KR20080007247A - 색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체 - Google Patents

색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체 Download PDF

Info

Publication number
KR20080007247A
KR20080007247A KR1020077026055A KR20077026055A KR20080007247A KR 20080007247 A KR20080007247 A KR 20080007247A KR 1020077026055 A KR1020077026055 A KR 1020077026055A KR 20077026055 A KR20077026055 A KR 20077026055A KR 20080007247 A KR20080007247 A KR 20080007247A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
color conversion
light
wavelength range
substrate
semiconductor nanocrystal
Prior art date
Application number
KR1020077026055A
Other languages
English (en)
Inventor
사또시 하찌야
주니찌 가따노
Original Assignee
이데미쓰 고산 가부시키가이샤
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 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 filed Critical 이데미쓰 고산 가부시키가이샤
Publication of KR20080007247A publication Critical patent/KR20080007247A/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05BELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
    • H05B33/00Electroluminescent light sources
    • H05B33/12Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
    • H05B33/14Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of the electroluminescent material, or by the simultaneous addition of the electroluminescent material in or onto the light source
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00Organic light-emitting devices
    • H10K50/10OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K77/00Constructional details of devices covered by this subclass and not covered by groups H10K10/80, H10K30/80, H10K50/80 or H10K59/80
    • H10K77/10Substrates, e.g. flexible substrates
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10KORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • H10K85/60Organic compounds having low molecular weight
    • H10K85/615Polycyclic condensed aromatic hydrocarbons, e.g. anthracene
    • H10K85/621Aromatic anhydride or imide compounds, e.g. perylene tetra-carboxylic dianhydride or perylene tetracarboxylic di-imide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09KMATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2211/00Chemical nature of organic luminescent or tenebrescent compounds
    • C09K2211/10Non-macromolecular compounds
    • C09K2211/1018Heterocyclic compounds
    • C09K2211/1025Heterocyclic compounds characterised by ligands
    • C09K2211/1029Heterocyclic compounds characterised by ligands containing one nitrogen atom as the heteroatom
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1306Field-effect transistor [FET]
    • H01L2924/1307Organic Field-Effect Transistor [OFET]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/549Organic PV cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)

Abstract

본 발명에 따르면, 광 투과성 매트릭스 재료와, 적어도 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체와, 적어도 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 색 변환 재료 조성물을 제공한다.
색 변환 재료 조성물, 광 투과성 매트릭스, 반도체 나노크리스탈 형광체, 유기 형광 색소

Description

색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체{Color Converting Material Composition and Color Converting Medium Including Same}
본 발명은 색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체(색 변환막, 색 변환 적층막, 색 변환 기판, 발광 소자)에 관한 것이다.
형광 재료를 사용하여 광원으로부터 발해지는 광의 파장을 변환시키는 색 변환 재료 조성물을 사용한 색 변환 기판은 전자 디스플레이 분야를 비롯한 여러가지 분야에서 응용되고 있다. 색 변환 기판을 사용한 발광 장치에서는 단색광의 광원(예를 들면, 청색광)으로부터 복수색의 광을 발생시킬 수 있다.
색 변환 재료 조성물에 사용하는 형광 재료로서는, 주로 유기 형광체 및 무기 형광체가 있다.
유기 형광체로서는 형광 염료, 형광 안료가 검토되고 있으며, 무기 형광체로서는 금속 산화물, 황화물 등에 전이 금속 이온을 도핑한 것, 금속 칼코게나이드에 전이 금속 이온을 도핑한 것, 반도체의 밴드 갭을 이용한 반도체 나노크리스탈 형광체가 검토되고 있다.
상기 중에서 반도체 나노크리스탈 형광체는 반도체를 초미립자화(10 nm 이하의 직경)하여 전자의 차폐 효과(양자 크기 효과)에 의해 특이한 흡발광 특성을 발 현하는 것이다. 반도체 나노크리스탈 형광체는 무기 재료이기 때문에, 이하와 같은 특징을 갖는다.
(a) 열이나 광에 대하여 안정함(고내구성).
(b) 농도 소광이 없음.
(c) 높은 형광 양자 수율을 가짐(장치의 고효율화).
(d) 초미립자이기 때문에 광 산란하지 않음(고콘트라스트).
(e) 동일한 재료이지만 입자 크기를 변경함으로써, 임의의 파장에 샤프한 형광을 발하도록 조정할 수 있음(풍부한 색 정돈, 고효율화).
반도체 나노크리스탈을 사용한 색 변환 기판의 예로서, 특허 문헌 1에 색 변환 기판의 녹색 형광층 및 적색 형광층에 반도체 나노크리스탈을 사용한 것이 개시되어 있다. 반도체 나노크리스탈은 형광 양자 수율이 높고, 광원을 적절하게 선택함으로써 효율적으로 색 변환할 수 있다.
그러나, 광원으로서 유기 전계 발광 소자(이하, 전계 발광을 EL이라고 함) 등을 사용한 경우, 반도체 나노크리스탈을 사용한 색 변환 기판에서는 변환 후의 광의 색 순도가 불량하다는 문제가 있었다. 이하, 이 원인에 대하여 설명한다.
도 1에 반도체 나노크리스탈 형광체의 흡수 스펙트럼의 예를 나타낸다. 도 1로부터 파악할 수 있는 바와 같이 반도체 나노크리스탈 형광체는 자외 내지 청색 영역의 광을 주로 흡수한다. 한편, 일반적인 유기 EL 소자를 사용하는 경우, 유기 EL 소자의 발광은, 도 2에 나타낸 바와 같은 가시광 영역에 폭 넓은 발광 스펙트럼을 갖는다. 따라서, 유기 EL 소자와, 반도체 나노크리스탈 형광체를 사용한 색 변 환 기판을 조합한 경우, 반도체 나노크리스탈 형광체가 유기 EL 소자의 발광을 충분히 흡수할 수 없기 때문에, 색 변환이 되지 않고 색 변환 기판을 통과해 버리는 누설광의 비율이 높아지기 때문에 표시광의 색 순도가 불량하였다.
도 3은 유기 EL 소자와, 반도체 나노크리스탈 형광체를 사용한 색 변환 기판을 조합한 발광 소자의 발광 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다. 또한, 유기 EL 소자에는 도 2에 나타낸 발광 스펙트럼을 갖는 것을 사용하고, 반도체 나노크리스탈 형광체는 적색 영역의 형광을 발하는 것을 사용하고 있다.
도 3으로부터 유기 EL 소자의 500 nm 부근의 광이 색 변환 기판에 있어서 변환되지 않고 그대로 표시광에 혼합되어 있다는 것을 알 수 있다.
또한, 색 순도의 향상에는 컬러 필터를 조합하는 방법이 공지되어 있지만, 도 3과 같이 불필요한 광 성분이 극단적으로 많은 경우에는 색 순도를 완전히 보정할 수 없어 불충분한 것이었다.
특허 문헌 1: 미국 특허 제6,608,439호 공보
본 발명은 상술한 문제를 감안하여 이루어진 것이며, 색 순도가 높은 색 변환 기판에 사용하는 색 변환 재료 조성물, 색 변환막을 제공하는 것을 목적으로 한다.
<발명의 개시>
본 발명자들은 상기 과제를 해결하기 위해 예의 연구한 결과, 반도체 나노크리스탈 형광체와 유기 형광 색소를 병용하여 광원을 발하는 광 중, 주로 단파장 영역의 성분(제1의 파장 범위)을 반도체 나노크리스탈 형광체에 의해 변환하고, 이 파장 영역보다 장파장 영역의 성분(제2의 파장 범위)을 유기 형광 색소에 의해 변환함으로써 색 순도 및 색 변환 효율을 향상시킬 수 있다는 것을 발견하고, 본 발명을 완성시켰다.
본 발명에 따르면, 이하의 색 변환 재료 조성물, 색 변환막, 색 변환 적층막, 색 변환 기판 및 발광 소자가 제공된다.
1. 광 투과성 매트릭스 재료와, 적어도 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체와, 적어도 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 색 변환 재료 조성물.
2. 상기 1에 있어서, 상기 제1의 파장 범위가 350 내지 500 nm이고, 상기 제2의 파장 범위가 500 내지 590 nm인 색 변환 재료 조성물.
3. 상기 1 또는 2에 있어서, 흡수한 광을 600 내지 630 nm 범위의 광으로 변환하여 방사하는 색 변환 재료 조성물.
4. 상기 1에 있어서, 상기 제1의 파장 범위가 350 내지 470 nm이고, 상기 제2의 파장 범위가 470 내지 520 nm인 색 변환 재료 조성물.
5. 상기 1 또는 4에 있어서, 흡수한 광을 520 내지 540 nm 범위의 광으로 변환하여 방사하는 색 변환 재료 조성물.
6. 상기 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서, 상기 유기 형광 색소가 페릴렌 골격을 갖는 화합물인 색 변환 재료 조성물.
7. 상기 1 내지 6 중 어느 하나에 기재된 색 변환 재료 조성물을 포함하는 색 변환막.
8. 기판과, 이 기판 상에 형성한 상기 7에 기재된 색 변환막을 갖는 색 변환 기판.
9. 제1의 광 투과성 매트릭스 재료와 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체를 포함하는 제1의 색 변환막과, 제2의 광 투과성 매트릭스 재료와 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 제2의 색 변환막을 포함하는 색 변환 적층막.
10. 기판과, 이 기판 상에 형성한 상기 9에 기재된 색 변환 적층막을 갖는 색 변환 기판.
11. 주요 발광 파장 영역이 350 내지 590 nm인 광원과, 상기 7에 기재된 색 변환막, 상기 8 또는 10에 기재된 색 변환 기판, 또는 상기 9에 기재된 색 변환 적층막을 갖는 발광 소자.
12. 상기 11에 있어서, 상기 광원이 유기 전계 발광 소자인 발광 소자.
본 발명의 색 변환 재료 조성물 및 이것을 이용한 색 변환 기판 등에 있어서는 색 순도 및 색 변환 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 반도체 나노크리스탈 형광체의 흡수 스펙트럼의 예이다.
도 2는 유기 EL 소자의 발광 스펙트럼의 예이다.
도 3은 유기 EL 소자와, 반도체 나노크리스탈 형광체를 사용한 색 변환 기판을 조합한 발광 소자의 발광 스펙트럼의 일례를 나타내는 도면이다.
도 4는 평가용 시료의 개략적인 단면도이다.
<발명을 실시하기 위한 최선의 형태>
이하, 본 발명을 구체적으로 설명한다.
A. 색 변환 재료 조성물
본 발명의 색 변환 재료 조성물은 광 투과성 매트릭스 재료와, 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체와, 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함한다.
바람직하게는 본 발명의 색 변환 재료 조성물은, 광 투과성 매트릭스 재료와, 제1의 파장 범위의 광을 흡수하고 제3의 파장 범위의 광을 방출하는 반도체 나노크리스탈 형광체와, 제2의 파장 범위의 광을 흡수하고 제3의 파장 범위의 광을 방출하는 유기 형광 색소를 포함한다. 또한, 제3의 파장 범위, 제2의 파장 범위 및 제1의 파장 범위는 이 순서로 장파장의 범위를 나타낸다.
이와 같이 반도체 나노크리스탈 형광체와 유기 형광 색소를 병용함으로써, 광원이 발하는 광 중, 주로 단파장 영역의 성분(제1의 파장 범위)을 반도체 나노크리스탈 형광체에 의해 변환시키고, 이 파장 영역보다 장파장 영역의 성분(제2의 파장 범위)을 유기 형광 색소에 의해 변환시킬 수 있다.
예를 들면, 광원의 광을 적색광으로 변환하는 색 변환 재료 조성물의 경우, 자외 내지 청색 영역의 광(350 내지 500 nm)을 반도체 나노크리스탈 형광체에 의해 적색의 광(600 내지 630 nm)으로 변환시키고, 청색 내지 오렌지색 영역의 광(500 내지 590 nm)을 유기 형광 색소에 의해 적색의 광으로 변환시킬 수 있다. 이에 따라, 종래 누설광으로서 표시광에 혼재해 있던 광을 적색광으로 변환하여 유효하게 이용할 수 있기 때문에, 색 변환 효율이 향상되고, 색 순도도 향상시킬 수 있다.
또한, 광원의 광을 녹색광으로 변환하는 색 변환 재료 조성물의 경우, 자외 내지 청색 영역의 광(350 내지 470 nm)을 반도체 나노크리스탈 형광체에 의해 녹색의 광(520 내지 540 nm)으로 변환시키고, 청색 내지 청녹색 영역의 광(470 내지 520 nm)을 유기 형광 색소에 의해 녹색의 광으로 변환시킬 수 있다.
본 발명에서는 상기의 예와 같이 제1의 파장 범위가 350 내지 500 nm이고, 제2의 파장 범위가 500 내지 590 nm인 것이 바람직하며, 또한 제3의 파장 범위가 600 내지 630 nm인 것이 바람직하다. 즉, 적색 변환 재료 조성물로 하는 것이 바람직하다.
반도체 나노크리스탈 형광체는, 광의 흡수 영역과 형광의 피크 파장 사이가 넓기 때문에, 청색 내지 황색 영역의 광을 그다지 흡수하지 않는다. 따라서, 반도체 나노크리스탈 형광체를 단독으로 사용한 경우, 도 3에 나타낸 바와 같이 500 내지 590 nm의 영역에 누설광이 많아진다.
한편, 유기 형광 색소의 경우에는 여기 파장 피크와 형광 파장 피크 사이가 반도체 나노크리스탈 형광체와 비교하면 가깝기 때문에, 청색 내지 황색 영역의 광을 적색으로 변환시킬 수 있다.
따라서, 반도체 나노크리스탈 형광체와 유기 형광 색소를 병용함으로써, 색 변환 효율 및 색 순도가 양호한 적색 변환 재료 조성물을 얻을 수 있다.
또한, 반도체 나노크리스탈 형광체는, 적어도 제1의 파장 범위에 속하는 광의 일부를 흡수하면 되며, 이 파장 범위 전역의 광을 흡수할 필요는 없다. 또한, 이 영역 밖의 파장의 광을 흡수할 수도 있다. 마찬가지로 유기 형광 색소는 제2의 파장 범위에 속하는 광의 일부를 흡수하면 되며, 이 파장 범위 전역의 광을 흡수할 필요는 없다. 또한, 이 영역 밖의 파장의 광을 흡수할 수도 있다. 단, 반도체 나노크리스탈 형광체가 흡수할 수 없는 파장 영역의 광을 효율적으로 흡수시키기 위해, 유기 형광 색소는 제2의 파장 범위에 흡수 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다.
또한, 반도체 나노크리스탈 형광체 및 유기 형광 색소가 발하는 형광은, 제3의 파장 범위에서 최대 피크 파장을 갖는 것이 바람직하다.
이하, 본 발명의 색 변환 재료 조성물을 구성하는 부재에 대하여 설명한다.
1. 광 투과성 매트릭스 재료
광 투과성 매트릭스 재료는 형광체를 분산ㆍ유지하는 매체이며, 유리나 투명 수지 등의 투명 재료를 선택할 수 있다.
구체적으로는 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리아크릴레이트, 폴리카르보네이트, 폴리비닐 알코올, 폴리비닐피롤리돈, 히드록시에틸 셀룰로오스, 카르복시메틸 셀룰로오스 등의 투명 수지(고분자)를 들 수 있다.
또한, 형광층을 평면적으로 분리 배치하기 위해, 포토리소그래피법을 적용할 수 있는 감광성 수지도 사용할 수 있다.
예를 들면, 아크릴산계, 메타크릴산계, 폴리신남산 비닐계, 환 고무계 등의 반응성 비닐기를 갖는 광 경화형 레지스트 재료를 들 수 있다. 또한, 인쇄법을 이용하는 경우에는 투명한 수지를 이용한 인쇄 잉크(미디움)를 선택한다. 예를 들면, 폴리염화비닐 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지, 알키드 수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 폴리에스테르 수지, 말레산 수지, 폴리아미드 수지의 단량체, 올리고머, 중합체를 들 수 있다.
또한, 이들 수지는 열 경화형일 수도 있다.
또한, 이들 수지는 1종의 수지를 단독으로 사용할 수도 있고, 복수종을 혼합하여 사용할 수도 있다.
2. 반도체 나노크리스탈 형광체
반도체 나노크리스탈의 재료로서는 장주기형 주기율표의 IV족 원소, IIa족 원소-VIb족 원소의 화합물, IIIa족 원소-Vb족 원소의 화합물, IIIb족 원소-Vb족 원소의 화합물을 포함하는 결정을 들 수 있다.
구체적으로는 Si, Ge, MgS, ZnS, MgSe, ZnSe, AlP, GaP, AlAs, GaAs, CdS, CdSe, InP, InAs, GaSb, AlSb, ZnTe, CdTe, InSb 등의 결정, 및 이들 원소 또는 화합물을 포함하는 혼정 결정을 들 수 있다.
바람직하게는 AlP, GaP, Si, ZnSe, AlAs, GaAs, CdS, InP, ZnTe, AlSb, CdTe, CdSe를 들 수 있고, 그 중에서도 직접 전이형 반도체인 ZnSe, CdSe, GaAs, CdS, InP, ZnTe, CdTe가 발광 효율이 높다는 점에서 특히 바람직하다.
여기서, 원하는 형광을 얻기 위해서는 반도체 나노크리스탈의 종류 및 입경으로 조정하는데, 반도체 나노크리스탈 형광체를 제조할 때, 흡수, 형광을 측정함으로써 제어하는 것이 용이하다.
반도체 나노크리스탈 형광체는 미국 특허 공개 제6501091호, 일본 특허 공개 제2003-286292호, 일본 특허 공표 제2004-510678호, 일본 특허 공개 제2004-315661호 등에 기재된 방법으로 제조할 수 있다.
예를 들면, 트리옥틸 포스핀(TOP)에 셀레늄화 트리옥틸 포스핀과 디메틸카드뮴을 혼합한 전구체 용액을 350 ℃로 가열한 트리옥틸 포스핀 옥시드(TOPO)에 투입하는 방법이 있다.
본 발명에서 사용하는 반도체 나노크리스탈 형광체의 별도의 예로서, 코어/쉘형 반도체 나노크리스탈을 들 수 있다. 이것은, 예를 들면 CdSe(밴드 갭: 1.74 eV)를 포함하는 코어 미립자의 표면을 ZnS(밴드 갭: 3.8 eV)와 같은 밴드 갭이 큰 반도체 재료의 쉘로 피복한 구조를 갖는다. 이에 따라, 코어 미립자 내에 발생하는 전자의 차폐 효과를 발현하기 쉬워진다.
코어/쉘형 반도체의 나노크리스탈은, 상기의 공지된 방법으로 제조할 수 있다.
예를 들면, CdSe 코어/ZnS 쉘 구조의 경우, TOP에 디에틸아연과 트리메틸실릴 술파이드를 혼합한 전구체 용액을, CdSe 코어 입자를 분산한 TOPO액을 140 ℃에서 가열한 것에 투입함으로써 제조할 수 있다.
상기 반도체 나노크리스탈 형광체의 구체예에서는 S나 Se 등이, 후술하는 투명 매체 중의 미반응 단량체나 수분 등의 활성 성분에 의해 방출되어 나노크리스탈의 결정 구조가 깨져, 형광성이 소멸되는 현상이 발생하기 쉽다. 따라서, 이를 방지하기 위해 실리카 등의 금속 산화물이나 유기물 등으로 표면 수식할 수도 있다.
또한, 미립자 표면에는 투명 매체로의 분산성 향상을 위해, 예를 들면 장쇄 알킬기, 인산, 수지 등으로 표면을 수식 또는 코팅할 수도 있다.
또한, 상기 반도체 나노크리스탈 형광체는 1종을 단독으로 사용할 수도 있고, 또한 2종 이상을 조합하여 사용할 수도 있다.
3. 유기 형광 색소
유기 형광 색소로서는, 구체적으로는 7-히드록시-4-메틸쿠마린(이하, 쿠마린 4), 2,3,5,6-1H,4H-테트라히드로-8-트리플루오로메틸퀴놀리지노(9,9a,1-gh)쿠마린( 이하, 쿠마린 153), 3-(2'-벤조티아졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(이하, 쿠마린 6), 3-(2'-벤즈이미다졸릴)-7-디에틸아미노쿠마린(이하, 쿠마린 7) 등의 쿠마린 색소; 우라닌, 9-(o-카르복시페닐)-2,7-디클로로-6-히드록시-3H-크산텐-3-온 등의 플루오레세인 색소; 솔벤트 옐로우 11, 솔벤트 옐로우 116 등의 나프탈이미드 색소; 페릴렌계 색소; 스틸벤계 색소를 들 수 있다.
또한, 4-디시아노메틸렌-2-메틸-6-(p-디메틸아미노스티릴)-4H-피란(이하, DCM) 등의 시아닌계 색소, 1-에틸-2-(4-(p-디메틸아미노페닐)-1,3-부타디에닐)-피리디늄-퍼클로레이트(이하, 피리딘 1) 등의 피리딘계 색소, 로다민 B, 로다민 6G 등의 로다민 색소도 사용할 수 있다.
또한, 각종 염료(직접 염료, 산성 염료, 염기성 염료, 분산 염료 등)도 형광성이 있으면 선택이 가능하다.
또한, 상기 형광 색소를 폴리메타크릴산 에스테르, 폴리염화비닐, 염화비닐아세트산 비닐 공중합체, 알키드 수지, 방향족 술폰아미드 수지, 요소 수지, 멜라민 수지, 벤조구아나민 수지 등의 안료 수지 중에 미리 넣어 안료화한 것일 수도 있다.
또한, 이들 형광 색소 또는 안료는, 필요에 따라 단독 또는 혼합하여 사용할 수도 있다.
본 발명에서는 유기 형광 색소가 페릴렌 골격을 갖는 화합물인 것이 바람직하다. 페릴렌계 색소는 형광성이 높은 고광내구성의 색소이며, 나아가 분자 내에 반응성이 높은 불포화 결합을 갖지 않는다. 따라서, 매트릭스 재료 등의 주위로부터 받는 영향이 작기 때문에, 색 변환 기판을 이용한 발광 장치의 불균일한 열화(타버림)를 억제할 수 있다. 그 결과, 고변환 효율로, 고내구성의 형광층을 얻을 수 있다.
페릴렌계 색소의 구체예로서는, 하기 화학식 1 내지 3의 화합물을 들 수 있다.
Figure 112007080416268-PCT00001
Figure 112007080416268-PCT00002
Figure 112007080416268-PCT00003
식 중, R1 내지 R4는 각각 수소, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 시클로알킬기 중 어느 하나이고, 치환될 수도 있으며, R5 내지 R8은 페닐기, 헤테로 방향족기, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기 중 어느 하나이고, 치환될 수도 있으며, R9, R10은 각각 수소, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 시클로알킬기 중 어느 하나이고, 치환될 수도 있으며, R11 내지 Rl4는 각각 수소, 직쇄 알킬기, 분지쇄 알킬기, 시클로알킬기 중 어느 하나이고, 치환될 수도 있다.
본 발명의 색 변환 재료 조성물 전체에서의 광 투과성 매트릭스 재료의 배합량은 20 중량% 내지 99 중량%인 것이 바람직하고, 40 중량% 내지 99 중량%인 것이 특히 바람직하다.
또한, 반도체 나노크리스탈 형광체의 색 변환 재료 조성물 전체에서의 배합량은 0.1 중량% 내지 60 중량%인 것이 바람직하고, 0.1 중량% 내지 40 중량%인 것이 특히 바람직하다.
또한, 유기 형광 색소의 색 변환 재료 조성물 전체에서의 배합량은 0.1 중량% 내지 10 중량%인 것이 바람직하고, 0.1 중량% 내지 2 중량%인 것이 특히 바람직하다.
본 발명에서는 상술한 성분 외에 필요에 따라 광 중합 개시제, 증감제, 경화 촉진제, 열 중합 금지제, 가소제, 충전제, 용제, 소포제, 레벨링제 등의 첨가제를 배합할 수 있다.
B. 색 변환막ㆍ색 변환 적층막
본 발명의 색 변환막은, 상술한 색 변환 재료 조성물을 통상법에 의해 성막한 것이다.
또한, 색 변환 적층막은 제1의 광 투과성 매트릭스 재료와 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체를 포함하는 제1의 색 변환막과, 제2의 광 투과성 매트릭스 재료와 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 제2의 색 변환막을 적층한 것이다.
본 발명의 색 변환막 및 색 변환 적층막은, 양자 모두 반도체 나노크리스탈 형광체와 유기 형광 색소 양자를 포함하고 있어, 상술한 본 발명의 효과를 얻을 수 있다.
색 변환 적층막에 있어서, 제1의 색 변환막의 반도체 나노크리스탈 형광체와 광 투과성 매트릭스 재료의 혼합비(반도체 나노크리스탈 형광체/광 투과성 매트릭스 재료: 중량비)는 반도체 나노크리스탈 형광체의 비중, 입경에 따라 상이하지만, 바람직하게는 1/20 내지 4/6, 보다 바람직하게는 1/9 내지 3/7이다. 혼합비가 1/20보다 작아지면, 반도체 나노크리스탈 형광체가 발광 소자의 광을 충분히 흡수하지 못하여, 변환 성능이 저하되거나 변환 후의 색도가 불량해질 우려가 있다. 또한, 발광 소자의 광을 흡수시키기 위해 막 두께를 두껍게 하면, 열에 의한 응력 발생 등에 의해 발광 장치의 기계적인 안정성이 저하되거나, 색 변환 기판의 평탄화가 곤란해져, 발광 소자와 색 변환 기판의 거리에 부정합이 생기고, 발광 장치의 시야각 특성 등의 시인성에 악영향을 미치기 때문에 바람직하지 않다.
한편, 혼합비가 4/6를 초과하면, 입경을 제어하여 안정하게 분산시키는 것이 곤란해지거나, 굴절률이 커져 광 취출 효율이 불량해지거나, 패턴 가공이 곤란해질 우려가 있다.
제2의 색 변환막에 있어서, 유기 형광 색소와 광 투과성 매트릭스 재료의 혼합비(유기 형광 색소/광 투과성 매트릭스 재료: 중량비)는, 유기 형광 색소의 종류에 따라 상이하지만, 바람직하게는 1/10000 내지 1/20, 보다 바람직하게는 1/1000 내지 1/30이다. 1/10000보다 작아지면, 유기 형광 색소가 충분히 발광 소자의 광을 흡수하지 못하여 변환 성능이 저하되거나, 변환 후의 색도가 불량해질 우려가 있다. 한편, 혼합비가 1/20을 초과하면, 유기 형광 색소가 회합하여 농도 소광을 야기할 우려가 있다.
본 발명의 색 변환막의 막 두께는 1 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 내지 30 ㎛인 것이 특히 바람직하다.
또한, 색 변환 적층막에서의 제1의 색 변환막의 막 두께는 1 ㎛ 내지 100 ㎛인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 내지 30 ㎛인 것이 특히 바람직하다.
제2의 색 변환막의 막 두께는 1 ㎛ 내지 20 ㎛인 것이 바람직하고, 1 ㎛ 내지 15 ㎛인 것이 특히 바람직하다.
또한, 색 변환 적층막에 있어서는, 광원측에 반도체 나노크리스탈 형광체를 포함하는 제1의 색 변환막을 형성하는 것이 바람직하다. 이에 따라, 유기 형광 색소의 열화를 억제할 수 있다.
또한, 제1 및 제2의 광 투과성 매트릭스 재료는, 모두 동일한 재료를 사용할 수도 있고, 또한 다른 재료를 사용할 수도 있다.
색 변환막 및 색 변환 적층막은, 예를 들면 반도체 나노크리스탈 형광체 및/또는 유기 형광 색소, 광 투과성 매트릭스 재료에 적당한 용매를 첨가하고, 밀링법이나 초음파 분산법 등의 공지된 방법을 이용하여 혼합ㆍ분산한 분산액으로 하고, 이것을 도포ㆍ건조함으로써 제조할 수 있다.
색 변환 재료 조성물의 용액을 기판에 도포하는 방법으로서는, 공지된 용액 함침법, 분무법 또는 롤러 코터기, 랜드 코터기나 스핀너기를 사용하는 방법 등을 이용할 수 있다.
또한, 상기 분산액을 이용하여 포토리소법 또는 각종 인쇄법에 의해 색 변환막의 패턴을 제조할 수 있다.
C. 색 변환 기판
본 발명의 색 변환 기판은, 광 투과성 기판 상에 상술한 본 발명의 색 변환막 또는 색 변환 적층막을 형성한 것이다.
기판으로서는 400 nm 내지 700 nm의 가시 영역의 광의 투과율이 50 % 이상이고, 평활한 기판을 바람직하게 사용할 수 있다. 구체적으로는 유리판, 중합체판 등을 들 수 있다.
유리판으로서는, 특히 소다석회 유리, 바륨ㆍ스트론튬 함유 유리, 납 유리, 알루미노 규산 유리, 붕소 규산 유리, 바륨 붕소 규산 유리, 석영 등을 들 수 있다.
또한, 중합체판으로서는 폴리카르보네이트, 아크릴, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에테르술파이드, 폴리술폰 등을 들 수 있다.
D. 발광 소자
본 발명의 발광 소자는, 주요 발광 파장 영역이 350 내지 590 nm인 광원과, 상술한 본 발명의 색 변환막, 색 변환 적층막 또는 색 변환 기판을 조합한 것이다.
여기서, 「주요 발광 파장 영역이 350 내지 590 nm」란, 광원의 전체 방사 에너지에 대하여 350 내지 590 nm 파장 영역의 광에 의한 방사 에너지가 60 % 이상을 차지하는 것을 의미한다.
광원으로서는, 예를 들면 유기 EL 소자, 무기 EL 소자, 반도체 발광 다이오드, 형광 표시관 등을 사용할 수 있다. 특히, 유기 EL 소자에서는 저전압으로 고휘도의 발광 소자가 얻어지기 때문에, 고효율의 발광 장치가 얻어지므로 바람직하다.
이하, 본 발명을 실시예에 의해 더욱 구체적으로 설명한다.
[반도체 나노크리스탈 형광체의 제조]
<합성예 1>
(1) 아세트산 카드뮴 이수화물(0.5 g), 테트라데실포스폰산(TDPA, 1.6 g)을 5 ㎖의 트리옥틸 포스핀(TOP)에 첨가하였다. 질소 분위기하, 상기 용액을 230 ℃ 로 가열하고 1 시간 교반하였다. 60 ℃까지 냉각한 후, 셀레늄(0.2 g)을 포함하는 TOP 용액 2 ㎖를 첨가하여 원료 용액으로 하였다.
트리옥틸 포스핀 옥시드(TOPO, 10 g)를 삼구 플라스크에 넣고, 195 ℃에서 1 시간 진공 건조하였다. 질소 가스로 대기압으로 되돌리고, 질소 분위기 상태로 270 ℃까지 가열하고, 계를 교반하면서 상기 원료 용액 1.5 ㎖를 첨가하여 반응을 개시하였다.
나노크리스탈의 성장을 확인하면서 반응을 계속하고, 원하는 입경에 도달한 시점에서 반응 용액을 60 ℃까지 냉각하고, 반응의 진행을 정지시켰다.
부탄올 20 ㎖를 첨가하여 침전시키고, 원심 분리에 의해 분리하여 감압 건조하여 반도체 나노크리스탈(코어)을 얻었다.
(2) TOPO(5 g)를 삼구 플라스크에 넣고, 195 ℃에서 1 시간 진공 건조한 후, 질소 가스로 대기압으로 되돌리고, 질소 분위기 상태에서 60 ℃까지 냉각하였다. 여기에 TOP(0.5 ㎖) 및 0.5 ㎖의 헥산에 현탁시킨 상기 (1)에서 제조한 반도체 나노크리스탈의 코어(0.05 g)를 첨가하고, 감압하에 100 ℃에서 1 시간 교반한 후, 160 ℃로 승온하고, 질소 가스로 대기압으로 되돌려 용액 A로 하였다.
160 ℃로 유지한 용액 A에 실온의 용액 B(디에틸아연의 1 N 농도 n-헥산 용액 0.7 ㎖와 비스(트리메틸실릴)술피드 0.13 g을 TOP 3 ㎖에 용해한 용액)를 30 분간 적하하였다. 그 후, 90 ℃로 강온하여 2 시간 교반을 계속하고, 또한 60 ℃로 강온하였다.
상기 혼합액에 부탄올 20 ㎖를 첨가하여 반도체 나노크리스탈(코어/쉘)을 침 전시키고, 원심 분리에 의해 분리하여 감압 건조한 후, 톨루엔에 분산시켜 반도체 나노크리스탈 형광체 용액으로서 보관하였다. 얻어진 반도체 나노크리스탈 형광체는 450 nm의 광원으로 여기했더니, 615 nm에서 형광 피크를 갖고 있었다.
<합성예 2>
(ZnTe/ZnSe 반도체 나노크리스탈의 합성)
일본 특허 공표 제2003-505330호를 참고로 합성하였다. 구체적으로 TOPO(40 g), 미리스트산(0.1 g)을 사구 플라스크에 넣고, 180 ℃에서 2 시간 감압 건조하였다. 질소 가스로 대기압으로 되돌리고, 여기에 별도 제조하여 100 ℃로 가열해 둔 아세트산 아연/TOP 용액(8.5 ㎖, 아세트산 아연을 0.3 g 포함함)을 첨가하여 330 ℃까지 가열하였다.
텔루륨/헥사프로필포스포러스 트리아미드/TOP 용액(1.5 ㎖, 텔루륨을 0.3 g 포함함)을 상기 사구 플라스크에 주입하고, 280 ℃에서 2 시간 교반을 계속하였다.
반응 용액을 150 ℃로 강온하고, 디에틸아연/비스트리메틸실릴셀레나이드/TOP 용액(10 ㎖, 디에틸아연 0.14 g, 비스트리메틸실릴셀레나이드 0.25 g을 포함함)을 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 다시 150 ℃에서 1 시간 교반을 계속하였다.
반응 용액을 60 ℃로 강온하여 부탄올 30 ㎖를 첨가한 후, 실온으로 되돌렸다. 아세토니트릴을 첨가하여 반도체 나노크리스탈을 침전시키는 공지된 방법에 의해 ZnTe/ZnSe 반도체 나노크리스탈을 단리하였다. 단리한 나노크리스탈은 톨루엔에 분산시켜 보관하였다.
얻어진 반도체 나노크리스탈을 450 nm의 광원으로 여기했더니, 527 nm에서 피크를 갖는 형광을 발하였다.
<합성예 3>
(InP/ZnSe 반도체 나노크리스탈의 합성)
TOPO(4 g), TOP(36 g)를 사구 플라스크에 넣고, 100 ℃에서 2 시간 감압 건조하였다. 질소 가스로 대기압으로 되돌리고, 여기에 별도 제조하여 100 ℃로 가열해 둔 아세트산 인듐/TOPO/TOP 용액(6.4 ㎖, 아세트산 인듐을 0.34 g 포함함, TOPO/TOP비는 플라스크로 투입시와 동일함)을 첨가하여 310 ℃까지 가열하였다.
헥사에틸포스포러스 트리아미드/TOP 용액(4.4 ㎖, 헥사에틸포스포러스 트리아미드를 0.32 g 포함함)을 상기 사구 플라스크에 주입하고, 310 ℃에서 2 시간 교반을 계속하였다.
반응 용액을 150 ℃로 강온하고, 디에틸아연/비스트리메틸실릴셀레나이드/TOP 용액(10 ㎖, 디에틸아연 0.14 g, 비스트리메틸실릴셀레나이드 0.25 g을 포함함)을 1 시간에 걸쳐 적하하였다. 적하 종료 후, 다시 150 ℃에서 1 시간 교반을 계속하였다.
반응 용액을 60 ℃로 강온하여 부탄올 30 ㎖를 첨가한 후, 실온으로 되돌렸다. 메탄올을 첨가하여 반도체 나노크리스탈을 침전시키는 공지된 방법에 의해 InP/ZnSe 반도체 나노크리스탈을 단리하였다. 단리한 나노크리스탈은 톨루엔에 분산시켜 보관하였다.
얻어진 반도체 나노크리스탈을 450 nm의 광원으로 여기했더니, 550 nm에서 피크를 갖는 형광을 발하였다.
<실시예 1>
합성예의 반도체 나노크리스탈 형광체의 톨루엔 분산액(반도체 나노크리스탈 형광체 0.3 g을 포함함)에 아미노 말단 폴리에틸렌 글리콜(분자량=3400, 쉬어워터 폴리머즈사 제조) 0.1 g을 첨가하여 50 ℃에서 1 시간 교반한 후, 톨루엔을 감압하에 제거하였다.
회수한 잔류물(반도체 나노크리스탈 형광체)과, 하기 화학식 4의 유기 색소 0.011 g, 하기 화학식 5의 유기 색소 0.011 g, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(도아 고세이 제조, 아로닉스 M-305) 1.4 g, 광 중합 개시제(시바ㆍ스페셜티ㆍ케미컬즈사 제조, 이르가큐어 907) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량, 혼합하였다.
Figure 112007080416268-PCT00004
Figure 112007080416268-PCT00005
화학식 4의 유기 형광 색소는 440 nm 내지 540 nm의 광을 흡수하고, 553 nm 및 586 nm에서 피크를 갖는 형광을 발한다.
화학식 5의 유기 형광 색소는 490 nm 내지 590 nm의 광을 흡수하고, 610 nm에서 피크를 갖는 형광을 발한다.
이 용액을 사용하여 도 4에 나타낸 평가용 시료(발광 소자)를 제조하였다.
용액 1 ㎖를 스핀 코터를 이용하여 50 mm×50 mm의 유리 기판 (1) 상에 도포하였다. 스핀 코팅시의 회전수는 1000 rpm, 처리 시간은 10 초로 하였다. 이 기판의 용매를 120 ℃의 핫 플레이트를 이용하여 건조시키고, 그 후 365 nm의 자외광을 300 mJ/cm2의 강도로 조사하여 적색 변환막 (3)을 경화시켰다.
오븐을 이용하여 200 ℃에서 1 시간, 적색 변환막 (3)을 후경화시켜 두께 15 ㎛의 적색 변환막 (3)을 갖는 색 변환 기판을 제조하였다.
얻어진 색 변환 기판의 색 변환막측에 별도 제조한 470 nm에서 피크 파장을 갖는 청색 유기 EL 소자 (2)를 중첩하여 발광 소자를 형성하였다.
청색 유기 EL 소자 (2)를 발광시켜 청색광을 색 변환 기판에 조사하고, 적색 변환막 (3)을 통해 얻어지는 투과광의 스펙트럼을 분광 휘도계 5(미놀타 제조 CS-1000)를 이용하여 2도 시야에서 측정하고, 색도 및 색 변환 효율을 평가하였다.
또한, 색 변환 기판의 적색 변환막 (3)을 형성한 면의 반대면에는, 550 nm 이하의 파장의 광을 커트하는 컬러 필터 (4)를 부착하였다.
색 변환 효율은 하기 수학식과 같이 정의하였다.
(색 변환 효율: %)=(컬러 필터를 투과한 광의 휘도)×100/(유기 EL 소자의 발광 휘도)
또한, 색 변환 기판에 400 cd/m2 강도의 청색광을, 질소 분위기 중에서 1000 시간 연속 조사한 후의 색도 및 색 변환 효율을 측정하여, 색 변환 기판의 내구성을 평가하였다.
실시예 1 및 후술하는 비교예 1, 2의 초기 및 내구 시험 후의 색 변환 효율 및 색도의 측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
Figure 112007080416268-PCT00006
<비교예 1>
화학식 4 및 5의 유기 형광 색소를 배합하지 않은 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 색 변환 기판을 제조하여 평가하였다.
<비교예 2>
반도체 나노크리스탈 형광체를 배합하지 않고, 유기 형광 색소로서 화학식 4 및 5의 유기 형광 색소 대신에 쿠마린 6(0.023 g), 로다민 6G(0.023 g) 및 로다민 B(0.023 g)를 사용한 것 이외에는, 실시예 1과 동일하게 하여 색 변환 기판을 제조하여 평가하였다.
표 1에 나타낸 결과로부터, 본 발명의 색 변환막은 변환 효율이 높고, 색 순도도 양호하다는 것을 확인할 수 있었다.
<실시예 2>
(1) 유기 형광 색소 용액의 제조
화학식 4의 유기 색소 0.011 g, 화학식 5의 유기 색소 0.011 g, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M-305) 1.4 g, 이르가큐어 907(광 중합 개시제) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량 혼합하여 유기 형광 색소 용액을 얻었다.
(2) 반도체 나노크리스탈 용액의 제조
실시예 1과 동일하게 하여 합성한 반도체 나노크리스탈/아미노 말단 폴리에틸렌 글리콜 부가물과, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M-305) 1.4 g, 이르가큐어 907(광 중합 개시제) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량 혼합하여 반도체 나노크리스탈 용액으로 하였다.
(3) 색 변환 적층막의 제조
유기 형광 색소 용액 1 ㎖를 스핀 코터를 이용하여 50 mm×50 mm의 유리 기판 상에 도포하였다(회전수 1400 rpm, 10 초). 이 도포막을 120 ℃의 핫 플레이트를 이용하여 건조시켰다.
그 위에 반도체 나노크리스탈 용액을 스핀 코터를 이용하여 덧칠하였다(회전수 1000 rpm, 10 초). 365 nm의 자외광을 300 mJ/cm2 조사하여 도포막을 경화시켰다.
도포막을 오븐을 이용하여 200 ℃에서 1 시간 후경화시켜 색 변환 적층막을 얻었다. 적층체에 있어서, 유기 색소를 포함하는 층의 두께는 6.5 ㎛, 반도체 나노크리스탈층의 두께는 10.7 ㎛였다.
이하, 실시예 1과 동일하게 하여 성능을 평가하였다.
실시예 2 및 후술하는 실시예 3, 4, 비교예 3의 초기 및 내구 시험 후의 색 변환 효율 및 색도의 측정 결과를 하기 표 2에 나타내었다.
Figure 112007080416268-PCT00007
<실시예 3>
합성예 2에서 합성한 ZnTe/ZnSe 반도체 나노크리스탈의 톨루엔 분산액(반도체 나노크리스탈 0.3 g을 포함함)에 아미노 말단 폴리에틸렌 글리콜(분자량= 3400) 0.1 g을 첨가하여 50 ℃에서 1 시간 교반하였다. 그 후, 톨루엔을 감압하에서 제거하였다.
상기 잔류물과 하기 화학식 6의 유기 형광 색소 0.020 g, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M-305) 1.4 g, 이르가큐어 907(광 중합 개시제) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량 혼합하였다. 또한, 화학식 6의 유기 색소는 일본 특허 공표 평11-502545호를 참고로 하여 합성하였다.
이하, 상기 용액을 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 색 변환막을 제조하여 성능을 평가하였다. 또한, 본 예에서는 적색 컬러 필터 대신에 500 nm 이하의 파장의 광과 580 nm 이상의 파장의 광을 커트하는 컬러 필터를 접합하여 사용하였다.
Figure 112007080416268-PCT00008
화학식 6의 유기 형광 색소는 420 nm 내지 500 nm의 광을 흡수하고, 525 nm에서 피크를 갖는 형광을 발한다.
<실시예 4>
합성예 3에 따라 합성한 InP/ZnSe 반도체 나노크리스탈의 톨루엔 분산액(반도체 나노크리스탈 0.3 g을 포함함)에 아미노 말단 폴리에틸렌 글리콜(분자량= 3400) 0.1 g을 첨가하고, 50 ℃에서 1 시간 교반하였다. 톨루엔을 감압하에서 제거하였다.
상기 잔류물과 화학식 4의 유기 색소 0.011 g, 화학식 5의 유기 색소 0.011 g, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M-305) 1.4 g, 이르가큐어 907(광 중합 개시제) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량 혼합하였다.
이하, 상기 용액을 사용하여, 실시예 1과 동일하게 하여 색 변환막을 제조하여 성능을 평가하였다.
<비교예 3>
쿠마린 6 0.034 g, 메틸메타크릴레이트-메타크릴산 공중합체(Mw=20,000) 1.9 g, 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(M-305) 1.4 g, 이르가큐어 907(광 중합 개시제) 0.016 g, 2-아세톡시-1-메톡시프로판(용제) 3.0 g, 시클로헥사논(용제) 2.0 g을 계량 혼합하였다.
이하, 상기 용액을 사용하여, 실시예 4와 동일하게 하여 색 변환막을 제조하여 성능을 평가하였다.
그 결과, 비교예 3에서는 색 변환 효율은 변화하지 않았지만, 색도 변화가 컸다.
<실시예 5>
실시예 3에 있어서, 반도체 나노크리스탈을 배합하지 않고, 화학식 6의 유기 형광 색소만을 배합한 유기 형광 색소 용액을 제조하였다. 이 유기 형광 색소 용액 1 ㎖를 스핀 코터를 이용하여 50 mm×50 mm의 유리 기판 상에 도포하였다(회전수 2100 rpm, 10 초). 그 후, 120 ℃의 핫 플레이트를 이용하여 건조시켰다.
그 위에 실시예 4와 동일한 반도체 나노크리스탈 용액을 스핀 코터를 이용하여 덧칠하였다(회전수 1800 rpm, 10 초). 365 nm의 자외광을 300 mJ/cm2 조사하여 도포막을 경화시켰다.
오븐을 이용하여 200 ℃에서 1 시간 도포막을 후경화시켜 색 변환 적층막을 얻었다. 유기 형광 색소를 포함하는 층의 두께가 2.0 ㎛, 반도체 나노크리스탈층의 두께가 3.5 ㎛였다.
상기 색 변환 적층막에 다른 실시예와 동일한 청색 유기 EL 소자의 발광을 조사했더니, CIE 색도(0.28, 0.30)의 백색 투과광이 얻어졌다. 이와 같이 색 변환막의 두께 등을 조정함으로써, 광원의 광 흡수, 투과 및 색 변환의 균형을 변화시킴으로써 조명 등에 바람직한 백색광을 얻는 것도 가능하다.
본 발명의 색 변환 재료 조성물, 색 변환막 및 색 변환 적층막은, 각종 표시 장치에 바람직하게 이용할 수 있다.

Claims (12)

  1. 광 투과성 매트릭스 재료와,
    적어도 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체와,
    적어도 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 색 변환 재료 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1의 파장 범위가 350 내지 500 nm이고, 상기 제2의 파장 범위가 500 내지 590 nm인 색 변환 재료 조성물.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 흡수한 광을 600 내지 630 nm 범위의 광으로 변환하여 방사하는 색 변환 재료 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1의 파장 범위가 350 내지 470 nm이고, 상기 제2의 파장 범위가 470 내지 520 nm인 색 변환 재료 조성물.
  5. 제1항 또는 제4항에 있어서, 흡수한 광을 520 내지 540 nm 범위의 광으로 변환하여 방사하는 색 변환 재료 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유기 형광 색소가 페릴렌 골격을 갖는 화합물인 색 변환 재료 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 색 변환 재료 조성물을 포함하는 색 변환막.
  8. 기판과,
    이 기판 상에 형성한 제7항에 기재된 색 변환막을 갖는 색 변환 기판.
  9. 제1의 광 투과성 매트릭스 재료와 제1의 파장 범위의 광을 흡수하는 반도체 나노크리스탈 형광체를 포함하는 제1의 색 변환막과,
    제2의 광 투과성 매트릭스 재료와 제2의 파장 범위의 광을 흡수하는 유기 형광 색소를 포함하는 제2의 색 변환막을 포함하는 색 변환 적층막.
  10. 기판과,
    이 기판 상에 형성한 제9항에 기재된 색 변환 적층막을 갖는 색 변환 기판.
  11. 주요 발광 파장 영역이 350 내지 590 nm인 광원과,
    제7항에 기재된 색 변환막, 제8항 또는 제10항에 기재된 색 변환 기판, 또는 제9항에 기재된 색 변환 적층막을 갖는 발광 소자.
  12. 제11항에 있어서, 상기 광원이 유기 전계 발광 소자인 발광 소자.
KR1020077026055A 2005-05-12 2006-04-25 색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체 KR20080007247A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2005-00139452 2005-05-12
JP2005139452 2005-05-12

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20080007247A true KR20080007247A (ko) 2008-01-17

Family

ID=37396405

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020077026055A KR20080007247A (ko) 2005-05-12 2006-04-25 색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체

Country Status (7)

Country Link
US (1) US20090021148A1 (ko)
EP (1) EP1881741A1 (ko)
JP (1) JPWO2006120895A1 (ko)
KR (1) KR20080007247A (ko)
CN (1) CN101176385A (ko)
TW (1) TW200712167A (ko)
WO (1) WO2006120895A1 (ko)

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013009007A2 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same and method of fabricating the same
KR20150047401A (ko) * 2013-10-24 2015-05-04 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR20160079218A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 주식회사 엘지화학 양자점 조성물 및 이를 포함하는 색 변환 필름
KR20170077929A (ko) * 2015-12-28 2017-07-07 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
US9715055B2 (en) 2011-07-14 2017-07-25 Lg Innotek Co., Ltd. Display device and optical member
US9720159B2 (en) 2011-01-31 2017-08-01 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device including the same
US9766386B2 (en) 2011-07-18 2017-09-19 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US9829621B2 (en) 2011-07-20 2017-11-28 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US9835785B2 (en) 2011-07-18 2017-12-05 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same, and method of fabricating the same
US9851602B2 (en) 2011-07-18 2017-12-26 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US10247871B2 (en) 2011-11-07 2019-04-02 Lg Innotek Co., Ltd. Optical sheet, display device and light emitting device having the same
KR20200092290A (ko) * 2013-10-24 2020-08-03 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9297092B2 (en) 2005-06-05 2016-03-29 Qd Vision, Inc. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US8718437B2 (en) * 2006-03-07 2014-05-06 Qd Vision, Inc. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
WO2007103310A2 (en) * 2006-03-07 2007-09-13 Qd Vision, Inc. An article including semiconductor nanocrystals
US9701899B2 (en) 2006-03-07 2017-07-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US8849087B2 (en) * 2006-03-07 2014-09-30 Qd Vision, Inc. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US9874674B2 (en) 2006-03-07 2018-01-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US9951438B2 (en) 2006-03-07 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. Compositions, optical component, system including an optical component, devices, and other products
US8836212B2 (en) * 2007-01-11 2014-09-16 Qd Vision, Inc. Light emissive printed article printed with quantum dot ink
KR101560846B1 (ko) * 2007-06-25 2015-10-15 큐디 비젼, 인크. 조성물, 광학 부품, 광학 부품을 포함하는 시스템, 소자 및 다른 제품
WO2009014590A2 (en) * 2007-06-25 2009-01-29 Qd Vision, Inc. Compositions and methods including depositing nanomaterial
WO2009014707A2 (en) 2007-07-23 2009-01-29 Qd Vision, Inc. Quantum dot light enhancement substrate and lighting device including same
US8128249B2 (en) * 2007-08-28 2012-03-06 Qd Vision, Inc. Apparatus for selectively backlighting a material
WO2009145813A1 (en) 2008-03-04 2009-12-03 Qd Vision, Inc. Particles including nanoparticles, uses thereof, and methods
EP2297762B1 (en) 2008-05-06 2017-03-15 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid state lighting devices including quantum confined semiconductor nanoparticles
US9207385B2 (en) 2008-05-06 2015-12-08 Qd Vision, Inc. Lighting systems and devices including same
WO2009137053A1 (en) 2008-05-06 2009-11-12 Qd Vision, Inc. Optical components, systems including an optical component, and devices
US20100264371A1 (en) * 2009-03-19 2010-10-21 Nick Robert J Composition including quantum dots, uses of the foregoing, and methods
KR101753740B1 (ko) 2009-04-28 2017-07-04 삼성전자주식회사 광학 재료, 광학 부품 및 방법
JP2010283282A (ja) * 2009-06-08 2010-12-16 Nitto Denko Corp 波長変換シートの光学特性制御方法、波長変換シートの製造方法、カドミウムテルル系太陽電池用波長変換シートおよびカドミウムテルル系太陽電池
JP2013502047A (ja) 2009-08-14 2013-01-17 キユーデイー・ビジヨン・インコーポレーテツド 照明装置、照明装置用光学部品および方法
WO2011031876A1 (en) 2009-09-09 2011-03-17 Qd Vision, Inc. Formulations including nanoparticles
EP2475717A4 (en) 2009-09-09 2015-01-07 Qd Vision Inc PARTICLES WITH NANOPARTICLES, USES THEREOF AND METHOD THEREFOR
RU2601329C2 (ru) * 2011-02-24 2016-11-10 Басф Се Новые осветительные приборы
EP2546320A1 (en) * 2011-07-13 2013-01-16 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength converting element
JP5790352B2 (ja) * 2011-09-09 2015-10-07 コニカミノルタ株式会社 蛍光物質内包ナノ粒子およびこれを用いた生体物質の検出方法
US9929325B2 (en) 2012-06-05 2018-03-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Lighting device including quantum dots
JP6299546B2 (ja) * 2014-09-25 2018-03-28 Jsr株式会社 硬化性樹脂組成物、硬化膜、波長変換フィルム、発光素子および発光層の形成方法
US10066160B2 (en) * 2015-05-01 2018-09-04 Intematix Corporation Solid-state white light generating lighting arrangements including photoluminescence wavelength conversion components
WO2017057074A1 (ja) * 2015-09-29 2017-04-06 東レ株式会社 蛍光体組成物、蛍光体シート並びにそれらを用いた形成物、ledチップ、ledパッケージ、発光装置、バックライトユニット、ディスプレイおよびledパッケージの製造方法
EP3163372B1 (en) * 2015-10-26 2020-04-29 Samsung Electronics Co., Ltd. Quantum dot having polymeric outer layer, photosensitive compositions including the same, and quantum dot polymer composite pattern produced therefrom
US11021610B2 (en) * 2016-01-14 2021-06-01 Basf Se Perylene bisimides with rigid 2,2′-biphenoxy bridges
KR20170089412A (ko) * 2016-01-26 2017-08-03 스미또모 가가꾸 가부시끼가이샤 착색 경화성 수지 조성물, 컬러 필터 및 그것을 포함하는 표시 장치
EP3660127A4 (en) 2017-07-27 2021-03-31 NS Materials Inc. QUANTUM POINT, WAVELENGTH CONVERSION ELEMENT WITH QUANTUM POINT, LIGHTING ELEMENT, BACKLIGHTING DEVICE, DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING QUANTUM POINTS
CN111201305B (zh) * 2017-10-12 2021-07-16 Ns材料株式会社 量子点及其制造方法、使用量子点的波长转换构件、照明构件、背光装置以及显示装置
CN108828897B (zh) * 2018-05-21 2020-09-29 深圳市华星光电技术有限公司 彩色滤光片与woled显示器
JP7290047B2 (ja) * 2019-03-08 2023-06-13 東レ株式会社 色変換組成物、色変換シートならびにそれを含む光源ユニット、ディスプレイおよび照明装置
JP2020166131A (ja) * 2019-03-29 2020-10-08 山陽色素株式会社 量子ドット分散体及び量子ドット分散体を含む塗膜形成用組成物
CN111423605A (zh) * 2020-03-30 2020-07-17 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 色转换薄膜制造方法、色转换薄膜以及显示面板

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000017903A2 (en) * 1998-09-22 2000-03-30 Fed Corporation Inorganic-based color conversion matrix element for organic color display devices and method of fabrication
JP4255610B2 (ja) * 1999-12-28 2009-04-15 出光興産株式会社 白色系有機エレクトロルミネッセンス素子
DE10231257A1 (de) * 2002-07-11 2004-01-22 Philips Intellectual Property & Standards Gmbh Bräunungsvorrichtung
JP4482790B2 (ja) * 2003-07-23 2010-06-16 東芝ライテック株式会社 自発光装置
US7102152B2 (en) * 2004-10-14 2006-09-05 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd. Device and method for emitting output light using quantum dots and non-quantum fluorescent material
US20060113895A1 (en) * 2004-11-30 2006-06-01 Baroky Tajul A Light emitting device with multiple layers of quantum dots and method for making the device

Cited By (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9720159B2 (en) 2011-01-31 2017-08-01 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device including the same
US9720160B2 (en) 2011-07-14 2017-08-01 Lg Innotek Co., Ltd. Display device and optical member
WO2013009007A3 (en) * 2011-07-14 2013-03-07 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same and method of fabricating the same
WO2013009007A2 (en) * 2011-07-14 2013-01-17 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same and method of fabricating the same
US9335459B2 (en) 2011-07-14 2016-05-10 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same and method of fabricating the same
US9766392B2 (en) 2011-07-14 2017-09-19 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same and method of fabricating the same
US9715055B2 (en) 2011-07-14 2017-07-25 Lg Innotek Co., Ltd. Display device and optical member
US9835785B2 (en) 2011-07-18 2017-12-05 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same, and method of fabricating the same
US9851602B2 (en) 2011-07-18 2017-12-26 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US9766386B2 (en) 2011-07-18 2017-09-19 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US10054730B2 (en) 2011-07-18 2018-08-21 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member, display device having the same, and method of fabricating the same
US9829621B2 (en) 2011-07-20 2017-11-28 Lg Innotek Co., Ltd. Optical member and display device having the same
US10247871B2 (en) 2011-11-07 2019-04-02 Lg Innotek Co., Ltd. Optical sheet, display device and light emitting device having the same
US10497889B2 (en) 2013-10-24 2019-12-03 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus
US11527733B2 (en) 2013-10-24 2022-12-13 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus
US11930652B2 (en) 2013-10-24 2024-03-12 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus including sub light emitting layers
KR20150047401A (ko) * 2013-10-24 2015-05-04 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR20200092290A (ko) * 2013-10-24 2020-08-03 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
US10944068B2 (en) 2013-10-24 2021-03-09 Samsung Display Co., Ltd. Organic light emitting display apparatus
KR20160079218A (ko) * 2014-12-26 2016-07-06 주식회사 엘지화학 양자점 조성물 및 이를 포함하는 색 변환 필름
US11342388B2 (en) 2015-12-28 2022-05-24 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus comprising quantum dots
KR20220127793A (ko) * 2015-12-28 2022-09-20 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치
KR20170077929A (ko) * 2015-12-28 2017-07-07 삼성디스플레이 주식회사 유기 발광 표시 장치 및 이의 제조 방법
US11737336B2 (en) 2015-12-28 2023-08-22 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus comprising quantum dots
US12120936B2 (en) 2015-12-28 2024-10-15 Samsung Display Co., Ltd. Organic light-emitting display apparatus and method of manufacturing the same
KR20210109503A (ko) * 2020-07-24 2021-09-06 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
KR20220126262A (ko) * 2020-07-24 2022-09-15 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2006120895A1 (ja) 2006-11-16
TW200712167A (en) 2007-04-01
CN101176385A (zh) 2008-05-07
EP1881741A1 (en) 2008-01-23
US20090021148A1 (en) 2009-01-22
JPWO2006120895A1 (ja) 2008-12-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080007247A (ko) 색 변환 재료 조성물 및 이것을 포함하는 색 변환 매체
KR102113381B1 (ko) 광전환 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
KR101983426B1 (ko) 감광성 수지 조성물 및 표시장치
KR101211492B1 (ko) 발광체, 조명장치 및 이것을 사용한 표시장치
TWI690750B (zh) 量子點顯示裝置
US20080272347A1 (en) Organic Ligands for Semiconductor Nanocrystals
US20070121129A1 (en) Color conversion layer and light-emitting device
US20120286238A1 (en) Lighting devices, an optical component for a lighting device, and methods
US20080252198A1 (en) Red Fluorescence Conversion Medium, Color Conversion Substrate Using Same and Light-Emitting Device
JPWO2007122857A1 (ja) 発光装置
KR20070115995A (ko) 색 변환 기판 및 그의 제조 방법, 및 발광 장치
JP2018506060A (ja) 光変換素子及びそれを含むディスプレイ装置
TW202000863A (zh) 用於顯示器及照明應用作為綠色發射體之光穩定性經氰基取代之硼二吡咯亞甲基染料
KR20160112499A (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
JP3613268B2 (ja) 色変換フィルタ、色変換層およびそれらを用いた色変換発光デバイス
JP2017161755A (ja) 発光装置及びそれを用いた照明器具
KR102718070B1 (ko) 시아노아릴 치환된 벤즈(오티)오크산텐 화합물
KR101932221B1 (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
CN110099954B (zh) 黄色固化性树脂组合物、利用其制造的滤色器及图像显示装置
KR20180055063A (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR102297066B1 (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR20190108781A (ko) 황색 경화성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치

Legal Events

Date Code Title Description
PA0105 International application

Patent event date: 20071109

Patent event code: PA01051R01D

Comment text: International Patent Application

PG1501 Laying open of application
PC1203 Withdrawal of no request for examination
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid