(57)【要約】【課題】の電気性能を向上させることのできるパッケージ構造およびその製造方法を提供する。【解決手段】導光板、光源及び光変換層を含むバックライトモジュールを提供する。前記光源は前記導光板の一方の側面に配置される。前記光変換層は前記導光板の上方に配置される。前記光変換層は、０．１重量％から１５重量％の発光材料と、８５重量％から９９．９重量％の樹脂材料と、を含む、光複合材料を含む。前記樹脂材料は、チオール基を有する５重量％から３０重量％の界面活性剤を含む。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
該導光板の一方の側面に配置される光源と、
前記導光板の上方に配置される光変換層と、を備えたバックライトモジュールであって、
前記光変換層は、光複合材料を含み、
該光複合材料は、
０．１重量％から１５重量％の発光材料と、
８５重量％から９９．９重量％の樹脂材料と、を含み、
該樹脂材料は、チオール基を有する５重量％から３０重量％の界面活性剤を含む、バックライトモジュール。
【請求項２】
前記界面活性剤は、少なくとも２つのチオール基を有する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物であり、
【化１】
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【化２】
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【化３】
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R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシ、及び、チオール基を有するR1からR６の内の少なくとも２つ、から成る基から独立に選択される、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルである、請求項３記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルである、請求項３記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルコキシである、請求項３記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
前記界面活性剤の少なくとも１つのチオール基は、架橋に関与する、請求項３記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記界面活性剤は、１００から１、０００の範囲の分子量を有する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記樹脂材料は、さらに、
３０重量％から５０重量％のアクリレート単量体と、
１５重量％から３０重量％のアクリレートオリゴマーと、
５重量％から２０重量％の架橋剤と、
１重量％から２重量％の開始剤と、を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記光複合材料は、さらに、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、シリカ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、アルミナ、ロンズデーライト、ダイアモンド状炭素、オキシ塩化ビスマス、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウムカリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、淡紅銀鉱、ポリフルオロオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、及び、それらの任意の組合せから成るグループから選択される、粒子を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１１】
前記発光材料は、前記樹脂材料に分散され埋め込まれ、前記発光材料は、量子ドットを含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１２】
前記光変換層は、保護用のガスバリアなしで、２つの基板シートと直接に接触し、２つの基板シートの間で硬化する、前記光複合材料を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１３】
前記光変換層は、前記導光板と直接に接触する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１４】
前記光源は、エッジが照明される構造を形成するために、前記導光板の１つの側面に配置される、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１５】
前記光源は、直接、照明される構造を形成するために、前記導光板の底面に配置される、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１６】
前記光源により放射される光を前記光変換層の中へ反射するために、前記導光板の下に配置される反射層を、さらに、備える、請求項１記載のバックライトモジュール。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は２０１６年６月２７日に出願された係属中の米国特許出願第１５／１９３，１８７号の一部継続出願であり、その優先権の利益を主張し、上記特許出願の全内容が参照することにより本明細書に組み込まれ、本明細書の一部となる。
【技術分野】
【０００２】
本発明は光モジュールに関し、より詳しくは、バックライトモジュールに関する。
【背景技術】
【０００３】
量子ドットは、裸眼には見えない非常に小さい半導体ナノ構造である。量子ドットが光により刺激される時、量子ドットは着色光を放出し、着色光の色は、コンポーネントの材料、量子ドットのサイズ及び形状により、決定される。そのような特性により、量子ドットは、光源により放出される光の色を変えることができる。近年、量子ドット含有ポリマー複合材料は、ディスプレイ装置のバックライトモジュール及び照明等の分野で広く用いられてきている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
量子ドットの発光効率は、強い光、高温、湿気、酸素、揮発性物質等のような外部環境因子により、容易に影響を及ぼされるので、長期安定の維持は、量子ドットの適用に最大の課題である。すなわち、量子ドットをディスプレイ装置のバックライトモジュール、照明等の分野に適用する時、長期安定の欠損の課題は避けられない。したがって、量子ドットの長期安定の向上方法は、重要な主題になっている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、その中に量子ドットを有する光変換層を有するバックライトモジュールを提供する。光変換層は、外部環境因子により誘導される劣化による量子ドットの蛍光消光を低減し、量子ドットの安定性を向上する光複合材料を含み、したがって、バックライトモジュールの耐用年数を延ばす。
【０００６】
本発明は、導光板、光源及び光変換層を含むバックライトモジュールを提供する。前記光源は前記導光板の一方の側面に配置される。前記光変換層は前記導光板の上方に配置される。前記光変換層は、０．１重量％から１５重量％の発光材料と、８５重量％から９９．９重量％の樹脂材料と、を含む、光複合材料を含む。前記樹脂材料は、チオール基を有する５重量％から３０重量％の界面活性剤を含む。
【０００７】
本発明の一実施態様において、前記界面活性剤は、少なくとも２つのチオール基を有する。
【０００８】
本発明の一実施態様において、前記界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物であり、
【化１】
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【化２】
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【化３】
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R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシ、及び、チオール基を有するR1からR６の内の少なくとも２つ、から成る基から独立に選択される。
【０００９】
本発明の一実施態様において、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルである。
【００１０】
本発明の一実施態様において、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルである。
【００１１】
本発明の一実施態様において、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルコキシである。
【００１２】
本発明の一実施態様において、前記界面活性剤の少なくとも１つのチオール基は、架橋に関与する。
【００１３】
本発明の一実施態様において、前記界面活性剤は、１００から１、０００の範囲の分子量を有する。
【００１４】
本発明の一実施態様において、前記樹脂材料は、３０重量％から５０重量％のアクリレート単量体と、１５重量％から３０重量％のアクリレートオリゴマーと、５重量％から２０重量％の架橋剤と、１重量％から２重量％の開始剤と、を含む。
【００１５】
本発明の一実施態様において、前記光複合材料は、さらに、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、シリカ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、アルミナ、ロンズデーライト、ダイアモンド状炭素、オキシ塩化ビスマス（BiOCI）、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウムカリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、淡紅銀鉱、ポリフルオロオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、及び、それらの任意の組合せから成るグループから選択される、粒子を含む。
【００１６】
本発明の一実施態様において、前記発光材料は、前記樹脂材料に分散され埋め込まれる。前記発光材料は、量子ドットを含む。
【００１７】
本発明の一実施態様において、前記光変換層は、保護用のガスバリアなしで、２つの基板シートと直接に接触し、２つの基板シートの間で硬化する、前記光複合材料を含む。
【００１８】
本発明の一実施態様において、前記基板シートは、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）基板である。
【００１９】
本発明の一実施態様において、前記光変換層は、前記導光板と直接に接触する。
【００２０】
本発明の一実施態様において、前記光源は、エッジが照明される構造を形成するために、前記導光板の１つの側面に配置される。
【００２１】
本発明の一実施態様において、前記導光板は光入射面を有し、前記導光板のかすみは、前記光入射面に隣接する側面から前記光入射面から離れる側面へ、徐々に増大する。
【００２２】
本発明の一実施態様において、前記光源は、直接、照明される構造を形成するために、前記導光板の底面に配置される。
【００２３】
本発明の一実施態様において、前記バックライトモジュールは、前記光源により放射される光を前記光変換層の中へ反射するために、前記導光板の下に配置される反射層を、さらに、含む。
【００２４】
上記に基づいて、本発明のバックライトモジュールは、光変換層を含む。光変換層は、量子ドット、樹脂材料、及び、チオール基を有する界面活性剤を有する発光材料を含む光複合材料を含む。チオール基は、量子ドットと相互作用をすることができ、向上した安定性を有する光複合材料を形成する。したがって、本発明の光変換層は、湿気、酸素、揮発性物質、などの外部環境因子を効果的に阻止することができ、それにより、量子ドットの安定性を向上する。言い換えれば、本発明のバックライトモジュールにおいて、光変換層は、ガスバリア層（例えば、ダイアモンド状炭素薄膜、シリコン酸化層、チタン酸化層、アルミニウム酸化層、シリコン窒化層または同種のもの）を含める必要はないし、かつ、また、光変換層と導光板との間に、ガスバリアを入れる必要はなく、量子ドットの安定性が外部環境因子により影響を受けるのを、さらに、防ぐことができる。したがって、バックライトモジュールの耐用年数を延ばす。
【００２５】
さらに、本発明のバックライトモジュールはガスバリアの必要が全くないため、本発明の製造コストは低減され、製品は、もっと商業的に競争力を高くすることができる。
【００２６】
本発明の上述の、他の特徴及び優位性を、もっと理解しやすくするために、図面を添付したいくつかの実施形態を以下に詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の一実施形態による光複合材料の概略図である。
【図２】本発明の一実施形態による光複合材料を形成するための方法のフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態によるバックライトモジュールの概略断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態によるバックライトモジュールの概略断面図である。
【図５】実験例１及び比較例２の光学膜の輝度と時間との間の関係を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本実施形態の図面を参照して、本発明はもっと包括的に例示される。しかしながら、本発明は、多くの異なった形態に具体化することが可能であり、本明細書に示す実施形態に限定されるものと解釈すべきではない。図面の層及び領域の厚さは、明確にするために、拡大することができる。同一の又は類似の参照数字は、同一の又は類似のコンポーネントを表し、以下の段落で繰り返さない。
【００２９】
図１は、本発明の一実施形態による光複合材料の概略図である。図２は、本発明の一実施形態による光複合材料を形成するための方法のフローチャートである。
【００３０】
図１及び図２を参照するに、ステップＳ１が実施され、発光材料及び樹脂材料が混合されて混合物を形成する。次いで、ステップＳ２が実施され、混合物は硬化され、光複合材料１０を形成する。図１に示すように、光複合材料１０は、樹脂材料１４に分散され埋め込まれた発光材料１２を含む。
【００３１】
一実施形態において、混合物を硬化する方法は、ロールツーロール方式を含み、ロールツーロール方式において、混合物は、２つのポリエチレンテレフタラート（PET）基板の間に満たされ、続いて紫外線光線で照射されて光学膜を形成する。しかしながら、本発明はそれに限定されない。代替的実施形態において、混合物は、チップの上にドットを打たれ得て、続いて紫外線光線で照射されてドット形状の光学構造を形成する。他の実施形態において、混合物は、中空管に満たされ得て、続いて紫外線光線で照射されて円柱状光学構造を形成する。すなわち、実際のニーズに依存して、本実施形態の光複合材料１０は、ドット形状の構造、線形構造、膜状構造、立方体構造、円筒構造、三角形柱状構造、半球構造、又は、それらの組合せ、などの異なる形状又は構造を有することができる。
【００３２】
光複合材料１０を、図１を参照して、詳細に説明する。
【００３３】
一実施形態において、発光材料１２の含有量は、０．１重量％から１５重量％である。発光材料１２は、量子ドットのような発光ナノ材料を含む。具体的に言うと、量子ドットは、コア、コアシェル、コアマルチシェル、コア合金層シェル、コア合金層マルチシェル、の構造、又は、それらの組合せを有する。量子ドットの粒子のサイズ又は寸法は、ニーズ（例えば、異なる色の可視光を放出するため）により、調整することができるが、本発明はそれらに限定されない。
【００３４】
一実施形態において、前記「コア」は、例えば、CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, SiC, Fe, Pt, Ni, Co, Al, Ag, Au, Cu, FePt, Si, Ge, PbS, PbSe, PbTe及びそれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つとすることができる。一実施形態において、前記「シェル」は、例えば、ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, HgS, HgSe, HgTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaSe, InN, InP, InAs, InSb, TlN, TlP, TlAs, TlSb, PbS, PbSe, PbTe及びそれらの合金から成る群から選択される少なくとも１つとすることができる。前記コア又は前記シェルは、異なるニーズにより選択することができるが、本発明はそれらに限定されない。
【００３５】
一実施形態において、樹脂材料１４の含有量は、８５重量％から９９．９重量％である。具体的に言うと、樹脂材料１４は、３０重量％から５０重量％のアクリレート単量体、１５重量％から３０重量％のアクリレートオリゴマー、チオール基を有する５重量％から３０重量％の界面活性剤、５重量％から２０重量％の架橋剤、及び、１重量％から２重量％の開始剤、を含む。代替の実施形態において、界面活性剤の含有量は、アクリレート単量体の含有量より少ない。
【００３６】
一実施形態において、アクリレート単量体は、１００から１，０００の範囲の分子量を有することができる。アクリレート単量体は、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、イソブチルメタクリレート、tert-ブチルメタクリレート、n-アミルメタクリレート、イソアミルメタクリレート、n-ヘキシルメタクリレート、トリデシルメタクリレート、ステアリルメタクリレート、デシルメタクリレート、ドデシルメタクリレート、メトキシジエチレン・グリコール・メタクリレート、ポリプロピレン・グリコール・モノメタクリレート、フェニルメタクリレート、フェノキシエチルメタクリレート、テトラヒドロフルフリルメタクリレート、tert-ブチルシクロヘキシルメタクリレート、ベヘニルメタクリレート、ジシクロペンテニルメタクリレート、ジシクロペンテニルオキシエチルメタクリレート、２-エチルヘキシルメタクリレート、オクチルメタクリレート、イソオクチルメタクリレート、n-デシルメタクリレート、イソデシルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ヘキサデシルメタクリレート、オクタデシルメタクリレート、ベンジルメタクリレート、２-フェニルエチルメタクリレート、２-フェノキシエチルアクリレート、環状トリメチロールプロパン・ホルマール・アクリレート、シクロヘキシルメタクリレート、及び、４-tert-ブチルシクロヘキシルアクリレートから成るグループから選択することができる。しかしながら、本発明はそれらに限定されない。他の実施形態において、適切なアクリレート単量体は、異なるニーズによる文献に基づいて、選択することができる。
【００３７】
一実施形態において、アクリレートオリゴマーは、２００から１０，０００の範囲の分子量を有することができる。アクリレートオリゴマーは、例えば、ネオペンチル・グリコール・プロポキシレート・ジアクリレート、ジエチレン・グリコール・ジメタクリレート、１，６-ヘキサンジオールジアクリレート、１，６-ヘキサンジオールジメタクリレート、１，１２-ドデカンジオールジメタクリレート、トリアリルイソシアヌレート、又は、ポリエチレングリコールジメタクリレートである。しかしながら、本発明はそれらに限定されない。他の実施形態において、適切なアクリレートオリゴマーは、異なるニーズによる文献に基づいて、選択することができる。
【００３８】
一実施形態において、界面活性剤は、少なくとも２つのチオール基を有する。他の実施形態において、界面活性剤は、マルチチオール基を有する化合物とすることができる。
【００３９】
代替の実施形態において、界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物である。
【化４】
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【化５】
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【化６】
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R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシ、及び、チオール基を有するR1からR６の内の少なくとも２つ、から成る基から独立に選択される。
【００４０】
一実施形態において、C1からC20のアルキルは、直鎖アルキル又は分岐アルキルとすることができる。C1からC20のアルキルの例は、メチル、エチル、プロピル、n-ブチル、イソブチル、ペンチル、ヘキシル、ヘプチル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４１】
一実施形態において、C２からC20のアルケニルは、直鎖アルケニル又は分岐アルケニルとすることができる。C2からC20のアルケニルの例は、エテニル、プロペニル、ブテニル、ペンテニル、ヘキセニル、ヘプテニル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４２】
一実施形態において、C２からC20のアルキニルは、直鎖アルキニル又は分岐アルキニルとすることができる。C2からC20のアルキニルの例は、エチニル、プロピニル、ブチニル、ペンチニル、ヘキシニル、ヘプチニル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４３】
一実施形態において、C1からC20のヒドロキシアルキルは、直鎖ヒドロキシアルキル又は分岐ヒドロキシアルキルとすることができる。C1からC20のヒドロキシアルキルの例は、ヒドロキシメチル、ヒドロキシエチル、ヒドロキシプロピル、ヒドロキシブチル、ヒドロキシペンチル、ヒドロキシヘキシル、ヒドロキシヘプチル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４４】
一実施形態において、C1からC20のアルキルエステルは、直鎖アルキルエステル又は分岐アルキルエステルとすることができる。C1からC20のアルキルエステルの例は、メタン酸メチル、エタン酸メチル、プロパン酸エチル、ブタン酸エチル、吉草酸メチル、ヘキサン酸メチル、ヘプタン酸メチル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４５】
一実施形態において、C2からC20のアルキルケトンは、直鎖アルキルケトン又は分岐アルキルケトンとすることができる。C2からC20のアルキルケトンの例は、エチルプロパノン、エチルブタノン、メチルペンタノン、メチルヘキサノン、メチルヘプタノン、メチルオクタノン、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４６】
一実施形態において、C1からC20のアルキルチオエーテルは、直鎖アルキルチオエーテル又は分岐アルキルチオエーテルエステルとすることができる。C1からC20のアルキルチオエーテルの例は、ジメチルスルファニル、ジエチルスルファニル、エチルプロピルスルファニル、メチルブチルスルファニル、ブチルスルファニル、メチルペンチルスルファニル、メチルヘキシルスルファニル、メチルヘプチルスルファニル、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４７】
一実施形態において、C1からC20のアルコキシは、直鎖アルコキシ又は分岐アルコキシとすることができる。C1からC20のアルコキシの例は、メトキシ、エトキシ、プロポキシ、ブトキシ、ペンチルオキシ、ヘキシルオキシ、ヘプチルオキシ、または同種のものを含むが、本発明はそれらに限定されない。
【００４８】
別の実施形態において、界面活性剤は、上記の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表され、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルである。例えば、R1及びR２は、共に、チオール基を有するC1からC20のアルキルであり、R1、R２及びR３は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルであり、R1、R２、R３及びR４は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルであり、R1、R３、R４及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルであり、又は、R1、R４、R５及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルである。
【００４９】
さらに別の実施形態において、界面活性剤は、上記の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表され、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルである。例えば、R1及びR２は、共に、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルであり、R1、R２及びR３は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルであり、R1、R２、R３及びR４は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルであり、R1、R３、R４及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルであり、又は、R1、R４、R５及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルエステルである。
【００５０】
代替の実施形態において、界面活性剤は、上記の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表され、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンである。例えば、R1及びR２は、共に、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンであり、R1、R２及びR３は、全て、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンであり、R1、R２、R３及びR４は、全て、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンであり、R1、R３、R４及びR６は、全て、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンであり、又は、R1、R４、R５及びR６は、全て、チオール基を有するC２からC20のアルキルケトンである。
【００５１】
他の実施形態において、界面活性剤は、上記の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表され、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルである。例えば、R1及びR２は、共に、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルであり、R1、R２及びR３は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルであり、R1、R２、R３及びR４は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルであり、R1、R３、R４及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルであり、又は、R1、R４、R５及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルキルチオエーテルである。
【００５２】
他の実施形態において、界面活性剤は、上記の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表され、R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルコキシである。例えば、R1及びR２は、共に、チオール基を有するC1からC20のアルコキシであり、R1、R２及びR３は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルコキシであり、R1、R２、R３及びR４は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルコキシであり、R1、R３、R４及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルコキシであり、又は、R1、R４、R５及びR６は、全て、チオール基を有するC1からC20のアルコキシである。
【００５３】
特定の実施形態において、界面活性剤は、１，３-プロパンジチオール、２，２’-チオジエタンチオール、１，３-ベンゼンジチオール、１，３-ベンゼンジメタンチオール、グリコール・ジメルカプトアセテート、トリメチロールプロパン・トリメルカプトアセテート、トリ[２-(３-メルカプトプロピオニルオキシ)エチル]イソシアヌレート、から成るグループから選択される化合物であり得るが、本発明はそれらに限定されない。
【００５４】
一実施形態において、界面活性剤は、１００から１、０００の範囲の分子量を有する。代替の実施形態において、界面活性剤は、１００から５００の範囲の分子量を有する。
【００５５】
界面活性剤は、発光材料１２（例えば、量子ドット）の抵抗を外部環境因子へ向上することができることは、注目に値する。さらに、界面活性剤は複数のチオール基を有し、チオール基の全てが量子ドットと相互作用するとは限らない。量子ドットと相互作用しないチオール基は、光複合材料１０の他の化合物と架橋することができる。したがって、より安定した光学膜を形成することができる。言い換えれば、本実施形態において、界面活性剤のチオール基の一部は、量子ドットと相互作用し、一方、界面活性剤のチオール基の残りの部分は、他の化合物と架橋する。それ故に、従来の（アミン化合物を用いる）光複合材料と比較して、本実施形態で形成される光学膜は、安定性を向上している。したがって、たとえ、光学膜が光に照射されるとしても、又は、水、湿気、酸素または同種のものなどの外部妨害因子に接触するとしても、外部妨害因子は光学膜の有効性に影響を与えない。したがって、障害材料の必要性は効果的に除かれる。
【００５６】
一実施形態において、架橋剤は、限定されないが、１００から２，０００の範囲の分子量を有する適切なアクリルをベースにした化合物とすることができる。架橋剤の例は、４-ヒドロキシブチルアクリレート、４-ヒドロキシブチルアクリレート・グリシジルエーテル、ジアリルフタレート、１，４-シクロヘキサンジメタノール・モノアクリレート、トリメタリルイソシアヌレート、及び、[２[１，１-ジメチル-２-[(１-オキシアリル) オキシ]エチル]-５-エチル-１，３-ジオキサン-５-イル]メチルアクリレートを含む。
【００５７】
一実施形態において、開始剤は光開始剤又は熱開始剤とすることができる。本実施形態において、光複合材料１０に用いられる例は光開始剤とすることができる。すなわち、本実施形態の光複合材料１０は、単に、光に照射することにより、最小の硬化時間内に、得ることができる。他の実施形態において、開始剤の例は、限定されないが、ベンゾインエーテル、ベンジルケタール、a-ジアルコキシアセトフェノン、a-アミノアルキルフェノン、アシルホスフィン酸化物、ベンゾフェノン、チオキサントン、チタノセン、１-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、２-ヒドロキシ-２-メチル-１-フェニル-１-プロパノン、２-ヒドロキシ-１-[４-(２-ヒドロキシエトキシ)フェニル]-２-メチル-１-プロパノン、ギ酸メチルベンゾイル、オキシ-フェニル-酢酸、２-[オキソ-２フェニル-アセトキシ-エトキシ]-エチルエステル、オキシ-フェニル-アセト２-[２-ヒドロキシ-５エトキシ]-エチルエステル、アルファ-ジメトキシ-アルファ-フェニルアセトフェノン、２-ベンジル-２-(ジメチルアミノ)-１-[４-(４-モルホリニル)フェニル]-１-ブタノン、２-メチル-１-[４-(メチルチオ)フェニル]-２-(４-モルホリニル)-１-プロパノン、及び、ジフェニル(２，４，６-トリメチルベンゾイル) ホスフィン酸化物を含む。
【００５８】
一実施形態において、光複合材料１０は、さらに、発光材料１２及び樹脂材料１４の合計の含有量より少ない含有量を有する粒子を含む。粒子は、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、シリカ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、アルミナ、ロンズデーライト、ダイアモンド状炭素、オキシ塩化ビスマス（BiOCI）、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウムカリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、淡紅銀鉱、ポリフルオロオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、及び、それらの任意の組合せから成るグループから選択される。粒子は、１μｍから３０μｍの範囲の粒子のサイズを有することができる。粒子は、入射光を散乱し、入射光が発光材料１２と反応する機会を増大するために、用いることができ、それにより、入射光のための発光材料１２の吸収及び変換効率を高める。粒子は、また、放射光を散乱し、放射光が光複合材料１０（例えば、光学膜）の表面と相互作用する機会を増大するために、用いることができ、それにより、光複合材料１０の発光効率を高める。
【００５９】
本発明は、さらに、０．１重量％から１５重量％の発光材料、５重量％から３０重量％の少なくとも２つのチオール基を有する界面活性剤、３０重量％から５０重量％のアクリレート単量体、１５重量％から３０重量％のアクリレートオリゴマー、５重量％から２０重量％の架橋剤、及び、１重量％から２重量％の開始剤、を含む光学膜を提供する。
【００６０】
図３は、本発明の第１の実施形態によるバックライトモジュールの概略断面図である。
【００６１】
図３を参照するに、本実施形態のバックライトモジュール１００は、導光板１０２、光源１０４、光変換層１０６、及び、反射層１０８を含む。導光板１０２は、光出射面１０２ａ、背面１０２ｂ及び光入射面１０２ｓを有し、光出射面１０２ａは背面１０２ｂの反対側であり、光入射面１０２ｓは光出射面１０２ａと背面１０２ｂとの間に接続される。一実施形態において、図３に示すように、導光板１０２は、断面において、三角形の形状を有し、鋭角Ａが導光板１０２の光出射面１０２ａと背面１０２ｂとの間に形成される。代替の実施形態において、導光板１０２は、また、断面において、長方形の形状、台形の形状、又は他の適切な形状を有することができる。一実施形態において、導光板１０２は、透明なプラスチック、ガラス又は光を導くことができる材料とすることができる。代替の実施形態において、導光板１０２は、ポリ(メチルメタクリレート)（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリイミド（ＰＩ）、又は、他の適切な材料とすることができる。他の実施形態において、導光板１０２のかすみは、光入射面１０２ｓに隣接する側面から光入射面１０２ｓから離れる側面へ、徐々に増大する。ここで、「かすみ」は、透明な媒体を通過するときに、２．５度より大きい角度だけ、入射ビームからそれる光の割合を言い、透明な媒体の光の散乱状態の評価のために、用いることができる。すなわち、透明な媒体のかすみが高くなればなるほど、透明な媒体の光沢及び透明度は低くなる。対照的に、透明な媒体のかすみが低くなればなるほど、透明な媒体の光沢及び透明度は高くなる。
【００６２】
光源１０４は、エッジが照明される構造を形成するために、導光板１０２の光入射面１０２ｓの隣に配置される。一実施形態において、光源１０４は、発光ダイオード（ＬＥＤ）又は他の適切な発光デバイスとすることができる。光源１０４は、白色光又は特定の波長を有する光（例えば、青色光、赤色光など）を放射することができる。例えば、青色光の場合に、光源１０４により放射される青色光Ｌは、導光板１０２に入射後に、導光板１０２の全反射により、導光板１０２内を送られ、次いで、光出射面１０２ａを通過して、光変換層１０６に達する。次に、光源１０４により放射される青色光Ｌは、光変換層１０６により、赤色光及び緑色光に部分的に変換され、それ故に、青色光Ｌ、赤色光及び緑色光は混合されて白色光を形成し、次いで、光変換層１０６の上の液晶パネル１１０へ送られる。液晶パネル１１０の構成及び配置は、光学分野の当業者に周知であり、本明細書において詳しく説明はしない。
【００６３】
光変換層１０６は、導光板１０２の光出射面１０２ａの上に配置される。特に、光変換層１０６は光複合材料１０を含む。光複合材料１０の詳細は前節で説明したので、繰り返さない。一実施形態において、光変換層１０６を形成するための方法は、以下のとおりとすることができる。例えば、光複合材料１０は、導光板１０２の光出射面１０２ａの上を覆い、次いで、硬化される。したがって、光変換層１０６は、導光板１０２と直接に接触する硬化された光複合材料１０からのみ構成される。しかしながら、本発明は、それらに限定されない。他の実施形態において、光複合材料１０は、光変換層１０６を形成するように、ロール・ツー・ロール法又は充填成形法により、２つの基板シート（例えば、ＰＥＴ基板）の間で、成形し、硬化することができる。すなわち、光変換層１０６は、２つのＰＥＴ基板、及び、２つのＰＥＴ基板の間に（又は、直接、接触し）差し込まれた光複合材料１０を含むことができる。光変換層１０６は、次いで、導光板１０２の光出射面１０２ａの上に配置される。
【００６４】
言及する価値があるが、光複合材料１０は、湿気、酸素、揮発性物資などの外部環境因子を効果的に阻止することができるため、光複合材料１０を含む光変換層１０６が任意のガスバリア層（例えば、ダイアモンド状炭素薄膜、シリコン酸化層、チタン酸化層、アルミニウム酸化層、シリコン窒化層または同種のもの）を含める必要はないし、かつ、また、光変換層１０６と導光板１０２との間に、ガスバリアを入れる必要は全くない。言い換えれば、本実施形態の光変換層１０６は、量子ドットの安定性が外部環境因子により影響を受けるのを防ぐことができ、したがって、バックライトモジュール１００の耐用年数を延ばす。さらに、ガスバリアの必要がないので、本発明は、製造コストを低減することができ、したがって、製品をもっと競争力が高くする。
【００６５】
反射層１０８は導光板１０２の裏面１０２ｂの上に配置され、光源１０４により放射される光Ｌを光変換層１０６の中へ反射するようにし、それにより、光変換層１０６の発光効率を高める。一実施形態において、反射層１０８の材料は、反射金属材料を含み、それらの例は、金、銀、胴、又は他の適切な金属材料を含む。反射層１０８は導光板１０２の裏面１０２ｂの上及び光変換層１０６の一方の側面の上にのみ配置されることを図３は例示するけれども、本発明はそれらに限定されない。他の実施形態において、反射層１０８は、光Ｌの漏れを防ぐように、光源１０４、導光板１０２の光入射面１０２ｓ、及び、光変換層１０６の他方の側面を覆うことができる。
【００６６】
図４は、本発明の第２の実施形態によるバックライトモジュールの概略断面図である。
【００６７】
図４を参照するに、第２の実施形態のバックライトモジュール２００は、第１の実施形態のバックライトモジュール１００に類似している。上記の２つの間の差異は、直接、照明される構造を形成するために、バックライトモジュール２００の光源２０４が導光板１０２の背面１０２ｂの上に配置されることにある。
【００６８】
本発明の実験例を、本発明をもっと具体的に説明するために、以下に述べる。しかしながら、以下の実験例で示されるような用いられる材料、方法などは、本発明の精神から逸脱することなく、適切に修正することができる。したがって、本発明の範囲は、以下に示す実験例を用いた制限的意味で、解釈すべきではない。
【００６９】
実験例１
【００７０】
最初に、表１の全ての化学成分は、混合物を作るために、混合された。混合物は、次いで、３０分から９０分の間、暗やみの中で、超音波振動を受け、CdSe/ZnS量子ドットが混合物の中で均一に分散された。次いで、混合物は、２つのポリエチレンテレフタラート（PET）基板の間に満たされ、続いて紫外線光線（３７０ｎｍ、４００Ｗ、１分）で照射されて光学膜を形成する。
【００７１】
［表１］
【表１】
2019117734.tif 000009
【００７２】
実験例２
【００７３】
実験例２において、光複合材料の生成方法は、光複合材料の化学成分及びその比率が実験例１のものと異なることを除き、実験例１で説明した方法と同じであった。
【００７４】
実験例２の光複合材料の化学成分及びそれらの比率を以下の表２に示した。
【００７５】
［表２］
【表２】
2019117734.tif 000010
【００７６】
上記の化学成分は、表２で提供される比率により、混合された。次いで、光複合材料は、青色（４５０ｎｍ）LEDチップにドットを打たれ、続いて紫外線光線（３７０ｎｍ、４００Ｗ、３分）で照射されて光複合材料を硬化した。
【００７７】
実験例３
【００７８】
実験例３において、光複合材料の生成方法は、光複合材料の化学成分及びその比率が実験例１のものと異なることを除き、実験例１で説明した方法と同じであった。
【００７９】
実験例３の光複合材料の化学成分及びそれらの比率を以下の表３に示した。
【００８０】
［表３］
【表３】
2019117734.tif 000011
【００８１】
上記の化学成分を混合することにより結果として得られた混合物は、１６ｍｍの外径及び１３ｍｍの内径を有する透明なアクリル管に充填され、続いて紫外線光線（３７０ｎｍ、４００Ｗ、３分）で照射されて混合物を硬化した。
【００８２】
実験例１〜３から、本発明の光複合材料は、異なる方法を用いて形成することができることが、知られている。さらに、実際のニーズにより、光複合材料は、ドット形状の構造、線形構造、膜状構造、立方構造、円筒構造、三角形プリズム状構造、半球構造、又はそれらの組合せなどの異なる形状又は構造を有することができる。さらに、硬化後に、硬化光複合材料を基板又はモールドから除去する追加のステップは、選択的に実施することができる。
【００８３】
安定性テスト
【００８４】
高温度及び高湿度の環境での光複合材料の安定性を検証するために、実験例１により生成された光複合材料は環境テストを受けた。生成された光学膜は、６５℃及び相対湿度９５％で１，０００時間、格納された。バックライトモジュールの光学膜の輝度を、指示した時間間隔で、CS-100色及び輝度メータ（Konica Minolta）を用いて測定した。
【００８５】
実験例１のテスト結果を図５に示した。湿度又は酸素に対するバリア材料の保護がなくてさえ、実験例１の量子ドットを含む光学膜は、高温度及び高湿度の環境に１，０００時間、さらされた後に、光放射機能の低減を示さなかったことを、図５は示す。これにより、本発明の光複合材料は、量子ドットの安定性を向上することができ、及び／又は、バリア材料を用いないで量子ドットの安定性の問題を除去することができることを実証した。
【００８６】
比較例１
【００８７】
制御グループとして、市販の量子ドットを含む光学膜は、また、６５℃及び相対湿度９５％で１，０００時間、格納された。市販の量子ドットを含む光学膜は、量子ドットを保護するために、ガスバリアを含んでいたため、市販の量子ドットを含む光学膜は、上記の環境（６５℃及び相対湿度９５％）で、少なくとも１，０００時間（結果は本発明に開示されていない）、その発光機能を維持した。
【００８８】
比較例２
【００８９】
ガスバリアのない市販の量子ドットを含む光学膜を得るために、（上部及び下部の）２つのガスバリアを市販の量子ドットを含む光学膜から除去した。ガスバリアのない市販の量子ドットを含む光学膜を、６５℃及び相対湿度９５％で、１，０００時間、格納した。バックライトモジュールの光学膜の輝度を、指示した時間間隔で、CS-100色及び輝度メータ（Konica Minolta）を用いて測定した。
【００９０】
比較例２のテスト結果は図５に示した。高温度及び高湿度の環境に約１，０００時間、格納後に、ガスバリアのない市販の量子ドットを含む光学膜は、光放射機能の顕著な低減を示した。これにより、ガスバリアにより提供される保護のない同一条件下で、本発明の光複合材料の安定性は、市販の量子ドットを含む光学膜の安定性より、良いことを実証した。
【００９１】
比較例３
【００９２】
チオール基を有する界面活性剤の、光複合材料の特性への影響をテストするために、界面活性剤を有しない光複合材料が生成され（界面活性剤が加えられなかったことを除いて、実験例１と同じ方法で）、続いて紫外線光線（３７０ｎｍ、４００Ｗ）で照射されて光複合材料を硬化した。実験例１のCdSe/ZnS量子ドットが界面活性剤を含む光複合材料の中で均一に分散され、光複合材料は、紫外線光線で１分間、照射された後に、完全に硬化された。対照的に、比較例３のCdSe/ZnS量子ドットが界面活性剤を含まない光複合材料の中で均一に分散されることができず、光複合材料は、紫外線光線で１時間、照射された後に、まだ、完全に硬化されるわけではなかった。言い換えれば、比較例３の界面活性剤を含まない光複合材料と比較して、実験例１の界面活性剤を含む光複合材料は、膜形成機能を向上し、量子ドットの分散性を向上した。
【００９３】
要約すれば、本発明のバックライトモジュールは、光変換層を含む。光変換層は、量子ドット、樹脂材料、及び、チオール基を有する界面活性剤を有する発光材料を含む光複合材料を含む。チオール基は、量子ドットと相互作用をすることができ、向上した安定性を有する光学膜を形成する。したがって、本発明の光変換層は、湿気、酸素、揮発性物質、などの外部環境因子を効果的に阻止することができ、それにより、量子ドットの安定性を向上する。言い換えれば、本発明のバックライトモジュールにおいて、光変換層は、ガスバリア層（例えば、ダイアモンド状炭素薄膜、シリコン酸化層、チタン酸化層、アルミニウム酸化層、シリコン窒化層または同種のもの）を含める必要はないし、かつ、また、光変換層と導光板との間に、ガスバリアを入れる必要はなく、量子ドットの安定性が外部環境因子により影響を受けるのを、さらに、防ぐことができる。したがって、バックライトモジュールの耐用年数を延ばす。
【００９４】
さらに、本発明のバックライトモジュールはガスバリアの必要が全くないため、本発明の製造コストは低減され、製品は、もっと商業的に競争力を高くすることができる。
【００９５】
様々な修正および変更が、本発明の範囲又は精神から逸脱することなく、本発明の実施形態の構成に対してすることができることは、当業者には明らかであろう。前述に鑑みて、本発明の修正および変更が以下の特許請求の範囲及びその均等物の範囲内にあるならば、本発明は本発明の修正および変更に及ぶことを意図している。
【図１】
2019117734.tif 000015
【図２】
2019117734.tif 000016
【図３】
2019117734.tif 000017
【図４】
2019117734.tif 000018
【図５】
2019117734.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月16日(2019.1.16)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導光板と、
該導光板の一方の側面に配置される光源と、
前記導光板の上方に配置される光変換層と、を備えたバックライトモジュールであって、
前記光変換層は、光複合材料を含み、
該光複合材料は、
０．１重量％から１５重量％の発光材料と、
８５重量％から９９．９重量％の樹脂材料と、を含み、
該樹脂材料は、チオール基を有する５重量％から３０重量％の界面活性剤を含み、
前記界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物であり、
【化１】
2019117734.tif 000020
【化２】
2019117734.tif 000021
【化３】
2019117734.tif 000022
R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシから成る群から独立に選択され、R1からR６の内の少なくとも２つはチオール基を有し、かつ、
R1からR６の内の少なくとも２つは、チオール基を有するC1からC20のアルコキシである、
バックライトモジュール。
【請求項２】
前記界面活性剤の少なくとも１つのチオール基は、架橋に関与する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項３】
前記界面活性剤は、１００から１、０００の範囲の分子量を有する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項４】
前記樹脂材料は、さらに、
３０重量％から５０重量％のアクリレート単量体と、
１５重量％から３０重量％のアクリレートオリゴマーと、
５重量％から２０重量％の架橋剤と、
１重量％から２重量％の開始剤と、を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項５】
前記光複合材料は、さらに、二酸化チタン、酸化亜鉛、硫化亜鉛、シリカ、酸化ジルコニウム、三酸化アンチモン、アルミナ、ロンズデーライト、ダイアモンド状炭素、オキシ塩化ビスマス、チタン酸バリウム、ニオブ酸リチウムカリウム、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、淡紅銀鉱、ポリフルオロオレフィン、ポリカーボネート、ポリスチレン、及び、それらの任意の組合せから成るグループから選択される、粒子を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項６】
前記発光材料は、前記樹脂材料に分散され埋め込まれ、前記発光材料は、量子ドットを含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項７】
前記光変換層は、保護用のガスバリアなしで、２つの基板シートと直接に接触し、２つの基板シートの間で硬化する、前記光複合材料を含む、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項８】
前記光変換層は、前記導光板と直接に接触する、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項９】
前記光源は、エッジが照明される構造を形成するために、前記導光板の１つの側面に配置される、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１０】
前記光源は、直接、照明される構造を形成するために、前記導光板の底面に配置される、請求項１記載のバックライトモジュール。
【請求項１１】
前記光源により放射される光を前記光変換層の中へ反射するために、前記導光板の下に配置される反射層を、さらに、備える、請求項１記載のバックライトモジュール。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
本発明の一実施態様において、前記界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物であり、
【化１】
2019117734.tif 000023
【化２】
2019117734.tif 000024
【化３】
2019117734.tif 000025
R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシから成る群から独立に選択され、R1からR６の内の少なくとも２つはチオール基を有する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
代替の実施形態において、界面活性剤は、以下の化学式（I）、化学式（II）又は化学式（III）により表される化合物である。
【化４】
2019117734.tif 000026
【化５】
2019117734.tif 000027
【化６】
2019117734.tif 000028
R1，R２，R３，R４，R５及びR６は、同一であるか又は互いに異なり、水素、C1からC20のアルキル、C２からC20のアルケニル、C2からC20のアルキニル、C1からC20のヒドロキシアルキル、C1からC20のアルキルエステル、C2からC20のアルキルケトン、C1からC20のアルキルチオエーテル、C1からC20のアルコキシから成る群から独立に選択され、R1からR６の内の少なくとも２つはチオール基を有する。
【外国語明細書】
2019117734000001.pdf