KR20180078753A - 양자점 함유 고분자 복합체와 그 제조방법 및 이를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물과 이로부터 제조된 색 변환 필름 - Google Patents

양자점 함유 고분자 복합체와 그 제조방법 및 이를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물과 이로부터 제조된 색 변환 필름 Download PDF

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Abstract

본 발명은 (S1) 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제 및 경화 촉매를 포함하는 수용액을 70 내지 120℃에서 중합하여 평균 입경이 100 내지 1000㎚인 실리콘계 입자를 제조하는 단계; 및 (S2) 상기 (S1)단계로부터 제조된 실리콘계 입자를 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제, 경화 촉매 및 분산안정제와 함께 극성 용매에 첨가하여 극성 용액을 제조한 후, 상기 극성 용액을 무극성 용매에 양자점 입자가 분산된 무극성 용액과 혼합하여 50 내지 100℃에서 중합하는 단계;를 포함하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법과 이로부터 제조된 양자점 함유 고분자 복합체에 관한 것이며, 나아가 상기 고분자 복합체를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물 및 이로부터 제조된 색 변환 필름에 관한 것이다.

Description

양자점 함유 고분자 복합체와 그 제조방법 및 이를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물과 이로부터 제조된 색 변환 필름{POLYMER COMPLEX COMPRISING QUANTUM DOT AND METHOD FOR MANUFACTURING OF THE SAME, AND RESIN COMPOSITION FOR COLOR CONVERSION FILM COMPRISING THE SAME AND CONVERSION FILM MANUFACTURED BY THE SAME}
본 발명은 양자점 함유 고분자 복합체와 그 제조방법 그리고 상기 양자점 함유 고분자 복합체를 포함한 색 변환 필름용 수지 조성물에 관한 것이며, 나아가 이로부터 제조된 색 변환 필름에 관한 것이다.
평판 표시장치(FPD; Flat Panel Display)는 종래의 음극선관(Cathode Ray Tube, CRT) 표시장치를 대체하여 데스크탑 컴퓨터의 모니터뿐만 아니라, 노트북 컴퓨터, PDA 등의 휴대용 컴퓨터나 휴대 전화 단말기 등의 소형 경량화된 시스템을 구현하는데 필수적인 표시장치이다. 현재 상용화된 평판 표시장치로는 액정표시장치(Liquid Crystal Display, LCD), 플라즈마 표시장치(Plasma Display Panel, PDP), 유기전계발광장치{Organic Light Emitting Diode, OLED) 등이 있으며, 이중 액정표시장치는 우수한 시인성, 용이한 박막화, 저전력 및 저발열 등의 장점에 따라 모바일기기, 컴퓨터의 모니터 및 HDTV 등에 이용되는 표시장치로서 각광받고 있다.
이 가운데, 액정 표시 장치와 같은 비발광성 표시 장치는 외부 광이 컬러 필터를 포함하는 표시 패널을 투과하도록 하는 원리로부터 화상을 구현한다. 여기서, 외부 광은 백라이트 유닛(BLU)에서 공급되는 광을 일반적으로 의미하며, 광원으로는 냉음극형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL)와 면형광램프(flat fluorescent lamp, FFL)가 주로 사용되어 왔으나, 최근에는 우수한 색 재현성, 50000시간 이상의 수명 및 저소비전력 등의 많은 장점을 갖고 있을 뿐만 아니라, 수은을 사용하지 않아 친환경적인 광원으로 인식되고 있는 발광다이오드(light emitting diode, LED)로 대체되고 있는 추세이다
최근, 액정 표시 장치에서 풀 컬러의 화상을 구현하기 위해 서로 다른 색상의 광을 방출하는 복수의 발광 다이오드를 구비하는 백라이트 유닛이 연구되고 있다. 그러나, 상기 서로 다른 색상의 광을 방출하는 광원을 구비하는 백라이트 유닛은 도광판의 입광부 및 코너부에서 색 얼룩이 발생할 수 있으며, 각 발광 다이오드에서 출사되는 광의 반치 폭이 넓어 선명한 영상을 구현하기 어려운 문제가 있다.
이에, 기존 CCFL이나 LED BLU의 단점을 극복하고, 디스플레이 장치에 있어서, 높은 수준의 색재현율을 구현하는 방향으로써 유기, 무기 발광물질들이 적용된 광학필름이 개발되고 있다. 이러한 발광물질은 입자의 크기를 균일하게 제어함으로써 높은 색재현율을 구현할 수 있고 이렇게 균일하게 제조된 발광물질들을 광학필름에 적용하여 기존 백색 LED의 색재현율이 70% 수준인데 반해 110% 이상의 색재현율을 확보할 수 있다.
액정표시장치의 색 재현율을 높이기 위한 방안의 일예로, 통상의 백색 LED를 대체하여 청색 LED를 이용하고, 별도의 색 변환 수단인 퀀텀 도트(quantum dot)를 포함하는 광학시트 및 이를 구비한 액정표시장치가 다수의 특허를 통해 제안되었다(관련문헌: 미국 공개특허 공보 제2012-0113672호, 대한민국 공개특허 제2014-0056490호, 대한민국 공개특허 제2013-0123718호 등).
여기서 퀀텀 도트 즉, 양자점(quantum dot)은 수 나노 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 빛 파장의 에너지를 특정한 다른 광 파장 에너지로 변환하는 특정분자들의 집합체를 가리킨다. 즉, 단파장의 빛이 퀀텀 도트에 입사시, 그 내부에는 청색, 적색, 녹색의 파장의 빛으로 변환 시킬수 있는 분자가 배열되어 있어서 청색광, 적색광, 녹색광이 각각 변환되어 나갈 수 있는 것이다. 이에 따라 양자점은 그 크기에 따라 방출하는 파장이 다른 특성을 지니며, 이러한 양자점을 형광물질 또는 발광물질로 사용할 경우, 디스플레이의 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
다만, 상기 양자점과 같은 발광체는 공기 중의 물과 산소에 노출되면 표면산화에 의한 산화 문제점이 있어, 이를 보완하기 위한 방법으로 2장의 베리어 필름 사이에 발광체가 분산된 고분자 수지를 분산시킨 후 경화시켜 광학시트로 제조하며, 이러한 광학시트는 청색 BLU 모듈의 도광판 위에 배치(on-surface 방식)되고 있다. 그러나 이와 같이 자외선, 열, 수분 등으로부터 상기 박막 내의 나노 발광체를 보호하고자 하는 방안들이 제시되고 있으나, 박막 내로 수분이 침투하는 것을 원천적으로 차단하는데 한계가 있다.
이에 본 발명은 양자점 상에서 치밀한 SiO2 구조막을 형성하는 폴리머를 도입함으로써 양자점을 자외선, 열, 수분 등으로부터 보호하고 이에 따라 높은 신뢰성을 나타낼 수 있는 양자점 함유 수지 제조용 전구체 조성물 및 이의 경화물을 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물을 제공하고자 한다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 제 1 구현예는 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제 및 경화 촉매를 포함하는 수용액을 70 내지 120℃에서 중합하여 평균 입경이 100 내지 1000㎚인 실리콘계 입자를 제조하는 단계(S1); 및 상기 (S1)단계로부터 제조된 실리콘계 입자를 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제, 경화 촉매 및 분산안정제와 함께 극성 용매에 첨가하여 극성 용액을 제조한 후, 상기 극성 용액을 무극성 용매에 양자점 입자가 분산된 무극성 용액과 혼합하여 50 내지 100℃에서 중합하는 단계(S2);를 포함하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법이다.
또, 본 발명의 바람직한 제 2 구현예는 상기 제 1 구현예 제조방법으로부터 제조되며, 평균 직경이 0.5 내지 30㎛인 양자점 함유 고분자 복합체이다.
나아가, 본 발명의 바람직한 제 3 구현예 및 제 4 구현예는 각각 제 2 구현예의 양자점 함유 고분자 복합체를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물;과 제 3 구현예의 색 변환 필름용 수지 조성물로부터 형성된 색 변환 필름이다.
본 발명에 따르면 자체적으로 양자점을 수분과 산소로부터 보호하여 베리어성을 보다 향상시킬 수 있으며, 이에 따라 고가의 베리어 필름을 사용하지 않거나 일반 베이스 필름으로 대체할 수 있으므로 제조 원가의 절감과 공정상의 간소화를 도모할 수 있다.
도 1은 본 발명의 양자점 함유 고분자 복합체를 포함한 색 변환 필름용 수지 조성물로부터 제조된 색 변환 필름의 단면을 도식화한 것이다.
본 발명은 (S1) 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제 및 경화 촉매를 포함하는 수용액을 70 내지 120℃에서 중합하여 평균 입경이 100 내지 1000㎚인 실리콘계 입자를 제조하는 단계; 및 (S2) 상기 (S1)단계로부터 제조된 실리콘계 입자를 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제, 경화 촉매 및 분산안정제와 함께 극성 용매에 첨가하여 극성 용액을 제조한 후, 상기 극성 용액을 무극성 용매에 양자점 입자가 분산된 무극성 용액과 혼합하여 50 내지 100℃에서 중합하는 단계;를 포함하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법을 제공한다.
본 발명의 실리콘계 모노머 또는 올리고머는 SiO2 매트릭스를 형성하는 전구체 물질로서 중합에 의해 실록산 결합(Siloxane bond = Si-O-Si)을 형성시켜 산화 실리콘막(SiO2)을 만든다. 이때, 상기 산화 실리콘 막은 양자점을 포획하면서 양자점을 둘러싼 보호벽을 형성하게 된다. 산화 실리콘 막은 매우 치밀한 구조를 가지기 때문에, 광안정성 특성이 향상되고, 투습율을 현저히 낮출 수 있어 양자점에 대한 베리어성이 향상된다.
이하, 본 발명을 제조단계 별로 보다 구체적으로 설명한다.
(S1) 단계
본 발명에서 (S1)단계는 산화 실리콘 막을 형성하기 위한 시드(Seed) 입자를 제조하는 단계로서, 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제 및 경화 촉매를 포함하는 수용액을 온도 110℃에서 가열함으로써, 실리콘계 모노머 또는 올리고머를 중합하는 과정이다. (S1)단계에서 제조된 실리콘계 입자는 평균 입경이 100 내지 1000㎚의 크기를 갖는 것으로서 만약, 중합제어에 실패하여 제조된 실리콘계 입자의 크기가 상기 범위를 만족하지 못하게 되면, 양자점의 주입의 어려움 및 베리어 특성 저하가 우려될 수 있고, 한편으로는 포획된 양자점간의 거리가 가까워져 발광효율이 감소하는 문제가 발생될 수 있다.
이때, (S1)단계에서 첨가하는 유화제는 실리콘계 모노머 또는 올리고머의 분산도를 조절하여 실리콘계 입자의 크기를 제어할 수 있는 계면활성제와 같은 역할을 하는 것으로서, 탄소원자수 4 내지 30인 알킬설페이트의 나트륨 또는 칼륨염일 수 있다. 예를 들면, 나트륨 도데실설페이트, 나트륨 디옥틸설폭시네이트 또는 나트륨 도데실벤젠설페이트 등이 있을 수 있다. 상기 (S1) 단계에서 유화제의 함량은 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.1 내지 5 중량부인 것이 바람직하며, 상기 범위에 미치지 못하는 양이면 중합된 실리콘시드를 분산시키는데에 한계가 있고, 상기 범위를 초과하는 양이면 실리콘 시드의 중합반응이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 상기 (S1) 단계에서 첨가하는 경화 촉매의 경우, 중합과정에서 실리콘계 모노머 또는 올리고머의 중합을 촉진시켜 실리콘계 입자의 경화도를 향상시키는 역할을 하는 것으로서, 유기 염기 촉매 또는 금속 촉매가 사용될 수 있다. (S1) 단계에서 상기 경화 촉매는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.1 내지 1 중량부 첨가되는 것이 바람직하며, 상기 범위에 미치지 못하는 양이면 경화도 문제 및 공정시간이 길어기는 한계가 있고, 상기 범위를 초과하는 양이면 1000nm 보다 큰 시드입자가 형성되는 문제가 발생할 수 있다.
이때, 상기 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 및 트리에틸아민, 에틸렌디아민을 포함하는 아민류가 사용될 수 있으며, 이들을 단독 또는 조합하여 사용할 수 있다.
또, 상기 금속 촉매로는 팔라듐, 플래티늄, 로듐, 니켈, 이리듐, 루테늄, 오스뮴 및 코발트 금속을 포함하는 유기산 착물, 무기산 착물 또는 유기금속 화합물이 사용될 수 있으며, 금속 미립자 또는 금속 미립자를 형성할 수 있는 전구체를 사용할 수도 있다.
본 발명에서 (S1) 단계에서 중합은 70 내지 120℃, 반응시간을 줄이기 위해 보다 바람직하게는 100 내지 120℃에서 수행될 수 있다. 중합 온도가 상기 범위보다 낮을 경우, 반응 온도가 충분하지 않아 시드입자의 경화도가 충분하지 않고, 상기 범위를 초과 할 경우, 양자점을 포획하기도 전에 (S1)단계에서 이미 실리콘 경화막이 형성될 수 있는 문제가 있다.
(S2) 단계
한편, 본 발명에서 (S2) 단계는 (S1)단계에서 제조한 실리콘계 입자를 시드(Seed)로 하여, 본격적으로 실리콘 막을 성장시키는 단계이다. 이때, 상기 (S1)단계로부터 제조된 실리콘계 입자를 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제, 경화 촉매 및 분산안정제와 함께 극성 용매에 첨가하여 극성 용액을 준비하는 한편, 양자점 입자는 무극성 용매에 분산시켜 무극성 용액을 별도로 준비한다.
이와 같이 준비된 극성 용액과 무극성 용액을 함께 혼합한 후, 50 내지 100℃에서 중합하게 되면, (S2)단계에서 추가로 첨가한 실리콘계 모노머 또는 올리고머에 의해 실리콘계 입자가 성장을 하면서 산화 실리콘 막을 형성하게 되고, 용해도 차이에 의해 산화 실리콘 막의 외부는 극성 용매에 의한 극성 환경이, 내부는 무극성 용매에 의한 무극성 환경이 형성되면서 동시에 양자점 입자는 농도구배에 의한 확산(diffusion) 및 삼투압에 따라 산화 실리콘 막의 내부 무극성환경에 자리잡게 된다. 즉, 산화 실리콘 막에 양자점이 포획된 조를 갖게 되는 것이다.
본 발명에서 실리콘계 입자가 분산된 상기 극성 용매는 에톡시 에탄올(ethoxy ethanol), 디메틸포름아미드(dimethylformamide), 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethtylene glycol) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것일 수 있으며, 실리콘 입자 100 중량부 대비 500 중량부 이상, 좀 더 바람직하게는 500 내지 1000중량부로 사용되는 것이 바람직하다. 극성용매의 사용량이 상기 범위에 미치지 못할 경우, 실리콘 입자간의 거리가 가까워져 겔레이션(gelation) 및 적절한 크기 조절이 어려울 수 있다.
상기 무극성 용매로는 헵탄(heptane), 헥산(hexane), 이소옥탄(isooctane), 펜탄(pentane), 자일렌(xylene), 사이클로펜탄(Cyclopentane), 사이클로헥산(Cyclohexane), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 1.4-다이옥산(1.4-Dioxane), 클로로폼(Chloroform) 및 다이에틸에테르(Diethyl ether)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 것을 사용할 수 있으며, 이때, 무극성 용매는 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 50 내지 100 중량부 사용되는 것이 바람직하다. 무극성 용매의 사용량이 상기 범위에 미치지 못할 경우, 실리콘계 모노머 및 올리고머를 용해 및 분산의 어려움이 있고, 상기 범위를 초과할 경우, 무극성 환경인 시드내부 및 시드 주변으로 양자점이 주입되지 않으며, 시드 외부에 극성무극성계면이 형성되어 외부에서 중합이 일어나 실리카 입자 사이즈 조절이 어렵다.
본 발명에서는 상기 (S2) 단계에서도 유화제 및 경화 촉매가 첨가될 수 있으며, 그 함량은 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 유화제 0.1 내지 5 중량부 및 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부 포함하는 것이 바람직하다. (S2)단계에서 역시 유화제 및 경화 촉매의 각 함량이 상기 범위에 미치지 못할 경우, 실리콘 시드간의 거리가 가까워져 시드끼리 중합되는 문제가 발생되고, 상기 범위를 초과하면 모노머 또는 올리고머와 시드간 중합반응 자체가 저하될 우려가 있다.
또, 상기 (S2) 단계에서는 중합에 의해 성장하는 산화 실리콘 막 내부로 양자점 입자가 용이하게 이동할 수 있도록 분산안정제가 사용된다. 분산안정제는 폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐알킬에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택될 수 있으며 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.1 내지 1중량부 포함되는 것이 바람직하다. 분산안정제의 함량이 상기 범위에 미치지 못할 경우, 양자점 간의 응집현상이 발생되고, 상기 범위를 초과하면 양자점이 포획되지 않고 무극성 용제에 분산되 버리는 문제가 발생할 수 있다.
본 발명의 양자점 입자 실질적으로 단결정질인 나노구조들을 지칭하는 것으로서, 광원으로부터 방출된 1차 광을 흡수한 다음, 2차 광을 방출할 수 있으며, 상기 양자점의 크기에 따라 파장이 다른 광을 방출할 수 있다. 양자점의 전형적인 크기는 1 내지 10 nm일 수 있는데, 상기 양자점의 크기가 4 내지 5nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 적색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있고, 2 내지 3nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 녹색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있다.
본 발명에서 양자점 입자는 입자간 거리에 의한 양자효율과 광학특성 구현을 종합적으로 고려하여 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.3 내지 1 중량부 포함되며, 그 종류로는 예를 들어 무기 재료, 상세하게는 무기 전도 또는 반전도 재료로부터 제조된 것이 사용될 수 있다. 보다 구체적으로는 Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있고, 더욱 상세하게는 CdSe 또는 ZnS 과 같은 코어/쉘 구조의 발광 나노결정일 수 있다.
이때, 상기 II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들면, CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 또는 HgZnSTe일 수 있고, II-V족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들면, GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 또는 InAlPAs일 수 있다.
상기 (S2) 단계에서의 중합은 50 내지 100℃에서 수행되는 것이 바람직하며, 중합 온도가 상기 범위보다 낮을 경우, 중합이 충분히 이루어지지 않아 산화 실리콘 막의 경도가 충분하지 않고, 상기 범위를 초과할 경우, 양자점의 열분해가 일어나 양자 효율측면에 좋지 않다. 여기서 (S2)에서 중합온도가 (S1)에서의 중합온도와 상이한 것 역시 양자점의 열분해를 막기 위해 저온 반응을 수행하는 것이다.
상기 기재된 본 발명의 제조방법에 따르게 되면, 산화 실리콘 막에 양자점이 포획된 구조의 양자점 함유 고분자 복합체를 제공할 수 있으며, 본 발명은 상기 실리콘계 모노머 또는 올리고머로서 가장 바람직하게는 실라잔(silazane) 화합물을 중합함으로써 폴리실라잔으로부터 유도된 실록산 결합(Siloxane bond = Si-O-Si)구조를 갖는 산화 실리콘막(SiO2)에 양자점이 포획된 양자점 함유 고분자 복합체를 제공한다. 본 발명에 따라 제조된 상기 양자점 함유 고분자 복합체는 구상 또는 부정형의 결정체 형태의 입자일 수 있으며, 양자점간의 거리 및 분산도를 고려하여 평균 직경은 0.5 내지 30㎛인 것이 바람직하다.
이때, 상기 양자점 함유 수지 제조용 전구체 조성물이 경화 입자로 제공되는 경우, 입자 하나에 여러 크기의 양자점을 포함하는 것도 가능하나, 독립적으로 입자 하나에 크기가 동일한 양자점을 포함하여 개별적으로 하나의 양자 그룹을 형성할 수 도 있다. 독립적으로 양자점 그룹을 형성하는 입자를 형성하기 위해서는 양자점을 크기별로 분류하여 별도의 공정에서 입자상의 경화물을 만드는 과정이 수반될 필요가 있다.
한편, 본 발명은 상기 양자저 함유 고분자 복합체가 포함된 색 변환 필름용 수지 조성물을 제공할 수도 있다. 상기 조성물은 보다 구체적으로 경화성 고분자 수지를 포함할 수 있으며, 경화성 고분자 수지는 낮은 산소 및 수분 투과성을 가지는 것이 바람직하며, SiO2와의 상용성 및 분상성이 높은 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는 에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 에틸렌-스타이렌 공중합체, 비스페놀 A 및 비스페놀 A유도체가 포함된 아크릴레이트, 플루오렌 유도체가 포함된 아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 플루오르화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 수지일 수 있다.
이에 반드시 한정되는 것은 아니나, 상기 경화성 수지의 다른 조건으로는 WVTR=10-2g/m2/day 이하의 수분 투과성 및 OTR=10-2cc/m2/day이하의 산소 투과성을 가지는 것일 수 있다. 여기서 상기 WVTR(Water Vapor Transmission Rate)은 어떤 물질을 통해서 수분이 투과하는 정도를 나타내는 것으로서, 하루에 1m2 면적을 통하여 얼마만큼의 수분이 기재를 통과하는지를 나타낸 수치이며, 상기 OTR(Oxygen Transmission Rate)은 어떤 물질이 산소를 얼마나 투과시키는지를 나타내는 것으로서, 하루에 1m2 면적을 통하여 얼마만큼의 산소가 기재를 통과하는지를 나타낸 수치이다. 이때, 상기 WVTR은 측정 조건은 장비 및 측정 방법에 따라 달라질 수 있으나 예를 들어, 대표적인 장비인 MOCON Aquatron 기준으로 38도 100% 조건에서 측정한 것일 수 있고, OTR은 측정 규격이 ASTM D-3985로 규정되어 있는 것으로서 대표적인 장비인 MOCON Ox-Tran 기준으로 측정할 수 있다.
이외에도 본 발명의 상기 색 변환 필름용 수지 조성물은 점착 부여제; 가교성 화합물; 광개시제; 열개시제; 및 산화방지제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 첨가제를 더 포함할 수 있다. 상기 점착 부여제는 이에 한정되는 것은 아니지만, 지환족 탄화수소 고분자, 방향족 탄화수소 고분자 수첨 지환족 탄화수소 고분자 및 수첨 방향족 탄화수소 고분자로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. 또, 상기 광개시제는 트리아진계 화합물, 비이미다졸 화합물, 아세토페논계 화합물, O-아실옥심계 화합물, 티옥산톤계 화합물, 포스핀 옥사이드계 화합물, 쿠마린계 화합물 및 벤조페논계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 또는 2종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 색 변환 필름용 수지 조성물로부터 제조된 색 변환 필름의 두께는 20 내지 150um인 것이 바람직하다. 필름의 두께가 20um 미만인 경우, 일정 수준의 색변환 물성을 만족시키기 위하여 양자점이 더 높은 밀도로 존재하여야 하는데 이러한 경우 양자점들 간의 간격이 매우 좁아져 발광시 발생하는 열에 의한 양자점들의 degradation이 가속화되어 나타나는 효율 저하 또는 1차 광원으로부터 빛을 흡수하여 2차로 발광되는 빛을 옆에 있던 다른 양자점들이 지속적으로 흡수하여 발생할 수 있는 효율 저하가 예상될 수 있다. 반면, 150um 초과인 경우 코팅 공정에서의 두께 균일도 저하 문제 및 제품 권취시 발생할 수 있는 curl 문제, 롤당 권취량 저하, 대구경 코어 적용 등의 최종 제품의 불량 발생이나 생산 비용 증대 등의 경제성이 문제될 수 있다.
나아가, 상기 본 발명의 색 변환 필름은 필름의 적어도 일면에 PET, COP, COC, PC, PMMA, TAC, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈렌 등의 베이스 기재를 더 포함할 수도 있으며, 상기 색 변환 필름은 광원; 및 상기 광을 가이드하는 도광판과 함께 백라이트 유닛의 구성으로 이용될 수 있다.

Claims (13)

  1. (S1) 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제 및 경화 촉매를 포함하는 수용액을 70 내지 120℃에서 중합하여 평균 입경이 100 내지 1000㎚인 실리콘계 입자를 제조하는 단계; 및
    (S2) 상기 (S1)단계로부터 제조된 실리콘계 입자를 실리콘계 모노머 또는 올리고머, 유화제, 경화 촉매 및 분산안정제와 함께 극성 용매에 첨가하여 극성 용액을 제조한 후, 상기 극성 용액을 무극성 용매에 양자점 입자가 분산된 무극성 용액과 혼합하여 50 내지 100℃에서 중합하는 단계;를 포함하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 (S1) 및 (S2) 단계의 유화제는 탄소원자수 4 내지 30인 알킬설페이트의 나트륨 또는 칼륨염인 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 (S1) 및 (S2) 단계의 경화 촉매는 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 및 에틸렌디아민을 포함하는 유기 염기 촉매; 및 팔라듐, 플래티늄, 로듐, 니켈, 이리듐, 루테늄, 오스뮴 및 코발트 금속을 포함하는 유기산 착물, 무기산 착물 및 유기금속 화합물을 포함하는 금속촉매;로 이루어진 군으로부터 선택된 1 종 이상인 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 (S1) 및 (S2) 단계에서 유화제 및 경화 촉매는 각각 각 단계에서 사용되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 유화제 0.1 내지 5 중량부 및 경화 촉매 0.1 내지 1 중량부 포함되는 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 (S1) 단계 및 (S2) 단계에서 실리콘계 모노머 또는 올리고머는 실라잔(silazane) 화합물인 것을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 (S2) 단계에서 실리콘계 입자가 분산된 극성 용매는 실리콘계 입자 100 중량부 대비 500 중량부 이상이며,
    에톡시 에탄올(ethoxy ethanol), 디메틸포름아미드(dimethylformamide) , 프로필렌 글리콜(propylene glycol), 디에틸렌글리콜(diethtylene glycol) 및 이들의 혼합물로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택되는 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 (S2) 단계에서 분산안정제는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.1 내지 1중량부 포함되며,
    폴리비닐피롤리돈, 폴리비닐알코올 및 폴리비닐알킬에테르로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 (S2) 단계에서 무극성 용매는 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 50 내지 100 중량부이며,
    헵탄(heptane), 헥산(hexane), 이소옥탄(isooctane), 펜탄(pentane), 자일렌(xylene), 사이클로펜탄(Cyclopentane), 사이클로헥산(Cyclohexane), 벤젠(Benzene), 톨루엔(Toluene), 1.4-다이옥산(1.4-Dioxane), 클로로폼(Chloroform) 및 다이에틸에테르(Diethyl ether)로 이루어진 군으로부터 1 종 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  9. 제 1 항에 있어서, 상기 (S2) 단계에서 양자점은 (S2) 단계에서 첨가되는 실리콘계 모노머 또는 올리고머 100 중량부 대비 0.3 내지 1 중량부 포함되며,
    Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 및 이들의 조합으로 이루어지는 군으로부터 1종 이상 선택된 것임을 특징으로 하는 양자점 함유 고분자 복합체의 제조방법.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항의 방법으로 제조되며, 평균 직경이 0.5 내지 30㎛인 양자점 함유 고분자 복합체.
  11. 상기 제 9 항의 양자점 함유 고분자 복합체; 및
    에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 에틸렌-스타이렌 공중합체, 비스페놀 A 및 비스페놀 A유도체가 포함된 아크릴레이트, 플루오렌 유도체가 포함된 아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 플루오르화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 수지를 포함하는 색 변환 필름용 수지 조성물.
  12. 상기 제 11 항의 색 변환 필름용 수지 조성물로부터 제조된 색 변환 필름.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 색 변환 필름은 적어도 일면에 베이스 기재를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 색 변환 필름.

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