KR20160114292A - 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160114292A
KR20160114292A KR1020150040528A KR20150040528A KR20160114292A KR 20160114292 A KR20160114292 A KR 20160114292A KR 1020150040528 A KR1020150040528 A KR 1020150040528A KR 20150040528 A KR20150040528 A KR 20150040528A KR 20160114292 A KR20160114292 A KR 20160114292A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
photosensitive resin
resin composition
self
weight
color filter
Prior art date
Application number
KR1020150040528A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101895356B1 (ko
Inventor
김훈식
김주호
왕현정
Original Assignee
동우 화인켐 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 동우 화인켐 주식회사 filed Critical 동우 화인켐 주식회사
Priority to KR1020150040528A priority Critical patent/KR101895356B1/ko
Publication of KR20160114292A publication Critical patent/KR20160114292A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101895356B1 publication Critical patent/KR101895356B1/ko

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/004—Photosensitive materials
    • G03F7/027—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds
    • G03F7/032—Non-macromolecular photopolymerisable compounds having carbon-to-carbon double bonds, e.g. ethylenic compounds with binders
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/0007—Filters, e.g. additive colour filters; Components for display devices

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Materials For Photolithography (AREA)

Abstract

본 발명은 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 카도계 바인더 수지를 포함하는 알칼리 가용성 바인더 수지와 더불어 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
상기 조성을 포함하는 컬러필터는 형성되는 막의 경화도 및 내약품성이 향상되어 우수한 색특성, 내구성 및 신뢰성을 나타내며, 이를 화상표시장치에 도입시 다양한 색표현을 확보하여 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있다.

Description

자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치{SELF EMISSION TYPE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION, COLOR FILTER MANUFACTURED USING THEREOF AND IMAGE DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명은 우수한 색재현 특성과 향상된 표면경도 및 내약품성을 확보하여 고품위의 화질을 구현할 수 있는 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것이다.
디스플레이 산업은 CRT(cathode-ray tube)에서 PDP(plasma display panel), OLED(organic light-emitting diode), LCD(liquid-crystal display) 등으로 대변되는 평판디스플레이로 급격한 변화를 진행해 왔다. 그 중 LCD는 얇고 가벼우면서 우수한 해상력과 저전력 소모 등의 장점이 있어서 거의 모든 산업에서 사용되는 화상표시장치로 널리 이용되고 있으며, 앞으로도 큰 시장 확대가 예상된다.
LCD는 광원으로부터 발생한 백색광이 액정셀을 통과하면서 투과율이 조절되고 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 투과해 나오는 3원색이 혼합되어 풀칼라를 구현한다.
컬러필터는 백색광에서 적색, 녹색 및 청색의 3가지 색을 추출하여 미세한 화소단위로 가능하게 하는 박막 필름형 광학부품으로서 한 화소의 크기가 수십에서 수백 마이크로미터 정도이다. 이러한 컬러필터는 각각의 화소 사이의 경계부분을 차광하기 위해서 투명 기판 상에 정해진 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스 층 및 각각의 화소를 형성하기 위해 복수의 색(통상적으로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B))의 3원색을 정해진 순서로 배열한 화소부가 차례로 적층된 구조를 취하고 있다.
따라서 컬러필터는 LCD에서 색을 표현하는 핵심적인 부품으로 평판디스플레이의 보급과 함께 노트북PC, 모니터, 휴대단말 등 폭넓은 용도로 채용되어 왔다. 보다 생생한 화질 구현과 타 디스플레이와의 품질 우위를 위해서 고색순도, 고투과 및 저반사형 컬러필터 제조기술이 활발히 연구되고 있다.
일반적으로 컬러필터는 안료 분산법, 전착법, 인쇄법, 염색법, 전사법, 잉크젯 방식 등에 의하여 3종 이상의 색상을 투명 기판상에 코팅하여 제조한다. 최근에는 품질, 정도, 성능면에서 우수한 안료 분산형의 감광성 수지를 이용한 안료 분산법이 주류를 이룬다.
컬러 필터를 구현하는 방법 중의 하나인 안료 분산법은 흑색 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 비롯하여 알칼리 가용성 수지, 광중합 단량체, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용제, 기타 첨가제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 코팅하고, 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막을 형성하는 방법으로, 휴대폰, 노트북, 모니터, TV 등의 LCD를 제조하는 데 활발하게 응용되고 있다.
안료는 용제에 녹지 않고 미세한 입자상태로 존재하기 때문에 최근에 요구되는 더 선명하고 더 다양한 색상을 표시하기에는 한계점에 도달했다. 반면, 염료는 안료보다 색 특성이 우수하여 안료를 염료로 대체하고자 하는 연구가 진행되어 왔다. 그러나, 염료도 빛이나 용제들에 대한 내구성이 떨어지기 때문에 이를 개선하는 것과 염료가 용제에 녹긴 하지만 컬러필터 생산에 사용되는 용제에 대한 충분한 용해도를 확보하는 것 등의 문제점이 남아있다.
또한 염료나 안료를 착색제로 이용하는 경우, 광원의 투과 효율을 저하시키는 문제를 야기한다. 상기 투과 효율의 저하는 결과적으로 화상표시장치의 색재현성을 낮추게 되어 결국 고품질의 화면 구현을 어렵게 한다.
이에 우수한 패턴 특성 뿐만 아니라 보다 다양한 색상 표현, 높은 색재현율과 함께 고휘도 및 고명암비 등 더욱 향상된 성능이 요구에 따라 염료나 안료 대신 자체 발광하는 양자점의 사용이 제안되었다.
양자점은 광원에 의해 자체 발광하며 가시광선 및 적외선 영역의 광을 발생시키기 위해 사용될 수 있다. 양자점은 벌크 여기자 보어 반지름(bulk exciton Bohr radius)보다 더 작은, 1 ㎚ 내지 20 ㎚의 직경을 통상적으로 갖는 Ⅱ-Ⅵ, Ⅲ-Ⅴ, Ⅳ-Ⅵ 재료들의 작은 결정들이다. 양자 구속 효과(quantum confinement effect)들로 인해, 양자점의 전자 상태들 사이의 에너지 차이들은 양자점의 조성 및 물리적 크기 양측 모두의 함수이다. 따라서, 양자점의 광학 및 광전자 특성들은, 양자점의 물리적 크기를 변화시킴으로써 튜닝 및 조정될 수 있다. 양자점은 흡수 개시(onset) 파장보다 더 짧은 파장들을 흡수하고, 흡수 개시 파장에서 광을 방출한다. 양자점의 발광 스펙트럼들의 대역폭은, 온도 의존성 도플러 확장(Doppler broadening), 하이젠베르크 불확정성 원리(Heisenberg Uncertainty Principle) 및 양자점의 크기 분포와 관련된다. 주어진 양자점에 있어서, 양자점의 방출 대역은 크기를 변화시킴으로써 제어될 수 있다. 따라서, 양자점은 통상의 염료나 안료를 이용하여 도달불가한(unattainable) 색들의 범위를 생성할 수 있다.
이러한 양자점을 포함하는 감광성 수지 조성물은 LCD의 용도가 고급화, 다양화됨에 따라 그 중요성이 점점 높아지고 있으며, 이에 따라 우수한 색재현 특성과 더불어 생산성, 내화학성 및 내구성 향상에 대한 요구가 높아지고 있다.
대한민국 특허공개 제2011-0068861호는 컬러필터 제조를 위한 감방사선성 조성물에 있어서, 밀착성과 내용제성 개선을 위해 바구니형 실세스퀴옥산을 첨가를 제시하고 있다.
대한민국 등록특허 제10-0671106호는 카도계 바인더와 특정 개시제를 사용하여 감도 향상과 더불어 내열성 및 내화학성이 우수한 감광성 수지 조성물을 개시하고 있다.
이들 특허들은 추가의 첨가 물질 또는 특정 바인더 수지와 광개시제의 사용을 통해 도막의 물리적·화학적 물성의 개선을 꾀하고 있으나, 그 효과가 충분치 않고 착색 재료로 안료를 사용하며 블랙 매트릭스 적용을 위한 것으로 목적이 상이하다.
대한민국 특허공개 제2011-0068861호 대한민국 등록특허 제10-0671106호
이에 우수한 색특성을 유지하면서 높은 표면경도 및 내약품성을 확보하기 위해 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 알칼리 가용성 바인더 수지로 카도계 바인더 수지를 사용할 경우 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명은 우수한 도막 경화도, 내화학성 및 색재현 특성을 확보할 수 있는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 자발광 감광성 수지 조성물을 포함하는 컬러필터를 가져 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 양자점, 알칼리 가용성 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하고,
상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 카도계 바인더 수지를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물을 제공한다.
이때 상기 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물인 것을 특징으로 한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
(상기 화학식 1에서, R1 내지 R3 및 n은 명세서 내 설명한 바와 같다.)
또한, 본 발명은 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 밀착성, 내구성 및 내약품성 저하 문제를 해소할 수 있다.
상기 자발광 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터는 밀착성, 내열성, 내화학성, 강도 및 경도가 우수하며 상기 컬러필터가 도입된 화상표시장치는 고휘도를 유지하고 우수한 색재현 특성을 확보하여 생생한 화질을 구현할 수 있다.
본 발명은 화상표시장치의 컬러필터에 사용 가능한 자발광 감광성 수지 조성물을 제시한다.
특히, 본 발명에서는 알칼리 가용성 바인더 수지로 카도계 바인더 수지를 사용하는 자발광 감광성 수지 조성물을 제시하며, 상기 카도계 바인더 수지는 특정 반응잔기를 포함하여 경화도가 향상되어 형성된 도막의 경도가 우수하며 내열성 및 내약품성이 강하고, 기판에 대한 밀착성이 뛰어나다. 또한, 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 컬러필터의 화소픽셀을 제조함에 따라 패턴을 용이하게 형성할 수 있는 잇점을 확보한다.
상기 카도계 바인더 수지와 더불어 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함한다.
이하 각 조성을 설명한다.
알칼리 가용성 바인더 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며, 후술하는 양자점에 대한 결착 수지로서 작용한다. 또한, 컬러필터의 제조를 위한 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 특성을 가져야 한다.
본 발명에 있어서, 상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 카도계 바인더 수지이며, 하기 화학식 1로 표현되는 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.
Figure pat00002
(상기 화학식 1에서,
R1은 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
Figure pat00003
,
Figure pat00004
,
Figure pat00005
,
Figure pat00006
,
Figure pat00007
,
Figure pat00008
,
Figure pat00009
,
Figure pat00010
,
Figure pat00011
,
Figure pat00012
,
Figure pat00013
또는
Figure pat00014
이고,
R2는 메타크릴레이트기, 바이닐기 또는 아크릴레이트기이며,
R3은 하기 화학식 2로 표현되는 단량체로부터 유래된 반응잔기이고,
R6은 H, -C2H5, -C2H4Cl, -C2H4OH, -CH2CH=CH2 또는 페닐기이며,
n은 1 내지 20의 정수이다)
이때 상기 화학식 1에서 R3이 하기 화학식 2로 표현되는 단량체로부터 유래된 반응잔기를 포함함으로써, 경화도가 증가되어 표면경도를 향상시키고, 뛰어난 내열성, 내화학성, 강도 및 경도를 나타내어 내구성 및 신뢰성이 우수한 컬러필터를 구현할 수 있게 한다.
Figure pat00015
(상기 화학식 2에서, R4 및 R5는 서로 같거나 다른 것으로 각각 독립적으로,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
또는
Figure pat00020
이다)
구체적으로, 상기 화학식 1로 표현되는 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 3 내지 7로 표현되는 반복 단위 중에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것으로, 하기의 예로 한정되지 않으며, 상기 조건에 맞는 것으로서 이 분야에서 공지된 것은 모두 사용 가능하다.
Figure pat00021
Figure pat00022
Figure pat00023
Figure pat00024
Figure pat00025
(상기 화학식 3 내지 7에서,
R1은 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
,
Figure pat00028
,
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
,
Figure pat00033
,
Figure pat00034
,
Figure pat00035
,
Figure pat00036
또는
Figure pat00037
이고,
R2는 메타크릴레이트기, 바이닐기 또는 아크릴레이트기이며,
R6은 H, -C2H5, -C2H4Cl, -C2H4OH, -CH2CH=CH2 또는 페닐기이며,
n은 1 내지 20의 정수이다)
바람직하기로, 본 발명의 알칼리 가용성 바인더 수지에서 상기 화학식 3 내지 7의 반복 단위는 알칼리 가용성 바인더 수지의 총 몰수에 대하여 3 내지 80 몰%로 포함될 수 있고, 더욱 바람직하기로는 5 내지 70 몰%로 포함될 수 있다. 상기 범위로 사용되는 경우 감도 및 밀착성이 우수하여 현상 공정 중에 패턴의 박리가 없으며, 내용제성이 우수한 특성을 나타낸다.
이러한 알칼리 가용성 바인더 수지는 전체 조성물 100 중량% 내에서 1 내지 50 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 5 내지 20 중량%인 것이 좋다. 상기 범위 내에서 사용하는 경우 현상액에서의 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.
본 발명에서의 양자점은 컬러필터에서 백라이트로 광여기시켜 색순도가 우수한 삼원색을 만들어내는 역할로, 양자점은 색을 나타내는 광을 자발 방출하기 때문에 색순도와 색표현범위를 크게 개선시킬 수 있다.
상기 양자점은 나노 크기의 반도체 물질이다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 띠고 있을 때 이를 양자점이라고 한다. 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출한다.
본 발명에 따른 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 화합물; Ⅲ-V족 반도체 화합물; Ⅳ-Ⅵ족 반도체 화합물; Ⅳ족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 II-Ⅵ족 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 Ⅲ-V족 반도체 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 Ⅳ-Ⅵ족 반도체 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 Ⅳ족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소 화합물; 및 SiC, SiGe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합구조일 수 있다.
상기 코어-쉘(core-shell)의 이중 구조에서, 각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 코어는 CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
통상의 컬러필터 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물이 색상 구현을 위해 적, 녹, 청의 착색제를 포함하듯이, 본 발명의 양자점도 적색을 나타내는 양자점, 녹색을 나타내는 양자점 및 청색을 나타내는 양자점로 분류될 수 있으며, 본 발명에 따른 양자점은 전술한 적색, 녹색, 청색 및 이들의 조합에서 선택된 1종일 수 있다.
상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정 또는 분자선 에피텍시 공정에 의해 합성될 수 있다.
상기 습식 화학 공정은 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 상기 유기금속 화학증착(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition)이나 분자선 에피택시(MBE, molecular beam epitaxy)와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있다.
이러한 양자점의 함량은 전체 조성물 100 중량% 내에서 3 내지 80 중량%, 바람직하게는 5 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 이때 함량이 3 중량% 미만이면 발광 효율이 미미할 수 있고, 80 중량% 초과이면 상대적으로 다른 조성의 함량이 부족하여 화소 패턴을 형성하기 어려운 문제가 있다.
본 발명의 양자점은 필요에 따라서 선택적으로 안료를 더 포함할 수 있다. 특히, 적색 및 녹색을 나타내는 양자점을 포함하여 컬러필터를 제조하는 경우, 안료를 추가로 포함함에 따라 컬러필터의 색특성을 더욱 향상시킬 수 있다.
상기 안료는 공지된 바의 모든 유기안료, 무기 안료 등이 사용가능하며 이들을 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 바람직하게는 유기 안료가 사용될 수 있다.
일례로, 유기 안료는 컬러 인덱스(C.I.; 더 소사이어티 오브 다이어스 앤드 컬러리스트(The Society of Dyers and Colourists)사 발행)에서 피그먼트로 분류되어 있는 화합물, 구체적으로는 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.)명이 부여되어 있는 것을 들 수 있다:
C.I. 안료 적색 1호, C.I. 안료 적색 2호, C.I. 안료 적색 5호, C.I. 안료 적색 9호, C.I. 안료 적색 17호, C.I. 안료 적색 31호, C.I. 안료 적색 32호, C.I. 안료 적색 41호, C.I. 안료 적색 97호, C.I. 안료 적색 105호, C.I. 안료 적색 122호, C.I. 안료 적색 123호, C.I. 안료 적색 144호, C.I. 안료 적색 149호, C.I. 안료 적색 166호, C.I. 안료 적색 168호, C.I. 안료 적색 170호, C.I. 안료 적색 171호, C.I. 안료 적색 175호, C.I. 안료 적색 176호, C.I. 안료 적색 177호, C.I. 안료 적색 178호, C.I. 안료 적색 179호, C.I. 안료 적색 180호, C.I. 안료 적색 185호, C.I. 안료 적색 192호, C.I. 안료 적색 194호, C.I. 안료 적색 202호, C.I. 안료 적색 206호, C.I. 안료 적색 207호, C.I. 안료 적색 208호, C.I. 안료 적색 209호, C.I. 안료 적색 214호, C.I. 안료 적색 215호, C.I. 안료 적색 216호, C.I. 안료 적색 220호, C.I. 안료 적색 221호, C.I. 안료 적색 224호, C.I. 안료 적색 242호, C.I. 안료 적색 243호, C.I. 안료 적색 254호, C.I. 안료 적색 255호, C.I. 안료 적색 262호, C.I. 안료 적색 264호, C.I. 안료 적색 265호, C.I. 안료 적색 272호;
C.I. 안료 녹색 7호, C.I. 안료 녹색 36호, C.I. 안료 녹색 58호;
C.I. 안료 황색 20호, C.I. 안료 황색 24호, C.I. 안료 황색 31호, C.I. 안료 황색 53호, C.I. 안료 황색 83호, C.I. 안료 황색 86호, C.I. 안료 황색 93호, C.I. 안료 황색 94호, C.I. 안료 황색 109호, C.I. 안료 황색 110호, C.I. 안료 황색 117호, C.I. 안료 황색 125호, C.I. 안료 황색 137호, C.I. 안료 황색 138호, C.I. 안료 황색 139호, C.I. 안료 황색 147호, C.I. 안료 황색 148호, C.I. 안료 황색 150호, C.I. 안료 황색 153호, C.I. 안료 황색 154호, C.I. 안료 황색 166호, C.I. 안료 황색 173호, C.I. 안료 황색 180호 및 C.I. 안료 황색 185호;
C.I. 안료 오렌지 13호, C.I. 안료 오렌지 31호, C.I. 안료 오렌지 36호, C.I. 안료 오렌지 38호, C.I. 안료 오렌지 40호, C.I. 안료 오렌지 42호, C.I. 안료 오렌지 43호, C.I. 안료 오렌지 51호, C.I. 안료 오렌지 55호, C.I. 안료 오렌지 59호, C.I. 안료 오렌지 61호, C.I. 안료 오렌지 64호, C.I. 안료 오렌지 65호, 및 C.I. 안료 오렌지 71호;
C.I. 안료 백색 4호, C.I. 안료 백색 6호, C.I. 안료 백색 22호.
이들 유기 안료는 경우에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 이용한 표면 처리, 중합체 화합물 등을 이용한 표면 그라프트 처리, 황산을 이용한 미세 입자화 처리, 또는 유기 용매 또는 물을 이용한 세정 처리 등이 수행된 것일 수도 있다.
이에 더해서, 인쇄 잉크, 잉크젯 등에 사용되는 안료 및 수용성 아조계, 불용성 아조계, 프탈로시아닌계, 퀴나크리톤계, 이소인돌리논계, 이소인돌린, 페릴렌, 페리논, 디옥시진, 안트라퀴논, 디안트라퀴노닐, 안트라피리미딘, 안탄트론, 인단트론, 프라반트론, 피란트론계의 안료 등을 사용할 수 있다.
상기 양자점은 필요에 따라 분산제, 분산 보조제, 분산수지와 함께 사용할 수 있다.
상기 분산제는 양자점 및 추가로 포함되는 안료의 탈응집 및 안정성 유지를 위해 첨가되는 것으로서 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있다.
상기 분산제로는 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성계 아크릴계, 폴리에스테르계, 폴리아민계 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 둘 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
일반적으로 사용되는 분산제는 아크릴계 분산제로 부틸메타아크릴레이트(BMA) 또는 N,N-디메틸아미노에틸메타아크릴레이트(DMAEMA)를 포함한다. 상기 아크릴레이트계 분산제의 시판품으로는 DISPER BYK-2000, DISPER BYK-2001, DISPER BYK-2070, DISPER BYK-2150, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 5000(Lubrizol사 제조) 등을 들 수 있다.
전술한 아크릴계 분산제 이외에 다른 종류의 분산제로는 공지된 수지 타입의 분산제, 특히 폴리우레탄, 폴리아크릴레이트로 대표되는 폴리카르복실산 에스테르, 불포화 폴리아미드, 폴리카르복실산, 폴리카르복실산의 아민 염, 폴리카르복실산의 암모늄 염, 폴리카르복실산의 알킬아민 염, 폴리실록산, 장쇄 폴리아미노아미드 포스페이트 염, 히드록실기가 치환된 폴리카르복실산의 에스테르 및 이들의 개질 생성물, 프리(free) 카르복실기를 갖는 폴리에스테르와 폴리(저급 알킬렌이민)의 반응에 의해 형성된 아미드 또는 이들의 염, (메트)아크릴산-스티렌 코폴리머, (메트)아크릴산-(메트)아크릴레이트 에스테르 코폴리머, 스티렌-말레산 코폴리머, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐 피롤리돈과 같은 수용성 수지 또는 수용성 폴리머 화합물; 폴리에스테르; 개질 폴리아크릴레이트; 에틸렌 옥사이드/프로필렌 옥사이드의 부가생성물 및 포스페이트 에스테르 등을 들 수 있다.
상기 다른 종류의 분산제의 시판품으로는 DISPER BYK-160, DISPER BYK-161, DISPER BYK-162,DISPER BYK-163, DISPER BYK-164, DISPER BYK-166, DISPER BYK-171, DISPER BYK-182,DISPER BYK-184(이상, 빅케미(BYK)사 제조); EFKA-44, EFKA-46, EFKA-47, EFKA-48,EFKA-4010, EFKA-4050, EFKA-4055, EFKA-4020, EFKA-4015, EFKA-4060, EFKA-4300, EFKA-4330, EFKA-4400, EFKA-4406, EFKA-4510, EFKA-4800(이상, 바스프사 제조); SOLSPERS-24000, SOLSPERS-32550, NBZ-4204 /10(이상, Lubrizol사 제조); 히노액트 (HINOACT) T-6000, 히노액트 T-7000, 히노액트 T-8000(이상, 카와켄 파인 케미컬사 제조); 아지스퍼 (AJISPUR) PB-821, 아지스퍼 PB-822, 아지스퍼 PB-823(이상, 아지노모토사 제조); 플로렌 (FLORENE) DOPA-17HF, 플로렌 DOPA-15BHF, 플로렌 DOPA-33, 플로렌 DOPA-44(이상, 쿄에이샤 화학사 제조) 등을 들 수 있다.
상기 분산제의 사용량은 사용되는 양자점의 고형분 100 중량부에 대하여 5 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 15 내지 50 중량부 범위이다. 상기 함량이 60 중량부를 넘게 되면 점도가 높아질 수 있으며, 5 중량부 미만일 경우에는 안료의 미립화가 어렵거나, 분산 후 겔화 등의 문제를 야기할 수 있다.
상기 분산 보조제로는, 예를 들면 안료 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는 구리프탈로시아닌, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론의 술폰산 유도체 등을 들 수 있다.
상기 분산수지는 전술한 양자점 및 안료의 분산매로 작용을 하는 것으로 선택적으로 첨가될 수 있으며, 분산제의 단독 사용에 비해 분산수지의 혼합사용으로 더욱 우수한 안료 분산 조성물의 제조가 가능하다.
상기 분산수지의 경우 분산매로 작용가능하면 제한없이 사용 가능하나 감광성 수지 조성물의 현상성을 고려하여 알칼리 현상액에 대해 용해성을 갖기 위해 산가가 있는 것이 바람직하다.
여기서 산가란, 아크릴계 중합체 1 g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양 (mg)으로서 측정되는 값이며, 통상적으로 수산화칼륨 수용액을 사용하여 적정함으로써 구할 수 있다.
상기 산가가 있는 분산수지의 경우 카르복실기와 불포화 결합을 갖는 화합물 과 이와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물을 공중합하여 제조가 가능하다.
상기 카르복실산기와 불포화 결합을 갖는 화합물의 구체적인 예로는 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류; 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류; 및 이것들 디카르복실산의 무수물; ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트 류 등을 들 수 있으며 아크릴산, 메타아크릴산이 바람직하다. 상기 카르복실산기와 불포화 결합을 갖는 화합물로 예시한 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기 카르복실산기와 불포화 결합을 갖는 화합물과 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 화합물의 구체적인 예는 하기와 같으며, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다:
상기 공중합 가능한 단량체는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르 또는 p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트 또는 t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0 2,6 ]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트 또는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류; 페닐(메타)아크릴레이트 또는 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬(메타)아크릴레이트류; N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물; (메타)아크릴아미드, N,N-디메틸(메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드 화합물; 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄 또는 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다. 상기 화합물 (b2)로 예시한 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.
상기 분산수지의 사용량은 사용되는 양자점의 고형분 100 중량부에 대하여 바람직하게는 5 내지 60 중량부, 더욱 바람직하게는 10 내지 50 중량부의 범위이다. 상기 함량이 60 중량부를 넘게 되면, 분산수지에 의해 점도가 높아질 수 있으며, 5 중량부 미만에서는 분산수지의 양이 불충분하여 미립화된 안료분산 조성물을 얻을 수 없다.
본 발명에서의 광중합성 화합물은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 2관능 이상의 단량체를 사용하는 것이 좋다.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이러한 광중합성 화합물은 전체 조성물 100 중량% 내에서 1 내지 45 중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 20 중량%인 것이 좋다. 만약, 그 함량이 상기 범위 미만이면 광감도가 저하될 수 있으며, 이와 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 감광성 수지층의 점착성이 과잉되어 필름의 강도가 충분치 않고 현상시 패턴이 손실될 수 있다.
본 발명에서의 광중합 개시제는 앞서 설명한 광중합성 화합물의 중합을 개시하기 위한 화합물로 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으나 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 안트라센계, 안트라퀴논계, 및 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용이 가능하다.
아세토페논계 화합물은 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등이 가능하고, 이들 중 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온이 바람직하게 사용 가능하다.
벤조페논계 화합물로는 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4′-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4′-비스(디에틸 아미노) 벤조페논 등이 가능하다.
트리아진계 화합물로는 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3′,4′-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4′-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-트릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토 1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(4′-메톡시 스티릴)-6-트리아진 등이 가능하다.
티오크산톤계 화합물로는 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 가능하다.
옥심계 화합물로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 Ciba사의 OXE-01, OXE-02, OXE-03 등이 대표적이다.
벤조인계 화합물로는 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질디메틸케탈 등이 사용 가능하다.
안트라센계 화합물로서는 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센 또는 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등이 있다.
안트라퀴논계 화합물로는 2-에틸 안트라퀴논, 옥타메틸 안트라퀴논, 1,2-벤즈 안트라퀴논, 2,3-디페닐 안트라퀴논 등이 가능하다.
비이미다졸계 화합물로는 2,2′-비스(2-클로로페닐)-4,4′,5,5′-테트라페닐비이미다졸, 2,2′-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4′,5,5′-테트라페닐비이미다졸, 2,2′-비스(2-클로로페닐)-4,4′,5,5′-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2′-비스(2-클로로페닐)-4,4′,5,5′-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 4,4′,5,5′ 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등이 가능하다.
그 밖의 광중합 개시제로는 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물 등을 사용할 수 있다.
이러한 광중합 개시제의 함량은 전체 조성물 100 중량% 내에서 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%이며, 광중합 개시 보조제의 함량은 상기의 기준으로, 광중합 개시제 100 중량부 대비 통상 1 내지 200 중량부, 바람직하게는 10 내지 100 중량부이다.
상기 광중합 개시제의 함량이 상기의 범위에 있으면 자발광 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 화소부의 강도나, 이 화소부 표면에서의 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 또한, 광중합 개시 보조제의 함량이 상기의 범위에 있으면 자발광 감광성 수지 조성물의 감도 효율성이 더욱 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
또한, 상기 광중합 개시제에 광중합 개시 보조제를 병용하면, 이들을 함유하는 자발광 감광성 수지 조성물이 더욱 고감도가 되어 컬러필터를 형성할 때의 생산성이 향상되므로 바람직하다.
사용 가능한 광중합 개시 보조제로는 아민 화합물, 카르복실산 화합물 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
아민 화합물의 구체예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물, 4-디메틸아미노벤조산 메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4′-비스(디메틸아미노)벤조페논(통칭 : 미힐러 케톤), 4,4′-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다. 아민 화합물로서는 방향족 아민 화합물이 바람직하게 사용된다.
카르복실산 화합물의 구체예로서는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
이러한 광중합 개시 보조제는 광중합 개시제 1몰당 통상적으로 10몰 이하, 바람직하게는 0.01 내지 5몰의 범위로 사용하는 것이 바람직하다. 상기 범위 내에서 광중합 개시 보조제를 사용할 경우 중합 효율을 높여 생산성 향상 효과를 기대할 수 있다.
용제는 상기 언급한 바의 조성을 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면 어느 것이든 사용하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 대표적으로 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류, 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 저급 및 고급 알코올류, 환상 에스테르류 등을 들 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용제로서 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 알킬렌글리콜 모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트 및 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들수 있다.
상기의 용제 중, 도포성, 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100 내지 200 ℃인 유기 용제를 들 수 있고, 보다 바람직하게는 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류, 케톤류, 3-에톡시프로피온산 에틸이나, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류를 들 수 있으며, 더욱 바람직하게는 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등을 들 수 있다. 이들 용제(E)는 각각 단독으로 또는 2종류 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
이러한 용제는 전체 조성물 100 중량%를 만족하도록 잔부로 사용할 수 있다. 이러한 함량은 조성의 분산 안정성 및 제조 공정에서의 공정 용이성(예, 도포성)을 고려하여 선정된 범위이다.
추가로, 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 다양한 목적으로 인해 공지의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 밀착 촉진제, 산화방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 병행하는 것도 가능하다. 이들 첨가제는 1종 또는 2종 이상이 가능하며, 광 효율 등을 고려하여 전체 조성물 내에서 1 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.
충진제로는 유리, 실리카, 알루미나 등이 가능하고, 다른 고분자 화합물로서는 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜 모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.
경화제는 심부 경화 및 기계적 강도를 높이기 위해 사용되며, 경화제로서는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 멜라민 화합물, 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 에폭시 화합물의 구체적인 예로서는, 비스페놀 A계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 A계 에폭시 수지, 비스페놀 F계 에폭시 수지, 수소화 비스페놀 F계 에폭시 수지, 노블락형 에폭시 수지, 기타 방향족계 에폭시 수지, 지환족계 에폭시 수지, 글리시딜에스테르계 수지, 글리시딜아민계 수지, 또는 이러한　에폭시 수지의 브롬화 유도체, 에폭시 수지 및 그 브롬화 유도체 이외의 지방족, 지환족 또는 방향족 에폭시 화합물, 부타디엔 (공)중합체 에폭시화물, 이소프렌 (공)중합체 에폭시화물, 글리시딜(메타)아크릴레이트 (공)중합체, 트리글리시딜이소시아눌레이트 등을 들 수 있다.
상기 경화제에서 옥세탄 화합물의 구체적인 예로서는 카르보네이트비스옥세탄, 크실렌비스옥세탄, 아디페이트비스옥세탄, 테레프탈레이트비스옥세탄, 시클로헥산 디카르복실산비스옥세탄 등을 들 수 있다.
상기 경화제는 경화제와 함께 에폭시 화합물의 에폭시기, 옥세탄 화합물의 옥세탄 골격을 개환 중합하게 할 수 있는 경화 보조 화합물을 병용할 수 있다. 상기 경화 보조 화합물로서는 예를 들면, 다가 카르본산류, 다가 카르본산 무수물류, 산 발생제 등을 들 수 있다.
상기 카르본산 무수물류는 에폭시 수지 경화제로서 시판되는 것을 이용할 수 있다. 시판되는 상기 에폭시 수지 경화제로서는 예를 들면, 상품명(아데카하도나 EH-700)(아데카공업㈜ 제조), 상품명(리카싯도 HH)(신일본이화㈜ 제조), 상품명(MH-700)(신일본이화㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
상기에서 예시한 경화제 및 경화 보조 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 이용할 수 있다.
밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
산화 방지제로서는 구체적으로 2,2′-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등이 가능하며, 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 습식 코팅에 의해 컬러필터를 제조할 수 있으며, 이때 습식 코팅 방법으로 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치가 사용될 수 있다.
본 발명은 전술한 자발광 감광성 수지 조성물로 제조된 컬러필터를 제공한다.
본 발명의 컬러필터는 화상표시장치에 적용되는 경우에, 카도계 바인더 수지를 사용함에 따라 형성된 도막의 표면 경도가 향상되며 내열성 및 내용제성이 우수하여 화학적 안정성이 개선되어 신뢰성 및 내구성을 높일 수 있다. 또한, 양자점은 광원에 의해 자체 발광하며 색상을 가진 광을 방출하여 색 재현성이 우수하다.
상기 컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
상기 기판은 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판이 사용될 수 있다. 구체적으로 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
상기 패턴층은 본 발명의 자발광 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 자발광 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 따르면, 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 형성된 패턴층은 적색 양자점을 함유한 적색 패턴층, 녹색 양자점을 함유한 녹색 패턴층 및 청색 양자점을 함유한 청색 패턴층을 구비할 수 있다. 광 조사시 적색 패턴층은 적색광을, 녹색 패턴층은 녹색광을, 청색 패턴층은 청색광을 방출한다.
그러한 경우에 화상표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 상기 패턴층은 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 구비할 수도 있다. 그러한 경우에는 상기 패턴층은 양자점을 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 구비한다.
2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적색 양자점은 적색광을, 녹색 양자점은 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.
전술한 기판 및 패턴층을 포함하는 컬러필터는, 각 패턴 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스를 더 포함할 수도 있다. 또한, 컬러필터의 패턴층 상부에 형성된 보호막을 더 포함할 수도 있다.
또한, 본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
상기 화상표시장치는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상표시장치가 사용 가능하다.
본 발명에 따른 화상표시장치는 광 효율이 우수하여 높은 휘도를 나타내고, 색 재현성이 우수하며, 넓은 시야각을 갖는다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예 1. CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 양자점 A의 합성
CdO(0.4 mmol)과 아연 아세테이트(Zinc acetate)(4 mmol), 올레산(Oleic acid)(5.5 ㎖)를 1-옥타데센(1-Octadecene) (20 ㎖)과 함께 반응기에 넣고 150 ℃로 가열하여 반응시켰다. 이후에 아연에 올레산이 치환됨으로써 생성된 아세트산(acetic acid)을 제거하기 위해 상기 반응물을 100 mTorr 의 진공 하에 20 분간 방치하였다.
그리고 나서, 310 ℃의 열을 가하여 투명한 혼합물을 얻은 다음, 이를 20 분간 310 ℃를 유지한 후, 0.4 mmol의 Se분말과 2.3 mmol의 S 분말을 3 ㎖의 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine)에 용해시킨 Se 및 S 용액을 Cd(OA)2 및Zn(OA)2 용액이 들어 있는 반응기에 빠르게 주입하였다. 이로부터 얻은 혼합물을 310 ℃에서 5 분간 성장시킨후 얼음물 배쓰(ice bath)를 이용하여 성장을 중단시켰다.
그리고 나서, 에탄올로 침전시켜 원심분리기를 이용하여 양자점을 분리하고 여분의 불순물은 클로로포름(chloroform)과 에탄올을 이용하여 씻어냄으로써, 올레인산으로 안정화된, 코어 입경과 쉘 두께의 합이 3 내지 5 nm인 입자들이 분포된 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 양자점 A를 수득하였다.
제조예 2. 양자점 분산액 A-1의 제조
제조예 1의 양자점 A 25.0중량부, 분산제로서 아지스파 PB-821 6중량부 및 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 69중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합·분산하여 양자점 분산액 A-1을 제조하였다.
제조예 3. 양자점 분산액 A-2의 제조
제조예 1의 양자점 A 10.0중량부, C.I. 안료 백색 6호인 산화티탄 안료(R-102; Dupont사 제조) 15.0중량부, 분산제로서 아지스파 PB-821 6중량부 및 용매로서 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 69중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합·분산하여 양자점 분산액 A-2를 제조하였다.
제조예 4. 알칼리 가용성 바인더 수지 B-1의 제조
교반기, 온도계, 환류냉각관이 구비된 1000 ㎖ 플라스크에 2,2′-(4,4′-(9H-플루오렌-9,9-딜)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(메틸렌)다이옥시란 10 중량부, 아크릴릭에시드 30 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 10 중량부를 넣고 교반하면서 플라스크의 온도를 100 ℃까지 서서히 올렸다.
이후 테트라메틸암모늄클로라이드를 0.3 중량부, 중합금지제 0.01 중량부 첨가한 후 3시간 동안 온도를 유지하며 교반하였다. 반응이 종료되면 온도를 서서히 상온으로 내리고 증류수를 첨가하여 침전시켰다. 필터하여 침전물만 남긴뒤, 침전물을 증류수로 2~3회 씻어준 다음 건조시켰다.
이렇게 얻어진 침전물 10 중량부를 교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 1000 ㎖ 플라스크에 투입한 다음, 여기에 테트라메틸암모늄클로라이드 3 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 50 중량부, 프탈릭언하이드라이드 5 중량부를 넣고 질소 치환하였다.
이후 반응액을 교반하며 온도를 110 ℃로 상승시키고 상승 후 7시간 반응하였다. 반응 후 5,5′-(페리플루오로프로판-2,2-다일)다이벤조[데]이소크로멘-1,3-다이온 5 중량부를 넣고 추가 6시간 반응시켰다. 정제 후 고형분 산가는 123 ㎎KOH/g이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량은 12,300인 알칼리 가용성 바인더 수지 B-1을 얻었다.
제조예 5. 알칼리 가용성 바인더 수지 B-2의 제조
교반기, 온도계, 환류냉각관이 구비된 1000 ㎖ 플라스크에 2,2′-(4,4′-(9H-플루오렌-9,9-딜)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(메틸렌)다이옥시란 10 중량부, 아크릴릭에시드 30 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 10 중량부를 넣고 교반하면서 플라스크의 온도를 100 ℃까지 서서히 올렸다.
이후 테트라메틸암모늄클로라이드를 0.3 중량부, 중합금지제 0.01 중량부 첨가한 후 3시간 동안 온도를 유지하며 교반하였다. 반응이 종료되면 온도를 서서히 상온으로 내리고 증류수를 첨가하여 침전시켰다. 필터하여 침전물만 남긴뒤, 침전물을 증류수로 2~3회 씻어준다음 건조시켰다.
이렇게 얻어진 침전물 10 중량부를 교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 1000 ㎖ 플라스크에 투입한 후 여기에 테트라메틸암모늄클로라이드 3 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 50 중량부, 프탈릭언하이드라이드 5 중량부를 넣고 질소 치환하였다.
이후 반응액을 교반하며 온도를 110 ℃로 상승시키고 상승 후 7시간 반응하였다. 반응 후 5,5′-(페리플로오로프로판-2,2-다일)비스(헥사하이드로이소벤조퓨란-1,3-다이온) 5 중량부를 넣고 추가 6시간 반응시켰다. 정제 후 고형분 산가는 130 ㎎KOH/g 이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량은 12,000인 알칼리 가용성 바인더 수지 B-2를 얻었다.
제조예 6. 알칼리 가용성 바인더 수지 B-3의 제조
교반기, 온도계, 환류냉각관이 구비된 1000 ㎖ 플라스크에 2,2′-(4,4′-(9H-플루오렌-9,9-딜)비스(4,1-페닐렌))비스(옥시)비스(메틸렌)다이옥시란 10 중량부, 아크릴릭에시드 30 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 10 중량부를 넣고 교반하면서 플라스크의 온도를 100 ℃까지 서서히 올렸다.
이후 테트라메틸암모늄클로라이드를 0.3 중량부, 중합금지제 0.01 중량부 첨가한 후 3시간 동안 온도를 유지하며 교반하였다. 반응이 종료되면 온도를 서서히 상온으로 내리고 증류수를 첨가하여 침전시켰다. 필터하여 침전물만 남긴뒤, 침전물을 증류수로 2~3회 씻어준다음 건조시켰다.
이렇게 얻어진 침전물 10 중량부를 교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 1000 ㎖ 플라스크에 투입한 후 여기에 테트라메틸암모늄클로라이드 3 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 50 중량부, 프탈릭언하이드라이드 5 중량부를 넣고 질소 치환하였다.
이후 반응액을 교반하며 온도를 110 ℃로 상승시키고 상승 후 7시간 반응하였다. 반응 후 4,4′-(헥사플루오로 이소프로필리덴)다이프탈릭 5 중량부를 넣고 추가 6시간 반응시켰다. 정제 후 고형분 산가는 120 ㎎KOH/g 이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량은 12,100인 알칼리 가용성 바인더 수지 B-3을 얻었다.
실시예 1 내지 6 및 비교예 1 내지 3: 자발광 감광성 수지 조성물 제조
하기 표 1의 성분 및 함량을 사용하여 자발광 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
조성 (중량%) 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2
양자점 분산액 A-11) 50 50 50 57.5 44.5 - 50 50
A-22) - - - - - 50 - -
알칼리 가용성 바인더 수지 B-13) 9.5 - - 2 15 9.5 - -
B-24) - 9.5 - - - - - -
B-35) - - 9.5 - - - - -
B-46) - - - - - - 9.5 -
B-57) - - - - - - - 9.5
광중합성 화합물8) 1.98 1.98 1.98 1.98 1.98 1.98 1.98 1.98
광중합 개시제 C-19) 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21 0.21
C-210) 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
C-311) 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40
C-412) 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40 0.40
용제13) 37.41 37.41 37.41 37.41 37.41 37.41 37.41 37.41
1) 제조예 2에서 제조된 양자점 분산액
2) 제조예 3에서 제조된 양자점 분산액
3) 제조예 4에서 제조된 카도계 바인더 수지
4) 제조예 5에서 제조된 카도계 바인더 수지
5) 제조예 6에서 제조된 카도계 바인더 수지
6) 아크릴계 바인더 수지(SPCY-1L; 쇼와고분자사 제조)
7) 아크릴계 바인더 수지(SPCY-6L; 쇼와고분자사 제조)
8) 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸사 제조)
9) 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온(Irgacure 369; Ciba Specialty Chemical 사 제조)
10) 4,4′-디(N, N′-디메틸아미노)-벤조페논(호도가야 카가쿠사 제조)
11) Irgacure OXE01(Ciba Specialty Chemical 사 제조)
12) Irgacure OXE03(Ciba Specialty Chemical사 제조)
13) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트
실험예 1. 평가
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 자발광 감광성 수지 조성물을 컬러필터를 제조하였다. 즉, 상기 각각의 자발광 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100 ℃의 온도에서 2분간 유지하여 박막을 형성시켰다.
이어서 상기 박막 위에 투과율을 1 내지 100%의 범위에서 계단상으로 변화시키는 패턴과 1 내지 50 ㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 50 ㎛로 하여 자외선을 조사하였다.
이때, 자외선광원은 g, h, i 선을 모두 함유하는 1kw 고압 수은등을 사용하여 100 mJ/㎠의 조도로 조사하였다. 이때 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.
상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 2분 동안 담궈 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 230 ℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 컬러필터 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 자발광 컬러 패턴의 필름 두께는 3.0 ㎛이었다.
(1) 표면경도
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 막의 경화도를 경도계(HM500; Fischer사 제품)를 사용하여 측정하였다. 이때 얻어진 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
이때 표면경도는 하기 기준으로 평가하였다.
<기준>
○: 표면경도 30 이상
△: 표면경도 10 내지 30 미만
×: 표면경도 10 미만
(2) 내용제성
상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 막의 NMP(n-methyl-2-pyrrolidone) 용제에 대한 내용제성으로 평가하였으며, 막을 3×3 cm 크기로 잘라 NMP 5 g에 넣고, 100 ℃ 오븐에서 30 분간 방치 후, NMP 용제를 회수하여, UV-vis spectrometer(UV-2550, Shimatzu사 제품)를 이용하여 NMP 용제에 추출된 착색 재료의 흡광도를 사용하여 측정하였으며 얻어진 결과는 하기 표 2에 나타내었다.
이때 신뢰성은 하기 기준으로 평가하였다.
<기준>
○: 흡광도 1 미만
△: 흡광도 1 내지 3 미만
×: 흡광도 3 이상
표면경도 내용제성
실시예 1 ○ ○
실시예 2 △ ○
실시예 3 ○ ○
실시예 4 △ △
실시예 5 ○ ○
실시예 6 △ ○
비교예 1 △ X
비교예 2 △ X
상기 표 2를 참조하면, 본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물을 사용한 실시예 1 내지 6의 경우, 형성된 막의 경도 및 내용제성이 아크릴계 바인더 수지를 사용한 비교예 1 및 2에 비하여 우수함을 확인할 수 있었다.
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 화상표시장치의 컬러필터로 도입되어 우수한 내구성 및 내약품성을 유지하여 고품위의 생생한 화질을 구현할 수 있다.

Claims (7)

  1. 양자점, 알칼리 가용성 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하고,
    상기 알칼리 가용성 바인더 수지는 카도계 바인더 수지를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물인 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00038

    (상기 화학식 1에서,
    R1은 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
    Figure pat00039
    ,
    Figure pat00040
    ,
    Figure pat00041
    ,
    Figure pat00042
    ,
    Figure pat00043
    ,
    Figure pat00044
    ,
    Figure pat00045
    ,
    Figure pat00046
    ,
    Figure pat00047
    ,
    Figure pat00048
    ,
    Figure pat00049
    또는
    Figure pat00050
    이고,
    R2는 메타크릴레이트기, 바이닐기 또는 아크릴레이트기이며,
    R3은 하기 화학식 2로 표현되는 단량체로부터 유래된 반응잔기이고,
    R6은 H, -C2H5, -C2H4Cl, -C2H4OH, -CH2CH=CH2 또는 페닐기이며,
    n은 1 내지 20의 정수이다)
    [화학식 2]
    Figure pat00051

    (상기 화학식 2에서, R4 및 R5는 서로 같거나 다른 것으로 각각 독립적으로,
    Figure pat00052
    ,
    Figure pat00053
    ,
    Figure pat00054
    ,
    Figure pat00055
    또는
    Figure pat00056
    이다)
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 화학식 1로 표현되는 화합물은 하기 화학식 3 내지 7 중 적어도 하나의 반복 단위를 갖는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물:
    [화학식 3]
    Figure pat00057

    [화학식 4]
    Figure pat00058

    [화학식 5]
    Figure pat00059

    [화학식 6]
    Figure pat00060

    [화학식 7]
    Figure pat00061

    (상기 화학식 3 내지 7에서,
    R1은 -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
    Figure pat00062
    ,
    Figure pat00063
    ,
    Figure pat00064
    ,
    Figure pat00065
    ,
    Figure pat00066
    ,
    Figure pat00067
    ,
    Figure pat00068
    ,
    Figure pat00069
    ,
    Figure pat00070
    ,
    Figure pat00071
    ,
    Figure pat00072
    또는
    Figure pat00073
    이고,
    R2는 메타크릴레이트기, 바이닐기 또는 아크릴레이트기이며,
    R6은 H, -C2H5, -C2H4Cl, -C2H4OH, -CH2CH=CH2 또는 페닐기이며,
    n은 1 내지 20의 정수이다)
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 자발광 감광성 수지 조성물은 전체 조성물 중량 100 중량%를 만족하도록
    양자점 3 내지 80 중량%,
    알칼리 가용성 수지 1 내지 50 중량%,
    광중합성 화합물 1 내지 45 중량%,
    광중합 개시제 0.1 내지 20 중량%, 및
    잔부로 용제를 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 자발광 감광성 수지 조성물은 유기 안료를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 자발광 감광성 수지 조성물.
  6. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 자발광 감광성 수지 조성물로 제조되는 것을 특징으로 하는 컬러필터.
  7. 청구항 6의 컬러필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
KR1020150040528A 2015-03-24 2015-03-24 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치 KR101895356B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150040528A KR101895356B1 (ko) 2015-03-24 2015-03-24 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150040528A KR101895356B1 (ko) 2015-03-24 2015-03-24 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160114292A true KR20160114292A (ko) 2016-10-05
KR101895356B1 KR101895356B1 (ko) 2018-09-05

Family

ID=57153923

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150040528A KR101895356B1 (ko) 2015-03-24 2015-03-24 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101895356B1 (ko)

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170023728A (ko) * 2015-08-24 2017-03-06 삼성전자주식회사 감광성 조성물, 이를 제조하기 위한 방법, 및 이로부터 제조된 양자점-폴리머 복합체 패턴
WO2018080008A1 (ko) * 2016-10-26 2018-05-03 동우화인켐 주식회사 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20180065326A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20180065325A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
WO2018110864A1 (ko) * 2016-12-12 2018-06-21 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20180097145A (ko) * 2017-02-20 2018-08-30 삼성전자주식회사 감광성 조성물, 이를 제조하기 위한 방법, 및 이로부터 제조된 양자점-폴리머 복합체 패턴
WO2018182186A1 (ko) * 2017-03-30 2018-10-04 동우화인켐 주식회사 청색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20180111445A (ko) * 2017-03-30 2018-10-11 동우 화인켐 주식회사 청색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20190051569A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 동우 화인켐 주식회사 바인더 수지, 착색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치
CN109810589A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 东友精细化工有限公司 光转换树脂组合物、光转换层叠基材、及图像显示装置
KR20190110935A (ko) * 2018-03-21 2019-10-01 동우 화인켐 주식회사 광변환 수지 조성물, 광변환 적층기재 및 이를 이용한 화상표시장치
KR20190115950A (ko) * 2018-04-04 2019-10-14 삼성에스디아이 주식회사 적색 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
CN110506235A (zh) * 2017-03-30 2019-11-26 东友精细化工有限公司 蓝色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
KR20200043850A (ko) * 2018-10-18 2020-04-28 동우 화인켐 주식회사 광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치
US11762289B2 (en) 2017-10-27 2023-09-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition including quantum dot, manufacturing method quantum dot and color filter
US11760926B2 (en) 2019-07-26 2023-09-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Quantum dot, curable composition comprising the same, cured layer using the composition, color filter including the cured layer, and display device including the cured layer
US11773318B2 (en) 2019-04-24 2023-10-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Curable composition including quantum dot, resin layer using the same and display device including the resin layer
US11866624B2 (en) 2019-02-01 2024-01-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Non-solvent type curable composition, cured layer using the same, color filter including the cured layer, display device including the cured layer and manufacturing method of the cured layer

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000055254A (ko) * 1999-02-04 2000-09-05 유현식 감광성수지 조성물 및 컬러필터
KR100671106B1 (ko) 2004-12-29 2007-01-17 제일모직주식회사 고감도 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 블랙매트릭스
KR20070114779A (ko) * 2005-03-28 2007-12-04 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 반도체 나노 결정용 유기 배위자
KR20110027079A (ko) * 2009-09-09 2011-03-16 제일모직주식회사 흑색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 차광층
KR20110068861A (ko) 2009-12-16 2011-06-22 제이에스알 가부시끼가이샤 착색 조성물, 컬러 필터 및 컬러 액정 표시 소자
KR20130003892A (ko) * 2011-07-01 2013-01-09 동우 화인켐 주식회사 카도계 수지, 이를 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물, 컬러 필터 및 이를 구비한 액정 표시 장치

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000055254A (ko) * 1999-02-04 2000-09-05 유현식 감광성수지 조성물 및 컬러필터
KR100671106B1 (ko) 2004-12-29 2007-01-17 제일모직주식회사 고감도 감광성 수지 조성물 및 이를 이용한 블랙매트릭스
KR20070114779A (ko) * 2005-03-28 2007-12-04 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 반도체 나노 결정용 유기 배위자
KR20110027079A (ko) * 2009-09-09 2011-03-16 제일모직주식회사 흑색 감광성 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 차광층
KR20110068861A (ko) 2009-12-16 2011-06-22 제이에스알 가부시끼가이샤 착색 조성물, 컬러 필터 및 컬러 액정 표시 소자
KR20130003892A (ko) * 2011-07-01 2013-01-09 동우 화인켐 주식회사 카도계 수지, 이를 포함하는 흑색 감광성 수지 조성물, 컬러 필터 및 이를 구비한 액정 표시 장치

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170023728A (ko) * 2015-08-24 2017-03-06 삼성전자주식회사 감광성 조성물, 이를 제조하기 위한 방법, 및 이로부터 제조된 양자점-폴리머 복합체 패턴
US10712483B2 (en) * 2015-08-24 2020-07-14 Samsung Electronics Co., Ltd. Photosensitive compositions, quantum dot polymer composite pattern prepared therefrom, and electronic devices including the same
TWI635102B (zh) * 2016-10-26 2018-09-11 南韓商東友精細化工有限公司 自發光型感光性樹脂組成物、使用其製備的彩色濾光件與影像顯示裝置
JP2020500238A (ja) * 2016-10-26 2020-01-09 東友ファインケム株式会社Ｄｏｎｇｗｏｏ Ｆｉｎｅ−Ｃｈｅｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 自発光感光性樹脂組成物、これを利用して製造されたカラーフィルターおよび画像表示装置
US11726404B2 (en) 2016-10-26 2023-08-15 Dongwoo Fine-Chem Co., Ltd. Spontaneous-emission type photosensitive resin composition, color filter manufactured using same, and image display apparatus
WO2018080008A1 (ko) * 2016-10-26 2018-05-03 동우화인켐 주식회사 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR20180065326A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20180065325A (ko) * 2016-12-07 2018-06-18 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 감광성 수지막 및 컬러필터
US10915020B2 (en) 2016-12-12 2021-02-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Photosensitive resin composition, photosensitive resin layer using same and color filter
CN110073291B (zh) * 2016-12-12 2023-01-10 三星Sdi株式会社 感光性树脂组成物、使用其的感光性树脂层及彩色滤光片
CN110073291A (zh) * 2016-12-12 2019-07-30 三星Sdi株式会社 感光性树脂组成物、使用其的感光性树脂层及彩色滤光片
WO2018110864A1 (ko) * 2016-12-12 2018-06-21 삼성에스디아이 주식회사 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20180097145A (ko) * 2017-02-20 2018-08-30 삼성전자주식회사 감광성 조성물, 이를 제조하기 위한 방법, 및 이로부터 제조된 양자점-폴리머 복합체 패턴
KR20180111445A (ko) * 2017-03-30 2018-10-11 동우 화인켐 주식회사 청색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
JP2020511699A (ja) * 2017-03-30 2020-04-16 東友ファインケム株式会社Ｄｏｎｇｗｏｏ Ｆｉｎｅ−Ｃｈｅｍ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 青色感光性樹脂組成物、これを利用して製造されたカラーフィルターおよび画像表示装置
WO2018182186A1 (ko) * 2017-03-30 2018-10-04 동우화인켐 주식회사 청색 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
CN110506235B (zh) * 2017-03-30 2023-11-21 东友精细化工有限公司 蓝色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
CN110506235A (zh) * 2017-03-30 2019-11-26 东友精细化工有限公司 蓝色感光性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
US11762289B2 (en) 2017-10-27 2023-09-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Composition including quantum dot, manufacturing method quantum dot and color filter
KR20190051569A (ko) * 2017-11-07 2019-05-15 동우 화인켐 주식회사 바인더 수지, 착색 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 이를 포함하는 표시장치
CN109810589A (zh) * 2017-11-22 2019-05-28 东友精细化工有限公司 光转换树脂组合物、光转换层叠基材、及图像显示装置
KR20190110935A (ko) * 2018-03-21 2019-10-01 동우 화인켐 주식회사 광변환 수지 조성물, 광변환 적층기재 및 이를 이용한 화상표시장치
KR20190115950A (ko) * 2018-04-04 2019-10-14 삼성에스디아이 주식회사 적색 감광성 수지 조성물, 이를 이용한 감광성 수지막 및 컬러필터
KR20200043850A (ko) * 2018-10-18 2020-04-28 동우 화인켐 주식회사 광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치
US11866624B2 (en) 2019-02-01 2024-01-09 Samsung Sdi Co., Ltd. Non-solvent type curable composition, cured layer using the same, color filter including the cured layer, display device including the cured layer and manufacturing method of the cured layer
US11773318B2 (en) 2019-04-24 2023-10-03 Samsung Sdi Co., Ltd. Curable composition including quantum dot, resin layer using the same and display device including the resin layer
US11760926B2 (en) 2019-07-26 2023-09-19 Samsung Sdi Co., Ltd. Quantum dot, curable composition comprising the same, cured layer using the composition, color filter including the cured layer, and display device including the cured layer

Also Published As

Publication number Publication date
KR101895356B1 (ko) 2018-09-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101895356B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치
KR101879016B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치
KR101840347B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
KR102418601B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치
KR101996102B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치
KR102431437B1 (ko) 컬러필터, 컬러필터의 제조방법 및 이를 구비한 화상표시장치
KR102413603B1 (ko) 다이크로익 미러를 포함하는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치
KR101941573B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상 표시 장치
CN105988291B (zh) 自发光感光性树脂组合物、滤色器和图像显示装置
CN106569389B (zh) 自发光感光树脂组合物、滤色器和包括滤色器的显示设备
KR102554277B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR20160103792A (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR20160112499A (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
JP2020506442A (ja) カラーフィルタ、及び画像表示装置
KR101932221B1 (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR20160114362A (ko) 컬러필터 및 화상표시장치
CN110099954B (zh) 黄色固化性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
KR20170109762A (ko) 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
TWI815801B (zh) 黃色可固化樹脂組成物以及包含其之彩色濾光片與影像顯示裝置
KR102206910B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR102174182B1 (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 표시장치
KR102297066B1 (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR102376959B1 (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR20190108781A (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
KR20170017544A (ko) 자발광 감광성 수지 조성물, 이로부터 제조된 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
A302 Request for accelerated 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