KR20160094890A - 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160094890A
KR20160094890A KR1020160012564A KR20160012564A KR20160094890A KR 20160094890 A KR20160094890 A KR 20160094890A KR 1020160012564 A KR1020160012564 A KR 1020160012564A KR 20160012564 A KR20160012564 A KR 20160012564A KR 20160094890 A KR20160094890 A KR 20160094890A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
phosphor
color conversion
light
conversion film
emission
Prior art date
Application number
KR1020160012564A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101817415B1 (ko
Inventor
신동목
안병인
김나리
이호용
김지호
서주연
Original Assignee
주식회사 엘지화학
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지화학 filed Critical 주식회사 엘지화학
Publication of KR20160094890A publication Critical patent/KR20160094890A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101817415B1 publication Critical patent/KR101817415B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K11/00—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials
    • C09K11/06—Luminescent, e.g. electroluminescent, chemiluminescent materials containing organic luminescent materials
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133621—Illuminating devices providing coloured light
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/80—Constructional details
    • H10K50/84—Passivation; Containers; Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K85/00—Organic materials used in the body or electrodes of devices covered by this subclass
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133614—Illuminating devices using photoluminescence, e.g. phosphors illuminated by UV or blue light
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133624—Illuminating devices characterised by their spectral emissions
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F2201/00—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00
    • G02F2201/08—Constructional arrangements not provided for in groups G02F1/00 - G02F7/00 light absorbing layer

Abstract

본 명세서에 기재된 발명은 수지 매트릭스; 및 유기 형광체를 포함하는 색변환 필름으로서, 상기 유기 형광체는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하고, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 60 nm 이하, 스톡쉬프트가 30 nm 이하인 색변환 필름, 이의 제조방법 및 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

Description

색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 {COLOR CONVERSION FILM AND BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY APPRATUS COMPRISING THE SAME}
본 출원은 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 출원은 2015년 1월 31일에 한국 특허청에 제출된 특허출원 제10-2015-0015708의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.
TV의 대면적화와 함께 고화질화, 슬림화, 고기능화가 이루어지고 있다. 고성능, 고화질의 OLED TV는 여전히 가격 경쟁력이 문제점이며, 이에 따라 아직 본격적인 시장은 열리지 않고 있다. 따라서, LCD로 OLED의 장점을 유사하게 확보하려는 노력이 계속 되고 있다.
상기 노력의 하나로서, 최근 양자점 관련 기술 및 시제품이 많이 구현되고 있다. 그러나, 카드뮴 계열의 양자점은 사용 제한 등의 안전성 문제가 있으므로, 상대적으로 안전성 이슈가 없는 카드뮴이 없는 양자점을 적용한 백라이트 제조에 관심이 모이고 있다.
본 출원은 색재현율 및 휘도 특성이 우수한 색변환 필름, 이의 제조방법, 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛, 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는 수지 매트릭스; 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산된 유기 형광체를 포함하는 색변환 필름으로서, 상기 유기 형광체는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하고, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 60 nm 이하, 스톡쉬프트가 30 nm 이하인 색변환 필름을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는, 전술한 실시상태에 있어서, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖고, 상기 제2 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 490~540 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는. 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 색변환 필름은 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 490~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는. 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 색변환 필름은 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는, 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 제1 형광체가 상기 제2 형광체의 여기된 상태의 전자 중 적어도 일부를 전달받는 것이거나, 상기 제1 형광체의 흡수 파장 중 적어도 일부가 상기 제2 형광체의 발광 파장 중 적어도 일부와 중첩된다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서 상기 제1 형광체와 상기 제2 형광체는 필름 상태에서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 상이하다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시, 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭이 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭 보다 좁다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 발광 파장은 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 최대 흡수 파장을 포함한다. 특히 제1 형광체의 최대 흡수 파장과 제2형광체의 최대 발광 파장은 30nm 이내에 존재하는 것이 바람직하다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 서로 상이한 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하는 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 기재 상에 코팅하는 단계; 및 상기 기재 상에 코팅된 수지 용액을 건조하는 단계를 포함하는 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 서로 상이한 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하는 유기 형광체를 수지와 함께 압출하는 단계를 포함하는 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름의 제조방법을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 상기 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들의 색변환 필름에 따르면, 제1 형광체가 제2 형광체의 여기된 상태의 전자 중 적어도 일부를 전달받거나 제2 형광체가 방출한 광을 흡수하여 제1 형광체의 발광 효율을 높일 수 있다. 이에 의하여 제1 형광체가 색재현율을 높일 수 있는 형광체인 경우, 제2 형광체에 의한 색재현율 저하가 거의 없으면서, 비교적 적은 양의 제1 형광체에 의하여 색재현율 향상을 극대화할 수 있다. 또한, 상기 제1 형광체의 흡광 파장이 좁아서 광원으로부터 나오는 청색 광을 충분히 흡수할 수 없는 경우에도, 상기 제2 형광체를 통하여 제1 형광체의 발광 효율을 극대화할 수 있다.
도 1은 무기 LED의 발광 파장을 도시한 것이다.
도 2는 BODIPY 구조를 갖는 화합물의 다양한 용매에서의 흡수 파장과 발광 파장 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 3은 실시예 1에서 사용된 제1 및 제2 형광체의 필름 형성 전 측정한 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 4 및 도 5는 각각 실시예 1 및 실시예 2에서 제조된 제1 및 제2 형광체를 포함하는 색변환 필름의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 6는 비교예 1 및 2에서 제조된 제1 형광체만을 포함하는 색변환 필름의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 7은 실시예 3 에서 제조된 색변환 필름의 발광 스펙트럼 측정 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 비교예 3 내지 5 에서 제조한 색변환 필름의 발광 스펙트럼을 나타낸 것이다.
도 9는 본 출원의 일 실시상태에 따른 색변환 필름을 백라이트에 적용한 모식도이다.
도 10은 본 출원의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치의 구조를 예시한 모식도이다.
본 출원의 일 실시상태는 수지 매트릭스; 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산된 유기 형광체를 포함하는 색변환 필름으로서, 상기 유기 형광체는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하고, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 60 nm 이하, 스톡쉬프트가 30 nm 이하인 색변환 필름을 제공한다. 여기서, 스톡 쉬프트(Stock shift)는 형광체의 최대 흡수 파장과 최대 발광 파장의 차이를 의미하는 것이다. 스톡 쉬프트를 측정하기 위하여, 최대 흡수 파장은 UV-VIS spectrometer 를 적용해서 각 파장별 흡수량을 측정하여 얻을 수 있고, 최대 발광 파장은 Photo Luminescence Spectrometer 를 적용해서 특정 파장의 빛을 조사했을 때 각 파장별 발광 강도를 측정하여 얻을 수 있다. 상기 실시상태에 있어서, 제1 형광체는 반치폭이 60 nm으로 낮아 색재현율 향상에 도움이 될 뿐만 아니라, 추가의 제2 형광체를 사용함으로써, 제1 형광체의 스톡 쉬프트가 30 nm 이하로 작은 경우에도, 제2 형광체가 450 nm에서 발광 피크를 갖는 청색 광을 흡수하여 제1 형광체에 에너지를 전달하는 역할을 할 수 있다. 상기 제1 형광체의 발광 피크의 반치폭은 작을수록 좋다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태에 있어서, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖고, 상기 제2 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 490~540 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는다.
상기 제1 형광체는 450 nm 파장의 발광 피크를 갖는 빛을 조사하였을 때, 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖고, 상기 제2 형광체는 450 nm 파장의 발광 피크를 갖는 빛을 조사하였을 때, 490~540nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는다. 이 실시상태에 따르면, 광 조사시 상기 제1 형광체는 상기 제2 형광체 중의 여기된 상태의 전자 또는 제2 형광체로부터 발광된 광을 흡수할 수 있다. 이 경우, 제1 형광체의 발광 피크의 강도를 향상시킬 수 있다. 이 때, 제1 형광체의 최대 흡수 파장 위치와 제2 형광체의 최대 발광 파장의 위치가 30 nm 이하, 바람직하게는 20nm 이하의 차이를 보이는 것이 바람직하다. 이를 통해 제 2 형광체에 의해 발광된 빛을 제 1 형광체 층이 더 쉽게 흡수 할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 색변환 필름은 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 490 ~555nm, 바람직하게는 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 가진다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 제1 형광체와 상기 제2 형광체는 필름 상태에서, 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시, 발광 피크의 반치폭이 서로 상이하다. 이 실시상태에 따르면, 광 조사시 상기 제1 형광체는 상기 제2 형광체 중의 여기된 상태의 전자 또는 제2 형광체로부터 발광된 광을 흡수할 수 있다. 제1 형광체로서 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭이 좁은 유기 형광체를 사용하고, 제2 형광체로서 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭이 비교적 넓은 유기 형광체를 사용하는 경우, 제2 형광체에 의한 색재현율의 저하 없이, 제1 형광체에 의한 색재현율이 향상될 뿐만 아니라 발광 강도(효율)가 크게 향상될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서, 상기 제1 형광체가 상기 제2 형광체의 여기된 상태의 전자 중 적어도 일부를 전달받는 것이거나, 상기 제1 형광체의 흡수 파장 중 적어도 일부가 상기 제2 형광체의 발광 파장 중 적어도 일부와 중첩된다. 1종의 유기 형광체를 사용하는 경우, 유기 형광체의 첨가량을 증가시켜도 첨가량에 따라 발광 강도가 증가하는 것이 한계가 있고, 오히려 유기 형광체끼리 다이머(dimer) 또는 엑시머를 형성하여 양자 효율이 저하되고, 발광 파장도 레드 쉬프트(red shift)하는 등의 문제가 있다. 그러나, 전술한 실시상태에 따라 제1 형광체와 제2 형광체를 사용하는 경우, 상기와 같은 문제를 방지할 수 있고, 제1 형광체를 적은 양으로 사용하더라도 발광 강도를 증가시킬 수 있고, 양자효율도 하락하지 않는 효과를 보일 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제1 형광체는 상기 제2 형광체의 여기된 상태의 전자 중 적어도 일부를 전달받을 수 있다. 구체적으로, 제2 형광체가 청색 광을 흡수하여 여기된 상태의 전자가 발생하면, 제2 형광체가 여기된 상태의 전자의 적어도 일부를 제1 형광체로 전달한다. 이 경우, 제1 형광체는 전달받은 여기된 상태의 전자를 이용하여 발광할 수 있다. 이를 FRET 현상이라고도 한다.
또 하나의 예에 따르면, 상기 제1 형광체의 흡수 파장 중 적어도 일부는 상기 제2 형광체의 발광 파장 중 적어도 일부와 중첩된다. 이 때, 제1 형광체는 상기 제2 형광체가 방출하는 빛을 흡수할 수 있다. 이에 의하여, 제1 형광체는 광원으로부터 방출되는 청색 광 뿐만 아니라 제2 형광체가 방출하는 빛을 흡수함으로써, 비교적 적은 양으로도 발광 효율이 향상될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭이 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭 보다 좁다. 발광 피크의 반치폭이 작은 제1 형광체는 향상된 색재현율을 제공할 수 있다. 제2 형광체는 상대적으로 반치폭이 큰 경우에도, 색재현율을 저하시킬 수 있는 부분의 발광이 제1 형광체에 의하여 저하되거나 없어지기 때문에 제2 형광체에 의한 색재현율 저하는 거의 발생하지 않는다.
본 명세서에 있어서, 발광 피크의 반치폭은 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 필름으로부터 발광한 빛의 최대 발광 피크에서 최대 높이의 절반일 때의 발광 피크의 폭을 의미한다. 본 명세서에서의 발광 피크의 반치폭은 필름 상태에서 측정된다. 색변환 필름의 경우, 필름에 광을 조사하여 측정할 수 있다. 유기 형광체의 필름 상태에의 발광 피크의 반치폭이란, 용액 상태가 아니고, 상기 유기 형광체 단독으로 또는 반치폭을 측정하는데 영향을 미치지 않는 다른 성분과 혼합하여 필름 형태로 제조한 상태에 광을 조사하여 측정한 것을 의미한다
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 실시상태들에 있어서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 발광 파장은 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 최대 흡수 파장을 포함한다. 이 경우, 제1 형광체가 제1 형광체의 발광된 빛을 효율적으로 흡수할 수 있다. 특히 제1 형광체의 최대 흡수 파장과 제2형광체의 최대 발광 파장은 30nm 이내에 존재하는 것이 바람직하다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제1 형광체의 최대 발광 파장은 515 nm 내지 555 nm 내에 존재한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제1 형광체의 최대 흡수 파장은 450 nm 내지 515 nm 내에 존재한다. 일 예에 따르면, 상기 제1 형광체의 최대 흡수 파장은 490 nm 내지 510 nm 내, 구체적으로 500 nm 내외에 존재할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제2 형광체의 발광 파장은 450 nm 내지 515 nm 중 적어도 일부를 포함한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제2 형광체의 최대 발광 파장은 480 nm 내지 540 nm 내, 예컨대 500 nm 내지 530nm에 존재한다. 예컨대, 500 nm 근처의 빛을 최대한 제1 형광체에 의한 발광으로 전환하기 위해서는, 제2 형광체의 발광이 500 nm 근처에서 최대로 많은 것이 바람직하다.
도 1과 같이 백라이트 유닛의 광원으로 사용되는 무기 LED는 일반적으로 450 nm의 최대 발광 피크의 반치폭이 20 nm 내외인 샤프한 형태의 발광 피크를 갖는다. 제2 형광체는 전술한 제1 형광체의 흡수 파장대인 500 nm 전후에서 발광을 증가시켜, 엑시머를 형성하지 않는 농도에서도 제1 형광체에 의한 충분한 수준의 녹색 발광을 구현할 수 있게 할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 형광체의 함량은 수지 매트릭스 100 중량부 대비 0.01 내지 2중량부일 수 있다. 제1 형광체에 의한 색재현율 향상을 위해서는, 제1 형광체의 함량을 제2 형광체보다 상대적으로 많게 조절할 필요가 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제2 형광체의 함량은 수지 매트릭스 100 중량부 대비 0.01 내지 2중량부일 수 있다. 제2 형광체의 함량이 너무 많은 경우에는 발광 효율이 증가하는 것에 한계가 있고, 발광 강도는 증가하지 않거나 감소하는 대신 청색 광을 더 소모하여 색좌표 구현에 어려움이 있을 수 있으며, 형광체 간에 다이머나 엑시머를 형성하여 발광 파장을 적색쪽으로 쉬프트하는 등의 문제가 발생하여 목표 파장을 정확히 구현하는데 어려움이 있을 수 있다.
제1 형광체로는 피로메텐 금속 착체 구조를 포함하는 유기 형광체가 사용될 수 있다.
일 예에 따르면, 제1 형광체로서 하기 화학식 1의 유기 형광체를 사용할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
화학식 1에 있어서,
X1 및 X2는 불소기 또는 알콕시기이고,
R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 할로겐기, 알킬기, 알콕시기, 카르복실기 치환 알킬기, 알콕시기로 치환 또는 비치환된 아릴기, -COOR 또는 -COOR 치환 알킬기이고, 여기서 R은 알킬기이며,
R5 및 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 시아노기, 니트로기, 알킬기, 카르복실기 치환 알킬기, -SO3Na, 또는 아릴알키닐로 치환 또는 비치환된 아릴기이며,
R1과 R5는 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있고, R4와 R6은 서로 연결되어 치환 또는 비치환된 탄화수소 고리 또는 치환 또는 비치환된 헤테로고리를 형성할 수 있으며,
R7은 수소; 알킬기; 할로알킬기; 또는 할로겐기, 알킬기, 알콕시기, 아릴기 또는 알킬아릴기로 치환 또는 비치환된 아릴기이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 불소기, 염소기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 카르복실산 치환 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기, -COOR, 또는 -COOR 치환 탄소수 1 내지 6의 알킬기이고, 여기서 R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R1 내지 R4는 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 염소기, 메틸기, 카르복실기 치환 에틸기, 메톡시기, 페닐기, 메톡시기 치환 페닐기 또는 -COOR 치환 메틸기이고, 여기서 R은 탄소수 1 내지 6의 알킬기이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R5 및 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트로기, 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 카르복실기 치환 탄소수 1 내지 6의 알킬기 또는 -SO3Na이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R5 및 R6은 서로 같거나 상이하고, 각각 독립적으로 수소, 니트로기, 에틸기, 카르복실기 치환 에틸기 또는 -SO3Na이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R7은 수소; 탄소수 1 내지 6의 알킬기; 또는 탄소수 1 내지 6의 알킬기, 탄소수 1 내지 6의 알콕시기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기 또는 탄소수 7 내지 20의 알킬아릴기로 치환 또는 비치환된 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 R7은 수소, 메틸, 에틸, 프로필, 부틸, 펜틸, 페닐, 메틸페닐, 디메틸페닐, 트리메틸페닐, 나프틸, 바이페닐 치환 나프틸, 디메틸플루오렌 치환 나프틸, 터페닐 치환 디메틸페닐, 메톡시페닐, 또는 디메톡시페닐이다.
일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1은 하기 구조식들로 표시될 수 있다.
Figure pat00002
Figure pat00003
상기 구조식 중 Ar은 치환 또는 비치환된 아릴기이다. 예컨대 Ar은 알킬기 또는 알콕시기로 치환된 아릴기일 수 있다.
예컨대 하기 구조식의 화합물이 사용될 수 있다. 하기 구조식의 화합물은 용액 상태에서 490-500 nm에서 최대 흡수 파장을 갖고 520 nm에서 최대 발광 피크를 갖는다.
Figure pat00004
상기 구조식의 화합물의 흡수 파장 및 발광 파장을 도 2에 나타내었다. 상기 구조식의 화합물은 용매에 따른 스톡 쉬프트(stock shift)가 좁으며, 515-540 nm에서 최대 발광 파장을 갖고, 500 nm 근처에서 최대 흡수 파장을 갖는다. 또한, 상기 구조식의 화합물은 발광 피크의 반치폭이 좁아 색재현율 향상에 유리한 한편, 흡수 파장의 반치폭도 좁아서 상대적으로 좁은 파장 영역에서 흡수가 일어난다. 따라서, 상기 구조식의 화합물의 흡수 파장과 중복되는 발광 파장을 갖는 제2 형광체를 사용함으로써, 상기 구조식의 화합물에 의한 광 흡수를 높이고, 이에 따라 충분한 청색 발광이 이루어지도록 할 수 있다.
다만, 상기 구조식에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 형광체가 사용될 수 있다.
제2 형광체로는 피로메텐 금속 착체 구조, 안트라센 구조 또는 파이렌 구조를 포함하는 유기 형광체가 사용될 수 있다.
Figure pat00005
Figure pat00006
상기 구조식의 형광체들은 500nm 에서부터 발광을 많이 하며, 최대 발광 파장은 490~540nm 범위 내이므로, 이러한 발광은 제1 형광체에 의하여 흡수됨으로써 제1 형광체가 여기되어 발광하도록 할 수 있다. 다만, 상기 구조식에만 한정되는 것은 아니며, 다양한 형광체가 사용될 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 유기 형광체는 추가로 청색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 유기 형광체 또는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 620~680nm 범위 내에 최대 발광 파장을 갖는 유기 형광체를 추가로 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광은 당기술분야에 알려져 있는 정의가 사용될 수 있으며, 예컨대 청색 광은 400 nm 내지 500 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이고, 녹색 광은 500 nm 내지 560 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이며, 적색 광은 600 nm 내지 780 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이다. 본 명세서에 있어서, 녹색 형광체는 청색 광의 적어도 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하고, 적색 형광체는 청색 광 또는 녹색 광의 적어도 일부를 흡수하여 적색 광을 방출한다. 예컨대, 적색 형광체는 청색 광 뿐만 아니라 500~600nm 사이의 파장의 광을 흡수할 수도 있다.
상기 수지 매트릭스의 재료는 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자인 것이 바람직하다. 구체적으로, 상기 수지 매트릭스의 재료로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 폴리(메트)아크릴계, 폴리카보네이트계(PC), 폴리스티렌계(PS), 폴리아릴렌계(PAR), 폴리우레탄계(TPU), 스티렌-아크릴로니트릴계(SAN), 폴리비닐리덴플루오라이드계(PVDF), 개질된 폴리비닐리덴플루오라이드계(modified-PVDF) 등이 사용될 수 있다.
전술한 실시상태에 따른 색변환 필름은 두께가 2 내지 200 마이크로미터일 수 있다. 특히, 상기 색변환 필름은 두께가 2 내지 20 마이크로미터의 얇은 두께에서도 높은 휘도를 나타낼 수 있다. 이는 단위 부피 상에 포함되는 유기 형광체 분자의 함량이 양자점에 비하여 높기 때문이다. 예컨대, 유기 형광체의 함량이 0.5wt% 가 적용된 5 마이크로미터 두께의 색변환 필름은 청색 백라이트 유닛(blue BLU) 600 nit 의 휘도를 기준으로 4000 nit 이상의 높은 휘도를 보일 수 있다.
전술한 실시상태에 따른 색변환 필름은 일면에 기재가 구비될 수 있다. 이 기재는 상기 색변환 필름의 제조시 지지체로서의 기능을 할 수 있다. 기재의 종류로는 특별히 한정되지 않으며, 투명하고, 상기 지지체로서의 기능을 할 수 있는 것이라면 그 재질이나 두께에 한정되지 않는다. 여기서 투명이란, 가시광선 투과율이 70% 이상인 것을 의미한다. 예컨대 상기 기재로는 PET 필름이 사용될 수 있다.
전술한 색변환 필름은 전술한 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 기재 위에 코팅하고 건조하거나, 전술한 유기 형광체를 수지와 함께 압출하여 필름화함으로써 제조될 수 있다.
상기 수지 용액 중에는 전술한 유기 형광체가 용해되어 있기 때문에 유기 형광체가 용액 중에 균질하게 분포하게 된다. 이는 별도의 분산공정을 필요로 하는 양자점 필름의 제조공정과는 상이하다.
상기 수지 용액에는 필요에 따라 첨가제가 첨가될 수 있으며, 예컨대 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나 분말과 같은 광확산제가 첨가될 수 있다.
상기 유기 형광체가 용해된 수지 용액은 용액 중에 전술한 유기 형광체와 수지가 녹아있는 상태라면 그 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 상기 유기 형광체가 용해된 수지 용액은 유기 형광체를 용매에 녹여 제1 용액을 준비하고, 수지를 용매에 녹여 제2 용액을 준비하고, 상기 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 방법에 의하여 제조될 수 있다. 상기 제1 용액과 제2 용액을 혼합할 때, 균질하게 섞는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 용매에 유기 형광체와 수지를 동시에 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 유기 형광체를 녹이고 이어서 수지를 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 수지를 녹이고 이어서 유기 형광체를 첨가하여 녹이는 방법 등이 사용될 수 있다.
상기 용액 중에 포함되는 유기 형광체는 전술한 바와 같다.
상기 용액 중에 포함되어 있는 수지로는 전술한 수지 매트릭스 재료, 이 수지 매트릭스 수지로 경화가능한 모노머, 또는 이들의 혼합이 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 수지 매트릭스 수지로 경화가능한 모노머로는 (메트)아크릴계 모노머가 있으며, 이는 UV 경화에 의하여 수지 매트릭스 재료로 형성될 수 있다. 이와 같이 경화가능한 모노머를 사용하는 경우, 필요에 따라 경화에 필요한 개시제가 더 첨가될 수 있다.
상기 용매로는 특별히 한정되지 않으며, 상기 코팅 공정에 악영향을 미치지 않으면서 추후 건조에 의하여 제거될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 용매의 비제한적인 예로는 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 클로로포름, 각종 알코올계 용매, MEK(메틸에틸케톤), MIBK(메틸이소부틸케톤), EA(에틸에세테이트), 부틸아세테이트, DMF(디메틸포름아미드), DMAc(디메틸아세트아미드), DMSO(디메틸술폭사이드), NMP(N-메틸-피롤리돈) 사이클로헥사논(cyclohexanone), PGMEA(프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트) 다이옥산(dioxane) 등이 사용될 수 있으며, 1 종 또는 2 종 이상이 혼합되어 사용될 수 있다. 상기 제1 용액과 제2 용액을 사용하는 경우, 이들 각각의 용액에 포함되는 용매는 동일할 수도 있고, 상이할 수도 있다. 상기 제1 용액과 상기 제2 용액에 서로 상이한 종류의 용매가 사용되는 경우에도, 이들 용매는 서로 혼합될 수 있도록 상용성을 갖는 것이 바람직하다.
상기 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 기재 상에 코팅하는 공정은 롤투롤 공정을 이용할 수 있다. 예컨대, 기재가 권취된 롤로부터 기재를 푼 후, 상기 기재의 일면에 상기 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 코팅하고, 건조한 후, 이를 다시 롤에 권취하는 공정으로 수행될 수 있다. 롤투롤 공정을 이용하는 경우, 상기 수지 용액의 점도를 상기 공정이 가능한 범위로 결정하는 것이 바람직하며, 예컨대 200 내지 2,000 cps 범위 내에서 결정할 수 있다.
상기 코팅 방법으로는 공지된 다양한 방식을 이용할 수 있으며, 예컨대 다이(die) 코터가 사용될 수도 있고, 콤마(comma) 코터, 역콤마(reverse comma) 코터 등 다양한 바 코팅 방식이 사용될 수도 있다.
상기 코팅 이후에 건조 공정을 수행한다. 건조 공정은 용매를 제거하기에 필요한 조건으로 수행할 수 있다. 예컨대, 기재가 코팅 공정시 진행하는 방향으로, 코터에 인접하여 위치한 오븐에서 용매가 충분히 날아갈 조건으로 건조하여, 기재 위에 원하는 두께 및 농도의 형광체를 포함하는 색변환 필름을 얻을 수 있다.
상기 용액 중에 포함되는 수지로서 상기 수지 매트릭스 수지로 경화가능한 모노머를 사용하는 경우, 상기 건조 전에 또는 건조와 동시에 경화, 예컨대 UV 경화를 수행할 수 있다.
유기 형광체를 수지와 함께 압출하여 필름화하는 경우에는 당기술분야에 알려져 있는 압출 방법을 이용할 수 있으며, 예컨대, 유기 형광체를 폴리카보네이트계(PC), 폴리(메트)아크릴계, 스티렌-아크릴로니트릴계(SAN)와 같은 수지를 함께 압출함으로써 색변환 필름을 제조할 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 전술한 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다. 상기 백라이트 유닛은 상기 색변환 필름을 포함하는 것을 제외하고는 당기술분야에 알려져 있는 백라이트 유닛 구성을 가질 수 있다. 예컨대, 도 9에 일 예를 도시하였다. 도 9에 따르면, 도광판의 반사판에 대항하는 면의 반대면에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비된다. 도 9에는 광원과 광원을 둘러싸는 반사판을 포함하는 구성을 예시하였으나, 이와 같은 구조에 한정되는 것은 아니며, 당기술분야에 알려져 있는 백라이트 유닛 구조에 따라 변형될 수 있다. 또한, 광원은 측쇄형 뿐만 아니라 직하형이 사용될 수도 있으며, 반사판이나 반사층은 필요에 따라 생략되거나 다른 구성으로 대체될 수도 있으며, 필요에 따라 추가의 필름, 예컨대 광확산 필름, 집광 필름, 휘도 향상 필름 등이 더 추가로 구비될 수 있다. 바람직하게는 색변환 필름 상에, 집광 필름과 휘도향상필름을 추가로 구비한다.
도 9와 같은 백라이트 유닛의 구성 중 상기 도광판의 상면 또는 하면에는 필요에 따라 산란 패턴이 구비될 수 있다. 도광판 내부로 유입된 광은 반사, 전반사, 굴절, 투과 등의 광학적 과정의 반복으로 불균일한 광분포를 가지는데, 상기 산란 패턴은 상기 불균일한 광분포를 균일한 밝기로 유도하기 위하여 이용될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 적용된다. 이 디스플레이 장치로는 전술한 백라이트 유닛을 구성요소로 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈 및 백라이트 유닛을 포함한다. 도 10에 디스플레이 장치의 구조를 예시하였다. 그러나, 이에만 한정된 것은 아니고, 디스플레이 모듈과 백라이트 유닛 사이에 필요한 경우 추가의 필름, 예컨대 광확산 필름, 집광 필름, 휘도 향상 필름 등이 더 추가로 구비될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
실시예 1
하기 구조식의 제1 형광체(BDP-G1, 스톡 쉬프트 16 nm, Toluene 용액에서의 최대흡수파장 500nm, 최대 발광 파장 516nm, FWHM=34nm) 및 제2 형광체(ANT-1, 스톡 쉬프트 49 nm, Toluene 용액에서 최대흡수파장= 465nm, 최대발광파장 514nm, FWHM=55nm)를 중량비 1:1로 용매 Xylene에 녹여 제1 용액을 제조하였다.
Figure pat00007
열가소성 수지 SAN(스티렌-아크릴로니트릴계)을 용매 Xylene에 녹여 제2 용액을 제조하였다. 상기 SAN 100 중량부를 기준으로 제1 형광체 0.5 중량부, 제2 형광체 0.5 중량부가 되도록 상기 제1 용액과 제2 용액을 혼합하고, 균질하게 혼합하였다. 혼합된 용액 중 고형분 ?t량은 20 중량%이었고, 점도는 200 cps이었다. 이 용액을 PET 기재에 코팅한 후 건조하여 색변환 필름을 제조하였다.
제조된 색변환 필름의 휘도 스펙트럼을 분광방사휘도계(TOPCON 사 SR series) 로 측정하였다. 구체적으로, 제조된 색변환 필름을 LED 청색 백라이트(최대 발광 파장 450 nm)와 도광판을 포함하는 백라이트 유닛의 도광판의 일 면에 적층하고, 색변환 필름 상에 프리즘 시트와 DBEF 필름을 적층한 후 필름의 휘도 스펙트럼을 측정하였다. 휘도 스펙트럼 측정시 W/o 색변환 필름 기준으로 청색 LED 광의 밝기가 600 nit 가 되도록 초기 값을 설정하였다.
실시예 2
제2 형광체로서 하기 구조식의 형광체(ANT-2, 스톡 쉬프트 52nm, Toluene 용액에서의 최대흡수파장=456nm, 최대발광파장=508nm,FWHM=62nm)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
Figure pat00008
실시예 1 및 2에서 제조된 색변환 필름의 발광 스펙트럼 측정 결과를 도 4 및 도 5에 나타내었다. 도 3에는 필름 형성 전의 형광체들의 휘도 스펙트럼을 나타내었다. 도 3에 따르면, 제2 형광체는 500 nm 근처에서 발광 강도가 높다. 도 4 및 도 5에 따르면, 제1 형광체가 제2 형광체의 480-520 nm 부근의 발광 파장을 흡수함으로써, 제1 형광체의 발광 파장인 535 nm 부근의 발광 강도가 증가한 것을 확인할 수 있었다. 이 때, 제1 형광체의 발광 파장은 535 nm로 고정되고, 변화하지 않았다. 참고로, 도 4의 제2 형광체에 관한 그래프는 도 3의 제2 형광체에 관한 점선 그래프에 비하여 제2 형광체의 함량을 절반으로 사용한 결과이다.
실시예 3
제 2 형광체로 BASF 사의 Lumogen F 083 형광체를 0.1 중량부를 사용하고, 제 1 형광체로 하기 구조(BDP-G2 Toluene 용액에서, 최대흡수파장=504nm, 최대발광파장=518nm, 스톡쉬프트=14nm, FWHM=26nm)를 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1 과 동일하게 실시하였다.
Figure pat00009
실시예 3 에서 제조된 색변환 필름의 발광 스펙트럼 측정 결과를 도 7 에 나타내었다.
도 7에 따르면, 제 2 형광체의 2 개의 peak 중 480~510nm 부근의 발광 파장을 제 1 형광체가 흡수함으로써 녹색(green) 광의 강도(intensity)는 단독 사용 대비 15% 이상 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 이는 비교예 3 내지 5 에서 확인할 수 있듯이, 제 1 형광체의 함량만 증가시킴으로써 구현할 수 없는 강도(intensity)이다.
비교예 1
형광체로서, 제1 형광체만을 사용하고, 제2 형광체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 2
제1 형광체의 양을 3배로 사용한 것을 제외하고는 비교예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1 및 2에서 제조한 색변환 필름의 발광 스펙트럼을 도 6에 나타내었다. 제1 형광체를 과량으로 첨가한 경우에도, 535 nm에서의 발광 강도가 증가하지 않거나 오히려 감소하며, 청색 광의 흡수만 과량으로 발생하였음을 확인할 수 있었다. 이는 제1 형광체의 엑시머 형성에 의한 양자 효율의 감소 및 파장의 레드 쉬프트가 발생하였기 때문인 것으로 생각된다.
비교예 3
형광체로서, 제 1 형광체만을 사용하고, 제 2 형광체를 사용하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3 과 동일하게 실시하였다.
비교예 4
제 1 형광체의 양을 1.5 배로 사용한 것을 제외하고는 비교예 3 과 동일하게 실시하였다.
비교예 5
제 1 형광체의 양을 2.5 배로 사용한 것을 제외하고는 비교예 3 과 동일하게 실시하였다. 비교예 3 내지 5 에서 제조한 색변환 필름의 발광 스펙트럼을 도 8 에 나타내었다. 도 6 에서와 마찬가지로 형광체 함량을 증가시켰음에도 청색 광의 흡수만 과량으로 발생할 뿐 발광파장의 강도가 증가하지 않았다.
실시예 4 내지 6
실시예 1 내지 3에서 각각 제조된 녹색 색변환 필름을 적색 색변환 필름(적색 형광체 Lumogen F 305)과 함께 적용해서 백색(white)을 구현하였다.
비교예 6
비교예 5에서 제조된 녹색 색변환 필름을 적색 색변환 필름(적색 형광체 Lumogen F 305)과 함께 적용해서 백색(white)을 구현하였다.
비교예 7
제2 형광체(ANT-2) 단독으로 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일하게 실시하여 얻은 녹색 색변환 필름을 적색 색변환 필름(적색 형광체 Lumogen F 305)과 함께 적용해서 백색(white)을 구현하였다.
비교예 8
제1 형광체를 ANT-2 로 사용하고 제2 형광체를 실리케이트 무기형광체 (PA530A ; Force4 제조, 최대발광파장=530nm, FWHM=82nm)를 사용하는 것을 제외하고 비교예 7와 동일하게 실험하였다.
실시예 4 내지 6, 비교예 6 및 7에서 얻은 색변환 필름에, 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 얻어진 발광 특성을 하기 표 1에 나타내었다. 하기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예들에 비하여 비교예에서 색재현율이 낮고, 휘도도 낮음을 확인하였다.
Figure pat00010
상기 표 1에 따르면, 실시예에서는 비교예에 비하여, 유사한 색좌표에서 휘도가 높고, 색재현율이 우수하였다.

Claims (13)

  1. 수지 매트릭스; 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산된 유기 형광체를 포함하는 색변환 필름으로서, 상기 유기 형광체는 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하고, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 60 nm 이하, 스톡쉬프트가 30 nm 이하인 색변환 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖고, 상기 제2 형광체는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 490~540 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는 것인 색변환 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 색변환 필름은 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 515~555 nm 범위 내에서 최대 발광 파장을 갖는 것인 색변환 필름.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 형광체와 상기 제2 형광체는 필름 상태에서 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 서로 상이한 것인 색변환 필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 형광체가 상기 제2 형광체의 여기된 상태의 전자 중 적어도 일부를 전달받는 것이거나, 상기 제1 형광체의 흡수 파장 중 적어도 일부가 상기 제2 형광체의 발광 파장 중 적어도 일부와 중첩되는 것을 특징으로 하는 색변환 필름.
  6. 청구항 1 내지 5에 있어서, 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 광 조사시 발광 피크의 반치폭이 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 발광 피크의 반치폭 보다 좁은 것인 색변환 필름.
  7. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 상기 제2 형광체의 필름 상태에서의 발광 파장은 상기 제1 형광체의 필름 상태에서의 최대 흡수 파장을 포함하는 것인 색변환 필름.
  8. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 형광체의 최대 흡수 파장은 450 nm 내지 515 nm 내에 존재하는 것인 색변환 필름.
  9. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 형광체의 발광 파장은 450 nm 내지 515 nm 중 적어도 일부를 포함하는 것인 색변환 필름.
  10. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제2 형광체의 최대 발광 파장은 480 nm 내지 540 nm 내에 존재하는 것인 색변환 필름.
  11. 서로 상이한 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하는 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 기재 상에 코팅하는 단계; 및 상기 기재 상에 코팅된 수지 용액을 건조하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 따른 색변환 필름의 제조방법.
  12. 서로 상이한 제1 형광체 및 제2 형광체를 포함하는 유기 형광체를 수지와 함께 압출하는 단계를 포함하는 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 따른 색변환 필름의 제조방법.
  13. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나의 항에 따른 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
KR1020160012564A 2015-01-31 2016-02-01 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 KR101817415B1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150015708 2015-01-31
KR20150015708 2015-01-31

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160094890A true KR20160094890A (ko) 2016-08-10
KR101817415B1 KR101817415B1 (ko) 2018-01-11

Family

ID=56552949

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160012564A KR101817415B1 (ko) 2015-01-31 2016-02-01 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US10131836B2 (ko)
KR (1) KR101817415B1 (ko)
CN (1) CN105838353B (ko)
TW (1) TWI583775B (ko)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086902A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치
WO2020175841A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 주식회사 엘지화학 색변환 조성물, 이를 포함하는 색변환 필름, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016122285A2 (ko) * 2015-01-31 2016-08-04 주식회사 엘지화학 색변환 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN105867025B (zh) * 2016-06-01 2019-02-01 武汉华星光电技术有限公司 背光模组
JP6795223B2 (ja) * 2016-07-29 2020-12-02 エルジー・ケム・リミテッド 含窒素環化合物、これを含む色変換フィルム、並びにこれを含むバックライトユニットおよびディスプレイ装置
US11370967B2 (en) 2016-10-14 2022-06-28 Dow Global Technologies Llc Light emitting apparatus and electronic device comprising light emitting apparatus
CN110249173A (zh) * 2017-11-28 2019-09-17 株式会社Lg化学 包括色彩转换膜的照明模块
CN112292436A (zh) 2018-06-22 2021-01-29 巴斯夫欧洲公司 用于色彩转换的具有光稳定性染料的挤出pet膜
EP3810719B1 (en) 2018-06-22 2022-05-11 Basf Se Photostable cyano-substituted boron-dipyrromethene dye as green emitter for display and illumination applications
US11428988B2 (en) 2018-08-31 2022-08-30 Nanosys, Inc. Increasing color gamut performance and efficiency in quantum dot color conversion layers
TWI787549B (zh) 2018-10-15 2022-12-21 南韓商Ｌｇ化學股份有限公司 化合物、色彩轉換組成物與包括其的色彩轉換膜、包括其的背光單元、包括其的顯示裝置以及製造色彩轉換膜的方法
KR102388487B1 (ko) * 2019-02-28 2022-04-19 주식회사 엘지화학 화합물, 이를 포함하는 색변환 필름, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6013982A (en) * 1996-12-23 2000-01-11 The Trustees Of Princeton University Multicolor display devices
JP2000230172A (ja) 1998-12-09 2000-08-22 Sharp Corp 蛍光部材及びそれを用いた発光素子
KR100507844B1 (ko) 2005-01-19 2005-08-17 주식회사 맥스필 광확산 및 파장 변환 필름
CN1990613B (zh) * 2005-12-28 2011-02-16 上海广电电子股份有限公司 色彩转换用丝网印刷荧光涂料及其制备方法
EP1995294A4 (en) * 2006-02-10 2012-06-06 Mitsubishi Chem Corp FLUORESCENT, MANUFACTURING METHOD, COMPOUND COMPOSITION, LIGHT-EMITTING DEVICE, IMAGE DISPLAY AND LIGHTING DEVICE
JP5243826B2 (ja) * 2008-03-24 2013-07-24 日東電工株式会社 光学フィルムの吸収帯域制御方法、光学フィルムの製造方法、光学フィルム、色純度向上シートおよび画像表示装置
JP5331369B2 (ja) 2008-04-10 2013-10-30 藤森工業株式会社 両面粘着層付き色補正フィルター
JP2011241160A (ja) * 2010-05-17 2011-12-01 Yamamoto Chem Inc 色変換材料、該材料を含む組成物、該組成物を使用した色変換光学部品および該色変換光学部品を使用した発光素子
JP5548118B2 (ja) 2010-12-28 2014-07-16 株式会社日立製作所 照明装置及び液晶表示装置
US8820923B2 (en) * 2011-08-05 2014-09-02 Nitto Denko Corporation Optical element for correcting color blindness
US8931930B2 (en) * 2013-01-29 2015-01-13 Nitto Denko Corporation Optical element for correcting color blindness

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190086902A (ko) * 2018-01-15 2019-07-24 주식회사 엘지화학 디스플레이 장치
WO2020175841A1 (ko) * 2019-02-28 2020-09-03 주식회사 엘지화학 색변환 조성물, 이를 포함하는 색변환 필름, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
CN112996880A (zh) * 2019-02-28 2021-06-18 株式会社Lg化学 颜色转换组合物、包含其的颜色转换膜、背光单元和显示装置

Also Published As

Publication number Publication date
US10131836B2 (en) 2018-11-20
CN105838353B (zh) 2021-03-26
US20160223162A1 (en) 2016-08-04
TWI583775B (zh) 2017-05-21
TW201643236A (zh) 2016-12-16
KR101817415B1 (ko) 2018-01-11
CN105838353A (zh) 2016-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101817415B1 (ko) 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR101802053B1 (ko) 색변환 필름, 이의 제조방법, 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR101802052B1 (ko) 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
JP6733122B2 (ja) 色変換フィルムおよびこれを含むバックライトユニットとディスプレイ装置
KR101968901B1 (ko) 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20160094892A (ko) 색변환 필름, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR101915352B1 (ko) 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
JP6950874B2 (ja) ディスプレイ装置
KR20170067073A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법
KR102038742B1 (ko) 색변환 필름, 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20160097147A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20160094885A (ko) 색변환 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20160097152A (ko) 색변환 필름 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR102164759B1 (ko) 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치
KR20160097145A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20160097143A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR20170120957A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법
KR20160094888A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
KR101951712B1 (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법
KR20160094884A (ko) 색변환 필름 및 이의 제조방법 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

Legal Events

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