KR20240011666A - 잉크 조성물, 광 변환층, 컬러 필터 및 광 변환 필름 - Google Patents

Abstract

발광성 나노 결정 입자의 분산성이 우수하고, 또한 발광 특성의 저하를 방지할 수 있는 잉크 조성물을 제공한다. 본 발명의 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자와, 광중합성 성분과, 힌더드 아민계 화합물을 함유하고, 상기 광중합성 성분은, 한센 용해도 파라미터(HSP)에 있어서의 δD가 16∼17.5 MPa^0.5, δP가 2.5∼5 MPa^0.5, 또한, δH가 3∼6 MPa^0.5인 적어도 1종의 광중합성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다. 상기 광중합성 화합물은, 단작용 또는 다작용의 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.

Description

잉크 조성물, 광 변환층, 컬러 필터 및 광 변환 필름

본 발명은 잉크 조성물, 광 변환층, 컬러 필터 및 광 변환 필름에 관한 것이다.

액정 표시 장치는, 휴대 단말, 텔레비전, 모니터 등의 용도로 널리 이용되고 있다. 이들 액정 표시 장치에 사용되는 컬러 필터는, 블랙 매트릭스와, 적색, 녹색 및 청색의 화소 패턴을 형성하는 포토리소그래피법에 의해 제조되고 있다. 구체적으로는, 포토리소그래피법에서는, 안료나 염료 등의 색재를 함유하는 감광성 수지 조성물을 기판 상에 도포, 건조 후, UV 조사로 마스크 노광하고, 알칼리 현상에 의해 미경화 부분을 제거한 후, 소성하는 것이 행해진다. 또한, 최근에는, 백색광을 발광하는 유기 EL 소자와 컬러 필터를 조합한 자발광 표시 장치도, 텔레비전, 모니터 등의 용도로 널리 이용되고 있다.

그러나, 이들 컬러 필터를 사용한 표시 장치에서는, 원리적으로 적어도 67%의 광이 컬러 필터로 흡수되기 때문에, 컬러 필터 자체의 투과율의 향상에 의한 저소비 전력화에는 근본적인 한계가 있었다.

이 저소비 전력화에 대한 과제를 해결하기 위해서, 최근, 상기 안료나 염료를 대신하여, 예컨대 양자 도트, 양자 로드, 그 외의 무기 형광체 입자 등의 발광성 나노 입자를 이용하여 적색광 또는 녹색광을 취출하는 광 변환 필름이나 컬러 필터 화소부와 같은 광 변환층이 활발히 연구되고 있다.

이 광 변환층은, 화상 표시 장치의 백라이트 유닛에 탑재된다. 예컨대, 적색광을 발광하는 양자 도트 및 녹색광을 발광하는 양자 도트를 포함하는 광 변환 필름에 대해 여기광으로서 청색광을 조사하면, 양자 도트로부터 발광된 적색광 및 녹색광과, 광 변환 필름을 투과한 청색광에 의해 백색광을 얻을 수 있다.

또한, 이 광 변환층은, 예컨대, 블랙 매트릭스를 형성한 기판 상에, 청색광에 의해 여기되어, 적색의 형광을 발하는 적색 발광성 양자 도트층과, 청색광에 의해 여기되어, 녹색의 형광을 발하는 녹색 발광성 양자 도트층과, 청색광을 투과하는 청색광 투과층을 형성하여 이루어진다. 이러한 광 변환층과, 청색 발광하는 LED 백라이트나 청색 발광하는 유기 EL 소자와 조합함으로써, 액정 표시 장치나 자발광 표시 장치가 구성되어 있다.

이러한 광 변환층을 구비하는 표시 장치에서는, 종래의 컬러 필터를 구비하는 표시 장치보다 광 이용 효율을 높일 수 있다. 또한, 양자 도트로부터 발생되는 반치폭이 작은 스펙트럼을 갖는 형광을, 그대로 표시 장치의 색 표시에 이용할 수 있기 때문에, 색 재현 범위가 넓은 표시 장치로 할 수 있다.

예컨대, 양자 도트를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용하여, 기판의 한쪽의 전면(全面)에 도포하고 자외선 조사에 의해 경화시켜 광 변환 필름을 제조하는 방법이 알려져 있다.

또한, 예컨대, 광 변환층을, 양자 도트를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용하여, 기판의 한쪽 면측에 도막을 형성하고, 포토리소그래피법에 의해 패터닝한 후, 얻어진 도막을 가열 처리에 의해 경화시켜 제조하는 방법이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 1 참조).

그러나, 포토리소그래피법에 의하면, 공정수가 많아 번잡하고, 또한, 알칼리 현상에 의해 제거되는 감광성 수지 조성물이 발생하기 때문에, 원재료의 낭비가 필연적으로 발생하게 된다.

원재료의 낭비를 저감할 수 있는 수법으로서, 잉크젯법에 의한 제조 방법이 알려져 있다. 잉크젯법에 의하면, 광 변환층에 있어서의 적색 발광성 양자 도트층과 녹색 발광성 양자 도트층을 동시에 형성할 수 있기 때문에, 제조 효율을 높일 수 있다. 또한, 토출된 잉크(감광성 수지 조성물) 전부를 사용할 수 있기 때문에, 포토리소그래피법과 같은 원재료의 낭비도 발생하기 어렵다.

예컨대, 양자 도트를 분산시킨 잉크젯 잉크로서는, 청색 발광하는 유기 EL 소자와의 조합으로 사용되는 광 변환층의 패터닝에 사용하는 예가 개시되어 있다(예컨대, 특허문헌 2 참조).

특허문헌 1: 일본 특허 공개 제2016-53716호 공보 특허문헌 2: 국제 공개 제2008/001693호

그러나, 양자 도트를 함유하는 잉크 조성물이나 그 제막품(製膜品)은, 대기에 포함되는 산소나 수분이 원인으로 열화하는 문제가 있었다. 본 발명자들의 검토에 의하면, 특히, 양자 도트를 함유하는 잉크 조성물에 광중합성 성분을 혼합하여 자외선으로 경화하는 경우나, 양자 도트를 함유하는 피막을 형성한 후의 공정에서, 대기 중의 산소나 수분의 존재하에, 자외선이나 가시광을 조사하면, 양자 도트가 열화하기 쉬운 것이 판명되었다.

이들 문제는, 양자 도트를 산소나 수분으로부터 격리해 버리면 회피할 수 있으나, 양자 도트를 함유하는 잉크 조성물을 대면적의 영역에 공급하여, 도포물이나 인쇄물을 제조하는 경우, 도포물이나 인쇄물을 완전히 대기로부터 격리하는 것은, 산업 응용상 큰 단점이 있다. 즉, 도포 장치나 인쇄 장치의 대부분을 고순도의 불활성 가스로 채운 공간에 배치하지 않을 수 없어, 거액의 설비 투자와 고액의 운전 비용(running cost)이 필요해진다.

그래서, 본 발명의 목적의 하나는, 힌더드 아민계 화합물과, 소정의 특성을 갖는 광중합성 화합물을 병용함으로써, 발광성 나노 결정 입자의 분산성이 우수하고, 또한 발광 특성의 저하를 방지할 수 있는 잉크 조성물을 제공하는 것에 있다. 또한, 본 발명의 목적은, 상기 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광 변환층 및 그것을 구비한 컬러 필터를 제공하는 것, 상기 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광 변환 필름을 제공하는 것에 있다.

본 발명은 하기 (1)∼(13)에 관한 것이다.

(1) 본 발명의 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자와,

광중합성 성분과,

힌더드 아민계 화합물을 함유하고,

상기 광중합성 성분은, 한센 용해도 파라미터(HSP)에 있어서의 δD가 16∼17.5 MPa^0.5, δP가 2.5∼5 MPa^0.5, 또한, δH가 3∼6 MPa^0.5인 적어도 1종의 광중합성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

(2) 본 발명의 잉크 조성물에서는, 상기 광중합성 화합물은, 단작용 또는 다작용의 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.

(3) 본 발명의 잉크 조성물에서는, 상기 광중합성 화합물은, 하기 식 (1)로 표시되는 2작용의 (메트)아크릴레이트인 것이 바람직하다.

[식 (1) 중, R¹은, 탄소수 4∼8의 알킬렌기를 나타내고, 2개의 R²는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.]

(4) 본 발명의 잉크 조성물에서는, 상기 광중합성 성분 중에 차지하는 상기 광중합성 화합물의 비율은, 30 질량% 이상인 것이 바람직하다.

(5) 본 발명의 잉크 조성물에서는, 상기 힌더드 아민계 화합물은, 하기 식 (2)로 표시되는 부분 구조를 갖는 것이 바람직하다.

[식 (2) 중, R³은, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁴는, 연결기를 나타내며, *는, 결합수(結合手)를 나타낸다.]

(6) 본 발명의 잉크 조성물에서는, 상기 식 (2) 중의 R³은, 알콕시기인 것이 바람직하다.

(7) 본 발명의 잉크 조성물은, 산화 방지제를 더 함유하는 것이 바람직하다.

(8) 본 발명의 잉크 조성물은, 잉크젯 방식에 의한 액적 토출법에 이용되는 것이 바람직하다.

(9) 본 발명의 광 변환층은, 복수의 화소부와, 인접하는 상기 화소부끼리의 사이에 형성된 차광부를 구비하고,

상기 복수의 화소부는, 상기 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 발광성 화소부를 갖는 것을 특징으로 한다.

(10) 본 발명의 광 변환층에서는, 상기 복수의 발광성 화소부는,

상기 발광성 나노 결정 입자로서, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 605∼665 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 제1 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제1 발광성 화소부와,

상기 발광성 나노 결정 입자로서, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 500∼560 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 제2 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제2 발광성 화소부를 포함하는 것이 바람직하다.

(11) 본 발명의 광 변환층에서는, 상기 복수의 화소부는, 광산란성 입자를 함유하는 비발광성 화소부를 더 갖는 것이 바람직하다.

(12) 본 발명의 컬러 필터는, 상기 광 변환층을 구비하는 것을 특징으로 한다.

(13) 본 발명의 광 변환 필름은, 상기 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 발광성 나노 결정 입자의 분산성이 우수하고, 또한 발광 특성의 저하를 방지할 수 있는 잉크 조성물, 발광 특성이 우수한 광 변환층, 컬러 필터 및 광 변환 필름을 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 컬러 필터의 일 실시형태를 도시한 모식적 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태의 광 변환 필름의 일 실시형태를 도시한 모식적 단면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대해 상세히 설명한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 「∼」를 이용하여 나타난 수치 범위는, 「∼」의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「잉크 조성물의 경화물」이란, 잉크 조성물(잉크 조성물이 용제 성분을 포함하는 경우에는, 건조 후의 잉크 조성물) 중의 경화성 성분을 경화시켜 얻어지는 경화물이다. 또한, 건조 후의 잉크 조성물의 경화물 중에는, 용제 성분이 포함되지 않아도 좋다.

<잉크 조성물>

본 발명의 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자와, 광중합성 성분과, 힌더드 아민계 화합물을 함유한다. 그리고, 광중합성 성분은, 한센 용해도 파라미터(HSP)에 있어서의 δD가 16∼17.5 MPa^0.5, δP가 2.5∼5 MPa^0.5, 또한, δH가 3∼6 MPa^0.5인 적어도 1종의 광중합성 화합물을 포함하고 있다.

본 발명의 잉크 조성물은, 예컨대, 컬러 필터 등이 갖는 광 변환층의 화소부를 형성하기 위해서 이용된다. 즉, 본 발명의 잉크 조성물은, 광 변환층 형성용(예컨대, 컬러 필터 화소부의 형성용이나 광 변환 필름의 형성용)의 잉크 조성물에 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 잉크 조성물에 의하면, 발광성 나노 결정 입자의 분산성이 우수하고, 또한 광학 특성의 저하를 방지할 수 있다.

상기 효과가 얻어지는 이유는, 분명하지 않으나, 본 발명자들은, 이하와 같이 추찰하고 있다.

힌더드 아민계 화합물은, 발광성 나노 결정 입자의 산화에 의한 열화를 억제하는 효과를 갖는다. 또한, 광중합성 화합물로서 상기 범위의 HSP를 갖는 화합물을 선택함으로써, 발광성 나노 결정 입자 및 힌더드 아민계 화합물의 양쪽과의 친화성이 높아져, 이들이 잉크 조성물 중에 균일하게 분포할 수 있다.

이 때문에, 잉크 조성물 중에 있어서, 발광성 나노 결정 입자가 균일하게 분산되고, 균일하게 용해된 힌더드 아민계 화합물이 발광성 나노 결정 입자에 양호하게 작용하여, 발광성 나노 결정 입자의 열화를 방지할 수 있다. 그 결과, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 발광성 나노 결정 입자의 분산성이 우수하고, 또한 광학 특성의 저하를 충분히 방지할 수 있는 것으로 생각된다. 이러한 광학 특성의 저하 방지 효과는, 잉크 조성물의 보관 시, 화소부의 제작 시 등에 있어서 적합하게 발휘된다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 우수한 외부 양자 효율을 갖는 광 변환층이 얻어지는 경향이 있다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 발광성 나노 결정 입자가 균일하게 분산되기 때문에, 잉크젯 방식에 의한 액적 토출법(이하, 「잉크젯법」이라고 기재한다.)에 있어서 우수한 토출 안정성이 얻어지기 쉽다. 즉, 본 발명의 잉크 조성물은, 잉크젯법에 적합하게 사용할 수 있다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 발광성 나노 결정 입자가 균일하게 분산되기 때문에, 코팅 방식에 의한 인쇄법(이하, 「코팅법」이라고 기재한다.)에 있어서 우수한 도포성이 얻어지기 쉽다. 즉, 본 발명의 잉크 조성물은, 코팅법에 적합하게 사용할 수 있다.

그런데, 화소부는, 광에 노출되는 환경에서 사용되기 때문에, 광에 의해 외부 양자 효율이 저하되지 않는 것(광 안정성)이 요구되지만, 종래의 발광성 나노 결정 입자를 포함하는 잉크 조성물을 사용한 경우, 반드시 충분한 광 안정성을 갖는 화소부가 얻어진다고는 할 수 없다.

한편, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 힌더드 아민계 화합물의 존재에 의해, 광에 의한 외부 양자 효율의 저하가 억제되는 경향이 있다. 즉, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 광 안정성이 우수한 광 변환층을 형성할 수 있다.

일 실시형태의 잉크 조성물은, 컬러 필터의 제조용의 잉크로서 적용이 가능하지만, 비교적 고액인 발광성 나노 결정 입자, 용제 등의 재료를 쓸데없이 소비하지 않고, 필요한 개소에 필요한 양을 이용하는 것만으로, 화소부(광 변환층)를 형성할 수 있는 점에 있어서도, 포토리소그래피법보다 잉크젯법에 적합하도록 적절히 조제하여 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 일 실시형태의 잉크 조성물은, 배리어 필름 사이에 담지시켜, 파장 변환 필름으로서 이용하는 것이 바람직하다.

이러한 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자, 광중합성 성분 및 힌더드 아민계 화합물에 더하여, 필요에 따라, 유기 리간드(이하, 「배위자」라고 기재하는 경우가 있다.), 광산란성 입자, 고분자 분산제, 유기 용제 등의 다른 성분을 더 함유할 수 있다.

이하에서는, 잉크젯법에 이용되는 잉크 조성물(잉크젯 잉크)을 예로 들어, 일 실시형태의 잉크 조성물에 대해 설명한다.

[발광성 나노 결정 입자]

발광성 나노 결정 입자는, 여기광을 흡수하여 형광 또는 인광을 발하는 나노 사이즈의 결정체이다. 이 발광성 나노 결정 입자는, 예컨대, 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경에 의해 측정되는 최대 입자 직경이 100 ㎚ 이하인 결정체이다.

발광성 나노 결정 입자는, 예컨대, 소정의 파장의 광을 흡수함으로써, 흡수한 파장과는 상이한 파장의 광(형광 또는 인광)을 발할 수 있다. 발광성 나노 결정 입자는, 파장 605∼665 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광(적색광)을 발하는, 적색 발광성 나노 결정 입자여도 좋고, 파장 500∼560 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광(녹색광)을 발하는, 녹색 발광성 나노 결정 입자여도 좋으며, 파장 420∼480 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광(청색광)을 발하는, 청색 발광성 나노 결정 입자여도 좋다.

본 실시형태에서는, 잉크 조성물이 이들 발광성 나노 결정 입자 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 발광성 나노 결정 입자가 흡수하는 광은, 예컨대, 파장 400 ㎚ 이상 500 ㎚ 미만(특히, 파장 420∼480 ㎚)의 범위의 광(청색광), 또는 파장 200 ㎚∼400 ㎚의 범위의 광(자외광)이어도 좋다.

또한, 발광성 나노 결정 입자의 발광 피크의 파장은, 예컨대, 분광 형광 광도계를 이용하여 측정되는 형광 스펙트럼 또는 인광 스펙트럼에 있어서 확인할 수 있다.

적색 발광성 나노 결정 입자는, 파장 665 ㎚ 이하, 663 ㎚ 이하, 660 ㎚ 이하, 658 ㎚ 이하, 655 ㎚ 이하, 653 ㎚ 이하, 651 ㎚ 이하, 650 ㎚ 이하, 647 ㎚ 이하, 645 ㎚ 이하, 643 ㎚ 이하, 640 ㎚ 이하, 637 ㎚ 이하, 635 ㎚ 이하, 632 ㎚ 이하 또는 630 ㎚ 이하의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하고, 파장 628 ㎚ 이상, 625 ㎚ 이상, 623 ㎚ 이상, 620 ㎚ 이상, 615 ㎚ 이상, 610 ㎚ 이상, 607 ㎚ 이상 또는 605 ㎚ 이상의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하다.

또한, 이들 상한값 및 하한값은, 임의로 조합할 수 있다. 또한, 이하의 동일한 기재에 있어서도, 개별적으로 기재한 상한값 및 하한값은, 임의로 조합 가능하다.

녹색 발광성 나노 결정 입자는, 파장 560 ㎚ 이하, 557 ㎚ 이하, 555 ㎚ 이하, 550 ㎚ 이하, 547 ㎚ 이하, 545 ㎚ 이하, 543 ㎚ 이하, 540 ㎚ 이하, 537 ㎚ 이하, 535 ㎚ 이하, 532 ㎚ 이하 또는 530 ㎚ 이하의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하고, 파장 528 ㎚ 이상, 525 ㎚ 이상, 523 ㎚ 이상, 520 ㎚ 이상, 515 ㎚ 이상, 510 ㎚ 이상, 507 ㎚ 이상, 505 ㎚ 이상, 503 ㎚ 이상 또는 500 ㎚ 이상의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하다.

청색 발광성 나노 결정 입자는, 파장 480 ㎚ 이하, 477 ㎚ 이하, 475 ㎚ 이하, 470 ㎚ 이하, 467 ㎚ 이하, 465 ㎚ 이하, 463 ㎚ 이하, 460 ㎚ 이하, 457 ㎚ 이하, 455 ㎚ 이하, 452 ㎚ 이하 또는 450 ㎚ 이하의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하고, 파장 450 ㎚ 이상, 445 ㎚ 이상, 440 ㎚ 이상, 435 ㎚ 이상, 430 ㎚ 이상, 428 ㎚ 이상, 425 ㎚ 이상, 422 ㎚ 이상 또는 420 ㎚ 이상의 범위에 발광 피크를 갖는 것이 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자가 발하는 광의 파장(발광색)은, 우물형 포텐셜 모델의 슈뢰딩거 파동 방정식의 해(解)에 의하면, 발광성 나노 결정 입자의 사이즈(예컨대, 입자 직경)에 의존하지만, 발광성 나노 결정 입자가 갖는 에너지 갭에도 의존한다. 그 때문에, 사용하는 발광성 나노 결정 입자의 구성 재료 및 사이즈를 변경함으로써, 발광색을 선택(조절)할 수 있다.

발광성 나노 결정 입자는, 반도체 재료를 포함하는 발광성 나노 결정 입자(발광성 반도체 나노 결정 입자)여도 좋다. 이러한 발광성 나노 결정 입자로서는, 양자 도트, 양자 로드 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 발광 스펙트럼의 제어가 용이하고, 신뢰성을 확보한 후에, 생산 비용을 저감하고, 양산성을 향상시킬 수 있는 관점에서, 발광성 나노 결정 입자로서는, 양자 도트가 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자는, 제1 반도체 재료를 포함하는 코어만을 포함하고 있어도 좋고, 제1 반도체 재료를 포함하는 코어와, 이 코어의 적어도 일부를 피복하며, 제1 반도체 재료와 상이한 제2 반도체 재료를 포함하는 셸을 갖고 있어도 좋다. 환언하면, 발광성 나노 결정 입자의 구조는, 코어만을 포함하는 구조(코어 구조)여도 좋고, 코어와 셸을 포함하는 구조(코어/셸 구조)여도 좋다.

또한, 발광성 나노 결정 입자는, 제2 반도체 재료를 포함하는 셸(제1 셸) 외에, 이 셸의 적어도 일부를 피복하며, 제1 및 제2 반도체 재료와 상이한 제3 반도체 재료를 포함하는 셸(제2 셸)을 더 갖고 있어도 좋다. 환언하면, 발광성 나노 결정 입자의 구조는, 코어와 제1 셸과 제2 셸을 포함하는 구조(코어/셸/셸 구조)여도 좋다.

또한, 코어 및 셸의 각각은, 2종 이상의 반도체 재료를 포함하는 혼정(混晶)(예컨대, CdSe+CdS, CIS+ZnS 등)이어도 좋다.

발광성 나노 결정 입자는, II-VI족 반도체, III-V족 반도체, I-III-VI족 반도체, IV족 반도체 및 I-II-IV-VI족 반도체로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 반도체 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

구체적인 반도체 재료로서는, 예컨대, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, CdHgZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe; GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb; SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe; Si, Ge, SiC, SiGe, AgInSe₂, CuGaSe₂, CuInS₂, CuGaS₂, CuInSe₂, AgInS₂, AgInGaS, AgGaSe₂, AgGaS₂, C, Si 및 Ge 등을 들 수 있다.

발광성 나노 결정 입자는, 발광 스펙트럼의 제어가 용이하고, 신뢰성을 확보한 후에, 생산 비용을 저감하고, 양산성을 향상시킬 수 있는 관점에서, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, InP, InAs, InSb, GaP, GaAs, GaSb, AgInS₂, AgInSe₂, AgInTe₂, AgInGaS, AgGaS₂, AgGaSe₂, AgGaTe₂, CuInS₂, CuInSe₂, CuInTe₂, CuGaS₂, CuGaSe₂, CuGaTe₂, Si, C, Ge 및 Cu₂ZnSnS₄로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 반도체 재료를 포함하는 것이 바람직하다.

적색 발광성 나노 결정 입자로서는, 예컨대, CdSe의 나노 결정 입자, CdSe의 코어 및 CdS의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, ZnSe의 코어 및 CdS의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS의 혼정의 나노 결정 입자, InP의 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS와 ZnSe의 혼정의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, CdSe와 CdS의 혼정의 나노 결정 입자, ZnSe와 CdS의 혼정의 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnSe의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnS와 ZnSe의 혼정의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자 등을 들 수 있다.

녹색 발광성 나노 결정 입자로서는, 예컨대, CdSe의 나노 결정 입자, CdSe와 ZnS의 혼정의 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS와 ZnSe의 혼정의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnSe의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnS와 ZnSe의 혼정의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자 등을 들 수 있다.

청색 발광성 나노 결정 입자로서는, 예컨대, ZnSe의 나노 결정 입자, ZnS의 나노 결정 입자, ZnS의 코어 및 ZnSe의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, CdS의 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어 및 ZnS와 ZnSe의 혼정의 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnSe의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자, InP의 코어, ZnS와 ZnSe의 혼정의 제1 셸 및 ZnS의 제2 셸을 구비하는 나노 결정 입자 등을 들 수 있다.

또한, 나노 결정 입자는, 동일한 화학 조성이며, 그 자체의 평균 입자 직경을 조정함으로써, 나노 결정 입자로부터 발광시켜야 할 색을 적색으로도 녹색으로도 변경할 수 있다.

또한, 나노 결정 입자는, 그 자체로서, 인체 등에 대한 악영향이 최대한 낮은 것을 사용하는 것이 바람직하다. 따라서, 카드뮴, 셀렌 등이 최대한 포함되지 않는 나노 결정 입자를 단독으로 사용하거나, 상기 원소(카드뮴, 셀렌 등)를 함유하는 나노 결정 입자를 사용하는 경우, 이들 원소가 최대한 적어지도록, 그 외의 나노 결정 입자와 조합하는 것이 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자는, 보다 반치폭이 좁은 발광 피크를 얻을 수 있는 관점에서, 메탈 할라이드를 포함하는 나노 결정이어도 좋다.

메탈 할라이드를 포함하는 나노 결정은, A, M 및 X를 포함하는 화합물 반도체이고, 일반식: A_aM_bX_c로 표시되는 화합물이다.

식 중, A는 1가의 양이온을 나타내고, 유기 양이온 및 금속 양이온 중 적어도 1종이다. 유기 양이온으로서는, 암모늄, 포름아미디늄, 구아니디늄, 이미다졸륨, 피리디늄, 피롤리디늄, 프로톤화 티오우레아 등을 들 수 있고, 금속 양이온으로서는, Cs, Rb, K, Na, Li 등의 양이온을 들 수 있다.

M은 금속 이온을 나타내고, 적어도 1종의 금속 양이온이다. 금속 양이온으로서는, 1족, 2족, 3족, 4족, 5족, 6족, 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족에서 선택되는 금속 양이온을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, Ag, Au, Bi, Ca, Ce, Co, Cr, Cu, Eu, Fe, Ga, Ge, Hf, In, Ir, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Os, Pb, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Sb, Sc, Sm, Sn, Sr, Ta, Te, Ti, V, W, Zn, Zr 등의 양이온을 들 수 있다.

X는, 적어도 1종의 음이온이다. 음이온으로서는, 염화물 이온, 브롬화물 이온, 요오드화물 이온, 시안화물 이온 등의 할로겐화물 이온을 들 수 있다.

a는, 1∼7이고, b는, 1∼4이며, c는, 3∼16이다.

이러한 나노 결정은, 그 입자 사이즈, X 사이트를 구성하는 음이온의 종류 및 존재 비율을 조정함으로써, 발광 파장(발광색)을 제어할 수 있다.

일반식 A_aM_mX_x로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, AMX, A₄MX, AMX₂, AMX₃, A₂MX₃, AM₂X₃, A₂MX₄, A₂MX₅, A₃MX₅, A₃M₂X₅, A₃MX₆, A₄MX₆, AM₂X₆, A₂MX₆, A₄M₂X₆, A₃MX₈, A₃M₂X₉, A₃M₃X₉, A₂M₂X₁₀, A₇M₃X₁₆으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

식 중, A는, 유기 양이온 및 금속 양이온 중 적어도 1종이다. 유기 양이온으로서는, 암모늄, 포름아미디늄, 구아니디늄, 이미다졸륨, 피리디늄, 피롤리디늄, 프로톤화 티오우레아 등을 들 수 있고, 금속 양이온으로서는, Cs, Rb, K, Na, Li 등의 양이온을 들 수 있다.

식 중, M은, 적어도 1종의 금속 양이온이다. 구체적으로는, 1종의 금속 양이온(M¹), 2종의 금속 양이온(M¹ _αM² _β), 3종의 금속 양이온(M¹ _αM² _βM³ _γ), 4종의 금속 양이온(M¹ _αM² _βM³ _γM⁴ _δ) 등을 들 수 있다. 단, α, β, γ, δ는, 각각 0∼1의 실수를 나타내고, 또한 α+β+γ+δ=1을 나타낸다. 금속 양이온으로서는, 1족, 2족, 3족, 4족, 5족, 6족, 7족, 8족, 9족, 10족, 11족, 13족, 14족, 15족에서 선택되는 금속 양이온을 들 수 있다. 보다 바람직하게는, Ag, Au, Bi, Ca, Ce, Co, Cr, Cu, Eu, Fe, Ga, Ge, Hf, In, Ir, Mg, Mn, Mo, Na, Nb, Nd, Ni, Os, Pb, Pd, Pt, Re, Rh, Ru, Sb, Sc, Sm, Sn, Sr, Ta, Te, Ti, V, W, Zn, Zr 등의 양이온을 들 수 있다.

식 중, X는, 적어도 1종의 할로겐을 포함하는 음이온이다. 구체적으로는, 1종의 할로겐 음이온(X¹), 2종의 할로겐 음이온(X¹ _αX² _β) 등을 들 수 있다. 음이온으로서는, 염화물 이온, 브롬화물 이온, 요오드화물 이온, 시안화물 이온 등을 들 수 있고, 적어도 1종의 할로겐화물 이온을 포함한다.

상기 일반식 A_aM_mX_x로 표시되는 메탈 할라이드를 포함하는 화합물은, 발광 특성을 좋게 하기 위해서, Bi, Mn, Ca, Eu, Sb, Yb 등의 금속 이온이 첨가(도핑)된 것이어도 좋다.

상기 일반식 A_aM_mX_x로 표시되는 메탈 할라이드를 포함하는 화합물 중에서, 페로브스카이트형 결정 구조를 갖는 화합물은, 그 입자 사이즈, M 사이트를 구성하는 금속 양이온의 종류 및 존재 비율을 조정하고, 또한 X 사이트를 구성하는 음이온의 종류 및 존재 비율을 조정함으로써, 발광 파장(발광색)을 제어할 수 있는 점에서, 반도체 나노 결정으로서 이용하는 데 있어서 특히 바람직하다. 구체적으로는, AMX₃, A₃MX₅, A₃MX₆, A₄MX₆, A₂MX₆로 표시되는 화합물이 바람직하다. 식 중의 A, M 및 X는 상기한 바와 같다. 또한, 페로브스카이트형 결정 구조를 갖는 화합물은, 전술한 바와 같이, Bi, Mn, Ca, Eu, Sb, Yb 등의 금속 이온이 첨가(도핑)된 것이어도 좋다.

페로브스카이트형 결정 구조를 나타내는 화합물 중에서도, 더욱 양호한 발광 특성을 나타내기 위해서, A는 Cs, Rb, K, Na, Li이고, M은 1종의 금속 양이온(M¹), 또는 2종의 금속 양이온(M¹ _αM² _β)이며, X는 염화물 이온, 브롬화물 이온, 요오드화물 이온인 것이 바람직하다. 단, α와 β는 각각 0∼1의 실수를 나타내고, α+β=1을 나타낸다. 구체적으로는, M은, Ag, Au, Bi, Cu, Eu, Fe, Ge, K, In, Na, Mn, Pb, Pd, Sb, Si, Sn, Yb, Zn, Zr에서 선택되는 것이 바람직하다.

메탈 할라이드를 포함하고, 페로브스카이트형 결정 구조를 갖는 나노 결정의 구체적인 조성으로서, CsPbBr₃, CH₃NH₃PbBr₃, CHN₂H₄PbBr₃ 등의 M으로서 Pb를 이용한 나노 결정 911은, 광 강도가 우수하고 양자 효율이 우수하기 때문에, 바람직하다. 또한, CsSnBr₃, CsSnCl₃, CsSnBr_1.5Cl_1.5, Cs₃Sb₂Br₉, (CH₃NH₃)₃Bi₂Br₉, (C₄H₉NH₃)₂AgBiBr₆ 등의 M으로서 Pb 이외의 금속 양이온을 이용한 나노 결정은, 저독성이며 환경에의 영향이 적기 때문에, 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 형상은, 특별히 한정되지 않고, 임의의 기하학적 형상이어도 좋고, 임의의 불규칙한 형상이어도 좋다. 발광성 나노 결정 입자의 형상은, 예컨대, 구(球)형, 타원체형, 각뿔 형상, 디스크형, 가지형, 망(網)형, 로드형 등이어도 좋다.

단, 발광성 나노 결정 입자로서는, 입자 형상으로서 방향성이 적은 입자(예컨대, 구형, 정사면체형 등의 입자)를 사용하는 것이, 잉크 조성물의 균일성 및 유동성을 보다 높일 수 있는 점에서 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 평균 입자 직경(체적 평균 직경)은, 원하는 파장의 발광이 얻어지기 쉬운 관점, 분산성 및 보존 안정성이 우수한 관점에서, 1 ㎚ 이상인 것이 바람직하고, 1.5 ㎚ 이상인 것이 보다 바람직하며, 2 ㎚ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 발광성 나노 결정 입자의 평균 입자 직경은, 원하는 파장의 발광이 얻어지기 쉬운 관점에서, 40 ㎚ 이하인 것이 바람직하고, 30 ㎚ 이하인 것이 보다 바람직하며, 20 ㎚ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 발광성 나노 결정 입자의 평균 입자 직경(일차 입자 직경)은, 투과형 전자 현미경(TEM) 또는 주사형 전자 현미경(SEM)에 의해, 임의의 복수 개의 발광성 나노 결정 입자를 직접 관찰하여, 투영 이차원 영상에 의한 장단 직경비로부터 각각의 입자 직경을 산출하여, 그 평균값을 구할 수 있다. 또한, 발광성 나노 결정 입자의 크기나 형상은, 그 화학 조성, 구조, 제조 방법이나 제조 조건 등에 의존한다고 생각된다.

발광성 나노 결정 입자는, 그 표면 근방에 유기 리간드를 갖는 것이 바람직하다.

이 유기 리간드는, 발광성 나노 결정 입자를 분산시키는 기능을 갖는다. 유기 리간드는, 예컨대, 광중합성 화합물, 유기 용제 등과의 친화성을 확보하기 위한 작용기(이하, 간단히 「친화성 기」라고도 한다.)와, 발광성 나노 결정 입자와 결합 가능한 작용기(발광성 나노 결정 입자에의 흡착성을 확보하기 위한 작용기)를 갖고 있고, 발광성 나노 결정 입자의 표면에 배위 결합할 수 있다.

친화성 기는, 치환 또는 무치환의 지방족 탄화수소기여도 좋다. 지방족 탄화수소기는, 직쇄상이어도, 분기상이어도 좋다. 또한, 지방족 탄화수소기는, 불포화 결합을 갖고 있어도 좋고, 불포화 결합을 갖고 있지 않아도 좋다.

치환의 지방족 탄화수소는, 지방족 탄화수소기의 일부의 탄소 원자가 산소 원자로 치환된 기여도 좋다. 치환의 지방족 탄화수소기는, 예컨대, (폴리)옥시알킬렌기를 포함하고 있어도 좋다.

여기서, 「(폴리)옥시알킬렌기」란, 옥시알킬렌기, 및 2 이상의 알킬렌기가 에테르 결합으로 연결된 폴리옥시알킬렌기 중 적어도 1종을 의미한다

발광성 나노 결정 입자와 결합 가능한 작용기로서는, 예컨대, 히드록실기, 아미노기, 카르복실기, 티올기, 인산기, 포스폰산기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기 및 알콕시실릴기를 들 수 있다.

유기 리간드로서는, 예컨대, TOP(트리옥틸포스핀), TOPO(트리옥틸포스핀옥사이드), 올레산, 리놀레산, 리놀렌산, 리시놀산, 글루콘산, 16-히드록시헥사데칸산, 12-히드록시스테아르산, N-라우로일사르코신, N-올레일사르코신, 올레일아민, 옥틸아민, 트리옥틸아민, 헥사데실아민, 옥탄티올, 도데칸티올, 헥실포스폰산(HPA), 테트라데실포스폰산(TDPA), 페닐포스폰산, 및 옥틸포스핀산(OPA)을 들 수 있다.

유기 리간드는, 예컨대, 하기 식 (L1)로 표시되는 화합물이어도 좋다.

[식 (L1) 중, p는, 0∼50의 정수를 나타내고, q는, 0∼50의 정수를 나타낸다.]

식 (L1)로 표시되는 화합물에 있어서, p 및 q 중 적어도 한쪽이 1 이상인 것이 바람직하고, p 및 q의 양쪽이 1 이상인 것이 보다 바람직하다.

유기 리간드는, 예컨대, 하기 식 (L2)로 표시되는 화합물이어도 좋다.

[식 (L2) 중, A¹은, 카르복실기를 포함하는 1가의 기를 나타내고, A²는, 히드록실기를 포함하는 1가의 기를 나타내며, R은, 수소 원자, 메틸기 또는 에틸기를 나타내고, L은, 치환 또는 무치환의 알킬렌기를 나타내며, r은, 0 이상의 정수를 나타낸다.]

카르복실기를 포함하는 1가의 기에 있어서의 카르복실기의 수는, 2개 이상이어도 좋고, 2∼4개여도 좋으며, 2개여도 좋다.

L로 나타나는 알킬렌기의 탄소수는, 예컨대, 1∼10이어도 좋다. L로 나타나는 알킬렌기는, 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋고, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋다.

r은, 예컨대, 1∼100의 정수여도 좋고, 10∼20의 정수여도 좋다.

유기 리간드는, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 외부 양자 효율이 우수한 관점에서, 예컨대, 하기 식 (L3)으로 표시되는 화합물이어도 좋다.

[식 (L3) 중, r은, 상기와 같은 의미이다.]

유기 리간드는, 예컨대, 하기 식 (L4)로 표시되는 화합물이어도 좋다.

[식 (L4) 중, n은, 0∼50의 정수를 나타내고, m은, 0∼50의 정수를 나타낸다.]

n은, 바람직하게는 0∼20이고, 보다 바람직하게는 0∼10이다. m은, 바람직하게는 0∼20이고, 보다 바람직하게는 0∼10이다. n 및 m 중 적어도 한쪽은, 1 이상인 것이 바람직하다. 즉, n+m은, 1 이상인 것이 바람직하다. n+m은, 10 이하인 것이 바람직하다.

Z는, 치환 또는 무치환의 알킬렌기를 나타낸다. 알킬렌기의 탄소수는, 예컨대, 1∼10이어도 좋다. Z로 나타나는 알킬렌기는, 탄소 원자의 일부가 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋고, 산소 원자, 황 원자 및 질소 원자로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 헤테로 원자로 치환되어 있어도 좋다.

유기 리간드는, 예컨대, 하기 식 (L5)로 표시되는 화합물이어도 좋다.

[식 (L5) 중, l은, 1∼50의 정수를 나타낸다.]

식 (L5)로 표시되는 유기 리간드에 있어서, l은, 1∼20이어도 좋고, 3∼15여도 좋으며, 5∼10이어도 좋고, 7이어도 좋다.

잉크 조성물에 있어서의 유기 리간드의 함유량은, 발광성 나노 결정 입자의 분산 안정성의 관점 및 발광 특성 유지의 관점에서, 발광성 나노 결정 입자 100 질량부에 대해, 10 질량부 이상, 20 질량부 이상, 25 질량부 이상, 30 질량부 이상, 35 질량부 이상 또는 40 질량부 이상이어도 좋다.

잉크 조성물에 있어서의 유기 리간드의 함유량은, 잉크 조성물의 점도를 낮게 유지하기 쉬운 관점에서, 발광성 나노 결정 입자 100 질량부에 대해, 50 질량부 이하, 45 질량부 이하, 40 질량부 이하 또는 30 질량부 이하여도 좋다.

이들의 관점에서, 잉크 조성물에 있어서의 유기 리간드의 함유량은, 발광성 나노 결정 입자 100 질량부에 대해, 예컨대, 10∼50 질량부여도 좋고, 10∼15 질량부여도 좋다.

발광성 나노 결정 입자는, 유기 용제, 광중합성 화합물 등 중에 콜로이드 형태로 분산 가능한 입자를 적합하게 사용할 수 있다. 분산 상태에 있는 발광성 나노 결정 입자의 표면은, 상기 유기 리간드에 의해 패시베이션(수식)되어 있는 것이 바람직하다. 유기 용제는, 후술하는 바와 같다.

발광성 나노 결정 입자로서는, 시판품을 이용할 수도 있다. 발광성 나노 결정 입자의 시판품으로서는, 예컨대, NN-라보즈사 제조의 인듐인/황화아연, D-도트, CuInS/ZnS, 알드리치사 제조의 InP/ZnS 등을 들 수 있다.

또한, 나노 결정의 표면에 양이온이 존재하는 경우, 그 양이온에 결합하는 결합성 기를 갖는 배위자를 사용해도 좋고, 상기 배위자에 의해 나노 결정의 표면을 안정화할 수 있다.

상기 결합성 기로서는, 예컨대, 카르복실기, 카르복실산 무수물기, 아미노기, 암모늄기, 머캅토기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 인산기, 포스폰산기, 포스핀산기, 술폰산기 및 보론산기 중 적어도 1종인 것이 바람직하고, 카르복실기 및 아미노기 중 적어도 1종인 것이 보다 바람직하다. 이러한 배위자로서는, 카르복실기 또는 아미노기 함유 화합물 등을 들 수 있고, 이들의 1종을 단독으로 사용하거나, 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

카르복실기 함유 화합물로서는, 예컨대, 탄소 원자수 1∼30의 직쇄상 또는 분기상의 지방족 카르복실산을 들 수 있다. 이러한 카르복실기 함유 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 아라키돈산, 크로톤산, trans-2-데센산, 에루크산, 3-데센산, cis-4,7,10,13,16,19-도코사헥사엔산, 4-데센산, all cis-5,8,11,14,17-에이코사펜타엔산, all cis-8,11,14-에이코사트리엔산, cis-9-헥사데센산, trans-3-헥센산, trans-2-헥센산, 2-헵텐산, 3-헵텐산, 2-헥사데센산, 리놀렌산, 리놀레산, γ-리놀렌산, 3-노넨산, 2-노넨산, trans-2-옥텐산, 페트로셀린산, 엘라이딘산, 올레산, 3-옥텐산, trans-2-펜텐산, trans-3-펜텐산, 리시놀산, 소르브산, 2-트리데센산, cis-15-테트라코센산, 10-운데센산, 2-운데센산, 아세트산, 부티르산, 베헨산, 세로틴산, 데칸산, 아라키드산, 헨에이코산산, 헵타데칸산, 헵탄산, 헥산산, 헵타코산산, 라우르산, 미리스트산, 멜리스산, 옥타코산산, 노나데칸산, 노나코산산, n-옥탄산, 팔미트산, 이소팔미트산, 펜타데칸산, 프로피온산, 펜타코산산, 노난산, 스테아르산, 리그노세르산, 트리코산산, 트리데칸산, 운데칸산, 발레르산 등을 들 수 있다.

아미노기 함유 화합물로서는, 예컨대, 탄소 원자수 1∼30의 직쇄상 또는 분기상의 지방족 아민을 들 수 있다. 이러한 아미노기 함유 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 1-아미노헵타데칸, 1-아미노노나데칸, 헵타데칸-9-아민, 스테아릴아민, 올레일아민, 2-n-옥틸-1-도데실아민, 알릴아민, 아밀아민, 2-에톡시에틸아민, 3-에톡시프로필아민, 이소부틸아민, 이소아밀아민, 3-메톡시프로필아민, 2-메톡시에틸아민, 2-메틸부틸아민, 네오펜틸아민, 프로필아민, 메틸아민, 에틸아민, 부틸아민, 헥실아민, 헵틸아민, n-옥틸아민, 1-아미노데칸, 노닐아민, 1-아미노운데칸, 도데실아민, 1-아미노펜타데칸, 1-아미노트리데칸, 헥사데실아민, 테트라데실아민 등을 들 수 있다.

또한, 나노 결정 표면의 양이온에 결합하는 결합성 기를 갖는 배위자는, Si를 함유하고, 가수 분해에 의해 실록산 결합을 형성하는 반응성 기를 갖는 실란 화합물이어도 좋고, 상기 배위자에 의해 나노 결정 표면을 더욱 안정화할 수 있다.

반응성 기로서는, 실록산 결합이 용이하게 형성되는 점에서, 실라놀기, 탄소 원자수가 1∼6의 알콕시실릴기와 같은 가수 분해성 실릴기가 바람직하다.

결합성 기로서는, 예컨대, 카르복실기, 아미노기, 암모늄기, 머캅토기, 포스핀기, 포스핀옥사이드기, 인산기, 포스폰산기, 포스핀산기, 술폰산기, 보론산기 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 결합성 기로서는, 카르복실기, 머캅토기 및 아미노기 중 적어도 1종인 것이 바람직하다. 이들 결합성 기는, 전술한 반응성 기보다 나노 결정에 포함되는 양이온에 대한 친화성이 높다. 이 때문에, 배위자는, 결합성 기를 나노 결정측으로 하여 배위하여, 보다 용이하고 또한 확실히 실리카층을 형성할 수 있다.

Si를 함유하고, 실록산 결합을 형성하는 반응성 기를 갖는 실란 화합물로서는, 결합성 기를 함유하는 규소 화합물을 1종 이상 함유하거나, 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

바람직하게는, 카르복실기 함유 규소 화합물, 아미노기 함유 규소 화합물, 머캅토기 함유 규소 화합물 중 어느 1종을 함유하거나, 또는 2종 이상을 병용할 수 있다.

카르복실기 함유 규소 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 3-(트리메톡시실릴)프로피온산, 3-(트리에톡시실릴)프로피온산, 2-카르복시에틸페닐비스(2-메톡시에톡시)실란, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]-N'-카르복시메틸에틸렌디아민, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]프탈아미드, N-[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민-N,N',N'-삼아세트산 등을 들 수 있다.

한편, 아미노기 함유 규소 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디프로폭시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디이소프로폭시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리프로폭시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리이소프로폭시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노이소부틸디메틸메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노이소부틸메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-11-아미노운데실트리메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필실란트리올, 3-트리에톡시실릴-N-(1,3-디메틸-부틸리덴)프로필아민, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, (아미노에틸아미노에틸)페닐트리메톡시실란, (아미노에틸아미노에틸)페닐트리에톡시실란, (아미노에틸아미노에틸)페닐트리프로폭시실란, (아미노에틸아미노에틸)페닐트리이소프로폭시실란, (아미노에틸아미노메틸)페닐트리메톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)페닐트리에톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)페닐트리프로폭시실란, (아미노에틸아미노메틸)페닐트리이소프로폭시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-(비닐벤질)-2-아미노에틸-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-β-(N-비닐벤질아미노에틸)-N-γ-(N-비닐벤질)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(N-디(비닐벤질)아미노에틸)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, N-β-(N-디(비닐벤질)아미노에틸)-N-γ-(N-비닐벤질)-γ-아미노프로필트리메톡시실란, 메틸벤질아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 디메틸벤질아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 벤질아미노에틸아미노프로필트리메톡시실란, 벤질아미노에틸아미노프로필트리에톡시실란, 3-우레이도프로필트리에톡시실란, 3-(N-페닐)아미노프로필트리메톡시실란, N,N-비스[3-(트리메톡시실릴)프로필]에틸렌디아민, (아미노에틸아미노에틸)페네틸트리메톡시실란, (아미노에틸아미노에틸)페네틸트리에톡시실란, (아미노에틸아미노에틸)페네틸트리프로폭시실란, (아미노에틸아미노에틸)페네틸트리이소프로폭시실란, (아미노에틸아미노메틸)페네틸트리메톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)페네틸트리에톡시실란, (아미노에틸아미노메틸)페네틸트리프로폭시실란, (아미노에틸아미노메틸)페네틸트리이소프로폭시실란, N-[2-[3-(트리메톡시실릴)프로필아미노]에틸]에틸렌디아민, N-[2-[3-(트리에톡시실릴)프로필아미노]에틸]에틸렌디아민, N-[2-[3-(트리프로폭시실릴)프로필아미노]에틸]에틸렌디아민, N-[2-[3-(트리이소프로폭시실릴)프로필아미노]에틸]에틸렌디아민 등을 들 수 있다.

머캅토기 함유 규소 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 3-머캅토프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리에톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디메톡시실란, 3-머캅토프로필메틸디에톡시실란, 2-머캅토에틸트리메톡시실란, 2-머캅토에틸트리에톡시실란, 2-머캅토에틸메틸디메톡시실란, 2-머캅토에틸메틸디에톡시실란, 3-[에톡시비스(3,6,9,12,15-펜타옥사옥타코산-1-일옥시)실릴]-1-프로판티올 등을 들 수 있다.

실리카층은, 상기 나노 결정의 표면에, 배위자로서, 예컨대, 올레산, 3-아미노프로필트리메톡시실란을 배위시키고, 또한 3-아미노프로필트리메톡시실란을 반응시킴으로써 형성할 수 있다.

실리카층의 두께는, 0.5∼50 ㎚인 것이 바람직하고, 1.0∼30 ㎚인 것이 보다 바람직하다. 이러한 두께의 실리카층을 갖는 발광 입자이면, 나노 결정의 열이나 광에 대한 안정성을 충분히 높일 수 있다.

또한, 실리카층의 두께는, 배위자의 결합기와 반응성 기를 연결하는 연결 구조의 원자수(쇄 길이)를 조정함으로써 변경할 수 있다.

실리카층을 구비한 발광 입자는, 구체적으로는, 나노 결정의 원료 화합물을 포함하는 용액과, 나노 결정에 포함되는 양이온에 결합하는 결합성 기를 갖는 화합물과, Si를 함유하여 실록산 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 갖는 화합물을 포함하는 용액을 혼합한 후에, 석출된 나노 결정의 표면에 배위한 Si를 함유하여 실록산 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 갖는 화합물 중의 반응성 기를 축합시킴으로써, 용이하게 제작할 수 있다. 이때, 가열을 행하여 제조하는 방법과, 가열을 행하지 않고 제조하는 방법이 있다.

먼저, 가열을 행하여 실리카층을 갖는 발광 입자를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 반도체 나노 결정을 반응에 의해 합성하는 2종의 원료 화합물을 포함하는 용액을 각각 조제한다. 이때, 2종의 용액 중 어느 한쪽에 나노 결정에 포함되는 양이온에 결합하는 결합성 기를 갖는 화합물을, 다른 한쪽에 Si를 함유하여 실록산 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 갖는 화합물을 첨가해 둔다. 계속해서, 이들을 불활성 가스 분위기하에서 혼합, 140∼260℃의 온도 조건하에 반응시킨다. 계속해서, -20∼30℃로 냉각하고, 교반함으로써, 나노 결정을 석출시키는 방법을 들 수 있다. 석출된 나노 결정은 나노 결정의 표면에 실록산 결합을 갖는 실리카층이 형성된 것이 되고, 원심 분리 등의 정법(定法)에 의해 나노 결정을 얻을 수 있다.

다음으로, 가열을 행하지 않고 실리카층을 구비한 발광 입자를 제조하는 방법에 대해 설명한다. 반도체 나노 결정의 원료 화합물 및 나노 결정에 포함되는 양이온에 결합하는 결합성 기를 갖는 화합물(Si를 함유하여 실록산 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 갖는 화합물은 포함하지 않음)을 포함하는 용액을, Si를 함유하여 실록산 결합을 형성할 수 있는 반응성 기를 갖는 화합물을 나노 결정에 대해 빈용매인 유기 용제에 용해한 용액 중에 대기하에서 적하·혼합함으로써, 나노 결정을 석출시키는 방법을 들 수 있다. 유기 용제의 사용량은 반도체 나노 결정에 대해 질량 기준으로 10∼1000배량인 것이 바람직하다. 또한, 석출된 나노 결정은 나노 결정의 표면에 실록산 결합을 갖는 실리카층이 형성된 것이 되고, 원심 분리 등의 정법에 의해 나노 결정을 얻을 수 있다.

실리카층은, 실록산 결합을 갖는 셸층이 형성된 나노 결정의 표면에 추가적으로 형성해도 좋다. 실리카층을 추가적으로 형성하는 경우, 먼저 실록산 결합을 갖는 실리카층이 형성된 나노 결정에 실란 화합물을 혼합하고, 가수 분해에 의해 실록산 결합을 형성하여 셸층을 형성해도 좋다. 또한, 실리카층을 추가적으로 형성하는 경우, 염기성 기를 포함하는 구조 단위를 갖는 폴리머를 흡착시켜 반응장을 형성하고, 계속해서 실란 화합물을 혼합하여 가수 분해에 의해 실록산 결합을 형성하여 실리카층을 형성해도 좋다.

상기 실란 화합물로서는, 예컨대, 하기 식 (C1)로 표시되는 화합물인 것이 바람직하다.

식 중, R^C1 및 R^C2는, 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R^C3 및 R^C4는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 알킬기를 나타내며, n은 0 또는 1을 나타내고, m은 1 이상의 정수를 나타낸다. m은, 10 이하의 정수인 것이 바람직하다.

식 (C1)로 표시되는 화합물은, 구체적으로는, 예컨대, 테트라부톡시실란, 테트라프로폭시실란, 테트라이소프로폭시실란, 테트라메톡시실란, 테트라에톡시실란, 메틸트리메톡시실란, 메틸트리에톡시실란, 에틸트리메톡시실란, 페닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, n-프로필트리메톡시실란, 이소프로필트리메톡시실란, n-부틸트리에톡시실란, n-헥실트리메톡시실란, n-헥실트리에톡시실란, n-옥틸트리메톡시실란, n-옥틸트리에톡시실란, n-데실트리메톡시실란, n-도데실트리메톡시실란, n-도데실트리에톡시실란, n-헥사데실트리메톡시실란, n-헥사데실트리에톡시실란, n-옥타데실트리메톡시실란, 트리메톡시(3,3,3-트리플루오로프로필)실란, 트리메톡시(펜타플루오로페닐)실란, 트리메톡시(11-펜타플루오로페녹시운데실)실란, 트리메톡시(1H,1H,2H,2H-노나플루오로헥실)실란, 테트라메톡시실란의 부분 가수 분해 올리고머(제품명: 메틸실리케이트 51, 메틸실리케이트 53A(이상, 콜코트 가부시키가이샤 제조)), 테트라에톡시실란의 부분 가수 분해 올리고머(제품명: 에틸실리케이트 40, 에틸실리케이트 48(이상, 콜코트 가부시키가이샤 제조), 테트라메톡시실란과 테트라에톡시실란 혼합물의 부분 가수 분해 올리고머(제품명: EMS-485(콜코트 가부시키가이샤 제조)) 등을 들 수 있다.

실란 화합물로서, 전술한 식 (C1)로 표시되는 화합물에 더하여, 예컨대, 하기 식 (C2)로 표시되는 화합물 및 (C3)으로 표시되는 화합물을 병용하는 것도 가능하다.

식 중, R^C21, R^C22, R^C31은, 각각 독립적으로 알킬기를 나타내고, R^C23, R^C24, R^C32, R^C33, 및 R^C34는, 각각 독립적으로 수소 원자, 치환기를 가져도 좋은 알킬기, 페닐기, 시클로헥실기를 나타내며, 상기 알킬기 중의 탄소 원자는 산소 원자 혹은 질소 원자로 치환되어 있어도 좋고, m2는 1 이상 10 이하의 정수를 나타낸다.

식 (C2)로 표시되는 화합물 및 식 (C3)으로 표시되는 화합물로서는, 구체적으로는, 예컨대, 디메틸디에톡시실란, 디페닐디메톡시실란, 메틸에틸디메톡시실란, 트리메틸메톡시실란을 들 수 있다. 식 (C1)로 표시되는 화합물은, 1종을 단독으로 이용할 수 있고, 혹은, 2종 이상을 조합하여 이용할 수도 있다. 식 (C2)로 표시되는 화합물 및 (C3)으로 표시되는 화합물은, 일반식 (C1)로 표시되는 화합물과 1종 혹은 2종 이상을 조합하여 이용할 수 있다.

실리카층을 합계한 두께는, 0.5∼50 ㎚인 것이 바람직하고, 1.0∼30 ㎚인 것이 보다 바람직하다. 이러한 두께의 실리카층을 갖는 발광 나노 결정이면, 나노 결정의 열이나 광에 대한 안정성을 충분히 높일 수 있다. 또한, 상기 두께는, 예컨대 고분해능 전자 현미경에 의해 측정할 수 있다.

또한, 실리카층을 합계한 두께는, 배위자의 결합기와 반응성 기를 연결하는 연결 구조의 원자수(쇄 길이)를 조정함으로써 변경할 수 있다.

잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상, 1 질량부 이상, 5 질량부 이상, 10 질량부 이상, 20 질량부 이상 또는 30 질량부 이상인 것이 바람직하다. 잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 도포성, 토출 안정성 및 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 상기 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 80 질량부 이하, 75 질량부 이하, 70 질량부 이하, 60 질량부 이하, 50 질량부 이하 또는 40 질량부 이하인 것이 바람직하다.

컬러 필터의 화소부로서 사용되는 잉크 조성물 중의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 잉크 조성물 중에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 5 질량부 이상, 10 질량부 이상, 15 질량부 이상, 20 질량부 이상 또는 30 질량부 이상인 것이 바람직하다. 컬러 필터의 화소부로서 사용되는 잉크 조성물 중의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 토출 안정성 및 화소부의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 상기 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 80 질량부 이하, 75 질량부 이하, 70 질량부 이하 또는 60 질량부 이하인 것이 바람직하다.

또한, 시트형의 광 변환 필름 중의 광 변환층으로서 사용되는 잉크 조성물 중의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 상기 잉크 조성물 중에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상, 0.5 질량부 이상, 1 질량부 이상, 2 질량부 이상 또는 3 질량부 이상인 것이 바람직하다. 시트형의 광 변환 필름 중의 광 변환층으로서 사용되는 잉크 조성물 중의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 도포성 및 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 상기 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 15 질량부 이하, 12.5 질량부 이하, 10 질량부 이하, 7.5 질량부 이하 또는 5 질량부 이하인 것이 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자가 메탈 할라이드를 포함하는 경우, 잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상, 0.5 질량부 이상, 1 질량부 이상, 5 질량부 이상인 것이 바람직하다. 잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 도포성, 토출 안정성 및 광 변환층의 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 30 질량부 이하, 20 질량부 이하, 15 질량부 이하, 10 질량부 이하인 것이 바람직하다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분」이란, 잉크 조성물의 경화물을 구성하는 성분이라고 바꿔 말해도 좋다. 「잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계」는, 예컨대, 발광성 나노 결정 입자와, 광중합성 화합물과, 힌더드 아민계 화합물의 합계일 수 있다.

또한, 유기 용제는, 잉크 조성물의 점도를 조정하는 것 등을 목적으로 하여, 필요에 따라 첨가되는 성분이고, 잉크 조성물에 첨가되어 있지 않아도 좋다.

잉크 조성물의 전체 질량을 기준으로 하는 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 0.1 질량% 이상, 0.5 질량% 이상, 1 질량% 이상, 5 질량% 이상, 10 질량% 이상인 것이 바람직하다. 잉크 조성물의 전체 질량을 기준으로 하는 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 도포성, 토출 안정성 및 외부 양자 효율을 향상시키는 관점에서, 36 질량% 이하, 34 질량% 이하, 32 질량% 이하, 30 질량% 이하, 28 질량% 이하인 것이 바람직하다.

본 발명의 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자로서, 적색 발광성 나노 결정 입자, 녹색 발광성 나노 결정 입자 및 청색 발광성 나노 결정 입자 중 2종 이상을 포함하고 있어도 좋으나, 1종만을 포함하고 있어도 좋다.

잉크 조성물이 적색 발광성 나노 결정 입자를 포함하는 경우, 녹색 발광성 나노 결정 입자의 함유량 및 청색 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 발광성 나노 결정 입자의 전체 질량을 기준으로 하여, 0 질량% 이상 50 질량% 이하가 바람직하고, 0 질량% 이상 25 질량% 이하가 보다 바람직하며, 0 질량% 이상 10 질량% 이하가 특히 바람직하다.

잉크 조성물이 녹색 발광성 나노 결정 입자를 포함하는 경우, 적색 발광성 나노 결정 입자의 함유량 및 청색 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 발광성 나노 결정 입자의 전체 질량을 기준으로 하여, 0 질량% 이상 50 질량% 이하가 바람직하고, 0 질량% 이상 25 질량% 이하가 보다 바람직하며, 0 질량% 이상 10 질량% 이하가 특히 바람직하다.

[광중합성 성분]

광중합성 성분은, 전술한 바와 같이, 한센 용해도 파라미터에 있어서의 δD가 16∼17.5 MPa^0.5, δP가 2.5∼5 MPa^0.5, 또한, δH가 3∼6 MPa^0.5인 적어도 1종의 광중합성 화합물을 포함한다.

여기서, 한센 용해도 파라미터는, 힐데브란드(Hildebrand)에 의해 도입된 용해도 파라미터를, δD, δP 및 δH의 3성분으로 분할하여, 3차원 공간에 나타낸 파라미터이다.

δD는, 무극성 상호 작용에 의한 효과를 나타내고, δP는, 쌍극자간력에 의한 효과를 나타내며, δH는, 수소 결합력에 의한 효과를 나타낸다.

각종의 화합물에 대한 한센 용해도 파라미터의 값은, 예컨대, Charles M. Hansen에 의한 「Hansen Solubility Parameters: A Users Handbook」 등에 기재되어 있다. 또한, 기재가 없는 화합물에 대한 한센 용해도 파라미터의 값은, 컴퓨터 소프트웨어(Hansen Solubility Parameters in Practice(HSPiP))를 사용하여 추산할 수 있다.

δD는, 16∼17.3 MPa^0.5인 것이 바람직하고, 16.1∼17.2 MPa^0.5인 것이 보다 바람직하다. δP는, 2.7∼4.5 MPa^0.5인 것이 바람직하고, 3∼4 MPa^0.5인 것이 보다 바람직하다. δH는, 3∼5.5 MPa^0.5인 것이 바람직하고, 3.1∼5.1 MPa^0.5인 것이 보다 바람직하다.

이러한 한센 용해도 파라미터를 갖는 광중합성 화합물을 사용함으로써, 발광성 나노 결정 입자 및 힌더드 아민계 화합물의 양쪽과의 친화성을 보다 높일 수 있다.

또한, 광중합성 성분은, 한센 용해도 파라미터의 δD, δP 및 δH 중 적어도 하나가 상기 범위로부터 일탈하는 광중합성 화합물을 포함해도 좋다.

광중합성 화합물은, 광의 조사에 의해 중합하는 화합물이며, 예컨대, 광라디칼 중합성 화합물 또는 광양이온 중합성 화합물이다. 광중합성 화합물은, 광중합성 모노머 또는 광중합성 올리고머(이하, 이들을 총칭하여 「광중합성 모노머」라고도 기재한다.)의 어느 것이어도 좋다.

이들 광중합성 화합물은, 바람직하게는 광중합 개시제와 함께 사용된다. 광라디칼 중합성 화합물은, 광라디칼 중합 개시제와 함께 사용되고, 광양이온 중합성 화합물은, 광양이온 중합 개시제와 함께 사용된다. 환언하면, 광중합성 성분은, 광중합성 화합물 및 광중합 개시제를 함유할 수 있다.

또한, 광중합성 화합물에는, 광라디칼 중합성 화합물과 광양이온 중합성 화합물을 병용해도 좋고, 광라디칼 중합성과 광양이온 중합성을 구비한 화합물을 사용해도 좋다. 또한, 광중합 개시제에는, 광라디칼 중합 개시제와 광양이온 중합 개시제를 병용해도 좋다.

광라디칼 중합성 화합물로서는, 예컨대, 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머(이하, 「에틸렌성 불포화 모노머」라고도 한다.), 이소시아네이트기를 갖는 모노머 등을 들 수 있다.

여기서, 에틸렌성 불포화 모노머란, 에틸렌성 불포화 결합(탄소-탄소 이중 결합)을 갖는 모노머를 의미한다. 에틸렌성 불포화 모노머로서는, 예컨대, 비닐기, 비닐렌기, 비닐리덴기와 같은 에틸렌성 불포화기를 갖는 모노머를 들 수 있다. 또한, 이들 기를 갖는 모노머는, 「비닐 모노머」라고 칭해지는 경우가 있다.

에틸렌성 불포화 모노머에 있어서의 에틸렌성 불포화 결합의 수(예컨대, 에틸렌성 불포화기의 수)는, 1∼3인 것이 바람직하다. 에틸렌성 불포화 모노머는, 1종을 단독으로 사용해도, 2종 이상을 병용해도 좋다.

에틸렌성 불포화 모노머는, 우수한 토출 안정성과 우수한 경화성을 양립시키는 관점, 및 외부 양자 효율이 보다 향상되는 관점에서, 에틸렌성 불포화기를 하나 또는 2개 갖는 모노머와, 에틸렌성 불포화기를 2개 또는 3개 갖는 모노머를 포함하고 있어도 좋다. 즉, 에틸렌성 불포화 모노머는, 단작용 모노머와 2작용 모노머의 조합, 단작용 모노머와 3작용 모노머의 조합, 및 2작용 모노머와 3작용 모노머의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 하나의 조합으로 할 수 있다.

에틸렌성 불포화기로서는, 비닐기, 비닐렌기 및 비닐리덴기 외에, (메트)아크릴로일기 등을 들 수 있다.

또한, 본 명세서에 있어서, 「(메트)아크릴로일기」란, 「아크릴로일기」 및 그것에 대응하는 「메타크릴로일기」를 의미한다. 또한, 「(메트)아크릴레이트」, 「(메트)아크릴아미드」라는 표현에 대해서도 마찬가지이다.

광중합성 화합물은, 에틸렌성 불포화기로서 (메트)아크릴로일기를 갖는 화합물을 포함하는 것이 바람직하고, (메트)아크릴레이트 및 (메트)아크릴아미드가 보다 바람직하며, 단작용 또는 다작용의 (메트)아크릴레이트인 것이 더욱 바람직하다. (메트)아크릴레이트는, 상기 범위의 한센 용해도 파라미터를 갖는 화합물이 많기 때문에 바람직하다.

단작용 또는 다작용의 (메트)아크릴레이트의 구체예로서는, 예컨대, 디시클로펜테닐옥시에틸아크릴레이트, 디시클로펜타닐아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디아크릴레이트(DPGDA), 1,6-헥산디올디메타크릴레이트(HDDMA), 1,6-헥산디올디아크릴레이트(HDDA) 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 광중합성 화합물은, 하기 식 (1)로 표시되는 2작용의 (메트)아크릴레이트인 것이 특히 바람직하다.

[식 (1) 중, R¹은, 탄소수 4∼8의 알킬렌기를 나타내고, 2개의 R²는, 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.]

또한, R¹을 구성하는 탄소 원자의 일부는, 산소 원자, 황 원자, 질소 원자 등으로 치환되어 있어도 좋다.

광양이온 중합성 화합물로서는, 예컨대, 에폭시 화합물, 옥세탄 화합물, 비닐에테르 화합물 등을 들 수 있다.

또한, 광중합성 화합물은, 신뢰성이 우수한 화소부(잉크 조성물의 경화물)가 얻어지기 쉬운 관점에서, 알칼리 불용성인 것이 바람직하다.

여기서, 본 명세서에 있어서, 광중합성 화합물이 알칼리 불용성이란, 1 질량%의 수산화칼륨 수용액에 대한 25℃에 있어서의 광중합성 화합물의 용해량이, 광중합성 화합물의 전체 질량을 기준으로 하여, 30 질량% 이하인 것을 의미한다.

또한, 광중합성 화합물의 용해량은, 바람직하게는 10 질량% 이하이고, 보다 바람직하게는 3 질량% 이하이다.

잉크 조성물에 있어서의 광중합성 화합물의 함유량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 잉크 조성물의 경화성이 양호해지는 관점, 및 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 내용제성 및 내마모성이 향상되는 관점에서, 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 10 질량부 이상인 것이 바람직하고, 15 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 20 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광중합성 화합물의 함유량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점, 및 보다 우수한 발광 특성(예컨대, 외부 양자 효율)이 얻어지는 관점에서, 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 60 질량부 이하인 것이 바람직하고, 50 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 40 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

또한, 광중합성 성분 중에 차지하는 광중합성 화합물의 비율은, 발광성 나노 결정 입자의 분산 안정성을 높여, 형상 안정성이 우수한 화소부를 제작하기 쉬운 관점에서, 30 질량% 이상인 것이 바람직하고, 45 질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 60 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광중합성 성분 중에 차지하는 광중합성 화합물의 비율의 상한은, 특별히 한정되지 않으나, 100 질량% 미만이 바람직하고, 90 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 80 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

[광중합 개시제]

광중합 개시제는, 예컨대, 광라디칼 중합 개시제 또는 광양이온 중합 개시제이다.

광라디칼 중합 개시제로서는, 분자 개열형 또는 수소 인발형의 광라디칼 중합 개시제가 적합하다.

분자 개열형의 광라디칼 중합 개시제로서는, 예컨대, 벤조인이소부틸에테르, 2,4-디에틸티오크산톤, 2-이소프로필티오크산톤, 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥사이드, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)-부탄-1-온, 비스(2,6-디메톡시벤조일)-2,4,4-트리메틸펜틸포스핀옥사이드, (2,4,6-트리메틸벤조일)에톡시페닐포스핀옥사이드 등이 적합하게 사용 가능하다.

이들 이외의 분자 개열형의 광라디칼 중합 개시제로서, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인에틸에테르, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온 및 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온을 병용해도 좋다.

수소 인발형의 광라디칼 중합 개시제로서는, 예컨대, 벤조페논, 4-페닐벤조페논, 이소프탈페논, 4-벤조일-4'-메틸-디페닐술피드 등을 들 수 있다.

또한, 광중합 개시제로서는, 분자 개열형의 광라디칼 중합 개시제와 수소 인발형의 광라디칼 중합 개시제를 병용해도 좋다.

광양이온 중합 개시제에는, 시판품을 사용할 수도 있다.

광양이온 중합 개시제의 시판품으로서는, 예컨대, 산아프로사 제조의 「CPI-100P」와 같은 술포늄염계 광양이온 중합 개시제, BASF사 제조의 「Lucirin TPO」와 같은 아실포스핀옥사이드 화합물, BASF사 제조의 「Irgacure 907」, 「Irgacure 819」, 「Irgacure 379EG」, 「Irgacure 184」 및 「Irgacure PAG290」 등을 들 수 있다.

잉크 조성물에 있어서의 광중합 개시제의 함유량은, 잉크 조성물의 경화성의 관점에서, 광중합성 화합물 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.5 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 1 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 3 질량부 이상인 것이 특히 바람직하며, 5 질량부 이상인 것이 가장 바람직하다.

광중합 개시제의 함유량은, 화소부(잉크 조성물의 경화물)의 경시 안정성의 관점에서, 광중합성 화합물 100 질량부에 대해, 40 질량부 이하인 것이 바람직하고, 30 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 20 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하고, 10 질량부 이하인 것이 특히 바람직하다.

[힌더드 아민계 화합물]

힌더드 아민계 화합물은, 예컨대, 자외선이나 가시광의 작용에 의해 잉크 조성물 중에서 발생하는 이온, 라디칼, 과산화물 등의 열화 촉진 물질을 포착하여, 발광성 나노 결정 입자의 열화를 방지하는 기능을 갖는다.

힌더드 아민계 화합물은, 하기 식 (2)로 표시되는 부분 구조를 갖는 것이 바람직하다.

[식 (2) 중, R³은, 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁴는, 연결기를 나타내며, *는, 결합수를 나타낸다.]

치환기인 R³으로서는, 예컨대, 수산기, -O·, 알킬기, 알콕시기 등을 들 수 있고, 알콕시기가 바람직하다.

알킬기 또는 알콕시기의 탄소수는, 1∼20인 것이 바람직하다. 또한, 알킬기 또는 알콕시기 중에 존재하는 하나 또는 인접하고 있지 않은 2개 이상의 -CH₂-는, 각각 독립적으로 -O-, -S-, -CO-, -CO-O-, -O-CO-, -CO-S-, -S-CO-, -O-CO-O-, -CO-NH-, -NH-CO-, -CH=CH-COO-, -CH=CH-OCO-, -COO-CH=CH-, -OCO-CH=CH-, -CH=CH-, -C≡C-, -Si(CH₃)₂-, 트랜스 1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기 또는 나프탈렌-2,6-디일기로 치환되어도 좋다.

또한, R³ 중의 하나 또는 2개 이상의 수소 원자는, 각각 독립적으로 불소 원자, 염소 원자 또는 시아노기로 치환되어 있어도 좋다.

힌더드 아민계 화합물은, 하기 (3)으로 표시되는 화합물이 바람직하다.

[식 (3) 중, M은, 탄소수 1∼15의 알킬렌기를 나타낸다. 단, M 중에 존재하는 하나 이상의 -CH₂-는, -O-, -CH=CH-, -C≡C-, -CO-, -OCO-, -COO-, 트랜스-1,4-시클로헥실렌기, 1,4-페닐렌기, 나프탈렌-2,6-디일기로 치환되어도 좋다.]

식 (3) 중, 2개의 R³은, 각각 독립적으로 탄소수 1∼15의 알콕시기가 바람직하고, 탄소수 1∼8의 알콕시기가 보다 바람직하다,

식 (3) 중, M은, 탄소수 1∼15의 알킬렌기를 나타낸다. 단, 잉크 조성물에 부여하는 점성이나 자신의 휘발성을 고려하면, M은, 탄소수 2∼10의 알킬렌기인 것이 바람직하고, 탄소수 4∼8의 알킬렌기인 것이 보다 바람직하며, 탄소수 6 또는 8의 알킬렌기인 것이 더욱 바람직하다.

[산화 방지제]

잉크 조성물은, 산화 방지제를 더 함유하는 것이 바람직하다.

산화 방지제는, 화소부에 우수한 외부 양자 효율의 유지 성능을 부여하는 기능을 갖는 화합물이다.

산화 방지제로서는, 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 페놀계 산화 방지제, 아민계 산화 방지제, 인계 산화 방지제, 황계 산화 방지제 등을 들 수 있다. 그 중에서도, 산화 방지제로서는, 페놀계 산화 방지제 또는 인계 산화 방지제인 것이 바람직하다. 또한, 이들 산화 방지제는, 1종을 단독으로 사용해도, 2종 이상을 병용해도 좋다.

페놀계 산화 방지제는, 일반적으로, 힌더드 페놀계 화합물이라고도 칭해진다.

이러한 페놀계 산화 방지제로서는, 예컨대, 펜타에리트리톨테트라키스[3-[3,5-디(tert-부틸)-4-히드록시페닐]프로피오네이트], 2,6-디-t-부틸-p-크레졸, 2,6-디페닐-4-옥타데실옥시페놀, 스테아릴(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)-프로피오네이트, 디스테아릴(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)포스포네이트, 티오디에틸렌글리콜비스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥사메틸렌비스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오네이트], 1,6-헥사메틸렌비스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피온산아미드], 4,4'-티오비스(6-t-부틸-m-크레졸), 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,2'-메틸렌비스(4-에틸-6-t-부틸페놀), 비스[3,3-비스(4-히드록시-3-t-부틸페닐)부틸릭 애시드]글리콜에스테르, 4,4'-부틸리덴비스(6-t-부틸-m-크레졸), 2,2'-에틸리덴비스(4,6-디-t-부틸페놀), 2,2'-에틸리덴비스(4-제2부틸-6-t-부틸페놀), 1,1,3-트리스(2-메틸-4-히드록시-5-t-부틸페닐)부탄, 비스[2-t-부틸-4-메틸-6-(2-히드록시-3-t-부틸-5-메틸벤질)페닐]테레프탈레이트, 1,3,5-트리스(2,6-디메틸-3-히드록시-4-t-부틸벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)이소시아누레이트, 1,3,5-트리스(3,5-디-t-부틸-4-히드록시벤질)-2,4,6-트리메틸벤젠, 1,3,5-트리스[(3,5-디-t-부틸-4-히드록시페닐)프로피오닐옥시에틸]이소시아누레이트, 테트라키스[메틸렌-3-(3',5'-디-t-부틸-4'-히드록시페닐)프로피오네이트]메탄, 2-t-부틸-4-메틸-6-(2-아크릴로일옥시-3-t-부틸-5-메틸벤질)페놀, 3,9-비스[1,1-디메틸-2-{(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오닐옥시}에틸]-2,4,8,10-테트라옥사스피로[5.5]운데칸, 트리에틸렌글리콜비스[(3-t-부틸-4-히드록시-5-메틸페닐)프로피오네이트] 등을 들 수 있다.

그 중에서도, 페놀계 산화 방지제로서는, 잉크 조성물에의 용해성이 우수한 점에서, 펜타에리트리톨테트라키스[3-[3,5-디(tert-부틸)-4-히드록시페닐]프로피오네이트]가 바람직하다.

인계 산화 방지제로서는, 아인산트리에스테르 화합물이 바람직하다.

아인산트리에스테르 화합물은, 예컨대, 식: P(OR⁵)₃로 표시되는 화합물이다. 식 중, 3개의 R⁵는, 각각 독립적으로 1가의 유기기를 나타낸다. 또한, 3개의 R⁵ 중 2개의 R⁵가, 서로 결합하여 고리 구조를 형성하고 있어도 좋다.

1가의 유기기는, 잉크 조성물 중의 다른 성분(광중합성 화합물 등)과의 친화성과 같은 성능을 충분히 만족시켜, 화소부의 우수한 외부 양자 효율을 유지할 수 있는 관점에서, 바람직하게는 1가의 탄화수소기이다.

1가의 탄화수소기로서는, 예컨대, 알킬기, 아릴기, 알케닐기 등을 들 수 있다. 1가의 탄화수소기의 탄소수는, 1∼30인 것이 바람직하고, 잉크 조성물에의 용해성의 관점에서 4∼18인 것이 보다 바람직하다.

알킬기는, 직쇄상이어도, 분기상이어도 좋다. 알킬기로서는, 예컨대, 2-에틸헥실기, 부틸기, 옥틸기, 노닐기, 데실기, 이소데실기, 도데실기, 헥사데실기, 옥타데실기 등을 들 수 있다.

아릴기로서는, 예컨대, 페닐기, 나프틸기, tert-부틸페닐기, 디-tert-부틸페닐기, 옥틸페닐기, 노닐페닐기, 이소데실페닐기, 이소데실페닐기, 이소데실나프틸기 등을 들 수 있다.

1가의 탄화수소기는, 화소부의 우수한 외부 양자 효율을 유지할 수 있는 관점에서, 알킬기 또는 아릴기인 것이 바람직하고, 알킬기 또는 페닐기인 것이 보다 바람직하다.

3개의 R⁵ 중 적어도 2개가 서로 동일한 것이 바람직하다.

3개의 R⁵ 중 적어도 하나가 페닐기인 것이 바람직하고, 적어도 2개가 페닐기인 것이 보다 바람직하다.

3개의 R⁵ 중 적어도 하나가 페닐기이고, 하나가 알킬기(특히, 분기상의 알킬기)인 것이 바람직하다. 즉, 아인산트리에스테르 화합물은, 적어도 하나의 페닐기와 하나의 알킬기를 갖는 것이 바람직하다.

아인산트리에스테르 화합물이 상기 작용기를 갖는 경우, 잉크 조성물 중의 다른 성분(광중합성 화합물 등)과의 친화성과 같은 성능을 충분히 만족시켜, 화소부의 외부 양자 효율의 저하를 억제할 수 있다.

상기 식으로 표시되는 화합물로서는, 구체적으로, 아인산트리페닐(트리페닐포스파이트), 2-에틸헥실디페닐포스파이트, 디페닐옥틸포스파이트 등을 들 수 있다.

아인산트리에스테르계 화합물은, 실온(25℃)에서 액체여도, 고체여도 좋으나, 잉크 조성물 중의 다른 성분(광중합성 화합물 등)과의 친화성과 같은 성능을 충분히 만족시켜, 화소부의 외부 양자 효율의 저하를 억제할 수 있는 관점에서, 실온(25℃)에서 액체인 것이 바람직하다.

또한, 아인산트리에스테르 화합물의 융점은, 20℃ 이하인 것이 바람직하고, 10℃ 이하인 것이 보다 바람직하다.

잉크 조성물에 있어서의 산화 방지제의 함유량은, 화소부의 외부 양자 효율의 저하를 억제할 수 있는 관점에서, 광중합성 성분 100 질량부에 대해, 0.01 질량부 이상인 것이 바람직하고, 0.1 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.5 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하고, 1 질량부 이상인 것이 특히 바람직하며, 3 질량부 이상인 것이 가장 바람직하다.

산화 방지제는, 소량 첨가하는 것만으로도, 화소부의 외부 양자 효율의 저하를 효과적으로 억제할 수 있다. 이 때문에, 산화 방지제의 함유량은, 광중합성 성분 100 질량부에 대해, 10 질량부 이하인 것이 바람직하고, 7 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 5 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

[광산란성 입자]

잉크 조성물은, 또한, 광산란성 입자를 함유해도 좋다.

광산란성 입자는, 예컨대, 광학적으로 불활성인 무기 입자이다. 잉크 조성물이 광산란성 입자를 함유하는 경우, 화소부에 조사된 광원으로부터의 광을 산란시킬 수 있기 때문에, 우수한 광학 특성(예컨대, 외부 양자 효율)을 얻을 수 있다.

광산란성 입자를 구성하는 재료로서는, 예컨대, 텅스텐, 지르코늄, 티탄, 백금, 비스무트, 로듐, 팔라듐, 은, 주석, 플래티늄, 금과 같은 원소 단체(單體), 산화규소, 황산바륨, 탄산바륨, 탄산칼슘, 탤크, 클레이, 카올린, 황산바륨, 탄산바륨, 탄산칼슘, 알루미나화이트, 산화티탄, 산화마그네슘, 산화바륨, 산화알루미늄, 산화비스무트, 산화지르코늄, 산화아연과 같은 산화물, 탄산마그네슘, 탄산바륨, 차탄산비스무트, 탄산칼슘과 같은 탄산염, 수산화알루미늄과 같은 수산화물, 지르콘산바륨, 지르콘산칼슘, 티탄산칼슘, 티탄산바륨, 티탄산스트론튬과 같은 복합 산화물, 차질산비스무트와 같은 금속염 등을 들 수 있다.

광산란성 입자는, 잉크 조성물의 분산 안정성, 토출 안정성이 우수한 관점, 및 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점에서, 산화티탄, 산화알루미늄, 산화지르코늄, 산화아연, 탄산칼슘, 황산바륨, 티탄산바륨 및 산화규소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하고, 산화티탄, 산화지르코늄, 산화아연 및 티탄산바륨으로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 포함하는 것이 보다 바람직하다.

광산란성 입자의 형상으로서는, 예컨대, 구형, 필라멘트형, 부정형 형상 등을 들 수 있다. 단, 광산란성 입자의 형상으로서는, 방향성이 적은 형상(예컨대, 구형, 정사면체형 등)인 것이 바람직하다. 이러한 형상의 광산란성 입자를 사용함으로써, 잉크 조성물의 균일성, 유동성 및 광산란성을 보다 높일 수 있고, 우수한 분산 안정성, 토출 안정성을 확보할 수 있다.

광산란성 입자의 평균 입자 직경(체적 평균 직경)은, 분산 안정성, 토출 안정성이 우수한 관점 및 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점에서, 0.05 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 0.2 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.3 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광산란성 입자의 평균 입자 직경은, 분산 안정성, 토출 안정성이 우수한 관점에서, 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 0.6 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 0.4 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

광산란성 입자의 평균 입자 직경은, 0.05∼1 ㎛, 0.05∼0.6 ㎛, 0.05∼0.4 ㎛, 0.2∼1 ㎛, 0.2∼0.6 ㎛, 0.2∼0.4 ㎛, 0.3∼1 ㎛, 0.3∼0.6 ㎛ 또는 0.3∼0.4 ㎛인 것이 바람직하다.

본 명세서에 있어서, 광산란성 입자의 평균 입자 직경은, 동적 광산란식 나노 트랙 입도 분포계에 의해 측정하여, 체적 평균 직경을 산출함으로써 얻어진다.

또한, 사용하는 광산란성 입자의 평균 입자 직경은, 예컨대, 투과형 전자 현미경 또는 주사형 전자 현미경에 의해 각 입자의 입자 직경을 측정하여, 체적 평균 직경을 산출함으로써 얻어진다.

잉크 조성물에 있어서의 광산란성 입자의 함유량은, 광 변환층의 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 0.1 질량부 이상인 것이 바람직하고, 1 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 3 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광산란성 입자의 함유량은, 분산 안정성, 토출 안정성이 우수한 관점 및 광 변환층의 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 25 질량부 이하인 것이 바람직하고, 20 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 15 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 함유량에 대한 광산란성 입자의 함유량의 질량비(광산란성 입자/발광성 나노 결정 입자)는, 광 변환층의 외부 양자 효율의 향상 효과가 우수한 관점에서, 0.1 이상인 것이 바람직하고, 0.2 이상인 것이 보다 바람직하며, 0.5 이상인 것이 더욱 바람직하다.

상기 질량비(광산란성 입자/발광성 나노 결정 입자)는, 광 변환층의 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수하고, 특히 잉크젯법에서의 연속 토출성(토출 안정성)이 우수한 관점에서, 5 이하인 것이 바람직하고, 2 이하인 것이 보다 바람직하며, 1.5 이하인 것이 더욱 바람직하다.

잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자와 광산란성 입자의 합계량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 20 질량부 이상인 것이 바람직하고, 25 질량부 이상인 것이 보다 바람직하며, 30 질량부 이상인 것이 더욱 바람직하다.

잉크 조성물에 있어서의 발광성 나노 결정 입자와 광산란성 입자의 합계량은, 잉크젯 잉크로서 적정한 점도가 얻어지기 쉬운 관점에서, 잉크 조성물에 포함되는 유기 용제 이외의 성분의 합계 100 질량부에 대해, 75 질량부 이하인 것이 바람직하고, 65 질량부 이하인 것이 보다 바람직하며, 55 질량부 이하인 것이 더욱 바람직하다.

[고분자 분산제]

잉크 조성물은, 또한, 고분자 분산제를 함유해도 좋다.

고분자 분산제는, 750 이상의 중량 평균 분자량을 갖고, 또한, 광산란성 입자에 대해 친화성을 갖는 작용기를 갖는 고분자 화합물인 것이 바람직하다.

고분자 분산제는, 광산란성 입자를 잉크 조성물 중에서 안정적으로 분산시키는 기능을 갖는다. 이 고분자 분산제는, 광산란성 입자에 대해 친화성을 갖는 작용기를 통해 광산란성 입자에 흡착하여, 고분자 분산제끼리의 정전 반발 및/또는 입체 반발에 의해, 광산란성 입자를 잉크 조성물 중에 분산시킨다.

잉크 조성물이 고분자 분산제를 포함하는 경우, 광산란성 입자의 함유량을 비교적 많게 한 경우(예컨대, 60 질량% 정도로 한 경우)라도, 광산란성 입자를 양호하게 분산시킬 수 있다.

고분자 분산제는, 광산란성 입자의 표면에 결합하고 있는 것이 바람직하다. 단, 고분자 분산제는, 발광성 나노 결정 입자의 표면에 결합하고 있어도 좋고, 잉크 조성물 중에 유리하고 있어도 좋다.

광산란성 입자에 대해 친화성을 갖는 작용기로서는, 산성 작용기, 염기성 작용기 및 비이온성 작용기를 들 수 있다. 산성 작용기는, 해리성의 프로톤을 갖고 있고, 아민, 수산화물 이온과 같은 염기에 의해 중화되어 있어도 좋으며, 염기성 작용기는, 유기산, 무기산과 같은 산에 의해 중화되어 있어도 좋다.

산성 작용기로서는, 카르복실기(-COOH), 술포기(-SO₃H), 황산기(-OSO₃H), 포스폰산기(-PO(OH)₃), 인산기(-OPO(OH)₃), 포스핀산기(-PO(OH)-), 머캅토기(-SH) 등을 들 수 있다.

염기성 작용기로서는, 일급, 이급 및 삼급 아미노기, 암모늄기, 이미노기, 및 피리딘, 피리미딘, 피라진, 이미다졸, 트리아졸 등의 질소 함유 헤테로환기 등을 들 수 있다.

비이온성 작용기로서는, 히드록시기, 에테르기, 티오에테르기, 술피닐기(-SO-), 술포닐기(-SO₂-), 카르보닐기, 포르밀기, 에스테르기, 탄산에스테르기, 아미드기, 카르바모일기, 우레이도기, 티오아미드기, 티오우레이도기, 술파모일기, 시아노기, 알케닐기, 알키닐기, 포스핀옥사이드기, 포스핀술피드기 등을 들 수 있다.

고분자 분산제는, 단일의 모노머의 중합체(호모폴리머)여도 좋고, 복수 종의 모노머의 공중합체(코폴리머)여도 좋다.

또한, 고분자 분산제는, 랜덤 공중합체, 블록 공중합체 또는 그래프트 공중합체의 어느 것이어도 좋다. 고분자 분산제가 그래프트 공중합체인 경우, 빗형의 그래프트 공중합체여도 좋고, 별형의 그래프트 공중합체여도 좋다.

고분자 분산제로서는, 예컨대, 아크릴 수지, 폴리에스테르 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리아미드 수지, 폴리에테르, 페놀 수지, 실리콘 수지, 폴리우레아 수지, 아미노 수지, 에폭시 수지, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민과 같은 폴리아민, 폴리이미드 등을 들 수 있다.

고분자 분산제에는, 시판품을 사용할 수도 있다.

고분자 분산제의 시판품으로서는, 예컨대, 아지노모토 파인테크노 가부시키가이샤 제조의 아지스퍼 PB 시리즈, BYK사 제조의 DISPERBYK 시리즈 및 BYK-시리즈, BASF사 제조의 Efka 시리즈 등을 들 수 있다.

[유기 용제]

잉크 조성물은, 필요에 따라, 유기 용제를 함유해도 좋다.

유기 용제로서는, 예컨대, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 아디프산디에틸, 옥살산디부틸, 말론산디메틸, 말론산디에틸, 숙신산디메틸, 숙신산디에틸, 1,4-부탄디올디아세테이트, 글리세릴트리아세테이트 등을 들 수 있다.

유기 용제의 비점은, 잉크젯 잉크에 사용하는 경우에는, 연속 토출 안정성의 관점에서, 150℃ 이상인 것이 바람직하고, 180℃ 이상인 것이 보다 바람직하다.

또한, 화소부의 형성 시에는, 잉크 조성물의 경화 전에 잉크 조성물로부터 용제를 제거할 필요가 있기 때문에, 유기 용제를 제거하기 쉬운 관점에서, 유기 용제의 비점은, 300℃ 이하인 것이 바람직하다.

유기 용제는, 비점이 150℃ 이상의 아세테이트 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. 이 경우, 발광성 나노 결정 입자와 유기 용제 사이의 친화성이 보다 향상되어, 발광성 나노 결정 입자가 우수한 발광 특성을 발휘할 수 있다.

이러한 아세테이트 화합물의 구체예로서는, 예컨대, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트 등의 모노아세테이트 화합물, 1,4-부탄디올디아세테이트, 프로필렌글리콜디아세테이트 등의 디아세테이트 화합물, 글리세릴트리아세테이트 등을 들 수 있다.

본 실시형태의 잉크 조성물에서는, 광중합성 화합물이 분산매로서도 기능하기 때문에, 무용제로, 광산란성 입자 및 발광성 나노 결정 입자를 분산시키는 것이 가능하다. 이 경우, 화소부를 형성할 때에 유기 용제를 건조에 의해 제거하는 공정이 불필요해지는 이점을 갖는다.

잉크 조성물은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 전술한 성분 이외의 성분을 더 함유하고 있어도 좋다.

잉크 조성물의 토출 시의 점도는, 예컨대 토출 안정성의 관점에서, 2 mPa·s이상, 5 mPa·s 이상 또는 7 mPa·s 이상이어도 좋다. 토출 시의 점도는, 20 mPa·s 이하, 15 mPa·s 이하, 12 mPa·s 이하여도 좋다.

잉크 조성물의 토출 시의 점도는, 2∼20 mPa·s, 2∼15 mPa·s, 2∼12 mPa·s, 5∼20 mPa·s, 5∼15 mPa·s, 5∼12 mPa·s, 7∼20 mPa·s, 7∼15 mPa·s 또는 7∼12 mPa·s인 것이 바람직하다.

본 명세서에 있어서, 잉크 조성물의 점도는, E형 점도계를 사용하여 25℃에서 측정된 값이다.

잉크 조성물의 토출 시의 점도가 2 mPa·s 이상인 경우, 토출 헤드의 잉크 토출 구멍의 선단에 있어서의 잉크 조성물의 메니스커스 형상이 안정되기 때문에, 잉크 조성물의 토출 제어(예컨대, 토출량 및 토출의 타이밍의 제어)가 용이해진다.

한편, 잉크 조성물의 토출 시의 점도가 20 mPa·s 이하인 경우, 잉크 토출 구멍으로부터 잉크 조성물을 원활히 토출시킬 수 있다.

잉크 조성물의 표면 장력은, 잉크젯 잉크에 적합한 표면 장력인 것이 바람직하고, 구체적으로는, 20∼40 mN/m인 것이 바람직하며, 25∼35 mN/m인 것이 보다 바람직하다. 이러한 범위로 표면 장력을 조정함으로써, 잉크 조성물의 토출 제어(예컨대, 토출량 및 토출의 타이밍의 제어)가 용이해지고, 비행 굴곡의 발생을 억제할 수 있다.

또한, 비행 굴곡이란, 잉크 조성물을 잉크 토출 구멍으로부터 토출시켰을 때, 잉크 조성물의 착탄(着彈) 위치가 목표 위치에 대해 30 ㎛ 이상의 어긋남을 발생시키는 것을 말한다.

표면 장력이 40 mN/m 이하인 경우, 잉크 토출 구멍의 선단에 있어서의 잉크 조성물의 메니스커스 형상이 안정되기 때문에, 잉크 조성물의 토출 제어(예컨대, 토출량 및 토출의 타이밍의 제어)가 용이해진다.

한편, 표면 장력이 20 mN/m 이상인 경우, 잉크 토출 구멍의 주변이 잉크 조성물로 오염되는 것을 방지할 수 있기 때문에, 비행 굴곡의 발생을 억제할 수 있다. 즉, 착탄해야 할 화소부의 형성 영역에 정확히 착탄되지 않아, 잉크 조성물의 충전이 불충분한 화소부가 발생하거나, 착탄해야 할 화소부의 형성 영역에 인접하는 화소부의 형성 영역(또는 화소부)에 잉크 조성물이 착탄하여, 색 재현성이 저하되거나 하는 것을 방지할 수 있다.

본원 명세서에 있어서, 잉크 조성물의 표면 장력은, 링법(윤환법(輪環法)이라고도 한다.)를 사용하여 23℃에서 측정된 값이다.

본 실시형태의 잉크 조성물을 잉크젯 잉크로서 사용하는 경우, 피에조 방식의 잉크젯 기록 장치에 적용하는 것이 바람직하다. 피에조 방식에서는, 토출 시에, 잉크 조성물이 순간적으로 고온에 노출되는 일이 없다. 그 때문에, 발광성 나노 결정 입자의 변질이 발생하기 어렵고, 화소부(광 변환층)에 있어서, 원하는 발광 특성이 보다 용이하게 얻어지기 쉽다.

이상, 잉크 조성물의 일 실시형태에 대해 설명하였으나, 전술한 실시형태의 잉크 조성물은, 잉크젯법 외에, 예컨대, 포토리소그래피법에서 사용할 수도 있다. 이 경우, 잉크 조성물은, 바인더 폴리머로서 알칼리 가용성 수지를 함유하는 것이 바람직하다.

잉크 조성물을 포토리소그래피법에서 사용하는 경우, 먼저, 잉크 조성물을 기재 상에 도포하고, 또한 잉크 조성물을 건조시켜 도포막을 형성한다. 얻어진 도포막은, 알칼리 현상액에 가용성이며, 알칼리 현상액으로 처리됨으로써 패터닝된다. 이때, 알칼리 현상액에는, 폐액 처리의 용이함 등의 관점에서, 적합하게는 수용액이 사용되기 때문에, 잉크 조성물의 도포막은, 수용액으로 처리되게 된다.

한편, 발광성 나노 결정 입자(양자 도트 등)를 사용한 잉크 조성물의 경우, 발광성 나노 결정 입자가 물에 대해 불안정하여, 발광 특성(예컨대, 형광 특성)이 수분에 의해 손상될 우려가 있다. 본 발명의 잉크 조성물은, 힌더드 아민계 화합물을 함유하기 때문에, 이러한 문제점의 발생을 저감할 수 있으나, 알칼리 현상액(수용액)으로 처리할 필요가 없는, 잉크젯법에서의 사용이 바람직하다.

또한, 잉크 조성물의 도포막에 대해 알칼리 현상액에 의한 처리를 행하지 않는 경우에도, 잉크 조성물이 알칼리 가용성인 경우, 잉크 조성물의 도포막이 대기 중의 수분을 흡수하기 쉬워지기 때문에, 경시적으로 발광성 나노 결정 입자(양자 도트 등)의 발광 특성(예컨대, 형광 특성)이 손상될 우려가 있다. 본 발명의 잉크 조성물에서는, 힌더드 아민계 화합물을 함유하기 때문에, 이러한 문제점의 발생도 적합하게 저감할 수 있다.

흡수에 의한 문제점의 발생을 보다 확실히 저감하는 관점에서, 본 실시형태에 있어서는, 잉크 조성물의 도포막은, 알칼리 불용성인 것이 바람직하다. 즉, 본 실시형태의 잉크 조성물은, 알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물인 것이 바람직하다.

이러한 잉크 조성물은, 광중합성 화합물로서, 알칼리 불용성의 광중합성 화합물을 사용함으로써 얻을 수 있다.

여기서, 잉크 조성물의 도포막이 알칼리 불용성이란, 1 질량%의 수산화칼륨 수용액에 대한 25℃에 있어서의 잉크 조성물의 도포막의 용해량이, 잉크 조성물의 도포막의 전체 질량을 기준으로 하여, 30 질량% 이하인 것을 의미한다. 상기 용해량은, 10 질량% 이하인 것이 바람직하고, 3 질량% 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 잉크 조성물이 알칼리 불용성의 도포막을 형성 가능한 잉크 조성물인 것은, 잉크 조성물을 기재 상에 도포한 후, 80℃, 3분의 조건으로 건조시켜 얻어지는 두께 1 ㎛의 도포막의, 상기 용해량을 측정함으로써 확인할 수 있다.

<잉크 조성물의 제조 방법>

본 실시형태의 잉크 조성물은, 예컨대, 전술한 구성 성분(발광성 나노 결정 입자(예컨대, 유기 리간드로 수식된 발광성 나노 결정 입자)와, 광중합성 화합물과, 힌더드 아민계 화합물과, 그 외의 임의 성분)을 혼합하는 공정을 구비한다.

잉크 조성물의 제조 방법은, 상기 구성 성분의 혼합물의 분산 처리를 행하는 공정을 더 구비해도 좋다.

이하에서는, 일례로서, 광산란성 입자를 함유하는 잉크 조성물의 제조 방법을 설명한다.

광산란성 입자를 함유하는 잉크 조성물의 제조 방법은, 예컨대, 광산란성 입자의 분산체를 준비하는 제1 공정과, 광산란성 입자의 분산체와 발광성 나노 결정 입자를 혼합하는 제2 공정을 구비한다.

광산란성 입자의 분산체는, 또한, 고분자 분산제를 함유해도 좋다. 이 방법에서는, 광산란성 입자의 분산체가, 또한, 광중합성 화합물을 함유해도 좋고, 제2 공정에 있어서, 또한, 광중합성 화합물을 혼합해도 좋다.

상기 방법에 의하면, 광산란성 입자를 충분히 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 화소부의 광학 특성(예컨대, 외부 양자 효율)을 향상시킬 수 있고, 토출 안정성이 우수한 잉크 조성물을 용이하게 얻을 수 있다.

제1 공정에서는, 광산란성 입자와, 필요에 따라, 고분자 분산제와, 광중합성 화합물을 혼합하여, 분산 처리를 행함으로써, 광산란성 입자의 분산체를 조제해도 좋다.

혼합 및 분산 처리는, 예컨대, 비드 밀, 페인트 컨디셔너, 유성 교반기, 제트 밀과 같은 분산 장치 등을 사용하여 행할 수 있다. 광산란성 입자의 분산성이 양호해지고, 광산란성 입자의 평균 입자 직경을 원하는 범위로 조정하기 쉬운 관점에서, 비드 밀 또는 페인트 컨디셔너를 사용하는 것이 바람직하다.

또한, 발광성 나노 결정 입자와 광산란성 입자를 혼합하기 전에, 광산란성 입자와 고분자 분산제를 혼합함으로써, 광산란성 입자를 보다 충분히 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 우수한 토출 안정성 및 우수한 외부 양자 효율을 보다 한층 용이하게 얻을 수 있다.

잉크 조성물의 제조 방법에서는, 제2 공정 전에, 또한, 발광성 나노 결정 입자와 광중합성 화합물을 함유하는 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 준비하는 공정을 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 제2 공정에서는, 광산란성 입자의 분산체와, 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 혼합한다.

발광성 나노 결정 입자의 분산체를 준비하는 공정에서는, 발광성 나노 결정 입자와 광중합성 화합물을 혼합하여, 분산 처리를 행함으로써, 발광성 나노 결정 입자의 분산체를 조제해도 좋다.

발광성 나노 결정 입자로서는, 그 표면에 유기 리간드를 갖는 발광성 나노 결정 입자를 사용해도 좋다. 즉, 발광성 나노 결정 입자의 분산체는, 또한, 유기 리간드를 포함하고 있어도 좋다.

혼합 및 분산 처리는, 예컨대, 비드 밀, 페인트 컨디셔너, 유성 교반기, 제트 밀과 같은 분산 장치 등을 사용하여 행할 수 있다. 발광성 나노 결정 입자의 분산성이 양호해지고, 발광성 나노 결정 입자의 평균 입자 직경을 원하는 범위로 조정하기 쉬운 관점에서, 비드 밀, 페인트 컨디셔너 또는 제트 밀을 사용하는 것이 바람직하다.

이러한 방법에 의하면, 발광성 나노 결정 입자를 충분히 분산시킬 수 있다. 그 때문에, 화소부의 광학 특성(예컨대, 외부 양자 효율)을 향상시킬 수 있고, 토출 안정성이 우수한 잉크 조성물을 용이하게 얻을 수 있다.

상기 제조 방법에 있어서, 힌더드 아민계 화합물은, 제1 공정에서 혼합해도, 제2 공정에서 혼합해도 좋다. 즉, 제1 공정은, 광산란성 입자 및 힌더드 아민계 화합물과, 필요에 따라, 고분자 분산제 및 광중합성 화합물을 함유하는 광산란성 입자의 분산체를 준비하는 공정이어도 좋고, 제2 공정은, 광산란성 입자의 분산체와, 발광성 나노 결정 입자 및 힌더드 아민계 화합물과, 필요에 따라, 광중합성 화합물을 혼합하는 공정이어도 좋다.

또한, 힌더드 아민계 화합물은, 제2 공정 전에 조제되는 발광성 나노 결정 입자의 분산체에 혼합해도 좋다.

상기 제조 방법에 있어서, 산화 방지제, 유기 용매 등의 다른 성분을 사용하는 경우, 이들 성분은, 발광성 나노 결정 입자의 분산체에 혼합해도 좋고, 광산란성 입자의 분산체에 혼합해도 좋으며, 발광성 나노 결정 입자의 분산체와 광산란성 입자의 분산체를 혼합하여 얻어지는 혼합 분산체에 혼합해도 좋다.

<잉크 조성물 세트>

일 실시형태의 잉크 조성물 세트는, 전술한 실시형태의 잉크 조성물을 구비한다. 잉크 조성물 세트는, 전술한 실시형태의 잉크 조성물(발광성 잉크 조성물)에 더하여, 발광성 나노 결정 입자를 함유하지 않는 잉크 조성물(비발광성 잉크 조성물)을 구비하고 있어도 좋다.

비발광성 잉크 조성물은, 예컨대, 경화성의 잉크 조성물이다. 비발광성 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자를 포함하지 않는 것 이외에는, 전술한 실시형태의 잉크 조성물(발광성 잉크 조성물)과 동일한 조성으로 할 수 있다.

비발광성 잉크 조성물은, 발광성 나노 결정 입자를 함유하지 않는다. 이 때문에, 비발광성 잉크 조성물에 의해 형성된 화소부(비발광성 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부)에 광을 입사시킨 경우, 화소부로부터 출사하는 광은, 입사광과 거의 동일한 파장을 갖는다.

따라서, 비발광성 잉크 조성물은, 광원으로부터의 광과 같은 색의 화소부를 형성하기 위해서 적합하게 사용된다. 예컨대, 광원으로부터의 광이 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광(청색광)이면, 비발광성 잉크 조성물에 의해 형성되는 화소부는, 청색 화소부가 될 수 있다.

비발광성 잉크 조성물은, 바람직하게는 광산란성 입자를 함유한다. 비발광성 잉크 조성물이 광산란성 입자를 함유하는 경우, 비발광성 잉크 조성물에 의해 형성되는 화소부에서는, 입사한 광을 산란시킬 수 있다. 이에 의해, 화소부로부터의 출사광의 시야각에 있어서의 광 강도차를 저감할 수 있다.

<광 변환층 및 컬러 필터>

다음으로, 전술한 실시형태의 잉크 조성물 세트를 사용하여 얻어지는 광 변환층 및 컬러 필터의 상세한 내용에 대해, 도면을 참조하면서 설명한다. 또한, 이하의 설명에 있어서, 동일 또는 상당 요소에는, 동일 부호를 이용하고, 중복되는 설명은 생략한다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태의 컬러 필터의 모식 단면도이다. 이하, 설명의 형편상, 도 1 중의 상측을 「상」 또는 「상방」이라고도 하고, 하측을 「하」 또는 「하방」이라고도 한다.

도 1에 도시된 컬러 필터(100)는, 기재(40)와, 기재(40) 상에 형성된 광 변환층(30)을 갖고 있다. 광 변환층(30)은, 복수의 화소부(10)와, 차광부(20)를 구비하고 있다.

광 변환층(30)은, 화소부(10)로서, 제1 화소부(10a)와, 제2 화소부(10b)와, 제3 화소부(10c)를 갖고 있다. 제1 화소부(10a)와, 제2 화소부(10b)와, 제3 화소부(10c)는, 이 순서로 반복하도록 격자형으로 배열되어 있다.

차광부(20)는, 인접하는 화소부(10)끼리의 사이, 즉, 제1 화소부(10a)와 제2 화소부(10b) 사이, 제2 화소부(10b)와 제3 화소부(10c) 사이, 제3 화소부(10c)와 제1 화소부(10a) 사이에 형성되어 있다. 환언하면, 인접하는 화소부(10)끼리는, 차광부(20)에 의해 이격되어 있다.

제1 화소부(10a) 및 제2 화소부(10b)는, 각각 전술한 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 발광성의 화소부(발광성 화소부)이다. 경화물은, 발광성 나노 결정 입자와, 경화 성분과, 광산란성 입자를 함유한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제1 화소부(10a)는, 제1 경화 성분(13a)과, 제1 경화 성분(13a) 중에 분산된 제1 발광성 나노 결정 입자(11a) 및 제1 광산란성 입자(12a)를 포함한다. 마찬가지로, 제2 화소부(10b)는, 제2 경화 성분(13b)과, 제2 경화 성분(13b) 중에 분산된 제2 발광성 나노 결정 입자(11b) 및 제2 광산란성 입자(12b)를 포함한다.

경화 성분은, 광중합성 화합물의 중합에 의해 얻어진 성분이고, 광중합성 화합물의 중합체와 힌더드 아민계 화합물을 포함한다.

경화 성분에는, 상기 중합체 외에, 잉크 조성물 중의 유기 성분(유기 리간드, 고분자 분산제, 미반응의 광중합성 화합물 등)이 포함되어 있어도 좋다.

제1 화소부(10a) 및 제2 화소부(10b)에 있어서, 제1 경화 성분(13a)과 제2 경화 성분(13b)은, 동일해도, 상이해도 좋다. 또한, 제1 광산란성 입자(12a)와 제2 광산란성 입자(12b)는, 동일해도, 상이해도 좋다.

제1 발광성 나노 결정 입자(11a)는, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 605∼665 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 적색 발광성 나노 결정 입자이다. 즉, 제1 화소부(10a)는, 청색광을 적색광으로 변환하기 위한 적색 화소부라고 할 수 있다.

또한, 제2 발광성 나노 결정 입자(11b)는, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 500∼560 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 녹색 발광성 나노 결정 입자이다. 즉, 제2 화소부(10b)는, 청색광을 녹색광으로 변환하기 위한 녹색 화소부라고 할 수 있다.

발광성 화소부에 있어서의 발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점 및 우수한 발광 강도가 얻어지는 관점에서, 발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 5 질량% 이상인 것이 바람직하고, 10 질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 15 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하고, 20 질량% 이상인 것이 특히 바람직하며, 30 질량% 이상인 것이 가장 바람직하다.

발광성 나노 결정 입자의 함유량은, 화소부의 신뢰성이 우수한 관점 및 우수한 발광 강도가 얻어지는 관점에서, 발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 80 질량% 이하인 것이 바람직하고, 75 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 70 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 60 질량% 이하인 것이 특히 바람직하다.

발광성 화소부에 있어서의 광산란성 입자의 함유량은, 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점에서, 발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 0.1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 1 질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 3 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광산란성 입자의 함유량은, 외부 양자 효율의 향상 효과가 보다 우수한 관점 및 화소부의 신뢰성이 우수한 관점에서, 발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 60 질량% 이하인 것이 바람직하고, 50 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 40 질량% 이하, 30 질량% 이하 또는 25 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하고, 20 질량% 이하인 것이 특히 바람직하며, 15 질량% 이하인 것이 가장 바람직하다.

제3 화소부(10c)는, 전술한 비발광성 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 비발광성의 화소부(비발광성 화소부)이다. 경화물은, 발광성 나노 결정 입자를 함유하지 않고, 광산란성 입자와, 경화 성분을 함유한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 제3 화소부(10c)는, 제3 경화 성분(13c)과, 제3 경화 성분(13c) 중에 분산된 제3 광산란성 입자(12c)를 포함한다.

제3 경화 성분(13c)은, 예컨대, 광중합성 화합물의 중합에 의해 얻어지는 성분이고, 광중합성 화합물의 중합체를 포함한다.

제3 광산란성 입자(12c)는, 제1 광산란성 입자(12a) 및 제2 광산란성 입자(12b)와 동일해도, 상이해도 좋다.

제3 화소부(10c)는, 예컨대, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광에 대해, 30% 이상의 투과율을 갖는 것이 바람직하다. 이 경우, 제3 화소부(10c)는, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 발하는 광원을 사용하면, 청색 화소부로서 기능할 수 있다.

또한, 제3 화소부(10c)의 투과율은, 현미 분광 장치에 의해 측정할 수 있다.

제3 화소부(비발광성 화소부)(10c)에 있어서의 광산란성 입자의 함유량은, 시야각에 있어서의 광 강도차를 보다 저감하는 관점에서, 비발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 1 질량% 이상인 것이 바람직하고, 5 질량% 이상인 것이 보다 바람직하며, 10 질량% 이상인 것이 더욱 바람직하다.

광산란성 입자의 함유량은, 광 반사를 보다 저감하는 관점에서, 비발광성 잉크 조성물의 경화물의 전체 질량을 기준으로 하여, 80 질량% 이하인 것이 바람직하고, 75 질량% 이하인 것이 보다 바람직하며, 70 질량% 이하인 것이 더욱 바람직하다.

화소부(제1 화소부(10a), 제2 화소부(10b) 및 제3 화소부(10c))의 두께는, 1 ㎛ 이상인 것이 바람직하고, 2 ㎛ 이상인 것이 보다 바람직하며, 3 ㎛ 이상인 것이 더욱 바람직하다.

화소부(제1 화소부(10a), 제2 화소부(10b) 및 제3 화소부(10c))의 두께는, 30 ㎛ 이하인 것이 바람직하고, 20 ㎛ 이하인 것이 보다 바람직하며, 15 ㎛ 이하인 것이 더욱 바람직하다.

차광부(20)는, 인접하는 화소부끼리를 이격하여 혼색(크로스 토크)을 방지할 목적 및 광원으로부터의 광의 누설을 방지할 목적으로 형성되는 격벽부(블랙 매트릭스)이다.

차광부(20)의 구성 재료로서는, 특별히 한정되지 않으나, 크롬 등의 금속 외에, 바인더 수지와, 카본 미립자, 금속 산화물, 무기 안료, 유기 안료와 같은 차광성 입자를 포함하는 수지 조성물 등을 들 수 있다.

바인더 수지에는, 예컨대, 폴리이미드 수지, 아크릴 수지, 에폭시 수지, 폴리아크릴아미드, 폴리비닐알콜, 젤라틴, 카제인, 셀룰로오스 등의 1종 또는 2종 이상을 포함하는 수지, 감광성 수지, O/W 에멀젼 수지(예컨대, 반응성 실리콘 에멀젼) 등을 사용할 수 있다.

차광부(20)의 두께는, 1∼30 ㎛인 것이 바람직하다.

기재(40)는, 광 투과성을 갖는 투명 기재이다. 기재(40)에는, 예컨대, 석영 유리, 파이렉스(등록 상표) 유리, 합성 석영 등으로 구성되는 투명한 유리 기판, 투명 수지 필름, 광학용 수지 필름과 같은 투명한 플렉시블 기재 등을 사용할 수 있다. 그 중에서도, 기재(40)에는, 유리 중에 알칼리 성분을 포함하지 않는 무알칼리 유리를 포함하는 유리 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

무알칼리 유리의 구체예로서는, 예컨대, 코닝사 제조의 「7059 유리」, 「1737 유리」, 「이글 200」 및 「이글 XG」, AGC사 제조의 「AN100」, 닛폰 덴키 가라스사 제조의 「OA-10G」 및 「OA-11」을 들 수 있다. 이들은, 열팽창률이 작은 소재이며, 치수 안정성 및 고온 가열 처리에 있어서의 작업성이 우수하다.

이상의 광 변환층(30)을 구비하는 컬러 필터(100)는, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 발하는 광원과 조합하여 적합하게 사용할 수 있다.

컬러 필터(100)는, 예컨대, 기재(40) 상에 차광부(20)를 패턴형으로 형성한 후, 기재(40) 상의 차광부(20)로 구획된 화소부의 형성 영역에, 화소부(10)를 형성함으로써 제조할 수 있다.

화소부(10)는, 잉크 조성물(잉크젯 잉크)을 잉크젯법에 의해 기재(40) 상의 화소부의 형성 영역에 선택적으로 부착시키는 공정과, 잉크 조성물에 대해 활성 에너지선(예컨대, 자외선)을 조사하여, 잉크 조성물을 경화시키는 공정을 구비하는 방법에 의해 형성할 수 있다.

잉크 조성물로서, 전술한 발광성 잉크 조성물을 사용하면, 발광성 화소부가 얻어지고, 비발광성 잉크 조성물을 사용하면, 비발광성 화소부가 얻어진다.

차광부(20)는, 크롬 등의 금속 박막 또는 차광성 입자를 포함하는 수지 조성물의 박막을 패터닝함으로써, 기재(40)의 한쪽 면의 복수의 화소부끼리의 경계가 되는 영역에 형성할 수 있다.

금속 박막은, 예컨대, 스퍼터링법, 진공 증착법 등에 의해 형성할 수 있다. 또한, 차광성 입자를 함유시킨 수지 조성물의 박막은, 예컨대, 도포, 인쇄 등의 방법에 의해 형성할 수 있다.

패터닝을 행하는 방법으로서는, 포토리소그래피법 등을 들 수 있다.

잉크젯 방식으로서는, 에너지 발생 소자로서 전기 열 변환체를 이용한 버블젯(등록 상표) 방식, 또는 압전 소자를 이용한 피에조젯 방식 등을 들 수 있다.

잉크 조성물이 유기 용제를 포함하는 경우, 그 건조에 있어서는, 유기 용제의 적어도 일부를 제거하는 것이 바람직하고, 유기 용제 전부를 제거하는 것이 보다 바람직하다.

잉크 조성물의 건조 방법은, 감압에 의한 건조(감압 건조)인 것이 바람직하다. 감압 건조는, 통상, 잉크 조성물의 조성을 제어하는 관점에서, 1.0∼500 ㎩의 압력하, 20∼30℃에서 3∼30분간으로 행해진다.

잉크 조성물의 경화는, 예컨대, 수은 램프, 메탈 할라이드 램프, 크세논 램프, LED 등을 사용하여 행할 수 있다.

조사하는 광의 파장은, 200∼440 ㎚인 것이 바람직하고, 노광량은, 10∼4000 mJ/㎠인 것이 바람직하다.

이상, 광 변환층 및 컬러 필터, 및 이들의 제조 방법의 일 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니다.

예컨대, 광 변환층은, 제3 화소부(10c)를 대신하여 또는 더하여, 청색 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 발광성 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부(청색 화소부)를 구비하고 있어도 좋다.

또한, 광 변환층은, 적색, 녹색, 청색 이외의 다른 색의 광을 발하는 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 발광성 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부(예컨대, 황색 화소부)를 구비하고 있어도 좋다. 이 경우, 광 변환층의 각 화소부에 함유되는 발광성 나노 결정 입자의 각각은, 동일한 파장의 범위에 흡수 극대 파장을 갖는 것이 바람직하다.

또한, 광 변환층(30)의 화소부(10)의 적어도 일부는, 발광성 나노 결정 입자 이외의 안료를 함유하는 조성물의 경화물을 포함하여 구성되어도 좋다.

또한, 컬러 필터(100)는, 차광부(20) 상에, 차광부(20)보다 폭이 좁은 발(撥)잉크성을 갖는 재료를 포함하는 발잉크층을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 발잉크층을 형성하는 것이 아니라, 화소부의 형성 영역을 포함하는 영역에, 젖음성 가변층으로서의 광촉매 함유층을 빈틈없이 칠하는 형상으로 형성한 후, 광촉매 함유층에 포토마스크를 통해 광을 조사하여 노광을 행하여, 화소부의 형성 영역의 친잉크성(젖음성)을 선택적으로 증대시켜도 좋다. 광촉매로서는, 산화티탄, 산화아연 등을 들 수 있다.

컬러 필터(100)는, 기재(40)와 화소부(10) 사이에, 히드록시프로필셀룰로오스, 폴리비닐알콜, 젤라틴 등을 포함하는 잉크 수용층을 구비하고 있어도 좋다.

또한, 컬러 필터는, 화소부(10) 상에 보호층을 구비하고 있어도 좋다. 이 보호층은, 컬러 필터를 평탄화하고, 화소부(10)에 포함되는 성분 및 광촉매 함유층에 포함되는 성분의 다른 층으로의 용출을 방지하기 위해서 형성된다.

보호층의 구성 재료로서는, 컬러 필터(100)의 보호층으로서 사용되고 있는 재료를 사용할 수 있다.

또한, 광 변환층(30) 및 컬러 필터(100)의 제조에서는, 잉크젯법이 아니라, 포토리소그래피법으로 화소부를 형성해도 좋다.

이 경우, 먼저, 기재(40) 상에 잉크 조성물을 층형으로 도공하여, 잉크 조성물층을 형성한다. 계속해서, 잉크 조성물층에 소정의 패턴으로 노광한 후, 현상액을 이용하여 현상한다. 이에 의해, 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 화소부(10)가 형성된다.

현상액은, 통상, 알칼리성이기 때문에, 잉크 조성물의 재료로서는 알칼리 가용성의 재료가 이용된다. 단, 재료의 사용 효율의 관점에서는, 잉크젯법이 포토리소그래피법보다 우수하다. 이것은, 포토리소그래피법에서는, 그 원리상, 재료의 거의 2/3 이상을 제거하게 되어, 재료가 낭비되기 때문이다. 이 때문에, 본 실시형태에서는, 잉크 조성물을 잉크젯 잉크로서 이용하여, 잉크젯법에 의해 화소부를 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시형태의 광 변환층(30)의 화소부(10)는, 상기한 발광성 나노 결정 입자에 더하여, 발광성 나노 결정 입자의 발광색과 대략 같은 색의 안료를 더 함유해도 좋다. 안료를 화소부(10)에 포함시키기 위해서, 잉크 조성물에 안료를 혼합해도 좋다.

또한, 본 실시형태의 광 변환층(30) 중의 적색 발광성 화소부(R), 녹색 발광성 화소부(G) 및 청색 발광성 화소부(B) 중 1종 또는 2종의 발광성 화소부는, 발광성 나노 결정 입자를 포함하지 않고, 색재를 포함하는 화소부로 해도 좋다.

여기서, 사용 가능한 색재로서는, 예컨대, 적색 발광성 화소부(R)에는 디케토피롤로피롤 안료 및/또는 음이온성 적색 유기 염료를 들 수 있다. 녹색 발광성 화소부(G)에는, 할로겐화구리프탈로시아닌 안료, 프탈로시아닌계 녹색 염료, 프탈로시아닌계 청색 염료와 아조계 황색 유기 염료의 혼합물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종을 들 수 있다. 청색 발광성 화소부(B)에는, ε형 구리프탈로시아닌 안료 및/또는 양이온성 청색 유기 염료를 들 수 있다.

이들 색재의 사용량은, 광 변환층(30)에 혼합하는 경우, 투과율의 저하를 방지할 수 있는 관점에서, 화소부(잉크 조성물의 경화물)(10)의 전체 질량을 기준으로 하여, 1∼5 질량%인 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 잉크 조성물은, 광 변환 필름에도 적합하다. 본 발명의 잉크 조성물을 기판 상에 담지시킬 때의 방법으로서는, 스핀 코팅, 다이 코팅, 익스트루젼 코팅, 롤 코팅, 와이어 바 코팅, 그라비아 코팅, 스프레이 코팅, 디핑 등을 들 수 있다. 또한 코팅 시, 잉크 조성물에 유기 용매를 첨가해도 좋다. 유기 용매로서는, 탄화수소계 용매, 할로겐화탄화수소계 용매, 에테르계 용매, 알콜계 용매, 케톤계 용매, 에스테르계 용매, 비프로톤성 용매를 들 수 있으나, 발광 입자의 안정성의 관점에서, 탄화수소계 용매, 할로겐화탄화수소계 용매, 에스테르계 용매가 바람직하다. 유기 용매로서 구체적으로는, 톨루엔, 헥산, 헵탄, 시클로헥산, 메틸시클로헥산을 들 수 있다. 이들은 단독으로도, 조합하여 이용해도 좋고, 그 증기압과 발광 입자 함유 조성물의 용해성을 고려하여, 적절히 선택하면 된다. 첨가한 유기 용매를 휘발시키는 방법으로서는, 자연 건조, 가열 건조, 감압 건조, 감압 가열 건조를 이용할 수 있다. 필름의 막 두께는, 용도에 따라 적절히 조정해도 좋으나, 예컨대 0.1 ㎛ 이상, 10 ㎜ 이하인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 이상, 1 ㎜ 이하인 것이 특히 바람직하다.

본 발명의 잉크 조성물을 기판 상에 담지시킬 때의 기판의 형상으로서는, 평판 외에, 곡면을 구성 부분으로서 갖고 있어도 좋다. 기판을 구성하는 재료는, 유기 재료, 무기 재료를 불문하고 이용할 수 있다. 기판의 재료가 되는 유기 재료로서는, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리메타크릴산메틸, 폴리스티렌, 폴리염화비닐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리아릴레이트, 폴리술폰, 트리아세틸셀룰로오스, 셀룰로오스, 폴리에테르에테르케톤 등을 들 수 있고, 또한, 무기 재료로서는, 예컨대, 실리콘, 유리, 방해석 등을 들 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물을 기판 상에 담지시켜 중합시킬 때, 신속히 중합이 진행되는 것이 바람직하기 때문에, 자외선 또는 전자선 등의 활성 에너지선을 조사함으로써 중합시키는 방법이 바람직하다. 조사 시의 온도는, 발광성 나노 결정 입자의 입자 형상이 유지되는 온도 범위 내인 것이 바람직하다. 광중합에 의해 필름을 제조하고자 하는 경우에는, 의도하지 않은 열중합의 유기(誘起)를 피하는 의미에서도 가능한 한 실온에 가까운 온도, 즉, 전형적으로는 25℃에서의 온도에서 중합시키는 것이 바람직하다. 활성 에너지선의 강도는, 0.1 ㎽/㎠ 이상, 2.0 W/㎠ 이하인 것이 바람직하다. 강도가 0.1 ㎽/㎠ 미만인 경우, 광중합을 완료시키는 데 많은 시간이 필요해져 생산성이 악화되어 버리고, 2.0 W/㎠보다 높은 경우, 발광성 나노 결정 입자 또는 잉크 조성물이 열화해 버릴 위험이 있다.

중합에 의해 얻어진 본 발명의 잉크 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름은, 초기의 특성 변화를 경감하여, 안정적인 특성 발현을 도모하는 것을 목적으로 하여 열처리를 실시할 수도 있다. 열처리의 온도는 50∼250℃의 범위인 것이 바람직하고, 열처리 시간은 30초∼12시간의 범위인 것이 바람직하다.

이러한 방법에 의해 제조된 본 발명의 잉크 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름은, 기판으로부터 박리하여 단체로 이용해도 좋고, 박리하지 않고 이용해도 좋다. 또한, 얻어진 광 변환 필름을 적층해도 좋고, 다른 기판에 접합시켜 이용해도 좋다.

본 발명의 잉크 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름을 적층 구조체에 이용하는 경우, 적층 구조체는, 예컨대 기판, 배리어층, 광산란층 등의 임의의 층을 갖고 있어도 좋다. 기판을 구성하는 재료로서는 예컨대 상기한 것을 들 수 있다. 적층 구조체의 구성예로서는, 예컨대, 2장의 기판 사이에 본 발명의 잉크 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름을 협지(挾持)한 구조를 들 수 있다. 그 경우, 공기 중의 수분이나 산소로부터 잉크 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름을 보호하기 위해서, 기판 사이의 외주부를 밀봉재에 의해 밀봉해도 좋다. 또한, 배리어층으로서는, 예컨대, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 유리를 들 수 있다. 광을 균일하게 산란시키기 위해서, 광산란층을 가져도 좋다. 광산란층으로서는, 예컨대, 상기 광산란 입자를 함유하는 층 및 광산란 필름을 들 수 있다. 도 2는 본 실시형태의 적층 구조체의 구성을 모식적으로 도시한 단면도이다. 도 2에서는, 도면이 번잡해지는 것을 피하기 위해서, 단면을 나타내는 해칭의 기재를 생략하고 있다. 적층 구조체(50)는, 제1 기판(51) 및 제2 기판(52) 사이에, 본 실시형태의 광 변환 필름(54)이 협지되어 있다. 광 변환 필름(54)은, 광산란 입자(541)와 발광성 나노 결정 입자(542)를 함유하는 잉크 조성물을 형성 재료로 하여 형성되고, 광산란 입자(541) 및 발광성 나노 결정 입자(542)는, 광 변환 필름 중에 균일하게 분산되어 있다. 광 변환 필름(54)은, 밀봉재에 의해 형성된 밀봉층(53)에 의해 밀봉되어 있다.

본 발명의 잉크 조성물로 형성되는 광 변환 필름을 포함하는 적층 구조체는, 발광 디바이스 용도에 적합하다. 발광 디바이스의 구성예로서는, 예컨대, 프리즘 시트, 도광판, 본 발명의 발광 입자를 포함하는 적층 구조체 및 광원을 갖는 구조를 들 수 있다. 광원으로서는, 예컨대, 발광 다이오드, 레이저, 전계 발광 디바이스를 들 수 있다.

본 발명의 잉크 조성물로 형성되는 광 변환 필름을 포함하는 적층 구조체는, 디스플레이용의 파장 변환 부재로서 사용되는 것이 바람직하다. 파장 변환 부재로서 사용하는 경우의 구성예로서는, 예컨대, 2장의 배리어층 사이에 본 발명의 발광 입자 함유 조성물을 형성 재료로 하는 광 변환 필름을 밀봉한 적층 구조체를, 도광판 상에 설치하는 구조를 들 수 있다. 이 경우, 도광판의 측면에 설치된 발광 다이오드로부터의 청색광을, 상기 적층 구조체를 통과시킴으로써, 녹색광이나 적색광으로 변환하여, 청색광, 녹색광 및 적색광이 혼색되어 백색광을 얻을 수 있기 때문에, 디스플레이용의 백라이트로서 사용할 수 있다.

실시예

이하, 실시예에 의해 본 발명을 구체적으로 설명한다. 단, 본 발명은 하기의 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

1. 각 성분의 준비

1-1. 광중합성 화합물

이하의 표 1에 나타내는 광중합성 화합물을 준비하였다. 또한, 표 1에는, 광중합성 화합물의 한센 용해도 파라미터(δD, δP 및 δH)를 아울러 나타낸다.

1-2. 광중합 개시제

·광중합 개시제 1: 페닐(2,4,6-트리메틸벤조일-디페닐-포스핀옥사이드

·광중합 개시제 2: 페닐비스(2,4,6-트리메틸벤조일)포스핀옥사이드

1-3. 힌더드 아민계 화합물

·힌더드 아민계 화합물 1: 데칸디카르복실산 비스(2,2,6,6-테트라메틸-1-(옥틸옥시)-4-피페리디닐)에스테르

1-4. 산화 방지제

·산화 방지제 1: 비스(데실)펜타에리트리톨디포스파이트

·산화 방지제 2: 펜타에리트리톨테트라키스[3-[3,5-디(tert-부틸)-4-히드록시페닐]프로피오네이트]

1-5. 녹색 발광 입자 1의 조정(유기 리간드로 수식된 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자)

[라우르산인듐 용액의 조제]

1-옥타데센(ODE) 10 g, 아세트산인듐 146 ㎎(0.5 ㎜ol) 및 라우르산 300 ㎎(1.5 ㎜ol)을 반응 플라스크에 첨가하여 혼합물을 얻었다. 진공하에 있어서 혼합물을 140℃에서 2시간 가열함으로써 투명한 용액(라우르산인듐 용액)을 얻었다.

이 용액은, 필요해질 때까지 실온에서 글러브 박스 중에 유지하였다. 또한, 라우르산인듐은, 실온에서는 용해성이 낮아 침전되기 쉽기 때문에, 라우르산인듐 용액을 사용할 때에는, 이 용액(ODE 혼합물) 중의 침전된 라우르산인듐을 약 90℃로 가열하여 투명한 용액을 형성한 후, 소망량을 계량하여 사용하였다.

[녹색 발광성 나노 결정 입자의 코어(InP 코어)의 제작]

트리옥틸포스핀옥사이드(TOPO) 5 g, 아세트산인듐 1.46 g(5 ㎜ol) 및 라우르산 3.16 g(15.8 ㎜ol)을 반응 플라스크에 첨가하여 혼합물을 얻었다. 질소(N₂) 환경하에 있어서 혼합물을 160℃에서 40분간 가열한 후, 진공하에서 250℃에서 20분간 가열하였다.

계속해서, 반응 온도(혼합물의 온도)를 질소(N₂) 환경하에서 300℃로 승온하였다. 이 온도에서, 1-옥타데센(ODE) 3 g과 트리스(트리메틸실릴)포스핀 0.25 g(1 ㎜ol)의 혼합물을 반응 플라스크에 신속히 도입하고, 반응 온도를 260℃로 유지하였다.

5분 후, 히터의 제거에 의해 반응을 정지시키고, 얻어진 반응 용액을 실온으로 냉각하였다.

계속해서, 톨루엔 8 mL 및 에탄올 20 mL를 글러브 박스 중의 반응 용액에 첨가하였다.

계속해서, 원심 분리를 행하여 InP 나노 결정 입자를 침전시킨 후, 상등액의 경사(傾瀉)에 의해 InP 나노 결정 입자를 얻었다.

계속해서, 얻어진 InP 나노 결정 입자를 헥산에 분산시켰다. 이에 의해, InP 나노 결정 입자를 5 질량% 함유하는 분산액(헥산 분산액)을 얻었다.

얻어진 InP 나노 결정 입자의 헥산 분산액, 및 라우르산인듐 용액을 반응 플라스크에 투입하여, 혼합물을 얻었다. 또한, InP 나노 결정 입자의 헥산 분산액 및 라우르산인듐 용액의 투입량은, 각각, 0.5 g(InP 나노 결정 입자가 25 ㎎), 5 g(라우르산인듐이 178 ㎎)이 되도록 조정하였다.

진공하, 실온에서 혼합물을 10분간 정치(靜置)한 후, 질소 가스로 플라스크 내를 상압으로 복귀시키고, 혼합물의 온도를 230℃로 올리며, 그 온도에서 2시간 유지하여 헥산을 플라스크 내부로부터 제거하였다.

계속해서, 플라스크 내부 온도를 250℃까지 승온하고, 1-옥타데센(ODE) 3 g 및 트리스(트리메틸실릴)포스핀 0.03 g(0.125 ㎜ol)의 혼합물을 반응 플라스크에 신속히 도입하며, 반응 온도를 230℃로 유지하였다.

5분 후, 히터의 제거에 의해 반응을 정지시키고, 얻어진 반응 용액을 실온으로 냉각하였다.

계속해서, 톨루엔 8 mL 및 에탄올 20 mL를 글러브 박스 중의 반응 용액에 첨가하였다.

계속해서, 원심 분리를 행하여, 녹색 발광성 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자의 코어가 되는, InP 나노 결정 입자(InP 코어)를 침전시킨 후, 상등액의 경사에 의해, InP 나노 결정 입자(InP 코어)를 얻었다.

계속해서, 얻어진 InP 나노 결정 입자(InP 코어)를 헥산에 분산시켜, InP 나노 결정 입자(InP 코어)를 5 질량% 함유하는 분산액(헥산 분산액)을 얻었다.

[녹색 발광성 나노 결정 입자의 셸(ZnSeS/ZnS 셸)의 형성]

얻어진 InP 나노 결정 입자(InP 코어)의 헥산 분산액을 반응 플라스크에 2.5 g 첨가한 후, 실온에서, 올레산 0.7 g을 반응 플라스크에 첨가하고, 온도를 80℃로 올려 2시간 유지하였다.

계속해서, 이 반응 혼합물 중에, ODE 1 mL에 용해한 디에틸아연 14 ㎎, 비스(트리메틸실릴)셀레나이드 8 ㎎ 및 헥사메틸디실라티안 7 ㎎(ZnSeS 전구체 용액)을 적하하고, 200℃로 승온하여 10분 유지함으로써, 두께가 0.5 모노레이어의 ZnSeS 셸을 형성시켰다.

계속해서, 온도를 140℃로 올려, 30분간 유지하였다.

다음으로, 이 반응 혼합물 중에, ODE 2 mL에 디에틸아연 69 ㎎ 및 헥사메틸디실라티안 66 ㎎을 용해시켜 얻어진 ZnS 전구체 용액을 적하하고, 온도를 200℃로 올려 30분 유지함으로써, 두께 2 모노레이어의 ZnS 셸을 형성시켰다.

ZnS 전구체 용액의 적하의 10분 후에, 히터의 제거에 의해 반응을 정지시켰다.

계속해서, 반응 혼합물을 실온으로 냉각하고, 얻어진 백색 침전물을 원심 분리에 의해 제거함으로써, 녹색 발광성 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자가 분산된 투명한 나노 결정 입자 분산액(InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자의 ODE 분산액)을 얻었다.

[유기 리간드의 합성]

수 평균 분자량(Mn) 400의 폴리에틸렌글리콜(Sigma-Aldrich사 제조)을 플라스크에 투입한 후, 질소 가스 환경에서 교반하면서, 폴리에틸렌글리콜과 등몰량의 무수 숙신산(Sigma-Aldrich사 제조)을 첨가하였다.

플라스크의 내부 온도를 80℃로 승온하고, 8시간 교반함으로써, 옅은 황색의 점조한 유상물(油狀物)로서 하기 식 (A)로 표시되는 유기 리간드를 얻었다.

[리간드 교환에 의한 녹색 발광성 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자의 조제]

상기 유기 리간드 30 ㎎을 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자의 ODE 분산액 1 mL에 첨가하였다.

계속해서, 90℃에서 5시간 가열함으로써 리간드 교환을 행하였다. 리간드 교환의 진행에 따라, 나노 결정 입자의 응집이 보여졌다.

리간드 교환 종료 후, 상등액의 경사를 행하여 나노 결정 입자를 얻었다.

계속해서, 얻어진 나노 결정 입자에 에탄올 3 mL를 첨가하고, 초음파 처리하여 재분산시켰다. 나노 결정 입자의 에탄올 분산액 3 mL에 n-헥산 10 mL를 첨가하였다.

계속해서, 원심 분리를 행하여 나노 결정 입자를 침전시킨 후, 상등액의 경사 및 진공하에서의 건조에 의해 녹색 발광 입자 1(유기 리간드로 수식된 InP/ZnSeS/ZnS 나노 결정 입자)을 얻었다. 또한, 유기 리간드로 수식된 나노 결정 입자 전량에 차지하는 유기 리간드의 함유량은 35 질량%였다.

1-6. 녹색 발광 입자 2의 조정(실리카 피복 CsPbBr₃)

먼저, 6.0 g의 탄산세슘과, 250 mL의 1-옥타데센과, 25 mL의 올레산을 혼합하여 혼합액을 얻었다. 다음으로, 이 혼합액을 120℃에서 30분간, 감압 건조시킨 후, 아르곤 분위기하에 150℃에서 가열하였다. 이에 의해, 세슘-올레산 용액을 얻었다.

한편, 5.0 g의 브롬화납(II)과 375 mL의 1-옥타데센과, 37.5 mL의 올레산을 혼합하여 혼합액을 얻었다. 다음으로, 이 혼합액을 90℃에서 10분간, 감압 건조시킨 후, 아르곤 분위기하에 혼합액에 37.5 mL의 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES)을 첨가하였다. 그 후 또한 20분간 감압 건조를 행한 후, 아르곤 분위기하에 140℃에서 가열하였다.

그 후, 상기 브롬화납(II)을 포함하는 혼합액에 150℃에서 37.5 mL의 상기 세슘-올레산 용액을 첨가하여, 5초간 가열 교반함으로써 반응시킨 후, 빙욕(氷浴)에서 냉각하였다. 계속해서, 3 L의 아세트산메틸을 첨가하였다. 얻어진 현탁액을 원심 분리(10,000회전/분, 1분간)한 후, 상등액을 제거하고 톨루엔을 혼합하여 2시간 교반하였다. 그 후, 톨루엔을 제거함으로써 실리카 피복 녹색 발광 입자 2를 얻었다. 발광 입자 2를 구성하는 나노 결정은 페로브스카이트형의 삼브롬화납세슘 결정이고, 주사 투과 전자 현미경 관찰에 의해 분석한 결과 그 평균 입자 직경은 10 ㎚였다.

1-7. 녹색 발광 입자 3의 조정(실리카 피복 FAPbBr₃)

아르곤 분위기하, 3구 플라스크에 포름아미딘아세트산염 0.4 g, 올레산 12.5 ㎖를 첨가하였다. 진공 펌프로 감압하면서, 실온에서 18시간 교반 감압 탈기한 후, 120℃에서 30분간 가열 교반하였다. 아르곤 분위기인 채로 감압을 해제하여 포름아미딘-올레산 용액을 얻었다.

한편, 아르곤 분위기하, 3구 플라스크에 브롬화납(II) 1.0 g, 올레산 7.5 mL, 1-옥타데센 75 mL를 첨가하였다. 진공 펌프로 감압하면서, 90℃에서 10분간 가열 교반하였다. 아르곤 분위기인 채로 감압을 해제하고, 3-아미노프로필트리에톡시실란(APTES) 7.5 mL를 첨가하였다. 90℃인 채로 균일한 용액이 될 때까지 교반하였다.

그 후, 상기 브롬화납(II)을 포함하는 혼합액에 140℃에서 11.6 mL의 상기 포름아미딘-올레산 용액을 첨가하여, 5초간 가열 교반함으로써 반응시킨 후, 빙욕에서 냉각하였다. 계속해서, 3 L의 아세트산메틸을 첨가하였다. 얻어진 현탁액을 원심 분리(10,000회전/분, 1분간)한 후, 상등액을 제거하고 톨루엔을 혼합하여 2시간 교반하였다. 그 후, 톨루엔을 제거함으로써 실리카 피복 녹색 발광 입자 3을 얻었다. 발광 입자 3을 구성하는 나노 결정은 페로브스카이트형의 포름아미듐브롬화납 결정이고, 주사 투과 전자 현미경 관찰에 의해 분석한 결과 그 평균 입자 직경은 10 ㎚였다.

1-8. 녹색 발광 입자 4의 조정(실리카 다층 피복 FAPbBr₃)

하기 식 (B4)로 표시되는 구조를 갖는 블록 코폴리머(S2VP, PolymerSource.사 제조) 4 g을 톨루엔 400 mL에 첨가하여, 60℃에서 가열 용해시켰다. 상기 발광 입자 3의 농도가 0.16 질량%가 되도록, 블록 코폴리머가 용해된 톨루엔 용액에 발광 입자 3을 첨가하여, 15분간 교반한 후, 원심 분리하여, 상등액을 회수함으로써, 발광 입자 3 및 블록 코폴리머를 포함하는 톨루엔 분산액을 얻었다.

상기 톨루엔 분산액 100 mL에 대해, 하기 식 (C4)로 표시되는 화합물(MS-51, 콜코트 가부시키가이샤 제조, 식 (C4) 중의 m의 평균값은 4) 5 mL를 첨가하여, 5분간 교반하고, 계속해서, 이온 교환수 0.25 mL를 더 첨가하여 2시간 교반하였다.

얻어진 용액을, 9,000회전/분, 5분간의 조건으로 원심 분리한 후, 상등액 100 mL를 회수함으로써, 발광 입자 3이 또한 실리카 피복된 발광 입자 4의 톨루엔 분산액을 얻었다. 이 분산액 중으로부터 톨루엔을 제거함으로써 발광 입자 4를 얻었다. 동적 광산란식 나노 트랙 입도 분포계를 이용하여 발광 입자 4의 평균 입자 직경을 측정한 결과, 95 ㎚였다. 또한, 발광 입자 4에 대해, 주사 투과 전자 현미경을 이용한 에너지 분산형 X선 분석법(STEM-EDS)에 의해 원소 분포를 평가한 결과, 발광 입자의 표면층에 Si가 포함되어 있는 것을 확인하였다. 상기 표면층의 두께를 측정한 결과, 약 5 ㎚였다. 또한, 상기 발광 입자에 대해, 열중량 시차열 분석(TG-DTA; 승온 속도 10℃/분, 질소 분위기하) 측정에 의해, 200∼550℃의 범위에서 중량 감소가 확인되었기 때문에, 유기 성분이 포함되어 있는 것이 시사되었다. 한편, 열분해 가스 크로마토그래프 질량 분석계(TD/Py-GC/MS) 측정에 의해, 사용한 블록 코폴리머가 성분으로서 동정(同定)되었다.

1-6. 광산란성 입자 분산체

(광산란성 입자 분산체 1)

아르곤 가스로 채운 용기 내에서, 산화티탄(제품명: CR-60-2, 이시하라 산교 가부시키가이샤 제조, 평균 입자 직경(체적 평균 직경): 210 ㎚)을 5.23 g과, 고분자 분산제(아지스퍼 PB-821, 아지노모토 파인테크노 가부시키가이샤 제조)를 0.27 g과, 광중합성 화합물 3을 4.5 g을 혼합하였다.

그 후, 얻어진 혼합물에 지르코니아 비드(직경: 1.25 ㎜)를 첨가하고, 페인트 컨디셔너를 이용하여 2시간 진탕시킴으로써 혼합물을 분산 처리하고, 폴리에스테르 메쉬 필터로 지르코니아 비드를 제거함으로써 광산란성 입자 분산체 1(산화티탄 함유량: 52.3 질량%)을 얻었다.

(광산란성 입자 분산체 2)

광중합성 화합물 3을, 광중합성 화합물 5로 변경한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여, 광산란성 입자 분산체 2를 얻었다.

(광산란성 입자 분산체 3)

광중합성 화합물 3을, 광중합성 화합물 4로 변경한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여, 광산란성 입자 분산체 3을 얻었다.

(광산란성 입자 분산체 4)

광중합성 화합물 3을, 광중합성 화합물 6으로 변경한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여, 광산란성 입자 분산체 4를 얻었다.

(광산란성 입자 분산체 5)

광중합성 화합물 3을, 광중합성 화합물 9로 변경한 것 이외에는, 상기와 동일하게 하여, 광산란성 입자 분산체 5를 얻었다.

2. 녹색 잉크 조성물의 조제

(실시예 1)

녹색 발광 입자 1과, 광산란성 입자 분산체 1과, 광중합성 화합물 3과, 광중합 개시제 1, 광중합 개시제 2와, 힌더드 아민계 화합물 1을, 각 성분의 함유량이 표 2에 나타내는 양(단위: 질량부)이 되도록 배합하고, 아르곤 가스로 채운 용기 내에서 균일하게 혼합하였다.

그 후, 글러브 박스 내에서, 혼합물을 구멍 직경 5 ㎛의 필터로 여과하였다.

또한, 아르곤 가스를 얻어진 여과물을 넣은 용기 내에 도입하여, 용기 내를 아르곤 가스로 포화시켰다.

계속해서, 감압하여 아르곤 가스를 제거함으로써, 실시예 1의 녹색 잉크 조성물 1을 얻었다.

(실시예 2)

광중합성 화합물 3을 대신하여, 광중합성 화합물 5를 사용하고, 광산란성 입자 분산체 1을 대신하여, 광산란성 입자 분산체 2를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 2를 얻었다.

(실시예 3)

또한, 표 2에 나타내는 양으로, 산화 방지제 1 및 산화 방지제 2를 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 3을 얻었다.

(실시예 4)

광중합성 화합물 5를 대신하여, 표 2에 나타내는 양으로, 광중합성 화합물 6 및 광중합성 화합물 4를 사용하고, 광산란성 입자 분산체 2를 대신하여, 광산란성 입자 분산체 3을 사용한 것 이외에는, 실시예 2와 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 4를 얻었다.

(실시예 5)

광중합성 화합물 5를 대신하여, 표 2에 나타내는 양으로, 광중합성 화합물 6, 광중합성 화합물 4 및 광중합성 화합물 9를 사용하고, 광산란성 입자 분산체 2를 대신하여, 광산란성 입자 분산체 3을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 5를 얻었다.

(실시예 6)

광중합성 화합물 5를 대신하여, 표 2에 나타내는 양으로, 광중합성 화합물 6, 광중합성 화합물 3, 광중합성 화합물 1 및 광중합성 화합물 4를 사용하고, 광산란성 입자 분산체 2를 대신하여, 광산란성 입자 분산체 1을 사용한 것 이외에는, 실시예 3과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 6을 얻었다.

(비교예 1)

힌더드 아민계 화합물 1의 사용을 생략하고, 각 성분의 함유량이 표 3에 나타내는 양이 되도록 배합한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 C1을 얻었다.

(비교예 2)

광중합성 화합물 3을 대신하여, 광중합성 화합물 6을 사용하고, 광산란성 입자 분산체 1을 대신하여, 광산란성 입자 분산체 4를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 C2를 얻었다.

(비교예 3)

광중합성 화합물 3을 대신하여, 표 3에 나타내는 양으로, 광중합성 화합물 9 및 광중합성 화합물 10을 사용하고, 광산란성 입자 분산체 1을 대신하여, 광산란성 입자 분산체 5를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 C3을 얻었다.

(실시예 7)

녹색 발광 입자 2와, 광산란성 입자 분산체 1과, 광중합성 화합물 5와, 광중합성 화합물 12와, 광중합 개시제 1, 광중합 개시제 2와, 힌더드 아민계 화합물 1을, 각 성분의 함유량이 표 4에 나타내는 양(단위: 질량부)이 되도록 배합하고, 아르곤 가스로 채운 용기 내에서 균일하게 혼합하였다.

그 후, 글러브 박스 내에서, 혼합물을 구멍 직경 5 ㎛의 필터로 여과하였다.

또한, 아르곤 가스를 얻어진 여과물을 넣은 용기 내에 도입하여, 용기 내를 아르곤 가스로 포화시켰다.

계속해서, 감압하여 아르곤 가스를 제거함으로써, 실시예 7의 녹색 잉크 조성물 7을 얻었다.

(실시예 8)

녹색 발광 입자 2를 대신하여, 녹색 발광 입자 3을 사용한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 8을 얻었다.

(실시예 9)

녹색 발광 입자 2를 대신하여, 녹색 발광 입자 4를 사용한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 9를 얻었다.

(비교예 4)

힌더드 아민계 화합물 1의 사용을 생략하고, 각 성분의 함유량이 표 4에 나타내는 양이 되도록 배합한 것 이외에는, 실시예 7과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 C4를 얻었다.

(실시예 10)

녹색 발광 입자 2와, 광산란성 입자 분산체 1과, 광중합성 화합물 5와, 광중합성 화합물 11과, 광중합성 화합물 12와, 광중합 개시제 1, 광중합 개시제 2와, 힌더드 아민계 화합물 1을, 각 성분의 함유량이 표 5에 나타내는 양(단위: 질량부)이 되도록 배합하고, 아르곤 가스로 채운 용기 내에서 균일하게 혼합하였다.

그 후, 글러브 박스 내에서, 혼합물을 구멍 직경 5 ㎛의 필터로 여과하였다.

또한, 아르곤 가스를 얻어진 여과물을 넣은 용기 내에 도입하여, 용기 내를 아르곤 가스로 포화시켰다.

계속해서, 감압하여 아르곤 가스를 제거함으로써, 실시예 10의 녹색 잉크 조성물 10을 얻었다.

(실시예 11)

녹색 발광 입자 2를 대신하여, 녹색 발광 입자 3을 사용한 것 이외에는, 실시예 10과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 11을 얻었다.

(실시예 12)

녹색 발광 입자 2를 대신하여, 녹색 발광 입자 4를 사용한 것 이외에는, 실시예 10과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 12를 얻었다.

(비교예 5)

힌더드 아민계 화합물 1의 사용을 생략하고, 각 성분의 함유량이 표 5에 나타내는 양이 되도록 배합한 것 이외에는, 실시예 10과 동일하게 하여, 녹색 잉크 조성물 C5를 얻었다.

3. 평가

3-1. 외부 양자 효율(EQE)의 평가

[외부 양자 효율 평가용 시료의 제작]

실시예 1∼9 및 비교예 1∼4에서 얻어진 잉크 조성물을, 유리 기판 상에, 막 두께가 10 ㎛가 되도록, 스핀 코터로 대기 중에서 도포하였다.

도포막을 질소 분위기하, 주파장 395 ㎚의 LED 램프를 이용한 UV 조사 장치로 적산 광량 1500 mJ/㎠가 되도록 UV를 조사하여 경화시켰다.

이에 의해, 유리 기판 상에 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 층(광 변환층)을 형성하여, 평가용 시료를 얻었다.

[EQE의 측정]

면발광 광원으로서, 파장 450 ㎚에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 청색 LED(씨씨에스 가부시키가이샤 제조)를 이용하였다.

측정 장치는, 방사 분광 광도계(오츠카 덴시 가부시키가이샤 제조, 「MCPD-9800」)에 적분구를 접속하고, 청색 LED의 상측에 적분구를 설치하였다.

청색 LED와 적분구 사이에, 제작한 평가용 시료를 삽입하고, 청색 LED를 점등시켜 관측되는 스펙트럼, 각 파장에 있어서의 조도를 측정하였다.

상기 측정 장치로 측정되는 스펙트럼 및 조도로부터, 이하와 같이 하여 외부 양자 효율을 구하였다.

외부 양자 효율은, 광 변환층에 입사한 광(광자) 중, 어느 정도의 비율로 형광으로서 관측자측에 방사되는지를 나타내는 값이다.

따라서, 이 값이 크면 광 변환층이 발광 특성이 우수한 것을 나타내고 있고, 중요한 평가 지표이다.

EQE(%)=P1(Green)/E(Blue)×100

여기서, E(Blue) 및 P1(Green)은, 각각 이하의 값을 나타낸다.

E(Blue)는, 파장 380∼490 ㎚의 범위에 있어서의 「조도×파장÷hc」의 합계값을 나타낸다.

P1(Green)은, 파장 500∼650 ㎚의 범위에 있어서의 「조도×파장÷hc」의 합계값을 나타낸다.

이들 값은, 관측한 광자수에 상당하는 값이다. 또한, h는, 플랑크 상수, c는 광속을 나타낸다.

3-2. 발광성 나노 결정 입자의 열화 거동 평가(EQE 유지율)

각 평가용 시료에 대해, 대기 중에서 백색광을 1시간 조사하였다. 그 후, 3-1과 동일하게 하여, 외부 양자 효율(EQE)의 평가를 행하였다.

그리고, 백색광의 조사 전의 EQE에 대한 조사 후의 EQE의 유지율(%)을 구하고, 이하의 기준에 따라, 발광성 나노 결정 입자의 열화 거동 평가를 행하였다.

[평가 기준]

◎: 95% 이상

○: 90% 이상, 95% 미만

△: 80% 이상, 90% 미만

×: 80% 미만

이 결과를 표 2 및 표 4에 아울러 나타낸다.

실시예 1 내지 실시예 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물 1 내지 6을 이용한 광 변환층은, 비교예 1∼3의 잉크 조성물 C1 내지 C3을 이용한 광 변환층과 비교하여, EQE 유지율이 양호한 것을 알 수 있다. 이것은, 힌더드 아민계 화합물이, 특정 범위의 한센 용해도 파라미터를 갖는 광중합성 화합물을 포함하는 잉크 조성물에 있어서, 효과적으로 작용하는 것에 의한 것으로 생각된다. 또한, 실시예 3, 5 및 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물 3, 5 및 6을 이용한 광 변환층은, 또한 산화 방지제를 포함하는 잉크 조성물로 형성되어, 매우 우수한 EQE 유지율을 나타내는 것을 알 수 있다.

실시예 7 내지 실시예 9에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물 7 내지 9를 이용한 광 변환층은, 비교예 4의 잉크 조성물 C4를 이용한 광 변환층과 비교하여, EQE 유지율이 양호한 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 7의 광 변환층은, 비교예 4의 광 변환층과 비교하여 EQE 유지율이 양호하기 때문에, 실리카 피복에 의한 내구성 부여 입자에 있어서도, 힌더드 아민계 화합물에 의해 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다. 또한, 실시예 7 내지 9를 비교한 경우, 녹색 발광 입자 4를 포함하는 잉크 조성물 9를 이용한 광 변환층이 특히 우수한 것을 알 수 있다.

4-1. 광 변환 필름의 평가

실시예 10∼12 및 비교예 5에서 얻어진 잉크 조성물을, 유리 기재 상에 막 두께가 100 ㎛가 되도록 도포하고, 또한 다른 1장의 유리 기재를 접합시켰다. 이 도포 유리를 질소 분위기하, 주파장 395 ㎚의 LED 램프를 이용한 UV 조사 장치로 적산 광량 1 J/㎠가 되도록 UV를 조사하여 경화시켜, 광 변환 필름을 얻었다.

실시예 10 내지 12에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 잉크 조성물 10 내지 12를 이용한 광 변환 필름은, 비교예 5의 잉크 조성물 C5를 이용한 광 변환 필름과 비교하여, EQE 유지율이 양호한 것을 알 수 있다. 특히, 실시예 10의 광 변환 필름은, 비교예 5의 광 변환 필름과 비교하여 EQE 유지율이 양호하기 때문에, 실리카 피복에 의한 내구성 부여 입자에 있어서도, 힌더드 아민계 화합물에 의해 내구성이 향상되는 것을 알 수 있다.

이상의 결과로부터, 본 발명의 잉크 조성물에 의하면, 얻어지는 광 변환층 및 광 변환 필름은, 광이나 열에 대한 높은 안정성을 갖는 것이 분명하다.

10: 화소부 10a: 제1 화소부
10b: 제2 화소부 10c: 제3 화소부
11a: 제1 발광성 나노 결정 입자 11b: 제2 발광성 나노 결정 입자
12a: 제1 광산란성 입자 12b: 제2 광산란성 입자
12c: 제3 광산란성 입자 20: 차광부
30: 광 변환층 40: 기재
100: 컬러 필터 50: 적층 구조체
51: 제1 기판 52: 제2 기판
53: 밀봉층 54: 광 변환 필름
541: 광산란 입자 542: 발광 입자

Claims (13)

1. 발광성 나노 결정 입자와,
   광중합성 성분과,
   힌더드 아민계 화합물을 함유하고,
   상기 광중합성 성분은, 한센 용해도 파라미터(HSP)에 있어서의 δD가 16∼17.5 MPa^0.5, δP가 2.5∼5 MPa^0.5, 또한, δH가 3∼6 MPa^0.5인 적어도 1종의 광중합성 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 잉크 조성물.
2. 제1항에 있어서, 상기 광중합성 화합물은, 단작용 또는 다작용의 (메트)아크릴레이트인 잉크 조성물.
3. 제2항에 있어서, 상기 광중합성 화합물은, 하기 식 (1)로 표시되는 2작용의 (메트)아크릴레이트인 잉크 조성물.
   

   

   
   [식 (1) 중, R¹은 탄소수 4∼8의 알킬렌기를 나타내고, 2개의 R²는 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기를 나타낸다.]
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광중합성 성분 중에 차지하는 상기 광중합성 화합물의 비율은, 30 질량% 이상인 잉크 조성물.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 힌더드 아민계 화합물은, 하기 식 (2)로 표시되는 부분 구조를 갖는 잉크 조성물.
   
   [식 (2) 중, R³은 수소 원자 또는 치환기를 나타내고, R⁴는 연결기를 나타내며, *는, 결합수(結合手)를 나타낸다.]
6. 제5항에 있어서, 상기 식 (2) 중의 R³은 알콕시기인 잉크 조성물.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 산화 방지제를 더 함유하는 잉크 조성물.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 잉크젯 방식에 의한 액적 토출법에 이용되는 잉크 조성물.
9. 복수의 화소부와, 인접하는 상기 화소부끼리의 사이에 형성된 차광부를 구비하고,
   상기 복수의 화소부는, 제1항 또는 제2항에 기재된 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 발광성 화소부를 갖는 것을 특징으로 하는 광 변환층.
10. 제9항에 있어서, 상기 복수의 발광성 화소부는,
    상기 발광성 나노 결정 입자로서, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 605∼665 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 제1 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제1 발광성 화소부와,
    상기 발광성 나노 결정 입자로서, 파장 420∼480 ㎚의 범위의 광을 흡수하여, 파장 500∼560 ㎚의 범위에 발광 피크를 갖는 광을 발하는 제2 발광성 나노 결정 입자를 함유하는 제2 발광성 화소부를 포함하는 광 변환층.
11. 제9항에 있어서, 상기 복수의 화소부는, 광산란성 입자를 함유하는 비발광성 화소부를 더 갖는 광 변환층.
12. 제9항에 기재된 광 변환층을 구비하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터.
13. 제1항 또는 제2항에 기재된 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광 변환 필름.