氧化矽或其組合。
按油墨組成物的總量計，可以0.01重量%至10重量%的量包含半導體奈米棒。
油墨組成物可更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷類偶合劑；調平劑；氟類界面活性劑或其組合。
油墨組成物可為用於電泳裝置的油墨組成物。
另一實施例提供一種使用油墨組成物製造的層。
另一實施例提供包含所述層的電泳裝置。
另一實施例提供包含所述層的顯示裝置。
本發明的其他實施例包含在以下實施方式中。
包含半導體奈米棒的油墨組成物可提供具有極佳電泳性質、噴墨性質以及儲存穩定性的可固化組成物。
在下文中，詳細描述本發明的實施例。然而，此等實施例為例示性的，本發明不限於此且本發明由申請專利範圍的範疇定義。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，「烷基」是指C1至C20烷基，「烯基」是指C2至C20烯基，「環烯基」是指C3至C20環烯基，「雜環烯基」是指C3至C20雜環烯基，「芳基」是指C6至C20芳基，「芳烷基」是指C6至C20芳烷基，「伸烷基」是指C1至C20伸烷基，「伸芳基」是指C6至C20伸芳基，「烷基伸芳基」是指C6至C20烷基伸芳基，「伸雜芳基」是指C3至C20伸雜芳基，以及「伸烷氧基」是指C1至C20伸烷氧基。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，「經取代」是指至少一個氫由以下置換：鹵素原子（F、Cl、Br或I）、羥基、C1至C20烷氧基、硝基、氰基、胺基、亞胺基、疊氮基、甲脒基、肼基、亞肼基、羰基、胺甲醯基、硫醇基、酯基、醚基、羧基或其鹽、磺酸基或其鹽、磷酸基或其鹽、C1至C20烷基、C2至C20烯基、C2至C20炔基、C6至C20芳基、C3至C20環烷基、C3至C20環烯基、C3至C20環炔基、C2至C20雜環烷基、C2至C20雜環烯基、C2至C20雜環炔基、C3至C20雜芳基或其組合。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，術語「雜」是指在化學式中包含至少一個由N、O、S以及P中選出的雜原子。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」兩者，且「(甲基)丙烯酸」是指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，「組合」是指混合或共聚。
如本文中所使用，除非另外提供特定定義，否則當未在應給出的位置繪製化學鍵時，氫原子在所述位置處鍵結。
如本文中所使用，「半導體奈米棒」是指具有奈米大小直徑的棒狀半導體。
如本文中所使用，當不另外提供特定定義時，「*」指示連接相同或不同原子或化學式的點。
根據實施例的油墨組成物包含：（A）半導體奈米棒；以及（B）混合溶劑，包含第一溶劑、第二溶劑以及第三溶劑，其中第一溶劑在25℃下具有小於或等於70厘泊的黏度且包含具有大於或等於5的介電常數的化合物，第二溶劑包含在25℃下具有大於或等於80厘泊的黏度或為固體或具有大於或等於5的介電常數的化合物，以及第三溶劑包含具有小於5的介電常數的化合物。
最近，已積極地進行對具有改良能效且防止諸如微型LED、迷你LED以及類似物的習知LED的效率下降的效應的各種概念的研究。其中，使用電場的InGaN類奈米棒LED的對準（電泳）作為顯著降低微型LED、迷你LED以及類似物的複雜及昂貴的製程成本的方法而引起關注。
然而，習知地用於顯示器及電子材料中的有機溶劑（PGMEA、GBL、PGME、乙酸乙酯、IPA以及類似者）具有低黏度，且因此具有高密度的無機奈米棒粒子可能沈降過快且因此聚結，且另外，可快速揮發且因此可能在介電泳之後在溶劑乾燥期間劣化對準特性。因此，為了開發包含無機材料奈米棒（半導體奈米棒）的油墨組成物，需要由於高黏度及高沸點而具有極佳介電泳性質的溶劑以改良奈米棒的沈降穩定性，且本發明的發明人在大量試誤之後已顯著改良油墨組成物中的電泳性質且特定而言半導體奈米棒的正常對準度以及保持油墨組成物的噴墨性質，且亦通過將與半導體奈米棒一起使用的溶劑控制為三組分系統來實現極佳儲存穩定性。
在下文中，詳細描述每一組分。 （A）半導體奈米棒
半導體奈米棒可包含GaN類化合物、InGaN類化合物或其組合，且其表面可塗覆有金屬氧化物。
為確保半導體奈米棒油墨溶液（半導體奈米棒+溶劑）的分散穩定性，通常耗時3小時，所述時間不足以執行大面積的噴墨製程。因此，本發明的發明人已藉由在大量試誤研究之後在半導體奈米棒的表面上塗覆諸如氧化鋁、氧化矽或其組合的金屬氧化物以最大化與下文所描述的溶劑的相容性來研發絕緣膜（Al 2O 3或SiO x）。
舉例而言，塗覆有金屬氧化物的絕緣膜可具有40奈米至60奈米的厚度。
半導體奈米棒包含n型限制層及p型限制層，且多量子井（multi quantum well；MQW）主動區可安置於n型限制層與p型限制層之間。
舉例而言，半導體奈米棒可具有300奈米至900奈米，例如600奈米至700奈米的直徑。
舉例而言，半導體奈米棒可具有3.5微米至5微米的長度。
舉例而言，當半導體奈米棒可包含氧化鋁絕緣層時，其可具有5公克/立方公分至6公克/立方公分的密度。
舉例而言，半導體奈米棒可具有1×10 -13公克至1×10 -11公克的質量。
當半導體奈米棒具有上述直徑、長度、密度以及類型時，可易於執行金屬氧化物的表面塗覆，使得半導體奈米棒的分散穩定性可最大化。
按油墨組成物的總量計，可以0.01重量%至10重量%，例如0.01重量%至5重量%的量包含半導體奈米棒。替代地，按100重量份的油墨組成物中的溶劑計，可以0.01重量份至0.5重量份，例如0.01重量份至0.1重量份的量包含半導體奈米棒。當半導體奈米棒包含在上述範圍內時，油墨中的分散性良好，且所製備圖案可具有極佳亮度。 （B）溶劑
根據實施例的油墨組成物包含混合溶劑，所述混合溶劑包含各自滿足不同條件的三種不同溶劑（第一溶劑、第二溶劑以及第三溶劑）。
近年來，隨著對奈米級微型LED裝置的需求增加，已試圖將奈米級GaN類或InGaN類化合物半導體製造為棒，但奈米棒自身具有在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性大大降低的問題。迄今為止，尚未引入改良半導體奈米棒在溶劑中的分散穩定性的技術。
已用於習知顯示器及電子材料中的有機溶劑，諸如丙二醇單甲醚乙酸酯（propylene glycol monomethyl ether acetate；PEGMEA）、γ-丁內酯（γ-butyrolactone；GBL）、聚乙二醇甲基醚（polyethylene glycol methyl ether；PGME）、乙酸乙酯、異丙醇（isopropylalcohol；IPA）以及類似物具有極低的黏度以致於具有高密度的無機材料奈米棒粒子過快沈降，從而產生不令人滿意的介電泳性質。因此，如上文所描述，為了開發用於包含無機奈米棒（半導體奈米棒）的電泳裝置的油墨組成物，可使用能夠賦予奈米棒沈降穩定性的溶劑。
由於根據實施例的油墨組成物在室溫（25℃）及50℃下具有較大黏度差，因此奈米棒在室溫（25℃）下緩慢沈降，但由於油墨組成物在50℃下具有小於或等於15厘泊的黏度，因此可應用噴墨製程，且同時，可根據組成物比（三種類型的溶劑的混合重量比）控制介電常數。換言之，根據實施例的油墨組成物可確保儲存穩定性（室溫下的高黏度）且展現噴墨可加工性（在50℃下小於或等於15厘泊的黏度）及高介電泳（低電導率及可控制介電常數）特性。亦即，當應用三組分溶劑系統而非習知單組分溶劑系統或雙組分溶劑系統時，藉由容易地控制三種組分的溶劑組分比（混合重量比）來確保所要黏度及介電常數，此使得根據實施例的油墨組成物就本發明概念而言完全不同於習知油墨組成物。
舉例而言，第一溶劑在50℃下可具有大於或等於3厘泊的黏度。
第一溶劑可包含由化學式1-1或化學式1-2表示的化合物。 [化學式1-1]
Figure 02_image001
[化學式1-2]
Figure 02_image003
在化學式1-1及化學式1-2中， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 2至R 4各自獨立地為經取代或未經取代的C2至C20烷基， R 5為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經C2至C10烷氧基取代的經取代或未經取代的C6至C20芳基， L 1至L 3各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，以及 n為1至20的整數。
舉例而言，由化學式1-1表示的化合物可包含由化學式1-1-1或化學式1-1-2表示的化合物。 [化學式1-1-1]
Figure 02_image005
[化學式1-1-2]
Figure 02_image007
舉例而言，由化學式1-2表示的化合物可包含由化學式1-2-1至化學式1-2-4表示的化合物。 [化學式1-2-1]
Figure 02_image009
[化學式1-2-2]
Figure 02_image011
[化學式1-2-3]
Figure 02_image013
[化學式1-2-4]
Figure 02_image015
舉例而言，第二溶劑在50℃下可具有大於或等於10厘泊的黏度或可為固體。
舉例而言，第二溶劑可包含由化學式2-1至化學式2-6中的一者表示的化合物。 [化學式2-1]
Figure 02_image017
[化學式2-2]
Figure 02_image019
[化學式2-3]
Figure 02_image021
[化學式2-4]
Figure 02_image023
[化學式2-5]
Figure 02_image025
[化學式2-6]
Figure 02_image027
在化學式2-1至化學式2-6中， L 1、L 2以及L 4至L 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 6為羥基或經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 7及R 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 16及R 17各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 18及R 19各自獨立地為氫原子或*-(C=O)R 15，其中R 15為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 20為甲氧基， R 21為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經取代或未經取代的C1至C20烷氧基， m為1至4的整數， p為0至4的整數，以及 q為1至20的整數。
舉例而言，由化學式2-1表示的化合物可包含由化學式2-1-1表示的化合物。 [化學式2-1-1]
Figure 02_image029
舉例而言，由化學式2-2表示的化合物可包含由化學式2-2-1表示的化合物。 [化學式2-2-1]
Figure 02_image031
舉例而言，由化學式2-3表示的化合物可包含由化學式2-3-1至化學式2-3-3中的一者表示的化合物。 [化學式2-3-1]
Figure 02_image033
[化學式2-3-2]
Figure 02_image035
[化學式2-3-3]
Figure 02_image037
舉例而言，由化學式2-4表示的化合物可包含由化學式2-4-1表示的化合物。 [化學式2-4-1]
Figure 02_image039
由化學式2-5表示的化合物可包含由化學式2-5-1及化學式2-5-2中的一者表示的化合物。 [化學式2-5-1]
Figure 02_image041
[化學式2-5-2]
Figure 02_image043
由化學式2-6表示的化合物可包含由化學式2-6-1至化學式2-6-3中的一者表示的化合物。 [化學式2-6-1]
Figure 02_image045
[化學式2-6-2]
Figure 02_image047
[化學式2-6-3]
Figure 02_image049
舉例而言，第三溶劑在25℃下可具有大於或等於70厘泊的黏度，或可為固體，且在50℃下可具有大於或等於3厘泊的黏度。
舉例而言，第三溶劑可包含由化學式3-1或化學式3-2中的一者表示的化合物。 [化學式3-1]
Figure 02_image051
[化學式3-2]
Figure 02_image053
在化學式3-1及化學式3-2中， R 9至R 14各自獨立地為未經取代或經乙烯基取代的C1至C20烷基。
舉例而言，由化學式3-1表示的化合物可包含由化學式3-1-1表示的化合物。 [化學式3-1-1]
Figure 02_image055
舉例而言，由化學式3-2表示的化合物可包含由化學式3-2-1表示的化合物。 [化學式3-2-1]
Figure 02_image086
由化學式1-1-1至化學式3-2-1表示的化合物中的每一者的黏度及介電常數展示於表1中。 （表1）
   化學式 黏度（25℃） 黏度（50℃） 介電常數
第一溶劑 1-1-1 30 9.7 11
1-1-2 43.1 12.3 8.4
1-2-1 26.1 4.3 8.5
1-2-2 33 9.6 11.2
1-2-3 8.5 4 9.8
1-2-4 53 11 6.5
第二溶劑 2-1-1 1023 133 19.4
2-2-1 354 43.4 9.6
2-3-1 固體 固體 -
2-3-2 固體 固體 -
2-3-3 固體 固體 -
2-4-1 固體 10.2 5.0*
2-5.1 127 21 13.5
2-5-2 288 35 9.2
2-6-1 124 18 7.5
2-6-2 94 17 7.7
2-6-3 89 17 7.9
第三溶劑 3-1-1 144 23.4 2.7
3-2-1 固體 8.5 2.9*
（*50℃介電常數）
按100重量份的混合溶劑計，可以10重量份至50重量份的量包含第一溶劑。
按100重量份的混合溶劑計，可以10重量份至40重量份的量包含第二溶劑。
按100重量份的混合溶劑計，可以20重量份至50重量份的量包含第三溶劑。
按油墨組成物的總量計，可以5重量%至99重量%，例如20重量%至99.7重量%的量包含溶劑。 可聚合單體
在一些情況下，根據實施例的油墨組成物可更包含可聚合化合物。可聚合化合物可藉由混合通常用於習知可固化組成物中的單體或寡聚物而使用。
舉例而言，可聚合化合物可為在末端處具有碳-碳雙鍵的可聚合單體。
舉例而言，可聚合化合物可為可聚合單體，所述可聚合單體在末端處具有至少一個由化學式A-1表示的官能基或由化學式A-2表示的官能基。 [化學式A-1]
Figure 02_image088
[化學式A-2]
Figure 02_image090
在化學式A-1及化學式A-2中， L a為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，以及 R a為氫原子或經取代或未經取代的C1至C20烷基。
可聚合化合物在末端處包含至少一個碳-碳雙鍵且特定言之由化學式A-1或化學式A-2表示的官能基，且因此可與表面改質化合物形成交聯結構，且此交聯結構可進一步使一種類型的位阻效應加倍且大大改良半導體奈米棒的分散穩定性。
舉例而言，在末端處包含至少一個由化學式A-1表示的官能基的可聚合化合物可為二乙烯基苯、三聚氰酸三烯丙酯、三聚異氰酸三烯丙酯、偏苯三酸三烯丙酯、磷酸三烯丙酯、亞磷酸三烯丙酯、三烯丙基三嗪、鄰苯二甲酸二烯丙酯或其組合，但未必限於此。
舉例而言，在末端處包含至少一個由化學式A-2表示的官能基的可聚合化合物可為乙二醇二丙烯酸酯、三乙二醇二丙烯酸酯、1,4-丁二醇二丙烯酸酯、1,6-己二醇二丙烯酸酯、新戊二醇二丙烯酸酯、新戊四醇二丙烯酸酯、新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇二丙烯酸酯、二新戊四醇三丙烯酸酯、二新戊四醇五丙烯酸酯、新戊四醇六丙烯酸酯、雙酚A二丙烯酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯、酚醛環氧丙烯酸酯、乙二醇二甲基丙烯酸酯、二乙二醇二甲基丙烯酸酯、三乙二醇二甲基丙烯酸酯、丙二醇二甲基丙烯酸酯、1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、1,6-己二醇二甲基丙烯酸酯、多官能環氧(甲基)丙烯酸酯、多官能胺基甲酸酯(甲基)丙烯酸酯、日本化學公司（Nippon Chemical）的KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120、KAYARAD DPEA-12或其組合，但未必限於此。
可聚合化合物可藉由用酸酐對其進行處理以便賦予更佳可顯影性而使用。 聚合起始劑
根據實施例的可固化組成物在必要時可更包含聚合起始劑，例如光聚合起始劑、熱聚合起始劑或其組合。
光聚合起始劑可為通常用於可固化油墨組成物中的起始劑，例如苯乙酮類化合物、二苯甲酮類化合物、噻噸酮（thioxanthone）類化合物、安息香類化合物、三嗪類化合物、肟類化合物以及胺基酮類化合物，但未必限於此。
苯乙酮類化合物的實例可為2,2'-二乙氧基苯乙酮、2,2'-二丁氧基苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、對三級丁基三氯苯乙酮、對三級丁基二氯苯乙酮、4-氯苯乙酮、2,2'-二氯-4-苯氧基苯乙酮、2-甲基-1-(4-(甲硫基)苯基)-2-(N-嗎啉基)丙-1-酮、2-苄基-2-二甲胺基-1-(4-N-嗎啉基苯基)-丁-1-酮以及類似物。
二苯甲酮類化合物的實例可包含二苯甲酮、苯甲酸苯甲酯、苯甲醯苯甲酸甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸二苯甲酮、4,4'-雙(二甲胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙胺基)二苯甲酮、4,4'-二甲胺基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮以及類似物。
噻噸酮類化合物的實例可為噻噸酮、2-甲基噻噸酮、異丙基噻噸酮、2,4-二乙基噻噸酮、2,4-二異丙基噻噸酮、2-氯噻噸酮以及類似物。
安息香類化合物的實例可為安息香、安息香甲醚、安息香乙醚、安息香異丙醚、安息香異丁醚、苄基二甲基縮酮以及類似物。
三嗪類化合物的實例可為2,4,6-三氯-s-三嗪、2-苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(3',4'-二甲氧基苯乙烯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4'-甲氧基萘基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲氧基苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(對甲苯基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-聯苯-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘并-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-向日葵基-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪以及類似物。
肟類化合物的實例可包含鄰醯肟化合物、2-(鄰苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(鄰乙醯肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、鄰乙氧羰基-α-氧胺基-1-苯基丙-1-酮以及類似物。鄰醯肟類化合物的特定實例可包含1,2-辛二酮、2-二甲胺基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁烷-1-酮、1-(4-苯基硫基苯基)-丁烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯基硫基苯基)-辛烷-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯基硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯基硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯以及類似物。
胺基酮類化合物的實例可包含2-苯甲基-2-二甲胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁酮-1。
除所述化合物以外，光聚合起始劑可更包含咔唑類化合物、二酮類化合物、硼酸鋶類化合物、重氮類化合物、咪唑類化合物、聯咪唑類化合物以及類似物。
光聚合起始劑可與能夠藉由吸收光引起化學反應且變得激發且接著傳遞其能量的光敏劑一起使用。
光敏劑的實例可為四乙二醇雙-3-巰基丙酸酯、新戊四醇四-3-巰基丙酸酯、二新戊四醇四-3-巰基丙酸酯以及類似物。
熱聚合起始劑的實例可為過氧化物，特定言之，過氧化苯甲醯、過氧化二苯甲醯、過氧化月桂醯、過氧化二月桂醯、過氧化二-三級丁基、過氧化環己烷、過氧化甲基乙基酮、過氧化氫物（例如，三級丁基過氧化氫、氫過氧化異丙苯）、過氧化二碳酸二環已酯、2,2-偶氮雙(異丁腈)、過苯甲酸三級丁酯以及類似物，且亦為2,2'-偶氮雙-2-甲基丙腈以及類似物，但未必限於此且可包含相關領域中廣泛已知的任何化合物。
按油墨組成物的總固體量計，可以1重量%至5重量%，例如2重量%至4重量%的量包含聚合起始劑。當聚合起始劑包含在所述範圍內時，油墨組成物可在曝光或熱固化期間充分固化且因此獲得極佳可靠性。 其他添加劑
根據實施例的可固化組成物可視需要進一步包含包含對苯二酚類化合物、鄰苯二酚類化合物或其組合的聚合抑制劑。由於根據實施例的油墨組成物更包含對苯二酚類化合物、鄰苯二酚類化合物或其組合，因此在印刷（塗覆）油墨組成物之後，在曝光期間可防止在室溫下交聯。
舉例而言，對苯二酚類化合物、鄰苯二酚類化合物或其組合可包含對苯二酚、甲基對苯二酚、甲氧基對苯二酚、三級丁基對苯二酚、2,5-二-三級丁基對苯二酚、2,5-雙(1,1-二甲基丁基)對苯二酚、2,5-雙(1,1,3,3-四甲基丁基)對苯二酚、鄰苯二酚、三級丁基鄰苯二酚、4-甲氧基苯酚、連苯三酚、2,6-二-三級丁基-4-甲苯酚、2-萘酚、三(N-羥基-N-亞硝基苯胺基-O,O')鋁或其組合，但未必限於此。
對苯二酚類化合物、鄰苯二酚類化合物或其組合可以分散液的形式使用，且按油墨組成物的總量計，可以0.001重量%至1重量%，例如0.01重量%至0.1重量%的量包含呈分散液形式的聚合抑制劑。當穩定劑包含在上述範圍內時，可解決在室溫下老化的問題且可防止敏感度降低及表面剝離。
除所述聚合抑制劑以外，根據實施例的油墨組成物可視需要進一步包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷類偶合劑；調平劑；氟類界面活性劑；或其組合。
舉例而言，油墨組成物可更包含具有諸如羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基以及類似物的反應性取代基的矽烷類偶合劑以改良其對基底的黏附性。
矽烷類偶合劑的實例可包含三甲氧基矽烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯基丙氧基三甲氧基矽烷、乙烯基三乙醯氧基矽烷、乙烯基三甲氧基矽烷、γ-異氰酸酯丙基三乙氧基矽烷、γ-縮水甘油氧基丙基三甲氧基矽烷、β-(環氧環己基)乙基三甲氧基矽烷以及類似物。此等物可單獨使用或以兩者或多於兩者的混合物的形式使用。
按100重量份的油墨組成物計，可以0.01重量份至10重量份的量包含矽烷類偶合劑。當矽烷類偶合劑包含在所述範圍內時，可改良緊密接觸性質、儲存性質以及類似者。
此外，油墨組成物可更包含界面活性劑，例如氟類界面活性劑以在必要時改良塗層且防止缺陷。
氟類界面活性劑的實例可為BM化學公司（BM Chemie Inc.）的BM-1000 ®及BM-1100 ®；大日本油墨科工株式會社（Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.）的MEGAFACE F 142D ®、MEGAFACE F 172 ®、MEGAFACE F 173 ®以及MEGAFACE F 183 ®；住友3M有限公司（Sumitomo 3M Co., Ltd.）的FULORAD FC-135 ®、FULORAD FC-170C ®、FULORAD FC-430 ®以及FULORAD FC-431 ®；旭硝子玻璃有限公司（ASAHI Glass Co., Ltd.）的SURFLON S-112 ®、SURFLON S-113 ®、SURFLON S-131 ®、SURFLON S-141 ®以及SURFLON S-145 ®以及東麗矽酮有限公司（Toray Silicone Co., Ltd.）的SH-28PA ®、SH-190 ®、SH-193 ®、SZ-6032 ®及SF-8428 ®以及類似物；迪愛生有限公司（DIC Co., Ltd.）的F-482、F-484、F-478、F-554以及類似物。
按100重量份的油墨組成物計，可以0.001重量份至5重量份的量包含氟類界面活性劑。當氟類界面活性劑包含在所述範圍內時，可確保玻璃基底上的極佳濕潤以及塗層均勻性，且可不產生污點。
此外，在不損害物理性質的範圍內，可向油墨組成物進一步添加一定量的其他添加劑，諸如抗氧化劑及穩定劑。
另一實施例提供一種使用油墨組成物的層。
另一實施例提供包含所述層的電泳裝置及/或顯示裝置。
在下文中，參考實例更詳細地說明本發明。然而，此等實例在任何意義上均不解釋為限制本發明的範疇。 （製備可固化組成物） 實例 1 至實例 6 及比較例 1 至比較例 3
將經奈米棒圖案化的GaN晶圓（4英吋）在室溫下在40毫升的硬脂酸（1.5毫莫耳/升）中反應24小時。在反應之後，將經奈米棒圖案化的GaN浸漬於50毫升的丙酮中5分鐘以移除過量的硬脂酸，且額外地，使用40毫升的丙酮來沖洗晶圓的表面。將經洗滌晶圓與35毫升的γ-丁內酯（GBL）一起置於27千瓦的浴槽型超音波發生器中，且接著超音處理5分鐘以將棒與晶圓表面分離。將分離的棒置於法爾康（FALCON）管中進行離心，且向其中添加10毫升的GBL以額外洗滌浴槽表面上的棒。接著，經由以4000轉/分鐘離心10分鐘而捨棄其中的上清液，且將其中的沈澱物再分散於40毫升的丙酮中，且用10微米的網狀濾紙過濾。在額外離心（4000轉/分鐘，10分鐘）之後，在烘箱（100℃，1小時）中乾燥沈澱物，稱重且分散為0.2重量/重量%，以製備具有表2中所展示的組成物的每一油墨組成物。 （混合溶劑的組成物及溶劑的介電常數及黏度展示於表3中。） （表2） （單位：重量%）
   量
（A）GaN奈米棒 0.2
（B）混合溶劑 99.8
（表3）
   實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 實例6 實例7 比較例1 比較例2 比較例3
混合溶劑（重量%） - - - - - - - - - -
- - - 化學式1-1-1（45） 化學式1-1-1（34） 化學式1-1-1（36） - - 化學式1-1-1（60） -
- - - - - - - 化學式1-2-2（100） - -
- - - - - - - - - -
化學式2-2-1（55） - - 化學式2-2-1（13） - - 化學式2-2-1（20） - 化學式2-2-1（40） 化學式2-2-1（20）
- 化學式2-3-1（11） - - - - - - - -
- - 化學式2-3-2（17.5） - - - - - - -
- - - - 化學式2-1-1（23） - - - - -
- - - - - 化學式2-5-1（27） - - - -
化學式3-1-1（20） 化學式3-1-1（25） 化學式3-1-1（33） 化學式3-1-1（42） 化學式3-1-1（43） 化學式3-1-1（37） 化學式3-1-1（30） - - 化學式3-1-1（80）
*在室溫（25℃）下藉由使用液體介電常數量測裝置（型號871，拉夫特（Furuto））及將40毫升的根據實例及比較例的每一溶劑組成物裝載在錐形管中來量測混合溶劑的介電常數，且在室溫（25℃）下藉由使用流變儀（哈克（Haake））及裝載2毫升的每一溶劑組成物來量測溶劑的黏度。 評估
量測根據實例1至實例6及比較例1至比較例3的油墨組成物的黏度（25℃及50℃）。當50℃下的黏度小於或等於15厘泊時，將噴墨性質（噴墨可加工性）評估為令人滿意的，且在表4中，當黏度小於或等於15厘泊時，給出「O」，且當黏度大於15厘泊時，給出「X」。
此外，在室溫（25℃）下藉由使用介電常數量測裝置（型號871，拉夫特）及在錐形管中使用分別對應於油墨組成物的40毫升的混合溶劑組成物來量測介電常數，且在室溫（25℃）下藉由使用流變儀（哈克）及裝載2毫升的每一溶劑組成物來量測溶劑的黏度。
量測結果顯示於表4中。 （表4）
   實例1 實例2 實例3 實例4 實例5 實例6 實例7 比較例1 比較例2 比較例3
黏度（厘泊） （25℃） 64 87 85 63 66 67 42 33 60 168
黏度（厘泊） （50℃） 15 15 15 15 15 15 10 10 15 28
可用的介電常數範圍 4-11 4-11 4-11 4-11 4-11 4-11 7-9 11.2 10.4 3.2
如表4中所展示，不同於比較例3，實例1至實例7以及比較例1及比較例2均展現極佳噴墨性質。然而，作為單組分系統的比較例1具有僅實現對應溶劑的黏度、介電常數、電導率的問題，且作為雙組分系統的比較例2具有當藉由使用組成物比固定黏度或介電常數參數時，另一個參數未經調節但固定的缺點。另一方面，通過在室溫（25℃）下將每一溶劑的內部組成物比調節在60厘泊、70厘泊以及80厘泊的黏度範圍內，可自由控制作為三組分系統的實例1至實例7以使其介電常數處於4至11的範圍內，同時保持室溫黏度不變。因此，藉由進一步自由控制（調節）介電常數，實例1至實例7在室溫下展現高黏度且確保儲存穩定性且亦維持極佳噴墨性質且同時確保最佳介電泳特性。
儘管本發明已結合目前視為實用實例實施例的內容來描述，但應瞭解，本發明不限於所揭露的實施例，但相反，本發明意欲涵蓋包含在所附申請專利範圍的精神及範疇內的各種修改及等效配置。因此，前述實施例應理解為例示性的但不以任何方式限制本發明。
無
圖1為根據實施例的用於可固化組成物中的半導體奈米棒的橫截面視圖的實例。

Claims (29)

  1. 一種油墨組成物，包括： （A）半導體奈米棒；以及 （B）混合溶劑，包含第一溶劑、第二溶劑以及第三溶劑， 其中所述第一溶劑包含在25℃下具有小於或等於70厘泊的黏度且具有大於或等於5的介電常數的化合物， 所述第二溶劑包含在25℃下具有大於或等於80厘泊的黏度或為固體或具有大於或等於5的介電常數的化合物，以及 所述第三溶劑包含具有小於5的介電常數的化合物。
  2. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第一溶劑在50℃下具有大於或等於3厘泊的黏度。
  3. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第一溶劑包括由化學式1-1或化學式1-2表示的化合物： [化學式1-1]
    Figure 03_image001
    [化學式1-2]
    Figure 03_image003
    其中，在化學式1-1及化學式1-2中， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 2至R 4各自獨立地為經取代或未經取代的C2至C20烷基， R 5為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經C2至C10烷氧基取代的經取代或未經取代的C6至C20芳基， L 1至L 3各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，以及 n為1至20的整數。
  4. 如請求項3所述的油墨組成物，其中由化學式1-1表示的所述化合物包括由化學式1-1-1或化學式1-1-2表示的化合物： [化學式1-1-1]
    Figure 03_image005
    [化學式1-1-2]
    Figure 03_image007
    。
  5. 如請求項3所述的油墨組成物，其中由化學式1-2表示的所述化合物包括由化學式1-2-1至化學式1-2-4表示的化合物： [化學式1-2-1]
    Figure 03_image009
    [化學式1-2-2]
    Figure 03_image011
    [化學式1-2-3]
    Figure 03_image013
    [化學式1-2-4]
    Figure 03_image015
    。
  6. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第二溶劑在50℃下具有大於或等於10厘泊的黏度或為固體。
  7. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第二溶劑包括由化學式2-1至化學式2-6中的一者表示的化合物： [化學式2-1]
    Figure 03_image017
    [化學式2-2]
    Figure 03_image019
    [化學式2-3]
    Figure 03_image021
    [化學式2-4]
    Figure 03_image023
    [化學式2-5]
    Figure 03_image025
    [化學式2-6]
    Figure 03_image027
    其中，在化學式2-1至化學式2-6中， L 1、L 2以及L 4至L 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基， R 1為氫原子或*-C(=O)R'，其中R'為氫原子或經取代或未經取代的C1至C10烷基， R 6為羥基或經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 7及R 8各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20烷基， R 16及R 17各自獨立地為氫原子、經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 18及R 19各自獨立地為氫原子或*-(C=O)R 15，其中R 15為經取代或未經取代的C1至C20烷基、經取代或未經取代的C3至C20環烷基或經取代或未經取代的C6至C20芳基， R 20為甲氧基， R 21為經取代或未經取代的C1至C20烷基或經取代或未經取代的C1至C20烷氧基， m為1至4的整數， p為0至4的整數，以及 q為1至20的整數。
  8. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-1表示的所述化合物包括由化學式2-1-1表示的化合物： [化學式2-1-1]
    Figure 03_image029
    。
  9. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-2表示的所述化合物包括由化學式2-2-1表示的化合物： [化學式2-2-1]
    Figure 03_image107
    。
  10. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-3表示的所述化合物包括由化學式2-3-1至化學式2-3-3中的一者表示的化合物： [化學式2-3-1]
    Figure 03_image033
    [化學式2-3-2]
    Figure 03_image035
    [化學式2-3-3]
    Figure 03_image037
    。
  11. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-4表示的所述化合物包括由化學式2-4-1表示的化合物： [化學式2-4-1]
    Figure 03_image039
    。
  12. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-5表示的所述化合物包括由化學式2-5-1及化學式2-5-2中的一者表示的化合物： [化學式2-5-1]
    Figure 03_image041
    [化學式2-5-2]
    Figure 03_image043
    。
  13. 如請求項7所述的油墨組成物，其中由化學式2-6表示的所述化合物包括由化學式2-6-1至化學式2-6-3中的一者表示的化合物： [化學式2-6-1]
    Figure 03_image045
    [化學式2-6-2]
    Figure 03_image047
    [化學式2-6-3]
    Figure 03_image049
    。
  14. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第三溶劑在25℃下具有大於或等於70厘泊的黏度或為固體，且在50℃下具有大於或等於3厘泊的黏度。
  15. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述第三溶劑包括由化學式3-1或化學式3-2中的一者表示的化合物： [化學式3-1]
    Figure 03_image051
    [化學式3-2]
    Figure 03_image053
    其中，在化學式3-1及化學式3-2中， R 9至R 14各自獨立地為未經取代或經乙烯基取代的C1至C20烷基。
  16. 如請求項15所述的油墨組成物，其中由化學式3-1表示的所述化合物包括由化學式3-1-1表示的化合物： [化學式3-1-1]
    Figure 03_image055
    。
  17. 如請求項15所述的油墨組成物，其中由化學式3-2表示的所述化合物包括由化學式3-2-1表示的化合物： [化學式3-2-1]
    Figure 03_image086
    。
  18. 如請求項1所述的油墨組成物，其中 按100重量份的所述混合溶劑計，以10重量份至50重量份的量包含所述第一溶劑， 按100重量份的所述混合溶劑計，以10重量份至40重量份的量包含所述第二溶劑，以及 按100重量份的所述混合溶劑計，以20重量份至50重量份的量包含所述第三溶劑。
  19. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述半導體奈米棒具有300奈米至900奈米的直徑。
  20. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述半導體奈米棒具有3.5微米至5微米的長度。
  21. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述半導體奈米棒包括GaN類化合物、InGaN類化合物或其組合。
  22. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述半導體奈米棒的表面塗覆有金屬氧化物。
  23. 如請求項22所述的油墨組成物，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、氧化矽或其組合。
  24. 如請求項1所述的油墨組成物，其中按所述油墨組成物的總量計，以0.01重量%至10重量%的量包含所述半導體奈米棒。
  25. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述油墨組成物更包括丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷類偶合劑；調平劑；氟類界面活性劑或其組合。
  26. 如請求項1所述的油墨組成物，其中所述油墨組成物為用於電泳裝置的油墨組成物。
  27. 一種層，使用如請求項1至請求項26中任一項所述的油墨組成物製造。
  28. 一種電泳裝置，包括如請求項27所述的層。
  29. 一種顯示裝置，包括如請求項27所述的層。
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