KR101795141B1 - 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자 - Google Patents

염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자 Download PDF

Info

Publication number
KR101795141B1
KR101795141B1 KR1020150108645A KR20150108645A KR101795141B1 KR 101795141 B1 KR101795141 B1 KR 101795141B1 KR 1020150108645 A KR1020150108645 A KR 1020150108645A KR 20150108645 A KR20150108645 A KR 20150108645A KR 101795141 B1 KR101795141 B1 KR 101795141B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
group
light conversion
conversion film
dye
light
Prior art date
Application number
KR1020150108645A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160016683A (ko
Inventor
신두현
손세환
임정호
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20160016683A publication Critical patent/KR20160016683A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101795141B1 publication Critical patent/KR101795141B1/ko

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C08B37/0015—Inclusion compounds, i.e. host-guest compounds, e.g. polyrotaxanes
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08B—POLYSACCHARIDES; DERIVATIVES THEREOF
    • C08B37/00—Preparation of polysaccharides not provided for in groups C08B1/00 - C08B35/00; Derivatives thereof
    • C08B37/0006—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid
    • C08B37/0009—Homoglycans, i.e. polysaccharides having a main chain consisting of one single sugar, e.g. colominic acid alpha-D-Glucans, e.g. polydextrose, alternan, glycogen; (alpha-1,4)(alpha-1,6)-D-Glucans; (alpha-1,3)(alpha-1,4)-D-Glucans, e.g. isolichenan or nigeran; (alpha-1,4)-D-Glucans; (alpha-1,3)-D-Glucans, e.g. pseudonigeran; Derivatives thereof
    • C08B37/0012—Cyclodextrin [CD], e.g. cycle with 6 units (alpha), with 7 units (beta) and with 8 units (gamma), large-ring cyclodextrin or cycloamylose with 9 units or more; Derivatives thereof
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
    • C08J5/18—Manufacture of films or sheets
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L29/00—Compositions of homopolymers or copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by an alcohol, ether, aldehydo, ketonic, acetal or ketal radical; Compositions of hydrolysed polymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L29/02—Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C08L29/04—Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C09B69/103—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds containing a diaryl- or triarylmethane dye
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09B—ORGANIC DYES OR CLOSELY-RELATED COMPOUNDS FOR PRODUCING DYES, e.g. PIGMENTS; MORDANTS; LAKES
    • C09B69/00—Dyes not provided for by a single group of this subclass
    • C09B69/10—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds
    • C09B69/109—Polymeric dyes; Reaction products of dyes with monomers or with macromolecular compounds containing other specific dyes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V9/00—Elements for modifying spectral properties, polarisation or intensity of the light emitted, e.g. filters
    • F21V9/30—Elements containing photoluminescent material distinct from or spaced from the light source
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
    • G02B1/04—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements made of organic materials, e.g. plastics
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/0224—Electrodes
    • H01L31/022408—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier
    • H01L31/022425—Electrodes for devices characterised by at least one potential jump barrier or surface barrier for solar cells
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H10K59/38—Devices specially adapted for multicolour light emission comprising colour filters or colour changing media [CCM]
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/622—Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene containing four rings, e.g. pyrene
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60—Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/649—Aromatic compounds comprising a hetero atom
    • H10K85/657—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons
    • H10K85/6574—Polycyclic condensed heteroaromatic hydrocarbons comprising only oxygen in the heteroaromatic polycondensed ring system, e.g. cumarine dyes

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Sustainable Energy (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

본 명세서는 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다.

Description

염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자{DYE COMPLEX, LIGHT CONVERSION FILM, AND ELECTRONIC DEVICE COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 2014년 8월 2일에 한국 특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2014-0099358호에 기초한 우선권의 이익을 주장하며, 해당 한국 특허 출원의 문헌에 개시된 모든 내용은 본 명세서의 일부로서 포함된다.
본 명세서는 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자에 관한 것이다.
본 발명은 광원으로부터 근자외선에서 가시광선 영역에 이르는 빛을 흡수하여 특정 파장(색)의 가시광선으로 변환하는 광전환 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유기형광염료를 포함하는 광전환 필름, 상기 광전환 필름을 포함하는 광전환 소자와 관련된다.
일반적으로 형광체는 외부로부터 빛이나 전기 등의 형태로 에너지를 흡수하여 고유한 파장의 빛을 내는 발광물질로, 형광체를 구성하는 성분 및 발광기구에 따라 무기형광체, 유기형광염료, 나노결정 형광체 등으로 구분할 수 있다. 최근 이와 같은 형광체들을 활용하여 광원의 스펙트럼을 수정하려는 노력이 다양하게 시도되고 있는데, 이는 광원으로부터 나오는 빛의 특정 파장 일부를 형광체가 흡수하고 이를 가시광선 영역에 있는 보다 긴 파장의 빛으로 변환하여 출사시키는 것으로, 형광체의 발광특성에 따라 출사된 빛의 밝기와 색순도, 색재현성 등을 크게 향상시킬 수 있다.
무기형광체는 황화물, 산화물, 질화물 등의 모체와 활성제 이온으로 구성되며 물리적, 화학적 안정성이 우수하고 높은 색순도를 재현할 수 있어 고품질의 디스플레이 장치에 응용될 수 있으나 형광체의 가격이 매우 비싸고 발광효율이 낮으며, 특히 400 nm 이상의 근자외선 또는 청색 영역에서 여기되어 발광하는 형광체의 개발이 제한적이라는 단점이 있다.
수 나노미터 크기의 Ⅱ-Ⅳ족 또는 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 입자로 이루어진 나노결정 형광체는 유기형광염료와 달리 입자의 크기에 따라 형광파장이 달라지는데, 입자의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 빛을 내며, 크기를 조절하여 원하는 파장의 가시광선 영역을 모두 표현할 수 있다. 또한 일반적인 유기염료에 비해 흡광계수가 100~1000배 크고 양자효율도 높으므로 매우 강한 형광을 발생시키고 특히 전도대의 바닥진동상태에서 가전자대의 바닥진동상태로의 전이만을 관찰하므로 형광파장이 거의 단색광을 나타내나 높은 원재료 단가로 인해 가격 경쟁력을 확보하기 어렵고 특히 열이나 산소 등에 취약하다는 단점이 있다.
이에 반해 유기형광염료는 무기형광체에 비해 발광 스펙트럼이 다양하고 양자효율이 우수하며 특히 가격이 저렴한 장점이 있어 광전환 소자로 활용할 가치가 충분하다. 하지만 유기형광염료를 통과하는 빛의 변환효율과 변환된 빛의 세기를 높이기 위해서는 농도를 높여야 하는데 이러한 경우 농도에 의한 소광 현상을 피할 수 없고, 특히 열이나 빛에 대한 안정성이 떨어지는 것으로 알려져 있는데, 보다 안정한 유기 혹은 무기 물질을 사용하여 유기 염료를 보호함으로써 발광효율을 극대화하고 발광특성을 안정하게 유지할 필요가 있다. 유기 염료를 안정화하는 방법으로 쿠커비트릴(cucurbituril)를 사용하여 쿠커비트릴-염료 복합체를 형성함으로써 수용액 중에서 형광염료의 광 안정성을 향상시키는 방법이 제시되었다.
미국 특허출원 공개 제2008-0023646호
본 명세서는 내구성 및 양자효율이 향상된 염료 복합체 및 이를 포함하는 광전환 필름, 컬러필터, 및 디스플레이를 제공하고자 한다.
본 명세서의 일 실시상태는 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 중합체; 및 상기 중합체의 시클로덱스트린 단위에 포접된 염료를 포함하는 염료 복합체를 제공한다. 여기서, 시클로덱스트린 단위란, 시클로덱스트린 자체 또는 이의 1 이상의 수소가 다른 치환기에 의하여 치환된 화합물이 중합반응에 의하여 중합체 내에 2가기로 결합된 상태를 의미한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 염료 복합체 또는 이의 경화물을 포함하는 광전환 필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 중합체 또는 이의 경화물; 및 염료를 포함하는 광전환 필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 광전환 필름을 포함하는 컬러필터를 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 광전환 필름을 포함하는 전자소자를 제공한다.
본 명세서의 실시상태들에 따르면, 염료가 2 이상의 시클로덱스트린 단위를 갖는 중합체의 시클로덱스트린 단위의 내부 공동에 의하여 포접되기 때문에 염료가 라디칼 공격에 대하여 보호가 될 뿐만 아니라, 중합체 내에 일정 거리를 가지고 분포된 시클로덱스트린 단위에 염료가 포접되기 때문에 염료간의 거리를 조절할 수 있으므로, 염료들을 원하는 거리로 분산시켜 분산 안정성을 높일 수 있다. 이에 의하여 염료의 뭉침에 의한 발광 효율 저하를 최소화할 수 있고 고유의 발광 특성을 안정하게 유지할 수 있으므로, 열 안정성, 양자 효율 및 발광 효율이 향상된 염료 복합체를 제공할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시상태에 따르면, 상기와 같은 중합체를 이용함으로써 열 안정성을 부여한 발광 소자를 제공할 수 있다.
본 명세서의 몇몇 실시상태에 따르면, 상기와 같은 중합체를 이용함으로써, 근자외선에서 가시광선에 이르는 영역의 빛을 흡수하여 다른 파장(색)의 가시광선으로 변환하는 광전환 필름을 제공할 수 있다. 이에 의하여 단일 색상의 LED 칩으로부터 나오는 빛을 색순도와 색재현성이 높은 백색 LED로 전환하는 광전환 필름을 제공할 수도 있다.
도 1은 플루오르세인(Fluorescein)-베타(β) 시클로덱스트린 중합체(고분자) 복합체를 적용하여 제조된 광전환 필름의 분광스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 2는 피라닌(Pyranine)-감마(γ) 시클로덱스트린 중합체(고분자) 복합체를 적용하여 제조된 광전환 필름의 분광스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 3 및 비교예 1에서 제조된 광전환 소자의 내광 안정성 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 4는 실시예 4 및 비교예 2에서 제조된 광전환 소자의 내광 안정성 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 5는 실시예 5 및 비교예 3에서 제조된 광전환 소자의 내광 안정성 시험 결과를 나타낸 것이다.
도 6 내지 도 14는 각각 본 발명의 일 실시상태에 따른 광전환 소자의 구조를 예시한 측면도이다.
이하에서 본 명세서에 대하여 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시상태에 따르면, 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 중합체; 및 상기 중합체의 시클로덱스트린 단위에 포접된 염료를 포함하는 염료 복합체를 제공한다.
상기 중합체는 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 상기 중합체의 시클로덱스트린 단위는 하기 화학식 1로부터 표시되는 화합물로부터 유래된 단위를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112015074581005-pat00001
상기 화학식 1에 있어서,
R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 음이온성기, 양이온성기 싸이올기, 및 C1 -20 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, n은 6 내지 10의 정수이며, 각 괄호 [ ]의 치환기 R1 내지 R3은 괄호들간에는 서로 같거나 상이하다. 상기 치환기 R1 내지 R3은 염료와의 결합을 위한 깊은 소수 공동(cavity)이나 높은 용해도를 제공하기 위해서 또는 이온 결합력을 높여 염료와의 결합을 향상시키기 위하여 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 음이온성기는 술폰기, 카르복실기, 포스페이트기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 양이온성기는 아민기일수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에 있어서, 용어 "화합물로부터 유래된 단위"란 해당 화합물이 중합되어 중합체 내에 결합된 상태를 의미하며, 이에 따라, 해당 화합물의 구조에서 2 이상의 치환기의 전부 또는 일부가 탈락되고, 그 위치에 중합체 내에 결합하기 위한 라디칼이 위치할 수 있다. 상기 시클로덱스트린 단위는 상기 중합체의 말단부에 결합할 수도 있고, 중합체의 주쇄 또는 측쇄의 중간에 결합되어 있을 수도 있다.
본 명세서에 있어서, 용어 "중합체" 란 단량체 화합물 2 이상이 중합반응에 의하여 형성된 화합물을 의미하며, 올리고머의 개념을 포함할 수 있으며, 분자량에 특별히 한정되지 않는다. 즉, 본 명세서에 있어서 상기 "중합체"란 상기 시클로덱스트린 단위가 어떠한 형태로든 연결되어 있는 화합물이라면 한정되지 않는다.
시클로덱스트린이 중합체일 경우 시클로덱스트린 한 분자인 경우보다 포접된 염료와 염료사이의 거리를 유지시켜 필름 내 염료의 농도가 높아졌을 경우, 장파장 대의 발광영역으로 쉬프트 되는 것을 막아줄 수 있는 이점이 있다.
또한, 시클로덱스트린이 중합체의 형태를 띄고 있기 때문에 염료가 용매에 씻겨 나가는 현상을 방지할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 포접이란 시클로덱스트린 분자가 형성한 빈틈 또는 내부 공간에 염료 분자 사이의 소수성 상호작용에 의하여 염료가 시클로덱스트린에 속박되어 있는 상태를 의미한다. 이와 같은 포접은 다양한 형태로 이루어질 수 있으며, 이는 시클로덱스트린 분자 및 염료의 작용기의 유무나 그 종류, 분자 크기 등에 의하여 정해질 수 있다. 도 3은 포접 구조의 측면을 모식도로 나타낸 것이다. 양측이 시클로덱스트린 분자이고 가운데 있는 것이 염료 분자를 나타낸다.
상기 중합체의 중량평균 분자량은 2,000-20,000,000인 것이 바람직하다. 이는 치환기의 분자량을 제외한 시클로덱스트린 중합체만의 중량 평균 분자량이다. 일 예에 따르면, 상기 중합체의 중량 평균 분자량은 2,000-500,000이다. 시클로덱스트린 중합체의 평균 분자량은 이에 한정하는 것은 아니나 15,000-300,000인 것이 바람직하다.
중합체를 제조하는 방법에 있어서는 특별히 제한이 있는 것은 아니나, 본 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 제조 방법을 사용할 수 있다. 예를 들면, 염료와 시클로덱스트린 고분자를 이용하여 중합체를 만드는 통상적인 방법일 수 있다.
또한, 상기 중합체가 서로 연결되어 있는 방식은 통상적인 중합체의 연결 방식과 같을 수 있다. 예를 들면, 특별히 한정이 있는 것은 아니나, 한 단위체 내의 R1 내지 R3 중 어느 하나 이상이 다른 단위체의 R1 내지 R3와 결합하는 방식일 수 있으며, 또는 한 단위체의 고리를 구성하는 탄소와 다른 단위체의 R1 내지 R3 또는 탄소가 서로 결합하는 방식일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 상기 중합체는 서로 상이한 2 종이상의 시클로덱스트린 단위를 포함할 수 있다. 상기 시클로덱스트린 단위는 크기, 즉 글루코오스 단위의 개수나 작용기 면에서 서로 상이할 수 있다. 이 경우, 상기 염료 중합체는 서로 상이한 2 종 이상의 염료를 포함할 수도 있다. 예컨대, 염료의 분자 구조에 따라 결합에 용이하게 하기 위하여, 2종 이상의 시클로덱스트린 단위를 포함할 수 있으며, 이는 염료 분자가 시클로덱스트린의 소수성 내부 공동과 가장 잘 결합할 수 있는 크기의 시클로덱스트린을 조합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 중합체의 시클로덱스트린 단위에 포접된 염료로는 당기술분야에 알려져 있는 염료이면 제한되지 않고 사용될 수 있다. 예컨대, 염료로는 직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 분사 염료 등 형광성이 있으면 제한되지 않고 사용될 수 있다.
상기 염료의 범위에는 적절한 용매 하에서 녹이더라도 형광이 나타나지 않거나, 파우더 상태에서 형광이 없는 경우에도 시클로덱스트린과 복합체를 형성하였을 때, 염료 분자의 운동(진동, 병진 등)을 제한되어 내부에 쌓인 에너지가 형광으로 발현되거나, 분자 사이가 독립(isolation)되어 파우더 상태에서도 형광이 발현되는 염료를 포함한다. 즉 기존 염료가 형광 발광을 할 경우 본 발명을 적용하면 발광 효율이 증가하며, 기존 염료가 형광 발광을 하지 않더라도 본 발명을 적용하면 염료 분자끼리의 분산성이 좋아져 형광 발광을 하는 경우가 있다.
시클로덱스트린과 복합체를 형성할 수 있는 염료는 시클로덱스트린의 내부 공동 특성(소수성)과 부합하여 소수성 상호작용이 일어날 수 있는 모든 염료가 가능하며, 양이온성, 음이온성, 중성 염료로 구분하는 것은 아니나 양이온성 염료인 것이 보다 바람직하다. 다만, 시클로덱스트린 복합체가 양이온성 기를 포함하고 있는 경우는 음이온성 염료인 것이 보다 바람직하다.
상기 시클로덱스트린 단위가 이온성 시클로덱스트린 단위, 구체적으로 상기 이온성 기가 양이온성기이고, 상기 염료가 음이온성 염료인 경우, 또는 상기 이온성 기가 음이온성기이고, 상기 염료가 양이온성 염료인 경우, 시클로덱스트린과 염료와의 결합력이 크게 증가할 수 있다. 즉, 시클로덱스트린과 염료 사이의 이온 결합을 통해 이온결합이 없는 경우보다 강한 결합이 가능하며, 이로 인하여 시클로덱스트린 내부에 포접된 염료는, 그렇지 않은 염료와 비교할 때 광안정성이 크게 향상되는 이점이 있다.
이온성 시클로덱스트린 복합체를 형성할 수 있는 염료는 시클로덱스트린의 내부 공동 특성(소수성)과 부합하여 소수성 상호작용이 일어날 수 있는 모든 염료가 가능하며, 양이온성, 음이온성, 중성 염료로 구분하는 것은 아니다. 다만, 음이온성 시클로덱스트린 단위의 소수성 내부 공동과의 결합력을 고려할 때, 양이온성 염료인 것이 바람직하며, 양이온성 시클로덱스트린 단위의 소수성 내부 공동과의 결합력을 고려할 때는 음이온성 염료인 것이 바람직하다.
구체적인 예로서, 염료로는 근자외선으로부터 가시광선 영역의 빛을 흡수하여, 흡수한 광과 다른 파장의 빛을 방출하는 염료가 사용될 수 있다. 예컨대, 염료로는 최대 발광 파장이 500 nm 이상, 바람직하게는 510 nm 이상인 녹색 발광 형광 염료 또는 최대 발광 파장이 600 nm 이상, 바람직하게는 610 nm 이상인 적색 발광 형광 염료가 사용될 수 있으며, 구체적으로는 최대 발광 파장이 500 ~ 550 nm 사이에 존재하는 녹색 발광 형광 염료 또는 최대 발광 파장이 600 ~ 660 nm 사이에 존재하는 적색 발광 형광 염료가 사용될 수 있다. 구체적으로, 염료로는 아크리딘계, 크산텐계, 아릴메탄계, 쿠마린계, 폴리시클릭 방향족 탄화수소계, 폴리시클릭 헤테로방향족계, 페릴렌계, 피렌계 및 피롤계 유도체 등이 바람직하다. 구체적으로, 로다민 B, 로다민 6G, 로다민 3B, 로디만 101, 로다민 110, 설포 로다민, 베이직 바이올렛 11, 베이직 레드 2 등의 로다민계 색소, 1-에틸-2-[4-(p-디메틸아미노페닐)1,3-부타디에닐]피리디늄-퍼클로레이트 등의 피리딘계 색소, 시아닌계 색소, 옥사진계 색소, 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 6), 3-(2'-벤조이미다졸릴)-7-N,N-디에틸 아미노쿠마린(쿠마린 7), 3-(2'-N-메틸벤조 이미다졸릴)-7-N,N-디에틸아미노쿠마린(쿠마린 30), 2,3,5,6-1H,4H-테트라하이드로-8-트리플루오로메틸 퀴놀리진(9,9a,1-gh)쿠마린(쿠마린 153) 등의 쿠마린계 색소 혹은 쿠마린 색소계 염료인 베이직 옐로우 51, 또 흡수제 옐로우 11, 흡수제 옐로우 116 등의 나프탈이미드계 색소 등을 들 수 있다. 상기 염료의 선택은 시클로덱스트린 내부 공동 특성(소수성)과 부합하는 형태이면 특별히 한정되지 않는다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 염료 복합체에서 시클로덱스트린 단위의 함량은 형광 염료의 농도 대비 100-5,000%인 것이 바람직하고, 500% 내지 3,000%, 예컨대 1,000%일 수 있다. 시클로덱스트린 단위와 염료 분자의 몰수 비는 염료가 시클로덱스트린과 결합할 수 있는 사이트의 수에 따라 결정되나, 실제 복합체 형성을 위해서는 최소한 1:2 이상의 몰수비로 혼합하는 것이 바람직하다.
상기와 같은 염료 복합체는 염료와 전술한 중합체를 혼합 또는 교반함으로써 제조될 수 있다. 필요에 따라, 제조후 세정 및/또는 분쇄 과정을 수행할 수 있다.
상기 염료 복합체의 제조에 있어서, 용매가 사용될 수 있으며, 예컨대 물, DMF, DMSO, 에탄올, 메탄올 등에 각각의 재료를 용해하여 상기 염료 복합체를 제조할 수 있으며, 용매는 전술한 용매들을 2종 이상 혼합한 혼합용매가 사용될 수 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 상기 염료 복합체 또는 이의 경화물을 포함하는 광전환 필름을 제공한다. 본 명세서의 또 하나의 실시상태는 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 중합체 또는 이의 경화물; 및 염료를 포함하는 광전환 필름을 제공한다. 상기 광전환 필름은 상기 염료 복합체를 그대로 포함할 수도 있고, 상기 염료 복합체에 포함되는 중합체의 종류에 따라, 또는 추가로 첨가되는 바인더 수지나 그외 첨가제에 따라 상기 염료 복합체를 경화한 경화물을 포함할 수도 있다.
상기 필름은 상기 염료 복합체 이외에 필요에 따라 바인더 수지 또는 이의 경화물이나 첨가제를 더 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 광전환 필름은 상기 염료 복합체 및 바인더 수지와, 필요에 따라 중합성 모노머, 중합개시제 및/또는 필요에 따라 용매를 포함하는 조성물의 경화물을 포함할 수 있다. 상기 바인더 수지는 광경화성 수지, 열경화성 수지, 열가소성 수지 등이 사용될 수 있다. 상기 바인더 수지는 특별히 한정되지는 않으나 수용성 고분자인 것이 바람직하며, 구체적으로 폴리비닐알코올일 수 있다. 상기 첨가제로는 광안정제, 경화제, 적외선 흡수제, 자외선 흡수제, 항산화제, 계면 활성제, 대전 방지제, 난연제, 활제, 중금속 불활성제, 하이드로탈사이드, 유기카르복실산, 착색제, 가공 조제, 무기첨가제, 충전제, 투명화제, 조핵제, 결정화제 등의 각종 첨가제가 1 종 이상 사용될 수 있다.
상기 염료 복합체 또는 이의 경화물을 포함하는 광전환 필름은 상기 염료 복합체를 바인더 수지 중에 용해 또는 분산한 수지액에서 얻어지는 필름으로 이루어져도 되고, 이를 충전제, 봉지제, 접착제 등의 형태로 해서 광전환 필터에 함유시켜도 된다. 광전환 필름의 두께는 용도 등에 따라 적절히 선택되어야 하며, 특별히 제한되지는 않지만, 0.1~100 μm의 범위에서 선택되는 것이 바람직하다.
광전환 필름의 충분한 색 변환 효과를 발휘하기 위해서는, 사용하는 바인더 수지의 종류 등에 따라 다양하긴 하지만, 예를 들어 바인더 수지 100중량%에 염료 복합체 또는 시클로덱스트린을 포함하는 중합체 및 염료를 0.001~20중량%의 비율로 배합한 수지액을 이용해서, 상술한 바람직한 범위의 두께를 가지는 광전환 필름을 형성하는 것이 바람직하다. 또한 상기 염료 복합체의 사용량은, 흡광도로서는 광전환 필름의 λmax에서의 흡광도가 0.01~1.0이 되도록 하는 것이 바람직하다.
상기 광전환 필름의 일면에는 기판이 구비될 수 있다. 상기 기판으로는 당기술분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한되지 않고 사용될 수 있다. 추후, 기판을 제거하지 않고, 최종 제품에 기판이 포함되어 있을 가능성을 고려하여, 기판은 광투과성인 것이 바람직하고, 예컨대 유리, 석영, 사파이어, 또는 플라스틱 기판이 사용될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 광전환 필름은 1) 전술한 염료 복합체와 바인더 수지를 포함하는 조성물을 준비하는 단계; 2) 기판 상에 상기 조성물을 도포하고, 필요에 따라 건조하여 막을 형성하는 단계; 및 3) 상기 기판 상에 형성된 막을 경화하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다. 필요에 따라 상기 2) 단계에서 상기 막을 패턴 형태로 도포하거나, 상기 3) 단계 도중 또는 이후에 막을 패터닝하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
상기 1) 단계에 있어서, 상기 조성물은 필요에 따라 중합성 모노머, 중합개시제 및/또는 필요에 따라 용매를 더 포함할 수 있다. 상기 조성물은 염료 복합체와 바인더 수지, 필요에 따라 추가 성분들을 혼합함으로써 준비될 수 있다. 예컨대, 상기 성분들을 용매에 용해 또는 분산하여 조성물을 제조할 수 있다.
상기 2) 단계에 있어서, 상기 조성물은 기판 상에 0.1 내지 200 마이크로미터, 구체적으로 10 내지 200 마이크로미터 정도의 두께로 균일하게 도포될 수 있으며, 도포 두께는 필요에 따라 조절될 수 있다. 예컨대, 상기 조성물을 딥 코팅법, 에어나이프 코팅법, 커튼 코팅법, 롤러 코팅법, 와이어바 코팅법, 그라비어 코팅법, 스핀 코팅법 혹은 익스트루전(extrusion) 코팅법에 의해 항구 지지체 또는 일시 지지체상에 도막을 형성하는 방법을 이용할 수 있다.
상기 2) 단계에 있어서, 기재 상에 상기 조성물을 도포한 후, 잔존 용매를 제거하기 위하여 건조 과정을 수행할 수 있다. 건조는 예컨대 70-150 도씨에서 적어도 30초 동안 건조하는 방식으로 수행할 수 있다. 건조 온도가 70도씨 이상인 경우 충분히 건조가 이루어지도록 함으로써, 얼룩 발생이나 도포물 변형을 방지할 수 있다. 건조온도가 150도씨 이하인 경우 플라스틱 기판을 사용하는 경우에도 기판 변형을 방지할 수 있고, 빠른 용매의 증발로 인한 기포 발생을 방지할 수 있다.
상기 3) 단계에 있어서, 경화는 염료 복합체에 포함된 중합체 또는 바인더 수지에 따라 그 방식이 결정될 수 있으며, 예컨대 자외선 조사에 의하여 경화를 수행할 수 있다. 자외선 조사는 대기 중에서 또는 반응 효율을 높이기 위하여 질소 분위기 하에서 행할 수 있으며, 예컨대 자외선 조사기는 80 w/cm 이상의 세기를 가지는 중압 또는 고압 수은 자외선 램프 또는 메탈 할라이드 램프가 사용될 수 있다.
상기 바인더 수지로는 열경화성 수지, 광경화성 수지, 열가소성 수지가 사용될 수 있으며, 수용성 고분자를 사용하는 것이 바람직하다. 바인더 수지는 2종 이상이 함께 사용될 수 있다. 사용 가능한 바인더 수지의 예로는 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰로오스(HPC)등의 셀룰로오스 유도체; 폴리에틸렌글라이코올(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAAM), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리아크릴릭산, 폴리스티렌술폰산(PSSA), 폴리실릭익산, 폴리포스포릭산, 폴리에틸렌술포닉산, 폴리[3-(비닐옥시)프로판-1-술폰산, 폴리(4-비닐페놀), 폴리(4-비닐페닐술폰산), 폴리에틸렌포스포릭산, 폴리말레익산, 폴리(2-메타크릴로일옥시에탄-1-술폰산), 폴리(3-메타크릴로일옥시프로판-1-술폰산), 폴리(4-비닐벤조익산), 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리아민류, 폴리아마이드아민(PAMAM), 폴리디아릴일디메틸암모늄클로라이드(PDADMAC), 폴리(4-비닐벤질트리메틸암모늄염), 폴리[(디메틸이미노)트리메틸렌(디메틸이미노)헥사메틸렌디브로마이드](폴리브렌), 폴리(2-비닐피페리딘 염), 폴리(4-비닐피페리딘염), 폴리(비닐아민염), 폴리(2-비닐피리딘)과 노말알킬(쿼터너리) 유도체, 디아세틸셀룰로오스, 트리아세틸셀룰로오스(TAC), 프로피오닐셀루로오스, 부티릴셀룰로오스, 아세틸프로피오닐셀룰로오스, 니트로셀룰로오스 등의 셀룰로오스에스테르; 폴리아미드; 폴리카보네이트; 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리-1,4-시클로헥산디메틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌-1,2-디페녹시에탄-4,4'-디카르복실레이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트 등의 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리메틸펜텐 등의 폴리올레핀; 폴리메틸메타크릴레이트 등의 아크릴 수지; 폴리카보네이트; 폴리술폰; 폴리에테르술폰; 폴리에테르케톤; 폴리에테르이미드; 폴리옥시에틸렌; 노르보르넨 수지; 에틸렌-아세트산비닐 공중합체(EVA), 폴리비닐부티랄(PVB) 등을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 바인더 수지로는 수용성 고분자로서 메틸셀룰로오스(MC), 히드록시에틸셀룰로오스(HEC), 카르복시메틸셀룰로오스(CMC), 히드록시프로필셀룰로오스(HPC)등의 셀룰로오스 유도체; 폴리에틸렌글라이코올(PEG), 폴리비닐알코올(PVA), 폴리아크릴아마이드(PAAM), 폴리비닐피롤리돈(PVP), 폴리아크릴릭산, 폴리스티렌술폰산(PSSA), 폴리실릭익산, 폴리포스포릭산, 폴리에틸렌술포닉산, 폴리[3-(비닐옥시)프로판-1-술폰산, 폴리(4-비닐페놀), 폴리(4-비닐페닐술폰산), 폴리에틸렌포스포릭산, 폴리말레익산, 폴리(2-메타크릴로일옥시에탄-1-술폰산), 폴리(3-메타크릴로일옥시프로판-1-술폰산), 폴리(4-비닐벤조익산), 폴리에틸렌이민(PEI), 폴리아민류, 폴리아마이드아민(PAMAM), 폴리디아릴일디메틸암모늄클로라이드(PDADMAC), 폴리(4-비닐벤질트리메틸암모늄염), 폴리[(디메틸이미노)트리메틸렌(디메틸이미노)헥사메틸렌디브로마이드](폴리브렌), 폴리(2-비닐피페리딘 염), 폴리(4-비닐피페리딘염), 폴리(비닐아민염), 폴리(2-비닐피리딘)과 노말알킬(쿼터너리) 유도체 등이 사용될 수 있다.
상기 바인더 수지의 함량은 전체 광전환 필름 조성물의 총 중량을 기준으로 0.1~20중량%, 바람직하게는 0.1~10중량%이다. 바인더 수지의 함량이 0.1중량% 이상인 경우 광전환 필름의 두께 제어가 용이하고, 20중량% 이하인 경우 지나친 점도 증가를 방지하여 도포 균일성을 유지할 수 있고, 광 투과성 감소를 방지할 수 있다.
상기 중합성 모노머로는 1 이상의 에틸렌성 불포화기를 갖는 화합물이 사용될 수 있다. 상기 중합성 모노머로는 중합성 모노머에 의해 중합성 모노머와 바인더 수지 사이의 가교반응을 유도하는 작용을 한다. 상기 중합성 모노머로는, 이로써 한정하는 것은 아니지만, 알데히드(aldehyde)류, 디알데히드(dialdehyde)류, 이소시아네이트(isocyanate)류 등이 사용될 수 있다. 알데히드류 또는 디알데히드류의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 아크릴알데히드, 옥살알데히드, 2-메틸아크릴알데히드, 2-옥소프로판알, 글루타르알데히드등을 들 수 있다. 이소시아네이트류의 예로는, 이로서 한정하는 것은 아니지만, 2-이소시아나토에틸 2-메틸아크릴레이트, 1,4-디이소시아나토부탄, 1,4-디이소시아나토벤젠, 1,3-디이소시아나토벤젠 등을 들 수 있다. 상기 중합성 모노머는 단독으로 혹은 2종 이상의 혼합물로 사용될 수 있다.
상기 중합성 모노머의 함량은 전체 광전환 필름 조성물의 중량을 기준으로, 0.01~2중량%, 바람직하게는 0.01~1중량%인 것이 좋다. 중합성 모노머의 함량이 0.01중량% 이상인 경우 충분한 가교반응을 유도할 수 있으므로, 내구성 저하를 방지할 수 있고, 2중량% 이하인 경우 시간이 경과함에 따라 광전환 필름 조성물의 점도가 증가하는 경향을 방지하여 용액안정성 및 균일한 도포성에 유리하다.
혹은 습식 에칭을 수반하는 패터닝을 할 필요가 있는 용도에 본 발명을 사용할 경우에는, 전술한 염료 복합체와 광경화성 또는 광열 병용형 경화성수지(레지스트)로 이루어지는 조성물에 본 발명에 따른 염료 복합체를 첨가하여 패턴을 제조할 수 있다. 이 경우에는 광경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지의 경화물이 패터닝 후의 광 변환 필터의 바인더로서 기능한다. 또한 패터닝을 원활하게 하기 위해, 상기 광경화성 또는 광열 병용형 경화성 수지는 미노광 상태에서 유기 용매 또는 알칼리 용액에 가용성인 것이 바람직하다. 사용할 수 있는 광경화성 또는 광열 병용형 수지 조성물로는, 구체적으로는 (1)아크릴로일기나 메타크릴로일기를 복수개 가지는 아크릴계 다관능 모노머 및/또는 올리고머와, 광 또는 열중합 개시제를 포함하는 조성물, (2)폴리비닐 계피산 에스테르와 다관능 모노머 및/또는 올리고머와, 광 또는 열중합 개시제를 포함하는 조성물, (3) 쇄상 또는 환상 올레핀과 비스아지드(bisazide)를 포함하는 조성물(나이트렌이 발생하고, 올레핀을 가교시킴), 및 (4)에폭시기를 가지는 모노머와 산 발생제를 포함하는 조성물 등을 포함한다. 특히 (1)의 아크릴계 다관능 모노머 및/또는 올리고머와, 광 또는 열중합 개시제를 포함하는 조성물은 고정쇄의 패터닝이 가능한 동시에, 중합하여 경화한 후에는 내용제성, 내열성 등의 신뢰성이 높기 때문에 유리하다.
상기 중합개시제로는 상기 바인더 수지의 종류에 따라 광개시제 또는 열개시제가 사용될 수 있다. 상기 광개시제는 라디칼 반응을 유도할 수 있는 것이라면 어떠한 것이라도 사용할 수 있으며, 바인더 수지로 수용성 고분자가 사용되는 경우 수용성인 것이 더욱 바람직하다. 광개시제의 예로는 이로써 한정하는 것은 아니지만 시바-가이기(Ciba-Geigy)에서 제공하는 이가큐어 2959 (IRGACURE 2959, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸-1-프로파논), 이가큐어 500 (IRGACURE 500, 1-히드록시-시클로섹실-페닐-케톤 및 벤조페논), 이가큐어 754 (IRGACURE 754, 옥시-페닐-아세트산 2-[2 옥소-2 페닐-아세톡시-에톡시]-에틸 에스테르 및 옥시-페닐-아세틱 2-[2-히드록시-에톡시]-에틸 에스테르) 등을 들 수 있다.
상기 광개시제의 함량은 광전환 필름 조성물의 총 중량을 기준으로 0.01~5중량%, 바람직하게는 0.01~2중량%인 것이 더욱 바람직하다. 광개시제 함량이 0.01중량% 미만이면 가교 반응 효과를 기대하기 어렵고, 5중량%를 초과하면 투과성이 현저히 감소한다.
상기 용매로는 상기 조성물의 성분들과 반응하지 않으면서 공정성을 부여하기 위한 것이라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있으며, 물, 알코올계, 디올계, 케톤계, 에스테르계, 에테르계, 지방족 또는 지환족 탄화수소계, 방향족 탄화수소계, 시아노기를 가지는 탄화수소, 할로겐화 방향족 탄화수소계 등에 용해하여 제조하는 것이 바람직하며, 이들간의 혼합용매를 사용하여도 무방하다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 시클로덱스트린 단위를 2 이상 포함하는 중합체; 및 염료를 포함하는 광전환 필름을 제공한다. 여기서, 염료 중 적어도 1 이상의 분자는 상기 중합체 내의 시클로덱스트린 단위에 포접된다. 본 실시상태에서의 광전환 필름에도 이전의 실시상태에서 설명한 바인더 수지나 첨가제, 제조방법에 관한 설명이 적용될 수 있다.
예컨대, 전술한 실시상태들에 따르면, 단일 색상의 LED 칩으로부터 나오는 빛을 색순도와 색재현성이 높은 백색 LED로 전환하는 광전환 필름을 제공할 수 있다.
전술한 실시상태에 따른 광전환 필름의 두께는 필요에 따라 선택될 수 있으며, 예컨대 0.1 내재 50 마이크로미터의 두께일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광전환 필름은 패터닝될 수 있다. 일 예에 따르면, 상기 광전환 필름은 패터닝 되어 컬러필터로 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광전환 필름은 백라이트 유닛에 적용될 수 있다. 예컨대, 엣지형 또는 직하형 광원의 전면에 구비될 수 있다. 상기 엣지형 광원은 측면에 구비된 발광 수단과 상기 발광 수단으로부터 나온 빛을 확산하는 도광판을 포함한다.
상기 광전환 필름은 필요에 따라 보호층 또는 절연성 산화막을 더 포함할 수 있다. 보호층이 포함될 수 있으며, 광산란 필름이 포함될 수도 있다. 상기 광산란 필름은 광원이 필름을 통과할 때 빛을 산란시켜서 형광 염료가 많은 빛을 받을 수 있도록 할 수 있다.
상기 광전환 필름은 후술하는 디스플레이나 조명 장치 뿐만 아니라, 광전환을 통해 가시광을 근적외선 영역으로 변환할 경우, 태양전지를 위한 에너지 수집 필름으로 사용될 수도 있다.
본 명세서의 또 다른 실시상태는, 전술한 광전환 필름을 포함하는 광전환 소자를 제공한다.
상기 광전환 소자는 광전환 필름을 2층 이상 포함할 수 있다. 복수의 광전환 필름들이 광원으로부터 입사된 빛을 각각 다른 파장(색)의 빛으로 전환할 수 있으며, 이 경우 광전환 소자는 예컨대 발광 다이오드(LED) 광원으로부터 입사된 빛을 백색광으로 전환하여 출사할 수 있다.
도 6는 본 출원의 일 실시상태에 따른 광전환 소자를 도시한 것으로서, 광추출 필름, 점(접)착층, 투명 기판 및 광전환 필름이 포함된다. 도 6에 따른 광전환 소자는 투명 기판 상에 전술한 염료 복합체와 바인더 수지를 포함하는 광변환 필름용 조성물, 중합성 모노머 및 중합성 개시제를 포함하는 조성물을 도포하고, 이를 필요에 따라 경화 또는 건조시켜 광전환 필름을 제조한 뒤, 상기 광전환 필름 상에 광추출 필름 및 점착층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 도 6에는 광전환 필름이 1층으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 2층 이상의 광전환 필름이 적층될 수 있다.
도 7에 따른 광전환 소자에 있어서, 광전환 필름이 1종 이상의 광확산 입자를 포함하는 광전환 형광확산 필름이다. 즉, 도 7에 포함되는 광전환 필름은 1종 이상의 유기 형광염료, 1종 이상의 광확산 입자 및 1종 이상의 이온성 고분자를 포함하는 고분자 매질을 포함할 수 있다. 상기 광확산 입자는 광원으로부터 입사된 빛을 광전환 필름 내부에서 확산시키는 역할을 한다. 여기서, 광확산 입자는 이산화티타늄(TiO2) 또는 실리카 입자를 포함할 수 있지만,실리카, 산화아연, 산화이트륨, 이산화티타늄, 바륨 설레이트, 알루미나, 용융 실리카, 퓸드 실리카, 질화알루미늄, 글래스비드, 이산화지르코늄, 탄화규소, 질화규소, 질화 붕소 등을 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 8은 본 출원의 일 실시상태에 따른 광전환 소자를 도시한 것으로서, 상기 광전환 소자가 광추출 필름, 점(접)착층, 투명 기판, 광전환 필름 1 및 광전환 필름 2를 포함한다. 상기 광전환 필름 1 및 광전환 필름 2는 동일한 염료 복합체를 포함할 수도 있고, 동일하지 않은 염료 복합체를 포함할 수도 있다. 예컨대, 상기 광전환 필름 1 및 광전환 필름 2가 동일한 염료 복합체를 포함할 경우, 상기 광전환 필름 1 및 광전환 필름 2에 포함되는 염료 복합체의 중량, 광변환 필름용 조성물의 중량비 등이 상이할 수도 있다.
도 9는 본 출원의 일 실시상태에 따른 광전환 소자로서, 투명기판, 광전환 확산필름 1 및 광전환 확산필름 2를 포함할 수 있다. 상기 광전환 확산필름 1 및 2는 동일한 염료 복합체를 포함할 수도 있고, 동일하지 않은 염료 복합체를 포함할 수도 있다.
도 6 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 본 출원의 일 실시상태에 따른 광전환 소자는 배리어층을 포함하지 않고도, 염료와 이온성 시클로덱스트린과의 상호작용이 강화된 염료 복합체를 포함함으로써, 내광성이 향상된 광전환 필름의 제조가 가능하다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태에 따른 광전환 소자를 도시한 것으로서, 광전환 필름의 양측에 투명 기판 및 배리어 층을 포함하는 배리어 필름이 구비된다. 이 때, 배리어 필름의 배리어 층이 상기 광전환 필름에 접하여 배치된다.
상기 배리어 층의 산소 및 수분의 투과도는, 예를 들면 각각 10-1cc/m2/day 이하가 될 수 있다. 이는 배리어 필름의 일례로 언급한 것으로, 상기 배리어 층의 산소 및 수분 투과도는 이와 다른 값을 가질 수도 있다.
상기 배리어 필름은 투명 기판, 및 상기 투명 기판의 일면에 형성된 배리어 층을 포함할 수 있다. 상기 배리어 층으로는 수분 또는 산소를 차단할 수 있는 층이라면 특별히 한정되지 않고 해당 기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 배리어 층은 수분 또는 산소 차단성을 부여하는 알루미늄 산화물 또는 질화물, 및 이온성 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 배리어 층은 버퍼층으로서 졸-겔계, 아크릴계, 에폭시계 및 우레탄계 코팅액 조성물 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 버퍼층을 더 포함할 수도 있다. 일 예로서, 상기 배리어 필름은 기재의 일면 또는 양면에 유무기 하이브리드 코팅층, 무기물층 및 유기실란으로 표면개질된 무기 나노입자를 포함하는 보호코팅층을 포함할 수 있다. 여기서 무기물층은 금속 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 무기 나노입자는 알루미나, 실리카, 산화아연, 산화안티모늄, 산화티타늄, 산화지르코늄의 나노입자일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 코팅층은 유기실란을 포함하는 졸 상태의 코팅 조성물을 열 또는 UV에 의해 경화시켜 형성할 수 있으며, 상기 졸 상태의 코팅 용액 조성물은 유기실란과 함께, 경우에 따라 적절한 첨가제, 용매, 중합 촉매 등을 포함할 수 있다.
도 10에 따른 광전환 소자는 투명 기판 및 배리어 층을 포함하는 배리어 필름 상에 전술한 염료 복합체와 바인더 수지를 포함하는 광전환 필름용 조성물, 중합성 모노머 및 중합성 개시제를 포함하는 조성물을 도포하고, 이를 필요에 따라 경화 또는 건조시켜 광전환 필름을 제조한 뒤, 상기 광전환 필름 상에 투명 기판 및 배리어 층을 포함하는 배리어 필름을 적층함으로써 형성될 수 있다. 이 때, 광전환 필름과 배리어 필름의 적층은, 별도의 점착제나 접착제의 도움없이 수행될 수 있다. 상기 조성물 도포후 경화를 수행하는 경우 경화 방법 및 조건은 바인더 수지나 다른 성분들의 종류에 따라 결정될 수 있다. 상기 투명 기판은 PET 등과 같은 수지를 포함할 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니며 당 기술분야에 알려져 있는 투명 플라스틱 필름 또는 기판이 사용될 수 있다. 도 10에는 광전환 필름이 1층으로 도시되어 있으나, 필요에 따라 2층 이상의 광전환 필름이 적층될 수 있다.
도 11에 따른 광전환 소자에 있어서, 광전환 필름이 1종 이상의 광확산 입자를 포함하는 광전환 형광확산 필름이다. 즉, 도 11에 포함되는 광전환 필름은 1종 이상의 유기형광염료, 1종 이상의 광확산 입자 및 1종 이상의 이온성 고분자를 포함하는 고분자 매질을 포함한다. 그 외 광확산 입자, 투명 기판 및 배리어 층을 포함하는 배리어 필름, 유기형광염료, 고분자 매질 등에 대하여는 전술한 설명이 적용될 수 있다.
도 12에 따른 광전환 소자는 광추출판을 추가로 포함한다. 구체적으로, 광전환 필름의 양면에 투명 기판 및 배리어 층을 포함하는 배리어 필름이 적층된 구조에 있어서, 어느 하나의 배리어 필름의 상기 광전환 필름에 대향하는 면의 반대면에 점착층 또는 접착층이 구비되고, 여기에 광추출판이 부착된다. 상기 광추출 판은 광전환 필름의 변환효율을 높이기 위한 것으로 당 기술 분야에 알려져 있는 것이면 특별히 제한을 두지 않는다.
한편, 도 13은 복수의 광전환 필름이 순차적으로 배치된 광전환 소자의 구조를 예시한다. 구체적으로, 상기 광전환 소자는 상기 투명 기판과, 상기 투명 기판 상에 형성된 배리어 층을 포함하는 배리어 필름; 상기 배리어 필름 상에 도포된 제1 광전환 필름; 상기 제1 광전환 필름 상에 동일한 방법으로 마련된 제2 광전환 필름을 포함한다. 제1 광전환 필름과 제2 광전환 필름은 전술한 광전환 필름의 설명과 같으며, 제1 광전환 필름과 제2 광전환 필름이 동일한 염료 복합체로 이루어질 수도 있고, 상이한 염료 복합체로도 이루어질 수 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 상기 제1 광전환 필름 상에 상기 제2 광전환 필름이 직접 적층되어 배치될 수 있다. 다만, 본 발명의 범위가 도 13으로 한정되는 것은 아니며, 상기 제1 광전환 필름과 상기 제2 광전환 필름이 서로 떨어져서 배치될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 광전환 필름과 상기 제2 광전환 필름 사이에는 다른 추가의 필름이 구비될 수 있다. 또한, 도 13에는 2장의 광전환 필름을 포함하는 구조가 예시되어 있으나, 필요에 따라 3장 이상의 광전환 필름이 적층될 수도 있다.
도 13과 같이 복수의 광전환 필름을 포함하는 광전환 소자도 역시, 도 12와 마찬가지로 점착층 또는 접착층을 통하여 부착된 광추출판을 더 포함할 수 있으며, 이와 같은 구조를 도 14에 예시하였다. 상기 광추출판은 광원으로부터 입사된 빛이 상기 광전환 필름을 통해 전환되어 출사되는 빛을 추출하는 것으로서, 이와 같이 광추출 판을 더 포함함으로써, 광전환 필름의 변환효율을 더 높일 수 있다.
상기 광추출판은 빛의 추출 효율을 향상시키기 위하여, 표면 또는 내부에 산란 구조를 갖거나, 내부에 굴절율이 상이한 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 광추출층은 투명 기판 상에 산란입자 및 바인더를 포함하는 조성물을 코팅하고, 건조 또는 경화를 함으로써 제조될 수 있다. 필요한 경우, 상기 산란입자 및 바인더를 포함하는 코팅층 상에 평탄화층이 더 구비될 수도 있다. 또 하나의 예로서, 상기 광추출층은 투명 기재에 마이크로 엠보싱을 통하여 요철 구조를 형성함으로써 제조될 수 있다. 필요한 경우, 상기 요철 구조 상에 평탄화층이 더 구비될 수도 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 따르면, 상기 광전환 필름을 포함하는 전자소자를 제공한다. 전자소자로는 광전환 필름이 필요한 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 예컨대, 상기 전자소자는 상기 광전환 필름, 컬러필터 또는 백라이트 유닛을 포함하는 조명 장치 또는 디스플레이 장치 또는 태양전지일 수 있다.
이하 실시예를 통하여 본 명세서에 기재된 실시상태를 예시한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
<실시예 1>
100 ml 플라스크에 물 25 ml, 크산텐(XANTHENE)계 녹색염료인 플루오르세인(FLUORESCEIN) 1 mmol, 베타-시클로덱스트린 중합체(중량평균분자량 2000-300,000, 시클로덱스트린 함량 60%) 9 mmol을 넣고 50에서 72 시간 동안 교반한 후 60 오븐에서 서서히 건조시켰다. 건조 후 얻어진 결정 덩어리를 막자 사발에서 곱게 갈고 에탄올로 충분히 씻어 내린 후 분말 상태의 녹색염료-시클로덱스트린 중합체(고분자) 복합체를 얻었다. 얻어진 복합체의 분광 스펙트럼를 도 1에 나타내었다.
<실시예 2>
동일한 방법으로 피렌(PYRENE)계 녹색염료인 피라닌(PYRANINE) 1 mmol, 베타-시클로덱스트린 고분자 2 mmol을 물 25 ml에 넣고 상온에서 72 시간 동안 교반 후 60 오븐에서 서서히 건조시켰다. 건조 후 얻어진 결정 덩어리를 막자 사발에서 곱게 갈고 에탄올로 충분히 씻어 내린 후 분말 상태의 녹색염료-시클로덱스트린 중합체(고분자) 복합체를 얻었다. 얻어진 복합체의 분광 스펙트럼을 도 2에 나타내었다.
도 1의 분광 스펙트럼은 실시예 1 및 2에서 제조한 녹색염료-시클로덱스트린 중합체(고분자) 복합체를 전체 용액 중량 대비 10 wt%의 PVA가 물과 에탄올의 혼합비인 5:5인 혼합용매에 녹아있는 PVA 용액에 0.1 wt% 농도만큼 첨가하고 교반하고, 상기 조성으로 플라스틱 기재 위에 건조 후 두께가 10 um가 되도록 도포한 후 100 건조 오븐에서 10분 동안 열풍 건조시켜 만들어진 광전환 필름의 특성을 다음과 같은 방법으로 측정한 결과이다.
우선 청색 LED 백라이트 유닛, 상기에서 제작한 광전환 필름, 프리즘 시트 2매와 휘도향상용 DBEF 편광판 1매를 겹쳐 쌓은 후, PR-705 스펙트라스캔(spectrascan) 장비를 이용하여, 광전환 필름 적용 전후의 스펙트럼 변화를 관찰하였다. 도 1에서 붉은색 실선은 3M사의 QDEF라는 TV용 QD 필름을 적용하였을 경우, 청색 백라이트 광이 QD 소자에 의하여 녹색 및 적색으로 변환된 결과를 나타낸 것이고, 검은색 실선은 상기 실시예 1 및 2와 같이 플루오르세인(Fluorescein) 및 피라닌(Pyranine)이라는 녹색형광 염료를 베타-시클로덱스트린 중합체(고분자)를 사용하여 복합체를 만들고 이를 10wt%의 PVA 용액과 혼합한 후 스핀코팅하여 만든 10um 두께의 필름을 적용하였을 때 QD 필름과 같이 광전환이 가능하다는 결과를 나타낸 것이다.
<실시예 3>
광전환 필름의 내열성을 확인하기 위해, 실시예 2와 동일한 방법으로 제조된 광전환 필름을 외부 광으로부터 완전히 차단한 85 항온 오븐 내에 넣어두고 가능한 일정한 시간 간격에 따라 상기와 동일한 장비를 사용하여 휘도 변화를 측정하였으며, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
<비교예 1>
실시예 3과 비교하기 위해 피라닌(Pyranine)만을 사용하여 상기와 동일한 방법으로 제조된 광전환 필름을 외부 광으로부터 완전히 차단한 85 항온 오븐 내에 넣어두고 가능한 일정한 시간 간격에 따라 상기와 동일한 방법으로 휘도 변화를 측정하였고, 그 결과를 도 3에 나타내었다.
<실시예 4>
물 10ml에 피렌계 녹색형광염료인 피라닌(pyranine) 1 mmol, 설페이트 베타-시클로덱스트린 중합체 2 mmol을 첨가하고 상온에서 72시간 동안 교반한 후 70℃ 오븐에서 서서히 건조시켰다. 건조 후 얻어진 결정 덩어리를 막자 사발에서 곱게 갈고 에탄올로 충분히 씻어 내린 후 분말상태의 피라닌-시클로덱스트린 중합체 복합체를 완성하였다. 제조한 피라닌-시클로덱스트린 중합체 복합체를 전체 용액 중량대비 10%의 PVA가 물에 녹아있는 PVA 용액에 PVA 중량 대비 0.1 % 농도만큼 첨가하여 교반하고, 상기 조성으로 플라스틱 기재 위에 건조 후 두께가 10 ㎛가 되도록 도포한 후 100℃ 건조 오븐에서 10분 동안 열풍 건조시켜 만들어진 광전환 필름을 60℃ 오븐에 설치한 blue LED backlight 위에 올려놓고, PR-705 스펙트라 스캔 장비를 이용하여 시간에 따른 밝기 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
<실시예5>
디엠에프(DMF) 10ml에 피롤계 녹색형광염료인 보디피(bodipy) 1 mmol과, 각각 메틸 시클로덱스트린 중합체, 하이드록시프로필 시클로덱스트린 중합체, 트리아세틸 시클로 덱스트린 중합체 3 mmol을 첨가하고 상온에서 72시간 동안 교반한 후 70℃ 오븐에서 서서히 건조시켰다. 건조 후 얻어진 결정 덩어리를 막자 사발에서 곱게 갈고 증류수로 충분히 씻어 내린 후 씻겨 나온 용액을 다시 70℃ 오븐에서 서서히 건조시켜 분말상태의 보디피-시클로덱스트린 중합체 복합체를 완성하였다. 제조한 보디피-시클로덱스트린 중합체 복합체를 전체 용액 중량대비 30%의 SAN(styrene-acrylonitrile)이 DMF에 녹아있는 SAN 용액에 SAN 중량 대비 0.1% 농도만큼 첨가하여 교반하고, 상기 조성으로 플라스틱 기재 위에 건조 후 두께가 10㎛가 되도록 도포한 후 100℃ 건조 오븐에서 10분 동안 열풍 건조시켜 만들어진 광전환 필름을 60℃ 오븐에 설치한 blue LED backlight 위에 올려놓고, PR-705 스펙트라스캔 장비를 이용하여 시간에 따른 밝기 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 5에
나타내었다.
<비교예2>
피라닌을 전체 용액 중량대비 10%의 PVA가 물에 녹아있는 PVA 용액에 PVA 중량 대비 0.1% 농도만큼 첨가하여 교반하고, 상기 조성으로 플라스틱 기재 위에 건조 후 두께가 10 um가 되도록 도포한 후 100℃ 건조 오븐에서 10분 동안 열풍 건조시켜 만들어진 광전환 필름을 60℃ 오븐에 설치한 blue LED backlight 위에 올려 놓고, PR-705 스펙트라스캔 장비를 이용하여 시간에 따른 밝기 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도 4에 나타내었다.
< 비교예3 >
제조한 보디피-시클로덱스트린 중합체 복합체를 전체 용액 중량대비 30%의SAN(styrene-acrylonitrile)이 DMF 에 녹아있는 SAN 용액에, SAN 중량 대비 0.1%
농도만큼 첨가하여 교반하고, 상기 조성으로 플라스틱 기재 위에 건조 후 두께가 10㎛가 되도록 도포한 후, 100 ℃ 건조 오븐에서 10 분 동안 열풍 건조시켜 만들어진 광전환 필름을 60 ℃ 오븐에 설치한 blue LED backlight 위에 올려놓고, PR-705 스펙트라스캔 장비를 이용하여 시간에 따른 밝기 변화를 관찰하였고, 그 결과를 도5 에 나타내었다.
삭제
도 4 및 도 5 를 참고하면, 본 발명의 염료-시클로덱스트린 고분자 복합체를포함하는 광전환 필름의 경우 내광특성이 크게 향상되는 것을 확인할 수 있다. 도 5 의 시클로덱스트린 처리를 하지 않은 bare 보디피의 경우 내광성 시험 조건에서 220 여 시간이 경과한 후의 휘도값이 초기값 대비 50% 감소하였으나, 시클로덱스트린이 포함된 경우는 휘도값이 초기값 대비 5% 감소하여 내광 안정성이 우수한 것을 알 수 있다.
100: 투명기판 110: 광추출 필름
111: 광추출판 120: 점/접착층
130: 광전환 필름 131: 제1 광전환 필름
132: 제2광전환 필름 140: 광전환 확산 필름
141: 제1 광전환 확산 필름 142: 제2 광전환 확산 필름
143: 광전환 형광확산 필름 150: 배리어 층
200: 광원

Claims (18)

  1. 시클로덱스트린 단위를 2 이상 1,000 이하 포함하는 중합체; 및 상기 중합체의 시클로덱스트린 단위에 포접된 염료를 포함하고,
    상기 시클로덱스트린 단위는 하기 화학식 1로부터 표시되는 화합물로부터 유래된 단위인 것인 염료 복합체:
    [화학식 1]
    Figure 112016124953702-pat00017

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 양이온성기, 음이온성기, 싸이올 기 및 C1-20 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, n은 6 내지 10의 정수이며, 각 괄호 [ ]의 치환기 R1 내지 R3은 괄호들간에는 서로 같거나 상이하며,
    상기 음이온성기는 술폰기, 카르복실기, 포스페이트기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 양이온성기는 아민기이다.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 중합체의 중량평균 분자량은 2,000-20,000,000인 것인 염료 복합체.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 중합체는 서로 상이한 2 종 이상의 시클로덱스트린 단위를 포함하는 것인 염료 복합체.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 염료는 아크리딘계, 크산텐계, 아릴메탄계, 쿠마린계, 폴리시클릭 방향족 탄화수소계 및 폴리시클릭 헤테로방향족계로 이루어진 군에서 선택되는 것인 염료 복합체.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 염료는 서로 상이한 2 종 이상의 염료를 포함하는 것인 염료 복합체.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 시클로덱스트린 단위의 몰수:염료의 몰수는 1:2 이상인 것인 염료 복합체.
  11. 청구항 1 및 6 내지 10 중 어느 하나의 항에 따른 염료 복합체 또는 이의 경화물을 포함하는 광전환 필름.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 광전환 필름은 바인더 수지, 중합성 모노머 및 중합개시제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 것인 광전환 필름.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 광전환 필름은 상기 광전환 필름의 일면에 구비된 기판을 포함하는 것인 광전환 필름.
  14. 시클로덱스트린 단위를 2 이상 1,000 이하 포함하는 중합체 또는 이의 경화물; 및 염료를 포함하고,
    상기 시클로덱스트린 단위는 하기 화학식 1로부터 표시되는 화합물로부터 유래된 단위인 것인 광전환 필름:
    [화학식 1]
    Figure 112016124953702-pat00018

    상기 화학식 1에 있어서,
    R1 내지 R3은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 양이온성기, 음이온성기, 싸이올 기 및 C1-20 알킬기로 이루어진 군에서 선택되고, n은 6 내지 10의 정수이며, 각 괄호 [ ]의 치환기 R1 내지 R3은 괄호들간에는 서로 같거나 상이하며,
    상기 음이온성기는 술폰기, 카르복실기, 포스페이트기 및 할로겐기로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나이며,
    상기 양이온성기는 아민기이다.
  15. 청구항 14에 있어서, 상기 광전환 필름은 바인더 수지, 중합성 모노머,및 중합개시제를 포함하는 조성물의 경화물을 포함하는 것인 광전환 필름.
  16. 청구항 14에 있어서, 상기 광전환 필름은 상기 광전환 필름의 일면에 구비된 기판을 포함하는 것인 광전환 필름.
  17. 청구항 11에 따른 광전환 필름을 포함하는 컬러필터.
  18. 청구항 11에 따른 광전환 필름을 포함하는 전자소자.
KR1020150108645A 2014-08-02 2015-07-31 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자 KR101795141B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR20140099358 2014-08-02
KR1020140099358 2014-08-02

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160016683A KR20160016683A (ko) 2016-02-15
KR101795141B1 true KR101795141B1 (ko) 2017-12-01

Family

ID=55264096

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150108645A KR101795141B1 (ko) 2014-08-02 2015-07-31 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10323104B2 (ko)
EP (1) EP3176221A4 (ko)
JP (1) JP6464534B2 (ko)
KR (1) KR101795141B1 (ko)
CN (1) CN106459608A (ko)
WO (1) WO2016021883A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109795A (ko) 2019-03-14 2020-09-23 동우 화인켐 주식회사 광산란 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 산란층 및 화상표시장치

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10545378B2 (en) * 2015-02-04 2020-01-28 Merck Patent Gmbh Electro-optical switching element and display device
KR101957756B1 (ko) * 2016-02-19 2019-03-14 율촌화학 주식회사 유기 발광 소자 광추출층, 이를 이용하는 유기 발광 소자 및 그 제조 방법
JP6737010B2 (ja) * 2016-07-01 2020-08-05 東レ株式会社 色変換シート、それを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明
KR102638864B1 (ko) * 2016-12-30 2024-02-21 엘지디스플레이 주식회사 광 흡수시트 및 이를 포함하는 표시장치
CN110945389B (zh) * 2017-07-28 2021-08-03 东丽株式会社 颜色转换组合物、颜色转换膜以及包含其的装置
KR102629175B1 (ko) * 2017-08-21 2024-01-26 도레이 카부시키가이샤 색 변환 조성물, 색 변환 시트, 및 그것을 포함하는 광원 유닛, 디스플레이 및 조명 장치
KR102324966B1 (ko) * 2018-01-15 2021-11-10 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치
JP7076058B2 (ja) * 2018-03-16 2022-05-27 国立大学法人徳島大学 藍葉加工産物を含有する着色料
CN109134709B (zh) * 2018-07-19 2020-08-25 昆明理工大学 胺基修饰环糊精键接开环葫芦脲的键接物及其制备方法和应用
JP7077519B2 (ja) * 2018-11-12 2022-05-31 エルジー・ケム・リミテッド 色変換フィルム、これを含むバックライトユニット及びディスプレイ装置
US11256132B2 (en) 2018-11-12 2022-02-22 Lg Chem, Ltd. Color conversion film comprising a color conversion functional layer including a solid phase change material, and back light unit and display device comprising same
CN110927851A (zh) * 2019-11-13 2020-03-27 Tcl华星光电技术有限公司 纯色膜片及其制备方法、显示装置
KR102386803B1 (ko) * 2020-04-01 2022-04-14 이화여자대학교 산학협력단 색상형 dbr 필름 및 이의 제조 방법
CN114907501A (zh) * 2022-06-06 2022-08-16 北京航空航天大学 大环分子促进的光引发体系、光致聚合物材料及制备方法

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6197025A (ja) 1984-10-18 1986-05-15 Lion Corp 物質の処理方法
JPH0621930B2 (ja) * 1985-05-01 1994-03-23 富士写真フイルム株式会社 光応答性材料
JPH01118768A (ja) * 1987-10-31 1989-05-11 Wako Pure Chem Ind Ltd 発色試液の安定化方法
US5108505A (en) * 1990-05-16 1992-04-28 Hewlett-Packard Company Waterfast inks via cyclodextrin inclusion complex
US5352563A (en) * 1992-01-21 1994-10-04 Konica Corporation Black-and-white silver halide photographic light-sensitive material and a method for processing the same
JPH0990573A (ja) * 1995-09-28 1997-04-04 Konica Corp ハロゲン化銀写真感光材料の処理用固体現像補充剤及び現像処理方法
US5994143A (en) * 1996-02-01 1999-11-30 Abbott Laboratories Polymeric fluorophores enhanced by moieties providing a hydrophobic and conformationally restrictive microenvironment
JP3463867B2 (ja) 1999-09-24 2003-11-05 富士電機株式会社 蛍光色変換膜、それを用いた蛍光色変換フィルターおよび該蛍光色変換フィルターを具備した有機発光素子
JP2003315832A (ja) 2002-04-24 2003-11-06 Sharp Corp 液晶表示素子
JP4882068B2 (ja) 2005-02-14 2012-02-22 国立大学法人山梨大学 修飾シクロデキストリンのフィルム又はファイバー並びにその作成方法
KR100969676B1 (ko) * 2007-05-25 2010-08-17 주식회사 동진쎄미켐 신규한 줄로리딘계 염료 및 이의 제조방법
WO2010026957A1 (ja) 2008-09-03 2010-03-11 国立大学法人 富山大学 水溶性ロタキサン型蛍光色素および蛍光性有機分子
KR101250403B1 (ko) * 2008-11-25 2013-04-05 고려대학교 산학협력단 벤조티아다이아졸 발색부-함유 신규 유기염료 및 이의 제조방법
JP5360890B2 (ja) 2009-05-07 2013-12-04 国立大学法人 奈良先端科学技術大学院大学 円偏光発光の制御方法および円偏光発光材料
AT508680B1 (de) * 2009-05-19 2011-03-15 Onkotec Gmbh Verfahren zur qualitativen und/oder quantitativen bestimmung von tumorzellen
CN101624479B (zh) * 2009-08-13 2013-07-03 浙江万丰化工有限公司 一种耐强碱性分散染料的制备方法
HUE041616T2 (hu) 2010-01-28 2019-05-28 National Univ Corporation Mie Univ Indocianin vegyület, szintézisének eljárása, tisztítási eljárása, indocianin vegyületet alkalmazó diagnosztikai készítmény, és készülék in vivo kinetika mérésére és készülék keringés megjelenítésére a diagnosztikai készítmény alkalmazásával
CN106940376B (zh) * 2011-08-19 2020-05-05 艾昆西恩斯公司 蛋白质检测
KR101525999B1 (ko) 2011-12-16 2015-06-04 제일모직주식회사 열전사 필름
WO2013124654A1 (en) * 2012-02-20 2013-08-29 Cambridge Enterprise Limited Cucurbituril-based hydrogels
NZ629474A (en) * 2013-02-27 2016-03-31 Crayola Llc Rinsable inks and methods of making the same
EP2913366A1 (de) * 2014-02-28 2015-09-02 SapioTec GmbH Anthocyanidin-Komplex
CN104151867B (zh) * 2014-05-09 2017-01-04 上海大学 温度与pH双响应型环糊精探针及其制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Reduced fluorescence quenching of cyclodextrin-acetylene dye rotaxane", J. AM. CHEM. SOC.(2006년), vol.128, p7714-7715
Polymer Science and Technology(2012) 저널의 Vol.23, No.1, pp.29-38

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200109795A (ko) 2019-03-14 2020-09-23 동우 화인켐 주식회사 광산란 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 산란층 및 화상표시장치

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017529405A (ja) 2017-10-05
EP3176221A1 (en) 2017-06-07
WO2016021883A1 (ko) 2016-02-11
US10323104B2 (en) 2019-06-18
CN106459608A (zh) 2017-02-22
US20170137540A1 (en) 2017-05-18
EP3176221A4 (en) 2018-04-18
KR20160016683A (ko) 2016-02-15
JP6464534B2 (ja) 2019-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101795141B1 (ko) 염료 복합체, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자
KR102025022B1 (ko) 광전환 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US10139676B2 (en) Light conversion device and display apparatus comprising the same
KR101938284B1 (ko) 형광 복합체, 광전환 필름, 광전환 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN105717700B (zh) 增益型波长转换结构、发光膜及背光元件
EP2714842B1 (en) Color conversion films comprising polymer-substituted organic fluorescent dyes
CN110770644B (zh) 颜色转换膜和包括其的背光单元和显示装置
KR101770501B1 (ko) 광전환 필름 및 이를 포함하는 광전환 소자 및 디스플레이 장치
US11479549B2 (en) Nitrogen-containing cyclic compound and color conversion film comprising same
JP2021507901A (ja) シアノアリール置換ベンゾ（チオ）キサンテン化合物
KR102372626B1 (ko) 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR102044582B1 (ko) 유기형광염료를 포함하는 광전환 소자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR102404987B1 (ko) 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
JP2021116214A (ja) 発光用材料及びその製造方法、並びに透明樹脂組成物
TW202242067A (zh) 波長轉換材料
KR20160024476A (ko) 안료 복합체, 안료 분산액, 광전환 필름, 및 이를 포함하는 전자소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant