彩色顯示屏面的光電導層組合物的製作方法

2023-10-07 05:51:29

專利名稱：：彩色顯示屏面的光電導層組合物的製作方法
技術領域：
：本發明是關於一種用於彩色顯示屏面的光電導層，更進一步說，是關於一種用於彩色顯示屏面光電導層的組合物，該組合物包含一種作為有機粘合劑的苯乙烯-丙烯酸共聚物、一種作為電子受體的噻噸酮衍生物以及一種作為電子給體的四苯基丁二烯衍生物。該組合物具有低的分解溫度、高的電子轉移能力與電荷維持能力，因而能製成螢光屏亮度與色標不改變的彩色顯示屏面。一種用於彩色顯示屏面的螢光層是用一種旋轉塗漿方法製造的。首先在一個玻璃屏面上轉塗一種諸如聚乙烯醇與鉻酸銨等的光阻物質，而後再將該屏面加熱和乾燥。該屏面與一光罩組合，生成一屏面-光罩裝置，而該屏面上的光阻物質通過一個黏貼在屏面上且呈點或條形的光罩槽縫而對紫外(uv)射線曝光。該裝置用去離子水清洗，去除未被uv光所曝光之光阻物質，而後再將其乾燥。在點(或者條)之間的空間塗覆非螢光性的光吸收物質(例如石墨溶液)，加熱乾燥並用過氧化氫清洗。該屏面用高壓蒸餾水噴洗，以去除該光阻物質與石墨。該屏面經快速旋轉乾燥，形成黑色基質層。在各黑色基質層之間塗布紅色、綠色與藍色螢光物質，形成螢光層。有二種方法可用於將螢光物質塗布至黑色基質上，即粘漿法以及電子照像法。粘漿方法如下進行。用一定轉速將屏面快速旋轉由此而將紅色螢光物質漿料塗覆在該屏面上。將該屏面加熱使螢光物質乾燥，並使光罩曝光。在曝光後，去除該光罩，未被曝光的螢光物質則使用去離子水去除，以生成紅色螢光物質的點或條。使用上述相同方法來生成綠色與藍色物質點或條。最終的屏面是由成千上萬的點或條所構成的。用相同於上述方法曝光，除了該螢光物質是使用具有特定角度且在一個不會與該三種螢光物質相重疊的固定點上的光源來曝光之外。最後，乾燥該螢光層以形成一螢光屏。用該方法所生成的螢光屏中心點與周圍點的直徑相差很大，從而使光點形狀畸變，造成顏色純度降低。可消除上述塗漿方法缺陷的電子照像螢光方法說明如下。在一彩色顯示屏面的平板內表面上塗覆導電物質以形成一導電層，將光電導物質塗覆於該導電層上以形成光電導層。而後將基本上均勻的電壓施加到該屏面上的光電導層並使該光電導層的選定區域在可見光下曝光，使其充電，但又不影響該光電導層未曝光區域的充電。該螢光層的形成是利用噴灑螢光物質粉末至該光電導層曝光區域的方法。該光電導層在暗情況下起絕緣體的作用，而在uv或可見光光源下則電解質會發射出電子或空穴。該用於彩色顯示屏面上含有光電導層的螢光層結構示於圖3與4中。該光電導層包含一有機導電層(13)和一供電/載電層(15)，塗覆在圖3彩色顯示屏面(11)的聚合物上。該聚合物分散有供電體/載電體(如圖3所示)。空穴或電子載體例如腙、苯乙烯基、吡唑啉(pyrazorine)、三苯基乙胺化合物，亦可加入該聚合物中。此外，該光電導層的形成是在該有機導電層(13)上塗覆電子給體層(25)，並於其上結合電子受體層(27)。該電子給體(25)與該電子受體(27)被分散在作為粘合劑的聚合物內。該空穴或者電子載體，例如，腙、苯乙烯基、吡唑啉、三苯基乙胺化合物，亦可加入該聚合物中作為電荷輸送的載體。光電導層組合物由有機粘合劑、電子受體、電子給體以及殘餘的溶劑組成。所使用的一般性有機粘合劑為聚乙烯咔唑、聚甲基丙烯酸甲酯或聚碳酸亞丙基酯。所使用的電子受體為具有低分子量與導電性且常使用於複印機內的腙、苯乙烯基、吡唑啉、三苯基胺等化合物。必須進行電暈放電(-)(coronacharge(-))方法，因為這些化合物是輸送空穴的，生成大量的臭氧。在解決此問題的方法中，JapaneselaidopenPyung2-214866，Sho61-233750揭示了三硝基噻噸酮(TNF)、蒽醌衍生物作為電子受體，二甲基苯基二苯基丁三烯(DMPBT)作為電子給體。上述電子受體與給體並不足以傳輸和維持該電子電荷也不足以在該聚合物結合劑中使用。被塗覆在屏面上的光電導物質的不完全燃燒發生在450℃溫度下的屏面/錐形部分(funnel)的密封過程中，這是因為該二甲基苯基二苯基丁三烯在高溫下要分解。因此，會保留高於10％光電導物質，進而降低彩色顯示屏面的螢光亮度與色標。因此，在本發明旨在克服上述傳統技術上的缺點並提供一種用於彩色顯示屏面光電導層的組合物，其具有低分解溫度、高的電子轉移能力及電荷維持能力，因而可製成螢光屏亮度與色標不改變的一種彩色顯示屏面。本發明的一個實施方案提供了一種用於彩色顯示屏面光電導層的組合物，其包含一種作為有機粘合劑的下列通式1的苯乙烯丙烯酸共聚物、一種作為電子受體的下列通式2的噻噸酮衍生物、一種作為電子給體的下列通式3的四苯基丁二烯衍生物和一種溶劑。通式1通式2通式3其中R1與R2各自為氫或烷基，R3為烷基或亞烷基，X為極性基團，且l、m與n可以變化用來控制該光電導物質的濃度與表面電荷，R4為由烷基、烷氧基或者芳基所取代的羰基，R5是選自氫、滷素、烷基、烷氧基、氰基、硝基、酯基和三氟甲基，且R6為二甲胺基或甲氧基，R7為氫、甲氧基或二甲胺基。優選的組合物包含有4-21％重量的苯乙烯丙烯酸共聚物作為有機粘合劑。在本發明中當該有機粘合劑用量低於4％重量時，則表面電荷不足，且該層的厚度薄。而當該有機粘合劑用量高於21％重量時，該層厚度比所需的為厚。優選的組合物含有0.2-2.2％重量的噻噸酮衍生物作為電子受體。當本發明使用低於0.2％重量或者高於2.2％重量的電子受體時，表面電壓降至低於150V，且該表面電壓比隨著時間降低。優選的組合物含有0.8-5.8％重量的四苯基丁二烯衍生物。當本發明使用低於0.8％重量或者高於5.8％重量的電子給體時，該表面電壓比隨著時間而降低至低於0.7V。優選的溶劑選自甲苯、乙醇與丙酮。在通式2中，優選的R4選自乙氧基羰基、丁氧基羰基、苯氧基羰基、苯甲氧基羰基、乙基羰基、丙基羰基、丁基羰基以及叔丁基羰基。本發明的一個實施方案提供了一種通式2的噻噸酮衍生物作為用於彩色顯示屏面光電導層的電子受體。在通式2中，優選的R4選自乙氧基羰基、丁氧基羰基、苯氧基羰基、苯甲氧基羰基、乙基羰基、丙基羰基、丁基羰基以及叔丁基羰基。電子給體與電子受體是做成複合體形式，以使其具有良好的產生電子能力。所用的聚合物是具有良好黏結特性可用作電子照像螢光物質的絕緣材料。例如，可使用聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、α-甲基苯乙烯及它們的共聚物。有機導電層與電子輸送物質的塗覆是使用旋轉塗覆、線錠塗覆與輥塗等來進行。該電子生成層與輸送層的厚度如圖3所示，是低於5微米。在圖4中，該各個輸送層優選低於3微米。以下參照附圖對本發明作更詳細的說明。圖1說明傳統彩色顯示屏面的光電導組合物隨溫度變化的熱分解性能。圖2說明本發明彩色顯示屏面光電導組合物隨溫度變化的熱降解性能。圖3為彩色顯示屏面光電導層的剖面圖。圖4為彩色顯示屏面光電導層的剖面圖。本發明參照優選實施例加以說明，但應當了解的是，本發明並不限於在此所說明的優選實施例。實施例1將4g(0.013mol)的9-氧-9H-噻噸酮-3-羧酸10，10-二氧化物以及4.89g(0.036mol)的1-溴丁烷溶解於110ml的二甲氧甲醯胺(DMF)，且將少量的NaHCO3加入其中，在40℃下反應48小時。將該反應物加入至大量的蒸餾水，分離生成有機層。將該有機層進行柱分離純化，而得到4.5g的9-噻噸酮-3-丁酯。10.5％重量的苯乙烯丙烯酸共聚物(SEKISUICHEMICALCo.SLECP)作為有機聚合物，1.5％重量二-二乙胺四苯丁二烯作為電子給體以及0.42％重量通式2噻噸酮衍生物(以乙氧羰基取代R4)作為電子受體，混合5小時，生成光電導物質。該物質旋轉塗覆在有機導電層上，生成光電導層，形成一4微米厚的螢光層。用電暈使該光電導層充電+40kV並用400lux高壓水銀燈曝光，以檢測其電荷特性。在充有初表面電壓V0後，測定出在一分鐘後該表面電壓V0改變的比例V1/V0與剩餘的電壓V0。V0為+480V，該暗衰減率V1/V0為0.98，而Vr低於30V。實施例2重複實施例1，除了使用二乙胺四苯丁二烯作為電子給體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例3重複實施例1，除了使用二甲氧基四苯丁二烯作為電子給體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例4重複實施例1，除了使用通式2噻噸酮衍生物(R4被丁氧基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例5重複實施例1，除了使用通式2噻噸酮衍生物(R4被叔丁基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例6重複實施例1，除了使用通式2噻噸酮衍生物(R4被苯氧羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例7重複實施例1，除了使用通式2噻噸酮衍生物(R4被辛基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例8重複實施例1，除了使用通式2噻噸酮衍生物(R4被丁氧基羰基所取代且R5被氰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例9重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被丁氧基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例10重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被叔丁基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例11重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被苯氧羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例12重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被辛氧羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例13重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被叔丁基羰基所取代且R5被氰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例14重複實施例1，除了使用二乙胺四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被丁氧羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例15重複實施例1，除了使用二甲氧基四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被叔丁基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例16重複實施例1，除了使用二甲氧基四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被苯氧基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例17重複實施例1，除了使用二甲氧基四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被辛氧基羰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例18重複實施例1，除了使用二甲氧基四苯基丁二烯作為電子給體並使用通式2噻噸酮衍生物(R4被叔丁基羰基所取代且R5被氰基所取代)作為電子受體。其所得的結果相似於實施例1的結果。比較例重複實施例1，除了使用10.5％重量的聚丙烯作為有機粘合劑、0.42％重量的三硝基噻噸酮作為電子受體以及1.5％重量的二甲基苯基二苯基丁三烯作為電子給體。其所得的結果相似於實施例1的結果。實施例1至18與比較例所生成的光電導層的重量變化是利用DT/TGA機器來測量，同時以10℃/分鐘的速度升溫至500℃。其結果顯示於下列表1中。表1上述實施例中光電導性組合物的熱分解特性是較低的分解溫度，比較傳統的光電導性組合物為99.8％分解。此事實顯示於圖1與2。本發明的彩色顯示屏面光電導性組合物具有低的分解溫度以及優良的熱分解特性。因此用有機物質並不會改變螢光屏的亮度與色標。特別是，儘管TNF不能使用(因已知它是致癌物和汙染物)，但在本發明光電導性組合物中的噻噸酮衍生物與四苯基丁二烯衍生物不會有環保上的問題。權利要求1.一種用於彩色顯示屏面的光電導層組合物，含有下列通式1的苯乙烯丙烯酸共聚物作為有機粘合劑；下列通過2的噻噸酮衍生物作為電子受體；下列通式3的四苯基丁二烯衍生物作為電子給體；以及一種溶劑通式1通式2通式3其中R1與R2各自為氫或烷基，R3為烷基或亞烷基，X為極性基團，且l、m與n可以變化用來控制光電導物質的濃度與表面電荷，R4為由烷基、烷氧基或者芳基所取代的羰基，R5是選自氫、滷素、烷基、烷氧基、氰基、硝基、酯基和三氟甲基，且R6為二甲胺基或甲氧基，R7為氫、甲氧基或二甲胺基。2.如權利要求1的彩色顯示屏面的光電導層組合物，其中所述組合物含有4-21％重量的所述苯乙烯丙烯酸共聚物，0.2-2.2％重量的所述噻噸酮衍生物以及0.8-5.8％重量的所述四苯基丁二烯衍生物。3.如權利要求1的彩色顯示屏面的光電導層組合物，其中所述溶劑是選自甲苯、乙醇與丙酮。4.如權利要求1的彩色顯示屏面的光電導層組合物，其中所述通式2中的R4是選自乙氧羰基、丁氧羰基、苯氧羰基、苯甲氧羰基、乙基羰基、丙基羰基、丁基羰基和叔丁基羰基。5.一種作為彩色顯示屏面光電導層電子受體的通式2噻噸酮衍生物。6.如權利要求5作為彩色顯示屏面光電導層電子受體的通式2噻噸酮衍生物，其中所述通式2中的R4是選自乙氧羰基、丁氧羰基、苯氧羰基、苯甲氧羰基、乙基羰基、丙基羰基、丁基羰基與叔丁基羰基。全文摘要用苯乙烯－丙烯酸共聚物作為有機結合劑、噻噸酮衍生物作為電子受體、以及四苯基丁二烯衍生物作為電子給體所產生的彩色顯示屏面具有低分解溫度、高電子轉移能力與電荷維持能力,因而能製成螢光屏亮度與色調不改變的一種彩色顯示屏面。文檔編號G03G5/06GK1184268SQ97122249公開日1998年6月10日申請日期1997年11月11日優先權日1996年12月4日發明者金珉鎬,沈載昊申請人:三星電管株式會社