KR20150098443A

KR20150098443A - 폴리실라잔 및 파장변환제를 포함하는 코팅 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 시트

Info

Publication number: KR20150098443A
Application number: KR1020140019723A
Authority: KR
Inventors: 조소혜; 한준수; 이승용; 박종구; 정동의; 유복렬
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2014-02-20
Filing date: 2014-02-20
Publication date: 2015-08-28
Also published as: CN104861864A; JP2015155525A; US20150232745A1; CN104861864B; EP2910614B1; JP2017207757A; EP2910614A1

Abstract

본 발명은 가시광 투과도 및 광 발광 특성이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 박막에 관한 것이다. 본 발명에 따른 코팅 조성물은 용매, 폴리실라잔 및 파장 변환제를 포함하고, 가시광 투과도가 수용액 대비 50% 이상인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 가시광 투과도 및 광발광 특성이 우수한 파장변환 박막을 제조할 수 있다.

Description

폴리실라잔 및 파장변환제를 포함하는 코팅 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 시트{A COATING COMPOSITION HAVING POLYSILAZANE AND WAVE LENGTH CONVERTING AGENT, AND A WAVE LENGTH CONVERTING SHEET FABRICATED USING THE SAME}

본 발명은 가시광 투과도 및 광발광 특성이 우수한 코팅 조성물, 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 시트에 관한 것이다.

폴리실라잔은 실리콘과 질소가 규칙적으로 배열된 고분자를 총칭하는 것으로 [-R₁R₂Si-NR₃-]_n 의 구조를 가진다. 작용기 R₁, R₂ 및 R₃ 는 수소 또는 유기물일 수 있다. 모든 작용기가 수소인 경우 퍼하이드로폴리실라잔(perhydropolysilazane)이라고 하고, 작용기가 탄화수소일 경우 유기폴리실라잔(organopolysilazane)이라고 한다. 폴리실라잔은 200℃ 이하에서 수분과 반응하여 실리카계[-R₁R₂Si-O-]_n물질로 전환되는 특징을 가진다. 변환되는 과정에서 부피변화가 거의 없으므로 치밀한 실리카 박막을 얻기 위한 용도로 주로 사용되며, 터치스크린, 강화유리, OLED, 태양전지, 보호필름 등에서 밀봉(passivation) 및 절연막, 투명 보호막으로 응용된다. 이러한 박막은 경도 8H 이상의 고강도 특성을 보일 뿐 아니라, 내열, 내화, 내마모성, 내산화성 등이 우수하다(일본공개특허공보 JP2013214427, 미국등록특허공보 US8563129B2). 또한, 경화 후에 퍼하이드로폴리실라잔은 친수성을, 유기폴리실라잔은 소수성의 표면 특성을 보이므로 각 용도에 맞게 다양하게 사용될 수 있다. 기존의 실리콘계 고분자(예: PDMS, SOG (Spin-on Glass), polysilsesquioxane)와 비교하였을 때, 폴리실라잔은 실리카(SiO₂) 함량이 높기 때문에 폴리실라잔을 이용하여 제조된 박막은 표면경도, 내화학성, 가시광선 투과도 및 접착성이 더 우수하다.

유기물 또는 무기물을 표면에 고정하기 위하여 폴리실라잔을 유기물 또는 무기물과 혼합하여 사용하기도 하는데, 혼합 용액을 기재에 도포하고 200℃로 가열하거나, 촉매를 사용하여 상온 내지 100℃ 이하의 저온에서 경화시켜 실리카 모체에 이형물질이 분산되어 있는 박막을 생성할 수 있다. 이 경우 기재로 사용되는 플라스틱, 금속, 세라믹 표면과 생성된 실리카 박막의 접착력이 강하고, 표면경도가 높다는 장점이 있다. 특히 가시광선 영역의 파장에서 높은 투과도가 요구되는 경우, 예를 들면 내스크래치 코팅, 내산화 코팅, 내부식 코팅, 실버 항균코팅, 태양전지, 조명 혹은 디스플레이 보호막 등에 높은 활용도를 보인다.

파장변환 시트에 있어서,광 중 일부 파장 영역만을 흡수하여 파장변환하고 나머지 파장영역은 90% 이상의 높은 투과를 보이게 하기 위하여 자외선, 가시광 및 적외선 영역에서 높은 투과도를 가지는 매트릭스 소재가 요구된다. 일반적으로 파장변환 용도로 사용되는 매트릭스 소재로는 에폭시(epoxy, -C-O-C-)계나 실리콘(silicone, -C-O-Si-C-)계 등의 투명 수지가 있으며, 그 외 아크릴계, 비닐계, 및 카보네이트계 투명 고분자가 있다. 이들 수지 및 고분자로 코팅액을 형성하기 위하여 파장 변환제와 혼합하고 용매로 희석하여 사용한다(한국등록특허공보10-0682928; 한국공개특허공보 10-1034473).

상기의 파장 변환제를 포함한 수지 및 고분자 코팅액을 사용하여 파장변환 시트를 형성할 경우 장시간 광원에 노출시 황변 현상이 발생하고 점차적으로 광 투과도가 떨어지는 단점이 있다. 또한 상기의 수지 및 고분자는 내열성이 낮고, 대기 중의 가스 및 수분에 대해 침투를 차단하지 못하므로 장시간 노출 시 함유된 파장변환제의 광열화(photobleach)를 유발하고, 발광 성능 저하를 초래하여 파장변환 효율이 점차적으로 떨어지게 된다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 파장변환 시트 소재로 유리(glass), 실리카(SiO₂) 등의 무기물 매트릭스 사용이 제안되고 있다(J.Non-Crystal.Sol. 357, 2011, 2435~2439). 반면 이러한 무기물은 700℃ 이상의 고온소결이 요구되고, 또한소결과정에서 기판이 변형되거나, 파장 변환제가 변형되거나, 또는 파장변환 박막의 균열이 발생하는 등의 문제가 발생할 수 있다.

상기의 무기물 박막의 고온소결시 문제점을 해결하기 위하여 졸겔 실리카(sol-gel silica)가 사용되기도 하는데(J Luminescence, 2013, 135, 15~19) 이 경우 졸(sol) 전구체가 겔화(gelation)되는 과정에서 상당한 부피 수축(50%이상)이 동반되어 균열 및 부분결함이 발생하므로 결함이 없는 투명 박막을 제작하기 위해서는 가압소결 등의 특별한 조작이 요구된다.

1. 일본공개특허공보 제2013-214427호 2. 미국등록특허공보 제8,563,129호 3. 한국등록특허공보 제10-0682928호 4. 한국등록특허공보 제10-1034473호

1.Journal of Non-Crystalline Solids, 357, 2011, 2435~2439 2. Journal of Luminescence, 2013, 135, 15~19

본 발명은 가시광 투과도 및 광발광 특성이 우수한 코팅 조성물 및 이를 이용하여 제조된 파장변환 시트를 제공하고자 한다.

본 발명의 일 측면은, 용매, 폴리실라잔 및 파장 변환제를 포함하고, 가시광 투과도가 수용액 대비 50% 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물일 수 있다.

상기 폴리실라잔은 화학식 1로 표현될 수 있다:

<화학식 1>

상기 식에서, m 및 n은 1~500 사이의 정수이고,R¹, R², R⁴ 및 R⁵ 는 각각 수소, 메틸, 비닐, 또는 페닐이며, 서로 동일하거나 다르고, R³ 및 R⁶ 는 각각 수소, 트리메틸실릴, 또는 알콕시실릴프로필이며, 서로 동일하거나 다를 수 있다.

폴리실라잔의 함량은 전체 조성물 대비 1~99 부피%일 수 있으며, 파장 변환제의 함량은 폴리실라잔 중량 대비 대비 0.0001~50 중량%일 수 있다.

파장 변환제로는, 방향족, 지환족, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜작용기를 포함하는 유기단량체 및 그 중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상의 유기물 발광체를 사용할 수 있고, 또한 질산계, 탄산계, 할로겐계, 황산계, 산화계, 인산계, 아세테이트, 아세토아세틸 또는 배위 결합된 유기화합물계의 란탄계 화합물 및 전이금속 화합물 중 적어도 하나 이상을 사용할 수 있으며, 또한 입자 크기가 2~40nm 인 CdTe/CdSe, CdS(Se)/CdTe, CdS(Se)/ZnTe, CuInS(Se)/ZnS(Se), Cu(GaIn)S(Se)/ZnS(Se), ZnTe/CdS(Se), GaSb/GaAs, GaAs/GaSb, Ge/Si, Si/Ge, PbSe/PbTe, PbTe/PbSe,CdTe, CdSe, ZnTe, CuInS, CuGaS, Cu(Ga,In)S, CuGaSnS(Se), CuGaS(Se), CuSnS(Se), ZnS, CuInSe. CuGaSe, ZnSe, ZnTe, GaSb, GaAs, Ge, Si, PbSe, PbTe, PbTe 및 PbSe 로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 반도체 나노결정(양자점)을 사용할 수 있고, 또한 입자 크기가 100nm 이하인 산화계, 황화계, 알루미늄계, 할로겐계, 질소계, 실리케이트계의 무기물 나노형광체 분말을 사용할 수 있다.

본 발명의 다른 측면은, 상기 코팅 조성물을 기재 상에 도포하여 경화시킨 것을 특징으로 하는 시트일 수 있으며, 가시광 투과도가 공기 대비 50% 이상일 수 있다. 또한 폴리실라잔 보호층을 더 가질 수 있다. 상기 기재로는 플라스틱, 스텐레스, 유리, 쿼츠, 태양전지, LED 칩 및 섬유 중 어느 하나를 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 경화는 가열, 빛 조사, 상온 배치, 수분주입 및 촉매주입 중 1 이상의 방법을 이용하여 수행할 수 있다.

본 발명에 따른 코팅 조성물은 높은 가시광 투과도를 나타내고, 기재 물질의 표면에 도포하기가 용이하다.

또한, 본 발명에 따른 코팅 조성물을 도포한 후 수분, 고온, 촉매작용, 빛 등의 외부 자극을 가하여 경화함으로써 밀도가 높고 투명한 경화체(박막, 시트 또는 봉지재)를 형성할 수 있다.

또한, 본 발명에서는 폴리실라잔을 채용하였기 때문에 내마모성, 내열성, 내화학성, 내산화성 등이 우수한 투명 박막을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 코팅액 및 시트의 제조 공정을 나타내는 개략도이다.
도 2는 실시예 3에서 사용한 쿠마룬 중합체의 화학 구조식이다.
도 3a는 Y₂O₃:Tb,Yb에 대한 주사전자현미경 사진이고, 도 3b는 ZnO에 대한 투과전자현미경 사진이다.
도 4는 실시예 23의 코팅액으로 제조한 박막에 대한 가시광선 하 및 자외선하에서의 사진이다(도 4a: 가시광선 하, 도 4b: 365nm 파장의 자외선 하).
도 5는 실시예 23의 코팅액으로 제조한 박막의 단면에 대한 주사전자현미경 사진이다.
도 6은 실시예 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21 및 22의 코팅액에 대한 수소 핵자기공명 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 그래프이다(순서대로 도 6a~6j).
도 7은 실시예 1~13, 17 및 24의 코팅액에 대한 광발광 스펙트럼 분석 결과를 나타낸 그래프이다(순서대로 도 7a~7o).
도 8은 실시예 1의 코팅액에 대한 광발광 특성 및 광 투과도 측정 결과이다(도 8a:광 투과도, 도 8b: 광발광).
도 9는 실시예 10 및 실시예 12의 코팅액에 대한 광발광 특성을 나타내는 사진이다(도 9a: 가시광선 하, 도 9b: 254nm 자외선 하, 도 9c: 365nm 자외선 하, 각 좌측 사진은 실시예 10의 코팅액, 우측 사진은 실시예 12의 코팅액).
도 10은 비교예 1~3의 코팅액에 대한 광발광 특성(a) 및 광 투과도(b) 측정 결과를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예 1, 비교예 1~3에 따른 박막의 투과도 측정 결과이다.
도 12는 실시예 1 및 비교예 2의 박막에 대한 사진이다(실시예 1: 도 11a, 비교예 2: 도 11b).
도 13은 실시예 1, 비교예 1, 비교예 2의 박막에 대한 광발광 특성을 도시한 그래프이다.
도 14는 실시예 1 및 비교예 2의 박막에 대한 광열화 특성 분석 결과이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 설명한다. 본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 상기 문제를 해결하기 위하여 광 투과도가 높고, 저온 소결이 가능하며, 경화시 부피 수축이 거의 없는 폴리실라잔 용액을 포함하는 투명 파장변환 코팅 조성물을 제공한다.

도 1에는 본 발명에 따른 코팅 조성물 및 박막의 제조 공정을 개략적으로 나타내었다. 도 1을 참조하면, 용매, 폴리실라잔, 파장 변환제, 촉매 및/또는 결합제, 금속 입자를 혼합한 후 이를 초음파 처리하여 코팅 조성물(코팅액)을 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 코팅 조성물을 기재 상에 도포한 후 경화시켜 박막을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 측면은 용매, 폴리실라잔, 및 파장 변환제를 포함하는 코팅 조성물일 수 있다. 즉, 본 측면의 조성물은 폴리실라잔과 함께 파장 변환제를 포함한다는 점을 특징으로 한다.

용매로는 석유 용매, 방향족, 지환족 용매, 에테르, 할로겐화된 탄화수소, 테르펜 혼합물을 사용할 수 있으며, 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 코팅 조성물 전체 대비 1~99 중량%의 용매를 배합하여 사용할 수 있다. 용매의 함량은 형성하고자 하는 박막의 두께 및 코팅 방법에 따라 적절히 조절할 수 있는데, 용매의 함량이 1 중량% 미만인 경우 코팅액이 수분에 노출시 수분과의 격렬한 반응으로 화재의 위험이 있고, 99.9 중량% 초과인 경우 형성되는 박막의 두께가 너무 얇아 효율적인 파장변환 효과가 발생하지 않을 수 있다.

폴리실라잔은 화학식 1로 표현될 수 있다.

<화학식 1>

상기 식에서,

m 및 n은 1~500 사이의 정수이고,

R¹, R², R⁴ 및 R⁵ 는 각각 수소, 메틸, 비닐, 또는 페닐이며, 서로 동일하거 나 다를 수 있고,

R³ 및 R⁶ 는 각각 수소, 트리메틸실릴, 또는 알콕시실릴프로필이며, 서로 동일하거나 다를 수 있다.

폴리실라잔의 함량은 전체 코팅 조성물 대비 1~99 중량%가 바람직하다.

폴리실라잔은 질소와 실리콘으로 이루어진 고분자 화합물([-SiR₂-NR-]_n)이다. 폴리실라잔은 200℃ 이하의 저온에서 가열, 수분, 촉매작용, 빛 등의 외부 자극으로 인해 산화되고, 그 산화 과정에서 질소가 산소로 부분적으로 또는 전부 치환되어 실리카계[-SiR₂-X-]_n(X= 산소 또는 산소와 질소혼합물) 물질로 변형된다. 경화물인 실리카계 무기물은 투과도가 우수하며, 경화과정에서 부피수축이 적으므로 기판 변형이나 균열 발생이 거의 없는 것이 특징이다. 일차 경화된 물질은 고온 소성, 촉매첨가, 수분 혹은 산소 주입 등의 방법으로 완전 산화되어 순수 실리카로 변형 가능하다.

본 측면에서 파장변환 시트 또는 박막을 제조하기 위하여 폴리실라잔을 포함하는 코팅 조성물을 사용하는 이유는 다음과 같다. 왜냐하면 폴리실라잔으로부터 형성된 파장변환 시트는 광 투과도가 높고, 내열성, 내화학성이 우수하고, 수분 및 산소 투과도가 낮으며, 황변 현상이 없으므로 장시간 태양광 및 조명 등 광원에 노출되어도 광열화(photobleach) 현상이 적고, 또한 발광 효율의 저하도 작기 때문이다. 특히, 폴리실라잔 용액은 가시광 투과도가 80% 이상으로 매우 높고, 유기화합물, 란탄계 및 전이금속 화합물, 반도체 나노결정, 무기물 나노형광체 등의 물질에 대해 용해도 또는 분산도가 높기 때문에 이러한 물질과 혼합하더라도 높은 투명도를 유지할 수 있고, 나아가 이 혼합물을 기재에 도포하여 박막을 제조하거나 또는 시트를 제조하는 경우 그 박막 또는 시트 또한 높은 투명도를 유지할 수 있기 때문이다.

파장 변환제는 하향 변환제와 상향 변환제가 있는데, 하향 변환제는 높은 에너지의 빛을 낮은 에너지의 빛으로 변환하고, 반대로 상향 변환제는 낮은 에너지의 빛을 높은 에너지의 빛으로 변환할 수 있다. 이러한 파장 변환제로는 유기물 발광체, 란탄계 및 전이금속 화합물, 반도체 나노결정, 무기물 나노형광체 분말을 사용할 수 있다.

유기물 발광체로는 방향족 탄화수소, 지환족 탄화수소, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜작용기를 포함하는 유기단량체를 사용할 수 있고, 그 중합체도 사용할 수 있다. 또한 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 구체적으로 이러한 유기물 발광체로는 쿠마린(coumarine), 로다민(rhodamine), 포피린(porphyrin), 프로로센(fluorescein), 루모젠(lumogen), 시아노메텔렌(cyanomethylene) 등이 있으며, 이중 1종 이상을 사용할 수 있다.

란탄계 원소로는 Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb중 1 종 이상을 사용할 수 있으며, 전이금속 원소로는 Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu, Zn 중 1 종 이상을 사용할 수 있다. 이러한 란탄계 및 전이금속 원소 이온의 공급원으로는 질산계, 탄산계, 할로겐계, 황산계, 산화계, 인산계, 아세테이트, 아세토아세틸, 혹은 배위결합된 유기화합물계 화합물을 사용할 수 있다.

반도체 나노결정으로는 CdTe/CdSe, CdS(Se)/CdTe (여기서, CdS(Se)는 CdS에서 S의 일부가 Se로 치환된 것으로 S+Se 합은 1 당량이 된다는 의미이다), CdS(Se)/ZnTe, CuInS(Se)/ZnS(Se), Cu(GaIn)S(Se)/ZnS(Se), ZnTe/CdS(Se), GaSb/GaAs, GaAs/GaSb, Ge/Si, Si/Ge, PbSe/PbTe 또는 PbTe/PbSe 등의 코어/쉘 구조의 반도체 나노결정을 사용할 수 있으며(여기서, CdTe/CdSe 는 코어에 CdTe, 쉘에 CdSe가 존재함을 의미한다), 또한, CdTe, CdSe, ZnTe, CuInS, CuGaS, Cu(Ga,In)S, CuGaSnS(Se), CuGaS(Se), CuSnS(Se), ZnS, CuInSe. CuGaSe, ZnSe, ZnTe, GaSb, GaAs, Ge, Si, PbSe, PbTe, PbTe, PbSe 를 포함하는 반도체 나노결정을 사용할 수 있다. 또한 이들을 조합하여 사용할 수도 있다. 반도체 나노결정의 크기는 2~40nm 가 바람직하다.

무기물 나노형광체 분말로는 입자 크기가 100nm 이하인 산화계, 황화계, 알루미늄계, 할로겐계, 질소계, 실리케이트계 분말을 사용할 수 있다. 이러한 무기물 나노형광체 분말의 소재로는, 예를 들면, (AE)Ga₂S₄:Eu² ⁺, (AE)S:Eu² ⁺, (AE)M₂O₄:Eu²⁺(AE는 알칼리토금속으로 Ba, Ca, Sr 중 적어도 하나이며, M은 Si, Ge 중 적어도 하나임), Y₃Al₅O₁₂:Ce³ ⁺(이하 YAG), LaPO₄:Eu, LaVO₄:Eu, NaYF₄:Er,Yb, ZnO, Y₂O_3:Eu(및/또는 Tb), CaSiAlN₃, SrSN₂ 등이 있으며, 이중 1종 이상을 사용할 수 있다.

이들 파장 변환제는 코팅 조성물 전체 대비 0.0001~50 중량% 배합하여 사용할 수 있다. 파장 변환제가 0.0001 중량%보다 적은 경우 파장변환의 효율이 떨어지므로 파장변환 시트로 적용하기 어렵고, 50 중량%보다 많은 경우 양질의 경화막을 얻기가 어렵고, 광 투과도가 저하될 수 있다.

본 측면에 따른 코팅액은 투명한 것을 특징으로 한다. 투명한 코팅액을 이용하여 투명한 박막을 형성할 수 있고, 이를 이용하는 경우 광변환 효율을 향상시킬 수 있다. 코팅액의 투과도는 혼입된 파장 변환제의 입자 크기 및 용해도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 란탄계 화합물, 전이금속 화합물, 유기물 발광체는 용해도 이하의 농도로 용해함으로써 투명한 코팅액을 마련할 수 있고, 반도체 나노결정과 무기물 나노형광체 분말은 100 nm이하의 작은 크기의 입자를 사용함으로써 투명한 코팅액을 마련할 수 있다. 반도체 나노결정과 무기물 나노형광체 분말과 같이 용해되지 않는 입자가 용매에 분산되어 있는 경우 입자 크기의 4배 이하의 크기의 파장영역에 대해서 빛을 투과하지 않고 반사하는 성질이 있으므로, 입자 크기가 클 경우 코팅액은 불투명하게 보인다. 예를 들면, 100 nm 크기의 입자의 경우는 그 크기의 4배에 해당하는 400 nm 파장을 경계로 그 파장 이하의 빛은 반사하고 그 파장 이상의 빛은 투과하게 된다. 따라서 가시광과 적외선 파장 영역에서 높은 투과도를 가지는 코팅액을 제조하기 위해서 분산되어 있는 입자는 그 크기가 100 nm이하의 작은 입자여야 한다.

본 측면에 따른 코팅액의 투과도는 바람직하게는 수용액 대비 50% 이상일 수 있으며, 더 바람직하게는 60% 이상일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 70% 이상, 더욱 더 바람직하게는 80% 이상일 수 있다.

본 측면의 코팅 조성물에는 첨가제가 더 함유될 수 있다. 첨가제로는 경화 촉매, 결합제, 금속 입자 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다.

경화 촉매는 200℃ 이하의 온도에서 코팅 조성물의 경화를 촉진시켜 폴리실라잔이 실리카로 전환되는 경화과정을 돕는 역할을 하며, 이러한 경화 촉매에는 대표적으로 유기 염기 촉매 및 금속 촉매가 있다.

유기 염기 촉매로는 N,N'-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘), 비스(2-디메틸아미노에틸)에테르, N,N'-디메틸피페라진, 4-(디메틸아미노)피리딘, N,N'-디메틸시클로헥실아민, N,N-디메틸벤질아민, N,N,N',N',N˝-펜타메틸디에틸렌트리아민, N,N-디메틸세틸아민, 트리헥실아민, 트리에틸아민, 에틸렌디아민 등의 아민류를 사용할 수 있다. 이들을 단독으로 또는 조합하여 사용할 수 있다. 코팅 조성물 전체 대비 0.1~5 중량%의 유기 염기 촉매를 배합하여 사용할 수 있다. 0.1 중량% 미만의 경우 촉매활성이 저하될 수 있으며, 5 중량% 초과의 경우 파장 변환층의 투과도 저하를 초래할 수 있다.

금속 촉매로는 팔라디움, 플래티늄, 로듐, 니켈, 이리듐, 루테늄, 오스뮴, 코발트 등 금속을 포함하는 유기산 착물, 무기산 착물 또는 유기금속 화합물을 사용할 수 있다. 또한 금속 촉매로 금속 미립자 또는 금속 미립자를 형성할 수 있는 전구체를 사용할 수도 있다. 코팅 조성물 전체 대비 0.01~1 중량%의 금속 촉매를 배합하여 사용할 수 있으며, 금속 촉매의 함량이 0.01 중량% 미만의 경우 촉매활성이 저하될 수 있으며, 1 중량% 초과의 경우 파장 변환층의 광 투과도가 저하될 수 있다.

결합제에 의하여 기재와 경화체 사이의 접착력이 향상될 수 있는데, 이러한 결합제로는 3-아미노프로필(트리에톡시실란), N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리에톡시실란, N-(3-에톡시실릴프로필)-4,5-디하이트로이미다졸, 3-아미노프로필(메틸디에톡시실란), 비닐트리에톡시실란, 트리플르오르프로필트리메톡시실란, 시아노에틸트리메톡시실란, 메타아크릴로일프로필트리에톡시실란, (3-아크릴로일프로필)트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 3-이소시아나토프로필트리에톡시실란, 또는 이들을 조합하여 사용할 수 있다. 결합제는 코팅 조성물 전체 대비 0.1~5 중량% 배합하여 사용하는 것이 바람직하며, 결합제가 0.1 중량% 보다 적으면 기재와 경화체 사이의 접착력이 향상되지 않으며, 결합제가 5 중량% 보다 많으면 파장 변환층의 투과도가 저하되거나 양질의 박막 형성이 어려울 수 있다.

금속 입자는 파장 변환제와 함께 사용하여 파장 변환제의 파장변환 효율을 증진시키는 역할을 하며, 이는 금속 입자가 그 표면에서 표면 프라스몬 공명(surface plasmon resonance, SPR) 현상에 의해서 근접한 파장 변환제의 발광을 증폭시키는 현상에 의한 것이다. 이러한 금속 입자로는 금, 은, 백금, 구리 입자 등이 있으며 이들의 표면에서 표면 프라스몬 공명이 일어날 수 있도록 모양과 크기가 제어될 수 있다.

본 발명의 다른 측면은 앞 측면의 코팅 조성물을 이용하여 제조된 파장변환 박막일 수 있다.

파장변환 박막의 두께는 바람직하게 10 nm 내지 10 cm 이며, 더욱 바람직하게는 10 nm 내지 1cm, 더욱 바람직하게는 100 nm 내지 500㎛ 일 수 있다.

파장변환 박막의 투과도는 바람직하게는 공기 대비 50% 이상일 수 있으며, 더 바람직하게는 60% 이상일 수 있고, 더욱 더 바람직하게는 70% 이상일 수 있다.

용매, 폴리실라잔, 파장 변환제, 및/또는 첨가제를 혼합한 후 이를 초음파 처리하여 코팅 조성물(코팅액)을 제조하고, 이렇게 제조된 코팅 조성물을 기재 상에 도포한 후 경화시켜 박막을 형성할 수 있다. 기재 상에 코팅 조성물을 도포하는 방법으로는, 이에 제한되는 것은 아니나, 닥터 블레이드코팅법, 스크린 코팅법, 스핀 코팅법, 스프레이 코팅법, 페인트 코팅법 등의 비진공형 박막 공정을 이용할 수 있다. 기재로는, 이에 제한되는 것은 아니나, 플라스틱, 스텐레스스틸, 유리, 쿼츠, 태양전지, LED 칩, 섬유 등을 사용할 수 있다.

본 측면의 박막은 복수 개의 층으로 구성될 수 있다. 즉 제1 조성을 가지는 코팅액을 이용하여 제1 박막을 형성하고, 제1 조성과 다른 제2 조성을 가지는 코팅액을 이용하여 제1 박막 위에 제2 박막을 형성할 수 있다.

또한, 본 측면의 박막 위에 파장 변환제를 포함하지 않는 폴리실라잔 용액을 코팅하여 보호막을 형성할 수 있다. 이렇게 함으로써 본 측면에 따른 파장변환 박막의 수명이 향상될 수 있다.

이하에서는, 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명에 대하여 보다 자세하게 설명한다. 하지만 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1~24

코팅 조성물의 제조

유리용기에 퍼하이드로폴리실라잔 용액 0.8g, 디부틸에테르 3.2g을 첨가하고, 표 1에 나타낸 조성대로 파장 변환제 및 첨가제를 투입한 후 밀봉하고, 균질 용액이 얻어질 때까지 초음파 수조에서 초음파 처리하여 코팅 조성물을 얻었다.

	코팅액의 조성			코팅액의 투과도(%)
	파장변환제 1	파장변환제 2	첨가제(g)	코팅액의 투과도(%)
실시예 1	쿠마린6, 0.0005 g	-	-	98.8
실시예 2	로다민6G, 0.001 g	-	-	99.0
실시예 3	쿠마린 고분자, 0.001 g	-	-	92.2
실시예 4	쿠마린6 0.0005 g	로다민 B 0.001 g	-	99.0
실시예 5	CdSe 490nm 발광나노입자 0.001 g	-	클로로포름 0.1 g	99.8
실시예 6	CdSe 620nm 발광나노입자 0.001 g	-	헥산 0.1 g	99.7
실시예 7	Y₂O₃:Tb,Yb나노입자0.01 g	-	헥산 0.1 g	91.2
실시예 8	ZnO나노입자0.01 g	-	헥산 0.1 g	92.8
실시예 9	Y₂O₃:Tb,Yb나노입자0.01 g	ZnO나노입자0.01 g	헥산 0.2 g	92.1
실시예 10	Tb(thd)₃ 0.05 g	-	-	98.9
실시예 11	쿠마린6, 0.0005 g	CdSe 490nm 발광나노입자 0.001 g	클로로포름 0.1 g	99.0
실시예 12	Eu(thd)₃ 0.05g	-	-	97.9
실시예 13	Tb(thd)₃ 0.01g	Eu(thd)3 0.01g	-	98.7
실시예 14	Y(OiPr)₃ 0.150g	-	톨루엔 0.600g	99.4
실시예 15	Ce(acac)₃ 0.01g	-	-	99.9
실시예 16	Ce(acac)₃ 0.01g	Tb(thd)3 0.010g	-	99.5
실시예 17	Cr(acac)₃ 0.01g	-	-	99.4
실시예 18	Ti(OBu)₄ 0.20g	-	-	97.3
실시예 19	Zn(OAc)₂ 0.01g	-	-	98.9
실시예 20	Tb(thd)₃ 0.01g	-	톨루엔 0.600g	99.3
실시예 21	Tb(thd)₃ 0.05g	-	TMBP 0.0980g	98.7
실시예 22	Tb(thd)₃ 0.05g	-	APTES 0.200g	98.5
실시예 23	Tb(thd)₃ 0.20g	-	-	97.4
실시예 24	Tb(thd)₃ 0.20g	-	금나노입자(10nm), 0.01 g	96.0

실시예에서 사용된 각 물질은 다음과 같다.

폴리실라잔으로 용액으로는, 6,000~8,000의 분자량을 가지는 퍼하이드로폴리실라잔이 디부틸에테르에 20 중량% 용해되어 있는 퍼하이드로폴리실라잔 고분자 용액(디엔에프, 제품번호:DNFMJ11)을 사용하였다.

유기물 발광체로는 쿠마린 6(coumarin 6)(Aldrich, 제품번호:442631)과 로다민 6G(rhodamine 6G)(Aldrich, 제품번호: 83697)을 구입하여 사용하였고, 쿠마린 고분자(poly coumarin)로는 도 2와 같은 화학 구조를 가지는 고분자를 직접 제조하여 사용하였다.

반도체 나노결정(혹은 양자점)으로는 CdSe 나노입자(nanosquare사)를 구입하여사용하였다.

무기물 나노형광체 분말로는 Y₂O₃:Tb,Yb 나노분말(평균입경 70 nm)과 ZnO 나노분말(평균입경 10 nm)을 직접 제조한 후 이를 헥산에 분산하여 사용하였다(Y₂O₃:Tb,Yb는 Y₂O₃에 Tb 및 Yb가 도핑되어 있음을 의미한다). 각각의 분말에 대한 주사전자현미경과 투과전자현미경 사진을 도 3a와 도 3b에 나타내었다.

터븀 이온(Tb³ ⁺)의 공급원으로는 터븀(III) 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄다이오네이트(Aldrich, 제품번호 434051, 이하 'Tb(thd)₃'라 함) 및 질산화 터븀(III) 수화물(Alfa Aesar, 제품번호 74103)을 사용하였다. 유로피움 이온(Eu³ ⁺)의 공급원으로는 트리스(2,2,6,6-테트라메틸-3,5-헵탄다이오나토)유로피움(III)(TCI, 제품번호 T1265, 이하, 'Eu(thd)₃'라 함)을 사용하였다. 이트륨 이온(Y³ ⁺)의 공급원으로는 이트륨(III) 트리스(이소프로폭사이드)(Yⁱ(OPr)₃)(Aldrich)를사용하였다. 세륨 이온(Ce³ ⁺)의 공급원으로는 세륨(III) 트리스(아세틸아세토네이트)수화물(Ce(C₅H₇O₂)_3ㆍxH₂O, Ce(acac)_3ㆍxH₂O)(Aldrich)을 사용하였다. 크롬 이온(Cr³ ⁺)의 공급원으로는 크로뮴(III) 트리스(아세틸아세토네이트)(Cr(C₅H₇O₂)₃, Cr(acac)₃)(Aldrich)를사용하였다. 티타늄 이온(Ti⁴⁺)의 공급원으로는 티타늄(IV) 부톡사이드(Ti(OC₄H₉)₄, Ti(OBu)₄)(Aldrich)를사용하였다. 아연 이온(Zn²⁺)의 공급원으로는 아세틸아연(Zn(COOCH₃)_2,Zn(OAc)₂)(Aldrich)을 사용하였다.

헥산, 디부틸에테르, 클로로포름, 톨루엔은 대정화금(주)의 제품으로 순도 99% 이상인 것을 사용하였다.

첨가제로는 N,N'-트리메틸렌비스(1-메틸피페리딘)(TMBP)와 3-아미노프로필(트리에톡시실란)(APTES)을 사용하였다.

금속 입자 첨가제로는 10 nm 입경의 금 나노입자 콜로이드 용액(Sigma, 제품번호: G1527)을 구입하여 용매를 헥산으로 치환하여 사용하였다.

파장변환 박막의 제조

1cm×1cm 크기의 유리 기판(Knittel Glaser 제품, 1.0 mm 두께)의 가장자리에 스카치 테이프(3M, Cat 122A)를 부치고 표 1의 코팅액 중 실시예1의 쿠마린6(coumarin 6)를 포함하는 코팅액 200㎕를 떨어뜨린 후 블레이드(Dorco사)를 사용하여 균일하게 도포하였다. 제조된 투명 박막을 95℃ 오븐에서 2시간 동안 열처리하여 1차 경화가 완료된 투명 박막을 제조하였다. 이때 경화를 촉진하기 위하여 오븐 내에 증류수 접시를 같이 넣어 상대습도를 90% 이상 유지하였다. 1차 경화가 완료된 투명 박막은 150℃ 오븐에서 2시간 동안 열처리를 하여 2차 경화가 된 투명 박막을 제조하였다. 경화 과정에서 상기와 같이 95℃저온의 경화와 150℃ 고온의 경화를 순차적으로 진행할 수도 있고, 저온의 경화를 장시간 진행하여 완전 경화를 유도할 수 있으나, 경화를 처음부터 150℃ 이상 고온에서 처리할 경우 폴리실라잔의 빠른 변형으로 인해 박막의 균열이 발생할 수 있다.

제조한 박막들은 모두 투명함을 보였으며, 그 중 대표적인 예로 실시예 23의 코팅액으로 제조한 박막의 가시광선 및 자외선(UV lamp(VilerberLourmat사), 365nm) 하에서의 사진을 도 4에 나타내었다(도 4a: 가시광선 하, 도 4b: 365nm 파장의 자외선 하).

또한, 같은 박막의 단면에 대하여 주사전자현미경(SEM, FEI사,모델명 XL-30 EFG)으로 관찰하였고, 그 결과를 도 5에 나타내었다.

비교예 1

파장변환제를 포함한 실리카( TEOS ) 코팅액 제조

쿠마린6(coumarin 6) 0.0005g을 뚜껑이 있는 건조된 유리용기에 담고 에탄올용액 3.0g과 TEOS 원액(tetraethyl orthosilicate)(Aldrich, 제품 번호: 131903) 0.8g을 혼합하여 균질용액을 형성한 후 증류수 0.2g을 첨가하였다. 혼합액을 80℃ 수조에서 3시간 교반하여 실리카계 코팅액을 제조하였다.

실리카 박막의 제조

1cm×1cm×1.0 mm 크기의 유리 기판(Knittel Glaser 제품)의 가장자리에 스카치 테이프(3M, Cat. No. 122A)를 붙인 후, 상기 TEOS 코팅액 200㎕를 떨어뜨리고 블레이드(Dorco사)를 사용하여 균일하게 도포하였다. 제조된 투명 박막을 95℃ 오븐에서 24시간 동안 열처리하여 경화된 실리카 박막을 제조하였다.

비교예 2

파장 변환제를 포함한 실리콘계 고분자( PDMS ) 코팅액 제조

뚜껑이 있는 건조된 유리용기에 PDMS 코팅액 원액(polydimethylsiloxane)(Dow Corning사의 Sylgard 184)과 경화액을 10:1 중량비로 혼합하여 첨가하고, 테트라하이드로퓨란 용매를 첨가하여 20 중량%의 용액으로 희석하였다. 혼합 용액 4.0g에 쿠마린6(coumarin 6) 0.0005g을 첨가하고 용해될 때까지 초음파 수조에서 초음파 처리하여, 쿠마린6(coumarin 6)을 함유한 실리콘계 고분자 코팅액을 제조하였다.

고분자( PDMS ) 박막 제조

1cm×1cm 크기의 유리 기판(Knittel Glaser 제품, 1.0 mm 두께)의 가장자리에 스카치 테이프(3M, Cat 122A)를 붙이고 상기 PDMS 코팅액 200㎕를 떨어뜨린 후 블레이드(Dorco사)를 사용하여 균일하게 도포하였다. 제조된 투명 박막을 95℃ 오븐에서 24시간 동안 열처리하여 경화된 고분자 파장변환 박막을 제조하였다.

비교예 3

YAG 황색 형광체를 포함하는 폴리실라잔 코팅액 제조

상기 실시예 1에서 사용한 퍼하이드로폴리실라잔 고분자 용액에 YAG:Ce 황색 형광체(㈜대주전자재료, 제품번호: DLP-1217WY)를 첨가하여 아래와 같이 코팅액을 제조하였다. 유리용기에 퍼하이드로폴리실라잔 용액 0.8g, 디부틸에테르 3.2g을 첨가하고 YAG:Ce 황색 형광체 분말 0.01 g을 첨가하였다. 혼합 용액을 초음파 수조에서 초음파 처리하여 코팅액을 제조하였다.

YAG 폴리실라잔박막 제조

1cm×1cm 크기의 유리 기판(Knittel Glaser 제품, 1.0 mm 두께)의 가장자리에 스카치 테이프(3M, Cat 122A)를 부치고 상기 YAG:Ce 코팅액 200㎕를 떨어뜨린 후 블레이드(Dorco사)를 사용하여 균일하게 도포하였다. 제조된 박막은 상기 실시예 1과 같이 1차 경화와 2차 경화를 통해 경화된 박막으로 제조하였다.

[코팅액의 특성 평가]

<코팅액의 수소 핵자기공명(H-NMR) 스펙트럼>

코팅액의 혼합물 특성을 파악하기 위해서 CDCl3(99.80% D) NMR 용매(0.4 ml, Euriso top)에 코팅액(50㎕)을 혼합하여 300MHz Bruker NMR 장비를 이용하여 수소 핵자기공명(H-NMR) 스펙트럼 분석을 실시하였다. 실시예 10, 12, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 21 및 22의 코팅액에 대한 분석 결과를 도 6에 순서대로 나타내었다(도 6a 내지 도 6j). 도 6를 참조하면, 0.5 ppm 에서 5.0 ppm 사이에 퍼하이드로폴리실라잔에 해당하는 수소 스펙트럼과 각 파장 변환제에 해당하는 수소 스펙트럼이 겹쳐서 보이는 것을 확인할 수 있다.

<코팅액의 광발광(photoluminescence) 스펙트럼>

코팅액의 광발광 특성을 확인하기 위하여 코팅액을 10mm×10mm 쿼츠셀(quartz cell)에 넣고 광발광 분광기(Perkin Elmer사, 모델명 LS50B)를 이용하여 광발광 스펙트럼 분석을 실시하였다. 실시예 1~13 및 17, 24의 코팅액에 대한 분석결과를 도 7에 순서대로 나타내었다(도 7a 내지 도 7o). 이때 광원으로는 350~480nm 영역의 여기 광원을 사용하였다. 이러한 결과로부터 함유된 파장 변환제의 발광특성에 따라 다른 발광스펙트럼이 얻어지는 것을 확인할 수 있다.

<코팅액의 투과도>

코팅액의 투과도를 분석하기 위하여, 코팅액을 10mm x 10mm 쿼츠셀(quartz cell)에 넣고 UV-Vis 분광기(Varian사, 모델명 Cary 100)를 이용하여, 500~700nm 영역에서 투과 스펙트럼 분석을 실시하였다. 코팅액의 광 투과도 결과를 표 1에 나타내었다. 투과율은 수용액(100% 투과율)을 기준으로 하여 상대적인 값으로 나타내었다. 표 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모든 코팅액은 500~700nm 가시광선 영역에서는 90% 이상의 투과도를 가지고 있음을 확인할 수 있다.

대표적으로, 실시예 1의 코팅액에 대한 광발광 특성 및 광 투과도 측정 결과를 도 8에 나타내었다(도 8a: 광 투과도, 도 8b: 광 발광).

대표적으로, 실시예 10과 실시예 12의 코팅액에 대한 광발광 특성을 나타내는 가시광선 및 자외선 하에서의 사진을 도 9에 나타내었다(도 9a: 가시광선 하, 도 9b: 254nm 자외선 하, 도 9c: 365nm 자외선 하). 각 사진에서 좌측 시편은 실시예 10의 코팅액, 우측 시편은 실시예 12의 코팅액에 대한 것이다.

비교예 1~3의 코팅액에 대한 광발광 특성 및 광 투과도 측정 결과를 도 10에나타내었다(도 10a: 광발광 특성, 도 10b: 광 투과도). 비교예 1 및 2의 코팅액은 높은 광 투과도를 보였으나, 비교예 3의 코팅액은 불투명하였으며 광 투과도가 10% 이하로 측정되었다.

[박막의 특성 평가]

<박막의 투과도>

실시예 1, 비교예 1~3에 따른 박막의 투과도를 UV-Vis 분광기(Varian사의 모델명 Cary 100)를 이용하여 측정하였고, 그 결과를 도 11에 비교하여 도시하였다. 도 11을 참조하면, 실시예 1의 박막은 공기 대비 약 90% 이상의 투과도를 나타내며, 비교예 1의 실리카계 박막은 약 46%의 투과도를 나타내며, 비교예 2의 고분자(PDMS) 박막은 약 70%의 투과도를, 비교예 3의 YAG:Ce 박막은 0%의 투과도를 나타내었다.

도 12에는 실시예 1의 박막과 비교예 2의 박막에 대한 사진을 나타내었다(실시예 1: 도 12(A), 비교예 2: 도 12(B)). 도 12를 참조하면, 비교예 2의 실리카계 박막의 경우, 도포된 박막이 경화되는 과정에서 50% 이상의 부피수축으로 인하여 심한 균열과 박리가 발생하였으며, 이로 인하여 투과도가 낮아졌음을 확인할 수 있다.

<박막의 광발광(photoluminescence) 특성>

도 13에는 실시예 1에 따른 박막과 비교예 1 및 2에 따른 박막의 발광 특성을 함께 도시하였다. 도 13를 참조하면, 실시예 1의 박막의 경우 발광 특성이 비교예 1에 비해 약 6배, 비교예 2에 비해 약 50배 우수하다는 점을 확인할 수 있다.

<박막의 광열화(photobleach) 특성>

실시예 1의 박막과 비교예 2의 박막을 가시광에 노출시킨 후 광발광 스펙트럼의 변이를 관찰하여 광열화 특성을 평가하였다(비교예 1의 박막은 도 12와 같이 균열과 박리 현상이 심각하여 광열화 특성을 평가하기 어려움). 각각의 파장변환 박막을 메탈-할로겐 램프(380~700nm 파장)가 장치된 반응기에 위치시키고 가시광에 노출시켰다. 각 박막은 램프의 20cm 아래에 위치시키고, 반응기의 온도는 35℃로 유지하였다. 시간 경과에 따라 λ_max에 해당하는 493nm에서의 발광 세기를 측정하였으며, 그 결과를 도 14에 도시하였다. 도 14를 참조하면, 실시예 1의 박막은 광열화가 거의 발생하지 않았으나, 비교예 2의 경우 시간의 경과에 따라 지속적으로 광열화가 발생하여 약 100시간 이후에는 거의 발광 현상이 나타나지 않음을 확인할 수 있다. 비교예 1의 경우에는 박막에 균열이 생김으로 인하여 광열화는 측정 불가하였다.

본 발명에서 사용한 용어는 특정한 실시예를 설명하기 위한 것으로, 본 발명을 한정하고자 하는 것이 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하지 않는 한, 복수의 의미를 포함한다고 보아야 할 것이다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소 또는 이들을 조합한 것이 존재한다는 것을 의미하는 것이지, 이를 배제하기 위한 것이 아니다. 본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.

Claims

용매, 폴리실라잔 및 파장 변환제를 포함하고, 가시광 투과도가 수용액 대비 50% 이상인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 폴리실라잔은 화학식 1로 표현되는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물:
<화학식 1>

상기 식에서,
m 및 n은 1~500 사이의 정수이고,
R¹, R², R⁴ 및 R⁵ 는 각각 수소, 메틸, 비닐, 또는 페닐이며, 서로 동일하거나 다르고,
R³ 및 R⁶ 는 각각 수소, 트리메틸실릴, 또는 알콕시실릴프로필이며, 서로 동일하거나 다르다.
제1항에 있어서, 상기 폴리실라잔의 함량은 전체 조성물 대비 1~99 부피%인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 파장 변환제는 란탄계 화합물 및 전이금속 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제4항에 있어서, 상기 란탄계 화합물 및 전이금속 화합물은 질산계, 탄산계, 할로겐계, 황산계, 산화계, 인산계, 아세테이트, 아세토아세틸, 혹은 배위결합된 유기화합물계를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 파장 변환제는 유기물 발광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제6항에 있어서, 상기 유기물 발광체는 방향족, 지환족, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜 작용기를 포함하는 유기단량체 및 그 중합체로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 파장 변환제는 입자 크기가 2~40nm인 반도체 나노결정을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제8항에 있어서, 상기 반도체 나노결정은 CdTe/CdSe, CdS(Se)/CdTe, CdS(Se)/ZnTe, CuInS(Se)/ZnS(Se), Cu(GaIn)S(Se)/ZnS(Se), ZnTe/CdS(Se), GaSb/GaAs, GaAs/GaSb, Ge/Si, Si/Ge, PbSe/PbTe, PbTe/PbSe,CdTe, CdSe, ZnTe, CuInS, CuGaS, Cu(Ga,In)S, CuGaSnS(Se), CuGaS(Se), CuSnS(Se), ZnS, CuInSe. CuGaSe, ZnSe, ZnTe, GaSb, GaAs, Ge, Si, PbSe, PbTe, PbTe 및 PbSe로 이루어진 그룹에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 파장 변환제는 입자 크기가 100nm 이하인 무기물 나노형광체 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제10항에 있어서, 상기 무기물 나노형광체 분말은 산화계, 할로겐계, 질소계, 및 실리케이트계 분말 중 1 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 파장 변환제의 함량은 상기 폴리실라잔 중량 대비 대비 0.0001~50 중량%인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 상기 용매는 석유 용매, 방향족, 지환족 용매, 에테르, 할로겐화된 탄화수소 또는 테르펜 혼합물 또는 이들의 혼합물인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항에 있어서, 경화 촉매, 결합제 및 금속 입자를 더 포함하고, 상기 경화 촉매, 결합제 및 금속 입자의 전체 함량은 전체 코팅 조성물 대비 0.0001~10 중량% 인 것을 특징으로 하는 코팅 조성물.
제1항의 코팅 조성물을 기재 상에 도포하여 경화시킨 것을 특징으로 하는 박막.
제15항에 있어서, 상기 기재는 플라스틱, 스텐레스, 유리, 퀄츠, 태양전지, LED 칩 및 섬유 중 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 박막.
제15항에 있어서, 가시광 투과도가 공기 대비 50% 이상인 것을 특징으로 하는 박막.
제15항에 있어서, 폴리실라잔 보호층을 더 가지는 것을 특징으로 하는 박막.
제15항에 있어서, 상기 경화는 가열, 빛 조사, 상온 배치, 수분주입 및 촉매주입 중 1 이상의 방법을 이용하여 수행되는 것을 특징으로 하는 박막.