KR20230113457A - 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 발광입자, 중합성 모노머를 포함하며, 상기 중합성 모노머는 화학식 1 내지 3으로 나타내는 화합물을 1종 이상 포함하는 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판에 관한 것이다.

Description

광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판{A LIGHT CONVERSION INK COMPOSITION, A LIGHT CONVERTING LAMINATING UNIT AND A LIGHT CONVERTING PIXEL UNIT MANUFACTURED BY USING THEREOF}
본 발명은 광변환 잉크 조성물, 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 화상을 표시하기 위한 표시장치에 대한 요구가 다양한 형태로 증가하고 있으며, 근래에는 액정표시장치(LCD: Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP: Plasma Display Panel), 유기전계발광표시장치(OLED: Organic Light Emitting Diode Display Device)와 같은 여러 가지 표시장치가 활용되고 있다.
색 재현율은 표시장치에서 가장 중요한 요소 중 하나이다. 최근에는 표시장치의 색 재현율을 높이기 위한 방안의 일 예로, 통상의 백색 LED를 대체하여 청색 LED를 이용하고, 별도의 광 변환수단인 양자점(quantum dot)을 포함하는 광변환 적층기판을 구비한 표시장치가 사용되고 있다. 예를 들면, 청색의 LED칩을 사용한 백라이트 또는 화소를 포함하는 컬러필터에 양자점이 분산된 광변환층을 포함하는 광변환 적층기판 또는 광변환 화소기판을 적용하여 광변환 효율을 높임으로써 표시장치의 색재현성을 향상하고자 한다.
한편, 광변환 화소가 적용된 컬러필터를 제조하기 위하여, 양자점과 같은 발광입자를 포함하는 조성물을 이용한 포토리소그래피 방법을 사용할 수 있다. 그러나, 이러한 방법은 컬러 필터의 정교성과 재현성 측면에서는 우수하지만, 화소를 형성하기 위하여 각각의 색에 대하여 코팅, 노광, 현상 및 경화하는 과정이 각각 요구되어 제조 공정, 시간 및 비용이 늘어나고 공정간 제어 인자가 많아져 수율 관리에 어려움이 있다.
이러한 문제점들을 해결하기 위하여, 잉크젯(inkjet) 방법이 제시되었다. 잉크젯 방법은 잉크젯 헤드(inkjet head)를 사용하여 구획되어 있는 소정 위치에 액체 잉크를 분사하여 각각의 잉크가 착색된 이미지를 구현하는 기술로, 적색, 녹색 및 청색을 포함한 복수의 색을 한번에 착색할 수 있어서 제조 공정, 시간 및 비용이 크게 절감될 수 있다.
관련하여, 대한민국 공개특허공보 제10-2019-0119457호는, 광변환 잉크 조성물에 사용될 수 있는 양자점으로, Ag, In, Ga 및 S를 포함하는 코어와 ZnS 쉘을 포함하는 양자점을 개시하고 있다. 그러나, 상기 양자점을 포함하는 광변환 잉크 조성물에 의해 제조된 도막은, 광변환 효율, 밀착성 및 점도변화율이 불량할 뿐만 아니라, 산란입자의 응집 현상으로 인해 광특성 저하가 발생하는 문제가 있다.
따라서, 광변환 효율, 밀착성 및 점도변화율이 우수하고, 산란입자의 응집 현상이 발생하지 않는 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판을 형성할 수 있는, 광변환 잉크 조성물의 개발이 요구되고 있다.
대한민국 공개특허공보 제10-2019-0119457호
본 발명은, 광변환 특성이 우수한 광변환 잉크 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 밀착성이 우수한 광변환 잉크 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 점도 안정성이 우수한 광변환 잉크 조성물을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 광변환 적층기판을 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 백라이트 유닛 또는 광변환 화소기판을 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 발명의 목적으로 한다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은, 발광입자 및 중합성 모노머를 포함하며, 상기 중합성 모노머는, 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 광변환 잉크 조성물이다.
[화학식 1]
R1 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, X는 O 또는 -NR’-이며, R’은 수소 또는 메틸기이고, l은 0 내지 10이고, m은 0 내지 1인 것이다.
[화학식 2]
R6 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, R9는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 1내지 3인 것이다.
[화학식 3]
R11 내지 R13 및 R15 내지 R17은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R14는 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로 치환 또는 비치환된 아크릴아마이드기이고, R18 내지 R20은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기인 것이다.
본 발명은, 그 제1 관점에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은, 하기 화학식 1-1 내지 3-4로 나타내는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
[화학식 2-5]
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
본 발명은, 그 제2 관점에 있어서, 상기 화학식 1로 나타내는 화합물은, 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 1 중량% 초과 내지 20 중량% 미만으로 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제3 관점에 있어서, 상기 중합성 모노머는, 단관능 모노머, 이관능 모노머 및 다관능 모노머 중 적어도 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제4 관점에 있어서, 산화방지제를 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제5 관점에 있어서, 상기 산화방지제는 페놀계 화합물, 인계 화합물 및 황계 화합물을 포함하는 산화 방지제 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제6 관점에 있어서, 산란입자, 광중합 개시제, 첨가제 및 용제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제7 관점에 있어서, 상기 산란입자는 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO 및 MgO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명은, 그 제8 관점에 있어서, 용제를 포함하지 않는 무용제형인 것일 수 있다.
또한, 본 발명은, 상기 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 이를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 광변환 화소기판에 관한 것이다.
또한, 본 발명은, 상기 백라이트 유닛 또는 광변환 화소기판을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물에 의하면, 종래 광변환 잉크 조성물 대비 광변환 특성이 향상된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물에 의하면, 종래 광변환 잉크 조성물 대비 밀착성 향상된 것일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물에 의하면, 종래 광변환 잉크 조성물 대비 점도의 안정성이 향상된 것일 수 있다.
본 발명은, 발광입자 및 중합성 모노머를 포함하며, 상기 발광입자가 특정한 금속 원소들을 포함하는 코어 및 쉘을 포함하고, 상기 중합성 모노머가 특정한 화학식을 가짐으로써, 광변환 효율, 밀착성 및 점도 안정성이 우수한, 광변환 잉크 조성물 및 이를 이용하여 제조된 광변환 적층기판 및 광변환 화소기판에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은, 발광입자, 화학식 1 내지 화학식 3으로 나타내는 중합성 모노머를 포함하며, 상기 발광입자는, Ag, In, Ga 및 S를 포함하는 코어; 및 In, Ga 및 S 중 적어도 2종의 원소를 포함하는 쉘을 포함함에 따라, 청색광원에 대한 흡수가 향상되는 특성이 있어, 광변환 효율이 향상되는 것을 특징으로 한다. 특히, In, Ga 및 S 중 적어도 2종의 원소를 포함하는 쉘을 포함하여, 좁은 반치폭의 구현이 가능하여 색순도가 우수한 특징을 부여할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, X는 O또는 -NR’-이며, R’은 수소 또는 메틸기이고, l은 0 내지 10이고, m은 0 내지 1의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R6 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, R9는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 1 내지 3의 정수이다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, R11 내지 R13 및 R15 내지 R17은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R14는 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로 치환 또는 비치환된 아크릴아마이드기이고, R18 내지 R20은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이다.
또한, 본 발명의 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 백라이트 유닛 및/또는 광변환 화소기판을 포함하는 화상표시장치는 밀착성이 뛰어나고 점도 변화율이 낮아 우수한 색재현성을 확보할 수 있는 장점이 있다.
이하, 본 발명을 상세히 설명하도록 한다.
< 광변환 잉크 조성물>
본 발명의 광변환 잉크 조성물은 발광입자, 중합성 모노머로 나타내는 화합물을 포함하며, 산화방지제, 산란입자, 광중합 개시제, 첨가제 및 용제 중 1종 이상을 더 포함할 수 있다.
발광 입자
발광 입자는, 예를 들면, 소정의 파장의 광을 흡수함으로써, 흡수한 파장과는 다른 파장의 광을 발할 수 있다. 발광성 나노 결정 입자는, 605 내지 665㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(적색광)을 발하는 적색 발광 입자일 수 있고, 500 내지 600㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(녹색광)을 발하는 녹색 발광 입자일 수 있으며, 420 내지 480㎚의 범위에 발광 피크 파장을 갖는 광(청색광)을 발하는 청색 발광 입자일 수 있다. 본 발명의 광변환 잉크 조성물은, 상기 발광 입자 중 적어도 1종을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에서, 상기 발광 입자는 반도체 재료를 포함하는 것으로, 예컨대, 양자점 등을 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어의 적어도 일부를 덮은 쉘을 포함하는 코어-쉘 구조를 가진다.
본 발명에서, 상기 코어-쉘 구조는, 코어와 제1 쉘로 이루어지는 구조, 예컨대 코어/쉘 구조일 수 있고, 코어와 제1 쉘 및 제2 쉘로 이루어지는 구조, 즉 코어/쉘/쉘 구조일 수 있다.
상기 코어는 은(Ag), 인듐(In), 갈륨(Ga) 및 황(S)의 사원소 화합물을 포함한다. 예컨데, 상기 코어는 AgInGaS이다. 이러한 코어는 단파장의 광원을 보다 효율적으로 흡수하고, 발광영역의 광흡수율은 최소화 할 수 있는 이점이 있어서, 적은 함량에서도 우수한 광변환 효율을 기대할 수 있다.
상기 쉘은 In, Ga 및 S 중 적어도 2종의 원소를 포함하며, 예컨대, GaS 등을 포함할 수 있다. 이때, 쉘은 본 발명에서 상기 쉘은 코어의 트랩에미션을 억제하여 발광파장의 반치폭을 좁게 유지할 수 있어서 색순도가 향상되는 기능을 한다.
예시적인 실시예 따르면, 코어-쉘 구조의 양자점은 AgInGaS/GaS 등을 들 수 있으며, 이에 제한되는 것은 아니다.
일부 실시예에 있어서, 본 발명은 필요에 따라 상술한 코어-쉘 구조 외에 다른 구조의 양자점을 더 포함할 수 있다. 예를 들면, InP/ZnSe/ZnS, InP/ZnS, InGaP/ZnS, InGaP/ZnSe/ZnS 등의 코어-쉘 구조의 양자점을 더 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 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 되고, 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.
본 발명에 있어서, 상기 발광 입자는 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 3 내지 50 중량%, 바람직하게는 5 내지 45 중량%, 더욱 바람직하게는 8 내지 40 중량%로 포함될 수 있다. 발광 입자가 상기 범위 내로 포함되는 경우 광변환 효율이 향상될 수 있다.
상기 발광 입자가 상기 함량범위 미만으로 포함될 경우 광변환 효율이 저하되어 고품위의 표시장치의 구현이 어려울 수 있다. 또한 상기 함량범위를 초과할 경우 경화를 구현하는 성분들이 부족하여 도막의 경화도 부족에 의해 디스플레이 제조 후공정의 생산성 및 제품의 신뢰성을 저하시킬 수 있다.
중합성 모노머
본 발명의 일 실시형태에서, 광변환 잉크 조성물은 중합성 모노머를 포함한다.
상기 중합성 모노머는 하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 나타내는 화합물을 1종 이상 포함할 수 있다.
[화학식 1]
상기 화학식 1에서, R1 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, X는 O또는 -NR’-이며, R’은 수소 또는 메틸기이고, l은 0 내지 10이고, m은 0 내지 1의 정수이다.
[화학식 2]
상기 화학식 2에서, R6 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고, R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, R9는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고, Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고, n은 1 내지 3의 정수이다.
[화학식 3]
상기 화학식 3에서, R11 내지 R13 및 R15 내지 R17은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고, R14는 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로 치환 또는 비치환된 아크릴아마이드기이고, R18 내지 R20은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이다.
상기 메틸기, 알킬렌기 및 아크릴아마이드기는, 상술한 화학식 1 내지 화학식 3으로 나타내는 화합물에 기재된 것과 실질적으로 동일한 것일 수 있다.
본 발명에서 "치환"은, 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기, 아크릴아마이드기, 메틸기 등으로 치환된 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 나타내는 화합물은, 본 발명의 목적을 해하지 않는 범위 내에서 적절히 선택될 수 있으나, 하기 화학식 1-1 내지 화학식 3-4로 나타내는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
[화학식 1-5]
[화학식 1-6]
[화학식 1-7]
[화학식 1-8]
[화학식 1-9]
[화학식 2-1]
[화학식 2-2]
[화학식 2-3]
[화학식 2-4]
[화학식 2-5]
[화학식 3-1]
[화학식 3-2]
[화학식 3-3]
[화학식 3-4]
본 발명의 광변환 잉크 조성물은 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 나타내는 중합성 모노머 외에도 본 발명의 목적을 벗어나지 않는 한도 내에서 당 분야에서 통상적으로 사용되는 중합성 화합물을 더 포함할 수 있다. 예를 들면 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있으며, 이들 중에서 2관능 단량체가 바람직하게 사용된다.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르 등을 들 수 있다.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다.
이때 3관능 이상, 다관능 경화성 모노머를 더 포함하는 경우 잉크조성물의 점도를 80cP 이내로 제어하는 경우 잉크젯 특성을 얻을 수 있다.
상기 중합성 모노머는 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 중량% 초과 30 중량% 미만으로 포함될 수 있다. 특히, 상기 화학식 1 내지 3으로 나타내는 화합물은, 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 상기 중합성 모노머가 1 중량% 초과 20 중량% 이하의 범위 내로 포함될 경우, 기존에 일반적으로 쓰이는 아크릴레이트 모노머 대비 리간드와의 부반응이 일어날 확률이 줄어들면서, 광변환 효율, 경화도 및 분산안정성이 개선되어 화소부의 강도나 평활성 측면에서 바람직한 이점이 있다. 상기 중합성 모노머가 상기 범위 미만으로 포함되는 경우 잉크 제팅을 위한 유동성 확보가 어려워지며, 상기 범위를 초과하여 포함되는 경우 발광입자의 함량이 부족하여 광효율이 떨어지는 문제를 야기할 수 있으므로 상기 범위 내로 포함되는 것이 바람직하다.
산란입자
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 산란입자를 더 포함할 수 있다.
상기 산란입자는 통상의 무기 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 평균입경이 50 내지 1000nm인 금속산화물을 포함할 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, BaSO4 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 잉크 조성물이 산란입자를 포함할 경우, 상기 산란입자를 통해 발광입자에서 방출된 광의 경로를 증가시켜 광변환 코팅층에서의 전체적인 광효율을 높일 수 있어 바람직하다. 이러한 측면에서, 본 발명의 광변환 잉크 조성물은 산란입자로 TiO2, SiO2, ZnO 및 BaSO4 중에서 선택된 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
상기 산란입자는 50 내지 1000nm의 평균입경을 가질 수 있으며, 바람직하기로 100 내지 500nm 범위인 것을 사용한다. 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 자발광층 표면을 얻을 수 없으므로, 상기 범위내에서 적절히 조절하여 사용한다.
상기 산란입자는 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.5 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 내지 15 중량%, 보다 바람직하게는 2 내지 10 중량%로 포함될 수 있다. 상기 산란입자가 상기 범위 내로 포함될 경우 발광 세기 증가 효과가 극대화될 수 있어 바람직하다. 상기 산란입자가 상기 범위 미만으로 포함될 경우 얻고자 하는 발광 세기의 확보가 다소 어려울 수 있고, 상기 범위를 초과할 경우 청색 조사광의 투과도가 현저히 저하되어 발광입자의 광변환이 작용하지 않는 문제가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절하게 사용하는 것이 바람직하다.
광중합 개시제
본 발명의 일 실시예에 따른 광변환 잉크 조성물은 광중합 개시제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 광중합 개시제는 상기 중합성 모노머를 중합시킬 수 있는 것이라면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다. 예를 들면, 상기 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성, 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심계 화합물, 티오크산톤계 화합물 및 포스핀옥사이드 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.
예를 들면, 5㎛ 이상의 후막경화를 위해서는 옥심계 화합물 또는 포스핀옥사이드 화합물을 사용하는 것이 경화막의 경화밀도 및 표면조도에 더욱 우수한 물성을 확보할 수 있다.
상기 옥심계 화합물의 구체적인 예로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 Irgacure OXE 01, OXE 02이 대표적이다.
상기 포스핀옥사이드 화합물로의 구체적인 예로는 트리메틸벤조일페닐포스핀옥사이드인 바스프사의 Darocur TPO, Lucirin TPO, 알드리치사의 Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide가 대표적이다.
상기 광중합 개시제는 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 8 중량%로 포함될 수 있다. 상기 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 상기 광변환 잉크 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상할 수 있기 때문에 바람직하다. 광중합 개시제가 상기 범위 미만으로 포함될 경우 광에 의한 경화가 부족하여 충분한 경도를 얻을 수 없으며, 상기 범위를 초과하여 포함될 경우 광중합 개시제에 의한 발광입자의 광변환 효율저하가 급격히 증가하여 얻고자 하는 발광세기를 얻을 수 없는 문제가 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해지는 이점이 있다.
상기 광중합 개시제는 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 상기 광중합 개시 보조제가 포함되는 경우 감도가 더욱 높아져 생산성이 향상되는 이점이 있다.
상기 광중합 개시 보조제는 예컨대, 아민 화합물, 카르복시산 화합물, 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 광중합 개시 보조제는 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위에서 적절히 추가하여 사용할 수 있다.
첨가제
본 발명의 일 실시형태에 따른 광변환 잉크 조성물은 상기한 성분들 이외에, 도막 평탄성 또는 밀착성을 증진시키기 위해서 계면활성제, 밀착촉진제와 같은 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물이 상기 계면활성제를 포함하는 경우 도막 평탄성이 향상될 수 있는 이점이 있다. 예컨대 상기 계면활성제는 BM-1000, BM-1100(BM Chemie사), 프로라이드 FC-135/FC-170C/FC-430(스미토모 쓰리엠㈜), SH-28PA/-190/-8400/SZ-6032(도레 시리콘㈜) 등의 불소계 계면 활성제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 밀착촉진제는 기판과의 밀착성을 높이기 위하여 첨가될 수 있는 것으로서 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시 예에 있어서, 본 발명의 광변환 잉크 조성물은 산화방지제를 포함하는 것일 수 있다. 상기 산화방지제는 광변환 잉크 조성물 및 이에 의해 형성된 도막의 산화 등을 방지하여, 광변환 특성 내지 색순도를 더욱 향상시키는 것일 수 있다.
상기 산화방지제는, 광변환 잉크 조성물의 광변환 특성 내지 색순도를 더욱 향상시킬 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않으나, 페놀계 화합물, 인계 화합물 및 황계 화합물을 포함하는 산화 방지제 중 적어도 1종 이상을 포함하는 것이 바람직하다.
이 외에도 본 발명에 따른 광변환 잉크 조성물은 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 자외선 흡수제, 응집 방지제와 같은 첨가제를 더 포함할 수도 있으며, 상기 첨가제는 역시 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서 당업자가 적절히 추가하여 사용이 가능하다.
상기 첨가제는 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 구체적으로 0.02 내지 8중량%, 더욱 구체적으로 0.03 내지 5 중량%로 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 첨가제가 상기 범위 내로 포함되는 경우 상기 광변환 잉크 조성물의 평탄성, 밀착성 등이 향상될 수 있기 때문에 바람직하다. 첨가제가 상기 범위 미만으로 포함될 경우 기대하는 평탄성 또는 밀착성 등의 효과가 충분하지 않을 수 있으며, 상기 범위를 초과하여 포함 될 경우 발광입자 혹은 중합성 모노머의 함량이 줄어들어 발광세기의 저하 또는 경화막의 경화도 저하 등의 문제가 있으므로, 상기 범위 내에서 사용하는 것이 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평탄성 또는 밀착성이 양호해지는 이점이 있다.
용제
본 발명의 일 실시예에 따른 광 변환 잉크 조성물은 용제를 더 포함할 수 있으며, 용제를 포함하지 않는 무용제형일 수 있다. 본 발명의 광변환 잉크 조성물이 용제를 포함하는 경우, 예를 들면, 광변환 잉크 조성물 총 중량에 대하여 20 중량% 이하의 양으로 용제를 더 포함할 수 있다.
바람직하게는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광변환 잉크 조성물은 연속 공정성 면에서 용제를 포함하지 않는 무용제형일 수 있다.
본 발명의 광변환 조성물은 용제를 포함하지 않는 무용제형인 경우라도, 상술한 중합성 모노머를 포함함에 따라 발광입자의 광특성 및 분산성이 우수하고, 저점도 구현이 가능하여 잉크의 노즐 젯팅 특성이 우수하다.
상기 용제로는 에테르 또는 에스테르계 용제, 지방족 포화 탄화수소계 용제, 할로겐화 탄화수소계 용제, 방향족 탄화수소계 용제 등을 사용할 수 있으며, 예컨대 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류, 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류, 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의 에스테르류, γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류 등을 사용할 수 있다.
< 광변환 적층기판, 백라이트 유닛 및 화상표시장치>
본 발명의 일 실시형태는 발광 소자가 방출하는 광을 흡수하여 청색, 녹색 또는 적색으로 변환하여 방출하는 광변환 적층기판으로서, 상기 광변환 적층기판은 상술한 광변환 잉크 조성물을 이용하여 형성된다.
또한, 본 발명은 상술한 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된, 레드(RED), 그린(GREEN) 및 블루(BLUE)의 컬러필터 기능을 하는 광변환 화소기판을 제공할 수 있다.
상기 광변환 적층기판 및/또는 광변환 화소기판은 상술한 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 소정영역에 도포하고, 상기 도포된 광변환 잉크 조성물을 경화시켜 형성될 수 있다.
상기 기재로는 유리 기판, 실리콘 기판, 폴리카보네이트 기판, 폴리에스테르 기판, 방향족 폴리아미드 기판, 폴리아미드이미드 기판, 폴리이미드 기판, Al 기판, GaAs 기판 등의 표면이 평탄한 기판을 들 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 이들 기판은 실란 커플링제 등의 약품에 의한 약품 처리, 플라스마 처리, 이온 플레이팅 처리, 스퍼터링 처리, 기상반응 처리, 진공증착 처리 등의 전처리를 실시할 수 있다. 기판으로서 실리콘 기판 등을 사용하는 경우, 실리콘 기판 등의 표면에는 전하 결합소자(CCD), 박막 트랜지스터(TFT) 등이 형성될 수 있다. 또한, 격벽 매트릭스가 형성되어 있을 수도 있다. 상기 경화는 열경화 조건으로 수행할 수 있다.
예컨대, 상기 경화는 100 내지 250℃ 바람직하게는 150 내지 230℃에서 5분 내지 30분, 바람직하게는 10분 동안 수행할 수 있다.
잉크젯 분사기의 일례인 피에조 잉크젯 헤드에서 분사되어 기판 위에서 적절한 상(phase)을 형성하기 위하여, 점도, 유동성, 양자점 입자 등의 특성이 잉크젯 헤드와 균형 있게 맞춰져야 한다. 본 발명에서 사용된 피에조 잉크젯 헤드는 제한되지 않으나, 약 3 내지 100pL, 바람직하게는 약 5 내지 40pL의 액적 크기를 가지는 잉크를 분사한다.
본 발명의 광변환 잉크 조성물의 점도는 약 3 내지 50cP가 적당하며, 보다 바람직하게는 7 내지 40cP의 범위에서 조절된다.
본 발명에 따른 광변환 적층기판은 청색 광원에 적용되는 경우 뛰어난 광출력을 나타낼 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 녹색 광을 발광시키는 녹색 발광 소자로서, 구체적으로 500 내지 600㎚ 파장의 녹색 광을 방출하는 것일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
상기 녹색 발광 소자는 녹색 발광 다이오드(LED)일 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 청색 광원에 적용된 광변환 적층기판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.
상기 백라이트 유닛은 도광판, 반사판 등의 통상적으로 포함되는 구성을 추가로 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태는 상기 백라이트 유닛을 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 화상표시장치는 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 전계 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치, 전계방출 표시 장치 등 각종 화상표시장치를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시형태는, 상술한 광변환 잉크 조성물의 경화물을 포함하는 광변환 화소에 관한 것이다.
예를 들면, 상술한 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 소정영역에 도포하는 단계 및 상기 도포된 광변환 잉크 조성물을 경화시키는 단계를 포함하여, 광변환 잉크 조성물의 패턴을 형성함으로써 광변환 화소를 제조할 수 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. 또한, 이하에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 중량 기준이다.
합성예
A의 제조예: AgInGaS/GaS 코어-쉘 발광입자 합성 및 분산액 제조
0.0625mmol의 요오드화 은(AgI, 99.999%), 1.25mmol의 갈륨아세틸아세토네이트(Ga(acac)3, 99.99%) 및 1mmol의 황(99.998%)을 1-도데칸티올(DDT≥98%) 1.5mL 및 올레일아민(OLA, 70%) 5mL와 함께 플라스크(three-neck flask)에 넣어 혼합 용액을 제조하고, 혼합 용액을 120℃로 가열해 탈기(degassing)한 후 N2 퍼징을 하며 성장 온도인 240℃까지 승온하였다. 이 온도에서 30분간 유지하여 AGS 코어 QD를 성장시켰다. 이 AGS 코어 용액에 0.01mmol의 인듐아세테이트(In(Ac)3, 99.99%)를 추가하였다. 혼합 용액을 120℃로 가열해 탈기(degassing)한 후 N2 퍼징을 하며 성장 온도인 240℃까지 승온하였다. 이 온도에서 10분간 유지하여 AIGS 코어 QD를 성장시켰다.
상기 AIGS 코어 QD를 7ml 올레일아민, 0.1mmol 갈륨 아세틸아세토네이트(Ga(acac)3, 99.99%), 0.1mmol의 1,3-dimethyl-thiourea 와 함께 혼합하고, 빠르게 230℃까지 승온하였다. 그리고 inert 조건에서 1분당 2℃씩 증가시켜 280℃까지 승온하였다. 용액을 다시 상온으로 냉각시키고, 30분간 반응에 참여하지 않은 황 화합물들을 탈기(degassing)하여 제거한다. 양자점은 에탄올에 침전 시켜 원심분리하여 정제한 후 감압건조를 실시하여 AgInGaS/GaS 양자점 파우더를 수득하였다. 수득된 양자점 파우더를 1-(Acryloyloxy)-3-(methacryloyloxy)-2-propanol 와 1 : 1 비율로 혼합하여 AgInGaS/GaS 분산액을 제조하였다.
B-1 내지 B-14: 중합성 모노머
공지의 방법에 따라, 본 발명의 실시예 및 비교예의 중합성 모노머를 제조하거나, 제조 업체로부터 구입하여 중합성 모노머를 준비하였다.
[화학식 1-1]
N,N'-methylenediacrylamide, TCI사
[화학식 1-2]
N,N'-(ethane-1,2-diyl)diacrylamide, TCI사
[화학식 1-3]
N,N'-Hexamethylene-bis-acrylamide,Alfa-chemistry사)
[화학식 1-4]
1,8-octylenediacrylamide ([Tetrahedron Letters, 1999, vol. 40, # 2, p. 287 - 290]의 합성예 참고)
[화학식 1-5]
N,N'-(3,3'-(2,2'-oxybis(ethane-2,1-diyl)bis(oxy))bis(propane-3,1-diyl))diacrylamide (FUJIFILM Corporation; Yofu, Katsuyuki, US9371460, 2016, B2에서 합성예 확인 가능)
[화학식 1-6]
N,N'-(3,3'-(2,2'-oxybis(ethane-2,1-diyl)bis(oxy))bis(2-methylpropane-3,1-diyl))diacrylamide (US2018360696A1에서 합성예 확인 가능)
[화학식 1-7]
N,N'-(3,3'-(2,2-dimethylpropane-1,3-diyl)bis(oxy)bis(2-methylpropane-3,1-diyl))diacrylamide (US2018360696A1에서 합성예 확인 가능)
[화학식 1-8]
N,N'-(((oxybis(ethane-2,1-diyl))bis(oxy))bis(ethane-2,1-diyl))diacrylamide (WO2020/14489, 2020, A2에서 합성예 확인 가능)
[화학식 1-9]
N,N'-((methylazanediyl)bis(ethane-2,1-diyl))diacrylamide
[화학식 2-1]
N,N-bis(2-acrylamidoethyl)acrylamide (FUJIFILM CORPORATION; YASUDA, KOJI; SAKURAI, SEIYA; AMAO, AKIHITO, JP5992463, 2016, B2에서 합성예 확인 가능)
[화학식 2-2]
N,N'-(ethane-1,2-diyl)bis(N-(2-acrylamidoethyl)acrylamide) ((KURARAY NORITAKE DENTAL INCORPORATED; ISHIHARA, SHUMEI; NOJIRI, YAMATO; TAKEI, MITSURU; FUTAMI, KENGO JP2017/105716, 2017, A Location in patent: Paragraph 0133에서 합성예 확인 가능)
[화학식 2-3]
N-(2-acrylamidoethyl)-N-(2-(N-(2-(N-(2-acrylamidoethyl)acrylamido)ethyl)acrylamido)ethyl)acrylamide (US2018360696A1에서 합성예 확인 가능)
[화학식 2-4]
N,N-bis(3-acrylamidopropyl)acrylamide (US2018360696A1에서 합성예 확인 가능)
[화학식 2-5]
N,N'-(butane-1,4-diyl)bis(N-(3-methacrylamidopropyl)-2-methylacrylamide) (US2018360696A1에서 합성예 확인 가능)
[화학식 3-1]
N,N',N''-(3,3',3''-(propane-1,2,3-triyltris(oxy))tris(propane-3,1-diyl))triacrylamide (JP2014193851A에서 합성 방법 참고)
[화학식 3-2]
N,N',N''-(3,3',3''-(2-acrylamidopropane-1,2,3-triyl)tris(oxy)tris(propane-3,1-diyl))triacrylamide (JP2014193851A에서 합성 방법 참고)
[화학식 3-3]
N,N'-(3,3'-(2-((3-acrylamidopropoxy)methyl)butane-1,2-diyl)bis(oxy)bis(propane-3,1-diyl))diacrylamide (JP2014193851A에서 합성 방법 참고)
[화학식 3-4]
N,N'-(2-((acrylamidomethoxy)methyl)-2-(hydroxymethyl)propane-1,3-diyl)bis(oxy)bis(methylene)diacrylamide (WO2006/80178, 2006, A1에서 합성방법 참고)
실시예 및 비교예: 광변환 잉크 조성물의 제조
하기 표 1 내지 2의 조성으로 각각의 성분들을 혼합하여 광변환 잉크 조성물을 제조하였다 (단위: 중량%).
-A: 제조예에 따른 AgInGaS/GaS QD 분산액
-B-1: 화학식 1-1의 모노머
-B-2: 화학식 1-3의 모노머
-B-3: 화학식 1-5의 모노머
-B-4: 화학식 1-7의 모노머
-B-5: 화학식 1-8의 모노머
-B-6: 화학식 2-1의 모노머
-B-7: 화학식 2-2의 모노머
-B-8: 화학식 2-3의 모노머
-B-9: 화학식 3-1의 모노머
-B-10: 화학식 3-2의 모노머
-B-11: 화학식 3-4의 모노머
-B-12: 1-(Acryloyloxy)-3-(methacryloyloxy)-2-propanol (TCI 사)
-B-13: 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트 (신나카무라가가쿠 사)
-B-14: 1,6-헥산디올디아크릴레이트(신나카무라가가쿠 사)
-C: TiO2 (훈츠만사, TR-88, 입경 220nm)
-D: Diphenyl(2,4,6-trimethylbenzoyl)phosphine oxide (알드리치 사)
-E: SH8400(다우코닝 도레이 실리콘사)
-F: Sumilizer-GP(스미토모화학 사)
실험예
1. 광변환 코팅층의 제조 및 광변환 효율 측정
실시예 및 비교예에서 제조된 각각의 광변환 잉크 조성물을 잉크젯 방식으로 5cmХ5cm 유리 기판 위에 도포한 다음, 질소 조건 하에서 395nm Blue LED등을 사용하여 4000mJ/cm2로 조사 후, 질소 조건 하에서 핫플레이트 위에 180℃ 30분 동안 가열하여 광변환 코팅층을 제조하였다.
제조된 광변환 코팅층을 청색(blue) 광원(XLamp XR-E LED, Royal blue 450, Cree 社) 상부에 위치시킨 후 휘도 측정기(CAS140CT Spectrometer, Instrument systems 社)를 이용하여 광변환 효율을 하기의 식을 이용하여 측정하였다. 측정된 결과를 하기 표 3에 기재하였다.
2. 밀착성
제조된 광변환 코팅층을 ASTM D3359에 의거하여 크로스-컷 테스트를 실시하고, 이때 밀착성은 하기 평가 기준에 의해 평가하였다. 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<평가 기준>
OB: 박편으로 부서지며 65% 이상 떨어져 나감
1B: 자른 부위의 끝단 및 격자가 떨어져 나가면서 그 면적이 35% 이상 65% 미만
2B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 15% 이상 35% 미만
3B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 5% 이상 15% 미만
4B: 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 5% 미만
5B: 자른 부분의 끝단이 부드러우면서 떨어져 나가는 격자가 없음
3. 점도 안정성 평가
상기 광변환 잉크 조성물을 R형 점도계(VISCOMETER MODEL RE120L SYSTEM, 도키 산교 가부시끼가이샤 제품)를 사용하여, 회전수 20rpm, 온도 30℃의 조건에서, 초기 점도, 상온에서 1일 보관 후 점도를 각각 측정하였다. 이에 따라 계산된 점도 변화율로부터 아래의 평가 기준에 따라 점도 안정을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 3에 나타내었다.
<점도 안정성 평가기준>
○: 점도변화율 105% 이하
△: 점도변화율 105% 초과 110% 이하
Ｘ: 점도 변화율 110% 초과
상기 실험결과를 통해, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 1종 이상을 포함하는 중합성 모노머로 제조된 실시예의 광변환 잉크 조성물은, 이를 포함하지 않는 비교예에 비해 광변환 효율이 향상되고, 자른 부위의 교차 부분에서 작은 영역이 떨어져 나가면서 그 면적이 5% 미만이거나 자른 부분의 끝단이 부드러우면서 떨어져 나가는 격자가 없었다. 반면, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하지 않는 비교예에서는 자른 부위의 교차 부분에서 떨어져나가는 면적이 15% 이상 65% 미만이며, 상기 중합성 모노머를 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 중량% 이하 20 중량% 초과하여 포함하는 참조예의 경우, 자른 부위의 교차부분에서 떨어져나가는 면적이 5% 이상 35% 미만이었다.또한, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하는 실시예의 광변환 잉크 조성물은 점도 변화율이 105% 이하인 반면, 상기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물을 포함하지 않는 비교예의 광변환 잉크 조성물은 점도 변화율이 110%를 초과하였으며, 상기 중합성 모노머를 상기 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 중량% 이하 20 중량% 초과하여 포함하는 참조예의 경우는 점도 변화율이 105% 초과 110% 이하였다.
따라서, 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물을 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 1 중량% 초과 20 중량% 이하로 포함하는 광변환 잉크 조성물에 의해 형성된 도막이, 상기 범위를 벗어나는 참고예의 광변환 잉크 조성물 또는 상기 화합물을 포함하지 않는 광변환 잉크 조성물에 의해 형성된 도막 대비 광변환 효율, 밀착성 및 점도 변화율이 개선됨을 알 수 있다.

Claims (13)

  1. 발광입자 및 중합성 모노머를 포함하며,
    상기 중합성 모노머는,
    하기 화학식 1 내지 화학식 3으로 표시되는 화합물 중 1종 이상 포함하는 것을 특징으로 하는, 광변환 잉크 조성물:
    [화학식 1]

    상기 화학식 1에서,
    R1 및 R5는, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고,
    R2, R3 및 R4는, 각각 독립적으로, 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고,
    X는 -O- 또는 -NR’-이며, R'은 수소 또는 메틸기이고,
    l은 0 내지 10이고,
    m은 0 내지 1 이다.
    [화학식 2]

    상기 화학식 2에서,
    R6 및 R10은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이고,
    R7 및 R8은, 각각 독립적으로, 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고,
    R9는 단결합 또는 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환된 알킬렌기이고,
    Ra은 수소 또는 탄소수 1 내지 3의 알킬기이고,
    n은 1 내지 3 이다.
    [화학식 3]

    상기 화학식 3에서,
    R11 내지 R13 및 R15 내지 R17은, 각각 독립적으로, 단결합 또는 치환 또는 비치환의 탄소수 1 내지 10의 알킬렌기이고,
    R14는 수소, 탄소수 1 내지 5의 알킬기 또는 히드록시기를 포함하는 탄소수 1 내지 5의 알킬렌기로 치환 또는 비치환된 아크릴아마이드기이고,
    R18 내지 R20은, 각각 독립적으로, 수소 또는 메틸기이다.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 화학식 1 내지 3으로 나타내는 화합물은, 광변환 잉크 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 1 중량% 초과 내지 20 중량% 미만으로 포함되는, 광변환 잉크 조성물.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 중합성 모노머는, 단관능 모노머, 이관능 모노머 및 다관능 모노머 중 적어도 1종 이상을 더 포함하는, 광변환 잉크 조성물.
  4. 청구항 1에 있어서, 산화방지제를 더 포함하는, 광변환 잉크 조성물.
  5. 청구항 4에 있어서, 상기 산화방지제는 페놀계 화합물, 인계 화합물 및 황계 화합물을 포함하는 산화 방지제 중 적어도 1종 이상을 포함하는, 광변환 잉크 조성물.
  6. 청구항 1에 있어서, 산란입자, 광중합 개시제 및 첨가제로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 더 포함하는, 광변환 잉크 조성물.
  7. 청구항 6에 있어서, 상기 산란입자는 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO 및 MgO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는, 광변환 잉크 조성물.
  8. 청구항 1에 있어서, 용제를 포함하지 않는 무용제형인, 광변환 잉크 조성물.
  9. 청구항 1 내지 8중 어느 한 항에 따른 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 광변환 적층기판.
  10. 청구항 9에 따른 광변환 적층기판을 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 청구항 1 내지 8 중 어느 한 항에 따른 광변환 잉크 조성물을 이용하여 제조된 광변환 화소기판.
  12. 청구항 10의 백라이트 유닛을 포함하는 화상표시장치.
  13. 청구항 11의 광변환 화소기판을 포함하는 화상표시장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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