KR20230121342A - Quantum composition, curable pattern formed from the same, and display device including the curable pattern - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 조성물은 양자점 입자, 및 화학식 1로 표시되는 카르복시산 화합물을 포함한다. 상기 카르복시산 화합물에 의해 극성 용매에 대한 양자점 입자의 분산성이 증진될 수 있으며, 우수한 광학 특성 및 경시 안정성을 가질 수 있다. 또한, 상술한 양자점 조성물로부터 광 변환 효율 및 내구성이 우수한 경화 패턴, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치가 제공될 수 있다. Quantum dot compositions according to embodiments of the present invention include quantum dot particles and a carboxylic acid compound represented by Chemical Formula 1. Dispersibility of quantum dot particles in polar solvents may be enhanced by the carboxylic acid compound, and excellent optical properties and stability over time may be obtained. In addition, a cured pattern having excellent light conversion efficiency and durability, and a display device including the same may be provided from the quantum dot composition described above.

Description

양자점 조성물, 이로부터 형성된 경화 패턴, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치{QUANTUM COMPOSITION, CURABLE PATTERN FORMED FROM THE SAME, AND DISPLAY DEVICE INCLUDING THE CURABLE PATTERN}Quantum dot composition, curing pattern formed therefrom, and a display device including the same

본 발명은 양자점 조성물, 이로부터 형성된 경화 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함하는 양자점 조성물, 이로부터 형성된 경화 패턴, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a quantum dot composition, a curing pattern formed therefrom, and a display device including the same. More specifically, it relates to a quantum dot composition including quantum dot particles and a carboxylic acid compound, a curing pattern formed therefrom, and a display device including the same.

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 three colors of red, green, and blue from white light and functions in a fine pixel unit, and the size of one pixel is about tens to hundreds of micrometers. The color filter is a black matrix layer formed in a predetermined pattern on a transparent substrate to block the boundary between each pixel and a plurality of colors (typically, red (R), green (G) and It has a structure in which pixel units in which three primary colors of blue (B) are arranged in a predetermined order are sequentially stacked. In general, color filters can be produced by coating three or more colors on a transparent substrate by dyeing, electrodeposition, printing, pigment dispersion, etc. Recently, pigment dispersion using pigment dispersion type photosensitive resin is mainly used. there is.

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 realizing a color filter, first, a photosensitive "resin" composition including a colorant, an alkali-soluble "resin, a photopolymerization monomer, a photopolymerization initiator, an epoxy" resin, a solvent, and other additives is placed on a transparent substrate provided with a black matrix. coated on the substrate. Thereafter, a colored thin film may be formed by repeating a series of processes of exposing the pattern to be formed, removing the non-exposed portion with a solvent, and curing it with heat.

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, color reproduction is realized by passing light emitted from a light source through a color filter, and in this process, light efficiency may decrease because a part of the light is absorbed by the color filter. 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 Publication No. 10-2012-112188 discloses an example of a red coloring composition for a color filter and a color filter.

한국공개특허공보 제10-2012-112188호Korean Patent Publication No. 10-2012-112188

본 발명의 일 과제는 우수한 광학 특성 및 분산성을 갖는 양자점 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a quantum dot composition having excellent optical properties and dispersibility.

본 발명의 일 과제는 상술한 양자점 조성물로부터 형성된 경화 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a curing pattern formed from the above-described quantum dot composition and a display device including the same.

예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물은 양자점 입자, 및 하기 화학식 1로 표시되는 카르복시산 화합물을 포함할 수 있다.A quantum dot composition according to exemplary embodiments may include quantum dot particles and a carboxylic acid compound represented by Chemical Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기일 수 있다. Rf는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기일 수 있으며, 일 실시예에 있어서 Rf는 적어도 하나의 에테르기(-O-)를 함유할 수 있다. Ro는 탄소수 1 내지 10의 옥시알킬렌기이고, n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. In Formula 1, R may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Rf may be a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and in one embodiment, Rf may contain at least one ether group (-O-). Ro is an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and n may be an integer of 1 to 10.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the carboxylic acid compound may include a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기일 수 있다. Rf는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기일 수 있으며, 일 실시예에 있어서 Rf는 적어도 하나의 에테르기(-O-)를 함유할 수 있다. n은 1 내지 10의 정수일 수 있다.In Formula 2, R may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Rf may be a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and in one embodiment, Rf may contain at least one ether group (-O-). n may be an integer from 1 to 10.

일부 실시예들에 있어서, 상기 화학식 1 및 화학식 2에 있어서, Rf는 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기일 수 있다. In some embodiments, in Chemical Formulas 1 and 2, Rf may be a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.

일부 실시예들에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 3 내지 10으로 표시되는 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments, the carboxylic acid compound may include at least one of compounds represented by Chemical Formulas 3 to 10 below.

[화학식 3][Formula 3]

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

[화학식 6][Formula 6]

[화학식 7][Formula 7]

[화학식 8][Formula 8]

[화학식 9][Formula 9]

[화학식 10][Formula 10]

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 카르복시산 화합물은 상기 양자점 입자의 표면에 배위 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 카르복시산 화합물의 카르복시기가 양자점 입자 표면의 금속 원자와 배위 결합할 수 있다.According to example embodiments, the carboxylic acid compound may coordinately bind to the surface of the quantum dot particle. For example, the carboxyl group of the carboxylic acid compound may coordinately bond with a metal atom on the surface of the quantum dot particle.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, 및 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함할 수 있다.According to exemplary embodiments, the quantum dot particle may 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, and a group IV element or a compound containing the same. can

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자는 코어 및 상기 코어를 덮는 쉘을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 코어는 인듐(In) 또는 인(P)을 포함하고, 상기 쉘은 아연(Zn), 셀레늄(Se) 또는 황(S)을 포함할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot particle may include a core and a shell covering the core. For example, the core may include indium (In) or phosphorus (P), and the shell may include zinc (Zn), selenium (Se), or sulfur (S).

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자의 평균 입경은 5nm 내지 12nm일 수 있다. 예를 들면, 상기 양자점 입자의 코어의 평균 입경은 2nm 내지 5nm일 수 있으며, 상기 양자점 입자의 쉘의 두께는 2nm 내지 10nm일 수 있다.According to exemplary embodiments, the average particle diameter of the quantum dot particles may be 5 nm to 12 nm. For example, the average particle diameter of the core of the quantum dot particle may be 2 nm to 5 nm, and the thickness of the shell of the quantum dot particle may be 2 nm to 10 nm.

일부 실시예들에 있어서, 상기 쉘은 상기 코어를 덮는 제1 쉘층 및 상기 제1 쉘층을 덮는 제2 쉘층을 포함할 수 있으며, 상기 코어는 InP 또는 InZnP를 포함할 수 있으며, 상기 제1 쉘층은 ZnSe 또는 ZnSeS를 포함할 수 있고, 상기 제2 쉘층은 ZnS를 포함할 수 있다.In some embodiments, the shell may include a first shell layer covering the core and a second shell layer covering the first shell layer, the core may include InP or InZnP, and the first shell layer may include ZnSe or ZnSeS may be included, and the second shell layer may include ZnS.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 카르복시산 화합물의 함량은 상기 양자점 입자 100중량부에 대하여 30중량부 내지 150중량부일 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the carboxylic acid compound may be 30 parts by weight to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the quantum dot particles.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자의 함량은 상기 양자점 조성물 고형분 총 중량 중 1중량% 내지 50중량%일 수 있다.According to exemplary embodiments, the content of the quantum dot particles may be 1% to 50% by weight of the total weight of the solid content of the quantum dot composition.

예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물은 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제 및 용매 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다.The quantum dot composition according to example embodiments may further include at least one of a binder resin, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent.

예시적인 실시예들에 따른 경화 패턴은 상술한 양자점 조성물로부터 형성될 수 있으며, 디스플레이 장치는 상술한 경화 패턴을 포함할 수 있다.A curing pattern according to exemplary embodiments may be formed from the above-described quantum dot composition, and a display device may include the above-described curing pattern.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 조성물은 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함할 수 있다. 카르복시산 화합물은 양자점 입자의 표면에 화학적으로 결합할 수 있다. 이 경우, 카르복시산 화합물에 의해 양자점 입자의 극성 용매에 대한 용해성이 향상될 수 있으며, 구조적 안정성이 보다 증진될 수 있다. A quantum dot composition according to embodiments of the present invention may include quantum dot particles and a carboxylic acid compound. The carboxylic acid compound may be chemically bonded to the surface of the quantum dot particle. In this case, the solubility of the quantum dot particles in polar solvents may be improved by the carboxylic acid compound, and structural stability may be further enhanced.

또한, 카르복시산 화합물은 특정 화학식으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 이 경우, 산소 또는 수분과 같은 산화성 물질과 양자점 입자 간 접촉이 억제될 수 있으며, 외부 환경으로 인한 양자점 입자의 산화/손상을 방지할 수 있다. 따라서, 양자점 조성물 또는 경화 패턴의 발광 특성, 광 변환 효율이 향상될 수 있으며, 보관 안정성이 보다 증진될 수 있다. In addition, the carboxylic acid compound may include a compound represented by a specific chemical formula. In this case, contact between an oxidizing substance such as oxygen or moisture and the quantum dot particles may be suppressed, and oxidation/damage of the quantum dot particles due to an external environment may be prevented. Accordingly, light emitting characteristics and light conversion efficiency of the quantum dot composition or cured pattern may be improved, and storage stability may be further improved.

또한, 카르복시산 화합물이 옥시알킬렌기 또는 에스테르기를 포함함에 따라, 극성 용매에 대한 분산성이 보다 증진될 수 있다. 따라서, 극성 용매 내에서 양자점 입자의 응집이 억제될 수 있으며, 고 색재현성, 넓은 시야각 및 우수한 발광 특성이 제공될 수 있다. In addition, as the carboxylic acid compound includes an oxyalkylene group or an ester group, dispersibility in polar solvents can be further enhanced. Therefore, aggregation of quantum dot particles in a polar solvent can be suppressed, and high color reproducibility, a wide viewing angle, and excellent light emitting properties can be provided.

또한, 양자점 입자는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다. 따라서, 카르복시산 화합물이 양자점 입자의 표면에 보다 안정적으로 결합할 수 있으며, 코어를 덮는 쉘에 의해 코어의 손상이 방지될 수 있어 광학 특성이 향상될 수 있다. In addition, the quantum dot particle may have a core-shell structure. Therefore, the carboxylic acid compound can more stably bind to the surface of the quantum dot particle, and damage to the core can be prevented by the shell covering the core, so optical properties can be improved.

또한, 상술한 양자점 조성물을 사용하여 광학 특성 및 내구성이 우수한 경화 패턴 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.In addition, a cured pattern having excellent optical properties and durability using the above-described quantum dot composition and a display device including the cured pattern may be provided.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 조성물은 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함하며, 카르복시산 화합물은 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 카르복시산 화합물은 양자점 입자의 표면에 화학적으로 결합하여 양자점 입자를 패시베이션할 수 있으며, 리간의 역할을 수행할 수 있다.Quantum dot compositions according to embodiments of the present invention include quantum dot particles and a carboxylic acid compound, and the carboxylic acid compound may include a compound represented by Chemical Formula 1. For example, the carboxylic acid compound may passivate the quantum dot particle by chemically binding to the surface of the quantum dot particle, and may serve as a ligand.

또한, 상기 양자점 조성물의 경화물을 포함하는 경화 패턴 및 상기 경화 패턴을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다. 상기 경화 패턴은 상기 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함함에 따라 광학 특성 및 내구성이 우수할 수 있다. In addition, a cured pattern including a cured product of the quantum dot composition and a display device including the cured pattern are provided. As the curing pattern includes the quantum dot particles and the carboxylic acid compound, optical properties and durability may be excellent.

이하에서, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다. 본 출원에 사용된 화학식으로 표시되는 화합물 또는 수지의 이성질체가 있는 경우에는, 해당 화학식으로 표시되는 화합물 또는 수지는 그 이성질체까지 포함하는 대표 화학식을 의미한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail. When there is an isomer of a compound or resin represented by a chemical formula used in this application, the compound or resin represented by the chemical formula means a representative chemical formula including the isomer.

<양자점 조성물><Quantum dot composition>

예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물은 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함할 수 있다. 상기 카르복시산 화합물은 양자점 입자의 표면에 배치될 수 있으며, 예를 들면, 상기 양자점 조성물은 상기 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 포함할 수 있다. A quantum dot composition according to example embodiments may include quantum dot particles and a carboxylic acid compound. The carboxylic acid compound may be disposed on the surface of the quantum dot particle, and for example, the quantum dot composition may include the quantum dot particle surface-modified with the carboxylic acid compound.

양자점 입자란 나노 크기의 반도체 물질을 의미할 수 있다. 구체적으로, 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터(cluster)라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이룰 수 있다. 상술한 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 가지고 있는 경우, 상기 나노 입자를 양자점 입자라고 한다.A quantum dot particle may mean a nano-sized semiconductor material. Specifically, atoms form molecules, and molecules form an aggregate of small molecules called a cluster to form nanoparticles. When the nanoparticles described above have particularly semiconductor properties, the nanoparticles are referred to as quantum dot particles.

상기 양자점 입자는 외부에서 에너지를 받아 여기 상태(excited state)에 이르게 되고, 자체 양자점의 에너지 밴드갭에 따른 에너지(예를 들면, 광)를 방출할 수 있다. 구체적으로, 양자점 입자는 광 조사에 의해 발광하는 광 발광(Photo luminescence) 또는 전류 인가에 의해 발광하는 전계 발광(Electro luminescence)이 가능할 수 있다. 양자점 입자는 상술한 발광 특성으로 인해 디스플레이 소자, 에너지 소자 또는 생체 발광 소자 등 다양한 분야에서 발광 소재로서 적용될 수 있다.The quantum dot particle reaches an excited state by receiving energy from the outside, and may emit energy (eg, light) according to an energy bandgap of the quantum dot itself. Specifically, the quantum dot particle may be capable of photo luminescence emitting light by light irradiation or electro luminescence emitting light by applying an electric current. Quantum dot particles can be applied as light-emitting materials in various fields such as display devices, energy devices, or bioluminescent devices due to the above-described light-emitting properties.

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, the quantum dot particles may be used in a liquid crystal diodes (LCD)-based display using a light emitting device or a quantum dot light emitting diodes (QLED) based display using an electroluminescent device.

예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물 및 경화 패턴은 상술한 양자점 입자를 포함함으로써 예를 들면, 광 조사 또는 전류 인가에 의해 자체적으로 발광할 수 있다.The quantum dot composition and the curing pattern according to exemplary embodiments include the above-described quantum dot particles, and thus may self-emit by, for example, light irradiation or current application.

양자점 입자의 나노 결정 크기 및/또는 조성을 조절함에 따라 양자점 입자로부터 방출되는 에너지 밴드갭이 선택될 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.An energy bandgap emitted from the quantum dot particle may be selected by controlling the nanocrystal size and/or composition of the quantum dot particle. For example, as the size of the quantum dot particle decreases, it may have a wide energy bandgap and may decrease the emission wavelength. Accordingly, quantum dot particles emitting light of a desired wavelength may be implemented by adjusting 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 converted into green 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, a part of the light may be absorbed by the color filter in a process in which the irradiated white light passes through the color filter and implements color. Accordingly, light efficiency may decrease in the process of passing through the color filter.

예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자를 포함하는 양자점 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 quantum dot composition including quantum dot particles according to exemplary embodiments, since the color filter self-emites by light irradiated from a light source, more excellent light efficiency can be implemented.

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 particle 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 containing 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 II-VI group compound is a binary element 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 quaternary compounds selected from 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 is a binary element 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 a quaternary compound 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; ternary compounds 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 is an elemental compound selected from Si, Ge, and mixtures thereof; and a binary element 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 example embodiments, the quantum dot particle may have a homogeneous single structure, a core-shell structure, a gradient structure, or a mixed structure 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 composed of a core and a shell covering the core. The core may be a portion where light emission occurs substantially. The shell may serve to improve stability and efficiency of the quantum dot particle by preventing oxidation of the core and reducing a trap energy level on the surface.

각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 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.Materials constituting each core and shell may be made of different compounds. 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.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자의 평균 입경(D50)은 약 5nm 내지 12nm일 수 있다. 예를 들면, 평균 입경(D50)은 누적 입경 분포에 있어서 체적분율 50%에서의 입자 직경을 의미할 수 있다.According to exemplary embodiments, the average particle diameter (D 50 ) of the quantum dot particles may be about 5 nm to about 12 nm. For example, the average particle diameter (D 50 ) may mean a particle diameter at a volume fraction of 50% in the cumulative particle diameter distribution.

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자가 코어-쉘 구조를 갖는 경우 코어의 평균 입경은 약 2nm 내지 5nm일 수 있으며, 쉘의 두께는 약 2nm 내지 10nm일 수 있다. 평균 입경 및 두께가 상기 범위 내인 경우 양자점 입자의 분산성이 향상될 수 있으며, 색상 구현성 및 발광 효율이 보다 증진될 수 있다. 따라서, 예를 들면, 양자점 조성물의 공정성이 개선될 수 있으며, 광 조사에 의해 원하는 색상이 효율적으로 구현될 수 있다.In some embodiments, when the quantum dot particle has a core-shell structure, the average particle diameter of the core may be about 2 nm to 5 nm, and the thickness of the shell may be about 2 nm to 10 nm. When the average particle diameter and thickness are within the above ranges, the dispersibility of the quantum dot particles may be improved, and color implementation and luminous efficiency may be further improved. Thus, for example, the fairness of the quantum dot composition can be improved, and a desired color can be efficiently implemented by light irradiation.

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 particle 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 multi-layer 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.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 양자점 입자는 입자의 중심 및 표면 사이에 형성된 농도 경사 영역을 포함할 수 있다. 예를 들면, 양자점 입자의 특정 원소 중 적어도 하나는 입자의 중심으로부터 입자의 표면으로 갈수록 농도가 변할 수 있다.According to example embodiments, the quantum dot particle may include a concentration gradient region formed between a center and a surface of the particle. For example, the concentration of at least one of the specific elements of the quantum dot particle may change from the center of the particle to the surface of the particle.

일부 실시예들에 있어서, 입자의 중심으로부터 입자의 표면으로 향할수록 Se의 농도가 연속적으로 감소할 수 있으며, S의 농도가 연속적으로 증가할 수 있다. 예를 들면, 상기 쉘은 Se 및 S의 농도가 교차하는 교차점을 가질 수 있다. 상기 교차점은 Se 및 S의 농도가 동일할 수 있다.In some embodiments, the concentration of Se may continuously decrease and the concentration of S may continuously increase from the center of the particle toward the surface of the particle. For example, the shell may have an intersection where concentrations of Se and S intersect. The intersection point may have the same concentrations of Se and S.

Se가 양자점 입자의 표면에 존재하는 경우, 외부 광 및 산소에 대한 장시간 노출로 인하여 Se이 산화될 수 있으며, 이에 따라 양자점 입자의 구조가 붕괴될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따른 양자점 입자는 입자의 표면으로 갈수록 Se의 농도가 감소하고 S의 농도가 증가함에 따라, 양자점 입자의 광학 특성이 향상될 수 있으며, 내구성 및 구조적 안정성이 우수할 수 있다.When Se is present on the surface of the quantum dot particle, Se may be oxidized due to exposure to external light and oxygen for a long time, and thus the structure of the quantum dot particle may be collapsed. As the concentration of Se decreases and the concentration of S increases toward the surface of the quantum dot particles according to exemplary embodiments, optical properties of the quantum dot particles may be improved, and durability and structural stability may be excellent.

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 particle may be a non-cadmium-based quantum dot that does not substantially contain cadmium (Cd). Accordingly, it is possible to prevent environmental or human health problems caused by cadmium.

예시적인 실시예들에 따르면, 카르복시산 화합물은 하기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. According to exemplary embodiments, the carboxylic acid compound may include a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기일 수 있다.In Formula 1, R may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.

예를 들면, R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 2 내지 10의 알케닐기, 탄소수 2 내지 10의 알키닐기, 탄소수 3 내지 10의 시클로알킬기, 탄소수 6 내지 12의 아릴기, 탄소수 6 내지 12의 아릴알킬기, 탄소수 6 내지 12의 알킬아릴기일 수 있다.For example, R is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 12 carbon atoms, and an alkynyl group having 2 to 10 carbon atoms. It may be an arylalkyl group or an alkylaryl group having 6 to 12 carbon atoms.

Rf는 적어도 하나의 불소 원자를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 불화알킬렌기일 수 있다. 일 실시예에 있어서, Rf는 적어도 하나의 산소 원자를 더 함유할 수 있으며, 예를 들면, 에테르기(-O-)를 포함할 수 있다.Rf may be a fluoroalkylene group containing at least one fluorine atom and having 1 to 10 carbon atoms. In one embodiment, Rf may further contain at least one oxygen atom, and may include, for example, an ether group (-O-).

Ro는 탄소수 1 내지 10의 옥시알킬렌기일 수 있다.Ro may be an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms.

n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. n may be an integer from 1 to 10.

일부 실시예들에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 분자 말단에 위치한 카르복시기에 의해 양자점 입자의 표면에 배치될 수 있다. 예를 들면, 카르복시산 화합물의 카르복시기는 양자점 입자의 표면에 화학적으로 결합할 수 있다.In some embodiments, the carboxylic acid compound may be disposed on the surface of the quantum dot particle by a carboxyl group located at a molecular terminal. For example, a carboxyl group of a carboxylic acid compound may be chemically bonded to the surface of a quantum dot particle.

카르복시기는 양자점 입자와 강한 친화성(affinity)을 가짐에 따라, 양자점 입자의 표면에 용이하게 결합할 수 있다. 예를 들면, 상기 카르복시산 화합물의 말단에 위치한 카르복시기는 상기 양자점 입자의 쉘에 포함되는 Zn과 배위 결합을 형성할 수 있다. 이에 따라, 카르복시산 화합물이 양자점 입자를 안정적으로 패시베이션(passivation)할 수 있으며, 양자점 입자 및 카르복시산 화합물의 배위결합 복합체(coordination complex)가 형성될 수 있다.As the carboxy group has a strong affinity with the quantum dot particle, it can easily bind to the surface of the quantum dot particle. For example, the carboxyl group located at the terminal of the carboxylic acid compound may form a coordination bond with Zn included in the shell of the quantum dot particle. Accordingly, the carboxylic acid compound may stably passivate the quantum dot particles, and a coordination complex of the quantum dot particles and the carboxylic acid compound may be formed.

일반적으로 양자점 조성물에 사용되는 리간드의 경우, 고 탄소함량을 갖는 지방족기(aliphatic chain)로 구성되어 있어 양자점 입자가 실질적으로 비극성 용매에만 용해가 가능할 수 있다. 따라서, 디스플레이 제조 공정에 주로 사용되는 극성 유기용매 또는 물에 대하여 낮은 분산성을 가지게 되며, 양자점 입자의 응집(aggregation)이 발생할 수 있다. 이 경우, 예를 들면, 컬러필터 제조에 있어서 공정성 및 상용성이 떨어질 수 있으며, 충분한 광 효율이 제공되지 않을 수 있다.In general, ligands used in quantum dot compositions are composed of an aliphatic chain having a high carbon content, so that quantum dot particles may be substantially soluble only in non-polar solvents. Therefore, it has low dispersibility in a polar organic solvent or water mainly used in a display manufacturing process, and aggregation of quantum dot particles may occur. In this case, for example, processability and compatibility may be deteriorated in manufacturing a color filter, and sufficient light efficiency may not be provided.

예시적인 실시예들에 따르면, 카르복시산 화합물이 주 사슬(main chain) 내에 옥시알킬렌기(Ro) 및 에스테르기를 포함함에 따라, 양자점 입자 및 카르복시산 화합물의 배위결합 복합체가 전체적으로 극성을 가질 수 있다. 이에 따라, 양자점 입자가 극성 용매에 대해서도 우수한 용해성 및 분산성을 가질 수 있다. According to exemplary embodiments, as the carboxylic acid compound includes an oxyalkylene group (Ro) and an ester group in a main chain, a coordinated complex of the quantum dot particle and the carboxylic acid compound may have polarity as a whole. Accordingly, the quantum dot particles may have excellent solubility and dispersibility even in polar solvents.

본 출원에서 사용된 용어 "주 사슬"이란 카르복시산 화합물의 분자 구조 중 가장 긴 원자의 연쇄로 이루어지는 부분을 의미한다. 예를 들면, 상기 카르복시산 화합물의 주 골격으로부터 분지된 측쇄(side chain) 또는 펜던트 그룹(pendant group)은 배제하는 부분을 나타낸다.The term "main chain" used in this application refers to a portion consisting of the longest chain of atoms in the molecular structure of a carboxylic acid compound. For example, a side chain branched from the main skeleton of the carboxylic acid compound or a pendant group is excluded.

바람직하게는, 상기 화학식 1에서 Ro는 옥시에틸렌기일 수 있다. 이 경우, 배위결합 복합체의 극성 및 산소/수분 배리어 특성이 적절히 조절될 수 있으며, 극성 용매에 대한 분산성 및 산화 방지 특성이 균형있게 향상될 수 있다.Preferably, in Chemical Formula 1, Ro may be an oxyethylene group. In this case, the polarity and oxygen/moisture barrier properties of the coordination complex can be appropriately controlled, and the dispersibility in polar solvents and antioxidant properties can be improved in a balanced manner.

예를 들면, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.For example, the carboxylic acid compound may include a compound represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

상기 화학식 2에서 R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족탄화수소기일 수 있다.In Formula 2, R may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms.

Rf는 적어도 하나의 불소 원자를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 불화알킬렌기일 수 있으며, 에테르기(-O-)를 더 포함할 수 있다. n은 1 내지 10의 정수일 수 있다. Rf may be a fluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms containing at least one fluorine atom, and may further include an ether group (-O-). n may be an integer from 1 to 10.

상기 화학식 1 및 2에서, 카르복시산 화합물의 말단에 소수성을 갖는 탄화수소기(R)가 배치됨에 따라, 산소 및/또는 수분에 의한 양자점 입자의 산화를 방지할 수 있다. 또한, 상술한 탄소수 범위 내에서 산화성 물질에 대한 배리어 특성이 향상되는 동시에 극성 용매에 대한 분산성이 우수하게 유지될 수 있다.In Chemical Formulas 1 and 2, as the hydrophobic hydrocarbon group (R) is disposed at the end of the carboxylic acid compound, oxidation of the quantum dot particle by oxygen and/or moisture may be prevented. In addition, within the above carbon number range, barrier properties to oxidizing substances may be improved while dispersibility to polar solvents may be excellently maintained.

예를 들면, R이 탄소수 10 초과의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 12 초과의 방향족 탄화수소기인 경우, 카르복시산 화합물의 소수성이 과도하게 증가함에 따라 극성 용매에 대한 분산성이 저하될 수 있다.For example, when R is an aliphatic hydrocarbon group having more than 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having more than 12 carbon atoms, as the hydrophobicity of the carboxylic acid compound increases excessively, dispersibility in polar solvents may decrease.

바람직하게는, 상기 R은 탄소수 1 내지 10의 알킬기 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다.Preferably, R may be an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms or an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.

상기 화학식 1 및 화학식 2 중 Rf는 적어도 하나의 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기일 수 있다. 카르복시산 화합물이 분자 구조 내에 불소 원자를 함유함에 따라, 수분 및/또는 산소의 침투를 억제할 수 있으며, 양자점 입자의 내구성 및 안정성을 향상시킬 수 있다. In Chemical Formulas 1 and 2, Rf may be a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which at least one hydrogen atom is substituted with a fluorine atom. As the carboxylic acid compound contains a fluorine atom in its molecular structure, penetration of moisture and/or oxygen may be suppressed, and durability and stability of the quantum dot particles may be improved.

일 실시예에 있어서, 상기 Rf의 불소 원자의 비율, 예를 들면, 탄소 원자에 결합된 수소 원자 중 불소 원자로 치환된 비율은 70% 이상일 수 있으며, 바람직하게는 90% 이상일 수 있다. In one embodiment, the ratio of fluorine atoms in Rf, for example, the ratio of hydrogen atoms bonded to carbon atoms substituted with fluorine atoms may be 70% or more, preferably 90% or more.

이 경우, 불소 원자로 치환된 수소 원자의 수가 증가함에 따라, 산소 또는 수분에 의한 양자점 입자의 산화를 방지할 수 있다. 예를 들면, 고함량의 불소 원자로 인하여 산소 또는 수분의 침투성이 감소할 수 있으며, 산화성 물질이 양자점 입자와 접촉하는 것을 방지하여 양자점 입자의 내구성 및 구조적 안정성이 보다 증진될 수 있다.In this case, as the number of hydrogen atoms substituted with fluorine atoms increases, oxidation of the quantum dot particles due to oxygen or moisture can be prevented. For example, oxygen or moisture permeability may be reduced due to a high content of fluorine atoms, and durability and structural stability of the quantum dot particles may be further improved by preventing an oxidizing material from contacting the quantum dot particles.

보다 바람직하게는, 상기 Rf는 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 10의 불화알킬렌기일 수 있다. Rf가 퍼플루오로알킬렌기 또는 퍼플루오로에테르기인 경우, 산소 또는 수분에 대한 배리어 특성이 보다 증진될 수 있으며, 산화에 의한 양자점 입자의 변형 및 구조 붕괴를 방지할 수 있다. 따라서, 양자점 입자의 열화를 방지하여 광 변환 효율 및 발광 파장대가 안정적으로 유지될 수 있으며, 경화 패턴의 발광 특성 및 수명이 개선될 수 있다.More preferably, Rf may be a fluoroalkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms. When Rf is a perfluoroalkylene group or a perfluoroether group, barrier properties against oxygen or moisture may be further enhanced, and deformation and structural collapse of quantum dot particles due to oxidation may be prevented. Accordingly, by preventing deterioration of the quantum dot particles, light conversion efficiency and emission wavelength range may be stably maintained, and light emission characteristics and lifespan of the cured pattern may be improved.

또한, 불화알킬렌기가 카르복시기와 인접한 위치에 존재함에 따라, 양자점 입자의 표면에서 카르복시산 화합물의 교환 반응이 용이하게 일어날 수 있다. 카르복시산 화합물이 양자점 입자를 안정적으로 패시베이션할 수 있으며, 양자점 입자에 대한 카르복시산 화합물의 코팅 커버리지율이 증가할 수 있다. In addition, since the alkylene fluoride group exists adjacent to the carboxy group, an exchange reaction of the carboxylic acid compound can easily occur on the surface of the quantum dot particle. The carboxylic acid compound may stably passivate the quantum dot particles, and the coating coverage rate of the carboxylic acid compound on the quantum dot particles may increase.

일부 실시예들에 있어서, 상기 Rf는 적어도 하나의 에테르기를 포함할 수 있다. 이 경우, 카르복시산 화합물의 주 사슬 내에서 불화 알킬렌기와 인접하게 에테르기가 위치함에 따라, 극성 용매에 대한 양자점 입자의 분산성이 개선될 수 있으며, 양자점 입자의 손상을 방지하면서 광 변환 특성을 우수하게 유지할 수 있다.In some embodiments, Rf may include at least one ether group. In this case, as the ether group is located adjacent to the fluorinated alkylene group in the main chain of the carboxylic acid compound, the dispersibility of the quantum dot particles in polar solvents can be improved, and the light conversion properties are excellent while preventing damage to the quantum dot particles. can keep

상술한 바와 같이, 카르복시산 화합물이 상기 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함함으로써, 극성 유기 용매에 대한 용해성이 우수할 수 있으며, 양자점 입자의 산화/열화를 방지할 수 있다. 이에 따라, 가혹 조건(예를 들면, 고온/다습)에서의 신뢰성 및 내구성이 향상될 수 있으며, 경화 패턴의 내화학성, 내수분성 및 광학 특성이 개선될 수 있다.As described above, when the carboxylic acid compound includes the compound represented by Formula 1, solubility in polar organic solvents may be excellent, and oxidation/deterioration of the quantum dot particles may be prevented. Accordingly, reliability and durability under harsh conditions (eg, high temperature/high humidity) may be improved, and chemical resistance, moisture resistance, and optical properties of the cured pattern may be improved.

일부 실시예들에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 3 내지 화학식 10으로 표시되는 화합물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.In some embodiments, the carboxylic acid compound may include at least one selected from the group consisting of compounds represented by Formulas 3 to 10 below.

[화학식 3][Formula 3]

[화학식 4][Formula 4]

[화학식 5][Formula 5]

[화학식 6][Formula 6]

[화학식 7][Formula 7]

[화학식 8][Formula 8]

[화학식 9][Formula 9]

[화학식 10][Formula 10]

카르복시산 화합물이 화학식 3 내지 10의 화합물을 포함함에 따라, 말단에 위치한 옥시알킬렌기 및 에스테르기에 의해 극성 용매에 대한 양자점 입자의 용해성이 향상될 수 있으며, 카르복시기에 인접하여 위치한 불화 알킬렌기에 의해 산화성 물질, 예를 들면, 산소 또는 수분이 양자점 입자와 접촉하는 것을 방지할 수 있다. As the carboxylic acid compound includes the compounds of Formulas 3 to 10, the solubility of the quantum dot particles in polar solvents can be improved by the terminal oxyalkylene group and the ester group, and the fluorinated alkylene group located adjacent to the carboxy group can reduce oxidizing substances. , for example, oxygen or moisture can be prevented from contacting the quantum dot particles.

따라서, 극성 용매에 대한 양자점 입자의 분산성이 개선되는 동시에 양자점 입자의 구조적 안정성 및 발광 효율은 우수할 수 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 있다Accordingly, dispersibility of the quantum dot particles in a polar solvent may be improved, and structural stability and luminous efficiency of the quantum dot particles may be excellent. Accordingly, degradation of light efficiency due to oxidation or damage of quantum dot particles can be prevented, and a color filter having excellent reliability and optical properties can be provided even under harsh conditions such as long-term storage or heat or exposure processes.

일부 실시예들에 있어서, 상기 카르복시산 화합물의 함량은 양자점 입자 100중량부에 대하여 30중량부 내지 150중량부일 수 있다. 상기 카르복시산 화합물의 함량이 30중량부 미만인 경우, 극성 용매에 대한 분산성이 충분히 제공되지 않을 수 있다. 상기 카르복시산 화합물의 함량이 150중량부 초과인 경우, 양자점 입자의 표면에 카르복시산 화합물이 과도하게 배치됨에 따라 경화 패턴의 경화도 및 광 변환 효율이 감소할 수 있다. In some embodiments, the content of the carboxylic acid compound may be 30 parts by weight to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the quantum dot particles. When the content of the carboxylic acid compound is less than 30 parts by weight, dispersibility in polar solvents may not be sufficiently provided. When the content of the carboxylic acid compound is greater than 150 parts by weight, the curing degree and light conversion efficiency of the curing pattern may decrease as the carboxylic acid compound is excessively disposed on the surface of the quantum dot particle.

바람직하게는, 상기 카르복시산 화합물의 함량은 양자점 입자 100중량부에 대하여 50중량부 내지 100중량부일 수 있다.Preferably, the content of the carboxylic acid compound may be 50 parts by weight to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the quantum dot particles.

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 particle is synthesized by a wet chemical process, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD), or molecular beam epitaxy (MBE). can The wet chemical process is a method of growing particles by putting a precursor material in an organic solvent. When the crystal grows, the organic solvent is coordinated on the surface of the quantum dot crystal to act as a dispersant and control the growth of the crystal. Accordingly, crystal growth can be controlled through a process that is easier and cheaper than a vapor deposition method such as a metal organic chemical vapor deposition process or a molecular beam epitaxy process.

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 입자의 함량은 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 1중량% 내지 50중량%일 수 있다. 상기 양자점 입자의 함량이 1중량% 미만인 경우, 양자점 입자에 의한 발광 효율이 저하될 수 있다. 상기 양자점 입자의 함량이 50중량% 초과인 경우, 상대적으로 다른 조성의 함량이 부족하여 경화 패턴을 형성하기 어려울 수 있다. In some embodiments, the content of the quantum dot particles may be 1% to 50% by weight of the total weight of the solid content of the quantum dot composition. When the content of the quantum dot particles is less than 1% by weight, the luminous efficiency of the quantum dot particles may decrease. When the content of the quantum dot particles exceeds 50% by weight, it may be difficult to form a cured pattern due to a relatively insufficient content of other components.

바람직하게는, 상기 양자점 입자의 함량은 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 3중량% 내지 30중량%일 수 있다. Preferably, the content of the quantum dot particles may be 3% to 30% by weight of the total weight of the solid content of the quantum dot composition.

본 발명의 실시예들에 따른 양자점 조성물은 상술한 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 포함할 수 있으며, 바인더 수지, 용매, 중합성 화합물, 중합 개시제 또는 기타 첨가제 등을 더 포함할 수 있다.The quantum dot composition according to embodiments of the present invention may include the above-described quantum dot particles and the carboxylic acid compound, and may further include a binder resin, a solvent, a polymerizable compound, a polymerization initiator, or other additives.

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 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 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, acrylic resins include 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 bisphenol A type epoxy resin, bisphenol F type epoxy resin, phenol novolac type epoxy resin, cyclic aliphatic epoxy resin, aliphatic polyglycidyl ether, and the like.

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, cardo-based resins include fluorene-containing compounds such as 9,9-bis(4-oxiranylmethoxyphenyl)fluorene; Benzenetetracarboxylic dianhydride, naphthalenetetracarboxylic dianhydride, biphenyltetracarboxylic dianhydride, benzophenonetetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, anhydride compounds such as rylene tetracarboxylic di-anhydride, tetrahydrofurantetracarboxylic di-anhydride, and tetrahydrophthalic 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 methylethyl acetate and N-methylpyrrolidone; 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, 상기 바인저 수지는 양자점 입자에 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. In addition, the binder resin may act as a binder resin for quantum dot particles and may be used as a support for curing patterns.

일부 실시예들에 있어서, 상기 바인더 수지는 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 5중량% 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 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 10중량% 내지 70중량%로 포함될 수 있다.In some embodiments, the binder resin may be included in an amount of 5% to 80% by weight of the total solid weight of the quantum dot composition. Within the above range, solubility in a developing solution is sufficient, and thus pattern formation may be facilitated. In addition, film reduction in the pixel portion of the exposed portion is prevented during development, thereby reducing omission of the non-pixel portion. Preferably, it may be included in 10% to 70% by weight of the total weight of the solid content of the quantum dot composition.

용매menstruum

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 조성물은 용매를 포함할 수 있다. 용매는 상술한 양자점 입자, 카르복시산 화합물 및 바인더 수지를 충분히 용해시키며, 조성물 내에서 석출을 야기하지 않는 유기 용매를 포함할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot composition may include a solvent. The solvent may include an organic solvent that sufficiently dissolves the above-described quantum dot particles, the carboxylic acid compound, and the binder resin and does not cause precipitation in the composition.

상술한 바와 같이, 양자점 입자는 소수성을 가지고 있으므로, 용매로서 일반적으로 컬러필터 또는 화상 표시 장치의 제조 공정에 사용되는 극성 유기 용매, 예를 들면, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 에틸렌디클리콜메틸에틸에테르 등을 사용하는 경우 양자점 입자가 석출될 수 있다. As described above, since the quantum dot particles have hydrophobicity, polar organic solvents such as propylene glycol monomethyl ether acetate and ethylene diglycol methyl ethyl ether are generally used in the manufacturing process of color filters or image display devices as solvents. Quantum dot particles may be precipitated when using the like.

예시적인 실시예들에 따르면, 양자점 입자의 표면에 옥시알킬렌기, 에테르기 등의 극성 관능기를 갖는 카르복시산 화합물이 배위 결합됨에 따라, 극성 유기 용매의 사용이 가능하며 광 효율도 향상시킬 수 있다.According to exemplary embodiments, as a carboxylic acid compound having a polar functional group such as an oxyalkylene group or an ether group is coordinated to the surface of the quantum dot particle, a polar organic solvent can be used and light efficiency can be improved.

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; butyl diol 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 조성물의 다른 성분들을 제외한 잔량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면, 상기 양자점 입자 및 카르복시산 화합물을 제외한 잔량, 또는 상기 양자점 입자, 카르복시산 화합물, 바인더 수지 및 기타 첨가제 성분들을 제외한 잔량으로 포함될 수 있다.The solvent may be included in a residual amount excluding other components of the composition, for example, the residual amount excluding the quantum dot particles and the carboxylic acid compound, or the residual amount excluding the quantum dot particles, the carboxylic acid compound, the binder resin, and other additive components. .

일부 실시예들에 있어서, 상기 용매는 양자점 조성물 총 중량 중 25중량% 내지 85중량%, 바람직하게는 30중량% 내지 75중량%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 25% to 85% by weight, preferably 30% to 75% by weight, based on the total weight of the quantum dot composition. Within the above range, the coating and drying properties of the composition can be improved, and a coating can be easily formed through a coating method using a spin coater, slit and spin coater, slit coater, die coater, curtain flow coater, inkjet, or the like. .

중합성 화합물polymeric compound

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 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 quantum dot 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 described below, and can increase the crosslinking density during the manufacturing process and enhance the mechanical properties of the cured 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 mono-functional monomer, a di-functional monomer, or a tri- or more functional multi-functional 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.Bifunctional monomers include 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, ethylene glycol di(meth)acrylate, neopentyl glycol di(meth)acrylate, triethylene glycol di(meth)acrylate, and bisphenol A 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 multifunctional monomer is trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, Acrylates, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate ) acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, and the like.

일부 실시예들에 있어서, 상기 중합성 화합물의 함량은 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 30중량% 내지 85중량%일 수 있으며, 바람직하게는 40중량% 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 30% to 85% by weight, preferably 40% to 80% by weight, based on the total weight of the solid content of the quantum dot composition. When the polymerizable compound is included in the above content range, durability of the photocurable film may be improved, and resolution of the composition may be improved during a developing process.

중합 개시제polymerization initiator

일부 실시예들에 있어서, 상기 양자점 조성물은 중합 개시제를 포함할 수 있다.In some embodiments, the quantum dot 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.A 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, the polymerization initiator may be 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, and the like, 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), etc. Ciba Geigy Co.), CGI-224 (Ciba Gei Co.), Irgacure OXE-01 (BASF Co.), Irgacure OXE-02 (BASF Co.), N-1919 (Adecas Co.), NCI-831 (Adecas Co.), etc. can These may be used alone or in combination of two or more.

일부 실시예들에 있어서, 양자점 조성물의 감도를 향상시키기 위해서 중합 개시 보조제가 추가적으로 사용될 수도 있다. 상기 중합 개시 보조제의 예로서 아민 화합물, 카르복실기 또는 티올기를 가지는 유기 황화합물 등을 들 수 있다.In some embodiments, a polymerization initiation aid may be additionally used to enhance the sensitivity of the quantum dot composition. Examples of the polymerization initiation aid include an amine compound, an organic sulfur compound having a carboxyl group or a thiol group, and the like.

일부 실시예들에 있어서 상기 중합 개시제는 양자점 조성물의 고형분 총 중량 중 0.1중량% 내지 10중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 0.1중량% 내지 5중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위에서 양자점 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 0.1% to 10% by weight, preferably 0.1% to 5% by weight, based on the total weight of the solid content of the quantum dot composition. Within the above range, the efficiency and resolution of the exposure process may be improved without impairing the durability of the quantum dot composition.

기타 첨가제Other Additives

예시적인 실시예들에 따른 양자점 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 quantum dot composition according to exemplary embodiments may further include additives such as a filler, another polymer compound, a curing agent, a leveling agent, an adhesion promoter, an antioxidant, an ultraviolet absorber, an aggregation inhibitor, and a chain transfer agent, if necessary.

또한, 예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물은 상술한 카르복시산 화합물의 특성을 저해하지 않는 범위에서 다른 유기 또는 무기 리간드를 더 포함할 수 있다. 상기 유기 또는 무기 리간드는 양자점 입자의 표면에 배위 결합을 형성하며, 양자점 입자의 분산성 및 발광 특성을 개선하는 역할을 할 수 있다.In addition, the quantum dot composition according to exemplary embodiments may further include other organic or inorganic ligands within a range that does not impair the characteristics of the above-described carboxylic acid compound. The organic or inorganic ligand may form a coordination bond on the surface of the quantum dot particle and improve the dispersibility and 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, tetradecylphos phonic acid, octylphosphinic acid, and the like. The inorganic ligand may include inorganic materials 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 디스플레이 장치><Curing pattern and display device>

본 발명은 예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물로부터 제조되는 경화 패턴 및 상기 경화 패턴을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 예를 들면, 상기 경화 패턴은 후술하는 바와 같이 디스플레이 장치의 컬러필터로 사용될 수 있다.The present invention provides a curing pattern prepared from a quantum dot composition according to exemplary embodiments and a display device including the curing pattern. For example, the curing pattern may be used as a color filter of a display device as will be described later.

상기 경화 패턴 형성에 있어서, 예시적인 실시예들에 따른 양자점 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, a photoresist film may be formed by coating the quantum dot composition according to exemplary embodiments on a substrate. Examples of the coating method include inkjet printing, spin coating, casting coating, roll coating, slit and spin coating, and slit coating. After forming the photoresist film, 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. 예를 들면, 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 an exposure mask of a predetermined shape. For example, curing may be performed on the portion irradiated with the ultraviolet rays. As the ultraviolet rays, g-rays (wavelength: 436 nm), h-rays (wavelength: 405 nm), i-rays (wavelength: 365 nm), and the like 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 an unexposed portion using an alkaline developer. Alternatively, a cured pattern may be formed by removing the exposed portion using an alkaline developer. The developing process may include a liquid addition method, a dipping method, a spray method, and the like. A post baking process may be further performed after the exposure process or the development 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.According to example embodiments, the curing pattern may be used for a color filter. The color filter including the curing 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 hardened pattern layer formed on the substrate. For example, the substrate may be a substrate of a color filter itself, or may be a portion where a color filter is positioned in 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 디스플레이 장치에 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 a display device, since quantum dot particles included in the color filter emit light themselves by light from a light source, light efficiency may be excellent. In addition, color reproducibility may be excellent as light having a color is emitted, and a viewing angle may be improved because light is emitted in all directions by quantum dot particles.

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 디스플레이 장치는 투명 패턴층, 녹색 패턴층, 적색 패턴층을 포함하는 컬러필터를 구비할 수 있다. 이 경우, 디스플레이 장치의 광원으로 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다.In some embodiments, the 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 a light source of the display device.

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물은 상기 화학식 1로 표시되는 카르복시산 화합물을 포함함에 따라, 극성 용매에 대한 우수한 분산성 및 내구성을 가질 수 있다. 따라서, 상술한 양자점 조성물로부터 신뢰성, 안정성 및 광학 특성이 우수한 경화 패턴이 제공될 수 있다. As described above, since the quantum dot composition according to exemplary embodiments includes the carboxylic acid compound represented by Chemical Formula 1, it may have excellent dispersibility and durability in polar solvents. Therefore, a cured pattern having excellent reliability, stability and optical properties can be provided from the quantum dot composition described above.

따라서, 컬러 필터를 통과하는 광의 손실을 최소화할 수 있으며, 조사된 광이 목적하는 파장대의 광으로 효율적으로 전환될 수 있으므로, 우수한 발광 특성 및 효율을 갖는 디스플레이 장치가 구현될 수 있다. Accordingly, since loss of light passing through the color filter can be minimized and irradiated light can be efficiently converted into light in a target wavelength range, a display device having excellent light emitting characteristics and efficiency can be implemented.

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 only illustrative of the present invention and do not limit the scope of the appended claims, and the scope and technical 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 these changes and modifications fall within the scope of the appended claims.

합성예: 표면 개질된 양자점 입자Synthesis Example: Surface Modified 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 3으로 표시되는 화합물을 30g 투입한다. 이 후, 질소 분위기 하에서 50℃를 유지하면서 15시간 동안 반응시켜 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.A solution in which InP/ZnSe/ZnS core-shell quantum dot particles are dispersed (quantum dot solid content: 30%) is centrifuged twice using acetone and ethanol, followed by vacuum drying to obtain quantum dot particle powder. Thereafter, 30 g of the quantum dot particles were completely dissolved using 100 g of toluene, and 30 g of a compound represented by Formula 3 was added thereto. Thereafter, the reaction was performed for 15 hours while maintaining 50° C. under a nitrogen atmosphere to prepare quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound.

[화학식 3][Formula 3]

합성예 2: A-2Synthesis Example 2: A-2

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 4로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 4 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 4][Formula 4]

합성예 3: A-3Synthesis Example 3: A-3

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 5로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 5 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 5][Formula 5]

합성예 4: A-4Synthesis Example 4: A-4

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 6으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 6 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 6][Formula 6]

합성예 5: A-5Synthesis Example 5: A-5

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 7로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 7 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 7][Formula 7]

합성예 6: A-6Synthesis Example 6: A-6

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 8로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 8 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 8][Formula 8]

합성예 7: A-7Synthesis Example 7: A-7

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 9로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 9 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 9][Formula 9]

합성예 8: A-8Synthesis Example 8: A-8

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 10으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 10 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 10][Formula 10]

합성예 9: A-9Synthesis Example 9: A-9

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 11로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 11 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 11][Formula 11]

합성예 10: A-10Synthesis Example 10: A-10

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 12로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 12 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 12][Formula 12]

합성예 11: A-11Synthesis Example 11: A-11

화학식 3으로 표시되는 화합물을 대신하여 하기의 화학식 13으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고는 합성예 1과 동일한 방법으로 카르복시산 화합물로 표면 개질된 양자점 입자를 제조하였다.Quantum dot particles surface-modified with a carboxylic acid compound were prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that the compound represented by Formula 13 was used instead of the compound represented by Formula 3.

[화학식 13][Formula 13]

실시예 및 비교예Examples and Comparative Examples

(1) 양자점 조성물의 제조(1) Preparation of quantum dot composition

상기 표면 개질된 양자점 입자 및 하기의 표 1에 기재된 성분들을 해당 함량(중량%)으로 혼합하여 조성된 양자점 조성물을 제조하였다.A quantum dot composition was prepared by mixing the surface-modified quantum dot particles and the components listed in Table 1 below in corresponding amounts (wt%).

구분
(중량%)
division
(weight%)
양자점 입자quantum dot particles 바인더 수지binder resin 중합성 화합물polymeric compound 중합 개시제polymerization initiator 용매menstruum
실시예 1Example 1 15(A-1)15(A-1) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 2Example 2 15(A-2)15(A-2) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 3Example 3 15(A-3)15(A-3) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 4Example 4 15(A-4)15(A-4) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 5Example 5 15(A-5)15(A-5) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 6Example 6 15(A-6)15(A-6) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 7Example 7 15(A-7)15(A-7) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 실시예 8Example 8 15(A-8)15(A-8) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 비교예 1Comparative Example 1 15(A-9)15(A-9) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 비교예 2Comparative Example 2 15(A-10)15 (A-10) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3 비교예 3Comparative Example 3 15(A-11)15(A-11) 5050 1.61.6 0.10.1 33.333.3

표 1에서 기재된 구체적인 성분명은 아래와 같다.The specific component names described 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, manufactured by Showa Polymer 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 color filter

유리 기판 상에 실시예 및 비교예에 따른 양자점 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 후에, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성하였다. 상기 박막 위에 20mm X 20mm의 정사각형 투과 패턴과 1 내지 100㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려 놓고 시험 포토마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다. 자외선 광원은 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기하에 200mJ/cm2의 노광량(파장 365nm)으로 광을 조사하였다. 이후에 상기 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액에 80초간 침지시켜 현상하였다.After applying the quantum dot composition 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 at a distance of 100 μm from the test photomask. Ultra-high pressure mercury lamp (USH-250D, manufactured by Ushio Denki Co., Ltd.) was used as an ultraviolet light source, and light was irradiated with an exposure amount of 200 mJ/cm 2 (wavelength: 365 nm) in an air atmosphere. Thereafter, the thin film was developed by immersing it in a KOH aqueous 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, it 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 prepared color filter was 3.0 μm.

실험예Experimental example

(1) 양자점 입자의 분산성 평가(1) Evaluation of dispersibility of quantum dot particles

합성예 1 내지 합성예 11로 제조된 양자점 입자를 PGMEA(Propylene Glycol Mono Methyl Ether Acetate) 용매에 분산시켜 최종적으로 고형분이 50중량% 포함된 양자점 분산용액을 제조하였다. 이 후, 입도 분석기(Particle size analyzer)를 이용하여 상기 제조된 양자점 분산용액 상의 입도를 측정하였다. 분산성이 낮을수록 응집 현상으로 인하여 양자점의 입도가 커질 수 있다. 평가 결과는 하기의 표 2에 나타내었다.The quantum dot particles prepared in Synthesis Example 1 to Synthesis Example 11 were dispersed in a PGMEA (Propylene Glycol Mono Methyl Ether Acetate) solvent to finally prepare a quantum dot dispersion solution containing 50% by weight of solid content. Thereafter, the particle size of the prepared quantum dot dispersion solution was measured using a particle size analyzer. The lower the dispersibility, the larger the particle size of the quantum dots may be due to aggregation. The evaluation results are shown in Table 2 below.

구분division 합성예 1Synthesis Example 1 합성예 2Synthesis Example 2 합성예 3Synthesis Example 3 합성예 4Synthesis Example 4 합성예 5Synthesis Example 5 합성예 6Synthesis Example 6 입도(nm)Particle size (nm) 4242 3333 5454 2424 3131 2626 구분division 합성예 7Synthesis Example 7 합성예 8Synthesis Example 8 합성예 9Synthesis Example 9 합성예 10Synthesis Example 10 합성예 11Synthesis Example 11 입도(nm)Particle size (nm) 3535 2121 19001900 2020 1818

상기 표 2를 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 카르복시산 화합물로 표면 개질된 합성예 1 내지 8의 경우, 분산 용액에서 양자점 입자의 입도가 작은 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 극성 용매 내에서 양자점 입자의 응집이 억제되며, 분산성이 우수함을 예측할 수 있다.Referring to Table 2, in the case of Synthesis Examples 1 to 8 surface-modified with a carboxylic acid compound according to exemplary embodiments, it can be seen that the particle size of the quantum dot particles in the dispersion solution is small. Accordingly, it can be predicted that the aggregation of the quantum dot particles is suppressed in the polar solvent and the dispersibility is excellent.

반면, 에테르기를 포함하지 않는 카르복시산 화합물로 표면 개질된 합성예 9의 경우, 양자점 입자 간 응집이 과도하게 발생하여 입도가 매우 높은 것을 확인할 수 있다. 일반적인 알킬 체인 구조의 카르복시산 화합물의 경우, PGMEA와 같은 극성 유기용매 내에서 분산성이 매우 열화임을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of Synthesis Example 9 in which the surface was modified with a carboxylic acid compound not containing an ether group, it was confirmed that the particle size was very high due to excessive aggregation between quantum dot particles. In the case of a carboxylic acid compound having a general alkyl chain structure, it can be confirmed that the dispersibility is very poor in a polar organic solvent such as PGMEA.

(2) 저장 안정성 평가(2) Evaluation of storage stability

실시예 및 비교예에 따른 양자점 조성물을 상온에 방치하고, 점도계(Brookfield 제)를 사용하여 시간 경과에 따른 점도를 측정하였다. 점도 경시 변화가 적고, 점도가 낮을수록 저장 안정성이 우수하다. 평가 결과는 하기의 표 3에 나타내었다.The quantum dot compositions according to Examples and Comparative Examples were allowed to stand at room temperature, and the viscosity over time was measured using a viscometer (manufactured by Brookfield). There is little change in viscosity over time, and the lower the viscosity, the better the storage stability. The evaluation results are shown in Table 3 below.

(3) 광 효율 및 내구성 평가(3) 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 irradiating blue light to the prepared color filter and measuring the degree of conversion into green light. The light efficiency was measured using QE-2000 (manufactured by Otsuka Co.), and as 450 nm blue light was applied to the color filter, all green light emitted in all directions was absorbed and calculated as an integral value. Light efficiency was calculated by using the 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 광 내구성을 확인할 수 있다. 광 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 a blue light source at room temperature for 7 days, light efficiency was measured to calculate the amount of reduction. Since light efficiency decreases due to oxidation of quantum dot particles, light durability can be confirmed by measuring light efficiency after being left. Light durability was expressed as a percentage of the ratio of the light efficiency after leaving to the initial light efficiency. It means that oxidation stability is excellent, so that durability is high.

평가 결과는 하기의 표 3에 함께 나타내었다.The evaluation results are shown together in Table 3 below.

구분division 저장 안정성
(점도, cP)
storage stability
(viscosity, cP)
광 효율
(%)
light efficiency
(%)
내구성
(%)
durability
(%)
초기Early 2주2 weeks 4주4 weeks 초기Early 방치 후after neglect 실시예 1Example 1 10.810.8 11.611.6 12.412.4 7777 67.567.5 87.787.7 실시예 2Example 2 10.510.5 11.511.5 12.212.2 7979 68.068.0 86.186.1 실시예 3Example 3 11.011.0 11.411.4 12.012.0 7777 68.068.0 88.388.3 실시예 4Example 4 10.310.3 11.311.3 11.911.9 8080 71.871.8 89.889.8 실시예 5Example 5 10.710.7 11.111.1 11.511.5 8484 76.976.9 91.591.5 실시예 6Example 6 10.510.5 11.011.0 11.711.7 8383 74.874.8 90.190.1 실시예 7Example 7 11.011.0 11.211.2 11.411.4 8686 79.779.7 92.792.7 실시예 8Example 8 10.210.2 10.910.9 12.112.1 8585 76.476.4 89.989.9 비교예 1Comparative Example 1 12.212.2 13.613.6 15.215.2 7070 46.446.4 66.366.3 비교예 2Comparative Example 2 11.011.0 13.313.3 15.915.9 6969 44.344.3 64.264.2 비교예 3Comparative Example 3 10.510.5 14.114.1 16.316.3 7373 46.046.0 63.063.0

상기 표 3을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 양자점 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터의 경우 점도의 경시 변화가 적으며, 초기 광 효율 및 방치 후 광효율이 모두 우수한 것을 확인할 수 있다. 따라서, 불화 알킬렌기를 포함하는 카르복시산 화합물에 의해 양자점 입자의 산화가 방지됨으로써, 양자점 조성물의 광 내구성이 우수한 것을 확인할 수 있다.Referring to Table 3, in the case of the color filter prepared using the quantum dot composition according to the exemplary embodiments, it can be seen that the change in viscosity over time is small, and both the initial light efficiency and the light efficiency after being left are excellent. Therefore, it can be confirmed that the quantum dot composition has excellent light durability by preventing oxidation of the quantum dot particles by the carboxylic acid compound containing an alkylene fluoride group.

반면, 비교예들에 따른 양자점 조성물을 사용하여 제조된 컬러필터의 경우 산소 또는 수분의 침입을 방지하지 못함에 따라, 점도가 현저하게 증가하였다. 또한, 양자점 입자의 산화에 따라 초기 광 변환율이 낮았으며, 시간이 지남에 따라 광 변환율이 큰 폭으로 감소하는 것을 확인할 수 있다.On the other hand, in the case of the color filter prepared using the quantum dot composition according to the Comparative Examples, the viscosity increased remarkably as the penetration of oxygen or moisture was not prevented. In addition, it can be seen that the initial light conversion rate was low according to the oxidation of the quantum dot particles, and the light conversion rate significantly decreased over time.

Claims (16)

양자점 입자; 및
하기 화학식 1로 표시되는 카르복시산 화합물을 포함하는, 양자점 조성물:
[화학식 1]

(상기 화학식 1에서, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이며,
Rf는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기, 또는 적어도 하나의 에테르기(-O-)를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기이며,
Ro는 탄소수 1 내지 10의 옥시알킬렌기이고,
n은 1 내지 10의 정수임).
quantum dot particles; and
A quantum dot composition comprising a carboxylic acid compound represented by Formula 1 below:
[Formula 1]

(In Formula 1, R is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms,
Rf is a fluorinated alkylene group of 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkylene group of 1 to 10 carbon atoms containing at least one ether group (-O-),
Ro is an oxyalkylene group having 1 to 10 carbon atoms;
n is an integer from 1 to 10).
청구항 1에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는, 양자점 조성물:
[화학식 2]

(상기 화학식 2에서, R은 탄소수 1 내지 10의 지방족 탄화수소기 또는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소기이며,
Rf는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기, 또는 적어도 하나의 에테르기(-O-)를 함유하는 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기이거,
n은 1 내지 10의 정수임).
The quantum dot composition of claim 1, wherein the carboxylic acid compound comprises a compound represented by Formula 2 below:
[Formula 2]

(In Formula 2, R is an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms or an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms,
Rf is a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms or a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms containing at least one ether group (-O-);
n is an integer from 1 to 10).
청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 중 Rf는 모든 수소 원자가 불소 원자로 치환된 탄소수 1 내지 10의 불화 알킬렌기인, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1, wherein Rf in Formula 1 is a fluorinated alkylene group having 1 to 10 carbon atoms in which all hydrogen atoms are substituted with fluorine atoms.
청구항 1에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 하기 화학식 3 내지 10으로 표시되는 화합물들 중 적어도 하나를 포함하는, 양자점 조성물:
[화학식 3]

[화학식 4]

[화학식 5]

[화학식 6]

[화학식 7]

[화학식 8]

[화학식 9]

[화학식 10]
.
The quantum dot composition of claim 1, wherein the carboxylic acid compound includes at least one of compounds represented by Formulas 3 to 10:
[Formula 3]

[Formula 4]

[Formula 5]

[Formula 6]

[Formula 7]

[Formula 8]

[Formula 9]

[Formula 10]
.
청구항 1에 있어서, 상기 카르복시산 화합물은 상기 양자점 입자의 표면에 배위 결합된, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1, wherein the carboxylic acid compound is coordinately bonded to the surface of the quantum dot particle.
청구항 1에 있어서, 상기 양자점 입자는 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, 및 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물로 구성된 그룹으로부터 선택되는 적어도 하나를 포함하는, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1, wherein the quantum dot particle includes at least one selected from the group consisting of a group II-VI compound, a group III-V compound, a group IV-VI compound, and a group IV element or a compound containing the same. .
청구항 1에 있어서, 상기 양자점 입자의 평균 입경(D50)은 5nm 내지 12nm인, 양자점 조성물.
The method according to claim 1, wherein the average particle diameter (D 50 ) of the quantum dot particles is 5nm to 12nm, the quantum dot composition.
청구항 1에 있어서, 상기 양자점 입자는 코어 및 상기 코어를 덮는 쉘을 포함하는, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1 , wherein the quantum dot particles include a core and a shell covering the core.
청구항 8에 있어서, 상기 코어의 평균 입경은 2nm 내지 5nm이며, 상기 쉘의 두께는 2nm 내지 10nm인, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 8 , wherein the core has an average particle diameter of 2 nm to 5 nm, and the shell has a thickness of 2 nm to 10 nm.
청구항 8에 있어서, 상기 코어는 인듐(In) 또는 인(P)을 포함하고, 상기 쉘은 아연(Zn), 셀레늄(Se) 또는 황(S)을 포함하는, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 8 , wherein the core includes indium (In) or phosphorus (P), and the shell includes zinc (Zn), selenium (Se), or sulfur (S).
청구항 8에 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 조성물.
The method according to claim 8, wherein the shell includes a first shell layer covering the core and a second shell layer covering the first shell layer,
Wherein the core comprises InP or InZnP, the first shell layer comprises ZnSe or ZnSeS, and the second shell layer comprises ZnS.
청구항 1에 있어서, 상기 카르복시산 화합물의 함량은 상기 양자점 입자 100중량부에 대하여 30중량부 내지 150중량부인, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1, wherein the content of the carboxylic acid compound is 30 parts by weight to 150 parts by weight based on 100 parts by weight of the quantum dot particles.
청구항 1에 있어서, 상기 양자점 입자의 함량은 상기 양자점 조성물 고형분 총 중량 중 1중량% 내지 50중량%인, 양자점 조성물.
The method according to claim 1, The content of the quantum dot particles is 1% to 50% by weight of the total weight of the solid content of the quantum dot composition, the quantum dot composition.
청구항 1에 있어서, 바인더 수지, 중합성 화합물, 중합 개시제 및 용매 중 적어도 하나를 더 포함하는, 양자점 조성물.
The quantum dot composition of claim 1 , further comprising at least one of a binder resin, a polymerizable compound, a polymerization initiator, and a solvent.
청구항 1에 따른 양자점 조성물로부터 형성된, 경화 패턴.
A cured pattern formed from the quantum dot composition according to claim 1 .
청구항 15에 따른 경화 패턴을 포함하는, 디스플레이 장치.
A display device comprising the curing pattern according to claim 15 .
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