KR20220134942A - Quantum dots, curable composition comprising the same, and curable pattern and image display formed from the composition - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 양자점 입자, 이를 포함하는 경화성 조성물, 및 이로부터 형성된 경화 패턴 및 화상 표시 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 리간드를 포함하는 양자점 입자, 이를 포함하는 경화성 조성물, 및 이로부터 형성된 경화 패턴 및 화상 표시 장치에 관한 것이다.The present invention relates to quantum dot particles, a curable composition comprising the same, and a cured pattern and an image display device formed therefrom. More specifically, it relates to quantum dot particles including a ligand, a curable composition including the same, and a cured pattern and an image display device formed therefrom.
컬러필터는 백색광에서 적색, 녹색, 청색, 3가지 색을 추출하여 미세한 화소 단위로 기능하게 하는 박막 필름형 광학부품으로서 한 화소의 크기가 수십에서 수백 마이크로미터 정도이다. 컬러필터는 각각의 화소 사이의 경계부분을 차광하기 위해서 투명 기판 상에 정해진 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스 층 및 각각의 화소를 형성하기 위해 복수의 색(통상적으로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B))의 3원색을 정해진 순서로 배열한 화소부가 차례로 적층된 구조를 가지고 있다. 일반적으로 컬러필터는 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료분산법 등에 의하여 3종 이상의 색상을 투명 기판상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산형의 감광성 수지를 이용한 안료 분산법이 주로 사용되고 있다.A color filter is a thin film type optical component that extracts red, green, blue, and three colors from white light and functions as a fine pixel unit. The size of one pixel is tens to hundreds of micrometers. The color filter includes a black matrix layer formed in a predetermined pattern on a transparent substrate to block light at the boundary between each pixel, and a plurality of colors (typically, red (R), green (G) and The pixel units in which the three primary colors of blue (B) are arranged in a predetermined order have a structure in which they are sequentially stacked. In general, color filters can be manufactured by coating three or more kinds of colors on a transparent substrate by a dyeing method, an electrodeposition method, a printing method, a pigment dispersion method, etc. Recently, a pigment dispersion method using a pigment dispersion type photosensitive resin is mainly used. have.
컬러 필터를 구현하는 방법 중의 하나인 안료분산법에 따르면, 먼저 흑색 매트릭스가 제공된 투명한 기질 위에 착색제를 비롯하여 알칼리 가용성 수지, 광중합 단량체, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용매, 기타 첨가제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 기판상에 코팅한다. 이 후, 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막을 형성할 수 있다.According to the pigment dispersion method, which is one of the methods for implementing a color filter, first, a photosensitive resin composition including a colorant, alkali-soluble resin, photopolymerization monomer, photoinitiator, epoxy resin, solvent, and other additives is formed on a transparent substrate provided with a black matrix. coated on the substrate. Thereafter, after exposing the pattern to be formed, the non-exposed portion is removed with a solvent and a series of steps of thermosetting are repeated to form a colored thin film.
그러나, 색 재현은 광원에서 조사된 광이 컬러필터를 투과하여 구현되는 것인데, 이 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되므로 광 효율이 저하될 수 있다. 또한, 색 필터로써의 안료특성으로 인하여 완벽한 색 재현성이 확보되지 않을 수 있다.However, the color reproduction is implemented by the light irradiated from the light source passing through the color filter. In this process, part of the light is absorbed by the color filter, so that the light efficiency may be reduced. In addition, perfect color reproducibility may not be secured due to the characteristics of the pigment as a color filter.
한국공개특허 제10-2012-112188호에는 컬러필터용 적색 착색 조성물 및 컬러필터의 일 예를 개시하고 있다.Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2012-112188 discloses an example of a red coloring composition for a color filter and a color filter.
본 발명의 일 과제는 우수한 광학 특성 및 신뢰성을 갖는 양자점 입자 및 이를 포함하는 경화성 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide quantum dot particles having excellent optical properties and reliability, and a curable composition comprising the same.
본 발명의 일 과제는 상기 경화성 조성물로부터 형성된 경화 패턴 및 화상 표시 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a cured pattern and an image display device formed from the curable composition.
1. 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 불소계 리간드를 포함하는, 양자점 입자.1. Quantum dot particles comprising a fluorine-based ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group.
2. 위 1에 있어서, 상기 불화탄화수소기 또는 상기 불화탄소기는 상기 불소계 리간드의 말단에 위치하며, 탄소수가 1 내지 10인, 양자점 입자.2. The quantum dot particle of the above 1, wherein the fluorohydrocarbon group or the fluorocarbon group is located at the terminal of the fluorine-based ligand, and has 1 to 10 carbon atoms.
3. 위 1에 있어서, 상기 불소계 리간드는 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함하는, 양자점 입자:3. The quantum dot particle according to the above 1, wherein the fluorine-based ligand comprises a compound represented by the following Chemical Formula 1:
[화학식 1][Formula 1]
(상기 화학식 1에서, R1은 메틸렌기 또는 에틸렌기이며, R2는 수소 원자 또는 불소 원자이며, m은 1 또는 2이고, n은 1 내지 10의 정수임).(In Formula 1, R 1 is a methylene group or an ethylene group, R 2 is a hydrogen atom or a fluorine atom, m is 1 or 2, and n is an integer of 1 to 10).
4. 위 1에 있어서, 상기 불소계 리간드는 하기의 화학식 (1) 내지 (64)로 표시되는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함하는, 양자점 입자.4. The quantum dot particle of the above 1, wherein the fluorine-based ligand includes at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (1) to (64).
5. 위 1에 있어서, 비불소계 리간드를 더 포함하는, 양자점 입자.5. The quantum dot particle according to the above 1, further comprising a non-fluorine-based ligand.
6. 위 5에 있어서, 상기 비불소계 리간드는 에테르기, 고리형 에테르기 및 에스테르기 중 적어도 하나를 포함하는, 양자점 입자.6. The quantum dot particle of the above 5, wherein the non-fluorine-based ligand includes at least one of an ether group, a cyclic ether group, and an ester group.
7. 위 6에 있어서, 상기 비불소계 리간드는 하기의 화학식 3 또는 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함하는, 양자점 입자:7. The quantum dot particle according to the above 6, wherein the non-fluorine-based ligand comprises a compound represented by the following Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4:
[화학식 3][Formula 3]
(상기 화학식 3에서, R3는 에스테르기를 포함 가능한 탄소수 1 내지 15의 2가의 지방족 탄화수소기이며, L은 티올기 또는 카르복실기이고, x는 0 내지 10의 정수임)(In Formula 3, R 3 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms including an ester group, L is a thiol group or a carboxyl group, and x is an integer of 0 to 10)
[화학식 4][Formula 4]
(상기 화학식 4에서, R4는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기이며, R5는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기이며, R6는 치환 가능한 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 치환 가능한 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이며, L은 티올기 또는 카르복실기이고, y는 0 내지 10의 정수임).(In Formula 4, R 4 is a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 is a substitutable aliphatic having 1 to 10 carbon atoms. a hydrocarbon group or a substitutable aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, L is a thiol group or a carboxyl group, and y is an integer of 0 to 10).
8. 위 5에 있어서, 상기 양자점 입자에 포함되는 상기 불소계 리간드 및 상기 비불소계 리간드의 질량비는 5:95 내지 95:5인, 양자점 입자.8. The quantum dot particle according to the above 5, wherein the mass ratio of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand included in the quantum dot particle is 5:95 to 95:5.
9. 위 1에 있어서, 상기 양자점 입자는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 양자점 입자.9. The quantum dot according to 1 above, wherein the quantum dot particles include at least one selected from the group consisting of a group II-VI compound, a group III-V compound, a group IV-VI compound, a group IV element, or a compound containing the same. particle.
10. 위 1에 있어서, 상기 양자점 입자는 코어 및 상기 코어를 덮는 쉘을 포함하는, 양자점 입자.10. The quantum dot particle according to 1 above, wherein the quantum dot particle includes a core and a shell covering the core.
11. 위 10에 있어서, 상기 코어는 인듐(In) 또는 인(P)을 포함하고, 상기 쉘은 아연(Zn), 셀레늄(Se) 또는 황(S)을 포함하는, 양자점 입자.11. The quantum dot particle according to 10 above, wherein the core includes indium (In) or phosphorus (P), and the shell includes zinc (Zn), selenium (Se) or sulfur (S).
12. 위 11에 있어서, 상기 쉘은 상기 코어를 덮는 제1 쉘층 및 상기 제1 쉘층을 덮는 제2 쉘층을 포함하며, 상기 코어는 InP 또는 InZnP를 포함하며, 상기 제1 쉘층은 ZnSe 또는 ZnSeS를 포함하고, 상기 제2 쉘층은 ZnS를 포함하는, 양자점 입자.12. The method of 11 above, wherein the shell includes a first shell layer covering the core and a second shell layer covering the first shell layer, wherein the core includes InP or InZnP, and the first shell layer includes ZnSe or ZnSeS. Including, wherein the second shell layer comprises ZnS, quantum dot particles.
13. 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 함유하는 양자점 입자를 포함하는, 경화성 조성물.13. A curable composition comprising quantum dot particles containing a thiol group, an ester group, and a ligand having a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group.
14. 위 13에 있어서, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제 및 용매 중 적어도 하나를 더 포함하는, 경화성 조성물.14. The curable composition of 13 above, further comprising at least one of a binder resin, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent.
15. 위 13에 따른 경화성 조성물로부터 형성된, 경화 패턴.15. A cured pattern formed from the curable composition according to 13 above.
16. 위 15에 따른 경화 패턴을 포함하는, 화상 표시 장치.16. An image display device comprising the curing pattern according to 15 above.
본 발명의 실시예들에 따르는 양자점 입자는 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함함에 따라 우수한 광학 특성을 갖는 경화성 조성물이 제공될 수 있다.Quantum dot particles according to embodiments of the present invention may be provided with a curable composition having excellent optical properties by including a ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group.
또한, 예시적인 실시예들에 따르는 양자점 입자는 말단에 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함함에 따라, 가혹 조건에서도 내화학성 및 내열성이 우수할 수 있다.In addition, the quantum dot particles according to exemplary embodiments include a ligand having a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group at the terminal, and thus may have excellent chemical resistance and heat resistance even under severe conditions.
또한, 예시적인 실시예들에 따르는 경화성 조성물을 사용하여 광 효율 및 내구성이 우수한 경화 패턴 및 이를 포함하는 화상 표시 장치를 제공할 수 있다.In addition, by using the curable composition according to the exemplary embodiments, it is possible to provide a cured pattern having excellent light efficiency and durability, and an image display device including the same.
본 발명의 실시예들에 따르면, 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함하는 양자점 입자가 제공된다. 상기 양자점 입자가 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함함에 따라 용매에 대한 우수한 용해도를 가질 수 있으며, 가혹 조건(고온/다습)에서 우수한 신뢰성이 제공될 수 있다.According to embodiments of the present invention, quantum dot particles including a ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group are provided. As the quantum dot particle includes a ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group, it may have excellent solubility in a solvent, and excellent reliability in severe conditions (high temperature/humidity) can be provided.
또한, 상기 양자점 입자를 포함하는 경화성 조성물, 상기 경화성 조성물로부터 형성된 경화 패턴 및 상기 경화 패턴을 포함하는 화상 표시 장치가 제공된다. 상기 경화 패턴 및 화상 표시 장치는 상기 양자점 입자를 포함함에 따라 광효율, 색재현성 및 내구성이 우수할 수 있다.In addition, a curable composition including the quantum dot particles, a cured pattern formed from the curable composition, and an image display device including the cured pattern are provided. Since the cured pattern and the image display device include the quantum dot particles, light efficiency, color reproducibility, and durability may be excellent.
이하, 본 발명의 실시예들에 따른 양자점 입자에 대해 상세히 설명한다. 본 출원에 사용된 화학식으로 표시되는 화합물 또는 수지의 이성질체가 있는 경우에는, 해당 화학식으로 표시되는 화합물 또는 수지는 그 이성질체까지 포함하는 대표 화학식을 의미한다.Hereinafter, quantum dot particles according to embodiments of the present invention will be described in detail. When there is an isomer of the compound or resin represented by the formula used in the present application, the compound or resin represented by the formula means the representative formula including the isomer.
이하에서, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
<양자점 입자><Quantum Dot Particles>
본 발명의 실시예들에 따른 양자점 입자는 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 리간드가 표면에 배치된 혹은 상기 리간드로 표면이 개질된 양자점 입자일 수 있다. Quantum dot particles according to embodiments of the present invention may include a ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group. For example, the ligand may be a quantum dot particle disposed on the surface or the surface of which is modified with the ligand.
양자점이란 나노 크기의 반도체 물질을 의미할 수 있다. 구체적으로, 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터(cluster)라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 가지고 있을 때 이를 양자점이라고 한다.Quantum dots may refer to nano-sized semiconductor materials. Specifically, atoms form molecules, and molecules form an aggregate of small molecules called clusters to form nanoparticles. When these nanoparticles have semiconductor properties, they are called quantum dots.
상기 양자점 입자는 외부에서 에너지를 받아 여기 상태(excited state)에 이르면, 자체 양자점의 에너지 밴드갭에 따른 에너지(예를 들면, 광)를 방출한다. 구체적으로, 양자점 입자는 광 조사에 의해 발광하는 광 발광(Photo luminescence) 또는 전류 인가에 의해 발광하는 전계 발광(Electro luminescence)이 가능하며, 디스플레이 소자, 에너지 소자 또는 생체 발광 소자 등 다양한 분야에서 발광 소재로서 적용 가능하다.When the quantum dot particle receives energy from the outside and reaches an excited state, it emits energy (eg, light) according to the energy band gap of its own quantum dot. Specifically, quantum dot particles are capable of photoluminescence that emits light by irradiation or electroluminescence that emits light by application of current, and are light emitting materials in various fields such as display devices, energy devices, or bioluminescent devices. can be applied as
예를 들면, 양자점 입자는 광 발광 소자를 이용한 LCD(Liquid Crystal Diodes) 기반의 디스플레이 또는 전계 발광 소자를 이용한 QLED(Quantum dot Light Emitting Diodes) 기반의 디스플레이에 사용될 수 있다.For example, quantum dot particles may be used in LCD (Liquid Crystal Diodes)-based displays using light emitting devices or QLED (Quantum Dot Light Emitting Diodes) based displays using electroluminescent devices.
예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물 및 경화 패턴은 이러한 양자점 입자를 포함함으로써 예를 들면, 광원으로부터 조사된 광에 의해 자체적으로 발광할 수 있다.The curable composition and the cured pattern according to the exemplary embodiments may emit light by themselves, for example, by light irradiated from a light source by including such quantum dot particles.
양자점 입자는 나노 결정의 크기 및/또는 조성을 조절함에 따라 양자점의 에너지 밴드갭을 조절할 수 있다. 예를 들면, 양자점 입자의 크기가 감소할수록 넓은 에너지 밴드갭을 가질 수 있으며 발광 파장이 감소할 수 있다. 따라서, 양자점 입자의 입경 및/또는 조성을 조절함으로써 원하는 파장의 광을 방출하는 양자점 입자를 구현할 수 있다.The quantum dot particles may control the energy band gap of the quantum dot by controlling the size and/or composition of the nanocrystal. For example, as the size of the quantum dot particle decreases, it may have a wide energy bandgap and the emission wavelength may decrease. Accordingly, quantum dot particles emitting light of a desired wavelength can be realized by controlling the particle size and/or composition of the quantum dot particles.
예를 들면, 상기 양자점 입자는 청색광을 방출하는 청색 양자점, 녹색광을 방출하는 녹색 양자점 또는 적색광을 방출하는 적색 양자점을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 녹색 양자점 또는 적색 양자점의 경우 청색광을 조사받아 녹색광 또는 적색광으로 광 변환시킬 수 있다.For example, the quantum dot particles may include blue quantum dots emitting blue light, green quantum dots emitting green light, or red quantum dots emitting red light. For example, in the case of the green quantum dots or red quantum dots, blue light may be irradiated and light-converted into green light or red light.
또한, 컬러필터를 포함하는 일반적인 화상 표시 장치의 경우 조사된 백색광이 컬러필터를 투과하여 컬러가 구현되는 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수될 수 있다. 이에 따라, 컬러필터를 투과하는 과정에서 광 효율이 저하될 수 있다.In addition, in the case of a general image display device including a color filter, part of the light may be absorbed by the color filter while the irradiated white light passes through the color filter to realize color. Accordingly, light efficiency may be reduced in the process of passing through the color filter.
예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자를 포함하는 경화성 조성물로 제조된 컬러필터를 포함하는 경우, 컬러필터가 광원으로부터 조사된 광에 의해 자체 발광하므로 보다 뛰어난 광 효율을 구현할 수 있다.In the case of including a color filter made of a curable composition including quantum dot particles according to exemplary embodiments, since the color filter emits light by itself by the light irradiated from the light source, superior light efficiency may be realized.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자는 광에 의한 자극으로 발광하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물, 및 이들의 혼합물 등 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.According to example embodiments, the quantum dot particles may include a material that emits light when stimulated by light. For example, it may include a group II-VI compound, a group III-V compound, a group IV-VI compound, a group IV element or a compound including the same, and mixtures thereof. These may be used alone or in combination of two or more.
상기 II-VI족 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.The group II-VI compound may be a binary compound selected from CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS, and mixtures thereof; ternary compounds selected from CdSeS, CdSeTe, CdSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, and mixtures thereof; and CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, and mixtures thereof.
상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.The group III-V compound may include a binary compound selected from GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, and mixtures thereof; a ternary compound selected from GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, and mixtures thereof; and quaternary compounds selected from GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof.
상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.The group IV-VI compound is a binary compound selected from SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, and mixtures thereof; a ternary compound selected from SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, and mixtures thereof; and a quaternary compound selected from SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and mixtures thereof.
상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 원소 화합물; 및 SiC, SiGe, 및 이들의 혼합물 중에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다.The group IV element or a compound containing the same may include an elemental compound selected from Si, Ge, and mixtures thereof; and a binary compound selected from SiC, SiGe, and mixtures thereof.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자는 균질한 (homogeneous) 단일 구조, 코어-쉘(core-shell) 구조, 그래디언트(gradient) 구조, 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다.According to exemplary embodiments, the quantum dot particle may have a homogeneous single structure, a core-shell structure, a gradient structure, or a mixture thereof.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자는 코어(core) 및 상기 코어를 덮는 쉘(shell)로 구성된 코어-쉘 구조일 수 있다. 상기 코어는 실질적으로 발광이 일어나는 부분일 수 있다. 상기 쉘은 코어의 산화를 방지하고 표면의 트랩(trap) 에너지 준위를 감소시켜 양자점 입자의 안정성 및 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot particle may have a core-shell structure including a core and a shell covering the core. The core may be a portion that substantially emits light. The shell may serve to improve the stability and efficiency of the quantum dot particles by preventing oxidation of the core and reducing the surface trap energy level.
각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 상술한 서로 다른 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 코어는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, InNP, InZnP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 쉘은 ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe, ZnSe, ZnS, ZnSeS 및 이들의 혼합물로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 상기 코어는 In 및 P을 포함할 수 있으며, 상기 쉘은 Zn, Se 및/또는 S를 포함할 수 있다.The material constituting each core and the shell may be made of the different compounds described above. For example, the core may be GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, InNP, InZnP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, It may include one or more materials selected from the group consisting of InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof. The shell may include one or more materials selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe, ZnSe, ZnS, ZnSeS, and mixtures thereof. Preferably, the core may include In and P, and the shell may include Zn, Se and/or S.
일부 실시예들에 있어서, 상기 쉘은 하나 이상의 쉘층을 포함하는 다층쉘(multi-layered shell) 구조일 수 있다. 예를 들면, 상기 양자점 입자는 코어, 상기 코어를 덮는 제1 쉘층, 및 상기 제1 쉘층을 덮는 제2 쉘층을 포함할 수 있다.In some embodiments, the shell may have a multi-layered shell structure including one or more shell layers. For example, the quantum dot particles may include a core, a first shell layer covering the core, and a second shell layer covering the first shell layer.
일부 실시예들에 있어서, 상기 다층쉘 구조에서 인접하는 코어 및 쉘층들은 서로 상이한 조성을 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 코어는 InP, 및/또는 InZnP를 포함할 수 있으며, 상기 제1 쉘층은 ZnSe 및/또는 ZnSeS를 포함할 수 있고, 상기 제2 쉘층은 ZnS를 포함할 수 있다.In some embodiments, adjacent core and shell layers in the multilayer shell structure may have different compositions. For example, the core may include InP and/or InZnP, the first shell layer may include ZnSe and/or ZnSeS, and the second shell layer may include ZnS.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자는 카드뮴(Cd)을 실질적으로 포함하지 않는 비카드뮴계 양자점일 수 있다. 이에 따라, 카드뮴으로 인한 환경 또는 인체 유해 문제를 방지할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot particles may be non-cadmium-based quantum dots that do not substantially contain cadmium (Cd). Accordingly, it is possible to prevent environmental or human harm caused by cadmium.
상기 양자점 입자의 표면에는 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드가 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 양자점 입자는 상기 불소계 리간드에 의해 표면 개질될 수 있다. A ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group may be disposed on the surface of the quantum dot particle. For example, the quantum dot particles may be surface-modified by the fluorine-based ligand.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 리간드는 양 말단에 티올기 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 가지며 주 사슬 내에 에스테르기를 갖는 치환 또는 비치환된 탄화수소일 수 있다.In some embodiments, the fluorine-based ligand may be a substituted or unsubstituted hydrocarbon having a thiol group and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group at both ends and an ester group in the main chain.
상기 리간드는 일 말단에 양자점 입자와 강한 결합 친화성(bind affinity)을 갖는 티올기를 포함함에 따라 양자점 입자에 대한 패시베이션 특성이 개선될 수 있다. 예를 들면, 티올기는 상기 양자점 입자의 표면에 화학적으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 불소계 리간드의 티올기는 상기 양자점 입자의 쉘에 포함되는 Zn과 배위결합을 형성할 수 있다. As the ligand includes a thiol group having strong binding affinity with the quantum dot particle at one end, the passivation property for the quantum dot particle may be improved. For example, a thiol group may be chemically bonded to the surface of the quantum dot particle. For example, the thiol group of the fluorine-based ligand may form a coordination bond with Zn included in the shell of the quantum dot particle.
또한, 상기 리간드가 주 사슬 내에 에스테르기를 포함함에 따라 극성 유기 용매에 대한 분산성이 향상될 수 있으며, 예를 들면, 디스플레이 공정에서의 상용성이 개선될 수 있다. In addition, as the ligand includes an ester group in the main chain, dispersibility in a polar organic solvent may be improved, for example, compatibility in a display process may be improved.
예를 들면, 일반적으로 양자점에 사용되는 리간드의 경우, 고 탄소함량을 갖는 지방족기(aliphatic cahin)로 구성되어 있어 양자점 입자가 비극성 용매에만 주로 용해 가능하였으며, 극성 유기 용매 또는 물에 대한 분산성이 열화였다. 이에 따라, 예를 들면, 디스플레이 공정에서의 상용성이 떨어졌으며 충분한 광 효율을 제공하지 못하였다.For example, in the case of a ligand generally used for quantum dots, it is composed of an aliphatic cahin having a high carbon content, so the quantum dot particles are mainly soluble in non-polar solvents, and dispersibility in polar organic solvents or water it was fever Accordingly, for example, compatibility in a display process was poor and sufficient light efficiency was not provided.
예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자는 극성을 갖는 에스테르기가 포함된 리간드가 표면에 배치됨에 따라 극성 용매 및 물에 대한 용해성 및 분산성이 개선될 수 있다. 예를 들면, 극성 용매 내에서의 양자점 입자의 응집이 억제되어 용매 내에 균일하게 분포할 수 있다. 이에 따라, 양자점 입자의 양자효율이 우수할 수 있고 색재현성 및 시야각이 개선될 수 있다.Quantum dot particles according to exemplary embodiments may have improved solubility and dispersibility in polar solvents and water as a ligand including an ester group having a polarity is disposed on the surface. For example, aggregation of quantum dot particles in a polar solvent may be suppressed and uniformly distributed in the solvent. Accordingly, quantum efficiency of the quantum dot particles may be excellent, and color reproducibility and viewing angle may be improved.
또한, 상기 리간드는 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 포함하여 수분 및/또는 산소에 대한 차폐성이 우수할 수 있으며, 이에 따라 양자점 입자의 광 변환율이 향상될 수 있다. In addition, the ligand may include a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group and may have excellent shielding properties against moisture and/or oxygen, and thus the light conversion rate of the quantum dot particles may be improved.
예를 들면, 양자점 입자는 산소, 수분 또는 열 등에 의한 손상으로 인하여 시간의 경과 혹은 공정의 진행에 따라 광변환 기능이 급격하게 저하될 수 있다. 예를 들면, 화학적/기계적 충격에 의하여 양자점 입자의 코어 및/또는 쉘이 산화되거나, 크랙(crack), 균열 등의 손상을 입게 되어 양자 효율이 떨어질 수 있다. For example, the photoconversion function of quantum dot particles may be rapidly deteriorated with the lapse of time or progress of a process due to damage caused by oxygen, moisture, heat, or the like. For example, the core and/or shell of the quantum dot particles may be oxidized by chemical/mechanical impact, or may be damaged such as cracks or cracks, thereby reducing quantum efficiency.
예시적인 실시예들에 따르는 양자점 입자는 우수한 기계적/화학적 물성을 갖는 불화탄화수소기 또는 불화탄소기에 의해 표면이 안정적으로 패시베이션(passivation)될 수 있으므로 가혹 조건에서의 안정성이 우수할 있다. 이에 따라, 양자점 입자의 산화, 손상에 의한 광효율의 저하를 방지할 수 있으며, 장기간 보관 또는 열, 노광 공정 등의 가혹 조건에서도 우수한 신뢰성 및 광학 특성을 갖는 컬러필터가 제공될 수 있다.Quantum dot particles according to exemplary embodiments may have excellent stability in harsh conditions because the surface may be stably passivated by a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group having excellent mechanical/chemical properties. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in optical efficiency due to oxidation and damage of the quantum dot particles, and a color filter having excellent reliability and optical properties can be provided even under severe conditions such as long-term storage or heat and exposure processes.
상기 불화탄화수소기란 적어도 하나 이상의 수소 원자가 불소 원자로 치환되며, 적어도 하나의 수소 원자를 포함하는 지방족 탄화수소기를 의미할 수 있다. 상기 불화탄소기란 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 지방족 탄화수소기를 의미할 수 있다.The fluorohydrocarbon group may refer to an aliphatic hydrocarbon group in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom and includes at least one hydrogen atom. The fluorocarbon group may mean an aliphatic hydrocarbon group in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
예를 들면, 상기 불화탄화수소기는 -(CF2)nCHF2일 수 있다. 예를 들면, 상기 불화탄소기는 -(CF2)nCF3일 수 있다. For example, the fluorohydrocarbon group may be -(CF 2 )nCHF 2 . For example, the fluorocarbon group may be -(CF 2 )nCF 3 .
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 리간드는 탄소수 1 내지 10의 불화탄화수소기 또는 탄소수 1 내지 10의 불화탄소기를 포함할 수 있다. 상기 탄소수 범위 내에서 양자점 입자의 용매에 대한 분산성을 유지하면서도 내습성, 내열성이 우수할 수 있다.In some embodiments, the fluorine-based ligand may include a fluorohydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorocarbon group having 1 to 10 carbon atoms. While maintaining the dispersibility of the quantum dot particles in the solvent within the carbon number range, moisture resistance and heat resistance may be excellent.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 리간드는 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.In some embodiments, the fluorine-based ligand may include a compound represented by Formula 1 below.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에서, R1은 메틸렌기 또는 에틸렌기일 수 있으며, R2는 수소원자 또는 불소원자일 수 있다. m은 1 또는 2일 수 있으며, n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.In Formula 1, R 1 may be a methylene group or an ethylene group, and R 2 may be a hydrogen atom or a fluorine atom. m may be 1 or 2, and n may be an integer from 1 to 10.
화학식 1에 표시된 바와 같이, 상기 불소계 리간드는 주사슬 내에 에스테르기를 포함함에 따라 극성 용매 및/또는 물에 대한 분산성이 개선될 수 있다. 또한, 말단에 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 포함함에 따라 양자점 입자 내부로의 수분, 산소의 침투를 용이하게 차단할 수 있으며, 기계적/물리적 충격을 완화할 수 있다. 따라서, 양자점 입자의 산화/손상을 방지하여 장기간 저장하거나 공정이 진행되는 과정에서도 양자효율이 우수하게 유지될 수 있다.As shown in Formula 1, dispersibility in a polar solvent and/or water may be improved as the fluorine-based ligand includes an ester group in the main chain. In addition, by including a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group at the end, it is possible to easily block the penetration of moisture and oxygen into the quantum dot particles, and it is possible to alleviate mechanical/physical impact. Therefore, by preventing oxidation/damage of quantum dot particles, quantum efficiency can be maintained excellently even during long-term storage or processing.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 리간드는 하기의 화학식 (1) 내지 (64)로 표시되는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments, the fluorine-based ligand may include at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following Chemical Formulas (1) to (64).
(1) (One)
(2) (2)
(3) (3)
(4) (4)
(5) (5)
(6) (6)
(7) (7)
(8) (8)
(9) (9)
(10) (10)
(11) (11)
(12) (12)
(13) (13)
(14) (14)
(15) (15)
(16) (16)
(17) (17)
(18) (18)
(19) (19)
(20) (20)
(21) (21)
(22) (22)
(23) (23)
(24) (24)
(25) (25)
(26) (26)
(27) (27)
(28) (28)
(29) (29)
(30) (30)
(31) (31)
(32) (32)
(33) (33)
(34) (34)
(35) (35)
(36) (36)
(37) (37)
(38) (38)
(39) (39)
(40) (40)
(41) (41)
(42) (42)
(43) (43)
(44) (44)
(45) (45)
(46) (46)
(47) (47)
(48) (48)
(49) (49)
(50) (50)
(51) (51)
(52) (52)
(53) (53)
(54) (54)
(55) (55)
(56) (56)
(57) (57)
(58) (58)
(59) (59)
(60) (60)
(61) (61)
(62) (62)
(63) (63)
(64) (64)
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자는 비불소계 리간드를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 양자점 입자는 불소계 리간드 및 비불소계 리간드가 표면에 배치되거나 혹은 불소계 리간드 및 비불소계 리간드로 표면이 개질된 양자점 입자일 수 있다.According to exemplary embodiments, the quantum dot particles may further include a non-fluorine-based ligand. For example, the quantum dot particle may be a quantum dot particle in which a fluorine-based ligand and a non-fluorine-based ligand are disposed on the surface, or the surface is modified with a fluorine-based ligand and a non-fluorine-based ligand.
상기 비불소계 리간드는 양자점 입자의 극성 용매에 대한 용해성을 보충하는 역할을 할 수 있다. 예를 들면, 상기 비불소계 리간드는 극성 용매에 대한 우수한 분산성을 확보하기 위하여 분자 구조 내에 극성 작용기를 가질 수 있다.The non-fluorine-based ligand may serve to supplement the solubility of the quantum dot particles in a polar solvent. For example, the non-fluorine-based ligand may have a polar functional group in its molecular structure to ensure excellent dispersibility in a polar solvent.
일부 실시예들에 있어서, 상기 비불소계 리간드는 에테르기, 고리형 에테르기 및 에스테르기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 이에 따라, 양자점 입자의 극성 용매 또는 물에 대한 용해도, 분산성이 향상될 수 있다.In some embodiments, the non-fluorine-based ligand may include at least one of an ether group, a cyclic ether group, and an ester group. Accordingly, the solubility and dispersibility of the quantum dot particles in a polar solvent or water may be improved.
예를 들면, 상기 비불소계 리간드는 하기의 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.For example, the non-fluorine-based ligand may include compounds represented by Chemical Formulas 3 and 4 below.
[화학식 3][Formula 3]
상기 화학식 3에서, R3는 에스테르기를 포함 가능한 탄소수 1 내지 15의 2가의 지방족 탄화수소기일 수 있으며, L은 티올기 또는 카르복실기일 수 있고, x는 0 내지 10의 정수일 수 있다.In Formula 3, R 3 may be a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms including an ester group, L may be a thiol group or a carboxyl group, and x may be an integer of 0 to 10.
[화학식 4][Formula 4]
상기 화학식 4에서, R4는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기일 수 있으며, R5는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기일 수 있으며, R6는 치환 가능한 탄소수 1 내지 10의 1가의 지방족 탄화수소기 또는 치환 가능한 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기일 수 있고, y는 0 내지 10의 정수일 수 있다.In Formula 4, R 4 may be a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 may be a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 is a substitutable carbon number of 1 to 10 It may be a monovalent aliphatic hydrocarbon group or a substitutable aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, and y may be an integer of 0 to 10.
상기 1가 또는 2가의 지방족 탄화수소기는 직쇄, 분지쇄 또는 고리형 탄화수소기일 수 있다.The monovalent or divalent aliphatic hydrocarbon group may be a straight chain, branched chain or cyclic hydrocarbon group.
예를 들면, 상기 1가의 지방족 탄화수소기는 알킬기, 알케닐기, 알키닐기, 시클로알킬기, 시클로알케닐기, 시클로알키닐기일 수 있다. 예를 들면, 상기 2가의 지방족 탄화수소는 알킬렌기, 알케닐렌기, 알키닐렌기, 시클로알킬렌기, 시클로알케닐렌기, 시클로알키닐렌기일 수 있다.For example, the monovalent aliphatic hydrocarbon group may be an alkyl group, an alkenyl group, an alkynyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, or a cycloalkynyl group. For example, the divalent aliphatic hydrocarbon may be an alkylene group, an alkenylene group, an alkynylene group, a cycloalkylene group, a cycloalkenylene group, or a cycloalkynylene group.
상기 방향족 탄화수소기는 아릴기, 아릴알킬기, 알킬아릴기일 수 있다. 예를 들면, 벤질기 또는 페닐기일 수 있다. The aromatic hydrocarbon group may be an aryl group, an arylalkyl group, or an alkylaryl group. For example, it may be a benzyl group or a phenyl group.
상기 “치환 가능한"이란, 탄화수소기의 수소 원자 중 적어도 하나가 할로겐 원자, 헤테로 원자, 히드록시기, 탄소수 1 내지 3의 알킬기, 탄소수 1 내지 3의 알콕시기, 카르복실기, 아미노기, 시아노기, 니트로기, 티올기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로 치환되는 것을 의미한다.The "substitutable" means that at least one of the hydrogen atoms of the hydrocarbon group is a halogen atom, a hetero atom, a hydroxy group, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 3 carbon atoms, a carboxyl group, an amino group, a cyano group, a nitro group, a thiol group It means to be substituted with at least one selected from the group consisting of a group.
상기 화학식 3 및 화학식 4로 표시되는 화합물의 티올기 또는 카르복실기는 양자점 입자의 표면에 화학적으로 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 티올기 또는 카르복실기는 양자점 입자 쉘의 Zn과 배위결합을 형성할 수 있다. A thiol group or a carboxyl group of the compound represented by Chemical Formulas 3 and 4 may be chemically bonded to the surface of the quantum dot particle. For example, the thiol group or the carboxyl group may form a coordination bond with Zn of the quantum dot particle shell.
양자점 입자가 불소계 리간드와 비불소계 리간드를 함께 포함함에 따라 극성 유기 용매에 대한 용해성, 분산성을 안정적으로 유지하면서 동시에 양자점 입자의 산화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 경화 패턴의 내화학성, 내수분성 및 광특성을 향상시킬 수 있다.As the quantum dot particles contain both the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand, it is possible to prevent oxidation of the quantum dot particles while stably maintaining solubility and dispersibility in a polar organic solvent. Accordingly, chemical resistance, moisture resistance, and optical properties of the cured pattern may be improved.
일부 실시예들에 있어서, 양자점 입자에 포함되는 상기 불소계 리간드 및 상기 비불소계 리간드의 질량비는 약 5:95 내지 95:5일 수 있다. 상기 범위 내에서 용매에 대한 양자점 입자의 분산성이 우수할 수 있으며, 저장 안정성 및 신뢰성이 향상될 수 있다. 바람직하게는 불소계 리간드 및 비불소계 리간드의 질량비는 약 20:80 내지 80:20일 수 있다.In some embodiments, the mass ratio of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand included in the quantum dot particle may be about 5:95 to about 95:5. Within the above range, the dispersibility of the quantum dot particles in the solvent may be excellent, and storage stability and reliability may be improved. Preferably, the mass ratio of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand may be about 20:80 to 80:20.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소계 리간드의 함량, 혹은 비불소계 리간드를 더 포함하는 경우 불소계 리간드 및 비불소계 리간드의 총 함량은 상기 리간드를 제외한 양자점 입자(예를 들면, 코어 및 쉘) 총 중량에 대하여 약 30 내지 200중량%로 포함될 수 있다. 상기 함량이 약 30중량% 미만인 경우, 양자점 입자가 리간드에 의해 충분히 패시베이션되지 않을 수 있다. 상기 함량이 200중량% 초과인 경우, 양자점 입자의 표면에 리간드가 과도하게 배치됨에 따라 경화 패턴의 경화도 및 광 효율이 감소할 수 있다. 바람직하게는 상기 불소계 리간드, 혹은 비불소계 리간드를 더 포함하는 경우 불소계 리간드 및 비불소계 리간드의 총 함량은 상기 리간드를 제외한 양자점 입자(예를 들면, 코어 및 쉘) 총 중량에 대하여 약 50 내지 150중량%로 포함될 수 있다.In some embodiments, the content of the fluorine-based ligand or, when a non-fluorine-based ligand is further included, the total content of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand is based on the total weight of the quantum dot particles (eg, core and shell) excluding the ligand. It may be included in an amount of about 30 to 200% by weight. If the content is less than about 30% by weight, the quantum dot particles may not be sufficiently passivated by the ligand. When the content is more than 200% by weight, the degree of curing and light efficiency of the curing pattern may decrease as the ligand is excessively disposed on the surface of the quantum dot particle. Preferably, when the fluorine-based ligand or non-fluorine-based ligand is further included, the total content of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand is about 50 to 150 weight based on the total weight of the quantum dot particles (eg, core and shell) excluding the ligand. % may be included.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자의 평균 입경은 약 5 내지 12nm일 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자가 코어-쉘 구조인 경우 코어의 평균 입경은 약 2.5 내지 5nm일 수 있으며, 쉘의 두께는 약 2.5 내지 7nm일 수 있다. 평균 입경 및 두께가 상기 범위 내인 경우 양자점 입자의 분산성이 향상되고, 광 조사에 의해 원하는 색상을 효율적으로 구현할 수 있다.According to exemplary embodiments, the average particle diameter of the quantum dot particles may be about 5 to 12 nm. In some embodiments, when the quantum dot particle has a core-shell structure, the average particle diameter of the core may be about 2.5 to 5 nm, and the thickness of the shell may be about 2.5 to 7 nm. When the average particle diameter and thickness are within the above ranges, dispersibility of quantum dot particles is improved, and a desired color can be efficiently implemented by light irradiation.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자는 습식화학공정(wet chemical process), 유기금속 화학 증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍식 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 합성될 수 있다. 습식 화학 공정은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용매가 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하며 결정의 성장을 조절하게 된다. 이에 따라, 유기금속 화학 증착 공정 또는 분자선 에피텍시 공정과 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 결정의 성장을 제어할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot particles are synthesized by a wet chemical process, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process, or a molecular beam epitaxy (MBE) process. can The wet chemical process is a method of growing particles by adding a precursor material to an organic solvent. When the crystal is grown, the organic solvent is coordinated on the surface of the quantum dot crystal and acts as a dispersant to control the growth of the crystal. Accordingly, it is possible to control the crystal growth through an easier and cheaper process than a vapor deposition method such as an organometallic chemical vapor deposition process or a molecular beam epitaxy process.
<경화성 조성물><Curable composition>
본 발명의 실시예들에 따른 경화성 조성물은 예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자를 포함할 수 있으며, 바인더 수지, 용매, 중합성 화합물, 중합 개시제, 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.The curable composition according to embodiments of the present invention may include quantum dot particles according to exemplary embodiments, and may further include a binder resin, a solvent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and other additives.
양자점 입자가 티올기, 에스테르기, 및 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 리간드를 포함함에 따라, 용매에 대한 상용성, 분산성을 유지하면서도 장기간 저장 안정성 및 신뢰성이 우수한 경화성 조성물이 제공될 수 있다.As the quantum dot particles include a ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group, a curable composition having excellent long-term storage stability and reliability while maintaining compatibility and dispersibility in a solvent can be provided.
일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자의 함량은 경화성 조성물의 고형분 총 중량 중 약 1 내지 30중량%일 수 있다. 상기 양자점 입자의 함량이 1중량% 미만인 경우, 양자점 입자에 의한 발광 효율이 저하될 수 있다. 상기 양자점 입자의 함량이 30중량% 초과인 경우, 상대적으로 다른 조성의 함량이 부족하여 경화 패턴을 형성하기 어려울 수 있다. 바람직하게는 상기 양자점 입자는 경화성 조성물의 고형분 총 중량 중 약 3 내지 20중량%로 포함될 수 있다.In some embodiments, the content of the quantum dot particles may be about 1 to 30% by weight of the total weight of the solid content of the curable composition. When the content of the quantum dot particles is less than 1% by weight, the luminous efficiency by the quantum dot particles may be reduced. When the content of the quantum dot particles is more than 30% by weight, it may be difficult to form a cured pattern because the content of the other composition is relatively insufficient. Preferably, the quantum dot particles may be included in an amount of about 3 to 20% by weight based on the total weight of the solid content of the curable composition.
바인더 수지binder resin
상기 바인더 수지는 열경화성 수지 또는 알칼리 가용성 수지를 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지는 패턴을 형성할 때 현상 처리 공정에서 사용되는 알칼리 현상에 대하여 가용성을 부여하는 성분일 수 있다. The binder resin may include a thermosetting resin or an alkali-soluble resin. The binder resin may be a component that imparts solubility to alkali development used in a developing process when forming a pattern.
일부 실시예들에 있어서, 상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 에폭시 수지 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는 아크릴계 수지 및/또는 카도계 수지일 수 있다.In some embodiments, the binder resin may include an acrylic resin, a cardo-based resin, or an epoxy resin. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, it may be an acrylic resin and/or a cardo-based resin.
예를 들면, 아크릴계 수지는 폴리벤질메타크릴레이트, 메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체, (메타)아크릴산/벤질메타크릴레이트/스티렌/2-히드록시에틸메타크릴레이트 공중합체 등을 포함할 수 있다. For example, the acrylic resin is polybenzyl methacrylate, meth) acrylic acid / benzyl methacrylate copolymer, (meth) acrylic acid / benzyl methacrylate / styrene copolymer, (meth) acrylic acid / benzyl methacrylate / 2- hydroxyethyl methacrylate copolymer, (meth)acrylic acid/benzyl methacrylate/styrene/2-hydroxyethyl methacrylate copolymer, and the like.
예를 들면, 에폭시 수지는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 고리형 지방족 에폭시 수지 및 지방족 폴리글리시딜 에테르 등을 포함할 수 있다. For example, the epoxy resin may include a bisphenol A-type epoxy resin, a bisphenol F-type epoxy resin, a phenol novolac-type epoxy resin, a cyclic aliphatic epoxy resin, and an aliphatic polyglycidyl ether.
예를 들면, 카도계 수지는 9,9-비스(4-옥시라닐메톡시페닐)플루오렌 등의 플루오렌 함유 화합물; 벤젠테트라카르복실산 디무수물, 나프탈렌테트라카르복실산 디무수물, 비페닐테트라카르복실산 디무수물, 벤조페논테트라카르복실산 디무수물, 피로멜리틱 디무수물, 사이클로부탄테트라카르복실산 디무수물, 페릴렌테트라카르복실산 디무수물, 테트라히드로푸란테트라카르복실산 디무수물, 테트라하이드로프탈산 무수물 등의 무수물 화합물; 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 글리콜 화합물; 메탄올, 에탄올, 프로판올, n-부탄올, 사이클로헥산올, 벤질알코올 등의 알코올 화합물; 프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트, N-메틸피롤리돈 등의 용매류 화합물; 트리페닐포스핀 등의 인 화합물; 및 테트라메틸암모늄 클로라이드, 테트라에틸암모늄 브로마이드, 벤질디에틸아민, 트리에틸아민, 트리부틸아민, 벤질트리에틸암모늄 클로라이드 등의 아민 또는 암모늄염 화합물 중에서 둘 이상을 혼합하여 제조할 수 있다.For example, the cardo-based resin may be a fluorene-containing compound such as 9,9-bis(4-oxiranylmethoxyphenyl)fluorene; Benzenetetracarboxylic acid dianhydride, naphthalenetetracarboxylic acid dianhydride, biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, benzophenonetetracarboxylic acid dianhydride, pyromellitic dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic acid dianhydride, phenol anhydride compounds such as rylenetetracarboxylic acid dianhydride, tetrahydrofurantetracarboxylic acid dianhydride, and tetrahydrophthalic acid anhydride; glycol compounds such as ethylene glycol, propylene glycol and polyethylene glycol; alcohol compounds such as methanol, ethanol, propanol, n-butanol, cyclohexanol, and benzyl alcohol; solvent compounds such as propylene glycol methyl ethyl acetate and N-methyl pyrrolidone; phosphorus compounds such as triphenylphosphine; and amine or ammonium salt compounds such as tetramethylammonium chloride, tetraethylammonium bromide, benzyldiethylamine, triethylamine, tributylamine, and benzyltriethylammonium chloride.
상기 바인더 수지는 광 또는 열에 대한 반응성을 가지며 양자점 입자의 분산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 양자점에 대한 결합제 수지로서 작용할 수 있고, 경화 패턴의 지지체로 사용될 수 있다.The binder resin may have reactivity to light or heat and improve dispersibility of quantum dot particles. It can also act as a binder resin for quantum dots, and can be used as a support for a cured pattern.
일부 실시예들에 있어서, 상기 바인더 수지는 경화성 조성물 고형분 총 중량 중 약 5 내지 80중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 현상액에 대한 용해성이 충분하여 패턴 형성이 용이할 수 있다. 또한, 현상 시에 노광부의 화소 부분에서의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성을 감소시킬 수 있다. 바람직하게는 경화성 조성물 고형분 총 중량 중 약 10 내지 70중량%로 포함될 수 있다.In some embodiments, the binder resin may be included in an amount of about 5 to 80% by weight based on the total weight of the solid content of the curable composition. Within the above range, the solubility in the developer is sufficient, so that the pattern formation may be easy. Further, film reduction in the pixel portion of the exposed portion during development can be prevented, thereby reducing the omission of the non-pixel portion. Preferably, it may be included in an amount of about 10 to 70% by weight based on the total weight of the solid content of the curable composition.
용매menstruum
일부 실시예들에 있어서, 상기 경화성 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 용매는 상술한 양자점 입자 및 바인더 수지를 충분히 용해시키며, 조성물의 성분들의 석출을 야기하지 않는 유기 용매를 포함할 수 있다.In some embodiments, the curable composition may include a solvent. The solvent sufficiently dissolves the above-described quantum dot particles and the binder resin, and may include an organic solvent that does not cause precipitation of components of the composition.
경화성 조성물이 양자점 입자를 포함하는 경우, 일반적으로 컬러필터 또는 화상 표시 장치의 제조공정에 사용되는 극성 유기 용매, 예를 들면, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌디클리콜메틸에틸에테르 등은 사용하기 어렵다. When the curable composition contains quantum dot particles, it is difficult to use a polar organic solvent, such as propylene glycol monomethyl ether acetate, ethylene diglycol methyl ethyl ether, which is generally used in the manufacturing process of a color filter or an image display device. .
그러나, 상술한 바와 같이 예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물은 양자점의 표면에 에스테르기를 갖는 불소계 리간드 및/또는 비불소계 리간드가 배치됨에 따라, 극성 유기 용매의 사용이 가능하며 광 효율도 향상시킬 수 있다.However, as described above, in the curable composition according to the exemplary embodiments, as a fluorine-based ligand and/or a non-fluorine-based ligand having an ester group is disposed on the surface of the quantum dot, it is possible to use a polar organic solvent and improve light efficiency. have.
상기 용매의 예로서 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜알킬에테르프로피오네이트류; 부틸디올모노알킬에테르류; 부탄디올모노알킬에테르아세테이트류; 부탄디올모노알킬에테르프로피오네이트류; 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디알킬에테르류; 벤젠, 톨루엔, 자일렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 4-히드록시-4-메틸-2-펜타논, 메틸-n-프로필케톤, 메틸-n-부틸케톤, 메틸-n-아밀케톤, 2-헵타논 등의 케톤류; 메탄올, 에탄올 등의 알코올류; 2-히드록시에틸 프로피오네이트, 2-히드록시-2-메틸에틸 프로피오네이트, 히드록시에틸 아세테이트, 메틸 2-히드록시-3-메틸부타노에이트 등의 에스테르류; 테트라히드로푸란, 피란 등의 고리형 에테르류; γ-부티로락톤 등의 고리형 에스테르류 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 또는 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다. 바람직하게는 상기 용매는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르(PGME) 및/또는 프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA) 등을 포함할 수 있다.Examples of the solvent include ethylene glycol monoalkyl ethers; diethylene glycol dialkyl ethers; ethylene glycol alkyl ether acetates; alkylene glycol alkyl ether acetates; propylene glycol monoalkyl ethers; propylene glycol dialkyl ethers; propylene glycol alkyl ether propionates; butyldiol monoalkyl ethers; butanediol monoalkyl ether acetates; butanediol monoalkyl ether propionates; dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol dialkyl ether; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, and mesitylene; Ketones such as methyl ethyl ketone, cyclohexanone, 4-hydroxy-4-methyl-2-pentanone, methyl-n-propyl ketone, methyl-n-butyl ketone, methyl-n-amyl ketone, and 2-heptanone ; alcohols such as methanol and ethanol; esters such as 2-hydroxyethyl propionate, 2-hydroxy-2-methylethyl propionate, hydroxyethyl acetate, and methyl 2-hydroxy-3-methylbutanoate; cyclic ethers such as tetrahydrofuran and pyran; Cyclic esters, such as (gamma)-butyrolactone, etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Preferably, the solvent may include propylene glycol monomethyl ether (PGME) and/or propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA).
상기 용매는 상술한 조성물의 성분들을 제외한 잔량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 상기 양자점 입자를 제외한 잔량, 또는 상기 양자점 입자, 바인더 수지 및 기타 첨가제 성분들을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다. The solvent may be included in the remaining amount excluding the components of the above-described composition, for example, the remaining amount excluding the quantum dot particles, or the quantum dot particles, binder resin and other additive components may be included in the remaining amount.
일부 실시예들에 있어서, 상기 용매는 조성물의 도포성, 건조성을 고려하여 경화성 조성물 총 중량 중 약 40 내지 95중량%, 바람직하게는 약 45 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 조성물의 도포성, 건조성이 향상될 수 있으며, 스핀 코터, 슬릿 앤 스핀 코터, 슬릿 코터, 다이 코터, 커튼플로우 코터, 잉크젯 등을 이용한 도포 방법을 통해 용이하게 코팅을 형성할 수 있다.In some embodiments, the solvent may be included in an amount of about 40 to 95% by weight, preferably about 45 to 85% by weight of the total weight of the curable composition in consideration of the coatability and dryness of the composition. In the above range, the coating properties and drying properties of the composition can be improved, and a coating can be easily formed through a coating method using a spin coater, a slit and spin coater, a slit coater, a die coater, a curtain flow coater, an inkjet, etc. .
중합성 화합물polymeric compound
일부 실시예들에 있어서, 상기 경화성 조성물은 중합성 화합물을 포함할 수 있다. 중합성 화합물은 후술하는 중합 개시제의 작용으로 중합 또는 가교될 수 있는 화합물로서 제조 공정 중 가교 밀도를 증가시키며, 경화 패턴의 기계적 특성을 강화시킬 수 있다.In some embodiments, the curable composition may include a polymerizable compound. The polymerizable compound is a compound that can be polymerized or crosslinked by the action of a polymerization initiator, which will be described later, and can increase the crosslinking density during the manufacturing process and enhance the mechanical properties of the curing pattern.
상기 중합성 화합물은 당해 기술분야에서 사용되는 것이라면 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 예를 들면 단관능 단량체, 2관능 단량체 또는 3관능 이상의 다관능 단량체를 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.The polymerizable compound may be used without particular limitation as long as it is used in the art, and may include, for example, a monofunctional monomer, a difunctional monomer, or a trifunctional or more polyfunctional monomer. These may be used alone or in combination of two or more.
단관능 단량체는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등일 수 있다.The monofunctional monomer may be nonylphenylcarbitol acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-ethylhexylcarbitol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, N-vinylpyrrolidone, and the like. .
2관능 단량체는 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등일 수 있다.The bifunctional monomer is 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, bisphenol A (acryloyloxyethyl) ether, 3-methylpentanediol di(meth)acrylate, and the like.
상기 다관능 단량체는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등일 수 있다.The polyfunctional monomer is trimethylolpropane tri (meth) acrylate, ethoxylated trimethylol propane tri (meth) acrylate, propoxylated trimethylol propane tri (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) Acrylate, pentaerythritol tetra (meth) acrylate, dipentaerythritol penta (meth) acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa (meth) ) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like.
일부 실시예들에 있어서, 상기 중합성 화합물의 함량은 경화성 조성물 고형분 총 중량에 대하여, 약 30 내지 85중량%일 수 있으며, 바람직하게는 약 40 내지 80중량%일 수 있다. 상기 중합성 화합물이 상기의 함량 범위로 포함되는 경우 광경화 막의 내구성이 향상되고, 현상 공정시 조성물의 해상도가 향상될 수 있다.In some embodiments, the content of the polymerizable compound may be about 30 to 85% by weight, preferably about 40 to 80% by weight, based on the total weight of the solid content of the curable composition. When the polymerizable compound is included in the above content range, the durability of the photocurable film may be improved, and the resolution of the composition may be improved during the developing process.
중합 개시제polymerization initiator
일부 실시예들에 있어서, 상기 경화성 조성물은 중합 개시제를 포함할 수 있다.In some embodiments, the curable composition may include a polymerization initiator.
중합 개시제는 예를 들면, 노광 공정에 의해 상기 중합성 화합물의 가교 반응 또는 중합 반응을 유도할 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예를 들면, 상기 중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 벤조인계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 옥심에스테르계 화합물 등을 사용할 수 있으며, 바람직하게는 옥심에스테르계 화합물이 사용될 수 있다.The polymerization initiator may be used without particular limitation as long as it can induce a crosslinking reaction or a polymerization reaction of the polymerizable compound by, for example, an exposure process. For example, as the polymerization initiator, an acetophenone-based compound, a benzophenone-based compound, a benzoin-based compound, a triazine-based compound, a biimidazole-based compound, a thioxanthone-based compound, an oxime ester-based compound, etc. may be used, preferably An oxime ester-based compound may be used.
상기 옥심에스테르계 화합물은 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온, 1,2-옥타디온-1-(4-페닐치오)페닐-2-(o-벤조일옥심), 에타논,-1-(9-에틸)-6-(2-메틸벤조일-3-일)-,1-(o-아세틸옥심) 등을 포함하며, 상용되는 제품으로 CGI-124(시바가이기사), CGI-224(시바가이기사), Irgacure OXE-01(BASF사), Irgacure OXE-02(BASF사), N-1919(아데카사), NCI-831(아데카사) 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.The oxime ester compound is o-ethoxycarbonyl-α-oxyimino-1-phenylpropan-1-one, 1,2-octadione-1-(4-phenylthio)phenyl-2-(o-benzoyl) oxime), ethanone, -1-(9-ethyl)-6-(2-methylbenzoyl-3-yl)-,1-(o-acetyloxime), and the like, and are commercially available products such as CGI-124 ( Ciba Geigisa), CGI-224 (Chiba Geigisa), Irgacure OXE-01 (BASF), Irgacure OXE-02 (BASF), N-1919 (Adecas), NCI-831 (Adecas), etc. can These may be used alone or in combination of two or more.
일부 실시예들에 있어서, 경화성 조성물의 감도를 향상시키기 위해서 중합 개시 보조제가 추가적으로 사용될 수도 있다. 상기 중합 개시 보조제의 예로서 아민 화합물, 카르복실산 화합물, 티올기를 가지는 유기 황화합물 등을 들 수 있다.In some embodiments, a polymerization initiation aid may be additionally used to improve the sensitivity of the curable composition. Examples of the polymerization initiation aid include an amine compound, a carboxylic acid compound, and an organic sulfur compound having a thiol group.
일부 실시예들에 있어서 상기 중합 개시제는 경화성 조성물의 고형분 총 중량에 대하여 약 0.1 내지 10중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 약 0.1 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 경화성 조성물의 내구성을 저해하지 않으면서 노광 공정의 효율성 및 해상도를 향상시킬 수 있다.In some embodiments, the polymerization initiator may be included in an amount of about 0.1 to 10% by weight, preferably about 0.1 to 5% by weight, based on the total weight of the solid content of the curable composition. In the above range, it is possible to improve the efficiency and resolution of the exposure process without compromising the durability of the curable composition.
기타 첨가제other additives
예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물은 필요에 따라 충진제, 다른 고분자 화합물, 경화제, 레베링제, 밀착촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 연쇄 이동제 등의 첨가제를 더 포함할 수 있다.The curable composition according to the exemplary embodiments may further include additives such as fillers, other polymer compounds, curing agents, leveling agents, adhesion promoters, antioxidants, UV absorbers, aggregation inhibitors, and chain transfer agents, if necessary.
또한, 예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자는 예시적인 실시예들에 따른 리간드들의 특성을 저해하지 않는 범위에서 표면에 다른 유기 또는 무기 리간드를 포함할 수 있다. 상기 유기 또는 무기 리간드는 양자점 입자의 표면에 배위결합을 형성하며, 양자점 입자의 분산성 및 발광 특성을 향상시킬 수 있다.In addition, the quantum dot particles according to the exemplary embodiments may include other organic or inorganic ligands on the surface in a range that does not impair the properties of the ligands according to the exemplary embodiments. The organic or inorganic ligand may form a coordination bond on the surface of the quantum dot particle, and may improve dispersibility and light emission characteristics of the quantum dot particle.
예를 들면, 상기 유기 리간드는 트리옥틸포스핀, 트리옥틸포스핀옥사이드, 올레산, 올레일아민, 옥틸아민, 트리옥틸 아민, 헥사데실아민, 옥탄티올, 도데칸티올, 헥실포스폰산, 테트라데실포스폰산, 옥틸포스핀산 등을 포함할 수 있다. 상기 무기 리간드는 할로겐, 금속 할로겐화물, 칼코겐, 금속 칼코겐화물, 금속 수산화물, SCN- 등의 무기물질을 포함할 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.For example, the organic ligand is trioctylphosphine, trioctylphosphine oxide, oleic acid, oleylamine, octylamine, trioctylamine, hexadecylamine, octanethiol, dodecanethiol, hexylphosphonic acid, tetradecylphosphine phonic acid, octylphosphinic acid, and the like. The inorganic ligand may include an inorganic material such as halogen, metal halide, chalcogen, metal chalcogenide, metal hydroxide, and SCN-. These may be used alone or in combination of two or more.
<경화 패턴 및 화상 표시 장치><Cured pattern and image display device>
본 발명은 예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물로부터 제조되는 경화 패턴 및 상기 경화 패턴을 포함하는 화상 표시 장치를 제공한다. 예를 들면, 상기 경화 패턴은 후술하는 바와 같이 화상 표시 장치의 컬러필터로 사용될 수 있다.The present invention provides a cured pattern prepared from a curable composition according to exemplary embodiments and an image display device including the cured pattern. For example, the cured pattern may be used as a color filter of an image display device as will be described later.
상기 경화 패턴 형성에 있어서, 예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물을 기판 상에 도포하여 감광막을 형성할 수 있다. 도포 방법으로는, 예를 들어 잉크젯 프린팅, 스핀 코트, 유연 도포법, 롤 도포법, 슬릿 앤 스핀 코트 또는 슬릿 코트법 등을 들 수 있다. 상기 감광막 형성 후 프리 베이킹(pre-baking) 공정을 수행하여 용매 등의 휘발 성분을 제거할 수 있다.In forming the curing pattern, the photosensitive film may be formed by applying the curable composition according to the exemplary embodiments on the substrate. Examples of the coating method include inkjet printing, spin coating, cast coating method, roll coating method, slit and spin coating, or slit coating method. After forming the photoresist, a pre-baking process may be performed to remove volatile components such as a solvent.
이 후, 노광 공정을 수행하여 광경화 막을 형성할 수 있다. 목적으로 하는 패턴을 형성하기 위해 소정 형태의 노광 마스크를 통해 자외선을 조사할 수 있다. 상기 자외선이 조사된 부위에 경화가 이루어질 수 있다. 상기 자외선으로는 g선(파장: 436nm), h선(파장: 405nm), i선(파장: 365nm) 등을 사용할 수 있다.Thereafter, an exposure process may be performed to form a photocurable film. In order to form a target pattern, ultraviolet rays may be irradiated through a predetermined type of exposure mask. Curing may be performed on the portion irradiated with the ultraviolet rays. As the ultraviolet rays, g-line (wavelength: 436 nm), h-line (wavelength: 405 nm), i-line (wavelength: 365 nm), etc. may be used.
상기 노광 공정 후, 현상 공정을 수행하여 경화 패턴을 형성할 수 있다. 예를 들면, 알칼리성 현상액을 이용하여 비노광부를 제거함으로써 경화 패턴이 형성될 수 있다. 혹은, 알칼리성 현상액을 이용하여 노광부를 제거함으로써 경화 패턴이 형성될 수 있다. 상기 현상 공정은 액첨가범, 디핑법, 스프레이법 등을 들 수 있다. 상기 노광 공정 또는 현상 공정 후에는 포스트 베이킹(post baking) 공정이 더 수행될 수 있다.After the exposure process, a developing process may be performed to form a cured pattern. For example, a cured pattern may be formed by removing the unexposed portion using an alkaline developer. Alternatively, a cured pattern may be formed by removing the exposed portion using an alkaline developer. Examples of the developing step include a liquid addition method, a dipping method, and a spray method. A post baking process may be further performed after the exposure process or the developing process.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 경화 패턴은 컬러 필터에 이용될 수 있다. 상기 경화 패턴을 포함하는 컬러 필터는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라 전계 발광 표시 장치, 플라즈마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 다양한 화상 표시 장치에 적용할 수 있다.In example embodiments, the cured pattern may be used in a color filter. The color filter including the cured pattern may be applied to various image display devices such as an electroluminescence display, a plasma display, and a field emission display, as well as a general liquid crystal display.
상기 컬러 필터는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 경화 패턴층을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 기판은 컬러필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러필터가 위치되는 부위일 수 있다. 상기 기판은 유리, 실리콘, 실리콘산화물 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(Polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(Polycarbonate, PC) 등일 수 있다.The color filter may include a substrate and a cured pattern layer formed on the substrate. For example, the substrate may be the color filter itself, or it may be a portion where the color filter is positioned on a display device or the like. The substrate may be glass, silicon, silicon oxide, or a polymer substrate, and the polymer substrate may be polyethersulfone (PES) or polycarbonate (PC).
상기 컬러 필터가 화상표시장치에 적용되는 경우, 컬러 필터에 포함되는 양자점 입자가 광원의 광에 의해 자체적으로 발광하므로, 광효율이 우수할 수 있다. 또한, 색상을 가진 광이 방출됨에 따라 색 재현성이 우수할 수 있으며, 양자점 입자에 의해 전 방향으로 광이 방출되므로 시야각도 개선할 수 있다.When the color filter is applied to an image display device, the quantum dot particles included in the color filter emit light by themselves by the light of the light source, and thus light efficiency may be excellent. In addition, as light having a color is emitted, color reproducibility may be excellent, and since light is emitted in all directions by the quantum dot particles, a viewing angle may be improved.
일부 실시예들에 있어서, 상기 컬러 필터는 투명 패턴층, 입사된 청색광을 녹색광으로 변환하는 녹색 패턴층, 또는 입사된 청색광을 적색광으로 변환하는 적색 패턴층을 포함할 수 있다. 상기 녹색 패턴층은 청색광을 조사받아 녹색광을 발광하는 녹색 양자점을 포함할 수 있으며, 상기 적색 패턴층은 청색광을 조사받아 적색광을 발광하는 적색 양자점을 포함할 수 있다.In some embodiments, the color filter may include a transparent pattern layer, a green pattern layer that converts incident blue light into green light, or a red pattern layer that converts incident blue light into red light. The green pattern layer may include green quantum dots that emit green light when irradiated with blue light, and the red pattern layer may include red quantum dots that emit red light when irradiated with blue light.
일부 실시예들에 있어서, 상기 화상 표시 장치는 투명 패턴층, 녹색 패턴층, 적색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 구비할 수 있다. 이 경우, 화상 표시 장치의 광원으로 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.In some embodiments, the image display device may include a color filter including a transparent pattern layer, a green pattern layer, and a red pattern layer. In this case, a light source emitting blue light may be used as the light source of the image display device.
상술한 바와 같이, 상기 경화성 조성물은 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 갖는 불소계 리간드를 포함함에 따라, 열 공정 또는 노공 공정 등의 가혹 조건에서도 산소, 수분 또는 열에 의한 양자점 입자의 손상을 방지하여 광변환 기능을 우수하게 유지할 수 있다. 따라서, 상기 경화 패턴을 포함하는 컬러필터는 조사되는 광의 손실을 최소화하는 동시에 효율적으로 전환할 수 있으므로 뛰어난 광 효율을 구현할 수 있다.As described above, as the curable composition contains a fluorohydrocarbon group or a fluorine-based ligand having a fluorocarbon group, it prevents damage to the quantum dot particles by oxygen, moisture, or heat even under severe conditions such as a thermal process or a furnace process, thereby preventing photoconversion function can be kept excellent. Therefore, since the color filter including the curing pattern can be efficiently converted while minimizing the loss of irradiated light, excellent light efficiency can be realized.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, experimental examples including specific examples and comparative examples are presented to aid understanding of the present invention, but these are merely illustrative of the present invention and do not limit the appended claims, the scope and spirit of the present invention It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments are possible within the scope, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.
합성예: 양자점 입자Synthesis Example: Quantum Dot Particles
합성예 1: A-1Synthesis Example 1: A-1
InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점 입자가 분산된 용액(양자점 고형분 30%)으로부터 아세톤, 에탄올을 사용하여 원심분리 2회를 수행한 후, 진공 건조를 하여 양자점 입자의 분말을 얻는다. 이 후, 상기 양자점 입자 30g을 톨루엔 100g을 사용하여 완전히 용해시키고, 여기에 하기 화학식 2-1의 화합물을 30g 투입한다. 이 후, 질소 분위기 하에서 50℃를 유지하면서 15시간 동안 반응시켜 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.From a solution in which InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dot particles are dispersed (quantum dot solid content 30%), centrifugation is performed twice using acetone and ethanol, and then vacuum-dried to obtain a quantum dot particle powder. After that, 30 g of the quantum dot particles are completely dissolved using 100 g of toluene, and 30 g of the compound of Formula 2-1 is added thereto. Thereafter, the reaction was carried out for 15 hours while maintaining 50° C. under a nitrogen atmosphere to prepare quantum dot particles including a ligand on the surface.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
합성예 2: A-2Synthesis Example 2: A-2
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-2로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 2-2 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 2-2][Formula 2-2]
합성예 3: A-3Synthesis Example 3: A-3
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-3으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 2-3 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 2-3][Formula 2-3]
합성예 4: A-4Synthesis Example 4: A-4
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-4로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 2-4 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 2-4][Formula 2-4]
합성예 5: A-5Synthesis Example 5: A-5
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-5로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 2-5 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 2-5][Formula 2-5]
합성예 6: A-6Synthesis Example 6: A-6
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-3으로 표시되는 화합물 15g 및 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물 15g을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.A ligand was included on the surface in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 15 g of the compound represented by Formula 2-3 and 15 g of the compound represented by Formula 5 were used instead of the compound represented by Formula 2-1. Quantum dot particles were prepared.
[화학식 2-3][Formula 2-3]
[화학식 5][Formula 5]
합성예 7: A-7Synthesis Example 7: A-7
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 2-5로 표시되는 화합물 15g 및 하기의 화학식 6으로 표시되는 화합물 15g을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.A ligand was included on the surface in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 15 g of a compound represented by Formula 2-5 and 15 g of a compound represented by Formula 6 were used instead of the compound represented by Formula 2-1. Quantum dot particles were prepared.
[화학식 2-5][Formula 2-5]
[화학식 6][Formula 6]
합성예 8: A-8Synthesis Example 8: A-8
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 5 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 5][Formula 5]
합성예 9: A-9Synthesis Example 9: A-9
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 6으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 6 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 6][Formula 6]
합성예 10: A-10Synthesis Example 10: A-10
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 7로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 7 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 7][Formula 7]
합성예 11: A-11Synthesis Example 11: A-11
화학식 2-1로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 8로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 표면에 리간드를 포함하는 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles including a ligand on the surface were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by the following formula 8 was used instead of the compound represented by the formula 2-1.
[화학식 8][Formula 8]
실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples
(1) 경화성 조성물의 제조(1) Preparation of curable composition
하기의 표 1에 기재된 성분들을 해당 함량(중량%)으로 혼합하여 조성된 경화성 조성물을 제조하였다.A curable composition was prepared by mixing the components shown in Table 1 below in the corresponding content (% by weight).
(중량%)division
(weight%)
(A-1)15
(A-1)
(A-2)15
(A-2)
(A-3)15
(A-3)
(A-4)15
(A-4)
(A-5)15
(A-5)
(A-6)15
(A-6)
(A-7)15
(A-7)
(A-8)15
(A-8)
(A-9)15
(A-9)
(A-10)15
(A-10)
(A-11)15
(A-11)
표 1에서 기재된 구체적인 성분명은 아래와 같다.Specific ingredient names listed in Table 1 are as follows.
양자점 입자(A)Quantum dot particle (A)
1) A-1: 합성예 1로 제조된 양자점 입자1) A-1: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 1
2) A-2: 합성예 2로 제조된 양자점 입자2) A-2: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 2
3) A-3: 합성예 3으로 제조된 양자점 입자3) A-3: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 3
4) A-4: 합성예 4로 제조된 양자점 입자4) A-4: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 4
5) A-5: 합성예 5로 제조된 양자점 입자5) A-5: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 5
6) A-6: 합성예 6으로 제조된 양자점 입자6) A-6: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 6
7) A-7: 합성예 7로 제조된 양자점 입자7) A-7: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 7
8) A-8: 합성예 8로 제조된 양자점 입자8) A-8: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 8
9) A-9: 합성예 9로 제조된 양자점 입자9) A-9: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 9
10) A-10: 합성예 10으로 제조된 양자점 입자10) A-10: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 10
11) A-11: 합성예 11로 제조된 양자점 입자11) A-11: quantum dot particles prepared in Synthesis Example 11
바인더 수지(B)Binder resin (B)
아크릴계 바인더 수지(SPCY-1L, 쇼와고분자사 제)Acrylic binder resin (SPCY-1L, Showa Polymers Co., Ltd.)
중합성 화합물(C)polymerizable compound (C)
디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA, 닛폰카야꾸사 제)Dipentaerythritol hexaacrylate (KAYARAD DPHA, manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.)
중합 개시제(D)polymerization initiator (D)
Irgaqure-907 (BASF사 제)Irgaqure-907 (manufactured by BASF)
용매(E)Solvent (E)
프로필렌 글리콜 모노메틸에테르 아세테이트(PGMEA, propylene glycol monomethyl ether acetate)Propylene glycol monomethyl ether acetate (PGMEA)
(2) 컬리필터의 제조(2) Manufacture of curli filter
유리 기판 상에 실시예 및 비교예에 따른 경화성 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 후에, 가열판 위에 놓고 100도의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성하였다. 상기 박막 위에 20mm X 20mm의 정사각형 투과 패턴과 1 내지 100μm의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려 놓고 시험 포토마스크와의 간격을 100μm로 하여 자외선을 조사하였다. 자외선 광원은 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기하에 200mJ/cm2의 노광량(365nm)으로 광을 조사하였다. 이후에 상기 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액에 80초간 침지시켜 현상하였다.After coating the curable compositions according to Examples and Comparative Examples on a glass substrate by spin coating, it was placed on a heating plate and maintained at a temperature of 100° C. for 3 minutes to form a thin film. A test photomask having a square transmission pattern of 20 mm X 20 mm and a line/space pattern of 1 to 100 μm was placed on the thin film, and ultraviolet rays were irradiated with an interval of 100 μm from the test photomask. The ultraviolet light source was irradiated with light at an exposure dose (365 nm) of 200 mJ/cm 2 in an atmospheric atmosphere using an ultra-high pressure mercury lamp (USH-250D, manufactured by Ushio Denki Co., Ltd.). Thereafter, the thin film was developed by immersing it in an aqueous KOH solution of pH 10.5 for 80 seconds.
이 후, 증류수로 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 150℃의 오븐에서 10분간 가열하여 컬러필터를 제조하였다. 제조된 컬러 필터의 패턴 두께는 3.0㎛였다.Thereafter, the color filter was washed with distilled water, dried by blowing nitrogen gas, and heated in an oven at 150° C. for 10 minutes to prepare a color filter. The pattern thickness of the manufactured color filter was 3.0 μm.
실험예Experimental example
(1) 저장 안정성 평가(1) storage stability evaluation
실시예 및 비교예에 따른 경화성 조성물을 상온에 방치하고, 점도계(Brookfield 제)를 사용하여 시간 경과에 따른 점도를 측정하였다. 점도 경시 변화가 적고, 점도가 낮을수록 저장안정성이 우수하다. 평가결과는 하기의 표 2에 기재하였다.The curable compositions according to Examples and Comparative Examples were left at room temperature, and the viscosity over time was measured using a viscometer (manufactured by Brookfield). There is little change in viscosity with time, and the lower the viscosity, the better the storage stability. The evaluation results are shown in Table 2 below.
(2) 광 효율 및 내구성 평가(2) Light efficiency and durability evaluation
상기 제조된 컬러필터에 대해 청색광을 조사하여 녹색광으로의 변환된 정도를 측정하여 광 효율을 계산하였다. 광 효율 측정은 QE-2000(오츠카사 제조)를 사용하여 측정하였고, 컬러필터에 450nm의 청색광이 인가됨에 따라 전방위로 방출된 녹생광을 모두 흡수하여 적분값으로 계산하였다. 광 효율은 청색광 흡수 피크의 감소량 대비 녹색광으로 변환된 피크의 증가량을 백분율로 하여 계산하였다. Light efficiency was calculated by measuring the degree of conversion to green light by irradiating blue light to the manufactured color filter. Light efficiency was measured using QE-2000 (manufactured by Otsuka Corporation), and when blue light of 450 nm was applied to the color filter, all green light emitted in all directions was absorbed and calculated as an integral value. The light efficiency was calculated as a percentage of the increase in the peak converted to green light compared to the decrease in the blue light absorption peak.
또한, 상기 컬러필터를 상온에서 청색 광원에 7일 간 방치한 후, 광 효율을 측정하여 그 감소량을 계산하였다. 양자점 입자의 산화에 의해 광 효율이 감소하게 되므로, 방치 후의 광 효율을 측정하여 내구성을 확인할 수 있다. 내구성은 초기 광 효율에 대한 방치 후의 광 효율의 비를 백분율로 하여 나타내었다. 내구성이 높을수록 산화 안정성이 우수한 것 것을 의미한다.In addition, after the color filter was left in the blue light source at room temperature for 7 days, the light efficiency was measured and the amount of decrease was calculated. Since the light efficiency is reduced due to the oxidation of the quantum dot particles, durability can be confirmed by measuring the light efficiency after standing. Durability was expressed as a percentage of the ratio of the light efficiency after standing to the initial light efficiency. It means that it is excellent in oxidation stability, so that durability is high.
평가결과는 하기의 표 2에 함께 기재하였다.The evaluation results are also described in Table 2 below.
(3) 내열성 평가 (3) Heat resistance evaluation
상기 제조된 컬러필터에 대해 청색광을 조사하고 광 내구성과 동일한 방법으로 광 효율을 측정하였다. 이 후, 측정한 컬러필터를 230℃의 hot plate에서 30분간 추가 열처리한 후, 다시 동일한 방법으로 광 효율을 측정하여 내열성을 평가하였다. 양자점 입자가 열에 의한 손상을 입게 되면 광 효율이 감소하게 되므로, 열처리 후 광 효율의 감소율을 측정하여 내열성을 확인할 수 있다.Blue light was irradiated to the prepared color filter, and light efficiency was measured in the same manner as for light durability. Thereafter, the measured color filter was additionally heat-treated on a hot plate at 230° C. for 30 minutes, and then the light efficiency was measured again in the same manner to evaluate the heat resistance. When the quantum dot particles are damaged by heat, the light efficiency is reduced. Therefore, heat resistance can be confirmed by measuring the rate of decrease in light efficiency after heat treatment.
내열성은 초기 광 효율에 대한 열처리 후의 광효율의 비를 백분율로 하여 나타내었다.The heat resistance was expressed as the ratio of the light efficiency after the heat treatment to the initial light efficiency as a percentage.
평가 결과는 하기의 표 2에 기재하였다.The evaluation results are shown in Table 2 below.
division
(점도, cP)storage stability
(viscosity, cP)
(%)light efficiency
(%)
(%)durability
(%)
(%)heat resistance
(%)
방치 후7 days
after neglect
상기 표 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 경화성 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터의 경우 점도의 경시 변화가 적음을 확인할 수 있다. 또한, 초기 광 변환율이 높으며, 양자점 입자의 산화가 방지됨에 따라 내구성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 또한, 높은 기계적/화학적 안정성을 가짐에 따라 열처리에 따른 광 변환율의 감소 폭이 낮음을 확인할 수 있다.Referring to Table 2, it can be seen that, in the case of the color filter manufactured using the curable composition according to the exemplary embodiments, the change in viscosity over time is small. In addition, it can be confirmed that the initial light conversion rate is high, and durability is excellent as the oxidation of the quantum dot particles is prevented. In addition, it can be confirmed that the decrease in the light conversion rate due to heat treatment is low as it has high mechanical/chemical stability.
반면, 비교예 1 내지 4는 불화탄화수소기 또는 불화탄소기를 포함하지 않음에 따라 저장 안정성 및 점도의 경시 변화가 열화인 것을 확인할 수 있다. 따라서 초기 광 변환율이 낮았으며, 시간의 경과 및 열처리에 의해 광 변환율이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있다. On the other hand, it can be confirmed that Comparative Examples 1 to 4 did not include a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group, and thus the storage stability and change in viscosity with time were deteriorated. Therefore, it can be seen that the initial light conversion rate was low, and the light conversion rate significantly decreased with the passage of time and heat treatment.
Claims (16)
Quantum dot particles comprising a fluorine-based ligand having a thiol group, an ester group, and a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group.
The quantum dot particle according to claim 1, wherein the fluorohydrocarbon group or the fluorocarbon group is located at the terminal of the fluorine-based ligand, and has 1 to 10 carbon atoms.
[화학식 1]
(상기 화학식 1에서,
R1은 메틸렌기 또는 에틸렌기이며, R2는 수소 원자 또는 불소 원자이며, m은 1 또는 2이고, n은 1 내지 10의 정수임).
The quantum dot particle according to claim 1, wherein the fluorine-based ligand comprises a compound represented by the following Chemical Formula 1:
[Formula 1]
(In Formula 1,
R 1 is a methylene group or an ethylene group, R 2 is a hydrogen atom or a fluorine atom, m is 1 or 2, and n is an integer from 1 to 10).
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
(60)
(61)
(62)
(63)
(64).
The quantum dot particle according to claim 1, wherein the fluorine-based ligand comprises at least one selected from the group consisting of compounds represented by the following formulas (1) to (64):
(One)
(2)
(3)
(4)
(5)
(6)
(7)
(8)
(9)
(10)
(11)
(12)
(13)
(14)
(15)
(16)
(17)
(18)
(19)
(20)
(21)
(22)
(23)
(24)
(25)
(26)
(27)
(28)
(29)
(30)
(31)
(32)
(33)
(34)
(35)
(36)
(37)
(38)
(39)
(40)
(41)
(42)
(43)
(44)
(45)
(46)
(47)
(48)
(49)
(50)
(51)
(52)
(53)
(54)
(55)
(56)
(57)
(58)
(59)
(60)
(61)
(62)
(63)
(64).
The quantum dot particle of claim 1, further comprising a non-fluorine-based ligand.
The quantum dot particle according to claim 5, wherein the non-fluorine-based ligand includes at least one of an ether group, a cyclic ether group, and an ester group.
[화학식 3]
(상기 화학식 3에서,
R3는 에스테르기를 포함 가능한 탄소수 1 내지 15의 2가의 지방족 탄화수소기이며, L은 티올기 또는 카르복실기이고, x는 0 내지 10의 정수임)
[화학식 4]
(상기 화학식 4에서,
R4는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기이며, R5는 탄소수 1 내지 10의 2가의 지방족 탄화수소기이며, R6는 치환 가능한 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 치환 가능한 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이며, L은 티올기 또는 카르복실기이고, y는 0 내지 10의 정수임).
The quantum dot particle according to claim 6, wherein the non-fluorine-based ligand comprises a compound represented by the following Chemical Formula 3 or Chemical Formula 4:
[Formula 3]
(In Formula 3,
R 3 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 15 carbon atoms including an ester group, L is a thiol group or a carboxyl group, and x is an integer of 0 to 10)
[Formula 4]
(In Formula 4,
R 4 is a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, R 5 is a divalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, and R 6 is a substitutable aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or a substitutable carbon number an aromatic hydrocarbon group of 6 to 12, L is a thiol group or a carboxyl group, and y is an integer of 0 to 10).
The method according to claim 5, wherein the mass ratio of the fluorine-based ligand and the non-fluorine-based ligand included in the quantum dot particles is 5:95 to 95:5, quantum dot particles.
The quantum dot particle of claim 1, wherein the quantum dot particle comprises at least one selected from the group consisting of a group II-VI compound, a group III-V compound, a group IV-VI compound, a group IV element, or a compound containing the same.
The quantum dot particle of claim 1 , wherein the quantum dot particle comprises a core and a shell covering the core.
The quantum dot particle of claim 10 , wherein the core comprises indium (In) or phosphorus (P), and the shell comprises zinc (Zn), selenium (Se) or sulfur (S).
상기 코어는 InP 또는 InZnP를 포함하며, 상기 제1 쉘층은 ZnSe 또는 ZnSeS를 포함하고, 상기 제2 쉘층은 ZnS를 포함하는, 양자점 입자.
The method according to claim 11, wherein the shell comprises a first shell layer covering the core and a second shell layer covering the first shell layer,
The core includes InP or InZnP, the first shell layer includes ZnSe or ZnSeS, and the second shell layer includes ZnS.
A curable composition comprising quantum dot particles containing a thiol group, an ester group, and a ligand having a fluorohydrocarbon group or a fluorocarbon group.
The curable composition of claim 13, further comprising at least one of a binder resin, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent.
A cured pattern formed from the curable composition of claim 13 .
Including the curing pattern according to claim 15, an image display device.
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