KR101866224B1 - 광학 적층체 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 광학 적층체에 관한 것으로, 보다 상세하게는 광 루미네선스 양자점 입자를 포함하는 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착됨으로써, 광에 의한 자극으로 발광하므로, 레이저 포인터를 디스플레이에 직접 표시하는 경우에 레이저 포인터의 시인성을 현저히 향상시킬 수 있는 광학 적층체에 관한 것이다.

Description

광학 적층체 {Optical laminate}
본 발명은 광 루미네선스층을 포함하는 광학 적층체에 관한 것이다.
종래, 회의나 발표회 등에서의 프레젠테이션에서는 프로젝터를 사용하여 자료 화상을 스크린이나 벽에 투영하는 것이 많이 행해져 왔다. 이 때, 발표자는 프레젠테이션 화상 상의 어느 장소에 레이저광을 투사하는 레이저 포인터를 사용하여, 스크린 등을 가리키면서 프레젠테이션을 실시하는 것이 일반적이다.
프로젝터를 사용한 스크린 투영의 경우, 투영되는 화상에 있어서는, 콘트라스트가 저하되거나 화질이 나빠지는 문제가 있다. 한편, 최근에는, 액정 디스플레이(LCD)나 플라즈마 디스플레이(PDP)는 70인치를 초과하는 대형화가 진행되어 있어, 프로젝터 투영이 아니라, 이들 디스플레이 자체에 직접 화상을 표시하게 하여 프레젠테이션을 실시하는 것도 가능해지고 있다.
그러나, 디스플레이에 의한 직접 표시로 프레젠테이션을 실시하는 경우, 디스플레이가 자발광이기 때문에, 레이저 포인터에 의한 레이저광 투사가 잘 보이지 않는다. 또, 디스플레이 자체의 표시 품위를 향상시키기 위해, 디스플레이 표면에 있어서의 방현성이 향상되면, 레이저 포인터의 투사광의 반사도 억제되기 때문에, 레이저 포인터의 시인성이 향상하지 않는다는 과제가 발생한다. 최근에는 일본공개특허 제2001-236181호에 개시된 바와 같이, 레이저 포인터를 디스플레이 상에서 화면 지시 조작을 행하는 포인팅 디바이스로서 사용할 가능성도 있어, 그 시인성은 더욱 더 중요해지고 있다.
일본공개특허 제2001-236181호
본 발명은 레이저 포인터의 시인성을 향상시킬 수 있는 광학 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
1. 광 루미네선스 양자점(quantum dot) 입자를 포함하는 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착되는 광학 적층체.
2. 위 1에 있어서, 상기 광 루미네선스 양자점 입자는 양자점 입자, 양자점 함유 입자 또는 이들의 혼합물인 광학 적층체.
3. 위 2에 있어서, 상기 양자점 입자는 II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반도체 물질을 포함하는 광학 적층체.
4. 위 2에 있어서, 상기 양자점 함유 입자는 무기물 코어 입자 또는 고분자 코어 입자의 표면에 결합된 적어도 하나의 양자점 입자를 포함하는 광학 적층체.
5. 위 1에 있어서, 상기 광 루미네선스 양자점 입자의 흡수 파장은 350 내지 450nm 또는 600 내지 650nm인 광학 적층체.
6. 위 1에 있어서, 상기 광 루미네선스층은 광 루미네선스 양자점 입자, 투광성 수지, 개시제 및 용제를 포함하는 광 루미네선스층 형성용 조성물을 도포하여 형성된 것인 광학 적층체.
7. 위 1에 있어서, 상기 광 루미네선스층은 하드코팅층, 편광자, 편광자 보호층, 위상차층, 반사방지층, 대전방지층, 고굴절층, 저굴절층, 방오층, 점착층, 접착층 또는 이들의 기재 필름인 광학 적층체.
8. 위 1에 있어서, 광학 적층체는 편광판인 광학 적층체.
9. 위 1 내지 8 중 어느 한 항의 광학 적층체를 포함하는 화상표시장치.
10. 위 9에 있어서, 액정표시장치인 화상표시장치.
본 발명의 광학 적층체는 광 루미네선스 양자점 입자를 포함하여 광에 의한 자극으로 발광하므로, 레이저 포인터를 디스플레이에 직접 표시하는 경우에 레이저 포인터의 시인성을 현저히 향상시킬 수 있다.
본 발명은 광 루미네선스 양자점 입자를 포함하는 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착됨으로써, 광에 의한 자극으로 발광하므로, 레이저 포인터를 디스플레이에 직접 표시하는 경우에 레이저 포인터의 시인성을 현저히 향상시킬 수 있는 광학 적층체에 관한 것이다.
이하 본 발명을 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 광학 적층체는 광 루미네선스 양자점(quantum dot) 입자를 포함하는 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착된다.
본 발명에서 광 루미네선스층은 빛에 의해 자극 받아 스스로 빛을 내는 층을 말한다. 본 발명의 광학 적층체는 이러한 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착됨으로써, 레인저 포인터의 빛에 의해 해당 부위가 발광하여 레이저 포인터의 시인성을 현저히 개선할 수 있다.
본 발명의 광학 적층체는 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착된다. 복수개의 광학 기능성 필름 또는 그 외의 구성 하에 위치하거나 디스플레이 패널을 기준으로 시인자측의 배면에 위치하더라도 레이저 포인터의 광에 의해 광 루미네선스 현상이 일어날 수 있는 위치라면 특별히 한정되지 않는다.
본 발명에 따른 광 루미네선스 양자점 입자는 양자점 입자, 양자점 함유 입자 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
양자점이란 나노 크기의 반도체 물질이다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 띠고 있을 때 이를 양자점이라고 한다.
양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출한다.
양자점 입자는 습식화학공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정 또는 분자선 에피텍시 공정에 의해 합성될 수 있다. 습식 화학 공정은 유기용매에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용매가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 유기금속 화학증착(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition)이나 분자선 에피택시(MBE, molecular beam epitaxy)와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 양자점 입자는 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점 입자라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반도체 물질을 포함한다.
상기 II-VI족 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 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 있고, 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 선택될 수 있고, 상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소 화합물; 및 SiC, SiGe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조 또는 코어-쉘(core-shell)의 이중 구조를 가질 수 있는데, 후자의 경우, 각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 다만, 상기 쉘 물질의 에너지 밴드 갭은 코어 물질의 에너지 밴드 갭보다 클 수 있다. 예를 들어, CdSe/ZnS의 코어-쉘 구조를 갖는 양자점을 얻고자 하는 경우, 계면 활성제로서 TOPO(trioctylphosphine oxide)를 사용한 유기용매에 (CH3)2Cd(dimethyl cadmium), TOPSe(trioctylphosphine selenide) 등의 코어(CdSe)에 해당되는 전구체 물질을 주입하여 결정이 생성되도록 하고, 결정이 일정한 크기로 성장하도록 고온에서 일정 시간을 유지한 후, 쉘(ZnS)에 해당되는 전구체 물질을 주입하여 이미 생성된 코어의 표면에 쉘이 형성되게 함으로써 TOPO로 캡핑(capping)된 CdSe/ZnS의 양자점을 얻을 수 있다.
본 발명에 따른 양자점 함유 입자는 무기물 코어 입자 또는 고분자 코어 입자의 표면에 결합된 적어도 하나의 양자점 입자를 포함한다.
본 발명에 따른 양자점 함유 입자의 코어 입자의 표면에 도입된 양자점 입자의 수는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1 내지 8,200,000개, 바람직하게는 10 내지 640,000개일 수 있다.
상기 무기물 코어 입자는 실리카, 알루미나(Al2O3, AlO2), 이산화티타늄 또는 이산화아연일 수 있다. 대안으로서, 상기 고분자 코어 입자는 폴리스티렌 또는 폴리메틸메타크릴레이트일 수 있다. 상기 코어 입자의 직경은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2 내지 1,000㎛일 수 있다.
상기 코어 입자와 상기 양자점 입자는 공유결합, 이온결합 또는 물리적 흡착에 의하여 결합될 수 있다. 이때, 상기 공유결합은, 한쪽에 상기 양자점 입자와 결합하는 황, 질소 또는 인 중 어느 하나의 원자를 포함하고 다른 한쪽에 상기 코어 입자와 결합하는 작용기에 의하여 이루어질 수 있다. 상기 작용기는 실란기, 아미노기, 설폰기, 카르복시기 또는 하이드록시기일 수 있다.
본 발명에 따른 광 루미네선스 양자점 입자의 흡수 파장은 광 루미네선스층이 디스플레이의 광원에 의해 발광하는 것을 억제하기 위해 가시광선 영역의 파장이 아닌 것이 바람직하고, 예를 들면 350 내지 450nm일 수 있다.
또한, 본 발명의 다른 측면에서 광 루미네선스 양자점 입자의 흡수 파장이 가시광선 영역의 파장이라도 디스플레이의 광원에 의한 발광이 레이저 포인터의 시인성을 해치지 않을 정도의 파장이라면 허용 가능하며, 예를 들면 600 내지 650nm일 수 있다.
본 발명의 일 구현예에 다르면 본 발명에 따른 광 루미네센스 층은 광 루미네선스 역할만을 수행하는 별도의 단독층으로 형성될 수 있다. 이러한 경우에, 광 루미네센스 층은 광 루미네선스 양자점 입자를 포함하는 광 루미네선스 층 형성용 조성물을 기재에 도포하여 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 광 루미네선스층 형성용 조성물은 광 루미네선스 양자점 입자, 투광성 수지, 개시제 및 용제를 포함한다.
본 발명에 따른 광 루미네선스 양자점 입자는 용제에 용해 또는 분산된 조성물의 형태로 사용될 수 있다.
상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루솔브, 에틸솔루솔브 등의 알코올계 용제; 에틸아세테이트, 프로필아세테이트, 노말부틸아세테이트, 터셔리부틸아세테이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 아세테이트계 용제; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 등의 에테르계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용제; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 탄소수 2 내지 10의 알칸계 용제; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소계 용제 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 광 루미네선스층 형성용 조성물에 포함되는 광 루미네선스 양자점 입자의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 루미네선스층 형성용 조성물 총 중량 중 0.05 내지 5중량%일 수 있고, 바람직하게는 0.1 내지 3중량%일 수 있다. 조성물에 포함되는 양자점 입자 및 양자점 함유 입자의 함량이 0.05 내지 5중량%인 경우에, 디스플레이의 시인성을 훼손하지 않으면서 레이저 포인트의 시인성을 개선하는 효과를 극대화할 수 있다.
본 발명에 따른 투광성 수지는 광경화형 수지일 수 있다.
상기 광경화형 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 모노머를 포함할 수 있다.
상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 예를 들면 에폭시 (메타)아크릴레이트, 우레탄 (메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 우레탄 (메타)아크릴레이트가 보다 바람직하다.
상기 우레탄 (메타)아크릴레이트는 히드록시기를 포함하는 다관능 (메타)아크릴레이트와 이소시아네이트기를 갖는 화합물을 촉매 존재 하에서 반응시켜 제조할 수 있다.
상기 히드록시기를 포함하는 (메타)아크릴레이트는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시이소프로필(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 개환 히드록시아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리/테트라(메타)아크릴레이트 혼합물, 디펜타에리스리톨펜타/헥사(메타)아크릴레이트 혼합물 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 이소시아네이트기를 갖는 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 1,4-디이소시아나토부탄, 1,6-디이소시아나토헥산, 1,8-디이소시아나토옥탄, 1,12-디이소시아나토도데칸, 1,5-디이소시아나토-2-메틸펜탄, 트리메틸-1,6-디이소시아나토헥산, 1,3-비스(이소시아나토메틸)시클로헥산, 트랜스-1,4-시클로헥센디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(시클로헥실이소시아네이트), 이소포론디이소시아네이트, 톨루엔-2,4-디이소시아네이트, 톨루엔-2,6-디이소시아네이트, 자일렌-1,4-디이소시아네이트, 테트라메틸자일렌-1,3-디이소시아네이트, 1-클로로메틸-2,4-디이소시아네이트, 4,4'-메틸렌비스(2,6-디메틸페닐이소시아네이트), 4,4'-옥시비스(페닐이소시아네이트), 헥사메틸렌디이소시아네이트로부터 유도되는 3관능 이소시아네이트, 트리메탄프로판올어덕트톨루엔디이소시아네이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 모노머는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광경화형 관능기로 (메타)아크릴로일기, 비닐기, 스티릴기, 알릴기 등의 불포화 기를 포함하는 모노머를 들 수 있으며, (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머가 보다 바람직하다.
상기 (메타)아크릴로일기를 갖는 모노머는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 네오펜틸글리콜아크릴레이트, 1,6-헥산디올(메타)아크릴레이트, 프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 트리메틸올에탄트리(메타)아크릴레이트, 1,2,4-시클로헥산테트라(메타)아크릴레이트, 펜타글리세롤트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 트리펜타에리스리톨헥사트리(메타)아크릴레이트, 비스(2-하이드록시에틸)이소시아누레이트디(메타)아크릴레이트, 하이드록시에틸(메타)아크릴레이트, 하이드록시프로필(메타)아크릴레이트, 하이드록시부틸(메타)아크릴레이트, 이소옥틸(메타)아크릴레이트, 이소-덱실(메타)아크릴레이트, 스테아릴(메타)아크릴레이트, 테트라하이드로퍼푸릴(메타)아크릴레이트, 페녹시에틸(메타)아크릴레이트,이소보네올(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 예시한 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 모노머는 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 투광성 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 루미네선스층 형성용 조성물 총 중량 중 5 내지 80중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 30 내지 50중량%일 수 있다. 투광성 수지의 함량이 5중량% 미만이면 충분한 도공액 공급 및 광 루미네선스층의 적정 두께 확보가 어려울 수 있고, 80중량% 초과이면 코팅액의 점도가 높아 도공 불량 등으로 인해 공정성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 따른 광개시제는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 광개시제일 수 있으며, 예를 들면 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]2-모폴린프로판온-1, 디페닐케톤 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-1-온, 4-히드록시시클로페닐케톤, 디메톡시-2-페닐아테토페논, 안트라퀴논, 플루오렌, 트리페닐아민, 카바졸, 3-메틸아세토페논, 4-크놀로아세토페논, 4,4-디메톡시아세토페논, 4,4-디아미노벤조페논, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조페논 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 광개시제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 루미네선스층 형성용 조성물 총 중량 중 0.1 내지 10중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 1 내지 5중량%일 수 있다. 광개시제의 함량이 0.1중량% 미만이면 경화 속도가 늦어져 공정 효율이 저하될 수 있고, 10중량% 초과이면 과경화로 인한 크랙이 발생할 수 있다.
본 발명에 따른 용제는 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 용제일 수 있으며, 예를 들면 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 메틸셀루솔브, 에틸솔루솔브 등의 알코올계 용제; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 에테르계 용제; 메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤, 시클로헥사논 등의 케톤계 용제; 헥산, 헵탄, 옥탄 등의 헥산계 용제; 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소계 용제 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 용제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 광 루미네선스층 형성용 조성물 총 중량 중 10 내지 95중량%로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 50 내지 80중량%일 수 있다. 용제의 함량이 10중량% 미만이면 조성물의 점도가 높아져 작업성이 떨어질 수 있고, 95중량% 초과이면 건조 과정에서 시간이 많이 소요되고 경제성이 떨어질 수 있다.
본 발명에 따른 광 루미네센스층 형성용 조성물은 상기 성분 외에도 당 분야에서 통상적으로 사용되는 경화제, 레벨링제, 밀착 촉진제, 산화 방지제 등의 첨가제; 강도 보강용 나노 실리카, 무기 나노입자 및 포스(폴리헤드럴 올리고머릭 실세스퀴옥산); 대전 방지용 전도성 고분자, 나노입자 및 이온성액체; 및 방현성 부여용 유기 입자, 무기 입자 등을 더 포함할 수 있다.
기재는 내구성이 크고, 사용자가 디스플레이를 잘 볼 수 있도록 하는 물질이라면 특별히 한정되지 않으며, 당분야에서 사용되는 소재가 특별한 제한 없이 사용될 수 있다. 예를 들면, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리메틸메타아크릴레이트(PMMA), 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP), 유리 등이 사용될 수 있다.
광 루미네선스층 형성용 조성물을 기재 상에 도포하는 방법은 특별히 한정되지 않고 당 분야에서 통상적으로 사용되는 방법에 의할 수 있으며, 예를 들면 파운틴 코팅법, 다이 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 그라비아 코팅법, 롤 코팅법, 바 코팅법 등을 들 수 있다.
광 루미네선스층 형성용 조성물의 도포하고 경화하여 광 루미네선스층을 형성할 수 있는데, 경화에 앞서 필요에 따라 건조 단계를 거칠 수 있다.
건조 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 자연 건조, 열풍 건조, 가열 건조 등의 방법에 의할 수 있다.
경화 방법은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 자외선 경화, 전리 방사선 경화 등의 방법에 의할 수 있다. 그 수단에는 각종 활성 에너지를 사용할 수 있는데, 자외선을 사용하는 것이 보다 바람직하다. 에너지선원으로는, 예를 들어 고압 수은 램프, 할로겐 램프, 크세논 램프, 메탈 할라이드 램프, 질소 레이저, 전자선 가속 장치, 방사성 원소 등의 선원이 바람직하다. 에너지선원의 조사량은, 자외선 파장 365㎚ 에서의 적산 노광량으로서 50 내지 5000mJ/㎠ 가 바람직하다. 조사량이 50mJ/㎠ 이상이면 경화가 보다 충분해져, 형성되는 광 루미네선스층의 경도도 보다 충분한 것이 된다. 또, 5000mJ/㎠ 이하이면, 형성되는 광 루미네선스층의 착색을 방지할 수 있어, 투명성을 향상시킬 수 있다.
본 발명에 따른 광 루미네선스층을 포함하는 광학 적층체는 적어도 1층의 광학기능층을 더 구비할 수 있다. 이러한 광학기능층은 예를 들면 편광자, 편광자 보호층, 하드코팅층, 지문방지층, 위상차층, 반사방지층, 대전방지층 등일 수 있다. 이들의 적층 순서는 특별히 한정되지 않고 적절히 선택될 수 있으며, 예를 들면 광 루미네선스층 상에 형성될 수도 있고, 광 루미네선스층 하에 형성될 수도 있으며 또는 기재의 반대면에 형성될 수도 있다.
본 발명의 다른 일 구현예에 따르면, 본 발명에 따른 광 루미네선스층은 당 분야에서 통상적으로 사용되는 광학기능층일 수 있으며, 예를 들면 하드코팅층, 편광자, 편광자 보호층, 위상차층, 반사방지층, 대전방지층, 고굴절층, 저굴절층, 방오층 등일 수 있다. 이러한 경우에, 광 루미네선스층 형성용 조성물은 해당 광학기능층 형성용 조성물과 혼합하여 사용될 수 있다.
구체적으로, 상기 광학 적층체가 편광판으로 적용되는 경우에, 광 루미네선스층은 편광자 및 편광자 보호층 중 적어도 1층일 수 있다. 이러한 경우에, 광 루미네선스층 형성용 조성물은 편광자 형성용 조성물 또는 편광자 보호층 형성용 조성물과 혼합하여 사용될 수 있다. 또한, 광 루미네선스층은 편광자 또는 편광자 보호층 중 일면에 별개의 층으로 형성될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 루미네선스층은 디스플레이 패널에 포함되는 점착층 또는 접착층일 수 있다. 마찬가지로, 이러한 경우에 광 루미네선스층 형성용 조성물은 점착제 또는 접착제 조성물과 혼합하여 사용될 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광 루미네선스층은 상기 광학기능층, 점착층, 접착층 등이 형성되는 기재 필름일 수 있다. 마찬가지로, 광 루미네선스층 형성용 조성물은 기재 필름 형성용 조성물과 혼합하여 사용될 수 있다.
기재 필름은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 폴리에테르술폰(PES, polyethersulphone), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate), 폴리에테르 이미드(PEI, polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN, polyethyelenen napthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide: PPS), 폴리아릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate,CAP) 등을 들 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 광학 적층체를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 화상표시장치는 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착된 상기 광학적층체를 포함한다.
화상표시장치의 종류는 특별히 한정되지 않고, 예를 들면 액정표시장치, 플라스마표시장치, 전계발광표시장치, 음극선관표시장치 등일 수 있다.
디스플레이 패널은 특별히 한정되지 않고, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 구성일 수 있으며, 그 외에도 당 분야에서 통상적으로 사용되는 구성을 더 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
제조예
(1) 광 루미네선스층 ( 하드코팅층 ) 형성용 조성물
우레탄아크릴레이트(SC2153) 25중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(M340) 25중량부, 양자점 용액(양자점 입자(CdS) 0.5중량%, 톨루엔 99.5중량%) 20중량부, 메틸에틸케톤 17중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 10중량부, 광개시제(I-184) 2.5중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반하고 PP재질의 필터로 여과하여 광 루미네선스층 형성용 조성물을 제조하였다.
(2) 광 루미네선스층 ( 방현성 하드코팅층 ) 형성용 조성물
우레탄아크릴레이트(SC2153) 25중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(M340) 20중량부, 양자점 용액(양자점 입자(CdS420) 0.5중량%, 톨루엔 99.5중량%) 20중량부, 유기입자(XX-19HW, 세끼스이사, 입자 굴절률 1.495) 5중량부, 메틸에틸케톤 17중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 10중량부, 광개시제(I-184) 2.5중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반하고 PP재질의 필터로 여과하여 광 루미네선스층 형성용 조성물을 제조하였다.
(3) 광 루미네선스층 ( 고굴절 하드코팅층 ) 형성용 조성물
고굴절 코팅액(TYZ58-01E, 굴절률 1.58) 80중량부 및 양자점 용액(양자점 입자(CdS420) 0.5중량%, 톨루엔 99.5중량%) 20중량부를 교반하고, 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 전체 고형분이 5중량%가 되도록 희석한 후에 PP재질의 필터로 여과하여 광 루미네선스층 형성용 조성물을 제조하였다.
(4) 광루미네선스층 ( 하드코팅층 ) 형성용 조성물
우레탄아크릴레이트(SC2153) 25중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(M340) 25중량부, 양자점 용액(양자점 입자(CdSe640) 0.5중량%, 톨루엔 99.5중량%) 20중량부, 메틸에틸케톤 17중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 10중량부, 광개시제(I-184) 2.5중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반하고 PP재질의 필터로 여과하여 광 루미네선스층 형성용 조성물을 제조하였다.
(5) 저굴절 하드코팅층 형성용 조성물
중공실리카 함유 UV코팅액(MB1030) 10중량부에 이소프로판올 5중량부 및 에틸아세테이트 3중량부를 첨가하고 실온에서 30분 동안 교반한 후에 PP재질의 필터로 여과하여 저굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
(6) 하드코팅층 형성용 조성물
우레탄아크릴레이트(SC2153) 25중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(M340) 25중량부, 메틸에틸케톤 17중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 10중량부, 광개시제(I-184) 2.5중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반하고 PP재질의 필터로 여과하여 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
(7) 방현성 하드코팅층 형성용 조성물
우레탄아크릴레이트(SC2153) 25중량부, 펜타에리스리톨트리아크릴레이트(M340) 20중량부, 유기입자(XX-19HW, 입자 굴절률 1.495) 5중량부, 메틸에틸케톤 17중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 10중량부, 광개시제(I-184) 2.5중량부 및 레벨링제(BYK3550) 0.5중량부를 교반하고 PP재질의 필터로 여과하여 방현성 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
(8) 고굴절 하드코팅층 형성용 조성물
고굴절 코팅액(TYZ58-01E, 굴절률 1.58) 80중량부를 프로필렌글리콜모노메틸에테르로 전체 고형분이 5%가 되도록 희석한 후에 PP재질의 필터로 여과하여 고굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 제조하였다.
실시예 1
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 상에 제조예 (1)의 광 루미네선스층(하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 이후에 70℃ 에서 2분간 건조시키고, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 광 루미네선스층(하드코팅층)을 형성하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 2
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 상에 제조예 (2)의 광 루미네선스층(방현성 하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 이후에 70℃ 에서 2분간 건조시키고, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 광 루미네선스층(방현성 하드코팅층)을 형성하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 3
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 일면에 제조예 (1)의 광 루미네선스층(하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하고 70℃ 에서 2분간 건조시킨 후에, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 광 루미네선스층(하드코팅층)을 형성하였다. 이후에 상기 광 루미네선스층(하드코팅층) 상에 제조예 (8)의 고굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 130㎚가 되도록 도포하여 고굴절 하드코팅층을 형성하였다. 그리고 상기 고굴절 하드코팅층 상에 제조예 (5)의 저굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 100㎚가 되도록 도포하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 4
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 일면에 제조예 (6)의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하고 70℃ 에서 2분간 건조시킨 후에, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 하드코팅층을 형성하였다. 이후에 하드코팅층 상에 제조예 (3)의 광 루미네선스층(고굴절 하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 130㎚가 되도록 도포하여 광루미네선스 층(고굴절 하드코팅층)을 형성하였다. 그리고 상기 광루미네선스층(고굴절 하드코팅층) 상에 제조예 (5)의 저굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 100㎚가 되도록 도포하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 5
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 상에 제조예 (4)의 광 루미네선스층(하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 이후에 70℃ 에서 2분간 건조시키고, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 광 루미네선스층(하드코팅층)을 형성하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실시예 6
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 일면에 제조예 (6)의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하고 70℃ 에서 2분간 건조시킨 후에, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 하드코팅층을 형성하였다. 이후에 하드코팅층 상에 제조예 (3)의 광 루미네선스층(고굴절 하드코팅층) 형성용 조성물을 경화 후 두께가 130㎚가 되도록 도포하여 광 루미네선스층(고굴절 하드코팅층)을 형성하였다. 그리고 상기 광루미네선스층(고굴절 하드코팅층) 상에 제조예 (5)의 저굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 100㎚가 되도록 도포하여, 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 1
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 상에 제조예 (6)의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 이후에 70℃ 에서 2분간 건조시키고, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 하드코팅층을 형성하여, 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 2
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름 상에 제조예 (7)의 방현성 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하였다. 이후에 70℃ 에서 2분간 건조시키고, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 방현성 하드코팅층을 형성하여, 광학 적층체를 제조하였다.
비교예 3
두께 40㎛의 트리아세틸 셀룰로오스 필름의 일면에 제조예 (6)의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 5㎛가 되도록 도포하고 70℃ 에서 2분간 건조시킨 후에, 적산광량 400mJ/cm2로 UV를 조사하여 하드코팅층을 형성하였다. 이후에 하드코팅층 상에 제조예 (8)의 고굴절 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 130㎚가 되도록 도포하여 고굴절 하드코팅 층을 형성하였다. 그리고 상기 고굴절 하드코팅층 상에 제조예 (5)의 하드코팅층 형성용 조성물을 경화 후 두께가 100㎚가 되도록 도포하여, 광학 적층체를 제조하였다.
실험예
(1) 레이저 포인터 시인성 평가
실시예 및 비교예에서 제조된 광학 적층체를 편광판에 접착한 후에 디스플레이 패널에 접합하였다.
이후에 백색 구동상태에서 실시예 1 내지 4 및 비교예의 경우 405nm 레이저 포인터로, 실시예 5 및 6의 경우 615nm 레이저 포인터로 각각 시인성을 하기 기준에 따라 평가하였다.
<평가 기준>
○: 매우 잘 시인된다.
△: 흐릿하여 잘 시인되지 않는다.
X: 전혀 시인되지 않는다.
(2) 투과율 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 광학 적층체를 트리아세틸 셀룰로오스면이 광원(D65)으로 향하게 하여, 분광광도계(HZ-1, 스가사)로 전광선투과율(Total Transmittance) 및 헤이즈를 측정하였다.
(3) 반사율 측정
실시예 3, 4, 6 및 비교예 3에서 제조된 광학 적층체의 380~780nm의 가시광선 영역에서의 반사율을 UV분광기(UV-Spectrophotometer, SHIMADZU사)로 측정하여 최저 반사율을 나타내었다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 비교예 1 비교예 2 비교예 3
포인트 시인성 ○ ○ ○ ○ ○ ○ x △ x
투과율(%) 92.5 92.1 94.2 94.1 92.3 94.1 92.4 92.2 94.1
헤이즈(%) 0.3 1.0 0.3 0.3 0.3 0.3 0.3 1.0 0.3
반사율(%) - - 0.51 0.49 - 0.51 - - 0.50
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 6의 광학 적층체는 레이저 포인트가 매우 잘 시인되어 시인성이 우수한 것을 확인할 수 있다. 그리고 투과율, 헤이즈 및 반사율이 비교예의 광학 적층체와 유사하게 우수하였다.
그러나 비교예 1 내지 3의 광학 적층체는 레이저 포인트가 흐릿하여 잘 시인되지 않거나 전혀 시인되지 않아 시인성이 불량하였다.

Claims (11)

  1. 광 루미네선스 양자점(quantum dot) 입자를 포함하는 광 루미네선스층을 구비하고, 디스플레이 패널의 어느 일면에 부착되며,
    상기 광 루미네선스층은 편광자 또는 편광자 보호층인 편광판.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 광 루미네선스 양자점 입자는 양자점 입자, 양자점 함유 입자 또는 이들의 혼합물인 편광판.
  3. 청구항 2에 있어서, 상기 양자점 입자는 II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반도체 물질을 포함하는 편광판.
  4. 청구항 2에 있어서, 상기 양자점 함유 입자는 무기물 코어 입자 또는 고분자 코어 입자의 표면에 결합된 적어도 하나의 양자점 입자를 포함하는 편광판.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 광 루미네선스 양자점 입자의 흡수 파장은 350 내지 450nm 또는 600 내지 650nm인 편광판.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 광 루미네선스층은 광 루미네선스 양자점 입자, 투광성 수지, 개시제 및 용제를 포함하는 광 루미네선스층 형성용 조성물을 도포하여 형성된 것인 편광판.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 청구항 1 내지 6 중 어느 한 항의 편광판을 포함하는 화상표시장치.
  10. 청구항 9에 있어서, 액정표시장치인 화상표시장치.
  11. 청구항 6에 있어서, 상기 투광성 수지는 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머, 모노머 중 적어도 하나이고, 상기 광경화형 (메타)아크릴레이트 올리고머는 우레탄 (메타)아크릴레이트인 편광판.
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