KR20200043850A - 광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치 - Google Patents

광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치 Download PDF

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KR20200043850A
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Abstract

본 발명은 양자점 및 경화성 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물로서, 상기 양자점이 표면 상에 티오카르복시산 화합물을 포함하는 리간드층을 갖는 것이고, 상기 경화성 수지는 카도계 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물을 제공한다. 본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 양자점의 안정성이 충분히 확보되어 광신뢰성이 우수하며 색 재현율이 높은 백색광을 구현하는 광변환 시트의 제조에 효과적으로 적용될 수 있다.

Description

광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치 {Light Conversion Resin Composition, Light Conversion Sheet and Display Device}
본 발명은 광변환 수지 조성물, 광변환 시트 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양자점의 안정성이 확보되어 광신뢰성이 우수한 광변환 수지 조성물, 이를 이용하여 형성되는 광변환 시트 및 상기 광변환 시트를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치와 같은 비발광성 표시 장치는 외부 광이 컬러 필터를 포함하는 표시 패널을 투과하도록 하는 원리로부터 화상을 구현한다. 이때, 외부 광은 백라이트 유닛(BLU)에서 공급되는 광을 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 액정표시장치의 색 재현율을 높이기 위한 방안의 일예로, 통상의 백색 LED를 대체하여 청색 LED를 이용하고, 별도의 광 변환수단인 양자점(quantum dot)을 포함하는 광변환 시트를 구비한 액정표시장치가 제안되었다[대한민국 공개특허 제2014-0056490호 참조].
상기 광변환 시트는 굴절율을 갖는 수지(resin) 내에 적색(Red) 양자점 또는 녹색(Green) 양자점이 분산되어 있는 광변환층을 포함하여 색 재현율(Color Gamut)이 높은 백색 광을 구현하는 기능을 한다. 상기 색 재현율이 높은 백색광은 적색, 녹색 및 청색광에 대응되는 광파장이 각각 충분하게 포함되어 있는 광을 의미한다.
한편, 양자점은 통상 습식화학 공정에 의해 제조되고 있으며, 제조된 양자점의 안정성을 부여하기 위해 일반적으로 올레익산 등의 유기 리간드가 사용된다[대한민국 등록특허 제10-1447238호 참조].
그러나, 이러한 올레익산과 같은 유기 리간드를 포함하는 양자점을 광변환 시트에 적용하기 위해, 경화성 수지와 혼합하여 광변환 수지 조성물을 제조하는 경우 양자점의 안정성이 떨어져 광특성의 저하가 발생하여 색 재현율이 높은 백색광을 구현하기 어려운 문제점이 있다.
따라서, 양자점의 안정성이 충분히 확보되어 광신뢰성이 우수한 광변환 수지 조성물에 대한 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허 제2014-0056490호 대한민국 등록특허 제10-1447238호
본 발명의 한 목적은 양자점의 안정성이 충분히 확보되어 광신뢰성이 우수한 광변환 수지 조성물을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 광변환 수지 조성물을 이용하여 형성되는 광변환 시트를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 상기 광변환 시트를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것이다.
한편으로, 본 발명은 양자점 및 경화성 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물로서, 상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물을 포함하는 리간드층을 갖는 것이고, 상기 경화성 수지는 카도계 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물을 제공한다.
[화학식 1]
Figure pat00001
상기 식에서,
Ra는 C1-C3의 알킬렌기이고,
Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00002
[화학식 3]
Figure pat00003
[화학식 4]
Figure pat00004
[화학식 5]
Figure pat00005
상기 식에서,
Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
본 발명의 일 실시형태에서, Rb는 C10-C14의 알킬기 또는 C10-C14의 알케닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00006
[화학식 7]
Figure pat00007
[화학식 8]
Figure pat00008
[화학식 9]
Figure pat00009
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가지고, 상기 코어는 InP, InZnP, InGaP, CdSe, CdS, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSeTe, CdZnS, CdSeS, PbSe, PbS, PbTe, AgInZnS, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InGaN InAs 및 ZnO 중 1종 이상을 포함하며, 상기 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, CdS, CdSe, CdTe, CdO, InP, InS, GaP, GaN, GaO, InZnP, InGaP, InGaN, InZnSCdSe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 1종 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 중심발광파장(λmax)이 다른 제1양자점과 제2양자점을 포함하며, 상기 제1양자점과 제2양자점의 중심발광파장 차이는 60nm 이상일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 카도계 수지는 하기 화학식 10 내지 15 중 적어도 하나의 반복 단위를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 10]
Figure pat00010
[화학식 11]
Figure pat00011
[화학식 12]
Figure pat00012
[화학식 13]
Figure pat00013
[화학식 14]
Figure pat00014
[화학식 15]
Figure pat00015
상기 식에서,
X 및 X'는 각각 독립적으로 단일 결합, -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
Figure pat00016
,
Figure pat00017
,
Figure pat00018
,
Figure pat00019
,
Figure pat00020
,
Figure pat00021
,
Figure pat00022
,
Figure pat00023
,
Figure pat00024
,
Figure pat00025
,
Figure pat00026
,
Figure pat00027
또는
Figure pat00028
이고,
Y는 산무수물 잔기이며,
Z는 산2무수물 잔기이고,
R'''는 수소 원자, 에틸기, 페닐기, -C2H4Cl, -C2H4OH 또는 -CH2CH=CH2이며,
R1, R1', R2, R2', R3, R3', R4, R4', R5, R5', R6 및 R6'은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
R7, R7', R8 및 R8'은 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬렌기이며, 상기 알킬렌기는 에스테르 결합, C6-C14의 사이클로알킬렌기 및 아릴렌기 중 적어도 하나로 개재되거나 개재되지 않고,
R9, R9', R10, R10', R11, R11', R12 및 R12'는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 C1-C6의 알킬기이며,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고,
P는 각각 독립적으로
Figure pat00029
,
Figure pat00030
,
Figure pat00031
,
Figure pat00032
또는
Figure pat00033
이고,
R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 니트로기 또는 할로겐 원자이며,
Ar1은 각각 독립적으로 아릴기이고,
Y'는 산무수물 잔기이며,
Z'는 산2무수물 잔기이고,
A는 O, S, NR''', Si(R''')2 또는 Se이며,
a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,
p 및 q은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 산무수물은 무수말레인산, 무수숙신산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 무수테트라히드로프탈산, 무수헥사히드로프탈산, 무수메틸엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 무수클로렌드산 및 무수메틸테트라히드로프탈산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 산2무수물은 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산2무수물, 바이페닐테트라카르복시산2무수물 및 바이페닐에테르테트라카르복시산2무수물로 구성된 군으로부터 선택되는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광변환 수지 조성물은 열경화제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 열경화제는 하기 화학식 16의 티올 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 16]
Figure pat00034
상기 식에서,
Rs는 수소 또는 C1-C12의 알킬기이고,
Rp는 C1-C12의 알킬렌기이며,
Rq는 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않은 t가의 지방족 탄화수소기이고,
t는 ２ 내지 ４의 정수이다.
본 발명의 일 실시형태에서, Rq는 3가의 트리메틸프로판, 2가의 n-부탄, 4가의 테트라메틸메탄 또는 3가의 트리에틸이소시아누레이트일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 16의 티올 화합물은 하기 화학식 17 내지 24 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 17]
Figure pat00035
[화학식 18]
Figure pat00036
[화학식 19]
Figure pat00037
[화학식 20]
Figure pat00038
[화학식 21]
Figure pat00039
[화학식 22]
Figure pat00040
[화학식 23]
Figure pat00041
[화학식 24]
Figure pat00042
다른 한편으로, 본 발명은 상기 광변환 수지 조성물을 이용하여 형성되는 광변환 시트를 제공한다.
또 다른 한편으로, 본 발명은 상기 광변환 시트가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 양자점의 안정성이 충분히 확보되어 광신뢰성이 우수하며 색 재현율이 높은 백색광을 구현하는 광변환 시트의 제조에 효과적으로 적용될 수 있다.
이하, 본 발명을 보다 상세히 설명한다.
본 발명의 일 실시형태는 양자점(A) 및 경화성 수지(B)를 포함하는 광변환 수지 조성물에 관한 것이다.
양자점 (A)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물을 포함하는 리간드층을 갖는 것이다.
[화학식 1]
Figure pat00043
상기 식에서,
Ra는 C1-C3의 알킬렌기이고,
Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C3의 알킬렌기는 탄소수 1 내지 3개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, n-프로필렌, i-프로필렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C4-C22의 알킬기는 탄소수 4 내지 22개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 n-부틸, i-부틸, t-부틸, 펜틸, 헥실, 헵틸, 옥틸, 노닐, 데실, 운데실, 도데실, 트리데실, 테트라데실, 펜타데실, 헥사데실, 헵타데실, 옥타데실, 노나데실, 에이코사닐, 도코사닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C4-C22의 알케닐기는 하나 이상의 탄소-탄소 이중결합을 갖는 탄소수 4 내지 22개로 구성된 직쇄형 또는 분지형 불포화 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 부테닐, 펜테닐, 헥세닐, 헵테닐, 옥테닐, 노네닐, 데세닐, 운데세닐, 도데세닐, 트리데세닐, 테트라데세닐, 펜타데세닐, 헥사데세닐, 헵타데세닐, 옥타데세닐, 노나데세닐, 에이코세닐, 도코세닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 2]
Figure pat00044
[화학식 3]
Figure pat00045
[화학식 4]
Figure pat00046
[화학식 5]
Figure pat00047
상기 식에서,
Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
본 발명의 일 실시형태에서, Rb는 C10-C14의 알킬기 또는 C10-C14의 알케닐기일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 6]
Figure pat00048
[화학식 7]
Figure pat00049
[화학식 8]
Figure pat00050
[화학식 9]
Figure pat00051
본 발명의 일 실시형태에 있어서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 유기 리간드로서 양자점의 표면에 배위 결합되어 양자점을 안정화시키는 역할을 수행할 수 있다. 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 극성작용기로서 카르복시산과 머캅토(황)기를 동시에 가져 올레익산에 비해 양자점과의 결합력이 보다 우수함에 따라, 이러한 양자점을 포함하는 광변환 수지 조성물이 기재에 코팅된 이후에도 우수한 발광특성 및 고온고습 환경에서 우수한 광안정성을 얻을 수 있다.
상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 양자점의 총 표면적에 대하여 5% 이상의 표면을 덮고 있을 수 있다.
이때, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물의 함량은 양자점 1몰에 대하여 0.1 내지 10몰일 수 있다.
상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물을 포함하는 리간드층은 0.1nm 내지 2nm의 두께, 예를 들어 0.5nm 내지 1.5nm의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점은 나노 크기의 반도체 물질을 일컬을 수 있다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루게 되는데, 이러한 나노 입자들이 반도체 특성을 띠고 있을 때 양자점이라고 한다. 상기 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면, 상기 양자점의 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출하게 된다. 이에 따라, 본 발명의 광변환 수지 조성물은 이러한 양자점을 포함함으로써, 입사된 청색광을 통해 녹색광 및 적색광으로의 광변환이 가능하다.
상기 양자점은 광 또는 전기에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점 입자라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, II-VI족 반도체 화합물; III-V족 반도체 화합물; IV-VI족 반도체 화합물; IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
구체적으로, 상기 II-VI족 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 III-V족 반도체 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 IV-VI족 반도체 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상일 수 있으나, 역시 이에 한정되지 않는다.
이에 한정되지는 않으나, 상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다. 바람직하게는, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가질 수 있다.
구체적으로, 상기 코어-쉘의 이중 구조에서, 각각의 코어와 쉘을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 예컨대, 상기 코어는 InP, InZnP, InGaP, CdSe, CdS, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSeTe, CdZnS, CdSeS, PbSe, PbS, PbTe, AgInZnS, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InGaN InAs 및 ZnO 중 1종 이상을 포함하며, 상기 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, CdS, CdSe, CdTe, CdO, InP, InS, GaP, GaN, GaO, InZnP, InGaP, InGaN, InZnSCdSe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 1종 이상을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition) 또는 분자선 에피텍시 공정(MBE, molecular beam epitaxy)에 의해 합성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니나, 바람직하게는 습식 화학 공정(wet chemical process)에 의해 합성하는 것이 더욱 광특성이 우수한 양자점을 수득할 수 있다.
상기 습식 화학 공정이란 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자를 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 유기금속 화학증착 공정이나 분자선 에피텍시와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있으므로, 상기 습식 화학 공정을 사용하여 상기 양자점을 제조하는 것이 바람직하다.
습식 화학 공정에 의해 양자점을 제조하는 경우 양자점의 응집을 방지하고 양자점의 입자 크기를 나노 수준으로 제어하기 위하여 유기 리간드가 사용된다. 이러한 유기 리간드로는 일반적으로 올레익산이 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 양자점의 제조 과정에서 사용된 올레익산은 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물에 의해 리간드 교환 방법에 의해 대체된다.
상기 리간드 교환은 원래의 유기 리간드, 즉 올레익산을 갖는 양자점을 함유하는 분산액에, 교환하고자 하는 유기 리간드, 즉 화학식 1의 티오카르복시산 화합물을 첨가하고 이를 상온 내지 200℃에서 30분 내지 3시간 동안 교반하여 화학식 1의 티오카르복시산 화합물이 결합된 양자점을 수득함으로써 수행될 수 있다. 필요에 따라 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물이 결합된 양자점을 분리하고 정제하는 과정을 추가로 수행할 수도 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따른 양자점은 상기한 바와 같이 상온에서 간단한 교반 처리 하에 유기 리간드 교환 방법에 의해 제조 가능하여 대량 생산이 가능한 이점이 있다.
또한, 본 발명의 일 실시형태에 따른 양자점은 10일 이후에도 초기 양자 효율 대비 80% 이상의 양자 효율을 유지할 수 있어 장기간 동안 안정적으로 보관이 가능하여 다양한 용도로 상용화가 가능하다.
상기 양자점은 중심발광파장이 서로 다른 2종 이상을 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 양자점은 중심발광파장(λmax)이 다른 제1양자점과 제2양자점을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1양자점과 제2양자점의 중심발광파장 차이는 50nm 이상, 바람직하기로 60nm 이상, 더욱 바람직하기로 70nm 이상일 수 있다.
예컨대, 상기 양자점은 중심발광파장이 510nm 내지 550nm인 녹색 제1양자점과 중심발광파장이 610nm 내지 650nm인 적색 제2양자점을 포함할 수 있다. 상기 제1양자점의 중심발광파장이 510nm 미만이거나 550nm를 초과할 경우에는 화상표시장치의 녹색 표현이 불충해질 수 있고, 상기 제2양자점의 중심발광파장이 610nm 미만이거나 650nm를 초과할 경우에는 화상표시장치의 적색 표현이 불충분해 질 수 있으며, 이에 따라 색재현성이 떨어지는 문제를 야기할 수 있다.
상기 중심발광파장이 510nm 내지 550nm인 녹색 제1양자점과 중심발광파장이 610nm 내지 650nm인 적색 제2양자점은 각각 입사된 청색광에 의하여 녹색 발광 및 적색 발광을 구현할 수 있다.
상기 양자점은 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 60 중량%, 바람직하게는 2 내지 50 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 양자점의 함량이 상기 범위 내이면 발광 효율이 우수하고, 광변환층의 신뢰성이 우수한 이점이 있다. 상기 양자점의 함량이 1 중량% 미만이면 광변환 효율이 미비할 수 있고, 60 중량%를 초과하면 상대적으로 청색광이 도막 상부까지 도달하지 못해 발광특성이 떨어질 수 있다.
경화성 수지(B)
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 경화성 수지(B)는 광이나 열의 작용에 의한 반응성을 갖고, 양자점의 분산매이자 결합제수지로서 작용한다.
상기 경화성 수지(B)는 카도계 수지를 포함한다. 상기 카도계 수지는 광변환층의 지지체로 사용이 가능한 수지라면 제한되지 않으나, 바람직하기로 하기 화학식 10 내지 15 중 적어도 하나의 반복 단위를 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 10]
Figure pat00052
[화학식 11]
Figure pat00053
[화학식 12]
Figure pat00054
[화학식 13]
Figure pat00055
[화학식 14]
Figure pat00056
[화학식 15]
Figure pat00057
상기 식에서,
X 및 X'는 각각 독립적으로 단일 결합, -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
Figure pat00058
,
Figure pat00059
,
Figure pat00060
,
Figure pat00061
,
Figure pat00062
,
Figure pat00063
,
Figure pat00064
,
Figure pat00065
,
Figure pat00066
,
Figure pat00067
,
Figure pat00068
,
Figure pat00069
또는
Figure pat00070
이고,
Y는 산무수물 잔기이며,
Z는 산2무수물 잔기이고,
R'''는 수소 원자, 에틸기, 페닐기, -C2H4Cl, -C2H4OH 또는 -CH2CH=CH2이며,
R1, R1', R2, R2', R3, R3', R4, R4', R5, R5', R6 및 R6'은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
R7, R7', R8 및 R8'은 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬렌기이며, 상기 알킬렌기는 에스테르 결합, C6-C14의 사이클로알킬렌기 및 아릴렌기 중 적어도 하나로 개재되거나 개재되지 않고,
R9, R9', R10, R10', R11, R11', R12 및 R12'는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 C1-C6의 알킬기이며,
m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고,
P는 각각 독립적으로
Figure pat00071
,
Figure pat00072
,
Figure pat00073
,
Figure pat00074
또는
Figure pat00075
이고,
R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 니트로기 또는 할로겐 원자이며,
Ar1은 각각 독립적으로 아릴기이고,
Y'는 산무수물 잔기이며,
Z'는 산2무수물 잔기이고,
A는 O, S, NR''', Si(R''')2 또는 Se이며,
a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,
p 및 q은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C6의 알킬렌기는 탄소수 1 내지 6개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C6-C14의 사이클로알킬렌기는 탄소수 6 내지 14개로 구성된 단순 또는 융합 고리형 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 사이클로헥실렌, 사이클로헵틸렌, 사이클로옥틸렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아릴렌기는 2가의 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 상기 아로메틱기는 5원 내지 15원의 단순 또는 융합 고리형이며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 대표적인 아릴렌기의 예로는 페닐렌, 나프틸렌, 피리디닐렌(pyridinylene), 푸라닐렌(furanylene), 티오페닐렌(thiophenylene), 인돌릴렌(indolylene), 퀴놀리닐렌(quinolinylene), 이미다졸리닐렌(imidazolinylene), 옥사졸릴렌(oxazolylene), 티아졸릴렌(thiazolylene), 테트라히드로나프틸렌 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C6의 알킬기는 탄소수 1 내지 6개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 아릴기는 아로메틱기와 헤테로아로메틱기 및 그들의 부분적으로 환원된 유도체를 모두 포함한다. 상기 아로메틱기는 5원 내지 15원의 단순 또는 융합 고리형이며, 헤테로아로메틱기는 산소, 황 또는 질소를 하나 이상 포함하는 아로메틱기를 의미한다. 대표적인 아릴기의 예로는 페닐, 나프틸, 피리디닐(pyridinyl), 푸라닐(furanyl), 티오페닐(thiophenyl), 인돌릴(indolyl), 퀴놀리닐(quinolinyl), 이미다졸리닐(imidazolinyl), 옥사졸릴(oxazolyl), 티아졸릴(thiazolyl), 테트라히드로나프틸 등이 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 산무수물 잔기는 본 발명의 카도계 수지의 합성 중간체인 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물과 산무수물을 반응시켜 얻어질 수 있다. 산무수물 잔기를 도입할 수 있는 산무수물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 무수말레인산, 무수숙신산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 무수테트라히드로프탈산, 무수헥사히드로프탈산, 무수메틸엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 무수클로렌드산, 무수메틸테트라히드로프탈산 등을 들 수 있다. 이들 산무수물은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 산2무수물 잔기는 본 발명의 카도계 수지의 합성 중간체인 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물과 산2무수물을 반응시켜 얻어질 수 있다. 산2무수물 잔기를 도입할 수 있는 산2무수물은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복실산2무수물, 바이페닐테트라카르복실산2무수물, 바이페닐에테르테트라카르복실산2무수물 등을 들 수 있다. 이들 산2무수물은 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용될 수 있다.
본 명세서에서 상기 산2무수물은 분자 내에 산무수물기를 2개 포함하는 화합물을 의미한다.
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 상기 화학식 10 내지 15 중 적어도 하나의 반복 단위를 포함하는 카도계 수지를 포함함으로써 공정간 신뢰성이 우수해지며, 아웃가스 발생을 최소화하여 패널 작동 시 잔상이 발생하지 않고 뛰어난 반사방지 효과로 고품질의 화질, 우수한 내열성, 내화학성, 내구성 및 신뢰성의 부여가 가능한 이점이 있다.
상기 카도계 수지의 제조방법은 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 카도계 수지는 비스페놀 화합물과 에폭시 화합물을 반응시켜 비스페놀 에폭시 화합물을 합성한 후, 합성된 비스페놀 에폭시 화합물을 아크릴레이트 화합물과 반응시켜 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 합성한 뒤, 비스페놀 에폭시아크릴레이트 화합물을 산무수물, 산2무수물 또는 이들의 혼합물과 반응시켜 제조할 수 있다.
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 경화성 수지로서 상기 카도계 수지 이외에 아크릴계 수지를 더 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 아크릴계 수지는 예를 들면 카르복실기 함유 단량체, 및 이와 공중합 가능한 다른 단량체와의 공중합체 등을 들 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체로서는, 예를 들면 불포화 모노카르복실산이나, 불포화 디카르복실산, 불포화 트리카르복실산 등의 분자 중에 2개 이상의 카르복실기를 갖는 불포화 다가 카르복실산 등의 불포화 카르복실산 등을 들수 있다. 여기서, 불포화 모노카르복실산으로서는, 예를 들면 아크릴산, 메타크릴산, 크로톤산, α-클로로아크릴산, 신남산 등을 들 수 있다. 불포화 디카르복실산으로서는, 예를 들면 말레산, 푸마르산, 이타콘산, 시트라콘산, 메사콘산 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 산무수물일 수도 있으며, 구체적으로는 말레산 무수물, 이타콘산 무수물, 시트라콘산 무수물 등을 들 수 있다. 또한, 불포화 다가 카르복실산은 그의 모노(2-메타크릴로일옥시알킬)에스테르일 수도 있으며, 예를 들면 숙신산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 숙신산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-아크릴로일옥시에틸), 프탈산 모노(2-메타크릴로일옥시에틸) 등을 들 수 있다. 불포화 다가 카르복실산은 그 양말단 디카르복시 중합체의 모노(메타)아크릴레이트일 수도 있으며, 예를 들면 ω-카르복시폴리카프로락톤 모노아크릴레이트, ω-카르복시폴리카프로락톤 모노메타크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 카르복실기 함유 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 카르복실기 함유 단량체와 공중합 가능한 다른 단량체로서는, 예를 들면 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르, p-비닐벤질글리시딜에테르, 인덴 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸아크릴레이트, 메틸메타크릴레이트, 에틸아크릴레이트, 에틸메타크릴레이트, n-프로필아크릴레이트, n-프로필메타크릴레이트, i-프로필아크릴레이트, i-프로필메타크릴레이트, n-부틸아크릴레이트, n-부틸메타크릴레이트, i-부틸아크릴레이트, i-부틸메타크릴레이트, sec-부틸아크릴레이트, sec-부틸메타크릴레이트, t-부틸아크릴레이트, t-부틸메타크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, 2-히드록시에틸메타크릴레이트, 2-히드록시프로필아크릴레이트, 2-히드록시프로필메타크릴레이트, 3-히드록시프로필아크릴레이트, 3-히드록시프로필메타크릴레이트, 2-히드록시부틸아크릴레이트, 2-히드록시부틸메타크릴레이트, 3-히드록시부틸아크릴레이트, 3-히드록시부틸메타크릴레이트, 4-히드록시부틸아크릴레이트, 4-히드록시부틸메타크릴레이트, 알릴아크릴레이트, 알릴메타크릴레이트, 벤질아크릴레이트, 벤질메타크릴레이트, 시클로헥실아크릴레이트, 시클로헥실메타크릴레이트, 페닐아크릴레이트, 페닐메타크릴레이트, 2-메톡시에틸아크릴레이트, 2-메톡시에틸메타크릴레이트, 2-페녹시에틸아크릴레이트, 2-페녹시에틸메타크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜메타크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜메타크릴레이트, 이소보르닐아크릴레이트, 이소보르닐메타크릴레이트, 디시클로펜타디에닐아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐메타크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필메타크릴레이트, 글리세롤모노아크릴레이트, 글리세롤모노메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르류; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸메타크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸메타크릴레이트, 2-아미노프로필아크릴레이트, 2-아미노프로필메타크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필메타크릴레이트, 3-아미노프로필아크릴레이트, 3-아미노프로필메타크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르류; 글리시딜아크릴레이트, 글리시딜메타크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르류; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르류; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르류; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, 벤질말레이미드, N-페닐말레이미드. N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드류; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류; 및 폴리스티렌, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리-n-부틸아크릴레이트, 폴리-n-부틸메타크릴레이트, 폴리실록산의 중합체 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체류 등을 들 수 있다. 이들 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 경화성 수지의 겔 투과 크로마토그래피(GPC; 테트라히드로퓨란을 용출용제로 함)로 측정한 폴리스티렌 환산 중량평균분자량(이하, 간단히 '중량평균분자량'이라고 한다)은 2,000 g/mol 내지 200,000 g/mol, 바람직하게는 3,000 g/mol 내지 100,000 g/mol인 것이 바람직하다. 중량평균분자량이 상기 범위에 있으면, 코팅의 경도가 향상되어, 외부환경에 의한 양자점의 발광특성 저하를 방지할 수 있어 바람직하다.
상기 경화성 수지의 분자량 분포[중량평균분자량(Mw)/수평균분자량(Mn)]는 1.0 내지 6.0인 것이 바람직하고, 1.5 내지 6.0인 것이 보다 바람직하다. 분자량분포가 1.5 내지 6.0이면 신뢰성이 우수하기 때문에 바람직하다.
상기 경화성 수지(B)는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 40 내지 99 중량%, 바람직하게는 50 내지 98 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 경화성 수지의 함량이 상기 범위 내에 있으면 광변환층의 형성 및 양자점의 보호특성이 양호하여 발광특성 및 신뢰성 향상에 유리하다. 상기 경화성 수지의 함량이 40 중량% 미만인 경우에는 광변환층의 신뢰성이 떨어질 수 있고, 99 중량% 초과인 경우에는 발광특성이 충분하지 않을 수 있다.
상기 경화성 수지가 카도계 수지 이외에 아크릴계 수지를 더 포함하는 경우, 상기 아크릴계 수지는 카도계 수지 100 중량부에 대하여 10 내지 800 중량부, 바람직하게는 15 내지 600 중량부의 양으로 사용할 수 있다. 상기 범위로 사용하는 경우, 내열성 및 발광휘도 향상면에서 유리하다.
열경화제 (C)
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 열경화제(C)를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에서, 상기 열경화제는 티올 화합물을 포함할 수 있다.
상기 티올 화합물은 양자점이 고온 공정 중 산화 및 변색이 되는 것을 방지할 수 있으며, 장기간 청색 광에 대한 내성 평가 시 광효율이 저하되는 것을 방지하는 효과를 기대할 수 있다.
상기 열경화제는 하기 화학식 16의 티올 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 16]
Figure pat00076
상기 식에서,
Rs는 수소 또는 C1-C12의 알킬기이고,
Rp는 C1-C12의 알킬렌기이며,
Rq는 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않은 t가의 지방족 탄화수소기이고,
t는 ２ 내지 ４의 정수이다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C12의 알킬기는 탄소수 1 내지 12개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 명세서에서 사용되는 C1-C12의 알킬렌기는 탄소수 1 내지 12개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 2가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸렌, 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌, 펜틸렌, 헥실렌, 헵틸렌 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태에서, Rq는 3가의 트리메틸프로판, 2가의 n-부탄, 4가의 테트라메틸메탄 또는 3가의 트리에틸이소시아누레이트일 수 있다.
구체적으로, 상기 화학식 16의 티올 화합물은 하기 화학식 17 내지 24 중 어느 하나로 표시되는 화합물일 수 있다.
[화학식 17]
Figure pat00077
[화학식 18]
Figure pat00078
[화학식 19]
Figure pat00079
[화학식 20]
Figure pat00080
[화학식 21]
Figure pat00081
[화학식 22]
Figure pat00082
[화학식 23]
Figure pat00083
[화학식 24]
Figure pat00084
상기 열경화제(C)는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 40 중량%, 더욱 바람직하게는 10 내지 30 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 열경화 후 청색 광에 대한 내성이 우수하다. 상기 열경화제의 함량이 5 중량% 미만인 경우에는 내광성 향상의 효과를 기대하기 어려우며, 40 중량% 초과인 경우에는 경화막의 경도가 저하되어 스크래치 등 도막 손상이 쉽게 발생될 수 있다.
열중합 수지(D)
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 열중합 수지(D)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 열중합 수지는 도막의 표면 경도 및 밀착성을 향상시킬뿐만 아니라, 특히 고온고습조건에서 양자점의 열화를 억제하여 신뢰성을 높일 수 있다.
상기 열중합 수지는 다관능 지환족 에폭시 수지, 노볼락 에폭시 수지 및 실란 변성 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함할 수 있다.
상기 다관능 지환족 에폭시 수지는 하기 화학식 25 또는 26으로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 25]
Figure pat00085
상기 식에서,
R은 C1-C10의 알킬기이고,
d, e 및 f는 각각 독립적으로 1 내지 20의 정수이다.
[화학식 26]
Figure pat00086
본 명세서에서 사용되는 C1-C10의 알킬기는 탄소수 1 내지 10개로 구성된 직쇄형 또는 분지형의 1가 탄화수소를 의미하며, 예를 들어 메틸, 에틸, n-프로필, i-프로필, n-부틸, i-부틸, t-부틸, n-펜틸, n-헥실, n-헵틸, n-옥틸, n-노닐 등이 포함되나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 다관능 지환족 에폭시 수지의 시판품으로는 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤의 「CEL-2021」, 지환식 고형 에폭시 수지「EHPE-3150」, 에폭시화 폴리부타디엔「PB3600」, 가요성 지방환 에폭시 화합물「CEL-2081」, 락톤 변성 에폭시 수지「PCL-G」 등이 사용될 수 있다. 또, 이외에도 다이셀 가가꾸 고교 가부시끼가이샤의 「세록사이드2000」, 「에폴리드 GT-3000」, 「GT-4000」등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 다관능 지환족 에폭시 수지를 사용함으로써, 도막의 표면 경도 및 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 양자점의 열화를 억제하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 노볼락 에폭시 수지는 하기 화학식 27로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 27]
Figure pat00087
상기 식에서,
v는 1 내지 20의 정수이다.
상기 노볼락 에폭시 수지의 시판품으로는 스미에폭시 ESCN 195XL (스미토모 카가쿠 고교㈜제조) 등이 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 노볼락 에폭시 수지를 사용함으로써, 도막의 표면 경도 및 밀착성이 우수할 뿐만 아니라, 양자점의 열화를 억제할 수 있다.
상기 실란 변성 에폭시 수지는 수산기 함유 에폭시 수지와 알콕시실란과의 탈알코올 축합 반응에 의해 제조될 수 있다.
상기 수산기 함유 에폭시 수지는 하기 화학식 28로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.
[화학식 28]
Figure pat00088
상기 식에서, x는 1 내지 34의 정수이다.
상기 열중합 수지(D)는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 1 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 40 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 범위 내에서 도막의 표면 경도 및 밀착성이 향상되는 이점이 있다.
산란입자(E)
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물은 산란입자(E)를 더 포함할 수 있다. 상기 산란입자는 통상의 무기 재료로서, 예컨대 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 금속산화물은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종의 금속을 포함하는 산화물일 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
구체적으로 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 필요한 경우 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하다.
본 발명에 따른 광변환 수지 조성물이 산란입자를 포함할 경우 상기 산란입자를 통해 양자점에서 방출된 광의 경로를 증가시켜 광변환층에서의 전체적인 광효율을 높일 수 있어 바람직하다.
산란입자는 30 내지 1000nm의 평균입경을 가질 수 있으며, 바람직하기로 100 내지 500nm, 더욱 바람직하기로 150 내지 300nm의 범위인 것이 좋다. 이때 입자 크기가 너무 작으면 양자점으로부터 방출된 빛의 충분한 산란 효과를 기대할 수 없고, 이와 반대로 너무 큰 경우에는 조성물 내에 가라 앉거나 균일한 품질의 광변환층 표면을 얻을 수 없다.
상기 산란입자(E)는 광변환 수지 조성물 중 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 상기 산란입자가 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 세기 증가 효과가 극대화될 수 있어 바람직하다. 상기 산란입자의 함량이 0.5 중량% 미만인 경우에는 얻고자 하는 발광 세기의 확보가 다소 어려울 수 있고, 20 중량% 초과인 경우에는 청색광의 투과도가 현저히 저하되어 색재현성에 문제가 발생할 수 있다.
용제(F)
본 발명의 광변환 수지 조성물에 함유되는 용제는 통상 1종 또는 2종 이상을 포함한다.
본 발명에서의 용제는 단독 또는 2종 이상 혼합하였을 때의 용제 극성도가 4 내지 7의 범위인 용제를 사용하는 것이 바람직하다. 극성도가 상기 범위를 벗어나는 경우 광변환 수지 조성물의 휘도 특성을 저하시키는 요인이 될 수 있다. 또한, 2종 이상의 용제가 혼합된 경우에는, 혼합된 용제의 극성도 값이 상기 범위를 만족하더라도, 혼합된 용제를 구성하는 용제들 중에서 적어도 하나 이상의 용제가 상기 극성도 범위를 만족하지 않으면, 여전히 휘도 저하의 문제를 발생 시킬 수 있다.
아울러, 단독 또는 2종 이상 혼합하였을 때의 비점이 100 내지 250℃, 바람직하게는 100 내지 200℃의 범위인 것이 적절하다. 상기 비점이 100℃ 미만인 경우에는 빠른 건조 속도로 인해 도막 균일성 불량 및 노즐 막힘의 위험이 있으며, 250℃ 초과인 경우에는 너무 느린 건조속도로 인해 도막경도 저하 혹은, 얼룩 발생의 위험이 있다.
상기 극성도 및/또는 비점을 만족하는 용제로는, 예를 들어 하기 표 1에 기재된 것을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
용제 극성도(δp )* 비점(℃)
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 4 190
프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 5.6 146
디프로필렌 글리콜 메틸 에테르 아세테이트 4.9 209
프로필렌 글리콜 n-프로필 에테르 4.9 149
프로필렌 글리콜 n-부틸 에테르 4.2 171
프로필렌 글리콜 페닐 에테르 5.3 243
에틸렌 글리콜 모노에틸 에테르 아세테이트 4.7 156
디에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르 7 230
에틸렌 글리콜 n-부틸 에테르 아세테이트 4.5 192
에틸렌 글리콜 헥실 에테르 6.9 208
n-부탄올 5.7 117.7
이소부탄올 5.7 107.9
2-메틸 부탄올 5.1 128.7
n-펜탄올 4.5 137.9
n-프로필 아세테이트 4.3 101.5
n-부틸 프로피오네이트 5.4 144.7
n-펜틸 프로피오네이트 5.1 165
n-프로필 프로피오네이트 5.8 122.4
시클로헥사논 6.3 155.6
메틸 이소부틸 케톤 6.1 116.1
* 상기 표 1에서 극성도(polarity)는 한센 용해도 인자(Hansen solubility parameter) 중 극성도(δp)의 수치를 의미한다.
본 발명에서, 용제는 단독으로 사용하여 비점이 100 내지 200℃를 벗어나는 경우, 2종 이상 혼합하여 상기 비점 범위를 갖는 혼합용제를 사용할 수 있다.
필요에 따라, 본 발명에 따른 용제는 상기에서 예시한 용제 외에 할로겐화 탄화수소계 용제; 방향족 탄화수소계 용제; 지방족 포화 탄화수소계 용제; 에테르 및 에스터계 용제 등을 더 포함할 수 있다.
상기 할로겐화 탄화수소계 용제는 예컨대, 클로로포름, 디클로로메탄, 클로로메탄, 사염화탄소, 디클로로에탄, 테트라클로로에탄 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 방향족 탄화수소계 용제는 벤젠, 톨루엔, 디클로로벤젠, 자일렌 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 지방족 포화 탄화수소계 용제는 N-헥산, 펜탄, 헵탄 등의 쇄상 알칸, 사이클로펜탄, 사이클로헥산 등의 사이클릭알칸, 케로신(kerosene) 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 에테르 및 에스터계 용제의 구체적인 예로는,
디에틸 카르보네이트, 에틸 부티레이트, 에틸 이소부티레이트, tert-부틸 아세테이트, 이소프로필 프로피오네이트, 메틸-3-메틸부타노에이트, 프로필 프로피오네이트, 메틸 2-메틸 부타노에이트, sec-부틸 아세테이트, 메틸 펜타노에이트, 이소부틸아세테이트, 부틸 아세테이트, 메틸 피바레이트, sec-부틸 프로피오네이트, n-부틸 프로피오네이트, 2-메틸 부틸 아세테이트, 에틸 2-메틸부티레이트, 메틸 2-메틸펜타노에이트, 2-펜틸 아세테이트, 네오펜틸 아세테이트, 3-메틸부탄-2-일 아세테이트, 이소프로필 이소부티레이트, 프로필 이소부티레이트, 이소발레르산 에틸, 메틸 3-메틸 펜타노에이트, 에틸 펜타노에이트, 메틸 4-메틸 펜타노에이트, 메틸 헥사노에이트, 이소아밀 아세테이트, 펜틸 아세테이트, 이소프로필 부티레이트, 프로필 부타노에이트, 이소부틸 프로피오네이트, 2,2-디메틸 부타노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 피발레이트, tert-아밀 아세테이트, tert-부틸 프로피오네이트, 메틸 3,3-디메틸부티레이트, 디에틸아세틱 애시드 메틸 에스터, 3-펜틸 아세테이트, 2,3-디메틸부타노익 애시드 메틸 에스터, 프로필 2-메틸부타노에이트, 에틸 헥사노에이트, 이소프로필 2-메틸부타노에이트, 이소부틸 이소부타노에이트, 2-메틸부틸 프로피오네이트, 2-헥실 아세테이트, 1-메틸부틸 프로파노에이트, 메틸 2-에틸-3-메틸부티레이트, 3-메틸펜틸 3-아세테이트, 3-헥실 아세테이트, 2,2-디메틸-3-아세톡시부탄, 에틸 2-메틸펜타노에이트, sec-부틸 부티레이트, 에틸 3-메틸펜타노에이트, 에틸 2,3-디메틸부타노에이트, 2,3-디메틸-2-부틸 아세테이트, 2-에틸부틸 아세테이트, 아세틱 애시드-(2,2-디메틸-부틸 에스터), 2,3-디메틸부틸 아세테이트, 3-메틸-1-펜틸 아세테이트, 3,3-디메틸부틸 아세테이트, n-부틸 이소부티레이트, 이소프로필 펜타노에이트, 부틸 부티레이트, 아밀 프로피오네이트, 헥실 아세테이트, 프로필 3-메틸부타노에이트, 메틸 헵타노에이트, 이소프로필 3-메틸부타노에이트, 이소부틸 부티레이트, sec-부틸 이소부티레이트, 프로필 펜타노에이트, 이소아밀 프로피오네이트, 에틸 4-메틸펜타노에이트, 4-메틸-1-펜틸 아세테이트, 메틸 5-메틸헥사노에이트, 메틸 2-에틸-2-메틸부티레이트, 2,2-디메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸부타노에이트, i-프로필 피발레이트, 프로필 2,2-디메틸프로파노에이트, 2,2-디메틸-1-프로판올 프로파노에이트, 에틸 3,3-디메틸부타노에이트, 2-메틸-3-펜틸 아세테이트, 아세틱 애시드-(2-메틸-펜틸 에스터), 4-메틸-2-펜틸 아세테이트, tert-부틸 2-메틸프로파노에이트, 2,3-디메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 메틸-2-메틸카프로에이트, 2-메틸펜탄-2-일 아세테이트, tert-부틸 부티레이트, 3-에틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 에틸 2-에틸부타노에이트, sec-아밀 프로피오네이트, 메틸 2,3,3-트리메틸 부타노에이트, 3,3-디메틸펜타노익 애시드 메틸 에스터, tert-아밀 프로파노에이트, 메틸 2,4-디메틸 펜타노에이트, 메틸 2,2,3-트리메틸부타노에이트, 3-메틸-펜틸-2-아세테이트, 메틸 4,4-디메틸펜타노에이트, 메틸 3,4-디메틸펜타노에이트, 발레릭 애시드 이소부틸 에스터, 2-메틸부틸 부타노에이트, 발레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 2-펜틸 부타노에이트, 2-메틸프로필 2-메틸부타노에이트, n-부틸 2-메틸부타노에이트, 이소펜틸 부타노에이트, 이소부틸 이소펜타노에이트, 1-메틸 펜틸 프로파노에이트, 1-메틸헥실 아세테이트, 2-메틸-부티릭 애시드 sec-부틸 에스터, 2-메틸프로파노익 애시드 2-메틸부틸 에스터, 에틸 3-메틸헥사노에이트, 에틸 2-메틸헥사노에이트, 1-헵틸 아세테이트, 메틸 3-메틸헵타노에이트, 1,1,2,2-테트라메틸프로필 아세테이트, 1-아세톡시-2,3,3-트리메틸부탄, 아세틱 애시드-(2-에틸-2-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(3,3-디메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,3,3-트리메틸-부틸에스터), 2,4-디메틸-3-아세톡시펜테인, 아세틱 애시드-(2-에틸-3-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(3-메틸-헥실 에스터), 아세틱 애시드-(4-메틸-헥실 에스터), 이소부티릭 애시드-(1,2-디메틸-프로필 에스터), 4-메틸-발레릭 애시드 프로필 에스터, 4-메틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 5-메틸헵타노에이트, 이소발레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 이소부티릭 애시드 이소펜틸 에스터, 부틸 펜타노에이트, 프로필 헥사노에이트, 헥실 프로피오네이트, 메틸 옥타네이트, 5-메틸헥실 아세테이트, 에틸 이소아밀아세테이트, 펜틸 부티레이트, 에틸 헵타노에이트, 이소프로필 헥사노에이트, 부틸 3-메틸부타노에이트, 2-에틸-3-메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 메틸 2-이소프로필-3-메틸부타노에이트, 2-에틸-3-메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 2-에틸-발레릭 애시드 에틸 에스터, 메틸 2-에틸헥사노에이트, 에틸 2,4-디메틸펜타노에이트, 메틸 2,5-디메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1-에틸-3-메틸-부틸 에스터), 4-헵틸 아세테이트, 4-메틸-2-펜틸 프로피오네이트, 5-메틸헥산-2-일 아세테이트, 2,2-디에틸-부티릭 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,1-디에틸-프로필 에스터), 2,3-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-2-메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-2-메틸부티릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸펜타노에이트, 2,2-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 2,2-디메틸-부티릭 애시드 프로필 에스터, 피발릭 애시드 tert-부틸 에스터, 이소부틸 피발레이트, 피발릭 애시드 부틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,2-디메틸-펜틸 에스터), 2,4,4-트리메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-1-메틸-부틸 에스터), 3,3-디메틸-발레릭 애시드 에틸 에스터, 이소부티릭 애시드 tert-펜틸 에스터, tert-아밀 부티레이트, 3-아세톡시-2,2-디메틸-펜테인, 프로피오닉 애시드-(3,3-디메틸-부틸 에스터), 이소프로필 3,3-디메틸부타노에이트, 3,3-디메틸-부티릭 애시드 프로필 에스터, 네오펜틸 2-메틸프로파노에이트, 네오펜틸 부타노에이트, tert-부틸 3-메틸 부타노에이트, tert-부틸 펜타노에이트, 3,3,4-트리메틸-발레릭 애시드 메틸 에스터, 4,5-디메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 4,4-디메틸펜타노에이트, 3,4-디메틸-펜타노익 애시드 에틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-이소프로필-부틸 에스터), 2-프로필 2-메틸펜타노에이트, 메틸 6-메틸헵타노에이트, 이소프로필 2-에틸부티레이트, 2-아세톡시-4-메틸-헥세인, 2,2,3,3-테트라메틸부타노에이트, 4-메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 4-에틸헥사노에이트, 에틸-2,3,3-트리메틸부타노에이트, 2,2-디메틸-펜타놀-(1)-아세테이트, 2,4-디메틸-2-펜틸 아세테이트, 2-메틸-2-헥실 아세테이트, 4,4-디메틸펜틸 아세테이트, 펜틸 이소부타노에이트, 메틸 2-메틸헵타노에이트, 부탄-2-일 2,2-디메틸프로파노에이트, 메틸 4,4-디메틸헥사노에이트, 2-프로필-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 헥사노익 애시드-(2,4-디메틸 메틸 에스터), 2,2,3-트리메틸부타노익 애시드 에틸 에스터, 2-메틸헥실아세테이트, 메틸-3,4,4-트리메틸펜타노에이트, 프로필-2-에틸부타노에이트, 이소프로필 2,2-디메틸부타노에이트, 3-에틸-4-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 2,2,4-트리메틸펜타노에이트, 2,3-디메틸-3-펜틸아세테이트, 펜탄-3-일 2-메틸프로파노에이트, 3-에틸-3-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 3,4-디메틸헥사노에이트, 에틸-3-에틸-펜타노에이트, 메틸 2,2,3-트리메틸펜타노에이트, 메틸 2-에틸-3,3-디메틸펜타노에이트, 펜탄-3-일 부티레이트, 4-메틸-3-헥실 아세테이트, 2-메틸-3-메틸부틸 프로파노익 애시드 에스터, 3-메톡시-1-펜틸 프로피오네이트, 2-펜틸 2-메틸프로파노에이트, tert-부틸 2-메틸부타노에이트, 메틸 5,5-디메틸헥사노에이트, 3,3-디메틸 2-부틸 프로피오네이트, 1-에틸 부틸 프로파노에이트, 2-메틸-1-펜틸 프로파노에이트, n-프로필 2-메틸바레레이트, sec-아밀 바레레이트, sec-부틸 헥사노에이트, 2-메틸부틸 이소바레레이트, 펜타노익 애시드 2-메틸부틸 에스터, 2,2,3-트리메틸-발레릭 애시드 에틸 에스터, 1-메틸헥실 프로파노에이트, 헥실-2-부타노에이트, 2,2-디메틸-3-헥실아세테이트, 2-메틸-1-부틸 2-메틸부타노에이트, 3-메틸부틸 2-메틸부타노에이트, 메틸 2,6-디메틸헵타노에이트, 2-옥틸 아세테이트, 1-에틸헥실 아세테이트, 아세틱 애시드-(1-이소프로필-2,2-디메틸-프로필 에스터), 아세틱 애시드-(2-에틸-3,3-디메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(2,2,3-트리메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(2,2,3,3-테트라메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,2,2,3-테트라메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(2-이소프로필-3-메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(4-에틸-헥실 에스터), 아세틱 애시드-(2,2-디에틸-부틸 에스터), 3-메틸-발레릭 애시드 sec-부틸 에스터, 이소펜틸 3-메틸부타노에이트, 이소프로필 헵타노에이트, 4-메틸-발레릭 애시드 이소부틸 에스터, 4-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 3-메틸부틸 펜타노에이트, 부틸 헥사노에이트, n-펜틸 n-펜타노에이트, n-프로필 헵타노에이트, 5-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 에틸 6-메틸헵타노에이트, 헥실 부티레이트, 옥타노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 6-메틸옥타노에이트, 헵틸 프로피오네이트, 노나노익 애시드 메틸 에스터, 1-옥틸 아세테이트, 2,2,3,3-테트라메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-2,2-디메틸-부틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-이소프로필-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,2-디메틸-헥실 에스터), 2-이소-프로필-3-메틸-부티릭 애시드 에틸 에스터, 프로피오닉 애시드-(3,3-디메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-에틸-3-메틸-펜틸 에스터), 2,3,5-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-2-메틸-펜틸 에스터), 프로피오닉 애시드-(1-에틸-2,2-디메틸-프로필 에스터), 에틸 2,2-디에틸부타노에이트, 2,2,3-트리메틸-부티릭 애시드 이소프로필 에스터, 아세틱 애시드-(1-에틸-3,3-디메틸-부틸 에스터), 부틸 2,2-디메틸부티레이트, 3-메틸-2-프로필-발레릭 애시드 메틸 에스터, 2-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 메틸 2-메틸옥타노에이트, 부티릭 애시드-(1,3-디메틸-부틸 에스터), 3-에틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 2-에틸-2-메틸-발레릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 3,5-디메틸헥사노에이트, 3,3-디메틸-발레릭 애시드 프로필 에스터, 2,2,4,4-테트라메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 에틸 2,2-디메틸-헥사노에이트, 부티릭 애시드-(2-에틸-부틸에스터), 2-에틸-4-메틸-발레릭 애시드 에틸 에스터, 에틸 2-프로필펜타노에이트, 메틸 2-프로필헥사노에이트, 에틸 2-에틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1,1-디에틸-부틸 에스터), 2,5-디메틸-헥사노익 애시드 에틸 에스터, 에틸 4,5-디메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드-(1-이소부틸-부틸에스터), 아세틱 애시드-(1-에틸-4-메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1-메틸-1-프로필-부틸 에스터), 이소발레릭 애시드 tert-펜틸 에스터, 3-프로필-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 3-에틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,1,4-트리메틸-펜틸 에스터), 아세틱 애시드-(1,5-디메틸-헥실 에스터), 3-메틸-헵타노익 애시드 에틸 에스터, 3,3,5-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 3,3-디메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 3,3-디메틸-발레릭 애시드 이소프로필 에스터, 2-에틸헥실 아세테이트, 에틸 2,4,4-트리메틸펜타노에이트, 부틸 네오펜타노에이트, 네오펜틸 피바레이트, 피바릭 애시드 이소펜틸 에스터, 2-에틸-부티릭 애시드 tert-부틸 에스터, 3,3-디메틸-부티릭 애시드 sec-부틸 에스터, 아세틱 애시드-(1,4-디메틸부틸)에스터, sec-아밀 이소바레레이트, 3-아세톡시-2,4-디메틸헥산, 3,3-디에틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸-4,4-디메틸헵타노에이트, 메틸 3,5,5-트리메틸헥사노에이트, 아세틱 애시드 4-옥틸 에스터, 3,5-디메틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 1-아세톡시-4,4-디메틸-헥세인, 펜틸 3-메틸부타노에이트, 7-메틸옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2-에틸-헵타노익 애시드 메틸 에스터, 메틸 2,4-디메틸헵타노에이트, 메틸 2,2-디메틸 헵타노에이트, 펜틸 2,2-디메틸 프로파노에이트, 에틸 2,3,4-트리메틸바레레이트, tert-부틸 헥사노에이트, 3-아세톡시-2,5-디메틸-헥세인, 1,1,3,3-테트라메틸부틸 아세테이트, 2,2,4-트리메틸펜틸 아세테이트, 메틸 2,2,3,3-테트라메틸펜타노에이트, 펜타노익 애시드-(2,2,3,4-테트라메틸-메틸 에스터), 2-프로필-2-메틸-펜타노익 애시드 메틸 에스터, 1,1-디메틸에틸 3,3-디메틸부타노에이트, tert-부틸 4-메틸펜타노에이트, 2-이소프로필-3,3-디메틸-부티릭 애시드 메틸 에스터, 메틸 2-에틸-2-메틸헥사노에이트, 에틸 2-에틸-3,3-디메틸부타노에이트, 헥실 이소부타노에이트, 메틸-5,5-디메틸헵타노에이트, 메틸-2,3,4-트리메틸헥사노에이트, 메틸 2,3-디메틸-2-에틸펜타노에이트, 3-메틸 옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2,2-디메틸헥실 아세테이트, 프로필네오헵타노에이트, 이소프로필 2-메틸헥사노에이트, 2-프로필-펜틸-아세테이트, 부틸 2-에틸 부티레이트, 4-메틸옥타노익 애시드 메틸 에스터, 2-메틸펜타노익 애시드-(1-메틸 프로필 에스터), 2,2,4-트리메틸-헥사노익 애시드 메틸 에스터, 헥사노익 애시드-(2,2,5-트리메틸-메틸 에스터), 4-메틸펜틸 이소부티레이트, 3-메틸펜틸 부티레이트, 에틸 3,3,4-트리메틸펜타노에이트, 펜타노익 애시드-(3,4,4-트리메틸-에틸 에스터), tert-아밀 피바레이트, 이소부틸 3,3-디메틸부티레이트, 1-이소프로필-1,2-디메틸프로필 아세테이트, 에틸 4-에틸헥사노에이트, 메틸 2-에틸-3,3-디메틸펜타노에이트, 메틸 3,6-디메틸헵타노에이트, 이소부틸 헥사노에이트, 3,3,4,4-테트라메틸 펜타노익 애시드 메틸 에스터, 2-메틸발레릭 부틸 에스터, 펜틸 2-메틸부타노에이트, 네오펜틸 2-메틸부타노에이트, 에틸 3,3-디메틸헥사노에이트, 4-에틸-3-헥실 아세테이트, 2,4-디메틸펜탄-3-일 프로피오네이트, 메틸 네오노나노에이트, 메틸 4,4,5-트리메틸헥사노에이트, 메틸 디이소프로필 프로피오네이트, 1-메틸에틸 4-메틸헥사노에이트, 부타노익 애시드 1-에틸부틸 에스터, 1-에틸펜틸 프로파노에이트, 펜탄-3-일 펜타노에이트, 메틸 4-에틸헵타노에이트, 펜탄-3-일 3-메틸부타노에이트, 에틸 5,5-디메틸헥사노에이트, 2-메틸-3-메틸부틸 부타노익 애시드 에스터, 네릴 아세테이트 등을 사용할 수 있다.
또한, 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르 등의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알콕시알킬아세테이트류; 메틸 이소아밀 케톤, 디이소부틸 케톤, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 포함할 수 있다.
상기 용제(F)는 광변환 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 45 내지 95 중량%, 바람직하게는 50 내지 90 중량%의 양으로 포함될 수 있다. 용제가 상기 범위 내로 포함되면 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
첨가제(G)
본 발명에 따른 광변화 수지 조성물은 필요에 따라 계면활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
상기 계면활성제로서는 시판되는 계면활성제를 이용할 수 있고, 예를 들면 실리콘계, 불소계, 에스테르계, 양이온계, 음이온계, 비이온계, 양성 등의 계면활성제 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.
상기의 계면활성제로서, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.
상기 밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로필트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
상기 산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.
상기 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-tert-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조트리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.
상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.
상기 첨가제는 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 필요에 따라 적절히 추가하여 사용이 가능하다. 예컨대 상기 첨가제는 광변화 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.05 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.1 내지 10 중량%, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 5 중량%의 양으로 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시형태는 상술한 광변환 수지 조성물을 이용하여 형성되는 광변환 시트에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 시트는 기재 상에 상술한 광변환 수지 조성물을 도포하고 건조한 후 경화시켜 형성되는 광변환층을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 기재로는 유리를 사용할 수 있다.
상기 경화는 100 내지 250℃, 바람직하게는 150 내지 230℃에서, 10분 내지 1시간, 바람직하게는 30분 동안 수행할 수 있다.
본 발명에 따른 광변환 시트는 화상표시장치에 적용되는 경우 뛰어난 광 효율을 구현할 수 있다. 또한, 색상을 가진 광이 방출되는 것이므로 색 재현성이 보다 우수하고, 광루미네선스에 의해 전 방향으로 광이 방출되므로 시야각도 개선될 수 있다.
또한, 기존의 화상표시장치에 사용되는 백색광에 비해 방출되는 청색, 녹색, 적색의 발광파장 반치폭을 현저히 축소시켜 우수한 색재현성을 얻을 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시형태는 상술한 광변환 시트가 구비된 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 화상표시장치는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계 방출 표시 장치 등 각종 화상표시장치를 포함한다.
이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.
합성예 1-1: InP / ZnSe / ZnS 녹색 양자점 합성
인듐 아세테이트(indium acetate) 4mmol(0.58g), 팔미트산(palmitic acid) 6mmol(1.5g) 및 1-옥타데센(1-octadecene) 200mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 300℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 2mmol(580㎕) 및 트리옥틸포스핀 10mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 1분간 반응시켜 InP 코어를 형성시켰다.
이어서 아연 아세테이트 24mmoL(4.48g), 올레익산 48mmol 및 트리옥틸아민 200mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 20ml를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 셀레늄(Se/TOP) 48 mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 90분 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe 코어-쉘을 형성시켰다.
이어서, 아연 아세테이트 24mmoL(4.48g), 올레익산 48mmol 및 트리옥틸아민 200mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP/ZnSe 코어-쉘 용액 20ml를 넣고, 이어서 트리옥틸포스핀 중의 황(S/TOP) 48mmol을 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 감압여과 후 감압 건조하여 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 양자점을 수득한 후 에탄올 100 mL를 첨가하여, 침전 및 재분산 방법을 활용하여 두 차례 정제하였다. 정제된 InP/ZnSe/ZnS 코어-쉘 구조의 녹색 양자점을 1-옥타데센에 분산시킨 후 저장하였다.
상기 녹색 양자점에 대하여 발광 스펙트럼을 QE-2100(오츠카사제)를 이용하여 측정한 결과, 최대발광 피크는 530nm이고, 반치폭은 38nm이었다.
합성예 1-2: InP / ZnS 적색 양자점의 합성
인듐 아세테이트(indium acetate) 2mmol(0.58g), 팔미트산(palmitic acid) 6mmol(1.5g) 및 1-옥타데센(1-octadecene) 100mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하였다. 280℃로 가열한 후, 트리스(트리메틸실릴)포스핀(TMS3P) 1mmol(290㎕) 및 트리옥틸포스핀 5mL의 혼합 용액을 신속히 주입하고 15분간 반응시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 아세톤을 넣고 원심 분리하여 얻은 침전을 톨루엔에 분산시켰다. 얻어진 InP 반도체 나노 결정은, UV 제1 흡수 최대 파장 560 내지 590nm를 나타내었다.
아연 아세테이트 12mmoL(2.24g), 올레익산 24mmol 및 트리옥틸아민 100mL를 반응기에 넣고 진공 하에 120℃로 가열하였다. 1시간 후 반응기 내 분위기를 질소로 전환하고 반응기를 280℃로 승온시켰다. 앞서 합성한 InP 코어 용액 10mL를 넣고, 이어서 S(황)/TOP(트리옥틸포스핀) 24 mmol를 넣은 후, 최종 혼합물을 2시간 동안 반응 진행시켰다. 상온으로 신속하게 식힌 반응 용액에 에탄올을 넣고 원심 분리하여 발광파장 625nm, 반치폭 40nm의 InP(코어)/ZnS(쉘) 구조의 적색 양자점을 수득하였다.
합성예 2-1: 화학식 6의 리간드를 갖는 InP / ZnSe / ZnS 코어-쉘 녹색 양자점 제조
올레익산이 표면에 결합되어 있는 합성예 1-1의 InP/ZnSe/ZnS 양자점 5g을 N-헥산 50 ml에 분산시킨 용액에, 화학식 6의 티오카르복시산 화합물 신규 리간드　2g을 넣어주고 30분 이상 저어주었다. 이 과정에서 신규 리간드가 양자점 표면의 올레익산을 대체하였다. 이후 양자점-신규 리간드 결합체와 미반응 리간드가 섞여있는 혼합용액에 에탄올 100 ml를 넣어주어 양자점-신규 리간드 결합체들을 응집시켰다. 원심분리(8000 rpm, 30 분)를 통하여 응집된 양자점-신규 리간드 결합체를, 양자점으로부터 떨어진 올레익산 및 미반응 리간드들로부터　분리시켰다. 이후 양자점-신규 리간드 결합체를 N-헥산에 30중량 %로　분산시켰다.
합성예 2-2: 화학식 7의 리간드를 갖는 InP / ZnSe / ZnS 코어-쉘 녹색 양자점 제조
화학식 6의 리간드 대신 화학식 7의 리간드를 사용하는 것을 제외하고, 합성예 2-1과 동일하게 진행하였다.
합성예 2-3: 화학식 8의 리간드를 갖는 InP / ZnSe / ZnS 코어-쉘 녹색 양자점 제조
화학식 6의 리간드 대신 화학식 8의 리간드를 사용하는 것을 제외하고, 합성예 2-1과 동일하게 진행하였다.
합성예 2-4: 화학식 6의 리간드를 갖는 InP / ZnS 코어-쉘 적색 양자점 제조
합성예 1-1의 녹색 양자점 대신 합성예 1-2의 적색 양자점을 사용한 것을 제외하고, 합성예 2-1과 동일하게 진행하여 화학시 6의 리간드가 적용된 적색 양자점을 수득하였다.
합성예 2-5: 리간드 교환반응 미실시 InP / ZnSe / ZnS 코어-쉘 녹색 양자점 준비
올레익산이 표면에 결합되어 있는 합성예 1-1의 InP/ZnSe/ZnS 녹색 양자점 5g을 N-헥산에 30중량%로　분산시켰다.
합성예 2-6: 리간드 교환반응 미실시 InP / ZnS 코어-쉘 적색 양자점 준비
올레익산이 표면에 결합되어 있는 합성예 1-2의 InP/ZnS 적색 양자점 5g을 N-헥산에 30중량%로　분산시켰다.
합성예 2-7: 화학식 29의 리간드를 갖는 InP / ZnSe / ZnS 코어-쉘 녹색 양자점 제조
화학식 6의 리간드 대신 화학식 29의 리간드를 사용하는 것을 제외하고, 합성예 2-1과 동일하게 진행하였다.
[화학식 29]
Figure pat00089
합성예 3-1: 경화성 수지의 합성
3000ml 삼구 라운드 플라스크에 3,6'-디하이드록시스피로(플루오렌-9,9-잔텐)(3,6'-dihydroxyspiro(fluorene-9,9-xantene)) 364.4g과 t-부틸암모늄 브로마이드 0.4159g을 혼합하고, 에피클로로히드린 2359g을 넣고 90℃로 가열하여 반응시켰다. 액체크로마토그래피로 분석하여 3,6'-디하이드록시스피로(플루오렌-9,9-잔텐)이 완전히 소진되면 30℃로 냉각하여 50% NaOH 수용액(3당량)을 천천히 첨가하였다. 액체 크로마토그래피로 분석하여 에피클로로히드린이 완전히 소진되었으면, 디클로로메탄으로 추출한 후 3회 수세한 후 유기층을 황산마그네슘으로 건조시킨 후 디클로로메탄을 감압 증류하고 디클로로메탄과 메탄올 혼합비 50:50을 사용하여 재결정하였다.
이렇게 합성된 에폭시 화합물 1당량과 t-부틸암모늄 브로마이드 0.004당량, 2,6-디이소부틸페놀 0.001당량 및 아크릴산 2.2당량을 혼합한 후 용매 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 24.89g을 넣어 혼합하였다. 이 반응 용액에 공기를 25ml/min으로 불어넣으면서 90 내지 100℃로 가열 용해하였다. 반응 용액이 백탁한 상태에서 온도를 120℃까지 가열하여 완전히 용해시켰다. 용액이 투명해지고 점도가 높아지면 산가를 측정하여 산가가 1.0mgKOH/g미만이 될 때까지 교반하였다. 산가가 목표(0.8)에 이를 때까지 11시간이 필요했다. 반응 종결 후 반응기의 온도를 실온으로 내려 무색 투명한 하기 화학식 30의 화합물을 얻었다.
[화학식 30]
Figure pat00090
이후, 상기 화학식 30의 화합물 307.0g에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 600g을 첨가하여 용해한 후, 바이페닐테트라카르복실산2무수물 78g 및 브롬화테트라에틸암모늄 1g을 혼합하고 서서히 승온시켜 110∼115℃에서 4시간 동안 반응시켰다. 산 무수물기의 소실을 확인한 후, 1,2,3,6-테트라히드로무수프탈산 38.0g을 혼합하여 90℃에서 6시간 동안 반응시켜 카도계 수지를 중합하였다. 무수물의 소실은 IR 스펙트럼에 의해 확인하였다. 제조된 카도계 수지의 중량평균분자량은 3,500 g/mol이었다.
합성예 3-2: 경화성 수지의 합성
교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, N-벤질말레이미드 45 중량부, 메타크릴산 45 중량부, 트리사이클로데실 메타크릴레이트 10 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 40 중량부를 투입후 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸티올 6 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄 이동제 적하 로트를 준비했다.
이후 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 395 중량부를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다.
이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는 90℃를 유지하면서 각각 2시간 동안 진행하고 1 시간 후에 110℃로 승온하여 3 시간 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시했다.
이어서, 글리시딜메타크릴레이트 10 중량부, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 중량부 및 트리에틸아민 0.8 중량부를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 그 후 실온까지 냉각하여 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 32,000 g/mol, 산가가 114 ㎎KOH/g인 아크릴계 수지를 얻었다.
실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4
하기 표 2 및 표 3의 조성으로 각각의 성분들을 혼합(단위: 중량부)한 후, 전체 광변환 수지 조성물의 고형분이 30 중량%가 되도록 용제로서 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA)를 더하여 광변환 수지 조성물을 제조하였다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6 실시예 7
양자점 합성예 2-1 10 　 　 　 7 3 10
합성예 2-2 　 10 　 　 　 　
합성예 2-3 　 　 10 　 　 　
합성예 2-4 　 　 　 10 3 7
경화성 수지 합성예 3-1 65 65 65 65 65 65 70
열경화제 10 10 10 10 10 10
열중합 수지 10 10 10 10 10 10 15
산란입자 5 5 5 5 5 5 5
합계 100 100 100 100 100 100 100
비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4
양자점 합성예 2-1 　 　 　 10
합성예 2-5 10 　 　 　
합성예 2-6 　 10 　 　
합성예 2-7 　 　 10 　
경화성 수지 합성예 3-1 65 65 65 　
합성예 3-2 　 　 　 65
열경화제 10 10 10 10
열중합 수지 10 10 10 10
산란입자 5 5 5 5
합계 100 100 100 100
열경화제: 화학식 17의 티올 화합물
열중합 수지: 스미에폭시 ESCN 195XL (스미토모 카가쿠 고교㈜)
산란입자: TR-88 (TiO2, 220nm, 훈츠만사제)
실험예 1:
상기 실시예 및 비교예에서 제조된 광변환 수지 조성물을 이용하여 하기와 같이 광변환 시트를 제조한 후 내열성 및 내고온고습성을 하기와 같이 평가하였다.
<광변환 시트의 제조>
광변환 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 5cm×5cm 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 10분간 유지하여 박막을 형성 시킨 후 180℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열하여 광변환층을 제조하였다. 상기에서 제조된 광변환층의 두께는 10㎛이었다.
(1) 내열성
상기 광변환 시트를 청색 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450 조도 3mW/cm2, Cree 社) 상부에 위치 시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여 휘도를 측정하고, 동일한 광변환 시트를 230℃의 가열 오븐에서 30분 동안 가열한 후 상기와 동일한 방법으로 휘도를 측정하여, 가열 후의 휘도 유지율을 하기 수학식 1로 계산하여 내열성을 평가하였다.
[수학식 1]
휘도 유지율 = (230℃, 30분 처리 후 휘도)/(230℃, 30분 처리 전 휘도)×100
상기 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때 수치가 높을수록 내열성이 우수한 것으로 판단할 수 있다.
(2) 내고온고습성
상기 광변환 시트를 청색 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450 조도 3mW/cm2, Cree 社) 상부에 위치 시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여 휘도를 측정하고, 동일한 광변환 시트를 온도 80℃, 습도 85%의 고온고습처리 장치(제이오텍사 제 TH-PE)에서 250시간 노출 시킨 후 상기와 동일한 방법으로 휘도를 측정하여, 고온고습 처리 후의 휘도 유지율을 하기 수학식 2로 계산하여 내고온고습성을 평가하였다.
[수학식 2]
휘도 유지율 = (온도 80℃, 습도 85%, 250시간 처리 후 휘도)/(온도 80℃, 습도 85%, 250시간 처리 전 휘도)×100
상기 결과를 하기 표 4에 나타내었다. 이때 수치가 높을수록 내고온고습성이 우수한 것으로 판단할 수 있다.
　 내열성 내고온고습성
실시예 1 85% 95%
실시예 2 84% 93%
실시예 3 86% 94%
실시예 4 86% 93%
실시예 5 85% 95%
실시예 6 86% 96%
실시예 7 82% 90%
비교예 1 71% 84%
비교예 2 70% 82%
비교예 3 75% 86%
비교예 4 73% 79%
상기 표 4에 나타낸 바와 같이, 본 발명에 따른 티오카르복시산 화합물 리간드를 갖는 양자점과 카도계 수지를 포함하는 실시예 1 내지 7의 광변환 수지 조성물에 의해 형성된 광변환 시트는 비교예 1 내지 4에 비해 내열성 및 고온고습성이 더욱 우수한 것을 확인할 수 있었다.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

Claims (15)

  1. 양자점 및 경화성 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물로서,
    상기 양자점은 표면 상에 하기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물을 포함하는 리간드층을 갖는 것이고,
    상기 경화성 수지는 카도계 수지를 포함하는 광변환 수지 조성물:
    [화학식 1]
    Figure pat00091

    상기 식에서,
    Ra는 C1-C3의 알킬렌기이고,
    Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
  2. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 2 내지 5 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 광변환 수지 조성물:
    [화학식 2]
    Figure pat00092

    [화학식 3]
    Figure pat00093

    [화학식 4]
    Figure pat00094

    [화학식 5]
    Figure pat00095

    상기 식에서,
    Rb는 C4-C22의 알킬기 또는 C4-C22의 알케닐기이다.
  3. 제1항에 있어서, Rb는 C10-C14의 알킬기 또는 C10-C14의 알케닐기인 광변환 수지 조성물.
  4. 제1항에 있어서, 상기 화학식 1의 티오카르복시산 화합물은 하기 화학식 6 내지 9 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 광변환 수지 조성물:
    [화학식 6]
    Figure pat00096

    [화학식 7]
    Figure pat00097

    [화학식 8]
    Figure pat00098

    [화학식 9]
    Figure pat00099
  5. 제1항에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 코어를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가지고,
    상기 코어는 InP, InZnP, InGaP, CdSe, CdS, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdSeTe, CdZnS, CdSeS, PbSe, PbS, PbTe, AgInZnS, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InGaN InAs 및 ZnO 중 1종 이상을 포함하며,
    상기 쉘은 ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, CdS, CdSe, CdTe, CdO, InP, InS, GaP, GaN, GaO, InZnP, InGaP, InGaN, InZnSCdSe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe 중 1종 이상을 포함하는 광변환 수지 조성물.
  6. 제1항에 있어서, 상기 양자점은 중심발광파장(λmax)이 다른 제1양자점과 제2양자점을 포함하며, 상기 제1양자점과 제2양자점의 중심발광파장 차이는 60nm 이상인 광변환 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서, 상기 카도계 수지는 하기 화학식 10 내지 15 중 적어도 하나의 반복 단위를 포함하는 것인 광변환 수지 조성물:
    [화학식 10]
    Figure pat00100

    [화학식 11]
    Figure pat00101

    [화학식 12]
    Figure pat00102

    [화학식 13]
    Figure pat00103

    [화학식 14]
    Figure pat00104

    [화학식 15]
    Figure pat00105

    상기 식에서,
    X 및 X'는 각각 독립적으로 단일 결합, -CO-, -SO2-, -C(CF3)2-, -Si(CH3)2-, -CH2-, -C(CH3)2-, -O-,
    Figure pat00106
    ,
    Figure pat00107
    ,
    Figure pat00108
    ,
    Figure pat00109
    ,
    Figure pat00110
    ,
    Figure pat00111
    ,
    Figure pat00112
    ,
    Figure pat00113
    ,
    Figure pat00114
    ,
    Figure pat00115
    ,
    Figure pat00116
    ,
    Figure pat00117
    또는
    Figure pat00118
    이고,
    Y는 산무수물 잔기이며,
    Z는 산2무수물 잔기이고,
    R'''는 수소 원자, 에틸기, 페닐기, -C2H4Cl, -C2H4OH 또는 -CH2CH=CH2이며,
    R1, R1', R2, R2', R3, R3', R4, R4', R5, R5', R6 및 R6'은 각각 독립적으로 수소 원자 또는 메틸기이고,
    R7, R7', R8 및 R8'은 각각 독립적으로 C1-C6의 알킬렌기이며, 상기 알킬렌기는 에스테르 결합, C6-C14의 사이클로알킬렌기 및 아릴렌기 중 적어도 하나로 개재되거나 개재되지 않고,
    R9, R9', R10, R10', R11, R11', R12 및 R12'는 각각 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자 또는 C1-C6의 알킬기이며,
    m 및 n은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이고,
    P는 각각 독립적으로
    Figure pat00119
    ,
    Figure pat00120
    ,
    Figure pat00121
    ,
    Figure pat00122
    또는
    Figure pat00123
    이고,
    R13 및 R14는 각각 독립적으로 수소 원자, 히드록시기, 티올기, 아미노기, 니트로기 또는 할로겐 원자이며,
    Ar1은 각각 독립적으로 아릴기이고,
    Y'는 산무수물 잔기이며,
    Z'는 산2무수물 잔기이고,
    A는 O, S, NR''', Si(R''')2 또는 Se이며,
    a 및 b는 각각 독립적으로 1 내지 6의 정수이고,
    p 및 q은 각각 독립적으로 1 내지 30의 정수이다.
  8. 제7항에 있어서, 상기 산무수물은 무수말레인산, 무수숙신산, 무수이타콘산, 무수프탈산, 무수테트라히드로프탈산, 무수헥사히드로프탈산, 무수메틸엔도메틸렌테트라히드로프탈산, 무수클로렌드산 및 무수메틸테트라히드로프탈산으로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 광변환 수지 조성물.
  9. 제7항에 있어서, 상기 산2무수물은 무수피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복시산2무수물, 바이페닐테트라카르복시산2무수물 및 바이페닐에테르테트라카르복시산2무수물로 구성된 군으로부터 선택되는 것인 광변환 수지 조성물.
  10. 제1항에 있어서, 열경화제를 추가로 포함하는 광변환 수지 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열경화제는 하기 화학식 16의 티올 화합물을 포함하는 광변환 수지 조성물:
    [화학식 16]
    Figure pat00124

    상기 식에서,
    Rs는 수소 또는 C1-C12의 알킬기이고,
    Rp는 C1-C12의 알킬렌기이며,
    Rq는 헤테로원자를 포함하거나 포함하지 않은 t가의 지방족 탄화수소기이고,
    t는 ２ 내지 ４의 정수이다.
  12. 제11항에 있어서, Rq는 3가의 트리메틸프로판, 2가의 n-부탄, 4가의 테트라메틸메탄 또는 3가의 트리에틸이소시아누레이트인 광변환 수지 조성물.
  13. 제11항에 있어서, 상기 화학식 16의 티올 화합물은 하기 화학식 17 내지 24 중 어느 하나로 표시되는 화합물인 광변환 수지 조성물:
    [화학식 17]
    Figure pat00125

    [화학식 18]
    Figure pat00126

    [화학식 19]
    Figure pat00127

    [화학식 20]
    Figure pat00128

    [화학식 21]
    Figure pat00129

    [화학식 22]
    Figure pat00130

    [화학식 23]
    Figure pat00131

    [화학식 24]
    Figure pat00132
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 광변환 수지 조성물을 이용하여 형성되는 광변환 시트.
  15. 제14항에 따른 광변환 시트가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.
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KR20240012373A (ko) 2021-05-27 2024-01-29 이데미쓰 고산 가부시키가이샤 화합물, 유기 전기발광 소자용 재료, 유기 전기발광 소자 및 전자 기기

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