TWI795917B - 用於電泳設備的可固化組成物、使用其的固化層及顯示裝置 - Google Patents

用於電泳設備的可固化組成物、使用其的固化層及顯示裝置 Download PDF

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Abstract

提供一種用於電泳設備的可固化組成物、使用所述用於電泳設備的可固化組成物製造的固化層以及使用所述固化層的顯示裝置。所述可固化組成物包含：（A）半導體奈米棒；（B）可聚合單體，包含第一單體及第二單體；（C）聚合起始劑；以及（D）溶劑，其中所述第一單體包含硫醇基，並且所述第二單體包含碳-碳雙鍵。

Description

用於電泳設備的可固化組成物、使用其的固化層及顯示裝置
本揭露是有關於一種用於電泳設備的可固化組成物、使用所述可固化組成物的固化層以及顯示裝置。 [相關申請案的交叉參考]
本申請案主張於2020年10月27日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2020-0140312號的優先權及權益，所述韓國專利申請案的全部內容併入本案供參考。
自1992年來自日本日亞化學公司（Japanese Nichia Corp.）的中村等人藉由應用低溫GaN化合物緩衝層成功地熔合高品質單晶GaN氮化物半導體以來，發光二極體（light emitting diode，LED）已得到了積極發展。LED是一種利用化合物半導體的特性將電訊號轉換成具有所需區域中的波長的光的半導體裝置，其具有其中多個載子是電子的n型半導體晶體與其中多個載子是電洞的p型半導體晶體彼此結合的結構。
此種LED半導體具有高的光轉換效率，且因此消耗極少的能量，並且具有半永久的壽命，且此外，所述LED半導體是環境友好型的，且因此被稱為作為綠色材料的光的變革。近來，隨著化合物半導體技術的發展，高亮度紅色、橙色、綠色、藍色及白色LED已得到了發展，並被應用於例如交通燈、行動電話、汽車前燈、室外廣告牌、液晶顯示器背光單元（liquid crystal display back light unit，LCD BLU）及室內/室外照明等許多領域，此在國內外一直在積極研究。具體而言，具有寬帶隙的GaN系化合物半導體是用於製造在綠色、藍色及紫外（ultraviolet，UV）區域中發光的LED半導體的材料，並且由於使用藍色LED裝置來製造白色LED裝置，因此對此進行了大量的研究。
在該些系列的研究中，正在積極進行使用具有奈米或微米單位大小的超小型LED裝置的研究，且此外，用於在發光及顯示器中利用該些超小型LED裝置的研究正在持續進行。在該些研究中，能夠向超小型LED裝置施加功率的電極、用於減小電極所佔空間的電極設置、將超小型LED裝置安裝在所設置的電極上的方法等正持續引起關注。
其中，由於超小型LED裝置的大小限制，在所設置的電極上安裝超小型LED裝置的方法仍然難以按照預期在電極上設置及安裝超小型LED裝置。原因在於超小型LED裝置是奈米級或微米級的，且因此可能無法一個接一個地用手設置及安裝在目標電極區域上。
近來，隨著對奈米級超小型LED裝置的需求不斷增加，已經嘗試將奈米級GaN系或InGaN系化合物半導體製造成棒，但仍未報道有任何組成物同時滿足噴墨特性、介電泳特性、圖案化特性。
一個實施例提供一種包含半導體奈米棒的可固化組成物，所述可固化組成物能夠使用噴墨、介電泳及濕法蝕刻同時執行圖案化。
另一實施例提供一種使用用於電泳設備的可固化組成物製造的固化層。
另一實施例提供一種包括固化層的顯示裝置。
一個實施例提供一種用於電泳設備的可固化組成物，所述可固化組成物包含：（A）半導體奈米棒；（B）可聚合單體，包含第一單體及第二單體；（C）聚合起始劑；以及（D）溶劑，其中所述第一單體包含硫醇基，並且所述第二單體在其末端包含碳-碳雙鍵。
所述第一單體可更包含酯連接基團。
所述第一單體可包括由化學式1表示的官能基。 [化學式1]
Figure 02_image001
在化學式1中， L 1及L 2各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，且 n為0或1的整數。
所述第一單體可包含選自化學式1-1至化學式1-3的至少一種化合物。 [化學式1-1]
Figure 02_image003
[化學式1-2]
Figure 02_image005
[化學式1-3]
Figure 02_image007
在化學式1-1至化學式1-3中， L 3至L 5各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基， R 1為經取代或未經取代的C1至C20烷基， n1為0至3的整數，n2為1至4的整數，且n1+n2=4。
所述第一單體可包含1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,6-己二硫醇、乙二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二-3-巰基丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巰基乙酸酯)或其組合。
所述第二單體可包括在其末端具有碳-碳雙鍵的(甲基)丙烯酸化合物。
可以9:1至1:9的重量比包含所述第一單體及所述第二單體。
所述溶劑可包含由化學式4表示的化合物。 [化學式4]
Figure 02_image009
在化學式4中， R 9至R 11各自獨立地為氫原子或C1至C10烷基， R 12為氫原子或*-C(=O)R 13（R 13為C1至C10烷基）， L 16及L 17各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基或經取代或未經取代的C6至C20伸芳基，並且 L 18為*-O-*、*-S-*或*-NH-*。
所述半導體奈米棒可具有300奈米至900奈米的直徑。
所述半導體奈米棒可具有3.5微米至5微米的長度。
所述半導體奈米棒可包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合。
所述半導體奈米棒可具有塗佈有金屬氧化物的表面。
所述金屬氧化物可包括氧化鋁、二氧化矽或其組合。
以用於所述電泳設備的所述可固化組成物的總量計，所述半導體奈米棒的含量可為0.01重量%至10重量%。
用於所述電泳設備的所述可固化組成物可更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷偶合劑；調平劑；氟系界面活性劑；或其組合。
另一實施例提供一種固化層，所述固化層使用用於電泳設備的可固化組成物製造而成。
另一實施例提供一種顯示裝置，所述顯示裝置包括所述固化層。
本發明的其他實施例包括在以下詳細描述中。
相較於現有製程，固化可在介電泳之後立即執行，藉此改善面板缺陷率及半導體奈米棒對準率。
在下文中詳細闡述本發明的實施例。然而，該些實施例為示例性的，本發明不限於此，且本發明由申請專利範圍的範圍界定。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「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，「芳基烷基」是指C6至C20芳基烷基，「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，且「伸烷氧基」是指C1至C20伸烷氧基。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「經取代」是指至少一個氫經以下代替：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、脒基、肼基、腙基、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。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「雜」是指在化學式中包括選自N、O、S及P中的至少一個雜原子的基團。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「(甲基)丙烯酸酯」是指「丙烯酸酯」及「甲基丙烯酸酯」兩者，且「(甲基)丙烯酸系」是指「丙烯酸系」及「甲基丙烯酸系」兩者。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，用語「組合」是指混合或共聚合。
如本文所使用，除非另外提供具體定義，否則當化學鍵未繪製在應給出處時，氫原子鍵結在所述位置。
如本文所使用，用語「半導體奈米棒」是指具有奈米大小的直徑的棒狀半導體。
如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「*」指示連接有相同或不同原子或化學式的點。
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物包含：（A）半導體奈米棒；（B）可聚合單體，包含第一單體及第二單體；（C）聚合起始劑；以及（D）溶劑，其中所述第一單體包含硫醇基，並且所述第二單體包含碳-碳雙鍵。
近來，已積極地進行了對具有提高例如微型LED、迷你型LED及類似LED等傳統LED的能量效率並防止所述傳統LED的效率下降的效果的各種概念的研究。其中，使用電場的InGaN系奈米棒LED的對準（電泳）作為一種顯著降低微型LED、迷你型LED及類似LED的複雜且昂貴的製程成本的方法而引起關注。
為藉由半導體奈米棒的對準來製造面板，執行了極為複雜及漫長的製程，例如用於無機沈積層圖案的噴墨塗佈-介電泳對準-溶劑乾燥-無機沈積-光阻圖案化。當使用根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物時，由於不需要無機沈積製程，因此相較於現有製程，具有可改善面板缺陷率及對準率的優點。
在下文中，將詳細描述各組分。 （A）半導體奈米棒
半導體奈米棒可包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合，且其表面可被塗佈以金屬氧化物。
為確保半導體奈米棒墨水溶液（半導體奈米棒+溶劑）的分散穩定性，通常花費約3小時，此時間不足以執行大面積噴墨製程。因此，在經過多次試驗後，本發明的發明人已藉由在半導體奈米棒的表面上塗佈金屬氧化物（例如，氧化鋁、二氧化矽或其組合）而開發出絕緣膜（Al 2O 3或SiO x），以使與下述溶劑的相容性最大化。
舉例而言，塗佈有金屬氧化物的絕緣膜可具有40奈米至60奈米的厚度。
半導體奈米棒包括n型限制層及p型限制層，並且多量子阱（multi quantum well，MQW）主動區域可設置在n型限制層與p型限制層之間。（參照圖1）
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括氧化鋁絕緣層時，其可具有5克/立方公分至6克/立方公分的密度。
舉例而言，半導體奈米棒可具有1×10 -13克至1×10 -11克的質量。
當半導體奈米棒具有上述直徑、長度、密度及類型時，可容易地執行金屬氧化物的表面塗佈，使得半導體奈米棒的分散穩定性可最大化。
以可固化組成物的總量計，可以0.01重量%至10重量%、例如0.02重量%至8重量%、例如0.03重量%至5重量%的量包含半導體奈米棒。當在上述範圍內包含半導體奈米棒時，在墨水中的分散性良好，並且製備的圖案可具有優異的亮度。 （B）可聚合單體
在現有顯示器及電子材料中使用的圖案化組成物中，使用丙烯酸系黏合劑樹脂或卡多系黏合劑樹脂。在使用黏合劑樹脂的羧酸的酸性進行圖案曝光之後，藉由使用鹼性顯影溶液（水性KOH，TMAH溶液）溶解未曝光區域（未固化區域）來進行圖案化。然而，由於存在作為有機聚合物的黏合劑樹脂，整個溶液在黏彈性及高溫穩定性方面是不利的。藉由黏合產生的聚集可能發生在半導體奈米棒的表面上，此不利地影響噴墨特性、分散穩定性及介電泳特性。
然而，根據實施例的可固化組成物是具有不同於先前技術的全新概念的圖案固化組成物，其藉由新設計在噴墨特性及介電泳特性方面有利的可聚合單體而克服了所有傳統問題。
舉例而言，第一單體可更包括酯連接基團。
作為可顯影丙烯酸黏合劑樹脂的顯影位點的羧酸的pKa為5。當遇到水性KOH顯影溶液時，所有位點以水溶性鹽的形式以平衡常數K=1011發生反應，並溶解在水中。代替現有的羧酸，酯的α，β-位處硫醇的pKa約為8至9.5，且當遇到水性KOH時，所有位點亦在水溶性鹽中以平衡常數K=108發生反應，並溶解在水中。硫醇化合物不溶於中性水，並且是相分離的，但在鹼性水溶液（例如，水性KOH或TMAH）中，一種鹽形成並立即溶解。
藉由使用含硫醇基的化合物（硫醇化合物）及硫醇烯反應（其為快速且可靠的點擊反應（click reaction））的特性，在不使用現有丙烯酸系黏合劑樹脂或卡多系黏合劑樹脂的情況下，僅用單體便達成了圖案可顯影性。當硫醇烯反應在曝光區域中進行時，硫醇的酸性質子參與反應並消失，並且所得物可能由於交聯而在水性鹼性顯影溶液中變得具有惰性。另一方面，在非曝光區域中未進行硫醇烯反應的部分中硫醇的酸性質子仍然存在，並且其溶解在水性鹼性顯影溶液中以賦予可顯影性。
亦即，由於根據實施例的可固化組成物僅由單體構成而無有機聚合物（黏合劑樹脂），因此相較於包含傳統黏合劑樹脂的顯影溶液，其在噴墨特性及介電泳特性方面可能是有利的。
舉例而言，第一單體可包括由化學式1表示的官能基。 [化學式1]
Figure 02_image001
在化學式1中， L 1及L 2各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，且 n為0或1的整數。
舉例而言，第一單體可包含選自化學式1-1至化學式1-3的至少一種化合物。 [化學式1-1]
Figure 02_image003
[化學式1-2]
Figure 02_image005
[化學式1-3]
Figure 02_image007
在化學式1-1至化學式1-3中， L 3至L 5各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基， R 1為經取代或未經取代的C1至C20烷基， n1為0至3的整數，n2為1至4的整數，且n1+n2=4。
第一單體可包含1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,6-己二硫醇、乙二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二-3-巰基丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巰基乙酸酯)或其組合，但未必僅限於此。
第二單體可為在其末端包括碳-碳雙鍵的化合物。
舉例而言，第二單體可具有不同於第一單體的結構。
舉例而言，第二單體可包括在其末端具有碳-碳雙鍵的(甲基)丙烯酸化合物。
舉例而言，第二單體是在傳統熱固性或光固化組成物中使用的可聚合化合物，並且可包括二乙烯基苯、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、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、季戊四醇二丙烯酸酯、季戊四醇三丙烯酸酯、季戊四醇二丙烯酸酯、二季戊四醇三丙烯酸酯、二季戊四醇五丙烯酸酯、季戊四醇六丙烯酸酯、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（novolacepoxyacrylate）、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、由日本化學公司（Japan Chemical Company）製造的卡亞拉得（KAYARAD）DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120、KAYARAD DPEA-12或其組合，但未必僅限於此。
可以9:1至1:9的重量比包含第一單體及第二單體。
根據實施例，以構成可固化組成物的固體的總量計，第一單體的含量可為2重量%至80重量%。
根據實施例，以構成可固化組成物的固體的總量計，第二單體的含量可為2重量%至80重量%。 （C）聚合起始劑
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物包含聚合起始劑，例如光聚合起始劑、熱聚合起始劑或其組合。
光聚合起始劑可為常用於可固化組成物中的起始劑，例如苯乙酮系化合物（acetophenone-based compound）、二苯甲酮系化合物（benzophenone-based compound）、噻噸酮系化合物（thioxanthone-based compound）、安息香系化合物（benzoin-based compound）、三嗪系化合物（triazine-based compound）、肟系化合物（oxime-based compound）及胺基酮系化合物，但未必受限於此。
苯乙酮系化合物的實例可為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、對第三丁基三氯苯乙酮、對第三丁基二氯苯乙酮、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-嗎啉基丙-1-酮、2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)-丁-1-酮及類似物。
二苯甲酮系化合物的實例可包括二苯甲酮、苯甲酸苯甲醯基酯、苯甲酸苯甲醯基甲酯、4-苯基二苯甲酮、羥基二苯甲酮、丙烯酸化二苯甲酮、4,4'-雙(二甲基胺基)二苯甲酮、4,4'-雙(二乙基胺基)二苯甲酮、4,4'-二甲基胺基二苯甲酮、4,4'-二氯二苯甲酮、3,3'-二甲基-2-甲氧基二苯甲酮及類似物。
噻噸酮系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-氯噻噸酮及類似物。
安息香系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、苯甲基二甲基縮酮及類似物。
三嗪系化合物的實例可為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-聯苯基-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、雙(三氯甲基)-6-苯乙烯基-s-三嗪、2-(石腦油-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘甲醯1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪（2-(naphtho-1-yl)-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine）、2-4-雙(三氯甲基)-6-胡椒基-s-三嗪、2-4-雙(三氯甲基)-6-(4-甲氧基苯乙烯基)-s-三嗪及類似物。
肟化合物的實例可包括O-醯基肟化合物、2-(O-苯甲醯基肟)-1-[4-(苯硫基)苯基]-1,2-辛二酮、1-(O-乙醯基肟)-1-[9-乙基-6-(2-甲基苯甲醯基)-9H-咔唑-3-基]乙酮、O-乙氧基羰基-α-氧基胺基-1-苯基丙-1-酮及類似物。O-醯基肟系化合物的具體實例可包括1,2-辛二酮、2-二甲基胺基-2-(4-甲基苯甲基)-1-(4-嗎啉-4-基-苯基)-丁-1-酮、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1,2-二酮-2-肟-O-苯甲酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-辛-1-酮肟-O-乙酸酯、1-(4-苯硫基苯基)-丁-1-酮肟-O-乙酸酯及類似物。
胺基酮系化合物的實例可包括2-苯甲基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉苯基)-丁酮-1。
光聚合起始劑除所述化合物之外可更包含咔唑系化合物、二酮系化合物、硼酸鋶系化合物、重氮系化合物、咪唑系化合物、聯咪唑系化合物及類似物。
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並隨後傳輸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、季戊四醇四-3-巰基丙酸酯、二季戊四醇四-3-巰基丙酸酯及類似物。
熱聚合起始劑的實例可為過氧化物，具體而言過氧化苯甲醯、過氧化二苯甲醯、過氧化月桂基、過氧化二月桂基、過氧化二第三丁基、過氧化環己烷、過氧化甲乙酮、氫過氧化物（例如第三丁基氫過氧化物、枯烯氫過氧化物）、過氧化二碳酸二環己基酯、2,2-偶氮-雙(異丁腈)、過苯甲酸第三丁酯及類似物，且亦可為2,2'-偶氮雙-2-甲基丙腈及類似物，但未必受限於此，且可包括相關領域中眾所習知的任意起始劑。
以構成用於電泳設備的可固化組成物的固體的總量計，聚合起始劑的含量可為1重量%至5重量%，例如2重量%至4重量%。當在所述範圍內包含聚合起始劑時，可固化組成物可在曝光或熱固化期間充分固化，且因此獲得優異的可靠性。 （D）溶劑
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物包含溶劑。
近年來，隨著對奈米級微型LED裝置的需要不斷增加，已經嘗試將奈米級GaN系或InGaN系化合物半導體製造成棒，但奈米棒本身存在在溶液（或可聚合化合物）中的分散穩定性大大劣化的問題。迄今為止，仍未引入改善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。
已用於傳統顯示器及電子材料中的有機溶劑（例如，丙二醇單甲醚乙酸酯（propylene glycol monomethyl ether acetate，PEGMEA）、γ-丁內酯（γ-butyrolactone，GBL）、聚乙二醇甲醚（polyethylene glycol methyl ether，PGME）、乙酸乙酯、異丙醇（isopropylalcohol，IPA）及類似物）具有如此低的黏度，以至於具有高密度的無機材料奈米棒顆粒太快沈降，從而導致不令人滿意的介電泳特性。因此，為開發NED墨水，需要使用一種能夠提供棒的沈降穩定性的溶劑。
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物中的溶劑可包含由化學式4表示的化合物。 [化學式4]
Figure 02_image009
在化學式4中， R 9至R 11各自獨立地為氫原子或C1至C10烷基， R 12為氫原子或*-C(=O)R 13（R 13為C1至C10烷基）， L 16及L 17各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基或經取代或未經取代的C6至C20伸芳基，並且 L 18為*-O-*、*-S-*或*-NH-*。
舉例而言，由化學式4表示的化合物可為檸檬酸。
舉例而言，由化學式4表示的化合物可由化學式4-1至化學式4-6中的任一者表示，但未必僅限於此。 [化學式4-1]
Figure 02_image012
[化學式4-2]
Figure 02_image014
[化學式4-3]
Figure 02_image016
[化學式4-4]
Figure 02_image018
[化學式4-5]
Figure 02_image020
[化學式4-6]
Figure 02_image022
以用於電泳設備的可固化組成物的總量計，溶劑的含量可為15重量%至90重量%，例如15重量%至85重量%，或者例如20重量%至80重量%。 （E）其他添加劑
根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物可更包含聚合抑制劑，所述聚合抑制劑包括氫醌系化合物、兒茶酚系化合物或其組合。由於根據實施例的可固化組成物更包含氫醌系化合物、兒茶酚系化合物或其組合，因此在印刷（塗佈）可固化組成物之後，在曝光期間可防止在室溫下的交聯。
舉例而言，氫醌系化合物、兒茶酚系化合物或其組合可包括氫醌、甲基氫醌、甲氧基氫醌、第三丁基氫醌、2,5-二第三丁基氫醌、2,5-雙(1,1-二甲基丁基)氫醌、2,5-雙(1,1,3,3-四甲基丁基)氫醌、兒茶酚、第三丁基兒茶酚、4-甲氧基苯酚、五倍子酚、2,6-二第三丁基-4-甲基苯酚、2-萘酚、三(N-羥基-N-亞硝基苯基胺基-O,O')鋁或其組合，但未必受限於此。
氫醌系化合物、兒茶酚系化合物或其組合可以分散體型使用，並且以可固化組成物的總量計，可包含0.001重量%至1重量%、例如0.01重量%至0.1重量%的量的分散體型的聚合抑制劑。當在上述範圍內包含穩定劑時，可解決在室溫下老化的問題，且可防止靈敏度降低及表面剝離。
除聚合抑制劑外，根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物可更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷系偶合劑；調平劑；氟系界面活性劑；或其組合。
舉例而言，用於電泳設備的可固化組成物可更包含具有例如羧基、甲基丙烯醯基、異氰酸酯基、環氧基及類似基團等反應性取代基的矽烷偶合劑，以改善其與基板的黏合性。
矽烷系偶合劑的實例可包括三甲氧基矽烷基苯甲酸、γ-甲基丙烯基氧基丙基三甲氧基矽烷、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)乙基三甲氧基矽烷及類似物。該些偶合劑可單獨使用或者以二或更多種的混合物形式使用。
以100重量份的用於電泳設備的可固化組成物計，可包含0.01重量份至10重量份的量的矽烷系偶合劑。當在所述範圍內包含矽烷偶合劑時，可改善緊密接觸性質、儲存性質及類似性質。
此外，必要時，用於電泳設備的可固化組成物可更包含界面活性劑（例如，氟系界面活性劑）以改善塗佈並防止缺陷。
氟系界面活性劑的實例可為BM化學公司（BM Chemie Inc.）的BM-1000 ®及BM-1100 ®；大日本油墨化工有限公司（Dainippon Ink Kagaku Kogyo Co., Ltd.）的美佳法（MEGAFACE）F 142D ®、美佳法F 172 ®、美佳法F 173 ®及美佳法F 183 ®；住友3M有限公司（Sumitomo 3M Co., Ltd.）的弗洛拉德（FULORAD）FC-135 ®、弗洛拉德FC-170C ®、弗洛拉德FC-430 ®及弗洛拉德FC-431 ®；旭硝子玻璃有限公司（ASAHI Glass Co., Ltd.）的沙福隆（SURFLON）S-112 ®、沙福隆S-113 ®、沙福隆S-131 ®、沙福隆S-141 ®及沙福隆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 ®及類似物；DIC有限公司（DIC Co., Ltd.）的F-482、F-484、F-478、F-554及類似物。
以100重量份的用於電泳設備的可固化組成物計，可以0.001重量份至5重量份的量包含氟系表面活性劑。當在上述範圍內包含氟系表面活性劑時，可確保玻璃基板上的優異潤濕性以及塗佈均勻性，並且可能不會產生污點。
此外，可在不損害物理性質的範圍內進一步向用於電泳設備的可固化組成物中添加一定量的其他添加劑（例如，抗氧化劑及穩定劑）。
另一實施例提供一種使用用於電泳設備的可固化組成物的固化層。
另一實施例提供一種包括固化層的顯示裝置或使用用於電泳設備的可固化組成物製造的顯示裝置。
在下文中，參照實例更詳細地說明本發明。然而，該些實例不應在任何意義上被解釋為限制本發明的範圍。 （製備用於電泳設備的可固化組成物） 實例 1 至實例 4 及比較例 1 及比較例 2
使奈米棒圖案化的GaN晶圓（4英吋）在40毫升硬脂酸（1.5毫莫耳/升（mM））中於室溫下反應了24小時。在反應後，將奈米棒圖案化的GaN浸入50毫升丙酮中5分鐘以移除過量的硬脂酸，且另外，使用40毫升丙酮沖洗晶圓的表面。將清洗過的晶圓與35毫升GBL一起放入27千瓦的浴式超音波發生器中，且然後進行超音波處理5分鐘，以使棒與晶圓表面分離。將分離的棒放入FALCON管中進行離心，並向其中添加10毫升GBL，以在浴表面（bath surface）上對棒進行額外洗滌。然後，藉由以4000轉/分鐘（rpm）離心10分鐘而自其捨棄上清液，並在40毫升丙酮中將其中的沈澱物再分散，並用10微米篩網過濾器進行了過濾。在進行額外離心（4000轉/分鐘，10分鐘）後，在乾燥箱（100℃，1小時）中乾燥沈澱物，並量測重量，且然後，將所得物在每種墨水組成物具有根據表1的組成的墨水組成物中分散至0.2重量/重量%，以製備可固化組成物。 （表1） （單位：克）
    實例1 實例2 實例3 實例4 比較例1 比較例2
第一單體 季戊四醇四(2-巰基乙酸酯) 2.51   2.6 1.60 - 2.51
季戊四醇四(3-巰基丙酸酯) - 2.51 -   - -
第二單體 1,3,5-三烯丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-1H,3H及5H-三酮 1.60 1.60 2.6 2.51 1.60 -
光聚合起始劑 PBG304 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12 0.12
溶劑 化學式4-4 25.3 25.3 25.3 25.3 25.3 25.3
其他添加劑 F-554 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006 0.006
阻聚劑（MHQ） 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007 0.007
（合成由化學式4-4表示的化合物）
將檸檬酸（100克，0.5205莫耳）溶解在500毫升甲醇中，且向其中添加對甲苯磺酸（0.99克，0.00521莫耳），且然後在回流條件下反應了12小時。12小時後，使用旋轉蒸發器自其中移除溶劑，並向其中添加了500毫升乙酸乙酯。萃取其中產生的有機層，並用300毫升水性10% NaHCO 3水溶液洗滌了兩次，且另外用鹽水洗滌了一次。隨後，用MgSO 4乾燥了有機層，且然後進行了矽藻土過濾。在過濾後，乾燥溶劑以獲得由化學式4-4表示的化合物（乙醯檸檬酸三甲酯）。 [化學式4-4]
Figure 02_image024
評估 1 ：可固化組成物的沈降速率及介電泳特性
使用特比斯堪（Turbiscan）量測了根據實例1至實例4及比較例1及比較例2的可固化組成物的沈降速率及介電泳特性，且結果示於表2中。
用以下方法量測了介電泳特性。
首先，將500微升的每種奈米棒墨水組成物塗佈在薄膜金基本叉指式線型電極（ED-cIDE4-Au，麥克盧克斯技術公司（Micrux Technologies））上，並在向其施加電場（25千赫茲（KHz），±30伏特（v））後，等待1分鐘。隨後，使用熱板乾燥溶劑，並使用顯微鏡對電極之間的中心中的對準者的數量（ea）及未對準者的數量（ea）進行計數，且因此評估介電泳特性。 （表2）
  實例1 實例2 實例3 實例4 比較例1 比較例2
沈降速度 （毫米/小時） 0.11 0.10 0.08 0.12 0.16 0.18
介電泳特性（%） 92% 94% 93% 90% 92% 93%
如表2所示，相較於比較例1及比較例2，實例1至實例4表現出低沈降速率，且同時表現出優異的介電泳特性，且因此，根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物大大改善了半導體奈米棒的分散穩定性，且同時具有極為優異的介電泳特性，且因此可適用於大面積塗佈及面板生產。 評估 2 ：可固化組成物的噴墨特性及圖案解析度
藉由使用黏度計（RV-2轉軸，23轉/分鐘（rpm），DV-II，布魯克菲爾德工程實驗室公司（Brookfield Engineering Laboratories, Inc.））量測了根據實例1至實例4以及比較例1及比較例2的每種可固化組成物在25℃下的初始黏度，且結果示於表3中，且此外，再次量測15天後其黏度並與初始黏度進行比較，且當黏度增加0.5厘泊或小於0.5厘泊或15天後未變化時，其噴墨特性被評估為「良好」，但當黏度增加大於0.5厘泊時，噴墨特性被評估為「較差」，且結果示於表3中。黏度隨時間變化愈小，噴墨特性愈佳。
藉由用旋轉塗佈機（奧普特科特（Opticoat）MS-A150，三笠有限公司（Mikasa Co., Ltd.））在玻璃基板上將每種可固化組成物塗佈至3微米厚，使用熱板在80℃下將其軟烘烤120秒，並使用曝光機（ghi寬帶，優志旺公司（Ushio Inc.））以60毫焦耳的功率將其曝光，來評估可固化組成物的圖案解析度。隨後，使用顯影劑（SSP-200，SVS）用0.2重量%氫氧化鉀（KOH）水溶液對所述組成物進行顯影。隨後，藉由光學顯微鏡檢查每個剩餘圖案的最小微米，且結果示於表3及圖2至圖5中。 （表3）
  實例1 實例2 實例3 實例4 比較例1 比較例2
初始黏度（cPs） 83 24.6 24.9 24.4 29.5 31.3
噴墨特性 良好 良好 良好 良好 較差 較差
圖案解析度 （μm） 5 4.5 10 15 圖案損失 圖案損失
如表3及圖2至圖5所示，相較於比較例1及比較例2，實例1至實例4表現出優異的噴墨特性及圖案解析度。（由於比較例1及比較例2的可固化組成物未適當固化，因此在顯影後膜及圖案自身未保留。）
儘管已結合當前被視為實用示例性實施例者闡述了本發明，然而應理解本發明不限於所揭露的實施例，而是相反，旨在涵蓋隨附申請專利範圍的精神及範圍內所包括的各種修改形式及等效佈置。因此，上述實施例應被理解為示例性的，而不以任何方式限制本發明。
無
圖1是根據實施例的用於電泳設備的可固化組成物中使用的半導體奈米棒的剖視圖的實例。 圖2是使用根據實例1的可固化組成物圖案化的樣品的掃描電子顯微鏡（scanning electron microscopic，SEM）照片。 圖3是使用根據實例2的可固化組成物圖案化的樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。 圖4是使用根據實例3的可固化組成物圖案化的樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。 圖5是使用根據實例4的可固化組成物圖案化的樣品的掃描電子顯微鏡（SEM）照片。
Figure 110135317-A0101-11-0002-1

Claims (16)

  1. 一種用於電泳設備的可固化組成物，包含(A)半導體奈米棒；(B)可聚合單體，包含第一單體及第二單體；(C)聚合起始劑；以及(D)溶劑，其中所述第一單體包含硫醇基，所述第二單體在其末端包含碳-碳雙鍵，並且其中所述溶劑包含由化學式4表示的化合物：
    Figure 110135317-A0305-02-0032-1
     其中，在化學式4中，R9至R11各自獨立地為氫原子或C1至C10烷基，R12為氫原子或*-C(=O)R13(R13為C1至C10烷基)，L16及L17各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基或經取代或未經取代的C6至C20伸芳基，並且L18為*-O-*、*-S-*或*-NH-*。
  2. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述第一單體更包含酯連接基團。
  3. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述第一單體包括由化學式1表示的官能基：
    Figure 110135317-A0305-02-0033-2
     其中，在化學式1中，L1及L2各自獨立地為單鍵或經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，且n為0或1的整數。
  4. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述第一單體包含選自化學式1-1至化學式1-3的至少一種化合物：
    Figure 110135317-A0305-02-0033-3
     [化學式1-2]
    Figure 110135317-A0305-02-0034-4
    Figure 110135317-A0305-02-0034-5
     其中，在化學式1-1至化學式1-3中，L3至L5各自獨立地為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，R1為經取代或未經取代的C1至C20烷基，n1為0至3的整數，n2為1至4的整數，且n1+n2=4。
  5. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述第一單體包含1,2-乙二硫醇、1,3-丙二硫醇、1,6-己二硫醇、乙二醇二巰基乙酸酯、乙二醇二-3-巰基丙酸酯、三羥甲基丙烷三(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(3-巰基丙酸酯)、季戊四醇四(2-巰基乙酸酯)或其組合。
  6. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述第二單體包括在其末端具有碳-碳雙鍵的(甲基)丙烯酸化合物。
  7. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中以9：1至1：9的重量比包含所述第一單體及所述第二單體。
  8. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述半導體奈米棒具有300奈米至900奈米的直徑。
  9. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述半導體奈米棒具有3.5微米至5微米的長度。
  10. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述半導體奈米棒包含GaN系化合物、InGaN系化合物或其組合。
  11. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述半導體奈米棒具有塗佈有金屬氧化物的表面。
  12. 如請求項11所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、二氧化矽或其組合。
  13. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，其中以用於所述電泳設備的所述可固化組成物的總量計，所述半導體奈米棒的含量為0.01重量%至10重量%。
  14. 如請求項1所述的用於電泳設備的可固化組成物，更包含丙二酸；3-胺基-1,2-丙二醇；矽烷偶合劑；調平劑；氟系界面活性劑；或其組合。
  15. 一種固化層，使用如請求項1至請求項14中任一項所述的用於電泳設備的可固化組成物製造而成。
  16. 一種顯示裝置，包括如請求項15所述的固化層。
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