KR102732873B1 - Light Conversion Ink Composition, Color Filter and Display Device - Google Patents
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Abstract
본 발명은 양자점 및 경화성 모노머를 포함하고, 상기 양자점은 표면 상에 특정 구조의 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 포함하는 리간드층을 갖고, 경화성 모노머는 특정 구조의 2관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 형성되는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제 없이도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 잉크젯 인쇄 방식으로 컬러필터를 제조하는데 효과적으로 사용될 수 있다.The present invention provides a photoconversion ink composition comprising a quantum dot and a curable monomer, wherein the quantum dot has a ligand layer comprising a polyethylene glycol-based ligand having a specific structure on its surface, and the curable monomer comprises a bifunctional (meth)acrylate having a specific structure, a color filter formed using the same, and an image display device having the color filter. The photoconversion ink composition according to the present invention has excellent optical properties and dispersibility of quantum dots even without a solvent, and can implement low viscosity. Therefore, the photoconversion ink composition according to the present invention can be effectively used to manufacture a color filter by an inkjet printing method.
Description
본 발명은 광변환 잉크 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 용제 없이도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능한 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 형성되는 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photoconversion ink composition, a color filter, and an image display device, and more specifically, to a photoconversion ink composition having excellent optical properties and dispersibility of quantum dots and capable of implementing low viscosity even without a solvent, a color filter formed using the same, and an image display device equipped with the color filter.
컬러필터는 백색광에서 적색, 녹색 및 청색의 3가지 색을 추출하여 미세한 화소단위로 가능하게 하는 박막 필름형 광학부품으로서, 한 화소의 크기가 수십에서 수백 마이크로미터 정도이다. 이러한 컬러필터는 각각의 화소 사이의 경계부분을 차광하기 위하여 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 취하고 있다.A color filter is a thin film-type optical component that extracts three colors, red, green, and blue, from white light and enables it to be divided into fine pixel units, with each pixel having a size of tens to hundreds of micrometers. Such a color filter has a structure in which a black matrix layer formed in a set pattern on a transparent substrate to block light at the boundary between each pixel, and a pixel unit in which three primary colors of multiple colors (usually red (R), green (G), and blue (B)) are arranged in a set order to form each pixel are sequentially laminated.
최근에는 컬러필터를 구현하는 방법 중의 하나로서, 안료 분산형의 감광성 수지를 이용한 안료 분산법이 적용되고 있으나, 광원에서 조사된 광이 컬러필터를 투과하는 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되어 광 효율이 저하되고, 또한 색 필터에 포함되어 있는 안료의 특성으로 인하여 색재현이 저하되는 문제점이 발생하고 있다.Recently, a pigment dispersion method using a pigment-dispersed photosensitive resin has been applied as one of the methods for implementing color filters. However, when light irradiated from a light source passes through a color filter, some of the light is absorbed by the color filter, which reduces light efficiency, and also, due to the characteristics of the pigment included in the color filter, there is a problem that color reproduction is reduced.
특히, 컬러필터가 각종 화상표시장치를 비롯한 다양한 분야에 사용됨에 따라 우수한 패턴 특성뿐만 아니라 높은 색재현율과 함께 고휘도, 고명암비와 같은 성능이 요구되고 있는 바, 이러한 문제를 해결하기 위하여, 양자점을 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터 제조 방법이 제안되었다. 예를 들어, 대한민국 특허공개 제10-2009-0036373호는 기존의 컬러필터를 양자점 형광체로 이루어진 발광층으로 대체함으로써 발광 효율을 향상시켜 표시장치의 표시품질을 개선할 수 있다고 개시하고 있다.In particular, as color filters are used in various fields including various image display devices, not only excellent pattern characteristics but also high color reproducibility, high brightness, high contrast ratio, and other performances are required. In order to solve these problems, a method for manufacturing a color filter using a self-luminous photosensitive resin composition containing quantum dots has been proposed. For example, Korean Patent Publication No. 10-2009-0036373 discloses that by replacing an existing color filter with a light-emitting layer composed of a quantum dot fluorescent substance, light-emitting efficiency can be improved, thereby improving the display quality of a display device.
이러한 양자점을 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용한 포토리소그래피 방법은 코팅, 노광, 현상 및 경화를 통해 색 필터를 형성하는 방법으로, 색 필터의 정교성과 재현성 측면에서는 우수하지만, 화소를 형성하기 위하여 각각의 색에 대하여 코팅, 노광, 현상 및 경화하는 과정이 각각 요구되어 제조 공정, 시간 및 비용이 늘어나고 공정간 제어 인자가 많아져 수율 관리에 어려움이 있다.The photolithography method using a photosensitive resin composition containing such quantum dots is a method of forming a color filter through coating, exposure, development, and curing. Although it is excellent in terms of the precision and reproducibility of the color filter, the coating, exposure, development, and curing processes are required for each color to form pixels, which increases the manufacturing process, time, and cost, and the number of control factors between processes increases, making it difficult to manage the yield.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 잉크젯(inkjet) 방법이 제시되었다. 잉크젯 방법은 잉크젯 헤드(inkjet head)를 사용하여 구획되어 있는 소정 위치에 액체 잉크를 분사하여 각각의 잉크가 착색된 이미지를 구현하는 기술로, 적색, 녹색 및 청색을 포함한 복수의 색을 한번에 착색할 수 있어서 제조 공정, 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.To solve these problems, the inkjet method has been proposed. The inkjet method is a technology that uses an inkjet head to spray liquid ink to designated locations to implement an image in which each ink is colored. Since multiple colors including red, green, and blue can be colored at once, the manufacturing process, time, and cost can be greatly reduced.
최근 모니터, TV 등에서 높은 색재현률(NTSC 대비 색농도)이 요구됨에 따라 양자점의 발광 휘도 향상이 필요하다. 이러한 발광 휘도 향상을 위해서는 막 두께를 두껍게 하는 방법이 있다. 하지만, 양자점 및 용제를 포함한 잉크 조성물로는 막두께를 두껍게 하는데 한계가 있다. 이에, 용제를 포함하지 않은 양자점 함유 무용제형 잉크 조성물이 요구되고 있다.Recently, as high color reproducibility (color density compared to NTSC) is required for monitors, TVs, etc., it is necessary to improve the luminescence brightness of quantum dots. In order to improve the luminescence brightness, there is a method of increasing the film thickness. However, there is a limit to increasing the film thickness with an ink composition containing quantum dots and a solvent. Accordingly, a solvent-free ink composition containing quantum dots that does not contain a solvent is required.
그러나, 양자점을 무용제형 조성물로 제조할 경우에는 균일한 분산이 어려워 양자점의 응집을 야기하여 양자점의 광특성이 저하되거나 점도가 높아져 제팅성이 불량할 수 있다.However, when quantum dots are manufactured as a non-solvent composition, uniform dispersion is difficult, which may cause agglomeration of quantum dots, which may result in a decrease in the optical properties of the quantum dots or an increase in viscosity, which may result in poor jetting properties.
따라서, 용제 없이도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능한 잉크 조성물의 개발이 절실히 요구되고 있는 실정이다.Therefore, there is an urgent need for the development of an ink composition that has excellent optical properties and dispersibility of quantum dots and can achieve low viscosity without a solvent.
본 발명의 한 목적은 용제 없이도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능한 광변환 잉크 조성물을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a photoconversion ink composition having excellent optical properties and dispersibility of quantum dots and capable of implementing low viscosity without a solvent.
본 발명의 다른 목적은 상기 광변환 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광변환 화소를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a photoconversion pixel comprising a cured product of the photoconversion ink composition.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광변환 화소를 포함하는 컬러필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a color filter including the photoconversion pixel.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an image display device having the color filter.
한편으로, 본 발명은 양자점 및 경화성 모노머를 포함하고, 상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 것이고, 상기 경화성 모노머는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 광변환 잉크 조성물을 제공한다.On the one hand, the present invention provides a photoconversion ink composition comprising a quantum dot and a curable monomer, wherein the quantum dot has a ligand layer comprising at least one of the compounds represented by the following chemical formulas 1a to 1e on a surface thereof, and the curable monomer comprises a compound represented by the following chemical formula 2.
[화학식 1a][Chemical formula 1a]
[화학식 1b][Chemical formula 1b]
[화학식 1c][Chemical formula 1c]
[화학식 1d][chemical formula 1d]
[화학식 1e][Chemical formula 1e]
[화학식 2][Chemical formula 2]
상기 식에서, In the above formula,
R' 및 R''는 각각 독립적으로 수소 원자; 카르복실기; 페닐기; 또는 티올기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기이고, R' and R'' are each independently a hydrogen atom; a carboxyl group; a phenyl group; or a C 1 -C 20 alkyl group substituted or unsubstituted with a thiol group,
R'와 R"는 동시에 수소 원자; 페닐기; 또는 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기는 아니며, R' and R" are not simultaneously a hydrogen atom; a phenyl group; or an unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이고,R a , R b and R c are each independently a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 22 alkenyl group,
Rd는 C1-C22의 알킬렌기, C3-C8의 시클로알킬렌기 또는 C6-C14 아릴렌기이며,R d is a C 1 -C 22 alkylene group, a C 3 -C 8 cycloalkylene group, or a C 6 -C 14 arylene group,
A 및 B는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, 또는 C1-C22의 알킬렌기, O, NR 또는 S이고,A and B are each independently absent, or are an alkylene group of C 1 -C 22 , O, NR or S,
R은 수소 또는 C1-C22의 알킬기이며,R is hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 22 ,
X는 카르복실기, 인산기, 티올기, 아민기, 테트라졸기, 이미다졸기, 피리딘기 또는 리포아미도기이고,X is a carboxyl group, a phosphate group, a thiol group, an amine group, a tetrazole group, an imidazole group, a pyridine group, or a lipoamido group,
n은 1 내지 20의 정수이며,n is an integer from 1 to 20,
p, q, t 및 u는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이고,p, q, t and u are each independently an integer from 1 to 100,
r은 1 내지 10의 정수이며,r is an integer from 1 to 10,
R1은 C1-C20의 알킬렌기, 페닐렌기 또는 C3-C10의 시클로알킬렌기이고, R 1 is a C 1 -C 20 alkylene group, a phenylene group or a C 3 -C 10 cycloalkylene group,
R2는 수소 또는 메틸기이며,R 2 is hydrogen or a methyl group,
m은 1 내지 15의 정수이다.m is an integer from 1 to 15.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 비카드뮴계 양자점일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the quantum dots may be non-cadmium quantum dots.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가지고, 상기 코어는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, 및 InAlPSb로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 쉘은 ZnSe, ZnS 및 ZnTe로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the quantum dot has a core-shell structure including a core and a shell covering the core, wherein the core includes at least one selected from the group consisting of 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, and InAlPSb, and the shell may include at least one selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, and ZnTe.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 산란 입자를 추가로 포함할 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may additionally include scattering particles.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 산란입자는 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO 및 MgO로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.In one embodiment of the present invention, the scattering particles may include at least one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , BaTiO 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Ti 3 O 5 , ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb 2 O 3 , SnO and MgO.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 산란입자는 TiO2 일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the scattering particles may be TiO 2 .
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may additionally contain a photopolymerization initiator.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제를 포함하지 않을 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may not contain a solvent.
다른 한편으로, 본 발명은 상기 광변환 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광변환 화소를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a photoconversion pixel comprising a cured product of the photoconversion ink composition.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 광변환 화소를 포함하는 컬러필터를 제공한다.On the other hand, the present invention provides a color filter including the photoconversion pixel.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 컬리필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.On the other hand, the present invention provides an image display device characterized by being equipped with the color filter.
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제를 포함하지 않고, 착색제로서 표면 상에 특정 구조의 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 갖는 양자점을 함유하며, 경화성 모노머로서 상기 폴리에틸렌 글리콜계 리간드와 상용성이 우수한 특정 구조의 2관능 (메타)아크릴레이트를 포함하여 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능하다. 따라서, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 잉크젯 인쇄 방식으로 컬러필터를 제조하는데 효과적으로 사용될 수 있다.The photoconversion ink composition according to the present invention does not include a solvent, contains quantum dots having a polyethylene glycol-based ligand of a specific structure on the surface as a colorant, and contains a bifunctional (meth)acrylate of a specific structure having excellent compatibility with the polyethylene glycol-based ligand as a curable monomer, so that the optical properties and dispersibility of the quantum dots are excellent and low viscosity can be implemented. Therefore, the photoconversion ink composition according to the present invention can be effectively used to manufacture a color filter by an inkjet printing method.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
본 발명에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.In the present invention, when it is said that a certain member is located "on" another member, this includes not only a case where a certain member is in contact with another member, but also a case where another member exists between the two members.
본 발명에서 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.When it is said that a part of the present invention "includes" a certain component, this does not exclude other components, unless otherwise specifically stated, but rather means that other components may be included.
본 발명의 일 실시형태는 양자점(A) 및 경화성 모노머(B)를 포함하고, 상기 양자점(A)은 표면 상에 특정 구조의 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 포함하는 리간드층을 갖는 것이고, 상기 경화성 모노머(B)는 특정 구조의 2관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 광변환 잉크 조성물에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to a photoconversion ink composition comprising a quantum dot (A) and a curable monomer (B), wherein the quantum dot (A) has a ligand layer comprising a polyethylene glycol-based ligand having a specific structure on a surface, and the curable monomer (B) comprises a bifunctional (meth)acrylate having a specific structure.
양자점(A)Quantum Dot (A)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 것이다.In one embodiment of the present invention, the quantum dot has a ligand layer comprising at least one of the compounds represented by the following chemical formulas 1a to 1e on its surface.
[화학식 1a][Chemical formula 1a]
[화학식 1b][Chemical formula 1b]
[화학식 1c][Chemical formula 1c]
[화학식 1d][chemical formula 1d]
[화학식 1e][Chemical formula 1e]
상기 식에서, In the above formula,
R' 및 R''는 각각 독립적으로 수소 원자; 카르복실기; 페닐기; 또는 티올기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기이고, R' and R'' are each independently a hydrogen atom; a carboxyl group; a phenyl group; or a C 1 -C 20 alkyl group substituted or unsubstituted with a thiol group,
R'와 R"는 동시에 수소 원자; 페닐기; 또는 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기는 아니며, R' and R" are not simultaneously a hydrogen atom; a phenyl group; or an unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이고,R a , R b and R c are each independently a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 22 alkenyl group,
Rd는 C1-C22의 알킬렌기, C3-C8의 시클로알킬렌기 또는 C6-C14 아릴렌기이며,R d is a C 1 -C 22 alkylene group, a C 3 -C 8 cycloalkylene group, or a C 6 -C 14 arylene group,
A 및 B는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, 또는 C1-C22의 알킬렌기, O, NR 또는 S이고,A and B are each independently absent, or are an alkylene group of C 1 -C 22 , O, NR or S,
R은 수소 또는 C1-C22의 알킬기이며,R is hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 22 ,
X는 카르복실기, 인산기, 티올기, 아민기, 테트라졸기, 이미다졸기, 피리딘기 또는 리포아미도기이고,X is a carboxyl group, a phosphate group, a thiol group, an amine group, a tetrazole group, an imidazole group, a pyridine group, or a lipoamido group,
n은 1 내지 20의 정수이며,n is an integer from 1 to 20,
p, q, t 및 u는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이고,p, q, t and u are each independently an integer from 1 to 100,
r은 1 내지 10의 정수이다.r is an integer from 1 to 10.
본 명세서에서 사용되는 C1-C20의 알킬기는 탄소수 1 내지 20개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, n-데실, n-언데실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.The C 1 -C 20 alkyl group used in the present specification means a straight-chain or branched monovalent hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, and includes, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, n-decyl, n-undecyl, etc. It is not limited to this.
본 명세서에서 사용되는 C1-C22의 알킬기는 탄소수 1 내지 22개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, n-데실, n-언데실, n-도코사닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.The C 1 -C 22 alkyl group used in the present specification means a straight-chain or branched monovalent hydrocarbon having 1 to 22 carbon atoms, for example, methyl, ethyl, n-propyl, isopropyl, n-butyl, isobutyl, tert-butyl, sec-butyl, 1-methyl-butyl, 1-ethyl-butyl, n-pentyl, isopentyl, neopentyl, tert-pentyl, n-hexyl, 1-methylpentyl, 2-methylpentyl, 4-methyl-2-pentyl, 3,3-dimethylbutyl, 2-ethylbutyl, n-heptyl, 1-methylhexyl, n-octyl, tert-octyl, 1-methylheptyl, 2-ethylhexyl, 2-propylpentyl, n-nonyl, 2,2-dimethylheptyl, n-decyl, n-undecyl, Includes, but is not limited to, n-docosanil.
본 명세서에서 사용되는 C4-C22의 알케닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 탄소수 4 내지 22개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 불포화 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 부테닐렌, 펜테닐렌, 헥세닐렌, 헵테닐렌, 옥테닐렌, 노네닐렌, 데세닐렌, 운데세닐렌, 도데세닐렌, 트리데세닐렌, 테트라데세닐렌, 펜타데세닐렌, 헥사데세닐렌, 헵타데세닐렌, 옥타데세닐렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the C 4 -C 22 alkenyl group means a straight-chain or branched monovalent unsaturated hydrocarbon having 4 to 22 carbon atoms and having at least one carbon-carbon double bond, and examples thereof include, but are not limited to, butenylene, pentenylene, hexenylene, heptenylene, octenylene, nonenylene, decenylene, undecenylene, dodecenylene, tridecenylene, tetradecenylene, pentadecenylene, hexadecenylene, heptadecenylene, octadecenylene, and the like.
상기 C1-C20의 알킬기, C1-C22의 알킬기 및 C4-C22의 알케닐기는 한 개 또는 그 이상의 수소가 C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C2-C6의 알키닐기, C3-C10의 시클로알킬기, C3-C10의 헤테로시클로알킬기, C3-C10의 헤테로시클로알킬옥시기, C1-C6의 할로알킬기, C1-C6의 알콕시기, C1-C6의 티오알콕시기, 아릴기, 아실기, 히드록시, 티오(thio), 할로겐, 아미노, 알콕시카르보닐, 카르복시, 카바모일, 시아노, 니트로 등으로 치환될 수 있다.The above C 1 -C 20 alkyl group, C 1 -C 22 alkyl group and C 4 -C 22 alkenyl group may have one or more hydrogens substituted with a C 1 -C 6 alkyl group, a C 2 -C 6 alkenyl group, a C 2 -C 6 alkynyl group, a C 3 -C 10 cycloalkyl group, a C 3 -C 10 heterocycloalkyl group, a C 3 -C 10 heterocycloalkyloxy group, a C 1 -C 6 haloalkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 1 -C 6 thioalkoxy group, an aryl group, an acyl group, hydroxy, thio, halogen, amino, alkoxycarbonyl, carboxy, carbamoyl, cyano, nitro, etc.
본 발명의 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 R'가 티올기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기이고, R''가 카르복실기인 화합물일 수 있다.The compound represented by the chemical formula 1a of the present invention may be a compound in which R' is a C 1 -C 20 alkyl group substituted or unsubstituted with a thiol group and R'' is a carboxyl group, in terms of the optical properties and dispersibility of quantum dots and the implementation of low viscosity.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1a로 표시되는 화합물의 구체예로는 2-(2-메톡시에톡시)아세트산 (WAKO사), 2-[2-(2-메톡시에톡시)에톡시]아세트산 (WAKO사), {2-[2-(카복시메톡시)에톡시]에톡시}아세트산 (WAKO사), 2-[2-(벤질옥시)에톡시]아세트산, (2-(카복시메톡시)에톡시)아세트산 (WAKO사), (2-부톡시에톡시)아세트산 (WAKO사), 카복시-EG6-언데칸티올 등을 들 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.In one embodiment of the present invention, specific examples of the compound represented by the chemical formula 1a include, but are not limited to, 2-(2-methoxyethoxy)acetic acid (WAKO), 2-[2-(2-methoxyethoxy)ethoxy]acetic acid (WAKO), {2-[2-(carboxymethoxy)ethoxy]ethoxy}acetic acid (WAKO), 2-[2-(benzyloxy)ethoxy]acetic acid, (2-(carboxymethoxy)ethoxy)acetic acid (WAKO), (2-butoxyethoxy)acetic acid (WAKO), carboxy-EG6-undecanethiool, and the like.
본 발명의 상기 화학식 1b로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 Ra는 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C20의 알케닐기이고, p는 1 내지 50의 정수인 화합물일 수 있다. 특히, 상기 화학식 1b에서 p가 상기 범위를 초과하는 경우 광변환 잉크 조성물의 점도에 영향을 미칠 수 있다.The compound represented by the chemical formula 1b of the present invention may be a compound in which R a is a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 20 alkenyl group, and p is an integer from 1 to 50, in terms of implementing optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity. In particular, when p in the chemical formula 1b exceeds the above range, it may affect the viscosity of the photoconversion ink composition.
상기 화학식 1b로 표시되는 화합물은 티올(thiol)기를 가지며, 티올기가 양자점 표면에 결합할 수 있다. 티올기의 경우 카르복시산 등 통상의 양자점이 갖는 리간드층 화합물들 대비 양자점 표면과의 결합력이 우수하여 양자점의 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 표면 결점에 의한 소광 및 표면 산화에 따른 소광을 억제하여 광 특성(발광 특성)과 신뢰성을 향상시키는 장점이 있다.The compound represented by the above chemical formula 1b has a thiol group, and the thiol group can bind to the surface of the quantum dot. In the case of the thiol group, compared to ligand layer compounds that typical quantum dots have, such as carboxylic acid, the bonding strength with the surface of the quantum dot is excellent, and thus, quenching due to surface defects such as dangling bonds of the quantum dot and quenching due to surface oxidation are suppressed, thereby improving the optical characteristics (luminescence characteristics) and reliability.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1b로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 하기 화학식 1-1 내지 1-6으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by the chemical formula 1b may be at least one compound selected from compounds represented by the following chemical formulas 1-1 to 1-6 in terms of optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity implementation.
[화학식 1-1][Chemical Formula 1-1]
[화학식 1-2][Chemical Formula 1-2]
[화학식 1-3][Chemical Formula 1-3]
[화학식 1-4][Chemical Formula 1-4]
[화학식 1-5][Chemical Formula 1-5]
[화학식 1-6][Chemical Formula 1-6]
본 발명의 상기 화학식 1c로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 q는 1 내지 50의 정수이고, r은 1 내지 8의 정수인 화합물일 수 있다. 특히, 상기 화학식 1c에서 q 및 r이 상기 범위를 초과하는 경우 광변환 잉크 조성물의 점도에 영향을 미칠 수 있다.The compound represented by the chemical formula 1c of the present invention may be a compound in which q is an integer from 1 to 50 and r is an integer from 1 to 8, in terms of the optical properties and dispersibility of quantum dots and the implementation of low viscosity. In particular, when q and r in the chemical formula 1c exceed the above range, the viscosity of the photoconversion ink composition may be affected.
상기 화학식 1c로 표시되는 화합물은 티올(thiol)기를 가지며, 티올기가 양자점 표면에 결합할 수 있다. 티올기의 경우 카르복시산 등 통상의 양자점이 갖는 리간드층 화합물들 대비 양자점 표면과의 결합력이 우수하여 양자점의 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 표면 결점에 의한 소광 및 표면 산화에 따른 소광을 억제하여 광 특성(발광 특성)과 신뢰성을 향상시키는 장점이 있다.The compound represented by the above chemical formula 1c has a thiol group, and the thiol group can bind to the surface of the quantum dot. In the case of the thiol group, compared to ligand layer compounds that typical quantum dots have, such as carboxylic acid, the bonding strength with the surface of the quantum dot is excellent, and thus, quenching due to surface defects such as dangling bonds of the quantum dot and quenching due to surface oxidation are suppressed, thereby improving the optical characteristics (luminescence characteristics) and reliability.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1c로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 하기 화학식 1-7 내지 1-12으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by the chemical formula 1c may be at least one compound selected from compounds represented by the following chemical formulas 1-7 to 1-12 in terms of optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity implementation.
[화학식 1-7][Chemical Formula 1-7]
[화학식 1-8][Chemical Formula 1-8]
[화학식 1-9][Chemical Formula 1-9]
[화학식 1-10][Chemical Formula 1-10]
[화학식 1-11][Chemical Formula 1-11]
[화학식 1-12][Chemical Formula 1-12]
본 발명의 상기 화학식 1d로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 Rb는 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C20의 알케닐기이고, t는 1 내지 50의 정수인 화합물일 수 있다. 특히, 상기 화학식 1d에서 t가 상기 범위를 초과하는 경우 광변환 잉크 조성물의 점도에 영향을 미칠 수 있다.The compound represented by the chemical formula 1d of the present invention may be a compound in which R b is a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 20 alkenyl group, and t is an integer from 1 to 50, in terms of implementing optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity. In particular, when t in the chemical formula 1d exceeds the above range, it may affect the viscosity of the photoconversion ink composition.
상기 화학식 1d로 표시되는 화합물은 아민(amine)기를 가지며, 아민기가 양자점 표면에 결합할 수 있다. 아민기의 경우 카르복시산 등 통상의 양자점이 갖는 리간드층 화합물들 대비 양자점 표면과의 결합력이 우수하여 양자점의 댕글링 결합(dangling bond)과 같은 표면 결점에 의한 소광 및 표면 산화에 따른 소광을 억제하여 광 특성(발광 특성)과 신뢰성을 향상시키는 장점이 있다.The compound represented by the above chemical formula 1d has an amine group, and the amine group can bind to the surface of the quantum dot. In the case of the amine group, compared to ligand layer compounds that typical quantum dots have, such as carboxylic acid, the bonding strength with the surface of the quantum dot is excellent, and thus, quenching due to surface defects such as dangling bonds of the quantum dot and quenching due to surface oxidation are suppressed, thereby improving the optical characteristics (luminescence characteristics) and reliability.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1d로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 하기 화학식 1-13 내지 1-18로 표시되는 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by the chemical formula 1d may be at least one compound selected from compounds represented by the following chemical formulas 1-13 to 1-18 in terms of optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity implementation.
[화학식 1-13][Chemical Formula 1-13]
[화학식 1-14][Chemical Formula 1-14]
[화학식 1-15][Chemical Formula 1-15]
[화학식 1-16][Chemical Formula 1-16]
[화학식 1-17][Chemical Formula 1-17]
[화학식 1-18][Chemical Formula 1-18]
본 발명의 상기 화학식 1e로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 Rc는 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이고, Rd는 C1-C22의 알킬렌기, C3-C8의 시클로알킬렌기 또는 C6-C14 아릴렌기이며, A 및 B는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, 또는 C1-C22의 알킬렌기, O, NR 또는 S이고, R은 수소 또는 C1-C22의 알킬기이며, X는 카르복실기, 인산기, 티올기, 아민기, 테트라졸기, 이미다졸기, 피리딘기 또는 리포아미도기이고, u는 1 내지 50의 정수인 화합물일 수 있다. 특히, 상기 화학식 1e에서 u가 상기 범위를 초과하는 경우 광변환 잉크 조성물의 점도에 영향을 미칠 수 있다.The compound represented by the chemical formula 1e of the present invention may be a compound in which R c is a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 22 alkenyl group, R d is a C 1 -C 22 alkylene group, a C 3 -C 8 cycloalkylene group or a C 6 -C 14 arylene group, A and B are each independently absent, or a C 1 -C 22 alkylene group, O, NR or S, R is hydrogen or a C 1 -C 22 alkyl group, X is a carboxyl group, a phosphoric acid group, a thiol group, an amine group, a tetrazole group, an imidazole group, a pyridine group or a lipoamido group, and u is an integer from 1 to 50, in terms of implementing optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity. In particular, when u in the chemical formula 1e exceeds the above range, the viscosity of the photoconversion ink composition may be affected.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1e로 표시되는 화합물은 양자점의 광특성 및 분산성과, 저점도 구현면에서 하기 화학식 1-19 내지 1-25으로 표시되는 화합물로부터 선택되는 하나 이상의 화합물일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the compound represented by the chemical formula 1e may be at least one compound selected from compounds represented by the following chemical formulas 1-19 to 1-25 in terms of optical properties and dispersibility of quantum dots and low viscosity implementation.
[화학식 1-19][Chemical Formula 1-19]
[화학식 1-20][Chemical Formula 1-20]
[화학식 1-21][Chemical Formula 1-21]
[화학식 1-22][Chemical Formula 1-22]
[화학식 1-23][Chemical Formula 1-23]
[화학식 1-24][Chemical Formula 1-24]
[화학식 1-25][Chemical Formula 1-25]
본 발명의 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물은 유기 리간드로서 양자점의 표면에 배위 결합되어 양자점을 안정화시키는 역할을 수행할 수 있다.The compounds represented by the chemical formulas 1a to 1e of the present invention can serve to stabilize quantum dots by being coordinately bonded to the surface of quantum dots as organic ligands.
통상적으로 제조된 양자점은 표면 상에 리간드층을 갖는 것이 일반적이며, 제조 직후 리간드층은 올레산(oleic acid), 라우르산(lauric acid) 등으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 본 발명에 따른 양자점이 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물을 리간드층으로 포함하는 경우 대비 양자점과의 보다 약한 결합력으로 인해 양자점 표면의 비결합 결함에 의한 이유로 표면 보호 효과가 저하될 수 있다. 또한, 올레산의 경우 고휘발성 화합물(VOC; volatile organic compound)인 n-헥산과 같은 지방족 탄화수소계 용제, 벤젠과 같은 방향족 탄화수소계 용제에 잘 분산이 되나, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA)와 같은 용제에 분산성이 불량하다. 본 발명에 따른 양자점은 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물을 리간드층으로 포함하여, PGMEA와 같은 용제에 분산성이 매우 뛰어나 광 특성을 향상시키는 효과가 나타난다.Conventionally manufactured quantum dots generally have a ligand layer on their surface, and the ligand layer may be formed of oleic acid, lauric acid, or the like immediately after manufacturing. In this case, when the quantum dot according to the present invention includes a compound represented by the chemical formulae 1a to 1e as a ligand layer, the surface protection effect may be reduced due to non-bonding defects on the surface of the quantum dot due to a weaker bonding force with the quantum dot compared to when the quantum dot includes the compound represented by the chemical formulae 1a to 1e as a ligand layer. In addition, in the case of oleic acid, it is well dispersed in aliphatic hydrocarbon solvents such as n-hexane, which is a highly volatile organic compound (VOC), and aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, but has poor dispersibility in solvents such as propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA). The quantum dot according to the present invention includes a compound represented by the chemical formulae 1a to 1e as a ligand layer, and thus exhibits an effect of improving optical characteristics due to excellent dispersibility in solvents such as PGMEA.
또한, 상기 양자점은 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 포함함으로써 용제 없이 하기에서 기술하는 경화성 모노머만으로도 양호한 분산 특성을 나타낼 수 있다.In addition, the quantum dot can exhibit good dispersion characteristics with only the curable monomer described below without a solvent by including one or more polyethylene glycol-based ligands among the compounds represented by the chemical formulas 1a to 1e.
상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물은 양자점의 총 표면적에 대하여 5% 이상의 표면을 덮고 있을 수 있다.The compounds represented by the above chemical formulas 1a to 1e may cover a surface area of 5% or more of the total surface area of the quantum dot.
이때, 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물의 함량은 양자점 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰일 수 있다.At this time, the content of the compounds represented by the chemical formulas 1a to 1e may be 0.1 to 10 moles per 1 mole of the quantum dot.
상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물을 포함하는 리간드층은 0.1nm 내지 2nm의 두께, 예를 들어 0.5nm 내지 1.5nm의 두께를 가질 수 있다.The ligand layer including the compounds represented by the chemical formulae 1a to 1e may have a thickness of 0.1 nm to 2 nm, for example, a thickness of 0.5 nm to 1.5 nm.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 나노 크기의 반도체 물질을 일컬을 수 있다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루게 되는데, 이러한 나노 입자들이 반도체 특성을 띠고 있을 때 양자점이라고 한다. 상기 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 상기 양자점의 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출하게 된다. 예를 들면, 본 발명의 광변환 잉크 조성물은 이러한 양자점을 포함함으로써, 입사된 청색광을 녹색광 및 적색광으로 광변환이 가능하다.In one embodiment of the present invention, the quantum dot may refer to a semiconductor material of nano size. Atoms form molecules, and molecules form a collection of small molecules called clusters to form nanoparticles. When these nanoparticles have semiconductor properties, they are called quantum dots. When the quantum dot receives energy from the outside and reaches an excited state, it emits energy according to the energy band gap corresponding to the quantum dot itself. For example, the photoconversion ink composition of the present invention can convert incident blue light into green light and red light by including such quantum dots.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 비카드뮴계 양자점일 수 있다.In one embodiment of the present invention, the quantum dots may be non-cadmium quantum dots.
상기 비카드뮴계 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점 입자라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.The above-mentioned non-cadmium quantum dots are not particularly limited as long as they are quantum dot particles that can emit light when stimulated by light. For example, they may be selected from the group consisting of II-VI group semiconductor compounds; III-V group semiconductor compounds; IV-VI group semiconductor compounds; IV group elements or compounds containing them; and combinations thereof, and these may be used singly or in combination of two or more.
구체적으로, 상기 II-VI족 반도체 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, the II-VI group semiconductor compound may be selected from, but is not limited to, a binary compound selected from the group consisting of ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, and mixtures thereof; a ternary compound selected from the group consisting of ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, and mixtures thereof; and a quaternary compound selected from the group consisting of HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, and mixtures thereof.
상기 III-V족 반도체 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The above III-V group semiconductor compound may be selected from the group consisting of binary compounds selected from the group consisting of GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, and mixtures thereof; ternary compounds selected from the group consisting of GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, and mixtures thereof; and quaternary compounds selected from the group consisting of GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and mixtures thereof, but is not limited thereto.
상기 IV-VI족 반도체 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다.The above IV-VI group semiconductor compound may be at least one selected from the group consisting of a binary compound selected from the group consisting of SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, and mixtures thereof; a ternary compound selected from the group consisting of SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, and mixtures thereof; and a quaternary compound selected from the group consisting of SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and mixtures thereof, but is not limited thereto.
이에 한정되지는 않으나, 상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.Although not limited thereto, the group IV element or compound containing the same may be selected from the group consisting of an element selected from the group consisting of Si, Ge, and mixtures thereof; and a group consisting of binary compounds selected from the group consisting of SiC, SiGe, and mixtures thereof.
상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다. 바람직하게는, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.The quantum dot may have a homogeneous single structure; a dual structure such as a core-shell or gradient structure; or a mixed structure thereof. Preferably, the quantum dot may have a core-shell structure including a core and a shell covering the core.
구체적으로, 상기 코어-쉘의 이중 구조에서, 각각의 코어와 쉘을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 코어는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, 및 InAlPSb로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며, 상기 쉘은 ZnSe, ZnS 및 ZnTe로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.Specifically, in the above core-shell dual structure, the materials forming each core and shell can be formed of different semiconductor compounds as mentioned above. For example, the core may include at least one selected from the group consisting of 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, and InAlPSb, and the shell may include at least one selected from the group consisting of ZnSe, ZnS, and ZnTe, but is not limited thereto.
예를 들어, 코어-쉘 구조의 양자점은 InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/GaP/ZnS, InP/ZnSe/ZnS, InP/ZnSeTe/ZnS 및 InP/MnSe/ZnS 등을 들 수 있다.For example, quantum dots with core-shell structures include InP/ZnS, InP/ZnSe, InP/GaP/ZnS, InP/ZnSe/ZnS, InP/ZnSeTe/ZnS, and InP/MnSe/ZnS.
상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍시 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 합성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 습식 화학 공정(wet chemical process)에 의해 합성하는 것이 더욱 광특성이 우수한 양자점을 수득할 수 있다.The above quantum dots can be synthesized by, but are not limited to, a wet chemical process, a metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) process, or a molecular beam epitaxy (MBE) process, but preferably, synthesizing them by a wet chemical process can obtain quantum dots with better optical properties.
상기 습식 화학 공정이란 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 유기금속 화학증착 공정이나 분자선 에피텍시와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있으므로, 상기 습식 화학 공정을 사용하여 상기 양자점을 제조하는 것이 바람직하다.The above wet chemical process is a method of growing particles by adding a precursor material to an organic solvent. When the crystal grows, the organic solvent is naturally coordinated to the surface of the quantum dot crystal and acts as a dispersant to control the growth of the crystal. Therefore, the growth of nanoparticles can be controlled through a process that is easier and cheaper than a vapor deposition method such as an organometallic chemical vapor deposition process or molecular beam epitaxy. Therefore, it is preferable to manufacture the quantum dots using the above wet chemical process.
습식 화학 공정에 의해 양자점을 제조하는 경우 양자점의 응집을 방지하고 양자점의 입자 크기를 나노 수준으로 제어하기 위하여 유기 리간드가 사용된다. 이러한 유기 리간드로는 일반적으로 올레산이 사용될 수 있다.When producing quantum dots by a wet chemical process, organic ligands are used to prevent aggregation of quantum dots and to control the particle size of quantum dots to the nano level. Oleic acid can generally be used as such organic ligands.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점의 제조 과정에서 사용된 올레산은 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜계 화합물에 의해 리간드 교환 방법에 의해 대체된다.In one embodiment of the present invention, the oleic acid used in the process of manufacturing the quantum dot is replaced by a ligand exchange method with one or more polyethylene glycol compounds represented by the chemical formulas 1a to 1e.
상기 리간드 교환은 원래의 유기 리간드, 즉 올레산을 갖는 양자점을 함유하는 분산액에, 교환하고자 하는 유기 리간드, 즉 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜계 화합물을 첨가하고 이를 상온 내지 200℃에서 30분 내지 3시간 동안 교반하여 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜계 화합물이 결합된 양자점을 수득함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상의 폴리에틸렌 글리콜계 화합물이 결합된 양자점을 분리하고 정제하는 과정을 추가로 수행할 수도 있다.The above ligand exchange can be performed by adding an organic ligand to be exchanged, that is, one or more polyethylene glycol compounds among the compounds represented by chemical formulas 1a to 1e, to a dispersion containing quantum dots having an original organic ligand, that is, oleic acid, and stirring the mixture at room temperature to 200° C. for 30 minutes to 3 hours to obtain quantum dots to which one or more polyethylene glycol compounds among the compounds represented by chemical formulas 1a to 1e are bound. If necessary, a process of separating and purifying the quantum dots to which one or more polyethylene glycol compounds among the compounds represented by chemical formulas 1a to 1e are bound can be additionally performed.
상기 양자점은 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 1내지 60 중량%, 바람직하게는 5 내지 50 중량%로 포함될 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 효율이 우수하고, 코팅층의 신뢰성이 우수한 이점이 있다. 상기 양자점이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 녹색광 및 적색광의 광변환 효율이 미비할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 상대적으로 청색광의 방출이 저하되어 색재현성이 떨어지는 문제가 발생될 수 있다.The quantum dots may be included in an amount of 1 to 60 wt%, preferably 5 to 50 wt%, based on 100 wt% of the total light conversion ink composition. When the quantum dots are included within the above range, there are advantages of excellent luminescence efficiency and excellent reliability of the coating layer. When the quantum dots are included in an amount less than the above range, the light conversion efficiency of green light and red light may be low, and when the quantum dots are included in an amount exceeding the above range, the emission of blue light may be relatively reduced, resulting in a problem of poor color reproducibility.
경화성 모노머(B)Curable monomer (B)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경화성 모노머(B)는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함한다.In one embodiment of the present invention, the curable monomer (B) comprises a compound represented by the following chemical formula 2.
[화학식 2][Chemical formula 2]
상기 식에서, In the above formula,
R1은 C1-C20의 알킬렌기, 페닐렌기 또는 C3-C10의 시클로알킬렌기이며, R 1 is a C 1 -C 20 alkylene group, a phenylene group, or a C 3 -C 10 cycloalkylene group,
R2는 수소 또는 메틸기이고, R 2 is hydrogen or a methyl group,
m은 1 내지 15의 정수이다.m is an integer from 1 to 15.
본 명세서에서 사용되는 C1-C20의 알킬렌기는 탄소수 1 내지 20개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, 이소프로필렌, n-부틸렌, 이소부틸렌, n-펜틸렌, n-헥실렌, n-헵틸렌, n-옥틸렌, n-노닐렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the C 1 -C 20 alkylene group means a straight-chain or branched divalent hydrocarbon having 1 to 20 carbon atoms, and examples thereof include, but are not limited to, methylene, ethylene, n-propylene, isopropylene, n-butylene, isobutylene, n-pentylene, n-hexylene, n-heptylene, n-octylene, n-nonylene, and the like.
본 명세서에서 사용되는 C3-C10의 시클로알킬렌기는 탄소수 3 내지 10개로 구성된 단순 또는 융합 고리형 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 시클로프로필렌, 시클로부틸렌, 시클로펜틸렌, 시클로헥실렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.As used herein, the C 3 -C 10 cycloalkylene group means a simple or fused ring divalent hydrocarbon having 3 to 10 carbon atoms, and examples thereof include, but are not limited to, cyclopropylene, cyclobutylene, cyclopentylene, and cyclohexylene.
상기 C1-C20의 알킬렌기, 페닐렌기 및 C3-C10의 시클로알킬렌기는 한 개 또는 그 이상의 수소가 C1-C6의 알킬기, C2-C6의 알케닐기, C2-C6의 알키닐기, C3-C10의 시클로알킬기, C3-C10의 헤테로시클로알킬기, C3-C10의 헤테로시클로알킬옥시기, C1-C6의 할로알킬기, C1-C6의 알콕시기, C1-C6의 티오알콕시기, 아릴기, 아실기, 히드록시, 티오(thio), 할로겐, 아미노, 알콕시카르보닐, 카르복시, 카바모일, 시아노, 니트로 등으로 치환될 수 있다.The above C 1 -C 20 alkylene group, phenylene group and C 3 -C 10 cycloalkylene group may have one or more hydrogen atoms substituted with a C 1 -C 6 alkyl group, a C 2 -C 6 alkenyl group, a C 2 -C 6 alkynyl group, a C 3 -C 10 cycloalkyl group, a C 3 -C 10 heterocycloalkyl group, a C 3 -C 10 heterocycloalkyloxy group, a C 1 -C 6 haloalkyl group, a C 1 -C 6 alkoxy group, a C 1 -C 6 thioalkoxy group, an aryl group, an acyl group, hydroxy, thio, halogen, amino, alkoxycarbonyl, carboxy, carbamoyl, cyano, nitro, etc.
본 발명의 일 실시형태에서, R1은 상술한 바와 같이 C1-C20의 알킬렌기, 바람직하기로 C1-C12의 알킬렌기일 수 있다. R1이 C1-C20의 알킬렌기인 경우, 용제 없이도 산란 입자의 분산성이 우수하여 제팅성이 개선되고, 도막 경도 및 표면 특성이 향상될 수 있다.In one embodiment of the present invention, R 1 may be a C 1 -C 20 alkylene group, preferably a C 1 -C 12 alkylene group, as described above. When R 1 is a C 1 -C 20 alkylene group, the dispersibility of scattering particles is excellent even without a solvent, so that the jetting property is improved, and the film hardness and surface properties can be improved.
본 발명의 일 실시형태에서, m은 상술한 바와 같이 1 내지 15의 정수, 바람직하기로 1 내지 5의 정수이다. m이 상기 범위를 초과하는 경우, 점도가 높아서 분산성이 떨어질 수 있다.In one embodiment of the present invention, m is an integer from 1 to 15 as described above, preferably an integer from 1 to 5. When m exceeds the above range, the viscosity may be high and the dispersibility may be poor.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물의 구체예로는 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 1,9-비스아크릴로일옥시노난, 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트 등을 들 수 있다.Specific examples of the compound represented by the above chemical formula 2 include 1,6-hexanediol diacrylate, 1,9-bisacryloyloxynonane, tripropylene glycol diacrylate, etc.
상기 화학식 2로 표시되는 화합물은 상기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 폴리에틸렌 글리콜계 리간드와의 상용성이 우수하여 양자점의 분산성을 향상시킴으로써 용제 없이도 광특성이 우수한 저점도 광변환 잉크 조성물의 구현을 가능하게 한다. 이에 따라, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 잉크젯 인쇄 방식으로 컬러필터를 제조하는데 효과적으로 사용될 수 있다.The compound represented by the above chemical formula 2 has excellent compatibility with the polyethylene glycol-based ligands represented by the above chemical formulas 1a to 1e, thereby improving the dispersibility of quantum dots, thereby enabling the implementation of a low-viscosity photoconversion ink composition with excellent optical properties even without a solvent. Accordingly, the photoconversion ink composition according to the present invention can be effectively used to manufacture a color filter by an inkjet printing method.
본 발명의 광변환 잉크 조성물은 상기 화학식 2로 표시되는 중합성 화합물 외에도 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한도 내에서 당 분야에서 통상적으로 사용되는 중합성 화합물를 더 포함할 수 있다. 예를 들면 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2관능 단량체가 바람직하게 사용된다.The photoconversion ink composition of the present invention may further include a polymerizable compound commonly used in the relevant field, in addition to the polymerizable compound represented by the above chemical formula 2, within the scope that does not deviate from the purpose of the present invention. Examples thereof include monofunctional monomers, difunctional monomers, and other multifunctional monomers, and among these, difunctional monomers are preferably used.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.The type of the above monofunctional monomer is not particularly limited, and examples thereof include nonylphenylcarbitol acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate, 2-ethylhexylcarbitol acrylate, 2-hydroxyethyl acrylate, N-vinylpyrrolidone, etc.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 등을 들 수 있다.The type of the above bifunctional monomer is not particularly limited, and examples thereof include bis(acryloyloxyethyl)ether of bisphenol A.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.The type of the above-mentioned multifunctional monomer is not particularly limited, and examples thereof include trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propoxylated trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, dipentaerythritol tri(meth)acrylate, dipentaerythritol penta(meth)acrylate, ethoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, propoxylated dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, dipentaerythritol hexa(meth)acrylate, and the like.
상기 경화성 모노머(B)는 상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 20 내지 90 중량%, 바람직하게는 30 내지 80 중량%로 포함될 수 있다. 상기 경화성 모노머가 상기 범위 내로 포함될 경우 화소부의 강도나 평활성 측면에서 바람직한 이점이 있다. 상기 경화성 모노머가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 화소부의 강도가 다소 저하될 수 있으며, 상기 경화성 모노머가 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우 평활성이 다소 저하될 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.The above-mentioned curable monomer (B) may be included in an amount of 20 to 90 wt%, preferably 30 to 80 wt%, based on 100 wt% of the total weight of the photoconversion ink composition. When the above-mentioned curable monomer is included within the above range, there is a desirable advantage in terms of the strength or smoothness of the pixel portion. When the above-mentioned curable monomer is included in an amount less than the above range, the strength of the pixel portion may be somewhat reduced, and when the above-mentioned curable monomer is included in an amount exceeding the above range, the smoothness may be somewhat reduced, and therefore it is preferable that the above-mentioned range be included.
산란 입자(C)Scattered particles (C)
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 산란 입자(C)를 추가로 포함할 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may additionally include scattering particles (C).
상기 산란 입자는 양자점에서 방출된 광의 경로를 증가시켜 전체적인 광효율을 높이는 역할을 한다.The above scattering particles serve to increase the overall light efficiency by increasing the path of light emitted from the quantum dot.
상기 산란 입자로는 통상의 무기 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 금속 산화물을 사용할 수 있다.As the above scattering particles, conventional inorganic materials can be used, and preferably, metal oxides can be used.
상기 금속산화물은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.The above metal oxide may be an oxide including one metal selected from the group consisting of Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In, and combinations thereof, but is not limited thereto.
구체적으로 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 필요한 경우 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하다.Specifically, one selected from the group consisting of Al 2 O 3 , SiO 2 , ZnO, ZrO 2 , BaTiO 3 , TiO 2 , Ta 2 O 5 , Ti 3 O 5 , ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb 2 O 3 , SnO, MgO and combinations thereof is possible. If necessary, a material surface-treated with a compound having an unsaturated bond such as acrylate can also be used.
산란 입자는 50 내지 1000nm의 평균입경을 가질 수 있으며, 바람직하기로 100 내지 500 nm, 더욱 바람직하기로 150 내지 300nm의 범위인 것이 좋다. 이때 입자 크기가 너무 작으면 양자점으로부터 방출된 빛의 충분한 산란 효과를 기대할 수 없고, 이와 반대로 너무 큰 경우에는 조성물 내에 가라 앉거나 균일한 품질의 광변환층 표면을 얻을 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.The scattering particles may have an average particle size of 50 to 1000 nm, preferably 100 to 500 nm, and more preferably 150 to 300 nm. If the particle size is too small, sufficient scattering effect of light emitted from the quantum dots cannot be expected, and conversely, if it is too large, it may sink into the composition or a light conversion layer surface of uniform quality may not be obtained. Therefore, it is appropriately adjusted and used within the above range.
본 발명에서 평균입경이란, 수평균 입경일 수 있으며, 예컨대 전계방출 주사전자현미경(FE-SEM) 또는 투과전자현미경(TEM)에 의해 관찰한 상으로부터 구할 수 있다. 구체적으로, FE-SEM 또는 TEM의 관찰 화상으로부터 몇 개의 샘플을 추출하고 이들 샘플의 직경을 측정하여 산술 평균한 값으로 얻을 수 있다.In the present invention, the average particle diameter may be a number-average particle diameter, and may be obtained from an image observed by, for example, a field emission scanning electron microscope (FE-SEM) or a transmission electron microscope (TEM). Specifically, several samples may be extracted from an observation image of an FE-SEM or TEM, and the diameters of these samples may be measured and obtained as an arithmetic average.
상기 산란입자는 상기 광변환 잉크 조성물의 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%로 포함할 수 있다. 상기 산란입자가 상기 범위 내로 포함될 경우에는 발광 세기 증가 효과가 극대화될 수 있어 바람직하며, 상기 범위 미만으로 포함될 경우에는 얻고자 하는 발광 세기의 확보가 다소 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우에는 청색 조사광의 투과도가 저하되어 발광효율에 문제가 발생할 수 있다.The scattering particles may be included in an amount of 0.5 to 20 wt%, preferably 1 to 15 wt%, based on 100 wt% of the total light conversion ink composition. When the scattering particles are included within the above range, the effect of increasing luminescence intensity can be maximized, which is preferable. When the scattering particles are included in an amount less than the above range, it may be somewhat difficult to secure the desired luminescence intensity, and when the particles are included in an amount exceeding the above range, the transmittance of blue irradiation light may be reduced, which may cause problems in luminescence efficiency.
광중합 개시제(D)Photopolymerization initiator (D)
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 광중합 개시제(D)를 추가로 포함할 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may additionally contain a photopolymerization initiator (D).
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광중합 개시제(D)는 상기 경화성 모노머를 중합시킬 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 특히, 상기 광중합 개시제(D)는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.In one embodiment of the present invention, the photopolymerization initiator (D) can be used without particular limitation as long as it can polymerize the curable monomer. In particular, from the viewpoints of polymerization characteristics, initiation efficiency, absorption wavelength, availability, price, etc., it is preferable that the photopolymerization initiator (D) use at least one compound selected from the group consisting of acetophenone compounds, benzophenone compounds, triazine compounds, biimidazole compounds, oxime compounds, and thioxanthone compounds.
상기 광중합 개시제(D)는 상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.01 내지 20 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 15 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 상기 광변환 잉크 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해지는 이점이 있다.The photopolymerization initiator (D) may be included in an amount of 0.01 to 20 wt%, preferably 0.5 to 15 wt%, based on 100 wt% of the total photoconversion ink composition. When the photopolymerization initiator is included within the above range, the photoconversion ink composition becomes highly sensitive, thus shortening the exposure time, thereby improving productivity, which is preferable. In addition, there is an advantage in that the strength of the pixel portion formed using the photoconversion ink composition according to the present invention and the smoothness on the surface of the pixel portion are improved.
상기 광중합 개시제(D)는 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제(d1)를 더 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 포함되는 경우 감도가 더욱 높아져 생산성이 향상되는 이점이 있다.The above photopolymerization initiator (D) may further include a photopolymerization initiation assistant (d1) in order to improve the sensitivity of the photoconversion ink composition according to the present invention. When the above photopolymerization initiation assistant is included, the sensitivity is further increased, thereby providing the advantage of improved productivity.
상기 광중합 개시 보조제(d1)는 예컨대, 아민 화합물, 카르복시산 화합물, 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The above photopolymerization initiation assistant (d1) may preferably be one or more compounds selected from the group consisting of, for example, amine compounds, carboxylic acid compounds, and organic sulfur compounds having a thiol group, but is not limited thereto.
상기 광중합 개시 보조제(d1)는 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 적절히 추가하여 사용할 수 있다.The above photopolymerization initiation auxiliary agent (d1) can be appropriately added and used within a range that does not impair the effects of the present invention.
첨가제(E)Additive (E)
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 상기한 성분들 이외에, 도막 평탄성 또는 밀착성을 증진시키기 위해서 계면활성제, 밀착촉진제와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention may further include, in addition to the above-described components, additives such as a surfactant or adhesion promoter to improve film flatness or adhesion.
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물이 상기 계면활성제를 포함하는 경우 도막 평탄성이 향상될 수 있는 이점이 있다. 예컨대 상기 계면활성제는 BM-1000, BM-1100(BM Chemie사), 프로라이드 FC-135/FC-170C/FC-430(스미토모 쓰리엠㈜), SH-28PA/-190/-8400/SZ-6032(도레 시리콘㈜) 등의 불소계 계면 활성제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. When the photoconversion ink composition according to the present invention includes the surfactant, there is an advantage in that the film flatness can be improved. For example, the surfactant may be a fluorinated surfactant such as BM-1000, BM-1100 (BM Chemie), Prolide FC-135/FC-170C/FC-430 (Sumitomo 3M Co., Ltd.), SH-28PA/-190/-8400/SZ-6032 (Toray Silicone Co., Ltd.), etc., but is not limited thereto.
상기 밀착촉진제는 기판과의 밀착성을 높이기 위하여 첨가될 수 있는 것으로서 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The above adhesion accelerator may be added to increase adhesion to a substrate, and may include, but is not limited to, a silane coupling agent having a reactive substituent selected from the group consisting of a carboxyl group, a methacryloyl group, an isocyanate group, an epoxy group, and combinations thereof.
이 외에도 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제와 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있으며, 상기 첨가제는 역시 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업자가 적절히 추가하여 사용이 가능하다.In addition, the photoconversion ink composition according to the present invention may further include additives such as an antioxidant, an ultraviolet absorber, and an anti-coagulant within a range that does not impede the effects of the present invention, and the additives may be appropriately added and used by those skilled in the art within a range that does not impede the effects of the present invention.
상기 첨가제는 상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.05 내지 10 중량%, 구체적으로 0.1 내지 10 중량%, 더욱 구체적으로 0.1 내지 5 중량%로 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The above additive may be used in an amount of 0.05 to 10 wt%, specifically 0.1 to 10 wt%, and more specifically 0.1 to 5 wt%, relative to 100 wt% of the total photoconversion ink composition, but is not limited thereto.
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제를 실질적으로 포함하지 않으며, 포함하더라도 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 2 중량% 이내로 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 용제를 포함하지 않는 무용제형임에도 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능하다.The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention substantially does not contain a solvent, and even if it does contain one, it contains no more than 2 wt% based on 100 wt% of the total photoconversion ink composition. The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention is a solvent-free type that does not contain a solvent, but has excellent optical properties and dispersibility of quantum dots and can realize low viscosity.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 수지 성분을 실질적으로 포함하지 않으며, 포함하더라도 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.5 중량% 이내로 포함한다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 수지 성분을 포함하지 않음으로써 낮은 점도를 구현할 수 있어 잉크의 노즐 제팅 특성이 우수하다.In addition, the photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention substantially does not contain a resin component, and even if it does contain one, it is contained within 0.5 wt% with respect to 100 wt% of the entire photoconversion ink composition. The photoconversion ink composition according to one embodiment of the present invention can implement low viscosity by not containing a resin component, and thus has excellent nozzle jetting characteristics of the ink.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 광변환 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광변환 화소에 관한 것이다. One embodiment of the present invention relates to a photoconversion pixel comprising a cured product of the photoconversion ink composition described above.
또한, 본 발명의 일 실시형태는 상술한 광변환 화소를 포함하는 컬러필터에 관한 것이다. In addition, one embodiment of the present invention relates to a color filter including the above-described photoconversion pixel.
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물의 패턴 형성 방법은, 상술한 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 소정 영역에 도포하는 단계 및 상기 도포된 광변환 잉크 조성물을 경화시키는 단계를 포함하여 이루어진다.A method for forming a pattern of a photoconversion ink composition according to the present invention comprises a step of applying the above-described photoconversion ink composition to a predetermined area by inkjet method and a step of curing the applied photoconversion ink composition.
먼저, 본 발명의 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 분사기에 주입하여 기판의 소정 영역에 프린팅한다.First, the photoconversion ink composition of the present invention is injected into an inkjet injector and printed on a predetermined area of a substrate.
상기 기판은 제한되지 않으며, 일례로 유리 기판, 실리콘 기판, 폴리카보네이트 기판, 폴리에스테르 기판, 방향족 폴리아미드 기판, 폴리아미드이미드 기판, 폴리이미드 기판, Al 기판, GaAs 기판 등의 표면이 평탄한 기판을 들 수 있다. 이들 기판은 실란 커플링제 등의 약품에 의한 약품 처리, 플라스마 처리, 이온 플레이팅 처리, 스퍼터링 처리, 기상반응 처리, 진공증착 처리 등의 전처리를 실시할 수 있다. 기판으로서 실리콘 기판 등을 사용하는 경우, 실리콘 기판 등의 표면에는 전하 결합소자(CCD), 박막 트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 또한, 격벽 매트릭스가 형성되어 있을 수도 있다.The above substrate is not limited, and examples thereof include flat-surfaced substrates such as a glass substrate, a silicon substrate, a polycarbonate substrate, a polyester substrate, an aromatic polyamide substrate, a polyamideimide substrate, a polyimide substrate, an Al substrate, and a GaAs substrate. These substrates can be pretreated by a chemical treatment using a silane coupling agent or the like, a plasma treatment, an ion plating treatment, a sputtering treatment, a gas phase reaction treatment, or a vacuum deposition treatment. When a silicon substrate or the like is used as the substrate, a charge-coupled device (CCD), a thin film transistor (TFT), or the like can be formed on the surface of the silicon substrate or the like. In addition, a barrier matrix may be formed.
잉크젯 분사기의 일례인 피에조 잉크젯 헤드에서 분사되어 기판 위에서 적절한 상(phase)을 형성하기 위하여, 점도, 유동성, 양자점 입자 등의 특성이 잉크젯 헤드와 균형 있게 맞춰져야 한다. 본 발명에서 사용된 피에조 잉크젯 헤드는 제한되지 않으나, 약 10 내지 100pL, 바람직하게는 약 20 내지 40pL의 액적 크기를 가지는 잉크를 분사한다.In order to form an appropriate phase on a substrate by being ejected from a piezo inkjet head, which is an example of an inkjet injector, the properties such as viscosity, fluidity, and quantum dot particles must be balanced with those of the inkjet head. The piezo inkjet head used in the present invention is not limited, but ejects ink having a droplet size of about 10 to 100 pL, preferably about 20 to 40 pL.
본 발명의 광변환 잉크 조성물의 점도는 약 3 내지 30cP가 적당하며, 보다 바람직하게는 7 내지 20cP의 범위에서 조절된다.The viscosity of the photoconversion ink composition of the present invention is suitably controlled in the range of about 3 to 30 cP, and more preferably in the range of 7 to 20 cP.
본 발명의 일 실시형태에 따른 컬러필터는 상기 패턴 형성방법에 의해 형성되는 착색 패턴층을 포함한다. 즉, 컬러필터는 기판 상에 상술한 광변환 잉크 조성물을 소정의 패턴으로 도포한 후 경화시켜 형성되는 착색 패턴층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 컬러필터의 구성 및 제조방법은 당해 기술분야에서 잘 알려져 있으므로 자세한 설명을 생략한다.A color filter according to one embodiment of the present invention includes a colored pattern layer formed by the pattern forming method. That is, the color filter is characterized by including a colored pattern layer formed by applying the above-described photoconversion ink composition on a substrate in a predetermined pattern and then curing it. Since the configuration and manufacturing method of the color filter are well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 컬러필터가 구비된 화상표시장치에 관한 것이다.One embodiment of the present invention relates to an image display device equipped with the color filter described above.
본 발명의 컬러필터는 통상의 액정표시장치(LCD)뿐만 아니라, 전계발광표시장치(EL), 플라스마표시장치(PDP), 전계방출표시장치(FED), 유기발광소자(OLED) 등 각종 화상표시장치에 적용이 가능하다.The color filter of the present invention can be applied to various image display devices such as conventional liquid crystal displays (LCDs), electroluminescence displays (ELs), plasma display devices (PDPs), field emission displays (FEDs), and organic light emitting diodes (OLEDs).
본 발명의 화상표시장치는 상술한 컬러필터를 구비한 것을 제외하고는, 당해 기술분야에서 알려진 구성을 포함한다.The image display device of the present invention includes a configuration known in the art, except that it has the color filter described above.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail by examples, comparative examples, and experimental examples. These examples, comparative examples, and experimental examples are only for explaining the present invention, and it is obvious to those skilled in the art that the scope of the present invention is not limited thereto.
합성예 1: 리간드 치환 양자점(A1)의 합성Synthesis Example 1: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A1)
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(1-octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 1분간 반응시켰다. Indium acetate (0.058 g) 0.4 mmol, palmitic acid (0.15 g) and 1-octadecene (20 mL) were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen. After heating to 280°C, a mixed solution of 0.2 mmol, tris(trimethylsilyl)phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected and reacted for 1 minute.
아연 아세테이트 2.4mmol(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다. 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, followed by 4.8 mmol of selenium (Se/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to form an InP/ZnSe core-shell.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmol(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 클로로포름에 분산시켰다.Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and the reactor was heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP/ZnSe core-shell solution was added, followed by 4.8 mmol of sulfur (S/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the resulting precipitate was centrifuged, filtered under reduced pressure, and dried under reduced pressure to disperse InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dots in chloroform.
얻어진 나노 양자점의 광발광 스펙트럼의 최대발광 피크는 535nm이며, 양자점 용액 5mL를 원심분리 튜브에 넣고 에탄올 20mL를 넣어 침전시켰다. 원심분리를 통해 상층액은 버리고 침전물에 2mL의 클로로포름을 넣어 양자점을 분산시킨 다음 0.50g의 (2-부톡시에톡시)아세트산을 넣고 질소분위기 하에서 60℃로 가열하면서 한 시간 동안 반응시켰다.The maximum emission peak of the photoluminescence spectrum of the obtained nano quantum dots is 535 nm. 5 mL of the quantum dot solution was placed in a centrifuge tube and 20 mL of ethanol was added to precipitate. The supernatant was discarded after centrifugation, and 2 mL of chloroform was added to the precipitate to disperse the quantum dots. Then, 0.50 g of (2-butoxyethoxy)acetic acid was added and the mixture was reacted for one hour while heating at 60°C under a nitrogen atmosphere.
이어서, 반응물에 25mL의 n-헥산을 넣어 양자점을 침전시킨 후 원심분리를 실시하여 침전물을 얻었다.Next, 25 mL of n-hexane was added to the reaction mixture to precipitate quantum dots, and centrifugation was performed to obtain a precipitate.
합성예 2: 리간드 치환 양자점(A2)의 합성Synthesis Example 2: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A2)
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(1-octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 5분간 반응 후 반응용액을 상온으로 신속하게 식혔다. 흡수 최대 파장 560 내지 590nm를 나타내었다.Indium acetate (0.4 mmol) (0.058 g), palmitic acid (0.6 mmol) and 1-octadecene (20 mL) were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen. After heating to 280°C, a mixed solution of 0.2 mmol (58 μL) of tris(trimethylsilyl)phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected, and after 5 minutes of reaction, the reaction solution was quickly cooled to room temperature. The maximum absorption wavelength was 560 to 590 nm.
아연 아세테이트 2.4mmol(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응 후 상온으로 내려 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다. 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, followed by 4.8 mmol of selenium (Se/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours and then cooled to room temperature to form an InP/ZnSe core-shell.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmol(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 수득 후 클로로포름에 분산시켰다. Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and the reactor was heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP/ZnSe core-shell solution was added, followed by 4.8 mmol of sulfur (S/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the resulting precipitate was centrifuged, filtered under reduced pressure, and dried under reduced pressure to obtain InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dots, which were then dispersed in chloroform.
얻어진 나노 양자점의 광발광 스펙트럼의 최대발광 피크는 635nm이며, 합성된 양자점 용액 5mL를 원심분리 튜브에 넣고 에탄올 20mL를 넣어 침전시켰다. 원심분리를 통해 상층액은 버리고 침전물에 2mL의 클로로포름을 넣어 양자점을 분산시킨 다음 0.65g의 카복시-EG6-언데칸티올을 넣고 질소분위기 하에서 60℃로 가열하면서 한 시간 동안 반응시켰다.The maximum emission peak of the photoluminescence spectrum of the obtained nano quantum dots is 635 nm. 5 mL of the synthesized quantum dot solution was placed in a centrifuge tube and 20 mL of ethanol was added to precipitate. The supernatant was discarded after centrifugation, and 2 mL of chloroform was added to the precipitate to disperse the quantum dots. Then, 0.65 g of carboxy-EG6-undecanthiol was added and reacted at 60°C for one hour under a nitrogen atmosphere.
이어서, 반응물에 25mL의 n-헥산을 넣어 양자점을 침전시킨 후 원심분리를 실시하여 상층액은 버리고 침전물을 얻었다.Next, 25 mL of n-hexane was added to the reaction mixture to precipitate quantum dots, and centrifugation was performed to discard the supernatant and obtain a precipitate.
합성예 3: 리간드 치환 양자점(A3)의 합성Synthesis Example 3: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A3)
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다.Indium acetate (0.4 mmol (0.058 g), palmitic acid (0.6 mmol (0.15 g), and 1-octadecene (20 mL)) were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen.
280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 0.5분간 반응시켰다.After heating to 280°C, a mixed solution of 0.2 mmol (58 μL) of tris(trimethylsilyl)phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected and reacted for 0.5 minutes.
이어서 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다.Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in the reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, followed by 4.8 mmol of selenium (Se/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to form an InP/ZnSe core-shell.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 수득 후 클로로포름에 분산시켰다. 고형분은 10%로 조정하였다. 최대발광파장은 520nm 였다.Next, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and the reactor was heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP/ZnSe core-shell solution was added, followed by 4.8 mmol of sulfur (S/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the resulting precipitate was centrifuged, filtered under reduced pressure, and dried under reduced pressure to obtain InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dots, which were then dispersed in chloroform. The solid content was adjusted to 10%. The maximum emission wavelength was 520 nm.
합성된 양자점 용액 5mL를 원심분리 튜브에 넣고 에탄올 20mL를 넣어 침전시켰다. 원심분리를 통해 상층액은 버리고 침전물에 3mL의 클로로포름을 넣어 양자점을 분산시킨 다음 1.00g의 하기 화학식 1-1로 표시되는 mPEG5-SH(퓨처켐社)을 넣고 질소분위기 하에서 60℃로 가열하면서 한 시간 동안 반응시켰다.5 mL of the synthesized quantum dot solution was placed in a centrifuge tube and 20 mL of ethanol was added to precipitate. The supernatant was discarded after centrifugation, and 3 mL of chloroform was added to the precipitate to disperse the quantum dots. Then, 1.00 g of mPEG5-SH (FutureChem) represented by the following chemical formula 1-1 was added and reacted for one hour while heating at 60°C under a nitrogen atmosphere.
[화학식 1-1][Chemical Formula 1-1]
이어서, 반응물에 25mL의 n-헥산을 넣어 양자점을 침전시킨 후 원심분리를 실시하여 상층액은 버리고 침전물을 얻었다.Next, 25 mL of n-hexane was added to the reaction mixture to precipitate quantum dots, and centrifugation was performed to discard the supernatant and obtain a precipitate.
합성예 4: 리간드 치환 양자점(A4)의 합성Synthesis Example 4: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A4)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 1-2로 표시되는 mPEG7-SH(퓨처켐社)를 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that mPEG 7 -SH (FutureChem) represented by the following chemical formula 1-2 was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-2][Chemical Formula 1-2]
합성예 5: 리간드 치환 양자점(A5)의 합성Synthesis Example 5: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A5)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 1-3으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula 1-3 was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-3][Chemical Formula 1-3]
합성예 6: 리간드 치환 양자점(A6)의 합성Synthesis Example 6: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A6)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 1-4로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula 1-4 was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-4][Chemical Formula 1-4]
합성예 7: 리간드 치환 양자점(A7)의 합성Synthesis Example 7: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A7)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 1-5로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula 1-5 was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-5][Chemical Formula 1-5]
합성예 8: 리간드 치환 양자점(A8)의 합성Synthesis Example 8: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A8)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 1-6으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula 1-6 was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-6][Chemical Formula 1-6]
합성예 9: 리간드 치환 양자점(A9)의 합성Synthesis Example 9: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A9)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-7로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-7 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-7][Chemical Formula 1-7]
합성예 10: 리간드 치환 양자점(A10)의 합성Synthesis Example 10: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A10)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-8로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-8 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-8][Chemical Formula 1-8]
합성예 11: 리간드 치환 양자점(A11)의 합성Synthesis Example 11: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A11)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-9로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-9 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-9][Chemical Formula 1-9]
합성예 12: 리간드 치환 양자점(A12)의 합성Synthesis Example 12: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A12)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-10으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-10 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-10][Chemical Formula 1-10]
합성예 13: 리간드 치환 양자점(A13)의 합성Synthesis Example 13: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A13)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-11로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-11 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-11][Chemical Formula 1-11]
합성예 14: 리간드 치환 양자점(A14)의 합성Synthesis Example 14: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A14)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-12로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-12 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-12][Chemical Formula 1-12]
합성예 15: 리간드 치환 양자점(A15)의 합성Synthesis Example 15: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A15)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-13으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-13 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-13][Chemical Formula 1-13]
합성예 16: 리간드 치환 양자점(A16)의 합성Synthesis Example 16: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A16)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-14로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-14 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-14][Chemical Formula 1-14]
합성예 17: 리간드 치환 양자점(A17)의 합성Synthesis Example 17: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A17)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-15로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-15 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-15][Chemical Formula 1-15]
합성예 18: 리간드 치환 양자점(A18)의 합성Synthesis Example 18: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A18)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-16으로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-16 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-16][Chemical Formula 1-16]
합성예 19: 리간드 치환 양자점(A19)의 합성Synthesis Example 19: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dot (A19)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-17로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-17 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-17][Chemical Formula 1-17]
합성예 20: 리간드 치환 양자점(A20)의 합성Synthesis Example 20: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A20)
합성예 3에서 사용한 1.00g의 리간드 대신 3.00g의 하기 화학식 1-18로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that 3.00 g of the compound represented by the following chemical formula 1-18 was used instead of 1.00 g of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 1-18][Chemical Formula 1-18]
비교합성예 1: 리간드 비치환 양자점(A21)의 합성Comparative Synthesis Example 1: Synthesis of Ligand-Free Quantum Dots (A21)
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(1-octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 5분간 반응 후 반응용액을 상온으로 신속하게 식혔다. 흡수 최대 파장 560 내지 590nm를 나타내었다.Indium acetate (0.058 g) 0.4 mmol (0.058 g), palmitic acid (0.15 g) and 1-octadecene (20 mL) were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen. After heating to 280°C, a mixed solution of 0.2 mmol (58 μL) of tris (trimethylsilyl) phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected and the reaction solution was rapidly cooled to room temperature after 5 minutes of reaction. The maximum absorption wavelength was 560 to 590 nm.
아연 아세테이트 2.4mmol(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응 후 상온으로 내려 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다. 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, followed by 4.8 mmol of selenium (Se/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours and then cooled to room temperature to form an InP/ZnSe core-shell.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmol (0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 얻었다.Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and the reactor was heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP/ZnSe core-shell solution was added, followed by 4.8 mmol of sulfur (S/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to obtain InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dots.
비교합성예 2: 리간드 비치환 양자점(A22)의 합성Comparative Synthesis Example 2: Synthesis of Ligand-Free Quantum Dots (A22)
인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다.Indium acetate (0.4 mmol (0.058 g), palmitic acid (0.6 mmol (0.15 g), and 1-octadecene (20 mL)) were placed in a reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen.
280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 0.5분간 반응시켰다.After heating to 280°C, a mixed solution of 0.2 mmol (58 μL) of tris(trimethylsilyl)phosphine (TMS 3 P) and 1.0 mL of trioctylphosphine was rapidly injected and reacted for 0.5 minutes.
이어서 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다.Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in the reactor and heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP core solution was added, followed by 4.8 mmol of selenium (Se/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to form an InP/ZnSe core-shell.
이어서, 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 2mL를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 얻었다.Then, 2.4 mmol (0.448 g) of zinc acetate, 4.8 mmol of oleic acid, and 20 mL of trioctylamine were placed in a reactor, and the reactor was heated to 120°C under vacuum. After 1 hour, the atmosphere inside the reactor was changed to nitrogen, and the reactor was heated to 280°C. 2 mL of the previously synthesized InP/ZnSe core-shell solution was added, followed by 4.8 mmol of sulfur (S/TOP) in trioctylphosphine, and the final mixture was reacted for 2 hours. Ethanol was added to the reaction solution, which was quickly cooled to room temperature, and the precipitate obtained by centrifugation was filtered under reduced pressure and dried under reduced pressure to obtain InP/ZnSe/ZnS core-shell structured quantum dots.
비교합성예 3: 리간드 치환 양자점(A23)의 합성Comparative Synthesis Example 3: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A23)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 a로 표시되는 화합물(1-도데칸티올)을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula a (1-dodecanethiol) was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 a][chemical formula a]
CH3(CH2)10CH2SHCH 3 (CH 2 ) 10 CH 2 SH
비교합성예 4: 리간드 치환 양자점(A24)의 합성Comparative Synthesis Example 4: Synthesis of Ligand-Substituted Quantum Dots (A24)
합성예 3에서 사용한 리간드 대신 하기 화학식 b로 표시되는 화합물을 사용한 것을 제외하고, 합성예 3과 동일하게 수행하였다.The same procedure as in Synthesis Example 3 was followed, except that a compound represented by the following chemical formula b was used instead of the ligand used in Synthesis Example 3.
[화학식 b][chemical formula b]
H2NCH2(CH2)9CH2NH2 H 2 NCH 2 (CH 2 ) 9 CH 2 NH 2
제조예 1: 산란입자 분산액(C1)의 제조Manufacturing Example 1: Manufacturing of scattering particle dispersion (C1)
산란입자로서 입경 210nm인 TiO2(이시하라사 CR-63) 70.0 중량부, 분산제로서 DISPERBYK-2001(BYK사 제조) 4.0 중량부 및 용매로서 1,6-헥산디올디아크릴레이트 26 중량부를 비드밀에 의해 12시간 동안 혼합 및 분산하여 산란입자 분산액(C1)을 제조하였다.70.0 parts by weight of TiO 2 (CR-63, Ishihara) having a particle size of 210 nm as a scattering particle, 4.0 parts by weight of DISPERBYK-2001 (manufactured by BYK) as a dispersant, and 26 parts by weight of 1,6-hexanediol diacrylate as a solvent were mixed and dispersed using a bead mill for 12 hours to prepare a scattering particle dispersion (C1).
실시예 및 비교예: 광변환 잉크 조성물의 제조Examples and Comparative Examples: Preparation of Photoconversion Ink Compositions
하기 표 1 내지 표 4의 조성으로 각각의 성분들을 혼합하여 광변환 잉크 조성물을 제조하였다(중량%).A photoconversion ink composition was prepared by mixing each component according to the compositions in Tables 1 to 4 below (weight %).
A1 내지 A24: 합성예 1 내지 24에서 제조된 양자점A1 to A24: Quantum dots manufactured in Synthesis Examples 1 to 24
B1: 1,6-헥산디올디아크릴레이트 (씨그마알드리치사)B1: 1,6-Hexanediol diacrylate (Sigma-Aldrich)
B2: 1,9-비스아크릴로일옥시노난 (티시아이사)B2: 1,9-Bisacryloyloxynonane (TCIA)
B3: 트리프로필렌글리콜디아크릴레이트 (씨그마알드리치사)B3: Tripropylene glycol diacrylate (Sigma-Aldrich)
B4: 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 (A-TMPT, 신나카무라가가쿠사)B4: Trimethylolpropane triacrylate (A-TMPT, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
B5: 에톡실레이티드 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트 (ATM-4E, 신나카무라가가쿠사)B5: Ethoxylated pentaerythritol tetraacrylate (ATM-4E, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
B6: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 (A-9550, 신나카무라가가쿠사)B6: Dipentaerythritol hexaacrylate (A-9550, Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.)
C1: 제조예 1에서 제조된 산란입자 분산액C1: Scatter particle dispersion prepared in Manufacturing Example 1
D1: Irgacure OXE-01 (바스프사)D1: Irgacure OXE-01 (BASF)
E1: SH8400 (다우코닝 도레이 실리콘사)E1: SH8400 (Dow Corning Toray Silicone)
실험예: Experimental example:
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 광변환 잉크 조성물을 사용하여 아래와 같이 광변환 코팅층을 제조하였으며, 이때의 막 두께, 휘도, 분산성 및 점도를 하기와 같은 방법으로 측정하고, 그 결과는 하기 표 5 내지 6에 나타내었다.Using the photoconversion ink compositions manufactured in the above examples and comparative examples, a photoconversion coating layer was manufactured as follows, and the film thickness, brightness, dispersibility, and viscosity at this time were measured by the following methods, and the results are shown in Tables 5 to 6 below.
< 광변환 코팅층의 제조>< Manufacturing of photoconversion coating layer >
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 5cm×5cm 유리 기판 위에 도포한 다음, 자외선 광원으로서 g, h, i 선을 모두 함유하는 1kW 고압 수은등을 사용하여 1000mJ/㎠로 조사 후 180℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 광변환 코팅층을 제조하였다.Each of the photoconversion ink compositions manufactured in the examples and comparative examples was applied onto a 5 cm × 5 cm glass substrate by inkjet, and then irradiated at 1000 mJ/cm2 using a 1 kW high-pressure mercury lamp containing all of the g, h, and i lines as an ultraviolet light source, and then heated in a heating oven at 180°C for 30 minutes to manufacture a photoconversion coating layer.
(1) 막두께(1) Film thickness
상기에서 제조된 광변환 코팅층의 막 두께를 막두께 측정기(Dektak 6M, Vecco 社)를 이용하여 측정하였다.The film thickness of the photoconversion coating layer manufactured above was measured using a film thickness measuring device (Dektak 6M, Vecco).
(2) 휘도 (2) Brightness
상기에서 제조된 광변환 코팅층을 청색(blue) 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450, Cree 社) 상부에 위치시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여, 청색 광 조사 시 휘도를 측정하였다.The photoconversion coating layer manufactured above was placed on top of a blue light source (XLamp XR-E LED, Royal blue 450, Cree), and the brightness was measured when irradiated with blue light using a brightness meter (CAS140CT Spectrometer, Instrument systems).
(3) 분산성(3) Dispersibility
상기 광변환 잉크 조성물의 제조 과정에서, 산란입자를 투입하기 전의 액상 시료를 육안으로 확인하여 하기 평가 기준에 따라 평가하였다.In the process of manufacturing the above photoconversion ink composition, the liquid sample before adding scattering particles was visually inspected and evaluated according to the following evaluation criteria.
<평가 기준><Evaluation criteria>
○: 투명한 상태○: Transparent state
×: 혼탁한 상태×: cloudy state
(4) 점도(4) Viscosity
상기 광변환 잉크 조성물의 점도는 R형 점도계(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM, 도키 산교 가부시끼가이샤 제품)를 사용하여 회전수 20 rpm, 온도 30℃의 조건에서 측정하였다. The viscosity of the above photoconversion ink composition was measured using an R-type viscometer (VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM, manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 rpm and a temperature of 30°C.
상기 표 5 내지 표 6에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 갖는 양자점과 경화성 모노머로서 특정 구조의 2관능 (메타)아크릴레이트를 포함하는 실시예 1 내지 30의 광변환 잉크 조성물은 양자점의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능한 것을 확인하였다. 반면, 경화성 모노머로서 특정 구조의 2관능 (메타)아크릴레이트를 포함하지 않는 비교예 1 내지 12, 및 본 발명에 따른 폴리에틸렌 글리콜계 리간드를 갖지 않는 양자점을 포함하는 비교예 12 내지 24의 광변환 잉크 조성물은 휘도가 낮으며 분산성이 떨어져 혼탁한 액상 시료를 나타내며 점도는 너무 높아서 해당 장비로 측정이 불가한 것을 확인할 수 있었다.As shown in Tables 5 and 6 above, it was confirmed that the photoconversion ink compositions of Examples 1 to 30 including quantum dots having polyethylene glycol-based ligands according to the present invention and a difunctional (meth)acrylate having a specific structure as a curable monomer have excellent optical properties and dispersibility of quantum dots and can implement low viscosity. On the other hand, the photoconversion ink compositions of Comparative Examples 1 to 12 not including a difunctional (meth)acrylate having a specific structure as a curable monomer and Comparative Examples 12 to 24 including quantum dots not having a polyethylene glycol-based ligand according to the present invention had low brightness and poor dispersibility, showing turbid liquid samples and having viscosity that was too high to be measured with the relevant equipment.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.As described above, specific parts of the present invention have been described in detail. It is obvious to those skilled in the art that these specific descriptions are merely preferred implementation examples and that the scope of the present invention is not limited thereto. Those skilled in the art will be able to make various applications and modifications within the scope of the present invention based on the above contents.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.Accordingly, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (11)
상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1a 내지 1e로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함하는 리간드층을 갖는 것이고,
상기 경화성 모노머는 하기 화학식 2로 표시되는 화합물을 포함하는 광변환 잉크 조성물로서,
상기 광변환 잉크 조성물 전체 100 중량%에 대하여 2 중량% 이내로 용제를 포함하는 광변환 잉크 조성물:
[화학식 1a]
[화학식 1b]
[화학식 1c]
[화학식 1d]
[화학식 1e]
[화학식 2]
상기 식에서,
R' 및 R''는 각각 독립적으로 수소 원자; 카르복실기; 페닐기; 또는 티올기로 치환되거나 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기이고,
R'와 R"는 동시에 수소 원자; 페닐기; 또는 치환되지 않은 C1-C20의 알킬기는 아니며,
Ra, Rb 및 Rc는 각각 독립적으로 C1-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이고,
Rd는 C1-C22의 알킬렌기, C3-C8의 시클로알킬렌기 또는 C6-C14 아릴렌기이며,
A 및 B는 각각 독립적으로 존재하지 않거나, 또는 C1-C22의 알킬렌기, O, NR 또는 S이고,
R은 수소 또는 C1-C22의 알킬기이며,
X는 카르복실기, 인산기, 티올기, 아민기, 테트라졸기, 이미다졸기, 피리딘기 또는 리포아미도기이고,
n은 1 내지 20의 정수이며,
p, q, t 및 u는 각각 독립적으로 1 내지 100의 정수이고,
r은 1 내지 10의 정수이며,
R1은 C1-C20의 알킬렌기, 페닐렌기 또는 C3-C10의 시클로알킬렌기이고,
R2는 수소 또는 메틸기이며,
m은 1 내지 15의 정수이다.Containing quantum dots and curable monomers,
The quantum dot has a ligand layer comprising at least one of the compounds represented by the following chemical formulas 1a to 1e on its surface,
The above curable monomer is a photoconversion ink composition comprising a compound represented by the following chemical formula 2,
A photoconversion ink composition comprising a solvent in an amount of 2 wt% or less based on 100 wt% of the total photoconversion ink composition:
[Chemical formula 1a]
[Chemical formula 1b]
[Chemical formula 1c]
[chemical formula 1d]
[Chemical formula 1e]
[Chemical formula 2]
In the above formula,
R' and R'' are each independently a hydrogen atom; a carboxyl group; a phenyl group; or a C 1 -C 20 alkyl group substituted or unsubstituted with a thiol group,
R' and R" are not simultaneously a hydrogen atom; a phenyl group; or an unsubstituted C 1 -C 20 alkyl group,
R a , R b and R c are each independently a C 1 -C 22 alkyl group or a C 4 -C 22 alkenyl group,
R d is a C 1 -C 22 alkylene group, a C 3 -C 8 cycloalkylene group, or a C 6 -C 14 arylene group,
A and B are each independently absent, or are an alkylene group of C 1 -C 22 , O, NR or S,
R is hydrogen or an alkyl group of C 1 -C 22 ,
X is a carboxyl group, a phosphate group, a thiol group, an amine group, a tetrazole group, an imidazole group, a pyridine group, or a lipoamido group,
n is an integer from 1 to 20,
p, q, t and u are each independently an integer from 1 to 100,
r is an integer from 1 to 10,
R 1 is a C 1 -C 20 alkylene group, a phenylene group or a C 3 -C 10 cycloalkylene group,
R 2 is hydrogen or a methyl group,
m is an integer from 1 to 15.
상기 코어는 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, 및 InAlPSb로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하며,
상기 쉘은 ZnSe, ZnS 및 ZnTe로 구성된 군으로부터 선택되는 하나 이상을 포함하는 광변환 잉크 조성물.In the second paragraph, the quantum dot has a core-shell structure including a core and a shell covering the core,
The above core comprises at least one selected from the group consisting of 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, and InAlPSb,
A photoconversion ink composition wherein the shell comprises at least one selected from the group consisting of ZnSe, ZnS and ZnTe.
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