실록산계 분산제 및 이를 포함하는 나노입자 페이스트조성물 document_id A220623013743

본 발명은 실록산계 분산제 및 이를 포함하는 나노입자 페이스트 조성물에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노입자와 친화성을 갖는 헤드부와 폴리디메틸실록산(polydimethylsiloxane, 이하 PDMS라고 한다)계 수지와 친화성을 갖는 테일부를 포함하는 실록산계 분산제 및 이를 포함하는 나노입자 페이스트 조성물에 관한 것이다. 양자점(quantum point)은 양자 제한 효과(quantum confinement effect)를 나타내는 나노 크기의 반도체 물질로서, 우수한 물리적, 화학적 및 전기적 특성으로 인해 다양한 전기적, 광학적 디바이스(Device)에 사용되고 있다. 이러한 양자점은 각종 소자에 이용하기 위하여 통상 용매 또는 수지 등과 같은 분산매와 혼합하여 페이스트 형태로 제조하여 사용하는 것이 일반적이다. 그러나, 이러한 양자점은 나노입자의 특성상 입자들 간의 응집력이 매우 크기 때문에 응집체를 형성하는 경향이 있는데, 이렇게 되면 그 자체의 독특한 특성들이 제대로 발휘되지 못하는 문제점이 발생한다. 따라서, 용매 또는 수지 내에서 나노입자가 서로 응집되지 않도록 하기 위해 분산제의 선택이 중요하게 고려된다. 한편, 종래 나노입자의 분산매로는 톨루엔, 헥산 등과 같은 무극성 유기 용매와 에폭시 수지, PDMS계 수지, 아크릴 수지 등과 같은 극성 바인더 수지가 알려져 있다. 이 중에서, 주쇄가 실록산 계열의 구조로 이루어진 PDMS계 수지는 열, 자외선, 산화물질에 대한 안정성이 높으며, 투명도와 비교적 낮은 굴절율, 높은 절연성 등으로 인하여 전자 재료, 특히 광학 재료에 매우 유용하다. 그러나, 나노입자 합성시 사용되는 분산제들이 탄화수소계 사슬로서 무극성이므로 나노입자 표면이 PDMS계 수지와의 친화성이 좋지 않아 표면 성질 변화 없이는 분산이 불가능하다는 문제점이 있었다. 따라서, 나노입자가 PDMS계 수지 내에서 응집 또는 침전되는 일 없이 잘 분산될 수 있도록 하는 새로운 타입의 분산제의 개발이 절실하게 요구되어 왔다. 이와 관련하여, 미국 특허 제6,645,569호는 실록산 주쇄에 폴리에틸렌 옥사이드(polyethylene oxide) 기를 도입하거나 트리메틸 암모늄(tirmethyl ammonium) 기를 도입하여 잉크젯 프린팅용 나노입자의 분산성을 향상시키는 기술을 개시하고 있고, 미국 특허 제5,919,487호는 실록산 주쇄에 폴리에틸렌 옥사이드 기를 도입하거나 폴리프로필렌 옥사이드 기를 도입하여 나노입자를 코팅함으로써 나노입자의 분산성을 향상시키는 기술을 개시하고 있으나, 본 발명과는 달리 나노입자와 직접 결합하는 작용기를 포함하고 있지 않다. 이외에도 문헌[참고: Journal of Magnetism and Magnetic Materials 225 (2001) 47-58]에는, 폴리[디메틸실록산-b-(3-시아노프로필)메틸실록산-b-디메틸실록산]에 코발트 전구체를 용해시킨 후 코발트 나노입자를 형성시키고, 이를 PDMS계 수지에 분산시키는 기술이 개시되어 있으나, 본 발명과는 달리 특별히 분산제를 사용하지 않았으며, 나노입자와 결합하는 작용기로서 본 발명과 구별되는 니트릴 기(nitrile group)를 사용하고 있다.