KR102449846B1 - 무용매형 경화성 조성물, 이를 이용한 경화막 및 컬러필터 - Google Patents

무용매형 경화성 조성물, 이를 이용한 경화막 및 컬러필터 Download PDF

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Abstract

(A) 양자점; (B) 중합성 단량체; 및 (C) 1차 입경이 50nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광확산제를 포함하는 무용매형 경화성 조성물, 이를 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

무용매형 경화성 조성물, 이를 이용한 경화막 및 컬러필터 {NON-SOLVENT TYPE CURABLE COMPOSITION, CURABLE FILM USING THE SAME AND COLOR FILTER}
본 기재는 무용매형 경화성 조성물, 이를 이용한 경화막 및 상기 경화막을 포함하는 컬러필터에 관한 것이다.
일반적으로 디스플레이에 적용하는 컬러필터는 감광성 레지스트 조성을 사용하여 포토마스크를 적용한 노광공정을 통해 원하는 패턴을 형성하고, 현상 공정을 통해 비노광부를 용해시켜 제거하는 패터닝 공정을 통해 컬러필터를 형성한다. 컬러필터용 소재는 알칼리 가용성이며 높은 감도, 기판에 대한 부착력, 내화학성, 내열성 등이 요구된다. 그리고, 색재료로서 안료나 염료를 사용하는 것이 보통이다.
그러나, 안료의 경우 내열성이나 내화학성은 우수하나 용매에 잘 분산되지 않아 휘도 등의 색특성이 우수하지 못하며, 염료의 경우 색특성은 우수하나 내구성이 떨어져 내열성이나 내화학성이 우수하지 못한 문제가 있다.
따라서, 현재 안료나 염료를 색재료로 사용하는 감광성 수지 조성물의 기술적 한계를 뛰어넘을 수 있는 새로운 개념의 자발광 타입의 감광성 수지 조성물과 이를 적용한 컬러필터 재료, 즉 양자점을 이용한 조성물에 대한 개발이 계속되고 있다.
양자점 함유 조성물은 공정방식에 따라, 포토리소그래피 방식을 적용한 네거티브형 포토레지스트 형태와 잉크젯팅 방식을 적용한 잉크 형태로 구분될 수 있으며, 상기 잉크 형태 양자점 함유 조성물은 용매를 포함하는 용매형 조성물과 용매를 전혀 포함하지 않는 무용매형 조성물로 다시 구분될 수 있다.
다만, 용매형 잉크 조성물의 경우, 잉크젯팅 시 용매 휘발에 의한 노즐 건조, 노즐 막힘 현상, 잉크젯팅 후 시간에 따른 단막 감소 등의 문제와 함께, 경화 후 두께 편차가 심해지게 되어, 실제 공정에 적용하기 힘든 단점이 있어, 최근에는 용매를 포함하지 않는 무용매형 잉크 조성물이 보다 선호되고 있다. 또한, 현재 양자점 자체를 용매형 조성물에 적용하는 기술은 이제 어느정도 한계에 다다랐다고 평가되고 있기에, 더더욱 무용매형 잉크 조성물에 대한 개발수요가 계속 증대되고 있는 추세이다.
일 구현예는 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 제어하여, 광흡수율 및 광변환율을 극대화하면서 침강에 유리한 무용매형 경화성 조성물을 제공하기 위한 것이다.
다른 일 구현예는 상기 무용매형 경화성 조성물을 이용하여 제조된 경화막을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 경화막을 포함하는 컬러필터를 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 (A) 양자점; (B) 중합성 단량체; 및 (C) 1차 입경이 50nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광확산제를 포함하는 무용매형 경화성 조성물을 제공한다.
상기 광확산제는 1차 입경이 80nm 내지 180nm이고, 2차 입경이 140nm 내지 230nm 일 수 있다.
상기 광확산제의 2차 입경은 상기 광확산제의 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배의 크기를 가질 수 있다.
상기 광확산제는 루틸형 광확산제와 아나타제형 광확산제의 혼합물일 수 있다.
상기 혼합물 내 루틸형 광확산제 및 아나타제형 광확산제는 1:3 내지 3:1의 중량비로 포함될 수 있다.
상기 광확산제는 황산바륨, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 지르코니아 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 양자점은 450nm 내지 580nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점, 580nm 내지 700nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 무용매형 경화성 조성물은 중합개시제를 더 포함할 수 있다.
상기 무용매형 경화성 조성물은 중합 금지제; 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 상기 무용매형 경화성 조성물을 이용하여 제조된 경화막을 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 경화막을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
또 다른 일 구현예는 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
일 구현예에 따른 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물은, 1차 입경 및 2차 입경이 제어된 광확산제를 포함하여, 양자점에 대한 산란 효과를 극대화함과 동시에, 낮아진 밀도로 빠른 시간 내에 재분산이 가능하다. 따라서, 상기 조성물을 이용하여 제조된 경화막을 포함하는 컬러필터의 고휘도 및 고색 구현이 가능해지게 된다.
도 1은 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 나타낸 모식도이다.
도 2는 실시예 5에 사용된 광확산제의 결정상 X-ray 분석 그래프이다.
도 3은 실시예 4에 사용된 광확산제의 결정상 X-ray 분석 그래프이다.
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 C20 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 무용매형 경화성 조성물은 (A) 양자점; (B) 중합성 단량체; 및 (C) 광확산제를 포함하되 용매를 포함하지 않고, 상기 광확산제는 1차 입경이 50nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm이다.
일반적으로 경화성 조성물은 안료나 염료, 광중합성 모노머, 바인더 수지, 광중합 개시제, 용매, 첨가제 등으로 구성되어 있으나, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 안료나 염료 대신 색 특성을 부여하기 위해 무기물인 양자점을 포함하기에, 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물을 사용하여 제조된 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.
한편, 일 구현예에 따른 경화성 조성물은 용매를 전혀 포함하지 않는 무용매 타입이다. 양자점함유 경화성 조성물에 일반적이며 범용적으로 사용되고 있는 중합성 단량체인 -ene계 단량체(비닐계 단량체, 아크릴레이트계 단량체, 메타크릴레이트계 단량체 등을 모두 포함하며, 단관능에서부터 다관능까지 포함함)는 고농축 양자점에 대한 분산성이 우수하지 못하기에, 양자점 함유 경화성 조성물은 용매를 상당량(50 중량% 이상) 포함하는 조성으로 개발되어 왔으나, 용매 함량이 많아질 경우 잉크젯팅(Ink jetting) 공정성이 저하되는 문제가 있다. 따라서 잉크젯팅(Ink jetting) 공정성을 만족시키기 위해 무용매형 경화성 조성물에 대한 수요가 갈수록 증가하고 있는데, 일 구현예는 이와 같이 증대되고 있는 수요를 만족시킬 수 있는 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물에 대한 것이다. 즉, 일 구현예에 따른 조성물은 양자점을 포함하되 용매는 전혀 포함하지 않으므로, 잉크젯팅 공정성 저하를 방지하면서 동시에 우수한 광효율을 가지는 컬러필터를 용이하게 구현할 수 있다.
나아가, 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물은 잉크젯팅 특성과 함께 저장 안정성 또한 매우 중요하다. 잉크젯팅 특성 구현에 필요한 적절한 조성물의 점도는 30cPs 이하로, 매우 낮은 점도를 요구하는데 반해 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물 내 포함되어 있는 광확산제는 밀도가 높아 쉽게 침강이 이루어지고, 이에 따른 장시간의 제품 보관 안정성에 부정적인 영향을 주기 때문이다.
상기 광확산제는 상기 양자점의 자발광성을 더욱 효율적으로 이용할 수 있도록 돕는 역할을 하지만, 아직까지 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물 내 광확산제의 광특성과 침강특성을 동시에 향상시키는 기술은 소개된 바가 없다. 현재까지 알려진 개선된 기술은 모두 광확산제에 대한 것이 아니라, 양자점 표면 개질을 통해 극성이 높은 단량체와 양자점 간 상용성을 높이는 것에 대한 것이 전부이다.
일 구현예에 따르면, 양자점과 함께 사용되는 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 각각 50nm 내지 200nm 및 120nm 내지 250nm로 한정하여, 양자점에 대한 산란 효과를 극대화함과 동시에 낮아진 밀도로 침강에 대한 문제를 해결하였다.
구체적으로, 상기 광확산제의 1차 입경을 50nm 내지 200nm로 제어함과 동시에 2차 입경을 120nm 내지 250nm로 제어할 경우 침강에 대한 문제를 해결할 수 있다. 즉, 1차 입경이 상기 범위로 제한된 광확산제가 중합성 단량체에 분산된 무용매형 조성물을 재분산시키면, 단시간 내에 빠르게 상기 조성물이 재분산되어, 침강속도가 늦추어지게 된다. 상기 광확산제의 1차 입경이 50nm 미만이면 침강특성 자체는 개선될 수 있으나, (2차 입경 제어와 무관하게) 광흡수율과 광변환율이 저하되게 된다. 또한 상기 광확산제의 2차 입경이 250nm 초과이면 광특성 자체는 개선될 수 있으나, 그 사이즈가 너무 커 침강속도가 너무 빨라지게 되고, 광확산제 입자 표면의 거칠기에도 부정적인 영향을 미치게 된다.
또한, 상기 광확산제의 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) 광확산제
전술한 바와 같이 상기 광확산제는 D50 기준으로 1차 입경이 50nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm이다. 예컨대, 상기 광확산제는 1차 입경이 80nm 내지 180nm이고, 2차 입경이 140nm 내지 230nm일 수 있다. 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 광확산제의 1차 입경과 2차 입경을 제어함으로써, 최적의 광특성과 침강특성을 달성할 수 있다.
2차 입경이라 함은 1차 입경을 갖는 광확산제 분말의 적절한 분산을 통해 이루어지는 응집입경을 의미하며, 상기 1차 입경과 2차 입경을 제어함으로써, 양자점 함유 무용매형 경화성 조성물의 광특성과 침강특성을 동시에 향상시킬 수 있다.
상기 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경이 각각 50nm(예컨대 80nm) 및 120nm(예컨대 140nm) 미만인 경우 현저한 광특성 저하가 발생되며, 상기 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경이 각각 200nm(예컨대 180nm) 및 250nm(예컨대 230nm) 초과인 경우 침강특성이 현격히 저하되게 된다.
예컨대, 상기 광확산제의 2차 입경은 상기 광확산제의 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배, 예컨대 1.5배내지 2배의 크기를 가질 수 있다. 상기 광학산제의 1차 입경과 2차 입경이 상기 범위의 크기를 가질 경우 광특성 및 침강특성의 동시 개선이 매우 효과적으로 이루어질 수 있다.
또한, 광확산제의 다른 결정상으로 밀도의 다름을 이용하여 침강특성을 제어할 수 있다.
일반적으로 광확산제로 사용 가능한 TiO2의 경우, 그 결정상은 2가지가 있다. 하나는 아나타제형(Anatase type)이고, 하나는 루틸형(Rutile type)으로 각각의 밀도는 아나타제형이 3.8g/ml, 루틸형이 4.2g/ml로 루틸형이 상대적으로 밀도가 높다.
밀도와 관련하여 각 결정상의 굴절률의 차이에 따라 산란강도의 차이가 발생하는데, 굴절율이 높은 재료일수록 산란강도가 높아져 산란체로서의 역할이 커질 수 있다.
즉, 아나타제형의 굴절율은 2.5, 루틸형의 굴절율은 2.7로 같은 입자분포를 갖을때 산란체로서의 광 흡수율은 루틸형이 더 높게 발현되나 루틸형의 밀도가 높아 침강특성은 아나타제형에 비해 저하될 수 밖에 없다.
이에 전술한 1차 입경 및 2차 입경 범위를 갖는 아나타제형이나 루틸형의 단독 사용뿐만 아니라, 루틸형과 아나타제형의 혼합 사용시에도 향상된 침강특성을 구현해 낼 수 있다.
예컨대, 상기 광확산제는 루틸형(rutile type) 광확산제와 아나타제형(anatase type) 광확산제의 혼합물일 수 있다. 이 경우, 상기 혼합물 내 루틸형 광확산제 및 아나타제형 광확산제는 1:3 내지 3:1의 중량비, 예컨대 1:1 내지 1:3의 중량비로 포함될 수 있다. 예컨대, 상기 혼합물 내 아나타제형 광확산제는 루틸형 광확산제보다 많은 함량으로 포함될 수 있다. 이 경우, 광특성 및 침강특성의 동시 개선이 보다 효과적으로 이루어질 수 있다.
예컨대, 상기 광확산제는 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaCO3), 이산화티타늄(TiO2), 지르코니아(ZrO2) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 광확산제는 이산화티타늄(TiO2), 예컨대 루틸형 이산화티타늄, 아나타제형 이산화티타늄 또는 루틸형 이산화티타늄 및 아나타제형 이산화티타늄의 혼합물일 수 있다. 이산화티타늄은 굴절율이 비교적 높아 무용매형 경화성 조성물 내 양자점의 자발광 효율을 높일 수 있다.
상기 광확산제는 양자점에 흡수되지 않은 광을 반사시키고, 상기 반사된 광을 양자점이 다시 흡수할 수 있도록 한다. 즉, 상기 광확산제는 양자점에 흡수되는 광의 양을 증가시켜, 무용매형 경화성 조성물 내 양자점의 광변환율을 증가시킬 수 있다. 즉, 컬러필터 공정이 진행됨에 따른 청색 광변환율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 광확산제는 상기 무용매형 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 20 중량%, 예컨대 5 중량% 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광확산제가 상기 무용매형 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 미만으로 포함될 경우, 광확산제를 사용함에 따른 광변환 효율 향상 효과를 기대하기가 어렵고, 20 중량%를 초과하여 포함할 경우에는 양자점 침강 문제가 발생될 우려가 있다.
(A) 양자점
상기 양자점은 360nm 내지 780nm의 파장영역, 예컨대 400nm 내지 780nm의 파장영역의 광을 흡수하여, 450nm 내지 700nm의 파장영역에서 형광을 방출할 수 있다. 즉, 상기 양자점은 450nm 내지 700nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 양자점은 450nm 내지 580nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점(예컨대 녹색 양자점), 580nm 내지 700nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점(예컨대 적색 양자점) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 녹색 양자점은 5nm 내지 10nm의 평균 입경을 가질 수 있고, 상기 적색 양자점은 7nm 내지 15nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
상기 양자점은 20nm 내지 100nm, 예컨대 20nm 내지 80nm, 예컨대 40nm 내지 60nm의 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)을 가질 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위의 반치폭을 가질 경우, 색순도가 높음에 따라, 컬러필터 소재로 사용 시 색재현율이 높은 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 분산안정성을 위해, 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 분산제를 더 포함할 수도 있다. 상기 분산제는 양자점과 같은 광변환 물질이 무용매형 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 양자점과 같은 광변환 물질의 고형분 대비 0.1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 20 중량%로 사용될 수 있다.
상기 양자점은 상기 무용매형 경화성 조성물 총량에 대해 1 중량% 내지 40 중량%, 예컨대 3 중량% 내지 30 중량% 포함될 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우, 광변환률이 우수하며 패턴특성과 현상특성을 저해하지 않아 우수한 공정성을 가질 수 있다.
(B) 중합성 단량체
상기 중합성 단량체는, 적어도 1개의 에틸렌성 불포화 이중결합을 가지는 (메타)아크릴산의 일관능 또는 다관능 에스테르가 사용될 수 있다.
상기 중합성 단량체는 상기 에틸렌성 불포화 이중결합을 가짐으로써, 패턴 형성 공정에서 노광시 충분한 중합을 일으킴으로써 내열성, 내광성 및 내화학성이 우수한 패턴을 형성할 수 있다.
상기 중합성 단량체의 구체적인 예로는, 에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 프로필렌 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸 글리콜 디(메타)아크릴레이트, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 비스페놀A 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 디(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트,　비스페놀A 에폭시(메타)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 모노메틸에테르 (메타)아크릴레이트, 트리메틸올 프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스(메타)아크릴로일옥시에틸 포스페이트, 노볼락에폭시 (메타)아크릴레이트등을 들 수 있다.
상기 중합성 단량체의 시판되는 제품을 예로 들면 다음과 같다. 상기 (메타)아크릴산의 일관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-101®, 동 M-111®, 동 M-114® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TC-110S®, 동 TC-120S® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-158®, V-2311® 등을 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산의 이관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-210®, 동 M-240®, 동 M-6200® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD HDDA®, 동 HX-220®, 동 R-604® 등; 오사카 유끼 가가꾸 고교(주)社의 V-260®, V-312®, V-335 HP® 등을 들 수 있다. 상기 (메타)아크릴산의 삼관능 에스테르의 예로는, 도아 고세이 가가꾸 고교(주)社의 아로닉스 M-309®, 동 M-400®, 동 M-405®, 동 M-450®, 동 M-7100®, 동 M-8030®, 동 M-8060® 등; 니혼 가야꾸(주)社의 KAYARAD TMPTA®, 동 DPCA-20®, 동-30®, 동-60®, 동-120® 등; 오사카 유끼 가야꾸 고교(주)社의 V-295®, 동-300®, 동-360®, 동-GPT®, 동-3PA®, 동-400® 등을 들 수 있다. 상기 제품을 단독 사용 또는 2종 이상 함께 사용할 수 있다.
또한, 상기 중합성 단량체와 더불어 종래의 열경화성 또는 광경화성 조성물에 일반적으로 사용되는 단량체를 추가로 사용할 수 있으며, 예컨대 상기 추가로 사용되는 단량체는 비스[1-에틸(3-옥세타닐)]메틸 에테르 등의 옥세탄계 화합물 등을 더 포함할 수 있다.
상기 중합성 단량체는 보다 우수한 현상성을 부여하기 위하여 산무수물로 처리하여 사용할 수도 있다.
상기 중합성 단량체는 상기 무용매형 경화성 조성물 총량에 대하여 40 중량% 내지 80 중량%, 예컨대 50 중량% 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중합성 단량체의 함량이 상기 범위 내이어야 잉크젯팅이 가능한 점도를 가지는 무용매형 경화성 조성물의 제조가 가능하며, 또한 제조된 무용매형 경화성 조성물 내 양자점이 우수한 분산성을 가질 수 있어, 광특성 또한 향상될 수 있다.
또한, 상기 중합성 단량체는 220 g/mol 내지 1,000 g/mol의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 상기 중합성 단량체의 분자량이 상기 범위일 경우 양자점의 광특성을 저해하지 않으면서 조성물의 점도를 높이지 않아 잉크젯팅에 유리할 수 있다.
중합개시제
일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 중합개시제를 더 포함할 수 있으며, 예컨대, 광중합 개시제, 열중합 개시제 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 감광성 수지 조성물에 일반적으로 사용되는 개시제로서, 예를 들어 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물, 아미노케톤계 화합물 등을 사용할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 아세토페논계의 화합물의 예로는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸프로피오페논, p-t-부틸트리클로로 아세토페논, p-t-부틸디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄-1-온 등을 들 수 있다.
상기 벤조페논계 화합물의 예로는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-디메틸아미노벤조페논, 4,4'-디클로로벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시벤조페논등을 들 수 있다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예로는, 티오크산톤, 2-메틸티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로티오크산톤 등을 들 수 있다.
상기 벤조인계 화합물의 예로는, 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등을 들 수 있다.
상기 트리아진계 화합물의 예로는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(3',4'-디메톡시스티릴)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시나프틸)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시페닐)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-s-트리아진, 2-4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-s-트리아진 등을 들 수 있다.
상기 옥심계 화합물의 예로는 O-아실옥심계 화합물, 2-(O-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온, 1-(O-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온, O-에톡시카르보닐-α-옥시아미노-1-페닐프로판-1-온 등을 사용할 수 있다. 　상기 O-아실옥심계 화합물의 구체적인 예로는, 1,2-옥탄디온, 2-디메틸아미노-2-(4-메틸벤질)-1-(4-모르폴린-4-일-페닐)-부탄-1-온, 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1,2-디온-2-옥심-O-벤조에이트, 1-(4-페닐술파닐페닐)-옥탄-1-온옥심-O-아세테이트 및 1-(4-페닐술파닐페닐)-부탄-1-온옥심-O-아세테이트　등을 들 수 있다.
상기 아미노케톤계 화합물의 예로는 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모폴리노페닐)-부탄온-1 (2-Benzyl-2-dimethylamino-1-(4-morpholinophenyl)-butanone-1) 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 화합물 이외에도 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 술포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 이미다졸계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 빛을 흡수하여 들뜬 상태가 된 후 그 에너지를 전달함으로써 화학반응을 일으키는 광 증감제와 함께 사용될 수도 있다.
상기 광 증감제의 예로는, 테트라에틸렌글리콜 비스-3-머캡토 프로피오네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트, 디펜타에리트리톨 테트라키스-3-머캡토 프로피오네이트 등을 들 수 있다.
상기 열중합 개시제의 예로는, 퍼옥사이드, 구체적으로 벤조일 퍼옥사이드, 다이벤조일 퍼옥사이드, 라우릴 퍼옥사이드, 다이라우릴 퍼옥사이드, 다이-tert-부틸 퍼옥사이드, 사이클로헥산 퍼옥사이드, 메틸 에틸 케톤 퍼옥사이드, 하이드로퍼옥사이드(예컨대, tert-부틸 하이드로퍼옥사이드, 쿠멘 하이드로퍼옥사이드), 다이사이클로헥실 퍼옥시다이카르보네이트, 2,2-아조-비스(아이소부티로니트릴), t-부틸 퍼벤조에이트 등을 들 수 있고, 2,2'-아조비스-2-메틸프로피오니트릴 등을 들 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 당업계에 널리 알려진 것이면 어느 것이든 사용할 수 있다.
상기 중합 개시제는 상기 무용매형 경화성 조성물 총량에 대해 0.1 중량% 내지 5 중량%, 예컨대 1 중량% 내지 4 중량%로 포함될 수 있다. 중합 개시제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 노광 또는 열경화 시 경화가 충분히 일어나 우수한 신뢰성을 얻을 수 있으며, 미반응 개시제로 인한 투과율의 저하를 막아 양자점의 광특성 저하를 방지할 수 있다.
기타 첨가제
상기 양자점의 안정성 및 분산성 향상을 위해, 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 중합금지제를 더 포함할 수 있다.
상기 중합 금지제는 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물이 상기 하이드로퀴논계 화합물, 카테콜계 화합물 또는 이들의 조합을 더 포함함에 따라, 무용매형 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 금지제는 무용매형 경화성 조성물 총량에 대하여 0.001 중량% 내지 3 중량%, 예컨대 0.1 중량% 내지 2 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중합 금지제가 상기 범위 내로 포함될 경우, 상온 경시 문제를 해결함과 동시에, 감도 저하 및 표면 박리 현상을 방지할 수 있다.
또한, 일 구현예에 따른 무용매형 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, 일 구현예에 따른 무용매형 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 무용매형 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 무용매형 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, 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 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 불소계 계면활성제 등을 포함하는 계면활성제는 상기 무용매형 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 분사된 조성물 내에 이물이 발생되는 현상이 줄어들게 된다.
또한 일 구현예에 따른 무용매형 경화성 조성물은 물성을 저해하지 않는 범위 내에서 산화방지제 등의 기타 첨가제가 일정량 더 첨가될 수도 있다.
다른 일 구현예는 전술한 무용매형 경화성 조성물을 이용하여 제조된 경화막, 상기 경화막을 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 경화막의 제조방법 중 하나는, 전술한 무용매형 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 무용매형 경화성 조성물은 잉크젯 분산 방식으로 0.5 내지 20 ㎛의 두께로 기판 위에 도포하는 것이 바람직하다. 상기 잉크젯 분사는 각 노즐당 단일 컬러만 분사하여 필요한 색의 수에 따라 반복적으로 분사함으로써 패턴을 형성할 수 있으며, 공정을 줄이기 위하여 필요한 색의 수를 각 잉크젯 노즐을 통해 동시에 분사하는 방식으로 패턴을 형성할 수도 있다.
(S2) 경화하는 단계
상기 수득된 패턴을 경화시켜 화소를 얻을 수 있다. 이때 경화시키는 방법으로는 열경화 공정 또는 광경화 공정을 모두 적용할 수 있다. 상기 열경화 공정은 100℃ 이상의 온도로 가열하여 경화시키는 것이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 100℃내지 300℃로 가열하여 경화시킬 수 있으며, 조금 더 바람직하게는 160℃내지 250℃로 가열하여 경화시킬 수 있다. 상기 광경화 공정은 190nm 내지 450nm, 예컨대 200nm 내지 500nm의 UV 광선 등의 활성선을 조사한다. 조사에 사용되는 광원으로는 저압 수은등, 고압 수은등, 초고압 수은등, 금속 할로겐화물 램프, 아르곤 가스 레이저 등을 사용할 수 있으며, 경우에 따라 X선, 전자선 등도 이용할 수 있다. 　
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(무용매형 경화성 조성물 제조)
실시예 1 내지 실시예 9, 비교예 1 및 비교예 7
하기 언급된 구성성분들을 이용하여 하기 표 1 및 표 2에 나타낸 조성으로 각 실시예 1 내지 실시예 9, 비교예 1 및 비교예 2에 따른 무용매형 경화성 조성물을 제조하였다.
구체적으로, 플라스크에 사이클로헥실 아세테이트에 분산된 양자점 분산액(고형분 26wt% ~ 27wt%)을 질소 분위기(80℃) 하에서 20시간 동안 교반하여 표면개질된 양자점 분산액을 만든다. 반응 종료 후 상온으로 cooling한 다음 사이클로헥산에 상기 양자점 분산액을 넣어 원심 분리한다. 원심분리를 통해 침전된 양자점 파우더와 사이클로헥산을 분리한다. 상층부의 맑은 용액은 따라내서 폐기하고 침전물은 진공 오븐에서 24시간 동안 건조한다. 상기 양자점 파우더를 HDDA(1,6-Haxanediol Diacrylate) 단량체에 일정 농도로 샘플링하여 12시간 동안 교반하여, 양자점 분산액을 수득한다.
이 후, 상기 양자점 분산액을 계량 투입한 후, 여기에 HDDA를 넣어 5분간 교반하고, 중합개시제를 투입하고 난 후, 광확산제를 넣는다. 전체 분산액을 1시간 동안 교반하여 무용매형 경화성 조성물을 제조한다.
(A) 양자점
InP/ZnSe/ZnS양자점 분산액(양자점 고형분 30%, fluorescence λem=630nm, FWHM=40nm 내지 60nm, Red QD, 한솔케미칼社)
(B) 중합성 단량체
1,6-Haxanediol Diacrylate (HDDA, 미원스페셜티케미칼社)
(C) 광확산제
(C-1) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 40중량% in HDDA, 1차입경: 50nm, 2차입경: 120nm, NJ 660, Mikuni社)
(C-2) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 40중량% in HDDA, 1차입경: 80nm, 2차입경: 140nm, NJ 672, Mikuni社)
(C-3) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 40중량% in HDDA, 1차입경: 100nm, 2차입경: 150nm, NJ 661, Mikuni社)
(C-4) 아나타제형(anatase type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 50중량% in HDDA, 1차입경: 160nm, 2차입경: 170nm, A16, Iridos社)
(C-5) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 50중량% in HDDA, 1차입경: 170nm, 2차입경: 185nm, White NS-13H, Iridos社)
(C-6) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 50중량% in HDDA, 1차입경: 210nm, 2차입경: 210nm, TiO2-7, Iridos社)
(C-7) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 50중량% in HDDA, 1차입경: 250nm, 2차입경: 230nm, TiO2-9, Iridos社)
(C-8) 루틸형(rutile type) 이산화티타늄 분산액 (TiO2 고형분 50중량% in HDDA, 1차입경: 270nm, 2차입경: 280nm, TiO2-22, Iridos社)
중합 개시제
Ethyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phenylphosphinate (IGM Resin社)
기타 첨가제
불소계 계면활성제 (F-554, DIC社)
(단위: 중량%)
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7 실시예 8 실시예 9
(A) 양자점 36 36 36 36 36 36 36 36 36
(B) 중합성 단량체 56 56 56 56 56 56 56 56 56
(C) 광확산제 (C-1) 4.8 - - - - - - - -
(C-2) - 4.8 - - - - - - -
(C-3) - - 4.8 - - - - - -
(C-4) - - - 4.8 - - 1.2 2.4 3.6
(C-5) - - - - 4.8 - 3.6 2.4 1.2
(C-6) - - - - - 4.8 - - -
(C-7) - - - - - - - - -
(C-8) - - - - - - - - -
중합개시제 3 3 3 3 3 3 3 3 3
기타 첨가제 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2
Total 100 100 100 100 100 100 100 100 100
(단위: 중량%)
비교예 1 비교예 2
(A) 양자점 36 36
(B) 중합성 단량체 56 56
(C) 광확산제 (C-1) - -
(C-2) - -
(C-3) - -
(C-4) - -
(C-5) - -
(C-6) - -
(C-7) 4.8 -
(C-8) - 4.8
중합개시제 3 3
기타 첨가제 0.2 0.2
Total 100 100
평가 1: 광특성 평가
실시예 1 내지 실시예 9, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 조성물을 각각 유리 기판 위에 스핀 코팅기(Mikasa社, Opticoat MS-A150, 800rpm, 5초)를 사용하여 약 15㎛의 두께로 도포하고, 질소 분위기 하 395nm UV 노광기로 5000mJ로 노광하였다. 이 후, 적분구 장비(QE-2100, Otsuka electronics)에 2cm x 2cm 단막 시편을 로딩하여, 청색 광변환율을 측정하였고, 측정결과를 하기 표 3에 나타내었다.
평가 2: 침강 평가
실시예 1 내지 실시예 9, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 조성물 20ml를 상온에서 10일간 방치해둔다. 이 경우, TiO2의 입자 크기에 의해 자연스럽게 침강이 발생하는데 Ref. (실시예 6)에 비한 침강정도를 %화하여 표시하여, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
청색 광변환율 (%) (Ref. 대비) 침강정도 (%)
실시예 1 28.3 -81
실시예 2 29.1 -75
실시예 3 29.5 -67
실시예 4 29.9 -39
실시예 5 29.5 -32
실시예 6 29.3 0 (Ref.)
실시예 7 29.5 -33
실시예 8 29.6 -33
실시예 9 29.8 -35
비교예 1 29.2 15
비교예 2 29.4 40
상기 표 3을 보면, 광확산제의 1차 입경 및 2차 입경을 특정 범위로 제어할 경우, 상기 제어된 범위의 1차 입경 및 2차 입경을 가지지 않는 광확산제를 사용하는 경우보다, 광특성 및 침강특성이 모두 개선되는 것을 확인할 수 있다. 또한, 상기 제어된 범위의 입경을 가지는 광확산제를 포함하면서 결정상이 루틸형과 아나타제형이 혼합된 조성물은 아나타제형이 루틸형보다 많은 함량으로 포함되어야 보다 우수한 광특성 및 침강특성을 보임도 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 (12)

  1. (A) 양자점;
    (B) 중합성 단량체; 및
    (C) 1차 입경이 50nm 내지 200nm이고, 2차 입경이 120nm 내지 250nm인 광확산제
    를 포함하는, 30 cPs 이하의 점도를 갖는 무용매형 경화성 조성물.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광확산제는 1차 입경이 80nm 내지 180nm이고, 2차 입경이 140nm 내지 230nm인 무용매형 경화성 조성물.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광확산제의 2차 입경은 상기 광확산제의 1차 입경의 1.5배 내지 2.5배의 크기를 가지는 무용매형 경화성 조성물.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광확산제는 루틸형 광확산제와 아나타제형 광확산제의 혼합물인 무용매형 경화성 조성물.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 혼합물 내 루틸형 광확산제 및 아나타제형 광확산제는 1:3 내지 3:1의 중량비로 포함되는 무용매형 경화성 조성물.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광확산제는 황산바륨, 탄산칼슘, 이산화티타늄, 지르코니아 또는 이들의 조합을 포함하는 무용매형 경화성 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 양자점은 450nm 내지 580nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점, 580nm 내지 700nm에서 최대 형광 발광 파장(fluorescence λem)을 가지는 양자점 또는 이들의 조합을 포함하는 무용매형 경화성 조성물.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무용매형 경화성 조성물은 중합개시제를 더 포함하는 무용매형 경화성 조성물.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무용매형 경화성 조성물은 중합 금지제; 말론산; 3-아미노-1,2-프로판디올; 실란계 커플링제; 레벨링제; 불소계 계면활성제; 또는 이들의 조합을 더 포함하는 무용매형 경화성 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 무용매형 경화성 조성물을 이용하여 제조된 경화막.
  11. 제10항의 경화막을 포함하는 컬러필터.
  12. 제11항의 컬러필터를 포함하는 디스플레이 장치.
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