KR100549852B1 - 칼라표시장치용 광선택 흡광제, 이를 포함하는 코팅제 및상기 코팅제로 제조된 필터 - Google Patents

칼라표시장치용 광선택 흡광제, 이를 포함하는 코팅제 및상기 코팅제로 제조된 필터 Download PDF

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Abstract

본 발명은 칼라표시장치용 광선택 흡광제, 이를 포함하는 코팅제 및 상기 코팅제로 제조된 필터를 제공한다. 상기 광선택 흡광제는 테트라아자포피린 유도체의 이합체를 포함한다.
본 발명에 따른 광선택 흡광제를 포함하는 코팅제를 칼라표시장치에 적용하면, 표시장치의 반사광 및 삼원색의 중간색에 해당하는 방출광을 차단하여 칼라표시장치의 색순도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Description

칼라표시장치용 광선택 흡광제, 이를 포함하는 코팅제 및 상기 코팅제로 제조된 필터{Selectively light-absorptive material for color display device, coating composition containing the same and filter manufactured using the coating composition}
도 1은 음극선관의 전형적인 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 2는 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 3은 본 발명의 합성예 1에서 제조된 테트라아자포피린 유도체가 결합된 폴리에스테르 폴리머의 흡광 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 4는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 1에서 수득된 각각의 착색 유리 필터의 투과 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 5는 본 발명의 실시예 1 및 비교예 2에서 수득된 각각의 착색 유리 필터를 열 노출시킨 후의 투과 스펙트럼을 나타낸 것이고,
도 6은 본 발명의 실시예 1 및 비교예 3에서 수득된 각각의 착색 유리 필터를 광 노출시킨 후의 투과 스펙트럼을 나타낸 것이다.
본 발명은 칼라표시장치의 색순도 및 콘트라스트를 개선시킬 수 있는 칼라표시장치용 광선택 흡광제, 이를 포함하는 코팅제 및 상기 코팅제로 제조된 필터에 관한 것이다
표시장치에서는 외광(ambient light)의 표면반사로 인해 시청자의 눈이 피로하게 되며 콘트라스트가 낮은 문제점이 있다. 이러한 반사광은 스크린으로 사용되는 유리 표면에서 반사되는 외광과 스크린 안쪽의 발광체에서 반사되는 빛이 더해진 것으로 이를 감소시키기 위해 당 분야에서는 많은 연구가 진행되어 왔다. 미국 특허 제 4,989,953 호에는 반사광의 감소를 위한 연구가 개시되었다. 칼라 표시장치에 대한 반사광을 감소시키기 위한 시도의 하나로서 ND(neutral density) 필터 또는 감소기(attenuator)를 이용하는 방법이 있다. ND 필터는 파장에 관계없이 일부분의 빛만을 투과 시킴으로써 콘트라스트를 향상시키는 방법으로, 현재 칼라 CRT 표시장치의 제작에 널리 사용되고 있으나, 화면의 밝기를 감소시킨다는 문제점이 있다. 또 다른 방법으로서 ND 필터와 반사방지(antireflection) 코팅을 조합하는 방법이 있는데, 이는 발광체에서의 외광의 반사와 표시장치 표면의 반사광을 감소시키는 반면 휘도 감소를 유발하고 색순도 개선효과가 없다.
이에 색순도와 콘트라스트를 동시에 개선하면서도 휘도 감소를 최소화할 수 있는 방법으로서 표시장치에서 발광되는 삼원색 영역의 빛은 투과시키고 나머지 영역의 빛은 차단하는 방법이 제시되었다. 이러한 방식은 ND 필터와 달리 외광을 충분히 감소시키면서 표시 장치에서 발광되는 빛을 충분히 투과시키기 때문에 콘트라스트 증가 효과 대비 휘도 감소를 최소화 할 수 있다는 장점과 동시에 표시 장치의 색순도를 개선시켜 색의 구현 범위를 크게 확장시킬 수 있다는 장점이 있다.
미국 특허 제 4,288,250 호, 제 4,520,115 호 및 제 4,245,242 호는 네오듐 산화물을 비롯한 금속 산화물을 함유한 착색 유리를 음극선관용 전면 재질로서 적용하거나 필터로서 사용한 바 있다. 이 방법은 표시장치의 휘도 저하를 방지함과 동시에 외광의 반사율을 낮추고 색순도를 향상시키는 장점은 있으나, 착색유리의 제조 공정이 복잡할 뿐만 아니라 제조비용이 높아 비경제적이라는 단점이 있다.
또한 일본 특허공고 소44-5091, 일본 특허공개 소59-217705, 평4-106150, 평6-88007 및 평10-120860에서는 네오듐 산화물 또는 유기 네오듐 화합물을 플라스틱에 분산 또는 용해시킨 착색 플라스틱을 이용하여 칼라 표시장치의 특성을 개선하고자 한 바 있으나, 이들은 분산 또는 용해의 곤란성 및 플라스틱 재료의 황변 등으로 인하여 특성이 점차 열화되는 단점이 있다.
일본 특허 공개 평2-210486 및 미국 특허 제 5,200,667 호는 색소와 플라스틱 수지 재료를 주성분으로 하는 칼라 표시 장치용 필터를 제안하고 있으나, 이는 색소의 흡광 폭이 넓고 광 선택성이 작아 색순도의 개선에 크게 기여하지 못하고 있으며, 미국특허 제 5,834,122호는 색의 선택성이 향상된 표시 장치용 밴드 패스 필터를 제안하고 있으나, 녹색과 적색 사이 또는 청색과 녹색 사이의 흡광 색소가 내구성이 부족하여 실용화되기 어렵다는 문제점이 있다.
PDP(plasma display panel)는 유리 등으로 둘러싸인 격벽 안에 헬륨, 네온, 아르곤, 제논 등의 불활성 가스 또는 이들의 혼합가스를 봉입하고 밀봉 시킨 뒤, 높은 전압을 걸어주어 가스를 이온화시켜 플라즈마를 형성시켜, 여기에서 방출되는 자외선이 형광체를 여기시켜 발광하게 된다. PDP는 넓은 시야각을 확보할 수 있으며, 다른 표시장치보다 대형화가 용이하고, 박형의 발광형 표시장치로서 향후 PDP의 고품질 텔레비전으로서 가장 적합한 특성을 갖추고 있는 것으로 평가되고 있다.
그러나, PDP는 CRT에 비해서 휘도가 떨어지고 형광체의 표면반사가 높을 뿐만 아니라 봉입 가스인 헬륨에서 방출되는 오렌지광으로 인해 색순도도 음극선관에 미치지 못한다는 단점이 있다. 도 1은 플라즈마 디스플레이 패널의 발광 스펙트럼을 나타낸 것으로, 이는 도 2의 CRT의 발광 스펙트럼과 비교할 때 적색의 경우 590 nm 근처에서 강한 발광 피크를 가지고 있는데 이는 봉입 가스인 네온에 의한 것이다. 따라서 적색의 구현이 어렵다. PDP의 다양한 용도와 잠재적 용도를 고려할 때 표시장치 표면에서의 반사를 낮추고, 화면의 밝기 및 선명도의 심각한 손실 없이 전체적인 색순도와 콘트라스트를 향상시키는 장치나 메커니즘의 개발은 매우 절실한 실정이다.
이에 본 발명자들은 상기 문제점을 해결하기 위한 연구를 진행한 결과, 청색과 자외선 사이, 청색과 녹색 사이, 녹색과 적색 사이 및 적색과 자외선 사이의 광을 흡수할 수 있고 내열성이 우수한 흡광제를 개발하였고, 이를 칼라 표시 장치용 필터에 적용함으로써 칼라 표시장치의 색순도 및 콘트라스트를 경제적으로 개선할 수 있음을 발견하여 본 발명을 완성하였다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 칼라표시장치의 반사광 및 삼원색의 중간색에 해당하는 방출광을 차단시켜 칼라 표시장치의 색순도 및 콘트라 스트를 개선할 수 있는 칼라표시장치용 광선택 흡광제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 상기 광선택 흡광제를 포함하는 광선택 흡수성 코팅제를 제공하는 것이다.
본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 상기 광선택 흡수성 코팅제를 포함하여 이루어진 광선택 흡수성 필터를 제공하는 것이다.
상기 첫번째 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명에서는, 하기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 디히드록시 화합물과 디카르복실산으로부터 형성된 폴리에스테르 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡광제를 제공한다.
Figure 112002006938800-pat00001
상기 화학식 1의 화합물에서
R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소; 비치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기, 니트로기, 할로겐원자, 탄소수 1 내지 8개의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 8개의 아미노알킬기 및 시아노기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 치환된 페닐기; 니트로기; 할로겐원자; 탄소수 1 내지 8개의 알킬아미노기; 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되거나,
또는 상기 화학식 1의 화합물에서 1 내지 3개 군의 R1 및 R2는 서로 융합되어 하기 화학식 4a 내지 4f의 방향족 고리를 형성하고, 나머지의 군은 각각 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 알릴기; 할로겐원자; 시아노기; 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되며,
X는 O 또는 NH을 나타내고,
P는 폴리에스테르로 이루어진 고분자 주쇄를 나타내며,
Figure 112002006938800-pat00002
Figure 112002006938800-pat00003
Figure 112002006938800-pat00004
Figure 112002006938800-pat00005
Figure 112002006938800-pat00006
Figure 112002006938800-pat00007
상기 식중, R5, R5', R5'' 및 R5'''는 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 알릴기; 할로겐원자; 시아노기; 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되고, B는 탄소수 1 내지 8개의 알킬기 또는 알릴기이고, X1 - 및 X2 -는 각각 독립적으로 할로겐 원소의 음이온 또는 알킬 설포네이트를 나타내며, 점선 부분은 상기 화학식 1의 피롤기에 결합되는 부분을 나타낸다.
상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합하는 폴리에스테르 고분자 주쇄는 하기 화학식 2의 디히드록시 화합물과 화학식 3의 디카르복실산 화합물의 에스테르 반응에 의해 얻어지는 고분자가 바람직하다.
Figure 112002006938800-pat00008
상기 식중 R6는 탄소수 2 내지 4개의 알킬렌기이고, R7, R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 4개의 알킬기; 또는 아릴기를 나타내며, A는 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합되는 부분을 나타내며 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체는 2개의 A중에서 하나 또는 두 개 모두 결합할 수 있고 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합하지 않은 A는 수소; 할로겐 원소; 탄소수 1 내지 8을 갖는 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 8을 갖는 알콕시기를 나타낸다.
Figure 112002006938800-pat00009
상기 식중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 및 치환 또는 비치환된 아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되며, n1 및 n2는 각각 1 내지 7의 정수를 나타낸다.
본 발명의 두번째 기술적 과제는 상술한 광선택 흡광제, 플라스틱 수지 및 유기용매를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡수성 코팅제에 의하여 이루어진다.
본 발명의 세번째 기술적 과제는 광선택 흡광제와 플라스틱 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡수성 필터에 의하여 이루어진다.
이하 본 발명을 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다.
일반적으로 칼라 표시 장치의 색순도와 콘트라스트를 향상시키기 위해서는 청색과 녹색사이, 적색과 녹색 사이, 적색과 적외선 사이에서 광을 선택적으로 흡수할 수 있는 흡광제가 필요한데, 특히 적색과 녹색 사이의 광을 선택적으로 흡수하는 흡광제가 요구된다.
본 발명에 따른 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 디히드 록시 화합물과 디카르복실산으로부터 형성된 폴리에스테르 폴리머를 포함하는 광선택 흡광제는 광선택 흡광제는 적색과 녹색 사이의 광을 효과적으로 흡수하는 성질을 갖고, 또한 극적외선 부근에서 강한 흡수띠도 가지므로 근적외선을 차단하는 효과를 갖는다.
즉, 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 디히드록시 화합물과 디카르복실산으로부터 형성된 폴리에스터 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명에 따른 광선택 흡광제는 570 내지 610nm의 영역에서, 약 30 내지 50nm정도의 폭으로 강한 1차 흡수대를 가지며, 이러한 흡수 밴드는 적색과 녹색 사이의 광을 흡수하여 칼라 표시 장치용 광학 필터에서 요구되는 우수한 광선택 흡수성을 만족시킨다. 또한 본 발명에 따른 상기 광선택 흡광제는 800nm의 이상의 영역에서, 폭 넓은 흡수대를 가지며, 이러한 흡수 밴드는 근적외선을 흡수하여 칼라 표시 장치용 광학 필터에서 요구되는 우수한 광선택 흡수성을 만족시킨다.
상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 디히드록시 화합물과 디카르복실산으로부터 형성된 폴리에스터 폴리머를 포함하는 것을 특징으로 하는 본 발명의 광선택 흡광제는 우수한 내열성 및 내광성을 보이므로 음극선관이나 플라즈마 디스플레이 패널과 같은 칼라 표시 장치에 장기간 동안 사용될 수 있다.
본 발명에 따른 광선택 흡광제는 플라스틱 수지와 함께 유기용매에 용해하여 코팅제로 제조되어 사용할 수 있다. 이 코팅제에서 광선택 흡광제의 함량은 코팅제 고형분을 기준으로 하여 0.05 내지 1 중량%를 사용한다. 이 때 광선택 흡광제의 함량이 0.05 중량% 미만이면 요구 흡광 특성 구현이 미흡하고, 1중량%를 초과하면, 코팅제의 물성을 저하시키므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 광선택 흡수성 코팅제에 있어서, 플라스틱 수지로는 폴리메틸(메타)크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌비닐아세테이트 및 폴리비닐부티랄 등의 투명 플라스틱 수지를 사용하는 것이 바람직한데, 그 함량은 유기용매 총중량을 기준으로 5 내지 40중량%인 것이 바람직하다. 여기에서 투명 플라스틱 수지의 함량이 5중량% 미만이면 요구 물성 구현을 위한 두께 확보가 곤란하고, 40중량%를 초과하면 코팅 특성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 광선택 흡수성 코팅제에 있어서, 유기용매로는 톨루엔, 자일렌, 프로필알코올, 이소프로필알코올, 디메틸포름아미드, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄, 클로로포름, 메틸셀루솔브, 에틸셀루솔브, 디메틸포름아미드 등을 사용할 수 있다.
본 발명의 광선택 흡수성 코팅제에는 칼라표시장치의 각 파장 영역에 대한 투과율을 조절하거나 백색도를 구현하기 위해 통상의 아조 염료, 시아닌 염료, 디페닐메탄 염료, 트리페닐메탄 염료, 프탈로시아닌 염료, 크산텐계 염료, 디페닐렌계 염료나, 인디고 또는 포피린 등의 염료를 더 첨가할 수 있다. 이 때, 염료의 함량은 코팅제의 전체 고형분 총 중량을 기준으로 0.05 내지 3중량%인 것이 바람직하다. 여기서 염료의 함량이 0.05 중량% 미만이면 요구 흡광 특성 구현이 미흡하고, 3중량%를 초과하면 코팅제의 물성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 코팅제에는 칼라표시장치 특히, 플라즈마 디스플레이 패널로부터 반사되는 자외선을 차단하기 위해 자외선 차단제를 더 첨가하는 것이 바람직한데, 이러한 자외선 차단제로는 TINUVIN928(시바스페샬티 주식회사제)를 포함하는 HALS(Hinderd Amine Light Stabilizer)계열, 페닐 살리실레이트, 벤조페논, 벤조트리아졸 등의 흡수재 또는 니켈 유도체 켄쳐(Quencher) 등을 단독 혹은 혼용시켜 사용할 수 있다.
본 발명의 코팅제에는 칼라표시장치 특히, 플라즈마 디스플레이 패널로부터 반사되는 적외선(특히, 근적외선)을 차단하기 위해 적외선 차단제를 더 첨가하는 것이 바람직한데, 이러한 적외선 차단제로는 하기 화학식 5, 6 및 7로 표시되는 화합물 등을 사용할 수 있다. 하기 화학식 5의 화합물은 디임모늄의 구조를 나타낸 것으로, 예를 들어 상품명 IRG022(일본화약주식회사제)을 들 수 있다. 하기 화학식 6과 7의 화합물은 디싸이올레이트의 구조를 나타낸 것으로, 상품명 SIR128, SIR130, SIR132, SIR159(미쯔이 케미칼 주식회사) 등을 예로 들 수 있다.
Figure 112002006938800-pat00010
상기 화학식 5에서, R'는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이고, Y는 ClO4 -, Ab2F6 -, BF3-, 톨루엔설포네이트 또는 벤젠설포네이트 음이온을 나타낸다.
Figure 112002006938800-pat00011
상기 화학식 6에서, M은 Ni, Pd 또는 Pt이고, R"은 수소 또는 탄소수가 1 내지 10인 알킬 또는 알콕시기; 할로겐원자 또는 알킬아민이 치환된 페닐; 또는 페닐기를 나타낸다.
Figure 112002006938800-pat00012
상기 화학식 7에서, M'은 Fe, Ni, Cu, Co 또는 Pt이고, R'''은 수소; 탄소수가 1 내지 10인 알킬 또는 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고, Q+는 테트라알킬암모늄 양이온이다(이 때 알킬기의 탄소수는 1 내지 6임).
또한, 본 발명의 광선택 흡수성 코팅제에는 내광성 향상을 위해 안정제를 추가로 첨가할 수 있다. 사용이 가능한 안정제로는 통상적으로 사용될 수 있는 색소 의 퇴색성을 방지하는 라디칼 반응 억제제를 들 수 있다.
본 발명의 광선택 흡수성 코팅제는 표시장치에 장착될 유리, 플라스틱 또는 플라스틱 필름에 코팅처리하여 사용하거나, 표시장치의 표면상에 직접 코팅처리하여 사용할 수 있고, 이러한 코팅은 통상적인 방법을 이용하여 이루어질 수 있는데, 예를 들어 스핀 코팅법 또는 롤 코팅법에 의해 수행될 수 있다. 본 발명의 광선택 흡수성 코팅제는 1 내지 20㎛의 두께로 코팅되는 것이 바람직하다. 여기서 광선택 흡수성 코팅제로 된 코팅막 두께가 1㎛ 미만인 경우에는 요구 흡광 특성 구현이 미흡하고, 20㎛를 초과하는 경우에는 코팅 특성이 저하되므로 바람직하지 못하다.
본 발명의 광선택 흡수 필터는 상술한 광선택 흡수성 코팅제를 코팅 및 건조하여 완성된다. 따라서 코팅제안에 함유되어 있는 용매는 건조과정에서 제거되므로 광선택 흡수 필터는 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 디히드록시 화합물과 카르복실산으로부터 형성된 폴리에스테르 폴리머와 플라스틱 수지를 포함한다.
상기 본 발명에 따른 광선택 흡광제인 상기 폴리에스테르 폴리머는 예를 들어 하기 반응식 1과 같이 제조할 수 있다.
Figure 112002006938800-pat00013
(상기 식중, R1 내지 R12, X, n1, n2 및 X는 상기 정의한 바와 같으며, L은 할로겐원자 등과 같은 이탈기를 나타내고, n은 정수이다.)
상기 반응식 1에 나타낸 바와 같이, 상기 화학식 8의 테트라아자포피린 유도체는 상기 화학식 9의 디히드록시화합물과 에테르화반응하여 상기 화학식 10의 화합물을 형성한 후, 이어서 상기 화학식 11의 화합물과 에스테르화 중합반응을 통해 목적하는 상기 화학식 12의 폴리에스테르 폴리머를 형성하게 된다. 상기 에테르화 반응 및 에스테르화 반응은 통상적인 방법을 사용할 수 있으며, 특별한 제한은 없다.
본 발명의 명세서에서 사용된 용어의 정의 중,
탄소수 1 내지 8의 알킬기의 구체적인 예로는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 부틸기, 이소부틸기, 터트-부틸기, 펜틸기, 이소펜틸기, 네오펜틸기, 옥틸기 등이 있고;
탄소수 1 내지 8의 알콕시기의 구체적인 예로는 메톡시기, 에톡시기, 프로폭시기, 부톡시기, 펜톡시기 등이 있으며;
할로겐 원자의 구체적인 예로는 불소, 염소, 요오드 또는 브롬이 있고;
할라이드의 구체적인 예로는 클로로메틸기, 브로모메틸기, 요도메틸기, 플루오로메틸기 등이 있으며;
탄소수 1 내지 8의 알킬아미노기의 구체적인 예로는 메틸아미노기, 에틸아미노기 등이 있고;
탄소수 1 내지 8의 아미노알킬기의 구체적인 예로는 아미노메틸기, 아미노에 틸기 등이 있다.
이하, 본 발명을 하기 합성예 및 실시예를 들어 설명하기로 하되, 본 발명이 하기 합성예 및 실시예로 한정되는 것은 아니다.
합성예 1
<치환된 플러렌(화학식 15의 화합물)의 합성>
하기 화학식 13의 테트라아자포피린 유도체(10mmol)를 반응 용기에 넣고 DMF 300mL에 교반시키면서 녹인 후, NaH(12mmol)을 넣고 약 1시간 동안 100℃로 가열하였다. 1시간이 지나면, 하기 화학식 14의 디히드록시화합물(10mmol)을 넣고 20시간 동안 가열하면서 반응시켰다. 반응 종료 후 에틸 아세테이트와 순수를 이용하여 분별함으로써 화학식 15의 화합물을 수득하였다. 수득된 화합물을 재결정을 통해 정제하였다.
<치환된 폴리에스터 4의 합성>
디메틸-2,6-데칼린디카르복실산(1mol) 및 상기 반응에서 얻어진 화학식 15의 화합물(1몰)과 에틸렌글리콜(2.2mol)을 칼슘 아세테이트 (0.0008mol) 및 망간 아세테이트(0.0002mol) 촉매와 함께 반응기에 넣고 교반하면서 가열하였다. 일정 시간이 흐른 후, 게르마늄 옥사이드와 트리메틸 포스페이트를 소량 넣고 가열하면서 중합 반응을 진행하여, 목적하는 하기 화학식 16의 화합물을 수득하였다(수율: 50% 이상). 수득된 화합물의 흡광 스펙트럼을 도 3에 나타내었다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이 청색과 녹색사이, 적색과 녹색 사이 및 근적외선 부근에서 강한 흡수를 나타내었다.
Figure 112002006938800-pat00014
실시예 1
300ml의 시클로펜탄온(Cyclopentanone)에 위의 합성예에서 얻어진 결과물 100g을 넣어 완전히 용해시켰다. 여기에 NIR 흡광제인 IRG022(일본화약) 4g, SIR159(미쯔이 케미칼) 1.35g, UV 차단제인 TINUVIN928(시바스페샬티 주식회사제) 8g을 용해시켜 광선택 흡수성 코팅제를 제조하였다. 이렇게 제조된 코팅제를 투명 유리 기판에 스핀 코팅을 이용하여 코팅한 후 120℃에서 5분간 건조하여 약 8미크론 두께의 착색 유리기판을 수득하였다. 이렇게 제조된 착색 유리기판을 열 및 광 에 대한 안정성을 평가하기 위해, 상기 수득된 착색 유리판에 항-반사처리가 된 폴리에틸렌테레프탈레이트 필름을 합지시켰다.
이렇게 얻어진 착색 유리 필터에 대하여 분광광도계를 이용하여 얻은 스펙트럼을 도 4에 나타내었다.
PDP를 광원으로, 적색 주파장 시프트, 색온도 시프트, duv(색왜곡정도), 가시광 투과율 등 시각특성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 2
칼라 밸런스 조절을 위한 색소인 DS03(일본감광색소) 40mg을 적용한 광선택 흡수성 코팅제와 착색 유리기판 및 필터를 실시예 1과 같은 방법으로 수득하였다. 투과율이 소량 감소하는 반면 색의 왜곡정도가 많이 개선된 타입의 필터를 얻을 수 있었다. 이 착색 유리 필터의 시각특성을 측정하여 하기 표 1 에 나타내었다.
비교예 1
합성예에서 얻어진 결과물 대신 트리벤질테트라아자포피린(상기 화학식 13의 화합물)과 폴리에틸렌테레프탈레이트를 사용하여 광선택 흡수성 코팅제와 착색 유리 기판을 실시예 1과 같은 방법으로 수득하였다.
모노머인 트리벤질테트라아자포피린의 경우 용매에서의 흡광 스펙트럼은 도 3과 같으나, 건조 후 필름의 스펙트럼은 폴리에틸렌테레프탈레이트 내에서 적색 시프트함으로써 적색 주파장 시프트가 줄어들어 색순도 개선 효과가 거의 없어지고, 적색 방출광 차단효과도 커져 색의 왜곡이 심하다. 착색 유리 기판의 스펙트럼을 실시예 1과 비교하여 도 4에 나타내었고, 착색 유리 필터의 시각특성을 측정하여 하기 표 1 에 나타내었다.
비교예 2
트리벤질테트라아자포피린과 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)를 적용하여 광선택 흡수성 코팅제와 착색 유리기판 및 필터를 실시예 1과 같은 방법으로 수득하였다.
실시예 1과 마찬가지로 시각특성을 측정하여 하기 표 1 에 나타내었다.
500시간의 내열성 테스트(85℃ Baking, 습도 65%) 결과 PMMA를 적용하였을 경우 타 색소의 변화는 적으나, IRG022의 경우 PMMA에서 내열성의 저하로 그 농도가 급격히 감소하였다. 즉 도 5에서 알 수 있는 바와 같이 실시예 1의 광선택 흡수성 코팅제를 사용하는 경우에는 열 노출 후에도 850nm 이상의 파장대에서 흡광도가 그대로 유지되어 낮은 투과율을 보이는 반면, 비교예 2의 경우에는 열 노출 후 IRG022의 분해(초기농도의 약 60%가 분해)로 그 농도가 감소함으로써 850nm 이상 파장대의 투과도가 증가하게 된다.
비교예 3
자외선 차단제인 TINUVIN928을 첨가하지 않은 광선택 흡수성 코팅제와 착색 유리기판 및 필터를 실시예 1과 같은 방법으로 수득하였다. 제논 램프(Xenon Lamp) 67klx에서 40시간 광 노출시켜 노출 전과 후의 투과율을 분광광도계를 이용하여 측정, 실시예 1의 결과와 비교하여 도 6에 나타내었다. 도 6에서 알 수 있는 바와 같이 UV차단제를 적용하지 않을 경우 IRG022의 광 내구성을 크게 손상시킴을 확인하였다.
구분 적색 주파장시프트(nm) 색온도 시프트(K) duv 가시광 투과율(%)
실시예 1 +5 +1900 +0.0006 62
실시예 2 +5 +2000 -0.0001 56
비교예 1(건조후) +1 +1700 +0.0020 61
비교예 2(열노출후) +5 +2200 -0.0012 71
비교예 3(광노출후) +3 +1200 +0.0014 79
상기 표 1의 결과에서 알 수 있는 바와 같이, 실시예 1 및 2의 적색 주파장 시프트는 +5nm로서 상당한 수준의 색순도 개선이 이루어졌으며, 가시광 투과율에 있어서도 비교예 1 내지 3의 경우는 흡광 색소의 분해로 인한 가시광 투과율이 전반적으로 상승되어 필터의 품질이 저하됨을 알 수 있다. 색온도 시프트 및 색왜곡 정도결과도 모두 양호함을 알 수 있다.
본 발명에 따른 광선택 흡광제를 포함하는 코팅제를 칼라표시장치에 적용하면, 표시장치의 반사광 및 삼원색의 중간색에 해당하는 방출광을 차단하여 칼라표시장치의 색순도 및 콘트라스트를 향상시킬 수 있다.

Claims (15)

  1. 디히드록시 화합물과 디카르복실산 화합물이 중합하여 형성된 폴리에스테르 폴리머를 포함하는 칼라표시장치용 광선택 흡광제에 있어서,
    상기 디히드록시 화합물은 하기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합된 하기 화학식 2의 디히드록시 화합물이고,
    상기 디카르복실산 화합물은 하기 화학식 3의 디카르복실산인 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡광제 :
    <화학식 1>
    Figure 112005064670473-pat00033
    (상기 식중,
    R1, R2, R3 및 R4는 각각 독립적으로 수소; 비치환된 페닐기; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기, 니트로기, 할로겐원자, 탄소수 1 내지 8개의 알킬아미노기, 탄소수 1 내지 8개의 아미노알킬기 및 시아노기로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상으로 치환된 페닐기; 니트로기; 할로겐원자; 탄소수 1 내지 8개의 알킬아미노기; 및 시아노기로 이루어진 군에서 선택되거나,
    또는 상기 화학식 1의 화합물에서 1 내지 3개 군의 R1 및 R2는 서로 융합되어 하기 화학식 4a 내지 4f의 방향족 고리를 형성하고, 나머지의 군은 각각 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 알릴기; 할로겐원자; 시아노기; 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되며,
    X는 O 또는 NH을 나타내고,
    P는 폴리에스테르로 이루어진 고분자 주쇄를 나타내며,
    <화학식 4a>
    Figure 112005064670473-pat00034
    <화학식 4b>
    Figure 112005064670473-pat00035
    <화학식 4c>
    Figure 112005064670473-pat00036
    <화학식 4d>
    Figure 112005064670473-pat00037
    <화학식 4e>
    Figure 112005064670473-pat00038
    <화학식 4f>
    Figure 112005064670473-pat00039
    상기 식중, R5, R5', R5″ 및 R5'''는 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 탄소수 1 내지 8개의 알콕시기; 알릴기; 할로겐원자; 시아노기; 및 니트로기로 이루어진 군에서 선택되고, B는 탄소수 1 내지 8개의 알킬기 또는 알릴기이고, X1 - 및 X2 -는 각각 독립적으로 할로겐 원소의 음이온 또는 알킬 설포네이트를 나타내며, 점선 부분은 상기 화학식 1의 피롤기에 결합되는 부분을 나타낸다)
    <화학식 2>
    Figure 112005064670473-pat00040
    (상기 식중, R6는 탄소수 2 내지 4개의 알킬렌기이고, R7, R8, R9 및 R10은 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 4개의 알킬기; 또는 아릴기를 나타내며, A는 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합되는 부분을 나타내며 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체는 2개의 A중에서 하나 또는 두 개 모두 결합할 수 있고 상기 화학식 1의 테트라아자포피린 유도체가 결합하지 않은 A는 수소; 할로겐 원자; 탄소수 1 내지 8인 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 8인 알콕시기를 나타낸다)
    <화학식 3>
    Figure 112005064670473-pat00041
    (상기 식중, R11 및 R12는 각각 독립적으로 수소; 탄소수 1 내지 8개의 알킬기; 및 치환 또는 비치환된 아릴기;로 이루어진 군으로부터 선택되며, n1 및 n2는 각각 1 내지 7의 정수를 나타낸다)
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 따른 광선택 흡광제;
    폴리메틸(메타)크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌비닐아세테이트 및 폴리비닐부티랄로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 플라스틱 수지; 및
    톨루엔, 자일렌, 프로필알코올, 이소프로필알코올, 디메틸포름아미드, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 테트라하이드로퓨란, 디클로로메탄, 클로로포름, 메틸셀루솔브, 에틸셀루솔브 및 디메틸포름아미드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상의 유기용매를 포함하는 코팅제이며,
    상기 광선택 흡광제는 코팅제 고형분을 기준으로 하여 0.05 내지 1 중량% 포함되고, 상기 플라스틱 수지는 유기용매 총중량을 기준으로 5 내지 40 중량% 포함되는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡수성 코팅제.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제4항에 있어서, 염료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제.
  10. 제4항에 있어서, 자외선 차단제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제.
  11. 제11항에 있어서, 자외선 차단제가 HALS(Hinderd Amine Light Stabilizer)계열, 페닐 살리실레이트, 벤조페논, 벤조트리아졸 및 니켈 화합물 켄쳐로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 것을 특징으로 하는 코팅제.
  12. 제4항에 있어서, 적외선 차단제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅제.
  13. 제12항에 있어서, 적외선 차단제가 하기 화학식 5, 6 및 7로 표시되는 화합물중 선택된 하나 이상인 것을 특징으로 하는 코팅제.
    <화학식 5>
    Figure 112002006938800-pat00024
    (상기 식중, R'는 탄소수가 1 내지 6인 알킬기이고, Y는 ClO4 -, Ab2F6 -, BF3 -, 톨루엔설포네이트 또는 벤젠설포네이트 음이온을 나타낸다)
    <화학식 6>
    Figure 112002006938800-pat00025
    (상기 식중, M은 Ni, Pd 또는 Pt이고, R"은 수소 또는 탄소수가 1 내지 10인 알킬 또는 알콕시기; 할로겐원자 또는 알킬아민이 치환된 페닐; 또는 페닐기를 나타낸다)
    <화학식 7>
    Figure 112002006938800-pat00026
    [상기 식중, M'은 Fe, Ni, Cu, Co 또는 Pt이고, R'''은 수소; 탄소수가 1 내 지 10인 알킬 또는 알콕시기; 할로겐원자; 또는 니트로기이고, Q+는 테트라알킬암모늄 양이온이다(이 때 알킬기의 탄소수는 1 내지 6임)]
  14. 제1항에 따른 광선택흡광제와 플라스틱수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 칼라표시장치용 광선택 흡수성 필터.
  15. 제14항에 있어서, 상기 플라스틱 수지가 폴리메틸(메타)크릴레이트, 폴리비닐알코올, 폴리카보네이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 에틸렌비닐아세테이트 및 폴리비닐부티랄로 이루어지는 군으로부터 선택되는 하나 이상인 것을 특징으로 하는 필터.
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