KR101756522B1 - 양자점-수지 복합체의 제조 방법, 양자점-수지 복합체, 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 양자점-수지 복합체는, 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase) 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함한다

Description

양자점-수지 복합체의 제조 방법, 양자점-수지 복합체, 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치{METHOD FOR MAMUFACTUING QUANTUM DOT-RESIN COMPLEX, QUANTUM DOT-RESIN COMPLEX, LIGHT CONVERSION FILM, BACKLIGHT UNIT AND DISPLAY DEVICE COMPRISING THE SAME}

본 발명은 양자점-수지 복합체 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 양자점에서 발광되는 빛의 추출 효율이 우수하며, 고신뢰성을 갖는 양자점-수지 복합체의 제조방법, 이를 이용하여 제조된 양자점-수지 복합체 및 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치에 관한 것이다.

양자점(Quantum Dot, QD)은 양자 고립 효과(quantum confinement effect)를 가지는 수 나노(nm) 크기의 반도체성 나노 크기 입자로, 벌크(bulk) 상태에서 일반적인 반도체성 물질이 가지고 있지 않은 우수한 광학적, 전기적 특성을 나타낸다. 양자점은 빛 등의 에너지로 자극하면 빛을 발광할 수 있으며, 입자의 크기에 따라서 방출하는 빛의 색상이 달라진다. 또한, 양자점은 유기 물질 계열의 형광염료(fluorescent dye)와 비교하여 발광 효율 및 색순도가 우수하고, 무기물 계열의 반도체 조성으로 이루어져 있어 광 안전성이 우수하다는 장점이 있다. 이와 같은 특성에 의해 양자점은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED), 바이오센서(bio sensor), 레이저, 태양전지 등의 소자로 주목받고 있다.

한편, 상기와 같은 양자점을 이용한 디바이스를 제작하기 위해서는 양자점을 부품화하기 위해 디양한 형태로 제조할 수 있는 잉크와 같은 2차 원재료로 개발하여야 하며, 부품화하였을 때 양자점이 갖는 광 특성이 오랫동안 유지되는 신뢰성을 확보되어야 한다. 양자점은 열, 수분 또는 산소 등에 의해 쉽게 열화되기 때문에 양자점의 열화를 방지할 수 있도록 투습, 투기율이 낮은 수지와 혼합하여 신뢰성을 향상시키는 방안이 연구되고 있다.

그러나, 현재 시판되고 있는 양자점들은 대부분 분산성 향상을 위해 양자점 표면이 소수성 리간드 등으로 캡핑되어 있어 분산 가능한 매질의 종류가 극히 한정적이며, 이로 인해, 신뢰성 향상을 위해 혼합되는 수지와 잘 섞이지 않아 상 분리가 발생하거나, 큰 사이즈의 이멀젼 상을 형성하여 필름 등으로 제조할 경우 코팅 불량이 발생하거나, 광 성능이 저하되는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 서로 다른 매카니즘으로 경화되는 수지를 이용하여 경화 시에 미세상을 형성하고, 경화 속도의 차이를 이용하여 미세상의 크기를 조절할 수 있는 양자점-수지 복합체의 제조 방법을 제공하고자 한다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 의해 제조된 양자점-수지 복합체 및 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치를 제공하고자 한다.

일 구현예에 따르면, 본 발명은 양자점-수지 복합체를 제공하며, 본 발명에 따른 양자점-수지 복합체는, 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함한다.

다른 구현예에 따르면, 본 발명은 양자점-수지 복합체의 제조 방법을 제공하며, 본 발명에 따른 제조 방법은, 양이온 경화형 수지 및 양이온 개시제를 포함하는 제1수지 용액을 준비하는 단계, 양자점, 라디칼 경화형 수지 및 라디칼 개시제를 포함하는 제2수지 용액을 준비하는 단계, 상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계, 및 상기 혼합액을 도포한 후 광 경화시키는 단계를 포함한다.

또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함하는 양자점-수지 복합체로 이루어진 광 변환층 및 상기 광 변환층의 적어도 일면에 배치되는 배리어 필름을 포함하는 광 변환 필름을 제공한다.

또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 광원 유닛과 광 변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공하며, 이때, 상기 광 변환 필름은 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 광 변환층 및 상기 광 변환층의 적어도 일면에 배치되는 배리어 필름을 포함한다.

또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 광원 유닛 및 광 변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 상기 백라이트 유닛 상에 배치되는 표시 패널을 포함하는 표시장치를 제공하며, 이때, 상기 광 변환 필름은 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 광 변환층 및 상기 광 변환층의 적어도 일면에 배치되는 배리어 필름을 포함한다.

본 발명은 서로 다른 경화 매카니즘을 갖는 2종의 수지를 이용하여 경화 시에 상 분리가 발생하도록 함으로써, 제막 시에 이멀젼 상에 의해 코팅 불량이 발생하거나 광 성능이 저하되는 것을 최소화할 수 있도록 하였다.

또한, 본 발명에 따르면, 양이온 경화형 수지와 라디칼 경화형 수지의 경화 속도를 조절함으로써 미세상의 크기를 조절할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 양자점-수지 복합체의 경우, 제1상과 제2상의 경계면에서 광 산란이 유도되어, 광 추출 효율이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 광 경화 매카니즘을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 양자점-수지 복합체를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 광 변환 필름의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 표시 장치의 일 실시예를 보여주는 도면이다.
도 7은 실시예 1 ~ 5에 의해 제조된 광 변환 필름을 보여주는 사진들이다.
도 8은 비교예 1에 의해 제조된 광 변환 필름을 보여주는 사진이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 구체적으로 설명한다. 다만, 하기 도면은 본 발명에 대한 이해를 돕기 위해 제공되는 것일 뿐, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 명세서 상에서 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.

구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.

위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.

시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.

제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있다.

본 발명의 여러 구현예들 각각의 특징들은 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합이 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 구현예들은 서로에 대하여 독립적으로 실시될 수도 있고, 또는 연관 관계로 함께 실시될 수도 있다.

본 발명자들은 광학 성능이 우수하며, 고신뢰성을 갖는 광 변환 필름을 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 경화 매카니즘이 상이한 2종의 수지를 이용하여 광 변환 필름을 제조할 경우, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고, 본 발명을 완성하였다.

먼저, 본 발명에 따른 양자점-수지 복합체의 제조 방법에 대해 설명한다.

도 1에는 본 발명에 따른 양자점-수지 복합체의 제조 방법이 도시되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양자점-수지 복합체의 제조 방법은, 제1수지 용액을 준비하는 단계(S₁), 제2수지 용액을 준비하는 단계(S₂), 혼합액을 형성하는 단계(S₃) 및 상기 혼합액을 경화시키는 단계(S₄)를 포함한다.

먼저, 양이온 경화형 수지 및 양이온 개시제를 포함하는 제1수지 용액을 준비한다(S₁). 이때, 상기 양이온 경화형 수지는, 이로써 한정되는 것은 아니나, 예를 들면, 에폭시기를 갖는 에폭시계 수지일 수 있으며, 구체적으로는, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지 또는 이들의 조합일 수 있다. 보다 구체적으로는, 에폭시계 수지는 하기 [화학식 1] 및/또는 [화학식 2]로 표시되는 화합물을 포함하는 것일 수 있다.

[화학식 1]

상기 [화학식 1]에서, m은 1 내지 10,000인 정수임.

[화학식 2]

상기 [화학식 2]에서, n은 1 내지 10,000인 정수임.

상기와 같은 에폭시계 수지는 낮은 투습율과 투기율을 갖기 때문에, 이들 수지를 사용할 경우, 산소나 수소 등에 의해 양자점이 열화되는 것을 방지할 수 있어, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

다음으로, 상기 양이온 개시제는 양이온 경화형 수지의 중합을 개시하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 양이온 개시제들, 예를 들면, 트리알릴술포늄헥사플루오로포스페이트, 트리아릴술포늄헥사플루오로안티모네이트 등과 같은 술포늄염; 디아릴요오도늄헥사플루오로포스페이트, 디페닐요오도늄헥사플루오로안티모네이트, 비스(도데실페닐)요오도늄테트라키스(펜타플루오로페닐)보레이트, 요오도늄[4-(4-메틸페닐-2-메틸프로필)페닐]헥사플루오로포스페이트 등과 같은 요오도늄염; 테트라플루오로포스포늄헥사플루오로포스페이트 등과 같은 포스포늄염; 피리디늄염 등이 사용될 수 있다.

이때, 상기 양이온 개시제는 양이온 경화형 수지의 경화 속도를 조절하기 위해 그 함량을 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 양이온 경화형 수지의 경화 속도를 빠르게 하고 싶은 경우에는 양이온 개시제를 많이 혼합하고, 양이온 경화형 수지의 경화속도를 느리게 하고 싶은 양이온 개시제를 소량 혼합하는 방법으로 양이온 경화형 수지의 경화 속도를 조절할 수 있다. 바람직하게는, 상기 양이온 개시제는 상기 양이온 경화형 수지 100중량부에 대하여, 0.1중량부 내지 5중량부 정도의 함량으로 포함되는 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.

한편, 상기 제1수지 용액에는, 점도, 접착력, 유연성, 경화도, 광 성능 등과 같은 물성을 조절하기 위해, 상기 성분들 이외에 성분들이 더 포함될 수 있다.

예를 들면, 상기 제1수지 용액에는, 필요에 따라, 에폭시 (메트)아크릴레이트가 더 포함될 수 있다. 에폭시 (메트)아크릴레이트는 에폭시기와 아크릴기를 갖는 화합물로, 예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 이와 같은 에폭시 (메트)아크릴레이트는 일 말단에 라디칼 경화성인 아크릴기를 가지고, 다른 말단에 양이온 경화성인 에폭시 고리를 가져, 경화 시에 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트에 의해 양이온 경화형 수지와 라디칼 경화형 수지 사이를 연결하는 네트워크가 형성되며, 그 결과, 양자점-수지 복합체가 더욱 조밀한 구조로 형성되어 수분이나 산소가 복합체 내부로 침투하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있도록 해준다. 이때, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트는 양이온 경화형 수지 100중량부에 대하여, 0.1 중량부 내지 20중량부, 바람직하게는 1중량부 내지 15중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다. 에폭시 (메트)아크릴레이트의 함량이 0.1중량부 미만인 경우에는 네트워크 형성 효과가 미미하며, 80중량%를 초과하는 경우에는 양자점의 응집 및 상분리가 발생하고 QD 복합체 상 안정성이 나빠지며 전체 수지의 점도가 상승해 필름 제막이 어려워질 수 있다.

또한, 상기 제1수지 용액에는, 필요에 따라, 광 산란제가 더 포함될 수 있다. 상기 광 산란제는 광 변환 필름에서 여기광과 방출광을 산란시켜 광 이용 효율을 향상시키기 위한 것으로, 무기계 광 산란제 또는 유기계 광 산란제일 수 있다. 상기 무기계 광 산란제의 구체적인 예로는, 실리콘(Silicon), 실라카(Silica), 알루미나(Alumina), 이산화티타늄(TiO₂), 지르코니아(ZrO₂), 황산바륨(Barium Sulfate), 산화아연(ZnO) 및 이들의 조합을 포함하는 입자 등을 들 수 있으며, 상기 유기계 광 산란제의 구체적인 예로는, 폴리메틸메타크릴레이트(Poly(methylmethacrylate), PMMA)계 폴리머, 벤조구아나민(Benzoguanamine)계 폴리머 또는 이들의 조합을 포함하는 고분자 입자 등을 들 수 있다. 상기 무기계 광 산란제 및 유기계 광 산란제들은 각각 단독으로 사용되거나, 혼합하여 사용될 수 있으며, 크기가 다른 2종 이상의 광 산란제를 혼합하여 사용할 수도 있다.

한편, 상기 광 산란제는 양이온 경화형 수지 100중량부에 대하여, 50중량부 이하, 바람직하게는 5중량부 내지 30중량부, 더 바람직하게는 5중량부 내지 20중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다. 광 산란제의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 광 산란제에 의한 광 흡수가 증가하여 광 이용효율이 떨어져 전체적인 휘도 감소가 발생할 수 있으며, 제1 수지 용액의 점도가 상승하고, 틱소트로피(thixotropy) 현상이 발생하여 균일한 막을 형성하기 어렵고, 특히, 25 ㎛ 이하의 박막을 형성하기 어려울 수 있다. 한편, 이로써 한정되는 것은 아니나, 색 특성을 고려할 때, 광 산란제의 함량은 5중량부 이상인 것이 더욱 바람직하다.

다음으로, 양자점, 라디칼 경화형 수지 및 라디칼 개시제를 포함하는 제2수지 용액을 준비한다(S₂ 단계).

상기 양자점은 발광 나노 입자로 양자 고립 효과(quantum confinement effect)를 가지는 소정 크기의 입자를 의미한다. 상기 양자점은 화학적 합성 공정을 통해 만드는 수 나노미터(nm) 크기의 반도체 결정체로 광원으로부터 주입되는 광의 파장을 변환하여 출사한다.

상기 양자점은, 예를 들면, CdS, CdO, CdSe, CdTe, Cd₃P₂, Cd₃As₂, ZnS, ZnO, ZnSe, ZnTe, MnS, MnO, MnSe, MnTe, MgO, MgS, MgSe, MgTe, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Hg1₂, AgI, AgBr, Al₂O₃, Al₂S₃, Al₂Se₃, Al₂Te₃, Ga₂O₃, Ga₂S₃, Ga₂Se₃, Ga₂Te₃, In₂O₃, In₂S₃, In₂Se₃, In₂Te₃, SiO₂, GeO₂, SnO₂, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO₂, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaInP_{2 ,} InN, InP, InAs, InSb, In₂S₃, In₂Se₃, TiO₂, BP, Si, Ge, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 반도체 결정을 포함하는 단일층 또는 다중층 구조의 입자일 수 있다.

한편, 상기 양자점의 직경은 1nm 내지 10nm 정도일 수 있다. 양자점은 그 크기에 따라 발광 파장이 달라지므로, 적절한 크기의 양자점을 선택하여 원하는 색깔의 광을 얻을 수 있다. 본 발명에서는 상기 양자점으로, 예를 들면, 적색 발광 양자점, 녹색 발광 양자점 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.

한편, 상기 양자점은 양자점들간의 응집을 방지하기 위해 양자점 표면에 캡핑층을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층은 상기 양자점의 표면에 배위 결합된 리간드층일 수도 있고, 소수성 유기분자로 코팅된 표면층일 수 있다.

예를 들면, 상기 캡핑층은 무극성을 나타내는 장쇄 알킬 또는 아릴기를 갖는 포스핀 옥사이드, 유기 아민, 유기산, 포스폰산 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질층일 수 있다. 예를 들면, 상기 캡핑층은 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드(TOPO), 스테아르산, 팔미트산, 옥타데실아민, 헥사데실아민, 도데실아민, 라우르산, 올레산 헥실포스폰산 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택된 물질층일 수 있다.

한편, 상기 양자점은 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 합한 전체 중량에 대하여, 0.01중량% 내지 5중량% 정도, 바람직하게는 0.1중량% 내지 2중량% 정도의 함량으로 포함되는 것이 바람직하다. 양자점의 함량이 상기 수치 범위를 벗어날 경우, 적절한 광변환을 위한 양자점 필름의 최소 두께가 너무 얇거나 너무 두꺼워져 균일한 필름을 제작하기 어려울 수 있다. 구체적으로는, 양자점 농도가 5중량%를 초과하는 경우에는, 양자점 간 간격이 감소하여 발광빔의 파장 변환이 크게 발생할 수 있으며, 이를 방지하기 위해 필름의 두께를 두껍게 형성할 경우에는 양자점이 아닌 수지와 배리어 필름에 의한 광 흡수율이 높아져 광 효율이 낮아진다는 문제점이 있다.

다음으로, 상기 라디칼 경화형 수지는 자유 라디칼(free-radical) 반응에 의해 중합이 올리고머 및/또는 모노머를 포함하는 수지이다. 한편, 자유 라디칼 반응은 자외선 등과 같은 활성 에너지선에 의해 라디칼 개시제가 활성화되어 자유 라디칼을 생성하고, 생성된 라디칼이 올리고머 또는 모노머를 활성화시켜 중합 반응이 진행되는 것을 의미한다.

한편, 본 발명에 있어서, 상기 라디칼 경화형 수지는 고무계 올리고머 및/또는 아크릴계 모노머를 포함하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 고무계 올리고머는 극성 부분과 무극성 부분을 포함하는 것이 바람직하다. 상기 올리고머 내의 극성 부분 및 무극성 부분의 존재 형태는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 극성 부분으로 이루어진 블록과 무극성 부분으로 이루어진 블록들이 결합된 블록 공중합체 형태일 수도 있고, 극성 부분을 갖는 반복 단위와 무극성 부분을 갖는 반복 단위들이 랜덤하게 결합되어 있는 랜덤 공중합체 형태일 수도 있으며, 무극성 부분이 주쇄에 존재하고, 극성 부분이 측쇄에 존재하는 형태, 또는 극성 부분이 주쇄에 존재하고, 무극성 부분에 측쇄에 존재하는 형태일 수도 있다.

이때, 상기 극성 부분은 케톤기, 에스테르기, 에테르기, 카르복시기, 히드록시기, 아미드기, 아민기 및 고리형 산 무수물기로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 극성기를 포함하는 것이 바람직하다. 한편, 상기 고리형 산 무수물기는, 예를 들면, 무수숙신산기, 무수말레산기, 무수글루타르산기 또는 무수프탈산기 등일 수 있다.

한편, 상기 무극성 부분은 탄소 및 수소로 이루어진 탄화수소 사슬을 포함하는 것일 수 있다.

한편, 상기 고무계 올리고머는 라디칼 경화형 수지 100중량부에 대하여, 15중량부 내지 80중량부 정도, 바람직하게는 15중량부 내지 30중량부 정도, 더 바람직하게는 15중량부 내지 25중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다. 고무계 올리고머의 함량이 15중량부 미만인 경우에는 양자점 분산성이 저하되어 양자점 응집이 발생할 수 있으며, 80중량부를 초과하는 경우에는 최종 양자점 복합체의 점도가 상승하여 박막의 필름을 형성하기 어렵다는 문제점이 있다. 또한 고무계 올리고머의 경우 수분과 산소 투과율이 상대적으로 높기 때문에, 고무계 올리고머의 함량이 너무 높아지면, 필름의 에지부에서 수분과 산소가 침투하기 쉬워져 양자점이 열화되는 문제점이 야기될 수 있으며, 이로 인해 최종 제품의 신뢰성이 저하될 수 있다.

다음으로, 상기 아크릴계 모노머는 양자점을 용해시켜 분산시키기 위한 것으로, 예를 들면, 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 아크릴레이트 에스테르, 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 트리에카트릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 아크릴계 모노머는 라디칼 경화형 수지 100중량부에 대하여, 20중량부 내지 85중량부 정도, 바람직하게는 70중량부 내지 85중량부 정도, 더 바람직하게는 75중량부 내지 85중량부의 함량으로 포함될 수 있다. 아크릴계 모노머의 함량이 상기 수치 범위를 만족할 때, 양자점의 분산이 원활하게 이루어질 뿐만 아니라 저점도의 양자점 복합체 제조가 가능하여 공정성을 확보할 수 있기 때문이다.

다음으로, 상기 라디칼 개시제는 라디칼 경화형 수지 내의 고무계 올리고머 및/또는 아크릴계 모노머의 중합을 개시하기 위한 것으로, 당해 기술 분야에 잘 알려져 있는 라디칼 개시제, 예를 들면, 금속계 개시제, 에폭시계 개시제, 이소시아네이트계 개시제, 아민계 개시제 등이 사용될 수 있다. 시판되는 광 개시제로는, 예를 들면, 이가큐어 184 등을 들 수 있다. 한편, 상기 라디칼 개시제는 라디칼 경화형 수지의 경화 속도를 조절하기 위해 그 함량을 적절하게 조절할 수 있다. 즉, 라디칼 경화형 수지의 경화 속도를 빠르게 하고 싶은 경우에는 라디칼 개시제를 많이 혼합하고, 라디칼 경화형 수지의 경화속도를 느리게 하고 싶은 라디칼 개시제를 소량 혼합하는 방법으로 라디칼 경화형 수지의 경화 속도를 조절할 수 있다. 예를 들면, 상기 라디칼 개시제는 라디칼 경화형 수지 100중량부에 대하여, 0.5중량부 내지 20중량부 정도, 바람직하게는 1중량부 내지 5중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다.

한편, 상기 제2수지 용액에는 물성 조절을 위해 상기 성분들 이외에 추가 성분들이 더 포함될 수 있다.

예를 들면, 상기 제2수지 용액에는, 필요에 따라, 에폭시 (메트)아크릴레이트가 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트는 에폭시기와 아크릴기를 갖는 화합물로, 예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 이와 같은 에폭시 (메트)아크릴레이트는 일 말단에 라디칼 경화성인 아크릴기를 가지고, 다른 말단에 양이온 경화성인 에폭시 고리를 가져, 경화 시에 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트에 의해 양이온 경화형 수지와 라디칼 경화형 수지 사이를 연결하는 네트워크가 형성되며, 그 결과, 양자점-수지 복합체가 더욱 조밀한 구조로 형성되어 수분이나 산소가 복합체 내부로 침투하는 것을 더욱 효과적으로 방지할 수 있도록 해준다. 이때, 상기 에폭시 (메트)아크릴레이트는 라디칼 경화형 수지 100중량부에 대하여, 0.1중량부 내지 10중량부, 바람직하게는 1중량부 내지 5중량부 정도의 함량으로 포함될 수 있다.

상기와 같은 과정을 거쳐, 제1수지 용액 및 제2수지 용액이 준비되면, 상기 상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합하여 혼합액을 형성한다(S₃ 단계). 이때, 상기 제1수지 용액과 제2수지 용액의 혼합 비율은 중량비로 10 : 1 내지 1 : 1 정도, 바람직하게는 8 : 1 내지 1 : 1 정도, 더 바람직하게는 5 : 1 내지 1 : 1 정도일 수 있다. 혼합 비율이 상기 범위를 벗어날 경우, 신뢰성이 약하거나 양자점이 균분산 되지 않아 응집체가 발생하는 문제점이 발생할 수 있다.

그런 다음, 상기 혼합액을 경화시켜 양자점-수지 복합체를 형성한다. 이때, 상기 경화는 혼합액을 기재 상에 도포한 후 자외선 등을 조사하여 광 경화하는 방법으로 수행될 수 있다. 도 2에는 본 발명의 혼합액을 광 경화시켰을 때 발생하는 상 분리 과정을 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 2(A)에 도시된 바와 같이, 혼합액을 기재 상에 도포한 상태에서는, 양이온 경화형 수지(310)와 라디칼 경화형 수지(410)가 균질하게 혼합되어 있다. 그러나, 여기에 자외선과 같은 활성 에너지선을 조사하면, 도 2(B)에 도시된 바와 같이, 양이온 경화형 수지(310)와 라디칼 경화형 수지(410)가 역확산(counter diffusion)되면서, 상 분리가 일어나게 된다. 양이온 경화형 수지는 양이온 개시제에 의해 경화가 진행되고, 라디칼 경화형 수지는 라디칼 개시제에 의해 경화가 진행되기 때문이다. 그 결과 경화가 완료된 후에는 도 2(C)에 도시된 바와 같이, 양이온 경화형 수지로 이루어지는 상(phase)(300)과 라디칼 경화형 수지로 이루어지는 상(phase)(400)이 분리되어 나타나게 된다.

본 발명의 양자점-수지 복합체 제조 방법에 따르면, 상 분리가 경화 단계에서 발생하고, 혼합액 상태에서는 상 분리가 일어나지 않기 때문에, 필름 제막 시에 이멀젼 상에 의한 코팅 불량 등이 발생하지 않아 광 성능이 우수하다.

또한, 양이온 개시제나 라디칼 개시제의 종류나 함량 등을 조절하는 등의 방법을 통해, 양이온 경화형 수지와 라디칼 경화형 수지의 경화 속도를 조절함으로써, 상기 각각의 수지에 의해 형성되는 상(phase)의 크기를 조절할 수 있다. 두 수지 사이의 경화 속도의 차이가 크면 상대적으로 경화 속도가 빠른 물질이 먼저 경화되면서 그 크기가 커지게 된다. 반면에, 두 수지 사이의 경화 속도 차이가 크지 않으면, 분산 상의 크기가 작게 형성되게 된다.

도 3에는 상기와 같은 방법으로 제조된 본 발명의 양자점-수지 복합체를 보여주는 도면이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 양자점-수지 복합체는, 서로 구별되는 2개의 상(phase)(300, 400)을 포함하며, 보다 구체적으로는, 제1상(first phase)(300) 내에 제2상(second phase) (400)이 분산되어 분포하는 형태로 형성된다.

이때, 상기 제1상(first phase)(300)은, 상기한 제1수지 용액에 포함되는 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하며, 상기 제2상(second phase)(400)은 상기한 제2수지 용액에 포함되는 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위와 양자점(500)을 포함한다. 또한, 도시되어 있지는 않으나, 본 발명의 양자점-수지 복합체는, 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함한다.

이때, 상기 양이온 경화형 수지는 에폭시계 수지인 것이 바람직하며, 예를 들면, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지 또는 이들의 조합을 포함하는 것일 수 있다.

또한, 상기 라디칼 경화형 수지는 고무계 올리고머 및/또는 아크릴계 모노머를 포함할 수 있으며, 이때, 상기 고무계 올리고머는 극성 부분과 무극성 부분을 포함하는 것이 바람직하며, 상기 아크릴계 모노머는 라우릴 아크릴레이트, 라우릴 메타크릴레이트, 이소보닐 아크릴레이트, 이소보닐 메타크릴레이트, 아크릴레이트 에스테르, 헥실 아크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트 및 트리메틸올프로판 트리에카트릴레이트로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

한편, 바람직하게는, 상기 양자점-수지 복합체는 에폭시 아크릴레이트로부터 유도된 단위를 더 포함할 수 있으며, 이때, 상기 에폭시 아크릴레이트는, 예를 들면, 글리시딜 메타크릴레이트, 글리시딜 아크릴레이트 또는 이들의 조합일 수 있다. 상기 에폭시 아크릴레이트로부터 유도된 단위는 제1상과 제2상 사이에 네트워크를 형성하여 양자점-수지 복합체가 보다 조밀하게 형성될 수 있도록 하며, 그 결과 수분이나 공기 등의 침투를 방지하여 양자점-수지 복합체의 신뢰성을 향상시켜주는 효과가 있다.

다음으로, 상기 양이온 개시제는 술포늄염, 요오도늄염, 포스포늄염, 피리디늄염 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 상기 라디칼 개시제는 금속계 개시제, 에폭시계 개시제, 이소시아네이트계 개시제, 아민계 개시제 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.

상기 양자점-수지 복합체는 광 산란제를 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 광 산란제는 무기계 광 산란제 또는 유기계 광 산란제일 수 있으며, 보다 구체적으로는, 실리콘, 실라카, 알루미나, 이산화티타늄, 지르코니아, 황산바륨, 산화아연, 폴리메틸메타크릴레이트계 폴리머, 벤조구아민계 폴리머 및 이들의 조합으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상일 수 있다.

한편, 상기와 같은 본 발명의 양자점-수지 복합체는 투습, 투기성이 낮은 양이온 경화형 수지가 양자점을 포함하는 라디칼 경화형 수지를 감싸고 있어, 수분 및 산소로 인한 양자점 열화가 방지되어 신뢰성이 우수하다.

또한, 본 발명의 양자점-수지 복합체의 경우, 제1상과 제2상이 서로 다른 재질로 이루어져 있어, 제1상과 제2상 사이의 경계면에서 광 산란이 발생하며, 이로 인해 광 추출 효율이 향상되는 효과가 있다.

다음으로, 본 발명의 광 변환 필름에 대해 설명한다. 도 4에는 본 발명의 광 변환 필름의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 변환 필름(270)은 광 변환층(272) 및 상기 광 변환층(272)의 적어도 일면에 배치되는 배리어 필름(271)을 포함한다.

본 발명의 광 변환 필름(270)은, 배리어 필름(271) 필름 상에 상기 제1수지 용액과 제2수지 용액을 혼합한 혼합액을 도포한 후, 경화시키는 방법으로 제조될 수 있다. 배리어 필름(271) 상에 도포된 혼합액이 경화되면서, 본 발명의 양자점-수지 복합체, 즉, 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 광 변환층(272)이 형성된다. 상기 양자점-수지 복합체와 관련하여서는 상기에서 자세히 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.

한편, 상기 배리어 필름(271)은 상기 광 변환층(272)을 지지하고, 보호하기 위한 것으로, 보다 구체적으로는, 외부 공기 중 수분이나 산소 등이 광 변환층(272)으로 투입되어 양자점(500)을 열화시키는 것을 방지하기 위한 것이다.

이를 위해, 상기 배리어 필름(271)은 수분 및/또는 산소에 대해 차단성이 높은 단일 물질 또는 복합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 배리어 필름(271)은 수분 및/또는 산소에 대한 차단성이 높은 고분자, 예를 들면, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알코올, 에틸렌 비닐 알코올, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리비닐리덴 클로라이드, 나일론, 폴리아미노 에테르, 사이클로올레핀계 호모 폴리머 또는 코폴리머를 포함할 수 있다.

한편, 도면 상에는, 상기 배리어 필름 (271)이 단일층인 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 배리어 필름은 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 배리어 필름(271)은 베이스 기재 및 상기 베이스 기재 상에 배치된 보호막이 적층된 구조일 수 있다.

예를 들면, 상기 배리어 필름(271)은 베이스 기재 상에 수분 및/또는 산소에 대한 차단성이 높은 무기막 또는 유-무기 하이브리드막이 코팅된 형태일 수 있으며, 이때, 상기 무기막 또는 유-무기 하이브리드막은 Si, Al 등의 산화물 또는 질화물을 주성분으로 한 것일 수 있다. 한편, 이 경우, 상기 베이스 기재로는 광 투과율 및 내열성이 높은 고분자 필름이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN), 환형 올레핀 공중합체(COC), 환형올레핀 중합체(COP) 등을 포함하는 고분자 필름이 사용될 수 있다.

상기 배리어 필름(271)은, 37.8℃, 100% 상대습도 조건 하에서 투습율이 10^-1g/m²/day 내지 10^-5 g/m²/day 정도이고, 23℃, 0% 상대습도 조건 하에서, 투기율이 10^-1cc/m²/day/atm 내지 10^-2cc/m²/day/atm 정도인 것이 바람직하다.

또한, 상기 배리어 필름(271)의 직선 투과율은 420nm ~ 680nm 가시광선 영역에서 88% 내지 95% 정도인 것이 바람직하다.

다음으로, 본 발명의 백라이트 유닛 및 표시장치에 대해 설명한다.

도 5 및 도 6에는 본 발명의 표시장치의 일 실시예가 도시되어 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시 장치는 백라이트 유닛(200) 및 표시 패널(100)을 포함한다.

본 발명의 백라이트 유닛(200) 및 표시 장치는, 상기한 본 발명의 광 변환 필름(270), 즉, 양이온 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제1상(first phase), 양자점 및 라디칼 경화형 수지로부터 유도된 단위를 포함하는 제2상(second phase), 양이온 개시제 및 라디칼 개시제를 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 광 변환층; 및 상기 광 변환층의 적어도 일면에 배치되는 배리어 필름을 포함하는 광 변환 필름(270)을 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

보다 구체적으로는, 상기 백라이트 유닛(200)은 표시 패널(100)에 광을 제공하기 위한 것으로, 광원 유닛(240) 및 본 발명의 광 변환 필름(270)을 포함한다. 또한, 상기 백라이트 유닛(200)은 필요에 따라, 바텀 케이스(210), 반사판(220), 도광판(230), 가이드 패널(250), 광학 시트(260) 등을 더 포함할 수 있다. 광 변환 필름(270)의 구체적인 내용은 상술하였으므로, 여기에서는 백라이트 유닛의 다른 구성요소들에 대해 설명한다.

먼저, 상기 광원 유닛(240)은 표시 패널(100)에 광을 제공하기 위한 것으로, 바텀 케이스(210) 내부에 배치될 수 있다.

상기 광원 유닛(240)은, 예를 들면, 다수개의 광원(240b) 및 상기 다수개의 광원(240b)이 실장되는 인쇄회로기판(240a)을 포함한다.

이때, 상기 광원(240b)은 청색 광을 발생시키는 청색 광원일 수 있다. 예를 들면, 상기 광원(240b)은 청색 발광다이오드일 수 있다. 이 경우, 상기 광 변환 필름(270)의 광 변환층(272)은 청색광을 적색광으로 변환시키는 양자점 및 청색광을 녹색광으로 변환시키는 양자점을 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 것일 수 있다.

또는, 상기 광원(240b)은 청색 광을 발생시키는 청색 광원 및 녹색 광을 발생시키는 녹색 광원의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 광원(240b)은 청색 발광다이오드 및 녹색 발광다이오드의 조합으로 이루어질 수 있다. 이때, 상기 광 변환 필름(270)의 광 변환층(272)은, 청색광을 적색광으로 변환시키는 양자점 및 녹색광을 적색광으로 변환시키는 양자점을 포함하는 양자점-수지 복합체를 포함하는 것일 수 있다. 이 경우 광 변환 필름에 사용되는 양자점 중 다수를 차지하는 녹색 양자점을 사용하지 않아도 되기 때문에, 양자점의 소요량을 획기적으로 줄일 수 있고, 그 결과 광 변환 필름의 제조 비용을 절감할 수 있을 뿐 아니라, 광 변환 필름의 두께를 감소시켜 박형화에 유리하다는 장점이 있다.

한편, 상기 인쇄회로기판(240a)은 상기 광원(240b)과 전기적으로 연결된다. 상기 광원(240b)은 상기 인쇄회로기판(240a)을 통해 구동 신호를 인가 받아 구동될 수 있다.

상기 인쇄회로기판(240a)은 상기 광원(240b)이 실장되는 실장면과 상기 실장면과 마주하는 접착면을 가진다. 상기 인쇄회로기판(240a)의 접착면은 상기 바텀 케이스(210)에 부착된다. 상기 인쇄회로기판(240a)은 바(bar) 형상으로 상기 바텀 케이스(210)의 일측에 배치될 수 있다.

도면 상에는 상기 바텀 케이스(210)의 내측 측면에 상기 인쇄회로기판(240a)이 부착되는 구성을 도시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 인쇄회로기판(240a)은 상기 바텀 케이스(210)의 내측 상면에 부착되거나, 상기 바텀 케이스(210)의 절곡 연장부(211) 하부면에 부착될 수도 있다.

도면 상에는 상기 바텀 케이스(210)의 일측에 광원 유닛(240)이 배치되는 구성을 도시되었으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 광원 유닛(240)은 상기 바텀 케이스(210) 내부의 서로 마주하는 양측에 배치될 수도 있다. 또한, 도면 상에는 에지 방식의 백라이트 유닛(200)을 도시하였으나, 상기 백라이트 유닛(200)은 직하 방식의 백라이트 유닛(200)일 수도 있다. 즉, 상기 광원 유닛(240)이 상기 바텀 케이스(210)의 내측 상면에 배치될 수도 있다.

한편, 상기 바텀 케이스(210)는 상부가 개구된 형상을 갖는다. 또한, 상기 바텀 케이스(210)는 광원 유닛(240), 도광판(230), 반사판(220), 광학 시트(260) 및 광변환 필름(270)을 수납하기 위해, 폐곡선 형태로 연장된 측벽을 갖는다. 이때, 상기 바텀 케이스(210)의 적어도 하나의 측벽은 상측 에지에서 절곡 연장되어 광원 유닛(240)을 커버하는 절곡 연장부(211)를 구비할 수 있다. 즉, 바텀 케이스(210)의 일측 단면은 'ㄷ'의 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 절곡 연장부(211)의 하부면에는 반사부재(243)가 더 배치될 수 있다.

상기 반사 부재(243)는 광원 하우징, 반사 필름 또는 반사 테이프일 수 있다. 상기 반사 부재(243)는 광원 유닛(240)의 광이 표시 패널(100)에 직접적으로 출사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 반사 부재(243)는 상기 도광판(230) 내부로 입사되는 광량을 증가시킬 수 있다. 이로 인해, 상기 반사 부재(243)는 표시 장치의 광 효율, 휘도 및 화질을 향상시킬 수 있다.

한편, 상기 바텀 케이스(210)는 상기 절곡 연장부(211)가 생략될 수 있다. 즉, 상기 바텀 케이스(210)의 일측 단면은 ‘ㄴ’자의 형태를 가질 수도 있다. 이러한 바텀 케이스(210)는 상기 가이드 패널(250)과 체결된다.

상기 가이드 패널(250)은 내측으로 돌출부를 포함한다. 상기 표시 패널(100)은 상기 가이드 패널(250)의 돌출부에 안착되고 지지될 수 있다. 상기 가이드 패널(250)은 서포트 메인 또는 몰드 프레임으로 지칭할 수도 있다.

상기 가이드 패널(250)은 상기 표시 패널(100)과 합착되기 위해 상기 백라이트 유닛(200)의 가장자리를 둘러싸고 배치된다. 즉, 상기 가이드 패널(250)은 틀 형상을 가진다. 예를 들면, 상기 가이드 패널(250)은 사각형의 틀 형상을 가질 수 있다. 또한, 상기 가이드 패널(250)은 상기 바텀 케이스(210)의 절곡 연장부(211)와 대응되는 영역에서 개구를 가질 수 있다.

도면에는 도시하지 않았으나, 상기 바텀 케이스(210)와 상기 가이드 패널(250)은 각각 고리(hook) 형상을 포함하여 조립되거나, 각각 돌출부와 오목부를 포함하여 조립되고 체결될 수 있다. 또한, 상기 바텀 케이스(210)와 상기 가이드 패널(250)은 접착 부재를 통해 접착할 수 있다. 다만, 도면에 한정되지 않으며, 상기 광원 유닛(240) 상에 가이드 패널(250)이 배치될 수도 있다. 이때, 상기 광원 유닛(240)에 대응되는 상기 가이드 패널(250) 하부면에는 반사 부재(243)가 배치될 수 있다.

다음으로, 상기 도광판(230)은 상기 광원 유닛(240)으로부터 제공된 광을 전반사, 굴절 및 산란을 통하여 상기 액정표시패널(100)로 균일하게 가이드하는 역할을 한다. 여기서, 상기 도광판(230)은 바텀 케이스(210) 내부에 수용된다.

상기 도광판(230)은 도면에서 일정한 두께를 가지도록 형성된 것을 도시하였으나, 도광판(230)의 형태는 이에 한정되지 않는다. 예를 들면, 상기 도광판(230)의 두께는 백라이트 유닛(200)의 전체 두께를 줄이기 위해 도광판(230)의 양측보다 중앙부를 얇게 형성할 수 있으며, 상기 광원 유닛(240)으로부터 멀어질수록 얇게 형성할 수도 있다.

또한, 균일한 면광원을 공급하기 위해 상기 도광판(230)의 일면은 특정 모양의 패턴을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 도광판(230)은 내부로 입사된 빛을 가이드하기 위하여, 타원형의 패턴(elliptical pattern), 다각형의 패턴(polygon pattern) 및 홀로그램 패턴(hologram pattern) 등 다양한 패턴을 포함할 수 있다.

도면 상에서, 상기 광원 유닛(240)은 상기 도광판(230)의 측면에 배치되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 광원 유닛(240)은 상기 도광판(230)의 적어도 일면과 대응되도록 배치될 수 있다. 예를 들면, 상기 광원 유닛(240)은 상기 도광판(230)의 일 측면 또는 양 측면에 대응되도록 배치될 수도 있고, 상기 광원 유닛(240)은 상기 도광판(230)의 하면에 대응되도록 배치될 수도 있다.

상기 반사판(220)은 상기 광원 유닛(240)으로부터 방출된 광의 진행 경로에 배치된다. 자세하게는, 상기 반사판(220)은 상기 도광판(230)과 상기 바텀 케이스(210) 사이에 배치된다. 즉, 상기 반사판(220)은 상기 도광판(230)의 하부에 배치된다. 상기 반사판(220)은 상기 바텀 케이스(210)의 상면을 향해 진행되는 광을 상기 도광판(230)으로 반사시켜 광효율을 증대시키는 역할을 할 수 있다.

도면과 달리, 상기 광원 유닛(240)이 상기 도광판(230)의 하면에 대응되도록 배치되는 경우, 상기 반사판(220)은 상기 광원 유닛(240) 상에 배치될 수 있다. 자세하게는, 상기 반사판(220)는 상기 광원 유닛(240)의 인쇄회로기판(240a) 상에 배치된다. 또한, 상기 광학 부재(220)는 상기 다수의 광원(240b)이 체결될 수 있도록 다수의 홀을 포함할 수 있다.

즉, 상기 반사판(220)의 다수의 홀에 상기 다수의 광원(240b)이 삽입되며, 상기 광원(240b)은 상기 홀을 통해 외부로 노출될 수 있다. 이로 인해, 상기 반사판(220)는 상기 인쇄회로기판(240a) 상에서 상기 광원(240b)의 측부에 배치될 수도 있다.

상기 도광판(230) 상에는 확산 및 집광을 위한 광학 시트(260)가 배치된다. 예를 들면, 상기 광학 시트(260)는 확산 시트(261), 제 1 프리즘 시트(262) 및 제 2 프리즘 시트(263)를 포함할 수 있다.

상기 확산 시트(261)는 상기 도광판(230) 상에 배치된다. 상기 확산 시트(261)는 통과되는 광의 균일도를 향상시킨다. 상기 확산 시트(261)는 다수 개의 비드들을 포함할 수 있다.

상기 제 1 프리즘 시트(262)는 상기 확산 시트(261) 상에 배치된다. 상기 제 2 프리즘 시트(263)는 상기 제 1 프리즘 시트(262) 상에 배치된다. 상기 제 1 프리즘 시트(262) 및 상기 제 2 프리즘 시트(263)는 통과하는 광의 직진성을 증가시킨다. 이로 인해, 상기 도광판(230) 상으로 방출된 광은 상기 광학 시트(260)를 투과함으로써, 보다 고 휘도의 면광원으로 가공될 수 있다.

상기 광학 시트(260)와 상기 도광판(230) 사이에는 광변환 필름(270)이 배치될 수 있다.

다음으로, 상기 표시 패널(100)은, 화면을 구현하기 위한 것으로, 예를 들면, 액정표시패널(LCD)일 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 패널(100)은 액정층(미도시)을 사이에 두고 합착된 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)을 포함한다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 제 1 기판(110) 및 제 2 기판(120)의 외면으로는 특정 편광만을 선택적으로 투과시키는 편광판(미도시)이 더 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 기판(110)의 상면 및 상기 제 2 기판(120)의 배면에는 편광판이 배치될 수 있다.

도면에는 구체적으로 도시하지 않았으나, 상기 표시 패널은 표시 영역과 비표시 영역으로 구분된다. 상기 표시 영역에서, 상기 제 1 기판(110)의 일면에는 게이트 배선과 데이터 배선이 배치된다. 상기 게이트 배선 및 데이터 배선은 게이트 절연막을 사이에 두고 서로 수직하게 교차하여 화소 영역을 정의한다.

상기 제 1 기판(110)은 박막 트랜지스터 기판일 수 있다. 상기 제 1 기판(110)의 일면 상에서 상기 게이트 배선과 상기 데이터 배선의 교차 영역에는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor)가 배치된다. 즉, 상기 화소 영역에는 박막 트랜지스터가 구비된다. 또한, 상기 제 1 기판(110)의 일면 상에서 각 화소 영역에는 화소 전극이 배치된다. 상기 박막 트랜지스터와 상기 화소 전극은 전기적으로 연결된다.

상기 박막 트랜지스터는 게이트 전극, 반도체층, 소스 전극 및 드레인 전극으로 이루어진다. 상기 게이트 전극은 상기 게이트 배선으로부터 분기되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 소스 전극은 상기 데이터 배선으로부터 분기되어 형성될 수 있다. 상기 화소 전극은 상기 박막 트랜지스터의 드레인 전극과 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 박막 트랜지스터는 바텀 게이트(bottom gate) 구조, 탑 게이트(top gate) 구조 또는 이중 게이트(double gate) 구조 등으로 형성될 수 있다. 즉, 상기 박막 트랜지스터는 실시예의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 박막 트랜지스터의 구성 등은 다양한 변경 및 수정이 가능하다.

상기 제 2 기판(120)은 컬러필터 기판일 수 있다. 상기 표시 패널(100)의 상기 제 2 기판(120)의 일면에는 제 1 기판(110) 상에 형성된 박막 트랜지스터 등 비표시 영역을 가리면서 화소 영역을 두르는 격자 형상의 블랙매트릭스가 배치된다. 또한, 이들 격자 내부에서 각 화소 영역에 대응되게 순차적으로 반복 배열되는 적색(red) 컬러필터층, 녹색(green) 컬러필터층 및 청색(blue) 컬러필터층을 포함할 수 있다.

또한, 상기 표시 패널(100)은 상기 액정층을 구동하기 위해, 상기 화소 전극과 전계를 이루는 공통 전극을 포함한다. 액정분자의 배열을 조절하는 방식은 TN(Twisted Nematic) 모드, VA(Vertical Alignment) 모드, IPS(In Plane Switching) 모드 또는 FFS(Fringe Field Switching) 모드 등이 있다. 상기 공통 전극은 상기 액정분자의 배열을 조절하는 방식에 따라, 상기 제 1 기판(110) 또는 제 2 기판(120)에 배치될 수 있다.

또한, 상기 표시 패널(100)은 박막 트랜지스터, 컬러필터층 및 블랙매트릭스가 제 1 기판(110)에 형성되는 COT(color filter on transistor)구조의 표시 패널(100)일 수도 있다. 상기 제 2 기판(120)은 액정층을 사이에 두고 상기 제 1 기판(110)과 합착된다.

즉, 상기 제 1 기판(110) 상에 박막 트랜지스터가 배치되고, 상기 박막 트랜지스터 상에 컬러필터층이 배치될 수 있다. 이때, 상기 박막 트랜지스터와 컬러필터층 사이에는 보호막이 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 기판(110)에는 상기 박막 트랜지스터와 접촉하는 화소 전극이 배치된다. 이때, 개구율을 향상하고 마스크 공정을 단순화하기 위해 블랙매트릭스를 생략하고, 공통 전극이 블랙매트릭스의 역할을 겸하도록 형성할 수도 있다.

또한, 도면에는 도시하지 않았으나, 상기 표시 패널(100)은 외부로부터 구동 신호를 공급하는 구동 회로부(미도시)와 연결된다. 상기 구동 회로부는 표시 패널(100)의 기판 상에 실장되거나 테이프 캐리어 패키지와 같은 연결부재를 통해 표시 패널(100)과 연결될 수 있다.

이하, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하기로 한다. 다만, 하기 실시예는 본 발명을 예증하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니다. 즉, 본 발명의 실시예는 여러가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예로 인하여 한정 해석되어서는 안된다.

실시예 1

에폭시 수지 2g, 광 산란제 0.3g 및 P계 양이온 개시제(이가큐어 250) 0.02g을 혼합하여 제1수지 용액을 제조하고, 라우릴 아크릴레이트 0.1g, 이소보닐 메타크릴레이트 0.3g, 고무계 올리고머 0.2g, 라디칼 개시제(이가큐어 184) 0.06g, 양자점 0.007g을 혼합하여 제2수지 용액을 제조하였다.

상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합한 후, 제 1 배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제 2 배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 도포하고, UV로 노광하여 경화시켜 두께 광 변환 필름을 제조하였다.

실시예 2

에폭시 수지 2g, 광 산란제 0.3g 및 P계 양이온 개시제(이가큐어 250) 0.02g, S계 양이온 개시제(이가큐어 270) 0.01g을 혼합하여 제1수지 용액을 제조하고, 라우릴 아크릴레이트 0.1g, 이소보닐 메타크릴레이트 0.3g, 고무계 올리고머 0.2g, 라디칼 개시제(이가큐어 184) 0.06g, 양자점 0.007g을 혼합하여 제2수지 용액을 제조하였다.

상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합한 후, 제 1 배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제 2 배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 도포하고, UV로 노광하여 경화시켜 두께 광 변환 필름을 제조하였다.

실시예 3

에폭시 수지 2g, 광 산란제 0.3g 및 양이온 개시제(CAT_2, 디페닐(4-페닐티오)페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트+비스(4-(디페닐술포니오)페닐)설파이드 비스(헥사플루오로포스페이트)+프로필렌 카보네이트) 0.01g, S계 양이온 개시제(이가큐어 270) 0.01g을 혼합하여 제1수지 용액을 제조하고, 라우릴 아크릴레이트 0.1g, 이소보닐 메타크릴레이트 0.3g, 고무계 올리고머 0.2g, 라디칼 개시제(이가큐어 184) 0.06g, 양자점 0.007g을 혼합하여 제2수지 용액을 제조하였다.

상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합한 후, 제 1 배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제 2 배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 도포하고, UV로 노광하여 경화시켜 두께 광 변환 필름을 제조하였다.

실시예 4

양이온 개시제로 S계 양이온 개시제(이가큐어 270) 0.01g을 혼합하여 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광 변환 필름을 제조하였다.

실시예 5

양이온 개시제(CAT_2, 디페닐(4-페닐티오)페닐술포늄 헥사플루오로포스페이트+비스(4-(디페닐술포니오)페닐)설파이드 비스(헥사플루오로포스페이트)+프로필렌 카보네이트) 0.01g을 사용한 점을 제외하고는 실시예 3과 동일한 방법으로 광 변환 필름을 제조하였다.

비교예 1

비스페놀 A 글리세롤레이트 디아크릴레이트 75중량%에 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트 20중량%, 라디칼 개시제 이가큐어 184를 5중량%을 첨가한 후 혼합하여 매트릭스 수지 용액을 제조하고, 라우릴 아크릴레이트 모노머 1g에 InP/ZnS 코어-쉘 양자점 파우더 25mg을 첨가한 후 교반 혼합하여 양자점 분산 용액을 제조하였다. 상기 매트릭스 수지 용액과 양자점 분산 용액을 4 : 1 의 중량비율로 혼합한 다음, 제 1 배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제 2 배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 바 코팅법으로 도포한 후 UV에 노광하여 경화시켜 광 변환 필름을 제조하였다.

도 7에는 실시예 1 ~ 5에 의해 제조된 광 변환 필름을 촬영한 사진들이 도시되어 있으며, 도 8에는 비교예 1에 의해 제조된 광 변환 필름을 촬영한 사진이 도시되어 있다.

도 7을 통해 개시제의 종류 또는 함량을 조절함으로써 필름 내의 미세상 크기를 조절할 수 있음을 알 수 있다. 보다 구체적으로는, 실시예 4 및 5와 같이, 양이온 개시제의 함량이 적거나 경화 속도가 늦은 S계 양이온 개시제를 사용할 경우, 라디칼 경화와 양이온 경화 사이의 경화 속도의 차이가 커지면서, 미세상이 크기가 크게 형성됨을 알 수 있다. 이에 비해 양이온 개시제의 함량이 높거나, 경화 속도가 빠른 P계 양이온 개시제를 사용한 실시예 1 ~ 3에 의해 제조된 광 변환 필름들의 경우, 미세상이 거의 눈에 띄지 않을 정도로 작게 형성되었음을 알 수 있다. 이는 라디칼 경화와 양이온 경화 속도의 차이가 거의 없기 때문인 것으로 판단된다. 상기 실시예 1 ~ 5를 통해, 본 발명의 방법을 이용하면 상의 크기를 다양하게 조절할 수 있음을 알 수 있다.

한편, 매트릭스 수지와 양자점 분산 용액의 수지로 동일한 경화 매카니즘(라디칼 경화)을 갖는 수지 용액을 사용한 비교예 1의 경우, 도 8에 도시된 바와 같이, 필름 코팅 방향을 따라 이멀젼의 크기가 커짐을 알 수 있으며, 이는 코팅 말단 부분으로 갈 수록 양자점들이 포함된 이멀젼들이 응집되어 매크로한 스케일의 상분리가 발생하기 때문이다.

100: 액정표시패널
200: 백라이트 유닛
270: 광변환 필름
300: 제1상
400: 제2상
500: 양자점

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13. 양이온 경화형 수지 및 양이온 개시제를 포함하는 제1수지 용액을 준비하는 단계;
    양자점, 라디칼 경화형 수지 및 라디칼 개시제를 포함하는 제2수지 용액을 준비하는 단계;
    상기 제1수지 용액 및 제2수지 용액을 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계; 및
    상기 양이온 개시제가 상기 양이온 경화형 수지를 경화시키고 상기 라디칼 개시제가 상기 라디칼 경화형 수지를 경화시켜 상기 양이온 경화형 수지와 상기 라디칼 경화형 수지를 상 분리하는 단계를 포함하는 양자점-수지 복합체의 제조 방법.
    
    
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