KR20190089550A - 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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

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KR20190089550A
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Abstract

본 명세서는 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치 {COLOR CONVERSION FILM, BACK LIGHT UNIT AND DISPLAY APPRATUS COMPRISING THE SAME}
본 명세서는 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
유기형광염료의 경우, 다양한 발광 파장과 제조원가 개선 등의 장점으로 인하여, 디스플레이용 발광재료로서 연구가 지속되고 있다.
일반적으로, 유기형광염료를 디스플레이에 적용하기 위하여, 유기용매에 유기형광염료와 바인더를 녹인 후 이를 코팅, 건조함으로써 색변환 필름을 제조하고 있다. 그러나, 상기와 같이 제조한 색변환 필름의 경우, TV의 백라이트 광원에서 구동하게 되면 photobleaching(광퇴색) 현상으로 인한 필름의 내구성이 저하되어 색이 점점 빠지는 현상이 생기는 문제점이 있다.
상기 photobleaching(광퇴색) 현상은 유기형광염료가 산소 및 수분에 접촉하게 되면 나타나는 현상으로 색변환 필름을 코팅 및 건조하는 공정을 거친 후 바인더 내부에 잔류하는 용매가 있으면 나타난다.
따라서, 상기 photobleaching(광퇴색) 현상을 방지하기 위하여, 잔류 용매량이 낮은 색변환 필름의 연구가 필요하다.
한국 특허 공개 제2000-0011622호
본 명세서는 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛 및 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태는 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 구비된 색변환층을 포함하는 색변환 필름으로서,
상기 색변환층은 열가소성 수지; 용매; 및 상기 열가소성 수지 내에 분산된 유기형광염료를 포함하고,
상기 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 기재 필름을 준비하는 단계;
열가소성 수지, 용매 및 유기형광염료가 혼합된 수지 용액을 준비하는 단계;
상기 수지 용액을 상기 기재 필름 상에 코팅하는 단계;
상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계; 및
상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후 추가적으로 2차 건조하는 단계를 포함하고,
상기 2차 건조 후 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름의 제조방법을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서의 일 실시상태에 따른 색변환 필름은 색변환층 내에 함유되는 잔류 용매의 수치를 최적화함으로써, 상기 색변환 필름 내부 유기형광염료의 내구성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 색변환 필름의 모식도이다.
도 2 및 3은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 백라이트 유닛의 구조를 예시한 모식도이다.
도 4는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치의 구조를 예시한 모식도이다.
도 5 및 7은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 색변환 필름의 Blue Photon의 변화량을 나타낸 것이다.
도 6 및 8은 본 명세서의 일 실시상태에 따른 색변환 필름의 Green Photon의 변화량을 나타낸 것이다.
이하, 본 명세서에 대하여 더욱 상세하게 설명한다.
본 명세서에 있어서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
본 명세서에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태는 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 구비된 색변환층을 포함하는 색변환 필름으로서,
상기 색변환층은 열가소성 수지; 용매; 및 상기 열가소성 수지 내에 분산된 유기형광염료를 포함하고,
상기 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름을 제공한다.
상기 용매의 함량이 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부의 범위를 만족하는 경우, 상기 범위를 벗어나는 경우보다 상기 색변환층 필름 내부에 함유된 유기형광염료의 내구성이 개선될 수 있다.
또한, 상기 유기형광염료의 내구성이 개선됨으로써, 디스플레이 장치에 적용시, 초기 대비 발광량의 저하가 줄어드는 효과가 있다.
도 1에는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 색변환 필름을 나타내었다. 구체적으로, 기재 필름(10) 상에 색변환층(20)이 코팅된 색변환 필름을 나타내었다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열가소성 수지는 스티렌 아크릴로니트릴(Styrene Acrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methylmethacrylate)), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리스티렌(Polystyrene) 또는 이들이 조합일 수 있다. 구체적으로, 상기 열가소성 수지는 전술한 수지들을 단독으로 또는 2종간 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 열가소성 수지는 투명한 특성을 나타낸다. 여기서 투명이란, 가시광선 투과율이 75% 이상인 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용매는 디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 피리딘, 2-메틸피리딘, 4-메틸피리딘, 부틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트, 크실렌, 톨루엔, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 또는 이들의 조합일 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 용매는 전술한 용매들을 단독으로 또는 2종간 혼합하여 사용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료는 근자외선에서 가시광선 영역에서 선택되는 빛을 흡수하여, 흡수한 빛과 다른 파장의 빛을 출사하는 염료가 사용될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료는 보디피계, 아크리딘계, 크산텐계, 아릴메테인계, 쿠마린계, 폴리시클릭 방향족 탄화수소계, 폴리시클릭 헤테로 방향족계, 페릴렌계, 피롤계 및 피렌계 유도체 중 어느 하나 이상을 포함한다. 구체적으로, 상기 유기형광염료는 전술한 물질들 중 하나 또는 2종을 포함한다. 보다 구체적으로, 상기 유기형광염료는 보디피계 유기형광염료를 사용한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료는 최대 발광파장이 500nm 내지 550nm 사이에 존재하는 녹색 발광 형광염료, 최대 발광파장이 600nm 내지 660nm 사이에 존재하는 적색 발광 형광염료 또는 이들의 조합을 포함하고,
상기 녹색 발광 형광염료의 반치폭은 70nm 이하이며,
상기 적색 발광 형광염료의 반치폭은 90nm 이하이다.
본 명세서에 있어서, "녹색 발광 형광염료"는 청색 광의 적어도 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하고, "적색 발광 형광염료"는 청색 광 또는 녹색 광의 적어도 일부를 흡수하여 적색 광을 방출한다. 예컨대, 적색 발광 형광염료는 청색 광뿐만 아니라, 500nm 내지 600nm 사이의 파장의 광을 흡수할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광은 당기술분야에 알려져 있는 정의가 사용될 수 있으며, 예컨대, 청색 광은 400nm 내지 500nm의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이고, 녹색 광은 500nm 내지 560nm의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이며, 적색 광은 600nm 내지 780nm의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이다.
본 명세서에 있어서, "반치폭"은 외부 광원으로부터 흡수한 빛을 다른 파장의 빛으로 전환하여 발광할 때, 발광한 빛의 최대 발광 피크에서 최대 높이의 절반일 때의 발광 피크의 폭을 의미한다. 본 명세서에 있어서, 반치폭은 필름 상태에서 측정된다. 유기형광염료의 필름 상태에서의 발광 피크의 반치폭이란, 용액 상태가 아니고, 상기 유기형광염료 단독으로 또는 반치폭을 측정하는데 영향을 미치지 않는 다른 성분과 혼합하여 필름 형태로 제조한 상태에 광을 조사하여 측정한 것을 의미한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료는 몰흡광계수(molecular absorption coefficient)가 50,000M-1cm-1 내지 150,000M-1cm- 1 이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름의 두께는 1㎛ 내지 100㎛이다. 보다 구체적으로 10㎛ 내지 90㎛일 수 있고, 바람직하게는 20㎛ 내지 80㎛이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료는 열가소성 수지 내에 분산된 형태로 존재한다.
상기 유기형광염료의 함량은 열가소성 수지 100 중량부를 기준으로 0.005 중량부 내지 2 중량부이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 전술한 실시상태에 따른 색변환 필름은 추가로 광확산 입자를 포함한다. 휘도를 향상시키기 위하여 종래에 사용되는 광확산 필름 대신 광확산 입자를 색변환 필름 내부에 분산시킴으로서, 별도의 광학산 필름을 사용하는 것에 비하여, 부착 공정을 생략할 수 있을 뿐만 아니라, 더 높은 휘도를 나타낼 수 있다.
광확산 입자로는 열가소성 수지보다 굴절율이 높은 입자가 사용될 수 있으며, 예컨대 TiO2, 실리카, 보로실리케이트, 알루미나, 사파이어, 공기 또는 다른 가스, 공기- 또는 가스-충진된 중공 비드들 또는 입자들(예컨대, 공기/가스-충진된 유리 또는 폴리머); 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 아크릴, 메틸 메타크릴레이트, 스티렌, 멜라민 수지, 포름알데히드 수지, 또는 멜라민 및 포름알데히드 수지를 비롯한 폴리머 입자들; 또는 이들의 조합을 포함한다.
상기 광확산 입자의 입경은 0.1μm 내지 5μm일 수 있다. 광확산 입자의 함량은 필요에 따라 정해질 수 있으며, 예컨대 열가소성 수지 고형분 100 중량부 대비 약 1 중량부 내지 30 중량부일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 색변환 필름의 두께는 2㎛ 내지 200㎛이다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 색변환 필름은 2㎛ 내지 20㎛의 얇은 두께에서도 높은 휘도를 나타낼 수 있다. 이는 단위 부피 상에 포함되는 형광체 분자의 함량이 양자점에 비하여 높기 때문이다. 예컨대, 유기형광염료의 함량이 수지 고형분 대비 0.5wt%가 적용된 5㎛ 두께의 색변환 필름은 청색 백라이트 유닛(blue BLU) 600nit의 휘도를 기준으로 4000nit 이상의 높은 휘도를 보일 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 색변환 필름은 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 구비된 색변환층을 포함한다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름은 상기 색변환 필름의 제조시 지지체로서의 기능을 할 수 있다. 상기 기재 필름은, 투명하고, 지지체로서의 기능을 할 수 있는 것이라면 그 종류나 두께가 한정되지 않고, 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 여기서 투명이란, 가시광선 투과율이 70% 이상인 것을 의미한다. 예컨대, 상기 기재 필름으로는 PET 필름이 사용될 수 있다. 필요한 경우, 상기 기재 필름은 배리어 필름으로 대체될 수 있다.
상기 배리어 필름으로는 수분 또는 산소를 차단할 수 있는 필름이라면 특별히 한정되지 않고 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 예컨대, 상기 배리어 필름으로는 수분 및 산소 중 적어도 하나의 투과도가 10-1 cc/m2/day 이하인 배리어층을 포함한다. 예컨대, 상기 배리어 층은 수분 또는 산소 차단성을 부여하는 알루미늄 산화물 또는 질화물, 및 이온성 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 배리어 필름은 버퍼층으로서 졸-겔계, 아크릴계, 에폭시계 및 우레탄계 코팅액 조성물 중에서 선택된 1종 이상으로 이루어진 버퍼층을 더 포함할 수도 있다.
일 예로서, 상기 배리어 필름은 기재 필름의 일면 또는 양면에 구비된 유무기 하이브리드 코팅층, 무기물층 및 유기실란으로 표면 개질된 무기 나노입자를 포함하는 보호코팅층을 포함할 수 있다. 여기서 무기물층은 금속 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있다. 상기 무기 나노입자는 알루미나, 실리카, 산화아연, 산화안티모늄, 산화티타늄, 산화지르코늄의 나노입자일 수 있다. 상기 유무기 하이브리드 코팅층은 유기실란을 포함하는 졸 상태의 코팅 조성물을 열 또는 UV에 의해 경화시켜 형성할 수 있으며, 상기 졸 상태의 코팅 용액 조성물은 유기실란과 함께, 경우에 따라 적절한 첨가제, 용매, 중합 촉매 등을 포함할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 색변환 필름의 일면에 점착 또는 접착 층이 구비되어 있을 수 있다. 구체적으로, 기재 필름이 구비되지 않은 색변환층의 일면에 점착 또는 접착 층이 구비될 수 있다. 상기 점착 또는 접착 층을 구성하는 성분은 당업계에서 사용되는 물질이라면 제한 없이 사용 가능하다.
본 명세서의 일 실시상태는 기재 필름을 준비하는 단계;
열가소성 수지, 용매 및 유기형광염료가 혼합된 수지 용액을 준비하는 단계;
상기 수지 용액을 상기 기재 필름 상에 코팅하는 단계;
상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계; 및
상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후 추가적으로 2차 건조하는 단계를 포함하고,
상기 2차 건조 후 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름의 제조방법을 제공한다.
전술한 색변환 필름에 있어서, 상기 색변환층은 열가소성 수지, 용매 및 유기형광염료가 용해된 수지 용액을 기재 필름 상에 코팅하는 단계; 상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계; 및 상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후 추가적으로 2차 건조하는 단계를 포함하는 방법, 또는 유기 형광 물질을 수지와 함께 압출하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 수지 용액 중에는 전술한 유기형광염료가 용해되어 있기 때문에 유기형광염료가 용액 중에 균질하게 분포하게 된다. 이는 별도의 분산공정을 필요로 하는 양자점 필름의 제조공정과는 상이하다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 유기형광염료가 용해된 수지 용액은 용액 중에 전술한 유기형광염료와 수지가 녹아있는 상태라면 그 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 상기 유기형광염료가 용해된 수지 용액은 유기형광염료를 용매에 녹여 제1 용액을 준비하고, 열가소성 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 유기형광염료와 열가소성 수지를 동시에 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 유기형광염료를 녹이고 이어서 열가소성 수지를 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 열가소성 수지를 녹이고 이어서 유기형광염료를 첨가하여 녹이는 방법 등이 사용될 수 있다.
상기 용액 중에 포함되는 유기형광염료는 전술한 바와 같다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용액 중에 포함되어 있는 열가소성 수지 대신 열가소성 수지로 경화가능한 모노머 또는 열가소성 수지와 열가소성 수지로 경화가능한 모노머의 혼합이 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 열가소성 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 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 용액 중에 포함되는 용매의 종류는 전술한 바와 같다
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 용액 중에 포함되는 수지로서 상기 열가소성 수지로 경화가능한 모노머를 사용하는 경우, 상기 건조 전에 또는 건조와 동시에 경화, 예컨대 UV 경화를 수행할 수 있다.
유기형광염료를 수지와 함께 압출하여 필름화하는 경우에는 당기술분야에 알려져 있는 압출 방법을 이용할 수 있으며, 예컨대, 유기형광염료를 폴리카보네이트계(PC), 폴리(메트)아크릴계, 스티렌-아크릴로니트릴계(SAN)와 같은 수지를 함께 압출함으로써 색변환층을 제조할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기와 같이 제조된 색변환층 상에 점착 또는 접착 층을 형성할 수 있다. 점착 또는 접착 층은 점착 또는 접착 층 형성용 조성물을 도포한 후, 중합 또는 경화함으로써 형성될 수도 있고, 상기 색변환층 상에 점착 또는 접착 시트를 부착하는 방식으로 형성될 수도 있다. 상기 점착 또는 접착 시트는 색변환층과 부착 후에 중합 또는 경화될 수도 있으나, 필요에 따라 부착 전에 중합 또는 경화될 수도 있다. 상기 경화로는 UV 경화가 사용될 수 있다. 경화 조건은 상기 조성물의 성분 및 조성비에 따라 결정될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 점착 또는 접착 층 형성용 조성물에 광확산 입자를 분산시킴으로써, 점착 또는 접착 층 내에 광확산 입자를 분산시킬 수 있다. 이때, 광확산 입자를 직접 점착 또는 접착 층 형성용 조성물에 분산시킬 수도 있고, 광확산 입자를 별도의 용매에 분산시킨 분산액을 점착 또는 접착 층 형성용 조성물과 혼합함으로써 광확산 입자의 분산도를 높일 수 있다. 필요한 경우, 광확산 입자를 용매 중에 분산하기 위하여 소니케이터(sonicator)나 셰이커(shaker)를 이용할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 수지 용액을 상기 기재 필름 상에 코팅하는 단계는 롤투롤 공정으로 수행된다. 예컨대, 기재 필름이 권취된 롤로부터 기재 필름을 푼 후, 상기 기재 필름의 일면에 상기 유기형광염료가 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 수지 용액의 점도는 200cps 내지 2,000cps일 수 있다.
상기 기재 필름의 일면에 상기 유기형광염료가 용해된 수지 용액을 코팅하는 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.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계는 100℃ 내지 200℃에서 15분 이하로 수행된다. 예컨대, 기재 필름을 코팅 공정이 진행되는 방향으로, 코터에 인접하여 위치한 오븐에서 건조하여, 기재 필름 위에 원하는 농도의 형광체를 포함하는 적절한 두께의 색변환층을 얻을 수 있다. 상기 1차 건조 단계는 보다 구체적으로, 130℃ 내지 180℃ 범위의 온도에서 10분 내지 15분 수행될 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태에 있어서, 상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후, 추가적으로 2차 건조하는 단계는 130℃ 내지 200℃에서 25분 이하로 수행된다. 보다 구체적으로, 상기 2차 건조는 150℃ 내지 200℃의 범위의 온도에서 10분 내지 20분 수행될 수 있다.
상기 추가적으로 2차 건조하는 단계를 거침으로써, 색변환층 내부에 잔류하는 용매의 수치를 최적화할 수 있다. 즉, 잔류 용매의 함량이 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부를 만족할 수 있다.
본 명세서의 일 실시상태는 1차 건조를 장시간 진행하는 것이 아닌 2차 건조를 진행함으로써, 1차 건조를 장시간 진행하였을 때 발생할 수 있는 문제점인 필름의 열주름 생성이 개선되는 효과가 있다.
본 명세서의 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.
도 2 및 도 3에는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 백라이트 유닛의 구조를 예시하였다. 도 2에 따르면, 도광판과 반사판 사이에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비된다. 도 3에 따르면, 도광판의 반사판에 대항하는 면의 반대면에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비된다. 도 2 및 3에는 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 있다.
본 명세서의 또 하나의 실시상태는 전술한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 예컨대, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈 및 백라이트 유닛을 포함한다. 도 4에는 본 명세서의 일 실시상태에 따른 디스플레이 장치의 구조를 예시하였다. 도 4에 따르면, 도광판의 반사판에 대항하는 면의 반대면에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비되고, 색변환 필름의 상부에 디스플레이 모듈이 구비된다. 그러나, 디스플레이 장치의 구조는 이에만 한정되는 것은 아니고, 전술한 백라이트 유닛을 구성요소로 포함하는 것이라면 그 구조가 특별히 한정되지 않는다. 필요에 따라, 디스플레이 모듈과 백라이트 유닛 사이에 추가의 필름, 예컨대 광확산 필름, 집광 필름, 휘도 향상 필름 등이 더 구비될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 특별히 한정되지 않으며, 예컨대, TV, 컴퓨터의 모니터, 노트북, 휴대폰일 수 있다.
이하, 본 명세서를 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 명세서에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 출원의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않는다. 본 출원의 실시예들은 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 명세서를 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
실시예 1.
하기 구조식의 녹색 형광체를 부틸 아세테이트에 녹여 제1 용액을 제조하였다.
<녹색 형광체>
Figure pat00001
스티렌 아크릴로니트릴(Styrene Acrylonitrile)을 부틸 아세테이트에 녹여 제2 용액을 제조하였다. 상기 스티렌 아크릴로니트릴 100 중량부 대비 상기 녹색 형광체의 함량이 0.45 중량부, TiO2 입자가 10 중량부가 되도록 상기 제1 용액과 제2 용액을 균질하게 혼합하였다. 이 용액을 50㎛ 두께를 가지는 PET 기재 필름에 코팅하고, 150℃에서 15분 동안 1차 건조한 후, 150℃에서 15분 동안 2차 건조하여 색변환 필름을 제조하였다.
실시예 2.
실시예 1에서, 2차 건조를 150℃에서 20분 동안 진행한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 색변환 필름을 제조하였다.
비교예 1.
실시예 1에서, 2차 건조를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 색변환 필름을 제조하였다.
실시예 3.
실시예 1에서 용매로 부틸 아세테이트 대신 디메틸포름아미드(DMF)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 색변환 필름을 제조하였다.
실시예 4.
실시예 2에서 용매로 부틸 아세테이트 대신 디메틸포름아미드(DMF)를 사용한 것을 제외하고는 실시예 2와 동일한 방법으로 색변환 필름을 제조하였다.
비교예 2.
실시예 3에서 2차 건조를 진행하지 않은 것을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 색변환 필름을 제조하였다.
실험예 1. 잔류용매량 측정
상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 색변환 필름의 잔류 용매량을 측정하여 표 1 및 2에 나타내었다.
잔류 용매량은 크로마토그래피(Chromatography) 장비를 사용하여, 색변환 필름 0.5g을 150℃에서 60분간 가열하여 검출되는 양을 측정하였다.
실시예 1 실시예 2 비교예 1
용매 부틸 아세테이트 부틸 아세테이트 부틸 아세테이트
추가 건조 실시(150℃, 15분) 실시(150℃, 20분) 미실시
잔류 용매량
(ppm)		 800 200 1,500
실시예 3 실시예 4 비교예 2
용매 DMF DMF DMF
추가 건조 실시(150℃, 15분) 실시(150℃, 20분) 미실시
잔류 용매량
(ppm)		 700 250 1,300
상기 표 1 및 2로부터, 추가 건조를 실시한 실시예 1 내지 4가 추가 건조를 미실시한 비교예 1 및 2에 비하여 잔류 용매량이 적은 것을 확인할 수 있다.
실험예 2. 청색 광자(Blue Photon) 또는 녹색 광자(Green Photon) 변화량 측정
백라이트 유닛의 도광판 위에 상기 실시예 1 내지 4, 비교예 1 및 비교예 2에서 제조된 색변환필름을 각각 위치시킨 후 분광방사휘도계 장비를 사용하여 Blue Photon 또는 Green Photon 변화량을 측정하였다.
실시예 1, 2 및 비교예 1에서 제조된 색변환 필름의 시간에 따른 Blue Photon 변화량과 Green Photon 변화량을 각각 도 5 및 6에 나타내었다.
실시예 3, 4 및 비교예 2에서 제조된 색변환 필름의 시간에 따른 Blue Photon 변화량과 Green Photon 변화량을 각각 도 7 및 8에 나타내었다.
도 5 내지 8에 있어서, 광자량의 변화가 크다는 것은 색변환 필름에서 방출되는 광자량이 많아지는 것을 의미한다. 방출되는 광자량이 많아질수록 색변환 필름 내 광원의 색을 흡수할 수 있는 광자의 양이 줄어들고, 색변환 필름의 내구성이 나빠진다. 즉, 도 5 내지 8에 있어서, 광자량의 변화가 크다는 것은, 색변환 필름의 내구성이 나빠지는 것을 의미한다.
도 5 및 6으로부터, 2차 건조를 진행하지 않은 비교예 1의 경우, 실시예 1 및 2에 비하여, Blue Photon 및 Green Photon 변화량이 큰 것을 확인할 수 있다. 또한, 도 7 및 8으로부터, 2차 건조를 진행하지 않은 비교예 2의 경우, 실시예 3 및 7에 비하여, Blue Photon 및 Green Photon 변화량이 큰 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 색변환 필름 내부에 존재하는 용매의 양이 전술한 범위를 만족할 때, 필름의 내구성이 개선되는 것을 확인할 수 있었다.
10: 기재 필름
20: 색변환층

Claims (11)

  1. 기재 필름; 및 상기 기재 필름 상에 구비된 색변환층을 포함하는 색변환 필름으로서,
    상기 색변환층은 열가소성 수지; 용매; 및 상기 열가소성 수지 내에 분산된 유기형광염료를 포함하고,
    상기 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 열가소성 수지는 스티렌 아크릴로니트릴(Styrene Acrylonitrile), 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methylmethacrylate)), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리스티렌(Polystyrene) 또는 이들의 조합인 것인 색변환 필름.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 용매는 디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, 피리딘, 2-메틸피리딘, 4-메틸피리딘, 부틸 아세테이트, n-프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트, 크실렌, 톨루엔, 시클로헥사논, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤 또는 이들의 조합인 것인 색변환 필름.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기형광염료는 보디피계, 아크리딘계, 크산텐계, 아릴메테인계, 쿠마린계, 폴리시클릭 방향족 탄화수소계, 폴리시클릭 헤테로 방향족계, 페릴렌계, 피롤계 및 피렌계 유도체 중 어느 하나 이상을 포함하는 것인 색변환 필름.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 유기형광염료는 최대 발광파장이 500nm 내지 550nm 사이에 존재하는 녹색 발광 형광염료, 최대 발광파장이 600nm 내지 660nm 사이에 존재하는 적색 발광 형광염료 또는 이들의 조합을 포함하고,
    상기 녹색 발광 형광염료의 반치폭은 70nm 이하이며,
    상기 적색 발광 형광염료의 반치폭은 90nm 이하인 것인 색변환 필름.
  6. 기재 필름을 준비하는 단계;
    열가소성 수지, 용매 및 유기형광염료가 혼합된 수지 용액을 준비하는 단계;
    상기 수지 용액을 상기 기재 필름 상에 코팅하는 단계;
    상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계; 및
    상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후 추가적으로 2차 건조하는 단계를 포함하고,
    상기 2차 건조 후 용매의 함량은 상기 색변환층 100 중량부를 기준으로 0.0001 중량부 내지 0.1 중량부인 것인 색변환 필름의 제조방법.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 수지 용액을 상기 기재 필름 상에 코팅하는 단계는 롤투롤 공정으로 수행되는 것인 색변환 필름의 제조방법.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계는 100℃ 내지 200℃에서 15분 이하로 수행되는 것인 색변환 필름의 제조방법.
  9. 청구항 6에 있어서,
    상기 기재 필름 상에 코팅된 상기 수지 용액을 1차 건조하는 단계 이후 추가적으로 2차 건조하는 단계는 130℃ 내지 200℃에서 25분 이하로 수행되는 것인 색변환 필름의 제조방법.
  10. 청구항 1 내지 5 중 어느 한 항에 따른 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 10에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
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