KR102296791B1 - 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터 - Google Patents

양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터 Download PDF

Info

Publication number
KR102296791B1
KR102296791B1 KR1020180086116A KR20180086116A KR102296791B1 KR 102296791 B1 KR102296791 B1 KR 102296791B1 KR 1020180086116 A KR1020180086116 A KR 1020180086116A KR 20180086116 A KR20180086116 A KR 20180086116A KR 102296791 B1 KR102296791 B1 KR 102296791B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
curable composition
light diffusing
diffusing agent
resin
group
Prior art date
Application number
KR1020180086116A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20200011252A (ko
Inventor
김동준
강용희
김종기
손병근
임지현
최미정
이범진
Original Assignee
삼성에스디아이 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성에스디아이 주식회사 filed Critical 삼성에스디아이 주식회사
Priority to KR1020180086116A priority Critical patent/KR102296791B1/ko
Priority to TW107143308A priority patent/TWI689782B/zh
Priority to CN201811481877.1A priority patent/CN109897449B/zh
Publication of KR20200011252A publication Critical patent/KR20200011252A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102296791B1 publication Critical patent/KR102296791B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/38—Inkjet printing inks characterised by non-macromolecular additives other than solvents, pigments or dyes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41—PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41J—TYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/005—Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by bringing liquid or particles selectively into contact with a printing material
    • B41J2/01—Ink jet
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/02—Printing inks
    • C09D11/10—Printing inks based on artificial resins
    • C09D11/101—Inks specially adapted for printing processes involving curing by wave energy or particle radiation, e.g. with UV-curing following the printing
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/32—Inkjet printing inks characterised by colouring agents
    • C09D11/322—Pigment inks
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00—Inks
    • C09D11/30—Inkjet printing inks
    • C09D11/36—Inkjet printing inks based on non-aqueous solvents
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters

Abstract

(A) 양자점; (B) 수지; (C) 1차 입경이 80nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광 확산제; 및 (D) 용매를 포함하는 경화성 조성물 및 상기 경화성 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터가 제공된다.

Description

양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터 {CURABLE COMPOSITION INCLUDING QUANTUM DOT AND COLOR FILTER USING THE SAME}
본 기재는 양자점 함유 경화성 조성물, 상기 경화성 조성물을 이용한 컬러필터용 화소 제조방법 및 상기 경화성 수지 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터에 관한 것이다.
컬러필터는 액정표시장치, 카메라의 광학필터 등에 사용되는 것으로서, 3종이상의 색상으로 착색된 미세한 영역을 고체촬영소자 또는 투명기판상에 코팅하여 제조된다. 이와 같은 착색박막은 통상 염색법, 인쇄법, 안료분산법, 잉크젯 방식 등에 의하여 형성될 수 있다.
염색법은 기판상에 미리 젤라틴 등의 천연 감광성 수지, 아민변성 폴리비닐알코올, 아민변성 아크릴계 수지 등의 염색기재를 가진 화상을 형성시킨 후, 직접염료 등의 염료로 염색하여 착색박막을 형성하게 된다. 염색법의 경우, 일반적으로 사용되는 염료 및 수지 자체의 선명성과 분산성을 양호하나, 내광성, 내습성 및 내열성이 떨어지는 단점이 있다.
인쇄법은 열경화성 또는 광경화성 수지에 안료를 분산시킨 잉크를 사용하여 인쇄를 행한 후, 열 또는 광으로 경화시킴으로써 착색박막을 형성한다. 염색법의 경우, 타 방법에 비해 재료비를 절감할 수 있지만, 고도로 정밀하고 세밀한 화상 형성이 곤란하다는 단점이 있다.
안료분산법은 블랙 매트릭스가 제공된 투명한 기재 위에 착색제를 함유하는 광중합성 조성물을 코팅, 노광, 현상 및 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색박막을 형성하는 방법이다. 안료분산법은 내열성 및 내구성을 향상시킬 수 있고 필름의 두께를 균일하게 유지할 수 있다는 장점이 있다. 또한, 미세 패턴의 구현이 우수하고 제조방법이 비교적 용이하여 보편적으로 채용되고 있다. 예컨대, 대한민국 특허공개 제1992-7002502호, 대한민국 특허공개 제1994-0005617호, 대한민국 특허공개 제1995-0011163호, 대한민국 특허공개 제1995-7000359호 등에서는 안료분산법을 이용한 착색 감광성 수지 조성물의 제조방법이 제안되고 있다.
그러나, 상기 방법은 화소를 형성하기 위하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)에 대하여 각각 코팅, 노광, 현상 및 경화하는 과정을 요구하여 제조 공정이 매우 길어지고 공정간 제어인자가 많아짐에 따라 수율 관리에 어려움이 있다.
이러한 문제점을 극복하기 위해 최근에는 종래의 안료분산법을 대체하기 위한 여러 가지 새로운 공정방식이 사용되고 있는데, 대표적인 것이 잉크젯 프린팅 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식에서는 유리기판 상에 블랙 매트릭스 등의 차광층을 형성하고 상기 화소 공간에 잉크를 주입하는 방식이다. 잉크젯 프린팅 방식은 컬러필터를 제조함에 있어서 별도의 코팅, 노광, 현상 등의 공정이 불필요하므로 공정에 필요한 재료를 절감할 수 있고 공정의 단순화를 가능하게 할 수 있다.
상기와 같은 잉크젯 잉크를 사용하여 컬러필터를 제조하는 경우, 요구되는 색 특성을 확보하기 위해서는 2 종류 이상의 안료를 혼합하여 사용하는 것이 일반적이다. 특히, 적색 필터에 있어서는 주안료로 다이키토파이롤로파이롤계 적색 안료, 예를 들면 C.I. Pigment Red 254가 주로 채용된다. 또한, 조색 안료로는 안트라퀴논계 적색 안료, 예를 들면, C.I. Pigment Red 177을 첨가하거나, 또는 아이소인돌리논계 황색 안료, 예를 들면 C.I. Pigment Yellow 139를 첨가하는 것이 일반적이다. 경우에 따라서는 다른 황색 및 오렌지색의 안료, 예를 들면 C.I. Pigment Yellow 138, C.I Pigment Yellow 150, C.I. Pigment Orange 38 등을 첨가할 수도 있다. 상기의 안료들은 색특성, 내광성 및 내열성이 우수한 특징이 있어, 컬러필터용 재료로서 흔히 사용되어 왔으나, 최근 LCD 컬러필터의 용도가 확대됨에 따라, 요구되는 물성 수준은 나날이 높아지고 있다. 따라서, 투과될 때의 명도 및 색순도 향상과 같은 색특성을 높이기 위해, 상기 안료들을 미립화 및 미세 분산화하는 연구가 진행되고 있으나, 사실상 이들 안료의 조합만으로는 컬러필터의 색특성 발현에 한계가 있다.
일 구현예는 광 확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 제어하여, 광흡수율 및 광변환율을 극대화하면서 침강에 유리한 경화성 조성물을 제공하기 위한 것이다.
다른 일 구현예는 상기 경화성 조성물을 이용한 컬러필터용 화소 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 경화성 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 ((A) 양자점; (B) 수지; (C) 1차 입경이 80nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광 확산제; 및 (D) 용매를 포함하는 경화성 조성물을 제공한다.
상기 광 확산제는 1차 입경 : 2차 입경이 1 : 1.5 내지 1 : 2.5의 비율을 가질 수 있다.
상기 광 확산제는 1차 입경이 80nm 내지 120nm이고, 2차 입경이 160nm 내지 230nm일 수 있다.
상기 광 확산제는 황산바륨, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 지르코니아 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 광 확산제는 루틸형 이산화티타늄일 수 있다.
상기 양자점은 500nm 내지 680nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가질 수 있다.
상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에탄올, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌디글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디메틸아세트아미드, 2-부톡시에탄올, N-메틸피롤리딘, N-에틸피롤리딘, 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 디메틸아디페이트 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 수지는 바인더 수지 및 반응성 불포화 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 경화성 조성물은 티올계 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 티올계 첨가제는 상기 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 경화성 조성물은, 상기 경화성 조성물 총량에 대해 상기 (A) 양자점 1 중량% 내지 30 중량%; 상기 (B) 수지 1 중량% 내지 20 중량%; 상기 (C) 광 확산제 1 중량% 내지 10 중량%; 및 상기 (D) 용매 40 중량% 내지 90 중량%를 포함할 수 있다.
상기 경화성 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 경화성 조성물을 기판 위에 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 패턴을 경화하는 단계를 포함하는 컬러필터용 화소 제조 방법을 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 화소 제조 방법으로 제조된 컬러필터용 화소를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
코팅, 노광, 현상 등의 공정이 필요없는 잉크젯 프린팅 방식에 적합한 경화성 조성물로서, 상기 경화성 조성물은 1차 입경 및 2차 입경이 제어된 광 확산제를 포함하여, 양자점에 대한 산란 효과를 극대화함과 동시에, 낮아진 밀도로 빠른 시간 내에 재분산이 가능하다. 따라서, 경화성 조성물 내 양자점의 절대 양자효율 저하를 최소화하여, 높은 광변환율을 유지할 수 있다. 그리고 이는 궁극적으로 고휘도 및 고색재현 패널의 제공을 가능케한다.
도 1은 광 확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 나타낸 모식도이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "알킬기"란 C1 내지 C20 알킬기를 의미하고, "알케닐기"란 C2 내지 C20 알케닐기를 의미하고, "사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 사이클로알케닐기를　의미하고, "헤테로사이클로알케닐기"란 C3 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기를 의미하고, "아릴기"란 C6 내지 C20 아릴기를 의미하고, "아릴알킬기"란 C6 내지 C20 아릴알킬기를 의미하며, "알킬렌기"란 C1 내지 C20 알킬렌기를 의미하고, "아릴렌기"란 C6 내지 C20 아릴렌기를 의미하고, "알킬아릴렌기"란 C6 내지 C20 알킬아릴렌기를 의미하고, "헤테로아릴렌기"란 C3 내지 C20 헤테로아릴렌기를 의미하고, "알콕실렌기"란 C1 내지 C20 알콕실렌기를 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아민기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20 알킬기, C2 내지 C20 알케닐기, C2 내지 C20 알키닐기, C6 내지 C20 아릴기, C3 내지 C20 사이클로알킬기, C3 내지 C20 사이클로알케닐기, C3 내지 C20 사이클로알키닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C20 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "헤테로"란, 화학식 내에 N, O, S 및 P 중 적어도 하나의 헤테로 원자가 적어도 하나 포함된 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.
본 명세서 내 화학식에서 별도의 정의가 없는 한, 화학결합이 그려져야 하는 위치에 화학결합이 그려져있지 않은 경우는 상기 위치에 수소 원자가 결합되어 있음을 의미한다.
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
일 구현예에 따른 경화성 조성물은 (A) 양자점; (B) 수지; (C) 1차 입경이 80nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광 확산제; 및 (D) 용매를 포함한다.
일 구현예에 따른 경화성 조성물은 안료나 염료 대신 색 특성을 부여하기 위해 무기물인 양자점을 포함하기 때문에, 일 구현예에 따른 경화성 조성물을 사용하여 제조된 화소를 포함하는 컬러필터는 자발광을 하므로, 기존 경화성 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터에 비해 고휘도화, 소비전력 감소를 위한 고효율화, 광시야각화, 고색재현성 특성을 가지는 장점이 있고, 궁극적으로 상기 특성을 가지는 LCD 개발에 기여할 수 있다.
광 확산제는 상기 양자점의 자발광성을 더욱 효율적으로 이용할 수 있도록 돕는 역할을 하나, 무기물의 특성 상 포토레지스트 내에 작용 시 패턴의 직진성 감소와 현상성에 악영향을 미치게 된다. 또한, 양자점 대비 큰 사이즈를 가지는 광 확산제는 높은 비중으로 인해 조성물의 침강에 불리하게 작용하는 문제점이 있다. 이를 해결하고자 서로 상이한 2종의 광 확산제를 혼합 사용하여 산란성 및 패턴성을 동시에 취하려는 노력이 있었으나, 모두 조성물의 침강에 대한 문제점을 해결하기에는 역부족이었다.
일 구현예에 따르면, 공정방식의 변화를 통해, 포토레지스트에 적용되는 감광성 수지 조성물이 아닌 경화성 잉크 조성물을 사용하고, 여기에 더해, 양자점과 함께 사용되는 광 확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 각각 80nm 내지 200nm 및 120nm 내지 250nm로 한정하여, 양자점에 대한 산란 효과를 극대화함과 동시에 낮아진 밀도로 침강에 대한 문제를 해결하였다.
구체적으로, 상기 광 확산제의 1차 입경을 80nm 내지 200nm로 제어할 경우 침강에 대한 문제를 해결할 수 있다. 즉, 1차 입경이 상기 범위로 제한된 광 확산제를 포함하는, 분산되어 있는 경화성 조성물을 다시 재분산시키면, 단시간 내에 빠르게 상기 경화성 조성물이 재분산되어, 침강속도가 늦추어짐을 확인할 수 있다. 상기 광 확산제의 1차 입경이 80nm 미만이면 (2차 입경 제어와 무관하게) 광흡수율과 광변환율이 저하되고, 상기 광 확산제의 1차 입경이 200nm 초과이면 그 사이즈가 너무 커 침강속도가 너무 빨라지게 되고, 광 확산제 입자 표면의 거칠기에도 부정적인 영향을 미치게 된다.
또한, 상기 광 확산제의 1차 입경을 전술한 범위로 제어하면서 동시에 2차 입경을 120nm 내지 250nm로 제어할 경우 침강속도를 늦추면서, 광특성, 구체적으로 청색 광흡수율 및 청색 광변환율을 극대화할 수 있다.
이하에서 각 성분에 대하여 구체적으로 설명한다.
(C) 광 확산제
전술한 바와 같이 상기 광 확산제는 1차 입경이 80nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm이다. 예컨대, 상기 광 확산제는 1차 입경이 80nm 내지 120nm이고, 2차 입경이 160nm 내지 230nm일 수 있다.
예컨대, 상기 광 확산제는 1차 입경 : 2차 입경이 1 : 1.5 내지 1 : 2.5의 비율을 가질 수 있다. 즉, 상기 광 확산제의 2차 입경은 상기 광 확산제의 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배의 값을 가질 수 있다.
예컨대, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 상기 광 확산제가 분산된 광 확산제 분산액을 더 포함할 수 있다. 상기 광 확산제가 분산되는 분산액으로는 PGMEA 등의 유기용매라면 특별한 제한없이 사용 가능하다.
예컨대, 상기 광 확산제는 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 이산화티타늄(TiO2), 지르코니아(ZrO2) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 광 확산제는 이산화티타늄(TiO2), 예컨대 루틸형 이산화티타늄일 수 있다. 이산화티타늄은 굴절율이 비교적 높아 경화성 잉크 조성물 내 양자점의 자발광 효율을 높일 수 있다. 나아가, 상기 이산화티타늄의 결정상이 루틸형(rutile type)인 경우 아나타제형(anatase type)인 경우보다 광특성을 증가시킬 수 있다.
상기 광 확산제는 양자점에 흡수되지 않은 광을 반사시키고, 상기 반사된 광을 양자점이 다시 흡수할 수 있도록 한다. 즉, 상기 광 확산제는 양자점에 흡수되는 광의 양을 증가시켜, 경화성 조성물 내 양자점의 광변환율을 증가시킬 수 있다. 즉, 컬러필터 공정(잉크젯 공정)이 진행됨에 따른 청색 광변환율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 광 확산제는 분산액 기준으로 상기 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광 확산제가 상기 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 미만으로 포함될 경우, 광 확산제를 사용함에 따른 광변환율 저하 방지 효과를 기대하기가 어렵고, 10 중량%를 초과하여 포함할 경우에는 컬러필터 내 화소(유기막)의 패턴특성이 저하되어, 결과적으로 광변환율이 저하되게 된다.
(A) 양자점
상기 양자점은 360nm 내지 780nm의 파장영역, 예컨대 400nm 내지 780nm의 파장영역의 광을 흡수하여, 500nm 내지 700nm의 파장영역, 예컨대 500nm 내지 580nm에서 형광을 방출하거나, 600nm 내지 680nm에서 형광을 방출할 수 있다. 즉, 상기 양자점은 500nm 내지 680nm에서 최대형광 발광파장(fluorescence λem)을 가질 수 있다.
상기 양자점은 각각 독립적으로 20nm 내지 100nm, 예컨대 20nm 내지 50nm의 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)을 가질 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위의 반치폭을 가질 경우, 색순도가 높음에 따라, 컬러필터 내 색재료로 사용 시 색재현율이 높아지는 효과가 있다.
상기 양자점은 유기물이거나 무기물 또는 유기물과 무기물의 하이브리드(혼성물)일 수 있다.
상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉘로 구성될 수 있으며, 상기 코어 및 쉘은 각각 독립적으로 II-IV족, III-V족 등으로 이루어진 코어, 코어/쉘, 코어/제1쉘/제2쉘, 합금, 합금/쉘 등의 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 코어는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코어를 둘러싼 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양자점의 구조는 특별하게 한정되지 않으나, 상기 코어/쉘 구조의 양자점의 경우, 쉘을 포함한 전체 양자점의 크기(평균 입경)는 1nm 내지 15nm, 예컨대 5nm 내지 10nm 일 수 있다.
상기 양자점의 안정성 및 분산성 향상을 위해, 상기 쉘 표면에 유기물질을 치환하여 양자점을 안정화할 수 있으며, 상기 유기물질은 thiol계 화합물, amine계 화합물, phosphine oxide계 화합물, acryl계 화합물, Si계 화합물 등을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
최근 전 세계적으로 환경에 대한 관심이 크게 증가하고 유독성 물질에 대한 규제가 강화되고 있으므로, 카드뮴계 코어를 갖는 발광물질을 대신하여, 양자 효율(quantum yield)은 다소 낮지만 친환경적인 비카드뮴계 발광소재, 예컨대 InP/ZnS 코어/쉘 타입 양자점(core-shell type quantum dots), InP/ZnSe/ZnS 코어/제1쉘/제2쉘 타입 양자점(core-first shell-second shell type quantum dots) 등이 많이 사용되고 있으나, 반드시 비카드뮴계 발광소재를 사용해야 하는 것은 아니다.
한편, 상기 양자점의 분산 안정성을 위해, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 분산제를 더 포함할 수도 있다. 상기 분산제는 양자점이 경화성 조성물 내에서 균일하게 분산되도록 도와주며, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제 모두를 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리알킬렌 글리콜 또는 이의 에스테르류, 폴리옥시 알킬렌, 다가 알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올 알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산 염, 카르복시산 에스테르, 카르복시산 염, 알킬 아미드 알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬 아민 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 분산제는 양자점의 고형분 대비 0.1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 20 중량%로 사용될 수 있다.
상기 양자점은 일 구현예에 따른 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 30 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우, 양자점 고유의 광변환 특성 발현 및 광변환 효율의 감소를 막을 수 있다.
(B) 수지
상기 수지는 바인더 수지 및 반응성 불포화 화합물 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 제1 에틸렌성 불포화 단량체 및 이와 공중합 가능한 제2 에틸렌성 불포화 단량체의 공중합체로, 하나 이상의 아크릴계 반복단위를 포함하는 수지일 수 있다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 하나 이상의 카르복시기를 함유하는 에틸렌성 불포화 단량체이며, 이의 구체적인 예로는 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산 또는 이들의 조합을 들 수 있다.
상기 제1 에틸렌성 불포화 단량체는 상기 아크릴계 바인더 수지 총량에 대하여 5 중량% 내지 50 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 40 중량%로 포함될 수 있다.
상기 제2 에틸렌성 불포화 단량체는 스티렌, α-메틸스티렌, 비닐톨루엔, 비닐벤질메틸에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 부틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시 부틸(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 사이클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 에스테르 화합물; 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 아미노 알킬 에스테르 화합물; 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르복시산 비닐 에스테르 화합물; 글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복시산 글리시딜 에스테르 화합물; (메타)아크릴로니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; (메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드 화합물; 등을 들 수 있으며, 이들을 단독으로 또는 둘 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지의 구체적인 예로는 폴리벤질메타크릴레이트, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 이들을 단독 또는 2종 이상을 배합하여 사용할 수도 있다. 　
상기 아크릴계 수지의 중량평균 분자량은 1,000 g/mol 내지 15,000g/mol 일 수 있다.　상기 아크릴계 수지의 중량평균 분자량이 상기 범위 내일 경우, 기판과의 밀착성이 우수하고 물리적, 화학적 물성이 좋으며, 점도가 적절하다.
상기 에폭시 수지는 열에 의해서 중합될 수 있는 모노머(monomer) 또는 올리고머(oligomer)로서, 탄소-탄소 불포화 결합 및 탄소-탄소 고리형 결합을 가지는 화합물 등을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 에폭시 수지는 하기 화학식 1로 표시되는 화합물 및 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 반드시 포함하는 2종 이상의 에폭시 수지일 수 있다.
[화학식 1]
Figure 112018073202962-pat00001
[화학식 2]
Figure 112018073202962-pat00002
(상기 화학식 1 및 화학식 2에서,
R2 내지 R8은 각각 독립적으로, 수소 원자, 할로겐 원자 또는 C1 내지 C5의 알킬기이고,
p는 0 내지 25의 정수이다.)
상기 에폭시 수지로는 상기한 화학식 1 및 화학식 2 이외에도, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 고리형 지방족 에폭시 수지 및 지방족 폴리글리시딜 에테르 등이 더욱 포함될 수 있다.
이러한 화합물의 시판품으로, 상기 화학식 1로 표시되는 비스페닐 에폭시 수지에는 유까쉘 에폭시(주)社의 YX4000, YX4000H, YL6121H, YL6640, YL6677; 상기 화학식 2로 표시되는 크레졸 노볼락형 에폭시 수지에는 크레졸 노블락형 에폭시 수지에는 닛본 가야꾸(주)社의 EOCN-102, EOCN-103S, EOCN-104S, EOCN-1020, EOCN-1025, EOCN-1027 및 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 180S75; 비스페놀 A형 에폭시 수지에는 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 1001, 1002, 1003, 1004, 1007, 1009, 1010 및 828; 비스페놀 F형 에폭시 수지에는 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 807 및 834; 페놀 노블락형 에폭시 수지에는 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 152, 154, 157H65 및 닛본 가야꾸(주)社의 EPPN 201, 202; 그 밖의 고리형 지방족 에폭시 수지에는 CIBA-GEIGY A.G 社의 CY175, CY177 및 CY179, U.C.C 社의 ERL-4234, ERL-4299, ERL-4221 및 ERL-4206, 쇼와 덴꼬(주)社의 쇼다인 509, CIBA-GEIGY A.G 社의 아랄다이트 CY-182, CY-192 및 CY-184, 다이닛본 잉크 고교(주)社의 에피크론 200 및 400, 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 871, 872 및 EP1032H60, 셀라니즈 코팅(주)社의 ED-5661 및 ED-5662; 지방족 폴리글리시딜에테르에는 유까쉘 에폭시(주)社의 에피코트 190P 및 191P, 교에샤 유시 가가꾸 고교(주)社의 에포라이트 100MF, 닛본 유시(주)社의 에피올 TMP 등을 들 수 있다.
상기 반응성 불포화 화합물은 종래의 열경화성 조성물에 일반적으로 사용되는 모노머 또는 올리고머를 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 반응성 불포화 화합물의 예를 들면, 에틸렌글리콜디아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 1,4-부탄디올디아크릴레이트, 1,6-헥산디올디아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디아크릴레이트, 펜타에리트리톨디아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨디아크릴레이트, 디펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트, 펜타에리트리톨헥사아크릴레이트, 비스페놀 A 디아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 노볼락에폭시아크릴레이트, 에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 디에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디메타크릴레이트, 프로필렌글리콜디메타크릴레이트, 1,4-부탄디올디메타크릴레이트, 1,6-헥산디올디메타크릴레이트 등으로부터 1종 이상을 선택 또는 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 수지는 상기 경화성 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 구체적으로 상기 경화성 조성물 총량에 대하여 상기 바인더 수지 및 반응성 불포화 화합물은 각각 0.5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 수지(바인더 수지 및 반응성 불포화 화합물)의 함량이 상기 범위 내인 경우, 이로부터 제조한 잉크젯 프린팅으로 통해 형성된 패턴의 신뢰성인 내열성, 내화학성, 막강도 및 물리적 특성이 우수한 효과가 있다.
(D) 용매
일 구현예에 따른 경화성 조성물은 용매로 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 에틸렌 글리콜 메틸에테르, 에틸렌 글리콜 에틸에테르, 프로필렌 글리콜 메틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 메틸 셀로솔브 아세테이트, 에틸 셀로솔브 아세테이트, 디에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 셀로솔브 아세테이트류; 메틸에틸 카르비톨, 디에틸 카르비톨, 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌 글리콜 메틸에틸에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 초산 에틸, 초산-n-부틸, 초산 이소부틸 등의 포화 지방족 모노카르복실산 알킬 에스테르류; 메틸 락테이트, 에틸 락테이트 등의 락트산 알킬 에스테르류; 메틸 히드록시아세테이트, 에틸 히드록시아세테이트, 부틸 히드록시아세테이트 등의 히드록시아세트산 알킬 에스테르류; 메톡시메틸 아세테이트, 메톡시에틸 아세테이트, 메톡시부틸 아세테이트, 에톡시메틸 아세테이트, 에톡시에틸 아세테이트 등의 아세트산 알콕시알킬 에스테르류; 메틸 3-히드록시프로피오네이트, 에틸 3-히드록시프로피오네이트 등의 3-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-메톡시프로피오네이트, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-에톡시프로피오네이트 등의 3-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시프로피오네이트, 에틸 2-히드록시프로피오네이트, 프로필 2-히드록시프로피오네이트 등의 2-히드록시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-메톡시프로피오네이트, 에틸 2-에톡시프로피오네이트, 메틸 2-에톡시프로피오네이트 등의 2-알콕시프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-히드록시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-히드록시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 메틸 2-메톡시-2-메틸프로피오네이트, 에틸 2-에톡시-2-메틸프로피오네이트 등의 2-알콕시-2-메틸프로피온산 알킬 에스테르류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트, 2-히드록시-2-메틸에틸 프로피오네이트, 히드록시에틸 아세테이트, 메틸 2-히드록시-3-메틸부타노에이트 등의 에스테르류; 또는 피루빈산 에틸 등의 케톤산 에스테르류의 화합물이 있으며, 또한 N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, N-메틸포름아닐리드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸피롤리돈, 디메틸술폭시드, 벤질에틸에테르, 디헥실에테르, 아세틸아세톤, 이소포론, 카프론산, 카프릴산, 1-옥탄올, 1-노난올, 벤질알코올, 초산 벤질, 안식향산 에틸, 옥살산 디에틸, 말레인산 디에틸, γ부티로락톤, 에틸렌 카보네이트, 프로필렌 카보네이트, 페닐 셀로솔브 아세테이트, 디메틸아디페이트 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 용매는 에틸렌 글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌디글리콜메틸에틸에테르 등의 글리콜 에테르류; 에틸 셀로솔브 아세테이트 등의 에틸렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 2-히드록시 프로피온산 에틸 등의 에스테르류; 디에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 등의 카르비톨류; 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌 글리콜 프로필에테르 아세테이트 등의 프로필렌 글리콜 알킬에테르 아세테이트류; 에탄올 등의 알코올류 또는 이들의 조합을 사용하는 것이 바람직하다.
예컨대, 상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에탄올, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌디글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디메틸아세트아미드, 2-부톡시에탄올, N-메틸피롤리딘, N-에틸피롤리딘, 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 디메틸아디페이트 또는 이들의 조합을 포함하는 용매일 수 있다.
상기 용매는 경화성 조성물 총량에 대하여 잔부량으로 포함될 수 있으며, 예컨대 40 중량% 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 용매가 상기 범위 내로 포함될 경우 경화성 조성물이 적절한 점도를 가짐에 따라 스핀 코팅 및 슬릿을 이용한 대면적 코팅 시 우수한 코팅성을 가질 수 있다.
티올계 첨가제
상기 양자점의 안정성 및 분산성 향상을 위해, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 티올계 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 티올계 첨가제는 상기 양자점의 쉘 표면에 치환되어, 용매에 대한 양자점의 분산 안정성을 향상시켜, 양자점을 안정화시킬 수 있다.
상기 티올계 첨가제는 그 구조에 따라 말단에 2개 내지 10개, 예컨대 2개 내지 4개의 티올이기(-SH)를 가질 수 있다.
예컨대, 상기 티올계 첨가제는 말단에 하기 화학식 3으로 표시되는 관능기를 적어도 2개 이상 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112018073202962-pat00003
상기 화학식 3에서,
L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기이다.
예컨대, 상기 티올계 첨가제는 하기 화학식 4로 표시될 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112018073202962-pat00004
상기 화학식 4에서,
L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합, 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C3 내지 C20 사이클로알킬렌기, 치환 또는 비치환된 C6 내지 C20 아릴렌기 또는 치환 또는 비치환된 C2 내지 C20 헤테로아릴렌기이고,
n5 및 n6은 각각 독립적으로 0 또는 1의 정수이다.
예컨대, 상기 화학식 3 및 화학식 4에서, 상기 L3 및 L4는 각각 독립적으로 단일결합 또는 치환 또는 비치환된 C1 내지 C20 알킬렌기일 수 있다.
상기 티올계 첨가제의 구체적인 예로는 하기 화학식 5a로 표시되는 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피오네이트)(pentaerythritol tetrakis(3-mercaptopropionate)), 하기 화학식 5b로 표시되는 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)(trimethylolpropane tris(3-mercaptopropionate)), 하기 화학식 5c로 표시되는 펜타에리트리톨 테트라키스(머캅토아세테이트)Pentaerythritol tetrakis(mercaptoacetate), 하기 화학식 5d로 표시되는 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트)(trimethylolpropane tris(2-mercaptoacetate)), 하기 화학식 5e로 표시되는 글리콜 디-3-머캅토프로피오네이트(Glycol di-3-mercaptopropionate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 들 수 있다.
[화학식 5a]
Figure 112018073202962-pat00005
[화학식 5b]
Figure 112018073202962-pat00006
[화학식 5c]
Figure 112018073202962-pat00007
[화학식 5d]
Figure 112018073202962-pat00008
[화학식 5e]
Figure 112018073202962-pat00009
상기 티올계 첨가제는 경화성 조성물 총량에 대하여 1 중량% 내지 10 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 티올계 첨가제가 1 중량% 미만으로 포함될 경우 양자점의 공정별 안정성을 유지시키기 어렵고, 티올계 첨가제가 10 중량% 초과로 포함될 경우 경화성 조성물의 패턴성을 저하시키고, 상온에서 경시변화가 일어날 수 있다.
기타 첨가제
일 구현예에 따른 경화성 조성물은 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합을 포함하는 중합 억제제를 더 포함할 수 있다. 일 구현예에 따른 경화성 조성물이 상기 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합을 더 포함함에 따라, 경화성 조성물을 인쇄(코팅) 후, 노광하는 동안 상온 가교를 방지할 수 있다.
예컨대, 상기 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합은 하이드로퀴논, 메틸 하이드로퀴논, 메톡시하이드로퀴논, t-부틸 하이드로퀴논, 2,5-디-t-부틸 하이드로퀴논, 2,5-비스(1,1-디메틸부틸) 하이드로퀴논, 2,5-비스(1,1,3,3-테트라메틸부틸) 하이드로퀴논, 카테콜, t-부틸 카테콜, 4-메톡시페놀, 피로가롤, 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀, 2-나프톨, 트리스(N-하이드록시-N-니트로소페닐아미나토-O,O')알루미늄(Tris(N-hydroxy-N-nitrosophenylaminato-O,O')aluminium) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합은 분산액의 형태로 사용될 수 있으며, 상기 분산액 형태의 중합 억제제는 경화성 조성물 총량에 대하여 0.001 중량% 내지 1 중량%, 예컨대 0.01 중량% 내지 0.1 중량%로 포함될 수 있다. 안정제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 상온 경시 문제를 해결함과 동시에, 감도 저하 및 표면 박리 현상을 방지할 수 있다.
또한, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 내열성 및 신뢰성 향상을 위해, 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
예컨대, 경화성 조성물은 기판과의 밀착성 등을 개선하기 위해 비닐기, 카르복실기, 메타크릴옥시기, 이소시아네이트기, 에폭시기 등의 반응성 치환기를 갖는 실란계 커플링제를 더 포함할 수 있다.
상기 실란계 커플링제의 예로는, 트리메톡시실릴 벤조산, γ메타크릴 옥시프로필 트리메톡시실란, 비닐 트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ이소시아네이트 프로필 트리에톡시실란, γ글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β에폭시사이클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 실란계 커플링제는 상기 경화성 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. 실란계 커플링제가 상기 범위 내로 포함될 경우 밀착성, 저장성 등이 우수하다.
또한 상기 경화성 조성물은 필요에 따라 코팅성 향상 및 결점 생성 방지 효과를 위해, 즉 레벨링(leveling) 성능을 개선시키기 위해 계면 활성제, 예컨대 불소계 계면활성제를 더 포함할 수 있다.
상기 불소계 계면활성제는 4,000 g/mol 내지 10,000 g/mol의 낮은 중량평균 분자량을 가질 수 있으며, 구체적으로는 6,000 g/mol 내지 10,000g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 또한 상기 불소계 계면활성제는 표면장력이 18 mN/m 내지 23 mN/m(0.1% 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 용액에서 측정)일 수 있다. 상기 불소계 계면활성제의 중량평균 분자량 및 표면장력이 상기 범위 내일 경우 레벨링 성능을 더욱 개선할 수 있으며, 고속 코팅(high speed coating)시 얼룩 발생을 방지할 수 있고, 기포 발생이 적어 막 결함이 적기 때문에, 고속 코팅법인 슬릿 코팅(slit coating)에 우수한 특성을 부여한다.
상기 불소계 계면활성제로는, BM Chemie社의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교(주)社의 메카 팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183® 등; 스미토모 스리엠(주)社의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히 그라스(주)社의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이 실리콘(주)社의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등; DIC(주)社의 F-482, F-484, F-478, F-554 등의 명칭으로 시판되고 있는 불소계 계면활성제를 사용할 수 있다.
또한, 상기 계면활성제는 전술한 불소계 계면활성제와 함께 실리콘계 계면활성제를 사용할 수도 있다. 상기 실리콘계 계면활성제의 구체적인 예로는 도시바 실리콘社의 TSF400, TSF401, TSF410, TSF4440 등이 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 계면활성제는 상기 경화성 조성물 100 중량부에 대하여 0.01 중량부 내지 5 중량부, 예컨대 0.1 중량부 내지 2 중량부로 포함될 수 있다. 상기 계면활성제가 상기 범위 내로 포함될 경우 현상 후 이물 발생이 적다.
또한 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제 등의 기타 첨가제가 일정량 더 첨가될 수도 있다.
다른 일 구현예는 전술한 경화성 조성물을 이용하여 제조된 컬러필터용 화소 제조방법을 제공하고, 또 다른 일 구현예는 상기 제조방법으로 제조된 화소를 포함하는 컬러필터를 제공한다.
상기 컬러필터용 화소의 제조방법은, 전술한 경화성 조성물을 기판 위에 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계(S1); 및 상기 패턴을 경화하는 단계(S2)를 포함한다.
(S1) 패턴을 형성하는 단계
상기 경화성 조성물은 잉크젯 분산 방식으로 0.5 내지 15㎛의 두께로 기판 위에 도포하는 것이 바람직하다. 상기 잉크젯 분사는 단일 컬러만 분사하여 필요한 색의 수에 따라 반복적으로 분사함으로써 패턴을 형성할 수 있으며, 공정을 줄이기 위하여 필요한 색의 수를 동시에 분사하는 방식으로 패턴을 형성할 수도 있다.
(S2) 경화하는 단계
상기 수득된 패턴을 경화시켜 화소를 얻을 수 있다. 이때 경화시키는 방법으로는 열경화 공정이 바람직하다. 상기 열경화 공정은 160℃ 이상의 온도로 가열하여 경화시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 160℃내지 300℃로 가열하여 경화시킬 수 있으며, 조금 더 바람직하게는 180℃ 내지 250℃로 가열하여 경화시킬 수 있다.
또 다른 일 구현예는 전술한 화소를 포함하는 컬러필터를 제공한다. 상기 컬러필터의 제조 방법은 다음과 같다.
(1) 도포 및 도막 형성 단계
전술한 경화성 수지 조성물을 소정의 전처리를 한 기판 상에 스핀 또는 슬릿 코트법, 롤 코트법, 스크린 인쇄법, 어플리케이터법 등의 방법을 사용하여 원하는 두께, 예를 들어 9㎛ 내지 10㎛의 두께로 도포한 후, 약 100℃의 온도에서 1분 내지 10분 동안 가열하여 용매를 제거함으로써 도막을 형성한다.
(2) 열경화 단계
상기 수득된 패턴을 경화시켜 화소를 얻을 수 있다. 이때 경화시키는 방법으로는 열경화 공정이 바람직하다. 상기 열경화 공정은 160℃ 이상의 온도로 가열하여 경화시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 160℃내지 300℃로 가열하여 경화시킬 수 있으며, 조금 더 바람직하게는 180℃ 내지 250℃로 가열하여 경화시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(경화성 조성물 제조)
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 2 및 표 3에 나타낸 조성으로 각 실시예 1 내지 실시예 9 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 경화성 조성물을 제조하였다.
(A) 양자점
InP/ZnSe/ZnS양자점 (fluorescence λem=530nm, FWHM=40nm 내지 60nm, Green QD, 한솔케미칼社)
(B) 수지
(B-1) 바인더 수지
아크릴계 수지 (TB04, 타코마社)
(B-2) 반응성 불포화 화합물
tricyclodecane dimethanol diacrylate (TCI社)
(C) 광 확산제
(C-1) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 100nm, 2차입경: 160nm, MP414_160, Mikuni社)
(C-2) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 100nm, 2차입경: 180nm, MP414_180, Mikuni社)
(C-3) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 100nm, 2차입경: 200nm, MP414_200, Mikuni社)
(C-4) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 100nm, 2차입경: 240nm, MP414_240, Mikuni社)
(C-5) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 80nm, 2차입경: 170nm, MP386, Mikuni社)
(C-6) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 170nm, 2차입경: 185nm, SDT89, Iridos社)
(C-7) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 250nm, 2차입경: 210nm, SDT47, Iridos社)
(C-8) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 50nm, 2차입경: 180nm, MP389_170, Mikuni社)
(C-9) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 250nm, 2차입경: 304nm, SDT46, Iridos社)
(C-10) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 20중량% in PGMEA, 1차입경: 50nm, 2차입경: 100nm, MP389_100, Mikuni社)
(D) 용매
(D-1) 사이클로헥실 아세테이트
(D-2) 프로필렌글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA)
(D-3) 디메틸아디페이트 (DMA)
(E) 티올계 첨가제
글리콜 디-3-머캅토프로피오네이트(THIOCURE® GDMP, BRUNO BOCK社)
(F) 기타 첨가제
불소계 계면활성제 (F-554, DIC社)
(단위: 중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
(A) 양자점 9 9 9 9 9 9
(B) 수지 (B-1) 10 10 10 10 10 10
(B-2) 3 3 3 3 3 3
(C) 광 확산제 (C-1) 2 - - - - -
(C-2) - 2 - - - -
(C-3) - - 2 - - -
(C-4) - - - 2 - -
(C-5) - - - - 2 -
(C-6) - - - - - 2
(D) 용매 (D-1) 14 14 14 14 14 14
(D-2) 28 28 28 28 28 28
(D-3) 32 32 32 32 32 32
(E) 티올계 첨가제 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6 1.6
(F) 기타 첨가제 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4 0.4
(단위: 중량%)
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
(A) 양자점 9 9 9 9
(B) 수지 (B-1) 10 10 10 10
(B-2) 3 3 3 3
(C) 광 확산제 (C-7) 2 - - -
(C-8) - 2 - -
(C-9) - - 2 -
(C-10) - - - 2
(D) 용매 (D-1) 14 14 14 14
(D-2) 28 28 28 28
(D-3) 32 32 32 32
(E) 티올계 첨가제 1.6 1.6 1.6 1.6
(F) 기타 첨가제 0.4 0.4 0.4 0.4
평가 1: 청색 광변환율 및 광유지율 평가
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에서 제조된 경화성 조성물을 각각 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150, 150rpm)를 사용하여 6㎛의 두께로 단막 코팅한 후, 열판(hot-plate)을 이용하여 100℃에서 2분 동안 프리-베이킹(pre-baking; PRB)을 한 후, convection clean oven(jongro㈜)에서 180℃, 30분 동안 포스트-베이킹(post-baking; POB)을 진행하고, 청색 광변환율을 측정하였다.
포스트-베이킹 단계에서, BLU로부터 입사되는 청색광의 녹색으로의 광흡수율 및 광변환율을 평가하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다. 여기서 청색 광변환율 측정은 Otsuka社 QE-5000장비로 측정하였고, diffusing film이 덮인 blue BLU 위에 bare glass를 놓고 디텍터로 측정하여 먼저 reference를 잡은 다음, 같은 위치에서 실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에 따른 감광성 수지 조성물이 코팅된 단막을 올려 놓고, 청색광 흡수 피크의 감소량 대비 녹색으로 변환된 피크의 증가량을 계산하여, 광변환율(Green/Blue)을 측정하였다.
평가 2: 침강 평가
실시예 1 내지 실시예 6 및 비교예 1 내지 비교예 4에서 제조된 경화성 조성물 20ml를 상온에서 6일간 방치해둔다.
TiO2의 물리적 밀도에 의하 자연스럽게 침강이 발생하는데 Ref. (비교예 1)에 비한 침강정도를 %화하여 표시하였다.
청색광변환율(POB 후) (%) 침강정도 (Ref 대비, %) 비 고
실시예 1 32.7 -58 경화 후 표면 균일
실시예 2 33.4 -52 경화 후 표면 균일
실시예 3 33.2 -46 경화 후 표면 균일
실시예 4 33.3 -42 경화 후 표면 균일
실시예 5 32.9 -63 경화 후 표면 균일
실시예 6 33.5 -35 경화 후 표면 균일
비교예 1 33.4 Ref. 경화 후 표면 불균일
비교예 2 29.7 -75 경화 후 표면 불균일
비교예 3 32.9 +21 경화 후 표면 불균일
비교예 4 29.1 -77 경화 후 표면 불균일
상기 표 3을 보면, 광 확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 각각 80nm 내지 200nm 및 120nm 내지 250nm로 제어할 경우, 상기 범위의 1차 입경 및 2차 입경을 가지지 않는 광 확산제를 사용하는 경우보다, 광특성을 유지하면서 침강정도가 개선되는 것을 확인할 수 있다. 나아가 광 확산제의 1차 입경 또는 2차 입경이 특정 입경을 초과해버리면 현상 후 코팅막의 표면 불균일 현상이 발생하는 바, 광 확산제의 1차 입경 및 2차 입경이 커지지 않도록 일정 범위 내로 한정할 필요가 있음도 확인할 수 있다. 또한, 광 확산제의 2차 입경이 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배 사이의 값을 가지는 경우 광변환율의 저하를 방지하면서 동시에 침강특성이 우수해짐을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　　그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (15)

  1. (A) 양자점;
    (B) 수지;
    (C) 1차 입경이 80nm 내지 120nm이고, 2차 입경이 160nm 내지 230nm인 광 확산제; 및
    (D) 용매
    를 포함하는 경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산제의 2차 입경은 상기 광 확산제의 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배의 값을 가지는 경화성 조성물.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광 확산제는 황산바륨, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 지르코니아 또는 이들의 조합을 포함하는 경화성 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 광 확산제는 루틸형 이산화티타늄인 경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 양자점은 500nm 내지 680nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트, 디프로필렌 글리콜 메틸에테르 아세테이트, 에탄올, 에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸렌디글리콜메틸에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디메틸아세트아미드, 2-부톡시에탄올, N-메틸피롤리딘, N-에틸피롤리딘, 프로필렌 카보네이트, γ-부티로락톤, 디메틸아디페이트 또는 이들의 조합을 포함하는 경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 수지는 바인더 수지 및 반응성 불포화 화합물 중 어느 하나 이상을 포함하는 경화성 조성물.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 에폭시 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 경화성 조성물.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 경화성 조성물은 티올계 첨가제를 더 포함하는 경화성 조성물.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 티올계 첨가제는 상기 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 10 중량%로 포함되는 경화성 조성물.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 경화성 조성물은, 상기 경화성 조성물 총량에 대해
    상기 (A) 양자점 1 중량% 내지 30 중량%;
    상기 (B) 수지 1 중량% 내지 20 중량%;
    상기 (C) 광 확산제 1 중량% 내지 10 중량%; 및
    상기 (D) 용매 40 중량% 내지 90 중량%
    를 포함하는 경화성 조성물.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 경화성 조성물은 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제 또는 이들의 조합을 더 포함하는 경화성 조성물.
  14. 제1항, 제2항 및 제4항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 경화성 조성물을 기판 위에 잉크젯 분사 방법으로 도포하여 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 패턴을 경화하는 단계
    를 포함하는 컬러필터용 화소 제조 방법.
  15. 제14항의 화소 제조 방법으로 제조된 컬러필터용 화소를 포함하는 컬러필터.
KR1020180086116A 2017-12-07 2018-07-24 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터 KR102296791B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086116A KR102296791B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터
TW107143308A TWI689782B (zh) 2017-12-07 2018-12-03 可固化組成物、感光性樹脂組成物、感光性樹脂膜、彩色濾光片及製造像素的方法
CN201811481877.1A CN109897449B (zh) 2017-12-07 2018-12-05 可固化组合物、感光性树脂组合物、感光性树脂膜、彩色滤光片及制造像素的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180086116A KR102296791B1 (ko) 2018-07-24 2018-07-24 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20200011252A KR20200011252A (ko) 2020-02-03
KR102296791B1 true KR102296791B1 (ko) 2021-08-31

Family

ID=69627197

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180086116A KR102296791B1 (ko) 2017-12-07 2018-07-24 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102296791B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230033899A (ko) 2021-09-02 2023-03-09 동우 화인켐 주식회사 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072131A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Toppan Printing Co Ltd 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
WO2018128144A1 (ja) 2017-01-06 2018-07-12 Jsr株式会社 蛍光体粒子含有組成物、波長変換層および波長変換層の製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20070094679A (ko) * 2006-03-18 2007-09-21 삼성전자주식회사 컬러필터 기판
KR102028640B1 (ko) * 2016-09-13 2019-11-04 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 감광성 수지막 및 이를 이용한 컬러필터
KR102237366B1 (ko) * 2017-12-07 2021-04-06 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010072131A (ja) * 2008-09-17 2010-04-02 Toppan Printing Co Ltd 光拡散板、光学シート、バックライトユニットおよびディスプレイ装置
WO2018128144A1 (ja) 2017-01-06 2018-07-12 Jsr株式会社 蛍光体粒子含有組成物、波長変換層および波長変換層の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20200011252A (ko) 2020-02-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102270495B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 상기 양자점 제조방법 및 컬러필터
CN109897449B (zh) 可固化组合物、感光性树脂组合物、感光性树脂膜、彩色滤光片及制造像素的方法
CN110669177B (zh) 包含量子点的可固化组合物、使用其的树脂层及显示装置
KR102237366B1 (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR102633181B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 반사방지 필름 및 디스플레이 장치
KR102296791B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물 및 컬러필터
KR102224055B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 상기 경화성 조성물을 이용한 컬러필터용 화소 제조방법 및 컬러필터
KR102360986B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 상기 경화성 조성물을 이용한 컬러필터용 화소 제조방법 및 컬러필터
KR102360987B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 이를 이용한 수지막 및 디스플레이 장치
KR102360988B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 이를 이용한 수지막 및 디스플레이 장치
KR102287216B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 이를 이용한 수지막 및 디스플레이 장치
KR102618633B1 (ko) 디스플레이 장치
KR102335032B1 (ko) 양자점 함유 경화성 조성물, 이를 이용한 경화막, 상기 경화막을 포함하는 디스플레이 장치 및 상기 경화막 제조방법
KR102524652B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 양자점용 색보정 필름 및 디스플레이 장치
KR102628436B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 반사방지 필름 및 디스플레이 장치
KR102409453B1 (ko) 디스플레이 장치
KR102433877B1 (ko) 디스플레이 장치
KR102575018B1 (ko) 화합물, 이를 포함하는 반사방지 필름 및 디스플레이 장치
KR20210131746A (ko) 화합물, 이를 포함하는 반사방지 필름 및 디스플레이 장치
KR20230160086A (ko) 양자점, 양자점 개질방법, 상기 양자점을 포함하는 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치
KR20220170286A (ko) 화합물, 이를 포함하는 조성물, 이를 포함하는 반사방지 필름 및 디스플레이 장치
KR20240004021A (ko) 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치
KR20240004020A (ko) 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치
KR20230170444A (ko) 경화성 조성물, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant