KR20190099759A - 경화성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 발광체 코팅층 - Google Patents

경화성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 발광체 코팅층 Download PDF

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Abstract

본 발명의 실시예들의 경화성 수지 조성물은 불소 함유 단위를 포함하는 수지, 3관능 이하의 (메타)아크릴레이트계 모노머, 및 용제를 포함한다. 경화성 수지 조성물로부터 저굴절률의 발광체 코팅층을 형성하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

경화성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 발광체 코팅층{CURABLE RESIN COMPOSITION AND COATING LAYER OF EMTTING ELEMENT FORMED FROM THE SAME}
본 발명은 경화성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 발광체 코팅층에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 저굴절률 성분을 포함하는 경화성 수지 조성물 및 이로부터 형성된 발광체 코팅층에 관한 것이다.
최근 액정 표시(liquid crystal display: LCD) 장치 또는 유기 발광 표시 (organic light emitting display: OLED) 장치 등과 같은 화상 표시 장치에 있어서, 각종 도전층, 광학층들의 지지층, 절연층을 형성하기 위해 유기 성분을 포함하는 수지 조성물이 사용된다. 또한, 발광 특성을 갖는 각종 구조물에 포함되는 베이스층, 절연층 등의 형성을 위해서도 상기 수지 조성물이 사용될 수 있다.
상기 화상 표시 장치 혹은 발광성 구조물의 광학 특성에 따라 상기 수지 조성물 혹은 이로부터 형성된 절연층에 요구되는 광학적, 화학적, 물리적 특성 역시 변화될 수 있다.
예를 들면, 화상표시장치의 이미지 품질, 혹은 상기 발광성 구조물 주변의 절연층은 광 손실 방지를 위해 절연층의 광학적 특성도 조절될 필요가 있다. 이에 따라, 상기 절연층은 원하는 광학 특성 구현을 위한 기능층으로 제공될 수 있다.
예를 들면, 한국공개특허 제2011-0073372호에서 화상표시 장치에 적용된 감광성 수지 조성물을 개시하고 있으나, 상술한 광학적 특성 향상을 위한 기능층에 적용되기는 곤란하다.
한국공개특허 제10-2011-0073372호
본 발명의 일 과제는 저굴절 특성 및 향상된 광학적, 기계적 신뢰성을 갖는 코팅층을 형성할 수 있는 경화성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 과제는 상기 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성된 발광체 코팅층을 제공하는 것이다.
1. 불소 함유 단위를 포함하는 수지;
3관능 이하의 (메타)아크릴레이트계 모노머; 및
용제를 포함하는, 경화성 수지 조성물.
2. 위 1에 있어서, 상기 불소 함유 단위는 하기의 화학식 1로 표시되는, 경화성 수지 조성물:
[화학식 1]
Figure pat00001
(화학식 1 중, R1은 수소, 카르복실기 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 그룹이고, R2는 수소, 히드록실기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소 그룹이고, R3은 불소 혹은 불화 알킬기임).
3. 위 2에 있어서, 화학식 1 중, R3은 -(CF2)nCF3 또는 -CH2(CF2)lCF3 이며, n 및 l은 각각 0 내지 8의 정수인, 경화성 수지 조성물.
4. 위 1에 있어서, 조성물 고형분 총 중량 중, 상기 수지의 함량은 20 내지 70중량%인, 경화성 수지 조성물.
5. 위 1 내지 4 중 어느 한 항의 경화성 수지 조성물로부터 형성된, 발광체 코팅층.
6. 위 5에 있어서, 1.3 이하의 굴절률을 갖는, 발광체 코팅층.
7. 발광체; 및 위 1 내지 4 중 어느 한 항의 경화성 수지 조성물로부터 형성되며, 상기 발광체를 적어도 부분적으로 코팅하는 발광체 코팅층을 포함하는, 발광 구조체.
8. 위 7에 있어서, 상기 발광체는 내부에 분산된 무기물 입자를 포함하는, 발광 구조체.
9. 위 7에 있어서, 상기 발광체 및 상기 발광체 코팅층의 굴절률 차이는 0.4 이상인, 발광 구조체.
본 발명의 실시예들에 따른 경화성 수지 조성물은 불소함유 단위를 포함하는 수지, (메타)아크릴레이트 계 모노머 및 용제를 포함하며, 예를 들면 상기 경화성 수지 조성물을 사용하여 약 1.3 이하의 굴절률을 갖는 코팅층을 형성할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 경화성 수지 조성물을 사용하여 발광체 코팅층을 형성할 수 있으며, 상기 발광체 및 상기 코팅층의 굴절률 차이에 따른 반사 효과에 의해 상기 발광체 외부로 손실되는 광의 양을 감소시키면서 광의 수집 특성, 직진 특성 등을 향상시킬 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, (메타)아크릴레이트 계 모노머의 관능수를 적절히 선택하여 코팅층의 경도 및 저굴절 효과를 함께 향상시킬 수 있다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 발광 구조체의 광 수집 특성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 불소 함유 단위를 포함하는 수지, 및 (메타)아크릴레이트계 모노머를 포함하며 저굴절률의 절연층 혹은 코팅층을 형성할 수 있는 경화성 수지 조성물, 및 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 발광체 코팅층이 제공된다. 또한, 상기 발광체 코팅층을 포함하는 발광 구조물이 제공된다.
이하에서, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명하기로 한다.
<경화성 수지 조성물>
상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 경화성 수지 조성물은 불소 함유 단위를 포함하는 수지 및 (메타)아크릴레이트계 모노머를 포함하며, 용제, 광중합 개시제, 기타 첨가제들을 더 포함할 수 있다.
불소 함유 단위를 포함하는 수지
상기 불소 함유 반복 단위를 포함하는 수지(이하, 불소 함유 수지로 약칭할 수도 있다)는 상기 경화성 수지 조성물의 베이스 수지로 제공되며, 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 코팅층의 굴절률을 낮출 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 불소 함유 반복 단위는 불소계 아크릴레이트 단량체로부터 유래할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 불소 함유 반복 단위는 하기의 화학식 1로 표시되는 구조를 포함할 수 있다,
[화학식 1]
Figure pat00002
상기 화학식 1 중, R1은 수소, 카르복실기 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 그룹을 나타낼 수 있다. R2는 수소, 히드록실기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소 그룹을 나타낼 수 있다. 상기 탄화수소 그룹은 예를 들면, 알킬기 또는 적어도 하나의 헤테로 원자(예를 들면, 산소, 질소, 황)를 포함하는 알킬기를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, R1은 수소 또는 메틸기이며, R2는 히드록실기일 수 있다. 이 경우, 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 저굴절률 코팅층의 기재 혹은 발광체에 대한 코팅성, 밀착성이 향상될 수 있다.
R3은 불소 혹은 불화 알킬기를 나타낼 수 있다. 예를 들면, 상기 불화 알킬기는 -(CF2)nCF3 (n은 0에서 8까지의 정수) 또는 -CH2(CF2)lCF3 (l은 0 내지 8의 정수)를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 불소 함유 반복 단위는 다수의 불소 원자들을 포함할 수 있으며, 상대적으로 큰 원자 크기, 불소 원자를 통한 편극으로 인한 부피 팽창 등에 의해 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 도막의 굴절률을 낮출 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소 함유 수지는 상기 불소 함유 반복단위를 통한 굴절률 낮춤 효과를 저해하지 않는 범위 내에서, 상기 불소 함유 반복 단위와 공중합 가능한 다른 단량체를 사용하여 중합된 추가 반복 단위를 더 포함할 수도 있다.
상기 다른 단량체의 비제한적인 예들은 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, 이타콘산과 같은 카르복실산 화합물; 스티렌, 비닐톨루엔, 메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐 벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; N-시클로헥실 말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트, t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트, 이소보닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류; 페닐(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류; 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물; 글리시딜(메타)크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실(메타)아크릴레이트, 3,4-에폭시시클로헥실메틸(메타)아크릴레이트, 메틸글리시딜(메타)아크릴레이트 등의 불포화 옥시란 화합물 등을 포함할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
바람직하게는, 상기 경화성 수지 조성물의 코팅성, 밀착성 향상을 위해 상기 카르복실산 화합물로터 유래된 카르복실산 함유 반복단위가 더 포함될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 불소 함유 수지에 있어서 충분한 굴절률 낮춤 효과를 구현하기 위해 상기 불소 함유 반복단위의 몰비는 0.3 이상 바람직하게는 0.5 이상일 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물 고형분 총 중량 중 상기 불소 함유 수지의 함량은 약 20 내지 70중량%일 수 있다. 상기 불소 함유 수지의 함량이 약 20중량% 미만인 경우, 충분한 굴절률 낮춤 효과가 구현되지 않을 수 있다. 상기 불소 함유 수지의 함량이 약 70중량%를 초과하는 경우, 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 도막의 내부 결합력이 지나치게 저하되어 내화학성이 열화될 수 있다.
(메타)아크릴레이트계 모노머
예시적인 실시예들에 따른 경화성 수지 조성물은 추가 가교를 통한 신뢰성(경도, 내화학성, 내스크래치성 등) 향상을 위해 (메타)아크릴레이트계 모노머를 더 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 중합성 화합물로서 제공될 수 있다.
본 출원에 있어서, "(메타)아크릴-"은 "메타크릴-", "아크릴-" 또는 이 둘 모두를 지칭하는 것으로 사용된다.
예시적인 실시예들에 따르면, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머는 3관능 이하의 화합물을 포함할 수 있다.
1관능 (메타)아크릴레이트계 모노머의 예로서, 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, 프로필(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류, 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류, 페닐(메타)아크릴레이트 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트 등을 들 수 있다.
2관능 (메타)아크릴레이트계 모노머의 예로서 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
3관능 (메타)아크릴레이트계 모노머의 예로서 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
상기 모노머들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머로서 4관능 이상의 화합물은 배제될 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머의 관능수가 4이상으로 증가될 경우, 상기 경화성 수지 조성물로부터 형성된 코팅층의 굴절률이 상승하여, 상술한 불소 함유 수지로부터의 저굴절 효과가 저해될 수 있다.
바람직하게는, 굴절률 저감 및 상기 코팅층의 가교도, 내화학성을 함께 고려하여 3관능 (메타)아크릴레이트계 모노머를 사용할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 경화성 수지 조성물 고형분 총 중량 중 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량은 약 1 내지 40중량%일 수 있다. 상기 (메타)아크릴레이트계 모노머의 함량이 약 40중량%를 초과하는 경우, 원하는 굴절률 저감 효과가 구현되지 않을 수 있다.
중합 개시제
상기 경화성 수지 조성물은 상술한 (메타)아크릴레이트계 모노머의 가교 반응을 촉진하기 위해 중합 개시제를 더 포함할 수도 있다. 상기 중합 개시제는 광중합 개시제 또는 열중합 개시제를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 옥심에스테르계 화합물 등에서 선택된 선택된 적어도 1종의 화합물을 포함할 수 있다. 바람직하게는 상기 중합 개시제는 아세토페톤계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 아세토페논계 화합물의 예로서, 디에톡시아세토페논, 2-메틸-2-모르폴리노-1-(4-메틸티오페닐)프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온의 올리고머 등을 들 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 예를 들면, 조성물 고형분 총 중량 중 약 1 내지 30중량%, 바람직하게는 약 1 내지 20중량%일 수 있다. 상기 범위 내에서 굴절률 저감 특성을 저해하지 않으면서 코팅층의 가교도, 경도 및 내화학성을 증진시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 상기 광중합 개시제에 의해 중합이 개시된 후, 중합 진행을 촉진시키기 위해 광중합 보조제를 함께 사용할 수도 있다. 상기 광중합 보조제는 예를 들면, 아민계 화합물, 알콕시안트라센계 화합물을 포함할 수 있다.
상기 아민계 화합물의 예로서, 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민, 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 벤조산2-디메틸아미노에틸, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논(미힐러즈케톤), 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(에틸메틸아미노)벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 알콕시안트라센계 화합물의 예로서 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센,9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
용제
상기 경화성 수지 조성물은 상술한 불소 함유 수지 및 (메타)아크릴레이트계 모노머 를 모두 용해시킬 수 있는 용제를 포함할 수 있다.
상기 용제의 예로서, 글리콜 에테르계, 알코올계(메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 부탄올, 프로필렌글리콜 메톡시 알코올 등), 케톤계(메틸에틸케톤, 메틸부틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 디에틸케톤, 디프로필케톤 등), 아세테이트계(메틸 아세테이트, 에틸 아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필렌글리콜 메톡시 아세테이트 등), 셀로솔브계(메틸 셀로솔브, 에틸 셀로솔브, 프로필 셀로솔브 등), 탄화수소계(노말 헥산, 노말 헵탄, 벤젠, 톨루엔, 자일렌 등), 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류, 감마-부티롤락톤 등의 용매들이 사용될 수 있으며, 이들은 단독으로 혹은 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
도포성 및 건조성을 고려하여 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제가 사용될 수 있으며, 바람직하게는, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 시클로헥사논, 에틸락테이트, 부탈락테이트, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등을 이용할 수 있다.
상기 용제는 상술한 조성물의 성분들을 제외한 잔량으로 포함될 수 있으며, 예를 들면 조성물 총 중량 중 약 60 내지 90 중량%로 포함될 수 있다. 상기 범위를 만족하는 경우, 스핀 코터, 슬릿 앤 스핀 코터, 슬릿 코터, 다이 코터, 커튼플로우 코터, 잉크젯 등을 이용한의 도포 방법을 통해 용이하게 도막이 형성될 수 있다.
기타 첨가제
상기 경화성 수지 조성물은 코팅층의 굴절률 저감 효과를 저해하지 않는 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수도 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 코팅층 표면의 평탄화를 위해 불소계 첨가제 혹은 실란계 첨가제 등을 사용할 수 있다. 예를 들면, 아미노프로필트리에톡시실란, 메타크릴록시프로필메틸디에톡시실란, 바이닐트리메톡시실란, 메타크릴록시프로필트리메톡시실란, 퍼플루오로알킬아크릴레이트공중합물, 트리플루오로프로필트리메톡시실란, 헵타뎀플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실트리메톡시실란, 헵타데카플루오로-1,1,2,2-테트라하이드로데실트리메톡시실란 등이 사용될 수 있다. 이들은 단독으로 혹은 2 이상이 조합되어 사용될 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 상기 첨가제는 산화 방지제, 레벨링제, 경화 촉진제, 계면 활성제, 충진제, 자외선 흡수제, 응집 방지제, 연쇄 이동제 등과 같은 수지 조성물 분야에 공지된 성분들을 더 포함할 수도 있다.
<발광체 코팅층, 발광 구조체>
본 발명의 실시예들에 따르면, 상술한 경화성 수지 조성물을 사용하여 형성된 발광체 코팅층 및 상기 발광체 코팅층을 포함하는 발광 구조체가 제공된다.
본 출원에 사용된 용어 "발광체"는 자체 발광 구조뿐만 아니라, 외부 광원으로부터 조사된 광을 통해 색 또는 이미지를 발현하는 구조 혹은 물질까지 포함하는 의미로 사용된다.
도 1은 예시적인 실시예들에 따른 발광 구조체의 광 수집 특성을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상술한 예시적인 실시예들에 따른 경화성 수지 조성물로부터 형성된 발광체 코팅층(50)을 발광체(60) 상에 형성하여 발광 구조체가 정의될 수 있다.
발광체 코팅층(50)은 발광체(60)의 표면을 적어도 부분적으로 코팅할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 도 1에 도시된 바와 같이 발광체(60)가 기재(80)의 일면 상에 패턴 또는 층 형태로 형성될 수 있고, 발광체 코팅층(50)은 발광체(60) 노출면을 커버할 수 있다.
발광체 코팅층(50)은 발광체(60)의 상기 노출면 상에 상술한 경화 수지성 조성물을 도포한 후, 광경화 혹은 열경화 공정을 통해 형성될 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 발광체 코팅층(50)의 굴절률은 약 1.3 이하일 수 있다. 상술한 바와 같이, 상기 경화성 수지 조성물에 포함된 불소 함유 수지에 의해 발광체 코팅층(50)의 굴절률이 효과적으로 낮아질 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 발광체 코팅층(50) 및 발광체(60)의 굴절률 차이는 약 0.4 이상일 수 있다. 일부 실시예에 있어서, 발광체(60) 내부에는 굴절률 증가를 위해 무기물 입자(70)가 분산되어 포함될 수 있다. 무기물 입자(70)는 티타니아 또는 지르코니아와 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
발광체 코팅층(50) 및 발광체(60) 사이의 굴절률 차이가 증가함에 따라, 발광체 코팅층(50) 및 발광체(60)의 계면 사이에서 반사율이 증가할 수 있다.
따라서, 도 1에 점선 화살표로 도시된 바와 같이, 광원으로부터 광이 상기 발광 구조체로 입사되어 발광체(60) 내부에서 발광이 유도되는 경우, 상기 계면에서의 반사를 통해 광의 진행 방향을 따라 발광체(60) 외부로 광이 집중될 수 있다. 따라서, 발광체(60)로부터의 발광 효율 또는 광 추출 효율이 현저히 증가될 수 있다.
발광체(60)는 당해 기술 분야에 공지된 유기계 또는 무기계 형광 물질, 인광 물질 등과 같은 발광물질을 특별한 제한 없이 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 발광 물질은 광루미네선스 안료, 광루미네선스 염료, 란타나이드 복합체, 유기 형광체, 무기 형광체, 광루미네선스 양자점 입자 등을 포함할 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
일부 실시예들에 있어서, 발광체(60)는 안료와 같은 착색 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들면 컬러 필터로 제공될 수 있다.
기재(80)는 유리 또는 투명 플라스틱 물질을 포함할 수 있으며, 일 실시예에 있어서, 기재(80)는 생략될 수도 있다.
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 구체적인 실시예 및 비교예들을 포함하는 실험예를 제시하나, 이는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.
합성예 1: 불소 함유 수지(A-1)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200g을 투입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 변환한 후, 100℃로 승온하였다, 이후, 3-퍼플로로헥실-2-하이드록시프로필아크릴레이트 20g, 3-노나플로로부틸-2-하이드록시프로필아크릴레이트  15g, n-헥실아크릴레이트 5g, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플로로옥틸아크릴레이트 10g, 메타크릴산 45.0g, 메틸메타크릴레이트 44.5g 및 프로필렌글리콜 모노메틸 에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하고 100℃에서 5시간 더 교반하였다.
이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 변환하고 2-메타아크릴로일에틸숙시네이트 50g을 투입하고  110℃에서 6시간 반응을 추가 진행하였다.
상기 공정에 의해 고형분 산가 99㎎KOH/g, GPC에 의해 측정한 중량 평균 분자량은 28,000의 불소 함유 수지(A-1)을 수득하였다.
합성예 2: 불소 함유 수지(A-2)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200g을 투입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 변환한 후, 100℃로 승온하였다. 이후 3-노나플로로부틸-2-하이드록시프로필아크릴레이트  20g, 메타크릴산 45.0g, 메틸메타크릴레이트 44.5g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 동안 교반하였다.
이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 변환하고 2-메타아크릴로일에틸숙시네이트 50g을 투입하고  110℃에서 6시간 반응을 추가 진행하였다.
상술한 공정을 통해 고형분 산가 100㎎KOH/g, GPC에 의해 측정한 중량 평균 분자량은 30,000의 불소 함유 수지(A-2)를 수득하였다.
합성예 3: 불소 함유 수지(A-3)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200g을 투입하고, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 변환한 후, 100℃로 승온하였다. 이후, 3,3,4,4,5,5,6,6,7,7,8,8,8-트리데카플로로옥틸아크릴레이트 20g, 메타크릴산 45.0g, 메틸메타크릴레이트 44.5g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반하였다.
이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 변환하고 2-메타아크릴로일에틸숙시네이트 50g을 투입하고  110℃에서 6시간 반응을 진행하였다.
상기 공정을 통해 고형분 산가가 80㎎KOH/g, GPC에 의해 측정한 중량 평균 분자량은 30,000의 불소함유 수지(A-3)을 수득하였다.
합성예 4: 불소 미함유 수지(A-4)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 200g을 투입하여, 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 변환한 후, 100℃로 승온하였다. 이후 n-헥실아크릴레이트 5g, 메타크릴산 45.0g, 메틸메타크릴레이트 44.5g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 포함하는 혼합물에 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 5시간 더 교반하였다.
이어서, 플라스크 내 분위기를 질소에서 공기로 변환하고 2-메타아크릴로일에틸숙시네이트 50g을 투입하고  110℃에서 6시간 반응을 진행하였다. 상기 공정을 통해 고형분 산가 75㎎KOH/g, GPC에 의해 측정한 중량 평균 분자량은 25,000의 불소 미함유 수지(A-4)를 수득하였다.
실시예 및 비교예
하기 표 1 및 표 2에 기재된 조성 및 함량(중량%)으로 성분들을 혼합하여 실시예 및 비교예의 경화성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
베이스 수지 A-1 20 - - - - - - -
A-2 - 20 - - - - - -
A-3 - - 20 20 20 20 20 -
A-4 - - - - - - - 20
(메타)아크릴레이트계 모노머 B-1 10 10 10 - - - - 10
B-2 - - - 10 - - -
B-3 - - - - 10 - - -
B-4 - - - - - 10 - -
B-5 - - - - - - 10 -
용제(C) 70 70 70 70 70 70 70 70
(A-1) 합성예 1의 불소 함유 수지
(A-2) 합성예 2의 불소 함유 수지
(A-3) 합성예 3의 불소 함유 수지
(A-4) 합성예 4의 불소 미함유 수지
(B-1) 2-에틸-2(하이드록시메틸)-1,3-프로판디올트리아크릴레이트
(B-2) 2-히드록시에틸아크릴레이트
(B-3) 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트
(B-4) 에톡실레이티드디펜타얼스리톨헥사아크릴레이트
(B-5) 에톡시레레이티드 펜타얼스리톨 테트라아크릴레이트
(C) 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
실험예
(1) 굴절률 측정
표 1에 기재된 실시예 및 비교예들의 경화성 수지 조성물을 글래스 기판 위에 도포한 후, 100℃에서 3분간 유지하여 도막 형성 후. 다시 230℃에서 30분간 열처리하여 경화막을 형성하였다. 상기 경화막은 1㎛의 두께로 형성되었다. 상기 경화막이 형성된 기판의 굴절률을 엘립소미터 (한국오츠카전자, Thickness Monitor)를 이용하여 측정하였다.
(2) 발광효율 측정
안료로서 이산화타이타늄을 포함하며 C.I 피그먼트 블루 15:6을 포함하는 착색 감광성 조설물을 글래스 기판 위에 도포하고 100℃의 온도에서 3분 동안 유지하여 박막을 형성하였다.
상기 박막 위에 투과율 1 내지 100%의 범위에서 계단 형상 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 배치하고 시험 포토마스크와의 간격을 1000㎛로 하고, 초고압 수은 램프(USH-250D, 우시오 덴끼(주) 제조)를 이용하여 대기 분위기 하에서 40mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였다. 자외선이 조사된 상기 박막을 pH 12.5의 KOH 수용액 현상 용액에 스프레이 현상기를 이용하여 70초 동안 현상하였다.
상기 박막이 코팅된 유리 기판을 증류수를 사용하여 씻어준 다음, 질소가스를 불어서 건조하고, 150℃의 가열 오븐에서 10분 동안 가열하여 3㎛ 두께의 컬러필터를 제조하였다.
이후, 상기 컬러필터를 코팅하도록 실시예 및 비교예들의 경화성 수지 조성물을 상기 글래스 기판 위에 도포한 후, 100℃에서 3분간 유지하여 도막 형성 후. 다시 230℃에서 30분간 열처리하여 1㎛의 코팅막이 형성된 발광 구조체를 형성하였다.
상기에 제조된 발광 구조체 샘플에 365 nm Tube형 4 W UV조사기(VL-4LC, VILBER LOURMAT)를 통해 광조사한 후 광 변환된 영역을 측정하였으며, 450 nm영역에서의 발광 효율을 Spectrum meter(Ocean Optics사)를 이용하여 측정하였다.
(3) 내화학성 측정
상기 굴절률 측정시 수행한 공정과 동일한 공정으로 글래스 기판 상에 경화막을 형성하고, 상기 기판을 소정의 사이즈로 절단한 시편을 제조하였다. 상기 시편을 2.38% 테트라암모늄 히드록사이드 수용액에 침지 후 50℃/3분간 처리한 후에 ASTM D-3359-08표준 시험 조건에 의거하여 커터로 커팅한 표면을 테이프로 붙였다가 떼어내는 방법으로 내화학성을 확인하였다. 약액 처리 후의 Cutting/Tape시험에서 경화막의 박리가 발생하는 정도를 표준 시험법 기준에 의거, 0B~5B로 규정하여 아래와 같이 평가하였다.
5B: 박리 0%,
4B: 박리 5%미만
3B: 박리5~15%
2B: 박리15~35%
1B: 박리35~65%
0B: 65%이상
평가 결과는 하기의 표 2에 나타낸다.
실시예 비교예
1 2 3 4 5 1 2 3
굴절률 1.30 1.27 1.30 1.25 1.26 1.58 1.46 1.61
발광효율 93% 95% 92% 98% 97% 54% 63% 97%
내화학성 4B 4B 4B 2B 3B 5B 4B 4B
상기 표 2를 참조하면, 상술한 불소 함유 수지 및 3관능 이하의 (메타)아크릴레이트계 모노머를 사용한 실시예들의 경우 모두 약 1.3 이하의 저굴절률이 구현되어, 발광효율이 비교예들에 비해 현저히 상승하였다.
한편, 3관능 (메타)아크릴레이트계 모노머를 사용한 실시예 1 내지 3의 경우, 내화학성 역시 향상되었다.
50: 발광체 코팅층 60: 발광체
70: 무기물 입자 80: 기재
140: 제2 절연층

Claims (9)

  1. 불소 함유 단위를 포함하는 수지;
    3관능 이하의 (메타)아크릴레이트계 모노머; 및
    용제를 포함하는, 경화성 수지 조성물.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 불소 함유 단위는 하기의 화학식 1로 표시되는, 경화성 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00003

    (화학식 1 중, R1은 수소, 카르복실기 또는 탄소수 1 내지 8의 탄화수소 그룹이고, R2는 수소, 히드록실기, 할로겐 원자 또는 탄소수 1 내지 20의 탄화수소 그룹이고, R3은 불소 혹은 불화 알킬기임).
  3. 청구항 2에 있어서, 화학식 1 중, R3은 -(CF2)nCF3 또는 -CH2(CF2)lCF3 이며, n 및 l은 각각 0 내지 8의 정수인, 경화성 수지 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 조성물 고형분 총 중량 중, 상기 수지의 함량은 20 내지 70중량%인, 경화성 수지 조성물.
  5. 청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 경화성 수지 조성물로부터 형성된, 발광체 코팅층.
  6. 청구항 5에 있어서, 1.3 이하의 굴절률을 갖는, 발광체 코팅층.
  7. 발광체; 및
    청구항 1 내지 4 중 어느 한 항의 경화성 수지 조성물로부터 형성되며, 상기 발광체를 적어도 부분적으로 코팅하는 발광체 코팅층을 포함하는, 발광 구조체.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 발광체는 내부에 분산된 무기물 입자를 포함하는, 발광 구조체.
  9. 청구항 7에 있어서, 상기 발광체 및 상기 발광체 코팅층의 굴절률 차이는 0.4 이상인, 발광 구조체.
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