JP2021043446A - Light conversion ink composition, color filter, and image display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光変換インク組成物、カラーフィルタ、及び画像表示装置に係り、より詳しくは、量子ドットの光特性に優れると共に、低粘度の具現が可能であり、且つ連続工程の進行の際にノズル詰りを生じさせることなく優れたジェッティング特性の確保が可能な光変換インク組成物、これを用いて形成されるカラーフィルタ、及び前記カラーフィルタを備えた画像表示装置に関する。 The present invention relates to a light conversion ink composition, a color filter, and an image display device. More specifically, the present invention is excellent in optical characteristics of quantum dots, can realize low viscosity, and can be realized in a continuous process. The present invention relates to a light conversion ink composition capable of ensuring excellent jetting characteristics without causing nozzle clogging, a color filter formed by using the light conversion ink composition, and an image display device including the color filter.
カラーフィルタは、白色光から赤、緑、青の3種の色を抽出し微細な画素単位で機能させる薄膜フィルム型光学部品であって、一画素の大きさが数十から数百μm程度である。このようなカラーフィルタは、それぞれの画素同士の境界部分を遮光するために透明基板上に所定のパターンで形成されたブラックマトリックス層及びそれぞれの画素を形成するために複数の色(通常、赤(R)、緑(G)、青(B))の3原色を所定の順に配列してなる画素部が順に積層された構造を取っている。 A color filter is a thin-film film-type optical component that extracts three types of colors, red, green, and blue from white light and functions them in minute pixel units. The size of one pixel is about tens to hundreds of μm. is there. Such a color filter has a black matrix layer formed in a predetermined pattern on a transparent substrate to block the boundary portion between each pixel, and a plurality of colors (usually red (usually, red) to form each pixel. It has a structure in which pixel portions formed by arranging the three primary colors (R), green (G), and blue (B)) in a predetermined order are laminated in order.
近年、カラーフィルタを具現する方法の一つとして、顔料分散型の感光性樹脂を用いた顔料分散法が適用されている。しかし、顔料分散法を提供する場合、光源から照射された光がカラーフィルタを透過する過程で光の一部がカラーフィルタに吸収されることで光効率が低下し、また、色フィルタに含まれている顔料の特性によって色再現が低下するという問題点が生じている。 In recent years, as one of the methods for embodying a color filter, a pigment dispersion method using a pigment dispersion type photosensitive resin has been applied. However, when the pigment dispersion method is provided, a part of the light is absorbed by the color filter in the process of passing the light emitted from the light source through the color filter, so that the light efficiency is lowered and the light is included in the color filter. There is a problem that the color reproduction is deteriorated due to the characteristics of the pigment.
特に、カラーフィルタが各種の画像表示装置をはじめとした多様な分野において使用されることに伴い、優れたパターン特性だけでなく、高い色再現率と共に高輝度、高明暗比のような性能が求められている。そこで、こうした問題を解決するために、量子ドットを含む自発光感光性樹脂組成物を用いたカラーフィルタの製造方法が提案された。例えば、大韓民国特許公開第10−2009−0036373号では、既存のカラーフィルタを量子ドット蛍光体からなる発光層に置き換えることで発光効率を向上させて表示装置の表示品質を改善できることを開示している。 In particular, as color filters are used in various fields such as various image display devices, not only excellent pattern characteristics but also high brightness and high brightness / darkness ratio are required as well as high color reproduction. Has been done. Therefore, in order to solve such a problem, a method for manufacturing a color filter using a self-luminous photosensitive resin composition containing quantum dots has been proposed. For example, Korean Patent Publication No. 10-2009-0036373 discloses that the luminous efficiency can be improved and the display quality of the display device can be improved by replacing the existing color filter with a light emitting layer made of a quantum dot phosphor. ..
このような量子ドットを含む感光性樹脂組成物を用いたフォトリソグラフィ方法は、コーティング、露光、現像、及び硬化によって色フィルタを作製する方法である。当該方法では、色フィルタの精巧性や再現性の側面では優れているが、画素を形成するためにそれぞれの色に対してコーティング、露光、現像、及び硬化する過程がそれぞれ要求され、製造工程、手間、及びコストが嵩み且つ工程間の制御因子が多くなって歩留まりの管理に困難がある。 A photolithography method using a photosensitive resin composition containing such quantum dots is a method for producing a color filter by coating, exposure, development, and curing. This method is excellent in terms of the sophistication and reproducibility of the color filter, but it requires coating, exposure, developing, and curing processes for each color in order to form pixels, and the manufacturing process, It is difficult to manage the yield because the labor and cost are high and the number of control factors between processes is large.
これらの問題点を解決するために、インクジェット(inkjet)方法が提示された。インクジェット方法は、インクジェットヘッド(inkjet head)を用いて区画されている所定の位置に液体インクを吹き付け、それぞれのインクが着色されたイメージを具現する技術である。インクジェット方法では、赤、緑、及び青を含む複数の色を一度で着色でき、製造工程、手間、及びコストを大きく削減できる。 In order to solve these problems, an inkjet method has been presented. The inkjet method is a technique in which a liquid ink is sprayed on a predetermined position defined by using an inkjet head (inkjet head) to realize an image in which each ink is colored. In the inkjet method, a plurality of colors including red, green, and blue can be colored at one time, and the manufacturing process, labor, and cost can be greatly reduced.
近年、モニター、TVなどで高い色再現率(NTSC対比色濃度)の要求に伴い、量子ドットの発光輝度の向上が必要とされてきている。このような発光輝度の向上のためには、膜厚を厚くする方法がある。しかしながら、溶剤の含量の高い量子ドット含有インク組成物では、膜厚を厚くするのに限界がある。また、溶剤の含量が高い場合、ノズルの入口で溶剤が蒸発してインク固形物が堆積することで連続工程の進行の際にノズル詰りが生じる問題点がある。そのため、溶剤の含量が低い又は溶剤を含まない量子ドット含有インク組成物が要求されている。 In recent years, with the demand for high color reproduction (color density compared to NTSC) in monitors, TVs, etc., it has been required to improve the emission brightness of quantum dots. In order to improve the emission brightness, there is a method of increasing the film thickness. However, in the quantum dot-containing ink composition having a high solvent content, there is a limit in increasing the film thickness. Further, when the content of the solvent is high, there is a problem that the solvent evaporates at the inlet of the nozzle and the solid ink is deposited, which causes the nozzle to be clogged during the progress of the continuous process. Therefore, there is a demand for a quantum dot-containing ink composition having a low solvent content or no solvent.
しかしながら、溶剤の含量を下げる又は溶剤を含まない場合は、均一な分散が困難となって量子ドットの凝集を引き起こし、量子ドットの光特性が低下したり粘度が高くなったりしてジェッティング性が不良になることがある。 However, when the content of the solvent is lowered or the solvent is not contained, uniform dispersion becomes difficult, causing aggregation of the quantum dots, and the optical characteristics of the quantum dots are lowered or the viscosity is increased, resulting in jetting property. It may be defective.
本発明の一目的は、量子ドットの光特性に優れると共に、低粘度の具現が可能であり、且つ連続工程の進行の際にノズル詰りを生じさせることなく優れたジェッティング特性の確保が可能な光変換インク組成物を提供することである。 One object of the present invention is to have excellent optical characteristics of quantum dots, to realize low viscosity, and to secure excellent jetting characteristics without causing nozzle clogging during the progress of a continuous process. It is to provide a light conversion ink composition.
本発明の他の目的は、前記光変換インク組成物の硬化物を含む光変換画素を提供することである。 Another object of the present invention is to provide a light conversion pixel containing a cured product of the light conversion ink composition.
本発明のまた他の目的は、前記光変換画素を含むカラーフィルタを提供することである。 Another object of the present invention is to provide a color filter including the light conversion pixel.
本発明のまた他の目的は、前記カラーフィルタを備えた画像表示装置を提供することである。 Another object of the present invention is to provide an image display device including the color filter.
一方、本発明は、量子ドット及び硬化性モノマーを含み、前記量子ドットは、表面上に下記の化学式1で表される化合物を含む配位子層を有するものであり、前記硬化性モノマーは、下記の化学式2で表される化合物を含む光変換インク組成物を提供する。 On the other hand, the present invention contains a quantum dot and a curable monomer, and the quantum dot has a ligand layer containing a compound represented by the following chemical formula 1 on the surface, and the curable monomer is a curable monomer. A photoconversion ink composition containing a compound represented by the following chemical formula 2 is provided.
Lは、存在しないか、C1〜C22のアルキレン基又はC4〜C22のアルケニレン基であり、
Rは、C1〜C6のアルキル基であり、
nは、0〜4の整数であり、
Zは、−CH2−又は
L is absent or is an alkylene group from C 1 to C 22 or an alkenylene group from C 4 to C 22.
R is an alkyl group of C 1 to C 6 and
n is an integer from 0 to 4 and
Z is -CH 2 -or
R1は、C1〜C20のアルキレン基、フェニレン基又はC3〜C10のシクロアルキレン基であり、
R2は、水素又はメチル基であり、
mは、1〜15の整数である。
R 1 is an alkylene group of C 1 to C 20 , a phenylene group or a cycloalkylene group of C 3 to C 10.
R 2 is a hydrogen or methyl group
m is an integer of 1 to 15.
本発明の一実施形態において、前記配位子層は、下記の化学式1−1〜1−8で表される化合物から選択される1種以上の化合物を含んでよい。 In one embodiment of the present invention, the ligand layer may contain one or more compounds selected from the compounds represented by the following chemical formulas 1-1 to 1-8.
本発明の一実施形態において、前記量子ドットは、コア及びコアを覆うシェルを含むコア−シェル構造を有し、前記コアは、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、及びInAlPSbからなる群より選ばれる1種以上を含み、前記シェルは、ZnSe、ZnS、及びZnTeからなる群より選ばれる1種以上を含んでよい。 In one embodiment of the present invention, the quantum dots have a core-shell structure including a core and a shell covering the core, and the cores are GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN. , InP, InAs, InSb, COLP, PLACS, PLACSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPSa , GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, and InAlPSb, and the shell contains one or more selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, and ZnTe. It's fine.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、散乱粒子を更に含んでよい。 The light conversion ink composition according to one embodiment of the present invention may further contain scattered particles.
本発明の一実施形態において、前記散乱粒子は、Al2O3、SiO2、ZnO、ZrO2、BaTiO3、TiO2、Ta2O5、Ti3O5、ITO、IZO、ATO、ZnO−Al、Nb2O3、SnO、及びMgOからなる群より選ばれる1種以上を含んでよい。 In one embodiment of the present invention, the scattered particles are Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , BaTIO 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Ti 3 O 5 , ITO, IZO, ATO, ZnO-. It may contain one or more selected from the group consisting of Al, Nb 2 O 3, SnO, and MgO.
本発明の一実施形態において、前記散乱粒子はTiO2であってよい。 In one embodiment of the invention, the scattered particles may be TiO 2.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、光重合開始剤を更に含んでよい。 The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may further contain a photopolymerization initiator.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、溶剤を全組成物100重量%に対し、20重量%以下の量で含んでよい。 The light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention may contain a solvent in an amount of 20% by weight or less based on 100% by weight of the total composition.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、溶剤を含まないものであってよい。 The light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention may not contain a solvent.
他の一方で、本発明は、前記光変換インク組成物の硬化物を含む光変換画素を提供する。 On the other hand, the present invention provides a light conversion pixel containing a cured product of the light conversion ink composition.
また他の一方で、本発明は、前記光変換画素を含むカラーフィルタを提供する。 On the other hand, the present invention provides a color filter including the light conversion pixel.
また他の一方で、本発明は、前記カラーフィルタが備えられた画像表示装置を提供する。 On the other hand, the present invention provides an image display device provided with the color filter.
本発明に係る光変換インク組成物は、着色剤として、表面上に特定構造のカルボキシ置換されたフルオレン系配位子を有する量子ドットを含有し、硬化性モノマーとして、前記カルボキシ置換されたフルオレン系配位子と相溶性に優れる特定構造の2官能(メタ)アクリレートを含んで、量子ドットの光特性に優れると共に、低粘度の具現が可能であり、且つ連続工程の進行の際にノズル詰りを生じさせることなく優れたジェッティング特性の確保が可能である。このため、本発明に係る光変換インク組成物は、インクジェット印刷方式でカラーフィルタを製造する際に効果的に用いられ得る。 The photoconverted ink composition according to the present invention contains quantum dots having a carboxy-substituted fluorene-based ligand having a specific structure on the surface as a colorant, and the carboxy-substituted fluorene-based ligand as a curable monomer. It contains a bifunctional (meth) acrylate with a specific structure that has excellent compatibility with ligands, has excellent optical characteristics of quantum dots, can realize low viscosity, and clogs nozzles as the continuous process progresses. It is possible to secure excellent jetting characteristics without causing it. Therefore, the light conversion ink composition according to the present invention can be effectively used when producing a color filter by an inkjet printing method.
以下、本発明をより詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
本発明においてある部材が他の部材の「上に」位置しているとするとき、これは、ある部材が他の部材に接している場合だけではなく、両部材の間にまた他の部材が存在する場合も含む。 Assuming that a member is located "above" another member in the present invention, this is not only when one member is in contact with another member, but also between both members and another member. Including the case where it exists.
本発明においてある部分がある構成要素を「含む」とするとき、これは、特にこだわりの記載がない限り、他の構成要素を除くのではなく他の構成要素を更に含み得ることを意味する。 When a component in the present invention is referred to as "contains" a component, this means that the other component may be further included rather than excluding the other component unless otherwise specified.
本発明の一実施形態は、量子ドット(A)及び硬化性モノマー(B)を含み、前記量子ドット(A)は、表面上に特定構造のカルボキシ置換されたフルオレン系配位子を含む配位子層を有するものであり、前記硬化性モノマー(B)は、特定構造の2官能(メタ)アクリレートを含む光変換インク組成物に関する。 One embodiment of the present invention comprises a quantum dot (A) and a curable monomer (B), wherein the quantum dot (A) is coordinated with a carboxy-substituted fluorene-based ligand having a specific structure on the surface. The curable monomer (B) has a child layer, and relates to a photoconversion ink composition containing a bifunctional (meth) acrylate having a specific structure.
[量子ドット(A)]
本発明の一実施形態において、前記量子ドットは、表面上に下記の化学式1で表される化合物を含む配位子層を有するものである。
[Quantum dot (A)]
In one embodiment of the present invention, the quantum dots have a ligand layer on the surface containing a compound represented by the following chemical formula 1.
Lは、存在しないか、C1〜C22のアルキレン基又はC4〜C22のアルケニレン基であり、
Rは、C1〜C6のアルキル基であり、
nは、0〜4の整数であり、
Zは、−CH2−又は
L is absent or is an alkylene group from C 1 to C 22 or an alkenylene group from C 4 to C 22.
R is an alkyl group of C 1 to C 6 and
n is an integer from 0 to 4 and
Z is -CH 2 -or
本明細書において用いられるC1〜C22のアルキレン基は、炭素数1〜22個からなる直鎖状若しくは分岐状の2価炭化水素を意味し、例えば、メチレン、エチレン、n−プロピレン、i−プロピレン、n−ブチレン、n−ヘプチレン、n−ドデシレンなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。 The alkylene groups C 1 to C 22 used in the present specification mean linear or branched divalent hydrocarbons having 1 to 22 carbon atoms, for example, methylene, ethylene, n-propylene, i. Includes, but is not limited to, -propylene, n-butylene, n-heptylene, n-dodecylene and the like.
本明細書において用いられるC4〜C22のアルケニレン基は、1つ以上の炭素−炭素二重結合を有する炭素数4〜22個からなる直鎖状若しくは分岐状の2価不飽和炭化水素を意味し、例えば、ブテニレン、ペンテニレン、ヘキセニレン、ヘプテニレン、オクテニレン、ノネニレン、デセニレン、ウンデセニレン、ドデセニレン、トリデセニレン、テトラデセニレン、ペンタデセニレン、ヘキサデセニレン、ヘプタデセニレン、オクタタデセニレンなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。 The C 4 to C 22 alkenylene groups used herein are linear or branched divalent unsaturated hydrocarbons consisting of 4 to 22 carbon atoms with one or more carbon-carbon double bonds. Means, for example, buthenylene, pentenylene, hexenedylene, heptenylene, octenylene, nonenylene, desenylene, undesenilen, dodecenilen, tridecenylene, tetradecenylene, pentadecenylene, hexadecenylene, heptadecenylene, octatadecenelen, etc. Absent.
本明細書において用いられるC1〜C6のアルキル基は、炭素数1〜6個からなる直鎖状若しくは分岐状の1価炭化水素を意味し、例えば、メチル、エチル、n−プロピル、i−プロピル、n−ブチル、i−ブチル、t−ブチル、n−ペンチル、n−ヘキシルなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。 As used herein, the alkyl groups C 1 to C 6 mean linear or branched monovalent hydrocarbons consisting of 1 to 6 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, n-propyl, i. Includes, but is not limited to, -propyl, n-butyl, i-butyl, t-butyl, n-pentyl, n-hexyl and the like.
本明細書において、*は結合手を意味する。 As used herein, * means a bond.
前記C1〜C22のアルキレン基、C4〜C22のアルケニレン基、及びC1〜C6のアルキル基は、1つ又はそれ以上の水素がC1〜C6のアルキル基、C2〜C6のアルケニル基、C2〜C6のアルキニル基、C3〜C10のシクロアルキル基、C3〜C10のヘテロシクロアルキル基、C3〜C10のヘテロシクロアルキルオキシ基、C1〜C6のハロアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、C1〜C6のチオアルコキシ基、アリール基、アシル基、ヒドロキシ、チオ(thio)、ハロゲン、アミノ、アルコキシカルボニル、カルボキシ、カルバモイル、シアノ、ニトロなどで置換されてよい。 Alkylene group, an alkyl group of the alkenylene group and the C 1 -C 6, a C 4 -C 22 of the C 1 -C 22, one or more hydrogen an alkyl group of C 1 ~C 6, C 2 ~ C 6 alkoxy group, C 2 to C 6 alkynyl group, C 3 to C 10 cycloalkyl group, C 3 to C 10 heterocycloalkyl group, C 3 to C 10 heterocycloalkyloxy group, C 1 ~ C 6 haloalkyl group, C 1 ~ C 6 alkoxy group, C 1 ~ C 6 thioalkoxy group, aryl group, acyl group, hydroxy, thio, halogen, amino, alkoxycarbonyl, carboxy, carbamoyl, It may be replaced with cyano, nitro, or the like.
本発明の前記化学式1で表される化合物は、量子ドットの相溶性及び/又は低粘度の具現の面から、Lが存在しないか、C1〜C20のアルキレン基又はC4〜C20のアルケニレン基である化合物、好ましくは、Lが存在しないか、C1〜C18のアルキレン基又はC4〜C18のアルケニレン基である化合物であってよい。 Formula compound represented by 1 of the present invention, from the viewpoint of realization of compatibility and / or low viscosity of the quantum dots, or L is absent, alkylene group or a C 4 -C 20 in C 1 -C 20 compound alkenylene group, preferably either L is absent, may be a compound which is an alkylene or alkenylene group of C 4 -C 18 in C 1 -C 18.
本発明の一実施形態において、前記化学式1で表される化合物は、量子ドットの相溶性及び低粘度の具現の面から、下記の化学式1−1〜1−8で表される化合物から選択される1種以上の化合物であってよい。 In one embodiment of the present invention, the compound represented by the chemical formula 1 is selected from the compounds represented by the following chemical formulas 1-1 to 1-8 from the viewpoint of realizing compatibility of quantum dots and low viscosity. It may be one or more compounds.
通常的に製造された量子ドットは表面上に配位子層を有するのが一般的であり、製造直後の配位子層はオレイン酸(oleic acid)、ラウリン酸(lauric acid)などから構成され得る。この場合、前記化学式1で表される化合物を配位子層として含む本発明の量子ドットに比べ、配位子層と量子ドットとの間のより弱い結合力による量子ドット表面の非結合欠陥によって表面保護効果が低下することがある。また、オレイン酸の場合、高揮発性化合物(VOC;volatile organic compound)であるn−ヘキサンのような脂肪族炭化水素系溶剤、ベンゼンのような芳香族炭化水素系溶剤には分散され易いが、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)のような溶剤には分散性が悪い。 Generally, manufactured quantum dots have a ligand layer on the surface, and the ligand layer immediately after production is composed of oleic acid, lauric acid, and the like. obtain. In this case, as compared with the quantum dots of the present invention containing the compound represented by the chemical formula 1 as the ligand layer, due to non-bonding defects on the quantum dot surface due to a weaker bonding force between the ligand layer and the quantum dots. The surface protection effect may be reduced. Further, in the case of oleic acid, it is easily dispersed in an aliphatic hydrocarbon solvent such as n-hexane, which is a highly volatile compound (VOC), and an aromatic hydrocarbon solvent such as benzene. Poor dispersibility in solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA).
本発明に係る量子ドットは、配位子層に前記化学式1で表される化合物を含むことで、バルキーなフルオレン基の導入で周辺材料との相溶性が向上して多様な応用分野への適用が可能になる利点が得られる。 The quantum dots according to the present invention are applied to various application fields because the ligand layer contains the compound represented by the chemical formula 1 and the compatibility with peripheral materials is improved by introducing a bulky fluorene group. You get the advantage of being able to.
これにより、本発明の量子ドットは、優れた酸化安定性を奏することができると共に、量子効率の低下が抑えられ、且つ信頼性が向上され得る。 As a result, the quantum dots of the present invention can exhibit excellent oxidative stability, can suppress a decrease in quantum efficiency, and can improve reliability.
また、本発明に係る量子ドットは、溶剤の含量が低い又は溶剤を含まなくても後述する硬化性モノマーだけでも良好な分散性を奏することができ、インク組成物への適用の際に低粘度の具現が可能となり、且つ連続工程の進行の際にノズル詰りを生じさせることなく優れたジェッティング特性の確保が可能となる。 Further, the quantum dots according to the present invention can exhibit good dispersibility even if the content of the solvent is low or the curable monomer described later alone does not contain the solvent, and the quantum dots have a low viscosity when applied to an ink composition. It is possible to realize excellent jetting characteristics without causing nozzle clogging during the progress of a continuous process.
本発明の一実施形態において、本発明に係る量子ドットは、配位子層に前記化学式1で表される化合物を含むと共に、オレイン酸(oleic acid)、ラウリン酸(lauric acid)、2−(2−メトキシエトキシ)酢酸、2−[2−(2−メトキシエトキシ)エトキシ]酢酸、コハク酸モノ−[2−(2−メトキシ−エトキシ)−エチル]エステルなどを1種以上更に含んでよい。 In one embodiment of the present invention, the quantum dot according to the present invention contains the compound represented by the chemical formula 1 in the ligand layer, and contains oleic acid, lauric acid, 2- ( One or more of 2-methoxyethoxy) acetic acid, 2- [2- (2-methoxyethoxy) ethoxy] acetic acid, mono- [2- (2-methoxy-ethoxy) -ethyl] ester of succinic acid and the like may be further contained.
本発明の一実施形態において、前記量子ドットとは、ナノ大きさの半導体物質を称するものであってよい。原子が分子をなし、分子がクラスタという小さな分子の集合体を構成してナノ粒子をなすが、このようなナノ粒子が半導体特性を呈しているときにこれを量子ドットという。前記量子ドットは、外部からエネルギーを受けて励起状態になると、当該量子ドットの自ら該当するエネルギーバンドギャップに応じたエネルギーを放出するようになる。例えば、本発明の光変換インク組成物は、このような量子ドットを含むことで、入射された青色光を緑色光及び赤色光に光変換が可能となる。 In one embodiment of the present invention, the quantum dots may refer to nano-sized semiconductor materials. Atoms form molecules, and molecules form an aggregate of small molecules called clusters to form nanoparticles. When such nanoparticles exhibit semiconductor characteristics, they are called quantum dots. When the quantum dot receives energy from the outside and becomes an excited state, the quantum dot itself emits energy corresponding to the corresponding energy band gap. For example, the light conversion ink composition of the present invention can convert incident blue light into green light and red light by including such quantum dots.
本発明の一実施形態において、前記量子ドットは、非カドミウム系量子ドットであってよい。 In one embodiment of the present invention, the quantum dots may be non-cadmium-based quantum dots.
前記非カドミウム系量子ドットは、光による刺激で発光し得る量子ドット粒子であれば特に限定されない。例えば、II−VI族半導体化合物;III−V族半導体化合物;IV−VI族半導体化合物;IV族元素又はこれを含む化合物;及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれるものであってく、これらは、単独で又は2種以上混合して用いてよい。 The non-cadmium-based quantum dots are not particularly limited as long as they are quantum dot particles that can emit light when stimulated by light. For example, it is selected from the group consisting of group II-VI semiconductor compounds; group III-V semiconductor compounds; group IV-VI semiconductor compounds; group IV elements or compounds containing them; and combinations thereof. It may be used alone or in combination of two or more.
具体的に、前記II−VI族半導体化合物は、ZnS、ZnSe、ZnTe、ZnO、HgS、HgSe、HgTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物;ZnSeS、ZnSeTe、ZnSTe、HgSeS、HgSeTe、HgSTe、HgZnS、HgZnSe、HgZnTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物;及びHgZnSeS、HgZnSeTe、HgZnSTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれるものであってよいが、これらに限定されるものではない。 Specifically, the II-VI group semiconductor compound is a two-element compound selected from the group consisting of ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, and mixtures thereof; ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, and HgSeTe. , HgSte, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, and a three-element compound selected from the group consisting of a mixture thereof; However, the present invention is not limited to these.
前記III−V族半導体化合物は、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物;GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物;及びGaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、InAlPSb、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれるものであってよいが、これらに限定されるものではない。 The Group III-V semiconductor compound is a two-element compound selected from the group consisting of GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, and mixtures thereof; , PGaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, and a three-element compound selected from the group consisting of mixtures thereof; and GaAlNAs, GaAlNSb, GaAl It may be selected from the group consisting of four element compounds selected from the group consisting of GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof. It is not limited.
前記IV−VI族半導体化合物は、SnS、SnSe、SnTe、PbS、PbSe、PbTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物;SnSeS、SnSeTe、SnSTe、PbSeS、PbSeTe、PbSTe、SnPbS、SnPbSe、SnPbTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる三元素化合物;及びSnPbSSe、SnPbSeTe、SnPbSTe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる四元素化合物からなる群より選ばれる1種以上であってよいが、同様にこれらに限定されるものではない。 The IV-VI group semiconductor compound is a two-element compound selected from the group consisting of SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, and mixtures thereof; SnSeS, SnSeTe, SnSte, PbSeS, PbSeTe, PbSe, SnPbS, SnPbS. , SnPbTe, and a three-element compound selected from the group consisting of a mixture thereof; and one or more selected from the group consisting of a four-element compound selected from the group consisting of SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and a mixture thereof. However, it is not limited to these as well.
これらに限定されるものではないが、前記IV族元素又はこれを含む化合物は、Si、Ge、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる元素;及びSiC、SiGe、及びこれらの混合物からなる群より選ばれる二元素化合物からなる群より選ばれるものであってよい。 Although not limited to these, the Group IV element or a compound containing the same is an element selected from the group consisting of Si, Ge, and a mixture thereof; and from the group consisting of SiC, SiGe, and a mixture thereof. It may be selected from the group consisting of selected two-element compounds.
前記量子ドットは、均質な(homogeneous)単一構造;コア−シェル(core−shell)、グラディエント(gradient)構造などのような二重構造;又はこれらの混合構造を有するものであってよい。好ましくは、前記量子ドットは、コア及びコアを覆うシェルを含むコア−シェル構造を有するものであってよい。 The quantum dots may have a homogeneous single structure; a dual structure such as a core-shell, gradient structure, or a mixed structure thereof. Preferably, the quantum dots may have a core-shell structure that includes a core and a shell that covers the core.
具体的に、前記コア−シェルの二重構造において、それぞれのコアとシェルをなす物質は、前述した互いに異なる半導体化合物からなるものであってよい。例えば、前記コアは、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、及びInAlPSbからなる群より選ばれる1種以上を含み、前記シェルは、ZnSe、ZnS、及びZnTeからなる群より選ばれる1種以上を含んでよいが、これらに限定されるものではない。 Specifically, in the core-shell dual structure, the substance forming each core and shell may be composed of the above-mentioned different semiconductor compounds. For example, the cores include GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, PLAP, PLGAs, VMwareSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs The shell may include, but is not limited to, one or more selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, and ZnTe.
好ましくは、コア−シェル構造の量子ドットは、InP/ZnS、InP/ZnSe、InP/GaP/ZnS、InP/ZnSe/ZnS、InP/ZnSeTe/ZnS、及びInP/MnSe/ZnSなどが挙げられる。 Preferably, the quantum dots having a core-shell structure include InP / ZnS, InP / ZnSe, InP / GaP / ZnS, InP / ZnSe / ZnS, InP / ZnSeTe / ZnS, and InP / MnSe / ZnS.
前記量子ドットは、湿式化学工程(wet chemical process)、有機金属化学蒸着工程(MOCVD、metal organic chemical vapor deposition)、又は分子線エピタキシ工程(MBE、molecular beam epitaxy)によって合成されていてよいが、これらに限定されるものではなく、湿式化学工程(wet chemical process)によって合成したほうがより光特性に優れる量子ドットが得られるため、好ましい。 The quantum dots may be synthesized by a wet chemical process, a metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD, metallic chemical vapor deposition), or a molecular beam epitaxy (MBE, molecular beam epitaxy). However, it is preferable to synthesize by a wet chemical process because quantum dots having more excellent optical characteristics can be obtained.
前記湿式化学工程とは、有機溶剤に前駆体物質を入れて粒子を成長させる方法である。湿式化学工程では、結晶が成長するときに有機溶剤が自然に量子ドット結晶の表面に配位し、分散剤の役割をして結晶の成長を調節するようになるので、有機金属化学蒸着工程や分子線エピタキシのような気相蒸着法よりも容易且つ低廉な工程によってナノ粒子の成長を制御することができる。そのため、前記湿式化学工程を用いて前記量子ドットを製造したほうが好ましい。 The wet chemical step is a method of growing particles by putting a precursor substance in an organic solvent. In the wet chemical step, when the crystal grows, the organic solvent naturally coordinates on the surface of the quantum dot crystal and acts as a dispersant to regulate the crystal growth. The growth of nanoparticles can be controlled by a process that is easier and cheaper than a vapor deposition method such as molecular beam epitaxy. Therefore, it is preferable to manufacture the quantum dots by using the wet chemical process.
湿式化学工程によって量子ドットを製造する場合、量子ドットの凝集を抑え且つ量子ドットの粒子の大きさをナノレベルに制御するために有機配位子が用いられる。このような有機配位子としては、一般的にオレイン酸が用いられてよい。 When quantum dots are produced by a wet chemical process, organic ligands are used to suppress the aggregation of quantum dots and control the particle size of the quantum dots at the nano level. As such an organic ligand, oleic acid may be generally used.
本発明の一実施形態において、前記量子ドットの製造過程で用いられたオレイン酸は、前記化学式1で表されるカルボキシ置換されたフルオレン系化合物によって配位子交換方法により置き換えられる。 In one embodiment of the present invention, the oleic acid used in the process of producing the quantum dots is replaced by a carboxy-substituted fluorene compound represented by the chemical formula 1 by a ligand exchange method.
前記配位子交換は、本来の有機配位子、すなわちオレイン酸を有する量子ドットを含む分散液に、交換したい有機配位子、すなわち化学式1で表されるカルボキシ置換されたフルオレン系化合物を添加し、これを常温〜200℃で30分〜3時間撹拌して、化学式1で表されるカルボキシ置換されたフルオレン系化合物が結合された量子ドットを収得することで行われてよい。必要に応じて前記化学式1で表されるカルボキシ置換されたフルオレン系化合物が結合された量子ドットを分離し精製する過程を更に行ってもよい。 In the ligand exchange, the organic ligand to be exchanged, that is, the carboxy-substituted fluorene compound represented by Chemical Formula 1 is added to the dispersion liquid containing the original organic ligand, that is, the quantum dot having oleic acid. Then, this may be carried out by stirring at room temperature to 200 ° C. for 30 minutes to 3 hours to obtain quantum dots to which a carboxy-substituted fluorene compound represented by Chemical Formula 1 is bonded. If necessary, a process of separating and purifying the quantum dots to which the carboxy-substituted fluorene compound represented by the chemical formula 1 is bonded may be further performed.
前記量子ドットは、光変換インク組成物の全体100重量%に対し、1〜60重量%、好ましくは、5〜50重量%の範囲で含まれてよい。前記量子ドットが前記範囲内で含まれる場合、発光効率に優れ、且つコーティング層の信頼性に優れるという利点がある。前記量子ドットが前記範囲未満で含まれる場合、光変換効率が微々たるものとなることがあり、前記範囲を超える場合、光変換インク組成物の粘度が高くなってジェッティング性が低下する問題が生じることがある。 The quantum dots may be contained in the range of 1 to 60% by weight, preferably 5 to 50% by weight, based on 100% by weight of the entire light conversion ink composition. When the quantum dots are included in the range, there are advantages that the luminous efficiency is excellent and the reliability of the coating layer is excellent. If the quantum dots are contained in less than the above range, the light conversion efficiency may be insignificant, and if it exceeds the above range, the viscosity of the light conversion ink composition increases and the jetting property deteriorates. May occur.
[硬化性モノマー(B)]
本発明の一実施形態において、前記硬化性モノマー(B)は、下記の化学式2で表される化合物を含む。
[Curable Monomer (B)]
In one embodiment of the present invention, the curable monomer (B) contains a compound represented by the following chemical formula 2.
R1は、C1〜C20のアルキレン基、フェニレン基又はC3〜C10のシクロアルキレン基であり、
R2は、水素又はメチル基であり、
mは、1〜15の整数である。
R 1 is an alkylene group of C 1 to C 20 , a phenylene group or a cycloalkylene group of C 3 to C 10.
R 2 is a hydrogen or methyl group
m is an integer of 1 to 15.
本明細書において用いられるC1〜C20のアルキレン基は、炭素数1〜20個からなる直鎖状若しくは分岐状の2価炭化水素を意味し、例えば、メチレン、エチレン、n−プロピレン、イソプロピレン、n−ブチレン、イソブチレン、n−ペンチレン、n−ヘキシレン、n−ヘプチレン、n−オクチレン、n−ノニレンなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。 As used herein, the alkylene group C 1 to C 20 means a linear or branched divalent hydrocarbon consisting of 1 to 20 carbon atoms, for example, methylene, ethylene, n-propylene, iso. Includes, but is not limited to, propylene, n-butylene, isobutylene, n-pentylene, n-hexylene, n-heptylene, n-octylene, n-nonylene and the like.
本明細書において用いられるC3〜C10のシクロアルキレン基は、炭素数3〜10個からなる単環式又は融合環式の2価炭化水素を意味し、例えば、シクロプロピレン、シクロブチレン、シクロペンチレン、シクロヘキシレンなどが含まれるが、これらに限定されるものではない。 The cycloalkylene groups C 3 to C 10 used herein mean monocyclic or fused cyclic divalent hydrocarbons consisting of 3 to 10 carbon atoms, such as cyclopropylene, cyclobutylene, and cyclo. Includes, but is not limited to, pentylene, cyclohexylene, and the like.
前記C1〜C20のアルキレン基、フェニレン基、及びC3〜C10のシクロアルキレン基は、1個又はそれの以上の水素がC1〜C6のアルキル基、C2〜C6のアルケニル基、C2〜C6のアルキニル基、C3〜C10のシクロアルキル基、C3〜C10のヘテロシクロアルキル基、C3〜C10のヘテロシクロアルキルオキシ基、C1〜C6のハロアルキル基、C1〜C6のアルコキシ基、C1〜C6のチオアルコキシ基、アリール基、アシル基、ヒドロキシ、チオ(thio)、ハロゲン、アミノ、アルコキシカルボニル、カルボキシ、カルバモイル、シアノ、ニトロなどで置換されてよい。 The alkylene group of C 1 to C 20 , the phenylene group, and the cycloalkylene group of C 3 to C 10 have one or more hydrogens of the alkyl group of C 1 to C 6 , and the alkoxy group of C 2 to C 6 . group, an alkynyl group of C 2 -C 6, cycloalkyl group C 3 -C 10 heterocycloalkyl group, heterocycloalkyl group of C 3 -C 10 in C 3 -C 10, of C 1 -C 6 Haloalkyl groups, C 1 to C 6 alkoxy groups, C 1 to C 6 thioalkoxy groups, aryl groups, acyl groups, hydroxy, thio, halogen, amino, alkoxycarbonyl, carboxy, carbamoyl, cyano, nitro, etc. May be replaced with.
本発明の一実施形態において、R1は、上述したようにC1〜C20のアルキレン基、好ましくは、C1〜C12のアルキレン基であってよい。R1がC1〜C20のアルキレン基である場合、溶剤なしでも散乱粒子の分散性に優れることでジェッティング性が改善し、且つ塗膜硬度や表面特性が向上され得る。 In one embodiment of the invention, R 1 may be an alkylene group of C 1 to C 20 as described above, preferably an alkylene group of C 1 to C 12 . When R 1 is an alkylene group of C 1 to C 20 , the jetting property can be improved by excellent dispersibility of scattered particles even without a solvent, and the coating film hardness and surface characteristics can be improved.
本発明の一実施形態において、mは、上述したように1〜15の整数、好ましくは、1〜5の整数である。mが前記範囲を超える場合、光変換インク組成物の粘度が上昇することがある。 In one embodiment of the invention, m is an integer of 1 to 15, preferably an integer of 1 to 5, as described above. If m exceeds the above range, the viscosity of the photoconverted ink composition may increase.
前記化学式2で表される化合物の具体例としては、1,6−ヘキサンジオールジアクリレート、1,9−ビスアクリロイルオキシノナン、トリプロピレングリコールジアクリレートなどが挙げられる。 Specific examples of the compound represented by the chemical formula 2 include 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-bisacryloyl oxynonane, and tripropylene glycol diacrylate.
前記化学式2で表される化合物は、前記化学式1で表されるカルボキシ置換されたフルオレン系配位子との相溶性に優れて量子ドットの分散性を向上させることにより、溶剤の含量が低い又は溶剤がなくても光特性に優れる低粘度光変換インク組成物の具現を可能にする。このため、本発明に係る光変換インク組成物は、インクジェット印刷方式でカラーフィルタを製造する際に効果的に用いることができる。 The compound represented by the chemical formula 2 has excellent compatibility with the carboxy-substituted fluorene-based ligand represented by the chemical formula 1 and improves the dispersibility of the quantum dots, whereby the solvent content is low or It enables the realization of a low-viscosity photoconversion ink composition having excellent light characteristics even without a solvent. Therefore, the light conversion ink composition according to the present invention can be effectively used when producing a color filter by an inkjet printing method.
本発明に係る光変換インク組成物は、前記化学式2で表される重合性化合物の他、3官能以上、好ましくは、4官能以上の多官能単量体を更に含んでよい。前記多官能単量体としては、例えば、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシレイテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシレイテッドトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、エトキシレイテッドペンタエリトリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールペンタ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、エトキシレイテッドジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、プロポキシレイテッドジペンタエリトリトールヘキサ(メタ)アクリレート、ジペンタエリトリトール(ポリ)アクリレートなどが好ましく用いられる。 The photoconverted ink composition according to the present invention may further contain a polyfunctional monomer having trifunctionality or higher, preferably tetrafunctionality or higher, in addition to the polymerizable compound represented by the chemical formula 2. Examples of the polyfunctional monomer include trimethylolpropoxyl propanetri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylol propanetri (meth) acrylate, propoxylated trimethylol propanetri (meth) acrylate, and pentaerythritol tri (meth). Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, ethoxylated pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate , Propoxylated dipentaerytritor hexa (meth) acrylate, dipentaerytritor (poly) acrylate and the like are preferably used.
前記多官能単量体は、硬化性モノマー全体100重量%に対し、30重量%以下の量で含まれてよい。前記多官能単量体が、硬化性モノマー全体100重量%に対し、30重量%超の量で含まれると、粘度の上昇によるジェッティング不良を生じさせることがある。 The polyfunctional monomer may be contained in an amount of 30% by weight or less based on 100% by weight of the entire curable monomer. If the polyfunctional monomer is contained in an amount of more than 30% by weight with respect to 100% by weight of the entire curable monomer, jetting failure may occur due to an increase in viscosity.
前記硬化性モノマー(B)は、前記光変換インク組成物全体100重量%に対し、20〜90重量%、好ましくは、30〜80重量%の範囲で含まれてよい。前記硬化性モノマーが前記範囲内で含まれると、画素部の強度や平滑性の面で好ましいという利点がある。前記硬化性モノマーが前記範囲未満で含まれると、画素部の強度がやや低下することがあり、前記硬化性モノマーが前記範囲を超えて含まれると、光変換効率が低下することがあるため、前記範囲内で含まれることが好ましい。 The curable monomer (B) may be contained in the range of 20 to 90% by weight, preferably 30 to 80% by weight, based on 100% by weight of the entire light conversion ink composition. When the curable monomer is contained within the above range, there is an advantage that it is preferable in terms of strength and smoothness of the pixel portion. If the curable monomer is contained in less than the above range, the strength of the pixel portion may be slightly lowered, and if the curable monomer is contained in excess of the above range, the light conversion efficiency may be lowered. It is preferably contained within the above range.
[散乱粒子(C)]
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、散乱粒子(C)を更に含んでよい。
[Scattered particles (C)]
The light conversion ink composition according to one embodiment of the present invention may further contain scattered particles (C).
前記散乱粒子は、量子ドットから放出された光の経路を増やして全体的な光効率を高める役割をする。 The scattered particles serve to increase the path of light emitted from the quantum dots and increase the overall light efficiency.
前記散乱粒子の材料としては、通常の無機材料を用いてよく、好ましくは、金属酸化物を用いてよい。 As the material of the scattered particles, an ordinary inorganic material may be used, and a metal oxide may be preferably used.
前記金属酸化物は、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、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれた1種以上の金属を含む酸化物であってよいが、これらに限定されるものではない。 The metal oxides include 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, It may be an oxide containing one or more metals selected from the group consisting of Nb, Ce, Ta, In, and combinations thereof, but is not limited thereto.
具体的に、前記散乱粒子は、Al2O3、SiO2、ZnO、ZrO2、BaTiO3、TiO2、Ta2O5、Ti3O5、ITO、IZO、ATO、ZnO−Al、Nb2O3、SnO、及びMgOからなる群より選ばれる1種以上を含んでよく、光変換効率の特性の面からTiO2が好ましい。 Specifically, the scattered particles are Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , BaTIO 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Ti 3 O 5 , ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb 2. It may contain one or more selected from the group consisting of O 3 , SnO, and MgO, and TiO 2 is preferable from the viewpoint of the characteristics of light conversion efficiency.
必要に応じて、前記散乱粒子は、アクリレートなどの不飽和結合を有する化合物で表面処理された材質も使用可能である。 If necessary, the scattered particles may be made of a material surface-treated with a compound having an unsaturated bond such as acrylate.
散乱粒子は、50〜1000nmの平均粒径を有してよく、好ましくは、100〜500nm、より好ましくは、150〜300nmの範囲のものがよい。このとき、粒子の大きさが小さ過ぎると、量子ドットから放出された光の十分な散乱効果を期待することができず、これと逆に大き過ぎると、組成物中に沈んだりして均一な品質の光変換層表面を得ることができないため、前記範囲内で適宜調節して用いる。 The scattered particles may have an average particle size of 50 to 1000 nm, preferably in the range of 100 to 500 nm, more preferably 150 to 300 nm. At this time, if the particle size is too small, a sufficient scattering effect of the light emitted from the quantum dots cannot be expected, and conversely, if the particle size is too large, it sinks in the composition and is uniform. Since it is not possible to obtain a high-quality light conversion layer surface, it is used after being appropriately adjusted within the above range.
本発明において平均粒径とは、数平均粒径のことであってよく、例えば、電界放出型走査電子顕微鏡(FE−SEM)又は透過電子顕微鏡(TEM)によって観察した像から求めることができる。具体的に、FE−SEM又はTEMの観察画像から幾つかのサンプルを抽出し、これらのサンプルの径を測定して算術平均した値から得ることができる。 In the present invention, the average particle size may be a number average particle size, and can be obtained from, for example, an image observed by a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) or a transmission electron microscope (TEM). Specifically, some samples can be extracted from the observation image of FE-SEM or TEM, and the diameters of these samples can be measured and obtained from the arithmetic mean value.
前記散乱粒子は、量子ドット100重量%に対し、1〜150重量%、好ましくは、5〜100重量%の範囲で含んでよい。前記散乱粒子が前記範囲内で含まれると、発光強さの増加効果が極大化するため好ましい。前記散乱粒子が前記範囲未満で含まれると、散乱効果が不十分であって得ようとする発光強さの確保が難しくなることがあり、また前記範囲を超えると、散乱特性が臨界範囲を超えるようになって発光された光を遮断することにより発光強さの低下を生じさせることがある。 The scattered particles may be contained in the range of 1 to 150% by weight, preferably 5 to 100% by weight, based on 100% by weight of the quantum dots. When the scattered particles are contained within the above range, the effect of increasing the emission intensity is maximized, which is preferable. If the scattered particles are contained in the range less than the above range, the scattering effect may be insufficient and it may be difficult to secure the emission intensity to be obtained, and if the scattering particles are exceeded in the above range, the scattering characteristics exceed the critical range. By blocking the light emitted in this way, the emission intensity may decrease.
[光重合開始剤(D)]
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、光重合開始剤(D)を更に含んでよい。
[Photopolymerization Initiator (D)]
The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may further contain a photopolymerization initiator (D).
本発明の一実施形態において、前記光重合開始剤(D)は、前記硬化性モノマーを重合させ得るものであれば、その種類は特に制限されずに用いてよい。特に、前記光重合開始剤(D)は、重合特性、開始効率、吸収波長、入手性、価格などの観点から、アセトフェノン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、トリアジン系化合物、ビイミダゾール系化合物、オキシム系化合物、及びチオキサントン系化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物を用いることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the type of the photopolymerization initiator (D) may be used without particular limitation as long as it can polymerize the curable monomer. In particular, the photopolymerization initiator (D) is an acetophenone-based compound, a benzophenone-based compound, a triazine-based compound, a biimidazole-based compound, an oxime-based compound from the viewpoints of polymerization characteristics, starting efficiency, absorption wavelength, availability, price, and the like. , And one or more compounds selected from the group consisting of thioxanthone compounds are preferably used.
前記光重合開始剤(D)は、前記光変換インク組成物全体100重量%に対し、0.01〜20重量%、好ましくは、0.5〜15重量%の範囲で含まれてよい。前記光重合開始剤が前記範囲内で含まれると、前記光変換インク組成物が高感度化して露光時間が短縮することから生産性が向上するため好ましい。また、本発明に係る光変換インク組成物を用いて形成した画素部の強度や前記画素部の表面での平滑性が良好になるという利点がある。 The photopolymerization initiator (D) may be contained in the range of 0.01 to 20% by weight, preferably 0.5 to 15% by weight, based on 100% by weight of the entire photoconversion ink composition. When the photopolymerization initiator is contained within the above range, the photoconversion ink composition becomes highly sensitive and the exposure time is shortened, which is preferable because the productivity is improved. Further, there is an advantage that the strength of the pixel portion formed by using the light conversion ink composition according to the present invention and the smoothness on the surface of the pixel portion are improved.
前記光重合開始剤(D)は、本発明に係る光変換インク組成物の感度を向上させるために、光重合開始補助剤(d1)を更に含んでよい。前記光重合開始補助剤が含まれると、感度が一層高められて生産性が向上するという利点がある。 The photopolymerization initiator (D) may further contain a photopolymerization initiator (d1) in order to improve the sensitivity of the photoconversion ink composition according to the present invention. When the photopolymerization initiation aid is included, there is an advantage that the sensitivity is further increased and the productivity is improved.
前記光重合開始補助剤(d1)は、例えば、アミン化合物、カルボン酸化合物、チオール基を有する有機黄化合物からなる群より選ばれる1種以上の化合物が好ましく用いられてよいが、これらに限定されるものではない。 As the photopolymerization initiation aid (d1), for example, one or more compounds selected from the group consisting of amine compounds, carboxylic acid compounds, and organic yellow compounds having a thiol group may be preferably used, but are limited thereto. It's not a thing.
アミン化合物の具体例としては、トリエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミンなどの脂肪族アミン化合物、4−ジメチルアミノ安息香酸メチル、4−ジメチルアミノ安息香酸エチル、4−ジメチルアミノ安息香酸イソアミル、4−ジメチルアミノ安息香酸2−エチルヘキシル、安息香酸2−ジメチルアミノエチル、N,N−ジメチルパラトルイジン、4,4’−ビス(ジメチルアミノ)ベンゾフェノン(通称:ミヒラーケトン)、4,4’−ビス(ジエチルアミノ)ベンゾフェノンなどの芳香族アミン化合物が挙げられ、好ましくは、芳香族アミン化合物であってよい。 Specific examples of the amine compound include aliphatic amine compounds such as triethanolamine, methyldiethanolamine and triisopropanolamine, methyl 4-dimethylaminobenzoate, ethyl 4-dimethylaminobenzoate, isoamyl 4-dimethylaminobenzoate, 4 -Dimethylamino 2-ethylhexyl benzoate, 2-dimethylaminoethyl benzoate, N, N-dimethylparatoluidine, 4,4'-bis (dimethylamino) benzophenone (commonly known as Michler ketone), 4,4'-bis (diethylamino) ) An aromatic amine compound such as benzophenone can be mentioned, and an aromatic amine compound may be preferable.
カルボン酸化合物の具体例としては、フェニルチオ酢酸、メチルフェニルチオ酢酸、エチルフェニルチオ酢酸、メチルエチルフェニルチオ酢酸、ジメチルフェニルチオ酢酸、メトキシフェニルチオ酢酸、ジメトキシフェニルチオ酢酸、クロロフェニルチオ酢酸、ジクロロフェニルチオ酢酸、N−フェニルグリシン、フェノキシ酢酸、ナフチルチオ酢酸、N−ナフチルグリシン、ナフトキシ酢酸などの芳香族ヘテロ酢酸類が挙げられる。 Specific examples of the carboxylic acid compound include phenylthioacetic acid, methylphenylthioacetic acid, ethylphenylthioacetic acid, methylethylphenylthioacetic acid, dimethylphenylthioacetic acid, methoxyphenylthioacetic acid, dimethoxyphenylthioacetic acid, chlorophenylthioacetic acid, and dichlorophenylthioacetic acid. , N-phenylglycine, phenoxyacetic acid, naphthylthioacetic acid, N-naphthylglycine, naphthoxyacetic acid and other aromatic heteroacetic acids.
前記光重合開始補助剤(d1)は、本発明の効果を損なわない範囲で適宜追加して用いてよい。 The photopolymerization initiation aid (d1) may be appropriately added and used as long as the effects of the present invention are not impaired.
[添加剤(E)]
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、前記した成分の他、塗膜平坦性や密着性を高めるために界面活性剤、密着促進剤のような添加剤を更に含んでよい。
[Additive (E)]
In addition to the above-mentioned components, the photoconversion ink composition according to the embodiment of the present invention may further contain additives such as a surfactant and an adhesion accelerator in order to improve the flatness and adhesion of the coating film.
本発明に係る光変換インク組成物が前記界面活性剤を含む場合、塗膜平坦性が向上し得るという利点がある。例えば、前記界面活性剤としては、BM−1000、BM−1100(BM Chemie社製)、フロラード FC−135/FC−170C/FC−430(住友スリーエム(社)製)、SH−28PA/−190/−8400/SZ−6032(東レシリコーン(株)製)などのフッ素系界面活性剤を用いてよいが、これらに限定されるものではない。 When the light conversion ink composition according to the present invention contains the surfactant, there is an advantage that the flatness of the coating film can be improved. For example, the surfactants include BM-1000, BM-1100 (manufactured by BM Chemie), Florard FC-135 / FC-170C / FC-430 (manufactured by Sumitomo 3M Ltd.), SH-28PA / -190. Fluorine-based surfactants such as / -8400 / SZ-6032 (manufactured by Toray Silicone Co., Ltd.) may be used, but the present invention is not limited thereto.
前記密着促進剤は、基板との密着性を高めるために添加されてよいものであって、カルボキシル基、(メタ)アクリロイル基、イソシアネート基、エポキシ基、及びこれらの組み合わせからなる群より選ばれる反応性置換基を有するシランカップリング剤を含んでよいが、これらに限定されるものではない。 The adhesion accelerator may be added to enhance the adhesion to the substrate, and is a reaction selected from the group consisting of a carboxyl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanate group, an epoxy group, and a combination thereof. It may include, but is not limited to, a silane coupling agent having a sex substituent.
その他、本発明に係る光変換インク組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で酸化防止剤、紫外線吸収剤、凝集防止剤のような添加剤を更に含んでもよく、当該添加剤も同様、本発明の効果を損なわない範囲で当業者が適宜追加して使用可能である。 In addition, the light conversion ink composition according to the present invention may further contain additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an anti-aggregation agent as long as the effects of the present invention are not impaired. Those skilled in the art can appropriately add and use the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
前記添加剤は、前記光変換インク組成物全体100重量%に対し、0.05〜10重量%、具体的に、0.1〜10重量%、より具体的に、0.1〜5重量%の範囲で用いてよいが、これらに限定されるものではない。 The additive is 0.05 to 10% by weight, specifically 0.1 to 10% by weight, more specifically 0.1 to 5% by weight, based on 100% by weight of the entire photoconversion ink composition. It may be used in the range of, but is not limited to these.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、溶剤を全組成物100重量%に対し、20重量%以下の量で含んでよい。 The light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention may contain a solvent in an amount of 20% by weight or less based on 100% by weight of the total composition.
好ましくは、本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、連続工程性の面から溶剤を含まない無溶剤型のものであってよい。 Preferably, the light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention may be a solvent-free type that does not contain a solvent from the viewpoint of continuous processability.
前記溶剤としては、エーテル又はエステル系溶剤、脂肪族飽和炭化水素系溶剤、ハロゲン化炭化水素系溶剤、芳香族炭化水素系溶剤などを用いてよい。例えば、前記溶剤としては、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテルなどのエチレングリコールモノアルキルエーテル類、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ジエチルエーテル、ジエチレングリコールジプロピルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテルなどのジエチレングリコールジアルキルエーテル類、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などのエチレングリコールアルキルエーテルアセテート類、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)、エチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノプロピルエーテルアセテート、メトキシブチルアセテート、メトキシペンチルアセテートなどのアルキレングリコールアルキルエーテルアセテート類、ベンゼン、トルエン、キシレン、メシチレンなどの芳香族炭化水素類、メチルエチルケトン、アセトン、メチルアミルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、エタノール、プロパノール、ブタノール、ヘキサノール、シクロヘキサノール、エチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、3−エトキシプロピオン酸エチル、3−メトキシプロピオン酸メチルなどのエステル類、γ−ブチロラクトンなどの環状エステル類などを用いてよい。 As the solvent, an ether or ester solvent, an aliphatic saturated hydrocarbon solvent, a halogenated hydrocarbon solvent, an aromatic hydrocarbon solvent and the like may be used. For example, examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, and ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol diethyl ether, diethylene glycol dipropyl ether, and diethylene glycol. Diethylene glycol dialkyl ethers such as dibutyl ether, ethylene glycol alkyl ether acetates such as methyl cellosolve acetate and ethyl cellosolve acetate, propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA), ethylene glycol monoethyl ether acetate, propylene glycol monopropyl ether acetate, methoxybutyl Alkylene glycol alkyl ether acetates such as acetate and methoxypentyl acetate, aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene and mesityrene, ketones such as methyl ethyl ketone, acetone, methyl amyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, ethanol and propanol. , Butanol, hexanol, cyclohexanol, ethylene glycol, glycerin and other alcohols, ethyl 3-ethoxypropionate, methyl 3-methoxypropionate and the like, cyclic esters such as γ-butyrolactone and the like may be used.
本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、溶剤の含量が20重量%以下の量で低くても量子ドットの光特性や分散性に優れ、且つ低粘度の具現が可能である。また、本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、溶剤の含量が20重量%以下の量で低くてノズル入口で溶剤の蒸発によるノズル詰りが生じることがないため、連続工程に有利である。 The light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention is excellent in the optical characteristics and dispersibility of quantum dots even if the content of the solvent is as low as 20% by weight or less, and low viscosity can be realized. Further, the light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention has a low solvent content of 20% by weight or less and does not cause nozzle clogging due to evaporation of the solvent at the nozzle inlet, which is advantageous for continuous steps. Is.
また、本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、樹脂成分を実質的に含まず、含むとしても光変換インク組成物の全体100重量%に対し、0.5重量%以内で含む。本発明の一実施形態に係る光変換インク組成物は、樹脂成分を含まないことで低い粘度を具現することができ、インクのノズルジェッティング特性に優れる。 Further, the light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention does not substantially contain a resin component, and even if it contains the resin component, it is contained within 0.5% by weight with respect to 100% by weight of the whole light conversion ink composition. .. The light conversion ink composition according to the embodiment of the present invention can realize a low viscosity by not containing a resin component, and is excellent in nozzle jetting characteristics of ink.
本発明の一実施形態は、上述した光変換インク組成物の硬化物を含む光変換画素に関する。 One embodiment of the present invention relates to a light conversion pixel containing a cured product of the above-mentioned light conversion ink composition.
また、本発明の一実施形態は、上述した光変換画素を含むカラーフィルタに関する。
本発明に係る光変換インク組成物のパターン形成方法は、上述した光変換インク組成物をインクジェット方式で所定の領域に塗布するステップ及び前記塗布された光変換インク組成物を硬化させるステップを含んでなる。
Further, one embodiment of the present invention relates to a color filter including the above-mentioned optical conversion pixels.
The method for forming a pattern of a light conversion ink composition according to the present invention includes a step of applying the above-mentioned light conversion ink composition to a predetermined area by an inkjet method and a step of curing the applied light conversion ink composition. Become.
まず、本発明に係る光変換インク組成物をインクジェット噴射機に注入して基板の所定の領域にプリントする。 First, the light conversion ink composition according to the present invention is injected into an inkjet injector and printed on a predetermined area of the substrate.
前記基板は、特に制限されず、一例として、ガラス基板、シリコン基板、ポリカーボネート基板、ポリエステル基板、芳香族ポリアミド基板、ポリアミドイミド基板、ポリイミド基板、Al基板、GaAs基板などの表面が平坦な基板が挙げられる。これらの基板は、シランカップリング剤などの薬品による薬品処理、プラズマ処理、イオンプレーティング処理、スパッタリング処理、気相反応処理、真空蒸着処理などの前処理を実施してよい。基板としてシリコン基板などを用いる場合、シリコン基板などの表面には、電荷結合素子(CCD)、薄膜トランジスタ(TFT)などが形成されてよい。また、隔壁マトリックスが形成されてもよい。 The substrate is not particularly limited, and examples thereof include substrates having a flat surface such as a glass substrate, a silicon substrate, a polycarbonate substrate, a polyester substrate, an aromatic polyamide substrate, a polyamide-imide substrate, a polyimide substrate, an Al substrate, and a GaAs substrate. Be done. These substrates may be subjected to pretreatment such as chemical treatment with a chemical such as a silane coupling agent, plasma treatment, ion plating treatment, sputtering treatment, gas phase reaction treatment, and vacuum vapor deposition treatment. When a silicon substrate or the like is used as the substrate, a charge coupling element (CCD), a thin film transistor (TFT), or the like may be formed on the surface of the silicon substrate or the like. In addition, a partition matrix may be formed.
インクジェット噴射機の一例であるピエゾインクジェットヘッドから噴射されて基板上で適切な相(phase)を形成するために、粘度、流動性、量子ドット粒子などの特性がインクジェットヘッドと釣り合っている必要がある。本発明において用いられたピエゾインクジェットヘッドは特に制限されないが、約10〜100pL、好ましくは、約20〜40pLの液滴大きさを有するインクを噴射する。 In order to form an appropriate phase on the substrate by being ejected from a piezo inkjet head, which is an example of an inkjet injector, properties such as viscosity, fluidity, and quantum dot particles need to be balanced with the inkjet head. .. The piezo inkjet head used in the present invention is not particularly limited, but ejects ink having a droplet size of about 10 to 100 pL, preferably about 20 to 40 pL.
本発明に係る光変換インク組成物の粘度は、約3〜65cPが好適であり、より好ましくは、7〜60cPの範囲に調節されてよい。 The viscosity of the photoconverted ink composition according to the present invention is preferably about 3 to 65 cP, and more preferably adjusted to the range of 7 to 60 cP.
本発明の一実施形態に係るカラーフィルタは、前記パターン形成方法によって形成される着色パターン層を含む。すなわち、カラーフィルタは、基板上に上述した光変換インク組成物を所定のパターンで塗布してから硬化させて形成される着色パターン層を含むことを特徴とする。カラーフィルタの構成及び製造方法は、当該技術分野において周知のものであるため、詳しい説明を省略する。 The color filter according to the embodiment of the present invention includes a colored pattern layer formed by the pattern forming method. That is, the color filter is characterized by including a colored pattern layer formed by applying the above-mentioned light conversion ink composition on a substrate in a predetermined pattern and then curing the color filter. Since the structure and manufacturing method of the color filter are well known in the art, detailed description thereof will be omitted.
本発明の一実施形態は、上述したカラーフィルタが備えられた画像表示装置に関する。
本発明に係るカラーフィルタは、通常の液晶表示装置(LCD)だけでなく、電界発光表示装置(EL)、プラズマ表示装置(PDP)、電界放出表示装置(FED)、有機発光素子(OLED)などの各種の画像表示装置に適用可能である。
One embodiment of the present invention relates to an image display device provided with the above-mentioned color filter.
The color filter according to the present invention includes not only a normal liquid crystal display device (LCD), but also a field emission display device (EL), a plasma display device (PDP), a field emission display device (FED), an organic light emitting element (OLED), and the like. It can be applied to various image display devices.
本発明に係る画像表示装置は、上述したカラーフィルタを備えることを除いては、当該技術分野において知られた構成を含む。 The image display device according to the present invention includes configurations known in the art, except that it includes the color filter described above.
以下、実施例、比較例及び実験例によって本発明をより具体的に説明することにする。なお、これらの実施例、比較例及び実験例は、単に本発明を説明するためのものに過ぎず、本発明の範囲がこれらに限定されるものではないことは当業者にとって自明である。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, Comparative Examples and Experimental Examples. It is obvious to those skilled in the art that these Examples, Comparative Examples and Experimental Examples are merely for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited thereto.
[合成例1:InP/ZnSコア−シェル量子ドットの合成]
三つ口フラスコ(3−neck flask)にインジウムアセテート0.05839g、オレイン酸0.12019g、及び1−オクタデセン(ODE)10mLを入れた。前記フラスコを撹拌しながら110℃、100mTorr下で30分間の脱気(degassing)過程を経た後、溶液が透明になるまで不活性気体下、270℃の温度で加熱した。
[Synthesis Example 1: Synthesis of InP / ZnS core-shell quantum dots]
A three-necked flask (3-neck flask) was charged with 0.05839 g of indium acetate, 0.12019 g of oleic acid, and 10 mL of 1-octadecene (ODE). The flask was subjected to a degassing process at 110 ° C. under 100 mTorr for 30 minutes with stirring, and then heated at a temperature of 270 ° C. under an inert gas until the solution became transparent.
リン(P)前駆体としてトリス(トリメチルシリル)ホスフィンを0.025054g準備し、1−オクタデセン0.5mLとトリ−n−オクチルホスフィン0.5mLに入れて撹拌し、これを、不活性気体下、270℃で加熱された前記フラスコに素早く注入した。1時間反応させた後、素早く冷却させて反応を終結させた。次いで、フラスコの温度が100℃に達したとき、10mLのトルエンを注入してから50mL遠心分離チューブに移した。エタノール10mLを添加した後、沈澱及び再分散方法を活用して2回精製した。精製されたInPコアナノ粒子を1−オクタデセンに分散させた後に保存した。 0.025054 g of tris (trimethylsilyl) phosphine was prepared as a phosphorus (P) precursor, placed in 0.5 mL of 1-octadecene and 0.5 mL of tri-n-octylphosphine and stirred, and this was stirred under an inert gas of 270. It was quickly poured into the flask heated at ° C. After reacting for 1 hour, it was cooled quickly to terminate the reaction. Then, when the temperature of the flask reached 100 ° C., 10 mL of toluene was injected and then transferred to a 50 mL centrifuge tube. After adding 10 mL of ethanol, it was purified twice using the precipitation and redispersion method. The purified InP core nanoparticles were dispersed in 1-octadecene and then stored.
三つ口フラスコに酢酸亜鉛3.669g、オレイン酸20mL、及び1−オクタデセン20mLを入れ、撹拌しながら110℃、100mTorr下で30分間の脱気(degassing)過程を経た後、溶液が透明になるまで不活性気体下、270℃の温度で加熱してから60℃に冷却させて、透明なオレイン酸亜鉛形態の前駆体溶液を得た。 3.669 g of zinc acetate, 20 mL of oleic acid, and 20 mL of 1-octadecene are placed in a three-necked flask, and the solution becomes transparent after undergoing a 30-minute degassing process at 110 ° C. under 100 mTorr with stirring. It was heated to a temperature of 270 ° C. under an inert gas and then cooled to 60 ° C. to obtain a clear precursor solution in the form of zinc oleate.
三つ口フラスコに硫黄0.6412g及びトリ−n−オクチルホスフィン10mLを入れ、溶液が透明になるまで不活性気体雰囲気で撹拌しながら80℃の温度で加熱してから常温に冷却させて、TOP:S形態のS前駆体溶液を得た。 Put 0.6412 g of sulfur and 10 mL of tri-n-octylphosphine in a three-necked flask, heat at a temperature of 80 ° C. while stirring in an inert gas atmosphere until the solution becomes transparent, and then cool to room temperature to TOP. : An S-form S precursor solution was obtained.
別途の三つ口フラスコに予め準備したInPコアのナノ粒子溶液を入れ、フラスコの温度を300℃に調節してから予め準備した亜鉛前駆体溶液0.6mLを注射器を活用して素早く注入した。次いで、予め準備したS前駆体溶液0.3mLを注射器ポンプを活用して2mL/hrの速度でフラスコに注入した。注入が終わってから更に3時間反応を進め、素早く冷却させて反応を終結させた。フラスコの温度が100℃に達したとき、10mLのトルエンを注入した後、50mL遠心分離チューブに移した。エタノール10mLを添加した後、沈澱及び再分散方法を活用して2回精製した。精製されたInP/ZnSコア−シェル構造のナノ粒子をn−クロロホルムに分散させた後に保存した。固形分は30重量%に調整した。最大発光波長は525nmであった。 A pre-prepared InP core nanoparticle solution was placed in a separate three-necked flask, the temperature of the flask was adjusted to 300 ° C., and then 0.6 mL of the pre-prepared zinc precursor solution was quickly injected using a syringe. Next, 0.3 mL of the S precursor solution prepared in advance was injected into the flask at a rate of 2 mL / hr using a syringe pump. The reaction was allowed to proceed for an additional 3 hours after the injection was completed and cooled quickly to terminate the reaction. When the temperature of the flask reached 100 ° C., 10 mL of toluene was injected and then transferred to a 50 mL centrifuge tube. After adding 10 mL of ethanol, it was purified twice using the precipitation and redispersion method. The purified InP / ZnS core-shell structure nanoparticles were dispersed in n-chloroform and then stored. The solid content was adjusted to 30% by weight. The maximum emission wavelength was 525 nm.
[合成例2:InP/ZnSe/ZnSコア−シェル量子ドットの合成]
インジウムアセテート(Indium acetate)0.4mmol(0.058g)、パルミチン酸(palmitic acid)0.6mmol(0.15g)、及び1−オクタデセン(octadecene)20mLを反応器に入れ、真空下、120℃で加熱した。1時間後に反応器内の雰囲気を窒素に置換した。280℃で加熱した後、トリス(トリメチルシリル)ホスフィン(TMS3P)0.2mmol(58μl)及びトリオクチルホスフィン1.0mLの混合溶液を素早く注入し、0.5分間反応させた。
[Synthesis Example 2: InP / ZnSe / ZnS Core-Shell Quantum Dot Synthesis]
0.4 mmol (0.058 g) of indium acetate, 0.6 mmol (0.15 g) of palmitic acid, and 20 mL of 1-octadecene were placed in the reactor at 120 ° C. under vacuum. It was heated. After 1 hour, the atmosphere in the reactor was replaced with nitrogen. After heating at 280 ° C., a mixed solution of 0.2 mmol (58 μl) of tris (trimethylsilyl) phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected and reacted for 0.5 minutes.
次いで、亜鉛アセテート2.4mmoL(0.448g)、オレイン酸4.8mmol、及びトリオクチルアミン20mLを反応器に入れ、真空下、120℃で加熱した。1時間後に反応器内の雰囲気を窒素に置換し、反応器を280℃に昇温させた。先に合成したInPコア溶液2mLを入れ、次いで、トリオクチルホスフィン中のセレニウム(Se/TOP)4.8mmolを入れた後、最終混合物を2時間反応させた。常温に素早く冷却させた反応溶液にエタノールを入れ、遠心分離して得た沈澱を減圧ろ過後に減圧乾燥して、InP/ZnSeコア−シェルを形成させた。 Then, 2.4 mm of zinc acetate (0.448 g), 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor and heated at 120 ° C. under vacuum. After 1 hour, the atmosphere in the reactor was replaced with nitrogen, and the temperature of the reactor was raised to 280 ° C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, then 4.8 mmol of selenium (Se / TOP) in trioctylphosphine was added, and then the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to form an InP / ZnSe core-shell.
次いで、亜鉛アセテート2.4mmoL(0.448g)、オレイン酸4.8mmol、及びトリオクチルアミン20mLを反応器に入れ、真空下、120℃で加熱した。1時間後に反応器内の雰囲気を窒素に置換し、反応器を280℃に昇温させた。先に合成したInP/ZnSeコア−シェル溶液2mLを入れ、次いで、トリオクチルホスフィン中の硫黄(S/TOP)4.8mmolを入れた後、最終混合物を2時間反応させた。常温に素早く冷却させた反応溶液にエタノールを入れ、遠心分離して得た沈澱を減圧ろ過後に減圧乾燥して、InP/ZnSe/ZnSコア−シェル構造の量子ドットを収得した後にクロロホルムに分散させた。固形分は30重量%に調整した。最大発光波長は520nmであった。 Then, 2.4 mm of zinc acetate (0.448 g), 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor and heated at 120 ° C. under vacuum. After 1 hour, the atmosphere in the reactor was replaced with nitrogen, and the temperature of the reactor was raised to 280 ° C. 2 mL of the previously synthesized InP / ZnSe core-shell solution was added, then 4.8 mmol of sulfur (S / TOP) in trioctylphosphine was added, and then the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and then dried under reduced pressure to obtain quantum dots having an InP / ZnSe / ZnS core-shell structure and then dispersed in chloroform. .. The solid content was adjusted to 30% by weight. The maximum emission wavelength was 520 nm.
[配位子置換量子ドットの製造]
[製造例1:配位子置換量子ドットA−1]
合成例1で得られた量子ドット溶液5mLを遠心分離チューブに入れ、エタノール20mLを入れて沈澱させた。遠心分離によって上層液は捨て、沈殿物に3mLのクロロホルムを入れて量子ドットを分散させた後、2.50gの下記化学式1−1で表される9H−フルオレン−2−カルボン酸を入れ、窒素雰囲気下、60℃で加熱しながら1時間反応させた。
[Manufacturing of ligand-substituted quantum dots]
[Production Example 1: Ligand Substitution Quantum Dot A-1]
5 mL of the quantum dot solution obtained in Synthesis Example 1 was placed in a centrifuge tube, and 20 mL of ethanol was added for precipitation. The upper layer liquid is discarded by centrifugation, 3 mL of chloroform is added to the precipitate to disperse the quantum dots, and then 2.50 g of 9H-fluorene-2-carboxylic acid represented by the following chemical formula 1-1 is added, and nitrogen is added. The reaction was carried out for 1 hour while heating at 60 ° C. in an atmosphere.
[製造例2:配位子置換量子ドットA−2]
製造例1で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−2で表される9H−フルオレン−4−カルボン酸を用いたことを除いては、製造例1と同様に実施して量子ドットA−2を収得した。
[Production Example 2: Ligand Substitution Quantum Dot A-2]
Quantum dots were carried out in the same manner as in Production Example 1 except that 9H-fluorene-4-carboxylic acid represented by the following chemical formula 1-2 was used instead of the ligand used in Production Example 1. I got A-2.
合成例2で得られた量子ドット溶液5mLを遠心分離チューブに入れ、エタノール20mLを入れて沈澱させた。遠心分離によって上層液は捨て、沈殿物に3mLのクロロホルムを入れて量子ドットを分散させた後、3.00gの前記化学式1−1で表される9H−フルオレン−2−カルボン酸を入れ、窒素雰囲気下、60℃で加熱しながら1時間反応させた。
5 mL of the quantum dot solution obtained in Synthesis Example 2 was placed in a centrifuge tube, and 20 mL of ethanol was added for precipitation. The upper layer liquid is discarded by centrifugation, 3 mL of chloroform is added to the precipitate to disperse the quantum dots, and then 3.00 g of 9H-fluorene-2-carboxylic acid represented by the chemical formula 1-1 is added to nitrogen. The reaction was carried out for 1 hour while heating at 60 ° C. in an atmosphere.
次いで、反応物に25mLのn−ヘキサンを入れて量子ドットを沈澱させた後、遠心分離を実施して沈殿物を分離してから、減圧乾燥オーブン(ヤマト社製、DP43)を用いて60℃で1時間乾燥して、量子ドットA−3を収得した。 Next, 25 mL of n-hexane was added to the reaction product to precipitate the quantum dots, and then centrifugation was performed to separate the precipitate, and then the temperature was 60 ° C. using a vacuum drying oven (manufactured by Yamato Co., Ltd., DP43). After drying for 1 hour, quantum dots A-3 were obtained.
[製造例4:配位子置換量子ドットA−4]
製造例3で用いた配位子の代わりに、前記化学式1−2で表される9H−フルオレン−4−カルボン酸を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−4を収得した。
[Production Example 4: Ligand Substitution Quantum Dot A-4]
Quantum dots were carried out in the same manner as in Production Example 3 except that 9H-fluorene-4-carboxylic acid represented by the chemical formula 1-2 was used instead of the ligand used in Production Example 3. Obtained A-4.
[製造例5:配位子置換量子ドットA−5]
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−3で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−5を収得した。
[Production Example 5: Ligand Substitution Quantum Dot A-5]
Quantum dots A-5 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-3 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−4で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−6を収得した。
Quantum dots A-6 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-4 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−5で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−7を収得した。
Quantum dots A-7 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-5 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−6で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−8を収得した。
Quantum dots A-8 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-6 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−7で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−9を収得した。
Quantum dots A-9 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-7 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式1−8で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−10を収得した。
Quantum dots A-10 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 1-8 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
オレイン酸が表面に結合されている合成例1で得られた量子ドット溶液5mLを遠心分離チューブに入れ、エタノール20mLを入れて沈澱させた。遠心分離によって上層液は捨て、沈殿物を減圧乾燥オーブン(ヤマト社製、DP43)を用いて60℃で1時間乾燥して、量子ドットA−11を収得した。
5 mL of the quantum dot solution obtained in Synthesis Example 1 in which oleic acid was bound to the surface was placed in a centrifuge tube, and 20 mL of ethanol was added for precipitation. The upper layer liquid was discarded by centrifugation, and the precipitate was dried at 60 ° C. for 1 hour using a vacuum drying oven (manufactured by Yamato Co., Ltd., DP43) to obtain quantum dots A-11.
[製造例12:配位子未置換量子ドットA−12]
オレイン酸が表面に結合されている合成例2で得られた量子ドット溶液5mLを遠心分離チューブに入れ、エタノール20mLを入れて沈澱させた。遠心分離によって上層液は捨て、沈殿物を減圧乾燥オーブン(ヤマト社製、DP43)を用いて60℃で1時間乾燥して、量子ドットA−12を収得した。
[Production Example 12: Ligand Unsubstituted Quantum Dots A-12]
5 mL of the quantum dot solution obtained in Synthesis Example 2 in which oleic acid was bound to the surface was placed in a centrifuge tube, and 20 mL of ethanol was added for precipitation. The upper layer liquid was discarded by centrifugation, and the precipitate was dried at 60 ° C. for 1 hour using a vacuum drying oven (manufactured by Yamato Co., Ltd., DP43) to obtain quantum dots A-12.
[製造例13:配位子置換量子ドットA−13]
製造例3で用いた配位子の代わりに、下記化学式3で表される化合物を用いたことを除いては、製造例3と同様に実施して量子ドットA−13を収得した。
[Production Example 13: Ligand Substitution Quantum Dot A-13]
Quantum dots A-13 were obtained in the same manner as in Production Example 3 except that the compound represented by the following chemical formula 3 was used instead of the ligand used in Production Example 3.
下記の表1〜表3の組成でそれぞれの成分を混合して光変換インク組成物を製造した(重量%)。
Each component was mixed with the compositions shown in Tables 1 to 3 below to produce a light conversion ink composition (% by weight).
硬化性モノマー(B)
B−1:1,6−ヘキサンジオールジアクリレート(シグマアルドリッチ社製)
B−2:トリプロピレングリコールジアクリレート(シグマアルドリッチ社製)
B−3:ジペンタエリトリトールヘキサアクリレート(A−9550、新中村化学社製)
散乱粒子(C):TiO2(ハンツマン社製、TR−88、粒径220nm)
光重合開始剤(D):Irgacure OXE−01(BASF社製)
添加剤(E):SH8400(ダウコーニング東レシリコーン社製)
溶剤(F):プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)
[実験例]
前記実施例及び比較例で製造された光変換インク組成物を用いて粘度及び連続ジェッティング回数を測定し、12μm厚みの光変換コーティング層を製造して光変換効率を測定し、その結果を下記表4に表した。
B-1: 1,6-hexanediol diacrylate (manufactured by Sigma-Aldrich)
B-2: Tripropylene glycol diacrylate (manufactured by Sigma-Aldrich)
B-3: Dipentaerythritol hexaacrylate (A-9550, manufactured by Shin Nakamura Chemical Industry Co., Ltd.)
Scattered particles (C): TiO 2 (manufactured by Huntsman, TR-88, particle size 220 nm)
Photopolymerization Initiator (D): Irgacure OXE-01 (manufactured by BASF)
Additive (E): SH8400 (manufactured by Dow Corning Toray Silicone)
Solvent (F): Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
[Experimental example]
The viscosity and the number of continuous jettings were measured using the photoconversion ink compositions produced in the above Examples and Comparative Examples, a photoconversion coating layer having a thickness of 12 μm was produced, and the photoconversion efficiency was measured. It is shown in Table 4.
(1)光変換コーティング層の製造及び光変換効率の測定
実施例及び比較例で製造されたそれぞれの光変換インク組成物をインクジェット方式で5cm×5cmガラス基板上に塗布した後、紫外線光源としてg、h、i線をいずれも含有する1kWの高圧水銀灯を用いて1000mJ/cm2で照射後、180℃の加熱オーブンで30分間加熱して、光変換コーティング層を製造した。
(1) Production of Light Conversion Coating Layer and Measurement of Light Conversion Efficiency After applying each of the light conversion ink compositions manufactured in Examples and Comparative Examples onto a 5 cm × 5 cm glass substrate by an inkjet method, g is used as an ultraviolet light source. After irradiating at 1000 mJ / cm 2 using a 1 kW high-pressure mercury lamp containing all of h and i rays, the light conversion coating layer was produced by heating in a heating oven at 180 ° C. for 30 minutes.
製造された光変換コーティング層を青色(blue)光源(XLamp XR−E LED、Royal blue 450、Cree社製)の上部に位置させた後、輝度測定器(CAS140CT Spectrometer、Instrument systems社製)を用いて光変換効率を下記の数学式1にて測定した。 The manufactured light conversion coating layer is placed on top of a blue light source (XLamp XR-E LED, Royal blue 450, manufactured by Cree), and then a brightness measuring instrument (CAS140CT Spectrometer, manufactured by Instrument systems) is used. The optical conversion efficiency was measured by the following mathematical formula 1.
光変換効率(%)が高いほど優れた輝度を得ることができる。 The higher the light conversion efficiency (%), the better the brightness can be obtained.
前記光変換インク組成物の粘度は、R型粘度計(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM、東機産業株式会社製)を用いて回転数20rpm、温度30℃の条件で測定した。
(3)連続ジェッティング回数
前記光変換インク組成物をユニジェット社製のインクジェットプリンティング設備に充填した後、ジェッティングヘッドの温度を40℃に固定してから1分間インクを吐出し、その後、30分間放置することを、ジェッティングヘッド部のノズル詰りにより吐出ができなくなるまで繰り返し行って連続ジェッティング回数を評価した。
(3) Number of continuous jettings After filling the light conversion ink composition into an inkjet printing facility manufactured by Unijet, the temperature of the jetting head is fixed at 40 ° C., and then the ink is ejected for 1 minute, and then 30. The number of continuous jettings was evaluated by repeating leaving for a minute until ejection became impossible due to nozzle clogging of the jetting head portion.
連続ジェッティング回数が増加するほど連続工程に優れるという特性を得ることができる。 As the number of continuous jettings increases, the characteristic that the continuous process is excellent can be obtained.
一方、2官能硬化性モノマーを含まない比較例4の光変換インク組成物は、粘度が高すぎてインクジェッティングが不可能であり、また、特定構造のカルボキシ置換されたフルオレン系配位子を含まない比較例1〜3及び5の光変換インク組成物は、光変換効率が低下し連続ジェッティング性の評価の際に、2回又は3回の放置後にノズル詰りが生じることを確認することができた。 On the other hand, the photoconverted ink composition of Comparative Example 4 containing no bifunctional curable monomer has too high a viscosity to allow ink jetting, and also contains a carboxy-substituted fluorene-based ligand having a specific structure. In the light conversion ink compositions of Comparative Examples 1 to 3 and 5, it can be confirmed that the light conversion efficiency is lowered and nozzle clogging occurs after being left for 2 or 3 times when evaluating the continuous jetting property. did it.
特に、溶剤を含まない実施例1〜12の光変換インク組成物は、5回の連続ジェッティングの後でもノズル詰りが生じることなく5回超過時でもインクジェッティングが可能であったし、溶剤を含む実施例13〜14の光変換インク組成物は、最大5回又は4回の連続ジェッティングが可能である結果を示した。よって、溶剤を含まない無溶剤型のものが溶剤を含む溶剤型のものに比べて連続工程性が一層向上することを確認することができた。 In particular, the light conversion ink compositions of Examples 1 to 12 containing no solvent were capable of ink jetting even after 5 times of continuous jetting without nozzle clogging, and even after 5 times of continuous jetting, the solvent was used. The light conversion ink compositions of Examples 13 to 14 containing the results showed that continuous jetting was possible up to 5 times or 4 times. Therefore, it was confirmed that the solvent-free type that does not contain a solvent has further improved continuous processability as compared with the solvent type that contains a solvent.
また、2官能硬化性モノマーの他に6官能硬化性モノマーを更に含む実施例3の光変換インク組成物は、2官能硬化性モノマーのみを含む実施例1の光変換インク組成物に比べて粘度が上昇する結果を示した。 Further, the photoconverted ink composition of Example 3 further containing the hexafunctional curable monomer in addition to the bifunctional curable monomer has a higher viscosity than the photoconverted ink composition of Example 1 containing only the bifunctional curable monomer. Showed a rising result.
以上、本発明の特定の部分について詳しく記述したが、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、このような具体的な記述は単に好適な具現例であるに過ぎず、これらによって本発明の範囲が制限されるものではないことは明らかである。本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、前記内容を基に本発明の範疇内で種々の応用および変形を行うことが可能であろう。 Although the specific parts of the present invention have been described in detail above, such a specific description is merely a suitable embodiment for those who have ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs. It is clear that these do not limit the scope of the invention. Any person who has ordinary knowledge in the technical field to which the present invention belongs will be able to carry out various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
したがって、本発明の実質的な範囲は、特許請求の範囲とその等価物によって定義されると言えよう。 Therefore, it can be said that the substantial scope of the present invention is defined by the claims and their equivalents.
Claims (13)
前記量子ドットは、表面上に下記の化学式1で表される化合物を含む配位子層を有するものであり、
前記硬化性モノマーは、下記の化学式2で表される化合物を含む、光変換インク組成物。
Lは、存在しないか、C1〜C22のアルキレン基又はC4〜C22のアルケニレン基であり、
Rは、C1〜C6のアルキル基であり、
nは、0〜4の整数であり、
Zは、−CH2−又は
R1は、C1〜C20のアルキレン基、フェニレン基又はC3〜C10のシクロアルキレン基であり、
R2は、水素又はメチル基であり、
mは、1〜15の整数である。 Contains quantum dots and curable monomers
The quantum dots have a ligand layer containing a compound represented by the following chemical formula 1 on the surface thereof.
The curable monomer is a photoconversion ink composition containing a compound represented by the following chemical formula 2.
L is absent or is an alkylene group from C 1 to C 22 or an alkenylene group from C 4 to C 22.
R is an alkyl group of C 1 to C 6 and
n is an integer from 0 to 4 and
Z is -CH 2 -or
R 1 is an alkylene group of C 1 to C 20 , a phenylene group or a cycloalkylene group of C 3 to C 10.
R 2 is a hydrogen or methyl group
m is an integer of 1 to 15.
前記コアは、GaN、GaP、GaAs、GaSb、AlN、AlP、AlAs、AlSb、InN、InP、InAs、InSb、GaNP、GaNAs、GaNSb、GaPAs、GaPSb、AlNP、AlNAs、AlNSb、AlPAs、AlPSb、InNP、InNAs、InNSb、InPAs、InPSb、GaAlNP、GaAlNAs、GaAlNSb、GaAlPAs、GaAlPSb、GaInNP、GaInNAs、GaInNSb、GaInPAs、GaInPSb、InAlNP、InAlNAs、InAlNSb、InAlPAs、及びInAlPSbからなる群より選ばれる1種以上を含み、
前記シェルは、ZnSe、ZnS、及びZnTeからなる群より選ばれる1種以上を含む、請求項3に記載の光変換インク組成物。 The quantum dots have a core-shell structure that includes a core and a shell that covers the core.
The cores are GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, PLAP, GaNAs, VMwareSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InPSb
The light conversion ink composition according to claim 3, wherein the shell contains at least one selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, and ZnTe.
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