JP2021021929A - 量子ドット、これを含む硬化性組成物、前記組成物を用いて製造された硬化膜、前記硬化膜を含むカラーフィルタ、ディスプレイ装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】化学式1で表される化合物で表面改質された量子ドット、および当該量子ドット用いた無溶媒型硬化性組成物、溶媒型硬化性組成物、硬化膜、カラーフィルタ、ディスプレイ装置。
【選択図】なし
Description
R1は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、
L1〜L3は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基、エステル基またはエーテル基であり、
nは、3〜20の整数であり、但し、L2がエステル基であり同時にL3が非置換の炭素数1〜10のアルキレン基である時、nは4〜20の整数である。
R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基であり、
L4およびL6は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、
L5は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基またはエーテル基である。
R1は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、
L1〜L3は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基、エステル基またはエーテル基であり、
nは3〜20の整数であり、但しL2がエステル基であり同時にL3が非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であるとき、nは4〜20の整数である。
前記無溶媒型硬化性組成物に含まれる量子ドットとして前記化学式1で表される化合物で表面改質された量子ドットを使用することができる。
前記末端に炭素−炭素二重結合を有する単量体は、前記無溶媒型硬化性組成物総量に対して35重量%〜80重量%で含まれなければならない。例えば、前記末端に炭素−炭素二重結合を有する単量体は、前記無溶媒型硬化性組成物総量に対して40重量%〜80重量%で含まれてもよい。前記末端に炭素−炭素二重結合を有する単量体の含量が前記範囲内であってこそ、インクジェッティングが可能な粘度を有する無溶媒型硬化性組成物の製造が可能であり、また製造された無溶媒型硬化性組成物内量子ドットが優れた分散性を有することができ、光特性も向上できる。
R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基であり、
L4およびL6は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、
L5は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基またはエーテル基である。
一実施形態による無溶媒型硬化性組成物は、光拡散剤を含む。
一実施形態による無溶媒型硬化性組成物は重合開始剤をさらに含むことができ、例えば、光重合開始剤、熱重合開始剤またはこれらの組み合わせを含むことができる。
前記量子ドットの安定性および分散性の向上のために、一実施形態による無溶媒型硬化性組成物は重合禁止剤をさらに含むことができる。
前記バインダー樹脂は、アクリル系樹脂(アクリル系バインダー樹脂ともいう)、カルド系樹脂、エポキシ樹脂またはこれらの組み合わせを含むことができる。
R31およびR32はそれぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換の(メタ)アクリロイルオキシアルキル基であり、
R33およびR34はそれぞれ独立して、水素原子、ハロゲン原子または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基であり、
Z1は、単一結合、O、CO、SO2、CR35R36、SiR37R38(ここで、R35〜R38はそれぞれ独立して、水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1〜20のアルキル基である)または下記化学式3−1〜化学式3−11で表される連結基のうちのいずれか一つであり、
Raは、水素原子、エチル基、C2H4Cl、C2H4OH、CH2CH=CH2またはフェニル基である。
t1およびt2はそれぞれ独立して、0〜4の整数である。
Z3は、下記化学式4−1〜化学式4−7で表され得る。
前記溶媒は、例えば、メタノール、エタノールなどのアルコール類;エチレングリコールメチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルなどのグリコールエーテル類;メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ジエチルセロソルブアセテートなどのセロソルブアセテート類;メチルエチルカルビトール、ジエチルカルビトール、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテルなどのカルビトール類;プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、プロピレングリコールプロピルエーテルアセテートなどのプロピレングリコールアルキルエーテルアセテート類;メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、4−ヒドロキシ−4−メチル−2−ペンタノン、メチル−n−プロピルケトン、メチル−n−ブチルケトン、メチル−n−アミルケトン、2−ヘプタノンなどのケトン類;酢酸エチル、酢酸−n−ブチル、酢酸イソブチルなどの飽和脂肪族モノカルボン酸アルキルエステル類;メチルラクテート、エチルラクテートなどの乳酸アルキルエステル類;メチルヒドロキシアセテート、エチルヒドロキシアセテート、ブチルヒドロキシアセテートなどのヒドロキシ酢酸アルキルエステル類;メトキシメチルアセテート、メトキシエチルアセテート、メトキシブチルアセテート、エトキシメチルアセテート、エトキシエチルアセテートなどの酢酸アルコキシアルキルエステル類;メチル3−ヒドロキシプロピオネート、エチル3−ヒドロキシプロピオネートなどの3−ヒドロキシプロピオン酸アルキルエステル類;メチル3−メトキシプロピオネート、エチル3−メトキシプロピオネート、エチル3−エトキシプロピオネート、メチル3−エトキシプロピオネートなどの3−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類;メチル2−ヒドロキシプロピオネート、エチル2−ヒドロキシプロピオネート、プロピル2−ヒドロキシプロピオネートなどの2−ヒドロキシプロピオン酸アルキルエステル類;メチル2−メトキシプロピオネート、エチル2−メトキシプロピオネート、エチル2−エトキシプロピオネート、メチル2−エトキシプロピオネートなどの2−アルコキシプロピオン酸アルキルエステル類;メチル2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオネート、エチル2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオネートなどの2−ヒドロキシ−2−メチルプロピオン酸アルキルエステル類;メチル2−メトキシ−2−メチルプロピオネート、エチル2−エトキシ−2−メチルプロピオネートなどの2−アルコキシ−2−メチルプロピオン酸アルキルエステル類;2−ヒドロキシエチルプロピオネート、2−ヒドロキシ−2−メチルエチルプロピオネート、ヒドロキシエチルアセテート、メチル2−ヒドロキシ−3−メチルブタノエートなどのエステル類;またはピルビン酸エチルなどのケトン酸エステル類の化合物があり、またN−メチルホルムアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチルホルムアニリド、N−メチルアセトアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ベンジルエチルエーテル、ジヘキシルエーテル、アセチルアセトン、イソホロン、カプロン酸、カプリル酸、1−オクタノール、1−ノナノール、ベンジルアルコール、酢酸ベンジル、安息香酸エチル、シュウ酸ジエチル、マレイン酸ジエチル、γ−ブチロラクトン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フェニルセロソルブアセテートなどが挙げられるが、これに限定されるのではない。
前記無溶媒型硬化性組成物は、インクジェット噴射方式で0.5〜20μmの厚さで基板上に塗布するのが好ましい。前記インクジェット噴射は、各ノズル当り単一カラーのみ噴射して必要な色の数によって反復的に噴射することによってパターンを形成することができ、工程を減らすために必要な色の数を各インクジェットノズルを通じて同時に噴射する方式でパターンを形成することもできる。
前記得られたパターンを硬化させて画素を得ることができる。この時、硬化させる方法としては、熱硬化工程または光硬化工程を全て適用することができる。前記熱硬化工程は100℃以上の温度で加熱して硬化させるのが好ましく、さらに好ましくは100℃〜300℃で加熱して硬化させることができ、より一層好ましくは160℃〜250℃で加熱して硬化させることができる。前記光硬化工程は、190nm〜450nm、例えば200nm〜500nmのUV光線などの化学線を照射する。照射に使用される光源としては低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、金属ハロゲン化物ランプ、アルゴンガスレーザなどを使用することができ、場合によってX線、電子線なども用いることができる。
前述の硬化性組成物を所定の前処理を行った基板上にスピンまたはスリットコート法、ロールコート法、スクリーン印刷法、アプリケータ法などの方法を使用して所望の厚さ、例えば2μm〜10μmの厚さで塗布した後、70℃〜90℃の温度で1分〜10分間加熱して溶媒を除去することによって塗膜を形成する。
前記得られた塗膜に必要なパターン形成のために所定形態のマスクを介した後、190nm〜450nm、例えば200nm〜500nmのUV光線などの化学線を照射する。照射に使用される光源としては、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、金属ハロゲン化物ランプ、アルゴンガスレーザなどを使用することができ、場合によってX線、電子線なども用いることができる。
前記露光段階に続き、アルカリ性水溶液を現像液として用いて不必要な部分を溶解、除去することによって露光部分のみを残存させて画像パターンを形成させる。即ち、アルカリ現像液で現像する場合、非露光部は溶解され、イメージカラーフィルタパターンが形成される。
前記現像によって得られた画像パターンを耐熱性、耐光性、密着性、耐クラック性、耐化学性、高強度、保存安定性などの面で優れたパターンを得るために、再び加熱するか化学線照射などを行って硬化させることができる。
(製造例1)
チオグリコール酸(Thioglycolic acid)(Aldrich社製)92g、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル(Polyoxyethylene monomethyl ether)(韓農化成社製)400g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)20g、シクロヘキサン(cyclohexane)500mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後、酢酸エチル(Ethyl acetate)と蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後にMgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式1−1の化合物を得た。
3口丸底フラスコにマグネチックバーを入れて、量子ドット−CHA(cyclohexyl acetate:酢酸シクロヘキシル)溶液(固形分26wt%〜27wt%)を計量投入した。ここに前記で製造した化学式1−1で表される化合物(リガンド)を投入した。1分程度よく混合した後、80℃、窒素雰囲気で攪拌した。反応終了後、常温に冷却(cooling)した後、シクロヘキサン(Cyclohexane)に量子ドット反応液を入れて沈殿を取った。遠心分離を通じて沈殿した量子ドットパウダーとシクロヘキサン(cyclohexane)を分離した。澄んだ溶液は注いで廃棄し、沈殿物は真空オーブンで一日間十分に乾燥して、表面改質された量子ドットを収得した。
チオグリコール酸(Thioglycolic acid)(Aldrich社製)92g、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル(Tripropylene glycol monomethyl ether)(mixture of isomer;異性体の混合物、TCI(東京化成工業株式会社)製)206g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)10g、シクロヘキサン(cyclohexane)500mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後、酢酸エチル(Ethyl acetate)と過量の蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後にMgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式1−2の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−2で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
3−メルカプトプロピオン酸(3−Mercaptopropionic acid)(Aldrich社製)106g、ポリオキシエチレンモノメチルエーテル(Polyoxyethylene monomethyl ether)(韓農化成社製)400g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)20g、シクロヘキサン(cyclohexane)500mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後に酢酸エチル(Ethyl acetate)と蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後にMgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式1−3の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−3で表示されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
3−メルカプトプロピオン酸(3−Mercaptopropionic acid)(Aldrich社製)106g、ポリオキシエチレンクミルフェニルエーテル(Polyoxyethylene cumyl phenyl ether(韓農化成社製)520g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)26g、シクロヘキサン(cyclohexane)500mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後に酢酸エチル(Ethyl acetate)と蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後にMgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式1−4の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−4で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
3−メルカプトプロピオン酸(3−Mercaptopropionic acid)(Aldrich社製)106g、ポリオキシエチレンスチレン化フェニルエーテル(Polyoxyethylene styrenated phenyl ether(韓農化成社製)934g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)46g、シクロヘキサン(cyclohexane)1000mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後に酢酸エチル(Ethyl acetate)と蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後にMgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式1−5の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−5で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
テトラエチレングリコールモノメチルエーテル(Tetraethylene glycol monomethyl ether)208g、NaOH 44g、THF(tetrahydrofuran)500mL、蒸留水100mLが混合された溶液にp−トルエンスルホン酸クロリド(p−toluenesulfonic chloride)191g、THF 150mL希釈液を0℃で徐々に注入した。注入が終わって30分後から常温で12時間程度攪拌を継続して行った。反応終了後、抽出と中和、濃縮過程を通じた精製後、収得物を真空オーブンで十分に乾燥した。得られた収得物をフラスコに入れて窒素雰囲気下でエタノール(ethanol)に溶かした。チオ尿素(Thiourea)4当量を添加した後、100℃で12時間攪拌した。NaOH希釈液を反応物に注入した後、5時間程度さらに攪拌した。反応終了後、蒸留水と塩酸希釈液で数回洗浄および抽出、中和した後、濃縮した後、真空オーブンで十分に乾燥して最終的に下記化学式1−6の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−6で表示されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
ポリオキシエチレンモノメチルエーテル(Polyoxyethylene monomethyl ether)(韓農化成社製)400g、NaOH 44g、THF 500mL、蒸留水100mLが混合された溶液にp−トルエンスルホン酸クロリド(p−toluenesulfonic chloride)191g、THF 150mL希釈液を0℃で徐々に注入した。注入が終わって30分後から常温で12時間程度攪拌を継続して行った。反応終了後、抽出と中和、濃縮過程を通じた精製後、収得物を真空オーブンで十分に乾燥した。得られた収得物をフラスコに入れて窒素雰囲気下でエタノール(ethanol)に溶かした。チオ尿素(Thiourea)4当量を添加した後、100℃で12時間攪拌した。NaOH希釈液を反応物に注入した後、5時間程度さらに攪拌した。反応終了後、蒸留水と塩酸希釈液で数回洗浄および抽出、中和した後、濃縮した後、真空オーブンで十分に乾燥して最終的に下記化学式1−7の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−7で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
ポリオキシエチレンフェニルエーテル(Polyoxyethylene phenyl ether)(韓農化成社製)270g、NaOH 44g、THF 500mL、蒸留水100mLが混合された溶液にp−トルエンスルホン酸クロリド(p−toluenesulfonic chloride)191g、THF 150mL希釈液を0℃で徐々に注入した。注入が終わって30分後から常温で12時間程度攪拌を継続して行った。反応終了後、抽出と中和、濃縮過程を通じた精製後、収得物を真空オーブンで十分に乾燥した。得られた収得物をフラスコに入れて窒素雰囲気下でエタノール(ethanol)に溶かした。チオ尿素(Thiourea)4当量を添加した後、100℃で12時間攪拌した。NaOH希釈液を反応物に注入した後、5時間程度さらに攪拌した。反応終了後、蒸留水と塩酸希釈液で数回洗浄および抽出、中和した後、濃縮した後、真空オーブンで十分に乾燥して最終的に下記化学式1−8の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−8で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
ポリオキシエチレンフェニルエーテル(Polyoxyethylene phenyl ether)(韓農化成社製)270g、NaOH 44g、THF 500mL、蒸留水100mLが混合された溶液にp−トルエンスルホン酸クロリド(p−toluenesulfonic chloride)191g、THF 150mL希釈液を0℃で徐々に注入した。注入が終わって30分後から常温で12時間程度攪拌を継続して行った。反応終了後、抽出と中和、濃縮過程を通じた精製後、収得物を真空オーブンで十分に乾燥した。得られた収得物をフラスコに入れて窒素雰囲気下でエタノール(ethanol)に溶かした。チオ尿素(Thiourea)4当量を添加した後、100℃で12時間攪拌した。NaOH希釈液を反応物に注入した後、5時間程度さらに攪拌した。反応終了後、水と塩酸希釈液で数回洗浄および抽出、中和した後、濃縮した後、真空オーブンで十分に乾燥して最終的に下記化学式1−9の化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式1−9で表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
チオグリコール酸(Thioglycolic acid)(Aldrich社製)92g、トリエチレンモノメチルエーテル(Triethylene monomethyl ether)(TCI(東京化成工業株式会社)製)164g、p−トルエンスルホン酸一水和物(p−toluenesulfonic acid monohydrate)(Aldrich社製)8g、シクロヘキサン(cyclohexane)500mlを入れて窒素雰囲気でシクロヘキサン(cyclohexane)が還流されるように加熱しながらディーンスターク(dean stark)装置を用いて生成される水を除去した。それ以上水が生成されなければ、反応物を常温まで冷却した後、酢酸エチル(Ethyl acetate)と蒸留水を用いて洗浄した。有機層をNaOH希釈液を用いて中和した。その後、蒸留水を用いて数回洗浄した後、MgSO4を用いて水分乾燥した後、減圧濃縮して最終的に下記化学式Cの化合物を得た。
前記化学式1−1で表されるリガンドの代わりに前記化学式Cで表されるリガンドを使用したことを除いては製造例1と同様に行って、表面改質された量子ドット分散溶液を収得した。
粒度分析器(Particle size analyzer)を用いて製造例1〜製造例9および比較製造例1から製造された量子ドット分散溶液上の粒度をマイクロ粒度分析器(Micro Particle Size Analyzer)でそれぞれ3回ずつ測定して平均を求め、その結果を下記表1に示した。
(実施例1)
前記製造例1で得られた分散溶液を計量した後、前記化学式2−1で表される単量体と混合して希釈し、重合禁止剤(メチルヒドロキノン、東京化成工業株式会社(TOKYO CHEMICAL社)製)を入れて5分間攪拌した。次いで、光開始剤(TPO−L、ポリネトロン社製)を投入した後、光拡散剤(TiO2;SDT89、イリドス社製)を入れた。全体分散液を1時間攪拌して無溶媒型硬化性組成物を製造した。無溶媒型硬化性組成物総量に対して量子ドットは40重量%、化学式2−1で表される単量体は48重量%、重合禁止剤は1重量%、光開始剤は3重量%および光拡散剤は8重量%で含まれていた。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例2で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例3で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例4で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例5で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例6で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例7で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例8で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記製造例9で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
製造例1で得られた分散溶液の代わりに前記比較製造例1で得られた分散溶液を使用したことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
無溶媒型硬化性組成物総量に対して、量子ドットは50重量%、化学式2−1で表される単量体は38重量%、重合禁止剤は1重量%、光開始剤は3重量%および光拡散剤は8重量%で含まれるようにしたことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
無溶媒型硬化性組成物総量に対して量子ドットは6重量%、化学式2−1で表される単量体は82重量%、重合禁止剤は1重量%、光開始剤は3重量%および光拡散剤は8重量%で含まれるようにしたことを除いては実施例1と同様に行って、無溶媒型硬化性組成物を製造した。
実施例1〜実施例9および比較例1〜比較例3で製造された無溶媒型硬化性組成物をそれぞれガラス基板(Glass)またはイエローフォトレジスト(YPR)の上にスピンコーティング機(Mikasa社製、Opticoat MS−A150、800rpm、5秒)を使用して約15μmの厚さで塗布し、窒素雰囲気下395nm UV露光器で5000mJ(83℃、10秒)で露光した。その後、積分球装備(QE−2100、otsuka electronics)に2cm×2cm単膜試片をローディングして、光吸収率および光効率を測定し、測定結果を下記表2に示した。
(実施例10)
前記製造例5で得られた分散溶液を計量して量子ドット(23重量%)をジメチルアジペート(dimethyl adipate)(45重量%)に分散させた後、カルド系バインダー樹脂(TSR−TA01、TAKOMA社製)(8重量%)と混合して量子ドット分散液を製造した。その後、熱硬化性単量体としてOXT−221(3−エチル−3{[(3−エチルオキセタン−3−イル)メトキシ]メチル}オキセタン;東亞合成株式会社製)(1重量%)およびPFM−02(SMS社製)(16.5重量%)、光拡散剤(TiO2;SDT89、イリドス社製)(2重量%)、グリコールジ−3−メルカプトプロピオネート(BRUNO BOCK(ブルーノボック)社製)(4.2重量%)、重合禁止剤としてメチルヒドロキノン(東京化成工業株式会社(TCI)製)(0.3重量%)を混合し、ここに前記で製造した量子ドット分散液を投入、攪拌して溶媒型硬化性組成物を製造した。
下記に言及された構成成分を該当含量にして溶媒型硬化性組成物(感光性樹脂組成物)を製造した。
2)バインダー樹脂:カルド系バインダー樹脂(TSR−TA01、TAKOMA社製)25重量%
3)重合性単量体:ペンタエリトリトールヘキサメタクリレート(DPHA、日本化薬株式会社(Nippon Kayaku社)製)5.4重量%
4)光重合開始剤:ジフェニル(2,4,6−トリメチルベンゾイル)ホスフィンオキシド(TPO、Sigma−Aldrich社製)0.7重量%
5)溶媒:ジメチルアジペート(dimethyl adipate)39重量%
6)拡散剤:二酸化チタン分散液(TiO2固形分20重量%、平均粒径:200nm、ディットーテクノロジー株式会社製)15重量%
7)チオール添加剤:グリコールジ−3−メルカプトプロピオネート(BRUNO BOCK(ブルーノボック)社製)2重量%
8)その他の添加剤:フッ素系界面活性剤(F−554、DIC株式会社製)0.9重量%。
前記実施例10および実施例11で製造された溶媒型硬化性組成物をそれぞれガラス基板上にスピンコーティング機(Mikasa社製、Opticoat MS−A150、150rpm)を使用して6μmの厚さで単膜コーティングした後、熱板(hot−plate)を用いて80℃で1分間乾燥して塗膜を収得した後、初期青色光変換率を測定(第1段階)した。
Claims (17)
- 下記化学式1で表される化合物で表面改質された量子ドット:
上記化学式1中、
R1は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基または置換もしくは非置換の炭素数6〜20のアリール基であり、
L1〜L3は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基、エステル基またはエーテル基であり、
nは、3〜20の整数であり、但し、L2がエステル基であり同時にL3が非置換の炭素数1〜10のアルキレン基である時、nは4〜20の整数である。 - 前記L1およびL3は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、
前記L2は、エステル基またはエーテル基である、請求項1に記載の量子ドット。 - 前記化学式1で表される化合物は、下記化学式1−1〜化学式1−9からなる群より選択された少なくとも一つ以上を含む、請求項1または2に記載の量子ドット。
- 前記量子ドットは、500nm〜680nmで最大蛍光発光波長を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の量子ドット。
- 請求項1〜4のいずれか1項による量子ドットと、
末端に炭素−炭素二重結合を有する重合性単量体と、
光拡散剤と、
を含み、
前記重合性単量体は、無溶媒型硬化性組成物総量に対して35重量%〜80重量%で含まれる無溶媒型硬化性組成物。 - 前記重合性単量体は、220g/mol〜1,000g/molの分子量を有する、請求項5に記載の無溶媒型硬化性組成物。
- 前記重合性単量体は、下記化学式2で表される、請求項5または6に記載の無溶媒型硬化性組成物:
上記化学式2中、
R2およびR3は、それぞれ独立して水素原子または置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキル基であり、
L4およびL6は、それぞれ独立して置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基であり、
L5は、置換もしくは非置換の炭素数1〜10のアルキレン基またはエーテル基である。 - 前記量子ドットは、前記無溶媒型硬化性組成物総量に対して1重量%〜60重量%で含まれる、請求項5〜7のいずれか1項に記載の無溶媒型硬化性組成物。
- 前記光拡散剤は、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、二酸化チタン、ジルコニアまたはこれらの組み合わせを含む、請求項5〜8のいずれか1項に記載の無溶媒型硬化性組成物。
- 前記無溶媒型硬化性組成物は、重合開始剤をさらに含む、請求項5〜9のいずれか1項に記載の無溶媒型硬化性組成物。
- 前記無溶媒型硬化性組成物は、重合禁止剤;マロン酸;3−アミノ−1,2−プロパンジオール;シラン系カップリング剤;レべリング剤;フッ素系界面活性剤;またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項5〜10のいずれか1項に記載の無溶媒型硬化性組成物。
- 請求項1〜4のいずれか1項による量子ドットと、
バインダー樹脂と、
溶媒と、
を含む溶媒型硬化性組成物。 - 前記溶媒型硬化性組成物は、重合性単量体、重合開始剤、光拡散剤またはこれらの組み合わせをさらに含む、請求項12に記載の溶媒型硬化性組成物。
- 前記溶媒型硬化性組成物は、感光性樹脂組成物である、請求項12または13に記載の溶媒型硬化性組成物。
- 請求項5〜11のいずれか1項または請求項12〜14のいずれか1項による組成物を用いて製造された硬化膜。
- 請求項15の硬化膜を含むカラーフィルタ。
- 請求項16のカラーフィルタを含むディスプレイ装置。
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