KR20180063188A - 감광성 조성물 및 색 변환 필름 - Google Patents

감광성 조성물 및 색 변환 필름 Download PDF

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다이시 요코야마
가츠토 다니구치
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Abstract

본 발명은 감광성 조성물 및 색 변환 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 색 변환 필름 제조 공정에서 감광성 조성물의 용도 및 광학 디바이스에서의 색 변환 필름의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 색 변환 필름을 포함하는 광학 디바이스 및 그 색 변환 필름 및 광학 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.

Description

감광성 조성물 및 색 변환 필름
본 발명은 감광성 조성물 및 색 변환 필름에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 색 변환 필름 제조 공정에서 감광성 조성물의 용도 및 광학 디바이스에서의 색 변환 필름의 용도에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 색 변환 필름을 포함하는 광학 디바이스 및 그 색 변환 필름 및 광학 디바이스를 제조하는 방법에 관한 것이다.
나노크기의 형광 재료 및 중합체를 포함하는 감광성 조성물, 형광 재료를 포함하는 색 변환 필름 및 광 변환 필름을 포함하는 광학 디바이스들은 특히 광학 디바이스를 위한 다양한 광학 응용들에서 사용된다.
예를 들면, JP 2014-174406 A, WO 2014/129067 A1, WO 2012/059931A1, JP 3820633 B, EP 01403355 A, JP 2014-10398 A, EP 02056158 A, WO 2010/143461 A1에 기재되어 있다,
특허문헌
1. JP 2014-174406 A
2. WO 2014/129067 A1
3. WO 2012/059931 A1
4. JP 3820633 B
5. JP 2014-10398 A
6. EP 01403355 A
7. EP 02056158 A
8. WO 2010/143461 A1
그러나, 본 발명자들은 아래에 열거된 바와 같이 개선이 요망되는 하나 이상의 상당한 문제점이 여전히 있음을 새롭게 발견했다.
1. 감광성 조성물의 암 반응을 감소시키거나 또는 방지할 수도 있는, 나노크기의 형광 재료, 이를테면 양자 크기의 재료, 습윤 및 분산제, 및 중합체를 포함하는 신규한 감광성 조성물이 요망된다.
2. 알칼리 현상액에서 현상될 때 향상된 현상 능력을 보여주는, 나노크기의 형광 재료, 이를테면 양자 크기의 재료, 습윤 및 분산제, 및 중합체를 포함하는 신규한 감광성 조성물이 요망된다.
3. 저온 필름 제조 공정에도 잘 맞는, 나노크기의 형광 재료, 이를테면 양자 크기의 재료, 습윤 및 분산제, 및 중합체를 포함하는 신규한 감광성 조성물.
본 발명자들은 상기한 모든 문제를 해결하는 것을 목표로 하였다. 놀랍게도, 본 발명자들은 복수의 나노크기의 형광 재료, (메타)아크릴 중합체, 및 습윤 및 분산제를 포함하는 신규한 감광성 조성물로서, 상기 습윤 및 분산제는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기 (anchoring group) 를 포함하는, 상기 신규한 감광성 조성물이 상기 모든 문제점 1 내지 3 을 동시에 해결한다는 것을 알아냈다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 복수의 나노 크기의 형광 재료 (110), 습윤 및 분산제 (130), 및 중합체 매트릭스 (120) 를 포함하는 색 변환 필름 (100) 으로서, 상기 습윤 및 분산제는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는, 상기 색 변환 필름 (100) 에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 색 변환 필름 제조 공정에서의 감광성 조성물의 사용에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 광학 디바이스에서의 색 변환 필름 (100) 의 용도에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한, 색 변환 필름 (100) 을 포함하는 광학 디바이스 (200) 에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 색 변환 필름 (100) 의 제조 방법에 관한 것으로, 그 방법은 하기 단계들 (a) 및 (b):
(a) 감광성 조성물을 기판 상에 제공하는 단계, 및
(b) 열처리에 의해 감광성 조성물을 중합하거나, 감광성 조성물을 광선하에서 노출시키거나, 또는 이들 중 임의의 조합의 단계
를 이 순서로 포함한다
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 광학 디바이스 (200) 를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계 (A):
(A) 색 변환 필름 (100) 을 광학 디바이스에 제공하는 단계
를 포함한다.
본 발명의 추가 이점들은 다음의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 색 변환 필름 (100) 의 일 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 2는 본 발명의 색 변환 필름의 또 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 광학 디바이스의 일 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 5는 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 6은 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 7은 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 실시형태의 개략도의 단면도를 도시한다.
도 8은 작업 예 4 에서의 관찰 결과를 도시한다.
도 9는 작업 예 5 에서의 관찰 결과를 도시한다.
도 10은 필름 1, 2, 3, 4, 5 및 6 의 잔류 막 비율을 도시한다.
본 발명의 상세한 설명
본 발명에 따르면, 복수의 나노크기의 형광 재료, (메타)아크릴 중합체, 및 습윤 및 분산제를 포함하는 신규한 감광성 조성물로서, 상기 습윤 및 분산제는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기 (anchoring group) 를 포함하는, 상기 신규한 감광성 조성물이 상기 모든 문제점 1 내지 3 을 동시에 해결하기 위해 본 발명자들에 의해 제공된다.
- 습윤 및 분산제
본 발명에 따르면, 감광성 조성물은 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기 및 포스폰 산으로 이루어진 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는 습윤 및 분산제를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 습윤 및 분산제의 앵커링 기는 3 차 아민, 포스핀 옥사이드 기, 포스폰 산 및 포스페이트 기로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 암 반응을 방지하기 위해, 앵커링 기는 하기 화학식 (I) 으로 표시되는 3차 아민일 수 있다.
Figure pct00001
화학식 (I) 에서, R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 30의 아릴 기이고; R2은 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 30의 아릴 기이고; R1 및 R2 는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, R1은 탄소수 1 내지 30의 알킬기이고; R2는 탄소수 1 내지 30의 알킬기이고; R1 및 R2 는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.
더 바람직하게는 R1은 메틸기, 에틸기, n-프로필 기 또는 n-부틸 기이고; R2은 메틸기, 에틸기, n-프로필 기 또는 n-부틸 기이다.
본 발명에 따르면, 앵커링 기는 염이 아니다.
이론에 구애됨이 없이, 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기 및 포스폰 산으로 이루어진 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는 분산제는 감광성 조성물의 암 반응을 방지할 수 있다고 생각된다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 습윤 및 분산 첨가제는 나노크기의 형광 재료의 표면 상에 직접 부착될 수 있다. 예를 들어, Thomas Nann, Chem. Commun., 2005, 1735 - 1736, DOI: 10.1039/b-414807j 에 기재된, 리간드 교환 방법을 사용하여, 습윤 및 분산 첨가제는 나노크기의 형광 재료의 표면 상에 도입될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 바람직하게는, 습윤 및 분산제는 그래프트 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 및 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 공중합체이다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 보다 바람직하게는, 공중합체는 상기 앵커링 기를 포함하는 중합체 단위 A 및 상기 앵커링 기 중 어느 것도 포함하지 않는 중합체 단위 B 를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 더욱 더 바람직하게는, 공중합체는 하기 화학식 (II) 또는 (III) 으로 표현되는 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체이다.
Figure pct00002
(식 (II) 및 (III) 에서, 기호 "A" 는 앵커링 기를 포함하는 중합체 단위 A 를 나타내고; 기호 "B" 는 앵커링 기 중 어느 것도 포함하지 않는 중합체 단위 B 를 의미하는 것으로 받아들여지며; 기호 "n", "m" 및 "o" 는 정수이다.)
본 발명의 일부 실시형태들에서, 습윤 및 분산제의 중합체 단위 B는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스 및 이들 중 어느 것의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 사슬을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 중합체 단위 B의 중합체 사슬은 폴리에틸렌 글리콜이다.
보다 바람직하게는, 중합체 단위 B는 하기 화학식 (IV) 로 표현되는 화학 구조를 포함한다.
Figure pct00003
화학식 (IV)에서, R1은 수소 원자 또는 메틸기이고; R2은 탄소수 1 내지 10의 알킬기이고; 그리고 n 은 1 내지 5 의 정수이다.
더욱 더 바람직하게는, R1은 수소 원자 또는 메틸기일 수 있고, R2는 에틸기일 수 있고, n은 1 내지 5의 정수이다.
본 발명에 따르면, 습윤 및 분산제의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않는다.
보다 양호한 분산성 및 필름 강도의 관점에서, 바람직하게는 그것은 2,000 내지 100,000의 범위이고, 보다 바람직하게는 그것은 5,000 내지 30,000의 범위이다.
본 발명에 따르면, 분자량 Mw 는 내부 폴리스티렌 표준에 대한 GPC (= 겔 투과 크로마토그래피) 에 의해 결정된다.
습윤 및 분산 첨가제로서, 비극성 및/또는 저 극성 유기 용매에 용해될 수 있는 상업적으로 입수 가능한 습윤 및 분산 첨가제가 바람직하게 사용될 수 있다. 이를테면 BYK-LPN6919, BYK-103, BYK-P104 ([상표], BYK com. 제조), Poly(에틸렌 글리콜) 메틸 에테르 아민 (Sigma-Ald 767565 [상표], Sigma Aldrich 제조), 폴리에스테르 bis-MPA 덴드론, 32 히드록실, 1 티올, (Sigma-Ald 767115 [상표], Sigma Aldrich 제조), LIPONOL DA-T/25 (Lion Specialty Chemicals Co. 제조), 카르복시메틸 셀룰로오스 (Polyscience 등 제조), 또 다른 습윤 및 분산 첨가제들이 예를 들어, “Marc Thiry 등의, ACSNANO, American Chemical society, Vol. 5, No. 6, pp 4965 - 4973, 2011”, “Kimihiro Susumu, 등의, J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, pp 9480-9496” 에 개시되어 있다.
- 나노크기의 형광 재료
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 나노크기의 형광 재료는 나노크기의 무기 형광체 (phosphor) 재료, 양자점 및 또는 양자 막대와 같은 양자 크기의 재료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 나노크기의 형광 재료는 크기 효과로 인해보다 더 높은 농도 비율로 사용될 수 있고 또한 색 변환 필름의 선명 생생한 (sharp vivid) 색(들) 을 실현할 수 있다고 생각된다.
더욱 바람직하게는, 나노크기의 형광 재료는 양자 크기의 재료가며, 더욱 바람직하게는 양자점 재료, 양자 막대 재료 또는 이들 중 어느 것의 조합인 것이다.
본 발명에 따르면, 용어 "나노크기"는 1 nm 와 900 nm 사이의 크기를 의미한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 나노크기의 형광 재료는 전체 직경의 크기가 1 nm 내지 900 nm의 범위에 있는 형광 재료를 의미하는 것으로 받아들여진다. 그리고, 재료가 연신된 형상을 갖는 경우, 형광 재료의 전체 구조의 길이는 1nm 내지 900nm의 범위 내에 있다.
본 발명에 따르면, "양자 크기" 라는 용어는, 양자 크기 효과를 나타낼 수 있는, 리간드 또는 또 다른 표면 개질이 없는 무기 반도체 재료 자체의 크기를 의미한다.
일반적으로, 양자점 재료 및/또는 양자 막대 재료과 같은 양자 크기 재료는 양자 크기 효과로 인해 선명 생생한 색상의 광을 방출할 수 있다.
양자점으로서, 공개적으로 입수 가능한 양자점, 예를 들어, CdSeS/ZnS 합금 양자점 제품 번호 753793, 753777, 753785, 753807, 753750, 753742, 753769, 753866, InP/ZnS 양자점 제품 번호 776769, 776750, 776793, 776777, 776785, PbS 코어-타입 양자점 제품 번호 747017, 747025, 747076, 747084, 또는 CdSe/ZnS 합금 양자점 제품 번호 754226, 748021, 694592, 694657, 694649, 694630, 694622 (Sigma-Aldrich 제조) 가 원하는 바에 따라 바람직하게 사용될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 연신된 형상을 갖는 나노크기의 형광 재료의 쌍극자 모멘트로부터의 광 발광은 양자점, 유기 형광 재료 및/또는 유기 인광 재료, 형광체 재료로부터의 구형 광 방출의 아웃 커플링 효율 (out-coupling efficiency) 보다 더 높은 아웃 커플링 (out-coupling) 효율에 이를 수 있다고 생각된다.
즉, 양자 막대와 같은 연신된 형상을 갖는 나노크기의 형광 재료의 장축은 평균적으로 보다 높은 확률로 기판 표면에 평행하게 정렬될 수 있고 그들의 쌍극자 모멘트는 또한 평균적으로 보다 높은 확률로 기판 표면에 평행하게 정렬될 수 있다고 생각된다.
따라서, 본 발명에 따르면, 디바이스의 선명 생생한 색(들) 과 동시에 보다 나은 아웃 커플링 효과를 실현하기 위해, 필요하다면 양자 막대 재료가 더욱 바람직하다.
따라서, 일부 실시형태에서, 나노크기 형광 재료는 더 나은 아웃 커플링 효과를 실현하기 위해 양자 막대 재료로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 양자 막대 재료는 II-VI, III-V, 또는 IV-VI 반도체 및 이들의 임의의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 양자 막대 재료는 Cds, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, GaAs, GaP, GaAs, GaSb, HgS, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2 합금 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 적색 방출 용도로는, CdSe 막대, CdS 막대 내 CdSe 점, CdS 막대 내 ZnSe 점, CdSe/ZnS 막대, InP 막대, CdSe/CdS 막대, ZnSe/CdS 막대, 또는 이들 중 어느 것의 조합이 있다. 녹색 방출 용도로는, 이를테면 CdSe 막대, CdSe/ZnS 막대 또는 이들 중 어느 것의 조합, 그리고 청색 방출 용도로는, 이를테면 ZnSe, ZnS, ZnSe/ZnS 코어 쉘 막대, 또는 이들 중 어느 것의 조합이 있다.
양자 막대 재료의 예들은, 예를 들면, 국제 특허 출원 공개 번호 WO2010/095140A 에 기재되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 양자 막대 재료/또는 양자점 재료의 전체 구조의 길이는 8 nm 내지 500 nm이다. 더욱 바람직하게는, 10 ㎚ 내지 160 nm 이다. 상기 양자 막대 재료의 전체 직경은 1nm 내지 20nm의 범위에 있다. 보다 특히, 이는 1 nm 내지 10 nm 이다.
바람직하게는, 양자 막대 및/또는 양자점과 같은 나노크기의 형광 재료는 표면 리간드를 포함한다.
양자 막대 및/또는 양자점 재료의 표면은 하나 이상의 종류의 표면 리간드로 오버 코팅될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 그러한 표면 리간드는 용매에 나노크기의 형광 재료를 더 용이하게 분산시키는 것에 이를 수 있다고 생각된다.
습윤 및 분산제는 나노크기의 형광 재료의 리간드의 표면 상에 부착되거나 또는 -습윤 및 분산제에 기재된 바와 같은 리간드 교환 공정을 사용하여 부분적으로 또는 전체적으로 나노크기 형광 재료의 표면 상에 직접 부착될 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 감광성 조성물은 복수의 녹색 가시광 방출가능 나노크기의 형광 재료를 함유하는 녹색 타입 감광성 조성물, 복수의 적색 가시광 방출가능 나노크기의 형광 재료를 포함하는 적색 타입 감광성 조성물, 또는 복수의 상이한 종류의 나노크기의 형광 재료, 이를테면 녹색 가시광 방출가능 나노크기의 형광 재료 및 적색 광 방출가능 나노크기의 형광 재료의 혼합물을 함유하는 백색 타입 감광성 조성물이다.
- (메타)아크릴 중합체
본 발명에 따르면, "(메타)아크릴 중합체" 라는 용어는, 아크릴 산, 메타크릴 산, 아크릴레이트, 메타크릴레이트 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 단량체들을 중합하여 얻어지는 중합체의 일반적 용어를 의미한다.
(메타)아크릴 중합체로서는, 공지된 (메타)아크릴 중합체를 1 종 이상 사용할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, (메타)아크릴 중합체는 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 있어서, 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위는 카르복실 기, 술포 기 또는 페놀형 히드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택된 측쇄를 포함하는 (메타)아크릴 단위일 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위를 포함하는 (메타)아크릴 중합체는 현상액에 대한 감광성 조성물의 미경화 부분의 보다 우수한 용해도에 이를 수 있다고 생각된다.
본 발명에 따르면, 산 기의 수는 특별히 제한되지 않는다. 감광성 조성물의 보다 우수한 반응성 및 저장 안정성을 조화시키는 것으로부터, (메타)아크릴 중합체의 산가는 바람직하게는 5 내지 500 mg KOH/g 범위이다. 보다 바람직하게는 그것은 50 mg KOH/g 내지 300 mg KOH/g 이다.
또한, 본 발명의 일부 실시형태에서, (메타)아크릴 중합체는 실란 변성(메타)아크릴 단위를 더 포함하는 것이 바람직하다.
실란 변성(메타)아크릴 단위의 예로서는, 실록시 기 및/또는 실라놀 기 치환 (메타)아크릴 단위, 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 실란 커플링제와의 반응에 의해 제조된 (메타)아크릴 단위, 실리콘 올리고머, 실리콘 오일이 바람직하게 사용될 수 있다.
보다 바람직하게는, 실란 커플링제 및 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위를 갖는 (메타)아크릴 중합체로부터 제조된 공중합체가 바람직하게 사용될 수 있다.
여기서, 실란 커플링제의 예로서, KBM-1003, KME-1003, KBM-1403 또는 KBM-5103 (Shinetsu. Co. 제조), 및 실리콘 오일의 예로서는, X-22-174DX, X-22-2426, X-22-2475, 또는 X-22-1602 (Shinetsu. Co. 제조) 가 바람직하게 사용될 수 있다.
(메타)아크릴 중합체에서 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위와 실란 변성 (메타)아크릴 단위의 몰비를 변화시킴으로써, 알칼리 현상액에서의 (메타)아크릴 중합체의 용해도는 원하는 대로 조절될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, (메타)아크릴 중합체에서 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위와 실란 변성 (메타)아크릴 단위의 몰비는, 알칼리 현상액에서의 더 나은 용해도, 복수의 나노크기의 형광 재료, (메타)아크릴 중합체 및 습윤 및 분산제를 포함하는 감광성 조성물의 양호한 현상 특성의 관점으로부터, 95 : 5 ((산 기를 갖는 (메타)아크릴 단위 ; 실란 변성 (메타) 아크릴 단위) 내지 30 : 70 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위 : 실란 변성 (메타)아크릴 단위) 일 수 있다.
보다 바람직하게는, 그것은 90 : 10 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위 : 실란 변성 (메타)아크릴 단위) 내지 50 : 50 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위 : 실란 변성 (메타)아크릴 단위) 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 실란 변성 (메타)아크릴 단위의 불포화 결합의 수는 특별히 제한되지 않는다. 보다 양호한 반응성 (reactivity) 및 감광성 조성물의 또 다른 성분과의 상용성 (compatibility) 을 조화시키는 것으로부터, (메타)아크릴 중합체 내의 이중 결합 당량 (에틸렌적으로 불포화 결합 당량) 의 값은 바람직하게는 1 내지 500 g/eq 의 범위이다.
본 발명의 또 다른 실시형태들에서, (메타)아크릴 중합체는 산 기를 함유하는 반복 단위를 포함하는 (메타)아크릴 중합체일 수 있다.
산 기 함유 반복 단위를 포함하는 (메타)아크릴 중합체로서, 카르복실기, 술포 기 또는 페놀형 히드록실 기로 이루어진 군으로부터 선택되는 측쇄를 포함하는 (메타)아크릴 중합체가 있다.
본 발명에 따르면, 산 기의 수는 특별히 제한되지 않는다. 감광성 조성물의 보다 우수한 반응성 및 저장 안정성을 조화시키는 것으로부터, (메타)아크릴 중합체의 산가 (acid value) 는 바람직하게는 5 내지 500 mg KOH/g 범위이다. 보다 바람직하게는 그것은 50 mg KOH/g 내지 300 mg KOH/g 이다.
본 발명에 있어서, (메타)아크릴 중합체의 중량 평균 분자량은 특별히 제한되지 않는다.
바람직하게는 그것은 2,000 내지 100,000의 범위이고, 보다 바람직하게는 그것은 3,000 내지 30,000의 범위이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 감광성 조성물은 감광성 조성물의 용해도를 조정하기 위해 산 기 함유 반복 단위를 포함하는 (메타)아크릴 중합체 이외에 실란 변성 (메타)아크릴 중합체를 추가로 포함할 수 있다.
실란 변성 (메타)아크릴 중합체의 예로서는, 실록시 기 및/또는 실라놀 기 치환 (메타)아크릴 중합체, 탄소-탄소 불포화 결합을 갖는 실란 커플링제와 반응되는 (메타)아크릴 중합체, 실리콘 올리고머, 실리콘 오일이 바람직하게 사용될 수 있다.
보다 바람직하게는, 실란 커플링제와 (메타)아크릴계 중합체로부터 선택되는 공중합체를 실란 변성 (메타)아크릴 중합체로서 사용할 수 있다.
여기서, 실란 커플링제의 예로서, KBM-1003, KME-1003, KBM-1403 또는 KBM-5103 (Shinetsu. Co. 제조), 및 실리콘 오일의 예로서는, X-22-174DX, X-22-2426, X-22-2475, 또는 X-22-1602 (Shinetsu. Co. 제조) 가 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 불포화 결합의 수는 특별히 제한되지 않는다. 보다 양호한 반응성 및 상용성을 조화시키는 것으로부터, (메타)아크릴 중합체 내의 이중 결합 당량 (에틸렌적으로 불포화 결합 당량) 의 값은 바람직하게는 10 내지 500 g/eq 의 범위이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 감광성 조성물에서 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 중합체와 실란 변성 (메타)아크릴 중합체의 몰비는, 알칼리 현상액에서의 더 나은 용해도, 복수의 나노크기의 형광 재료, (메타)아크릴 중합체 및 습윤 및 분산제를 포함하는 감광성 조성물의 양호한 현상 특성의 관점으로부터, 95 : 5 ((산 기를 갖는 (메타)아크릴 중합체 ; 실란 변성 (메타)아크릴 중합체) 내지 30 : 70 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 중합체 : 실란 변성 (메타)아크릴 중합체) 일 수 있다.
보다 바람직하게는, 그것은 90 : 10 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 중합체 : 실란 변성 (메타)아크릴 중합체) 내지 50 : 50 (산 기를 포함하는 (메타)아크릴 중합체 : 실란 변성 (메타)아크릴 중합체) 일 수 있다.
본 발명에 따르면, 선택적으로, 감광성 조성물은 감광성 조성물로부터 제조된 색 변환 필름의 보다 우수한 열적 안정성, 투명성 및 화학적 안정성을 실현하기 위하여 폴리실록산을 더 포함할 수 있다.
그 경우, (메타)아크릴 중합체와 폴리실록산의 배합 비율은 특별히 제한되지 않는다.
색 변환 필름의 보다 우수한 열적 안정성, 투명성, 화학적 안정성의 관점에서, (메타)아크릴 중합체와 폴리실록산의 배합 비율은 바람직하게는 100 : 0 ((메타)아크릴 중합체 : 폴리실록산) 내지 10 : 90 일 수 있다.
보다 바람직하게는, 알칼리 현상액에서 보다 양호한 용해성 및 감광성 조성물의 좋은 현상 능력 (fine development ability) 의 관점에서, 그것은 100 : 0 내지 50 : 50 의 범위이다.
본 발명에 따르면, 감광성 조성물은 포지티브형 감광성 조성물 또는 네가티브형 감광성 조성물 중 어느 하나일 수 있다.
- 포지티브형 감광성 조성물
본 발명에 따른 감광성 조성물은 포지티브형 감광성 재료를 더 포함하여 감광성 조성물이 포지티브형 감광성 조성물로서 기능할 수 있다.
- 포지티브형 감광성 재료
감광성 재료가 본 발명의 감광성 조성물에 영향을 주어 노출 영역에 퍼진 조성물이 알칼리 현상액에 용해가능할 수 있도록 현상가능하게 만든다면, 감광성 재료를 함유하는 감광성 조성물은 포지티브형 감광성 조성물의 역할을 한다.
상기 효과를 갖는 감광성 재료의 바람직한 예는 페놀성 히드록실-함유 화합물과 나프타퀴논디아지드술폰 산의 에스테르인 디아조나프토퀴논 유도체를 포함한다. 디아조나프토퀴논 유도체의 구조는 특별히 제한되지 않고, 그 유도체는 페놀성 히드록실 기를 1 개 이상 갖는 화합물로부터 유도되는 에스테르 화합물인 것이 바람직하다. 나프타퀴논디아지드술폰산의 예는 4-나프토퀴논디아지드 술폰산 및 5-나프토퀴논디아지드 술폰산을 포함한다. i-선 광의 파장 범위에서 흡수 대역 (파장 : 365 nm) 을 가지므로, 4-나프토퀴논디아지드술폰산 에스테르 화합물은 i-선 광 노출에 적합하다. 다른 한편, 넓은 파장 범위에서 흡수 대역을 가지므로, 5-나프토퀴논디아지드술폰산 에스테르 화합물은 넓은 파장 범위에서의 노출에 적합하다. 따라서, 노출용 파장에 따라 4- 또는 5-나프토퀴논디아지드술폰산 에스테르 화합물을 선택하는 것이 바람직하다. 또한, 이들 두 가지를 조합하여 사용할 수도 있다.
페놀성 히드록실 함유 화합물에 대한 특별한 제한은 없다. 그의 예는 다음과 같다 (여기서 "비스페놀 A"를 제외한 모든 화합물 명칭은 HONSHU CHEMICAL INDUSTRY CO., LTD. 에 의해 제조된 상표명 [상표] 이다).
Figure pct00004
Figure pct00005
- 네가티브형 감광성 조성물
본 발명에 따르면, 감광성 조성물이 포지티브형 감광성 조성물을 함유하지 않으면, 감광성 조성물은 네가티브형 감광성 조성물의 역할을 한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 바람직하게는, 상기 감광성 조성물은 중합 개시제를 포함하는 네가티브형 감광성 조성물인 것이 바람직하다.
- 중합 개시제
본 발명의 감광성 조성물은 중합 개시제를 함유하는 것이 바람직하다. 일반적으로, 본 발명에 사용될 수 있는 2 종류의 중합 개시제가 있다: 하나는 방사선에 노출될 때 산, 염기 또는 라디칼을 발생시키는 중합 개시제이고, 다른 하나는 열에 노출되었을 때 산, 염기 또는 라디칼을 발생시키는 중합 개시제이다.
이론에 구애됨이 없이, 중합 개시제는 패턴 형상을 보강할 수 있거나 또는 해상도를 향상시키기 위해 현상에 있어서 콘트라스트를 높일 수 있다고 생각된다. 현재 채택 가능한 중합 개시제는, 예를 들어, 방사선에 노출될 때 분해되어 조성물을 광경화시키기 위한 활성 물질의 역할을 하는 산을 방출하는 광 산 발생제; 라디칼을 방출하는, 광 라디칼 발생제; 염기를 방출하는 광 염기 발생제; 열에 노출될 때 분해되어 조성물을 열 경화시키기 위한 활성 물질의 역할을 하는 산을 방출하는, 열 산 발생제; 라디칼을 방출하는 열 라디칼 발생제; 및 염기를 방출하는 열 염기-발생제이다. 방사선의 예는 가시 광, 자외선, 적외선, X 선, 전자빔, α 선 및 γ 선을 포함한다.
중합 개시제의 최적 량은 분해된 개시제로부터 방출된 활성 물질의 종류, 방출된 물질의 양, 요구되는 감도, 및 노출 영역과 비노출 영역 사이의 용해 콘트라스트에 의존한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 중합 개시제의 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 0.001 내지 10 중량 부, 더욱 바람직하게는 0.01 내지 5 중량 부의 범위이다. 0.001 중량 부를 초과하는 것이 노출된 영역과 노출되지 않은 영역 사이의 보다 우수한 용해 콘트라스트를 실현하고 개시제의 효과를 얻기위해 바람직하다. 다른 한편, 제조한 색 변환 필름 (100) 의 균열이나, 개시제의 분해에 기인하는 제조한 필름의 착색을 방지하고, 포토레지스트 제거제에 대한 양호한 코팅 저항성을 실현하기 위해서는, 중합 개시제가 10 중량 부 미만인 것이 바람직하다.
상기 광 산 발생제의 예들은 디아조메탄 화합물, 디페닐요오도늄 염, 트리페닐술포늄염, 술포늄염, 암모늄염, 포스포늄염 및 술폰아미드 화합물을 포함한다. 이들 광 산 발생제의 구조는 하기 식 (A) 로 나타낼 수 있다:
Figure pct00006
상기 식 (A) 에서, R+ 는 수소이거나 또는 탄소 원자 또는 다른 헤테로 원자에 의해 개질된 유기 이온이며, 단, 유기 이온은 알킬기, 아릴 기, 알케닐기, 아실 기 및 알콕시 기로 이루어진 군으로부터 선택된다. 예를 들어, R+는 디페닐요오도늄 이온 또는 트리페닐술포늄 이온이다.
또한, X- 는 바람직하게는 하기 식들 중 어느 것으로 표현되는 상대 이온 (counter ion) 이다.
SbY6 -,
AsY6 -,
Ra pPY6-p -,
Ra qBY4-q -,
Ra qGaY4-q -,
RaSO3 -,
(RaSO2)3C-,
(RaSO2)2N-,
RaCOO-, 및
SCN-
식중에서
Y는 할로겐 원자이고,
Ra는 탄소수 1 내지 20의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 20 의 아릴 기이며, 단 각 기는 불소, 니트로 기 및 시아노 기로 이루어진 군으로부터 선택된 치환기로 치환되고,
Rb는 수소이거나 또는 탄소수 1 내지 8의 알킬기이고,
P는 0 내지 6의 수이고,
q는 0 내지 4의 수이다.
상대 이온의 구체 예로서는: BF4 -, (C6F5)4B-, ((CF3)2C6H3)4B-, PF6 -, (CF3CF2)3PF3 -, SbF6 -, (C6F5)4Ga-, ((CF3)2C6H3)4Ga-, SCN-, (CF3SO2)3C-, (CF3SO2)2N-, 포름산 이온, 아세트산 이온, 트리플루오로메탄술포네이트 이온, 노나플루오로부탄술포네이트 이온, 메탄술포네이트 이온, 부탄술포네이트 이온, 벤젠술포네이트 이온, p-톨루엔술포네이트 이온, 및 술포네이트 이온을 포함한다.
본 발명에서 사용할 수 있는 광산 발생제 중, 술폰산 또는 붕산을 발생시키는 것들이 특히 바람직하다. 이의 예들은, 트리큐밀요오도늄 테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트 (PHOTOINITIATOR2074 [상표], Rhodorsil 사 제조), 디페닐요오도늄 테트라(퍼플루오로페닐)보레이트 및 양이온 및 음이온 부분으로서 각각 술포늄 이온 및 펜타플루오로보레이트 이온을 갖는 화합물을 포함한다. 또한, 광산 발생제의 예들은 또한, 트리페닐술포늄 트리플루오로메탄술포네이트, 트리페닐술포늄 캄포술포네이트, 트리페닐술포늄 테트라(퍼플루오로페닐)보레이트, 4-아세톡시페닐디메틸술포늄 헥사플루오로아르세네이트, 1-(4-n-부톡시나프탈렌-1-일)테트라히드로티오페늄 트리플루오로메탄술포네이트, 1-(4,7-디부톡시-1-나프탈레닐)테트라히드로티오페늄 트리플로오로메탄술포네이트, 디페닐요오도늄 트리플루오로메탄술포네이트, 및 디페닐요오도늄 헥사플루오로아르세네이트를 포함한다. 또한, 하기 식으로 표시되는 광산 발생제를 채용하는 것도 여전히 가능하다:
Figure pct00007
식중에서
각각의 A는 독립적으로 탄소수 1 ~ 20의 알킬기, 탄소수 1 ~ 20의 알콕시기, 탄소수 6 ~ 20의 아릴 기, 탄소수 1 ~ 20의 알킬카르보닐기, 탄소수 6 내지 20의 아릴카르보닐기, 히드록실 기 및 아미노기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기이고;
각각의 p는 독립적으로 0 내지 5의 정수이고; 그리고
B-는 불화 알킬술포네이트 기, 불화 아릴술포네이트 기, 불화 알킬보레이트 기, 알킬술포네이트 기 또는 아릴술포네이트 기이다.
또한, 상기 식에서 양이온 및 음이온이 서로 교환되거나 또는 상기 기재된 다양한 다른 양이온 및 음이온과 결합된 광산 발생제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 상기 식으로 표시되는 술포늄 이온 중 어느 하나를 테트라(퍼플루오로페닐)보레이트 이온과 조합할 수 있고, 또한 상기 식으로 표시되는 요오도늄 이온 중 어느 하나를 테트라(퍼플루오로 페닐)보레이트 이온과 조합할 수 있다. 이들은 여전히 광 산 발생제로 사용될 수도 있다.
열 산 발생제는, 예를 들면, 유기산을 생성할 수 있는 염 또는 에스테르이다. 이의 예들은 다양한 지방족 술폰산 및 이의 염; 시트르산, 아세트산, 말레산 등의 다양한 지방족 카르복실 산 및 이의 염; 벤조산 및 프탈산과 같은 다양한 방향족 카르복실 산 및 그의 염; 방향족 술폰산 및 그의 암모늄 염; 다양한 아민 염; 방향족 디아조늄염; 및 포스폰산 및 그의 염을 포함한다. 본 발명에서 사용할 수 있는 열 산 발생제 중에는, 유기산과 유기 염기의 염이 바람직하고, 술폰산과 유기 염기의 염이 더욱 바람직하다.
술포네이트 이온을 함유하는 바람직한 열 산 발생제의 예는 p-톨루엔술포네이트, 벤젠술포네이트, p-도데실벤젠술포네이트, 1,4-나프탈렌디술포네이트 및 메탄술프 (methanesulf) 를 포함한다.
광 라디칼 발생제의 예는 아조 화합물, 퍼옥사이드, 아실 포스핀 옥사이드, 알킬 페논, 옥심 에스테르 및 티타노센을 포함한다.
본 발명에 따르면, 광 라디칼 발생제로는, 아실 포스핀 옥사이드, 알킬 페논, 옥심 에스테르 또는 이들 중 어느 것의 조합이 보다 바람직하다. 예를 들어, 2,2-dimethxye-1,2-디페닐에탄-1-온, 1-히드록시-시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-히드록시-2-메틸-1-프로판-1-온, 2-히드록시-1-{4-[4-(2-히드록시-2-메틸프로피오닐)벤질]페닐}-2-메틸프로판-1-온, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-1-부타논, 2-(디메틸아미노) -2-[(4-메틸페논)메틸]-1-[4-(4-모르폴리닐)페닐]-1-부타논, 2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐포스핀 옥사이드, 비스(2,4,6-트리메틸벤조일)페닐포스핀 옥사이드, 1,2-옥탄디온 1-[4-(페닐티오)-2-(o-벤조일 옥심)], 에탄온 1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]-1-(o-아세틸 옥심) 또는 이들 중 어느 것의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.
열 라디칼 발생제의 예로서는, 2,2‘ 아조비스(2-메틸발레로니트릴), 2,2‘-아조비스(디메틸발레로니트릴) 또는 이들 중 어느 것의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.
광 염기-발생제의 예는 아미드기를 갖는 다치환 아미드 화합물, 락탐, 이미드 화합물, 및 그러한 구조들을 갖는 화합물을 포함한다.
상기 열 염기 발생제의 예는 이미다졸 유도체, 이를테면 N-(2-니트로벤질옥시카르보닐)이미다졸, N-(3-니트로벤질옥시카르보닐)이미다졸, N-(4-니트로벤질옥시카르보닐)이미다졸, N-(5-메틸-2-니트로벤질옥시카르보닐)이미다졸, 및 N-(4-클로로-2-니트로벤질옥시카르보닐)이미다졸; 1,8-디아자바이시클로(5,4,0)운데센-7, 3차 아민, 4차 암모늄염, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 산 발생제 및/또는 라디칼 발생제 뿐만 아니라 이들 염기 발생제는 단독으로 또는 혼합하여 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 방사선에 노출될 때 산, 염기 또는 라디칼을 발생시키는 중합 개시제가 바람직하게 사용될 수 있다.
따라서, 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 중합 개시제는 광 라디칼 발생제, 광 염기 발생제, 광산 발생제, 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 중합 개시제는 광 라디칼 발생제일 수 있다.
- 용매
본 발명에 따르면, 매우 다양한 공지된 용매가 바람직하게 사용될 수 있다. 용매가 상기 (메타)아크릴 중합체, 중합 개시제 및 선택적으로 포함된 첨가제를 균일하게 용해 또는 분산시킬 수 있는 것이면 용매에 대한 특별한 제한은 없다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 용매는 ; 에틸렌 글리콜 모노알킬 에테르, 이를테면, 에틸렌 글리콜 모노메틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌 글리콜 모노프로필 에테르, 및 에틸렌 글리콜 모노부틸 에테르; 디에틸렌 글리콜 디알킬 에테르, 이를테면, 디에틸렌 글리콜 디메틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디에틸 에테르, 디에틸렌 글리콜 디프로필 에테르, 및 디에틸렌 글리콜 디부틸 에테르; 에틸렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면, 메틸 셀로솔브 아세테이트 및 에틸 셀로솔브 아세테이트; 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면, 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (PGMEA), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 및 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트; 방향족 탄화수소, 이를테면 벤젠, 톨루엔 및 크실렌; 케톤 이를테면, 메틸 에틸 케톤, 아세톤, 메틸 아밀 케톤, 메틸 이소부틸 케톤, 및 시클로헥사논; 알코올 이를테면, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌 글리콜, 및 글리세린; 에스테르, 이를테면, 에틸 3-에톡시프로피오네이트, 메틸 3-메톡시프로피오네이트 및 에틸 락테이트; 및 시클릭 애스터 (cyclic aster), 이를테면, γ-부티로락톤으로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다. 이들 용매는 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용되며, 그 양은 코팅 방법 및 코팅 두께에 의존한다.
더욱 바람직하게는, 프로필렌 글리콜 알킬 에테르 아세테이트, 이를테면 프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 (이하, "PGMEA"), 프로필렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트, 또는 프로필렌 글리콜 모노프로필 에테르 아세테이트가 사용될 수 있다.
더욱 더 바람직하게는 PGMEA가 사용될 수 있다.
감광성 조성물 중의 용매의 양은 조성물을 코팅하는 방법에 따라 자유롭게 조절될 수 있다. 예를 들어, 조성물이 분무 코팅되는 경우, 조성물은 90 중량% 이상의 양으로 용매를 함유할 수 있다. 또한, 큰 기판을 코팅할 때 종종 채용되는 슬릿 코팅법이 수행되는 경우, 용매의 함량은 일반적으로 60 중량% 이상, 바람직하게는 70 중량 % 이상이다.
- 2 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하는 화학 화합물
본 발명의 일부 실시형태에서, 바람직하게는, 감광성 조성물은 2 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하는 화학 화합물을 더 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, "(메타)아크릴로일 기" 라는 용어는 아크릴로일 기 및 메타크릴로일 기의 총칭을 의미한다.
2 이상의 (메타)아크릴로일 기를 갖는 화학 화합물은 (메타)아크릴 중합체와 반응할 수 있고, 다음으로 가교 구조를 형성할 수 있다.
바람직하게는, 화학 화합물은 3 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하여 (메타)아크릴 중합체와 함께 보다 높은 차원의 가교 구조를 생성한다.
2 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하는 화학 화합물의 예로서, 폴리올과 2 이상의 (메타)아크릴산의 반응에 의해 형성된 에스테르가 본 발명에서 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 폴리올은 포화 또는 불포화 지방족 탄화수소, 방향족 탄화수소, 복소환식 탄화수소, 1차, 2차 또는 3차 아민, 에테르, 및 2 이상의 히드록실기의 치환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 기본 구조를 갖는다. 본 발명의 폴리올은 예를 들어, JP 2014-114176 에 개시된 바와 같은 부가적인 치환기를 추가로 포함할 수 있다.
공개적으로 입수가능한 관능성 아크릴레이트로서는, 2관능 아크릴레이트, 다관능 아크릴레이트, 이를테면 A-DOD, A-DCP, 및/또는 A-9300 (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd. 제조) 는 단독으로 또는 혼합하여 바람직하게 사용할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 3 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하는 화학 화합물의 양은 본 발명의 감광성 조성물에 사용되는 다른 중합체와의 보다 양호한 용해성을 실현하기 위해 (메타)아크릴 중합체 100 중량부를 기준으로 0.001 내지 90 중량부의 범위, 더욱 바람직하게는 3 내지 60 중량부의 범위이다. 더욱 더 바람직하게는, 그것은 (메타)아크릴 중합체 100 중량부를 기준으로 5 내지 50 중량부의 범위이다.
- 폴리실록산
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 감광성 조성물은 하기 화학식 I 로 표현되는 실세스퀴옥산 단위를 포함하는 폴리실록산을 더 포함할 수 있다:
Figure pct00008
(화학식 I 중, R 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴 기 치환 또는 비치환된 아르알킬기, 및 치환 또는 비치환된 복소환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 비가수분해성 기이고; 그리고 기호 x는 정수이다.)
알킬기는, 달리 정의되지 않는 한, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킬기가 바람직하다. 아르알킬기는 -알킬아릴을 나타내고, 바람직하게는 벤질 기이다. 아릴은 바람직하게는 벤젠 또는 나프탈렌으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 벤젠 고리이며, 여기서 이들 기는 선택적으로 Cl, F, 1-7 C 알킬, 1-7 C 알콕시, CN, -(CO)알킬, -(CO)O-알킬에 의해 치환된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, R은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, t-부틸, n-헥실, n-데실, n-부틸, 트리플루오로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 시클로헥실, 페닐, 톨릴, 및 나프틸 기로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, R이 페닐기인 경우, 그것은 용매내 폴리실록산의 보다 양호한 용해도에 이를 수도 있고, 제조된 막 내의 크랙을 감소시킬 수도 있고, R이 메틸기인 경우, 원료는 보다 용이하게 시장으로부터 얻어질 수도 있고 제조된 필름의 보다 높은 경도 및 보다 양호한 화학적 안정성에 이를 수도 있다고 생각된다.
따라서, 보다 바람직하게는, R은 페닐기 또는 메틸기일 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 바람직하게는, 폴리실록산은 하기 화학식 II로 표현되는 제 1, 제 2 및 제 3 반복 단위를 포함한다:
Figure pct00009
(화학식 II 중, R1 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴 기, 치환 또는 비치환된 아르알킬기, 및 치환 또는 비치환된 복소환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 비가수분해성 기이다; R2 은 수소, 치환 또는 비치환된 알킬기, 치환 또는 비치환된 아릴 기, 치환 또는 비치환된 아르알킬기, 및 치환 또는 비치환된 복소환기로 이루어진 군으로부터 선택되는 비가수분해성 기이다; 그리고 기호 l, m, n 은 정수이고 0 <m + n 이고, R1 및 R2는 서로 상이하다. )
알킬기는, 달리 정의되지 않는 한, 1 내지 15개의 C 원자를 갖는 알킬기가 바람직하다. 아르알킬기는 -알킬-아릴을 나타내고, 바람직하게는 벤질 기이다. 아릴은 바람직하게는 벤젠 또는 나프탈렌으로부터 선택되고, 가장 바람직하게는 벤젠 고리이며, 여기서 이들 기는 선택적으로 Cl, F, 1-7 C 알킬, 1-7 C 알콕시, CN, -(CO)알킬, -(CO)O-알킬에 의해 치환된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, R1 은 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, t-부틸, n-헥실, n-데실, n-부틸, 트리플루오로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 시클로헥실, 페닐, 톨릴, 및 나프틸 기로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있고; 그리고 R2 는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필, t-부틸, n-헥실, n-데실, n-부틸, 트리플루오로메틸, 2,2,2-트리플루오로에틸, 3,3,3-트리플루오로프로필, 시클로헥실, 페닐, 톨릴, 및 나프틸 기로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, R1 또는 R2 가 페닐기인 경우, 그것은 용매내 폴리실록산의 보다 양호한 용해도에 이를 수도 있고, 제조된 막 내의 크랙을 감소시킬 수도 있고, R1 또는 R2 가 메틸기인 경우, 원료는 용이하게 시장으로부터 얻어질 수 있고 제조된 필름의 보다 높은 경도 및 보다 양호한 화학적 안정성에 이를 수도 있다고 생각된다.
따라서, 보다 바람직하게는 R1은 페닐일 수 있고 R2 는 메틸일 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 폴리실록산은 화학식 III 로 표현되는 하기 반복 단위를 더 포함할 수 있다;
Figure pct00010
(화학식 III 중, R3은 알콕시 기 및/또는 히드록실기로부터 선택되는 가수분해가능한 기이고, 기호 o 는 0 또는 정수이다. )
예를 들어 JP 2014-114176, WO 2012/157696 A1, WO 2013/151166 A 에 기재된 바와 같은 그러한 폴리실록산이 본 발명의 폴리실록산으로 바람직하게 사용될 수 있다.
- 산란 입자 및/또는 반사 지수 조정 재료
본 발명의 일부 실시형태에서, 감광성 조성물은, 산란 입자, 반사 지수 조정 재료 (reflective index adjusting material), 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 산란 입자로서, 상기 광산란 입자를 포함하고, Mie 산란 효과를 부여할 수 있는 층의 매트릭스 재료와는 굴절률이 상이한 임의의 종류의 공지된 광산란 입자가 원하는 바에 따라 바람직하게 사용될 수 있다.
예를 들어, SiO2, SnO2, CuO, CoO, Al2O3 TiO2, Fe2O3, Y2O3, ZnO, MgO 와 같은 무기 산화물의 작은 입자; 중합된 폴리스티렌, 중합된 PMMA와 같은 유기 입자; 중공 실리카와 같은 무기 중공 산화물 또는 이들의 임의의 조합이 바람직하게 사용될 수 있다.
위에서 언급된 광산란 입자는 지수 조정용 재료로서 사용될 수 있다.
바람직하게는, 광 산란 입자 및 또는 반사 지수 조정 재료의 평균 입자 직경은 350 nm 내지 5 ㎛ 범위일 수 있다.
바람직하게는, 광 산란 입자 및 또는 반사 지수 조정 재료의 평균 입자 직경은 350 nm 내지 5 ㎛ 범위일 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 광산란 입자와 층 매트릭스 사이의 굴절률 차가 0.1 만큼 작을지라도, 평균 입자 직경이 350 nm를 초과하면, 나중에 Mie 산란에 의해 야기되는 강한 전방 산란 (forward scattering) 에 이를 수 있다고 생각된다.
한편, 광 산란 입자 (150) 를 사용하여 보다 양호한 층 형성 특성을 얻기 위해서는, 최대 평균 입자 직경이 바람직하게는 5㎛ 이하이다. 더욱 바람직하게는, 500 ㎚ 내지 2 ㎛이다.
- 착색제
본 발명의 일부 실시형태에서, 감광성 조성물은 염료, 안료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 가시광을 흡수할 수 있는 착색제는 염료, 안료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 바람직하게는, LCD 색 필터용으로 임의의 종류의 공지된 염료 및/또는 안료가 이러한 방식으로 사용될 수 있다.
예를 들면, "Technologies on LCD Color Filter and Chemicals” CMC Publishing P. 53 (1998)" 에 보여진 바처럼, 아조-킬레이트 안료, 융합 아조 안료, 퀴나크리돈 안료, 이소인돌리논 안료, 페릴렌 안료 페리논 안료, 불용성 아조 안료, 프탈로시아닌 안료 , 디옥사진 안료, 안트라퀴논 안료, 티오인 안료 또는 이들 중 어느 것의 조합이 사용될 수도 있다.
- 다른 첨가제
본 발명의 감광성 조성물은 필요하다면 다른 첨가제를 함유할 수도 있다. 첨가제의 예는 현상액-용해 촉진제, 스컴 제거제 (scum remover), 접착 증진제, 중합 억제제, 소포제, 계면 활성제 및 증감제를 포함한다.
현상액-용해 촉진제 또는 스컴 제거제는 현상액에서 형성된 코팅의 용해도를 제어함으로써 현상 후 기판 상에 스컴이 잔류하는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 이 첨가제로서는, 크라운 에테르가 채택될 수 있다. 가장 단순한 구조를 갖는 크라운 에테르는 하기 일반 식에 의해 표현된다: (-CH2-CH2-O-)n. 이들 중에서, n 이 4 내지 7 인 식의 크라운 에테르가 본 발명에서 바람직하게 사용된다. 한편, 크라운 에테르는 개별적으로 "x-크라운-y-에테르" 로 종종 언급되며, 여기서 x 및 y는 각각 고리를 형성하는 원자의 총 수 및 그 안에 포함된 산소 원자의 수를 나타낸다. 본 발명에서, 첨가제는 바람직하게는 X = 12, 15, 18 및 21 그리고 y=x/3 의 크라운 에테르, 이의 벤조 축합 생성물, 및 이의 시클로헥실 축합 생성물로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 크라운 에테르의 바람직한 예는 21-크라운-7-에테르, 18-크라운 -6-에테르, 15-크라운-5-에테르, 12-크라운-4-에테르, 디벤조-21-크라운-7- 에테르, 디벤조-18-크라운-6-에테르, 디벤조-15-크라운-5-에테르, 디벤조-12- 크라운-4-에테르, 디시클로헥실-21-크라운-7-에테르, 디시클로헥실-18-크라운-6-에테르, 디시클로헥실-15-크라운-5-에테르 및 디시클로헥실-12-크라운-4- 에테르를 포함한다. 그 중에서도, 18-크라운-6-에테르 및 15-크라운-5-에테르로 이루어진 군으로부터 첨가제를 선택하는 것이 특히 바람직하다. 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15 중량 부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10 중량 부이다.
접착 증진제는 본 발명의 감광성 조성물로부터 경화 막을 형성할 때의 경화 후에 가해지는 응력에 의해 패턴이 박리되는 것을 방지하는 기능을 갖는다. 접착 증진제로서는, 이미다졸 및 실란 커플링 제가 바람직하게 사용된다. 이미다졸의 예는 2-하이드록시벤즈이미다졸, 2-하이드록시에틸 벤즈이미다졸, 벤즈이미다졸, 2-하이드록시이미다졸, 이미다졸, 2-메르캅토이미다졸 및 2-아미노이미다졸을 포함한다. 그 중에서도, 2-히드록시벤즈이미다졸, 벤즈이미다졸, 2-히드록시이미다졸 및 이미다졸이 특히 바람직하다.
실란 커플링제로서는, 에폭시 실란 커플링제, 아미노 실란 커플링제, 및 메르캅토 실란 커플링제 등의 공지의 화합물을 바람직하게 채용할 수 있다. 이의 예는, 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란, 3-글리시드옥시프로필트리에톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 및 3-이소시아네이트프로필트리메톡시실란을 포함한다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15 중량 부이다.
실란 커플링제로서 산성 기를 갖는 실란 또는 실록산 화합물을 사용할 수도 있다. 산성 기의 예는 카르복실기, 산 무수물 기 및 페놀성 히드록실 기를 포함한다. 카르복실 기 또는 페놀성 히드록실 기와 같은 단염기성 산기를 갖는 경우, 화합물은 2 이상의 산성 기를 갖는 단일 실리콘-함유 화합물인 것이 바람직하다.
상기 실란 커플링제의 예는 하기 식 (B) 로 표현되는 화합물을 포함한다:
Figure pct00011
및 이들로부터 유도된 중합 단위를 갖는 중합체. 이들 중합체는 X 또는 R3 가 상이한 복수 종류의 단위를 조합하여 포함할 수도 있다.
상기 식에서, R4는 바람직하게는 1 내지 10개의 탄소 원자를 갖는 알킬기와 같은 탄화수소 기이다. 이의 예는 메틸, 에틸, n-프로필, 이소-프로필 및 n-부틸기를 포함한다. 식 (A) 는 복수의 R4를 포함하고, 이들은 서로 동일하거나 또는 상이할 수도 있다.
상기 식에서, X 는 티올, 포스포늄, 보레이트, 카르복실, 페놀, 퍼옥사이드, 니트로, 시아노, 술포 또는 알코올 기와 같은 산성 기를 포함한다. 산성 기는 아세틸, 아릴, 아밀, 벤질, 메톡시메틸, 메실, 톨릴, 트리메 톡시실릴, 트리에톡시실릴, 트리이소프로필실릴 또는 트리틸 기와 같은 보호 기로 보호될 수도 있다. 또한, X는 산 무수물 기일 수도 있다.
이들 중에서, R4 및 X는 각각 메틸기 및 카르복실 산 무수물 기인 것이 바람직하다. 예를 들면, 산 무수물 기 함유 실리콘이 바람직하다. 이의 구체적인 예는 하기 식 (B-1) 으로 표현되는 화합물 (X-12-967C [상표], Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조) 및 말단 또는 측쇄에 그 식에 대응하는 구조를 가지며 중량 평균 분자량이 1000 이하인, 실리콘 등의 실리콘 함유 중합체이다. 또한, 티올, 포스포늄, 보레이트, 카르복실, 페놀, 퍼옥사이드, 니트로, 시아노 또는 술포 기와 같은 산성 기로 개질된 말단을 갖고 4000 이하의 중량 평균 분자량을 갖는 디메틸 실리콘이 바람직하다. 이의 예는 하기 식 (B-2) 및 (B-3) 에 의해 표현되는 화합물 (X-22-2290AS 및 X-22-1821 [상표], Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조) 을 포함한다.
Figure pct00012
실란 커플링제가 실리콘 구조를 함유하고 너무 큰 분자량을 갖는 경우, 조성물과의 상용성이 불량하다. 결과적으로, 코팅은 반응기가 코팅 내에 잔류할 수 있는 정도로 불충분하게 현상액에 용해된다. 이것은 예를 들어, 코팅이 포스트 공정에 대해 충분한 내화학성을 가질 수 없다는 점에서 문제를 일으킬 수도 있다. 이러한 관점에서, 실리콘 함유 화합물의 중량 평균 분자량은 바람직하게는 5000 이하, 보다 바람직하게는 1000 내지 4000이다. 또한, 실란 커플링 제로서 산성 기 함유 실란 또는 실록산 화합물을 사용하는 경우, 그 양은 감광성 조성물 중의 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 0.01 내지 15 중량 부인 것이 바람직하다.
중합 억제제로서는 니트론 유도체, 니트록시드 라디칼 유도체 및 하이드로퀴논 유도체, 이를테면 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논 및 부틸하이드로퀴논이 혼입될 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 10 중량 부이다.
소포제의 예로는 알코올 (C1 내지 C18); 올레산 및 스테아르 산과 같은 고급 지방산; 고급 지방산 에스테르, 예를 들어 글리세린 모노라우레이트; 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) (Mn : 200 내지 10000) 및 폴리프로필렌 글리콜 (Mn : 200 내지 10000) 과 같은 폴리에테르; 실리콘 화합물, 예컨대 디메틸 실리콘 오일, 알킬-개질된 실리콘 오일 및 플루오로-실리콘 오일; 및 아래에서 더 상세하게 설명되는 유기 실록산 계면 활성제를 포함한다. 이들은 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.1 내지 3 중량 부이다.
필요에 따라, 본 발명의 감광성 조성물은 계면 활성제를 추가로 함유할 수 있으며, 이 계면 활성제는 도포성, 현상성 등을 개선하기 위해 혼입된다. 본 발명에서 사용할 수 있는 계면 활성제는, 예를 들면, 비이온성, 음이온성 및 양쪽성 계면 활성제이다.
비이온성 계면 활성제의 예로는 폴리옥시에틸렌 알킬 에테르, 이를테면 폴리옥시에틸렌 라우릴 에테르, 폴리옥시에틸렌 올레일 에테르 및 폴리옥시에틸렌 세틸 에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 디에테르; 폴리옥시에틸렌 지방산 모노에테르; 폴리옥시에틸렌- 폴리옥시프로필렌 블록 중합체; 아세틸렌 알코올; 아세틸렌 글리콜 유도체, 이를테면 아세틸렌 글리콜, 아세틸렌 알코올의 폴리에톡시에이트, 및 아세틸렌 글리올의 폴리에톡시에이트; 실리콘 함유 계면활성제, 이를테면, Fluorad ([상표명], Sumitomo 3M Limited 제조), MEGAFAC ([상표명], DIC Corporation 제조), 및 Surufuron ([상표명], Asahi Glass Co., Ltd. 제조); 및 유기 실록산 계면활성제, 이를테면, KP341 ([상표명], Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 제조) 를 포함한다. 위의 아세틸렌 글리콜의 예들은: 3-메틸-1-부틴-3-올, 3-메틸-1-펜틴-3-올, 3,6-디메틸-4-옥틴-3,6-디올, 2,4,7,9-테트라메틸-5-데신-4,7-디올, 3,5-디메틸-1-헥신-3-올, 2,5-디메틸-3-헥신-2,5-디올, 및 2,5-디메틸-2,5- 헥산디올을 포함한다.
음이온성 계면 활성제의 예로는 알킬디페닐에테르 디술폰산의 암모늄염 및 유기 아민 염, 알킬디페닐에테르 술폰산의 암모늄염 및 유기 아민 염, 알킬벤젠술폰산의 암모늄염 및 유기 아민 염, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 황산의 암모늄염 및 유기 아민 염, 및 알킬황산의 암모늄염 및 유기 아민 염이 포함된다.
또한, 양쪽성 계면 활성제의 예로는 2-알킬-N-카르복시메틸-N-히드록시에틸 이미다졸륨 베타인 및 라우릴 산 아미도프로필 히드록시 술폰 베타인이 포함된다.
이들 계면 활성제는 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 그 양은 통상 본 발명의 감광성 조성물을 기준으로 50 내지 2000 ppm, 바람직하게는 100 내지 1000 ppm이다.
필요에 따라, 본 발명의 감광성 조성물에 증감제가 혼입될 수 있다. 본 발명의 조성물에 바람직하게 사용되는 증감제의 예는 쿠마린, 케토쿠마린, 그 유도체, 티오피릴륨염 및 아세토페논을 포함한다. 특히, 그의 구체적인 예는 증감 염료, 이를테면, p-비스(o-메틸스트릴)벤젠, 7-디메틸아미노-4-메틸퀴놀론-2,7-아미노-4-메틸쿠마린, 4,6-디메틸-7-에틸아미노쿠마린, 2-(p-디메틸아미노스트릴)피리딜메틸 요오드화물, 7-디에틸아미노쿠마린, 7-디에틸아미노-4-메틸쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로-8-메틸퀴놀리디노-<9,9a,1-gh>쿠마린, 7-디에틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린, 7-디메틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린, 7-아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로퀴놀리디노<9,9a,1-gh>쿠마린, 7-에틸아미노-6-메틸-4-트리플루오로메틸쿠마린, 7-에틸아미노-4-트리플루오로메틸쿠마린, 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로-9-카르보에톡시퀴놀리디노-<9,9a,1-gh>쿠마린, 3-(2’-N-메틸벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린, N-메틸-4-트리플루오로메틸피페리디노-<3,2-g>쿠마린, 2-(p-디메틸아미노스트릴)벤조티아졸릴에틸 요오드화물, 3-(2’-벤즈이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린, 3-(2’-벤조티아졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린, 및 하기 식으로 표현되는 피릴륨 또는 티오피릴륨 염을 포함한다. 증감 염료는 고압 수은 램프 (360 내지 430 nm) 와 같은 저렴한 광원을 사용하여 패터닝을 수행할 수 있게 한다. 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.05 내지 15 중량 부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 10 중량 부이다.
Figure pct00013
증감제로서는, 안트라센 골격을 갖는 화합물을 사용할 수도 있다. 그 구체적인 예는 하기 식 (C) 으로 표현되는 화합물을 포함한다:
Figure pct00014
식중에서
각각의 R31은 독립적으로 알킬기, 아르알킬기, 아릴 기, 히드록시알킬 기, 알콕시알킬 기, 글리시딜 기 및 할로겐화 알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기이고;
각각의 R32는 독립적으로 수소, 알킬기, 알콕시 기, 할로겐 원자, 니트로 기, 술폰산 기, 히드록실기, 아미노기 및 카르보알콕시기로 이루어진 군으로부터 선택되는 치환기이고; 그리고
각각의 k는 독립적으로 0 및 1 내지 4의 정수이다.
안트라센 골격을 갖는 증감제는, 예를 들면, 특허 문헌 3 및 4에 개시되어 있다. 안트라센 골격을 갖는 증감제가 첨가될 때, 그 양은 (메타)아크릴 중합체 100 중량 부를 기준으로 바람직하게는 0.01 내지 5 중량 부이다.
또한, 필요에 따라, 본 발명의 감광성 조성물에 안정화제가 또한 첨가될 수 있다. 안정화제는 일반적으로 공지된 것들로부터 자유롭게 선택될 수 있다. 그러나, 본 발명에서는, 방향족 아민이 안정화 효과가 높기 때문에 바람직하다. 이들 방향족 아민 중에서, 피리딘 유도체가 바람직하고, 2 및 6 위치에 부피가 큰 치환기를 갖는 피리딘 유도체가 특히 바람직하다. 그 구체적인 예는 다음과 같다:
Figure pct00015
- 본 발명의 색 변환 필름
또 다른 양태에서, 본 발명은 복수의 나노 크기의 형광 재료 (110), 습윤 및 분산제 (130), 및 중합체 매트릭스 (120) 를 포함하는 색 변환 필름으로서, 상기 습윤 및 분산제 (130) 는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 아미노 기, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는, 상기 색 변환 필름에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, "필름" 이라는 용어는 "층" 및 "시트" 유사 구조를 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 색 변환 필름 (100) 은, 산란 입자, 반사 지수 조정 재료, 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 색 변환 필름 (100) 은 염료, 안료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 착색제의 주된 요건 중 하나는 색 변환 필름 (100) 내의 나노크기의 형광 재료 (110) 를 여기시키는 여기 광을 광원으로부터 흡수하여 색 변환 필름 (100) 으로부터 광의 색순도를 향상시키는 것이다. 따라서, LCD 색 필터용으로 시판되는 황색 안료는 또한, 광 변환 필름이 녹색 하위 색 화소 (sub color pixel) 를 갖는 경우 녹색 하위 색 화소에서 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 색 변환 필름 (100) 은 균일한 색 변환 필름일 수 있거나, 또는 적어도 제 1 하위 색 영역이 광원에 의해 조명될 때 제 2 하위 색 영역들보다 더 긴 피크 파장을 갖는 광을 방출하는, 제 1 및 제 2 하위 색 영역들 (120) 을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 색 변환 필름 (100) 은 적색 하위 색 영역, 녹색 하위 색 영역 및 청색 하위 색 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 색 변환 필름 (100) 은 주로, 도 1 내지 도 7 에 설명된 바와 같은 적색 하위 색 영역, 녹색 하위 색 영역 및 청색 하위 색 영역으로 이루어질 수 있다.
더욱 더 바람직하게는, 청색 LED(들) 과 같은 청색 발광 광원이 사용되는 경우, 청색 나노크기의 형광 재료 (110) 없이 청색 하위 색 영역이 만들어질 수 있다.
그 경우, 청색 하위 색 영역도 청색 착색제 없이 만들어 질 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 색 변환 필름 (100) 은 흑색 매트릭스 (이하, "BM") 를 추가로 포함한다.
바람직한 실시형태에서, BM은 도 1에 설명된 바와 같은 하위 색 영역들 사이에 배치될 수 있다. 다시 말해, 본 발명의 하위 색 영역은 하나 이상의 BM에 의해 표시 (mark out) 될 수 있다.
BM 용 재료는 특별히 제한되지 않는다. 잘 알려진 재료, 특히 색 필터용으로 잘 알려진 BM 재료가 원하는 바에 따라 바람직하게 사용될 수 있다. 이를테면 흑색 염료 분산된 중합체 조성물은 JP 2008-260927A, WO 2013/031753A 에 기재된 바와 같다.
BM의 제작 방법은 특별히 제한되지 않고, 잘 알려진 기술이 이러한 방식으로 사용될 수 있다. 이를테면, 직접 스크린 인쇄, 포토리소그래피, 마스크를 사용한 기상 증착 (vapor deposition) 이 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 색 변환 필름 제조 공정에서의 감광성 조성물의 용도에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한, 광학 디바이스에서의 색 변환 필름 (100) 의 용도에 관한 것이다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한, 색 변환 필름 (100) 을 포함하는 광학 디바이스 (200) 에 관한 것이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광학 디바이스 (200) 는 광원을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 광학 디바이스 내의 광원의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 바람직하게는, UV 또는 청색 단일 색 광원이 사용될 수 있다.
보다 바람직하게는, 청색 LED, CCFL, EL 또는 이들 중 어느 것의 조합과 같은 청색 광 영역에서 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 광원이 사용될 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, 용어 "청색" 은 380nm 와 515nm 사이의 광 파장을 의미하는 것으로 받아들여진다. 바람직하게는, "청색" 은 430nm와 490nm 사이에 있다. 보다 바람직하게는, 이는 450nm와 470nm 사이에 있다.
더욱 더 바람직하게는, 광학 디바이스 (200) 의 광원은 청색 LED(들) 과 같은 청색 광원이고, 색 변환 필름 (100) 은 녹색 하위 색 영역과 적색 하위 색 영역을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 선택적으로, 광원은 광원으로부터의 광 균일성을 증가시키기 위해 도광판을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광학 디바이스 (200) 는 광 변조기를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광 변조기는 액정 소자, 마이크로 전자 기계 시스템 (이후 "MEMS"), 전기 습윤 소자 및 전기 영동 소자로 이루어지는 군으로부터 선택될 수 있다.
광 변조기가 액정 소자인 경우, 임의의 유형의 액정 소자가 이러한 방식으로 사용될 수 있다. 예를 들면, LCD 에 일반적으로 사용되는 트위스트 네마틱 모드, 수직 정렬 모드, IPS 모드, 게스트 호스트 모드 액정 소자가 바람직하다.
또한, 본 발명에 따르면, 노멀리 블랙 (normally black) TN 모드 액정 소자가 광 변조기로서도 적용 가능하다.
일반적으로, 이론에 구애 됨이 없이, 노멀리 블랙 TN 모드는 더 높은 콘트라스트 비율을 실현할 수 있지만, 양호한 화이트 밸런스를 유지하기 위해 각 컬러 화소에서의 셀 갭이 상이하기 때문에 제조 공정이 복잡하다고 한다.
본 발명에 따르면, 노말리 블랙 TN 모드 LC 소자의 셀 갭을 각 화소에서 변경할 필요가 없다.
본 발명에 따르면, 단일 색 여기 광원을 색 변환 필름 (100) 과 조합하여 사용하는 것이 바람직할 수 있기 때문이다. 이를테면, 단일 색 여기 광원으로서는, UV LED, 청색 LED 가 있다.
그 경우, 광원은 하나의 피크 파장 영역을 갖는 광을 방출하고 광원으로부터의 여기 광의 세기는 각 화소에서 동일한 셀 갭을 갖는 노멀리 블랙 TN 모드 LC 층에 의해 제어될 수 있고, 다음으로 여기 광은 색 변환 필름 (100) 으로 들어가 더 긴 파장으로 변환된다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선택적으로, 광학 디바이스 (200) 는 복수의 광산란 입자를 포함하는 광산란 층을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 광 산란 층은 광원과 색 변환 필름 (100) 사이에 배치되어 주변 광 산란에 의해 야기되는 디바이스의 글래어 상태 (glare state) 를 감소시킬 수 있다.
바람직하게는, 복수의 광 산란 입자는 광산란 층 및/또는 색 변환 필름 (100) 으로부터 광원 측에 배치된 하나 이상의 다른 층에만 존재할 수 있다.
이론에 구애됨이 없이, 그러한 실시 형태는 입사광 하에서 소자의 보다 양호한 휘도 콘트라스트 및/또는 보다 적은 컬러 시프트에 이를 수도 있다고 생각된다.
바람직하게는, 광산란 층은 색 변환 필름 (100) 의 광원 측의 표면 상에 배치된다.
바람직하게는, 광 변조기가 광원으로부터 봤을 때 색 변환 필름 (100) 의 뒤쪽에 배치되는 경우, 복수의 광 산란 입자가 색 변환 필름 (100) 내에 존재할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 광 변조기는 색 변환 필름 (100) 의 광 추출 측에 배치된다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 광 변조기는 광원과 색 변환 필름 (100) 사이에 배치된다.
본 발명에 따르면, 일부 실시 형태에서, 바람직하게는, 광학 디바이스는 필름의 일측에 나노미터 스케일의 구조를 갖는 필름을 추가로 포함하고, 필름의 다른 측은 색 변환 필름 (100) 의 광 방출 측의 최외각 표면 상에 직접 부착되어, 색 변환 필름 및 광학 디바이스 (200) 의 아웃커플링 효율을 향상시킬 수 있다.
더욱 바람직하게는, 나노미터 스케일 구조를 갖는 필름은 색 변환 필름 (100) 상에 직접 부착될 수 있다
이론에 구애 됨이 없이, 나노미터 스케일 구조는 광 변환 필름을 떠나는 광량을 증가시킬 수 있다고 생각된다. 이러한 구조물은 잘 알려진 기술, 예를 들어 나노 임프린팅 기술을 사용하여 제조될 수 있다.
일반적으로, 나노미터 스케일 구조는 복수의 하위 색 화소에 대해 오버랩될 수 있다. 따라서, 나노미터 스케일 구조는 바람직하게는 작은 크기의 화소에 적용 가능하다.
더욱 바람직하게는, 나노미터 스케일 구조를 갖는 필름은 “Sang Soon Oh et. al., Microelectronic Engineering, vol. 87, Issue 11, Nov. 2010, pp 2328 - 2331 에 기재된 것과 같은 모스-아이 렌즈 (moth-eye lens) 이다.
본 발명에 따르면, 일부 실시형태에서, 광원과 반대되는 측의 색 변환 필름 (100) 의 표면은 나노미터 스케일 구조를 갖는 필름 대신에 나노미터 스케일 구조를 가질 수 있다. 이론에 구애 됨이 없이, 나노미터 스케일 구조물은 전반사에 의한 광 손실을 방지할 수 있다고 생각된다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 선택적으로, 광원은 스위칭 가능할 수 있다.
본 발명에 따르면, "스위치 가능"이라는 용어는 광이 선택적으로 켜지거나 꺼질 수 있음을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 스위치 가능 광원은 액티브 매트릭스 EL, 패시브 매트릭스 EL, 복수의 LED 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 선택적으로, 광학 디바이스 (200) 는 색 필터 층을 더 포함할 수 있다. 본 발명에 따르면, 색 필터로서, LCD 색 필터와 같은 광학 디바이스용 적색, 녹색 및 청색 하위 색 영역을 포함하는 임의의 종류의 공지된 색 필터가 바람직하게 이 방식으로 사용될 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 색 필터의 적색 하위 색 영역은 적어도 610 내지 640nm 의 광 파장에 대해 투명할 수 있고, 색 필터의 녹색 하위 색 영역은 적어도 515 내지 550nm 의 범위의 광 파장에 투명하다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 선택적으로, 광 디바이스 (200) 는 광원과 색 변환 필름 (100) 사이에 배치된 선택적 광 반사 층을 더 포함한다.
본 발명에 따르면, "광 반사" 라는 용어는 편광 광 방출 디바이스의 작동 중에 사용되는 파장 또는 파장 범위에서 적어도 약 60 %의 입사광을 반사시키는 것을 의미한다. 바람직하게는 이는 70 % 를 넘고, 더욱 바람직하게는 75 % 를 넘고, 가장 바람직하게는 이는 80 % 를 넘는다.
본 발명에 따르면, 선택적 광 반사층은 광원으로부터의 피크 광 파장을 통과시킬 수 있고, 색 변환 필름 (100) 으로부터의 변환 광을 반사시킬 수 있다
선택적 광 반사층을 위한 재료는 특별히 한정되지 않는다. 선택적 광 반사층을 위해 잘 알려진 재료가 원하는 바에 따라 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 선택적 광 반사층은 단층 또는 다층일 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 선택적 광 반사층은 Al 층, Al + MgF2 적층된 층들, Al + SiO 적층된 층들, Al + 유전체 다중 층, Au 층, 유전체 다중 층, Cr + Au 적층된 층들로 이루어지는 군으로부터 선택되고 ; 선택적 광 반사층은 더 바람직하게는 Al 층, Al + MgF2 적층된 층들, Al + SiO 적층된 층들, 콜레스테릭 액정 층, 적층된 콜레스테릭 액정 층이다.
콜레스테릭 액정 층의 예는, 예를 들면, 국제 특허 출원 공개 WO 2013/156112A, WO 2011/107215 A 에 기재되어 있다.
일반적으로, 선택적 광 반사층을 제조하는 방법은 원하는 바에 따라 달라질 수 있고 널리 알려진 기술로부터 선택될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 콜레스테릭 액정 층을 제외한 선택적 광 반사층은 기상 기반 코팅 공정 (이를테면 스퍼터링, 화학 기상 증착, 기상 증착, 순간 증발 (flash evaporation)) 또는 액체 기반 코팅 공정에 의해 제조될 수 있다.
콜레스테릭 액정 층의 경우, 예를 들면 WO 2013/156112A, 또는 WO 2011/107215 A에 기재된 방법으로 제조할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 광학 디바이스 (200) 는 액정 디스플레이, 전기 발광 디스플레이, MEMS 디스플레이, 전기 습윤 디스플레이 및 전기영동 디스플레이로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
보다 바람직하게는, 광학 디바이스 (200) 는 트위스티드 네마틱 액정 디스플레이, 수직 정렬 모드 액정 디스플레이, IPS 모드 액정 디스플레이, 게스트 호스트 모드 액정 디스플레이 또는 노멀리 블랙 TN 모드 액정 디스플레이와 같은 액정 디스플레이일 수 있다.
광학 디바이스들의 예는 예를 들어 WO 2010/095140 A2 및 WO 2012/059931 A1에 기재되어 있다.
- 제조 방법
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 색 변환 필름 (100) 을 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계 (a) 및 (b) :
(a) 감광성 조성물을 기판 상에 제공하는 단계
(b) 열처리에 의해 감광성 조성물을 중합하거나, 또는 감광성 조성물을 광선하에 노출시키거나, 또는 이들 중 임의의 조합의 단계
를 이 순서로 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 단계 (b) 에서 열처리의 가열 온도는 40 ℃ 내지 150 ℃ 의 범위일 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 소성 단계에서의 소성 온도는 70 ℃ 내지 140 ℃ 의 범위이다.보다 바람직하게는 그것은 80 °C 내지 120 °C 의 범위이다.
열처리 시간은 특별히 제한되지 않지만, 바람직하게는 30 초 ~ 24 시간, 보다 바람직하게는 60 초 ~ 3 시간이다.
- 코팅 단계
본 발명에 따르면, 감광성 조성물을 기판 상에 제공하기 위해, 임의의 종류의 공지된 코팅 방법이 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들어, 침지 코팅, 그라비어 코팅, 롤 코팅, 바 코팅, 브러시 코팅, 분무 코팅, 닥터 코팅, 유동 코팅, 스핀 코팅 및 슬릿 코팅이 있다.
또한, 단계 (a) 에서 감광성 조성물로 코팅될 기판은 또한 특히 제한되지 않고, 예를 들어 실리콘 기판, 유리 기판 및 중합체 필름으로부터 적절하게 선택될 수 있다. 그리고 기판은 단단하거나 또는 유연할 수 있다.
- 예비소성 단계
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 선택적으로, 단계 (a) 후에, 건조 및 그 안에 남아있는 용매를 감소시키기 위해 기판 상에 제공된 감광성 조성물에 예비소성 (예열 처리) 단계가 적용될 수 있다. 예비소성 단계는 대체로 50 내지 150 ℃, 바람직하게는 90 내지 120 ℃ 로 10 내지 300 초, 바람직하게는 30 초 내지 120 초 동안 핫 플레이트 상에서 또는 1 내지 30 분 동안 클린 오븐에서 수행될 수 있다.
- 감광성 조성물을 중합시키기 위한 단계 (b) 로서의 노출 단계
본 발명의 바람직한 실시 형태에서, 코팅을 형성한 후에, 그 표면을 광에 노출시킬 수 있다. 노출용 광원으로는, 종래의 패턴 형성 공정에 사용되는 임의의 광원을 채용할 수 있다. 광원의 예는 고압 수은 램프, 저압 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 크세논 램프, 레이저 다이오드 및 LED 를 포함한다. 노출용의 광은 보통 g-선, h-선, i-선 등의 UV 선이다. 반도체 등의 초미세 제조의 경우를 제외하고는, 수 ㎛ 내지 수십 ㎛의 패터닝에 360 내지 430 nm의 광 (고압 수은 램프) 을 사용하는 것이 일반적이다. 특히, 액정 디스플레이를 제조할 때, 430 nm의 광이 종종 사용된다. 상기 한 바와 같이, 이 경우, 증감 염료와 본 발명의 네가티브 작업 감광성 조성물을 조합하는 것이 유리하다. 노출 광의 에너지는 광원 및 코팅의 두께에 의존하지만, 만족할만한 해상도를 얻기 위하여 그리고 할레이션을 피하기 위해서는 일반적으로 10 내지 2000 mJ/cm2, 바람직하게는 20 내지 1000 mJ/cm2 이다.
코팅이 광에 이미지식으로 (imagewise) 노출될 수 있기 위하여, 일반적인 포토마스크가 채용될 수 있다. 임의의 포토마스크가 알려진 것들 중에서 선택될 수 있다. 노출에서의 환경 조건에 대한 특별히 제한은 없으며, 노출은 주위 분위기 (정상 분위기) 또는 질소 분위기 하에서 수행될 수 있다. 필름이 기판의 전체 표면 상에 형성되면, 전체 기판 표면은 광에 노출된다. 본 발명에서, "패턴 필름" 이란 용어는 이와 같이 기판의 전체 표면 상에 형성된 필름을 포함한다.
- 노출 후 소성 단계
노출 단계 (b) 후에, 선택적으로, 노출 후 소성이 코팅의 노출된 영역에서 반응 개시제에 의해 야기된 혼성중합체 반응을 촉진시키는 목적으로 필요에 따라 수행될 수 있다.
노출 후 소성의 온도는 바람직하게는 40 내지 150 ℃, 보다 바람직하게는 60 내지 120 ℃이다.
- 현상 단계
노출 단계 (b) 후에, 현상 단계 (c) 가 선택적으로 수행될 수 있다. 필름이 기판의 전체 표면 상에 형성될 경우, 현상 단계 (c) 가 생략될 수 있다. 현상 단계에서 사용되는 현상액로서, 종래의 감광성 조성물을 현상하는데 사용되는 임의의 현상액을 채택할 수 있다. 본 발명에서는, TMAH 수용액을 사용하여 감광성 조성물의 용해 속도를 결정하지만, 이들은 결코 경화된 필름을 형성하기 위한 현상액을 제한하는 것은 아니다. 현상액의 바람직한 예는 테트라알킬암모늄 히드록시드, 콜린, 알칼리 금속 히드록시드, 알칼리 금속 (메타)실리케이트(수화물), 알칼리 금속 (메타)포스페이트(수화물), 암모니아, 알킬아민, 알칸올아민 및 복소환 아민 등의 알칼리 화합물의 수용액인 알칼리 현상액을 포함한다. 테트라알킬암모늄 히드록시드의 수용액이 특히 바람직하다. 이들 알칼리 현상액은 수용성 유기 용매, 이를테면 메탄올 및 에탄올 또는 계면 활성제를 필요에 따라 함유할 수도 있다. 현상 방법은 딥, 패들, 샤워, 슬릿, 캡 코트 및 분무 현상 공정과 같은 공지된 방법 중에서 자유롭게 선택될 수 있다. 현상의 결과로, 패턴을 얻을 수 있다. 현상액으로 현상한 후, 패턴을 물로 세척하는 것이 바람직하다. 또는 현상 단계 후 아세톤 세척 공정을 선택적으로 추가할 수 있다.
바람직하게는, 그 방법은 단계 (a) 전에 단계 (d),
(d) 습윤 및 분산 첨가제와 나노크기의 형광 재료의 리간드 교환
를 더 포함한다.
리간드 교환 공정을 사용하여, 습윤 및 분산 첨가제는 나노크기의 형광 재료의 표면 상에 도입될 수 있다. 예를 들어, Thomas Nann, Chem. Commun., 2005, 1735 - 1736, DOI: 10.1039/b-414807j 에 기재된 그러한 리간드 교환 공정이 바람직하게는 사용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태에서, 원할 경우, 리간드 교환된 나노크기의 형광 재료와 (메타)아크릴 중합체 혼합물을 혼합하기 전에 과량의 습윤 및 분산 첨가제를 제거하기 위해 나노크기의 형광 재료의 리간드 교환 공정 후의 초원심 분리 공정 (ultra-centrifuge process) 이 적용될 수 있다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 또한 광학 디바이스 (200) 를 제조하는 방법에 관한 것으로, 상기 방법은 하기 단계 (A) :
(A) 색 변환 필름 (100) 을 광학 디바이스에 제공하는 단계
를 포함한다
본 발명은 다음의 실시예들을 참조하여 더 상세히 설명하고, 이들은 본 발명의 범위를 단지 예시할 뿐 제한하는 것이 아니다.
실시예
실시예 1: 본 발명에서는, 색 변환 필름 (100) 은 도 1에 도시된 바와 같이 기판으로부터 박리될 수 있다.
이 예에서, 색 변환 필름은 적색, 녹색 및 청색 하위 색 영역을 갖는다. 적색 및 녹색의 하위 색 영역에는, 복수의 나노크기의 형광 재료 (적색 또는 녹색), (메타)아크릴 중합체 및 습윤 및 분산제가 적어도 혼입된다. 그리고 선택적으로, 착색제 및 산란 입자가 혼입될 수 있다.
실시예 2: 도 2는 적어도 복수의 나노크기의 형광 재료 (예를 들어, 적색 및/또는 녹색), (메타)아크릴 중합체, 및 습윤 및 분산제를 포함하는 본 발명의 색 변환 필름의 일례를 나타낸다. 착색제 및 산란 입자와 같은 다른 성분들이 선택적으로 혼입될 수 있다.
실시예 3: 도 3은 본 발명의 광학 디바이스의 일례를 나타낸다.
이 예에서, 색 필터 층은 생략되어 있다.
실시예 4: 도 4는 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 예를 나타낸다.
이 예에서는, 색 변환 필름 상에 색 필터 층이 적층되어 있다.
실시예 5: 도 5는 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 예를 나타낸다.
이 예에서, 균일한 색 변환 필름이 광 변조기 아래에 배치된다.
실시예 6: 도 6은 본 발명의 광학 디바이스의 또 다른 예를 나타낸다.
이 예에서, 게스트 호스트 모드 액정 (623) 이 청색 광원 (630) 과 함께 사용되므로, 2개의 편광기가 생략될 수 있고 색 변환 필름은 TFT의 층 절연으로서 제조되었다.
실시예 7: 도 7은 본 발명의 또 다른 예를 도시한다.
이 예에서, MEMS 셔터가 바람직하게 사용된다.
도 7 에 언급된 색 변환 필름 (710) 대신에, 색 변환 필름은 MEMS 셔터 시스템의 층 절연으로서 제조될 수 있다.
본 명세서에 개시된 각 특징 (feature) 은, 달리 언급되지 않으면, 동일한, 동등한 또는 유사한 목적을 제공하는 대안의 특징들에 의해 대체될 수도 있다. 따라서, 달리 언급되지 않으면, 개시된 각각의 특징은 동등한 또는 유사한 특징들의 일반 시리즈 중 하나의 예일 뿐이다.
용어의 정의
본 발명에 따르면, "투명" 라는 용어는 편광 광 방출 디바이스의 작동 중에 사용되는 파장 또는 파장 범위에서 그리고 편광 광 방출 디바이스에 사용되는 두께에서 적어도 약 60 %의 입사광 투과를 의미한다. 바람직하게는 이는 70 % 를 넘고, 더욱 바람직하게는 75 % 를 넘고, 가장 바람직하게는 이는 80 % 를 넘는다.
"형광" 이라는 용어는 광 또는 다른 전자기 방사선을 흡수한 물질에 의한 광 방출의 물리적 과정으로 정의된다. 이것은 발광 (luminescence) 의 한 형태이다. 대부분의 경우, 방출된 광은 흡수된 방사선보다 더 긴 파장을 가지므로 에너지가 더 낮다.
"반도체" 라는 용어는 실온에서 도체 (이를테면 구리) 와 절연체 (이를테면 유리) 사이의 정도로 전기 전도성을 갖는 재료를 의미한다.
"무기" 라는 용어는 탄소 원자 또는 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산염, 시아나이드, 시아네이트, 카바이드 및 티오시아네이트와 같은 다른 원자에 이온 결합된 탄소 원자를 함유하는 임의의 화합물을 함유하지 않는 임의의 재료를 의미한다.
"방출" 이라는 용어는 원자 및 분자에서의 전자 천이에 의한 전자파의 방출을 의미한다.
"감광성"이란 용어는 각각의 조성물이 적절한 광 조사에 응답하여 화학적으로 반응한다는 것을 의미한다. 광은 보통 가시 광이나 UV 광에서 선택된다. 감광 반응은 조성물의 경화 또는 연화, 바람직하게는 경화를 포함한다. 바람직하게는 감광성 조성물은 광 중합성 조성물이다.
하기 작업예 1 내지 6 는 본 발명의 설명 및 이들의 제작에 대한 상세한 설명을 제공한다.
작업예
작업예 1 : 분산제를 이용한 감광성 조성물 및 색 변환 필름의 제조
- 리간드 교환 공정
30 mg의 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드 (이하 "TOPO") 피복된 적색 방출형 막대 모양의 나노결정 (QLight Nanotech Ltd 제조)및 13 mg 의 습윤 및 분산제 BYK-LPN6919 ([상표], BYK co. 제조) 을 클로로포름 1.5㎖에 분산시키고, 공기 조건에서 실온에서 밤새 교반하였다.
이어서, 얻어진 용액에 PGMEA (프로필렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트) 0.5g 을 첨가하였다.
PGMEA 를 첨가한 후, 용액 중의 클로로포름을 85 ℃에서 120 분 동안 오일 욕에서 증발시켰다.
클로로포름의 증발 공정 후, PGMEA를 다시 용액에 첨가하여 얻어진 용액의 총 중량을 260mg으로 조정하였다.
최종적으로, 습윤 및 분산제 피복된 적색 방출형 막대 형상 나노 결정 및 PGMEA 용매를 함유하는 용액이 얻어졌다.
- 본 발명의 감광성 조성물의 제조 방법
TMAH 수용액에 가용성인 아크릴 중합체 혼합물을 포함하는 중합체 혼합물 L1 (Merck KGaA 제조) (그 중합체 혼합물 L1 은 산 기를 포함하는 아크릴 단위 및 실란 개질 아크릴 단위를 포함하는 아크릴 중합체 혼합물을 포함), 광 라디칼 발생제 Irgacure OXE02 및 Irgacure 369 ([상표] BASF SE 제조, 각각 아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 6 wt. %), Acryl monomer A-DOD, 및 A-DCP (Shin-Nakamura Chemical 제조, 각각 아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 20 wt. %), 및 아크릴 중합체의 중량을 기준으로 70 wt. % 의 PGMEA 용매, 그리고 습윤 및 분산 첨가제 피복된 적색 방출형 막대 형상 나노결정과 PGMEA 의 결과적인 용액이 실온에서 혼합되었다.
최종적으로, 제 1 적색형 감광성 조성물 (중합체 혼합물 L1의 전체 고형 성분의 중량에 기초한 막대 형상의 나노결정 86 중량%) 이 제조되었다.
- 본 발명의 색 변환 필름의 제조 방법
유리 기판을 아세톤에서 초음파 처리하여 세정하였다.
그 다음, 제 1 적색형 감광성 조성물을 바 코팅 기술을 사용하여 세척된 유리 기판 상에 코팅하였다. 결과적인 기판을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 가열하여 용매를 증발시켰다.
소성 후, 색 변환 필름의 절반 영역을 노출 방지를 위해 마스크로 피복하였다. 이어서, 색 변환 필름을 28 초 동안 i, g, h 라인 발광 (100 mJ/cm2, USH-1005D, Ushio Co.) 의 3.68 mW/cm2 에 노출시켰다.
그 다음, 적색 변환 필름을 테트라메틸암모늄 히드록사이드 (TMAH) 로 5분 동안 노출시키고 실온에서 30 초 동안 흐르는 물로 헹구었다.
헹굼 공정 후, 수득된 색 변환 필름을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 경화시켰다.
최종적으로, 기판 상에 제조된 번호 1 적색 변환 필름을 얻었다.
작업예 2 : 감광성 조성물 및 색 변환 필름의 제조
13 mg 의 습윤 및 분산제 BYK-LPN6919 대신에 습윤 및 분산제 BYK-LPN6919 ([상표], BYK co. 제조) 25 mg 을 사용한 것 외에는 작업예 1과 동일한 방식으로, 제 2 적색형 감광성 조성물을 조제하여 번호 2 색 변환 필름을 제조하였다.
작업예 3 : 감광성 조성물 및 색 변환 필름의 제조
- 리간드 교환 공정
작업예 1의 리간드 교환 공정에 기재된 것과 동일한 방식으로, 다만 19 mg, 38 mg 의 BYK-103 ([상표], BYK Co. 제조) 가 BYK-LPN6919 대신에 사용되었다.
다음으로, 습윤 및 분산 첨가제 피복된 (19 mg 의 BYK-103 및 38 mg 의 BYK-103 [상표]) 적색 방출형 막대 형상 나노 결정 및 PGMEA 용매를 포함하는 2가지 유형의 용액을 얻었다.
- 본 발명의 감광성 조성물의 제조 방법
TMAH 수용액에 가용성인 아크릴 중합체 혼합물을 포함하는 중합체 혼합물 L1 (Merck KGaA 제조) (그 중합체 혼합물 L1 은 산 기를 포함하는 아크릴 단위 및 실란 개질 아크릴 단위를 포함하는 아크릴 중합체 혼합물을 포함), 광 라디칼 발생제 Irgacure OXE02 및 Irgacure 369 ([상표] BASF SE 제조, 각각 아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 6 wt. %), Acryl monomer A-DOD, 및 A-DCP (Shin-Nakamura Chemical 제조, 각각 아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 20 wt. %), 및 아크릴 중합체의 중량을 기준으로 70 wt. % 의 PGMEA 용매, 그리고 습윤 및 분산 첨가제 피복된 적색 방출형 막대 형상 나노결정과 PGMEA 의 결과적인 용액이 실온에서 혼합되었다.
최종적으로, 제 3 및 제 4 적색형 감광성 조성물 (아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 각각 86 중량 %의 막대 형상 나노결정) 을 제조하였다.
- 본 발명의 색 변환 필름의 제조 방법
유리 기판을 아세톤에서 초음파 처리하여 세정하였다.
그 다음, 제 3 적색형 감광성 조성물을 바 코팅 기술을 사용하여 세척된 유리 기판 상에 코팅하였다. 결과적인 기판을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 가열하여 용매를 증발시켰다.
소성 후, 색 변환 필름의 절반 영역을 노출 방지를 위해 마스크로 피복하였다. 이어서, 색 변환 필름을 28 초 동안 i, g, h 라인 발광 (100 mJ/cm2, USH-1005D, Ushio Co.) 의 3.68 mW/cm2 에 노출시켰다.
그 다음, 적색 변환 필름을 테트라메틸암모늄 히드록사이드 (TMAH) 로 5분 동안 노출시키고 실온에서 30 초 동안 흐르는 물로 헹구었다.
헹굼 공정 후, 수득된 색 변환 필름을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 경화시켰다.
최종적으로, 번호 3의 적색 변환 필름을 얻었다.
제 3 적색 감광성 조성물 대신에 제 4 적색 감광성 조성물을 사용하는 것을 제외하고는 상기 작업 예 3 에서의 색 변환 필름의 제조 방법에서 설명한 것과 동일한 방식으로, 번호 4 적색 변환 필름을 얻었다.
작업예 4 : 색 변환 필름의 현상 특성 관찰
4-1: 잔류 필름 두께 관찰
Alpha-Step AS500 (KLA Tencor) 은 색 변환 필름의 비노출된 영역에서 잔류 막 두께를 측정하는 데 사용되었다.
도 8은 관측 결과를 보여준다.
도 8에 도시된 바와 같이, 각 필름의 잔존 비율은 거의 0이다. 현상이 성공적으로 이루어졌다.
관찰 4-1 및 4-2 후, 필름들의 아세톤 헹굼이 일어났고, 아세톤 헹굼 후에, 비노출 영역에서의 잔류 층이 관찰되지 않았다.
4-2: 형광 관찰
여기 필터 (460 nm - 495 nm 사이의 여기 광을 통과시킴) 와 510 nm 이상의 더긴 광 파장을 통과시키는 흡수 필터/이색성 미러 (Dichroic Mirror) 로 이루어지는 형광 미러 장치 U-MWIB3 가 장착된 현미경 OLYMPUS BX-51가 작업예 1 내지 3에서 제조된 색 변환 필름의 현미경 관찰에 사용되었다.
형광 관찰 모드에서는, 100W Hg 램프로부터의 여기 광을 형광 미러 유닛 U-MWIB3의 여기 필터로 여과한 후, 여과된 여기 광이 색 변환 필름내에 들어갔다.
다음으로, 광원으로부터 나오고 색 변환 필름을 통과한 변환 광 및 여기 광을 흡수 필터/이색성 미러에 의해 여과하였다.
형광 관찰 중의 확대 비율은 x4 이었다.
현상 후 색 변환 필름의 노출 영역과 비노출 영역 사이의 비교가 행해졌다. 색 변환 필름의 노출된 영역에서 균질하게 적색 이미지가 얻어졌으며 색 변환 필름의 비노출된 영역에서 흑색 상태가 얻어졌다.
작업예 5 : 색 변환 필름의 미세 패터닝
30 mg 의 트리-n-옥틸포스핀옥사이드 (이하, "TOPO") 피복된 녹색 방출형 막대 형상 나노결정 (QLight Nanotech Ltd 제조) 을 적색 방출형 막대 형상 나노결정 대신에 사용하고 마스크 대신에 미세 패턴 금속 마스크를 필름 제조 공정에서 사용한 것을 제외하고는, 작업예 1에서 기술된 것과 동일한 방식으로, 미세 패터닝된 녹색 변환 필름을 제조하였다.
그리고 다음으로, 작업예 5에서 제작한 색 변환 필름을 사용한 것을 제외하고는, 작업예 4 에 설명된 것과 동일하게 형광 관찰을 수행하였다.
도 9는 작업예 5의 녹색 변환 필름의 미세 패터닝 결과를 나타낸다.
도 9에 도시된 바와 같이, 미세 패터닝된 녹색 변환 필름이 성공적으로 얻어졌다.
작업예 6 : 분산제를 이용한 감광성 조성물 및 필름의 제조
중합체 혼합물 S1에 대한 습윤 및 분산제의 상이한 혼합 비율을 갖는 2가지 유형의 감광성 조성물을 제조하였다. 혼합비 1은 0.21 (습윤 및 분산제 : 중합체 혼합물 Si = 0.21 : 1) 이었고 혼합비 2는 0.43 이었다.
- 감광성 조성물의 제조 방법
TMAH 수용액에서 용해가능한 폴리실록산-아크릴 중합체 혼합물을 포함하는 중합체 혼합물 S1 (35 wt. % 의 PGMEA 용액, Merck KGaA 제조) (그 폴리실록산-아크릴 중합체 혼합물은 30 wt. % 의 폴리실록산 (식 (SiO2)l + (R1SiO1.5)m + (R2SiO1.5)n + (R3SiO1.5)o (R1 은 페닐, R2 는 메틸, 그리고 R2 는 히드록실 기이며, l : m : n : o = 0 : 4 : 5 : 1) 에 의해 표현됨), 35 wt.% 의 실란 개질 아크릴 중합체 A1 (중량 평균 분자량: 6,000; (메타)아크릴 중합체 내 이중 결합 당량의 값은 24 g / eq 임), 카르복실 기를 포함하는 35 wt. % 의 아크릴 중합체 (중량-평균 분자량: 6,000) 를 포함), 광 라디칼 발생제 OXE01 및 OXE02 (BASF SE 제조, 폴리실록산-아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 총 6 wt. %), Acryl monomer A-DOD, A-DCP, A-9300 (Shin-Nakamura Chemical 제조, 폴리실록산-아크릴 중합체 혼합물의 중량을 기준으로 10 wt. %) , 및 습윤 및 분산 첨가제 BYK-LPN6919 ([상표] BYK 제조) 를 실온에서 혼합하여 습윤 및 분산제 대 중합체 혼합물 L1 의 혼합 비가 상이한 (혼합 비율 1은 0.21 이었고, 혼합 비율 2는 0.43 이었다) 2가지 유형의 감광성 조성물을 제조하였다.
- 필름 제조 공정
유리 기판을 아세톤에서 초음파 처리하여 세정하였다.
이어서, 세정된 유리 기판 상에 바 코팅 법을 사용하여 혼합비 0.21의 감광성 조성물을 코팅하였다. 결과적인 기판을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 가열하여 용매를 증발시켰다.
소성 후, 색 변환 필름의 절반 영역을 노출 방지를 위해 마스크로 피복하였다. 이어서, 색 변환 필름을 14 초 동안 i, g, h 라인 발광 (50 mJ/cm2, USH-1005D, Ushio Co.) 의 3.68 mW/cm2 에 노출시켰다.
그 다음, 필름을 테트라메틸암모늄 히드록사이드 (TMAH) 로 5분 동안 노출시키고 실온에서 30 초 동안 흐르는 물로 헹구었다.
헹굼 공정 후, 수득된 색 변환 필름을 공기 조건에서 100 ℃ 로 90초 동안 경화시켰다.
이어서, 필름 1을 제조하였다.
0.43의 혼합 비율을 갖는 감광성 조성물을 사용하는 것을 제외하고는, 상기 작업예 6에서의 필름 제조 방법과 동일한 방식으로, 필름 2를 제조하였다.
필름 1 및 필름 2의 비노출 영역에서의 잔류 막 두께는 현상 전 그리고 현상 후 Alpha-Step AS500 (KLA Tencor) 으로 측정하였다.
비교예 1 : 분산제를 이용한 감광성 조성물 및 필름의 제조
BYK - LPN6919 대신 BYK 2000을 사용하는 것을 제외하고는 작업예 6과 동일한 방식으로, 필름 3 (혼합비 0.21) 및 필름 4 (혼합비 0.43) 를 제조하였다.
필름 3 및 필름 4의 비노출 영역에서의 잔류 막 두께는 현상 전 그리고 현상 후 Alpha-Step AS500 (KLA Tencor) 으로 측정하였다.
비교예 2 : 분산제를 이용한 감광성 조성물 및 필름의 제조
BYK - LPN6919 대신 BYK 2001을 사용하는 것을 제외하고는 작업예 6과 동일한 방식으로, 필름 5 (혼합비 0.21) 및 필름 6 (혼합비 0.43) 를 제조하였다.
필름 5 및 필름 6의 비노출 영역에서의 잔류 막 두께는 현상 전 그리고 현상 후 Alpha-Step AS500 (KLA Tencor) 으로 측정하였다.
필름 1, 2, 3, 4, 5, 6 의 잔류 막 비율은 하기의 계산식으로 계산하였다.
잔류 막 비율 = 현상 후 필름의 비노출된 영역에서의 필름 두께/현상 전 필름의 비노출된 영역에서의 필름 두께
도 10은 필름 1, 2, 3, 4, 5 및 6의 비노출된 영역에서의 잔류 막 비율을 도시한다.
도 1에서의 참조 부호 목록
100. 색 변환 필름
110. 나노크기의 형광 재료
120. 중합체 매트릭스
130. 광산란 입자 (선택 사항)
140. 착색제 (선택 사항)
150. 흑색 매트릭스 (선택 사항)
도 2에서의 참조 부호 목록
200. 색 변환 필름
210. 나노크기의 형광 재료
220. 중합체 매트릭스
230. 광산란 입자 (선택 사항)
240. 착색제 (선택 사항)
도 3에서의 참조 부호 목록
300. 광학 디바이스
310. 색 변환 필름
311. 나노크기의 형광 재료
312. 중합체 매트릭스
313. 광산란 입자 (선택 사항)
314. 착색제 (선택 사항)
315. 흑색 매트릭스 (선택 사항)
320. 광 변조기
321. 편광기
322. 전극
323. 액정 층
330. 광원
331. LED 광원
332. 도광판 (선택 사항)
도 4에서의 참조 부호 목록
400. 광학 디바이스
410. 색 변환 필름
411. 나노크기의 형광 재료
412. 중합체 매트릭스
413. 광산란 입자 (선택 사항)
414. 착색제 (선택 사항)
415. 흑색 매트릭스 (선택 사항)
420. 광 변조기
421. 편광기
422. 전극
423. 액정 층
430. 광원
431. LED 광원
432. 도광판 (선택 사항)
440. 색 필터 (선택 사항)
도 5에서의 참조 부호 목록
500. 광학 디바이스
510. 색 변환 필름
511. 나노크기의 형광 재료
512. 중합체 매트릭스
513. 광산란 입자 (선택 사항)
514. 착색제 (선택 사항)
520. 광 변조기
521. 편광기
522. 전극
523. 액정 층
530. 광원
540. 색 필터
도 6에서의 참조 부호 목록
600. 광학 디바이스
610. 광 변조기내에 제작된 색 변환 필름
611. 나노크기의 형광 재료
612. 중합체 매트릭스
613. 광산란 입자 (선택 사항)
614. 착색제 (선택 사항)
620. 광 변조기
621. 투명 기판
622. 투명 전극
623. LC 층 (이색성 염료로 도핑됨)
624. 투명 화소 전극
625. TFT (Thin film transistor)
630. 광원
도 7에서의 참조 부호 목록
700. 광학 디바이스
710. 색 변환 필름
711. 나노크기의 형광 재료
712. 중합체 매트릭스
713. 광산란 입자 (선택 사항)
714. 착색제 (선택 사항)
715. 흑색 매트릭스 (선택 사항)
720. 광 변조기
721. 투명 기판
722. TFT (Thin film transistor)
723. MEMS (Micro Electro Mechanical Systems) 셔터
730. 광원
731. LED 광원
732. 도광판 (선택 사항)

Claims (24)

  1. 복수의 나노크기의 형광 재료, (메타)아크릴 중합체, 및 습윤 및 분산제를 포함하는 감광성 조성물로서,
    상기 습윤 및 분산제는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는, 감광성 조성물.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 습윤 및 분산제의 앵커링 기는 3 차 아민, 포스핀 옥사이드 기, 포스폰 산 및 포스페이트 기로 이루어진 군으로부터 선택되는, 감광성 조성물.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 앵커링 기는 하기 화학식 (I) 로 표현되는 3차 아민인, 감광성 조성물.
    Figure pct00016

    (상기 화학식 (I) 에서, R1은 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 30의 아릴 기이고; R2은 수소 원자, 탄소수 1 내지 30의 알킬기 또는 탄소수 1 내지 30의 아릴 기이고; R1 및 R2 는 서로 동일하거나 또는 상이할 수 있다.)
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 습윤 및 분산제는 그래프트 공중합체, 블록 공중합체, 교호 공중합체 및 랜덤 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 공중합체인, 감광성 조성물.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 공중합체는 상기 앵커링 기를 포함하는 중합체 단위 A 및 상기 앵커링 기 중 어느 것도 포함하지 않는 중합체 단위 B 를 포함하는, 감광성 조성물.
  6. 제 4 항 또는 제 5 항에 있어서,
    상기 공중합체는 하기 화학식 (II) 또는 (III) 으로 표현되는 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체인, 감광성 조성물.
    Figure pct00017

    (식 (II) 및 (III) 에서, 기호 "A" 는 상기 앵커링 기를 포함하는 중합체 단위 A 를 나타내고; 기호 "B" 는 상기 앵커링 기 중 어느 것도 포함하지 않는 중합체 단위 B 를 의미하는 것으로 받아들여지며; 기호 "n", "m" 및 "o" 는 정수이다.)
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    상기 습윤 및 분산제의 중합체 단위 B는 폴리에틸렌 글리콜, 폴리에스테르, 폴리락트산, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 셀룰로오스 및 이들 중 어느 것의 유도체로 이루어진 군으로부터 선택된 중합체 사슬을 포함하는, 감광성 조성물.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 조성물은 중합 개시제를 포함하는, 감광성 조성물.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 조성물은 용매를 더 포함하는, 감광성 조성물.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 조성물은 2 이상의 (메타)아크릴로일 기를 포함하는 화학 화합물을 더 포함하는, 감광성 조성물.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴 중합체는 산 기를 포함하는 (메타)아크릴 단위를 포함하는, 감광성 조성물.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 (메타)아크릴 중합체는 실란 변성 (메타)아크릴 단위를 더 포함하는, 감광성 조성물.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 조성물은, 산란 입자, 반사 지수 조정 재료, 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는, 감광성 조성물.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 감광성 조성물은 염료, 안료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제를 더 포함하는, 감광성 조성물.
  15. 복수의 나노크기의 형광 재료 (110), 습윤 및 분산제 (130), 및 중합체 매트릭스 (120) 를 포함하는 색 변환 필름 (100) 으로서,
    상기 습윤 및 분산제는 포스핀 기, 포스핀 옥사이드 기, 포스페이트 기, 포스포네이트 기, 티올 기, 3차 아민, 카르복실 기, 복소환 기, 실란 기, 술폰 산, 히드록실 기, 및 포스폰 산으로 이루어지는 군으로부터 선택된 앵커링 기를 포함하는, 색 변환 필름 (100).
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 색 변환 필름은, 산란 입자, 반사 지수 조정 재료, 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어지는 군으로부터 선택된 첨가제를 더 포함하는, 색 변환 필름 (100).
  17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,
    상기 색 변환 필름은 염료, 안료 및 이들 중 어느 것의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 착색제를 더 포함하는, 색 변환 필름 (100).
  18. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 조성물의 색 변환 필름 제조 공정에서의 용도.
  19. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 색 변환 필름 (100) 의 광학 디바이스에서의 용도.
  20. 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 색 변환 필름 (100) 를 포함하는, 광학 디바이스 (200).
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 광학 디바이스는 나노미터 스케일 구조를 갖는 필름을 더 포함하고, 상기 필름은 상기 색 변환 필름 (100) 의 최외각 표면 상에 부착되는, 광학 디바이스 (200).
  22. 색 변환 필름 (100) 을 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 하기 단계 (a) 및 (b) :
    (a) 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 기재된 감광성 조성물을 기판 상에 제공하는 단계, 및
    (b) 열처리에 의해 상기 감광성 조성물을 중합하거나, 또는 상기 감광성 조성물을 광선하에 노출시키거나, 또는 이들 중 어느 것의 조합의 단계
    를 이 순서로 포함하는, 색 변환 필름 (100) 을 제조하는 방법.
  23. 제 22 항에 있어서,
    상기 방법은 단계 (b) 후에 단계 (c) :
    (c) 중합된 상기 감광성 조성물을 현상하는 단계를 더 포함하는, 색 변환 필름 (100) 을 제조하는 방법.
  24. 광학 디바이스 (200) 를 제조하는 방법으로서,
    상기 방법은 하기 단계 (A) :
    (A) 제 15 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 기재된 색 변환 필름 (100) 을 광학 디바이스에 제공하는 단계
    를 포함하는, 광학 디바이스 (200) 를 제조하는 방법.
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