KR101690624B1 - 비카드뮴계 양자점을 포함하는 광학 시트 - Google Patents

비카드뮴계 양자점을 포함하는 광학 시트 Download PDF

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Abstract

본 발명은 비카드뮴계 양자점을 포함하는 광학 시트에 관한 것으로서, 본 발명의 여러 구현예에 따르면, 종래 카드뮴 기반의 양자점을 포함하는 광학 시트를 대신할 수 있으면서 친환경적으로 카드뮴을 사용하지 않는 양자점을 포함하는 광학 시트를 제조함으로써, 디스플레이에 적용 시, 우수한 색순도와 효율을 나타낼 수 있다.

Description

비카드뮴계 양자점을 포함하는 광학 시트{Optical sheet comprising cadmium free quantum dots}
본 발명은 비카드뮴계 양자점을 포함하는 광학 시트에 관한 것이다.
양자점(quantum dot)은 수 나노 크기의 결정 구조를 가진 반도체 물질로서, 그 크기에 따라 파장이 다른 특성을 지니고 있어, 양자점을 형광물질 또는 발광물질로 사용함에 따라, 디스플레이의 특성을 향상시키거나 디스플레이 자체로 활용할 수 있음이 알려져 있고, 특히 양자점은 백라이트 유닛(BLU)에 들어가는 고분자 광학 필름 내에 소량으로 결합하여 구성되고 있다.
현재 가장 성능과 신뢰성이 좋은 양자점은 카드뮴 기반의 양자점으로, 현재 시장에 나온 양저짐 시트로는 3M사와 나노시스가 공동개발한 제품(Amazon Kindle Fire HDX 7", 8.9" 탑재)이 유일했으나, 카드뮴을 포함하고 있는 문제점이 있다.
카드뮴을 유해물질로 지정한 유럽에서는 2016년까지 카드뮴 디스플레이에 대한 사용을 1 제곱미터 디스플레이 면적당 10 g 이하까지는 유예해 준 상태이지만, 지속적으로 유예를 중단하라는 요구가 유럽 각국에서 나오고 있는 상황이다.
미국 화학업체 다우 케미칼은 비카드뮴계 양자점 개발, 제조 업체인 나노코로부터 카드뮴 없는 양자점의 제조, 판매에 대한 글로벌 독접권을 확보하고 있고, 3M 사도 카드뮴 함량이 100 ppm 이하인 양자점 제품을 개발 중에 있다.
그러나 여전히 카드뮴 계열의 양자점보다는 비카드뮴계 양자점의 발광 효율이 떨어지므로 발광 효율이 우수한 카드뮴이 없는 친환경 양자점 개발이 요구되고 있다.
Jaehoon Lim et. al., ACS Nano, 2013, 7(10), 9019-9026.
본 발명은 양자점을 포함하는 광학 시트에 있어서, 환경적으로 유해한 카드뮴계 양자점을 사용하던 종래의 기술과는 달리, 비카드뮴계 양자점을 사용함으로써, 환경오염 위험이 없으며, 나아가 양자점이 분산된 고분자 레진층을 패턴화함으로써 양자점 사용양을 줄이더라도 높은 색순도와 색재현율을 얻을 수 있는 광학 시트를 제공하고자 하였다.
본 발명의 일실시예에서 고분자 수지에 복수의 비카드뮴계 양자점이 분산되며, 일면 또는 양면이 패턴화된 고분자 레진층; 상기 고분자 레진층의 일면에 형성된 제1 배리어 필름; 및 상기 고분자 레진층의 또 다른 일면에 형성된 제2 배리어 필름;을 포함하는 광학 시트를 제공한다.
본 발명의 광학 시트는, 종래 카드뮴 기반의 양자점을 포함하는 광학 시트를 대신할 수 있으면서 친환경적이다.
한편, 본 발명의 광학 시트는, 양자점이 분산되 고분자 레진층이 패턴화됨으로써, 적은 양의 양자점으로도 우수한 색순도와 색재현율을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따라 비카드뮴계 양자점이 분산된 고분자 레진층이 프리즘 패턴화된 광학 시트를 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따라 비카드뮴계 양자점이 분산된 고분자 레진층에 렌즈 패턴화된 광학 시트를 나타낸 것이다.
이하, 본 발명을 구체적으로 살펴본다.
본 발명의 일실시예에 따른 광학 시트는 고분자 수지에 복수의 비카드뮴계 양자점이 분산되며, 일면 또는 양면이 패턴화된 고분자 레진층; 상기 고분자 레진층의 일면에 형성된 제1 배리어 필름; 및 상기 고분자 레진층의 또 다른 일면에 형성된 제2 배리어 필름;을 포함한다.
상기 고분자 레진층은 고분자 수지를 매트릭스로 하여, 상기 매트릭스 내에 복수의 비카드뮴계 양자점이 분산되어 형성된 것으로서, 1층 이상의 층구조를 가지는 것일 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 매트릭스로 사용되는 고분자 수지는 낮은 산소 및 수분 투과성을 가지는 것이 바람직하며, 또한 높은 광 안정성 및 화학적 안정성을 가지는 것이 바람직하다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 고분자 수지는 예를 들어, 에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 에틸렌-스타이렌 공중합체, 비스페놀 A및 비스페놀 A유도체가 포함된 아크릴레이트, 플루오렌 유도체가 포함된 아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 플루오르화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 수지가 포함될 수 있다.
한편, 상기 사용되는 고분자 수지는 WVTR=10-2g/m2/day 이하의 수분 투과성 및 OTR=10-2cc/m2/day이하의 산소 투과성을 가지는 것일 수 있다.
한편, 상기 WVTR(Water Vapor Transmission Rate)은 어떤 물질을 통해서 수분이 투과하는 정도를 나타내는 것으로서, 하루에 1m2 면적을 통하여 얼마만큼의 수분이 기재를 통과하는지를 나타낸 수치이며, 측정 조건은 장비 및 측정 방법에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 대표적인 장비인 MOCON Aquatron 기준으로 38도 100% 조건에서 측정한 것일 수 있다.
한편, 상기 OTR(Oxygen Transmission Rate)은 어떤 물질이 산소를 얼마나 투과시키는지를 나타내는 것으로서, 하루에 1m2 면적을 통하여 얼마만큼의 산소가 기재를 통과하는지를 나타낸 수치이며, 측정 규격은 ASTM D-3985로 규정되어 있다. 예를 들어, 대표적인 장비인 MOCON Ox-Tran 기준으로 측정할 수 있다.
한편, 상기 양자점은 실질적으로 단결정질인 나노구조들을 지칭하는 것으로서, 상기 양자점은 광원으로부터 방출된 1차 광을 흡수한 다음, 2차 광을 방출할 수 있으며, 상기 양자점의 크기에 따라 파장이 다른 광을 방출할 수 있다. 한편, 상기 양자점의 전형적인 크기는 1 내지 10 nm일 수 있는데, 상기 양자점의 크기가 4 내지 5nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 적색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있고, 2 내지 3nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 녹색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있다.
한편, 상기 양자점은 고분자 매트릭스 내에 균일하게 분산될 수 있으며, 상기 고분자 레진층이 다층 구조인 경우, 층층마다 다른 크기의 양자점이 배치될 수도 있으며, 단일 층 내에 서로 다른 크기의 양자점이 혼재되어 분산된 형태를 가질 수도 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 양자점은 비카드뮴계 양자점이며, 본 발명에 사용하기 위한 양자점들은 임의의 적합한 무기 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 비카드뮴계 양자점은 II-VI 족, III-V족, IV-VI 족 및 IV 족 반도체로 이루어지는 군에서 선택되는 무기 재료를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 비카드뮴계 양자점은 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C, P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 무기 재료를 포함할 수 있다.
한편, 상기 고분자 레진층의 두께는 10 내지 100um일 수 있다. 상기 고분자 레진층의 두께가 10um 미만인 경우 일정 수준의 색변환 물성을 만족시키기 위하여 양자점이 두꺼운 레진층 대비 더 높은 밀도로 존재 하여야 하며 이러한 경우 양자점들 간의 간격이 매우 좁아져 발광시 발생하는 열에 의한 양자점들의 degradation이 가속화되어 나타나는 효율 저하 또는 1차 광원으로부터 빛을 흡수하여 2차로 발광되는 빛을 옆에 있던 다른 양자점들이 지속적으로 흡수하여 발생할 수 있는 효율 저하가 예상되며, 100um 초과인 경우 고밀도 양자점에 의해 발생하는 효율 저하는 발생하지 않을 수 있거나 그 정도가 낮아지겠으나, 제품화시 코팅 공정에서의 두께 균일도 저하 문제 및 제품 권취 시 발생 할 수 있는 curl 문제, 롤당 권취량 저하, 대구경 코어 적용 등의 최종 제품의 불량 발생이나 생산 비용 증대 등의 경제성이 문제 될 수 있다.
더 상세하게는 고분자 레진층의 두께가 100um 초과시, 100um 이하의 얇은 기재를 적용하게 될 경우, 경화시 발생하는 열에 의한 주름에 취약하게 되어 후막의 기재가 필요로 하게 되며, 이러한 경우 최종 제품의 두께가 약 400um 에 육박하게 되므로 앞서 언급한 권취시 문제 발생을 야기시키거나 실제로 BLU에 적용시 전체 기구의 두께를 증가시키는 단점을 발생시킬 수 있다.
한편, 상기 고분자 레진층의 일면 또는 양면에는 패턴화가 이루어질 수 있다. 상기 패턴화는 도광판으로부터 방출되는 1차 광을 효율적으로 확산시킴으로써, 1차 광이 고분자 레진층에 분산된 양자점과 쉽게 만나 2차 광을 방출하기 용이하게 하기 위한 것이며, 상기와 같은 패턴화를 통하여 사용되는 양자점의 양을 현저히 줄일 수 있어 경제성을 확보할 수 있다. 이러한 패턴을 통과시 일부의 빛들은 반사를 통하여 재활용되어 양자점과 만나는 횟수 및 확률을 증대시켜주는 역할을 하여 양자점의 양을 줄여서 경제성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 고분자 레진층은 프리즘 패턴화된 것일 수 있다. 상기 프리즘 패턴화 시, 프리즘 패턴의 피치는 20 내지 70㎛이고, 꼭지각도는 95 내지 120°이며, 패턴의 단면은 삼각형일 수 있다. 양자점이 분산된 고분자 레진층 하부에 상기와 같이 프리즘 패턴화 됨으로써, 상기에서 언급한 양자점 효율을 증대시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에서, 상기 고분자 레진층은 렌즈 패턴화된 것일 수 있다. 상기 렌즈 패턴화 시, 렌즈 패턴의 피치는 20 내지 70㎛이고, 피치 대 높이의 비율은 4 : 1 내지 10 : 1이며, 패턴의 단면은 반원형일 수 있다. 양자점이 분산된 고분자 레진층 하부에 상기와 같이 렌즈 패턴화 됨으로써, 상기에서 언급한 양자점 효율을 증대시킬 수 있다.
상기와 같이 패턴화된 고분자 레진층의 굴절률은 1.49 내지 1.65범위가 되도록하는 경우 효율적일 수 있다. 패턴층의 굴절률이 1.49보다 낮은 경우는 1차 광원에서의 빛을 확산시키는 것은 유리하나 임계각이 줄어들어 전반사로 인한 빛의 재활용은 현저히 떨어지게된다. 반대로 굴절률이 1.65보다 높은 경우는, 임계각의 증가로 인한 전반사되는 빛이 많아져 빛의 재활용 특성은 현저히 좋아지게 되나, 너무 높은 굴절률로 인해 확산보다는 집광현상 비율 또한 많아지게 되므로 적합하지 않을 수 있다.
한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에서 고분자 레진층은 하부에 단면이 다각형인 프리즘 패턴화될 수도 있고, 단면이 타원형인 렌즈 패턴화될 수도 있다. 이때, 상기 단면의 디멘션은 앞서 설명한 바와 동일할 수 있고, 굴절률 또한 동일할 수 있다.
상기 패턴화를 거친 고분자 레진층은 패턴의 형상 및 고분자 레진층 두께에 따라 약간의 차이는 있지만 양자점 사용량을 2 내지 30% 줄일 수 있고, 패턴이 적용되지 않은 광학 시트 대비 약 10%이상 향상된 휘도를 확보할 수 있다.
한편, 상기 고분자 레진층은 상기 레진층의 일면 및 또 다른 일면에 제1 배리어 필름 및 제2 배리어 필름을 각각 포함할 수 있다. 한편, 본 발명에서 제1 및 제2 배리어 필름은 상호 구별을 위하여 임의로 순서를 매긴 것으로 이해하여야 한다.
상기 배리어 필름은 고분자 레진층 내의 양자점이 수분 또는 산소의 침투로 인하여 수명이 감소하는 것을 막아주는 역할을 수행하는 것으로서, 본 발명의 일실시예에서, 상기 배리어 필름은 기재, 상기 기재 상에 형성된 유기 배리어층 및 상기 유기 배리어층 상에 형성된 무기 배리어층을 포함하는 것일 수 있다.
상기 기재는 PET, COP, COC, PC, PMMA, TAC, 폴리이미드, 폴리에틸렌나프탈렌 등의 필름이 적용될 수 있으며, 기재 두께는 25um, 38um, 50um, 75um, 100um, 125um, 188um, 250um 등이 대표적이나 이에 한정하는 것은 아니다.
한편, 본 발명의 또 다른 일실시예에서, 상기 배리어 필름은 기재 상에 형성된 유기 배리어층 및 상기 유기 배리어층 상에 형성된 무기 배리어층을 포함하는 것일 수도 있다.
본 발명의 일실시예에서, 상기 유기 배리어층의 두께는 300 내지 1000 nm일 수 있다. 상기 유기 배리어층은 기재의 거칠은 조도를 평탄화 시켜주는 역할 및 배리어 성을 가지는 재료를 적용하여 수분 및 산소 투과도 저하를 도울 수 있다. 상기 유기 배리어층의 두께가 300 ㎚미만인 경우 기재 표면에 존재하는 이물, 핀홀 등을 평탄화 하는 효과가 떨어지게 되어 문제점이 있을 수 있고, 상기 유기 배리어층이 1000 ㎚ 초과인 경우 두께 균일도 및 crack 발생 가능성으로 수분이나 산소 투과 저하의 문제점이 있을 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에서, 상기 유기 배리어층은 알콕시 실란들, 폴리디메틸실록산, 비닐메톡시실록산, 폴리페닐메틸실세스퀸옥산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산들, 플루오르화 실리콘들 및 수소화물 치환 실리콘로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질 또는, 상기 선택되는 물질에 우레탄 아크릴레이트 , 에폭시 아크릴레이트스타이렌, 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌 및 스타이렌-부틸-스타이렌 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질이 혼합된 혼합물을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 무기 배리어층의 두께는 20 내지 200 nm일 수 있다. 상기 무기 배리어층의 두께가 20 ㎚미만인 경우 산소나 수분 차폐성이 저하되며, 초박막으로 인해 두께 균일도 저하 및 양산 공정성에 문제점이 있을 수 있고, 상기 무기 배리어층이 200 ㎚ 초과인 경우 광투과율 감소 및 색상, 가격이 증가되는 문제점이 있을 수 있다. 한편, 상기 양자점의 전형적인 크기는 1 내지 10 nm일 수 있는데, 상기 양자점의 크기가 4 내지 5nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 적색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있고, 2 내지 3nm 인 경우 광원으로부터 1차 광을 흡수한 후 녹색을 가지는 2차 광을 방출할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 무기 배리어층은 Si, Al, In, Sn, Zn, Zr, Ti, Cu, Ce, Yt, La , Ba, Mg, F2, Sb , Sr및 Ta 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속을 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화탄화물, 질화탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함할 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 무기 배리어층 상에는 오버코트 층을 포함할 수 있다.
상기 오버코트 층은 양자점과의 부착력 증진을 위한 것이며, 부가적으로 무기층 표면에 존재하는 defect를 막아주어 수분 및 산소 투과를 막아주는 역할을 할 수 있다. 본 발명의 일실시예에서, 상기 오버코트 층의 두께는 30 내지 300㎚일 수 있다. 상기 오버코트 층의 두께가 30㎚ 미만인 경우 고분자 레진층과의 접착력 저하가 발생하여 부적합하며, 300㎚ 초과의 두께에서는 상온 및 신뢰성 조건에서 합착 발생으로 인한 제품 불량이 발생하게 되어 부적합하다.
한편, 본 발명의 일실시예에서, 상기 오버코트 층은 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 우레탄/에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 규소함유 아크릴레이트, 펜타아리트리톨 트리아크릴레이트, 폴리올 변성 우레탄 아크릴레이트, 이소시아네이트 실란 변성 아크릴레이트 및 하이드록시알킬아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
이하에서 실시예 등을 통해 본 발명을 더욱 상세히 설명하고자 하며, 다만 이하에 실시예 등에 의해 본 발명의 범위와 내용이 축소되거나 제한되어 해석될 수 없다. 또한, 이하의 실시예를 포함한 본 발명의 개시 내용에 기초한다면, 구체적으로 실험 결과가 제시되지 않은 본 발명을 통상의 기술자가 용이하게 실시할 수 있음은 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.
실시예
실시예 1
패턴 성형이 되어있지 않은 제1 배리어 필름과 배리어 필름 한쪽면에 피치 20um, 단면이 삼각형이며 꼭지각도가 95도, 굴절률이 1.49로 프리즘 패턴이 성형되어 있는 제2 배리어 필름을 라미네이터 롤 사이에 위치시키고, 제1 배리어 필름과 제2 배리어 필름 사이에 양자점이 분산되어 있는 레진을 두께 60um 되도록 라미네이터 롤의 gap을 조정하여 도포하면서 라미네이터롤 사이를 통과시킨다. 이때 속도는 약 2.0mpm 으로 유지시켰다. 이후 라미네이터롤을 빠져나온 배리어 필름 사이에 도포된 양자점이 분산된 고분자 레진층을 UV경화시켜 광학 시트 제작을 완성하였다. 이때의 노광량은 약 400mJ/cm2정도이다. UV경화시 사용한 UV램플 타입은 Fusion사의 무전극 타입 D-bulb를 사용하였으며, 배리어 필름은 두께 125um, WVTR=10-2g/m2/day수준의 제품을 사용하였다.
실시예 2
실시예 1과 동일하게 제작하고 꼭지각도만 110도로 적용하였다.
실시예 3
실시예 1과 동일하게 제작하고 꼭지각도만 120도로 적용하였다.
실시예 4
실시예 1과 동일하게 제작하고 피치를 50um 각도는 95도로 적용하였다.
실시예 5
실시예 4와 동일하게 제작하고 각도는 110도로 적용하였다.
실시예 6
실시예 4와 동일하게 제작하고 각도는 120도로 적용하였다.
실시예 7
실시예 1과 동일하게 제작하고 피치는 70um 각도는 95도로 적용하였다.
실시예 8
실시예 7과 동일하게 제작하고 각도는 110도로 적용하였다.
실시예 9
실시예 7과 동일하게 제작하고 각도는 120도로 적용하였다.
실시예 10
패턴 성형이 되어있지 않은 제1 배리어 필름과 배리어 필름 한쪽면에 피치 20um, 높이가 5um, 굴절률이 1.49로 렌즈 패턴이 성형되어 있는 제2 배리어 필름을 라미네이터 롤 사이에 위치시키고, 제1 배리어 필름과 제2 배리어 필름 사이에 양자점이 분산되어 있는 레진을 두께 60um 되도록 라미네이터 롤의 gap을 조정하여 도포하면서 라미네이터롤 사이를 통과시킨다. 이때 속도는 약 2.0mpm 으로 유지시킴. 이후 라미네이터롤을 빠져나온 배리어 필름 사이에 도포된 양자점이 분산된 고분자 레진층을 UV경화시켜 광학 시트 제작을 완성하였다. 이때의 노광량은 약 400mJ/cm2정도이다. UV경화시 사용한 UV램플 타입은 Fusion사의 무전극 타입 D-bulb를 사용하였으며, 배리어필름은 두께 125um, WVTR=10-2g/m2/day수준의 제품을 사용하였다.
실시예 11
실시예 10과 동일하게 제작하고 높이는 4um로 적용하였다.
실시예 12
실시예 10과 동일하게 제작하고 높이는 2um로 적용하였다.
실시예 13
실시예 10과 동일하게 제작하고 피치는 50um, 높이는 12.5um로 적용하였다.
실시예 14
실시예 13과 동일하게 제작하고 높이는 10um로 적용하였다.
실시예 15
실시예 13과 동일하게 제작하고 높이는 5um로 적용하였다.
실시예 16
실시예 10과 동일하게 제작하고 피치는 70um, 높이는 17.5um로 적용하였다.
실시예 17
실시예 16과 동일하게 제작하고 높이는 14um로 적용하였다.
실시예 18
실시예 16과 동일하게 제작하고 높이는 17um로 적용하였다.
실시예 19
패턴 성형이 되어있지 않은 제1 배리어 필름과 배리어 필름 한쪽면에 피치 50um, 단면이 삼각형이며 꼭지각도가 95도, 굴절률이 1.49로 프리즘 패턴이 성형되어 있는 제2 배리어 필름을 라미네이터 롤 사이에 위치시키고, 제1 배리어 필름과 제2 배리어 필름 사이에 양자점이 분산되어 있는 레진을 두께 60um 되도록 라미네이터 롤의 gap을 조정하여 도포하면서 라미네이터롤 사이를 통과시킨다. 이때 속도는 약 2.0mpm 으로 유지시켰다. 이후 라미네이터롤을 빠져나온 배리어 필름 사이에 도포된 양자점이 분산된 고분자 레진층을 UV경화시켜 광학 시트 제작을 완성하였다. 이때의 노광량은 약 400mJ/cm2정도이다. UV경화시 사용한 UV램프 타입은 Fusion사의 무전극 타입 D-bulb를 사용하였으며, 배리어 필름은 두께 125um, WVTR=10-2g/m2/day수준의 제품을 사용하였다.
실시예 20
실시예 19와 동일하게 제작하고 패턴층 굴절률을 1.53으로 적용하였다.
실시예 21
실시예 19와 동일하게 제작하고 패턴층 굴절률을 1.57로 적용하였다.
실시예 22
실시예 19와 동일하게 제작하고 패턴층 굴절률을 1.62로 적용하였다.
비교예 1
제1 배리어 필름과 제2 배리어 필름을 라미네이터롤 사이에 위치시키고, 제1 배리어 필름과 제2 배리어 필름 사이에 양자점이 분산되어 있는 레진을 두께 60um 되도록 라미네이터 롤의 gap을 조정하여 도포하면서 라미네이터롤 사이를 통과시킨다. 이때 속도는 약 2.0mpm 으로 유지시킴. 이후 라미네이터롤을 빠져나온 배리어필름 사이에 도포된 양자점이 분산된 고분자 레진층을 UV경화시켜 광학 시트 제작을 완성하였다. 이때의 노광량은 약 400mJ/cm2정도이다. UV경화시 사용한 UV램플 타입은 Fusion사의 무전극 타입 D-bulb를 사용하였으며, 배리어 필름은 두께 125um, WVTR=10-2g/m2/day수준의 제품을 사용하였다.
비교예 2
비교예 1과 동일하게 제작하고 레진층 두께를 25um로 제작하였다.
비교예 3
비교예 1과 동일하게 제작하고 레진층 두께를 50um로 제작하였다.
비교예 4
비교예 1과 동일하게 제작하고 레진층 두께를 72um로 제작하였다.
비교예 5
비교예 1과 동일하게 제작하고 레진층 두께를 100um로 제작하였다.
[휘도 측정 방법]
- 측정기기 : Topcon사 SR-3AR 장비
- BLU : 446nm 의 Blue 광이 방출되는 엣지형 (1H)
- 시트 구조 : 광학 시트 단품 도광판 상부에 위치
- 시트 크기 : 15cm × 15cm
실험예 1
패턴 형상에 따른 휘도 물성 비교
패턴 형상 피치 (um) 각도 (°) 또는 높이 (um) 레진층 두께 (um) 휘도 (%)
비교예1 - - - 60 100
실시예1 프리즘 20 95 60 109.5
실시예2 110 60 112
실시예3 120 60 115
실시예4 50 95 60 112
실시예5 110 60 116
실시예6 120 60 117
실시예7 70 95 60 115
실시예8 110 60 117.5
실시예9 120 60 118
실시예10 렌즈 20 5 60 115
실시예11 4 60 112
실시예12 2 60 110
실시예13 50 12.5 60 117.5
실시예14 10 60 115
실시예15 5 60 111.5
실시예16 70 17.5 60 117
실시예17 14 60 114
실시예18 7 60 112
양자점이 분산된 고분자 레진층 두께에 따른 휘도 물성 비교
　 레진층 두께 (um) 휘도 (%)
비교예1 60 100
비교예2 25 66
비교예3 50 86
비교예4 72 116
비교예5 100 135
상기 표 1 내지 2를 참조하면, 동일한 레진층 두께를 가지는 광학 시트임에도 불구하고 본 발명과 같이 고분자 레진층의 일면에 패턴 성형된 실시예 1 내지 18의 광학 시트가 비교예에 따른 광학 시트에 비하여 현저히 향상된 휘도 물성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.
양자점이 분산된 고분자 레진층 굴절률에 따른 휘도 물성 비교
　 레진층 두께 (um) 패턴화된 고분자 레진층의 굴절률 피치(um) 각도(°) 휘도 (%)
비교예1 60 - - - 100
실시예19 60 1.49 50 95 112
실시예20 60 1.53 115
실시예21 60 1.57 118
실시예22 60 1.62 121
한편, 표 3을 참조하면, 본 발명에 개시된 범위의 굴절률을 가지는 패턴화된 고분자 레진층을 포함하는 광학 시트(실시예 19 내지 22)는, 비교예에 따른 광학 시트 대비 향상된 휘도 특성을 가지는 것을 확인할 수 있었다.

Claims (19)

  1. 고분자 수지에 복수의 비카드뮴계 양자점이 분산되며, 일면 또는 양면이 패턴화된 고분자 레진층;
    상기 고분자 레진층의 일면에 형성된 제1 배리어 필름; 및
    상기 고분자 레진층의 또 다른 일면에 형성된 제2 배리어 필름;을 포함하고,
    상기 고분자 레진층의 하부면은 프리즘 패턴화 또는 렌즈 패턴화된 것이며,
    상기 고분자 레진층의 하부면이 프리즘 패턴화인 경우 상기 프리즘 패턴의 피치는 20 내지 70μm이고, 꼭지각도는 95 내지 120°이며, 상기 패턴의 단면은 삼각형이고,
    상기 고분자 레진층의 하부면이 렌즈 패턴화인 경우 상기 렌즈 패턴의 피치는 20 내지 70㎛이고, 피치 대 높이의 비율은 4 : 1 내지 10 : 1이며, 상기 패턴의 단면은 반원형인 광학 시트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 라우릴 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌, 폴리스타이렌, 에틸렌-스타이렌 공중합체, 비스페놀 A및 비스페놀 A유도체가 포함된 아크릴레이트, 플루오렌 유도체가 포함된 아크릴레이트, 이소보닐아크릴레이트, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디페닐실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산, 플루오르화 실리콘, 비닐 및 수소화물 치환 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 고분자 수지인 광학 시트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 수지는 WVTR=10-2g/m2/day 이하의 수분 투과성 및
    OTR=10-2cc/m2/day 이하의 산소 투과성을 가지는 광학 시트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 비카드뮴계 양자점은 II-VI 족, III-V족, IV-VI 족 및 IV 족 반도체로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 무기재료인 광학 시트.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 비카드뮴계 양자점은 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C, P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, Si3N4, Ge3N4 및 이들의 조합으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 무기재료인 광학 시트.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 고분자 레진층의 두께는 10 내지 100 um인 광학 시트.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 패턴화된 고분자 레진층의 굴절률은 1.49 내지 1.65인 광학 시트.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 배리어 필름은 기재, 상기 기재 상에 형성된 유기 배리어층, 상기 유기 배리어층 상에 형성된 무기 배리어층 및 상기 무기 배리어층 상에 형성된 오버코트 층을 포함하는 광학 시트.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 기재는 PET, COP, COC, PC, PMMA, TAC, 폴리이미드 또는 폴리에틸렌나프탈렌 필름인 광학 시트.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층의 두께는 300 내지 1000 nm인 광학 시트.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 유기 배리어층은 알콕시 실란들, 폴리디메틸실록산, 비닐메톡시실록산, 폴리페닐메틸실세스퀸옥산, 폴리페닐알킬실록산, 폴리디알킬실록산, 실세스퀴옥산들, 플루오르화 실리콘들 및 수소화물 치환 실리콘으로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질 또는,
    상기 선택되는 물질에 우레탄 아크릴레이트 , 에폭시 아크릴레이트스타이렌, 아크릴레이트, 노르보렌, 폴리에틸렌 및 스타이렌-부틸-스타이렌 폴리머로 이루어지는 군에서 선택되는 1종 이상의 물질이 혼합된 혼합물을 포함하는 광학 시트.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 무기 배리어층의 두께는 20 내지 200 nm인 광학 시트.
  17. 제 12 항에 있어서,
    상기 무기 배리어층은 Si, Al, In, Sn, Zn, Zr, Ti, Cu, Ce, Yt, La , Ba, Mg, F2, Sb , Sr 및 Ta 로 이루어진 군으로부터 선택되는 1 종 이상의 금속을 함유하는 산화물, 질화물, 탄화물, 산화질화물, 산화탄화물, 질화탄화물, 또는 산화질화탄화물을 포함하는 광학 시트.
  18. 제 12 항에 있어서,
    상기 오버코트 층의 두께는 30 내지 300 nm인 광학 시트.
  19. 제 12 항에 있어서,
    상기 오버코트 층은 우레탄아크릴레이트, 에폭시아크릴레이트, 우레탄/에폭시아크릴레이트, 에스테르아크릴레이트, 규소함유 아크릴레이트, 펜타아리트리톨 트리아크릴레이트, 폴리올 변성 우레탄 아크릴레이트, 이소시아네이트 실란 변성 아크릴레이트 및 하이드록시알킬아크릴레이트로 이루어진 군에서 선택된 1종 또는 이들의 혼합물을 포함하는 광학 시트.
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