TWI807755B

TWI807755B - 墨水組成物及使用其製造的層以及包括其的顯示裝置

Info

Publication number: TWI807755B
Application number: TW111112927A
Authority: TW
Inventors: 朴永祐; 金美善; 金長赫; 柳東完; 朴喆振; 柳銀善; 尹振燮; 鄭知英
Original assignee: 南韓商三星Ｓｄｉ股份有限公司
Priority date: 2021-04-07
Filing date: 2022-04-01
Publication date: 2023-07-01
Also published as: WO2022215892A1; KR102701843B1; TW202239883A; US20240166898A1; CN117120555A; KR20220139160A

Abstract

揭露一種墨水組成物、使用所述墨水組成物製造的層以及包括其的顯示裝置。所述墨水組成物包含（A）半導體奈米棒；以及（B）同時滿足三個特定條件的混合溶劑。

Description

墨水組成物及使用其製造的層以及包括其的顯示裝置

[相關申請案的交叉參考]

本申請案主張於2021年04月07日在韓國智慧財產局提出申請的韓國專利申請案第10-2021-0045452號的優先權及權益，所述韓國專利申請案全文併入本案供參考。

本揭露是有關於一種墨水組成物及使用其的層以及顯示裝置。

自1992年日本日亞化學公司(Japanese Nichia Corp.)的中村(Nakamura)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)已得到了積極開發。LED是一種利用化合物半導體的特性將電訊號轉換成波長處於所期望區域中的光的半導體裝置，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，此外，此種LED半導體是環境友好型的，且因此作為綠色材料而被稱為光的革命。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已得到了開發，並被應用於例如交通燈、行動電話、汽車頭燈、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，此在國內外一直在進行積極研究。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區域、藍色區域及紫外(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，且另外，關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裝置施加電力的電極、用於減小電極所佔空間的電極設置方式、將超小型LED裝置安裝於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裝置是奈米規模或微米規模的，且因此可能無法一個接一個地用手設置及安裝於目標電極區域上。

近來，隨著對奈米規模超小型LED裝置的需求不斷增加，已經嘗試將奈米規模GaN系或InGaN系化合物半導體製造成棒，但奈米棒本身在溶劑(或可聚合化合物)中的分散穩定性可能會大大降低。且迄今為止，尚未引入能夠提高半導體奈米棒在溶劑(或可聚合化合物)中的分散穩定性的技術。因此，對能夠提高半導體奈米棒在溶劑(或可聚合化合物)中的分散穩定性並達成高介電泳速率(dielectrophoresis rate)的包括半導體奈米棒的墨水組合物的研究仍在繼續。

實施例提供一種具有半導體奈米棒的優異的遷移性質及儲存穩定性的墨水組成物。

另一實施例提供一種使用所述墨水組成物製造的層。

另一實施例提供一種包括所述層的顯示裝置。

實施例提供一種墨水組成物，所述墨水組成物包含(A)半導體奈米棒；以及(B)混合溶劑，同時滿足以下條件i)、ii)、及iii)。

i)介電常數小於或等於20，ii)黏度為60厘泊(cps)至110厘泊，以及iii)揮發溫度為200℃至400℃。

所述溶劑可包含由化學式1至化學式7表示的化合物中的二或更多種。

[化學式1]

[化學式5]

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。

以所述墨水組成物的總量計，可以0.01重量%至10重量%的量包含所述半導體奈米棒。

所述墨水組成物可更包含丙二酸(malonic acid)；3-胺基-1,2-丙二醇(3-amino-1,2-propanediol)；矽烷系偶合劑；調平劑；氟系界面活性劑；或其組合。

所述墨水組成物可為用於電泳裝置的墨水組成物。

另一實施例提供一種使用所述墨水組成物製造的層。

另一實施例提供一種包括所述層的顯示裝置。

在以下詳細說明中包括本發明的其它實施例。

根據實施例的包含半導體奈米棒的墨水組成物可具有優異的遷移性質及儲存穩定性。

圖1是在根據實施例的墨水組成物中使用的半導體奈米棒的剖視圖的實例。

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」是指「丙烯酸」及「甲基丙烯酸」。

如本文所使用，當不另外提供具體定義時，「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，否則當在本應繪製化學鍵的位置未繪製化學鍵時，在所述位置鍵結有氫原子。

如本文所使用，「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，揮發溫度意指使所有溶劑均揮發的溫度。

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。

根據實施例的墨水組成物包含(A)半導體奈米棒；以及(B)混合溶劑，同時滿足以下三個條件(i、ii、及iii)：i)介電常數小於或等於20，ii)黏度為60厘泊至110厘泊，以及iii)揮發溫度為200℃至400℃。

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的配向(電泳)作為一種顯著降低微型LED、迷你型LED及類似LED的複雜度及昂貴製程成本的方法而引起關注。

然而，顯示器及電子材料中傳統上使用的有機溶劑(丙二醇單甲醚乙酸酯(propylene glycol monomethyl ether acetate，PGMEA)、γ-丁內酯(gamma-butyrolactone、GBL)、聚乙二醇甲醚(polyethylene glycol methyl ether，PGME)、乙酸乙酯、異丙醇(iso-propyl alcohol，IPA)及類似物)具有低的黏度，且因此具有高密度的無機奈米棒顆粒可能會沈降太快且因此發生結塊，且另外，所述有機溶劑可能會快速揮發且因此可在介電泳之後的溶劑乾燥期間發生配向特性劣化。因此，為了開發包含無機材料奈米棒(半導體奈米棒)的墨水組成物，需要具有高黏度及高沸點且因此具有優異的介電泳性質的溶劑以提高奈米棒的沈降穩定性，且在經過多次試驗後，本發明的發明者顯著地改善了墨水組成物中的半導體奈米棒的遷移性質及尤其是正常配向度(normal alignment degree)，且保持了墨水組成物的噴墨性質，且亦藉由將與半導體奈米棒一起使用的溶劑限制為三組分系統(three component system)而達成優異的儲存穩定性。

在下文中，將詳細闡述各組分。

(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，本發明的發明者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(Al₂O₃或SiO_x)，以使與後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。

以墨水組成物的總量計，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。作為另外一種選擇，以墨水組成物中的100重量份的溶劑計，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)溶劑

根據實施例的墨水組成物包含同時滿足以上三個條件的混合溶劑。

近年來，隨著對奈米規模微型LED裝置的需求不斷增加，已經嘗試將奈米規模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劑(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，尚未引入會提高半導體奈米棒在溶劑(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，PGMEA)、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)具有低的黏度，以至於具有高密度的無機奈米棒顆粒沈降太快，從而導致介電泳性質不令人滿意。因此，如上所述，為了開發用於電泳裝置的包含無機奈米棒(半導體奈米棒)的墨水組成物，應使用能夠賦予奈米棒的沈降穩定性的溶劑。

具體而言，為了提高奈米棒的儲存穩定性並賦予奈米棒的沈降穩定性，所述溶劑被控制為具有小於或等於20的介電常數及60厘泊至110厘泊的黏度，且同時應在乾燥期間在200℃至400℃下自組成物全部揮發。

由於根據實施例的墨水組成物中的溶劑同時滿足上述關於介電常數、黏度及揮發溫度的條件，因此奈米棒可具有大於或等於80%的正常配向度以及大於或等於7小時的儲存穩定性。

舉例而言，溶劑可包含由化學式1至化學式7表示的化合物中的二或更多種。

[化學式1]

以墨水組成物的總量計，可以15重量%至99.99重量%、例如20重量%至99.7重量%的量包含溶劑。

可聚合單體

根據實施例的墨水組成物可更包含可聚合化合物。可藉由對傳統可固化組成物中通常使用的單體或寡聚物進行混合來使用可聚合化合物。

舉例而言，可聚合化合物可為在末端具有碳-碳雙鍵的可聚合單體。

舉例而言，可聚合化合物可為在末端具有由化學式A-1表示的官能基或由化學式A-2表示的官能基中的至少一者的可聚合單體。

[化學式A-1]

在化學式A-1及化學式A-2中，L¹為經取代或未經取代的C1至C20伸烷基，且R⁴為氫原子或經取代或未經取代的C1至C20烷基。

可聚合化合物可藉由包括至少一個碳-碳雙鍵、具體而言由化學式A-1表示的官能基或由化學式A-2表示的官能基而與表面改質化合物形成交聯結構。具有交聯結構的產物可藉由將一種類型的立體阻礙效果加倍而進一步提高半導體奈米棒的分散穩定性。

舉例而言，在末端包括至少一個由化學式A-1表示的官能基的可聚合化合物的實例可包括二乙烯基苯、氰脲酸三烯丙酯、異氰脲酸三烯丙酯、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，但未必僅限於此。

舉例而言，在末端包括至少一個由化學式A-2表示的官能基的可聚合化合物可包括乙二醇二丙烯酸酯、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、二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、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、日本化學有限公司(Japan Chemical Co.,Ltd.)製造的KAYARAD DPCA-20、KAYARAD DPCA-30、KAYARAD DPCA-60、KAYARAD DPCA-120、卡亞拉得DPEA-12或其組合，但未必受限於此。

為了賦予更優異的可顯影性，可利用酸酐對可聚合化合物進行處理。

聚合起始劑

根據實施例的墨水組成物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-(萘並-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、2-(4-甲氧基萘酚-1-基)-4,6-雙(三氯甲基)-s-三嗪、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而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、過氧化月桂醯、過氧化二月桂醯、二第三丁基過氧化物、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，且可包括此項技術中眾所習知的任意起始劑。

以墨水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。當在所述範圍內包含聚合起始劑時，墨水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。

其他添加劑

根據實施例的墨水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。由於根據實施例的墨水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)墨水組成物之後，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，並且以墨水組成物的總量計，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，根據實施例的墨水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，墨水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重量份的墨水組成物計，可以0.01重量份至10重量份的量包含矽烷系偶合劑。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。

另外，必要時，墨水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；迪愛生有限公司(DIC Co.,Ltd.)的F-482、F-484、F-478、F-554及類似物。

以100重量份的墨水組成物計，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，可確保在玻璃基板上的優異潤濕性以及塗佈均勻性，並且可不會產生汙點。

另外，可在不損害物理性質的範圍內進一步向墨水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所述墨水組成物的層。

另一實施例提供一種包括所述層的顯示裝置，且舉例而言，顯示裝置可為電泳裝置。

以下參照實例更詳細地闡述本發明。然而，該些實例在任何意義上均不應被解釋為限制本發明的範圍。

(製備墨水組成物)

實例1至實例8及比較例1至比較例12

使奈米棒被圖案化的InGaN晶圓(4英吋)在40毫升硬脂酸(1.5毫莫耳/升(mM))中在室溫下反應了24小時。在反應後，將奈米棒被圖案化的InGaN浸入50毫升丙酮中5分鐘以移除過量的硬脂酸，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γ-丁內酯(GBL)一起放置於27千瓦的浴式超音波振盪器中，且然後進行超音波處理5分鐘以使棒自晶圓表面分離。將分離的棒放置於FALCON管中進行離心，並向其中添加10毫升GBL以在浴器(bath)的表面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，並將其中的沈澱物再分散於40毫升丙酮中並用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，並進行稱重，且將其分散至0.05重量/重量%以製備具有表1中所示的組成物的每一墨水組成物。

(混合溶劑的組成物以及溶劑的介電常數、黏度以及揮發溫度示出於表2及表3中。)

*藉由將40毫升根據實例及比較例的每一溶劑組成物放入錐形管中並使用液體介電常數量測裝置(型號871，古藤工業有限公司(Furuto Industrial Co.,Ltd.))在室溫(25℃)下對每一混合溶劑的介電常數進行量測，且藉由裝入2毫升所述溶劑組成物並使用流變計(哈克技術股份有限公司(Haake Technik GmbH))在室溫(25℃)下對其黏度進行量測。

評估：介電泳性質及儲存穩定性

(1)介電泳性質

將根據實例1至實例8及比較例1至比較例12的墨水組成物500微升分別塗佈於薄膜金基本叉指式線型電極(thin-film gold basic interdigitated linear electrode)(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(hot plate)對溶劑進行乾燥且然後利用顯微鏡進行檢查以對電極之間的中心中的已配向奈米棒顆粒的數目(ea)及未配向奈米棒顆粒的數目(ea)進行計數，且因此對介電泳性質進行評估，結果示出於表4及表5中。

(2)儲存穩定性

將根據實例1至實例8及比較例1至比較例12的墨水組成物分別取10毫升並放置於測試管(直徑：1釐米，高度：13釐米)中，且然後參考在室溫(25℃)下產生底部沈澱物的時間進行量測，結果示出於表4及表5中。

(表5)

如表4及表5所示，相較於比較例1至比較例12，實例1至實例8表現出優異的介電泳性質及儲存穩定性。

儘管已結合當前被視為可行的實例性實施例闡述了本發明，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潤飾及等效配置。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。

Claims

一種墨水組成物，包含：(A)半導體奈米棒；以及(B)混合溶劑，同時滿足以下條件i)、ii)、及iii)：i)介電常數小於或等於20，ii)黏度為60厘泊至110厘泊，以及iii)揮發溫度為200℃至400℃；其中所述混合溶劑包含由化學式1至化學式7表示的化合物中的二或更多種：

[化學式3]
如請求項1所述的墨水組成物，其中所述半導體奈米棒具有300奈米至900奈米的直徑。
如請求項1所述的墨水組成物，其中所述半導體奈米棒具有3.5微米至5微米的長度。
如請求項1所述的墨水組成物，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。
如請求項1所述的墨水組成物，其中所述半導體奈米棒具有塗佈有金屬氧化物的表面。
如請求項5所述的墨水組成物，其中所述金屬氧化物包括氧化鋁、二氧化矽或其組合。
如請求項1所述的墨水組成物，其中以所述墨水組成物的總量計，所述半導體奈米棒的含量為0.01重量%至10重量%。
如請求項1所述的墨水組成物，其中所述墨水組成物更包含丙二酸；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。
如請求項1所述的墨水組成物，其中所述墨水組成物為用於電泳裝置的墨水組成物。
一種墨水組成物的層，使用如請求項1至請求項9中任一項所述的墨水組成物製造。
一種顯示裝置，包括如請求項10所述的墨水組成物的層。