KR20210099515A - 양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체, 경화성 조성물, 경화막 및 화상표시장치 - Google Patents

양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체, 경화성 조성물, 경화막 및 화상표시장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체 및 경화성 조성물에 관한 것으로, 본 발명에 따른 양자점은 우수한 광특성, 분산성, 밀착성 및 도막 경도를 나타낼 뿐만 아니라 아웃가스 발생을 억제할 수 있으므로 컬러필터, 광변환 시트 등의 다양한 양자점 활용 분야에 효과적으로 적용되어 신뢰성이 우수한 화상표시장치를 구현할 수 있다.

Description

양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체, 경화성 조성물, 경화막 및 화상표시장치 {Quantum Dot, and Dispersion, Curable Composition, Cured Film and Display Device Comprising the Same}
본 발명은 양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체 및 경화성 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 우수한 광특성, 분산성, 밀착성 및 도막 경도를 확보할 수 있는 양자점, 이를 포함하는 양자점 분산체 및 경화성 조성물에 관한 것이다.
양자점은 나노미터 크기의 반도체 나노결정으로, 크기와 모양에 따라 에너지 밴드 갭(Bandgap, Eg)이 변하는 특징을 가지고 있다. 이러한 양자점은 양자 구속(quantum confinement) 효과에 의하여 양자점의 크기 조절만으로 발광 파장을 조절할 수 있고, 우수한 색순도 및 높은 PL(photoluminescence) 효율을 나타낼 수 있어 디스플레이뿐만 아니라 조명용 광원, 태양전지, 반도체 레이저/광증폭기, 바이오 이미징 등의 분야에서도 많은 관심을 받고 있다.
양자점은 우수한 광학적 특성을 가진 양자점을 대량 생산할 수 있다는 점에서 주로 습식 화학 공정에 의해 제조되고 있다. 습식 화학 공정은 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법이다. 이러한 습식 화학 공정에 의해 양자점을 제조하는 경우 양자점의 응집을 방지하고 양자점의 입자 크기를 나노 수준으로 제어하기 위하여 유기 리간드가 사용된다. 이러한 유기 리간드로는 일반적으로 올레익산이 사용되고 있다[대한민국 등록특허 제10-1447238호 참조].
그러나, 이러한 양자점은 공기중의 산소에 의해 쉽게 산화가 될 수 있다. 따라서, 산화 안정성이 충분히 확보되어 우수한 광특성을 발휘할 수 있는 양자점에 대한 개발이 요구되고 있다.
아울러, 양자점을 이용하여 분산체 또는 도막을 형성하는 경우, 분산체의 분산성을 증가시키고 도막의 밀착성 및 경도를 증가시킬 수 있으며, 아웃가스 발생을 억제하는 방안이 필요하다.
대한민국 등록특허 제10-1447238호
본 발명의 한 목적은 우수한 광특성, 분산성, 밀착성 및 도막 경도를 확보할 수 있는 양자점을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 양자점을 포함하는 양자점 분산체를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 양자점 분산체를 포함하는 경화성 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 경화성 조성물을 이용하여 형성되는 경화막을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 경화막을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 표면 상에 리간드층을 가지는 양자점으로서,
상기 리간드층이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 양자점을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
상기 식에서,
A는 C1-C30의 알킬기, C3-C30의 사이클로알킬기, 아릴기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C2-C31의 알킬에스터기, 치오에테르기, 치오에스터기, 실릴기 또는 실릴에스터기이고,
R1은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 폴리알킬렌글리콜기 또는 C2-C31의 알킬렌에스터기이며,
B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고,
D는 O, S 또는 NR이며,
R2는 C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기 또는 폴리알킬렌글리콜기이고,
X는 티올, 카르복실기 또는 아민기이며,
R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기이고,
R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이며,
R4는 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
R6은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기이며,
R7은 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, C2-C31의 알킬렌에스터기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에서, R1 및 R2 중 적어도 어느 하나는 폴리알킬렌글리콜기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, A는 C1-C30의 알킬기 또는 C2-C30의 알케닐기이고, R1은 폴리알킬렌글리콜기이며, B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고, D는 O이며, R2는 C1-C30의 알킬렌기이고, X는 티올기이며, R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, R5는 수소 또는 메틸기이며, R6은 존재하지 않고, R7은 C1-C30의 알킬렌기이고, m은 1 내지 10의 정수일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-23 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00004
[화학식 1-2]
Figure pat00005
[화학식 1-3]
Figure pat00006
[화학식 1-4]
Figure pat00007
[화학식 1-5]
Figure pat00008
[화학식 1-6]
Figure pat00009
(l은 1 내지 14임)
[화학식 1-7]
Figure pat00010
[화학식 1-8]
Figure pat00011
[화학식 1-9]
Figure pat00012
[화학식 1-10]
Figure pat00013
[화학식 1-11]
Figure pat00014
[화학식 1-12]
Figure pat00015
[화학식 1-13]
Figure pat00016
[화학식 1-14]
Figure pat00017
[화학식 1-15]
Figure pat00018
[화학식 1-16]
Figure pat00019
[화학식 1-17]
Figure pat00020
[화학식 1-18]
Figure pat00021
(p는 1 내지 14임)
[화학식 1-19]
Figure pat00022
(q는 1 내지 14임)
[화학식 1-20]
Figure pat00023
(r은 1 내지 14임)
[화학식 1-21]
Figure pat00024
[화학식 1-22]
Figure pat00025
[화학식 1-23]
Figure pat00026
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-42 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00027
[화학식 2-2]
Figure pat00028
[화학식 2-3]
Figure pat00029
[화학식 2-4]
Figure pat00030
[화학식 2-5]
Figure pat00031
[화학식 2-6]
Figure pat00032
[화학식 2-7]
Figure pat00033
[화학식 2-8]
Figure pat00034
[화학식 2-9]
Figure pat00035
[화학식 2-10]
Figure pat00036
[화학식 2-11]
Figure pat00037
[화학식 2-12]
Figure pat00038
[화학식 2-13]
Figure pat00039
[화학식 2-14]
Figure pat00040
[화학식 2-15]
Figure pat00041
[화학식 2-16]
Figure pat00042
[화학식 2-17]
Figure pat00043
[화학식 2-18]
Figure pat00044
[화학식 2-19]
Figure pat00045
[화학식 2-20]
Figure pat00046
[화학식 2-21]
Figure pat00047
[화학식 2-22]
Figure pat00048
[화학식 2-23]
Figure pat00049
[화학식 2-24]
Figure pat00050
[화학식 2-25]
Figure pat00051
[화학식 2-26]
Figure pat00052
[화학식 2-27]
Figure pat00053
[화학식 2-28]
Figure pat00054
[화학식 2-29]
Figure pat00055
[화학식 2-30]
Figure pat00056
[화학식 2-31]
Figure pat00057
[화학식 2-32]
Figure pat00058
[화학식 2-33]
Figure pat00059
[화학식 2-34]
Figure pat00060
[화학식 2-35]
Figure pat00061
[화학식 2-36]
Figure pat00062
[화학식 2-37]
Figure pat00063
[화학식 2-38]
Figure pat00064
[화학식 2-39]
Figure pat00065
[화학식 2-40]
Figure pat00066
[화학식 2-41]
Figure pat00067
[화학식 2-42]
Figure pat00068
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 3-19 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00069
[화학식 3-2]
Figure pat00070
[화학식 3-3]
Figure pat00071
[화학식 3-4]
Figure pat00072
[화학식 3-5]
Figure pat00073
[화학식 3-6]
Figure pat00074
[화학식 3-7]
Figure pat00075
[화학식 3-8]
Figure pat00076
[화학식 3-9]
Figure pat00077
[화학식 3-10]
Figure pat00078
[화학식 3-11]
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[화학식 3-12]
Figure pat00080
[화학식 3-13]
Figure pat00081
[화학식 3-14]
Figure pat00082
[화학식 3-15]
Figure pat00083
[화학식 3-16]
Figure pat00084
[화학식 3-17]
Figure pat00085
[화학식 3-18]
Figure pat00086
[화학식 3-19]
Figure pat00087
다른 한편으로, 본 발명은 상기 양자점과, 경화성 모노머 및 용제 중 하나 이상을 포함하는 양자점 분산체를 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 양자점 분산체는 중합금지제를 추가로 포함할 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 양자점 분산체를 포함하는 경화성 조성물을 제공한다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 경화성 조성물은 무용제형 광변환 잉크 조성물일 수 있다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 경화성 조성물을 이용하여 형성되는 경화막을 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 경화막을 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 양자점은 산화 안정성이 충분히 확보되어 우수한 광특성을 나타낸다. 아울러, 본 발명에 따른 양자점은 분산체 또는 도막에 적용 시, 분산체의 분산성을 증가시키고 도막의 밀착성 및 경도를 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라 아웃가스 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따른 양자점은 컬러필터, 광변환 시트 등의 다양한 양자점 활용 분야에 효과적으로 적용되어 신뢰성이 우수한 화상표시장치를 구현할 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 표면 상에 리간드층을 가지는 양자점으로서, 상기 리간드층이 특정 구조의 유기 리간드의 조합을 포함하는 양자점에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00088
[화학식 2]
Figure pat00089
[화학식 3]
Figure pat00090
상기 식에서,
A는 C1-C30의 알킬기, C3-C30의 사이클로알킬기, 아릴기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C2-C31의 알킬에스터기, 치오에테르기, 치오에스터기, 실릴기 또는 실릴에스터기이고,
R1은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 폴리알킬렌글리콜기 또는 C2-C31의 알킬렌에스터기이며,
B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고,
D는 O, S 또는 NR이며,
R2는 C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기 또는 폴리알킬렌글리콜기이고,
X는 티올, 카르복실기 또는 아민기이며,
R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기이고,
R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이며,
R4는 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
R6은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기이며,
R7은 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, C2-C31의 알킬렌에스터기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
n 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C30의 알킬기는 탄소수 1 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, n-데실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C3-C30의 사이클로알킬기는 탄소수 3 내지 30개로 구성된 단순 또는 융합 고리형의 1가 탄화수소기를 의미하며, 예를 들어 사이클로프로필, 사이클로부틸, 사이클로펜틸, 사이클로헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아릴기는 1가의 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 상기 아로메틱기는 5원 내지 15원의 단순 또는 융합 고리형이며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 대표적인 아릴기의 예로는 페닐, 나프틸, 피리디닐(pyridinyl), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C2-C30의 알케닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 탄소수 2 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 불포화 탄화수소를 의미하며, 에틸렌일, 프로펜일, 부텐일, 펜텐일 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C2-C30의 알키닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 삼중결합을 갖는 탄소수 2 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 불포화 탄화수소를 의미하며, 아세틸렌일, 프로핀일, 부틴일 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 알킬에스터기는 화학식 -C(=O)ORa 또는 -OC(=O)Ra 기(이때 Ra는 C1-C30의 알킬기이다)를 나타내며, 메톡시카보닐기, 에톡시카보닐기 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 치오에테르기는 화학식 -SRa의 기(이때 Ra는 C1-C30의 알킬기 또는 아릴기이다)를 나타내며, 메틸티오기, 에틸티오기 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 치오에스터기는 화학식 -C(=O)SRa 또는 -SC(=O)Ra의 기(이때 Ra는 C1-C30의 알킬기 또는 아릴기이다)를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 실릴기는 화학식 -SiRb(Rc)(Rd)의 기(이때 Rb, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 C1-C30의 알킬기, C1-C30의 알콕시기, 히드록시기 또는 아릴기이다)를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 실릴에스터기는 화학식 -C(=O)OSiRb(Rc)(Rd) 또는 -OC(=O)SiRb(Rc)(Rd)의 기(이때 Rb, Rc 및 Rd는 각각 독립적으로 C1-C30의 알킬기, C1-C30의 알콕시기, 히드록시기 또는 아릴기이다)를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C30의 알킬렌기는 탄소수 1 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, 이소프로필렌, n-부틸렌, 이소부틸렌, tert-부틸렌, sec-부틸렌, n-펜틸렌, 이소펜틸렌, 네오펜틸렌, tert-펜틸렌, n-헥실렌, 1-메틸펜틸렌, 2-메틸펜틸렌, 4-메틸-2-펜틸렌, 3,3-디메틸부틸렌, 2-에틸부틸렌, n-헵틸렌, 1-메틸헥실렌, n-옥틸렌, tert-옥틸렌, 1-메틸헵틸렌, 2-에틸헥실렌, 2-프로필펜틸렌, n-노닐렌, 2,2-디메틸헵틸렌, n-데실렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C30의 알킬렌옥시기는 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소에서 사슬 탄소 중 하나 이상이 산소로 치환된 작용기를 의미하며, 탄소수 1 내지 30개로 구성된 것이다. 알킬렌옥시기의 구체예로는 에틸렌옥시기, 프로필렌옥시기 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 폴리알킬렌글리콜기는 탄소수 1 내지 6개로 구성된 알킬렌글리콜기가 축합되어 형성되는 것으로, 탄소수 1 내지 6개로 구성된 알킬렌옥시기 단위가 반복되는 구조를 갖는 작용기를 나타낸다. 예를 들어 탄소수 2 내지 300개로 구성된 것일 수 있다. 폴리알킬렌글리콜기의 구체예로는 폴리에틸렌글리콜기, 폴리프로필렌글리콜기 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 알킬렌에스터기는 화학식 -C(=O)ORe-, -OC(=O)Re-, -RfOC(=O)Re- 또는 -RfC(=O)ORe-의 기(이때 Re 및 Rf는 각각 독립적으로 C1-C30의 알킬렌기이다)를 나타낸다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C6의 알킬기는 탄소수 1 내지 6개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C2-C30의 알케닐렌기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 탄소수 2 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 불포화 탄화수소를 의미하며, 비닐렌, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C3-C30의 사이클로알킬렌기는 탄소수 3 내지 30개로 구성된 단순 또는 융합 고리형의 2가 탄화수소기를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기는 탄소수 3 내지 30개로 구성된 단순 또는 융합 고리형 탄화수소의 환 탄소 중 하나 이상이 산소, 황 또는 질소로 치환된 2가 탄화수소기를 의미한다.
본 명세서에서 사용되는 아릴렌기는 2가의 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 상기 아로메틱기는 5원 내지 15원의 단순 또는 융합 고리형이며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 대표적인 아릴렌기의 예로는 페닐렌, 나프틸렌, 피리디닐렌(pyridinylene), 푸라닐렌(furanylene), 티오페닐렌(thiophenylene), 인돌릴렌(indolylene), 퀴놀리닐렌(quinolinylene), 이미다졸리닐렌(imidazolinylene), 옥사졸릴렌(oxazolylene), 티아졸릴렌(thiazolylene), 테트라히드로나프틸렌 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아릴알킬렌기는 아릴렌기와 알킬렌기가 연결되어 형성된 복합기를 의미한다. 즉, 아릴알킬렌기는 2가의 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체가 알킬렌기의 탄소에 연결되어 형성된 복합기로서, 아릴렌기와 알킬렌기의 연결 순서는 서로 변경이 가능하며, 아릴렌기 양쪽에 2개의 알킬렌기가 연결된 구조도 포함하는 개념이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C30의 알콕시기는 탄소수 1 내지 30개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 알콕시기를 의미하며, 메톡시, 에톡시, n-프로판옥시 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 각 작용기들은 한 개 또는 그 이상의 수소가 C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C2-C6의 알키닐기, C3-C10의 사이클로알킬기, C3-C10의 헤테로사이클로알킬기, C3-C10의 헤테로사이클로알킬옥시기, C1-C6의 할로알킬기, C1-C6의 알콕시기, C1-C6의 티오알콕시기, 아릴기, 아실기, 히드록시, 티오(thio), 할로겐, 아미노, 알콕시카르보닐, 카르복시, 카바모일, 시아노, 니트로 등으로 치환될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 유기 리간드로서 양자점의 표면에 배위 결합되어 양자점을 안정화시키는 역할을 하며, 특히 분산성을 향상시키고 양자점 분산체의 점도를 낮추며, 아웃가스 발생을 억제할 수 있다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물로는 분산성, 저점도 및 아웃가스 발생 억제 특성면에서 R1 및 R2 중 적어도 어느 하나가 폴리알킬렌글리콜기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물로는 휘도 특성면에서 A가 C1-C30의 알킬기, C2-C30의 알케닐기, C3-C30의 사이클로알킬기, 아릴기, 실릴기 또는 실릴에스터기인 것이 바람직하며, 특히 C1-C30의 알킬기 또는 C2-C30의 알케닐기가 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물로는 광특성면에서 X가 티올기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 1로 표시되는 화합물로는 분산성면에서 B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR인 것이 바람직하다.
특히, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물로는, 분산성, 저점도, 아웃가스 발생 억제 및 휘도 특성면에서
A는 C1-C30의 알킬기 또는 C2-C30의 알케닐기이고,
R1은 폴리알킬렌글리콜기이며,
B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고,
D는 O이며,
R2는 C1-C30의 알킬렌기이고,
X는 티올기이며,
R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물은 유기 리간드로서 양자점의 표면에 배위 결합되어 양자점을 안정화시키는 역할을 하며, 특히 도막 공정 중에서 양자점이 산화되는 것을 막아, 높은 광특성을 유지시킬 수 있으며, 아웃가스 발생을 억제할 수 있다.
상기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물로는 내광성면에서 R4 및 R7가 각각 독립적으로 C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물로는 아웃가스 발생 억제면에서 R4 및 R7가 각각 독립적으로 C1-C30의 알킬렌기인 것이 바람직하다.
상기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물로는 저점도 특성면에서 n 및 m이 각각 독립적으로 1 내지 10의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 광특성, 입도 변화율 및 아웃가스 발생 억제 특성면에서 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과 함께 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물을 조합하여 사용할 수 있다.
특히, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물로는, 광특성, 입도 변화율 및 아웃가스 발생 억제 특성면에서
R5는 수소 또는 메틸기이며,
R6은 존재하지 않고,
R7은 C1-C30의 알킬렌기이고,
m은 1 내지 10의 정수인 것이 바람직하다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-23 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 1-1]
Figure pat00091
[화학식 1-2]
Figure pat00092
[화학식 1-3]
Figure pat00093
[화학식 1-4]
Figure pat00094
[화학식 1-5]
Figure pat00095
[화학식 1-6]
Figure pat00096
(l은 1 내지 14임)
[화학식 1-7]
Figure pat00097
[화학식 1-8]
Figure pat00098
[화학식 1-9]
Figure pat00099
[화학식 1-10]
Figure pat00100
[화학식 1-11]
Figure pat00101
[화학식 1-12]
Figure pat00102
[화학식 1-13]
Figure pat00103
[화학식 1-14]
Figure pat00104
[화학식 1-15]
Figure pat00105
[화학식 1-16]
Figure pat00106
[화학식 1-17]
Figure pat00107
[화학식 1-18]
Figure pat00108
(p는 1 내지 14임)
[화학식 1-19]
Figure pat00109
(q는 1 내지 14임)
[화학식 1-20]
Figure pat00110
(r은 1 내지 14임)
[화학식 1-21]
Figure pat00111
[화학식 1-22]
Figure pat00112
[화학식 1-23]
Figure pat00113
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-42 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2-1]
Figure pat00114
[화학식 2-2]
Figure pat00115
[화학식 2-3]
Figure pat00116
[화학식 2-4]
Figure pat00117
[화학식 2-5]
Figure pat00118
[화학식 2-6]
Figure pat00119
[화학식 2-7]
Figure pat00120
[화학식 2-8]
Figure pat00121
[화학식 2-9]
Figure pat00122
[화학식 2-10]
Figure pat00123
[화학식 2-11]
Figure pat00124
[화학식 2-12]
Figure pat00125
[화학식 2-13]
Figure pat00126
[화학식 2-14]
Figure pat00127
[화학식 2-15]
Figure pat00128
[화학식 2-16]
Figure pat00129
[화학식 2-17]
Figure pat00130
[화학식 2-18]
Figure pat00131
[화학식 2-19]
Figure pat00132
[화학식 2-20]
Figure pat00133
[화학식 2-21]
Figure pat00134
[화학식 2-22]
Figure pat00135
[화학식 2-23]
Figure pat00136
[화학식 2-24]
Figure pat00137
[화학식 2-25]
Figure pat00138
[화학식 2-26]
Figure pat00139
[화학식 2-27]
Figure pat00140
[화학식 2-28]
Figure pat00141
[화학식 2-29]
Figure pat00142
[화학식 2-30]
Figure pat00143
[화학식 2-31]
Figure pat00144
[화학식 2-32]
Figure pat00145
[화학식 2-33]
Figure pat00146
[화학식 2-34]
Figure pat00147
[화학식 2-35]
Figure pat00148
[화학식 2-36]
Figure pat00149
[화학식 2-37]
Figure pat00150
[화학식 2-38]
Figure pat00151
[화학식 2-39]
Figure pat00152
[화학식 2-40]
Figure pat00153
[화학식 2-41]
Figure pat00154
[화학식 2-42]
Figure pat00155
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 3-19 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 3-1]
Figure pat00156
[화학식 3-2]
Figure pat00157
[화학식 3-3]
Figure pat00158
[화학식 3-4]
Figure pat00159
[화학식 3-5]
Figure pat00160
[화학식 3-6]
Figure pat00161
[화학식 3-7]
Figure pat00162
[화학식 3-8]
Figure pat00163
[화학식 3-9]
Figure pat00164
[화학식 3-10]
Figure pat00165
[화학식 3-11]
Figure pat00166
[화학식 3-12]
Figure pat00167
[화학식 3-13]
Figure pat00168
[화학식 3-14]
Figure pat00169
[화학식 3-15]
Figure pat00170
[화학식 3-16]
Figure pat00171
[화학식 3-17]
Figure pat00172
[화학식 3-18]
Figure pat00173
[화학식 3-19]
Figure pat00174
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 나노 크기의 반도체 물질을 일컬을 수 있다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루게 되는데, 이러한 나노 입자들이 반도체 특성을 띠고 있을 때 양자점이라고 한다. 상기 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 상기 양자점의 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출하게 된다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 비카드뮴계 양자점일 수 있다.
상기 비카드뮴계 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점 입자라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; I-III-VI족 반도체 화합물; II-III-VI족 반도체 화합물; I-II-IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 II-VI족 반도체 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
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 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
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 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다.
상기 I-III-VI족 반도체 화합물은 CuInS, CuInSe, CuInTe, CuGaS, CuGaSe, CuGaTe, AgInS, AgInSe, AgInTe, AgGaS, AgGaSe, AgGaTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CuInGaS, CuInGaSe, CuInSeS, CuGaSeS, AgInGaS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 II-III-VI족 반도체 화합물은 ZnGaS, ZnAlS, ZnInS, ZnGaSe, ZnAlSe, ZnInSe, ZnGaTe, ZnAlTe, ZnInTe, ZnGaO, ZnAlO, ZnInO, HgGaS, HgAlS, HgInS, HgGaSe, HgAlSe, HgInSe, HgGaTe, HgAlTe, HgInTe, MgGaS, MgAlS, MgInS, MgGaSe, MgAlSe, MgInSe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 I-II-IV-VI족 반도체 화합물은 CuZnSnSe, CuZnSnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이에 한정되지는 않으나, 상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다. 바람직하게는, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 코어-쉘의 이중 구조에서, 각각의 코어와 쉘을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 코어는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 AgInGaS로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 쉘은 ZnSe, ZnS 및 ZnTe로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 코어-쉘 구조의 양자점은 InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/GaP/ZnS, InP/ZnSe/ZnS, InP/ZnSeTe/ZnS 및 InP/MnSe/ZnS 등을 들 수 있다.
상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍시 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 합성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 습식 화학 공정(wet chemical process)에 의해 합성하는 것이 더욱 광특성이 우수한 양자점을 수득할 수 있다.
상기 습식 화학 공정이란 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 유기금속 화학증착 공정이나 분자선 에피텍시와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있으므로, 상기 습식 화학 공정을 사용하여 상기 양자점을 제조하는 것이 바람직하다.
습식 화학 공정에 의해 양자점을 제조하는 경우 양자점의 응집을 방지하고 양자점의 입자 크기를 나노 수준으로 제어하기 위하여 유기 리간드가 사용된다. 이러한 유기 리간드로는 일반적으로 올레산이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점의 제조 과정에서 사용된 올레산은 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상에 의해 리간드 교환 방법에 의해 대체된다.
상기 리간드 교환은 원래의 유기 리간드, 즉 올레산을 갖는 양자점을 함유하는 분산액에, 교환하고자 하는 유기 리간드, 즉 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 첨가하고 이를 상온 내지 200℃에서 30분 내지 3시간 동안 교반하여 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상이 결합된 양자점을 수득함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 상기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상이 결합된 양자점을 분리하고 정제하는 과정을 추가로 수행할 수도 있다.
<양자점 분산체>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 양자점과, 경화성 모노머 및 용제 중 하나 이상을 포함하는 양자점 분산체에 관한 것이다.
상기 양자점은 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 95 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 특성 및 분산성이 우수하다.
상기 경화성 모노머는 광이나 열의 작용에 의한 반응성을 갖고, 양자점의 분산매로서 작용한다.
예를 들어, 상기 경화성 모노머는 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2관능 단량체가 바람직하게 사용된다.
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, 1,4-부탄디올디(메타)아크릴레이트, 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.
상기 경화성 모노머는 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 경화성 모노머가 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 5 중량% 미만의 양으로 포함되면 양자점의 분산성이 저하될 수 있고, 90 중량% 초과의 양으로 포함되면 발광효율 또는 색재현성이 저하될 수 있다.
상기 용제는 특별한 제한 없이 당해 기술분야에서 통상적으로 사용되는 유기 용제일 수 있다.
예컨대, 상기 용제로는 에테르 또는 에스테르계 용제, 지방족 포화 탄화수소계 용제, 할로겐화 탄화수소계 용제, 방향족 탄화수소계 용제, 케톤계 용제, 알코올계 용제 등을 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 에테르 또는 에스테르계 용제로는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, n-펜틸 아세테이트, 3-메톡시부틸아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸, γ-부티로락톤, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등을 들 수 있다.
상기 지방족 포화 탄화수소계 용제로는 헥산, 펜탄, 헵탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산, 케로신(kerosene) 등을 들 수 있다.
상기 할로겐화 탄화수소계 용제로는 클로로포름, 디클로로메탄, 4염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄 등을 들 수 있다.
상기 방향족 탄화수소계 용제로는 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌, 디클로로벤젠 등을 들 수 있다.
상기 케톤계 용제로는 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등을 들 수 있다.
상기 알코올계 용제로는 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등을 들 수 있다.
상기 용제들은 단독으로 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 용제는 실질적으로 포함되지 않을 수 있다. 즉, 상기 양자점 분산체는 무용제형일 수 있다.
상기 양자점 분산체가 용제형인 경우, 상기 용제는 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 90 중량%, 바람직하게는 20 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 범위 내로 포함되면 분산성 및 보관 안정성이 우수하다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 양자점 분산체는 보관 안정성 및 분산 안정성 확보를 위해서, 중합금지제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 중합금지제로는 하이드로퀴논, 메틸하이드로퀴논, tert-뷰틸 하이드로퀴논, p-메톡시페놀, 다이-tert-뷰틸-p-크레졸, 파이로갈롤, tert-뷰틸카테콜, 벤조퀴논, 4,4'-싸이오비스(3-메틸-6-tert-뷰틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-tert-뷰틸페놀), N-나이트로소페닐하이드록시아민 제1 세륨염, 페노싸이아진, 페녹사진, 4-메톡시나프톨, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 프리 라디칼, 2,2,6,6-테트라메틸피페리딘, 4-하이드록시-2,2,6,6-테트라메틸피페리딘-1-옥실 프리 라디칼, 나이트로벤젠, 다이메틸아닐린, 트리스(N-하이드록시-N-니트로소페닐아미나토-O,O')알루미늄(tris(N-hydroxy-N-nitrosophenylaminato-O,O')aluminium) 또는 이들의 조합을 예로 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 중합금지제는 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 0.001 내지 5 중량%, 바람직하게는 0.001 내지 3 중량%로 포함될 수 있다. 상기 중합금지제가 양자점 분산체 전체 100 중량%에 대하여 0.001 중량% 미만의 양으로 포함되면 양자점 분산체의 보관 안정성 및 분산 안정성이 저하될 수 있고, 5 중량% 초과의 양으로 포함되면 경화성이 저하될 수 있다.
<경화성 조성물>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 양자점 분산체를 포함하는 경화성 조성물에 관한 것이다.
예를 들면, 상기 경화성 조성물은 광변환 잉크 조성물, 광변환 수지 조성물 또는 자발광 감광성 수지 조성물일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광변환 잉크 조성물은 상기 양자점 분산체 이외에 광중합성 모노머 및 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 광중합성 모노머는 광 및 후술할 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이라면, 상술한 양자점 분산체에서 사용되는 경화성 모노머와 동일한 것일 수 있다.
상기 광중합성 모노머는 상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합성 모노머가 상기 범위 내로 포함될 경우 화소부의 강도나 평활성 측면에서 바람직한 이점이 있다. 상기 광중합성 모노머가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 화소부의 강도가 다소 저하될 수 있으며, 상기 광중합성 모노머가 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우 평활성이 다소 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제는 상기 광중합성 모노머를 중합시킬 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 특히, 상기 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 광중합 개시제는 상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 상기 광변환 잉크 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상될 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해지는 이점이 있다.
상기 광중합 개시제는 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 포함되는 경우 감도가 더욱 높아져 생산성이 향상되는 이점이 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 예컨대, 아민 화합물, 카르복시산 화합물, 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 광중합 개시 보조제는 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 적절히 추가하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광변환 잉크 조성물은 산란 입자를 추가로 포함할 수 있다.
상기 산란 입자는 양자점에서 방출된 광의 경로를 증가시켜 전체적인 광효율을 높이는 역할을 한다.
상기 산란 입자로는 통상의 무기 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 금속 산화물을 사용할 수 있다.
상기 금속산화물은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
구체적으로 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 필요한 경우 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하다.
산란 입자는 50 내지 1000nm의 평균입경을 가질 수 있으며, 바람직하기로 100 내지 500 nm, 더욱 바람직하기로 150 내지 300nm의 범위인 것이 좋다. 이때 입자 크기가 너무 작으면 양자점으로부터 방출된 빛의 충분한 산란 효과를 기대할 수 없고, 이와 반대로 너무 큰 경우에는 조성물 내에 가라 앉거나 균일한 품질의 광변환층 표면을 얻을 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.
본 발명에서 평균입경이란, 수평균 입경일 수 있으며, 예컨대 전계방출 주사전자현미경(FE-SEM) 또는 투과전자현미경(TEM)에 의해 관찰한 상으로부터 구할 수 있다. 구체적으로, FE-SEM 또는 TEM의 관찰 화상으로부터 몇 개의 샘플을 추출하고 이들 샘플의 직경을 측정하여 산술 평균한 값으로 얻을 수 있다.
상기 산란입자는 상기 광변환 잉크 조성물의 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%로 포함할 수 있다. 상기 산란입자가 상기 범위 내로 포함될 경우에는 발광 세기 증가 효과가 극대화될 수 있어 바람직하며, 상기 범위 미만으로 포함될 경우에는 얻고자 하는 발광 세기의 확보가 다소 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 청색 조사광의 투과도가 저하되어 발광효율에 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 상기한 성분들 이외에, 도막 평탄성 또는 밀착성을 증진시키기 위해서 계면활성제, 밀착촉진제와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제형 또는 무용제형일 수 있다.
바람직하기로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 연속공정성 등의 물성면에서 용제를 실질적으로 포함하지 않으며, 포함하더라도 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 2 중량% 이하, 바람직하기로는 1 중량% 이하의 양으로 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제를 포함하지 않는 무용제형이거나 2 중량% 이하의 극소량 포함하는 저용제형임에도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능하다.
상기 광변환 잉크 조성물이 용제형인 경우, 상술한 양자점 분산체에서 설명한 바와 동일한 용제를 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광변환 수지 조성물은 상기 양자점 분산체 이외에 경화성 수지를 추가로 포함한다.
상기 경화성 수지는 양자점의 분산매이자 결합제 수지로서 작용한다.
상기 경화성 수지로는 광을 투과하는 투명한 고분자를 사용할 수 있으며, 특히 양자점 열화 방지 측면에서 저투습, 저투기 특성을 갖는 수지를 사용할 수 있다.
예컨대, 상기 경화성 수지는 에폭시 수지, 아크릴계 수지, 에폭시 아크릴레이트 수지, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알코올, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리카보네이트, 폴리비닐클로라이드 등을 단독으로 또는 2종 이상 포함할 수 있으며, 특히 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
상기 경화성 수지의 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)은 5,000 g/mol 내지 50,000 g/mol, 바람직하게는 8,000 g/mol 내지 40,000 g/mol인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 상기 범위에 있으면, 도막의 경도가 증가하는 장점이 있어 바람직하다.
상기 경화성 수지는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 60 중량%, 바람직하게는 10 내지 50 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 경화성 수지가 5 중량% 미만의 양으로 포함되면 공정상 후막의 경화막을 얻기가 힘들 수 있고, 60 중량% 초과의 양으로 포함되면 균일한 두께의 경화막 형성이 어려울 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광변환 수지 조성물은 산란 입자, 용제, 분산제 및/또는 경화제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 산란 입자는 상술한 광변환 잉크 조성물에서 사용하는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.
상기 산란 입자는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 30 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 산란 입자가 0.5 중량% 미만의 양으로 포함되면 광산란의 효과가 너무 낮아 도막에서 사용할 수 있는 적절한 광출력을 내지 못할 수 있고, 30 중량% 초과의 양으로 포함되면 산란의 효과가 너무 강해 양자점의 발광된 빛이 투과가 되지 않아 도막을 빠져나오지 못해 광출력이 낮아질 수 있다.
상기 용제로는 상술한 양자점 분산체에서 설명한 바와 동일한 용제를 사용할 수 있다.
상기 분산제는 양자점의 탈응집 효과를 제공한다. 상기 분산제로는 카르복실산 및 불포화 이중결합을 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 경화제로는 에폭시 화합물, 다관능 이소시아네이트 화합물, 옥세탄 화합물 등을 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 필요에 따라 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 자발광 감광성 수지 조성물은 상기 양자점 분산체 이외에 알칼리 가용성 수지, 광중합성 모노머 및 광중합 개시제를 추가로 포함한다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 자발광 감광성 수지 조성물로 제조하는 패턴의 비노광부를 알칼리 가용성으로 만들어 제거 가능하게 하고, 노광 영역을 잔류시키는 역할을 수행할 수 있다. 또한, 상기 자발광 감광성 수지 조성물이 상기 알칼리 가용성 수지를 포함하는 경우, 상기 양자점이 조성물 내에 고르게 분산될 수 있으며, 공정 중에 상기 양자점을 보호하여 휘도를 유지하도록 하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 50 내지 200 (KOHmg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용할 수 있다. 상기 “산가”란, 중합체 1g을 중화하는데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여한다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 미만인 경우 충분한 현상속도를 확보하기 어려울 수 있으며, 상기 범위를 초과하면 기판과의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉽고, 전체 조성물의 저장 안정성이 저하되어 점도가 상승하는 문제가 발생할 수 있다.
또한, 상기 알칼리 가용성 수지의 중량평균분자량은 3,000 내지 30,000, 바람직하게는 5,000 내지 20,000이고, 분자량 분포도는 1.5 내지 6.0, 바람직하기로 1.8 내지 4.0일 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기 함유 불포화 단량체의 중합체, 또는 이와 공중합 가능한 불포화 결합을 갖는 단량체와의 공중합체 및 이들의 조합일 수 있다.
상기 카르복실기 함유 불포화 단량체로는 불포화 모노카르복시산, 불포화 디카르복시산, 불포화 트리카르복시산 등이 가능하다. 구체적으로, 불포화 모노카르복시산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복시산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복시산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 디카르복시산은 그의 모노(2-(메타)아크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복시산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
또한, 카르복실기 함유 불포화 단량체와 공중합이 가능한 단량체는 방향족 비닐 화합물, 불포화 카르복시산 에스테르 화합물, 불포화 카르복시산 아미노알킬에스테르 화합물, 불포화 카르복시산 글리시딜에스테르 화합물, 카르복시산 비닐에스테르 화합물, 불포화 에테르 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 아미드 화합물, 불포화 이미드 화합물, 지방족 공액 디엔 화합물, 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체, 벌키성 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다.
상기 알칼리 가용성 수지는 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 80 중량%, 구체적으로 10 내지 70 중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 60 중량%로 포함될 수 있다.
상기 광중합성 모노머는 광 및 후술할 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이라면, 상술한 양자점 분산체에서 사용되는 경화성 모노머와 동일한 것일 수 있다.
상기 광중합성 모노머는 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 70 중량%, 구체적으로 10 내지 60 중량%, 더욱 구체적으로 15 내지 50 중량%로 포함될 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상술한 광변환 잉크 조성물에서 사용하는 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%, 더욱 바람직하게는 1 내지 10 중량%로 포함될 수 있다.
상기 자발광 감광성 수지 조성물은 용제를 추가로 포함할 수 있으며, 상기 용제로는 상술한 양자점 분산체에서 설명한 바와 동일한 용제를 사용할 수 있다.
상기 자발광 감광성 수지 조성물 중의 용제 함량은 상기 자발광 감광성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 25 내지 85 중량%, 보다 바람직하게는 30 내지 80 중량%로 포함될 수 있다.
본 발명에 따른 자발광 감광성 수지 조성물은 필요에 따라 밀착촉진제, 계면활성제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
<경화막>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 경화성 조성물을 이용하여 형성되는 경화막에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경화막은 컬러필터 또는 광변환 시트일 수 있다.
본 발명에 따른 컬러필터 및 광변환 시트는 본 발명의 양자점 분산체를 포함하는 경화성 조성물의 경화물을 포함하기 때문에 양자점의 내광성이 우수하고 도막 경도가 우수한 이점이 있다.
상기 컬러필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 패턴층을 포함한다.
상기 기판은 상기 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx), Al, GaAs 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자는 폴리에테르설폰, 폴리카보네이트, 폴리에스테르, 방향족 폴리아미드, 폴리아미드이미드, 폴리이미드 등일 수 있다. 상기 기판은 격벽 매트릭스가 형성되어 있을 수도 있다.
상기 패턴층은 본 발명의 경화성 조성물을 포함하는 층으로, 잉크젯 인쇄 패터닝 방식으로 패턴화되거나 포토리소그래피에 의해 패턴화된 것일 수 있다.
상기 잉크젯 인쇄 패터닝 방식을 이용한 패턴 형성 방법은, 상술한 경화성 조성물을 잉크젯 방식으로 소정 영역에 도포하고, 상기 도포된 경화성 조성물을 경화시킴으로써 수행될 수 있다.
먼저, 본 발명의 경화성 조성물을 잉크젯 분사기에 주입하여 기판의 소정 영역에 프린팅한다.
잉크젯 분사기의 일례인 피에조 잉크젯 헤드에서 분사되어 기판 위에서 적절한 상(phase)을 형성하기 위하여, 점도, 유동성, 양자점 입자 등의 특성이 잉크젯 헤드와 균형 있게 맞춰져야 한다.　 본 발명에서 사용된 피에조 잉크젯 헤드는 제한되지 않으나, 약 10 내지 100pL, 바람직하게는 약 20 내지 40pL의 액적 크기를 가지는 잉크를 분사한다.
잉크젯 인쇄 패터닝 방식을 이용하는 경우, 본 발명의 경화성 조성물의 점도는 약 3 내지 30cP가 적당하며, 보다 바람직하게는 7 내지 20cP의 범위에서 조절된다.
상기 포토리소그래피 방식을 이용한 패턴 형성 방법은, 상술한 경화성 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화시킴으로써 수행될 수 있다. 상기 포토리소그래피 방식을 이용한 패턴 형성 방법은 당해 기술분야에서 통상적으로 알려진 방법을 수행함으로써 형성할 수 있다.
상기 컬러필터는 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 구비할 수도 있으나, 이에 한정되지 않는다. 다만, 상기 컬러필터가 2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우 상기 패턴층은 상기 양자점 입자를 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 구비할 수 있다.
상기 컬러필터가 상기 2종 색상의 패턴층만을 구비하는 경우에는 상기 2종 색상 외의 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 컬러필터가 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하는 경우에는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있으며, 이 경우 적 양자점은 적색광을, 녹 양자점은 녹색광을 방출하고, 상기 투명 패턴층은 상기 광원에 의한 청색광이 그대로 투과함에 따라 청색을 띨 수 있다.
상기 광변환 시트는 발광 소자가 방출하는 광의 파장을 변환하여 방출하는 시트이다.
상기 광변환 시트는 기재를 더 포함할 수 있다.
상기 광변환 시트는 기재 상에 상술한 경화성 조성물을 도포하고 건조한 후 경화시켜 형성될 수 있다.
상기 기재는 필요에 따라 이형처리된 것일 수 있다.
상기 기재로는 유리 또는 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET) 필름 등을 사용할 수 있다.
상기 경화는 열경화 또는 광경화 조건으로 수행할 수 있다.
<화상표시장치>
본 발명의 일 실시형태는 상술한 경화막을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 화상표시장치에서 상술한 경화막은 컬러필터 또는 광변환 시트로서 적용될 수 있으며, 이에 따라 컬러필터 기판이나 백라이트 유닛의 광원을 제조하는데 사용될 수 있다.
본 발명의 경화막은 통상의 액정표시장치(LCD)뿐만 아니라, 전계발광표시장치(EL), 플라스마표시장치(PDP), 전계방출표시장치(FED), 유기발광소자(OLED), 양자점 발광다이오드(Quantum Dot Light-Emitting Diode, QLED) 등 각종 화상표시장치에 적용이 가능하다.
본 발명의 화상표시장치는 상술한 경화막을 구비한 것을 제외하고는, 당해 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 양자점은 상술한 디스플레이뿐만 아니라 조명용 광원, 태양전지, 반도체 레이저/광증폭기, 바이오 이미징 등의 소재로도 적용이 가능하다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
합성예 1: InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 양자점 합성
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 0.5분간 반응시켰다.
이어서 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 수득 후 클로로포름에 분산시켰다. 고형분은 10%로 조정하였다. 최대발광파장은 520nm였다.
실시예 1: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-1)
합성예 1에서 얻어진 양자점 용액 5mL를 원심분리 튜브에 넣고 에탄올 20mL를 넣어 침전시켰다. 원심분리를 통해 상층액은 버리고 침전물에 3mL의 클로로포름을 넣어 양자점을 분산시킨 다음 0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물을 넣고 질소분위기 하에서 60℃로 가열하면서 한시간 동안 반응시켰다. 반응물에 25mL의 n-헥산을 넣어 양자점을 침전시킨 후 원심분리를 실시하여 침전물을 분리한 다음 PGMEA를 고형분 10%가 되도록 투입하여 분산시켰다. 최대발광파장은 521nm였다.
실시예 2: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-2)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-4의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-4의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 3: 리간드가 치환된 양자점 제조 (LE-3)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-6의 화합물(l은 14임) 및 0.5g의 화학식 2-6의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 4: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-4)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-9의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-20의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 5: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-5)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 6: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-6)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-4의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-3의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 7: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-7)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-6의 화합물(l은 14임) 및 0.5g의 화학식 3-8의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 8: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-8)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-9의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-15의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 9: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-9)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.4g의 화학식 1-1의 화합물, 0.3g의 화학식 2-1의 화합물 및 0.3g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 10: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-10)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-2의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 11: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-11)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-22의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 12: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-12)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-23의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 13: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-13)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-2의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-2의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 14: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-14)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-3의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 15: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-15)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-3의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-2의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 16: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-16)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-7의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 17: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-17)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-9의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 18: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-18)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-10의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
실시예 19: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-19)
0.5g의 화학식 1-1의 화합물 및 0.5g의 화학식 2-1의 화합물 대신 0.5g의 화학식 1-11의 화합물 및 0.5g의 화학식 3-1의 화합물을 사용하는 것을 제외하고 상기 실시예 1과 동일하게 수행하였다.
비교예 1: 리간드 교환반응 미실시 InP/ZnSe/ZnS의 양자점 준비(P-1)
올레익산이 표면에 결합되어 있는 합성예 1의 양자점을 클로로포름에 10% 농도로　분산시켰다.
비교예 2: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-20)
실시예 1에서 실행한 리간드 치환 반응과 동일하게 진행하되, 1.0g의 화학식 1-1로 치환 후, PGMEA로 고형분 10%가 되도록 투입하여 분산시켰다.
비교예 3: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-21)
실시예 1에서 실행한 리간드 치환 반응과 동일하게 진행하되, 1.0g의 화학식 2-1로 치환 후, PGMEA로 고형분 10%가 되도록 투입하여 분산시켰다.
비교예 4: 리간드가 치환된 양자점 제조(LE-22)
실시예 1에서 실행한 리간드 치환 반응과 동일하게 진행하되, 1.0g의 화학식 3-1로 치환 후, PGMEA로 고형분 10%가 되도록 투입하여 분산시켰다.
실시예 및 비교예: 양자점 분산체의 제조
하기 표 1 및 표 2의 조성으로 각각의 성분들을 혼합하여 양자점 분산체를 제조하였다(중량%).
양자점 모노머 용제
LE-1 LE-2 LE-3 LE-4 LE-5 LE-6 LE-7 LE-8 LE-9 LE-10 LE-11 LE-12 M-1 C-1
실시예 20 50 50
실시예 21 50 50
실시예 22 50 50
실시예 23 50 50
실시예 24 50 50
실시예 25 50 35 15
실시예 26 50 35 15
실시예 27 50 35 15
실시예 28 50 35 15
실시예 29 50 50
실시예 30 50 50
실시예 31 50 50
　 양자점 모노머 용제 중합금지제
LE-13 LE-14 LE-15 LE-16 LE-17 LE-18 LE-19 P-1 LE-20 LE-21 LE-22 M-1 C-1 D-1
실시예 32 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　
실시예 33 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　
실시예 34 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　
실시예 35 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　 50 　
실시예 36 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　 50 　
실시예 37 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　 35 15
실시예 38 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　 35 15
실시예 39 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 49 1
비교예 5 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　 50 　
비교예 6 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　 50 　
비교예 7 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　 35 15
비교예 8 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 35 15
LE-1~LE-19: 실시예 1 내지 19에서 제조된 양자점 파우더
P-1: 비교예 1에서 제조된 양자점 파우더
LE-20~LE-22: 비교예 2 내지 4에서 제조된 양자점 파우더
M-1: HDDA(1,6-Hexanediol diacrylate)
C-1: n-부틸 아세테이트
D-1: 트리스(N-하이드록시-N-니트로소페닐아미나토-O,O')알루미늄
실시예 및 비교예: 광변환 잉크 조성물의 제조
하기 표 3 및 표 4의 조성으로 각각의 성분들을 혼합하여 광변환 잉크 조성물을 제조하였다(중량%).
조성(중량%) 실시예 40 실시예 41 실시예 42 실시예 43 실시예 44 실시예 45 실시예 46 실시예 47 실시예 48 실시예 49 실시예 50 실시예 51
양자점 분산액 A-1 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
A-2 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
A-3 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　
A-4 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　
A-5 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　
A-6 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　
A-7 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　
A-8 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　
A-9 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　
A-10 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　
A-11 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　
A-12 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50
광중합성 모노머 MN-1 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
MN-2 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23
산란입자 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
광중합 개시제 PI-1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
조성(중량%) 실시예 52 실시예 53 실시예 54 실시예 55 실시예 56 실시예 57 실시예 58 비교예 9 비교예 10 비교예 11 비교예 12
양자점 분산액 A-13 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　
A-14 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　 　
A-15 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　 　
A-16 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　 　
A-17 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　 　
A-18 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　 　
A-19 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　 　
A-20 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　 　
A-21 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　 　
A-22 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50 　
A-23 　 　 　 　 　 　 　 　 　 　 50
광중합성 모노머 MN-1 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20 20
MN-2 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23 23
산란입자 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6
광중합 개시제 PI-1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1
A-1~A-19: 실시예 20 내지 38의 양자점 분산체
A-20~A-23: 비교예 5 내지 8의 양자점 분산체
MN-1: ATM-4E (신나카무라 사)
MN-2: 펜타에리트리톨트리아크릴레이트
산란입자: TiO2 (훈츠만사, TR-88, 입경 220nm)
PI-1: 이가큐어 OXE-01 (바스프사)
실험예 1:
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 양자점 분산체의 양자효율 및 분산 안정성을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과는 하기 표 5에 나타내었다.
(1) 양자효율
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 양자점 분산체의 제조 초기의 양자효율(QY%)과 상온에서 15일 방치 후의 양자효율(QY%)을 QE-2100(오츠카社)를 이용하여 측정하였다.
양자점 표면 산화에 의해 양자효율이 감소하게 되므로, 양자효율의 감소량을 측정하여 산화 안정성을 확인할 수 있다. 즉, ΔQY%를 측정하여 산화 안정성을 확인할 수 있다.
(2) 분산 안정성
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 양자점 분산체에 대하여, R형 점도계(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM, 도키 산교 가부시끼가이샤 제품)를 사용하여, 회전수 20rpm, 온도 25℃ 조건에서 초기 점도 및 온도 5℃에서 1개월 보관 후 점도를 측정하였다. 초기 점도 대비 점도변화율을 측정하여 분산 안정성을 확인할 수 있다.
<평가기준>
○: 점도변화율 105% 이하
△: 점도변화율 105% 초과 내지 110% 이하
×: 점도변화율 110% 초과
　 초기 QY(%) 15일 방치 후 QY(%) Δ QY(%) 분산안정성
실시예 20 91 81 10 ○
실시예 21 90 79 11 ○
실시예 22 92 83 9 ○
실시예 23 91 81 10 ○
실시예 24 90 78 12 ○
실시예 25 90 80 10 ○
실시예 26 92 81 11 ○
실시예 27 91 78 13 ○
실시예 28 91 81 10 ○
실시예 29 95 87 8 ○
실시예 30 96 88 8 ○
실시예 31 94 83 11 ○
실시예 32 95 86 9 ○
실시예 33 94 86 8 ○
실시예 34 94 85 9 ○
실시예 35 96 88 8 ○
실시예 36 94 85 9 ○
실시예 37 95 86 9 ○
실시예 38 94 86 8 ○
실시예 39 95 88 7 ○
비교예 5 80 38 42 ×
비교예 6 90 60 30 ○
비교예 7 92 82 10 △
비교예 8 91 80 11 △
상기 표 5를 통해, 본 발명에 따라 표면 상에 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 양자점을 함유하는 실시예 20 내지 39의 양자점 분산체는 비교예 5 내지 8의 양자점 분산체에 비해 양자 효율 저하가 억제되고 분산 안정성이 우수한 것을 확인할 수 있다.
실험예 2:
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 광변환 잉크 조성물의 입도 변화율을 측정하여 그 결과를 하기 표 6에 나타내었다. 또한, 광변환 잉크 조성물을 사용하여 아래와 같이 광변환 코팅층을 제조하였으며, 이때의 광변환 효율, 밀착성, 도막 경도 및 아웃가스 발생 특성을 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과는 하기 표 6에 나타내었다.
< 광변환 코팅층의 제조>
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 5cmХ5cm 유리 기판 위에 도포한 다음, 자외선 광원으로서 g, h, i 선을 모두 함유하는 1kW 고압 수은등을 사용하여 1000mJ/㎠로 조사 후 180℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 광변환 코팅층을 제조하였다.
(1) 광변환 효율
제조된 광변환 코팅층을 청색(blue) 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450, Cree 社) 상부에 위치시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여 광변환 효율을 하기의 수학식 1을 이용하여 측정하였다.
광변환 효율(%)이 높을수록 우수한 휘도를 얻을 수 있다.
[수학식 1]
Figure pat00175
(2) 밀착성
제조된 광변환 코팅층을 ASTM D3359에 의거하여 크로스-컷 테스트를 실시하고, 이때 접착력은 하기 평가 기준에 의해 평가하였다.
<평가 기준>
OB: 박편으로 부서지며 65% 이상 떨어져 나감
1B: 자른 부위의 끝단 및 격자가 떨어져 나가면서 그 면적이 35% 이상 65% 미만
2B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 15% 이상 35% 미만
3B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 5% 이상 15% 미만
4B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 5% 미만
5B: 자른 부분의 끝단이 부드러우면서 떨어져 나가는 격자가 없음
(3) 도막 경도
도막 경도 특성은 연필 경도로 확인하였다. 연필 경도는 JIS K 5400, 5600 규격에 준하여 연필 경도 측정기(Pencil Hardness Tester, 석보과학)로 측정하였으며, 연필은 미츠비시사에서 제작된 경도보증용 연필 중 6B~6H 경도 범위를 사용하였다. 먼저 육안으로 눌림이나 흠집 등을 관찰하여 5회 측정 중 2회 미만으로 눌림 또는 흠집이 발생하는 것을 OK로 판정하였다. 도막 경도는 OK로 판정된 최대 경도로 기재하였다.
(4) 입도 변화율
ELSZ-2000ZS(오츠카사 제)를 이용하여 광변환 잉크 조성물의 초기 분산 입도와 40℃에서 2주간 보관한 후의 분산 입도를 측정하고, 입도 변화율을 하기의 수학식 2를 이용하여 계산하여 하기 평가기준에 따라 평가하였다. 통상 양자점 입자가 응집되면 분산 입도는 커지게 되고, 이에 따라 발광 특성이 떨어지는 문제를 야기할 수 있다.
[수학식 2]
입도 변화율 = 광변환 잉크 조성물의 40℃에서 2주간 보관한 후의 분산 입도 / 광변환 잉크 조성물의 초기 분산 입도
<평가기준>
○: 입도 변화율 105% 이하
△: 입도 변화율 105% 초과 내지 110% 이하
×: 입도 변화율 110% 초과
(5) 아웃가스(outgas) 발생 특성
Py-GC/MS을 통해 180℃에서 30분 동안 열분해하여 포집된 화합물을 분석하였다. 평가 결과는 비교예 9의 아웃가스 총량을 100%로 기준하여 백분율로 구하였다. 상기 아웃가스 측정은 모두 10.0 ㎛ 두께의 도막을 대상으로 수행하였다.
　 광변환효율(%) 밀착성 도막경도 입도 변화율　 아웃가스
실시예 40 36% 4B 2H △ 73%
실시예 41 37% 5B 2H △ 70%
실시예 42 37% 5B 2H △ 68%
실시예 43 36% 4B 2H △ 61%
실시예 44 36% 4B 2H ○ 51%
실시예 45 35% 5B 2H △ 69%
실시예 46 35% 5B 2H ○ 53%
실시예 47 37% 4B 2H △ 71%
실시예 48 36% 5B 3H ○ 52%
실시예 49 38% 5B 3H ○ 53%
실시예 50 38% 5B 3H ○ 51%
실시예 51 37% 5B 3H ○ 53%
실시예 52 38% 5B 3H ○ 51%
실시예 53 37% 5B 3H ○ 59%
실시예 54 38% 5B 3H ○ 53%
실시예 55 37% 5B 3H ○ 52%
실시예 56 37% 5B 3H ○ 51%
실시예 57 37% 5B 3H ○ 53%
실시예 58 38% 5B 3H ○ 52%
비교예 9 26% 0B 4B × 100%
비교예 10 34% 1B 3B △ 120%
비교예 11 33% 2B 3H × 100%
비교예 12 34% 2B 3H × 101%
상기 표 6을 통해, 본 발명에 따라 표면 상에 화학식 1로 표시되는 화합물과, 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 양자점을 함유하는 실시예 40 내지 58의 광변환 잉크 조성물은 비교예 9 내지 12의 광변환 잉크 조성물에 비해 광변환 효율이 우수하고, 밀착성 및 도막 경도가 양호할 뿐만 아니라 입도 변화율이 작고 아웃가스 발생이 억제되는 것을 확인할 수 있다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (13)

  1. 표면 상에 리간드층을 가지는 양자점으로서,
    상기 리간드층이 하기 화학식 1로 표시되는 화합물과, 하기 화학식 2 및 3으로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 양자점:
    [화학식 1]
    Figure pat00176

    [화학식 2]
    Figure pat00177

    [화학식 3]
    Figure pat00178

    상기 식에서,
    A는 C1-C30의 알킬기, C3-C30의 사이클로알킬기, 아릴기, C2-C30의 알케닐기, C2-C30의 알키닐기, C2-C31의 알킬에스터기, 치오에테르기, 치오에스터기, 실릴기 또는 실릴에스터기이고,
    R1은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 폴리알킬렌글리콜기 또는 C2-C31의 알킬렌에스터기이며,
    B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고,
    D는 O, S 또는 NR이며,
    R2는 C1-C30의 알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기 또는 폴리알킬렌글리콜기이고,
    X는 티올, 카르복실기 또는 아민기이며,
    R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기이고,
    R3 및 R5는 각각 독립적으로 수소 또는 메틸기이며,
    R4는 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
    R6은 존재하지 않거나, C1-C30의 알킬렌기이며,
    R7은 C1-C30의 알킬렌기, C2-C30의 알케닐렌기, C3-C30의 사이클로알킬렌기, C3-C30의 헤테로사이클로알킬렌기, C1-C30의 알킬렌옥시기, C2-C31의 알킬렌에스터기, 아릴렌기 또는 아릴알킬렌기이고,
    n 및 m은 각각 독립적으로 0 내지 100의 정수이다.
  2. 제1항에 있어서,
    R1 및 R2 중 적어도 어느 하나가 폴리알킬렌글리콜기인 양자점.
  3. 제1항에 있어서,
    A는 C1-C30의 알킬기 또는 C2-C30의 알케닐기이고,
    R1은 폴리알킬렌글리콜기이며,
    B 및 E는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, O, S 또는 NR이고,
    D는 O이며,
    R2는 C1-C30의 알킬렌기이고,
    X는 티올기이며,
    R은 수소 또는 C1-C6의 알킬기인 양자점.
  4. 제1항에 있어서,
    R5는 수소 또는 메틸기이며,
    R6은 존재하지 않고,
    R7은 C1-C30의 알킬렌기이고,
    m은 1 내지 10의 정수인 양자점.
  5. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1로 표시되는 화합물은 하기 화학식 1-1 내지 1-23 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 양자점:
    [화학식 1-1]
    Figure pat00179

    [화학식 1-2]
    Figure pat00180

    [화학식 1-3]
    Figure pat00181

    [화학식 1-4]
    Figure pat00182

    [화학식 1-5]
    Figure pat00183

    [화학식 1-6]
    Figure pat00184
    (l은 1 내지 14임)
    [화학식 1-7]
    Figure pat00185

    [화학식 1-8]
    Figure pat00186

    [화학식 1-9]
    Figure pat00187

    [화학식 1-10]
    Figure pat00188

    [화학식 1-11]
    Figure pat00189

    [화학식 1-12]
    Figure pat00190

    [화학식 1-13]
    Figure pat00191

    [화학식 1-14]
    Figure pat00192

    [화학식 1-15]
    Figure pat00193

    [화학식 1-16]
    Figure pat00194

    [화학식 1-17]
    Figure pat00195

    [화학식 1-18]
    Figure pat00196
    (p는 1 내지 14임)
    [화학식 1-19]
    Figure pat00197
    (q는 1 내지 14임)
    [화학식 1-20]
    Figure pat00198
    (r은 1 내지 14임)
    [화학식 1-21]
    Figure pat00199

    [화학식 1-22]
    Figure pat00200

    [화학식 1-23]
    Figure pat00201
  6. 제1항에 있어서, 상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-42 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 양자점:
    [화학식 2-1]
    Figure pat00202

    [화학식 2-2]
    Figure pat00203

    [화학식 2-3]
    Figure pat00204

    [화학식 2-4]
    Figure pat00205

    [화학식 2-5]
    Figure pat00206

    [화학식 2-6]
    Figure pat00207

    [화학식 2-7]
    Figure pat00208

    [화학식 2-8]
    Figure pat00209

    [화학식 2-9]
    Figure pat00210

    [화학식 2-10]
    Figure pat00211

    [화학식 2-11]
    Figure pat00212

    [화학식 2-12]
    Figure pat00213

    [화학식 2-13]
    Figure pat00214

    [화학식 2-14]
    Figure pat00215

    [화학식 2-15]
    Figure pat00216

    [화학식 2-16]
    Figure pat00217

    [화학식 2-17]
    Figure pat00218

    [화학식 2-18]
    Figure pat00219

    [화학식 2-19]
    Figure pat00220

    [화학식 2-20]
    Figure pat00221

    [화학식 2-21]
    Figure pat00222

    [화학식 2-22]
    Figure pat00223

    [화학식 2-23]
    Figure pat00224

    [화학식 2-24]
    Figure pat00225

    [화학식 2-25]
    Figure pat00226

    [화학식 2-26]
    Figure pat00227

    [화학식 2-27]
    Figure pat00228

    [화학식 2-28]
    Figure pat00229

    [화학식 2-29]
    Figure pat00230

    [화학식 2-30]
    Figure pat00231

    [화학식 2-31]
    Figure pat00232

    [화학식 2-32]
    Figure pat00233

    [화학식 2-33]
    Figure pat00234

    [화학식 2-34]
    Figure pat00235

    [화학식 2-35]
    Figure pat00236

    [화학식 2-36]
    Figure pat00237

    [화학식 2-37]
    Figure pat00238

    [화학식 2-38]
    Figure pat00239

    [화학식 2-39]
    Figure pat00240

    [화학식 2-40]
    Figure pat00241

    [화학식 2-41]
    Figure pat00242

    [화학식 2-42]
    Figure pat00243
  7. 제1항에 있어서,
    상기 화학식 3으로 표시되는 화합물은 하기 화학식 3-1 내지 3-19 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 양자점:
    [화학식 3-1]
    Figure pat00244

    [화학식 3-2]
    Figure pat00245

    [화학식 3-3]
    Figure pat00246

    [화학식 3-4]
    Figure pat00247

    [화학식 3-5]
    Figure pat00248

    [화학식 3-6]
    Figure pat00249

    [화학식 3-7]
    Figure pat00250

    [화학식 3-8]
    Figure pat00251

    [화학식 3-9]
    Figure pat00252

    [화학식 3-10]
    Figure pat00253

    [화학식 3-11]
    Figure pat00254

    [화학식 3-12]
    Figure pat00255

    [화학식 3-13]
    Figure pat00256

    [화학식 3-14]
    Figure pat00257

    [화학식 3-15]
    Figure pat00258

    [화학식 3-16]
    Figure pat00259

    [화학식 3-17]
    Figure pat00260

    [화학식 3-18]
    Figure pat00261

    [화학식 3-19]
    Figure pat00262
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 따른 양자점과, 경화성 모노머 및 용제 중 하나 이상을 포함하는 양자점 분산체.
  9. 제8항에 있어서, 중합금지제를 추가로 포함하는 양자점 분산체.
  10. 제8항에 따른 양자점 분산체를 포함하는 경화성 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 경화성 조성물은 무용제형 광변환 잉크 조성물인 경화성 조성물.
  12. 제10항에 따른 경화성 조성물을 이용하여 형성되는 경화막.
  13. 제12항에 따른 경화막을 포함하는 화상표시장치.
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