KR102494192B1

KR102494192B1 - 광변환 수지 조성물 및 이를 포함하는 광변환 적층기재, 이를 이용한 화상표시장치

Info

Publication number: KR102494192B1
Application number: KR1020180132040A
Authority: KR
Inventors: 김주호; 김형주; 왕현정
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-11-22
Filing date: 2018-10-31
Publication date: 2023-02-02
Also published as: JP2019095792A; JP6928596B2; CN109810589A; TW201925424A; KR20190059208A; KR102464914B1; TWI721336B; KR20190059207A

Abstract

본 발명은 복수 양자점, 바인더 수지, 용제를 포함하는 광변환 수지 조성물 로서, 상기 용제는 광중합 조성물 전체 100중량부에 대하여 45 내지 90중량부로 포함되며, 용제의 극성도는 4 내지 7인 광변환 수지 조성물에 관한 것이다.

Description

광변환 수지 조성물 및 이를 포함하는 광변환 적층기재, 이를 이용한 화상표시장치 {A light converting resin composition, a light converting unit and a display device using the same}

본 발명은 양자점을 이용한 광변환 수지 조성물 및 이를 포함하는 광변환 적층기재에 관한 것으로, 더욱 자세하게는 광변환 수지 조성물 및 이를 이용하여 형성된 광변환 적층기재을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.

발광 소자(Light Emitting Diode, LED)를 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU) 으로 사용하는 LCD(Liquid Crystal Display) TV에서 LED BLU는 빛을 실제로 발하는 부분으로써 LCD TV에서 가장 중요한 부분 중 하나이다.

백색의 LED BLU를 형성하는 방법으로는 통상 적색(Red, R), 녹색(Green, G)

및 청색(Blue, B) LED 칩을 조합하여 백색의 LED BLU를 형성하거나, 청색 LED칩과 넓은 반치폭의 발광파장을 가진 황색(Yellow, Y) 형광체의 조합을 이용하여 백색을 구현하고 있다.

하지만, 적색, 녹색, 청색의 LED 칩을 조합하는 경우에는 LED 칩의 개수 및 복잡한 공정에 따라 제조비용이 높은 문제가 있고, 청색 LED칩에 황색 형광체를 조합하는 경우에는, 녹색 및 적색의 파장구분이 되지 않아 색순도가 떨어지고, 이에 따른 색재현성 저하의 문제가 있어, 최근에는 [특허출원 10-2013-0007296], [특허출원 10-2013-0100516], [특허출원 10-2015-0045669]에서와 같이 청색의 LED칩을 사용한 백라이트에 양자점(Quantum dot)이 포함된 광학필름을 적용하여 화상표시장치의 색재현성 및 휘도를 향상하고자 하고 있다.

하지만, 상기의 광학필름의 경우 양자점이 포함된 발광층 이외에 베리어층, 기재층 등 구조가 복잡해 지고, 이에 따른 양자점의 발광 휘도 저하가 발생하게 된다. 또한 광학필름 형태로 가공하기 위해 낮은 공정온도에서 진행함에 따라 장기 신뢰성에 문제를 야기할 수 있다.

또한 [PCT/JP2015/059710] 및 [공개특허 10-2016-0030242]에서는 사용되는 양자점A, B의 중심발광파장을 개시하고 있으나, 개시된 2종의 양자점을 통하여 충분한 색재현성을 구현하기 어려운 문제가 있으며, 극성도가 불충분한 용매 사용에 의해 휘도저하 문제 또한 발생되고 있어 이에 대한 개선이 요구되고 있다.

대한민국 특허출원 제2013-0007296호 대한민국 특허출원 제2013-0100516호 대한민국 특허출원 제2015-0045669호 국제특허출원 PCT-JP2015-059710 대한민국 공개특허 제2016-0030242호

상기의 선행기술의 광학필름의 경우 양자점이 포함된 발광층 이외에 베리어층, 기재층 등 구조가 복잡해 지고, 이에 따른 양자점의 발광 휘도 저하가 발생하는 문제, 그리고 광학필름 형태로 가공하기 위해 낮은 공정온도에서 진행함에 따라 발생하는 장기 신뢰성의 문제를 해결하기 위해 창안된 발명으로, 양자점의 중심발광파장이 서로 다른 2종 이상의 양자점을 포함함으로써 개선된 효과를 갖는 광변환 수지 조성물을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 상술한 광변환 수지 조성물로 형성된 광변환 적층기재 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 복수 양자점, 바인더 수지, 용제를 포함하는 광변환 수지 조성물을 제공한다.

이때 상기 용제는 광중합 조성물 전체 100중량부에 대하여 45 내지 90중량부로 포함되며, 용제의 극성도는 4 내지 7인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 광변환 수지 조성물을 포함하는 광변환 적층기재를 제공한다.

또한, 본 발명은 상기 광변환 적층기재를 구비한 화상표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 복수 양자점, 바인더 수지, 특정한 용제를 포함하여 기존 필름형태의 QDEF에서, 유리기재에 코팅할 수 있으며, 양자점의 발광 휘도 효과가 우수하고, 신뢰성이 높은 광변환 수지 조성물을 제공한다.

또한, 본 발명의 광변환 수지 조성물이 적층된 적층기재를 이용하면, 구조가 간단하고 우수한 휘도 및 고온, 고습상태에서의 장기 신뢰성이 우수한 고품질의 화상표시장치를 제공할 수 있다.

도 1은 기존의 양자점 Film(QD층)이 적용된 액정 디스플레이 장치를 나타내는 개략 단면도이다.
도 2는 본원 발명의 실시예 1에 따른 광변환 수지 조성물이 적용된 액정 디스플레이 장치를 나타내는 개략 단면도이다.

본 발명은 복수 양자점, 바인더 수지, 용제를 포함하는 광변환 수지 조성물로서, 상기 용제는 광중합 조성물 전체 100중량부에 대하여 45 내지 90중량부로 포함되며, 용제의 극성도는 4 내지 7인 광변환 수지 조성물에 관한 것이다.

본 발명에 따라 광변환 수지 조성물은 복수 양자점, 바인더 수지, 특정한 용제를 포함하여 기존 필름형태의 QDEF에서, 유리기재에 코팅할 수 있으며, 양자점의 발광 휘도 효과가 우수하고, 신뢰성이 높은 장점이 있다.

복수의 양자점

본 발명의 광변환 수지 조성물에 포함되는 양자점은 나노 크기의 반도체 물질이다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터(cluster)라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 나노 입자들이 특히 반도체의 특성을 띠고 있을 때 이를 양자점이라고 한다. 이러한 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 자체적으로 에너지 밴드 갭에 해당하는 에너지를 방출하는 특성을 가지고 있다. 요컨대, 본 발명의 광변환 수지 조성물은 이러한 양자점을 포함함으로써, 입사된 청색광원을 통해 녹색광 및 적색광으로의 광변환이 가능하다.

상기 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 것이라면 특별히 한정하지 않으며, 예컨대, II-VI족 반도체 화합물, III-V족 반도체 화합물, IV-VI족 반도체 화합물, 및 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물로부터 선택되는 1종 이상을 사용할 수 있다.

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 선택되는 1종 이상일 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 선택되는 1종 이상일 수 있으며,

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 선택되는 1종 이상일 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 선택되는 1종 이상일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell) 구조, 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다. 예를 들어 상기 코어-쉘(core-shell)의 이중 구조에서, 각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 코어는 CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS 및 ZnO로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe으로부터 선택되는 1종 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍시 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 합성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 양자점은 입사된 청색광원을 이용하여, 녹색광 및 적색광으로의 광변환을 위해 중심발광파장(λmax)이 서로 다른 2종 또는 그 이상의 양자점을 포함 할 수 있다. 제1 양자점과 제2 양자점의 바람직한 중심발광파장(λmax)의 차이는 50nm 이상이며 바람직한 범위는 70nm 이상이다.

또한 각 양자점의 중심발광파장 범위는 중심발광파장이 510nm 내지 540nm인 제1양자점과 중심발광파장이 610nm 내지 640nm인 제2양자점일 수 있다. 제1양자점의 중심발광파장이 510nm 미만이거나 540nm를 초과할 경우 화상표시장치의 녹색 표현이 불충해 지고, 제2양자점의 중심발광파장이 610nm 미만이거나 640nm를 초과할 경우엔 화상표시장치의 적색 표현이 불충분함에 따라 색재현성이 떨어지는 문제를 야기할 수 있다.

상기 양자점의 전체함량은 본 발명에서 특별히 한정되지는 않으나, 상기 광변환 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량부에 대하여 1 내지 60 중량부, 바람직하게는 2 내지 50 중량부로 포함되는 것이 좋다. 상기 양자점이 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 효율이 우수하고, 코팅층의 신뢰성이 우수한 이점이 있다. 상기 양자점이 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 녹색광 및 적색광의 광변환 효율이 미비할 수 있고, 상기 범위를 초과하는 경우 상대적으로 청색광의 방출이 저하되어 색재현성이 떨어지는 문제가 발생되므로, 상기 범위를 만족하는 것이 바람직하다.

바인더 수지

본 발명은 바인더 수지로써 카도계 바인더 또는 아크릴계 바인더에서 선택 된 1종 내지 2종이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 카도계 바인더 수지는 광이나 열의 작용에 의한 반응성을 갖고, 양자점의 분산매로서 작용한다. 본 발명의 광변환 수지 조성물에 함유되는 카도계 바인더 수지는 양자점에 대한 결합제수지로서 작용하고, 광변환 코팅층의 지지체로 사용이 가능한 수지라면 제한되지 않는다.

상기 카도계 바인더 수지는 하기 화학식 1 내지 화학식 6 중 적어도 하나의 반복 단위를 포함할 수 있다.

[화학식 1]

[화학식 2]

[화학식 3]

[화학식 4]

상기 화학식 1 내지 4에서,

X 및 X'은 각각 독립적으로 단일 결합, -CO-, -SO₂-, -C(CF₃)₂-, -Si(CH₃)₂-, -CH₂-, -C(CH₃)₂-, -O-,

,

,

,

,

,

,

,

또는

이고,

Y는 산무수물 잔기이며,

Z는 산2무수물 잔기이고,

R'''는 수소 원자, 에틸기, 페닐기, -C₂H₄Cl, -C₂H₄OH 또는 -CH₂CH=CH₂이며,

R1, R1', R2, R2', R3, R3', R4, R4', R5, R5', R6 및 R6' 은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,

R7, R7', R8 및 R8' 은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 6의 직쇄의 알킬렌기 또는 탄소수 3 내지 6의 분지쇄의 알킬렌기이고, 상기 알킬렌기는 에스테르 결합, 탄소수 6 내지 14의 싸이클로알킬렌기 및 탄소수 6 내지 14의 아릴렌기 중 적어도 하나로 중단될 수 있으며,

R9, R9', R10, R10', R11, R11', R12 및 R12'은 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 6의 직쇄의 알킬기 또는 탄소수 3 내지 6의 분지쇄의 알킬기이고,

m 및 n 은 각각 0 ≤ m ≤ 30, 0 ≤ n ≤ 30을 만족하는 정수이며,

단 m 및 n은 동시에 0은 아니다.

[화학식 5]

[화학식 6]

상기 화학식 5 및 6에서,

P는 각각 독립적으로

,

,

,

또는

이고,

R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 니트로기 또는 할로겐 원자이며,

Ar1은 각각 독립적으로 C6 내지 C15 아릴기이고,

Y'는 산무수물 잔기이며,

Z'는 산2무수물 잔기이고,

A는 O, S, N, Si 또는 Se이며,

a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,

p 및 q은 각각 독립적으로 0 내지 30의 정수이며,

단, p 및 q는 동시에 0이 아니다.

본 발명에 따른 광변환 수지 조성물이 상기 화학식 1 내지 화학식 6의 반복단위 중 적어도 하나의 반복단위를 포함하는 카도계 바인더 수지를 포함하는 경우 공정간 신뢰성이 우수해지며, 아웃가스 발생을 최소화하여 패널 작동 시 잔상이 발생하지 않고 뛰어난 반사방지 효과로 고품질의 화질, 우수한 내열성, 내화학성, 내구성 및 신뢰성의 부여가 가능한 이점이 있다.

상기 화학식 1 및 3의 Y는 산무수물의 잔기로서, 본 발명의 카도계 바인더 수지의 합성 중간체인 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 산무수물 화합물과 반응시켜 얻어질 수 있다. 잔기 Y를 도입할 수 있는 산무수물 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 무수말레인산, 무수숙신산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 무수테트라히드로프탈산, 무수헥사히드로프탈산, 무수메틸렌도 메틸렌테트라히드로프탈산, 무수클로로렌드산, 무수메틸테트라히드로프탈산 등을 들 수 있다.

상기 화학식 2 및 4의 Z는 산2무수물의 잔기로서, 본 발명의 카도계 바인더 수지의 합성 중간체인 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 산2무수물 화합물과 반응시켜 얻어질 수 있다. 잔기 Z를 도입할 수 있는 산2무수물 화합물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산2무수물, 바이페닐테트라카르복시산2무수물, 바이테닐에테르테트라카르복시산2무수물 등의 방향족다가카르복시시산무수물을 들 수 있다.

상기 '산2무수물'은 분자 내에 산무수물기를 2개 포함하는 화합물을 의미한다.

본 발명에서는 상기 카도계 바인더 수지의 제조방법을 특별히 한정하지는 않는다. 예컨대, 비스페놀 화합물과 에폭시 화합물을 반응시켜 비스페놀 에폭시 화합물을 합성한 후, 합성된 비스페놀 에폭시 화합물을 아크릴레이트 화합물과 반응시켜 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 합성한 뒤, 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 산무수물, 산2무수물 또는 이들의 혼합물과 반응시켜 제조할수 있으나 이에 한정되지 않는다.

한편 본 발명에서 아크릴계 수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체등을 들 수 있다. 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 1개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들수 있다. 여기서, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에틸메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.

또한, 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)인 2,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 바람직하게는 3,000 g/mol 내지 100,000 g/mol인 카도계 바인더 수지 또는 아크릴계 수지가 바람직하다. 분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅 의 경도가 향상되어, 외부환경에 의해 양자점의 발광특성 저하를 방지 할 수 있어 바람직하다.

카도계 바인더 수지 또는 아크릴계 수지의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.0 내지 6.0 인 것이 바람직하고, 1.5 내지 6.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]가 1.5 내지 6.0이면 신뢰성이 우수하기 때문에 바람직하다.

본 발명의 카도계 바인더 수지는 광변환 수지 조성물 중의 고형분 총량에 대하여 40 내지 99중량%, 바람직하게는 50 내지 98중량%를 사용할 수 있다. 바인더 수지의 함량이 상기 범위내에 있으면 코팅층의 형성 및 양자점의 보호특성이 양호하여 발광특성 및 신뢰성 향상에 용이하나, 상기 범위 미만의 경우 코팅층의 신뢰성이 떨어지는 문제가 발생할 수 있고, 그 이상일 경우엔 발광특성이 충분하지 않은 문제를 발생시킬 수 있다.

또한 본 발명은 카도계 바인더 수지를 필수 성분으로 하고 아크릴 수지를 더 포함 할 수 있다. 이때 카도계 바인더 수지는 아크릴 수지에 대하여 10중량부 내지 800중량부를 사용하고, 더욱 바람직 하게는 15 내지 600중량부을 사용하는 하는 것이 내열성 및 발광휘도 향상에 더욱 효과적인 특성을 발휘 한다.

카도계 바인더 수지가 상기 범위 미만의 경우엔 발광휘도가 저하되고, 상기 범위를 초과하는 경우엔 내열성의 저하를 야기한다.

용제

본 발명의 광변환 수지 조성물에 함유되는 용제는 통상 1종 또는 2종 이상을 포함한다.

본 발명에서의 용제는 단독 또는 2종이상 혼합하였을 때의 용제 극성도가 4 내지 7의 범위인 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 극성도가 상기 범위를 벗어나는 경우 광변환 수지조성물의 휘도특성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 또한, 2종 이상의 용제가 혼합된 경우에는, 혼합된 용제의 극성도 값이 상기 범위를 만족하더라도, 혼합된 용제를 구성하는 용제들 중에서 적어도 하나 이상의 용제가 상기 극성도 범위를 만족하지 않으면, 여전히 휘도 저하의 문제를 발생 시킬 수 있다.

또한, 단독 또는 2종 이상 혼합하였을 때의 비점이 100℃ 내지 200℃, 보다 바람직하게는 100℃ 내지 180℃의 범위인 것이 적절 하다. 상기 범위의 미만인 경우 빠른 건조속도로 인해 도막 균일성 불량 및 노즐 막힘의 위험이 있으며, 상기 범위를 초과하는 경우에는 너무 느린 건조속도로 인해 도막경도 저하 혹은, 얼룩 발생의 위험이 있다.

상기 극성도를 만족하는 용제로는, 예를 들어 하기 표 1에 기재된 것을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

용제	Polarity(δp )*	비점(℃)
Dipropylene Glycol Methyl Ether	4	190
Propylene Glycol Methyl Ether Acetate	5.6	146
Dipropylene Glycol Methyl	4.9	209
Propylene Glycol n-Propyl Ether	4.9	149
Propylene Glycol n-Butyl Ether	4.2	171
Propylene Glycol Phenyl Ether	5.3	243
Triethylene Glycol Methyl Ether	7	249
Ethylene glycol mono ethyl ether acetate	4.7	156
Triethylene Glycol Ethyl Ether	6.8	256
Diethylene Glycol n-Butyl Ether	7	230
Triethylene Glycol n-Butyl Ether	6.4	279
Ethylene Glycol n-Butyl Ether Acetate	4.5	192
Diethylene Glycol n-Butyl Ether Acetate	4.1	245
Ethylene Glycol Hexyl Ether	6.9	208
Ethylene Glycol Phenyl Ether	6.1	254
n-Butanol	5.7	117.7
Isobutanol	5.7	107.9
Isopropanol	6.1	82.3
2-Methyl Butanol	5.1	128.7
n-Pentanol	4.5	137.9
n-Propanol	6.8	97.2
Isopropyl Acetate	4.5	88.5
n-Propyl Acetate	4.3	101.5
n-Butyl Propionate	5.4	144.7
n-Pentyl Propionate	5.1	165
n-Propyl Propionate	5.8	122.4
Cyclohexanone	6.3	155.6
Methyl Isobutyl Ketone	6.1	116.1

상기 표 1에서 Polarity는 Hansen solubility parmeter 중 극성도(δp)의 수치를 의미한다. 본 발명에서, 용제는 단독으로 사용하여 비점이 100℃ 내지 200℃를 벗어나는 경우, 2종 이상 혼합하여 상기 비점 범위를 갖는 혼합용제를 사용할 수 있다.

필요에 따라, 본 발명에 따른 용제는 위에서 예시한 용제 외에 할로겐화 탄화수소계 용제; 방향족 탄화수소계 용제; 및 지방족 포화 탄화수소계 용제; 에테르 및 에스터계 용제를 더 포함할 수 있다.

상기 할로겐화 탄화수소계 용제는 예컨대, 클로로포름, 디클로로메탄, 메틸렌클로라이드 4염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.

상기 방향족 탄화수소계 용제는 벤젠, 톨루엔, 디클로로벤젠, 자일렌 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 지방족 포화 탄화수소계 용제는 N-헥산, 펜탄, 헵탄 등의 쇄상 알칸, 사이클로펜탄, 사이클로헥산 등의 사이클릭알칸, 케로신(kerosene) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 에테르 및 에스터계 용제의 구체적인 예로는,

메틸 이소아밀 케톤, 디이소부틸 케톤, 디에틸 카르보네이트, 에틸 부티레이트, 에틸 이소부티레이트, tert-부틸 아세테이트, 이소프로필 프로피오네이트, 메틸-3-메틸부타노에이트, 프로필 프로피오네이트, 메틸 2-메틸 부타노에이트, sec-부틸 아세테이트, 메틸 펜타노에이트, 이소부틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 피바레이트, sec-부틸 프로피오네이트, n-부틸 프로피오네이트, 2-메틸 부틸 아세테이트, 에틸 2-메틸부티레이트, 메틸 2-메틸펜타노에이트, 2-펜틸 아세테이트, 네오펜틸 아세테이트, 3-메틸부탄-2-일 아세테이트, 이소프로필 이소부티레이트, 프로필 이소부티레이트, 이소발레르산 에틸, 메틸 3-메틸 펜타노에이트, 에틸 펜타노에이트, 메틸 4-메틸 펜타노에이트, 메틸 헥사노에이트, 이소아밀 아세테이트, 펜틸 아세테이트, 이소프로필 부티레이트, 프로필 부타노에이트, 이소부틸 프로피오네이트, 2,2-디메틸 부타노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 피발레이트, tert-아밀 아세테이트, tert-부틸 프로피오네이트, 메틸 3,3-디메틸부티레이트, 디에틸아세틱 애시드 메틸 에스터, 3-펜틸 아세테이트, 2,3-디메틸부타노익 애시드 메틸 에스터, 프로필 2-메틸부타노에이트, 에틸 헥사노에이트, 이소프로필 2-메틸부타노에이트, 이소부틸 이소부타노에이트, 2-메틸부틸 프로피오네이트, 2-헥실 아세테이트, 1-메틸부틸 프로파노에이트, 메틸 2-에틸-3-메틸부티레이트, 3-메틸펜틸 3-아세테이트, 3-헥실 아세테이트, 2,2-디메틸-3-아세톡시부탄, 에틸 2-메틸펜타노에이트, sec-부틸 부티레이트, 에틸 3-메틸펜타노에이트, 에틸 2,3-디메틸부타노에이트, 2,3-디메틸-2-부틸 아세테이트, 2-에틸부틸 아세테이트, 아세틱 애시드-(2,2-디메틸-부틸 에스터), 2,3-디메틸부틸 아세테이트, 3-메틸-1-펜틸 아세테이트, 3,3-디메틸부틸 아세테이트, n-부틸 이소부티레이트, 이소프로필 펜타노에이트, 부틸 부티레이트, 아밀 프로피오네이트, 헥실 아세테이트, 프로필 3-메틸부타노에이트, 메틸 헵타노에이트, 이소프로필 3-메틸부타노에이트, 이소부틸 부티레이트, sec-부틸 이소부티레이트, 프로필 펜타노에이트, 이소아밀 프로피오네이트, 에틸 4-메틸펜타노에이트, 4-메틸-1-펜틸 아세테이트, 메틸 5-메틸헥사노에이트, 메틸 2-에틸-2-메틸부티레이트, 2,2-디메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸부타노에이트, i-프로필 피발레이트, 프로필 2,2-디메틸프로파노에이트, 2,2-디메틸-1-프로판올 프로파노에이트, 에틸 3,3-디메틸부타노에이트, 2-메틸-3-펜틸 아세테이트, 아세틱 애시드-(2-메틸-펜틸 에스터), 4-메틸-2-펜틸 아세테이트, tert-부틸 2-메틸프로파노에이트, 2,3-디메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 메틸-2-메틸카프로에이트, 2-메틸펜탄-2-일 아세테이트, tert-부틸 부티레이트, 3-에틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 에틸 2-에틸부타노에이트, sec-아밀 프로피오네이트, 메틸 2,3,3-트리메틸 부타노에이트, 3,3-디메틸펜타노익 애시드 메틸 에스터, tert-아밀 프로파노에이트, 메틸 2,4-디메틸 펜타노에이트, 메틸 2,2,3-트리메틸부타노에이트, 3-메틸-펜틸-2-아세테이트, 메틸 4,4-디메틸펜타노에이트, 메틸 3,4-디메틸펜타노에이트, 발레익 애시드 이소부틸 에스터, 2-메틸부틸 부타노에이트, 발레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 2-펜틸 부타노에이트, 2-메틸프로필 2-메틸부타노에이트 n-부틸 2-메틸부타노에이트, 이소펜틸 부타노에이트, 이소부틸 이소펜타노에이트, 1-메닐 펜틸 프로파노에이트, 1-메틸헥실 아세테이트, 2-메틸-부티릭 애시드 sec-부틸 에스터, 2-메틸프로파노익 애시드 2-메틸부틸 에스터, 에틸 3-메틸헥사노에이트, 에틸 2-메틸헥사노에이트, 1-헵틸 아세테이트, 메틸 3-메틸헵타노에이트, 1,1,2,2-테트라메틸프로필 아세테이트, 1-아세톡시-2,3,3-트리메틸부탄, 아세틱 애시드-(2-에틸-2-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(3,3-디메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,3,3-트리메틸-부틸에스터), 2,4-디메틸-3-아세톡시펜테인, 아세틱 애시드-(2-에틸-3-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(3-메틸-헥실 에스터), 아세틱 애시드-(4-메틸-헥실 에스터), 이소부티릭 애시드-(1,2-디메틸-프로필 에스터), 4-메틸-바레릭 애시드 프로필 에스터, 4-메틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 5-메틸헵타노에이트, 이소바레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 이소부티릭 애시드 이소펜틸 에스터, 부틸 펜타노에이트, 프로필 헥사노에이트, 헥실 프로피오네이트, 메틸 옥타네이트, 5-메틸헥실 아세테이트, 에틸 이소아밀아세테이트, 펜틸 부티레이트, 에틸 헵타노에이트, 이소프로필 헥사노에이트, 부틸 3-메틸부타노에이트, 2-에틸-3-메틸-바레릭 애시드 메틸 에스터, 메틸 2-이소프로필-3-메틸부타노에이트, 2-에틸-3-메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 2-에틸-바레릭 애시드 에틸 에스터, 메틸 2-에틸헥사노에이트, 에틸 2,4-디메틸펜타노에이트, 메틸 2,5-디메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1-에틸-3-메틸-부틸 에스터), 4-헵틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜틸 프로피오네이트, 5-메틸헥산-2-일 아세테이트, 2,2-디에틸-부티릭 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,1-디에틸-프로필 에스터), 2,3-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-2-메틸-바레릭 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-2-메틸부티릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸펜타노에이트, 2,2-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 2,2-디메틸-부티릭 애시드 프로필 에스터, 피발릭 애시드 tert-부틸 에스터, 이소부틸 피발레이트, 피발릭 애시드 부틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,2-디메틸-펜틸 에스터), 2,4,4-트리메틸-바레릭 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-1-메틸-부틸 에스터), 3,3-디메틸-바레릭 애시드 에틸 에스터, 이소부티릭 애시드 tert-펜틸 에스터, tert-아밀 부티레이트, 3-아세톡시-2,2-디메틸-펜테인, 프로피오닉 애시드-(3,3-디메틸-부틸 에스터), 이소프로필 3,3-디메틸부타노에이트, 3,3-디메틸-부티릭 애시드 프로필 에스터, 네오펜틸 2-메틸프로파노에이트, 네오펜틸 부타노에이트, tert-부틸 3-메틸 부타노에이트, tert-부틸 펜타노에이트, 3,3,4-트리메틸-바레릭 애시드 메틸 에스터, 4,5-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 4,4-디메틸펜타노에이트, 3,4-디메틸-펜타노익 애시드 에틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-이소프로필-부틸 에스터), 2-프로필 2-메틸펜타노에이트, 메틸 6-메틸헵타노에이트, 이소프로필 2-에틸부티레이트, 2-아세톡시-4-메틸-헥세인, 2,2,3,3-테트라메틸부타노에이트, 4-메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 4-에틸헥사노에이트, 에틸-2,3,3-트리메틸부타노에이트, 2,2-디메틸-펜타놀-(1)-아세테이트, 2,4-디메틸-2-펜틸 아세테이트, 2-메틸-2-헥실 아세테이트, 4,4-디메틸펜틸 아세테이트, 펜틸 이소부타노에이트, 메틸 2-메틸헵타노에이트, 부탄-2-일 2,2-디메틸프로파노에이트, 메틸 4,4-디메틸헥사노에이트, 2-프로필-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 헥사노익 애시드-(2,4-디메틸 메틸 에스터), 2,2,3-트리메틸부타노익 애시드 에틸 에스터, 2-메틸헥실아세테이트, 메틸-3,4,4-트리메틸펜타노에이트, 프로필-2-에틸부타노에이트, 이소프로필 2,2-디메틸부타노에이트, 3-에틸-4-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 2,2,4-트리메틸펜타노에이트, 2,3-디메틸-3-펜틸아세테이트, 펜탄-3-일 2-메틸프로파노에이트, 3-에틸-3-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 3,4-디메틸헥사노에이트, 3,3-디메틸펜-1-틴, 에틸-3-에틸-펜타노에이트, 메틸 2,2,3-트리메틸펜타노에이트, 메틸 2-에틸-3,3-디메틸펜타노에이트, 펜탄-3-일 부티레이트, 4-메틸-3-헥실 아세테이트, 2-메틸-3-메틸부틸 프로마노익 애시드 에스터, 3-메톡시-1-펜틸 프로피오네이트, 2-펜틸 2-메틸프로파노에이트, tert-부틸 2-메틸부타노에이트, 메틸 5,5-디메틸헥사노에이트, 3,3-디메틸 2-부틸 프로피오네이트, 1-에틸 부틸 프로파노에이트, 2-메틸-1-펜틸 프로파노에이트, n-프로필 2-메틸바레레이트, sec-아밀 바레레이트, sec-부틸 헥사노에이트, 2-메틸부틸 이소바레레이트, 펜타노익 애시드 2-메틸부틸 에스터, 2,2,3-트리메틸-바레릭 애시드 에틸 에스터, 1-메틸헥실 프로파노에이트, 헥실-2-부타노에이트, 2,2-디메틸-3-헥실아세테이트, 2-메틸-1-부틸 2-메틸부타노에이트, 3-메틸부틸 2-메틸부타노에이트, 메틸 2,6-디메틸헵타노에이트, 2-옥틸 아세테이트, 1-에틸헥실 아세테이트, 아세틱 애시드-(1-이소프로필-2,2-디메틸-프로필 에스터), 아세틱 애시드-(2-에틸-3,3-디메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(2,2,3-트리메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(2,2,3,3-테트라메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,2,2,3-테트라메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(2-이소프로필-3-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(4-에틸-헥실 에스터), 아세틱 애시드-(2,2-디에틸-부틸 에스터), 3-메틸-바레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 이소펜틸 3-메틸부타노에이트, 이소프로필 헵타노에이트, 4-메틸-바레릭 애시드 이소부틸 에스터, 4-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 3-메틸부틸 펜타노에이트, 부틸 헥사노에이트, n-펜틸 n-펜타노에이트, n-프로필 헵타노에이트, 5-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 에틸 6-메틸헵타노에이트, 헥실 부티레이트, 옥타노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 6-메틸옥타노에이트, 헵틸 프로피오네이트, 노나노익 애시드 메틸 에스터, 1-옥틸 아세테이트, 2,2,3,3-테트라메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-2,2-디메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-이소프로필-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,2-디메틸-헥실 에스터), 2-이소-프로필-3-메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 프로피오닉 애시드-(3,3-디메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-에틸-3-메틸-펜틸 에스터), 2,3,5-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-2-메틸-펜틸 에스터), 프로피오닉 애시드-(1-에틸-2,2-디메틸-프로필 에스터), 에틸 2,2-디에틸부타노에이트, 2,2,3-트리메틸-부티릭 애시드 이소프로필 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-3,3-디메틸-부틸 에스터), 부틸 2,2-디메틸부티레이트, 3-메틸-2-프로필-바레릭 애시드 메틸 에스터, 2-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 2-메틸옥타노에이트, 부티릭 애시드-(1,3-디메틸-부틸 에스터), 3-에틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 2-에틸-2-메틸-바레릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 3,5-디메틸헥사노에이트, 3,3-디메틸-바레릭 애시드 프로필 에스터, 2,2,4,4-테트라메틸-펜타노익 애시드 매틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸-헥사노에이트, 부티릭 애시드-(2-에틸-부틸에스터), 2-에틸-4-메틸-바레릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 2-프로필펜타노에이트, 메틸 2-프로필헥사노에이트, 에틸 2-에틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1,1-디에틸-부틸 에스터), 2,5-디메틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 에틸 4,5-디메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1-이소부틸-부틸에스터), 아세틱 애시드-(1-에틸-4-메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-메틸-1-프로필-부틸 에스터), 이소바레릭 애시드 tert-펜틸 에스터, 3-프로필-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 3-에틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,1,4-트리메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,5-디메틸-헥실 에스터), 3-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 3,3,5-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 3,3-디메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 3,3-디메틸-바레릭 애시드 이소프로필 에스터, 2-에틸헥실 아세테이트, 에틸 2,4,4-트리메틸펜타노에이트, 부틸 네오펜타노에이트, 네오펜틸 피바레이트, 피바릭 애시드 이소펜틸 에스터, 2-에틸-부티릭 애시드 tert-부틸 에스터, 3,3-디메틸-부티릭 애시드 sec-부틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,4-디메틸부틸)에스터, sec-아밀 이소바레레이트, 3-아세톡시-2,4-디메틸헥산, 3,3-디에틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸-4,4-디메틸헵타노에이트, 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드 4-옥틸 에스터, 3,5-디메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 1-아세톡시-4,4-디메틸-헥세인, 펜틸 3-메틸부타노에이트, 7-메틸옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 2,4-디메틸헵타노에이트, 메틸 2,2-디메틸 헵타노에이트, 펜틸 2,2-디메틸 프로파노에이트, 에틸 2,3,4-트리메틸바레레이트, tert-부틸 헥사노에이트, 3-아세톡시-2,5-디메틸-헥세인, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 아세테이트, 2,2,4-트리메틸펜틸 아세테이트, 메틸 2,2,3,3-테트라메틸펜타노에이트, 펜타노익 애시드-(2,2,3,4-테트라메틸-메틸 에스터), 2-프로필-2-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 1,1-디메틸에틸 3,3-디메틸부타노에이트, tert-부틸 4-메틸펜타노에이트, 2-이소프로필-3,3-디메틸-부티릭 애시드 메틸 에스터, 메틸 2-에틸-2-메틸헥사노에이트, 에틸 2-에틸-3,3-디메틸부타노에이트, 헥실 이소부타노에이트, 메틸-5,5-디메틸헵타노에이트, 메틸-2,3,4-트리메틸헥사노에이트, 메틸 2,3-디메틸-2-에틸펜타노에이트, 3-메틸 옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2,2-디메틸헥실 아세테이트, 프로필네오헵타노에이트, 이소프로필 2-메틸헥사노에이트, 2-프로필-펜틸-아세테이트, 부틸 2-에틸 부티레이트, 4-메틸옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2-메틸펜타노익 애시드-(1-메틸 프로필 에스터), 2,2,4-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 헥사노익 애시드-(2,2,5-트리메틸-메틸 에스터), 4-메틸펜틸 이소부티레이트, 3-메틸펜틸 부티레이트, 에틸 3,3,4-트리메틸펜타노에이트, 펜타노익 애시드-(3,4,4-트리메틸-에틸 에스터), tert-아밀 피바레이트, 이소부틸 3,3-디메틸부티레이트, 1-이소프로필-1,2-디메틸프로필 아세테이트, 에틸 4-에틸헥사노에이트, 메틸 2-에틸-3,3-디메틸펜타노에이트, 메틸 3,6-디메틸헵타노에이트, 이소부틸 헥사노에이트, 3,3,4,4-테트라메틸 펜타노익 애시드 메틸 에스터, 2-메틸바레릭 부틸 에스터, 펜틸 2-메틸부타노에이트, 네오펜틸 2-메틸부타노에이트, 에틸 3,3-디메틸헥사노에이트, 4-에틸-3-헥실 아세테이트, 2,4-디메틸펜탄-3-일 프로피오네이트, 메틸 네오노나노에이트, 메틸 4,4,5-트리메틸헥사노에이트, 메틸 디이소프로필 프로피오네이트, 1-메틸에틸 4-메틸헥사노에이트, 부타노익 애시드 1-에틸부틸 에스터, 1-에틸펜틸 프로파노에이트, 펜탄-3-일 펜타노에이트, 메틸 4-에틸헵타노에이트, 펜탄-3-일 3-메틸부타노에이트, 에틸 5,5-디메틸헥사노에이트, 2-메틸-3-메틸부틸 부타노익 애시드 에스터, 네릴 아세테이트, 또는, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르 등을 사용할 수 있다.

또한, 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알콕시알킬아세테이트류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 포함할 수 있다.

본 발명의 광변환 수지 조성물 중의 용제의 함유량은 광변환 수지 조성물 전체 100중량부에 대하여 45 내지 90 중량부, 바람직하게는 50 내지 90 중량부로 포함 될 수 있다. 용제가 상기 범위 내로 포함되면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.

산란입자

본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 산란입자를 포함할 수 있다. 상기 산란입자는 통상의 무기 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 평균입경이 30 내지 1000nm인 금속산화물을 포함할 수 있다.

상기 금속산화물은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.

구체적으로 Al₂O₃, SiO₂, ZnO, ZrO₂, BaTiO₃, TiO₂, Ta₂O₅, Ti₃O₅, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb₂O₃, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 필요한 경우 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하다.

다만, 본 발명에 따른 광변환 수지 조성물이 산란입자를 포함할 경우 상기 산란입자를 통해 양자점에서 방출된 광의 경로를 증가시켜 광변환 코팅층에서의 전체적인 광효율을 높일 수 있어 바람직하다.

바람직하기로, 산란입자는 30 내지 1000 nm의 평균입경을 가질 수 있으며, 바람직하기로 100 내지 500 nm 범위이고, 더욱 바람직하기로는 150nm 내지 300nm인 범위인 것이 유용하다. 이때 입자 크기가 너무 작으면 양자점으로부터 방출된 빛의 충분한 산란 효과를 기대할 수 없고, 이와 반대로 너무 큰 경우에는 조성물 내에 가라 앉거나 균일한 품질의 자발광층 표면을 얻을 수 없으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.

상기 산란입자는 상기 광변환 수지 조성물의 전체 고형성분 100 중량부에 대하여 0.5 내지 20 중량부, 바람직하게는 1 내지 15 중량부로 사용할 수 있다. 상기 산란입자가 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 세기 증가 효과가 극대화될 수 있어 바람직하다. 상기 산란입자가 상기 범위 미만으로 포함될 경우 얻고자 하는 발광 세기의 확보가 다소 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 청색 조사광의 투과도가 현저히 저하되어 색재현성에 문제가 발생할 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절하게 사용하는 것이 바람직하다.

열중합수지

본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 열중합 수지를 더 포함할 수 있다. 상기 열중합 수지는 도막의 표면 경도 및 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 특히 고온고습조건에서 양자점의 열화를 억제하여 신뢰성이 우수한 장점이 있다.

상기 열중합 수지는 다관능 지환족 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 및 실란 변성 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함할 수 있다.

상기 다관능 지환족 에폭시 수지는 하기 화학식 7 또는 8로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 7]

(상기 화학식 7에서,

R은 C1 내지 C10 알킬기이고,

r, s 및 p는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다).

[화학식 8]

본 발명에 있어서, 상기 알킬기는 직쇄 또는 분지쇄일 수 있으며, 예컨대 메틸, 에틸, n-프로필, 이소프로필, n-부틸, 이소부틸, tert-부틸, sec-부틸, 1-메틸-부틸, 1-에틸-부틸, n-펜틸, 이소펜틸, 네오펜틸, tert-펜틸, n-헥실, 1-메틸펜틸, 2-메틸펜틸, 4-메틸-2-펜틸, 3,3-디메틸부틸, 2-에틸부틸, n-헵틸, 1-메틸헥실, n-옥틸, tert-옥틸, 1-메틸헵틸, 2-에틸헥실, 2-프로필펜틸, n-노닐, 2,2-디메틸헵틸, 1-에틸-프로필, 1,1-디메틸-프로필, 이소헥실, 2-메틸펜틸, 4-메틸헥실, 5-메틸헥실 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.

상기 다관능 지환족 에폭시 수지의 시판품으로는 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤의 「CEL-2021」, 지환식 고형 에폭시 수지「EHPE-3150」, 에폭시화 폴리부타디엔「PB3600」, 가요성 지방환 에폭시 화합물「CEL-2081」, 락톤 변성 에폭시 수지「PCL-G」 등이 사용될 수 있다. 또, 이외에도 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤의 「세록사이드2000」, 「에폴리드 GT-3000」, 「GT-4000」등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

상기 다관능 지환족 에폭시 수지를 사용함으로써, 도막의 표면 경도 및 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 양자점의 열화를 억제하여 신뢰성을 향상 시킬 수 있다.

상기 노볼락 에폭시 수지는 하기 화학식 9로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 9]

(상기 화학식 9에서,

v는 1 내지 20의 정수이다).

상기 노볼락 에폭시 수지의 시판품으로는 스미 에폭시 ESCN 195XL (스미토모 카가쿠 고교㈜제조) 등이 사용될 수 있으나 역시 이에 한정되지 않는다.

상기 노볼락 에폭시 수지를 사용함으로써, 도막의 표면 경도 및 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 고온 공정에서의 탄성회복율이 우수해지며, 양자점의 열화를 억제할 수 있다.

상기 실란 변성 에폭시 수지는 수산기 함유 에폭시 수지와 알콕시실란과의 탈알코올 축합 반응에 의해 제조될 수 있다.

상기 수산기 함유 에폭시 수지는 하기 화학식 10로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 10]

(상기 화학식 10에서, x는 1 내지 34의 정수이다).

열경화제

본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 열경화제를 더 포함할 수 있다.

상기 열경화제는 양자점이 고온 공정 중 산화 및 변색이 되는 것을 방지할 수 있으며, 도막 내 경화도의 향상으로 인해 장기간 청색 광에 대한 내성 평가 시 광효율이 저하되는 것을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.

상기 열경화제는 하기 화학식 11로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.

[화학식 11]

상기 화학식 17에서,

Rs은 수소 또는 C1 내지 C12의 알킬기이고, Rp는 C1 내지 C12의 알킬렌기이고, Rq는 탄소 이외의 원자를 포함하거나 포함하지 않는 n가의 지방족 탄화수소기이고, t는 ２ 내지 ４의 정수이다.

상기 알킬렌기는 알킬기의 2가 치환기로, 예를 들어, 메틸렌기, 에틸렌기, 프로필렌기, 부틸렌기, 펜틸렌기, 헥실렌기, 크실렌기, 에프틸렌기, 옥틸렌기, 노닐렌기, 데카닐렌기, 운데카닐렌기, 도데카닐렌기, 트리데카닐렌기, 테트라데카닐렌기, 헥사데카닐렌기, 헵타데카닐니렌기 또는 노나데카닐렌기 등이 있으나, 이들에 한정되지 않는다.

이때, 상기 열경화제는 하기 화학식 12 내지 화학식 19로 표시되는 화합물 중 하나 이상을 포함할 수 있다.

[화학식 12]

[화학식 13]

[화학식 14]

[화학식 15]

[화학식 16]

[화학식 17]

[화학식 18]

[화학식 19]

상기 열경화제를 포함함으로써, 열경화 후 청색 광에 대한 내성이 우수해 질 수 있다.

첨가제

본 발명에 따른 광변화 수지조성물은 필요에 따라 기타 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 계면활성제로서는 시판되는 계면 활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면 활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

상기의 계면 활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방상 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.

상기 밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다. 산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.

상기 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.

상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

상기 첨가제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 적절히 추가하여 사용이 가능하다. 예컨대 상기 첨가제는 상기 청색 감광성 수지 조성물 전체 100 중량부에 대하여 0.05 내지 10 중량부, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량부, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량부로 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

< 광변환 적층기재 >

또한, 본 발명은 전술한 광변환 수지 조성물을 포함하는 광변환 적층기재를 제공한다.

상기 광변환 적층기재는 기판 및 상기 기판의 상부에 형성된 광변환 수지층을 포함할 수 있다. 상기 기판은 예를 들면, 유리, 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판 등이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 유리가 사용될 수 있다. 상기 고분자 기판으로는, 예를 들면, 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등 일 수 있다.

상기 광변환 수지층은 본 발명의 광변환 수지 조성물을 포함하는 층으로, 기판 상에 상기 광변환 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 도포하고 열경화하여 형성된 층일 수 있다.

전술한 기판 및 광변환 수지층을 포함하는 광변환 적층기재는 화장표시장치에 적용되는 경우, 도 1에 도시된 종래의 액정 디스플레이 장치에 비해 구조가 간단하고, 우수한 휘도 및 고온, 고습 상태에서의 장기 신뢰성이 우수한 효과를 제공할 수 있다.

< 화상표시장치 >

또한, 본 발명은 상기 광변환 적층기재를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.

본 발명의 광변환 적층기재는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.

본 발명의 화상표시장치는, 복수 양자점, 바인더 수지 및 용제를 포함하고, 상기 복수 양자점은 중심발광파장(λmax)이 다른 2종 이상의 양자점인 광변환 수지 조성물을 이용하여 제조된 광변화 적층기재를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 복수 양자점은 제1양자점과 제2양자점의 중심발광파장(λmax) 차이 및 반치폭의 차이가 특정 범위를 만족하는 것이거나; 및/또는 열중합수지 및 열경화제 중 1종 이상을 포함할 수 있다.

본 발명의 화상표시장치는 광변환 수지 조성물이 적층된 적층기재를 이용하여, 구조가 간단하고 우수한 휘도 및 고온, 고습상태에서의 장기 신뢰성이 우수한 고품질의 화장표시장치를 제공할 수 있다.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예 및 비교예 등을 들어 상세히 설명한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예 및 비교예 등은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 명세서의 범위가 아래에서 상술하는 실시예 및 비교예 등에 한정되는 것으로 해석되지는 않는다. 본 명세서의 실시예 및 비교예 등은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.

<양자점 합성>

합성예 1: Green 양자점의 합성(양자점-11)

인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.4mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g) 및 1-옥타데센(octadecene) 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 300℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.2mmol(58㎕) 및 트리옥틸포스핀 1.0mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 1분간 반응시켰다.

이어서 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2ml를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 4.8 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 90분 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다.

이어서, 아연 아세테이트 2.4mmoL(0.448g), 올레산 4.8mmol 및 트리옥틸아민 20mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 2ml를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 4.8mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점 11을 수득하였다.

얻어진 나노 양자점의 광발광 스펙트럼의 최대발광 peak는 530nm이고, 반치폭은 38nm였다.

합성예 2: Red 양자점의 합성(양자점-12)

인듐 아세테이트(Indium acetate) 0.2mmol(0.058g), 팔미트산(palmitic acid) 0.6mmol(0.15g), 1-옥타데센(octadecene) 10mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 0.1mmol(29uL) 및 트리옥틸포스핀 0.5mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 15분간 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 아세톤을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 톨루엔에 분산시켰다. 얻어진 InP 반도체 나노 결정은, UV 제1 흡수 최대 파장 560 내지 590nm를 나타내었다.

아연 아세테이트 1.2mmoL(0.224g), 올레산 2.4mmol, 트리옥틸아민 10mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 1mL를 넣고, 이어서 S(황)/TOP(트리옥틸포스핀) 2.4 mmol를 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응 진행시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 발광파장 625nm, 반치폭 40nm의 InP(코어)/ZnS(쉘) 구조의 양자점 12를 수득하였다.

상기 양자점 11 및 12의 최대발광파장 및 반치폭은 QE-2100(오츠카사제)를 이용하여 측정하였다.

<바인더 수지의 합성>

합성예 3 : 카도계 바인더 수지의 합성(C-1)

3000ml 삼구 라운드 플라스크에 3,6'-디하이드록시스피로(플루오렌-9,9-잔텐)(3,6′-dihydroxyspiro(fluorene-9,9-xantene) 364.4g과 t-부틸암모늄 브로마이드 0.4159g을 혼합하고, 에피클로로히드린 2359g을 넣고 90℃로 가열하여 반응시켰다. 액체크로마토그래피로 분석하여 3,6-디하이드록시스피로(플루오렌-9,9-잔텐)이 완전히 소진되면 30℃로 냉각하여 50% NaOH 수용액(3당량)을 천천히 첨가하였다. 액체 크로마토그래피로 분석하여 에피클로로히드린이 완전히 소진되었으면, 디클로로메탄으로 추출한 후 3회 수세한 후 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 디클로로메탄을 감압 증류하고 디클로로메탄과 메탄올 혼합비 50:50을 사용하여 재결정하였다.

이렇게 합성된 에폭시 화합물 1당량과 t-부틸암모늄 브로마이드 0.004당량, 2,6-디이소부틸페놀 0.001당량, 아크릴산 2.2당량을 혼합한 후 용매 프로피렌 글리콜 모노메틸 에테르 아세테이트 24.89g을 넣어 혼합하였다. 이 반응 용액에 공기를 25ml/min으로 불어넣으면서 온도를 90~100℃로 가열 용해하였다. 반응 용액이 백탁한 상태에서 온도를 120℃까지 가열하여 완전히 용해시켰다. 용액이 투명해지고 점도가 높아지면 산가를 측정하여 산가가 1.0mgKOH/g미만이 될 때까지 교반하였다. 산가가 목표(0.8)에 이를 때까지 11시간이 필요했다. 반응 종결 후 반응기의 온도를 실온으로 내려 무색 투명한 화학식 26의 화합물을 얻었다.

[화학식 26]

이후, 화학식 26의 화합물 307.0g에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 600g을 첨가하여 용해한 후, 비페닐테트라카르복실산 2무수물 78g 및 브롬화테트라에틸암모늄 1g을 혼합하고 서서히 승온시켜 110∼115℃? 에서 4시간 동안 반응시켰다. 산 무수물기의 소실을 확인한 후, 1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산 38.0g을 혼합하여 90℃ 에서 6시간 동안 반응시켜 카도계 바인더 수지 C-1을 중합하였다. 무수물의 소실은 IR 스펙트럼에 의해 확인하였다. 제조된 카도계 바인더 수지의 분자량은 다음 장치로 측정하였으며, 중량평균 분자량은 3,500g/mol이다.

장치: HLC-8120GPC(도소㈜ 제조)

칼럼: TSK-GELG4000HXL + TSK-GELG2000HXL(직렬 접속)

칼럼 온도: 40℃

이동상 용제: 테트라히드로퓨란

유속: 1.0 ㎖/분

주입량: 50 ㎕

검출기: RI

측정 시료 농도: 0.6 질량%(용제 = 테트라히드로퓨란)

교정용 표준 물질: TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)

상기에서 얻어진 중량 평균 분자량 및 수평균 분자량의 비를 분자량 분포(Mw/Mn)로 하였다.

합성예 4: 아크릴계 바인더 수지의 합성(C-2)

교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, 모노머 적하 로 트로서, 벤질말레이미드 74.8g(0.20몰), 아크릴산 43.2g(0.30몰), 비닐톨루엔 118.0g(0.50몰), t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4g, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA) 40g를 투입 후 교반 혼합하여 준비하고, 연쇄 이동제 적하조로서, n-도데칸티올 6g, PGMEA 24g를 넣고 교반 혼합한 것을 준비했다. 이후 플라스크에 PGMEA 395g를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는, 90℃를 유지하면서, 각각 2h 동안 진행하고 1h 후에 110℃ 승온하여 3h 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합가스의 버블링을 개시했다. 이어서, 글리시딜메타크릴레이트 28.4g[(0.10몰), (본 반응에 사용한 아크릴산의 카르복실기에 대하여 33몰%)], 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4g, 트리에틸아민 0.8g를 플라스크내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 고형분 산가가 70㎎KOH/g인 아크릴 수지 C-4를 얻었다. GPC에 의해 측정한 폴리스티렌 환산의 중량평균 분자량은 16,000g/mol이고, 분자량 분포(Mw/Mn)는 2.3이었다.

실시예 및 비교예

하기 표 2 및 표 3에서와 같이 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 8의 광변환 수지 조성물를 제조하였다. 상기 실시예 1 내지 15 및 비교예 1 내지 8의 광변환 수지 조성물을 구성하는 성분 중 용제를 제외한 전체 고형성분에 대한 각 고형성분의 함량은 표 4 내지 표 5와 같다.

사용된 바인더 수지는 각각 합성예 3 및 4에서 만든 것이고, 산란입자는 TiO₂입자이며 훈츠만 社에서 제조한 TR-88(220nm)이다. 또한 열중합 수지(E)는 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤제 EHPE-3150이며, 열경화제(F)는 화학식 16으로 표시되는 화합물을 이용하였다.

실시예 및 비교예에 사용된 양자점 및 용제는 표 6 및 표 7과 같다.

구분 (단위:중량부)		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11	실시예 12	실시예 13	실시예 14	실시예 15
(A)양자점	양자점 1
	양자점 2					0.6
	양자점 3	0.5	0.6	4	4		0.6	0.6
	양자점 4
	양자점 5
	양자점 6	0.125	0.15	1	1	0.15
	양자점 7						0.15
	양자점 8							0.15
	양자점 9
	양자점 10
	양자점 11								0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
	양자점 12								0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15	0.15
(B) 바인더 수지	C-1	48.375	28.65	7	2	24.5	15.5	5.5	15.5	15.5	15.5	15.5	15.5	11.5	12	9.5
(B) 바인더 수지	C-2			7	2	4.15	13.15	23.15	13.15	13.15	13.15	13.15	13.15	10.15	11.15	6.15
(D) 산란입자		1	0.6	1	1	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6	0.6
(E) 열중합수지														7		7
(F) 열경화제															5.5	6
(C) 용제	용제-1	50	70	80	90	70	70	70	70					70	70	70
	용제-2									70
	용제-3										70
	용제-4											70
	용제-5												70
	용제-6
	용제-7
	용제-8
	용제-9

구분 (단위:중량부)		비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7	비교예 8
(A)양자점	양자점 1
	양자점 2
	양자점 3	0.75		0.6	2
	양자점 4
	양자점 5
	양자점 6		0.75	0.15	0.5
	양자점 7
	양자점 8
	양자점 9
	양자점 10
	양자점 11					0.6	0.6	0.6	0.6
	양자점 12					0.15	0.15	0.15	0.15
(B) 바인더 수지	C-1	15.5	15.5	35.05	1.25	15.5	15.5	15.5	15.5
(B) 바인더 수지	C-2	13.15	13.15	23	0.75	13.15	13.15	13.15	13.15
(D) 산란입자		0.6	0.6	1.2	0.5	0.6	0.6	0.6	0.6
(E) 열중합수지
(F) 열경화제
(C) 용제	용제-1	70	70	40	95
	용제-2
	용제-3
	용제-4
	용제-5
	용제-6					70
	용제-7						70
	용제-8							70
	용제-9								70

구분 (고형분 기준) (단위:중량부)		실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7	실시예 8	실시예 9	실시예 10	실시예 11	실시예 12	실시예 13	실시예 14	실시예 15
(A)양자점	양자점 1
	양자점 2					2
	양자점 3	1	2	20	40		2	2
	양자점 4
	양자점 5
	양자점 6	0.25	0.5	5	10	0.5
	양자점 7						0.5
	양자점 8							0.5
	양자점 9
	양자점 10
	양자점 11								2	2	2	2	2	2	2	2
	양자점 12								0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
(B) 바인더 수지	C-1	96.75	95.5	35	20	81.67	57.17	18.3	51.7	51.7	51.7	51.7	51.7	38.4	40	31.7
(B) 바인더 수지	C-2			35	20	13.83	38.33	77.2	43.8	43.8	43.8	43.8	43.8	33.8	37.2	20.5
(D) 산란입자		2	2	5	10	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2	2
(E) 열중합수지														23.3		23.3
(F) 열경화제															18.3	20

구분 (고형분 기준) (단위:중량부)		비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4	비교예 5	비교예 6	비교예 7	비교예 8
(A)양자점	양자점 1
	양자점 2
	양자점 3	2.5		1	40
	양자점 4
	양자점 5
	양자점 6		2.5	0.25	10
	양자점 7
	양자점 8
	양자점 9
	양자점 10
	양자점 11					2	2	2	2
	양자점 12					0.5	0.5	0.5	0.5
(B) 바인더 수지	C-1	51.7	51.7	58.4	25	51.7	51.7	51.7	51.7
(B) 바인더 수지	C-2	43.8	43.8	38.35	15	43.8	43.8	43.8	43.8
(D) 산란입자		2	2	2	10	2	2	2	2
(E) 열중합수지
(F) 열경화제

	구분	제품명	제조사	중심여기파장(nm)	반치폭(nm)
(A)양자점	양자점 1	Lumidot™ 480	Aldrich사제	480	40
	양자점 2	Lumidot™ 510	Aldrich사제	510	40
	양자점 3	Lumidot™ 530	Aldrich사제	530	40
	양자점 4	Lumidot™ 560	Aldrich사제	560	40
	양자점 5	Lumidot™ 590	Aldrich사제	590	40
	양자점 6	Lumidot™ 610	Aldrich사제	610	40
	양자점 7	CZ620-25	NN-LABS사 제	620	35
	양자점 8	CZ640-25	NN-LABS사 제	640	35
	양자점 9	INP530-25	NN-LABS사 제	530	70
	양자점 10	INP620-25	NN-LABS사 제	620	70
	양자점 11	합성예 -1		530	38
	양자점 12	합성예 -2		625	40

	구분	Propylene Glycol Methyl Ether Acetate	Ethylene glycol mono ethyl ether acetate	Cyclohexanone	Propylene Glycol n-Butyl Ether	Propylene Glycol Methyl Ethe	Diethylene Glycol Ethyl Ether	Chloroform	hexyl acetate	Ethyl acetate	Polarity	비점 (℃)
(C) 용제	용제-1	1									5.6	146
	용제-2		1								4.7	156
	용제-3			1							6.3	155.6
	용제-4				1						4.2	171℃
	용제-5	0.7						0.3			4.8	120.56
	용제-6					1					7.2	120
	용제-7						1				9.2	202
	용제-8							1			3.1	61.2
	용제-9								1		2.9	169

제조예 1 . 광변환 코팅층 제조

실시예 및 비교예에서 제조된 광변환 수지 조성물을 이용하여 코팅막을 제조하였다. 즉, 상기 각각의 광변환 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 5cm×5cm 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 10분간 유지하여 박막을 형성 시킨 후 180℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 광변환 코팅층을 제조하였다. 상기에서 제조된 광변환 수지막의 두께는 양자점의 함량에 따라 2um 내지 20um의 두께로 제작하였다.

실험예 1 . 막 두께 측정

상기 광변환 코팅층 제조방법으로 제작된 코팅기판을 도막두께측정기(Dektak 6M, Vecco 社)를 이용하여 도막의 두께를 측정하였다. 평가 방법은 하기 [표 8]에, 평가 결과는 하기 [표 9]에 기재 하였다.

광변환 코팅층의 두께는 2um 내지 20um두께가 바람직하며, 이 범위를 벗어나면 평탄성이 저하되어, 코팅층의 휘도 균일성이 떨어질 수 있다.

실험예 2 . 발광휘도 평가

동일한 코팅막을 Blue 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450 조도 3mW/cm², Cree 社)상부에 위치 시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여, 휘도를 측정하였다. 평가 방법은 하기 [표 8]에, 평가 결과는 하기 [표 9]에 기재 하였다.

코팅막의 휘도는 높을수록 우수한 것으로 판단할 수 있다.

평가항목	평가방법	측정조건 / 기기
Coating 막두께	2 ~ 20um 범위 Coating 층 형성여부	Spin Coating --> 100℃ bake --> 200℃ bake --> 막두께 측정
휘도(nit)	Blue광 조사시 측정 휘도	CAS CT-140 장비

실험예 3. 내고온고습성 평가

상기 제조된 코팅막을 청색 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450 조도 3mW/cm², Cree 社) 상부에 위치 시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여 휘도를 측정하고, 동일한 코팅막을 온도 80℃, 습도 85%의 고온고습처리 장치(제이오텍사 제 TH-PE)에서 250시간 노출 시킨 후 상기와 동일한 방법으로 휘도를 측정하여, 고온고습 처리 전/후의 휘도 유지율을 계산하여 내고온고습성을 평가하였다.

내고온고습성(%) = (온도 80℃, 습도 85%, 250시간 처리 후 휘도)/(온도 80℃, 습도 85%, 250시간 처리 전 휘도)×100

평가결과	Coating 막두께	휘도(nit)	내고온고습성(%)
실시예 1	20um	2105	83%
실시예 2	12um	2164	82%
실시예 3	5um	2306	85%
실시예 4	2um	2417	86%
실시예 5	12um	2302	84%
실시예 6	12um	2243	86%
실시예 7	12um	2161	85%
실시예 8	12um	2215	85%
실시예 9	12um	2198	86%
실시예 10	12um	2031	85%
실시예 11	12um	2169	83%
실시예 12	12um	2365	86%
실시예 13	12um	2221	91%
실시예 14	12um	2219	90%
실시예 15	12um	2263	93%
비교예 1	12um	1533	85%
비교예 2	12um	642	86%
비교예 3	Coaing 불가	-	-
비교예 4	Coaing 불가	-	-
비교예 5	12um	1438	85%
비교예 6	12um	1236	84%
비교예 7	12um	1826	85%
비교예 8	12um	1765	85%

상기 표에서 확인되듯이, 실시예 1 내지 15의 광변환 수지 조성물은 2 내지 20um 범위의 두께로 코팅막을 형성하며, 우수한 색재현성을 나타낼 수 있는 것인 반면, 비교예 1 내지 8의 광변환 수지 조성물은 색재현성이 저하되고, 특히 용제의 함량 범위를 벗어나는 비교예 3 및 4의 경우, 코팅층 형성이 어려운 것을 확인할 수 있었다.

Claims

복수 양자점, 바인더 수지, 용제를 포함하는 광변환 수지 조성물로서,
상기 용제는 광중합 조성물 전체 100중량부에 대하여 45 내지 90중량부로 포함되며,
용제의 극성도는 4 내지 7이고,
상기 용제의 비점은 100℃ 내지 200℃ 이며,
상기 바인더 수지는 카도계 수지 및 아크릴 수지를 포함하는, 광변환 수지 조성물.
청구항 1에 있어서,
상기 복수 양자점은, 제1양자점과 제2양자점의 중심발광파장 차이가 70nm이상이며, 제1양자점 및 제2양자점의 반치폭은 45nm 이하인 광변환 수지 조성물.
삭제
청구항 1에 있어서,
금속산화물을 더 포함하는 광변환 수지 조성물.
삭제
삭제
청구항 1에 있어서,
산란입자를 더 포함하는 광변환 수지 조성물.
청구항 7에 있어서,
상기 산란입자는 금속산화물인, 광변환 수지 조성물.
청구항 8에 있어서,
상기 금속산화물은 Al₂O₃, SiO₂, ZnO, ZrO₂, BaTiO₃, TiO₂, Ta₂O₅, Ti₃O₅, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb₂O₃, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함하는, 광변환 수지 조성물.
청구항 1, 2, 4, 7, 8 및 9 중 어느 하나에 기재된 광변환 수지 조성물을 포함하는 광변환 적층기재.
청구항 10에 있어서, 상기 광변환 적층 기재의 소재가 유리인, 광변환 적층기재.
청구항 11의 광변환 적층기재를 포함하는 화상표시장치.