RGB 안료의 분산 안정성에 대한 재침전법과 유기실란의 효과연구

Abstract

Charge Coupled Device(CCD)형 이미지 센서는 텔레비전, 핸드폰, 디지털 카메라, 정밀의료장비 등의 가정기기 및 상용기기에 적용되고, 이미지 센서 시장의 가장 큰 비중을 차지하고 있다. 그러나 구동방식이 복잡하고 전력소모가 많으며 많은 공정수 때문에 제조 공정 시공정이 매우 복잡하면서 시그널 프로세싱 회로(signal processing circuit)를 칩 내에 구현할 수 없기 때문에 원칩 화가 어려운 단점이 있는 가운데 Complementary Metal Oxide Semiconductor(CMOS)형 이미지 센서가 카메라 핸드폰 분야와 소형 디지털 카메라 사업이 급격한 성장을 보이면서 원칩화가 어려운 CCD형 이미지 센서와 다르게 CMOS형 센서는 하나의 단일 칩 상에 구동, 제어, 신호 처리 회로의 모놀리지식 집적화가 가능하고 소비전력이 적고 주변기기와의 호환성과 표준 CMOS제조 공정의 유용성으로 인하여 잠재적으로 낮은 비용을 제공하는CMOS형 이미지 센서는 큰 폭의 시장점유율을 보였다[1-6]. 이미지 센서(고감도 화상소재)화 기술은 Dyeing법, Pigment Dispersed법, Printing법등이 있다. Dyeing법은 Dye를 주요 화상소재로 사용하기 때문에 화학적 내구성과 열적 안정성이 취약한 단점이 있고, 높은 생산원가와 긴 공정을 요구하고 있다. 한편 Pigment를 주요 화상소재로 사용하는 Pigment Dispersed법과 Printing법은 Dyeing법의 단점을 극복할 수 있고 특히, Pigment Dispersed법에 적용되는 소재가 점도, 전도도, 농도 등의 적합한 물리적 특성을 갖게 되면 Printing법의 소재로도 활용이 가능하게 된다[7-12]. 그러나 Pigment Dispersed법과 Printing법에 사용되는 pigment는 분산안정성이 Dye보다 떨어지기 때문에 pigment의 분산안정성은 중요한 요소라 할수있다. 또한 최근에 디스플레이 산업에서 많이 쓰이는 LCD에서도 pigment 분산법으로만든 밀베이스를 주 원료로 하는 컬러필터를 많이 사용하고 있다. 밀베이스는 미립화한pigment를 분산제로 pigment의 표면처리를 하고 분산시켜서 사용하는 것이다. 그리하여pigments를 LCD에 사용하는 밀베이스화 하기 위해서는 소금, pigment, Diethylene Glycol(DEG)로 분쇄하는 Salt milling과정을 거쳐 입자의 크기가 20~100 nm인 RGB pigments를 얻을 수 있는데 세척과정에서 많은 양의 물과 DEG로 인한 경제적인 면과 환경오염 면에서 효율이 낮은 단점을 가지고 있다[13-21]. 이러한 단점을 보완하고 많은 양의 입자크기를 제어하기 위해서 진한황산을 용매로 하여 황산에 용해하여 침전시키고 증류수에 다시 침전시키는 재침전 시켜 입자의 크기를 줄여주는데 이때 증류수에 계면활성제를 넣어 소수성인 RGB pigments가 micelle내부에 들어가 더욱 작은 크기로 제조 할 수 있다. 재침전 과정을 통해 크기가 줄어든 RGB pigments를 유기용매에 분산제를 첨가하여 분산액의 분산안정성을 높여준다. 또한, pigment와 MPTMS의 Thiol기와의 Interaction이 RGB pigments 분산액의 분산안정성을 더욱 높여줄 것이라 예상된다.