KR102354574B1 - Quantum dot photoresist, and color filter for display comprising the same, and fabrication method there of - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양자점 포토레지스트, 이를 포함하는 디스플레이용 컬러필터 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 상세하게는 실리카 10 내지 15 중량부,광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10중량부를 포함하는 광경화성 조성물을 포함하는 양자점 포토레지스트, 이를 포함하는 디스플레이용 컬러필터 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot photoresist, a color filter for a display including the same, and a method for manufacturing the same, and more particularly, 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound And it relates to a quantum dot photoresist comprising a photocurable composition comprising 5 to 10 parts by weight of acrylamide, a color filter for a display including the same, and a method for manufacturing the same.
Description
본 발명은 양자점 포토레지스트, 이를 포함하는 디스플레이용 컬러 필터, 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot photoresist, a color filter for a display including the same, and a method for manufacturing the same.
벌크 반도체 소재에서 나타나지 않는 독특한 광 물리, 화학적 특성으로 인해 반도체 소재로 이루어진 양자점에 대한 연구가 최근 매우 활발히 활발하게 진행되고 있다. Due to the unique photophysical and chemical properties that do not appear in bulk semiconductor materials, research on quantum dots made of semiconductor materials has been very actively conducted recently.
양자점(Quantum dots, QDs)은 양자 제한 효과(quantum confinement effect)에 의해 벌크 입자들과는 상이한 특성을 나타내어 크게 주목받고 있는 핵심 소재이다. 나노 입자의 크기가 감소함에 따라 나노 입자의 밴드 갭이 커지게 되어 입자의 크기가 상대적으로 감소할수록 발광 파장은 청색 편이(blue-shift)하게 된다. 또한 입자의 크기가 극단적으로 감소하게 되면 물질 표면에 존재하는 원자나 이온의 비율이 증가하게 되며, 이로 인해 융점이 낮아지거나 결정 격자 상수가 감소하는 등 극히 작은 입자들의 크기로 인해 벌크 크기의 입자에서 볼 수 없었던 새로운 광학적, 전기적, 물리적 특성을 나타낸다.Quantum dots (QDs) are a key material attracting great attention because they exhibit different properties from bulk particles due to the quantum confinement effect. As the size of the nanoparticles decreases, the band gap of the nanoparticles increases. As the size of the particles decreases, the emission wavelength becomes blue-shifted. In addition, when the particle size is extremely reduced, the ratio of atoms or ions present on the surface of the material increases. It exhibits new optical, electrical, and physical properties that have never been seen before.
양자점을 이용하여 포토리소그래피(photolithography)를 하기 위해 양자점의 최외각에 위치한 리간드를 광 변환물질로 처리하는 방법들이 시도되고 있다. 하지만, 이러한 방법들은 리간드에 쉘 기능을 부여하는데 국한되므로, 양자점 포토리스그래피의 궁극적인 방법으로 활용되지 못하고 있다. In order to perform photolithography using quantum dots, methods of treating a ligand located at the outermost surface of a quantum dot with a light conversion material have been tried. However, since these methods are limited to imparting a shell function to a ligand, they are not utilized as the ultimate method of quantum dot photolithography.
이에 양자점을 용해시키고 후공정이 가능한 졸 상태를 유지할 수 있는 최적의 소재를 찾기 위한 활발한 연구가 진행되고 있다. 이와 관련된 종래의 기술로, 대한민국 등록특허 제10-1029242호에서는 유기고분자 전구체를 이용하여 양자점을 고분자체에 포함시키는 방법이 제안되었으나, 이 경우에는 고분자화 정도에 따라 양자점이 복합체 내에 존재하게 되고, 양자점들이 서로 뭉치는 회합으로 인해 자체 발광 감쇄가 불가피해 광범위한 적용이 불가능한 문제가 있다. Therefore, active research is being conducted to find an optimal material that can dissolve quantum dots and maintain a sol state that can be processed afterward. As a related art, in Korean Patent No. 10-1029242, a method of including quantum dots in a polymer body using an organic polymer precursor has been proposed, but in this case, the quantum dots are present in the complex depending on the degree of polymerization, Due to the association of quantum dots with each other, self-luminescence attenuation is inevitable, so there is a problem that wide application is impossible.
그 외, 양자점을 용해한 후 포토리스그래피를 진행하는 몇 가지 방법이 연구된 바 있으나, 종래의 포토리소그래피 과정에서 필수적인 베이킹 공정 후에 양자점들이 열화되어 높은 광변환 효율을 유지하지 못하거나, 고분해능 마이크로 패턴(10μm 이하)을 형성하지 못하는 문제를 가지고 있다. In addition, several methods of performing photolithography after dissolving quantum dots have been studied, but quantum dots are deteriorated after a baking process, which is essential in conventional photolithography, so that high light conversion efficiency cannot be maintained, or high-resolution micro-patterns ( 10 μm or less) has a problem in that it cannot be formed.
본 발명의 목적은 후열처리 공정에서도 열화되지 않아 높은 광변환 효율을 나타낼 수 있는 양자점 포토레지스트, 이를 포함하는 컬러 필터, 양자점 발광 다이오드 및 이의 제조방법을 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to provide a quantum dot photoresist capable of exhibiting high light conversion efficiency without deterioration even in a post-heat treatment process, a color filter including the same, a quantum dot light emitting diode, and a manufacturing method thereof.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, The present invention to achieve the above object,
실리카 10 내지 15 중량부;10 to 15 parts by weight of silica;
광경화성 결합제 48 내지 58 중량부; 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder;
가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 ; 및5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound; and
아크릴아마이드 5 내지 10 중량부;를 포함하는, 5 to 10 parts by weight of acrylamide; containing,
광경화성 조성물을 제공할 수 있다.A photocurable composition may be provided.
또한, 본 발명의 다른 실시예는,In addition, another embodiment of the present invention,
광경화성 결합제 전구체인 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 5 내지 8 중량부 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 40 내지 50중량부 포함하는 용액을 제 1 열처리하는 단계; 및A first heat treatment step of a solution containing 5 to 8 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) and 40 to 50 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (PETA) as a photocurable binder precursor; and
상기 용액에 실리카 10 내지 15 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10중량부를 첨가한 후 제 2 열처리하는 단계;를 포함하는, 광경화성 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다.10 to 15 parts by weight of silica, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide to the solution and then performing a second heat treatment; can provide a method for producing a photocurable composition, including have.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는,In addition, another embodiment of the present invention,
양자점; 및quantum dots; and
상기 양자점에 포함된 광경화성 조성물;을 포함하며,A photocurable composition included in the quantum dots;
상기 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10중량부를 포함하는, 양자점 포토레지스트를 제공할 수 있다.The photocurable composition may provide a quantum dot photoresist comprising 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는,In addition, another embodiment of the present invention,
본 발명에 의한 광경화성 조성물을 포함하는 용액을 준비하는 단계; 및Preparing a solution containing the photocurable composition according to the present invention; and
상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액 및 양자점을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;를 포함하며,Forming a mixture by mixing the solution containing the photocurable composition and quantum dots; includes,
상기 본 발명에 의한 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하는 것인 양자점 포토레지스트의 제조방법을 제공할 수 있다.The photocurable composition according to the present invention is a quantum dot photoresist comprising 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide. A manufacturing method may be provided.
또한, 본 발명의 또 다른 실시예는,In addition, another embodiment of the present invention,
기판상에 배치되며, 상기 양자점 포토레지스트를 포함하는 마이크로 패턴층;을 포함하는 디스플레이용 컬러 필터를 제공할 수 있다.It is disposed on the substrate, the micro-pattern layer including the quantum dot photoresist; it is possible to provide a color filter for a display comprising a.
나아가, 본 발명의 또 다른 실시예는,Further, another embodiment of the present invention,
기판 상에 본 발명에 의한 양자점 포토레지스트를 도포하는 단계;applying a quantum dot photoresist according to the present invention on a substrate;
상기 양자점 포토레지스트에 마스크를 배치하는 단계; 및placing a mask on the quantum dot photoresist; and
노광 및 현상하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는,Including; exposing and developing to form a pattern;
디스플레이용 컬러 필터의 제조방법을 제공할 수 있다.A method of manufacturing a color filter for a display can be provided.
더 나아가, 본 발명의 또 다른 실시예는,Further, another embodiment of the present invention,
발광 다이오드; 및light emitting diodes; and
본 발명에 의한 컬러 필터를 포함하는 광변환층;을 포함하는, 양자점 발광 다이오드를 제공할 수 있다.It is possible to provide a quantum dot light emitting diode comprising; a light conversion layer including a color filter according to the present invention.
본 발명의 양자점 포토레지스트는 발광특성이 향상된 양자점 조성물을 이용하여 자외선 또는 청색광을 이용하여 전처리 과정없이 용이하고 저렴하게 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있으며, 이를 이용하여 10 μm이하의 마이크로 패턴을 해상도 높게 형성할 수 있는 장점이 있다.The quantum dot photoresist of the present invention can perform a photolithography process easily and inexpensively without a pretreatment process using ultraviolet or blue light using a quantum dot composition with improved light emitting properties, and using this, a micro pattern of 10 μm or less with high resolution There are advantages to forming.
또한, 회합 현상과 열화 현상을 최소화하고 양자점의 광변환 효율이 높은 고분해능 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있다.In addition, a high-resolution photolithography process with high light conversion efficiency of quantum dots can be performed by minimizing association and degradation.
또한, 본 발명의 양자점 발광 다이오드는 높은 휘도 및 색분해능을 나타낼 수 있다. In addition, the quantum dot light emitting diode of the present invention may exhibit high luminance and color resolution.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물을 나타낸 모식도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물을 제조하는 방법을 나타낸 순서도이고,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양자점을 나타낸 모식도이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트를 나타낸 모식도이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법을 나타낸 순서도이고,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 핵자기 공명 분광(NMR) 분석 그래프이고,
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 형태를 분석한 투과전자현미경(TEM) 사진이고,
도 8은 본 실시예에 따른 디스플레이용 컬러필터에서, 스핀코팅 속도와 시간에 따른 양자점 포토레지스트층의 두께변화를 측정한 그래프이고,
도 9 내지 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 마이크로 패턴을 백색광을 조사하여 관찰한 사진이고,
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 포토리소그래피 공정에 의해 형성된 마이크로 패턴을 청색광을 조사하여 관찰한 사진이고,
도 13 내지 도 15는 본 발명의 실시예에 따라 제작된 두가지 디자인의 디스플레이용 컬러필터 및 본 발명기관의 로고를 RGB(적녹청) 색상이 동시에 나타나도록 포토리소그래피 한 마이크로 패턴의 발광 특성을 관찰한 사진이다. 1 is a schematic view showing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention,
2 is a flowchart showing a method for preparing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention;
3 is a schematic diagram showing a quantum dot according to an embodiment of the present invention,
4 is a schematic diagram showing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention;
5 is a flowchart showing a method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention;
6 is a nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR) analysis graph of the photocurable composition according to an embodiment of the present invention;
7 is a transmission electron microscope (TEM) photograph analyzing the shape of a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention;
8 is a graph measuring the thickness change of the quantum dot photoresist layer according to the spin coating speed and time in the color filter for display according to the present embodiment;
9 to 11 are photographs observed by irradiating white light on a micro pattern formed by a photolithography process according to an embodiment of the present invention;
12 is a photograph observed by irradiating blue light on a micro pattern formed by a photolithography process according to an embodiment of the present invention;
13 to 15 are observations of the light emitting characteristics of micro-patterns obtained by photolithography so that RGB (red, green, blue) colors appear simultaneously with color filters for display of two designs manufactured according to an embodiment of the present invention and the logo of the present invention. It's a photo.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다. 또한, 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 도면 전체에 걸쳐 동일한 부호를 사용한다. 덧붙여, 명세서 전체에서 어떤 구성요소를 "포함"한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있다는 것을 의미한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the embodiment of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. In addition, the embodiments of the present invention are provided in order to more completely explain the present invention to those of ordinary skill in the art. Accordingly, the shapes and sizes of elements in the drawings may be exaggerated for clearer description, and elements indicated by the same reference numerals in the drawings are the same elements. In addition, the same reference numerals are used throughout the drawings for parts having similar functions and functions. In addition, "including" a certain element throughout the specification means that other elements may be further included, rather than excluding other elements, unless otherwise stated.
본 발명의 일 실시예는,One embodiment of the present invention is
실리카 10 내지 15 중량부;10 to 15 parts by weight of silica;
광경화성 결합제 48 내지 58 중량부; 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder;
가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 ; 및5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound; and
아크릴아마이드 5 내지 10 중량부;를 포함하는, 광경화성 조성물을 제공할 수 있다.A photocurable composition comprising; 5 to 10 parts by weight of acrylamide may be provided.
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물은 마이크로 패턴을 형성하기 위한 양자점 포토리소그래피용 포토레지스트 소재일 수 있다. The photocurable composition according to an embodiment of the present invention may be a photoresist material for quantum dot photolithography for forming micro patterns.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a photocurable composition according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물을 나타낸 모식도로, 도 1에 나타낸 바와 같이, 상기 광경화성 조성물(10)은 실리카(11) 및 광경화성 결합제(12)를 포함할 수 있다. 1 is a schematic view showing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1 , the
본 발명에 의한 광경화성 조성물에 있어서, 상기 실리카는 상기 광경화성 조성물의 후공정에서 양자점 분산을 향상시키는 물질로, 10 내지 15 중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 12 내지 13 중량부 포함될 수 있다. 상기 실리카를 10 중량부 미만 포함할 경우, 후공정 적용시 양자점의 분산을 저해하는 문제가 발생될 수 있고, 15 중량부를 초과하여 포함할 경우, 후공정 리소그래피 적용시 점도가 증가해 분해능을 저해하는 문제가 발생될 수 있다.In the photocurable composition according to the present invention, the silica is a material for improving quantum dot dispersion in the post-process of the photocurable composition, and may be included in 10 to 15 parts by weight, preferably 12 to 13 parts by weight. When the silica is included in less than 10 parts by weight, a problem of inhibiting the dispersion of quantum dots may occur when applied in a post-process, and when it contains more than 15 parts by weight, the viscosity increases when applying post-process lithography, which impairs resolution Problems may arise.
본 발명에 의한 광경화성 조성물에 있어서, 상기 광경화성 결합제는 광에 의한 중합 반응에 의해 고분자 결합을 형성하여 경화 피막을 형성하는 물질로, 올리고 아크릴레이트, 실록잔계 아크릴레이트, 폴리 실라잔 및 실리콘 고분자 수지 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다. 상기 광경화성 결합제는 48 내지 58 중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 45 내지 55 중량부 포함될 수 있다.In the photocurable composition according to the present invention, the photocurable binder is a material that forms a polymer bond by polymerization reaction by light to form a cured film, and includes oligoacrylates, siloxane-based acrylates, polysilazanes, and silicone polymers. It may be at least one of a resin and a mixture thereof. The photocurable binder may be included in 48 to 58 parts by weight, preferably 45 to 55 parts by weight.
본 발명에 의한 광경화성 조성물에 있어서, 상기 가교성 실란 화합물은, 상기 광경화성 결합제의 가교제로서, 5 내지 8 중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 6 내지 7 중량부 포함될 수 있다.In the photocurable composition according to the present invention, the crosslinkable silane compound, as a crosslinking agent of the photocurable binder, may be included in 5 to 8 parts by weight, preferably 6 to 7 parts by weight.
상기 가교성 실란 화합물은 아크릴옥시알킬 트리메톡시실란, 메타크릴옥시알킬 트리메톡시실란, (메타)아크릴옥시알킬 트리에톡시실란, (메타)아크릴옥시알킬 트리클로로실란, 페닐 트리클로로실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐 트리클로로실란, 메틸 트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 프로필 트리메톡시실란, 프로필 트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬 트리메톡시실란, 글리시드옥시알킬트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬 트리클로로실란, 퍼플루오로알킬 트리알콕시실란, 퍼플루오로메틸 알킬 트리알콕시실란 및 퍼플루오로알킬 트리클로로실란 중에서 선택된 하나 이상 일 수 있고, 바람직하게는 3-메타크릴옥시-프로필트리메톡시실란일 수 있다.The crosslinkable silane compound is acryloxyalkyl trimethoxysilane, methacryloxyalkyl trimethoxysilane, (meth)acryloxyalkyl triethoxysilane, (meth)acryloxyalkyl trichlorosilane, phenyl trichlorosilane, phenyl Trimethoxysilane, phenyl triethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, vinyl trichlorosilane, methyl trimethoxysilane, methyltriethoxysilane, propyl trimethoxysilane, propyl triethoxy Silane, glycidoxyalkyl trimethoxysilane, glycidoxyalkyltriethoxysilane, glycidoxyalkyl trichlorosilane, perfluoroalkyl trialkoxysilane, perfluoromethyl alkyl trialkoxysilane and perfluoroalkyl trichloro It may be at least one selected from among losilanes, preferably 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane.
본 발명에 의한 광경화성 조성물에 있어서, 상기 아크릴아마이드는 중합 반응에 의해 고분자 결합을 형성하기 위한 물질로, 5 내지 10 중량부 포함될 수 있고, 바람직하게는 7 내지 8 중량부;를 포함될 수 있다.In the photocurable composition according to the present invention, the acrylamide is a material for forming a polymer bond by a polymerization reaction, and may be included in 5 to 10 parts by weight, preferably 7 to 8 parts by weight; may be included.
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물인 나노실리카 비닐 아크릴레이트(Nano Silica Vinyl Acrylate,NSVA)를 포함할 수 있다.The photocurable composition according to an embodiment of the present invention may include Nano Silica Vinyl Acrylate (NSVA), which is a compound represented by Formula 1 below.
<화학식 1><Formula 1>
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물은 양자점의 열적특성과 분산특성을 향상시켜 양자점의 광변환 효율을 향상시키기 위한 조성물일 수 있다.The photocurable composition according to an embodiment of the present invention may be a composition for improving the light conversion efficiency of the quantum dots by improving the thermal and dispersion characteristics of the quantum dots.
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물은 물 또는 메탄올 등의 용매와 혼합하여 잉크용액을 형성할 수 있다. 상기 잉크용액은 실리카(11) 및 광경화성 결합제(12)를 포함하며, 양자점을 효과적으로 분산시킬 수 있고, 광 조사시 순간적인 광경화 기능을 수행할 수 있어, 열적 손상없이 양자점 표면에 상기 광경화성 조성물로 구성된 페시베이션층을 형성할 수 있다.The photocurable composition according to an embodiment of the present invention may be mixed with a solvent such as water or methanol to form an ink solution. The ink solution contains
본 발명의 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
광경화성 결합제 전구체인 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 5 내지 8 중량부 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 40 내지 50중량부 포함하는 용액을 제 1 열처리하는 단계; 및A first heat treatment step of a solution containing 5 to 8 parts by weight of dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) and 40 to 50 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (PETA) as a photocurable binder precursor; and
상기 용액에 실리카 10 내지 15 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10중량부를 첨가한 후 제 2 열처리하는 단계;를 포함하는, 광경화성 조성물의 제조방법을 제공할 수 있다.10 to 15 parts by weight of silica, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide to the solution and then performing a second heat treatment; can provide a method for producing a photocurable composition, including have.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법을 도면을 참조하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention will be described in detail at each step with reference to the drawings.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법을 나타낸 순서도이다. 먼저, 광경화성 결합제 전구체 및 용매를 혼합하여 용액을 제조하는 단계를 수행할 수 있다.2 is a flowchart illustrating a method for preparing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention. First, a step of preparing a solution by mixing a photocurable binder precursor and a solvent may be performed.
상기 광경화성 결합제 전구체는 경화성 조성물의 경화 밀도 및 경화 속도를 조절하는 역할을 수행할 수 있다. 상기 광경화성 결합제 전구체는 하기 화학식 2로 표시되는 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 및 화학식 3으로 표시되는 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)를 포함할 수 있고, 이를 통해 후공정인 양자점 분산과 이를 적용한 포토리소그래피 적용이 우수한 광경화성 조성물을 제조할 수 있다.The photocurable binder precursor may serve to control the curing density and curing rate of the curable composition. The photocurable binder precursor may include dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) represented by the following
<화학식 2><
<화학식 3><Formula 3>
이때, 상기 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA)는 5 내지 8 중량부로 포함할 수 있고, 상기 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)는 40 내지 50중량부로 포함할 수 있다.In this case, the dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) may be included in an amount of 5 to 8 parts by weight, and the pentaerythritol triacrylate (PETA) may be included in an amount of 40 to 50 parts by weight.
또한, 상기 용액은 상기 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 및 상기 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)를 1:6 내지 1:7의 중량비로 포함할 수 있다. 상기 광경화성 결합제 전구체의 함량이 상기 범위 미만으로 포함할 경우, 경화성 조성물의 경화 중합도가 저하될 수 있고, 상기 범위를 초과하여 포함할 경우, 경화 후 경도가 증가하여 균열 등이 발생하는 문제가 발생될 수 있다.In addition, the solution may include the dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) and the pentaerythritol triacrylate (PETA) in a weight ratio of 1:6 to 1:7. When the content of the photocurable binder precursor is included below the above range, the degree of curing polymerization of the curable composition may decrease, and when included above the above range, the hardness increases after curing and cracks occur. can be
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 용액은 극성 유기용매를 포함할 수 있고, 바람직하게는 에테르 또는 알코올을 용매로 포함할 수 있다. In the method for preparing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention, the solution may include a polar organic solvent, preferably ether or alcohol as a solvent.
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법에 있어서, 상기 제 1 열처리는 광경화성 결합제 전구체로부터 경화성 결합제를 제조하기 위한 것으로, 45 내지 55℃의 온도에서 20 내지 60분간 수행할 수 있고, 바람직하게는 48 내지 50℃의 온도에서 30분간 수행할 수 있다.In the method for producing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention, the first heat treatment is for preparing a curable binder from a photocurable binder precursor, and may be performed at a temperature of 45 to 55° C. for 20 to 60 minutes, Preferably, it may be carried out at a temperature of 48 to 50° C. for 30 minutes.
상기 제 1 열처리를 통해 광경화성 결합제 전구체로부터 올리고 아크릴레이트, 실록잔계 아크릴레이트, 폴리 실라잔, 실리콘 고분자 수지 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나의 광경화성 결합제를 형성할 수 있다.At least one photocurable binder among oligo acrylate, siloxane-based acrylate, polysilazane, silicone polymer resin, and mixtures thereof may be formed from the photocurable binder precursor through the first heat treatment.
이후, 상기 제 1 단계에서 형성된 광경화성 결합제에 실리카 10 내지 15 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10중량부를 첨가한 후 제 2 열처리를 수행할 수 있다.Thereafter, 10 to 15 parts by weight of silica, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide are added to the photocurable binder formed in the first step, and then a second heat treatment may be performed.
상기 실리카는 제조되는 광경화성 첨가 조성물에 균일한 분산 물성을 제공하기 위한 것으로, 상기 실리카를 10 중량부 미만 포함할 경우 후공정인 양자점 분산이 저하되는 문제가 발생될 수 있고, 상기 실리카를 15 중량부 초과하여 포함할 경우 후공정인 포토그래피의 분리능에 적합하지 않은 점도가 높은 문제가 발생될 수 있다.The silica is intended to provide uniform dispersion properties to the photocurable additive composition to be prepared. When the silica is included in less than 10 parts by weight, a problem of lowering quantum dot dispersion, which is a post-process, may occur, and the silica may be added to 15 parts by weight of the silica. If it is included in excess, a problem of high viscosity that is not suitable for the resolution of the post-process photography may occur.
상기 실리카는 평균 입경 10 내지 100 nm인 무기 산화물 입자일 수 있다.The silica may be inorganic oxide particles having an average particle diameter of 10 to 100 nm.
또한, 상기 가교성 실란 화합물은 무기물 입자인 상기 실리카가 유기물 매트릭스에 균일하게 분포되도록 하기 위한 조성물로, 상기 가교성 실란 화합물을 5 중량부 미만 포함하거나 8 중량부 초과하여 포함할 경우 실리카가 유기물 매트릭스에 균일하게 분포되지 않는 문제가 발생될 수 있다.In addition, the cross-linkable silane compound is a composition for uniformly distributing the silica, which is an inorganic particle, in an organic matrix. A problem of not being uniformly distributed may occur.
상기 가교성 실란 화합물은 아크릴옥시알킬 트리메톡시실란, 메타크릴옥시알킬 트리메톡시실란, (메타)아크릴옥시알킬 트리에톡시실란, (메타)아크릴옥시알킬 트리클로로실란, 페닐 트리클로로실란, 페닐 트리메톡시실란, 페닐 트리에톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리에톡시실란, 비닐 트리클로로실란, 메틸 트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 프로필 트리메톡시실란, 프로필 트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬 트리메톡시실란, 글리시드옥시알킬트리에톡시실란, 글리시드옥시알킬 트리클로로실란, 퍼플루오로알킬 트리알콕시실란, 퍼플루오로메틸 알킬 트리알콕시실란 및 퍼플루오로알킬 트리클로로실란 중에서 선택된 하나 이상일 수 있고, 바람직하게는 3-메타크릴옥시-프로필트리메톡시실란일 수 있다.The crosslinkable silane compound is acryloxyalkyl trimethoxysilane, methacryloxyalkyl trimethoxysilane, (meth)acryloxyalkyl triethoxysilane, (meth)acryloxyalkyl trichlorosilane, phenyl trichlorosilane, phenyl Trimethoxysilane, phenyl triethoxysilane, vinyl trimethoxysilane, vinyl triethoxysilane, vinyl trichlorosilane, methyl trimethoxysilane, methyltriethoxysilane, propyl trimethoxysilane, propyl triethoxy Silane, glycidoxyalkyl trimethoxysilane, glycidoxyalkyltriethoxysilane, glycidoxyalkyl trichlorosilane, perfluoroalkyl trialkoxysilane, perfluoromethyl alkyl trialkoxysilane and perfluoroalkyl trichloro It may be at least one selected from among losilanes, preferably 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane.
또한, 상기 아크릴아마이드는 본 발명에 의한 광경화성 조성물의 광경화시, 실리카와 유기결합체간 상분리가 발생하지 않도록 하기 위한 것으로, 상기 아크릴아마이드를 5 중량부 미만 포함할 경우 광경화 조성물 제조시 상분리 현상이 억제되는 효과가 미비할 수 있고, 상기 아크릴아마이드를 10 중량부 초과하여 포함할 경우 불필요하게 첨가되는 문제가 발생될 수 있다. In addition, the acrylamide is used to prevent phase separation between silica and organic binder during photocuring of the photocurable composition according to the present invention. This inhibiting effect may be insignificant, and when the acrylamide is included in excess of 10 parts by weight, a problem of unnecessary addition may occur.
상기 제 2 열처리는 상기 물질을 다분자 복합체로 중합하여 고분자 형태로 형성하기 위한 것으로, 45 내지 55℃의 온도에서 5 내지 20분간 수행할 수 있고, 바람직하게는 50 내지 53℃의 온도에서 10분간 수행할 수 있다.The second heat treatment is to form a polymer by polymerizing the material into a multimolecular complex, and may be performed at a temperature of 45 to 55° C. for 5 to 20 minutes, preferably at a temperature of 50 to 53° C. for 10 minutes. can be done
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법은, 상기 제 2 열처리하는 단계 이후 용매를 제거하는 단계를 더 수행할 수 있다.In the method of manufacturing a photocurable composition according to an embodiment of the present invention, after the second heat treatment, the step of removing the solvent may be further performed.
상기 용매를 제거하는 단계는 진공 증류의 방법으로 수행될 수 있으며, 예를 들어, 100±20 mmHg의 압력으로 20 내지 60분간 진공 증류하여 상기 용액상에 포함된 용매를 제거할 수 있다.The removing of the solvent may be performed by a vacuum distillation method, for example, vacuum distillation at a pressure of 100±20 mmHg for 20 to 60 minutes to remove the solvent contained in the solution phase.
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 제조방법은 비교적 낮은 온도에서 양자점을 코팅하여 페시베이션하는 코팅물질을 제조할 수 있으며, 이를 통해 양자점의 열적특성과 분산특성을 향상시킬 수 있다.The manufacturing method of the photocurable composition according to an embodiment of the present invention can prepare a passivating coating material by coating the quantum dots at a relatively low temperature, thereby improving the thermal and dispersion characteristics of the quantum dots.
본 발명의 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
양자점; 및quantum dots; and
상기 양자점에 포함된 광경화성 조성물;을 포함하며,A photocurable composition included in the quantum dots;
상기 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하는 양자점 포토레지스트를 제공할 수 있다.The photocurable composition may provide a quantum dot photoresist comprising 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 양자점(20)을 나타낸 모식도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트를 나타낸 모식도이다.3 is a schematic diagram showing a
도 4에서 보는 바와 같이 본 발명에 의한 양자점 포토레지스트(10')는 양자점(20)이 상기 광경화성 조성물에 분산된 졸 상태의 잉크용액일 수 있다. 상기 양자점 포토레지스트는 이와 같은 방법으로 양자점을 포함함으로써, 광원에서 방출된 빛의 파장을 변환할 수 있다. 또한, 상기 양자점 포토레지스트는 자외선을 이용하여 마이크로 크기의 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정에서 사용될 수 있다.As shown in FIG. 4 , the
상기 양자점은 발광 다이오드의 광원에서 방출되는 빛 중 일부분은 방출하고 일부분의 파장은 변환시킬 수 있다. 이에, 청색 발광 다이오드로부터 방출되고 양자점을 통과한 빛 및 청색 발광 다이오드로부터 방출되되 양자점에 의해 파장이 변환된 빛은 서로 혼합될 수 있고, 이를 통해 백색광이 방출될 수 있다.The quantum dots may emit a portion of light emitted from the light source of the light emitting diode and convert a portion of the wavelength. Accordingly, the light emitted from the blue light emitting diode and passing through the quantum dots and the light emitted from the blue light emitting diode but whose wavelength is converted by the quantum dots may be mixed with each other, and thus white light may be emitted.
상기 양자점은 발광 다이오드로부터 방출되는 빛을 백색광으로 변환하는 색을 발광하는 양자점일 수 있다.The quantum dot may be a quantum dot that emits a color that converts light emitted from the light emitting diode into white light.
일 예로, 상기 양자점은 청색의 발광 다이오드로부터 방출되는 빛이 백색광으로 변환하는 양자점으로, 황색-발광 양자점 또는 적색-발광 양자점 및 녹색-발광 양자점의 조합으로 구성된 양자점으로, 청색 발광 다이오드로부터 방출된 빛을 백색광으로 변환시킬 수 있다.For example, the quantum dot is a quantum dot in which light emitted from a blue light emitting diode is converted into white light, a quantum dot composed of a yellow-emitting quantum dot or a combination of a red-emitting quantum dot and a green-emitting quantum dot, and the light emitted from the blue light emitting diode can be converted to white light.
즉, 청색 발광 다이오드에서 방출된 대략 440nm에서 490nm의 파장의 청색광은 적색-발광 양자점을 통과하여 대략 630nm에서 660nm의 파장대의 적색광으로 변환될 수 있고, 녹색-발광 양자점을 통과하여 대략 520nm에서 560nm의 파장대의 녹색 빛으로 변환될 수 있다. 이에 따라 발광 다이오드로부터 방출된 청색광, 양자점을 통과하여 변환된 적색광, 녹색광이 혼합되어 백색광이 방출될 수 있다.That is, the blue light with a wavelength of approximately 440 nm to 490 nm emitted from the blue light emitting diode may pass through the red-emitting quantum dots to be converted into red light in the wavelength band of approximately 630 nm to 660 nm, and pass through the green-emitting quantum dots to have a wavelength of approximately 520 nm to 560 nm. It can be converted into green light in the wavelength band. Accordingly, blue light emitted from the light emitting diode, red light converted through quantum dots, and green light may be mixed to emit white light.
상기 양자점은 주기율표 상의 12-16족, 13-15족, 14-16족 및 14족 원소 중 적어도 하나의 원소를 포함하는 화합물 화합물일 수 있다. 하지만, 상기 양자점(20)은 이에 제한된 것은 아니다. The quantum dot may be a compound compound including at least one element of Groups 12-16, 13-15, 14-16, and 14 elements on the periodic table. However, the
상기 양자점(20)은 주기율표 상의 12-16족 반도체 물질 및 이들의 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 및 이들의 화합물일 수 있다. The
또한 상기 양자점(20)은, 13-15족 반도체 물질 및 이들의 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 화합물일 수 있다. In addition, the
또한 상기 양자점(20)은 14-16족 반도체 물질 및 이들의 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 화합물일 수 있다.In addition, the
또한, 양기 양자점(20)은 14족 반도체 물질 및 이들의 화합물 중 어느 하나일 수 있다. 일 예로, Si, Ge, SiC, SiGe 또는 이들의 조합일 수 있다. In addition, the
또한 상기 양자점(20)은 단일 층의 반도체 물질일 수 잇고, 코어, 상기 코어 표면에 배치된 쉘을 포함하는, 코어-쉘 구조의 양자점일 수 있다. 또한 상기 양자점(20)은 다중 페시베이션을 포함하는 코어-쉘 구조의 양자점일 수 있다.In addition, the
이때 상기 코어가 Cd 화합물로 CdS, CdSe, CdTe 및 CdTe 중 어느 하나일 수 있고, In 화합물로 InP, InN 및 InAs 중 어느하나일 수 있고, 상기 코어를 감싸는 쉘이 금속산화물일 수 있으며, 구체적으로 Zn 화합물일 수 있다. At this time, the core may be any one of CdS, CdSe, CdTe, and CdTe as a Cd compound, and may be any one of InP, InN and InAs as the In compound, and the shell surrounding the core may be a metal oxide, specifically It may be a Zn compound.
또한 상기 양자점(20)은 코어, 상기 코어상에 배치된 쉘, 상기 쉘상에 배치된 리간드를 포함하는 코어-쉘-리간드 구조의 양자점일 수 있다. 일 예로, 상기 양자점(20)은 코어, 쉘 및 리간드가 CdSe,ZnS 및 TOP(Triotylphosphine)-S일 수 있고, CdSe,CdSe 및 TOP(Triotylphosphine)-Se일 수 있고, CdSe, ZnSe 및 TOP(Triotylphosphine)-Se일 수 있고, InP, ZnS 및 ZnS일 수 있다.In addition, the
상기 양자점(20)은 평균직경이 1 내지 100nm일 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 20nm 일 수 있고 더욱 바람직하게는 1 내지 10 nm일 수 있다.The
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트는 상기 양자점을 광경화성 조성물상에 분산한 양자점 잉크 형태로, 상기 광경화성 조성물에 의해 상기 양자점의 낮은 내열성 및 내화학성 물성을 개선할 수 있고, 발광효율을 향상시킬 수 있다.The quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention is in the form of a quantum dot ink in which the quantum dots are dispersed on a photocurable composition, and the low heat resistance and chemical resistance properties of the quantum dots can be improved by the photocurable composition, and the luminous efficiency is improved. can be improved
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트에 포함되는 상기 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 이때, 상기 광경화성 결합제는 올리고 아크릴레이트, 실록잔계 아크릴레이트, 폴리실라잔, 실리콘 고분자 수지 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.The photocurable composition included in the quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention includes 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide. may include wealth. In this case, the photocurable binder may be at least one of oligoacrylate, siloxane-based acrylate, polysilazane, silicone polymer resin, and mixtures thereof.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트는 광산란제를 더 포함할 수 있고, 이를 통해 입사되는 빛의 경로를 변화시키고 방출되는 빛을 확산시킬 수 있다. 상기 광산란제는 금속 산화물 입자, 공기 버블, 유리 비드, 중합체 비드 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.The quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention may further include a light scattering agent, through which the path of the incident light may be changed and the emitted light may be diffused. The light scattering agent may be at least one of metal oxide particles, air bubbles, glass beads, polymer beads, and mixtures thereof.
본 발명의 또 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
광경화성 조성물을 포함하는 용액을 준비하는 단계; 및preparing a solution containing the photocurable composition; and
상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액 및 양자점을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;를 포함하며,Forming a mixture by mixing the solution containing the photocurable composition and quantum dots; includes,
상기 광경화성 조성물은 본 발명에 의한 광경화성 조성물로서, 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하는,The photocurable composition is a photocurable composition according to the present invention, comprising 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide,
양자점 포토레지스트의 제조방법을 제공할 수 있다.A method for manufacturing a quantum dot photoresist may be provided.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법을 각 단계별로, 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention will be described in detail step by step.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 광경화성 조성물을 포함하는 용액을 준비하는 단계는, 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하는 광경화성 조성물을 준비하는 단계일 수 있다.In the method for producing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the step of preparing a solution containing the photocurable composition includes 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 parts by weight of a crosslinkable silane compound. It may be a step of preparing a photocurable composition comprising 8 to 8 parts by weight and 5 to 10 parts by weight of acrylamide.
상기 단계는, 상기 광경화성 조성물 및 용매를 혼합하여 광경화성 조성물을 포함하는 용액을 형성하는 단계로, 상기 형성된 용액을 20 내지 30℃의 온도로 20 내지 60분간 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step may include mixing the photocurable composition and the solvent to form a solution containing the photocurable composition, and may further include maintaining the formed solution at a temperature of 20 to 30° C. for 20 to 60 minutes. .
상기 온도로 가열된 상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액은 상기 양자점을 효과적으로 분산시킬 수 있고, 열적 손상을 막을 수 있어, 순간적인 광경화 기능을 확보할 수 있다. A solution containing the photocurable composition heated to the temperature can effectively disperse the quantum dots and prevent thermal damage, thereby securing an instantaneous photocuring function.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액 및 양자점을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계는, 상기 양자점을 상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액상에 분산시키는 단계로, 최소의 용매를 이용하여 상기 양자점 표면을 정제하고, 추가 정제나 분리과정없이 상기 양자점을 상기 용액에 분산시킬 수 있다. In the method for manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the step of forming a mixture by mixing the solution containing the photocurable composition and the quantum dots comprises dispersing the quantum dots in a solution containing the photocurable composition. As a step of purifying the surface of the quantum dots using a minimal solvent, the quantum dots can be dispersed in the solution without further purification or separation.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 혼합물은 광경화성 조성물 90 내지 99중량부 및 양자점 1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. In the method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the mixture may include 90 to 99 parts by weight of the photocurable composition and 1 to 10 parts by weight of the quantum dots.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 혼합물은 광경화성 조성물 및 양자점을 99:1 내지 90:10의 비율로 포함할 수 있고, 바람직하게는 96:4의 비율로 포함할 수 있다.In addition, in the method for manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the mixture may include a photocurable composition and quantum dots in a ratio of 99:1 to 90:10, preferably in a ratio of 96:4 can be included as
또한, 상기 혼합물은 양자점 분산제, 광중합 개시제 및 무기결합제 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.In addition, the mixture may further include at least one of a quantum dot dispersant, a photopolymerization initiator, and an inorganic binder.
상기 양자점 분산제는, 아크릴레이트일 수 있고, 메틸메타 아크릴레이트 및 아크릴 아미드 중 적어도 하나가 사용될 수 있다. 상기 양자점 분산제는, 0.1 내지 3 중량부가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 0.5 중량부 내지 1.5 중량부가 사용될 수 있다.The quantum dot dispersant may be an acrylate, and at least one of methyl methacrylate and acrylamide may be used. The quantum dot dispersant, 0.1 to 3 parts by weight may be used, preferably 0.5 to 1.5 parts by weight may be used.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 광중합 개시제는, 디메톡시페닐아세토페논(DMPA), 옥소디페닐에틸메틸벤젠설포네이트(BT, BBS), 벤조페논(BP) 및 히드록시헥실페닐메탄온 중 어느 하나 이상이 사용될 수 있다. 상기 광중합 개시제는 2 내지 5 중량부가 사용될 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 3 중량부가 사용될 수 있다.In the method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the photopolymerization initiator is dimethoxyphenylacetophenone (DMPA), oxodiphenylethylmethylbenzenesulfonate (BT, BBS), benzophenone (BP) and Any one or more of hydroxyhexylphenylmethanone may be used. 2 to 5 parts by weight of the photopolymerization initiator may be used, and preferably 2 to 3 parts by weight may be used.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 무기결합제는 테트라에톡시실란(TEOS) 및 테트라이소프로폭시티타늄(TIPT) 중 적어도 하나가 사용될 있다. 상기 무기결합제는 0.01 내지 0.3 중량부가 사용될 수 있고, 바람직하게는 0.05 내지 0.15 중량부가 사용될 수 있다.In the method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, at least one of tetraethoxysilane (TEOS) and tetraisopropoxytitanium (TIPT) may be used as the inorganic binder. 0.01 to 0.3 parts by weight of the inorganic binder may be used, and preferably 0.05 to 0.15 parts by weight may be used.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법에 있어서, 상기 혼합물은 광산란제를 더 포함할 수 있고, 이를 통해 입사되는 빛의 경로를 변화시키고 방출되는 빛을 확산시킬 수 있다. 이때, 상기 광산란제는 금속 산화물 입자, 공기 버블, 유리 비드, 중합체 비드 및 이들의 혼합물 중 적어도 하나일 수 있다.In addition, in the method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, the mixture may further include a light scattering agent, which may change the path of incident light and diffuse the emitted light. In this case, the light scattering agent may be at least one of metal oxide particles, air bubbles, glass beads, polymer beads, and mixtures thereof.
상기 단계는, 상기 용액을 20 내지 30℃의 온도로 5 내지 60분간 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.The step may further include maintaining the solution at a temperature of 20 to 30° C. for 5 to 60 minutes.
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 제조방법은, 양자점을 포함함으로써, 광원에서 방출된 빛의 파장을 변환할 수 있는 포토레지스트를 제조하는 방법일 수 있다. The method of manufacturing a quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention may be a method of manufacturing a photoresist capable of converting a wavelength of light emitted from a light source by including quantum dots.
상기 양자점 포토레지스트를 이용하여, 하기와 같은 방법으로 용이하게 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있다.Using the quantum dot photoresist, a photolithography process can be easily performed in the following way.
즉, 기판상에 양자점 포토레지스트를 도포하는 단계; That is, applying a quantum dot photoresist on the substrate;
상기 양자점 포토레지스트를 건조시켜 용매를 제거하는 단계; removing the solvent by drying the quantum dot photoresist;
상기 포토레지스트에 마스크를 배치하는 단계; 및 placing a mask on the photoresist; and
노광 및 현상하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하여, 기판상에 패턴을 형성하는 포토리소그래피 공정을 수행할 수 있다.A photolithography process of forming a pattern on a substrate may be performed including; exposing and developing to form a pattern.
본 발명의 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
기판상에 배치되며, 상기 본 발명에 의한 양자점 포토레지스트를 포함하는 패턴층;을 포함하는 디스플레이용 컬러 필터를 제공할 수 있다.It is disposed on the substrate, the pattern layer comprising the quantum dot photoresist according to the present invention; can provide a color filter for a display comprising a.
본 발명에 의한 디스플레이용 컬러 필터는 발광 다이오드에 의해 방출된 빛을 양자점을 통과시켜 적색, 녹색 및 청색 중 적어도 하나의 파장으로 변환시킬 수 있고, 또한 양자점을 통과하지 않은 빛을 파장 변화없이 방출시킬 수 있다. The color filter for a display according to the present invention can convert light emitted by a light emitting diode into at least one wavelength of red, green, and blue by passing the quantum dots, and also emit light that does not pass through the quantum dots without changing the wavelength. can
이에, 상기 디스플레이용 컬러 필터는, 청색의 발광 다이오드로부터 방출되는 빛을 백색을 포함하는 다양한 파장의 빛으로 방출시킬 수 있다. Accordingly, the color filter for display may emit light emitted from the blue light emitting diode as light of various wavelengths including white light.
상기 양자점 포토레지스트는 적색 양자점을 포함하는 적색 양자점 포토레지스트, 녹색 양자점을 포함하는 녹색 양자점 포토레지스트 및 청색 양자점을 포함하는 청색 양자점 포토레지스트 중 하나 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 적색 양자점 포토레지스트 및 녹색 양자점 포토레지스트를 포함할 수 있고, 더욱 바람직하게는 적색 양자점 포토레지스트, 녹색 양자점 포토레지스트 및 청색 양자점 포토레지스트를 포함할 수 있다. The quantum dot photoresist may include at least one of a red quantum dot photoresist containing red quantum dots, a green quantum dot photoresist containing green quantum dots, and a blue quantum dot photoresist containing blue quantum dots, preferably a red quantum dot photoresist. and a green quantum dot photoresist, more preferably a red quantum dot photoresist, a green quantum dot photoresist, and a blue quantum dot photoresist.
상기 양자점 포토레지스트에 포함된 양자점은 청색 발광 다이오드에 의해 여기되어 적색, 녹색 및 청색 중 어느 하나의 빛을 방출할 수 있다. The quantum dots included in the quantum dot photoresist may be excited by a blue light emitting diode to emit any one of red, green, and blue light.
상기 패턴층은 적색 양자점 포토레지스트를 포함하는 적색 패턴, 녹색 양자점 포토레지스트를 포함하는 녹색 패턴 및 청색 양자점 포토레지스트를 포함하는 청색 패턴 중 하나 이상을 포함할 수 있다.The pattern layer may include at least one of a red pattern including a red quantum dot photoresist, a green pattern including a green quantum dot photoresist, and a blue pattern including a blue quantum dot photoresist.
상기 패턴층은 10μm이하, 바람직하게는 1 내지 10μm, 더욱 바람직하게는 3 내지 5μm의 선폭을 갖는 마이크로 패턴을 포함할 수 있다.The pattern layer may include a micro pattern having a line width of 10 μm or less, preferably 1 to 10 μm, and more preferably 3 to 5 μm.
본 발명의 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
기판 상에 상기 양자점 포토레지스트를 도포하는 단계;applying the quantum dot photoresist on a substrate;
상기 양자점 포토레지스트상에 마스크를 배치하는 단계; 및disposing a mask on the quantum dot photoresist; and
노광 및 현상하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는,Including; exposing and developing to form a pattern;
디스플레이용 컬러 필터의 제조방법을 제공할 수 있다.A method of manufacturing a color filter for a display can be provided.
이하, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 컬러 필터의 제조방법을 도면을 참조하여 각 단계별로 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a color filter for a display according to an embodiment of the present invention will be described in detail at each step with reference to the drawings.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 컬러 필터의 제조방법을 나타낸 순서도이다.5 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a color filter for a display according to an embodiment of the present invention.
먼저, 기판 상에 상기 양자점 포토레지스트를 도포하는 단계를 수행할 수 있다. First, the step of applying the quantum dot photoresist on a substrate may be performed.
이때, 상기 기판은 유리, 석영, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 및 고분자 기판 중 어느 하나일 수 있으나 이에 제한된 것은 아니며, 발광 다이오드일 수 있다.In this case, the substrate may be any one of glass, quartz, silicon (Si), silicon oxide (SiOx), and a polymer substrate, but is not limited thereto, and may be a light emitting diode.
상기 도포는, 잉크 상태에 적용 가능한 스크린 프린팅, 그라비아 인쇄 방법으로 수행할 수 있고, 바람직하게는, 스핀 코팅 방법으로 수행할 수 있다. 일 예로, 3000 내지 5000 rpm의 분당 회전수로 1분 내지 5분동안 스핀 코팅하여 1 내지 20 μm의 두께의 양자점 포토레지스트층을 형성할 수 있다.The application may be performed by a screen printing or gravure printing method applicable to the ink state, and preferably, may be performed by a spin coating method. For example, a quantum dot photoresist layer having a thickness of 1 to 20 μm may be formed by spin coating at a rotation speed of 3000 to 5000 rpm for 1 to 5 minutes.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 컬러 필터의 제조방법은, 상기 도포하는 단계 이후, 용매를 제거하기 위한 건조 단계를 수행할 수 있다. 상기 건조는, 40 내지 80℃에서 가열하는 방법으로 수행할 수 있고, 바람직하게는 50 내지 70℃ 2 내지 6분간 가열하는 방법으로 수행할 수 있다. 이때, 가열을 위한 장치로, 핫 플레이트 또는 컨벡션오븐을 사용할 수 있으나 이제 제한된 것은 아니다. In the method of manufacturing a color filter for a display according to an embodiment of the present invention, after the applying step, a drying step for removing the solvent may be performed. The drying may be performed by heating at 40 to 80° C., preferably by heating at 50 to 70° C. for 2 to 6 minutes. At this time, as a device for heating, a hot plate or a convection oven may be used, but the present invention is not limited thereto.
상기 양자점 포토레지스트상에 크롬 마스크(금속산화물)를 배치하는 단계는, 빛을 선택적으로 차단하여 기판상에 패턴을 형성하기 위한 블랙매트릭스를 배치하는 것으로, 크롬 재질의 마스크가 사용될 수 있으나 이제 제한된 것은 아니다. 또한, 상기 도 5의 크롬 마스크(금속산화물)의 배치는 양자점 포토레지스트 도포 단계 이전에 수행될 수 있다.The step of disposing a chromium mask (metal oxide) on the quantum dot photoresist is disposing a black matrix for selectively blocking light to form a pattern on the substrate, and a chromium mask may be used, but it is limited no. In addition, the arrangement of the chrome mask (metal oxide) of FIG. 5 may be performed before the quantum dot photoresist application step.
상기 노광은 자외선을 조사하여 수행할 수 있고, 일 예로, 200 내지 500W의 자외선램프를 1 내지 10분간 조사하는 방법으로 수행할 수 있다.The exposure may be performed by irradiating ultraviolet rays, for example, by irradiating an ultraviolet lamp of 200 to 500 W for 1 to 10 minutes.
상기 패턴 현상은 알코올 용액에 양자점 포토레지스트층이 형성된 기판을 접촉시키는 방법으로 수행할 수 있다. 이때, 상기 알코올 용액은 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올 및 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다.The pattern development may be performed by contacting the substrate on which the quantum dot photoresist layer is formed in an alcohol solution. In this case, the alcohol solution may be any one of methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and mixtures thereof.
본 발명에 의한 상기 컬러 필터의 제조방법은, 상기 과정을 반복적으로 수행하여 제조될 수 있다.The method for manufacturing the color filter according to the present invention may be manufactured by repeatedly performing the above process.
일 예로, 적색 양자점 포토레지스트를 도포한 후 제 1 마스크를 이용하여 제 1 패턴을 형성하고, 녹색 양자점 포토레지스트를 도포하고 제 2 마스크를 이용하여 제 2 패턴을 형성하여, 적색 및 녹색 패턴이 형성된 컬러 필터를 제조할 수 있다.For example, after applying a red quantum dot photoresist, a first pattern is formed using a first mask, a green quantum dot photoresist is applied, and a second pattern is formed using a second mask, so that red and green patterns are formed A color filter can be manufactured.
또는, 적색 양자점 포토레지스트를 도포한 후 제 1 마스크를 이용하여 제 1 패턴을 형성하고, 녹색 양자점 포토레지스트를 도포하고 제 2 마스크를 이용하여 제 2 패턴을 형성하고, 청색 양자점 포토레지스트를 도포한 후 제 3 마스크를 이용하여 제 3 패턴을 형성하여, 적색, 녹색 및 청색 패턴이 형성된 컬러 필터를 제조할 수 있다.Alternatively, after applying a red quantum dot photoresist, a first pattern is formed using a first mask, a green quantum dot photoresist is applied, a second pattern is formed using a second mask, and a blue quantum dot photoresist is applied. Then, a third pattern may be formed using the third mask to manufacture a color filter having red, green, and blue patterns.
본 발명의 다른 실시예는,Another embodiment of the present invention is
발광 다이오드; 및light emitting diodes; and
상기 컬러 필터를 포함하는 광변환층;을 포함하는,Containing; a light conversion layer including the color filter
양자점 발광 다이오드를 제공할 수 있다.A quantum dot light emitting diode may be provided.
상기 발광 다이오드는 440nm 내지 490nm 파장의 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드일 수 있다.The light emitting diode may be a blue light emitting diode emitting blue light having a wavelength of 440 nm to 490 nm.
일 예로, 상기 발광 다이오드는 GaN 계열의 반도체 청색 발광 다이오드일 수 있다. For example, the light emitting diode may be a GaN-based semiconductor blue light emitting diode.
상기 광변환층은 상기 컬러 필터를 통해 상기 발광 다이오드에서 방출되는 빛의 파장을 변환시키는 층으로, 청색 발광 다이오드에서 방출되는 청색 빛을 백색광으로 변환시킬 수 있다.The light conversion layer is a layer that converts the wavelength of light emitted from the light emitting diode through the color filter, and may convert blue light emitted from the blue light emitting diode into white light.
상기 광변환층은 광산란제를 더 포함할 수 있다. 상기 광산란제는 금속 산화물 입자, 공기 버블, 유리 비드, 중합체 비드 및 이들의 혼합물 중 어느 하나일 수 있다. The light conversion layer may further include a light scattering agent. The light scattering agent may be any one of metal oxide particles, air bubbles, glass beads, polymer beads, and mixtures thereof.
이하, 실시예 및 실험예를 통해 본 발명을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail through Examples and Experimental Examples.
단, 하기 실시예 및 실험예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.However, the following Examples and Experimental Examples are merely illustrative of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following Examples.
<실시예 1> 광경화성 조성물 제조 <Example 1> Preparation of photocurable composition
단계 1: 경화성 결합제 전구체 디펜타에리트리톨 펜타아크릴레이트(DPPA) 6.5중량부 및 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA) 45중량부를 메탄올과 혼합하여 1 L 용액을 형성한 후 약 49℃로 가열하였다.Step 1: 6.5 parts by weight of the curable binder precursor dipentaerythritol pentaacrylate (DPPA) and 45 parts by weight of pentaerythritol triacrylate (PETA) were mixed with methanol to form a 1 L solution, and then heated to about 49°C.
단계 2: 상기 단계 1의 용액에 실리카 13 중량부(날코 2326, 날코 코포레이션), 가교성 실란 화합물인 3-메타크릴옥시-프로필트리메톡시실란 7.7중량부(A-174, 유니온 카바이드사), 아크릴아마이드 8 중량부를 상기에 첨가하여 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 52±2 ℃에서 가열하였다.Step 2: 13 parts by weight of silica in the solution of step 1 (Nalco 2326, Nalco Corporation), 7.7 parts by weight of 3-methacryloxy-propyltrimethoxysilane, a crosslinkable silane compound (A-174, Union Carbide), 8 parts by weight of acrylamide was added thereto to prepare a mixture, and the mixture was heated at 52±2°C.
단계 3; 상기 혼합물을 진공 증류(100±20 mmHg)하여 메탄올을 제거하였다. step 3; The mixture was vacuum distilled (100±20 mmHg) to remove methanol.
<실시예 2> 적색 양자점 포토레지스트의 제조<Example 2> Preparation of red quantum dot photoresist
단계 1: 상기 실시예 1에 의해 제조한 광경화성 조성물(SC1230) 100 중량부를 포함하는 1 L 용액을 약 25℃에서 30분간 가열하였다. Step 1: A 1 L solution containing 100 parts by weight of the photocurable composition (SC1230) prepared in Example 1 was heated at about 25° C. for 30 minutes.
단계 2: 상기 용액에 적색 양자점을 2 중량부 첨가하고, 양자점 분산제로 메틸메타 아크릴레이트 1 중량부, UV 중합개시제로 디메톡시페닐아세토페논(EMPA) 2.88 중량부, 무기결합제로 테트라에톡시실란(TEOS) 0.1 중량부를 첨가한 후, 약 25℃에서 10분간 가열하여 적색 양자점 포토레지스트를 제조하였다.Step 2: Add 2 parts by weight of red quantum dots to the solution, 1 part by weight of methyl methacrylate as a quantum dot dispersant, 2.88 parts by weight of dimethoxyphenylacetophenone (EMPA) as a UV polymerization initiator, and tetraethoxysilane ( TEOS) 0.1 parts by weight was added, and then heated at about 25° C. for 10 minutes to prepare a red quantum dot photoresist.
<실시예 3> 녹색 양자점 포토레지스트의 제조<Example 3> Preparation of green quantum dot photoresist
상기 실시예 2에서, 녹색 양자점을 사용하는 것으로 변경하는 것을 제외하고, 실시예 2와 동일한 방법을 수행하여, 녹색 양자점 포토레지스트를 제조하였다.In Example 2, a green quantum dot photoresist was prepared in the same manner as in Example 2, except for changing to using a green quantum dot.
<실시예 4> 디스플레이용 컬러필터 제조(1)<Example 4> Manufacture of color filter for display (1)
단계 1: 유기 기판상에 상기 실시예 2에서 제조된 적색 양자점 포토레지스트를 스핀 코팅하였다. 이때 스핀코팅은 4000 rpm으로 약 3분간 수행하여 코팅막을 형성하였다.Step 1: The red quantum dot photoresist prepared in Example 2 was spin-coated on an organic substrate. At this time, spin coating was performed at 4000 rpm for about 3 minutes to form a coating film.
단계 2: 이후 코팅막 내부의 용매를 제거하기 위해 70˚C에서 약 5분간 가열하였다. Step 2: Then, it was heated at 70 ° C for about 5 minutes to remove the solvent inside the coating film.
단계 3: 상기 코팅막 상에 10μm 폭의 라인 패턴이 형성된 마스크를 배치하고, 300W의 자외선 램프를 이용하여 노광하였다. 이후 마스크를 제거한 뒤 상기 코팅막이 형성된 기판을 알코올 용액에 담가 라인 패턴을 현상하여 10μm 폭의 적색 라인 패턴을 갖는 컬러 필터를 제조하였다.Step 3: A mask having a line pattern of 10 μm in width was placed on the coating layer, and exposed using a 300 W UV lamp. After removing the mask, the substrate on which the coating film was formed was immersed in an alcohol solution to develop a line pattern to prepare a color filter having a red line pattern with a width of 10 μm.
<실시예 5> 디스플레이용 컬러필터 제조(2)<Example 5> Manufacture of color filter for display (2)
상기 실시예 4의 단계 3에서 5μm 폭의 라인 패턴이 형성된 마스크를 이용하는 것으로 달리하는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법을 수행하여 적색 라인 패턴을 갖는 컬러 필터를 제조하였다.A color filter having a red line pattern was manufactured in the same manner as in Example 4, except that in step 3 of Example 4, a mask having a line pattern having a width of 5 μm was used.
<실시예 6> 디스플레이용 컬러필터 제조(3)<Example 6> Manufacture of color filter for display (3)
상기 실시예 4의 단계 3에서 3 μm 폭의 라인 패턴이 형성된 마스크를 이용하는 것으로 달리하는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법을 수행하여 적색 라인 패턴을 갖는 컬러 필터를 제조하였다.A color filter having a red line pattern was manufactured in the same manner as in Example 4, except that in step 3 of Example 4, a mask having a line pattern of 3 μm in width was used.
<실시예 7> 디스플레이용 컬러필터 제조(3)<Example 7> Manufacture of color filter for display (3)
상기 실시예 4의 단계 3에서 8 μm 폭의 라인 패턴이 형성된 마스크를 이용하는 것으로 달리하는 것을 제외하고, 실시예 4와 동일한 방법을 수행하여 적색 라인 패턴을 갖는 컬러 필터를 제조하였다.A color filter having a red line pattern was manufactured in the same manner as in Example 4, except that in step 3 of Example 4, a mask having a line pattern of 8 μm in width was used.
<실시예 8> 디스플레이용 컬러필터 제조(4)<Example 8> Manufacture of color filter for display (4)
단계 1: 실시예 4의 방법으로 적색 라인 패턴을 형성하였다.Step 1: A red line pattern was formed by the method of Example 4.
단계 2: 상기 적색 라인 패턴상에 실시예 3의 녹색 양자점 포토레지스트를 스핀 코팅하였다. 이때 스핀코팅은 4000 rpm으로 약 3분간 수행하여 코팅막을 형성하였다.Step 2: The green quantum dot photoresist of Example 3 was spin-coated on the red line pattern. At this time, spin coating was performed at 4000 rpm for about 3 minutes to form a coating film.
단계 3: 코팅막 내부의 용매를 제거하기 위해 70˚C에서 약 5분간 가열하였다. Step 3: In order to remove the solvent inside the coating film, it was heated at 70 ˚C for about 5 minutes.
단계 4: 상기 코팅막상에 10μm 폭의 라인 패턴이 형성된 마스크를 배치하고, 300W의 자외선 램프를 이용하여 노광하였다. 이후 마스크를 제거한 뒤 상기 코팅막이 형성된 기판을 알코올 용액에 담가 라인 패턴을 현상하여, 적색 및 녹색 패턴을 갖는 컬러 필터를 제조하였다.Step 4: A mask having a line pattern of 10 μm in width was placed on the coating layer and exposed using a 300 W UV lamp. After removing the mask, the substrate on which the coating film was formed was immersed in an alcohol solution to develop line patterns, thereby manufacturing color filters having red and green patterns.
<실험예 1> 광경화성 조성물의 성분 분석<Experimental Example 1> Component analysis of photocurable composition
본 발명의 실시예에 따른 광경화성 조성물의 성분을 확인하기 위해 핵자기 공명 분광법(NMR)을 이용하여, 상기 실시예 1에서 제조한 광경화성 조성물의 성분을 분석을 수행하였으며, 그 결과를 도 6에 나타내었다.In order to confirm the components of the photocurable composition according to an embodiment of the present invention, the components of the photocurable composition prepared in Example 1 were analyzed using nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), and the results are shown in FIG. 6 shown in
도 6에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예 1에서 제조된 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하는 것을 알 수 있다.6, the photocurable composition prepared in Example 1 of the present invention contains 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 5 parts by weight of acrylamide. It can be seen that it contains 10 parts by weight.
<실험예 2> 양자점 포토레지스트의 형상 분석<Experimental Example 2> Shape analysis of quantum dot photoresist
본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트의 형태를 확인하기 위해, 투과전자현미경(Transmission Electron Microscope, TEM)을 이용하여 관찰하였으며, 그 결과를 도 7에 나타내었다.In order to confirm the shape of the quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention, it was observed using a transmission electron microscope (TEM), and the results are shown in FIG. 7 .
도 7에 나타난 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 양자점 포토레지스트는 광경화성 조성물내에 1 내지 10 nm 크기의 양자점이 혼합되어 있음을 알 수 있다. As shown in FIG. 7 , it can be seen that the quantum dot photoresist according to an embodiment of the present invention contains quantum dots having a size of 1 to 10 nm in the photocurable composition.
<실험예 3> 양자점 포토레지스트층의 두께<Experimental Example 3> Thickness of quantum dot photoresist layer 분석analyze
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이용 컬러필터에서, 스핀코팅 속도에 따른 양자점 포토레지스트층의 두께변화를 확인하기 위해 이하와 같은 실험을 수행하였다.In the color filter for display according to an embodiment of the present invention, the following experiment was performed to confirm the change in the thickness of the quantum dot photoresist layer according to the spin coating speed.
유기 기판상에 상기 실시예 2의 양자점 포토레지스트를 스핀코팅하였다. 이때 스핀 코팅하는 시간을 2, 2.5분 및 3분으로 달리하고, 속도(rpm)를 3000, 4000 및 5000rpm으로 달리하여 코팅막을 제조하고, 제조된 코팅막의 두께를 알파스텝 또는 SEM을 이용하여 측정하였으며, 그 결과를 도 8에 나타내었다.The quantum dot photoresist of Example 2 was spin-coated on an organic substrate. At this time, the spin coating time was changed to 2, 2.5 minutes and 3 minutes, the speed (rpm) was changed to 3000, 4000 and 5000 rpm to prepare a coating film, and the thickness of the prepared coating film was measured using an alpha step or SEM. , the results are shown in FIG. 8 .
도 8에 나타난 바와 같이, 3000 내지 5000 rpm으로 2 내지 3분동안 스핀 코팅할 경우, 3μm미만의 두께를 갖는 코팅막이 형성됨을 알 수 있고, 스핀 코팅시간이 길어질수록, 회전 속도가 높아질수록 코팅막의 두께가 얇아지는 것을 알 수 있다.As shown in FIG. 8, when spin coating at 3000 to 5000 rpm for 2 to 3 minutes, it can be seen that a coating film having a thickness of less than 3 μm is formed, and the longer the spin coating time, the higher the rotation speed of the coating film It can be seen that the thickness decreases.
<실험예 4> 양자점 포토레지스트를 이용한 마이크로 패턴의 선폭 분석<Experimental Example 4> Line width analysis of micro patterns using quantum dot photoresist
본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트를 이용한 포토리소그래피 결과를 확인하기 위해 실시예 4 내지 6에 의해 제조된 마이크로 패턴을 광학현미경 및 SEM 으로 확인하였으며, 그 결과를 도 9 내지 11에 나타내었다.In order to confirm the photolithography result using the photoresist according to an embodiment of the present invention, the micropatterns prepared in Examples 4 to 6 were confirmed with an optical microscope and SEM, and the results are shown in FIGS. 9 to 11 .
도 9 내지 11에 나타난 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 포토레지스트를 사용한 결과, 3 내지 10 μm 선폭의 마이크로 패턴이 선명하게 잘 형성됨을 알 수 있다.As shown in FIGS. 9 to 11 , as a result of using the photoresist according to an embodiment of the present invention, it can be seen that micro-patterns with a line width of 3 to 10 μm are clearly formed.
<실험예 5> 발광특성 분석(1)<Experimental Example 5> Analysis of luminescence characteristics (1)
본 발명의 실시예에 따른 마이크로 패턴의 빛 발광 특성을 확인하기 위해, 청색 발광 다이오드를 이용하여 실시예 7 에 의해 제조한 적색 라인 패턴을 갖는 컬러 필터에 빛을 방출시켰으며, 그 결과를 관찰한 사진을 도 12에 나타내었다. In order to confirm the light emission characteristics of the micropattern according to the embodiment of the present invention, light was emitted to the color filter having the red line pattern prepared in Example 7 using a blue light emitting diode, and the result was observed. A photograph is shown in FIG. 12 .
도 12에 나타난 바와 같이, 컬러 필터를 통해 8 μm의 선폭으로 발광하는 적색 라인 패턴이 나타남을 알 수 있다.As shown in FIG. 12 , it can be seen that a red line pattern emitting light with a line width of 8 μm through the color filter appears.
<실험예 6> 발광특성 분석(2)<Experimental Example 6> Analysis of luminescence characteristics (2)
본 발명의 실시예에 따른 컬러필터의 빛 발광 특성을 확인하기 위해, 청색 발광 다이오드를 이용하여 실시예 8 에 의해 제작된 적색 및 녹색 패턴을 갖는 두 가지 디자인의 컬러필터를 빛에 방출시켰으며, 그 결과를 관찰한 사진을 도 13과 도 14에 나타내었다. 또한, 본 발명기관의 로고를 적색, 녹색 및 청색 파장의 빛으로 동시에 발광하도록 포토리소그래피 한 마이크로 패턴의 발광특성도 도 15에 나타내었다. 도 13 내지 15에 나타낸 바와 같이 본 발명의 소재인 양자점 포토레지스트 및 앞서 상술한 제작방법을 이용하면 적색, 녹색 및 청색으로 발광하는 디스플레이용 컬러필터 및 다양한 디자인의 마이크로패턴을 자유자재로 제작할 수 있다.In order to confirm the light emission characteristics of the color filter according to the embodiment of the present invention, the color filters of two designs having red and green patterns manufactured in Example 8 were emitted to light using a blue light emitting diode, A photograph observing the result is shown in FIGS. 13 and 14 . In addition, the light emission characteristics of the micro-pattern photolithography so that the logo of the present invention organization is simultaneously emitted with light of red, green, and blue wavelengths is shown in FIG. 15 . 13 to 15, by using the quantum dot photoresist, which is the material of the present invention, and the above-described manufacturing method, color filters for displays emitting light in red, green, and blue and micropatterns of various designs can be freely manufactured. .
10: 광경화성 조성물
11: 실리카
12: 광경화성 결합제
20: 양자점
10' : 포토레지스트 조성물 10: photocurable composition
11: Silica
12: photocurable binder
20: quantum dots
10': photoresist composition
Claims (17)
상기 양자점상에 배치된 광경화성 조성물; 및
테트라에톡시실란(TEOS) 및 테트라이소프로폭시티타늄(TIPT) 중 적어도 하나를 함유하는 무기결합제를 포함하며,
상기 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하고,
상기 무기결합제는 상기 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 0.3 중량부로 포함되는 것인,
양자점 포토레지스트.quantum dots;
a photocurable composition disposed on the quantum dots; and
An inorganic binder containing at least one of tetraethoxysilane (TEOS) and tetraisopropoxytitanium (TIPT),
The photocurable composition comprises 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide,
Wherein the inorganic binder is included in an amount of 0.01 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the photocurable composition,
Quantum dot photoresist.
상기 양자점 포토레지스트는 광산란제를 더 포함하는,
양자점 포토레지스트.According to claim 1,
The quantum dot photoresist further comprises a light scattering agent,
Quantum dot photoresist.
상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액; 테트라에톡시실란(TEOS) 및 테트라이소프로폭시티타늄(TIPT) 중 적어도 하나를 함유하는 무기결합제; 및 양자점을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 광경화성 조성물은 실리카 10 내지 15 중량부, 광경화성 결합제 48 내지 58 중량부, 가교성 실란 화합물 5 내지 8 중량부 및 아크릴아마이드 5 내지 10 중량부를 포함하고,
상기 무기결합제는 상기 광경화성 조성물 100 중량부를 기준으로 0.01 내지 0.3 중량부로 포함되는 것인, 제1항에 기재된 양자점 포토레지스트의 제조방법.preparing a solution containing the photocurable composition; and
a solution comprising the photocurable composition; an inorganic binder containing at least one of tetraethoxysilane (TEOS) and tetraisopropoxytitanium (TIPT); and mixing quantum dots to form a mixture;
The photocurable composition comprises 10 to 15 parts by weight of silica, 48 to 58 parts by weight of a photocurable binder, 5 to 8 parts by weight of a crosslinkable silane compound, and 5 to 10 parts by weight of acrylamide,
The method for producing a quantum dot photoresist according to claim 1, wherein the inorganic binder is included in an amount of 0.01 to 0.3 parts by weight based on 100 parts by weight of the photocurable composition.
상기 광경화성 조성물을 포함하는 용액 및 양자점을 혼합하여 혼합물을 형성하는 단계에서는 광경화성 조성물 및 양자점을 99 : 1 내지 90 :10의 중량비로 포함하는,
양자점 포토레지스트의 제조방법.4. The method of claim 3,
In the step of forming a mixture by mixing a solution and quantum dots containing the photocurable composition, the photocurable composition and quantum dots are included in a weight ratio of 99: 1 to 90: 10,
A method of manufacturing a quantum dot photoresist.
상기 혼합물은 양자점 분산제, 및 광중합 개시제 중 적어도 하나를 더 포함하는,
양자점 포토레지스트의 제조방법.4. The method of claim 3,
The mixture further comprises at least one of a quantum dot dispersant, and a photopolymerization initiator,
A method of manufacturing a quantum dot photoresist.
디스플레이용 컬러필터.It is disposed on the substrate, the pattern layer comprising the quantum dot photoresist according to claim 1; comprising
Color filter for display.
상기 패턴층은 적색 양자점 포토레지스트를 포함하는 적색 패턴, 녹색 양자점 포토레지스트를 포함하는 녹색 패턴 및 청색 양자점 포토레지스트를 포함하는 청색 패턴 중 하나 이상을 포함하는,
디스플레이용 컬러필터.7. The method of claim 6,
The pattern layer includes at least one of a red pattern including a red quantum dot photoresist, a green pattern including a green quantum dot photoresist, and a blue pattern including a blue quantum dot photoresist,
Color filter for display.
상기 양자점 포토레지스트상에 마스크를 배치하는 단계; 및
노광 및 현상하여 패턴을 형성하는 단계;를 포함하는,
디스플레이용 컬러필터의 제조방법.Applying the quantum dot photoresist according to claim 1 on the substrate;
disposing a mask on the quantum dot photoresist; and
Including; exposing and developing to form a pattern;
A method of manufacturing a color filter for display.
상기 양자점 포토레지스트는 적색 양자점 포토레지스트, 녹색 양자점 포토레지스트 및 청색 양자점 포토레지스트 중 하나 이상인,
디스플레이용 컬러필터의 제조방법.9. The method of claim 8,
The quantum dot photoresist is at least one of a red quantum dot photoresist, a green quantum dot photoresist, and a blue quantum dot photoresist,
A method of manufacturing a color filter for display.
상기 현상은 알코올 용액을 이용하여 수행하는
디스플레이용 컬러필터의 제조방법.9. The method of claim 8,
The above phenomenon is performed using an alcohol solution
A method of manufacturing a color filter for display.
제6항에 기재된 컬러 필터를 포함하는 광변환층;을 포함하는,
양자점 발광 다이오드.light emitting diodes; and
A light conversion layer comprising the color filter of claim 6;
Quantum dot light emitting diode.
상기 광변환층은 광산란제를 더 포함하는,
양자점 발광 다이오드.
12. The method of claim 11,
The light conversion layer further comprises a light scattering agent,
Quantum dot light emitting diode.
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