TW202334334A - 光轉換油墨組合物、使用其製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板、圖像顯示裝置及背光單元 - Google Patents
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Abstract
本發明係關於一種包含發光粒子、可聚合單體和具有特定結構的添加劑的光轉換油墨組合物、使用其製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板及圖像顯示裝置,該光轉換油墨組合物具有提升的光轉換效率,即使在室溫下儲存,其對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化也很小,而且還具有優異的耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性、黏度穩定性、粒度變化穩定性,在表面上不會產生異物,且具有優異的噴墨吐出性能和改善的噴嘴潤濕性。
Description
本發明係關於光轉換油墨組合物、使用其製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板和圖像顯示裝置。
隨著資訊化社會的發展,對用於顯示圖像的顯示裝置的要求以多種形態提高,近來已在使用液晶顯示裝置(LCD,liquid crystal display)、電漿顯示裝置(PDP,Plasma Display Panel)、有機發光二極體顯示裝置(OLED,organic light emitting diode display device)等多種顯示裝置。
色域(color gamut)是顯示裝置中最重要的要素之一。近來,作為提升顯示裝置的色域的方案的一個實例,已開始使用一種具有利用藍色LED來代替通常的白色LED且包括作為單獨的光轉換手段的量子點(quantum dot)的光轉換層疊基板的顯示器。例如,藉由將包括分散有量子點的光轉換層的光轉換層疊基板或光轉換畫素基板,應用到使用藍色LED晶片的背光單元或包括畫素的濾色器以提高光轉換效率,由此提升顯示裝置的顏色再現性。
此外,為了製造應用了光轉換畫素的濾色器,可以採用使用包含諸如量子點的發光粒子的組合物的光微影法。然而,儘管這種方法在濾色器的精緻性和再現性方面很出色,但是為了形成畫素,對於每種顏色都需要進行塗層、曝光、顯影和固化的過程,這會增加製造過程、時間和成本,且導致製程之間的控制因素增多,對產率管理造成困難。
為了解決這些問題,提出了噴墨(inkjet)法。噴墨法作為一種使用噴墨頭(inkjet head)將液態油墨噴射到已劃分的指定位置以創建由各種油墨著色的圖像的技術,可以一次進行包括紅色、綠色和藍色的多種顏色的著色,因此可以大大減少製造過程、時間和成本。
與此相關地,韓國專利第10-1475520號公開了一種用於噴墨列印的量子點油墨組合物相關技術,韓國專利第10-1628065號公開了一種包含發光複合物的組合物相關技術,但均存在光轉換效率不足,特別是對藍光(Blue)的吸光度和液滴尺寸(drop size)隨時間的變化較大的問題。另外,在上述文獻的技術中,粒度變化率較大,會產生表面異物,且在耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性方面也存在問題。此外,由包含量子點的光轉換油墨組合物製備的塗膜不僅具有較差的光轉換效率、色純度、塗膜均勻性或噴墨吐出性能,而且存在由於散射粒子的團聚而導致光特性劣化且由於油墨組合物而導致噴嘴面潤濕的問題。
因此,需要開發出一種光轉換油墨組合物,其使得能夠形成光轉換效率優異的光轉換層疊基板和光轉換畫素基板,對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化很小,粒度隨時間的變化率也很小,且具有經改善的耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性、黏度的經時穩定性和表面異物特性。另外,需要開發出一種光轉換油墨組合物,其能夠形成具有優異的光轉換效率、色純度和塗膜均勻性,不會出現散射粒子的團聚現象,具有優異的噴墨吐出性能,且能夠防止噴嘴面的潤濕現象的光轉換層疊基板和光轉換畫素基板。
[先前技術文獻]
[專利文獻]
(專利文獻1)韓國專利第10-1475520號
(專利文獻2)韓國專利第10-1628065號
[技術問題]
本發明的一目的在於提供一種光轉換油墨組合物,其具有提高的光轉換效率,且即使保存在室溫下,其對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化也很小。
本發明的一目的在於提供一種在光轉換特性和連續噴墨製程方面優異的光轉換油墨組合物。
本發明的一目的在於提供一種具有優異的耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性和黏度穩定性的光轉換油墨組合物。
另外,本發明的一目的在於提供一種色純度和塗膜均勻性優異且減少散射粒子的團聚現象的光轉換油墨組合物。
本發明的一目的在於提供一種在光轉換特性和連續噴墨製程方面優異的光轉換油墨組合物。
另外,本發明的一目的在於提供使用該光轉換油墨組合物製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板和圖像顯示裝置。
[技術方案]
為解決上述技術問題,本發明提供一種光轉換油墨組合物,包含發光粒子、可聚合單體及具有特定結構的添加劑。
此外,本發明提供一種使用上述光轉換油墨組合物製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板和圖像顯示裝置。
[發明效果]
藉由使用根據本發明的光轉換油墨組合物,能夠提供具有提高的光轉換效率,且即使保存在室溫下對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化很小的光轉換塗膜。
此外,藉由使用根據本發明的光轉換油墨組合物,不僅能夠表現出較高的光轉換效率以獲得優異的亮度,而且具有很小的粒度變化率,並且能夠改善黏度的經時穩定性和異物特性。因此,能夠在連續製程中提供沒有污點的優異的光轉換塗膜。
藉由使用根據本發明的光轉換油墨組合物,能夠提供耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性、黏度穩定性優異的光轉換塗膜。
另外,根據本發明的光轉換油墨組合物,與現有的光轉換油墨組合物相比,能夠提高塗膜的色純度和均勻性,且減少散射粒子的團聚現象。
藉由使用根據本發明的光轉換油墨組合物,不僅能夠表現出較高的光轉換效率以獲得優異的亮度,而且能夠改善噴墨吐出性能和噴嘴潤濕性。因此,能夠提供在連續製程中防止污點形成的優異的光轉換油墨組合物。
本發明藉由上述光轉換油墨組合物能夠有效地應用於背光單元或光轉換畫素基板和圖像顯示裝置。
本發明提供一種光轉換油墨組合物以及使用其製造的光轉換層疊基板、光轉換畫素基板和圖像顯示裝置,其中油墨組合物包含發光粒子和可聚合單體,發光粒子包括含有特定金屬元素的核和殼,且油墨組合物包含選自化學式1以及化學式6至化學式9的至少一者的化合物,由此提高光轉換效率且使得對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化很小。
此外,本發明提供一種光轉換油墨組合物以及使用其製造的光轉換層疊基板和光轉換畫素基板,其中光轉換油墨組合物基於上述組成而具有優異的光轉換效率和噴射特性,其粒度和黏度隨時間的變化很小,並且使得在塗膜上不會出現異物。
另外,本發明的特徵在於具有提高對藍色光源的吸收的特性,因此提高光轉換效率,且提高耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性和黏度穩定性。
此外,本發明提供一種光轉換油墨組合物以及使用其製造的光轉換層疊基板和光轉換畫素基板,其中光轉換油墨組合物基於上述組成而具有優異的光轉換效率、色純度和塗膜均勻性並減少散射粒子的團聚現象。
本發明提供一種光轉換油墨組合物以及使用其製造的光轉換層疊基板和光轉換畫素基板,其中光轉換油墨組合物基於上述組成具有較高的光效率、較低的半峰全寬、經改善的噴墨吐出性能和噴嘴潤濕性以及優異的色純度。
包括使用本發明的光轉換油墨組合物製造的背光單元及/或光轉換畫素基板的圖像顯示裝置,由於其轉換和發射的光的半峰全寬為40奈米以下,因此具有優異的色純度,因而具有如下優點:不僅能夠確保以NTSC色域為基準的達到100%以上的顏色再現性,而且還具有優異的光轉換效率。
以下,對本發明進行詳細說明。
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光轉換油墨組合物
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本發明的光轉換油墨組合物包含發光粒子和可聚合單體,並且包含選自化學式1和化學式6至化學式9中至少一種的化合物,更可包含以下群組中的至少一者:由化學式11表示的化合物、散射粒子、光聚合引發劑、添加劑和溶劑。
發光粒子
發光粒子例如藉由吸收指定波長的光,能夠發出具有與吸收波長不同的波長的光。發光性奈米晶體粒子可以是發出具有發光峰值波長為605至665奈米的光(紅光)的紅色發光粒子,也可以是發出具有發光峰值波長為500至600奈米的光(綠光)的綠色發光粒子,也可以是發出具有發光峰值波長為420至480奈米的光(藍光)的藍色發光粒子。本發明的光轉換油墨組合物較佳含有上述發光粒子中的至少一者。
在本發明中,發光粒子包括半導體材料,例如量子點等。
根據本發明的一個實施態樣,發光粒子可以在表面上具有配體層。
在本發明的一個實施態樣中,量子點具有核-殼結構,包括核及至少覆蓋核的一部分的殼。
在本發明中,核-殼結構可以是由核和第一殼組成的結構,例如核/殼結構,也可以是由核、第一殼和第二殼組成的結構,即核/殼/殼結構。
核包含銀(Ag)、銦(In)、鎵(Ga)和硫(S)的四元化合物。例如,核是AgInGaS。這樣的核具有更有效地吸收短波長光源並使發光區域的光吸收率最小化的優點,因此即使含量較少也可期待優異的光轉換效率。
殼包含In、Ga和S中的至少二種元素,並且例如可以包含GaS等。此時,在本發明中,殼能夠藉由抑制核的缺陷激發(trap emission)來保持較窄的發光波長的半峰全寬,從而起到提高色純度的作用。
根據示例性實施態樣,核-殼結構的量子點的實例可以包括AgInGaS/GaS等,但不限於此。
在一些實施態樣中,如果需要,本發明還可以包含除上述核-殼結構之外的其它結構的量子點。例如,還可以包含InP/ZnSe/ZnS、InP/ZnS、InGaP/ZnS、InGaP/ZnSe/ZnS等核-殼量子點,但不限於此。
可以藉由濕式化學製程(wet chemical process)、金屬有機化學氣相沉積(MOCVD,metal organic chemical vapor deposition)製程或分子束磊晶(MBE,molecular beam epitaxy)製程來合成量子點,但不限於此。較佳地,藉由濕式化學式進行合成,因為由此能夠獲得具有更出色的光學性能的量子點。
濕式化學製程是一種藉由將前驅物材料放入有機溶劑中來生長粒子的方法。晶體生長時,有機溶劑自然配位在量子點晶體表面以起到分散劑的作用,由此控制晶體的生長,因此與諸如有機金屬化學氣相沉積或分子束磊晶等方法相比,濕式化學製程更容易、能以更低成本的製程控制奈米粒子的生長,因而較佳使用濕式化學製程來製備量子點。
在本發明中,以光轉換油墨組合物中的固體成分為100重量%計,發光粒子的含量可以為3重量%至50重量%,較佳為5重量%至45重量%,更佳為8重量%至40重量%。當發光粒子的含量在上述範圍內時,能夠提高光轉換效率。
當發光粒子的含量低於上述範圍時,會降低光轉換效率,從而可能難以實現高品質的顯示裝置。此外,如果含量超過上述範圍,則會造成實現固化的組分缺乏,導致塗膜固化度不足,從而可能會降低顯示器製造的後製程的生產率和產品的可靠性。
可聚合單體
在本發明的一個實施態樣中,光轉換油墨組合物包含可聚合單體。
可聚合單體可包含由以下化學式10表示的化合物:
[化學式10]
在化學式10中,
R
281為具有1至20個碳原子的伸烷基、伸苯基或具有3至10個碳原子的伸環烷基;
R
291各自獨立為氫或具有1至20個碳原子的烷基,較佳為氫或甲基;
m
10是1至15的整數。
本說明書中所用的具有1至20個碳原子的伸烷基是指具有1至20個碳原子的直鏈或支鏈二價烴,例如包括亞甲基、伸乙基、正伸丙基、異伸丙基、正伸丁基、異伸丁基、正伸戊基、正伸己基、正伸庚基、正伸辛基、正伸壬基等,但不限於此。
本說明書中所用的具有3至10個碳原子的伸環烷基是指具有3至10個碳原子的單環或稠環二價烴,例如包括伸環丙基、伸環丁基、伸環戊基和伸環己基等,但不限於此。
具有1至20個碳原子的伸烷基、伸苯基和具有3至10個碳原子的伸環烷基中的一或多個氫可以被C
1至C
6烷基、C
2至C
6烯基、C
2至C
6炔基、C
3至C
10環烷基、C
3至C
10雜環烷基、C
3至C
10雜環烷氧基、C
1至C
6鹵代烷基、C
1至C
6烷氧基、C
1至C
6硫代烷氧基、芳基、醯基、羥基、硫醇基(thio)、鹵素、胺基、烷氧基羰基、羧基、胺基甲醯基、氰基、硝基等取代。
在本發明的一個實施態樣中,R
281可以是C
1至C
20伸烷基,較佳是C
2至C
16伸烷基。當R
281為C
1至C
20伸烷基時,本發明的光轉換油墨組合物即使在沒有溶劑的情況下也具有優異的發光粒子分散性,從而能夠改善噴射性能,並且能夠提高塗膜硬度和厚度均勻性。
根據本發明的一個實施態樣,m
10可以是如上所述的1至15的整數,較佳是1至5的整數。如果超過上述範圍,則會造成黏度較高,從而可能導致分散性劣化。
由化學式10表示的化合物的具體實例可以包括1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、2-羥基-3-甲基丙烯醯丙基丙烯酸酯(2‑hydroxy-3‑methacrylpropylacrylate)、1,9-雙丙烯醯氧基壬烷、三丙二醇二丙烯酸酯等,但不限於此。
由化學式10表示的化合物提高發光粒子的分散性,從而能夠在沒有溶劑的情況下實現80 cP(厘泊)或更低的低黏度光轉換油墨組合物。因此,本發明的光轉換油墨組合物能夠有效地用於利用噴墨印刷法製造光轉換層疊基板。
除了由化學式10表示的可聚合單體之外,本發明的光轉換油墨組合物在不背離本發明的目的的範圍內還可以包含本領域常用的可聚合化合物。其實例可以包括單官能基單體、雙官能基單體和其他多官能基單體,並且較佳係使用雙官能基單體。
單官能基單體的種類沒有特別限制,其實例可以包括壬基苯基卡必醇丙烯酸酯、2-羥基-3-苯氧基丙基丙烯酸酯、2-乙基己基卡必醇丙烯酸酯、2-羥乙基丙烯酸酯、N-乙烯基吡咯烷酮等。
雙官能基單體的種類沒有特別限制,其實例可以包括雙酚A的雙(丙烯醯氧基乙基)醚等。
多官能基單體的種類沒有特別限制,其實例可以包括三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化三羥甲基丙烷三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、新戊四醇四(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇三(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇五(甲基)丙烯酸酯、乙氧基化二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、丙氧基化二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯、二新戊四醇六(甲基)丙烯酸酯等。
在這種情況下,當進一步包含三官能基或更多官能基的多官能基可固化單體時,若油墨組合物的黏度控制在80 cP以內,則能夠獲得噴墨特性。
以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,可聚合單體的含量可為30至95重量%,較佳為40至90重量%。當可聚合單體的含量在上述範圍內時,在畫素單元的強度或平滑度方面具有較佳的優點。當可聚合單體的含量低於上述範圍時,會難以確保用於噴墨的流動性,而當含量超過上述範圍時,會造成發光粒子的含量不足,可能引起光效率下降的問題,因此可聚合單體的含量較佳在上述範圍內。
化學式
1
和化學式
6
至化學式
9
的化合物
本發明的特徵在於包含由以下化學式1和化學式6至化學式9表示的化合物中的至少一者,使得量子點能夠穩定地分散在油墨組合物中,從而具有有助於即使在噴墨製程之間也防止噴嘴堵塞的效果。
[化學式1]
在化學式1中,
R
a、R
b和R
c各自獨立為氫、經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基、或含有至少一個氮原子的(較佳含有至少二個氮原子)的具有2至50個碳原子的烴基。
在本發明中,用於「取代」的取代基為羥基、胺基、具有1至10個碳原子的烷基、具有1至10個碳原子的烯基、具有1至10個碳原子的炔基、具有1至10個碳原子的胺基、具有1至10個碳原子的乙氧基及/或鹵素基團,其中烷基、烯基、炔基、胺基和乙氧基包括所有直鏈型、支鏈型、線形和環形基團,且包括被至少一個羥基、鹵素基團、胺基等經取代的或未經取代的基團。
具體地,本發明的由化學式1表示的化合物可以包括具有以下化學式2至化學式5的結構的化合物中的至少一者。
[化學式2]
在化學式2中,
R
1、R
2、R
4、R
6和R
7各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基;
R
3和R
5各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基。
[化學式3]
在化學式3中,
R
8、R
9、R
11、R
13、R
15和R
16各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基;
R
10、R
12和R
14各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基。
[化學式4]
在化學式4中,
R
17、R
18、R
21、R
22、R
24和R
25各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基;
R
19、R
20和R
23各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基。
[化學式5]
在化學式5中,
R
17、R
18、R
20、R
22、R
24、R
26和R
27各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基;
R
19、R
21、R
23和R
25各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基。
[化學式6]
在化學式6中,
R
61及R
62可以各自獨立為經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有5至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的雜伸芳基、經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的芳基伸烷基、或者經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的雜芳基伸烷基;
R
63可以為經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烯基、經取代或未經取代的具有5至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基氧基、或者經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基硫醇基;
R
64和R
65可以各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的烷基;
X
6和Y
6可以各自獨立為氫或羥基。
烷基、伸烷基、伸環烷基、伸芳基、雜伸芳基、芳基伸烷基、雜芳基伸烷基可具有一或多個取代基,取代基可以為具有1至6個碳原子的烷基、具有1至6個碳原子的氟烷基、具有1至6個碳原子的全氟烷基、具有1至6個碳原子的氟烷氧基、具有1至6個碳原子的全氟烷氧基、具有2至6個碳原子的烯基、具有2至6個碳原子的炔基、具有3至10個碳原子的環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷氧基、具有1至6個碳原子的鹵代烷基、具有1至6個碳原子的烷氧基、具有1至6個碳原子的硫代烷氧基、芳基、醯基、羥基、硫醇基、鹵素、胺基、胺基烷基、烷氧基羰基、羧基、胺基甲醯基、氰基、硝基等,但不限於此。
為了使光轉換油墨組合物的黏度和粒度隨時間的變化最小化,抑制在由光轉換油墨組合物形成的塗膜表面上出現的異物,並改善光轉換效率,本發明的光轉換油墨組合物較佳包含化學式6的胺類化合物。
[化學式7]
在化學式7中,
R
71為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基;
R
72為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基或
;
R
73為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的亞芳基;
R
74是經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基或烷基。
在本發明中,用於「取代」的取代基為羥基、胺基、具有1至10個碳原子的烷基、具有1至10個碳原子的烯基、具有1至10個碳原子的炔基、具有1至10個碳原子的胺基、具有1至10個碳原子的乙氧基及/或鹵素基團,其中烷基、烯基、炔基、胺基和乙氧基包括所有直鏈型、支鏈型、線形和環形基團,且包括被至少一個羥基、鹵素基團、胺基等經取代的或未經取代的基團。
本發明藉由包含由化學式7表示的化合物,由於能夠保護量子點,使得在製造過程期間和可靠性評估中可以產生穩定的光效率。
[化學式8]
在化學式8中,
R
81和R
82各自獨立為氫原子或甲基;
R
83、R
84和R
85各自獨立為直接鍵、經取代或未經取代的具有1至20個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有3至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有2至15個碳原子的雜伸芳基、經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的芳基伸烷基、經取代或未經取代的具有3至30個碳原子的雜芳基伸烷基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的伸烯基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的伸炔基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的烷氧基伸烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的二烷氧基伸烷基、-(CH
2O)-、-(CH
2CH
2O)-、或-(CH
2CH(CH
3)O)
l8-;
X
8為經取代或未經取代的具有1至20個碳原子的烷基、經取代或未經取代的具有3至10個碳原子的環烷基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的芳基、經取代或未經取代的具有2至15個碳原子的雜芳基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的烯基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的炔基、經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷氧基、羥基、胺基、硫醇基或羧基,
Y
8為直接鍵、酯基或醯胺基;
l8和n
8分別是1至20的整數。
具有1至20個碳原子的烷基或伸烷基是指具有1至20個碳原子的直鏈型或支鏈型的一價或二價烴。例如,包括甲基、亞甲基、乙基、伸乙基、正丙基、伸正丙基、異丙基、伸異丙基、正丁基、伸正丁基、異丁基、伸異丁基、正戊基、伸正戊基、正己基、伸正己基、正庚基、伸正庚基、正辛基、伸正辛基、正壬基、伸正壬基等,但不限於此。
具有3至10個碳原子的環烷基或伸環烷基是指具有3至10個碳原子的單環或稠環型的一價或二價烴。例如,包括環丙基、伸環丙基、環丁基、伸環丁基、環戊基、伸環戊基、環己基、伸環己基等,但不限於此。
具有5至20個碳原子的芳基或伸芳基是指衍生自具有5至20個碳原子的芳烴的單環或多環型的一價或二價芳香族烴。例如,包括苯基、伸苯基、聯苯基、伸聯苯基、三聯苯基、伸三聯苯基、萘基、伸萘基等,但不限於此。
具有2至15個碳原子的雜芳基或雜伸芳基是指具有2至15個碳原子且芳基或伸芳基所包含的至少一個碳原子(C)被氧原子(O)、氮原子(N)、硫原子(S)等雜原子取代。例如,包括噻吩基、呋喃基、吡咯基、咪唑基、噻唑基、噁唑基、噁二唑基、吡啶基、聯吡啶基、嘧啶基、三嗪基、三唑基、吖啶基、嗒嗪基、吡嗪基、喹啉基、喹唑啉基、喹噁啉基、呔嗪基、吡啶并嘧啶基、吡啶并吡嗪基、吡嗪并吡嗪基、異喹啉基、吲哚基、咔唑基、苯并噁唑基、苯并咪唑基、苯并噻唑基、苯并咔唑基、苯并噻吩基、二苯并噻吩基、苯并呋喃基、啡啉基(phenanthroline)、噻唑基、異噁唑基、噁二唑基、噻二唑基、苯并噻唑基、啡噻嗪基、氮丙啶基、氮吲哚基、異吲哚基、吲唑基、嘌呤基(purine)、喋啶基(pteridine)、β-羰基、萘啶基(naphthyridine)、三吡啶基、啡嗪基、咪唑吡啶基、吡啶并吡啶基、氮呯基、吡唑基、二苯并呋喃基或它們的二價官能基團,但不限於此。
具有6至30個碳原子的芳基伸烷基是指具有6至30個碳原子且伸芳基所包含的至少一個氫原子(H)被低級伸烷基(例如亞甲基、伸乙基、伸丙基等基團)取代。例如,包括伸苄基、苯伸乙基等,但不限於此。
具有3至30個碳原子的雜芳基伸烷基是指具有3至30個碳原子且芳基伸烷基的芳基所包含的至少一個碳原子(C)被氧原子(O)、氮原子(N)、硫原子(S)等雜原子取代。
具有2至10個碳原子的烯基或伸烯基是指由具有2至10個碳原子的烯烴衍生的直鏈、支鏈或環狀的一價或二價烴。
具有2至10個碳原子的炔基或伸炔基是指由具有2至10個碳原子的炔烴衍生的直鏈、支鏈或環狀的一價或二價烴。
具有1至10個碳原子的烷氧基伸烷基是指具有1至10個碳原子且含有1個烷氧基的直鏈型或支鏈型的二價烴。例如,包括甲氧基亞甲基、乙氧基亞甲基、乙氧基伸乙基、甲氧基伸丙基、甲氧基伸丁基等,但不限於此。
具有1至10個碳原子的二烷氧基伸烷基是指具有1至10個碳原子且含有二個烷氧基的直鏈或支鏈二價烴。例如,包括二甲氧基亞甲基、二乙氧基亞甲基、二乙氧基伸乙基、二甲氧基伸丙基、二甲氧基伸丁基等,但不限於此。
烷基、伸烷基、環烷基、環伸烷基、芳基、伸芳基、雜芳基、雜伸芳基、芳基伸烷基、雜芳基伸烷基、烯基、伸烯基、炔基、伸炔基可以具有一或多個取代基,其中取代基可以為具有1至6個碳原子的烷基、具有2至6個碳原子的烯基、具有2至6個碳原子的炔基、具有3至10個碳原子的環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷氧基、具有1至6個碳原子的鹵代烷基、具有1至6個碳原子的烷氧基、具有1至6個碳原子的硫代烷氧基、芳基、醯基、羥基、硫醇基、鹵素、胺基、烷氧基羰基、羧基、胺基甲醯基、氰基、硝基等,但不限於此。
[化學式9]
在化學式9中,R
91和R
92各自獨立為單鍵、具有1至10個碳原子的烷氧基伸烷基、具有1至10個碳原子的二價或三價胺基、具有1至10個碳原子的伸芳基、或者經取代的或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基,A
9為經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的雜芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的雜伸芳基、或者經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的雜環伸烷基,且n
9可為0至1。
烷氧基伸烷基、伸烷基、雜環伸烷基、芳基、伸芳基、雜芳基和雜伸芳基可以具有一或多個取代基,其中取代基可以為具有1至6個碳原子的烷基、具有1至6個碳原子的氟代烷基、具有1至6個碳原子的全氟烷基、具有1至6個碳原子的氟代烷氧基、具有1至6個碳原子的全氟烷氧基、具有2至6個碳原子的烯基、具有2至6個碳原子的炔基、具有3至10個碳原子的環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷基、具有3至10個碳原子的雜環烷氧基、具有1至6個碳原子的鹵代烷基、具有1至6個碳原子的烷氧基、具有1至6個碳原子的硫代烷氧基、芳基、醯基、羥基、硫醇基、鹵素取代的烷氧基、鹵素基團、胺基、胺基烷基、胺基取代的烷氧基、烷氧基羰基、羧基、胺基甲醯基、氰基、硝基等,但不限於此。
本發明的光轉換油墨組合物藉由包含由化學式9表示的化合物,能夠提高光轉換性能、色純度和噴墨吐出性能,並改善噴嘴潤濕性。
較佳地,本發明的由化學式1表示的化合物可以包括至少一個具有以下結構的化合物,但不限於此:
[化學式2-1]
二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式2-2]
2,2'-二胺基-N-甲基二乙胺,TCI公司
[化學式2-3]
N,N',N''-三甲基二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式2-4]
N,N,N',N'',N''-五甲基二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式2-5]
3,3'-二胺基二丙胺,TCI公司
[化學式2-6]
3,3'-亞胺基雙(N,N-二甲基丙胺),TCI公司
[化學式2-7]
2,6,10-三甲基-2,6,10-三氮雜十一烷,TCI公司
[化學式2-8]
N,N,N'',N''-四丁基二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式2-9]
N,N,N'',N''-四異丙基二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式2-10]
N,N,N',N'',N''-五(2-羥丙基)二伸乙基三胺,TCI公司
[化學式3-1]
三伸乙基四胺,TCI公司
[化學式3-2]
1,1,4,7,10,10-六甲基三伸乙基四胺,TCI公司
[化學式3-3]
N,N'-雙(3-胺基丙基)乙二胺,TCI公司
[化學式4-1]
三(2-胺基乙基)胺,TCI公司
[化學式4-2]
三[2-(二甲基胺基)乙基]胺,TCI公司
[化學式4-3]
三(3-胺基丙基)胺,TCI公司
[化學式5-1]
四伸乙基五胺,Sigma Aldrich(西格瑪奧德里奇)公司。
由化學式6表示的化合物只要能夠使光轉換油墨組合物的黏度和粒度隨時間的變化最小化,抑制在由光轉換油墨組合物形成的塗膜表面上產生的異物,並改善光轉換效率,則沒有特別限制,但更佳包括至少一者由以下化學式6-1至6-22表示的化合物:
[化學式6-1]
[化學式6-2]
[化學式6-3]
[化學式6-4]
[化學式6-5]
[化學式6-6]
[化學式6-7]
[化學式6-8]
[化學式6-9]
[化學式6-10]
[化學式6-11]
[化學式6-12]
[化學式6-13]
[化學式6-14]
[化學式6-15]
[化學式6-16]
[化學式6-17]
[化學式6-18]
[化學式6-19]
[化學式6-20]
[化學式6-21]
[化學式6-22]
。
具體地,本發明的由化學式7表示的化合物可以包括至少一者以下結構:
[化學式7-1]
3-甲基二苯胺,TCI公司
[化學式7-2]
2-胺基二苯胺,TCI公司
[化學式7-3]
4-羥基二苯胺,TCI公司
[化學式7-4]
3-甲氧基二苯胺,TCI公司
[化學式7-5]
2,4-二胺基二苯胺,TCI公司
[化學式7-6]
4-甲氧基-2-甲基二苯胺,TCI公司
[化學式7-7]
N-苯基-2-萘胺,TCI公司
[化學式7-8]
雙(3,4-二甲基苯基)胺,TCI公司
[化學式7-9]
4,4'-二甲氧基二苯胺,TCI公司
[化學式7-10]
N,N'-二苯基-1,4-苯二胺,TCI公司
[化學式7-11]
3-三氟甲基-4'-甲氧基二苯胺,TCI公司
[化學式7-12]
2,2'-二萘胺,TCI公司
[化學式7-13]
雙(4-三級丁基苯基)胺,TCI公司
[化學式7-14]
4-(2-辛胺基)二苯胺,TCI公司
[化學式7-15]
雙(4-聯苯基)胺,TCI公司
[化學式7-16]
N,N'-二苯基聯苯胺,TCI公司
[化學式7-17]
N,N'-二-2-萘基-1,4-苯二胺,TCI公司
[化學式7-18]
雙[4-(己氧基)苯基]胺,TCI公司。
由化學式8表示的化合物可以在不影響本發明的目的的範圍內被適當地選擇,但較佳包括由以下化學式8-1至化學式8-11表示的化合物中的至少一者:
[化學式8-1]
[化學式8-2]
[化學式8-3]
其中m
8為1至20的整數;
[化學式8-4]
[化學式8-5]
[化學式8-6]
[化學式8-7]
其中m
8為1至20的整數;
[化學式8-8]
其中m
8為1至20的整數;
[化學式8-9]
其中m
8為1至20的整數;
[化學式8-10]
其中m
8為1至20的整數;
[化學式8-11]
其中m
8為1至20的整數。
由化學式8表示的化合物能夠提高由光轉換油墨組合物形成的塗膜的光轉換效率、色純度和均勻性,且當光轉換油墨組合物包含散射粒子時,能夠抑制散射粒子的團聚現象。
由化學式9表示的化合物可以在不影響本發明的目的的範圍內被適當地選擇,但較佳包括由以下化學式9-1至9-23表示的化合物中的至少一者:
[化學式9-1]
[化學式9-2]
[化學式9-3]
[化學式9-4]
[化學式9-5]
[化學式9-6]
[化學式9-7]
[化學式9-8]
[化學式9-9]
[化學式9-10]
[化學式9-11]
[化學式9-12]
[化學式9-13]
[化學式9-14]
[化學式9-15]
[化學式9-16]
[化學式9-17]
[化學式9-18]
[化學式9-19]
[化學式9-20]
[化學式9-21]
[化學式9-22]
[化學式9-23]
。
以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,由化學式1和化學式6至化學式9表示的化合物的含量可以大於0.1重量%且小於15重量%,較佳為0.01至10重量%。當由化學式1和化學式6至化學式9表示的化合物的含量在上述範圍內時,能提高光轉換效率,且有利於對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化方面、防止表面異物的出現的方面、以及光轉換油墨組合物的黏度和粒度方面,同時也有利於噴墨吐出性能、噴嘴潤濕性、耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性和黏度穩定性的變化方面,因此含量較佳在上述範圍內。此外,當化合物的含量在上述範圍內時,能夠進一步提高光轉換效率和塗膜均勻性,並且當光轉換油墨組合物包含散射粒子時,能夠進一步抑制散射粒子的團聚現象。
化學式
11
的化合物
根據本發明的光轉換油墨組合物還可包含由化學式11表示的化合物:
[化學式11]
在化學式11中,
Z
8為經取代或未經取代的具有1至30個碳原子的烷基、經取代或未經取代的具有3至30個碳原子的環烷基、經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的芳基、經取代或未經取代的具有2至30個碳原子的烯基、經取代或未經取代的具有2至30個碳原子的炔基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的烷氧基、經取代或未經取代的具有2至30個碳原子的烷基酯基、經取代或未經取代的具有4至30個碳原子的雜芳基、經取代或未經取代的具有1至30個碳原子的硫酯基、經取代或未經取代的具有1至30個碳原子的甲矽烷基酯基、硫醚基、或甲矽烷基;
R
89和R
810各自獨立為直接鍵、經取代或未經取代的具有1至30個碳原子的伸烷基、-OR
811-、-OC(=O)R
812-、-(OCH
2CH
2)
p8-、或-(OCH
2CH
2CH
2)
q8-;
Q
81和Q
82各自獨立為直接鍵、氧原子、硫原子或-NH-;
D
8為氧原子、硫原子或=NH;
R
811為經取代或未經取代的具有1至30個碳原子的伸烷基;
R
812為經取代或未經取代的具有4至30個碳原子的伸烷基;
p8和q8各自獨立為1至150的整數。
由化學式11表示的化合物的優點在於充分保護未受保護的一部分的殼表面,由此能夠在光轉換層疊基板的製造過程中防止量子點在熱製程中氧化,從而提高光效率。
由化學式11表示的化合物可以在不影響本發明的目的的範圍內被適當地選擇,並且較佳包括由以下化學式11-1至11-7表示的化合物中的至少一者:
[化學式11-1]
[化學式11-2]
[化學式11-3]
[化學式11-4]
[化學式11-5]
[化學式11-6]
[化學式11-7]
。
基於光轉換油墨組合物中固體成分的總重量,由化學式11表示的化合物的含量可以為0.1至15%。當由化學式11表示的化合物的含量在上述範圍內時,不僅提高光效率,並且有利於散射粒子的分散性和經時穩定性方面。
散射粒子
根據本發明的光轉換油墨組合物還可以包含散射粒子。
散射粒子可以使用一般的無機材料,並且較佳可以包含平均粒徑為50至1000奈米的金屬氧化物。
金屬氧化物可以是包含選自以下金屬之一者的氧化物:Li、Be、B、Na、Mg、Al、Si、K、Ca、Sc、V、Cr、Mn、Fe、Ni、Cu、Zn、Ga、Ge、Rb、Sr、Y、Mo、Cs、Ba、La、Hf、W、Tl、Pb、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Ti、Sb、Sn、Zr、Nb、Ce、Ta、In及它們的組合,但不限於此。
具體地,可以是選自以下群組之一者:Al
2O
3、SiO
2、ZnO、ZrO
2、BaTiO
3、TiO
2、Ta
2O
5、Ti
3O
5、ITO、IZO、ATO、ZnO-Al、Nb
2O
3、SnO、MgO、BaSO
4及它們的組合。如果需要,也可以採用已使用諸如丙烯酸酯等具有不飽和鍵的化合物進行表面處理的材料。
當根據本發明的光轉換油墨組合物包含散射粒子時,能夠藉由散射粒子增加從發光粒子發出的光的路徑,由此增加光轉換塗層中的整體光效率,因此較佳包含散射粒子。在這方面,本發明的光轉換油墨組合物較佳包含選自以下中的一者作為散射粒子:TiO
2、SiO
2、ZnO和BaSO
4。
散射粒子可以具有50至1000奈米的平均粒徑,較佳使用平均粒徑在100至500奈米的範圍的內散射粒子。此時,如果粒子太小,則無法期待從量子點發出的光具有足夠的散射效果,相反,如果太大,則它會沉入組合物內或無法獲得品質均勻的自發光層表面,因此將平均粒徑適當調節到上述範圍內來使用。
以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,散射粒子的含量可為0.5至20重量%,較佳為1至15重量%,更佳為2至10重量%。當散射粒子的含量在上述範圍內時,能夠使增加發光強度的效果最大化,因此散射粒子的含量較佳在上述範圍內。如果散射粒子的含量低於上述範圍,則可能難以獲得所需的發光強度,並且如果散射粒子的含量超過上述範圍,則顯著降低藍色照射光的透射率,從而導致發光粒子的光轉換不起作用的問題,因此散射粒子的含量較佳在上述範圍內適當地使用。
光聚合引發劑
根據本發明的一個實施態樣的光轉換油墨組合物還可以包含光聚合引發劑。
在本發明的一個實施態樣中,光聚合引發劑只要能夠聚合可聚合單體,在使用時其種類可以沒有特別限制。例如,在聚合特性、引發效率、吸收波長、可得性、價格等方面考慮,光聚合引發劑較佳使用選自以下群組中之至少一者:苯乙酮類化合物、二苯甲酮類化合物、三嗪類化合物、聯咪唑類化合物、肟類化合物、噻噸酮類化合物和氧化膦化合物。
例如,為了固化5微米以上的厚膜,可以使用肟類化合物或氧化膦化合物,其能夠確保固化膜的固化密度和表面粗糙度方面具有更好的物理性能。
肟類化合物的具體實例可包括o-乙氧基羰基-α-氧基亞胺基-1-苯基丙-1-酮等,且來自BASF(巴斯夫)公司的Irgacure OXE 01和OXE 02是代表性的市售品。
氧化膦化合物的具體實例可包括來自BASF公司的作為三甲基苯甲醯基苯基氧化膦的Darocur TPO和Lucirin TPO。
以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,光聚合引發劑的含量可為0.1至10重量%,較佳為0.5至8重量%。如果光聚合引發劑的含量在上述範圍內,則提高光轉換油墨組合物的感光度,縮短曝光時間,因此能夠提高生產率,因此光聚合引發劑的含量較佳在上述範圍內。當光聚合引發劑的含量低於上述範圍時,會造成光固化不充分,從而無法獲得足夠的硬度,並且當光聚合引發劑的含量超過上述範圍時,會造成光聚合引發劑導致的發光粒子的光轉換效率下降程度急劇增加,從而存在無法得到所需的發光強度的問題,因此光聚合引發劑的含量在上述範圍內有利於提高畫素部的強度和畫素部的表面的平滑性。
光聚合引發劑還可包含光聚合引發助劑以提高根據本發明的光轉換油墨組合物的感光度。當含有光聚合引發助劑時,有利於進一步提高感光度,從而提高生產率。
光聚合引發助劑例如可以較佳使用選自以下化合物之至少一者:胺化合物、羧酸化合物和具有硫醇基的有機硫化合物,但不限於此。
光聚合引發助劑可以在不影響本發明的效果的範圍內被適當地添加使用。
添加劑
除了上述組分之外,根據本發明一個實施態樣的光轉換油墨組合物還可以包含諸如表面活性劑和黏合促進劑等添加劑以提高塗膜的平坦性或黏合性。
當本發明的光轉換油墨組合物含有表面活性劑時,具有能夠提高塗膜平坦性的優點。例如,表面活性劑可以使用諸如BM-1000、BM-1100(BM Chemie(BM化學)公司)、Fluorad FC-135/FC-170C/FC-430(Sumitomo 3M(住友3M)股份公司)、SH-28PA/-190/-8400/SZ-6032(Toray Silicone(東麗矽酮)股份公司)等氟系表面活性劑,但不限於此。
黏合促進劑可用於添加以增加與基底的黏合性,並且可以包括具有選自以下群組的反應性取代基的矽烷偶聯劑:羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基及它們的組合,但不限於此。
此外,本發明的光轉換油墨組合物在不影響本發明的效果的範圍內還可以含有抗氧化劑、紫外線吸收劑、抗凝劑等添加劑,這些添加劑也是在不影響本發明的效果的範圍內由本領域技藝人士適當添加使用。
抗氧化劑可包含含有以下化合物的抗氧化劑之至少一者:酚類化合物、磷類化合物和硫類化合物。
溶劑
根據本發明的一個實施態樣的光轉換油墨組合物可以進一步含有溶劑,也可以是不含溶劑的無溶劑型。當本發明的光轉換油墨組合物包含溶劑時,例如以光轉換油墨組合物的總量為100重量%計,溶劑的含量可以為20重量%或更少。
較佳地,根據本發明的一個實施態樣的光轉換油墨組合物可以是考量在連續製程方面而不含溶劑的無溶劑型。
即使本發明的光轉換組合物為不含溶劑的無溶劑型,由於含有上述可聚合單體,因此發光粒子的光特性和分散性優異,能夠實現低黏度,從而提高油墨的噴嘴噴射性能。
作為溶劑,可以使用醚類或酯類溶劑、脂肪族飽和烴類溶劑、鹵代烴類溶劑、芳烴類溶劑等,例如可以使用諸如丙二醇甲基醚乙酸酯(PGMEA)、乙二醇單乙基醚乙酸酯、乙二醇單甲基醚、乙二醇單乙基醚、乙二醇單丙基醚、乙二醇單丁基醚等乙二醇單烷基醚類;諸如二乙二醇二甲基醚、二乙二醇二乙基醚、二乙二醇二丙基醚、二乙二醇二丁基醚等二乙二醇二烷基醚類;諸如甲基賽璐蘇乙酸酯、乙基賽璐蘇乙酸酯等乙二醇烷基醚乙酸酯類;諸如丙二醇單丙基醚乙酸酯、甲氧基丁基乙酸酯、甲氧基戊基乙酸酯等伸烷基二醇烷基醚乙酸酯類;諸如苯、甲苯、二甲苯、均三甲苯等芳香族烴類;諸如甲基乙基酮、丙酮、甲基戊基酮、甲基異丁基酮、環己酮等酮類;諸如乙醇、丙醇、丁醇、己醇、環己醇、乙二醇、甘油等醇類;諸如3‑乙氧基丙酸乙酯、3‑甲氧基丙酸甲酯等酯類;以及諸如γ‑丁內酯等環狀酯類等。
<
光轉換層疊基板、背光單元和圖像顯示裝置
>
本發明的一個實施態樣為一種光轉換層疊基板,其吸收從發光元件發出的光並將其轉換為藍光、綠光或紅光,然後發射該光,其中光轉換層疊基板係使用上述的光轉換油墨組合物來形成。
此外,本發明可提供一種光轉換畫素基板,其係使用上述光轉換油墨組合物製造並用作紅色、綠色和藍色的濾色器。
光轉換層疊基板及/或光轉換畫素基板可以藉由使用噴墨法將上述光轉換油墨組合物塗布到預定區域並固化所塗布的光轉換油墨組合物來形成。
基板的實例可以包括具有平坦表面的基板,例如玻璃基板、矽基板、聚碳酸酯基板、聚酯基板、芳香族聚醯胺基板、聚醯胺醯亞胺基板、聚醯亞胺基板、Al基板和GaAs基板,但不限於此。可以對這些基板實施諸如使用矽烷偶聯劑等化學品的化學品處理、電漿處理、離子鍍處理、濺射處理、氣相反應處理、真空蒸鍍處理等前處理。當使用矽基板等作為基板時,可以在矽基板等的表面上形成電荷耦合元件(CCD)、薄膜電晶體(TFT)等。此外,可以形成有阻隔壁的矩陣。可以在熱固化條件下進行固化。
例如,固化可以在100至250℃、較佳在150至230℃下進行5至30分鐘、較佳進行10分鐘。
為了從作為噴墨噴射器的一個實例的壓電噴墨頭中噴射出來並在基板上形成適當的相(phase),黏度、流動性和量子點粒子等特性需要與噴墨頭匹配均衡。用於本發明的壓電噴墨頭不受限制,但噴射具有約3至100 pL(皮升)、較佳約5至40 pL的液滴尺寸的油墨。
本發明的光轉換油墨組合物的適當的黏度為約3至50 cP,更佳為7至40 cP,並在上述範圍內進行調節。
當應用於藍色光源時,根據本發明的光轉換層疊基板可表現出優異的光輸出。
本發明的一個實施態樣是一種發出綠光的綠色發光元件,具體可以發出波長為500至600奈米的綠光,但不限於此。
綠色發光元件可以是綠色發光二極體(LED)。
本發明的一個實施態樣係關於一種背光單元,包括應用於藍色光源的光轉換層疊基板。
背光單元還可以包括諸如導光板和反射器等的常用組件。
本發明的一個實施態樣係關於一種包括背光單元的圖像顯示裝置。
本發明的圖像顯示裝置不僅包括現有的液晶顯示裝置,還包括電致發光顯示裝置、電漿顯示裝置、場致發射顯示裝置等多種圖像顯示裝置。
另外,本發明的一個實施態樣係關於一種光轉換畫素,其包含上述光轉換油墨組合物的固化物。
例如,可藉由包括以噴墨法將上述光轉換油墨組合物塗布到預定區域的步驟以及固化所塗布的光轉換油墨組合物的步驟來形成光轉換油墨組合物的圖案,由此製造光轉換畫素。
在下文中提供包括具體實施例和比較例的實驗例以幫助理解本發明,但是這些僅是示意本發明而不限制申請專利範圍,且可以在本發明的範疇和技術構思範圍內對實施例進行多種改變和修改,這對於本領域技藝人士而言是顯而易見的,這些改變和修改自然落入申請專利範圍之內。此外,以下表示含量的「%」和「份」,除非另有說明,均以重量計。
<
實驗例
I>
合成例
A-1
製備例:
AgInGaS/GaS
核
-
殼型發光粒子的合成及分散液的製備
將0.0625毫莫耳的碘化銀(AgI,99.999%)、1.25毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和1毫莫耳的硫(99.998%)與1-十二烷基硫醇(DDT≥98%)1.5毫升和油胺(OLA,70%)5毫升一同放入燒瓶(三口瓶)中製備混合液,將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了30分鐘以生長AGS核QD。將0.01毫莫耳的乙酸銦(In(Ac)
3,99.99%)添加到AGS核溶液中。將混合液加熱至120℃以脫氣後,進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了10分鐘以生長AIGS核QD。
將AIGS核QD與7毫升的油胺、0.1毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和0.1毫莫耳的1,3-二甲基硫脲混合,並迅速升溫至230°C。在惰性條件下,每分鐘提高2℃以升溫至280℃。將溶液再次冷卻至室溫,進行了30分鐘脫氣以除去未參與反應的硫化合物。將量子點沉澱在乙醇中,離心純化,然後進行了減壓乾燥,得到AgInGaS/GaS量子點粉末。將獲得的量子點粉末與1,6-己二醇二丙烯酸酯以1:1的比例混合,由此製備了AgInGaS/GaS分散液。
實施例、比較例和參考例:光轉換油墨組合物的製備
按照下表1所示的組成混合各成分,由此製備了實施例、比較例和參考例的光轉換油墨組合物(單位:重量%)。
[表1]
光轉換油墨組合物 | 實施例I-1 | 實施例I-2 | 實施例I-3 | 實施例I-4 | 實施例I-5 | 實施例I-6 | 實施例I-7 | 實施例I-8 | 實施例I-9 | 實施例I-10 | 實施例I-11 | 實施例I-12 | |
QD分散液(A-1) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-3) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-4) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-5) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-6) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-7) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-8) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-9) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-10) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-11) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-12) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-13) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-14) | |||||||||||||
添加劑(E-15) | |||||||||||||
添加劑(E-16) | |||||||||||||
添加劑(E-17) | |||||||||||||
添加劑(E-18) | |||||||||||||
添加劑(E-19) | |||||||||||||
添加劑(E-20) | |||||||||||||
抗氧化劑(F-1) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
[表2]
-A-1:AgInGaS/GaS QD分散液
-B-1:1,6-己二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical(新中村化學)公司)
-B-2:聚乙二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-C:TiO2(Huntsman(亨斯邁)公司,TR-88,粒徑220奈米)
-D:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Aldrich公司)
-E-1:SH8400(Dow Corning Toray Silicone(道康寧東麗矽酮)公司)
-E-2:化學式2-1的化合物
-E-3:化學式2-2的化合物
-E-4:化學式2-3的化合物
-E-5:化學式2-4的化合物
-E-6:化學式2-5的化合物
-E-7:化學式2-6的化合物
-E-8:化學式2-7的化合物
-E-9:化學式2-8的化合物
-E-10:化學式2-9的化合物
-E-11:化學式2-10的化合物
-E-12:化學式3-1的化合物
-E-13:化學式3-2的化合物
-E-14:化學式3-3的化合物
-E-15:化學式4-1的化合物
-E-16:化學式4-2的化合物
-E-17:化學式4-3的化合物
-E-18:化學式5-1的化合物
-E-19:1,8-二胺基辛烷(TCI公司)
-E-20:聚乙烯亞胺,支化,分子量(M.W.)1800(Alfa Aesar(阿法埃莎)公司)
-F-1:Sumilizer-GP(Sumitomo Chemical(住友化學)公司)
光轉換油墨組合物 | 實施例I-13 | 實施例I-14 | 實施例I-15 | 實施例I-16 | 實施例I-17 | 實施例I-18 | 實施例I-19 | 比較例I-1 | 比較例I-2 | 比較例I-3 | 參考例I-1 | 參考例I-2 | |
QD分散液(A-1) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 36 | 27 | 37 | 32 | 32 | 36.9 | 22 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 1 | 10 | 0.1 | 15 | |||||||||
添加劑(E-3) | |||||||||||||
添加劑(E-4) | |||||||||||||
添加劑(E-5) | |||||||||||||
添加劑(E-6) | |||||||||||||
添加劑(E-7) | |||||||||||||
添加劑(E-8) | |||||||||||||
添加劑(E-9) | |||||||||||||
添加劑(E-10) | |||||||||||||
添加劑(E-11) | |||||||||||||
添加劑(E-12) | |||||||||||||
添加劑(E-13) | |||||||||||||
添加劑(E-14) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-15) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-16) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-17) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-18) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-19) | 5 | ||||||||||||
添加劑(E-20) | 5 | ||||||||||||
抗氧化劑(F-1) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實驗例
1. 光轉換塗層的製備及光轉換效率的測量
將實施例和比較例中製備的各光轉換油墨組合物藉由噴墨法塗布在5公分×5公分的玻璃基板上,然後在氮氣條件下使用395奈米藍色LED以4000 mJ/cm
2(毫焦耳/平方公分)照射,接著在氮氣條件下在熱板上以180℃加熱30分鐘,由此製備了光轉換塗層。
將製備的光轉換塗層放置在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree(科銳)公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument Systems(儀器系統)公司)利用以下公式測定了光轉換效率。測量結果列於下表3中。
2. 藍光吸光度變化
將所製備的5毫升的光轉換油墨組合物放入10毫升量筒中,在室溫下靜置一天,然後收集了中心部的油墨組合物,如上所述製備光轉換塗層。比較靜置前後光轉換塗層在相同10微米處的藍光吸光度變化率。可以判斷為:隨著TiO
2的沉澱進行得更多,藍光的吸光度下降並且儲存穩定性出現了問題。
基於以下標準,測量藍光吸光度變化率,結果如表3所示。
<標準>
○:吸光度變化為0%以上且小於3%
△:吸光度變化為3%以上且小於5%
X:吸光度變化為5%以上
3. 檢查噴墨液滴尺寸變化
使用Unijet公司的噴墨設備將20 pL的液滴滴在寬度為30微米、長度為90微米、深度為10微米的井形圖案基板上持續5分鐘,然後靜置了1小時,隨後重新開始滴落液滴,同時確認了是否有液滴尺寸的變化。如果液滴尺寸發生變化,則會發生油墨無法正常填充到圖案中或膜厚發生變化的問題。
基於以下標準,測量了液滴尺寸變化,結果如表3所示。
<標準>
○:液滴尺寸變化為0 pL以上且小於1 pL
△:液滴尺寸變化為1 pL以上且小於2 pL
X:液滴尺寸變化為2 pL以上
[表3]
評估結果 | 光轉換效率(%) | 藍光吸光度變化 | 液滴尺寸變化 |
實施例I-1 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-2 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-3 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-4 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-5 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-6 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-7 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-8 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-9 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-10 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-11 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-12 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-13 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-14 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-15 | 33% | ○ | ○ |
實施例I-16 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-17 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-18 | 34% | ○ | ○ |
實施例I-19 | 35% | ○ | ○ |
比較例I-1 | 28% | X | X |
比較例I-2 | 31% | X | X |
比較例I-3 | 30% | X | X |
參考例I-1 | 28% | △ | △ |
參考例I-2 | 35% | △ | △ |
藉由以上實驗結果能夠確認,包含對應於化學式1的結構的添加劑的實施例的組合物與不包含這種添加劑的比較例相比,具有提高的光轉換效率,且對藍光的吸光度和液滴尺寸的變化很小。
此外,能夠確認,以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,包含含量為0.01至10重量%的對應於化學式1結構的添加劑的實施例的組合物與該添加劑的含量不在該範圍內的參考例相比,呈現更優異的效果。
<
實驗例
II>
合成例
A-1
製備例:
AgInGaS/GaS
核
-
殼型發光粒子的合成及分散液的製備
將0.0625毫莫耳的碘化銀(AgI,99.999%)、1.25毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和1毫莫耳的硫(99.998%)與1-十二烷基硫醇(DDT≥98%)1.5毫升和油胺(OLA,70%)5毫升一同放入燒瓶(三口瓶)中製備混合液,將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了30分鐘以生長AGS核QD。將0.01毫莫耳的乙酸銦(In(Ac)
3,99.99%)添加到AGS核溶液中。將混合液加熱至120℃以脫氣後,進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了10分鐘以生長AIGS核QD。
將AIGS核QD與7毫升的油胺、0.1毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和0.1毫莫耳的1,3-二甲基硫脲混合,並迅速升溫至230°C。在惰性條件下,每分鐘提高2℃以升溫至280℃。將溶液再次冷卻至室溫,進行了30分鐘脫氣以除去未參與反應的硫化合物。將量子點沉澱在乙醇中,離心純化,然後進行了減壓乾燥,得到AgInGaS/GaS量子點粉末。將獲得的量子點粉末與1,6-己二醇二丙烯酸酯以1:1的比例混合,由此製備了AgInGaS/GaS分散液。
實施例、比較例和參考例:光轉換油墨組合物的製備
按照下表4和5所示的組成混合各組分,由此製備了光轉換油墨組合物(單位:重量%)。
[表4]
光轉換油墨組合物 | 實施例 | ||||||||||
II-1 | II-2 | II-3 | II-4 | II-5 | II-6 | II-7 | II-8 | II-9 | II-10 | ||
QD分散液 | A-1 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-3) | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-4) | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-5) | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-6) | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-7) | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | |
添加劑(E-8) | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | |
添加劑(E-9) | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | |
添加劑(E-10) | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | |
添加劑(E-11) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | |
添加劑(E-12) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-13) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-14) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-15) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
[表5]
-A-1:AgInGaS/GaS分散液
-B-1:1,6-己二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-B-2:聚乙二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-C:TiO2(Huntsman公司,TR-88,粒徑220奈米)
-D:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Aldrich公司)
-E-1:SH8400(Dow Corning Toray Silicone公司)
-E-2:化學式6-1的化合物(N,N-二乙基-1,3-二胺基丙烷,TCI公司)
-E-3:化學式6-2的化合物(N,N-二異丙基乙二胺,TCI公司)
-E-4:化學式6-3的化合物(N,N-二丁基乙二胺,TCI公司)
-E-5:化學式6-4的化合物(3-(二丁胺基)丙胺,TCI公司)
-E-6:化學式6-5的化合物(N-(3-胺基丙基)二乙醇胺,TCI公司)
-E-7:化學式6-6的化合物(N-(3-胺基丙基)-N-甲基苯胺,TCI公司)
-E-8:化學式6-7的化合物(N,N-二乙基-1,4-環己二胺,TCI公司)
-E-9:化學式6-8的化合物(N-(2-胺基乙基)-N-苯基苯胺,amadischem(阿瑪迪斯化學)公司)
-E-10:化學式6-9的化合物(N-(3-胺基丙基)-N-苄基-N-甲胺,Aldrich公司)
-E-11:化學式6-10的化合物(N,N-二苄基乙二胺,Syntechem(欣特科化工)公司)
-E-12:化學式6-11的化合物((2-胺基乙基)雙(2-吡啶基甲基)胺,amadischem公司)
-E-13:化學式6-12的化合物(雙(2-羥乙基)己胺,Syntechem公司)
-E-14:胺基乙醛二甲基縮醛(Aldrich公司)
-E-15:4-胺基丁醛二甲基縮醛(TCI公司)
-F:Sumilizer-GP(Sumitomo Chemical公司)
光轉換油墨組合物 | 實施例 | 比較例 | 參考例 | |||||
II-11 | II-12 | II-1 | II-2 | II-3 | II-1 | II-2 | ||
QD分散液 | A-1 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 37 | 32 | 32 | 36.9 | 22 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | - | - | - | - | - | 0.1 | 15 | |
添加劑(E-3) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-4) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-5) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-6) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-7) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-8) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-9) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-10) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-11) | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-12) | 5 | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-13) | - | 5 | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-14) | - | - | - | 5 | - | - | - | |
添加劑(E-15) | - | - | - | - | 5 | - | - | |
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實驗例
1. 光轉換塗層的製備及光轉換效率的測量
將實施例和比較例中製備的各光轉換油墨組合物藉由噴墨法塗布在5公分×5公分的玻璃基板上,然後在氮氣條件下使用395奈米藍色LED以4000 mJ/cm
2照射,接著在氮氣條件下在熱板上以180℃加熱30分鐘,由此製備了光轉換塗層。
將製備的光轉換塗層放置在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument Systems公司)利用以下公式測定了光轉換效率。測量結果示於下表6中。
2. 黏度穩定性評估
對光轉換油墨組合物使用R型黏度計(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM,由Toki Sangyo(東機產業)公司製造)在轉速20 rpm和溫度30℃的條件下分別測量了初始黏度以及在儲存一天後的黏度。根據以下評估標準基於相應計算出的黏度變化率來評估黏度穩定性,並且結果示於下表6中。
<黏度穩定性評估標準>
○:黏度變化率為105%以下
△:黏度變化率超過105%且在110%以下
X:黏度變化率超過110%
3. 粒度變化率評估
使用ELSZ-2000ZS(由Otsuka(大塚)公司製造)分別測量了光轉換油墨組合物的初始平均粒度和在室溫下儲存一天後的平均粒度。根據以下評估標準基於相應計算出的粒度變化率來評估平均粒度變化穩定性,並且結果示於下表6中。
<粒度變化穩定性評估標準>
○:粒度變化在10奈米以下
△:粒度變化超過10奈米且小於20奈米
X:粒度變化超過20奈米
4. 檢查表面特性
如上製備光轉換塗層後,用光學顯微鏡確認表面並根據以下評估標準進行了評估,結果示於下表6中。
<表面特性評估標準>
○:未出現異物
△:表面不透明
X:出現異物
[表6]
評估結果 | 光轉換效率 | 黏度變化率 | 粒度變化率 | 表面異物 |
實施例II-1 | 33% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-2 | 34% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-3 | 33% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-4 | 35% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-5 | 34% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-6 | 33% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-7 | 35% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-8 | 33% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-9 | 33% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-10 | 34% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-11 | 34% | ○ | ○ | ○ |
實施例II-12 | 34% | ○ | ○ | ○ |
比較例II-1 | 25% | X | X | X |
比較例II-2 | 30% | X | △ | △ |
比較例II-3 | 30% | X | △ | △ |
參考例II-1 | 26% | △ | △ | △ |
參考例II-2 | 35% | △ | △ | △ |
參照實驗資料,包含由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物具有105%以下的黏度變化率和10奈米以下的粒度變化,而不包含由化學式6表示的化合物的比較例的光轉換油墨組合物則具有超過110%的黏度變化率和超過20奈米的粒度變化。因此,可以看出,包含由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物與不包含該化合物的比較例的光轉換油墨組合物相比,具有經改善的黏度和粒度穩定性。
此外,由包含由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜具有超過30%的光轉換效率並且在塗膜表面未出現異物,而由不包含由化學式6表示的化合物的比較例的光轉換油墨組合物形成的塗膜則具有25至30%的光轉換效率,並且在塗層的表面出現了異物。因此,可以看出,由包含由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜與由不包含該化合物的比較例的光轉換油墨組合物形成的塗膜相比,具有提高的光轉換效率,且表面異物特性得到改善。
此外,以組合物中固體成分的總重量計,包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物的黏度變化率為105%以下,且粒度變化為10奈米以下,而以組合物中固體成分的總重量計,分別包含0.1重量%和15重量%的由化學式6表示的化合物的參考例的光轉換油墨組合物的黏度變化率大於105%,且在110%以下且粒度變化大於10奈米且在20奈米以下。因此,可以看出,以組合物中固體成分的總重量計,包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物與該化合物的含量不在上述範圍內的參考例的光轉換油墨組合物相比,具有經改善的黏度和粒度穩定性。
另外,由以組合物中固體成分的總重量計包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式6表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜具有超過30%的光轉換效率,且塗膜表面未出現異物,而由以組合物中固體成分的總重量計分別包含0.1重量%和15重量%的由化學式6表示的化合物的參考例的光轉換油墨組合物形成的塗膜則具有26至35%的光轉換效率,但塗膜表面不透明。因此,可以看出,由以組合物中固體成分的總重量計包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式6表示的胺類化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜與由該化合物的含量不在上述範圍內的參考例的光轉換油墨組合物形成的塗膜相比,具有提高的光轉換效率,且表面異物特性得到改善。
<
實驗例
III>
合成例
A-1
製備例:
AgInGaS/GaS
核
-
殼型發光粒子的合成及分散液的製備
將0.0625毫莫耳的碘化銀(AgI,99.999%)、1.25毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和1毫莫耳的硫(99.998%)與1-十二烷基硫醇(DDT≥98%)1.5毫升和油胺(OLA,70%)5毫升一同放入燒瓶(三口瓶)中製備混合液,將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了30分鐘以生長AGS核QD。將0.01毫莫耳的乙酸銦(In(Ac)
3,99.99%)添加到AGS核溶液中。將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了10分鐘以生長AIGS核QD。
將AIGS核QD與7毫升的油胺、0.1毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和0.1毫莫耳的1,3-二甲基硫脲混合,並迅速升溫至230°C。在惰性條件下,每分鐘提高2℃以升溫至280℃。將溶液再次冷卻至室溫,進行了30分鐘脫氣以除去未參與反應的硫化合物。將量子點沉澱在乙醇中,離心純化,然後進行了減壓乾燥,得到AgInGaS/GaS量子點粉末。將獲得的量子點粉末與1,6-己二醇二丙烯酸酯以1:1的比例混合,由此製備了AgInGaS/GaS分散液。
E-2
至
E-9
的化合物
以下化合物E-2至E-9購自TCI公司。
實施例、比較例和參考例:光轉換油墨組合物的製備
按照下表7所示的組成混合各組分來製備了光轉換油墨組合物(單位:重量%)。
[表7]
-A-1:AgInGaS/GaS分散液
-B-1:1,6-己二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-B-2:聚乙二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-C:TiO2(Huntsman公司,TR-88,粒徑220奈米)
-D:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Aldrich公司)
-E-1:SH8400(Dow Corning Toray Silicone公司)
-E-2:化學式7-1的化合物
-E-3:化學式7-2的化合物
-E-4:化學式7-3的化合物
-E-5:化學式7-4的化合物
-E-6:化學式7-9的化合物
-E-7:化學式7-11的化合物
-E-8:化學式7-14的化合物
-E-9:化學式7-18的化合物
-E-10:二環己胺(TCI公司)
-F-1:Sumilizer-GP(Sumitomo Chemical公司)
光轉換油墨組合物 | 實施例III-1 | 實施例III-2 | 實施例III-3 | 實施例III-4 | 實施例III-5 | 實施例III-6 | 實施例III-7 | 實施例III-8 | 實施例III-9 | 實施例III-10 | 比較例III-1 | 比較例III-2 | 參考例III-1 | 參考例III-2 | |
QD分散液(A-1) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 36 | 27 | 37 | 32 | 36.9 | 22 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | 1 | 10 | 0.1 | 15 | ||||||||||
添加劑(E-3) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-4) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-5) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-6) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-7) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-8) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-9) | 5 | ||||||||||||||
添加劑(E-10) | 5 | ||||||||||||||
抗氧化劑(F-1) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實驗例
1. 光轉換塗層的製備及光轉換效率的測量
將實施例和比較例中製備的各光轉換油墨組合物藉由噴墨法塗布在5公分×5公分的玻璃基板上,然後在氮氣條件下使用395奈米藍色LED以4000 mJ/cm
2照射,接著在氮氣條件下在熱板上以180℃加熱30分鐘,由此製備了光轉換塗層。
將製備的光轉換塗層放置在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument Systems公司)利用以下公式測定了光轉換效率,測量結果列於下表中。
2. 耐光性評估
將如上製備的光轉換塗層在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)處放置了1小時,然後確認了相對於初始光轉換效率的維持率(%)以評估耐光性,如下表中所示。
3. 耐熱性評估
將如上製備的光轉換塗層放置在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450照度3 mW/cm
2(毫瓦/平方公分),Cree公司)上方後,使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument Systems公司)測量了亮度。將相同的光轉換塗層在氮氣和大氣條件下在180°C的加熱烘箱中加熱30分鐘,然後用與上述相同的方法測量了亮度,並藉由基於以下數學式1計算加熱後的亮度保持率來評估了耐熱性,如下表所示。
[數學式1]
亮度保持率=(180℃處理30分鐘後的亮度)/(180℃處理30分鐘前的亮度)×100
4. 耐高溫高濕性評估
對如上製備的光轉換塗層沉積SiOx後,置於藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450照度3mW/cm
2,Cree公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument systems公司)測量了亮度。在溫度80°C和濕度85%的高溫高濕處理裝置(Jeio Tech(杰奧特)公司製造的TH-PE)中將相同的光轉換塗層曝光24小時後,與上述相同的方法測量了亮度,藉由基於以下數學式2計算經高溫高濕處理的亮度保持率來評估了耐高溫高濕性。可以判斷,數值越高,耐高溫高濕性能越優異。
[數學式2]
亮度保持率=(在溫度80℃和濕度85%下處理24小時後的亮度)/(在溫度80℃和濕度85%下處理24小時前的亮度)×100
5. 黏度穩定性評估
使用R型黏度計(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM,由Toki Sangyo公司製造)分別在轉速20 rpm和溫度30℃的條件下分別測量了光轉換油墨組合物的初始黏度以及在室溫下儲存一天後的黏度。根據以下評估標準基於相應計算出的黏度變化率來評估黏度穩定性,並且結果示於下表中。
<黏度穩定性評估標準>
○:黏度變化率為105%以下
△:黏度變化率超過105%且在110%以下
X:黏度變化率超過110%
[表8]
評估結果 | 光轉換效率(%) | 耐光性 | 耐熱性 (氮氣條件) | 耐熱性 (大氣條件) | 高溫高濕 穩定性 | 黏度變化率 |
實施例III-1 | 34% | 82% | 88% | 85% | 71% | ○ |
實施例III-2 | 34% | 81% | 89% | 84% | 73% | ○ |
實施例III-3 | 34% | 80% | 88% | 85% | 70% | ○ |
實施例III-4 | 33% | 82% | 88% | 85% | 72% | ○ |
實施例III-5 | 34% | 81% | 88% | 86% | 73% | ○ |
實施例III-6 | 34% | 81% | 87% | 84% | 71% | ○ |
實施例III-7 | 33% | 83% | 89% | 85% | 71% | ○ |
實施例III-8 | 34% | 82% | 87% | 85% | 70% | ○ |
實施例III-9 | 33% | 81% | 88% | 86% | 73% | ○ |
實施例III-10 | 34% | 82% | 89% | 85% | 72% | ○ |
比較例III-1 | 26% | 61% | 72% | 61% | 54% | X |
比較例III-2 | 26% | 60% | 70% | 61% | 53% | X |
參考例III-1 | 26% | 62% | 72% | 61% | 53% | △ |
參考例III-2 | 35% | 81% | 88% | 85% | 72% | △ |
藉由上述實驗結果能夠確認,包含與本發明的化學式7對應的結構的化合物的實施例的組合物與不包含該化合物或包含其它結構的化合物的比較例1至比較例2相比,在光轉換效率、耐光性、耐熱性、高溫高濕穩定性的所有方面均表現出優異的效果和黏度穩定性。
此外,能夠確認,以光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,包含含量為0.01至10重量%的對應於化學式7的結構的化合物的實施例的組合物與該化合物的含量不在上述範圍內的參考例相比,具有更優異的效果。
<
實驗例
IV>
合成例
A-1
製備例:
AgInGaS/GaS
核
-
殼型發光粒子的合成及分散液的製備
將0.0625毫莫耳的碘化銀(AgI,99.999%)、1.25毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和1毫莫耳的硫(99.998%)與1-十二烷基硫醇(DDT≥98%)1.5毫升和油胺(OLA,70%)5毫升一同放入燒瓶(三口瓶)中製備混合液,將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了30分鐘以生長AGS核QD。將0.01毫莫耳的乙酸銦(In(Ac)
3,99.99%)添加到AGS核溶液中。將混合液加熱至120℃以脫氣後,進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了10分鐘以生長AIGS核QD。
將AIGS核QD與7毫升的油胺、0.1毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)3,99.99%)和0.1毫莫耳的1,3-二甲基硫脲混合,並迅速升溫至230°C。在惰性條件下,每分鐘提高2℃以升溫至280℃。將溶液再次冷卻至室溫,進行了30分鐘脫氣以除去未參與反應的硫化合物。將量子點沉澱在乙醇中,離心純化,然後進行了減壓乾燥,得到AgInGaS/GaS量子點粉末。將獲得的量子點粉末與1,6-己二醇二丙烯酸酯以1:1的比例混合,由此製備了AgInGaS/GaS分散液。
實施例和比較例:光轉換油墨組合物的製備
按照下表9和10中所示的組成混合各組分,由此製備了光轉換油墨組合物(單位:重量%)。
[表9]
光轉換油墨 組合物 | 實施例 | |||||||||||
IV-1 | IV-2 | IV-3 | IV-4 | IV-5 | IV-6 | IV-7 | IV-8 | IV-9 | IV-10 | IV-11 | ||
QD分散液 | A-1 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-3) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-4) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-5) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-6) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-7) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-8) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-9) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-10) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-11) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-12) | 5 | |||||||||||
添加劑(E-13) | ||||||||||||
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
硫醇化合物(G) |
[表10]
-A-1:AgInGaS/GaS分散液
-B-1:1,6-己二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-B-2:聚乙二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-C:TiO2(Huntsman公司,TR-88,粒徑220奈米)
-D:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Aldrich公司)
-E-1:SH8400(Dow Corning Toray Silicone公司)
-E-2:由化學式8-1表示的化合物(2-(2-(2-乙氧基乙氧基)乙氧基)乙胺,Aldrich公司)
-E-3:由化學式8-2表示的化合物(mPEG5-NH2,Aldrich公司)
-E-4:由化學式8-3表示的化合物(聚(乙二醇)甲基醚胺,Aldrich公司,Mn=500)
-E-5:由化學式8-4表示的化合物(胺基-dPEG®4-酸,Aldrich公司)
-E-6:由化學式8-5表示的化合物(胺基-PEG4-炔,Aldrich公司)
-E-7:由化學式8-6表示的化合物(胺基-PEG3,TCI公司)
-E-8:由化學式8-7表示的化合物(聚(乙二醇)二胺,Aldrich,Mn=400)
-E-9:由化學式8-8表示的化合物(SH-PEG-NH2,Biochempeg(生物製藥PEG)公司,Mn=400)
-E-10:由化學式8-9表示的化合物(2,5,8,11,14-五氧雜十六烷-16-基-2-胺基乙酸酯(2,5,8,11,14-pentaoxahexadecan-16-yl 2-aminoacetate))
-E-11:由化學式8-10表示的化合物(2,5,8,11-四氧雜十三烷-13-基-3-胺基丙酸酯(2,5,8,11-tetraoxatridecan-13-yl 3-aminopropanoate))
-E-12:由化學式8-11表示的化合物(3-胺基-N-(2,5,8,11-四氧雜十三烷-13-基)丙烯醯胺)
-E-13:1-胺基癸烷(TCI公司)
-E-14:甲氧基聚乙二醇1000丙酸(Aldrich公司)
-E-15:m-dPEG®36-胺(Aldrich公司)
-F:Sumilizer-GP(Sumitomo Chemical公司)
-G:由化學式11-1表示的化合物(2-(2-甲氧基乙氧基)乙基-3-巰基丙酸酯)
光轉換油墨組合物 | 實施例 | 比較例 | 參考例 | |||||
IV-12 | IV-13 | IV-1 | IV-2 | IV-3 | IV-1 | IV-2 | ||
QD分散液 | A-1 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 |
可聚合單體 | B-1 | 37 | 30 | 32 | 32 | 32 | 36.9 | 22 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | 5 | 0.1 | 15 | ||||
添加劑(E-3) | ||||||||
添加劑(E-4) | ||||||||
添加劑(E-5) | ||||||||
添加劑(E-6) | ||||||||
添加劑(E-7) | ||||||||
添加劑(E-8) | ||||||||
添加劑(E-9) | ||||||||
添加劑(E-10) | ||||||||
添加劑(E-11) | ||||||||
添加劑(E-12) | ||||||||
添加劑(E-13) | 5 | |||||||
抗氧化劑(F) | 5 | |||||||
添加劑(E-1) | 5 | |||||||
添加劑(E-2) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | ||
硫醇化合物(G) | 2 |
實驗例
1. 光轉換塗層的製備及光轉換效率評估
將實施例和比較例中製備的各光轉換油墨組合物藉由噴墨法塗布在5公分×5公分的玻璃基板上,然後在氮氣條件下使用395奈米藍色LED以4000 mJ/cm
2照射,隨後在氮氣條件下在熱板上以180℃加熱30分鐘,由此製備了光轉換塗層。
將製備的光轉換塗層置於藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree 公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT 光譜儀,Instrument Systems公司)利用以下公式測定了(A)光轉換效率。測定結果列於下表11中。
另外,藉由將比較例1的InP/ZnS核-殼型發光粒子的光轉換效率(%)設定為100%,由所測定的(A)光轉換效率結果得到提升的(B)光轉換效率(%),其示於表11中。
2. 發射光譜半峰全寬(FWHM)的評估
將如上製備的光轉換塗層置於藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)上方,然後測定了藉由亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument systems公司)測量的發射光譜的半峰全寬值,其示於下表11中。
測得的半峰全寬值如下表所示,半峰全寬值越低,色純度越好。特別是當半峰全寬為40奈米以下時,可期待更優異的色純度。
3. 塗膜均勻性評估
使用Unijet公司的噴墨設備將20滴20 pL的液滴滴在具有寬度為30微米、長度為90微米、深度為10微米的井形圖案基板上,然後經過了1小時後,對相鄰畫素以同樣的方式進行了噴塗。以與光轉換塗層的製造和光轉換效率的測量中公開的方法相同的方式,用藍色LED照射經噴塗的基板並在加熱烘箱中加熱30分鐘,接著使用膜厚計(Dektak,由Bluker(布魯克)公司製造)測量了二個圖案的膜厚,然後計算出二個圖案之間的膜厚變化率,如下表11所示。
<評估標準>
◎:無膜厚變化率
○:膜厚變化率超過0%且在5%以下
△:膜厚變化率超過5%且在10%以下
Х:膜厚變化率超過10%
4. TiO
2分散性評估
將所製備的光轉換塗層的橫截面切開,藉由EDS(能量色散X射線光譜法)確認是否發生了TiO
2的團聚,結果示於下表11中。如果TiO
2未均勻分佈在塗層中,則可能出現光學特性劣化的問題。
<評估標準>
◎:完全未發生TiO
2團聚
○:TiO
2團聚面積超過0%且在5%以下
△:TiO
2團聚面積超過5%且在10%以下
Х:TiO
2團聚面積超過10%
[表11]
評估結果 | (A)光轉換效率(%) | (B)光轉換效率(%) | 半峰全寬(奈米) | 塗膜均勻性 | TiO 2分散性 |
實施例IV-1 | 35% | 206% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-2 | 34% | 200% | 35奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-3 | 35% | 206% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-4 | 34% | 200% | 35奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-5 | 34% | 200% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-6 | 35% | 206% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-7 | 34% | 200% | 35奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-8 | 35% | 206% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-9 | 34% | 200% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-10 | 35% | 206% | 34奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-11 | 35% | 206% | 35奈米 | ○ | ○ |
實施例IV-12 | 31% | 182% | 40奈米 | △ | △ |
實施例IV-13 | 37% | 218% | 34奈米 | ◎ | ◎ |
比較例IV-1 | 24% | 141% | 35奈米 | Х | Х |
比較例IV-2 | 21% | 123% | 36奈米 | △ | △ |
比較例IV-3 | 32% | 188% | 36奈米 | Х | Х |
參考例IV-1 | 31% | 182% | 34奈米 | △ | △ |
參考例IV-2 | 34% | 200% | 35奈米 | ○ | △ |
參照表11可以看出,包含化學式8-1至化學式8-11所表示的化合物中的至少一者的實施例的光轉換油墨組合物具有31%至37%的(A)光轉換效率,具有34奈米至40奈米的半峰全寬,且膜厚變化率在10%以下,TiO
2團聚面積在10%以下。
此外,含有與由化學式8表示的化合物不同的化合物作為添加劑的比較例IV-1至IV-3的光轉換油墨組合物具有21%(比較例IV-2)和24%(比較例IV-1)的(A)光轉換效率,即與實施例相比,光轉換效率較差,或膜厚變化率超過10%(比較例IV-1和IV-3),TiO
2團聚面積超過10%(比較例IV-1和IV-3),因此可以看出存在光學特性下降的問題。
因此,能夠確認,包含由化學式8表示的化合物的光轉換油墨組合物的優勢在於光轉換效率和色純度優異,膜厚度變化很小,且防止散射粒子的團聚。
另一方面,可以看出,與不含抗氧化劑的實施例IV-12的光轉換油墨組合物相比,進一步包含抗氧化劑的實施例IV-1至IV-11的光轉換油墨組合物的(A)光轉換效率提升3%至4%,半峰全寬下降5奈米至6奈米,膜厚變化率和TiO
2團聚發生面積減小。
另外,可以看出,與僅進一步含有抗氧化劑的實施例IV-1至IV-11的光轉換油墨組合物相比,進一步含有抗氧化劑和硫醇化合物的實施例IV-13的光轉換油墨組合物的(A)光轉換效率提升2%至3%,膜厚變化率和TiO
2團聚發生面積進一步減少。
由此可見,進一步包含抗氧化劑和硫醇化合物中的至少一者的光轉換油墨組合物的優勢在於光轉換效率和色純度優異,膜厚變化很小,且防止散射粒子團聚。
此外,可以看出,以光轉換油墨組合物中固體成分總重量計包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式8表示的化合物的實施例IV-1至IV-11的光轉換油墨組合物與該化合物的含量分別為0.1重量%和15重量%的參考例1和2的光轉換油墨組合物相比,具有更優異的(A)光轉換效率,且膜厚變化和TiO
2團聚發生面積減少。
因此,可以看出,以光轉換油墨組合物中固體成分的總重量計包含大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式8表示的化合物的光轉換油墨組合物的優勢在於,具有優異的光轉換效率,膜厚的變化很小,且防止散射粒子團聚。
<
實驗例
V>
合成例
製備例
A
:
AgInGaS/GaS
核殼發光粒子的合成及分散液的製備
將0.0625毫莫耳的碘化銀(AgI,99.999%)、1.25毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和1毫莫耳的硫(99.998%)與1-十二烷基硫醇(DDT≥98%)1.5毫升和油胺(OLA,70%)5毫升一同放入燒瓶(三口瓶)中製備混合液,將混合液加熱至120℃以脫氣,然後進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了30分鐘以生長AGS核QD。將0.01毫莫耳的乙酸銦(In(Ac)
3,99.99%)添加到AGS核溶液中。將混合液加熱至120℃以脫氣後,進行N
2吹掃的同時升溫至生長溫度240℃。在此溫度下保持了10分鐘以生長AIGS核QD。
將AIGS核QD與7毫升的油胺、0.1毫莫耳的乙醯丙酮鎵(Ga(acac)
3,99.99%)和0.1毫莫耳的1,3-二甲基硫脲混合,並迅速升溫至230°C。在惰性條件下,每分鐘提高2℃以升溫至280℃。將溶液再次冷卻至室溫,進行了30分鐘脫氣以除去未參與反應的硫化合物。將量子點沉澱在乙醇中,離心純化,然後進行了減壓乾燥,得到AgInGaS/GaS量子點粉末。將獲得的量子點粉末與1,6-己二醇二丙烯酸酯以1:1的比例混合,由此製備了AgInGaS/GaS分散液。
實施例、比較例和參考例:光轉換油墨組合物的製備
按照下表12至14中所示的組成混合各組分,由此製備了光轉換油墨組合物(單位:重量%)。
[表12]
光轉換油墨組合物 | 實施例 | ||||||||||
V-1 | V-2 | V-3 | V-4 | V-5 | V-6 | V-7 | V-8 | V-9 | V-10 | ||
QD分散液(A) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-2) | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-3) | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-4) | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-5) | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-6) | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-7) | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | |
添加劑(E-8) | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | |
添加劑(E-9) | - | - | - | - | -- | - | - | 5 | - | - | |
添加劑(E-10) | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | |
添加劑(E-11) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | |
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
[表13]
光轉換油墨組合物 | 實施例 | |||||||||||
V-11 | V-12 | V-13 | V-14 | V-15 | V-16 | V-17 | V-18 | V-19 | V-20 | V-21 | ||
QD分散液(A) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 | 32 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-12) | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-13) | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-14) | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-15) | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-16) | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-17) | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | - | |
添加劑(E-18) | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | - | |
添加劑(E-19) | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | - | |
添加劑(E-20) | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | - | |
添加劑(E-21) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | - | |
添加劑(E-22) | - | - | - | - | - | - | - | - | - | - | 5 | |
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
[表14]
-A:根據製備例的AgInGaS/GaS分散液
-B-1:1,6-己二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-B-2:聚乙二醇二丙烯酸酯(Shin Nakamura Chemical公司)
-C:TiO2(Huntsman公司,TR-88,粒徑220奈米)
-D:二苯基(2,4,6-三甲基苯甲醯基)氧化膦(Aldrich公司)
-E-1:SH8400(Dow Corning Toray Silicone公司)
-E-2:化學式9-1的化合物(N,N-二乙基-1,3-二胺基丙烷,TCI公司)
-E-3:化學式9-2的化合物(N,N-二異丙基乙二胺,TCI公司)
-E-4:化學式9-3的化合物(N,N-二丁基乙二胺,TCI公司)
-E-5:化學式9-4的化合物(3-(二丁胺基)丙胺,TCI公司)
-E-6:化學式9-5的化合物(N-(3-胺基丙基)二乙醇胺,TCI公司)
-E-7:化學式9-6的化合物(N-(3-胺基丙基)-N-甲基苯胺,TCI公司)
-E-8:化學式9-7的化合物(N,N-二乙基-1,4-環己二胺,TCI公司)
-E-9:化學式9-8的化合物(N-(2-胺基乙基)-N-苯基苯胺,amadischem公司)
-E-10:化學式9-9的化合物(N-(3-胺基丙基)-N-苄基-N-甲胺,Aldrich公司)
-E-11:化學式9-10的化合物(N,N-二苄基乙二胺,Syntechem公司)
-E-12:化學式9-11的化合物((2-胺基乙基)雙(2-吡啶基甲基)胺,amadischem公司)
-E-13:化學式9-12的化合物(雙(2-羥乙基)己胺,Syntechem公司)
-E-14:化學式9-13的化合物(2-(4-胺基苯基)乙胺,TCI公司)
-E-15:化學式9-14的化合物(2,2'-[1,2-伸苯基雙(氧基)]二乙胺,Combi Blocks(康比樂)公司)
-E-16:化學式9-15的化合物(3,3',5,5'-四甲基聯苯胺,TCI公司)
-E-17:化學式9-16的化合物(1,8-二胺基萘,TCI公司)
-E-18:化學式9-17的化合物(3,3'-二甲基萘啶,TCI公司)
-E-19:化學式9-18的化合物(6,6'-二胺基-2,2'-聯吡啶,TCI公司)
-E-20:化學式9-19的化合物(鄰二茴香胺,TCI公司)
-E-21:化學式9-20的化合物(2,2'-二胺基-4,4'-聯噻唑,TCI公司)
-E-22:化學式9-21的化合物(2,2'-雙(三氟甲基)聯苯胺,TCI公司)
-E-23:1,8-二胺基辛烷(TCI公司)
-E-24:N,N-二乙基-1,4-環己二胺(TCI公司)
-F:Sumilizer-GP(Sumitomo Chemical公司)
光轉換油墨組合物 | 實施例 | 比較例 | 參考例 | |||||
V-22 | V-23 | V-1 | V-2 | V-3 | V-1 | V-2 | ||
QD分散液(A) | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 | |
可聚合單體 | B-1 | 36 | 27 | 37 | 32 | 32 | 36.9 | 22 |
B-2 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | 10 | |
散射粒子(C) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | |
光聚合引發劑(D) | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | 2.5 | |
添加劑(E-1) | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | 0.5 | |
添加劑(E-12) | 1 | 10 | - | - | - | 0.1 | 15 | |
添加劑(E-23) | - | - | - | 5 | - | - | ||
添加劑(E-24) | - | - | - | - | 5 | - | - | |
抗氧化劑(F) | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 | 5 |
實驗例
1. 光轉換塗層的製備及光轉換效率的測量
將實施例和比較例中製備的各光轉換油墨組合物藉由噴墨法塗布在5公分×5公分的玻璃基板上,然後在氮氣條件下使用395奈米藍色LED以4000 mJ/cm
2照射,接著在氮氣條件下在熱板上以180℃加熱30分鐘,由此製備了光轉換塗層。
將製備的光轉換塗層放置在藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)上方,然後使用亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument Systems公司)利用以下公式測定了光轉換效率。測量結果列於下表15中。
2. 發射光譜的半峰全寬(FWHM)
將製備的光轉換塗層置於藍色光源(XLamp XR-E LED,Royal blue 450,Cree公司)上方,然後獲取了藉由亮度計(CAS140CT Spectrometer,Instrument systems公司)測量的發射光譜的半峰全寬值。
測得的半峰全寬值如下表所示,半峰全寬值越低,色純度越好。特別是當半峰全寬為40奈米以下時,可期待更優異的色純度。
3. 噴墨吐出性能
將如上製備的光轉換油墨組合物填充到Unijet公司的噴墨印刷設備中,然後將噴頭溫度固定在40℃,接著持續吐出油墨1分鐘,然後靜置30分鐘,隨後再次進行吐出。根據以下標準評估了吐出性能。
<評估標準>
○:可再吐出,液滴直進性良好
△:可再吐出,但產生液滴曲線
X:無法再吐出
4. 噴嘴潤濕性
將如上製備的光轉換油墨組合物填充到Unijet公司的噴墨印刷設備中,然後將噴頭溫度固定在40°C,接著持續吐出油墨30分鐘後,確認噴嘴面是否由油墨組合物潤濕。
[表15]
評估結果 | 光轉換效率(%) | 半峰全寬(奈米) | 吐出性能 | 噴嘴潤濕性 |
實施例V-1 | 33 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-2 | 33 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-3 | 33 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-4 | 34 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-5 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-6 | 32 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-7 | 32 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-8 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-9 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-10 | 34 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-11 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-12 | 35 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-13 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-14 | 35 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-15 | 35 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-16 | 35 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-17 | 34 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-18 | 35 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-19 | 33 | 38 | ○ | 未出現 |
實施例V-20 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-21 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-22 | 34 | 37 | ○ | 未出現 |
實施例V-23 | 36 | 38 | ○ | 未出現 |
比較例V-1 | 24 | 46 | X | 出現 |
比較例V-2 | 30 | 37 | X | 出現 |
比較例V-3 | 30 | 37 | X | 出現 |
參考例V-1 | 25 | 45 | △ | 部分出現 |
參考例V-2 | 36 | 37 | △ | 部分出現 |
參照實驗資料,包含由化學式9表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物具有大於30%的光轉換效率和40奈米以下的半峰全寬,而不含由化學式9表示的化合物的比較例的光轉換油墨組合物具有30%以下的光轉換效率和大於40奈米的半峰全寬。因此,可以看出,與不包含由化學式9表示的化合物的光轉換油墨組合物相比,包含由化學式9表示的化合物的光轉換油墨組合物具有提升的光轉換效率和半峰寬。此外,包含化學式9表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物在油墨吐出後可再次進行吐出,且具有良好的液滴直進性,因此可判斷為吐出性能優異,由於即使在吐出油墨後,噴嘴面也未被光轉換油墨組合物潤濕,因此可以看出它具有優異的噴射性能。因此,能夠提供在連續製程過程中具有很高的色純度的優異的光轉換油墨組合物。
另外,由以組合物中固體成分的總重量計含有大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式9表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜的光轉換效率超過30%,吐出性能優異,同時不出現噴嘴潤濕,而由以組合物中固體成分的總重量計分別含有0.1重量%和15重量%的由化學式9表示的化合物的參考例的光轉換油墨組合物形成的塗膜的光轉換效率為25至36%,吐出性能為普通水準,且出現了一些噴嘴潤濕。
因此可以確認,由以組合物中固體成分的總重量計含有大於0.1重量%且小於15重量%的由化學式9表示的化合物的實施例的光轉換油墨組合物形成的塗膜與由該化合物的含量不在上述範圍內的參考例的光轉換油墨組合物形成的塗膜相比,提高吐出油墨後的噴墨性能。
無
:無。
Claims (16)
- 一種光轉換油墨組合物,其包含發光粒子、可聚合單體及添加劑,其中該添加劑包含選自以下化學式1以及化學式6至化學式9中的至少一者: [化學式1] 在化學式1中, R a、R b和R c各自獨立為氫、經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基、或含有至少二個氮原子的具有2至50個碳原子的烴基, [化學式6] 在化學式6中, R 61和R 62各自獨立為經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有5至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的雜伸芳基、經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的芳基伸烷基、或者經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的雜芳基伸烷基; R 63為經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烯基、經取代或未經取代的具有5至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基氧基、或者經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基硫醇基; R 64和R 65各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的烷基; X 6和Y 6各自獨立為氫或羥基, [化學式7] 在化學式7中, R 71為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基; R 72為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基或 ; R 73為經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的伸芳基; R 74是經取代或未經取代的具有6至20個碳原子的芳基或烷基, [化學式8] 在化學式8中, R 81和R 82各自獨立為氫原子或甲基; R 83、R 84和R 85各自獨立為直接鍵、經取代或未經取代的具有1至20個碳原子的伸烷基、經取代或未經取代的具有3至10個碳原子的伸環烷基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有2至15個碳原子的雜伸芳基、經取代或未經取代的具有6至30個碳原子的芳基伸烷基、經取代或未經取代的具有3至30個碳原子的雜芳基伸烷基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的伸烯基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的伸炔基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的烷氧基伸烷基、經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的二烷氧基伸烷基、-(CH 2O)-、-(CH 2CH 2O)-、或-(CH 2CH(CH 3)O) l8-; X 8為經取代或未經取代的具有1至20個碳原子的烷基、經取代或未經取代的具有3至10個碳原子的環烷基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的芳基、經取代或未經取代的具有2至15個碳原子的雜芳基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的烯基、經取代或未經取代的具有2至10個碳原子的炔基、經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷氧基、羥基、胺基、硫醇基、或羧基; Y 8為直接鍵、酯基或醯胺基; l8和n 8分別是1至20的整數, [化學式9] 在化學式9中, R 91和R 92各自獨立為單鍵、具有1至10個碳原子的烷氧基伸烷基、具有1至10個碳原子的二價或三價胺基、具有1至10個碳原子的伸芳基、或者經取代或未經取代的具有1至10個碳原子的伸烷基; A 9為經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的伸芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的雜芳基、經取代或未經取代的具有5至20個碳原子的雜伸芳基、或經取代或未經取代的具有4至20個碳原子的雜環伸烷基; n 9是0至1。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,其中化學式1包括由以下化學式2至化學式5表示的化合物中的至少一者: [化學式2] 在化學式2中, R 1、R 2、R 4、R 6和R 7各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基; R 3和R 5各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基, [化學式3] 在化學式3中, R 8、R 9、R 11、R 13、R 15和R 16各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基, R 10、R 12和R 14各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基, [化學式4] 在化學式4中, R 17、R 18、R 21、R 22、R 24和R 25各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基; R 19、R 20和R 23各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基, [化學式5] 在化學式5中, R 17、R 18、R 20、R 22、R 24、R 26和R 27各自獨立為氫、或者經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的烷基, R 19、R 21、R 23和R 25各自獨立為經取代或未經取代的具有1至5個碳原子的伸烷基。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,其中以該光轉換油墨組合物的固體成分總量為100重量%計,由化學式1表示的化合物的含量為0.01至10重量%。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,其中該可聚合單體包含由以下化學式10表示的化合物: [化學式10] 在化學式10中, R 281為具有1至20個碳原子的伸烷基、伸苯基或具有3至10個碳原子的伸環烷基; R 291各自獨立為氫或甲基; m 10是1至15的整數。
- 如請求項4所述的光轉換油墨組合物,其中該可聚合單體更包含單官能基單體或具有至少三個不飽和雙鍵的多官能基單體。
- 如請求項4所述的光轉換油墨組合物,其中由化學式10表示的化合物包含選自以下群組的至少一者:1,6-己二醇二丙烯酸酯、聚乙二醇二丙烯酸酯、2-羥基-3-甲基丙烯醯丙基丙烯酸酯、1,9-雙丙烯醯氧基壬烷和三丙二醇二丙烯酸酯。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,更包含選自以下群組的至少一者:散射粒子、光聚合引發劑、添加劑和溶劑。
- 如請求項7所述的光轉換油墨組合物,其中該散射粒子包含選自以下群組的至少一者:Al 2O 3、SiO 2、ZnO、ZrO 2、BaTiO 3、TiO 2、Ta 2O 5、Ti 3O 5、ITO、IZO、ATO、ZnO-Al、Nb 2O 3、SnO和MgO。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,更包含抗氧化劑。
- 如請求項9所述的光轉換油墨組合物,其中該抗氧化劑包含以下中的至少一者:酚類化合物、磷類化合物和硫類化合物。
- 如請求項1所述的光轉換油墨組合物,其中該光轉換油墨組合物為不含溶劑的非溶劑型。
- 一種光轉換層疊基板,其是使用如請求項1至11中任一項所述的光轉換油墨組合物所製造。
- 一種背光單元,包括如請求項12所述的光轉換層疊基板。
- 一種光轉換畫素基板,其畫素是使用如請求項1至11中任一項所述的光轉換油墨組合物所製造。
- 一種圖像顯示裝置,包括如請求項13所述的背光單元。
- 一種圖像顯示裝置,包括如請求項14所述的光轉換畫素基板。
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