KR20170075477A - 광학 필름 - Google Patents

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KR20170075477A
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Abstract

본 출원은 광학 필름, 그 제조 방법, 조명 장치 및 디스플레이 장치에 대한 것이다. 본 출원은, 우수한 색순도와 효율을 가지고, 칼라 특성이 뛰어난 조명 장치를 제공할 수 있는 광학 필름을 제공할 수 있다. 본 출원의 광학 필름은 상기와 같은 우수한 특성이 장기간 안정적으로 유지될 수 있다. 본 출원의 광학 필름은, 다양한 조명 장치는 물론 광전지 애플리케이션, 광 필터 또는 광 변환기 등을 포함하는 다양한 용도에 사용될 수 있다.

Description

광학 필름{LIGHT EMITTING FILM}
본 출원은, 광학 필름, 이의 제조방법, 광학 필름을 포함하는 조명 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
조명 장치는 다양한 용도에 사용되고 있다. 조명 장치는, 예를 들면, LCD(Liquid Crystal Display), TV, 컴퓨터, 모바일폰, 스마트폰, 개인 휴대정보 단말기(PDA), 게이밍 장치, 전자 리딩 (reading) 장치 또는 디지털 카메라 등과 같은 디스플레이의 BLU(Backlight Unit)로 사용될 수 있다. 조명 장치는 그 외에도, 실내 또는 실외 조명, 무대 조명, 장식 조명, 액센트 조명 또는 박물관 조명 등에 사용될 수 있고, 이 외에도 원예학이나, 생물학에서 필요한 특별한 파장 조명 등에 사용될 수 있다.
대표적인 조명 장치로는, 예를 들면, LCD의 BLU 등으로 사용되는 것으로서 청색 LED(Light Emitting Diode)와 YAG(Yttrium aluminium garnet)와 같은 형광체를 조합시켜 백색광을 내는 장치가 있다.
또한, 최근에는 입자의 크기에 따라 방출하는 빛의 색상이 달라지는 파장 변환 입자, 예컨대 양자점(Quantum-dot)을 이용하여, 백색광을 내는 조명장치에 관련된 연구가 꾸준히 진행되고 있다. 특히 양자점이 산소 등의 기체에 노출됨에 따른 효율 감소 문제 또는 양자점 자체의 발광 효율을 증대시키기 위한 연구 등이 활발히 수행되고 있다.
한국공개특허공보 제2011-0048397호 한국공개특허공보 제2011-0038191호
본 출원은 산소 등에 대한 파장 변환 입자의 발광 효율 감소를 최소화함으로써, 고온에서도 광 특성이 우수한 광학 필름 및 이의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 출원은 상기 광학 필름을 포함하는 조명 장치 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 출원은 상기 과제를 해결 하기 위해 안출된 것으로써, 연속 상인매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산되어 있는 에멀젼 영역을 포함하고, 상기 매트릭스 또는 에멀젼 영역에 존재하는 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층; 및 상기 파장 변환층의 어느 일면 또는 양면에 형성된 티오에테르기를 가지는 고분자를 포함하는 산소 차단층을 포함하는 광학 필름에 대한 것이다.
하나의 예시에서, 파장 변환층의 상기 매트릭스는 에멀젼 영역 대비 상대적으로 친수성인 영역으로써, 파장 변환 입자를 포함할 수 있으며, 상기 파장 변환 입자의 전체 중량을 기준으로 상기 매트릭스 내에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 중량 비율은 10%이하 일 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환층의 상기 에멀젼 영역은 연속 상인 매트릭스 대비 상대적으로 소수성인 영역으로써,파장 변환 입자를 포함할 수 있으며, 상기 파장 변환 입자의 전체 중량을 기준으로 상기 매트릭스 내에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 중량 비율은 90%이상 일 수 있다.
또한, 상기 에멀젼 영역은 420nm 내지 490nm의 범위 내의 광을 흡수하여 490nm 내지 580nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 1 파장 변환 입자를 포함하는 A 영역 및/또는 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여 580nm 내지 780nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 2 파장 변환 입자를 포함하는 B영역을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 산소 차단층에 포함되는 고분자는 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체의 중합 단위를 포함하는 중합체 일 수 있다.
본 출원은 또한, 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층의 일면 또는 양면에 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체를 포함하는 산소 차단층 형성용 조성물을 이용하여, 산소 차단층을 형성하는 단계를 포함하는 광학 필름의 제조방법에 관한 것이다.
상기 파장 변환층은, 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함하는 파장 변환층 형성용 조성물을 이용하여 형성하는 것일 수 있다.
본 출원은 또한, 광학 필름을 포함하는 조명 장치 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
본 출원은 산소 등에 의한 파장 변환 입자의 산화를 방지하여, 고온에서도 우수한 광 특성을 가지는 내구성이 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본 출원은 파장 변환층의 일부 영역에만 파장 변환 입자를 포함시킴으로써, 기타 다른 첨가 물질에 의한 파장 변환 입자의 파장 변환 효율이 저하되는 것을 방지하여 광 특성이 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.
더욱이, 본 출원은 상기 광학 필름을 포함하는 우수한 색 순도와 효율을 가지고, 칼라 특성이 뛰어난 조명 장치 및 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1 및 2는 본 출원의 광학 필름에 대한 일 모식도이다.
도 3 및 4는 본 출원의 조명 장치에 대한 일 모식도이다.
도 5 및 6은 본 출원의 실시예 및 비교에에 따른 광학 필름의 고온 내구 특성을 평가한 결과를 도시한 것이다.
이하 본 출원에 대해서 실시예 및 도면을 통해 보다 상세히 설명하겠지만, 본 출원의 요지에 국한된 실시예에 지나지 않는다. 한편 본 출원은 이하의 실시예에서 제시하는 공정조건에 제한되는 것이 아니며, 본 출원의 목적을 달성하기에 필요한 조건의 범위 안에서 임의로 선택할 수 있음은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다.
본 출원은 파장 변환층 내에 상 분리된 2개의 영역을 형성하고, 파장 변환 입자를 상기 2 영역 중 어느 한 영역에만 실질적으로 위치시킴으로써, 파장 변환 입자를 제외한 다른 기타 물질들에 의한 파장 변환 효율을 최소화할 수 있는 광학 필름을 제공할 수 있다.
또한, 본 출원의 광학 필름은, 티오 에테르기를 가지는 산소 차단층을 포함함으로써, 산소의 유입에 의한 파장 변환 입자의 손상을 방지하여, 궁극적으로 고온에서도 우수한 광 특성 및 발광 효율을 가지는 내구성이 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.
즉, 본 출원의 광학 필름은 파장 변환층 및 산소 차단층을 포함한다. 파장 변환층은 또한, 상 분리되어 있는 2개의 영역을 포함하되, 상기 2개의 영역 중 어느 한 영역에 파장 변환 입자를 포함한다.
본 출원의 용어 「파장 변환층」은, 광원으로부터의 광을 흡수하여, 상기 광원으로부터의 광과 동일하거나 상이한 파장의 광을 방출할 수 있도록 형성된 층을 의미한다.
본 출원의 용어 「파장 변환 입자」는 소정 파장의 광을 흡수하여 상기 흡수한 광과 동일하거나 다른 파장의 광을 방출할 수 있도록 형성된 입자를 의미한다.
상기 파장 변환층은 서로 상 분리되어 있는 2개의 영역들을 포함한다.
본 출원에서 용어 「상 분리되어 있는 영역」들은, 예를 들면, 상대적으로 소수성인 영역과 상대적으로 친수성인 영역과 같이, 서로 섞이지 않는 2개의 영역들에 의해 형성된 영역으로서 서로 분리되어 있다는 점을 확인할 수 있는 상태로 형성되어 있는 영역들을 의미할 수 있다.
즉, 본 출원의 파장 변환층은 제 1 영역 및 상기 제 1 영역과 상 분리되어 있는 제 2 영역을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 파장 변환층의 상기 제 1 영역과 제 2 영역 중에서 제 1 영역은 친수성 영역이고, 제 2 영역은 소수성 영역일 수 있다. 본 출원에서 제 1 및 제 2 영역을 구분하는 친수성과 소수성은 서로 상대적인 개념이고, 친수성과 소수성의 기준은 상기 파장 변환층 내에서 상기 두 개의 영역이 서로 구분되어 있는 것이 확인될 수 있을 정도이면 특별히 제한되는 것은 아니다.
파장 변환층 내에서 친수성인 제 1 영역과 소수성인 제 2 영역의 비율은 특별히 제한되지 않는다. 예를 들면, 상기 비율은 파장 변환층에 포함시키고자 하는 파장 변환 입자의 비율, 산소 차단층 등의 다른 층과의 부착성 또는 필름화를 위해 요구되는 물성 등을 고려하여 선택할 수 있다. 예를 들면, 파장 변환층은, 상기 제 1 영역 100 중량부 및 10 중량부 내지 100 중량부의 제 2 영역을 포함할 수 있다.
다른 예시에서 파장 변환층은, 제 1 영역 50 내지 95 중량부 및 제 2 영역 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 또는 반대로 파장 변환층은, 제 2 영역 50 내지 95 중량부 및 제 1 영역 5 내지 50 중량부를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 중량부는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 각 성분간의 중량비율을 의미한다.
또한, 상기에서 제 1 및 제 2 영역의 중량은, 각 영역을 형성하거나, 그 영역에 포함되는 모든 성분의 중량의 합계를 의미할 수 있다.
본 출원의 광학 필름에 포함되는 파장 변환층은, 예를 들면 에멀젼 형태의 층일 수 있다.
본 출원에서 용어 「에멀젼 형태의 층」은, 서로 섞이지 않는 2개 이상의 상(phase)(예를 들면, 상기 제 1 및 제 2 영역) 중 어느 한 영역은, 층 내에서 연속적인 상(continuous phase)을 형성하고 있고, 다른 하나의 영역은 상기 연속적인 상 내에 분산되어 분산상(dispersed phase)을 이루고 있는 형태의 층을 의미할 수 있다. 상기에서 연속상(continuous phase) 및 분산상(dispersed phase)은, 각각 고상, 반고상 또는 액상일 수 있고, 서로 동일한 상이거나, 다른 상일 수 있다. 통상적으로 에멀젼은 서로 섞이지 않는 2개 이상의 액상에 대하여 주로 사용되는 용어이지만, 본 출원에서의 용어 에멀젼은 반드시 2개 이상의 액상에 의해서 형성된 에멀젼만 의미하는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 상기 파장 변환층은 상기 연속상(continuous phase)을 형성하고 있는 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산되어 있는 분산상(dispersed phase)인 에멀젼 영역을 포함하고, 파장 변환 입자는 상기 매트릭스 또는 에멀젼 영역에 위치한다.
상기 매트릭스 및 에멀젼 영역을 포함하는 파장 변환층은 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물의 중합에 의해 형성될 수 있다.
본 출원에서 상기 친수성 중합성 화합물과 소수성 중합성 화합물의 친수성 및 소수성의 구분의 기준은, 예를 들면, 상기 양 화합물이 서로 상대적으로 친수성 또는 소수성이면서 서로 혼합되었을 때에 전술한 상 분리되어 있는 영역을 형성할 수 있을 정도라면 특별히 제한되지 않는다. 하나의 예시에서 상기 친수성과 소수성의 구분은 소위 용해도 파라미터(solubility parameter)에 의해 수행될 수 있다.
본 출원에서 용해도 파라미터는 해당 친수성 또는 소수성 중합성 화합물의 중합에 의해 형성되는 단독 폴리머(homopolymer)의 용해도 파라미터를 의미하고, 이를 통해 해당 화합물의 친수성 및 소수성의 정도를 파악할 수 있다. 용해도 파라미터를 구하는 방식은 특별히 제한되지 않고, 이 분야에서 공지된 방식에 따를 수 있다. 예를 들면, 상기 파라미터는 당업계에서 소위 HSP (Hansen solubility parameter)로 공지된 방식에 따라서 계산하거나 구해질 수 있다. 특별히 제한되는 것은 아니지만, 본 출원에서 소수성 중합성 화합물은 상기 용해도 파라미터가 약 10 (cal/cm3)1/2 미만인 라디칼 중합성의 화합물을 의미할 수 있고, 친수성 중합성 화합물은 상기 파라미터가 약 10(cal/cm3)1/2 이상인 라디칼 중합성의 화합물을 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 친수성 중합성 화합물은 단일 고분자의 용해도 파라미터가 10 (cal/cm3)1/2 이상인 것 일 수 있다. 상기 친수성 중합성 화합물의 용해도 파라미터는 다른 예시에서 약 11 (cal/cm3)1/2 이상, 12 (cal/cm3)1/2 이상, 13 (cal/cm3)1/2 이상, 14 (cal/cm3)1/2 이상 또는 15 (cal/cm3)1/2 이상일 수 있다. 상기 친수성 중합성 화합물의 용해도 파라미터의 상한값은, 예를 들면 약 40 (cal/cm3)1/2 이하, 약 35 (cal/cm3)1/2 이하 또는 약 30 (cal/cm3)1/2 이하일 수 있다.
제 1 영역 또는 매트릭스는 친수성 중합성 화합물을 중합시켜 형성할 수 있다. 예를 들면, 제 1 영역 또는 매트릭스는 하기 화학식 1의 화합물; 하기 화학식 2의 화합물; 하기 화학식 3의 화합물; 하기 화학식 4의 화합물; 질소 함유 라디칼 중합성 화합물; 및 (메타)아크릴산 또는 그의 염을 포함하는 라디칼 중합성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 1]
Figure pat00001
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
화학식 1 내지 4에서 Q는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기이고, U는 각각 독립적으로 알킬렌기이며, A는 각각 독립적으로 히드록시기가 치환될 수 있는 알킬렌기이고, Z는 수소, 알콕시기, 에폭시기 또는 1가의 탄화수소기이며, X는 히드록시기 또는 시아노기이고, m 및 n은 임의의 수이다.
본 출원에서 용어 「알킬기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기를 의미할 수 있다. 상기 알킬기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 「알킬렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기를 의미할 수 있다. 상기 알킬렌기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알킬렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 「에폭시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 3개의 고리 구성 원자를 가지는 고리형 에테르(cyclic ether) 또는 상기 고리형 에테르를 포함하는 화합물 또는 그로부터 유도된 1가 잔기를 의미할 수 있다. 에폭시기로는 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등이 예시될 수 있다. 상기에서 지환식 에폭시기는, 지방족 탄화수소 고리 구조를 포함하고, 상기 지방족 탄화수소 고리를 형성하고 있는 2개의 탄소 원자가 또한 에폭시기를 형성하고 있는 구조를 포함하는 화합물로부터 유래되는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 지환식 에폭시기로는, 6개 내지 12개의 탄소 원자를 가지는 지환식 에폭시기가 예시될 수 있고, 예를 들면, 3,4-에폭시시클로헥실에틸기 등이 예시될 수 있다.
본 출원에서 용어 「알콕시기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 1 내지 20, 탄소수 1 내지 16, 탄소수 1 내지 12, 탄소수 1 내지 8 또는 탄소수 1 내지 4의 알콕시기를 의미할 수 있다. 상기 알콕시기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알콕시기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 「1가의 탄화수소기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소와 수소로 이루어진 화합물 또는 그러한 화합물의 유도체로부터 유도되는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 예를 들면, 1가 탄화수소기는, 1개 내지 25개의 탄소 원자를 포함할 수 있다. 1가 탄화수소기로는, 알킬기, 알케닐기, 알키닐기 또는 아릴기 등이 예시될 수 있다.
본 출원에서 상기 알킬기, 알콕시기, 알킬렌기, 에폭시기 또는 1가의 탄화수소기에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 히드록시기; 염소 또는 불소 등의 할로겐; 글리시딜기, 에폭시알킬기, 글리시독시알킬기 또는 지환식 에폭시기 등의 에폭시기; 아크릴로일기; 메타크릴로일기; 이소시아네이트기; 티올기; 아릴옥시기; 또는 1가 탄화수소기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 화학식 1, 2 및 4에서 m 및 n은 임의의 수이며, 예를 들면, 각각 독립적으로 1 내지 20, 1 내지 16 또는 1 내지 12의 범위 내의 수일 수 있다.
상기에서 질소 함유 라디칼 중합성 화합물로는, 예를 들면, 아미드기-함유 라디칼 중합성 화합물, 아미노기-함유 라디칼 중합성 화합물, 이미드기-함유 라디칼 중합성 화합물 또는 사이아노기-함유 라디칼 중합성 화합물 등을 사용할 수 있다. 상기에서 아미드기-함유 라디칼 중합성 화합물로서는, 예를 들면 (메타)아크릴아미드 또는 N,N-디메틸 (메타)아크릴아미드, N,N-디에틸 (메타)아크릴아미드, N-아이소프로필 (메타)아크릴아미드, N-메틸올 (메타)아크릴아미드, 다이아세톤 (메타)아크릴아미드, N-비닐아세토아미드, N,N'-메틸렌비스(메타)아크릴아미드, N,N-디메틸아미노프로필(메타)아크릴아미드, N-비닐피롤리돈, N-비닐카프로락탐 또는 (메트)아크릴로일모폴린 등이 예시될 수 있고, 아미노기-함유 라디칼 중합성 화합물로서는, 아미노에틸(메트)아크릴레이트, N,N-디메틸아미노에틸(메트)아크릴레이트 또는 N,N-디메틸아미노프로필(메트)아크릴레이트 등이 예시될 수 있으며, 이미드기-함유 라디칼 중합성 화합물로서는, N-아이소프로필말레이미드, N-사이클로헥실말레이미드 또는 이타콘이미드 등이 예시될 수 있고, 사이아노기-함유 라디칼 중합성 화합물로서는, 아크릴로나이트릴 또는 메타크릴로나이트릴 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, (메타)아크릴 산의 염(salt)으로서, 예를 들면 (메타)아크릴산과 리튬, 나트륨, 및 칼륨을 비롯한 알칼리 금속과의 염 또는 마그네슘, 칼슘, 스트론튬 및 바륨을 비롯한 알칼리 토금속과의 염 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 소수성 중합성 화합물은 용해도 파라미터가 10 (cal/cm3)1/2 미만일 수 있다. 다른 예시에서, 소수성 중합성 화합물의 용해도 파라미터는 다른 예시에서, 예를 들면 3 (cal/cm3)1/2 이상, 4 (cal/cm3)1/2 이상 또는 약 5 (cal/cm3)1/2 이상일 수 있다.
제 2 영역 또는 에멀젼 영역은 소수성 중합성 화합물을 중합시켜 형성할 수 있다. 예를 들면, 제 2 영역 또는 에멀젼 영역은, 하기 화학식 5의 화합물, 하기 화학식 6의 화합물 및 하기 화학식 7의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합 단위를 포함할 수 있다.
[화학식 5]
Figure pat00005
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
화학식 5 내지 7에서, Q는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기이고, U는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기 또는 아릴렌기이며, B는 탄소수 5 이상의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 지환식 탄화수소기이고, Y는 산소 원자 또는 황 원자이며, X는 산소 원자, 황 원자 또는 알킬렌기이고, Ar은 아릴기이며, n은 임의의 수이다.
본 출원에서 용어 「알케닐렌기 또는 알키닐렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 탄소수 2 내지 20, 탄소수 2 내지 16, 탄소수 2 내지 12, 탄소수 2 내지 8 또는 탄소수 2 내지 4의 알케닐렌기 또는 알키닐렌기를 의미할 수 있다. 상기 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는 직쇄형, 분지쇄형 또는 고리형일 수 있다. 또한, 상기 알케닐렌기 또는 알키닐렌기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 용어 「아릴렌기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 또는 2개 이상의 벤젠이 축합 또는 결합된 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 2가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴렌기는, 예를 들면, 벤젠, 나프탈렌 또는 플루오렌(fluorene) 등을 포함하는 구조를 가질 수 있다.
본 출원에서 용어 「아릴기」는, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 벤젠 고리 또는 2개 이상의 벤젠 고리가 축합 또는 결합된 구조를 포함하는 화합물 또는 그 유도체로부터 유래하는 1가 잔기를 의미할 수 있다. 아릴기의 범위에는 통상적으로 아릴기로 호칭되는 관능기는 물론 소위 아르알킬기(aralkyl group) 또는 아릴알킬기 등도 포함될 수 있다. 아릴기는, 예를 들면, 탄소수 6 내지 25, 탄소수 6 내지 21, 탄소수 6 내지 18 또는 탄소수 6 내지 12의 아릴기일 수 있다. 아릴기로는, 페닐기, 페녹시기, 페녹시페닐기, 페녹시벤질기, 디클로로페닐, 클로로페닐, 페닐에틸기, 페닐프로필기, 벤질기, 톨릴기, 크실릴기(xylyl group) 또는 나프틸기 등이 예시될 수 있다. 또한, 상기 아릴기는 임의적으로 하나 이상의 치환기로 치환되어 있을 수 있다.
본 출원에서 상기 알케닐렌기, 알키닐렌기, 아릴렌기 또는 아릴기에 임의적으로 치환되어 있을 수 있는 치환기로는, 히드록시기, 염소 또는 불소 등의 할로겐, 알킬기 또는 아릴옥시기 등이 예시될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서, 화학식 5의 Q는 수소 또는 알킬기이고, B는 탄소수 5 이상의 직쇄 또는 분지쇄의 알킬기 또는 지환식 탄화수소기일 수 있다.
상기, 화학식 5에서 B는 탄소수 5 이상, 탄소수 7 이상 또는 탄소수 9 이상의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기일 수 있다. 이와 같이 상대적으로 장쇄의 알킬기를 포함하는 화합물은 상대적으로 비극성의 화합물로 알려져 있다. 상기 직쇄 또는 분지쇄 알킬기의 탄소수의 상한은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 상기 알킬기는, 탄소수 20 이하의 알킬기일 수 있다.
화학식 5에서 B는 다른 예시에서, 지환식 탄화수소기 예를 들면, 탄소수 3 내지 20, 탄소수 3 내지 16 또는 탄소수 6 내지 12의 지환식 탄화수소기일 수 있고, 그러한 탄화수소기의 예로는 사이클로헥실기 또는 이소보르닐기 등이 예시될 수 있다. 이와 같이 지환식 탄화수소기를 가지는 화합물은, 상대적으로 비극성의 화합물로 알려져 있다.
하나의 예시에서, 화학식 6의 Q는 수소 또는 알킬기이고, U는 알케닐렌기, 알키닐렌기 또는 아릴렌기 일 수 있다.
하나의 예시에서, 화학식 7에서 Q는 수소 또는 알킬기이고, U는 알킬렌기이며, Y는 탄소 원자, 산소 원자 또는 황 원자이며, X는 산소 원자, 황 원자 또는 알킬렌기이고, Ar은 아릴기이며, n은 임의의 수, 예를 들면 1 내지 20, 1 내지 16 또는 1 내지 12의 범위 내의 양의 정수일 수 있다.
상기 에멀젼 영역은, 연속상인 매트릭스 내에 분산되어 있는 것으로써, 예를 들면 입자 형태일 수 있다.
하나의 예시에서, 에멀젼 영역은 평균 직경이 1㎛ 내지 200㎛ 범위 내에 있는 입자 형태일 수 있다. 다른 예시에서, 에멀젼 영역은 평균직경이 약 1㎛ 내지 50㎛의 범위 내 또는 약 50㎛ 내지 200㎛의 범위 내에 있는 입자 형태일 수 있다. 상기 입자 형태의 크기는, 상기 매트릭스 및 에멀젼 영역을 형성하는 재료의 비율을 조절하거나, 혹은 계면 활성제 등의 사용을 통해 제어할 수 있다.
파장 변환층은 파장 변환 입자를 포함한다. 또한, 상기 파장 변환 입자는 매트릭스 또는 에멀젼 영역에 포함된다.
본 출원의 파장 변환층은 매트릭스 또는 에멀젼 영역에 파장 변환 입자를 포함시키고, 에멀젼 영역 또는 매트릭스에는 실질적으로 파장 변환 입자를 포함시키지 않음으로써, 파장 변환 입자를 제외한 기타 파장 변환층에 포함되는 물질로 인한 파장 변환 입자의 파장 변환 효율 저하를 방지할 수 있다.
구체적인 예시에서, 파장 변환 입자는 파장 변환층 내 에멀젼 영역에는 포함되고 매트릭스에는 실질적으로 포함되지 않을 수 있다.
본 출원에서 파장 변환 입자가 어느 영역에 실질적으로 포함되어 있지 않다는 것은, 예를 들면, 파장 변환층에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 전체 중량을 100% 라 하였을 때, 해당 영역에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 중량 비율이 10% 이하, 9% 이하, 8% 이하, 7% 이하, 6% 이하, 5% 이하, 4% 이하, 3% 이하, 2% 이하, 1% 이하, 0.5% 이하 또는 0.1% 이하인 경우를 의미할 수 있다.
즉, 본 출원의 광학 필름은 파장 변환층에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 전체 중량을 기준으로 매트릭스 내에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 중량비율이 10%이하일 수 있다.
이와 같이 파장 변환층 내에서 상 분리된 2개의 영역을 형성하고, 파장 변환 입자를 상기 2개의 영역 중에서 어느 한 영역, 예를 들면 에멀젼 영역에만 위치시키면, 필름화에 적합한 물성을 확보할 수 있고, 후술하는 산소 차단층 등과 같은 다른 층과 상기 파장 변환층 간의 밀착성의 확보가 유리하며, 광학 필름의 형성 시에 파장 변환 입자가 존재하는 영역에 개시제나 가교제 등과 같은 상기 나노입자의 물성에 악영향을 미칠 수 있는 다른 요인들을 보다 효과적으로 제어하여 내구성이 우수한 필름을 형성할 수 있다.
파장 변환 입자의 형태는 특별히 제한되지 않으며, 구상이거나, 타원체; 원통형 또는 각형의 막대형; 다각형; 또는 무정형 등을 포함할 수 있다.
파장 변환 입자가 구상일 경우, 예를 들면 평균 입경이 약 100 nm 이하, 90 nm 이하, 80 nm 이하, 70 nm 이하, 60 nm 이하, 50 nm 이하, 40 nm 이하, 30 nm 이하, 20 nm 이하 또는 약 15 nm 이하일 수 있으며, 입자의 크기는 방출하고자 하는 파장의 광에 따라 상이할 수 있다.
예를 들면, 파장 변환 입자는 420 내지 490 nm의 범위 내의 어느 한 파장의 광을 흡수하여 490 내지 580 nm 범위 내의 어느 한 파장의 광을 방출할 수 있는 입자(이하, 녹색 입자라 칭할 수 있다.) 또는 420 내지 490 nm의 범위 내의 어느 한 파장의 광을 흡수하여 580 내지 780 nm 범위 내의 어느 한 파장의 광을 방출할 수 있는 입자(이하, 적색 입자라 칭할 수 있다.)일 수 있다.
즉, 파장 변환 입자는 420nm 내지 490nm의 범위 내의 광을 흡수하여 490nm 내지 580nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 1 파장 변환 입자 및/또는 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여 580nm 내지 780nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 2 파장 변환 입자를 포함할 수 있다. 상기에서 제 1 파장 변환 입자는 전술한 녹색 입자일 수 있고, 제 2 파장 변환 입자는 전술한 적색 입자일 수 있다.
예를 들어, 백색광을 방출할 수 있는 광학 필름을 얻기 위하여 상기 적색 입자와 녹색 입자가 적정 비율로 파장 변환층에 포함되어 있을 수 있다.
파장 변환 입자로는 이러한 작용을 나타내는 것이라면 특별한 제한 없이 사용할 수 있다. 이러한 입자의 대표적인 예로는, 소위 양자점(Quantum Dot)으로 호칭되는 나노 구조물이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원에서 사용될 수 있는 양자점은 임의의 적합한 재료, 예를 들면, 무기 재료로서, 무기 전도 또는 반전도 재료를 사용하여 형성될 수 있다. 적합한 반도체 재료로는 II-VI족, III-V족, IV-VI족 및 IV족 반도체들이 예시될 수 있다. 구체적으로는, Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C(다이아몬드 포함), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4, Al2O3, (Al, Ga, In)2 (S, Se, Te)3, Al2CO 및 2개 이상의 상기 반도체들의 적합한 조합들이 예시될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
양자점은 코어-셀 구조(core-shell structure)를 가질 수 있다. 코어-셀 구조(core-shell structure)는 양자점의 중심 부분을 뜻하는 코어부와 상기 코어부를 둘러쌓고 있는 셀부를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 코어-셀 구조(core-shell sturucture)의 양자점(코어/셀)은, CdSe/ZnS, InP/ZnS, PbSe/PbS, CdSe/CdS, CdTe/CdS 또는 CdTe/ZnS 등이 포함되지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
또한, 파장 변환입자는 유기소재로 이루어진 고분자 입자일 수 있다. 상기 유기소재로 이루어진 고분자 입자의 종류 및 크기 등은 예를 들면 대한민국 공개특허공보 2014-0137676호 등이 개시되어 있는 공지의 것이 제한 없이 이용될 수 있다.
파장 변환 입자는 공지된 임의의 방식으로 제조할 수 있다. 예를 들어, 미국특허 제6,225,198호, 미국공개특허 제2002-0066401호, 미국 특허 제6,207,229호, 미국특허 제6,322,901호, 미국특허 제6,949,206호, 미국특허 제7,572,393호, 미국특허 제7,267,865호, 미국특허 제7,374,807호 또는 미국특허 제6,861,155호 등에 양자점 등의 형성 방법이 공지되어 있으며, 상기 외에도 다양한 공지의 방식들이 본 출원에 적용될 수 있다.
파장 변환 입자의 구체적인 종류는 특별히 제한되지 않고, 목적하는 광 방출 특성을 고려하여 적절하게 선택될 수 있다.
파장 변환 입자는 하나 이상의 리간드 또는 배리어를 포함할 수 있도록 표면이 개질 된 것 일 수 있다. 상기 리간드 또는 배리어는, 파장 변환 입자의 안정성을 향상시키고, 고온, 고강도, 외부 가스 또는 수분 등을 포함하는 유해한 외부 조건들로부터 파장 변환 입자를 보호하는 것에 유리할 수 있으며, 파장 변환 입자의 친수성 또는 소수성 특성을 부여하는 역할을 할 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환 입자는 리간드로 표면이 개질 된 것일 수 있다.
전술한 바와 같이, 파장 변환 입자의 표면 개질을 통해 형성된 리간드는 파장 변환 입자의 표면에 적합한 특성을 나타낼 수 있게 하는 역할을 하는 것으로써, 그 형성 방법은 공지이며, 이와 같은 방식은 본 출원에서 제한 없이 적용될 수 있다. 이러한 재료 내지는 방법들은, 예를 들면, 미국공개특허 제2008-0281010호, 미국공개특허 제2008-0237540호, 미국공개특허 제2010-0110728호, 미국공개특허 제2008-0118755호, 미국특허 제7,645,397호, 미국특허 제7,374,807호, 미국특허 제6,949,206호, 미국특허 제7,572,393호 또는 미국특허 제7,267,875호 등에 개시되어 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 하나의 예시에서 상기 리간드는, 아민기를 갖는 분자(oleylamine, triethylamine, hexylamine, naphtylamine 등) 혹은 고분자, 카복실기를 갖는 분자(oleic acid 등) 혹은 고분자, 티올기를 갖는 분자(butanethiol, hexanethiol, dodecanethiol 등) 혹은 고분자, 피리딘기를 갖는 분자(pyridine 등) 혹은 고분자, 포스핀기를 갖는 분자(triphenylphosphine 등), 산화포스핀기를 갖는 분자(trioctylphosphine oxide 등), 카보닐기를 갖는 분자(alkyl ketone 등), 벤젠고리를 갖는 분자(benzene, styrene 등) 혹은 고분자, 히드록시기를 갖는 분자(butanol, hexanol 등) 혹은 고분자 또는 설폰기를 갖는 분자(Sulfonic acid 등) 혹은 고분자 등에 의해 형성될 수 있다.
본 출원의 파장 변환층은 녹색 입자와 적색 입자를 동시에 포함할 수 있다. 상기 녹색 입자 및 적색 입자는 파장 변환층의 에멀젼 영역에 포함되고, 매트릭스에는 실질적으로 포함되지 않을 수 있다.
하나의 예시에서, 녹색 입자와 적색 입자는 에멀젼 영역 내에서 각자의 영역을 형성한 상태로 군집을 이루며 포함되어 있을 수 있다.
예를 들면, 본 출원의 에멀젼 영역은 420nm 내지 490nm의 범위 내의 광을 흡수하여 490nm 내지 580nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 1 파장 변환 입자를 포함하는 A 영역 및/또는 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여 580nm 내지 780nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 2 파장 변환 입자를 포함하는 B영역을 포함할 수 있다. 상기 제 1 파장 변환 입자는 전술한 녹색입자를 의미할 수 있고, 상기 제 2 파장 변환 입자는 전술한 적색입자를 의미할 수 있다.
구체적으로, 본 출원의 에멀젼 영역의 A 영역에는 제 1 파장 변환 입자를 포함하고, 제 2 파장 변환 입자를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 마찬가지로, 에멀젼 영역의 B 영역에는 제 2 파장 변환 입자를 포함하고, 제 1 파장 변환 입자를 실질적으로 포함하지 않을 수 있다. 상기 실질적으로 포함하지 않는 다는 것은, 예를 들면 A 영역에 존재하는 전체 파장 변환 입자 대비 A 영역에 제 1 파장 변환 입자를 제외한 파장 변환 입자가 10 중량% 이하의 비율로 포함되어 있는 상태를 의미할 수 있다.
전술한 바와 같이, 파장 변환층의 에멀젼 영역에 제 1 파장 변환 입자를 포함하는 A 영역 및/또는 제 2 파장 변환 입자를 포함하는 B 영역을 포함함으로써, 파장 변환 입자 사이, 예를 들면 녹색 입자와 적색 입자의 무작위적 혼재에 따른 파장 변환 효율의 감소를 방지할 수 있다.
파장 변환 입자의 파장 변환층 내에서의 비율은 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 목적하는 광 특성 등을 고려하여 적정 범위로 선택될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 파장 변환 입자는 상 분리된 각 영역의 전체 중량 또는 파장 변환층의 전체 고형분 중량 대비 0.05 중량% 내지 20 중량%의 범위로 파장 변환층에 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
파장 변환층은, 전술한 성분에 추가적으로 다른 성분을 포함할 수 있다. 파장 변환층이 포함할 수 있는 다른 성분의 예로는, 후술하는 양친매성 나노입자나 산란 입자 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
하나의 예시에서 파장 변환층은 양친매성 나노입자를 포함할 수 있다. 본 출원에서 용어 「양친매성 나노입자」는, 친수성 및 소수성의 성질을 모두 포함하고 있는 나노 디멘젼(dimension)의 입자를 의미할 수 있으며, 예를 들면, 소위 업계에서 계면 활성제로 칭하는 것들을 의미할 수 있다.
양친매성 나노입자는 예를 들면, 상기 매트릭스와 에멀젼 영역의 경계에 존재할 수 있다. 상기 양친매성 나노입자는, 파장 변환층에서 상분리 되어 있는 각 영역들의 안정성을 증진시킬 수 있다.
본 출원의 양친매성 나노입자의 비율은, 예를 들면 파장 변환층의 전체 중량 대비 1 중량% 내지 10 중량%의 범위일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상 분리 구조의 안정성 및 발광 효율의 향상 측면을 고려하여 상기 범위는 적절히 수정될 수 있다.
파장 변환층은 또한, 산란 입자를 포함할 수 있다. 파장 변환층에 포함되는 산란 입자는, 상기 파장 변환층에 입사되는 광이 상기 파장 변환 입자로 도입될 확률을 조절하여 후술하는 파장 변환층이 가지는 광 특성을 보다 개선할 수 있다.
본 출원에서 용어 「산란 입자」는, 주변 매질, 예를 들면, 후술하는 상기 매트릭스 또는 에멀젼 영역과 상이한 굴절률을 가지고, 또한 적절한 크기를 가져서 입사되는 광을 산란, 굴절 또는 확산시킬 수 있는 모든 종류의 입자를 의미할 수 있다.
산란 입자는, 예를 들면, 평균 입경이 100 nm 이상, 100 nm 초과, 100 nm 내지 20,000 nm, 100 nm 내지 15,000 nm, 100 nm 내지 10,000 nm, 100 nm 내지 5,000 nm, 100 nm 내지 1,000 nm 또는 100 nm 내지 500 nm 정도일 수 있다. 산란 입자는, 구형, 타원형, 다면체 또는 무정형과 같은 형상을 가질 수 있으나, 상기 형태는 특별히 제한되는 것은 아니다. 산란 입자로는, 예를 들면, 폴리스티렌 또는 그 유도체, 아크릴 수지 또는 그 유도체, 실리콘 수지 또는 그 유도체, 또는 노볼락 수지 또는 그 유도체 등과 같은 유기 재료, 또는 실리카, 알루미나, 산화 티탄 또는 산화 지르코늄과 같은 무기 재료를 포함하는 입자가 예시될 수 있다. 산란 입자는, 상기 재료 중에 어느 하나의 재료만을 포함하거나, 상기 중 2종 이상의 재료를 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 산란 입자로 중공 실리카(hollow silica) 등과 같은 중공 입자 또는 코어-셀 구조의 입자도 사용할 수 있다.
이러한 산란 입자의 파장 변환층 내에서의 비율은 특별히 제한되지 않고, 예를 들면, 파장 변환층으로 입사되는 광의 경로를 고려하여 적정 비율로 선택될 수 있다.
산란 입자의 비율은, 예를 들면 파장 변환층 전체 중량 대비 1 중량% 내지 20 중량%의 범위일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니며, 상분리 구조의 안정성 및 발광 효율의 향상 측면을 고려하여 상기 범위는 적절히 수정될 수 있다.
광학 필름용 조성물은, 전술한 성분 외에도 산소 제거제(oxygen scavenger), 라디칼 제거제 또는 산화 방지제(antioxidant) 등과 같은 첨가제를 필요한 양으로 추가로 포함할 수도 있다.
본 출원의 광학 필름은 티오에테르기를 가지는 고분자를 포함하는 산소 차단층을 포함할 수 있다. 상기 산소 차단층은 파장 변환층의 일면 또는 양면에 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 도 1에 도시된 바와 같이 본 출원의 광학 필름은 파장 변환층(300)의 양면에 형성된 티오 에테르기를 가지는 고분자를 포함하는 산소 차단층(200)을 포함할 수 있다.
본 출원의 산소 차단층은 티오 에테르기를 가지는 고분자를 포함할 수 있다.
본 출원의 산소 차단층은 파장 변환층에 포함되어 있는 파장 변환 입자가 산소 등에 의해 산화되는 것을 방지 하기 위해 산소 차단층을 형성하는 고분자에 티오 에테르기를 포함할 수 있다. 상기 티오 에테르기를 포함하는 고분자는 광학 필름으로 유입되는 과산화 라디칼과 반응하여 산화를 방지하는 역할을 수행할 수 있다.
상기 산소 차단층에 포함되는 고분자는, 전술한 산소 차단층의 채택 목적을 달성할 수 있는 티오 에테르기를 포함하는 것이면 제한 없이 이용될 수 있으며, 하나의 예시에서 상기 고분자는 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체의 중합 단위를 포함할 수 있다.
본 출원에서 용어 「소정 화합물의 중합 단위」라는 것은, 소정 화합물이 중합되어 형성된 중합체의 주쇄 또는 측쇄에 상기 소정 화합물이 중합되어 포함된 상태를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 티올기를 가지는 단량체는 하기 화학식 8 내지 11로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다.
[화학식 8]
Figure pat00008
[화학식 9]
Figure pat00009
[화학식 10]
Figure pat00010
[화학식 11]
Figure pat00011
상기 화학식 8 내지 11에서, A1 내지 A3은, 각각 독립적으로 알킬렌기이고, R1은 알킬기이며, R2는 수소, 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 알킬렌기이고, R은, 알킬기이며, n은 1 내지 3의 정수이다.
구체적인 예시에서, 화학식 8의 A1은 탄소수 1 내지 8의 알킬렌기 인 것이 바람직할 수 있다.
구체적인 예시에서, 화학식 9의 R1은 탄소수 3 내지 20의 알킬기인 것이 바람직할 수 있다.
구체적인 예시에서, 화학식 10의 A2는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기인 것이 바람직할 수 있다.
구체적인 예시에서, 화학식 11의 A-3는 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이며, R2는 수소, 탄소수 4 내지 12의 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 탄소수 1 내지 4의 알킬렌기이고, n은 2 또는 3인 것이 좋다. 특히, 상기 알킬기 또는 알킬렌기는 티올기, 히드록시기 또는 카르복시기 등으로 치환되어 있을 수 있다.
보다 구체적으로 티올기를 가지는 단량체는 n-도데칸 티올, t-부틸 머캅탄, n-부틸 머캅탄, 1-옥타데칸 티올, 트리메틸올 프로판 트리스(3-머캅토 티올), 5-메틸-1H-벤조트리아졸, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토 프로피오네이트) 또는 글리콜 디머캅토아세테이트 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 중합체에 티올기를 가지는 단량체의 중합 단위 비율은, 예를 들면 중합체 100 중량부 대비 20 내지 80 중량부의 중합 단위 비율로 중합체에 포함될 수 있다. 용어 중량부는 달리 설명하지 않는 한 각 성분간의 중량 비율을 의미할 수 있다. 상기와 같은 중합 단위 비율 범위 내에서 목적하는 산소 차단층의 채택 목적을 달성할 수 있으며, 파장 변환 입자의 산화에 의한 발광 효율 저하를 방지할 수 있다.
본 출원의 산소 차단층에 포함되는 중합체는 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체는 불포화 이중 결합은 가지는 것으로써, 티올기를 가지는 단량체와 중합되어, 티오에테르기를 형성할 수 있는 것이면 본 출원에서 제한 없이 이용될 수 있다.
구체적으로, 상기 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체 일 수 있다. 상기 용어 「(메타)아크릴산 」은 아크릴산 또는 메타크릴산을 의미하며, (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 아크릴산, 메타크릴산 또는 이의 유도체를 의미할 수 있다.
하나의 예시에서, 중합체에 중합 단위로 포함될 수 있는 (메타)아크릴산 에스테르는 알킬 (메타)아크릴레이트 일 수 있다. 상기 용어 「(메타)아크릴레이트」는 아크릴레이트 또는 메타크릴레이트를 의미한다.
구체적으로, 알킬 (메타)아크릴레이트는 탄소수 1 내지 20의 알킬기를 가지는 알킬 (메타)아크릴레이트 일 수 있으며, 그 예로는 메틸 (메타)아크릴레이트, 에틸 (메타)아크릴레이트, n-프로필 (메타)아크릴레이트, 이소프로필 (메타)아크릴레이트, n-부틸 (메타)아크릴레이트, t-부틸 (메타)아크릴레이트, 이소부틸 (메타)아크릴레이트, 2-에틸헥실 (메타)아크릴레이트, 2-에틸부틸 (메타)아크릴레이트, 펜틸 (메타)아크릴레이트, 헥실 (메타)아크릴레이트, 시클로헥실 (메타)아크릴레이트, n-옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소옥틸 (메타)아크릴레이트, 이소노닐 (메타)아크릴레이트, 데실 (메타)아크릴레이트, 도데실 (메타)아크릴레이트, 트리데실 (메타)아크릴레이트, 테트라데실 (메타)아크릴레이트, 옥타데실 (메타)아크릴레이트 또는 이소보르닐 (메타)아크릴레이트 등이 예시될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
다른 예시에서, 중합체에 중합 단위로 포함될 수 있는 (메타)아크릴산 에스테르는 다관능성 (메타)아크릴레이트 일 수 있다.
본 출원에서 용어 다관능성 (메타)아크릴레이트는 2개 이상의 라디칼 중합성 관능기를 가지는 (메타)아크릴레이트를 의미할 수 있으며, 상기 라디칼 중합성 관능기는 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 또는 메타크릴로일옥시기 일 수 있다.
상기 다관능성 아크릴레이트 화합물 중, 2관능성 아크릴레이트 화합물의 일례는 에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 부탄디올 (메타)아크릴레이트, 헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 노난디올 디(메타)아크릴레이트, 에톡시화헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 프로폭시화헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 아크릴레이트네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에폭시화네오펜딜글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 에톡시화 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 트리프로필렌글리콜 디(메타)아크릴레이트 또는 하이드록시피발산네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트 등일 수 있다.
상기 다관능성 아크릴레이트 화합물 중, 3관능성 이상의 아크릴레이트 화합물의 일례는 트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 에톡시화트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 프로폭시화트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트, 트리스2-하이드록시에틸이소시아누레이트 트리(메타)아크릴레이트 또는 글리세린 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 트리(메타)아크릴레이트 또는 디트리메틸올프로판 트리(메타)아크릴레이트 등의 3 관능의 아크릴레이트 화합물이나, 펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디트리메틸올프로판 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 펜타(메타)아크릴레이트, 지트리메치로르프로판 펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 디트리메틸올프로판 헥사(메타)아크릴레이트 등의 3 관능 이상의 다관능 아크릴레이트 화합물 등일 수 있다.
상기 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체는, 전술한 종류 이외에 스티렌 또는 메틸 스티렌 등의 비닐계 단량체 등이 예시될 수 있다.
상기 중합체에 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체의 중합 단위 비율은, 예를 들면 30 내지 70 중량부의 중합 단위 비율로 중합체에 포함될 수 있다. 용어 중량부는 달리 설명하지 않는 한 각 성분간의 중량 비율을 의미할 수 있다. 상기와 같은 중합 단위 비율 범위 내에서 목적하는 산소 차단층의 채택 목적을 달성할 수 있으며, 파장 변환 입자의 산화에 의한 발광 효율 저하를 방지할 수 있다.
상기 산소 차단층에 포함되는 중합체는 전술한 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체의 중합 단위를 포함함으로써, 티오 에테르기를 가지게 되고, 상기 티오 에테르기가 광학 필름으로 유입되는 산소에 의한 파장 변환 입자의 산화를 방지하는 역할을 할 수 있다.
본 출원의 중합체는 가교성 관능기를 가지는 단량체의 중합 단위를 더 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 출원의 가교성 관능기를 가지는 단량체의 가교성 관능기는 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 히드록시기, 이소시아네이트기, 글리시딜기, 에폭시기, 아민기 또는 카복시기 일 수 있다. 상기 가교성 관능기를 가지는 단량체는 다양하게 공지되어 있으며, 본 출원에서는 중합체의 목적하는 유리 전이온도나 후술하는 가교제와의 반응성을 고려하여 상기 단량체 중 적적한 종류가 선택되어 사용될 수 있다.
본 출원의 산소 차단층은 가교제를 더 포함할 수 있다. 하나의 예시에서, 상기 가교제는 관능기를 한 분자 내에 2개 이상 포함하는 다관능성 가교제일 수 있다. 본 출원에서 용어 「다관능성 가교제」는 중합체의 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기를 한 분자 내에 2 개 이상, 예를 들면 2개 내지 6개를 포함하는 다관능 화합물을 의미할 수 있다. 상기 한 분자 내에 포함되어 있는 2개 이상의 관능기는 동일하거나 서로 다른 종의 관능기 일 수 있다.
본 출원에서 다관능성 가교제로는, 상기 가교성 관능기와 반응할 수 있는 관능기로서, 아크릴로일기, 아크릴로일옥시기, 메타크릴로일기, 메타크릴로일옥시기, 카르복시기, 산 무수물기, 비닐에테르기, 아민기, 카르보닐기, 이소시아네이트기, 에폭시기, 아지리디닐기, 카르보디이미드기 또는 옥사졸린기 등의 관능기를 1종 이상, 예를 들면, 1 내지 2종 포함하는 화합물을 사용할 수 있다.
상기 중합체는 예를 들면 -80℃ 내지 120℃ 범위 내의 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 이러한 유리 전이 온도 범위 내에서 산소 차단층의 목적하는 산소 차단 특성을 확보할 수 있다.
산소 차단층에 포함되는 중합체는, 예를 들면 500 내지 1,500,000 범위 내의 중량평균분자량을 가질 수 있다. 본 출원에서 용어 중량평균분자량은 GPC(Gel Permeation Chromatograph)로 측정한 표준 폴리스티렌에 대한 환산수치를 의미할 수 있고, 특별히 달리 규정하지 않는 한, 어떠한 중합체의 분자량은 그 중합체의 중량평균분자량을 의미할 수 있다.
산소 차단층은 전술한 성분 이외에 공지의 다양한 성분을 추가로 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 산소 차단층은 점착성 부여제를 추가로 포함할 수 있다.
산소 차단층에 전술한 성분 이외에 추가될 수 있는 성분에는 자외선 안정제, 조색제, 보강제, 충진제, 소포제, 계면 활성제 또는 가소제 등이 예시될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
산소 차단층의 두께는, 예를 들면 5 내지 200㎛의 범위 내에 있을 수 있다. 상기 두께 범위 내에서 목적하는 산소 차단 특성을 확보할 수 있다.
본 출원의 광학 필름은 또한, 파장 변환층의 일면 또는 양면에 배리어층을 더 포함할 수 있다.
이러한 배리어층은, 고온 조건이나 산소 및 수분 등과 같은 유해한 외부 요인이 존재하는 조건으로부터 파장 변환층을 보호할 수 있다.
하나의 예시에서, 도 2에 도시된 바와 같이 본 출원의 광학 필름은 아래에서부터 순차적으로, 배리어층(100); 산소 차단층(200); 파장 변환층(300); 산소차단층(200); 및 배리어층(100)을 포함하는 구조일 수 있다.
배리어층은, 예를 들면 소수성이면서 광에 노출되어도 황변 등이 유발되지 않는 안정성이 좋은 소재로 형성될 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환층과 상기 배리어층과의 계면에서의 광의 손실 등을 줄이기 위하여 상기 배리어층은 상기 파장 변환층과 전체적으로 유사한 범위의 굴절률을 가질 수 있도록 선택될 수 있다.
배리어층은, 예를 들면, 고체의 재료이거나, 혹은 경화된 액체, 겔, 또는 폴리머일 수 있고, 용도에 따라서 가요성이거나 비가요성의 재료로부터 선택될 수 있다. 배리어층을 형성하는 재료의 종류는 특별히 제한되지 않고, 유리, 폴리머, 산화물 또는 질화물 등을 포함하는 공지의 재료로부터 선택될 수 있다. 배리어층은, 예를 들면, 유리; PET(poly(ethylene terephtalate)) 등과 같은 폴리머; 또는 실리콘, 티타늄 또는 알루미늄 등의 산화물이나 질화물 등이나 상기 중 2종 이상의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
본 출원의 광학 필름은 전술한 파장 변환층의 일면 또는 양면에 순차적으로 산소 차단층; 또는 산소 차단층 및 배리어층을 포함함으로써, 우수한 산소 차단특성을 확보할 수 있다.
본 출원은 또한, 광학 필름의 제조방법에 대한 것이다.
하나의 예시에서, 본 출원의 광학 필름의 제조방법은 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층의 일면 또는 양면에 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체를 포함하는 산소 차단층 형성용 조성물을 이용하여 산소 차단층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 출원의 제조방법은, 상 분리된 2 영역을 포함하는 파장 변환층 및 상기 파장 변환층 상에 티오 에테르기를 가지는 산소 차단층을 형성함으로써, 산소 차단 특성이 우수하고, 파장 변환 입자가 기타 다른 물질에 의해 발광 특성이 저하되는 것을 방지하여, 우수한 광 특성을 확보할 수 있는 광학 필름을 제공할 수 있다.
본 출원의 광학 필름의 제조방법은, 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체를 포함하는 조성물을 이용하여 산소 차단층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환층의 일면 또는 양면에 산소 차단층을 형성하는 방법은 기 형성된 파장 변환층의 일면 또는 양면에 전술한 성분을 포함하는 산소 차단층 형성용 조성물을 도포 한 후, 적절한 열 또는 광을 인가하여 경화시키는 것을 포함할 수 있다.
다른 예시에서, 파장 변환층의 일면 또는 양면에 산소 차단층의 형성 방법은 배리어층 상에 전술한 산소 차단층 형성용 조성물을 도포 및 경화하여, 산소 차단층을 형성한 후, 산소 차단층을 포함하는 배리어층을 소정 간격으로 이격 배치하고, 파장 변환층 형성용 조성물을 주입하는 방식에 의해 형성될 수도 있다.
상기 산소 차단층 형성용 조성물에는 상기 성분 이외에, 가교성 관능기를 가지는 단량체, 가교제 또는 라디칼 개시제 등을 포함할 수 있다.
본 출원의 파장 변환층은, 파장 변환 입자, 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함하는 파장 변환층 형성용 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환층의 형성 방법은 임의의 기재 필름상에 상기 파장 변환 입자, 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함하는 파장 변환층 형성용 조성물을 공지의 도포 방법, 예를 들면 바 코팅, 그라비아 코팅, 리버스 롤 코팅, 리버스 그라비아 코팅, 슬롯다이 코팅, 콤마코팅, 스프레이 코팅, 나이프 코팅, 다이코팅, 딥 코팅, 마이크로 그라비아 코팅 또는 와이어 바코팅 등의 방법을 이용하여 도포 한 후, 경화시키는 것을 포함할 수 있다.
다른 예시에서, 파장 변환층은 산소 차단층 및 배리어층이 함께 적층되어 이격 배치 되어 있는 사이에, 파장 변환층 형성용 조성물을 주입한 후, 경화하여 순차적으로 도 2에 도시된 바와 같은 광학 필름이 형성되는 것으로부터, 제조될 수도 있다.
상기 파장 변환층 형성용 조성물에는 전술한 성분 이외에, 라디칼 개시제, 가교제, 산란 입자 또는 양친매성 입자 등을 더 포함할 수 있다.
라디칼 개시제의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 개시제로는, 열의 인가 또는 광의 조사에 의해 중합 반응을 유도할 수 있도록 라디칼을 생성할 수 있는 라디칼 열 개시제 또는 광 개시제를 이용할 수 있다.
개시제로는 상기 개시제 중에서 친수성 성분 또는 소수성 성분에 높은 용해도를 나타내는 것을 선택하여 사용할 수 있고, 예를 들면, 히드록시케톤 화합물, 수분산 히드록시케톤 화합물 또는 아미노케톤 화합물 또는 수분산 아미노케톤 화합물 등이 사용될 수 있지만, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 개시제의 함량은 특별히 제한되는 것은 아니며, 예를 들면 개시제는 파장 변환층을 형성하는 조성물 전체 중량 대비 0.1 중량% 내지 15 중량%의 범위로 조성물에 포함될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
예를 들면, 필름화 물성 등을 고려하여, 필요하다면, 파장 변환층 형성용 조성물은 가교제를 추가로 포함할 수 있다. 가교제로는, 예를 들면, 라디칼 중합성기를 2개 이상 가지는 화합물을 사용할 수 있다.
가교제로 사용될 수 있는 화합물로는, 다관능성 아크릴레이트가 예시될 수 있다. 상기 다관능성 아크릴레이트는, 아크릴로일기 또는 메타크릴로일기를 2개 이상 포함하는 화합물을 의미할 수 있다.
다관능성 아크릴레이트로는, 예를 들면, 1,4-부탄디올 디(메타)아크릴레이트, 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 폴리에틸렌글리콜 디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜아디페이트(neopentylglycol adipate) 디(메타)아크릴레이트, 히드록시피발산(hydroxyl puivalic acid) 네오펜틸글리콜 디(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타닐(dicyclopentanyl) 디(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디시클로펜테닐 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 디(메타)아크릴레이트, 디(메타)아크릴록시 에틸 이소시아누레이트, 알릴(allyl)화 시클로헥실 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸디메탄올(메타)아크릴레이트, 디메틸롤 디시클로펜탄 디(메타)아크릴레이트, 에틸렌옥시드 변성 헥사히드로프탈산 디(메타)아크릴레이트, 트리시클로데칸 디메탄올(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 변성 트리메틸프로판 디(메타)아크릴레이트, 아다만탄(adamantane) 디(메타)아크릴레이트 또는 9,9-비스[4-(2-아크릴로일옥시에톡시)페닐]플루오렌(fluorine) 등과 같은 2관능성 아크릴레이트; 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리쓰리톨 트리(메타)아크릴레이트, 프로필렌옥시드 변성 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트, 3 관능형 우레탄 (메타)아크릴레이트 또는 트리스(메타)아크릴록시에틸이소시아누레이트 등의 3관능형 아크릴레이트; 디글리세린 테트라(메타)아크릴레이트 또는 펜타에리쓰리톨 테트라(메타)아크릴레이트 등의 4관능형 아크릴레이트; 프로피온산 변성 디펜타에리쓰리톨 펜타(메타)아크릴레이트 등의 5관능형 아크릴레이트; 및 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트, 카프로락톤 변성 디펜타에리쓰리톨 헥사(메타)아크릴레이트 또는 우레탄 (메타)아크릴레이트(ex. 이소시아네이트 단량체 및 트리메틸롤프로판 트리(메타)아크릴레이트의 반응물) 등의 6관능형 아크릴레이트 등을 사용할 수 있다. 또한, 다관능성 아크릴레이트로는, 업계에서 소위 광경화성 올리고머로 호칭되는 화합물로서, 우레탄 아크릴레이트, 에폭시 아크릴레이트, 폴리에스테르 아크릴레이트 또는 폴리에테르 아크릴레이트 등도 사용할 수 있다. 상기와 같은 화합물 중에서 적절한 종류를 일종 또는 이종 이상 선택하여 사용할 수 있다.
가교제로는, 상기 다관능성 아크릴레이트와 같이 라디칼 반응에 의해 가교 구조를 구현할 수 있는 성분은 물론 필요하다면, 공지의 이소시아네이트 가교제, 에폭시 가교제, 아지리딘 가교제 또는 금속 킬레이트 가교제 등과 같이 열경화 반응에 의해 가교 구조를 구현할 수 있는 성분도 사용할 수 있다.
가교제는 예를 들면, 본 출원의 파장 변환층 형성용 조성물 전체 중량 대비 10 중량% 내지 50 중량%의 범위로 조성물에 포함될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 필름의 물성 등을 고려하여 상기 범위는 변경될 수 있다.
파장 변환층 형성용 조성물에는 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함할 수 있다.
상기 파장 변환층 형성용 조성물에 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함시키는 방법은, 예를 들면 친수성 중합성 조성물 및 소수성 중합성 조성물을 별도로 제조 한 후, 혼합하여 포함시키는 방법; 또는 파장 변환 입자와 상기 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 한번에 혼합하는 방법; 등이 있을 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기와 같은 방법에 의하면은 경화 과정, 구체적으로 중합하는 과정에서 상 분리가 일어나고, 상 분리된 제 1 영역(매트릭스) 및 제 2 영역(에멀젼 영역)을 포함하는 파장 변환층이 형성될 수 있다. 또한, 제 1 영역(매트릭스) 또는 제 2 영역(에멀젼 영역) 중 어느 한 영역에 파장 변환 입자를 포함시키고, 다른 영역에는 실질적으로 파장 변환 입자를 포함시키지 않음으로써, 광 특성이 우수하고 또한, 개시제 등 다른 물질에 의해 파장 변환 입자의 발광 효율이 저하되는 문제 등을 예방할 수 있다.
본 출원의 광학 필름의 제조방법에 따라 형성된 제 2 영역은, 예를 들면 각각 서로 다른 파장 변환 입자를 포함하는 A 영역 및/또는 B영역을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, A 영역 및 B 영역을 포함하는 제 2 영역을 가지는 파장 변환층을 얻기 위해서는, 녹색 입자와 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 혼합하여 제 1 혼합물을 제조하고, 적색 입자와 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 혼합하여, 제 2 혼합물을 제조 한 후, 상기 제 1 혼합물과 제 2 혼합물을 혼합하여 파장 변환층 형성용 조성물을 제조하는 방식이 이용될 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 파장 변환층 형성용 조성물을 임의의 기재상에 도포 한 후, 경화 시키는 방식도 특별히 제한되지 않으며, 예를 들면, 각 조성물에 포함되어 있는 개시제가 활성화 될 수 있을 정도의 적정 범위의 열을 인가하거나, 혹은 자외선 등과 같은 전자기파를 인가하는 방식으로 수행할 수 있다.
본 출원의 광학 필름의 제조방법은 필요하다면, 배리어층을 형성하는 단계를 추가로 수행할 수 있다.
본 출원은 또한 조명 장치에 대한 것이다. 예시적인 조명 장치는, 광원과 상기 광학 필름을 포함할 수 있다.
하나의 예시에서 상기 조명 장치에서의 광원과 광학 필름은, 상기 광원에서 조사된 광이 상기 광학 필름으로 입사할 수 있도록 배치될 수 있다. 광원으로부터 조사된 광이 상기 광학 필름으로 입사하면, 입사된 광 중에서 일부는 상기 광학 필름 내의 파장 변환 입자에 흡수되지 않고 그대로 방출되고, 다른 일부는 상기 파장 변환 입자에 흡수된 후에 다른 파장의 광으로 방출될 수 있다. 이에 따라 상기 광원에서 방출되는 광의 파장과 상기 파장 변환 입자가 방출하는 광의 파장을 조절하여 광학 필름으로부터 방출되는 광의 색순도 또는 칼라 등을 조절할 수 있고, 발광 효율이 증대된 광학 필름을 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 파장 변환층에 전술한 적색 및 녹색 입자를 적정량 포함시키고, 광원이 청색광을 방출하도록 조절하면, 광학 필름에서는 백색광이 방출될 수 있다.
본 출원의 조명 장치에 포함되는 광원의 종류는 특별히 제한되지 않으며, 목적하는 광의 종류를 고려하여 적절한 종류가 선택될 수 있다. 하나의 예시에서 상기 광원은 청색 광원이고, 예를 들면, 450 내지 490 nm의 범위 내의 파장의 광을 방출할 수 있는 광원일 수 있다.
도 3 및 4는, 상기와 같이 광원과 광학 필름을 포함하는 조명 장치를 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 3 및 4에 나타난 바와 같이 조명 장치에서 광원과 광학 필름은 상기 광원에서 조사된 광이 상기 광학 필름으로 입사될 수 있도록 배치될 수 있다.
도 3에서는 광원(400)이 광학 필름(500)의 하부에 배치되어 있고, 이에 따라 상부 방향으로 광원(400)으로부터 조사된 광은 상기 광학 필름(500)으로 입사될 수 있다.
도 4는, 광원(400)이 광학 필름(500)의 측면에 배치된 경우이다. 필수적인 것은 아니지만, 상기와 같이 광원(400)이 광학 필름(500)의 측면에 배치되는 경우에는, 도광판(Light Guiding Plate)(600)이나 반사판(700)과 같이 광원(400)으로부터의 광이 보다 효율적으로 광학 필름(400)에 입사될 수 있도록 하는 다른 수단이 포함될 수도 있다.
도 3 및 4에 나타난 예시는 본 출원의 조명 장치의 하나의 예시이며, 이 외에도 조명 장치는 공지된 다양한 형태를 가질 수 있고, 이를 위해 공지의 다양한 구성을 추가로 포함할 수 있다.
상기와 같은 본 출원의 조명 장치는 다양한 용도에 사용될 수 있다. 본 출원의 조명 장치가 적용될 수 있는 대표적인 용도에는 디스플레이 장치가 있다. 예를 들면, 상기 조명 장치는 LCD(Liquid Crystal Display) 등과 같은 디스플레이 장치의 BLU(Backlight Unit)로서 사용될 수 있다.
이 외에도 상기 조명 장치는, 컴퓨터, 모바일폰, 스마트폰, 개인 휴대정보 단말기(PDA), 게이밍 장치, 전자 리딩 (reading) 장치 또는 디지털 카메라 등과 같은 디스플레이 장치의 BLU(Backlight Unit), 실내 또는 실외 조명, 무대 조명, 장식 조명, 액센트 조명 또는 박물관 조명 등에 사용될 수 있고, 이 외에도 원예학이나, 생물학에서 필요한 특별한 파장 조명 등에 사용될 수 있으나, 상기 조명 장치가 적용될 수 있는 용도가 상기에 제한되는 것은 아니다.
이하, 실시예 및 비교예를 통하여 본 출원의 광학 필름 등을 구체적으로 설명하지만, 상기 광학 필름 등의 범위가 하기 실시예에 제한되는 것은 아니다.
실시예 1.
산소 차단층의 형성
2장의 상판 필름 및 하판 필름의 배리어층 위에 n-도데칸 티올: 1,6-헥산디올 디(메타)아크릴레이트: 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(TMPTA): Irgacure907의 중량 비율을 2:1:1:0.05로 하되, 2시간 동안 교반(stirring)하여 얻어진 혼합물을 코팅한다. 코팅 후 60℃에서 2분간 말리고, UV조사(500mJ/cm2)를 통해 경화시켜, 산소 차단층을 형성하였다.
광학 필름의 제조
폴리(에틸렌글리콜) 디아크릴레이트(PEGDA, (poly(ethyleneglycol) diacrylate, CAS No.: 26570-48-9, 용해도 파라미터(HSP): 약 18 (cal/cm3)1/2), 라우릴 아크릴레이트(LA, lauryl acrylate, CAS No.: 2156-97-0, 용해도 파라미터(HSP) : 약 8 (cal/cm3)1/2), 비스플루오렌 디아크릴레이트(BD, bisfluorene diacrylate, CAS No.: 161182-73-6, 용해도 파라미터(HSP): 약 8 내지 9 (cal/cmcm3)1/2), 녹색 입자(Quantum Dot 입자) 및 계면활성제(polyvinylpyrrolidone) 를 9:1:1:0.1:0.1 (PEGDA:LA:BD:녹색입자:계면활성제)의 중량 비율로 혼합하였다. 이어서 라디칼 개시제로서 Irgacure2959와 Irgacure907를 각각 농도가 약 1 중량%가 되도록 혼합하고, 6시간 정도 교반하여 혼합물을 제조하고, 이 후 일정 간격으로 이격 배치된 산소 차단층이 형성된 2장의 상판, 하판 필름의 사이에 양자점 혼합물을 위치시켜 약 100 ㎛의 두께로 코팅하고, 라디칼 중합을 유도하여 경화시켜 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층을 형성하여, 광학 필름을 제조 하였다.
비교예 1.
산소 차단층을 형성하지 않는 것을 제외하고는 실시예 1의 파장 변환층 형성방법과 동일한 방식으로 파장 변환층을 형성하여, 광학 필름을 제조 하였다.
시험예 - 고온 내구 특성의 평가
실시예 1 및 비교예 1에 따른 광학 필름의 흡수 스펙트럼(좌)과 발광 스펙트럼(우)에 따른 60℃ 고온 하에서의 발광 효율(Q.Y) 변화를 평가하여, 아래 도 5 및 6에 도시 하였다. 구체적으로, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이 비교예 1 (도 6)의 경우보다 실시예1(도 5)에서 산소 차단층이 존재할 시 상대적으로 시간에 따른 고온에서의 내구 특성이 뛰어난 것을 확인할 수 있었다.
100 : 배리어층
200 : 산소 차단층
300 : 파장 변환층
400 : 광원
500 : 광학 필름
600 : 도광판
700 : 반사판

Claims (20)

  1. 연속 상인 매트릭스 및 상기 매트릭스 내에 분산되어 있는 에멀젼 영역을 포함하고, 상기 매트릭스 또는 에멀젼 영역에 존재하는 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층; 및
    상기 파장 변환층의 일면 또는 양면에 형성된 티오에테르기를 가지는 고분자를 포함하는 산소 차단층을 포함하는 광학 필름.
  2. 제 1항에 있어서,
    매트릭스는 하기 화학식 1의 화합물; 하기 화학식 2의 화합물; 하기 화학식 3의 화합물; 하기 화학식 4의 화합물; 질소 함유 라디칼 중합성 화합물; 및 (메타)아크릴산 또는 그의 염을 포함하는 라디칼 중합성 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합 단위를 포함하는 광학 필름:
    [화학식 1]
    Figure pat00012

    [화학식 2]
    Figure pat00013

    [화학식 3]
    Figure pat00014

    [화학식 4]
    Figure pat00015

    화학식 1 내지 4에서 Q는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기이고,
    U는 각각 독립적으로 알킬렌기이며,
    A는 각각 독립적으로 히드록시기가 치환될 수 있는 알킬렌기이고,
    Z는 수소, 알콕시기, 에폭시기 또는 1가의 탄화수소기이며,
    X는 히드록시기 또는 시아노기이고,
    m 및 n은 임의의 수이다.
  3. 제 1항에 있어서,
    에멀젼 영역은 하기 화학식 5의 화합물, 하기 화학식 6의 화합물 및 하기 화학식 7의 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 중합 단위를 포함하는 광학 필름:
    [화학식 5]
    Figure pat00016

    [화학식 6]
    Figure pat00017

    [화학식 7]
    Figure pat00018

    화학식 5 내지 7에서,
    Q는 각각 독립적으로 수소 또는 알킬기이고,
    U는 각각 독립적으로 알킬렌기, 알케닐렌기 또는 알키닐렌기 또는 아릴렌기이며,
    B는 탄소수 5 이상의 직쇄 또는 분지쇄 알킬기 또는 지환식 탄화수소기이고,
    Y는 산소 원자 또는 황 원자이며,
    X는 산소 원자, 황 원자 또는 알킬렌기이고,
    Ar은 아릴기이며,
    n은 임의의 수이다.
  4. 제 1항에 있어서,
    에멀젼 영역 내에 포함되어 있는 파장 변환 입자의 비율은, 파장 변환층에 포함되는 전체 파장 변환 입자 대비 90중량 % 이상인 광학 필름.
  5. 제 1항에 있어서,
    에멀젼 영역은 평균 직경이 1㎛ 내지 200㎛의 범위 내에 있는 입자 형태인 광학 필름.
  6. 제 1항에 있어서,
    에멀젼 영역은 420nm 내지 490nm의 범위 내의 광을 흡수하여 490nm 내지 580nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 1 파장 변환 입자를 포함하는 A 영역 및/또는 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여 580nm 내지 780nm의 범위 내의 광을 방출할 수 있는 제 2 파장 변환 입자를 포함하는 B영역을 포함하는 광학 필름.
  7. 제 1항에 있어서,
    파장 변환 입자는 양자점 또는 고분자 입자인 광학 필름.
  8. 제 1항에 있어서,
    파장 변환층은 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여, 490nm 내지 580nm 범위 내의 광을 방출하는 제 1 파장 변환 입자 및/또는 420nm 내지 490nm 범위 내의 광을 흡수하여, 580nm 내지 780nm 범위 내의 광을 방출하는 제 2 파장 변환 입자를 포함하는 광학 필름.
  9. 제 1항에 있어서,
    고분자는 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체의 중합 단위를 포함하는 중합체인 광학 필름.
  10. 제 9항에 있어서,
    티올기를 가지는 단량체는 하기 화학식 8 내지 11로 표시되는 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나인 광학 필름:
    [화학식 8]
    Figure pat00019

    [화학식 9]
    Figure pat00020

    [화학식 10]
    Figure pat00021

    [화학식 11]
    Figure pat00022

    상기 화학식 8 내지 11에서, A1 내지 A3은, 각각 독립적으로 알킬렌기이고, R1은 알킬기이며, R2는 수소, 알킬기 또는 -A4-C(-A5-O-C(=O)-A6-SH)nR(3-n)이며, 상기에서 A4 내지 A6은 각각 독립적으로 알킬렌기이고, R은, 알킬기이며, n은 1 내지 3의 정수이다.
  11. 제 9항에 있어서,
    티올기를 가지는 단량체는 2-머캅토 에탄올, 글라이시딜 머캅탄, 머캅토아세트산, 2-에틸헥실티오글리콜레이트, 2,3-다이머캅토-1-프로판올, n-도데칸 티올, t-부틸 머캅탄, n-부틸 머캅탄, 1-옥타데칸 티올, 트리메틸올 프로판 트리스(3-머캅토 프로피오네이트) 또는 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-머캅토 프로피오네이트)인 광학 필름.
  12. 제 9항에 있어서,
    에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체는 (메타)아크릴산 에스테르 단량체인 광학 필름.
  13. 제 12항에 있어서,
    (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 알킬 (메타)아크릴레이트인 광학 필름.
  14. 제 12항에 있어서,
    (메타)아크릴산 에스테르 단량체는 다관능성 (메타)아크릴레이트인 광학 필름.
  15. 제 1항에 있어서,
    파장 변환층의 일면 또는 양면에 배리어층을 더 포함하는 광학 필름.
  16. 파장 변환 입자를 포함하는 파장 변환층의 일면 또는 양면에 티올기를 가지는 단량체 및 에틸렌성 불포화 결합을 가지는 단량체를 포함하는 산소 차단층 형성용 조성물을 이용하여 산소 차단층을 형성하는 단계를 포함하는 제 1항의 광학 필름의 제조방법.
  17. 제 16항에 있어서,
    파장 변환층은 친수성 중합성 화합물 및 소수성 중합성 화합물을 포함하는 파장 변환층 형성용 조성물을 이용하여 형성하는 광학 필름의 제조방법.
  18. 광원 및 제 1 항의 광학 필름을 포함하고, 상기 광원과 광학 필름은, 상기 광원으로부터의 광이 상기 광학 필름으로 입사될 수 있도록 배치되어 있는 조명 장치.
  19. 제 18항에 있어서,
    광원은 420nm 내지 490nm의 범위 내 어느 한 파장의 광을 방출하는 조명 장치.
  20. 제 18항의 조명장치를 포함하는 디스플레이 장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102153632B1 (ko) * 2019-03-20 2020-09-08 동우 화인켐 주식회사 광변환 잉크 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치
KR20210144345A (ko) * 2020-05-22 2021-11-30 주식회사 한솔케미칼 양자점 광학 필름 및 이에 포함되는 양자점 조성물

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000126681A (ja) * 1998-10-21 2000-05-09 Mitsubishi Chemicals Corp ナノ粒子薄膜の作製方法
KR20110038191A (ko) 2009-10-07 2011-04-14 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20110048397A (ko) 2009-11-02 2011-05-11 엘지이노텍 주식회사 발광다이오드패키지 및 이를 이용한 백라이트유닛
KR20120135999A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
JP2014119539A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Fujifilm Corp 偏光板保護フィルム、偏光板および液晶表示装置
JP2015530718A (ja) * 2012-09-21 2015-10-15 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光アセンブリ、ランプ及び照明器具

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000126681A (ja) * 1998-10-21 2000-05-09 Mitsubishi Chemicals Corp ナノ粒子薄膜の作製方法
KR20110038191A (ko) 2009-10-07 2011-04-14 엘지디스플레이 주식회사 엘이디 백라이트 유닛 및 이를 이용한 액정표시장치
KR20110048397A (ko) 2009-11-02 2011-05-11 엘지이노텍 주식회사 발광다이오드패키지 및 이를 이용한 백라이트유닛
KR20120135999A (ko) * 2011-06-08 2012-12-18 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
JP2015530718A (ja) * 2012-09-21 2015-10-15 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ 発光アセンブリ、ランプ及び照明器具
JP2014119539A (ja) * 2012-12-14 2014-06-30 Fujifilm Corp 偏光板保護フィルム、偏光板および液晶表示装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102153632B1 (ko) * 2019-03-20 2020-09-08 동우 화인켐 주식회사 광변환 잉크 조성물, 컬러필터 및 화상표시장치
KR20210144345A (ko) * 2020-05-22 2021-11-30 주식회사 한솔케미칼 양자점 광학 필름 및 이에 포함되는 양자점 조성물

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