KR101998722B1 - 색변환 필름 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 명세서에 기재된 발명은 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제1 색변환층; 상기 제1 색변환층의 측면, 또는 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제2 색변환층; 및 상기 제2 색변환층의 적어도 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되거나, 상기 제1 색변환층의 측면에 구비된 반사층을 포함하는 색변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 유닛, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.

Description

색변환 필름 및 이의 제조방법{COLOR CONVERSION FILM AND METHOD FOR PREPARING THE SAME}
본 출원은 색변환 필름 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
TV의 대면적화와 함께 고화질화, 슬림화, 고기능화가 이루어지고 있다. 고성능, 고화질의 OLED TV는 여전히 가격 경쟁력이 문제점이며, 이에 따라 아직 본격적인 시장은 열리지 않고 있다. 따라서, LCD로 OLED의 장점을 유사하게 확보하려는 노력이 계속 되고 있다.
상기 노력의 하나로서, 최근 양자점 관련 기술 및 시제품이 많이 구현되고 있다. 그러나, 카드뮴 계열의 양자점은 사용 제한 등의 안전성 문제가 있으므로, 상대적으로 안전성 이슈가 없는 카드뮴이 없는 양자점을 적용한 백라이트 제조에 관심이 모이고 있다.
한국 출원 공개 제2000-0011622호
본 출원은 색변환 필름, 이의 제조방법 및 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 출원의 일 실시상태는
수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제1 색변환층;
상기 제1 색변환층의 측면, 또는 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제2 색변환층; 및
상기 제2 색변환층의 적어도 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되거나, 상기 제1 색변환층의 측면에 구비된 반사층을 포함하는 색변환 필름을 제공한다. 본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제1 색변환층의 적어도 일면에 투명 필름이 구비된다. 상기 투명 필름은 상기 제1 색변환층에 직접 접하거나, 점착층을 통하여 부착된다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
본 출원의 또 하나의 실시상태는 상기 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 제1 색변환층의 측면 또는 상면이나 하면의 가장자리부에 추가의 제2 색변환층을 배치하고, 제2 색변환층의 일면 또는 제1 색변환층의 측면에 반사층을 구비함으로써, 제1 색변환층 내에서의 전반사로 인한 색변환층의 가장자리부에서의 빛샘 발생에 의하여 제1 색변환층의 가장자리부위로부터 정면으로 나오는 적색광의 강도가 감소하여 가장자리부가 청색화되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 의하여, 가장자리부의 청색화 현상으로 인하여 TV와 같은 디스플레이의 구동시 화면부의 중심과 가장자리부의 색이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.
도 1 내지 8은 본 출원의 실시상태들에 따른 색변환 필름의 단면을 예시한 것이다.
도 9 내지 도 11은 본 출원의 실시상태들에 따른 백라이트 유닛을 예시한 것이다.
도 12는 도 13에 기재된 백라이트 유닛의 상면 모식도를 나타낸 것이다.
도 13 및 도 14는 본 출원의 실시상태들에 따른 백라이트 유닛의 도광판에 구비된 산란 패턴을 예시한 것이다. 도 15 내지 도 17은 본 출원의 실시상태들에 따른 디스플레이 장치를 예시한 것이다.
도 18 및 19은 각각 비교예 1 및 2의 색변환 필름의 단면을 도시한 것이다.
도 20은 본 출원의 일 실시상태에 따른 제1 색변환층의 측면에 구비된 제2 색변환층 및 반사층의 예시적인 위치를 도시한 것이다.
본 출원의 일 실시상태에 따른 색변환 필름은 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제1 색변환층; 상기 제1 색변환층의 측면, 또는 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제2 색변환층; 및 상기 제2 색변환층의 적어도 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되거나, 상기 제1 색변환층의 측면에 구비된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이와 같이 색변환 필름의 측면 또는 상면이나 하면의 가장자리부에 추가의 색변환층과 반사층을 구비함으로써 색변환 필름의 가장자리부에서 발생하는 빛샘 현상을 방지하여, 색변환 필름의 가장자리부에서의 광의 청색화 현상을 방지할 수 있다.
본 출원의 제1 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 측면에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제2 색변환층의 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비된다. 도 1에 제1 실시상태에 따른 색변환 필름의 단면 구조를 예시하였다. 도 2에는 제1 색변환층의 양면에 각각 투명 필름이 구비된 예를 도시한 것이다. 도 2에 따르면, 제1 색변환층의 하면에 투명필름이 직접 접하고, 제1 색변환층의 상면에 투명필름이 점착층을 통하여 부착되어 있다. 다만, 도 2의 구조에 한정되지 않고, 제1 색변환층의 일면에만 투명 필름이 구비될 수도 있고, 제1 색변환층의 상면에 투명필름이 직접 접하고, 하면에 점착층을 통하여 투명필름이 부착될 수도 있다.
상기 제1 실시상태에 있어서, 상기 반사층은 제2 색변환층의 제1 색변환층과 접하는 면을 제외한 나머지 면을 둘러싸도록 구비될 수 있다. 도 5 및 도 6은 제2 색변환층의 제1 색변환층과 접하는 면을 제외한 나머지 면을 둘러싸도록 구비된 반사층의 구조를 예시한 것이다.
상기 제1 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층의 두께(t2)는 상기 제1 색변환층의 두께(t1)와 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 제2 색변환층의 두께가 상기 제1 색변환층의 두께보다 작은 경우, 상기 반사층은 상기 제1 색변환층의 측면 중 제2 색변환층이 구비되지 않는 면도 감싸도록 구비될 수 있다. 상기 제2 색변환층의 두께가 상기 제1 색변환층의 두께보다 큰 경우, 상기 반사층은 상기 제2 색변환층 중 상기 제1 색변환층과 접하지 않는 나머지 모든 면을 감싸도록 구비될 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 제2 색변환층의 폭(w)은 1 mm 내지 5 mm이고, 두께는 상기 제1 색변환층과 동일하게 하는 것이 바람직하다.
본 출원의 제2 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제2 색변환층의 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비된다. 제2 실시상태에 따른 색변환 필름의 일 예를 도 3에 예시하였다. 도 3에 따르면, 제2 색변환층은 투명 필름 상에 형성되고, 이를 점착층을 이용하여 제1 색변환층에 부착된다. 도 3에는 제1 색변환층의 양면에 각각 투명 필름이 구비된 예를 도시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 제2 실시상태에 있어서, 상기 반사층은 도 3에 도시된 바와 같이 제2 색변환층의 일면에만 구비될 수도 있으나, 필요에 따라 제2 색변환층이 제1 색변환층에 부착된 면을 제외한 모든 면을 둘러싸도록 구비될 수도 있다.
본 출원의 제3 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제1 색변환층의 측면에 구비된다. 제3 실시상태에 따른 색변환 필름의 일 예를 도 4에 예시하였다. 도 4에 따르면, 제2 색변환층은 투명 필름 상에 형성되고, 이를 점착층을 이용하여 제1 색변환층에 부착된다. 도 4에는 제1 색변환층의 양면에 각각 투명 필름이 구비된 예를 도시하였으나, 이에만 한정되는 것은 아니다. 상기 제3 실시상태에 따르면, 상기 반사층의 두께는 상기 제1 색변환층의 두께와 동일하거나 그보다 큰 것이 바람직하다.
상기 제2 색변환층 또는 반사층이 상기 제1 색변환층의 측면에 구비되는 경우, 상기 제2 색변환층 또는 반사층은 상기 제1 색변환층의 측면의 전체 둘레에 걸쳐 구비되어 있을 수도 있지만, 상기 제1 색변환층의 측면의 일부에만 구비될 수 있다.
예컨대, 상기 색변환 필름이 측면 광원을 포함하는 백라이트 유닛의 도광판의 전면 또는 후면에 적용될 때, 상기 제1 색변환층의 측면에 위치하는 제2 색변환층 또는 반사층은 상기 제1 색변환층의 측면 중 측면 광원의 위치에 대응하는 부분을 제외한 나머지 부분에 구비될 수 있다. 예컨대, LED와 같은 측면 광원을, 디스플레이의 정면방향, 즉 사용자가 디스플레이를 바라보는 방향에서 하부측에 위치하도록 설계하는 경우, 상기 제2 색변환층 또는 반사층은 상기 제1 색변환층의 상부측, 좌측 및 우측의 측면에 구비될 수 있다. 다만, 측면 광원의 위치는 디스플레이 설계에 따라 변경될 수 있으므로, 측면 광원의 위치에 따라 제2 색변환층 또는 반사층의 위치는 변경될 수 있다. 예컨대, 제2 색변환층은 도 20와 같이 배치될 수 있다. 도 20에 도시된 광원은 제1 색변환층의 상면 또는 하면에 구비되는 도광판의 측면에 구비된 측면 광원을 도시한 것이다.
전술한 제1 내지 제3 실시상태에 있어서, 상기 제1 색변환층의 상면 및 하면 중 적어도 하나의 면의 가장자리부 상에 제2 색변환층 또는 반사층이 구비된다. 도 7 및 도 8은 전술한 제1 실시상태에 있어서 반사층이 제1 색변환층의 상면 및 하면의 가장자리부를 a 만큼 덮고 있는 구조를 예시한 것이다. 본 명세서에 있어서, 가장자리부란, 제1 색변환층의 어느 일면 상의 테두리 라인으로부터 일정 폭을 가지고 중심부을 향하여 연장되는 부분을 의미한다. 상기 가장자리부는 상기 제1 색변환층의 가장자리부를 포함하는 일면의 중심부를 포함하지 않는다. 상기 반사층 또는 제2 색변환층이 구비되는 제1 색변환층의 가장자리부의 폭이 커질수록 디스플레이 모듈의 정면 방향으로 나오는 광을 방해할 수 있다. 상기 반사층 또는 제2 색변환층이 구비되는 제1 색변환층의 가장자리의 폭의 결정은 실제 적용되는 디스플레이 모듈의 프레임 폭과 가장 연관성이 크며, 프레임 폭까지 가장자리의 폭을 줄이는 것이 바람직하다.
일 예에 따르면, 상기 반사층 또는 제2 색변환층이 구비되는 제1 색변환층의 가장자리부는 제1 색변환층의 테두리 라인으로부터 해당 테두리 라인에 수직한 방향으로의 제1 색변환층의 폭의 1% 이하, 더 구체적으로는 0.5% 이하의 폭을 가지도록 배치될 수 있으며, 상기 가장자리부의 폭은 작으면 작을수록 좋다. 상기 반사층 또는 제2 색변환층의 폭은 일정할 수도 있고, 위치에 따라 서로 다른 폭을 가질 수도 있다. 예컨대, 제1 색변환층의 상부 또는 하부에 배치되는 제2 색변환층 또는 반사층의 폭은 1 mm 내지 10 mm일 수 있다.
본 명세서에 있어서, 반사층으로는 반사층으로 입사되는 빛을 반사하는 역할을 할 수 있는 것이면 특별히 제한되지 않고, 상기 반사는 거울반사이어도 좋고, 난반사이어도 좋다. 상기 반사층으로는 반사율이 98% 이상, 바람직하게는 99% 이상인 것을 사용하는 것이 바람직하다. 여기서, 반사율은 색차계(SD5000)에 표준판을 100%로 한 상대 반사율로 측정할 수 있다. 이 때, 550 nm 파장에서 상대 반사율을 기준으로 판정을 행할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 반사층으로서, 알루미늄(Al)과 같은 반사성 금속으로 이루어진 층 또는 필름이 사용될 수도 있고, 비드연신 또는 발포타입의 난반사를 이용한 반사시트도 사용될 수 있다. 예컨대, 반사층으로서 알루미늄층은 알루미늄을 증착하여 형성할 수 있다. 상기 반사시트는 PET와 같은 수지 내에 비드 또는 발포 기공이 구비된 구성을 가질 수 있다.
일 예에 따르면, 상기 반사층의 한쪽 면을 접착제를 이용하여 제1 색변환층 또는 제2 색변환층에 부착할 수 있다. 또는, 상기 반사층에 제2 색변환층을 코팅 방법에 의하여 형성하고, 상기 제2 색변환층의 적어도 일면, 및 필요에 따라 상기 제2 색변환층이 구비된 반사층의 면에 접착제를 도포하여 제1 색변환층에 부착할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 전술한 제2 색변환층 및 반사층을 포함함으로써, 445 nm가 max 파장인 청색광과 535 nm가 max 파장인 녹색광을 포함하는 광원을 이용하고, 도광판 상에 색변환 필름을 적층한 후 휘도계로 발광스펙트럼을 측정하였을 때, 상기 색변환 필름 상의 임의의 가상의 직선 상에서 4mm 간격으로 측정한 u', v' 편차는 0.01 이하, 바람직하게는 0.005 이하일 수 있다. 또한, 상기와 같은 조건에서 R/G ratio 또는 R/B ratio 편차는 0.1 이하, 더 바람직하게는 0.05 이하일 수 있다. 발광스펙트럼 측정을 위하여 필요에 따라 상기 색변환 필름 상에 프리즘 필름 및/또는 휘도향상 필름이 더 적층될 수 있다. 상기 프리즘 필름이나 휘도향상 필름의 적층에 의하여 u', v' 편차, R/G ratio, R/B ratio 편차는 영향을 받지 않는다. R/G 또는 R/B ratio 는 각 색상 별 최대 광 강도(max intensity)를 기준으로 그 비를 계산한 값이다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 상기 제1 색변환층의 적어도 일면에 투명 필름이 구비된다. 상기 투명 필름은 상기 제1 색변환층에 직접 접하거나, 점착층을 통하여 부착된다. 상기 제1 색변환층이 투명 필름의 일 면에 색변환층 형성용 조성물을 코팅하여 제조되는 경우, 투명 필름과 제1 색변환층 사이에는 별도의 점착층이 구비되지 않을 수 있다.
도 2 내지 도 4, 도 6 및 도 8에는 제1 색변환층의 일면에 투명 필름이 구비되고, 제1 색변환층의 타면에 점착층을 통하여 투명 필름이 구비된 예가 도시되어 있다. 상기 도면들에는 제1 색변환층의 상면에 점착층을 통하여 투명 필름이 부착된 구조가 도시되어 있으나, 점착층을 통하여 부착된 투명 필름이 제1 색변환층의 하면에 구비될 수도 있다.
상기 투명 필름은 색변환층의 제조시 지지체로서의 기능을 할 수 있고, 색변환층이 컬링(curling)되는 것을 방지하기 위한 보호필름의 기능을 할 수도 있다. 상기 투명 필름의 종류로는 특별히 한정되지 않으며, 투명하고, 상기 지지체 또는 보호필름로서의 기능을 할 수 있는 것이라면 그 재질이나 두께에 한정되지 않는다. 여기서 투명이란, 가시광선 투과율이 70% 이상인 것을 의미한다. 예컨대 상기 투명 필름으로는 PET 필름이 사용될 수 있다. 필요에 따라 상기 투명 필름으로서 배리어 필름이 사용될 수도 있다. 배리어 필름으로는 당기술분야에 알려져 있는 것들을 이용할 수 있다.
상기 점착층은 제1 색변환층에 투명 필름을 부착하기 위하여 사용된다. 이와 같은 목적을 해하지 않는 한 당 기술분야에 알려져 있는 재료를 이용하여 상기 점착층을 형성할 수 있다. 예컨대, 점착 테이프를 이용하거나, 점착 조성물을 코팅하여 점착층을 형성할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 색변환층의 수지 매트릭스와 제2 색변환층의 수지 매트릭스로는 동일한 종류가 사용될 수도 있고, 상이한 종류가 사용될 수도 있다. 상기 수지 매트릭스로는 열가소성 고분자 또는 열경화성 고분자가 사용될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지 매트릭스의 재료로는 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA)와 같은 폴리(메트)아크릴계, 폴리카보네이트계(PC), 폴리스티렌계(PS), 폴리아릴렌계(PAR), 폴리우레탄계(TPU), 스티렌-아크릴로니트릴계(SAN), 폴리비닐리덴플루오라이드계(PVDF), 개질된 폴리비닐리덴플루오라이드계(modified-PVDF), 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(SEBS)계, 수소화된 스티렌-에틸렌-부틸렌-스티렌(hydrogenated SEBS)계 등이 사용될 수 있다. UV 경화형 수지에 비하여 열가소성 또는 열경화성 고분자는 UV 경화과정에서 나오게 되는 UV 에너지를 사용하지 않고, 형광체를 공격할 수 있는 라디칼 또는 양이온을 가지고 있지 않으므로, UV 에너지 또는 라디칼이나 양이온에 의한 광특성 저하를 방지할 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 색변환층의 형광체와 제2 색변환층의 형광체로는 동일한 종류가 사용될 수도 있고, 상이한 종류가 사용될 수도 있다. 상기 형광체의 함량도 제1 색변환층에서와 제2 색변환층에서 동일하거나 상이할 수 있다. 상기 형광체로는 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체라면 특별히 한정되지 않는다. 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출한다는 것은, 조사된 광의 파장과 방출하는 광의 파장이 전혀 중첩되지 않을 필요는 없고, 조사된 광의 전체 파장과 방출하는 광의 전체 파장이 일치하지 않는 경우를 의미하며, 파장의 일부만이 상이한 경우도 포함된다. 예컨대, 무기 형광체, 유기 형광체, 양자점 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 무기 형광체, 유기 형광체 및 양자점으로는 당기술분야에 알려져 있는 것들이 사용될 수 있다.
상기 제1 색변환층의 형광체와 제2 색변환층의 형광체는 각각 적색 형광체만을 포함할 수도 있고, 적색 형광체와 녹색 형광체를 모두 포함할 수 있다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층의 형광체는 450 nm 파장을 포함하는 광을 조사시 방출되는 광의 최대 강도(max intensity) 파장이 상기 제2 색변환층의 형광체에 450 nm 파장을 포함하는 광을 조사시 방출되는 광의 최대 강도(max intensity) 파장과의 차이가 5 nm 이하인 것이 바람직하다. 상기 제2 색변환층의 형광체와 상기 제1 색변환층의 형광체는 동일한 것이 바람직하다.
일 실시상태에 따르면, 상기 제2 색변환층의 Din은 1.05 이상 1.35 이하가 바람직하다. Din은 제2 색변환층의 형광체 농도(wt%) X 두께(㎛)이다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 제1 색변환층과 제2 색변환층의 형광체 함량비는 1:1.5~1:2.5 중량비인 것이 바람직할 수 있다.
일 예에 따르면, 형광체로서, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사시 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체가 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 형광체로는 450 nm에서 발광 피크를 가지고 반치폭이 40 nm 이하이며 발광 강도 분포가 모노모달(monomodal)한 광 조사시 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체가 사용될 수 있다. 여기서, 방출되는 광은 500 nm 내지 560 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 녹색 광 또는 600 nm 내지 780 nm의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 적색 광 또는 이들의 혼합일 수 있다. 예컨대, 상기 형광체는 청색 또는 녹색 광을 흡수하여 적색 광을 방출하는 형광체, 청색 광을 흡수하여 녹색 광을 방출하는 형광체, 또는 이들의 혼합을 포함할 수 있다.
본 명세서에 있어서, 청색 광, 녹색 광 및 적색 광은 당기술분야에 알려져 있는 정의가 사용될 수 있으며, 예컨대 청색 광은 400 nm 내지 500 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이고, 녹색 광은 500 nm 내지 560 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이며, 적색 광은 600 nm 내지 780 nm 의 파장에서 선택되는 파장을 갖는 광이다. 본 명세서에 있어서, 녹색 형광체는 청색 광의 적어도 일부를 흡수하여 녹색 광을 방출하고, 적색 형광체는 청색 광 또는 녹색 광의 적어도 일부를 흡수하여 적색 광을 방출한다. 예컨대, 적색 형광체는 청색 광 뿐만 아니라 500~600nm 사이의 파장의 광을 흡수할 수도 있다.
상기 형광체의 함량은 색변환층 또는 각 패턴들에 포함된 수지 매트릭스 100 중량부를 기준으로 0.005 중량부 내지 2 중량부일 수 있다.
본 출원의 일 실시상태에 따르면, 상기 제1 또는 제2 색변환층의 두께가 2 내지 10 마이크로미터일 수 있다.
전술한 본 출원의 실시상태들에 따른 색변환 필름은 상기 제1 색변환층의 측면, 또는 상면이나 하면의 가장자리부에 상기 제2 색변환층 및 반사층을 형성함으로써 제조될 수 있다. 일 예에 따르면, 제1 색변환층 또는 제2 색변환층에 반사층을 접착제를 이용하여 부착하거나, 반사층에 제2 색변환층 제조용 조성물을 직접 코팅하여 제2 색변환층을 제조한 후, 이것을 제1 색변환층의 측면 또는 상면이나 하면의 가장자리부에 부착하는 방법에 의하여 제조할 수 있다. 반사층에 제2 색변환층을 코팅할 ?, 코팅 공정은 슬롯 코팅, 바 코팅, 콤마 코팅을 이용할 수 있다. 점도는 공정마다 다르며, 예컨대 50 내지 500 cps로 설정할 수 있다.
상기 제1 또는 제2 색변환층은 형광체가 용해 또는 분산된 수지 용액을 기재 상에 코팅하는 단계; 및 상기 기재 상에 코팅된 수지 용액을 건조하는 단계를 포함하는 방법, 또는 형광체를 수지와 함께 압출하는 단계를 포함하는 방법에 의하여 제조될 수 있다.
상기 형광체가 유기 형광체인 경우, 상기 수지 용액 중에는 유기 형광체가 용해되어 있기 때문에 유기 형광체가 용액 중에 균질하게 분포하게 되므로, 별도의 분산공정을 필요로 하지 않는다.
상기 수지 용액에는 필요에 따라 첨가제가 첨가될 수 있으며, 예컨대 실리카, 티타니아, 지르코니아, 알루미나 분말과 같은 광확산제가 첨가될 수 있다. 또한, 광확산 입자의 안정적인 분산을 위하여 분산제가 추가로 첨가될 수도 있다.
상기 형광체가 용해 또는 분산된 수지 용액은 용액 중에 형광체와 수지가 용해 또는 분산되어 있는 상태라면 그 제조방법은 특별히 한정되지 않는다.
일 예에 따르면, 유기 형광체를 용매에 녹여 제1 용액을 준비하고, 수지를 용매에 녹여 제2 용액을 준비하고, 상기 제1 용액과 제2 용액을 혼합하는 방법에 의하여 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 제조할 수 있다. 상기 제1 용액과 제2 용액을 혼합할 때, 균질하게 섞는 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 용매에 유기 형광체와 수지를 동시에 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 유기 형광체를 녹이고 이어서 수지를 첨가하여 녹이는 방법, 용매에 수지를 녹이고 이어서 유기 형광체를 첨가하여 녹이는 방법 등이 사용될 수 있다.
상기 용액 중에 포함되어 있는 수지로는 전술한 수지 매트릭스 재료, 이 수지 매트릭스 수지로 경화가능한 모노머, 또는 이들의 혼합이 사용될 수 있다. 예컨대, 상기 수지 매트릭스 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 용매로는 특별히 한정되지 않으며, 상기 코팅 공정에 악영향을 미치지 않으면서 추후 건조에 의하여 제거될 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 상기 용매의 비제한적인 예로는 톨루엔, 자일렌, 아세톤, 클로로포름, 각종 알코올계 용매, MEK(메틸에틸케톤), MIBK(메틸이소부틸케톤), EA(에틸에세테이트), 부틸아세테이트, 사이클로헥사논 (cyclohexanone), PGMEA(프로필렌글리콜 메틸에틸아세테이트), 다이옥산(dioxane), DMF(디메틸포름아미드), DMAc(디메틸아세트아미드), DMSO(디메틸술폭사이드), NMP(N-메틸-피롤리돈) 등이 사용될 수 있으며, 1 종 또는 2 종 이상이 혼합되어 사용될 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 유기 형광체가 용해된 수지 용액을 기재 상에 코팅하는 공정은 롤투롤 공정을 이용할 수 있다. 예컨대, 기재가 권취된 롤로부터 기재를 푼 후, 상기 기재의 일면에 상기 유기 형광체가 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 200 내지 2,000 cps 범위 내에서 결정할 수 있다.
상기 코팅 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.
상기 코팅 이후에 건조 공정을 수행한다. 건조 공정은 용매를 제거하기에 필요한 조건으로 수행할 수 있다. 예컨대, 기재가 코팅 공정시 진행하는 방향으로, 코터에 인접하여 위치한 오븐에서 용매가 충분히 날아갈 조건으로 건조하여, 기재 위에 원하는 두께 및 농도의 형광체를 포함하는 색변환층을 얻을 수 있다.
상기 용액 중에 포함되는 수지로서 상기 수지 매트릭스 수지로 경화가능한 모노머를 사용하는 경우, 상기 건조 전에 또는 건조와 동시에 경화, 예컨대 UV 경화를 수행할 수 있다.
형광체를 수지와 함께 압출하여 필름화하는 경우에는 당기술분야에 알려져 있는 압출 방법을 이용할 수 있으며, 예컨대, 형광체를 폴리카보네이트계(PC), 폴리(메트)아크릴계, 스티렌-아크릴로니트릴계(SAN)와 같은 수지를 함께 압출함으로써 색변환층을 제조할 수 있다.
본 출원의 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. 예컨대, 도 9 내지 도 11에 일 예들을 도시하였다. 도 9에 따르면, 도광판과 반사판 사이에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비된다. 전술한 제2 및 제3 실시상태의 경우 상기 색변환 필름의 도광판에 인접한 면에 제2 색변환층이 구비될 수도 있고, 또는 상기 색변환 필름의 반사판에 인접한 면에 제2 색변환층이 구비될 수도 있다. 도 10에 따르면, 도광판의 반사판에 대항하는 면의 반대면에 전술한 실시상태들에 따른 색변환 필름이 구비된다. 전술한 제2 및 제3 실시상태의 경우 상기 색변환 필름의 도광판에 인접한 면에 제2 색변환층이 구비될 수도 있고, 또는 상기 색변환 필름의 도광판에 인접한 면의 반대면에 제2 색변환층이 구비될 수도 있다. 도 11에 따르면, 도광판의 측면에 색변환 필름이 구비된다. 색변환 필름의 도광판에 인접한 면에 제2 색변환층 또는 반사층이 구비될 수도 있고, 또는 상기 색변환 필름의 도광판에 인접한 면의 반대면에 제2 색변환층 또는 반사층이 구비될 수도 있다. 도 11에는 도시되어 있지 않지만, 필요에 따라 도광판의 후면에 반사판이 구비될 수 있다. 또한, 도 11에는 색변환 필름의 도광판에 대향하는 면의 반대면에 추가의 반사시트가 구비된 예가 도시되어 있다. 그러나, 상기 반사시트는 필수적인 것은 아니다.
도 11과 같이 도광판의 측면에 색변환 필름이 구비되고, 백라이트 유닛이 측면 광원을 포함하는 경우, 도 12와 같이 도광판의 측면 중 광원이 위치한 부분을 제외한 부분에 색변환 필름이 구비될 수 있다.
도 9 내지 도 11에는 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 있으며, 필요에 따라 추가의 필름, 예컨대 광확산 필름, 집광 필름, 휘도 향상 필름 등이 더 추가로 구비될 수 있다.
도 9 내지 도 11과 같은 백라이트 유닛의 구성 중 상기 도광판의 상면 또는 하면에는 필요에 따라 산란 패턴이 구비될 수 있다. 도 12에는 도광판의 하면, 즉 반사판에 대향하는 면에 산란 패턴이 구비된 예를 도시하였고, 도 13에는 도광판의 상면, 즉 반사판에 대향하는 면의 반대면에 산란 패턴이 구비된 예를 도시하였다. 도광판 내부로 유입된 광은 반사, 전반사, 굴절, 투과 등의 광학적 과정의 반복으로 불균일한 광분포를 가지는데, 상기 산란 패턴은 상기 불균일한 광분포를 균일한 밝기로 유도하기 위하여 이용될 수 있다.
본 출원의 또 하나의 실시상태에 따르면, 전술한 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 적용된다. 이 디스플레이 장치로는 전술한 백라이트 유닛을 구성요소로 포함하는 것이라면 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 디스플레이 장치는 디스플레이 모듈 및 백라이트 유닛을 포함한다. 도 15 내지 도 17에 디스플레이 장치의 구조를 예시하였다. 그러나, 이에만 한정된 것은 아니고, 디스플레이 모듈과 백라이트 유닛 사이에 필요한 경우 추가의 필름, 예컨대 광확산 필름, 집광 필름, 휘도 향상 필름 등이 더 추가로 구비될 수 있다.
이하, 실시예를 통하여, 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 한정하기 위한 것은 아니다.
실시예 1
제1 색변환층(폭 1215 mm)은 연신 PET 에 SAN 수지와 적색 유기 형광체를 포함하는 수지 조성물을 7 μm의 두께로 코팅하여 코팅층을 형성한 후 130 ℃에서 건조하였다. TR300 접착제를 사용하여 연신 PET와 라미네이션하였다. 이렇게 만들어진 제1 색변환층의 측면부에 7 μm 두께로 SAN 수지와 적색 유기 형광체를 포함하는 수지 조성물을 코팅하여 제2 색변환층을 형성하였다. 상기 제2 색변환층 상에, 비드 연신 방법으로 제조한 반사시트를 부착하여 반사층을 형성하였다. 부착시에는 제1 색변환층의 상면 또는 하면을 덮지 않도록 하였다.
실시예 2
반사시트가 제1 색변환층의 상면 및 하면의 가장자리부를 각각 2mm 덮게 한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 3
제2 색변환층과 반사층을 제1 색변환층의 상면의 가장자리부에 형성(도 3)한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
실시예 4
제2 색변환층을 제1 색변환층의 상면의 가장자리부에 형성하고, 반사층을 제1 색변환층의 측면에 부착한 것(도 4)을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다.
비교예 1
제2 색변환층 및 반사층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 비교예 1에서 제조된 색변환 필름의 단면을 도 18에 도시하였다.
비교예 2
제2 색변환층을 형성하지 않은 것을 제외하고는 실시예 1과 동일하게 실시하였다. 비교예 2에서 제조된 색변환 필름의 단면을 도 19에 도시하였다.
실시예 및 비교예에서 제조한 색변환 필름의 물성을 측정한 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실시예 1 및 2와 비교예 1 및 2에서 제조한 색변환 필름을 LCM 상태의 모듈에 넣고 SR-UL2(휘도계)를 사용하여 측정하였다. SR-UL2로 LCM 모듈의 가장자리부터 4mm 간격으로 약 15cm를 측정하여 가장자리부와 15cm 떨어진 부의 편차를 측정하였다.
색좌표는 u', v'를 기준으로 하여 R/G ratio와 R/B ratio는 Red, Green, Glue 파장대에서의 max intensity 파장에서의 intensity 비로 나타내었다.
각각의 편차는 가장자리부의 값에서 15cm 떨어진 부의 값을 뺀 값으로 나타내었다.
제2 색변환층 유무 반사층의 유무 반사층의 제1 색변환층의 가장자리부를 덮는 폭(a, mm) 반사율 u' 편차 v' 편차 R/G
Ratio 편차		 R/B
Ratio 편차
비교예 1 X X X - -0.006 -0.003 -0.10 -0.05
비교예 2 X O 0 98 -0.004 -0.003 -0.07 -0.04
실시예 1 O O 0 98 -0.001 -0.002 -0.01 +0.01
실시예 2 O O 2 98 -0.002 -0.001 -0.04 -0.03
실시예 3 0 0 - 98 0.001 0.001 -0.02 -0.01
실시예 4 0 0 - 98 0.002 0.001 -0.01 -0.01
상기 표 1에 기재된 바와 같이, 실시예에서 제조된 색변환 필름에서는 가장자리부와 중심부에 적색 발광 강도 및 색좌표가 균일하게 나타났다.

Claims (12)

  1. 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제1 색변환층;
    상기 제1 색변환층의 측면, 또는 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 수지 매트릭스 및 상기 수지 매트릭스 내에 분산되고, 450nm 파장을 포함하는 광을 조사하였을 때 조사된 광과 상이한 파장의 광을 방출하는 형광체를 포함하는 제2 색변환층; 및
    상기 제2 색변환층의 적어도 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되거나, 상기 제1 색변환층의 측면에 구비된 반사층을 포함하는 색변환 필름에 있어서,
    상기 제2 색변환층의 Din은 1.05 이상 1.35 이하이고,
    상기 Din은 제2 색변환층의 형광체 농도(wt%) X 두께(μm)인 것인 색변환 필름.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 색변환층의 적어도 일면에 구비된 투명 필름을 더 포함하는 색변환 필름.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 측면에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제2 색변환층의 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되는 것인 색변환 필름.
  4. 청구항 3에 있어서, 상기 반사층은 제2 색변환층의 제1 색변환층과 접하는 면을 제외한 나머지 면을 둘러싸도록 구비되는 것인 색변환 필름.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제2 색변환층의 상기 제1 색변환층과 접하는 면의 반대면에 구비되는 것인 색변환 필름.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 반사층은 제2 색변환층의 제1 색변환층에 부착된 면을 제외한 나머지 면을 둘러싸도록 구비되는 것인 색변환 필름.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 색변환층은 상기 제1 색변환층의 상면 및 하면 중 적어도 일면의 가장자리부에 구비되고, 상기 반사층은 상기 제1 색변환층의 측면에 구비되는 것인 색변환 필름.
  8. 청구항 7에 있어서, 상기 반사층의 두께는 상기 제1 색변환층의 두께와 동일하거나 그보다 큰 것인 색변환 필름.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 반사층은 입사된 빛을 거울반사 또는 난반사 하는 것인 색변환 필름.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 반사층은 반사성 금속 층 또는 필름, 또는 비드 연신 또는 발포 타입의 난반사 반사시트인 것인 색변환 필름.
  11. 청구항 1 내지 10 중 어느 한 항에 따른 색변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
  12. 청구항 11에 따른 백라이트 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
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