KR101770518B1 - Method for manufacturing light conversion composite, light conversion film, backlight unit and display device comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 매트릭스 수지; 및 상기 매트릭스 수지 내에 분산되는 양자점-고분자 비드를 포함하고, 소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점의 양자점 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 인 광 변환 복합재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a resin composition comprising a matrix resin; And a quantum dot-polymer bead dispersed in the matrix resin. The quantum dot wave number at a peak point of a scattering intensity graph according to a wave number measured by Small Angle X-ray Scattering (wave number) q -1 a 0.0056Å to 0.045Å - relates to the first optical transformation composite material and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 광 변환 복합재 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 발광 효율이 우수하고, 고온, 고습 환경에서의 에지부 열화가 적은 광 변환 필름을 제조할 수 있는 광 변환 복합재 및 그 제조 방법에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a photoconversion composite material capable of producing a photoconversion film having excellent luminescent efficiency and less deterioration of edge portions in a high temperature and high humidity environment, and a method of manufacturing the same ≪ / RTI >
최근 정보화 시대에 발맞추어 디스플레이(display) 분야 또한 급속도로 발전해 왔고, 이에 부응해서 박형화, 경량화, 저소비전력화 장점을 지닌 평판표시장치(FPD, Flat Panel Display)로서 액정표시장치(LCD, Liquid Crystal Display), 플라즈마표시장치(PDP, Plasma Display Panel device), 전기발광표시장치(ELD, ElectroLuminescence Display), 전계방출표시장치(FED, Field Emission Display) 등이 소개되어 기존의 브라운관(CRT, Cathode Ray Tube)을 빠르게 대체하며 각광받고 있다.In recent years, the display field has been rapidly developed in line with the information age. In response to this trend, a liquid crystal display (LCD) is widely used as a flat panel display (FPD) having advantages of thinning, light weight, , A plasma display panel (PDP), an electroluminescence display (ELD), and a field emission display (FED) have been introduced, and a conventional cathode ray tube (CRT) It is rapidly emerging as a substitute.
이중에서도 액정표시장치는 소비전력이 낮고, 휴대성이 양호한 기술 집약적이며, 부가가치가 높은 차세대 첨단 디스플레이(display)소자로 각광받고 있다. 액정표시장치는 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고, 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이 장치이기 때문에, 광을 제공하기 광원이 필수적으로 요구된다. 종래에는 액정표시장치의 광원으로 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 주로 사용되어 왔으나, 냉음극 형광 램프는 장치가 대형화될 경우 휘도 균일성을 확보하기 어렵고, 색 순도가 떨어진다는 문제점이 있다. Among these, liquid crystal display devices are attracting attention as next-generation advanced display devices with low power consumption, high portability, and high value-added. A liquid crystal display device is a light-receiving type display device in which light can not be emitted by itself and light is incident from the outside to form an image, and therefore, a light source for providing light is indispensably required. Conventionally, a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) has been mainly used as a light source of a liquid crystal display device. However, the cold cathode fluorescent lamp has problems in that it is difficult to ensure luminance uniformity when the device is made large, .
따라서, 최근에는 액정표시장치의 광원으로 냉음극 형광 램프 대신 삼색 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode)를 사용하고 있는 추세이다. 삼색 LED를 광원으로 사용할 경우, 높은 색순도를 재현할 수 있어 고품질의 화상을 구현할 수 있다는 장점이 있으나, 그 가격이 매우 비싸기 때문에 제조 비용이 상승한다는 단점이 있다. 따라서, 광원으로 비교적 가격이 저렴한 청색 발광다이오드를 사용하고, 양자점(QD, Quantum Dot)을 포함하는 광 변환 필름을 이용하여 청색광을 적색광 및 녹색광으로 변환시켜 백색광을 구현하는 기술들이 제안되고 있다. Therefore, in recent years, there has been a tendency to use a light emitting diode (LED) instead of a cold cathode fluorescent lamp as a light source of a liquid crystal display device. When a tri-color LED is used as a light source, a high color purity can be reproduced, and a high-quality image can be realized. However, the manufacturing cost is increased because the cost is very high. Accordingly, techniques for realizing white light by converting a blue light into a red light and a green light by using a blue light emitting diode which is relatively inexpensive as a light source and a light conversion film including a quantum dot (QD) have been proposed.
양자점을 이용한 광 변환 필름 제조 시에 양자점이 매트릭스 수지 내에 고르게 분산되도록 하는 것이 중요한데, 양자점들이 응집되어 있을 경우 광원에서 방출된 광이 2 이상의 양자점을 통과하는 재흡수 과정을 거치게 되어 발광 효율이 떨어지기 때문이다. 그러나, 현재 시판되고 있는 양자점들은 대부분 분산성 향상을 위해 양자점 표면이 소수성 리간드 등으로 캡핑되어 있어 분산 가능한 매질의 종류가 극히 한정적이며, 이로 인해 필름 제조를 위해 사용할 수 있는 수지의 종류가 극히 제한적이다. It is important that the quantum dots are uniformly dispersed in the matrix resin during the production of the photoconversion film using the quantum dots. When the quantum dots are aggregated, the light emitted from the light source undergoes a reabsorption process through the two or more quantum dots, Because. However, the quantum dots currently available on the market are mostly capped with a hydrophobic ligand or the like for the purpose of improving dispersibility, so that the kinds of the dispersible medium are extremely limited, and thus the kinds of resins usable for producing the film are extremely limited .
또한, 현재까지 제안된 광 변환 필름들의 경우, 필름의 상면과 하면에는 배리어 필름이 부착되지만, 필름의 측면부에는 별도의 배리어 수단을 포함하고 있지 않아 측면부를 통해 침투하는 산소나 수분에 의해 필름 에지부에 위치하는 양자점이 산화된다는 문제점이 있었다. 이를 방지하기 위해서는 산소와 수분에 대한 투과율이 낮은 매트릭스 수지를 사용하는 것이 바람직하나, 이러한 투기율 및/또는 투습율이 낮은 수지들에는 양자점이 잘 분산되지 않는다는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 투기율 및/또는 투습율이 낮은 매트릭스 수지를 고온 가열한 후 양자점과 혼합하여 사용하는 기술이 제안되었으나, 양자점은 고온에서 쉽게 열화되는 성질을 갖기 때문에, 이 경우 양자점의 발광 효율이 떨어진다는 문제점이 있다. In addition, in the case of the photo-conversion films proposed so far, a barrier film is attached to the upper and lower surfaces of the film, but no separate barrier means is provided on the side surface of the film, There is a problem in that the quantum dots located at the center are oxidized. In order to prevent this, it is preferable to use a matrix resin having a low transmittance for oxygen and moisture. However, there is a problem in that quantum dots are not well dispersed in resins having such a durability and / or moisture permeability. In order to solve these problems, a technique has been proposed in which a matrix resin having a low speculative rate and / or moisture permeability is heated at high temperature and mixed with quantum dots. However, since quantum dots have a property of easily deteriorating at high temperatures, There is a problem that the efficiency is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 고온 공정이 요구되지 않으며, 다양한 매트릭스 수지, 특히 저투습, 저투기성 매트릭스 수지 내에서 양자점이 고르게 분산될 수 있도록 개발된 광 변환 복합재 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.Disclosure of the Invention The present invention has been made to solve the above problems and it is an object of the present invention to provide a photoconversion composite material which is free from the need for a high temperature process and developed so that quantum dots can be uniformly dispersed in various matrix resins, .
또한, 본 발명은 상기와 같은 광 변환 복합재를 이용하여 발광 효율이 우수하고, 에지 부분의 양자점 열화 특성이 개선된 광 변환 필름, 이를 포함하는 백라이트 및 표시장치를 제공하고자 한다.Another object of the present invention is to provide a light-converting film having excellent light-emitting efficiency and improved quantum dot deterioration characteristics at the edge portion using the above-described light-converting composite material, a backlight including the same, and a display device.
일 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 용매 휘발법을 이용하여 양자점-고분자 비드를 제조하는 단계; 상기 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지를 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계; 및 상기 혼합액을 경화시키는 단계를 포함하는 광 변환 복합재의 제조 방법을 제공한다. According to another embodiment, the present invention provides a method of manufacturing a quantum dot-polymer bead, comprising: preparing a quantum dot-polymer bead using a solvent volatilization method; Mixing the quantum dot-polymer beads and the matrix resin to form a mixed solution; And curing the mixed solution. The present invention also provides a method for producing a light-converting composite material.
다른 구현예에 따르면, 본 발명은 매트릭스 수지; 및 상기 매트릭스 수지 내에 분산되는 양자점-고분자 비드를 포함하는 광 변환 복합재이며, 상기 광 변환 복합재는 소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점(peak point)의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 인 광 변환 복합재를 제공한다.According to another embodiment, the present invention provides a composition comprising a matrix resin; And a quantum dot-polymer bead dispersed in the matrix resin, wherein the light-conversion composite has a scattering intensity according to a wave number measured by Small Angle X-ray Scattering intensity) is a wave number (wave number) q of the peak point (peak point) of the graph to 0.045Å 0.0056Å -1 - provides a first optical transform composite.
이때, 상기 양자점-고분자 비드는, 다수개의 양자점-고분자 단위체들이 응집되어 형성된 것이며, 상기 양자점-고분자 단위체는 양자점 및 사슬의 일부가 상기 양자점의 표면과 결합되어 코팅층을 형성하는 고분자를 포함한다.The quantum dot-polymeric beads include a plurality of quantum dot-polymer units formed by aggregation, and the quantum dot-polymer unit includes a polymer in which a part of quantum dots and chains are combined with a surface of the quantum dots to form a coating layer.
또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 제1배리어 필름; 상기 제1배리어 필름 상에 배치되며, 매트릭스 수지, 상기 매트릭스 수지 내에 분산되는 양자점-고분자 비드를 포함하는 광 변환 복합재로 형성된 광 변환층; 및 상기 광 변환층 상에 배치되는 제2배리어 필름을 포함하며, 상기 광 변환층은 소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 인 광 변환 필름을 제공한다. According to another embodiment, the present invention provides a film comprising a first barrier film; A light conversion layer disposed on the first barrier film, the light conversion layer comprising a matrix resin and a quantum dot-polymer bead dispersed in the matrix resin, the light conversion layer being formed of a light conversion composite material; And a second barrier film disposed on the light conversion layer, wherein the light conversion layer has a scattering intensity according to a wave number measured by Small Angle X-ray Scattering, the wave number (wave number) of the graph of q -1 to the peak point 0.0056Å 0.045Å - provides one optical conversion film.
이때, 상기 광 변환 필름은 60℃, 상대습도 90% 조건에서 10일동안 방치한 후 측정한 에지부의 손상 길이가 2mm 이하인 것이 바람직하다.At this time, it is preferable that the length of damage of the edge of the photoconversion film is 10 mm or less at 60 ° C and 90% relative humidity, and the damage length is 2 mm or less.
또 다른 구현예에 따르면, 본 발명은 다수의 광원을 포함하는 광원 유닛 및 광 변환 필름을 포함하는 백라이트 유닛이며, 상기 광 변환 필름은, 제1배리어 필름; 상기 제1배리어 필름 상에 배치되며, 매트릭스 수지, 상기 매트릭스 수지 내에 분산되는 양자점-고분자 비드를 포함하는 광 변환 복합재로 형성된 광 변환층; 및 상기 광 변환층 상에 배치되는 제2배리어 필름을 포함하며, 상기 광 변환층은 소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 인 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시장치를 제공한다.According to another embodiment, the present invention is a backlight unit comprising a light source unit and a light conversion film comprising a plurality of light sources, the light conversion film comprising: a first barrier film; A light conversion layer disposed on the first barrier film, the light conversion layer comprising a matrix resin and a quantum dot-polymer bead dispersed in the matrix resin, the light conversion layer being formed of a light conversion composite material; And a second barrier film disposed on the light conversion layer, wherein the light conversion layer has a scattering intensity according to a wave number measured by Small Angle X-ray Scattering, the wave number (wave number) of the graph of q -1 to the peak point 0.0056Å 0.045Å - provides a display device including the backlight unit 1 and it.
본 발명의 제조 방법에 따라 제조된 광 변환 복합재는 양자점-고분자 비드 내의 양자점들이 소정 간격으로 이격되어 배치되기 때문에, 양자점 응집으로 인해 발생되는 발광 효율 저하를 최소화할 수 있다.Since the quantum dots in the quantum dot-polymer beads are spaced apart from each other by a predetermined distance, the light-conversion composite produced according to the manufacturing method of the present invention can minimize the deterioration of the luminous efficiency caused by the quantum dot aggregation.
또한, 본 발명에 따른 광 변환 복합재는 매트릭스 수지로 투기율 및 투습율이 낮은 수지를 사용할 수 있기 때문에, 이를 이용하여 광 변환 필름을 제조할 경우, 에지부의 열화 현상을 최소화할 수 있다. In addition, since the photo-conversion composite according to the present invention can use a resin having a low permeability and moisture permeability as a matrix resin, deterioration of the edge portion can be minimized when the photo-conversion film is produced using the resin.
또한, 본 발명에 따른 광 변환 복합재는 상온에서 제조되기 때문에, 고온 공정에서 발생할 수 있는 양자점 열화를 방지할 수 있는 효과가 있다. In addition, since the light-converting composite material according to the present invention is produced at room temperature, there is an effect of preventing quantum dot deterioration that may occur in a high-temperature process.
도 1은 본 발명의 광 변환 복합재의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 발명의 광 변환 복합재의 일 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 양자점-고분자 비드를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 광 변환 필름의 단면을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 표시장치의 일 실시예를 도시한 분해 사시도이다.
도 6은 도 5의 I-I’를 따라서 절단한 단면도를 도시한 도면이다.
도 7은 제조예 1에 의해 제조된 양자점-고분자 비드의 광학 현미경 사진이다.
도 8은 실시예 1에 의해 제조된 광 변환 필름을 공초점 현미경(confocal microscope)으로 촬영한 사진이다.
도 9는 비교예에 의해 제조된 광 변환 필름을 공초점 현미경(confocal microscope)으로 촬영한 사진이다.
도 10 및 도 11은 소각 X선 산란법에 의해 측정된 실시예 1 내지 4의 광 변환 필름의 파수에 따른 산란 강도를 보여주는 그래프이다.
도 12는 실시예 1의 광 변환 필름 및 비교예의 광 변환 필름의 발광 효율을 보여주는 그래프이다.
도 13은 실시예 1의 광 변환 필름 및 비교예의 광 변환 필름의 에지 열화 정도를 보여주는 사진이다.1 is a view for explaining a method for producing a photo-conversion composite of the present invention.
2 is a view showing an embodiment of the light-conversion composite of the present invention.
3 is a view for explaining the quantum dot-polymer bead of the present invention.
4 is a cross-sectional view of the photo-conversion film of the present invention.
5 is an exploded perspective view showing an embodiment of the display device of the present invention.
6 is a cross-sectional view taken along line I-I 'of Fig. 5; Fig.
7 is an optical microscope photograph of the quantum dot-polymer bead prepared in Production Example 1. FIG.
8 is a photograph of the photoconversion film produced by Example 1, taken with a confocal microscope.
FIG. 9 is a photograph of a photoconversion film produced by a comparative example with a confocal microscope. FIG.
FIGS. 10 and 11 are graphs showing the scattering intensity according to the number of wafers of the light conversion films of Examples 1 to 4 measured by the incineration X-ray scattering method.
12 is a graph showing the luminous efficiency of the photoconversion film of Example 1 and the photoconversion film of the comparative example.
13 is a photograph showing the degree of edge deterioration of the photo-conversion film of Example 1 and the photo-conversion film of the comparative example.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as being limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. Is provided to fully convey the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 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. The shapes, sizes, ratios, angles, numbers, and the like disclosed in the drawings for describing the embodiments of the present invention are illustrative, and thus the present invention is not limited thereto. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification. In the following description, well-known functions or constructions are not described in detail since they would obscure the invention in unnecessary detail.
본 명세서 상에서 언급한 '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.In the case where the word 'includes', 'having', 'done', etc. are used in this specification, other parts can be added unless '~ only' is used. Unless the context clearly dictates otherwise, including the plural unless the context clearly dictates otherwise.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.In interpreting the constituent elements, it is construed to include the error range even if there is no separate description.
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.In the case of a description of the positional relationship, for example, if the positional relationship between two parts is described as 'on', 'on top', 'under', and 'next to' Or " direct " is not used, one or more other portions may be located between the two portions.
시간 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~후에', '~에 이어서', '~다음에', '~전에' 등으로 시간 적 선후 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 연속적이지 않은 경우도 포함한다.In the case of a description of a temporal relationship, for example, if a temporal posterior relationship is described by 'after', 'after', 'after', 'before', etc., 'Is not used and is not contiguous.
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.The first, second, etc. are used to describe various components, but these components are not limited by these terms. These terms are used only to distinguish one component from another. Therefore, the first component mentioned below may be the second component within the technical spirit of the present invention.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.It is to be understood that each of the features of the various embodiments of the present invention may be combined or combined with each other, partially or wholly, technically various interlocking and driving, and that the embodiments may be practiced independently of each other, It is possible.
본 발명자들은 저투습 및/또는 저투기 매트릭스 수지 내에 양자점을 고르게 분산시킬 수 있고, 양자점 열화를 최소화할 수 있는 광 변환 재료를 개발하기 위해 연구를 거듭한 결과, 용매 휘발법을 이용하여 제조된 양자점-고분자 비드를 사용함으로써, 상기와 같은 목적을 달성할 수 있음을 알아내고 본 발명을 완성하였다. The inventors of the present invention have conducted extensive research to develop a light-converting material capable of uniformly dispersing quantum dots in a low moisture-permeable and / or low-void matrix resin and minimizing deterioration of quantum dots. As a result, - polymer beads, the present invention has been accomplished.
본 발명에 따른 광 변환 복합재의 제조 방법은, 양자점-고분자 비드를 제조하는 단계; 상기 양자점-고분자 비드를 매트릭스 수지와 혼합하여 혼합액을 형성하는 단계; 및 상기 혼합액을 경화시키는 단계를 포함하며, 이때, 상기 양자점-고분자 비드를 용매 휘발법을 이용하여 제조하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명과 같이, 용매 휘발법을 이용하여 양자점-고분자 비드를 제조할 경우, 고온 공정 없이 상온에서 양자점-고분자 비드를 제조할 수 있기 때문에, 고온 공정에서 발생하는 양자점 열화를 방지할 수 있다. A method of manufacturing a light-conversion composite according to the present invention includes the steps of: preparing a quantum dot-polymer bead; Mixing the quantum dot-polymer beads with a matrix resin to form a mixed solution; And curing the mixed solution, wherein the quantum dot-polymer bead is manufactured using a solvent volatilization method. When the quantum dot-polymer bead is prepared by using the solvent volatilization method as in the present invention, the quantum dot-polymer bead can be prepared at room temperature without a high temperature process, so that deterioration of quantum dots occurring in a high temperature process can be prevented.
도 1에는 본 발명에 따른 광 변환 복합재의 제조 방법이 구체적으로 도시되어 있다. 이하, 도 1을 참조하여 각 단계를 보다 자세히 설명하기로 한다.FIG. 1 shows a method of manufacturing a photo-conversion composite according to the present invention. Hereinafter, each step will be described in more detail with reference to FIG.
먼저, 고분자와 제1용매를 혼합하여 고분자 분산액을 형성한다(S1).First, a polymer and a first solvent are mixed to form a polymer dispersion (S1).
이때, 상기 고분자는 양자점의 표면과 친화력이 있는 고분자인 것이 바람직하며, 예를 들면, 용해도 파라미터(SP, Solubility Parameter)가 19 Pa1 /2 내지 24MPa1/2 정도인 고분자일 수 있다. 본 발명자들의 연구에 따르면, 용해도 파라미터가 상기 수치 범위 내에 있는 고분자를 사용할 때, 양자점 표면과 고분자 사슬의 결합이 원활하게 이루어져 양자점 표면에 고분자 코팅층이 형성되는 것으로 나타났다. 한편, 본 발명에서 상기 용해도 파라미터는 Polymer handbook(editors, J. Brandrup, E.H.Immergut, E.A.Grulke; associate editors, A.Abe, D.R. Bloch. 4th ed. New York: John Wiley&Sons c1999)의 7장에 설명된 Group contribution methods를 이용하여 계산하였으며, 계산에 사용된 각 group의 기여치로는 상기 문헌의 7장의 Table 2에 기재된 값을 사용하였다. In this case, the polymer may be that the polymer with the surface of the affinity of the quantum dots preferably used, for example, the solubility parameter (SP, Solubility Parameter) is 19 Pa 1/2 to 24MPa 1/2 degree of the polymer. According to the studies of the present inventors, when a polymer having a solubility parameter within the above-described numerical range is used, the polymer coating layer is formed on the surface of the quantum dots by smoothly bonding the surface of the quantum dots with the polymer chain. On the other hand, the solubility parameter in the present invention is Polymer handbook;: Group A described in Chapter 7 (editors, J. Brandrup, EHImmergut, EAGrulke associate editors, A.Abe, DR Bloch 4 th ed New York.. John Wiley & Sons c1999) contribution methods, and the values shown in Table 2 of Chapter 7 of the above document were used as the contribution of each group used in the calculation.
보다 구체적으로는, 상기 고분자는 주쇄 또는 측쇄에 극성기를 갖는 고분자인 것이 바람직하다. 극성기를 포함할 경우, 상기 극성기가 양자점 표면에 흡착되어 고분자 코팅층을 용이하게 형성할 수 있기 때문이다. More specifically, the polymer is preferably a polymer having a polar group in the main chain or side chain. When a polar group is included, the polar group is adsorbed on the surface of the quantum dots to easily form a polymer coating layer.
예를 들면, 상기 고분자는 주쇄에 폴리에스터, 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐피리딘 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 호모폴리머 또는 코폴리머일 수 있다. 이 중에서도 폴리 에스터는 양자점에 대한 열화 효과가 적다는 점에서 특히 바람직하다.For example, the polymer may be a homopolymer or a copolymer including at least one selected from the group consisting of polyester, ethyl cellulose, polyvinyl pyridine, and combinations thereof in the main chain. Among them, polyester is particularly preferable in that the deterioration effect on quantum dots is small.
또한, 상기 고분자는 측쇄에 극성기를 가질 수 있다. 이때, 상기 극성기는 산소 성분을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 극성기는 -OH, -COOH, -COH, -CO, -O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In addition, the polymer may have a polar group in its side chain. At this time, the polar group may include an oxygen component. For example, the polar group may be any one selected from the group consisting of -OH, -COOH, -COH, -CO, -O-, and combinations thereof.
또한, 상기 고분자는 부분 산화된 고분자일 수 있다. 부분 산화된 고분자란, 산소 성분이 주쇄 또는 측쇄에 불규칙하게 도입된 고분자를 의미한다. 예를 들면, 상기 부분 산화된 고분자는 부분 산화된 폴리에스터일 수 있다.In addition, the polymer may be a partially oxidized polymer. The partially oxidized polymer means a polymer in which an oxygen component is irregularly introduced into the main chain or side chain. For example, the partially oxidized polymer may be a partially oxidized polyester.
또한, 상기 고분자는 수평균분자량이 300g/mol 내지 100,000g/mol정도인 것이 바람직하다. 고분자의 수평균분자량이 300g/mol 미만인 경우에는 양자점-고분자 비드 내에서 양자점의 이격이 충분하지 않아 발광 효율이 저하될 수 있고, 100,000g/mol을 초과하는 경우에는 비드 크기가 지나치게 커져 제막 공정에서 불량이 발생할 수 있기 때문이다. The polymer preferably has a number average molecular weight of about 300 g / mol to about 100,000 g / mol. When the number-average molecular weight of the polymer is less than 300 g / mol, the quantum dots are not sufficiently separated in the quantum dot-polymer beads, and the luminous efficiency may be lowered. When the number average molecular weight is more than 100,000 g / mol, This is because defects may occur.
한편, 상기 제1용매는 상기 고분자를 용해시키기 위한 것으로, 바람직하게는 무극성 용매일 수 있다. 후술할 용매 휘발 단계를 상온에서 실시하기 위해서는, 상기 제1용매는 비점이 낮은 고휘발성 용매인 것이 바람직하며, 예를 들면, 비점이 85℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 내지 80℃ 이하, 더 바람직하게는 60℃ 내지 70℃인 용매일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 제 1 용매는, 테트라하이드로퓨란(비점 66℃), 클로로포름(비점 61℃), 사이클로헥산(비점 81℃), 헥산(비점 68.5~69.1℃), 에틸 아세테이트(비점 77.15℃) 등일 수 있으며, 이 중에서도 클로로포름이 특히 바람직하다. On the other hand, the first solvent is for dissolving the polymer, preferably nonpolar solvent. The first solvent is preferably a high-volatile solvent having a low boiling point, for example, a boiling point of 85 ° C or less, preferably 50 ° C to 80 ° C or less, more preferably The temperature may be from 60 [deg.] C to 70 [deg.] C. More specifically, the first solvent is at least one selected from the group consisting of tetrahydrofuran (boiling point: 66 占 폚), chloroform (boiling point: 61 占 폚), cyclohexane (boiling point: 81 占 폚), hexane (boiling point: 68.5 to 69.1 占 폚) ), And among them, chloroform is particularly preferable.
한편, 상기 고분자 분산액 내의 고분자 함량은 고분자 분산액의 15중량% 내지 35중량% 정도인 것이 바람직하다. 고분자의 함량이 15중량% 미만인 경우에는 용매 휘발량이 많아져 양자점-비드 내에 기공이 지나치게 형성될 수 있으며, 35중량%를 초과할 경우, 점도가 높아져 필름 성형성이 나빠질 수 있다. 필름 성형성을 고려할 때, 상기 고분자 분산액은 점도가 500cP 내지 1000cP 정도인 것이 바람직하다.On the other hand, the polymer content in the polymer dispersion is preferably about 15 to 35% by weight of the polymer dispersion. If the content of the polymer is less than 15% by weight, the volatilization amount of the solvent increases, and pores may be formed excessively in the quantum dot-bead. If the content of the polymer is more than 35% by weight, the viscosity may increase and the film formability may deteriorate. In consideration of film formability, the polymer dispersion preferably has a viscosity of about 500 cP to 1000 cP.
다음으로, 양자점과 제2용매를 혼합하여 양자점 분산액을 형성한다(S2). 이때, 상기 양자점 분산액의 형성 시점을 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 고분자 분산액 형성 단계와 동시에 수행되거나, 또는 고분자 분산액 형성 단계 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. Next, the quantum dot and the second solvent are mixed to form a quantum dot dispersion (S2). At this time, the formation time point of the quantum dot dispersion is not particularly limited, and may be performed, for example, at the same time as the polymer dispersion forming step, or before or after the polymer dispersion forming step.
양자점이란, 발광 나노 입자로 양자 고립 효과(quantum confinement effect)를 가지는 수 나노미터(nm) 크기의 반도체 결정체로 광원으로부터 주입되는 광의 파장을 변환하여 출사한다. The quantum dot is a semiconductor crystal having a size of several nanometers (nm) having a quantum confinement effect as a light emitting nanoparticle, and converts the wavelength of light injected from the light source and emits the light.
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, GaInP2 , 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. The quantum dots may be doped with a metal such as CdS, CdO, CdSe, CdTe, Cd 3 P 2 , Cd 3 As 2 , ZnS, ZnO, ZnSe, ZnTe, MnS, MnO, MnSe, MnTe, MgO, MgS, CaO, CaS, CaSe, CaTe, SrO, SrS, SrSe, SrTe, BaO, BaS, BaSe, BaTE, HgO, HgS, HgSe, HgTe, Hg1 2, AgI, AgBr, Al 2 O 3, Al 2 S 3, Al 2 Se 3, Al 2 Te 3 , Ga 2 O 3, Ga 2 S 3, Ga 2 Se 3, Ga 2 Te 3, In 2 O 3, In 2 S 3, In 2 Se 3, In 2 Te 3, SiO 2, GeO 2, SnO 2, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbO 2, PbS, PbSe, PbTe, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, GaInP 2, InN, InP, InAs, A single layer or a multilayer structure including at least one semiconductor crystal selected from the group consisting of InSb, In 2 S 3 , In 2 Se 3 , TiO 2 , BP, Si, Ge, have.
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, 입사광을 적색광으로 변환시키는 적색 발광 양자점 및 입사광을 녹색광으로 변환시키는 녹색 발광 양자점으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다. On the other hand, the diameter of the quantum dot may be about 1 nm to 10 nm. Since the emission wavelength varies depending on the size of the quantum dot, a desired color light can be obtained by selecting a quantum dot having an appropriate size. In the present invention, the quantum dots may include, for example, at least one selected from the group consisting of red light emitting quantum dots converting incident light into red light and green light emitting quantum dots converting incident light into green light.
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. On the other hand, the quantum dots may include a capping layer on the surface of the quantum dots to prevent aggregation between the quantum dots. The capping layer may be a ligand layer coordinately bonded to the surface of the quantum dot, or may be a surface layer coated with hydrophobic organic molecules.
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.For example, the capping layer may be a layer of material selected from the group consisting of phosphine oxides having long-chain alkyl or aryl groups that exhibit apolarity, organic amines, organic acids, phosphonic acids, and combinations thereof. For example, the capping layer can comprise at least one of tri-n-octylphosphine oxide (TOPO), stearic acid, palmitic acid, octadecylamine, hexadecylamine, dodecylamine, lauric acid, And combinations thereof.
한편, 상기 제2용매는 고분자 분산액과의 혼화를 위해 양자점을 용해시키거나, 시판되는 양자점 용액의 용매를 치환하기 위한 것으로, 바람직하게는 무극성 용매일 수 있다. 일반적으로 시판되는 양자점은 톨루엔과 같은 용매에 용해된 용액 상태로 시판되는데, 본 발명에서는 상기 시판되는 양자점 용액의 용매를 제2용매로 치환시킴으로써, 고분자 분산액과의 혼화성을 향상시킨다. 이를 위해 상기 제2용매는 상기 제1용매와 혼화성이 있는 용매인 것이 바람직하다. 또한, 후술할 용매 휘발 단계를 상온에서 실시하기 위해서는, 상기 제2용매는 비점이 낮은 고휘발성 용매인 것이 바람직하며, 예를 들면, 비점이 85℃ 이하, 바람직하게는 50℃ 내지 80℃ 이하, 더 바람직하게는 60℃ 내지 70℃인 용매일 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 제2 용매는, 테트라하이드로퓨란(비점 66℃), 클로로포름(비점 61℃), 사이클로헥산(비점 81℃), 헥산(비점 68.5~69.1℃), 에틸 아세테이트(비점 77.15℃) 등일 수 있으며, 이 중에서도 클로로포름이 특히 바람직하다. On the other hand, the second solvent is for dissolving the quantum dots for mixing with the polymer dispersion or for replacing the solvent of the commercially available quantum dots solution, preferably nonpolar solvent. In general, commercially available quantum dots are commercially available in the form of a solution dissolved in a solvent such as toluene. In the present invention, miscibility with the polymer dispersion is improved by replacing the solvent of the commercially available quantum dot solution with a second solvent. For this, the second solvent is preferably a solvent compatible with the first solvent. The second solvent is preferably a high-volatile solvent having a low boiling point. For example, the second solvent may have a boiling point of 85 占 폚 or lower, preferably 50 占 폚 to 80 占 폚 or lower, More preferably 60 ° C to 70 ° C. More specifically, the second solvent is at least one selected from the group consisting of tetrahydrofuran (boiling point: 66 占 폚), chloroform (boiling point: 61 占 폚), cyclohexane (boiling point: 81 占 폚), hexane (boiling point: 68.5 to 69.1 占 폚) ), And among them, chloroform is particularly preferable.
상기 제1용매와 제2용매는 서로 동일하거나 상이할 수 있으나, 공정 편의성, 혼화성 등을 고려할 때, 동일한 것이 보다 바람직하다. The first solvent and the second solvent may be the same or different from each other, but from the viewpoint of process convenience and compatibility, the same is more preferable.
상기와 같은 과정을 거쳐 고분자 분산액과 양자점 분산액이 형성되면, 상기 두 용액을 혼합하여 양자점-고분자 혼합액을 형성한다(S3).After the polymer dispersion and the quantum dot dispersion are formed through the above process, the two solutions are mixed to form a quantum dot-polymer mixed solution (S3).
본 발명에서는 양자점 표면과 친화성이 있는 고분자를 사용하기 때문에, 고분자 분산액과 양자점 분산액을 혼합하면 고분자 사슬의 일부가 양자점 표면에 결합되면서 브러쉬 층(Brush layer)를 형성하게 된다. 즉, 고분자들이 양자점 표면을 둘러싸면서 고분자 코팅층을 형성하게 되는데, 이러한 고분자 코팅층에 의해 양자점들이 응집되지 않고 이격하여 위치하게 되고, 그 결과 양자점들의 응집으로 인해 발생하는 발광 효율 저하를 최소화할 수 있다. In the present invention, since a polymer having affinity with the surface of a quantum dot is used, when a polymer dispersion and a quantum dot dispersion are mixed, a part of the polymer chain bonds to the surface of the quantum dot to form a brush layer. That is, the polymer surrounds the surface of the quantum dot to form a polymer coating layer. The quantum dots are spaced apart from each other by the polymer coating layer, and as a result, the degradation of the luminous efficiency caused by the aggregation of the quantum dots can be minimized.
다음으로, 분산제와 제3용매를 혼합하여 분산제 용액을 형성한다(S4). Next, the dispersant and the third solvent are mixed to form a dispersant solution (S4).
이때, 상기 분산제 용액의 형성 시점은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 상기 양자점-고분자 혼합액 형성 단계와 동시에 수행되거나, 또는 상기 양자점-고분자 혼합액 형성 단계 이전 또는 이후에 수행될 수 있다. At this time, the point of time when the dispersant solution is formed is not particularly limited, and may be performed, for example, simultaneously with the step of forming the quantum dot-polymer mixed solution, or may be performed before or after the step of forming the quantum dot-
상기 분산제 용액은 후술할 공정에서 상분리를 통해 양자점 및 고분자를 포함하는 액적을 형성하기 위한 것으로, 상기 제3용매로는 제1용매 및 제2용매와 상분리가 가능한 극성 용매를 사용하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 제3용매로는 물이 사용될 수 있다. The dispersant solution is used for forming droplets containing quantum dots and polymers through phase separation in a process to be described later. As the third solvent, it is preferable to use a polar solvent capable of phase separation with the first solvent and the second solvent. For example, water may be used as the third solvent.
상기 분산제는 액적과 제3용매 사이의 상분리를 유지시키기 위한 것으로, 양친성 유기 단분자 또는 양친성 고분자일 수 있다. 또한, 상기 분산제는 이온성 분산제 또는 비이온성 분산제일 수 있다. 바람직하게는, 상기 분산제는 폴리비닐알코올일 수 있다. The dispersant is for maintaining the phase separation between the droplet and the third solvent, and may be an amphiphilic organic monomolecular or amphiphilic polymer. The dispersant may be an ionic dispersant or a nonionic dispersant. Preferably, the dispersing agent may be polyvinyl alcohol.
상기 분산제 용액 내의 분산제의 함량은 0.1중량% 내지 5중량% 정도, 바람직하게는 0.5중량% 내지 1중량% 정도일 수 있다. 분산제의 함량이 0.1중량% 미만인 경우에는 액적 형성 및 유지가 어려울 수 있고, 5중량%를 초과하는 경우에는 액적의 크기가 작아지고, 발광 효율 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다. The content of the dispersant in the dispersant solution may be about 0.1 wt% to 5 wt%, preferably about 0.5 wt% to 1 wt%. If the content of the dispersing agent is less than 0.1 wt%, it may be difficult to form and maintain the droplets. If the content of the dispersing agent is more than 5 wt%, the droplet size may be decreased and the luminous efficiency may be deteriorated.
다음으로, 상기 양자점-고분자 혼합액과 분산제 용액을 혼합하여 양자점 및 고분자가 포함된 액적을 형성한다(S5).Next, the quantum dot-polymer mixed solution and the dispersant solution are mixed to form a droplet containing the quantum dot and the polymer (S5).
상기한 바와 같이 양자점-고분자 혼합액은 무극성 용매를 포함하고 있고, 분산제 용액은 극성 용매를 포함하고 있기 때문에, 양자점-고분자 혼합액과 분산제 용액은 서로 섞이지 않고 상분리가 발생하면서 액적이 형성되게 된다. 이때, 상기 액적의 내부에는 양자점, 고분자, 양자점-고분자 혼합액의 용매(즉, 무극성 용매)가 존재하게 되고, 상기 액적의 외부에는 분산제 용액의 용매인 극성 용매가 존재하게 된다. 원활한 액적 형성을 위해, 상기 양자점-고분자 혼합액과 분산제 용액의 혼합은 균질기(homogenizer) 등을 이용하여 수행될 수 있다.As described above, since the quantum dot-polymer mixed solution contains a non-polar solvent and the dispersant solution contains a polar solvent, the quantum dot-polymer mixed solution and the dispersant solution do not mix with each other but a phase separation occurs and a droplet is formed. At this time, a quantum dot, a polymer, a solvent of a quantum dot-polymer mixture liquid (that is, a nonpolar solvent) is present inside the droplet, and a polar solvent which is a solvent of the dispersant solution exists outside the droplet. For smooth droplet formation, the quantum dot-polymer mixed solution and the dispersant solution may be mixed using a homogenizer or the like.
한편, 상기 분산제는 액적 표면에 결합되어 액적의 응집을 방지하고, 액적의 형태가 유지될 수 있도록 한다. 보다 구체적으로는, 분산제의 일측은 무극성 용매인 액적의 표면 측에 위치하고, 다른 일측은 극성 용매 측으로 배치되면서, 분산제들이 액적을 둘러싸 액적의 형태가 유지될 수 있도록 한다. 한편, 상기 분산제의 농도에 따라 액적의 크기를 조절할 수 있으며, 예를 들면, 분산제의 농도가 커질수록 액적의 크기가 작아지게 된다. On the other hand, the dispersant is bonded to the surface of the droplet to prevent agglomeration of the droplet, and the shape of the droplet can be maintained. More specifically, one side of the dispersing agent is located on the surface side of the droplet, which is a non-polar solvent, and the other side is disposed on the side of the polar solvent, so that the dispersing agent surrounds the droplet so that the shape of the droplet can be maintained. On the other hand, the size of the droplet can be controlled according to the concentration of the dispersant. For example, as the concentration of the dispersant increases, the size of the droplet becomes smaller.
상기와 같은 과정을 거쳐 액적이 형성되면, 액적 내부에 존재하는 용매를 휘발시킨다(S6).When a droplet is formed through the above process, the solvent existing in the droplet is volatilized (S6).
상기 액적 내부에 존재하는 용매를 휘발시키는 단계는 액적이 형성된 용액을 상온에서 감압하는 방법으로 수행될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 용액의 일측에서 질소를 퍼징(purging)하고, 동시에 다른 일측에서 펌프로 진공을 뽑아 액적의 용매를 휘발시킬 수 있다. 액적 내부에 존재하는 양자점-고분자 혼합액의 용매는 비점이 낮은 고휘발성의 무극성 용매이기 때문에, 별도의 가열 공정 없이 상온에서 감압하는 것만으로도 쉽게 휘발시킬 수 있다. The step of volatilizing the solvent present inside the droplet may be performed by a method of reducing the pressure of the solution in which the droplet is formed at room temperature. More specifically, nitrogen may be purged from one side of the solution and the solvent of the droplet may be volatilized by drawing a vacuum from the other side by a pump. Since the solvent of the quantum dot-polymer mixed solution existing in the droplet is a nonvolatile, high-volatility solvent with low boiling point, it can be easily volatilized even by decompressing at room temperature without any additional heating step.
한편, 상기 용매 휘발은 액적이 재응집되는 것을 방지하기 위해, 마그네틱 스티어러로 교반하면서 수행될 수 있으며, 예를 들면, 약 100rpm에서 교반하면서 수행될 수 있다.On the other hand, the solvent volatilization can be performed while stirring with a magnetic stirrer to prevent the droplets from being re-agglomerated, and can be performed, for example, with stirring at about 100 rpm.
한편, 상기 용매 휘발 시간은 액적 내에 존재하는 용매의 종류에 따라 적절하게 조절될 수 있다. 예를 들면, 제1용매 및 제2용매로 클로로포름을 사용하는 경우에는, 상기 휘발 시간은 약 1시간 정도일 수 있다. On the other hand, the solvent volatilization time can be appropriately controlled depending on the kind of solvent present in the droplet. For example, when chloroform is used as the first solvent and the second solvent, the volatilization time may be about one hour.
상기와 같은 과정을 통해 액적 내의 용매가 휘발되면, 양자점 및 고분자를 포함하는 양자점-고분자 비드가 형성되게 된다. 한편, 본 발명과 같이 용매 휘발법을 통해 비드를 형성할 경우, 양자점-고분자 비드 내에 용매가 휘발되고 난 빈 자리에 기공이 형성될 수 있다. When the solvent in the droplet is volatilized through the above process, the quantum dot-polymer beads including the quantum dot and the polymer are formed. On the other hand, when the beads are formed through the solvent volatilization method as in the present invention, pores may be formed in vacancies where the solvent is volatilized in the quantum dot-polymer beads.
다음으로 상기 양자점-고분자 비드를 수집한다(S7).Next, the quantum dot-polymer beads are collected (S7).
상기 양자점-고분자 비드의 수집은 양자점-비드를 채집, 세척 및 건조하여 이루어질 수 있다. The collection of the quantum dot-polymer beads may be performed by collecting, washing and drying the quantum dot-beads.
우선, 필터링 장비를 이용하여, 필터링 하여 필터 위에 양자점-고분자 비드를 채집한다. 이후, 필터 위의 양자점-고분자 비드를 메탄올 및 물로 여러 번 세척한다. 양자점-고분자 비드를 채집 후 바로 건조할 경우 딱딱한 파우더가 되며, 재분산이 잘 되지 않는 문제점이 있다. 그러나 채집된 양자점-고분자 비드를 메탄올로 세척하면 건조 후 용매 등에 분산시켰을 때, 잘 분산되는 파우더를 형성할 수 있다.First, the QD-polymer beads are collected on the filter by filtering using a filtering device. The quantum dot-polymer beads on the filter are then washed several times with methanol and water. When the QD-polymer beads are dried immediately after being collected, they become hard powder, and there is a problem that re-dispersion is not performed well. However, when the collected quantum dot-polymer beads are washed with methanol, it is possible to form a powder that is well dispersed when it is dispersed in a solvent after drying.
그런 다음, 남아있는 수분과 메탄올을 제거하기 위해, 진공 챔버 안에서 건조하여 양자점-고분자 비드를 수득한다. The quantum dot-polymer beads are then obtained by drying in a vacuum chamber to remove residual moisture and methanol.
상기 양자점-고분자 비드 제조 단계(S1 ~ S8)은 모두 상온에서 이루어질 수 있으며, 가열이나 냉각 등의 공정이 요구되지 않는다. 따라서, 온도 변화에 의해 발생할 수 있는 양자점의 열화를 최소화할 수 있다. The quantum dot-polymer bead manufacturing steps (S1 to S8) can be performed at room temperature, and no steps such as heating or cooling are required. Therefore, deterioration of quantum dots, which may be caused by temperature changes, can be minimized.
한편, 상기와 같은 과정을 통해 제조된 상기 양자점-고분자 비드는 평균 입경이 5㎛ 내지 200㎛ 정도일 수 있으며, 상기 양자점-고분자 비드 내의 양자점(301)의 농도는, 예를 들면, 0.1 중량% 내지 1 중량% 정도일 수 있다.Meanwhile, the quantum dot-polymer beads prepared through the above process may have an average particle diameter of about 5 to 200 μm, and the concentration of the quantum dots 301 in the quantum dot-polymer beads may be, for example, 0.1% 1% by weight.
상기와 같은 방법을 통해 양자점-고분자 비드가 얻어지면, 이를 매트릭스 수지와 혼합하여 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지의 혼합액을 제조한다(S8).When the quantum dot-polymer beads are obtained through the above-described method, the mixture is mixed with the matrix resin to prepare a mixed solution of the quantum dot-polymer beads and the matrix resin (S8).
이때, 상기 매트릭스 수지는 저투습, 저투기 특성을 갖는 수지인 것이 바람직하다. 예를 들면, 상기 매트릭스 수지는 에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. At this time, it is preferable that the matrix resin is a resin having low moisture permeability and low pouring property. For example, the matrix resin may include epoxy, epoxy acrylate, polychlorotrifluoroethylene, polyethylene, polypropylene, polyvinyl alcohol, or combinations thereof.
상기 에폭시 수지는, 에폭시기를 갖는 수지로 예를 들면, 비스페놀 A 수지, 비스페놀 F 수지 등일 수 있으며, 이러한 에폭시 수지들은 주쇄의 특성으로 인해 낮은 투습율 및 투기율을 갖는다. The epoxy resin may be a resin having an epoxy group, for example, a bisphenol A resin, a bisphenol F resin, or the like, and these epoxy resins have a low water permeability and a low water permeability due to the characteristics of the main chain.
한편, 상기 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지의 에폭사이드(epoxide)기가 이크릴기로 치환된 수지로, 예를 들면, 상기 에폭시 아크릴레이트 수지는 비스페놀-A 글리세롤레이트 디아크릴레이트(bisphenol A glycerolate diacrylate), 비스페놀-A 에톡실레이트 디아크릴레이트(bisphenol A ethoxylate diacrylate), 비스페놀-A 글리세롤레이트 디메타크릴레이트(bisphenol A glycerolate dimethacrylate), 비스페놀-A 에톡실레이트 디메타크릴레이트(bisphenol A ethoxylate dimethacrylate) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. 에폭시 아크릴레이트 수지는 에폭시 수지와 마찬가지로 주쇄 특성으로 인해 낮은 투습율과 투기율을 갖는다.The epoxy acrylate resin is a resin in which an epoxide group of an epoxy resin is substituted with an acrylic group. For example, the epoxy acrylate resin may be bisphenol A glycerolate diacrylate, Bisphenol A ethoxylate dimethacrylate, bisphenol A glycerol dimethacrylate, bisphenol A ethoxylate dimethacrylate, and the like. And a combination thereof. Epoxy acrylate resins, like epoxy resins, have low moisture permeability and durability due to their main chain properties.
또한, 상기 폴리클로로트리플루오로에틸렌은 수분과 산소 투과율이 낮으며, 폴리에틸렌 및 폴리프로필렌은 수분 투과율이 낮고, 폴리비닐알코올은 산소 투과율이 낮다. The polychlorotrifluoroethylene has a low water and oxygen permeability, polyethylene and polypropylene have low water permeability, and polyvinyl alcohol has low oxygen permeability.
한편, 상기 매트릭스 수지는 양자점-고분자 비드와의 혼용성을 고려하여 수지를 용매에 용해시킨 유동성 용액 상태로 제공될 수 있으며, 후술할 광 변환층 형성 시에 광 경화를 위해 광 개시제를 더 포함할 수 있다. On the other hand, the matrix resin can be provided in a fluid solution state in which the resin is dissolved in a solvent in consideration of compatibility with the quantum dot-polymer beads, and further includes a photoinitiator for photocuring at the time of forming the photo- .
한편, 상기 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지의 혼합액을 경화시켜 광 변환 복합재를 얻을 수 있다(S9). 이때, 상기 경화는 광 경화로 이루어질 수 있으며, 예를 들면, 상기 혼합액을 기재 등에 도포한 다음, 자외선 등과 같은 활성에너지선을 조사하는 방법으로 수행될 수 있다.On the other hand, a light-converting composite material can be obtained by curing the mixture of the quantum dot-polymer beads and the matrix resin (S9). At this time, the curing may be performed by a photo-curing method, for example, a method of applying the mixed solution to a substrate or the like, and then irradiating an active energy ray such as ultraviolet rays.
다음으로, 상기와 같은 방법에 의해 제조된 본 발명의 광 변환 복합재에 대해 설명한다. Next, the photo-conversion composite of the present invention produced by the above-described method will be described.
도 2에는 본 발명의 광 변환 복합재가 도시되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 광 변환 복합재는 매트릭스 수지(400) 및 상기 매트릭스 수지(400) 내에 분산되는 양자점-고분자 비드(300)를 포함하며, 이때, 상기 광 변환 복합재는 소각 X선 산란법(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점(peak point)에서의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 정도, 바람직하게는, 0.01Å-1 내지 0.040Å- 1 정도, 더 바람직하게는 0.020Å-1 내지 0.030Å-1 정도일 수 있다.Figure 2 shows a light-conversion composite of the present invention. 2, the light-conversion composite of the present invention comprises a
이때, 소각 X선 산란법(Small Angle X-ray Scattering)은 매우 작은 산란각 범위, 예를 들면, 3°이내의 산란각에서의 X선 회절 정보를 이용하여 수 나노미터에서 수십 나노미터 스케일의 나노 구조를 파악하는 기법으로, X선의 산란 강도 분포를 이용하여 물질의 구조를 파악한다. 보다 구체적으로는, 상기 소각 X선 산란법을 통한 물질의 구조 측정은, 예를 들면, 포항방사광가속기의 투과 소각 X선 산란 빔을 측정 대상 물질에 투사시켜 파수(wave number) q에 따른 산란 강도(Intensity) 그래프를 얻고, 이를 통해 물질 간의 간격이나 분포 등을 계산하는 방법으로 수행될 수 있다. 본 발명자들은 본 발명의 광 변환 복합재의 구조를 알아보기 위해, 본 발명의 방법에 따라 제조된 광 변환 복합재를 경화시킨 다음, 포항방사광가속기의 투과 소각 X선 산란 빔을 투과시켰다. 그 결과, 본 발명의 광 복합재는, 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프 상의 피크점에서의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å-1 정도인 것으로 밝혀졌다. 한편, 상기 파수 q는 양자점의 면 간격과 관계된 값으로, 하기 식 1을 통해 파수 q로부터 양자점의 간격을 계산할 수 있다.At this time, the Small Angle X-ray Scattering method uses X-ray diffraction information in a very small scattering angle range, for example, a scattering angle within 3 degrees, It is a technique to grasp the nanostructure, and the structure of the material is grasped by using the scattering intensity distribution of X-ray. More specifically, the structure measurement of the substance by the incineration X-ray scattering method can be performed by, for example, projecting a transmission and incineration X-ray scattering beam of a Pohang radiation accelerator onto a measurement target material, (Intensity) graph, and then calculating the interval or distribution between the materials. The inventors of the present invention cured the light-converting composite material prepared according to the method of the present invention in order to examine the structure of the light-conversion composite material of the present invention, and then transmitted the transmitted and incinerated X-ray scattering beam of the Pohang radiation accelerator. As a result, the optical composite material of the present invention was found to have a wave number q at a peak point on a scattering intensity graph according to a wave number of about 0.0056 Å -1 to about 0.045 Å -1 . On the other hand, the wave number q is a value related to the surface interval of the quantum dots, and the interval of the quantum dots can be calculated from the wave number q through the following equation (1).
식 1: q = 4πsinθ/λ= 2π/dEquation 1: q = 4? Sin? /? = 2? / D
상기 식 1에서, q는 파수, θ는 산란각, λ는 x선 파장, d는 면 간격임.In the above formula (1), q is a wave number,? Is a scattering angle,? Is an x-ray wavelength, and d is a surface interval.
상기 식 1을 통해 본 발명의 광 변환 복합재 내의 양자점 간격을 계산해보면, 양자점간 간격이 대략 14nm 내지 112nm 정도임을 알 수 있다. 일반적으로 사용되는 양자점의 직경이 2 ~ 8nm 이고, 양자점 표면에 부착되는 리간드의 길이가 1 ~ 2nm 정도임을 감안할 때, 양자점들이 응집되어 있을 경우 양자점 간의 간격은 대략 4 ~ 12nm 정도가 된다. 즉, 소각 X선 산란법(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number) 대 산란 강도(intensity) 그래프 상의 피크점에서의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å-1 정도라는 것은, 본 발명의 광 변환 복합재 내에서 양자점들이 서로 응집되지 않고, 잘 분산되어 있음을 보여주는 것이다. The distance between the quantum dots in the light-conversion composite of the present invention is approximately 14 nm to 112 nm. Considering that the diameter of a commonly used quantum dot is 2 to 8 nm and the length of a ligand attached to the surface of the quantum dot is about 1 to 2 nm, when the quantum dots are aggregated, the distance between the quantum dots is about 4 to 12 nm. That is, the wave number q at the peak point on the wave number vs. scatter intensity graph measured by the Small Angle X-ray Scattering method is 0.0056 Å -1 to 0.045 Å -1 means that the quantum dots do not aggregate in the light-converting composite material of the present invention and are well dispersed.
이와 같이 본 발명의 광 변환 복합재에서 양자점들이 고르게 분산될 수 있는 것은, 본 발명에서 사용되는 양자점-고분자 비드가 단순히 양자점과 고분자들의 혼합물로 이루어진 것이 아니라, 단일 양자점 표면에 고분자가 코팅되어 양자점-고분자 단위체를 이루고, 이들 단위체들이 다수개 응집하여 클러스터 형태의 양자점-고분자 비드를 형성하기 때문인 것으로 판단된다. The reason why the quantum dots can be evenly dispersed in the light-conversion composite of the present invention is that the quantum dot-polymer beads used in the present invention are not simply composed of a mixture of quantum dots and polymers, but a polymer is coated on the surface of a single quantum dots, It is considered that this is due to the fact that a large number of these monomer units are aggregated to form cluster type quantum dot-polymer beads.
도 3에는 본 발명의 양자점-고분자 비드를 설명하기 위한 도면이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 양자점-고분자 비드(300)는 다수의 양자점-고분자 단위체(310)들이 응집되어 형성된 것이며, 상기 양자점-고분자 단위체(310)는 각각 양자점(311) 및 사슬의 일부가 상기 양자점의 표면과 결합되어 코팅층을 형성하는 고분자(312)를 포함한다. Fig. 3 is a view for explaining the quantum dot-polymer bead of the present invention. 3, the quantum dot-
이때, 상기 양자점(311) 및 고분자(312)의 구체적인 특성 및 성분들은 상기한 바와 동일하다. At this time, specific characteristics and components of the
즉, 상기 양자점(311)은 예를 들면, 입사광을 적색광으로 변환시키는 적색 발광 양자점 및 입사광을 녹색광으로 변환시키는 녹색 발광 양자점으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 보다 구체적으로는, 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, GaInP2 , 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. That is, the
또한, 상기 고분자(312)는 용해도 파라미터가 19MPa1/2 내지 24MPa1/2인 고분자일 수 있으며, 바람직하게는, 주쇄 또는 측쇄에 극성기를 갖는 고분자일 수 있다. 예를 들면, 상기 고분자는 주쇄에 폴리에스터, 에틸 셀룰로오스, 폴리비닐피리딘 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함하는 호모폴리머 또는 코폴리머이거나, 또는 측쇄에 -OH, -COOH, -COH, -CO, -O- 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 극성기를 갖는 고분자일 수 있다. 또는, 상기 고분자는 부분 산화된 폴리에스터와 같이 부분산화된 고분자일 수 있다. 또한, 상기 고분자는 수평균분자량이 300g/mol 내지 100,000g/mol정도인 것이 바람직하다.Also, the
한편, 상기 매트릭스 수지(400)의 구체적인 특성 및 성분은 설명된 것과 동일하다. 즉, 상기 매트릭스 수지는 저투습, 저투기 특성을 갖는 수지인 것이 바람직하며, 예를 들면, 상기 매트릭스 수지는 에폭시, 에폭시 아크릴레이트, 폴리클로로트리플루오로에틸렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐알코올 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. The specific characteristics and components of the
한편, 본 발명의 광 복합재는 분산제(320)를 더 포함할 수 있다. 상기 분산제(320)는, 상기 제조방법에서 설명한 분산제 용액 내에 포함된 분산제로, 양자점-고분자 비드(300)의 표면에 부착되어, 양자점-고분자 비드(300)가 매트릭스 수지(400) 내에서 고르게 분산될 수 있도록 보조하는 역할을 수행한다. 상기 분산제(320)는 양친성 유기 단분자 또는 양친성 고분자일 수 있으며, 바람직하게는, 상기 분산제는 폴리비닐알코올일 수 있다. Meanwhile, the optical composite material of the present invention may further include a
또한, 상기 본 발명의 광 복합재는 광 경화를 위한 광 개시제를 더 포함할 수 있다. In addition, the optical composite material of the present invention may further include a photoinitiator for photo-curing.
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 제1배리어 필름(271), 광 변환층(272) 및 제2배리어 필름(273)을 포함한다. 이때, 상기 광 변환층(272)은, 광원으로부터 발생되는 광의 파장을 변환시키기 위한 층으로, 상기한 본 발명의 광 변환 복합재로 형성된다.Next, the photo-conversion film of the present invention will be described. 4 shows an embodiment of the photo-conversion film of the present invention. 4, the photo-
보다 구체적으로는, 본 발명의 광 변환 필름은 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273) 사이에 상기한 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지의 혼합액을 코팅한 후, 경화시켜 제조될 수 있다. 보다 구체적으로는, 상기 제1배리어 필름(271) 상에 상기 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지의 혼합액을 코팅한 후, 제2배리어 필름(273)을 합착하고 경화시키는 방법 또는 제2배리어 필름(273) 상에 상기 양자점-고분자 비드와 매트릭스 수지의 혼합액을 코팅한 후 제1배리어 필름(271)을 합착하고 경화하는 방법 등으로 수행될 수 있다. 한편, 상기 경화는, 광 경화법을 통해 이루어질 수 있다. 이외 광 변환 복합재와 관련된 구체적인 내용은 상기에서 이미 설명하였으므로, 구체적인 설명은 생략한다.More specifically, the photo-conversion film of the present invention can be produced by coating a mixture of the above-described quantum dot-polymer beads and a matrix resin between the
다음으로, 상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)은 상기 광 변환층(272)을 지지하고, 보호하기 위한 것으로, 보다 구체적으로는, 외부 공기 중 수분이나 산소 등이 광 변환층(272)으로 투입되어 양자점을 열화시키는 것을 방지하기 위한 것이다. The
이를 위해, 상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)은 수분 및/또는 산소에 대해 차단성이 높은 단일 물질 또는 복합 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)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.For this, the
한편, 도면 상에는, 상기 제1배리어 필름 (271) 및 상기 제2배리어 필름(273)이 단일층으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않는다. 상기 제1배리어 필름(271) 및 상기 제2배리어 필름(273)은 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들면, 상기 제 1 배리어 기판(271) 및 상기 제 2 배리어 기판(273)은 베이스 기재 상에 보호막이 적층된 구조일 수 있다. 예를 들면, 상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)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. On the other hand, the
상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)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.The
또한, 상기 제1배리어 필름(271) 및 제2배리어 필름(273)의 직선 투과율은 420nm ~ 680nm 가시광선 영역에서 88% 내지 95% 정도인 것이 바람직하다. The linear transmittance of the
상기와 같이 본 발명의 광 변환 복합재로 형성된 광 변환층(272)을 구비한 광 변환 필름(270)은, 소각 X선 산란법(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점의 양자점 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å- 1 정도, 바람직하게는, 0.01Å-1 내지 0.040Å- 1 정도, 더 바람직하게는 0.020Å-1 내지 0.030Å-1 정도로, 광 변환층(272)에 양자점들이 고르게 분산되어 있다. 그 결과, 본 발명의 광 변환 필름은 광 재흡수가 적어 발광 효율이 매우 우수하다. As described above, the
또한, 본 발명의 광 변환 필름(270)은, 광 변환층(272)이 저투습 및/또는 저투기성을 갖는 매트릭스 수지로 이루어져 있기 때문에, 고온, 고습 환경에서도 에지부의 열화가 현저하게 적다. 구체적으로는, 본 발명의 광 변환 필름은 60℃, 상대 습도 90% 조건에서 10일동안 방치한 후 측정한 에지부의 손상 길이가 2mm 이하, 바람직하게는 1mm 이하이다.Further, in the
다음으로, 본 발명의 백라이트 유닛 및 표시장치에 대해 설명한다. Next, the backlight unit and the display device of the present invention will be described.
도 5 및 도 6에는 본 발명의 표시장치의 일 실시예가 도시되어 있다. 5 and 6 show an embodiment of the display device of the present invention.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 표시 장치는 백라이트 유닛(200) 및 표시 패널(100)을 포함한다. As shown in Figs. 5 and 6, the display apparatus of the present invention includes a
이때, 상기 백라이트 유닛(200)은 표시 패널(100)에 광을 제공하기 위한 것으로, 다수개의 광원(240b)를 포함하는 광원 유닛(240) 및 상기한 본 발명의 광 변환 필름(270)을 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 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. The
먼저, 상기 광원 유닛(240)은 표시 패널(100)에 광을 제공하기 위한 것으로, 바텀 케이스(210) 내부에 배치될 수 있다. First, the
상기 광원 유닛(240)은, 예를 들면, 다수개의 광원(240b) 및 상기 다수개의 광원(240b)이 실장되는 인쇄회로기판(240a)을 포함한다. The
이때, 상기 광원(240b)은 청색 광을 발생시키는 청색 광원일 수 있다. 예를 들면, 상기 광원(240b)은 청색 발광다이오드일 수 있다. 이 경우, 광 변환 필름(270)은 입사광을 적색광으로 변환시키는 적색 발광 양자점 및 입사광을 녹색광으로 변환시키는 녹색 발광 양자점을 포함하는 광 변환 복합재에 의해 형성된 광 변환층을 포함하는 것일 수 있다. In this case, the
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)은 입사광을 적색광으로 변환시키는 적색 발광 양자점을 포함하는 광 변환 복합재에 의해 형성된 광 변환층을 포함하는 것일 수 있다. 이 경우 광 변환 필름에 사용되는 양자점 중 다수를 차지하는 녹색 발광 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. Alternatively, the
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. Meanwhile, the printed
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.The printed
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.Although the printed
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.Although the
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. Meanwhile, the
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. The
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. Meanwhile, the bending
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.The
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. The
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.Although not shown in the drawing, the
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.However, the present invention is not limited thereto, and the
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. Next, the
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.Although the
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.In addition, one surface of the
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.In the drawing, the
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. The
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. The
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. That is, the plurality of
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. An
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. The
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.The
상기 광학 시트(260)와 상기 도광판(230) 사이에는 광변환 필름(270)이 배치될 수 있다.A
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. Next, the
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.Further, although not shown in the figure, a polarizer (not shown) may be further disposed on the outer surfaces of the
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. Although not specifically shown in the figure, the display panel is divided into a display area and a non-display area. In the display area, a gate wiring and a data wiring are disposed on one surface of the
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. The
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.The thin film transistor includes a gate electrode, a semiconductor layer, a source electrode, and a drain electrode. The gate electrode may be formed by branching from the gate wiring. Further, the source electrode may be formed by branching from the data line. The pixel electrode may be electrically connected to a drain electrode of the thin film transistor.
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. The thin film transistor may have a bottom gate structure, a top gate structure, a double gate structure, or the like. That is, the structure and the like of the thin film transistor can be variously changed and modified within the range not deviating from the technical idea of the embodiment.
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.The
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. In addition, the
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.The
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. That is, a thin film transistor is disposed on the
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.In addition, the
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. Although not shown in the drawing, the
이상, 도면을 참조하여 백라이트 유닛 및 표시 패널에 대해 설명하였으나, 본 발명에 적용되는 백라이트 유닛 및 표시 패널의 구성이 도면에 기재된 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 백라이트 유닛 및 표시 장치는 상기 설명된 구성 중 일부를 생략하거나, 변형한 구성일 수 있으며, 상기 기재되어 있지 않은 구성요소를 추가로 포함할 수도 있다. Although the backlight unit and the display panel have been described above with reference to the drawings, the configurations of the backlight unit and the display panel applied to the present invention are not limited to the configurations described in the drawings. That is, the backlight unit and the display device of the present invention may omit some of the above-described configurations, or may have a modified configuration, and may further include components not described above.
다음으로, 구체적인 실시예를 통하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. Next, the present invention will be described in more detail with reference to concrete examples.
제조예Manufacturing example 1: One: 양자점Qdot -고분자 - Polymers 비드Bead (I) (I)
수평균분자량이 28,000g/mol이고, 용해도 파라미터값이 22MPa1/2인 부분 산화된 폴리에스터를 클로로포름에 용해시켜 고분자 분산액을 준비하였다. 상기 고분자 분산액의 폴리에스터는 25wt%였다. 톨루엔(toluene) 용매에 용해되어 있는 ZnCdSe/ZnS 양자점 용액의 용매를 클로로포름으로 치환하여, 양자점 분산액(70mg/mL)을 준비하였다. 상기 고분자 분산액에 상기 양자점 분산액을 첨가한 후 교반하여 양자점-고분자 혼합액을 형성하였다. 이때, 상기 양자점-고분자 혼합액 내의 양자점은 함량이 0.5중량%가 되도록 고분자 분산액과 양자점 분산액을 혼합하였다. A partially oxidized polyester having a number average molecular weight of 28,000 g / mol and a solubility parameter value of 22 MPa 1/2 was dissolved in chloroform to prepare a polymer dispersion. The polyester of the polymer dispersion was 25 wt%. A quantum dot dispersion (70 mg / mL) was prepared by replacing the solvent of the ZnCdSe / ZnS quantum dot solution dissolved in the toluene solvent with chloroform. The quantum dot dispersion was added to the polymer dispersion and stirred to form a quantum dot-polymer mixed solution. At this time, the polymer dispersion and the quantum dot dispersion were mixed such that the content of the quantum dots in the quantum dot-polymer mixture solution was 0.5 wt%.
폴리비닐알코올을 물에 용해하여 1wt%의 분산제 수용액을 형성하였다. 이후, 삼구 플라스크(three neck flask)에서 분산제 수용액 10g과 양자점-고분자 혼합액 2g을 혼합하였다. 이후, 균질기로 1분 동안 10000rpm으로 균질화하여 액적을 형성하였다.Polyvinyl alcohol was dissolved in water to form a 1 wt% dispersant aqueous solution. Then, 10 g of the dispersant aqueous solution and 2 g of the quantum dot-polymer mixed solution were mixed in a three neck flask. Thereafter, the droplets were homogenized by a homogenizer at 10000 rpm for 1 minute.
마그네틱 스티어링 바를 상기 플라스크에 투입하고, 마그네틱 스티어러로 교반하였다. 상기 삼구 플라스크의 한 쪽 구멍은 막고, 다른 한 쪽 입구에서 질소를 퍼징하고, 동시에 또 다른 한 쪽 입구에서 펌프로 진공을 뽑아 1 시간 동안 액적의 용매를 휘발시켰다. A magnetic steering bar was placed in the flask and stirred with a magnetic stirrer. One of the holes of the three-way flask was closed, the nitrogen was purged from the other inlet, and the vacuum was pulled out from the other inlet at the same time, and the solvent of the droplet was volatilized for 1 hour.
용매 휘발 공정이 끝난 플라스크 내 용액을 필터링 장비를 이용해 필터링 하여 필터 위에 양자점-고분자 비드를 채집하였다. 이어서, 필터 위의 양자점-비드를 메탄올과 물로 수 번 세척하였다. 이후, 진공 챔버 안에서 하루 동안 보관 및 건조하여 남아있는 수분과 메탄올을 제거하고, 양자점-고분자 비드(I)을 수집하였다. 상기 전 공정은 상온에서 진행되었다.The solution in the volatilized volatile flask was filtered using the filtering equipment and the QD - polymer beads were collected on the filter. The quantum dot-beads on the filter were then washed several times with methanol and water. Then, the remaining moisture and methanol were removed by storing and drying in a vacuum chamber for one day, and quantum dot-polymer beads (I) were collected. The previous step was conducted at room temperature.
도 7에는 상기 방법으로 제조된 양자점- 고분자 비드 (I)의 광학 현미경 사진이 도시되어 있다. 도 7을 참조하면, 양자점-고분자 비드가 형성됨을 확인할 수 있다.FIG. 7 shows an optical microscope photograph of the quantum dot-polymer bead (I) prepared by the above method. Referring to FIG. 7, it can be seen that quantum dot-polymer beads are formed.
제조예Manufacturing example 2: 2: 양자점Qdot -고분자 - Polymers 비드Bead (II) (II)
폴리에스터 대신 용해도 파라미터값이 21.1MPa1/2인 에틸 셀룰로오스 수지(제조사: 시그마알드리치)를 사용하고, 양자점-고분자 혼합액 내의 양자점의 함량이 1중량%가 되도록 고분자 분산액과 양자점 분산액을 혼합한 점을 제외하고는 제조예 1과 동일한 방법으로 양자점-고분자 비드 (II)를 제조하였다. (Sigma Aldrich) having a solubility parameter of 21.1 MPa < 1/2 > was used instead of the polyester, and the polymer dispersion and the quantum dot dispersion were mixed such that the content of the quantum dots in the quantum dot- The quantum dot-polymer bead (II) was prepared in the same manner as in Production Example 1.
제조예Manufacturing example 3: 3: 양자점Qdot -고분자 - Polymers 비드Bead (III) (III)
양자점-고분자 혼합액 내의 양자점의 함량이 3중량%가 되도록 고분자 분산액과 양자점 분산액을 혼합한 점을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 양자점-고분자 비드 (III)를 제조하였다. The quantum dot-polymer bead (III) was prepared in the same manner as in Production Example 2, except that the polymer dispersion and the quantum dot dispersion were mixed so that the content of the quantum dots in the quantum dot-polymer mixture solution was 3 wt%.
제조예Manufacturing example 4 : 4 : 양자점Qdot -고분자 - Polymers 비드Bead (IV) (IV)
양자점-고분자 혼합액 내의 양자점의 함량이 5중량%가 되도록 고분자 분산액과 양자점 분산액을 혼합한 점을 제외하고는 제조예 2와 동일한 방법으로 양자점-고분자 비드 (IV)를 제조하였다.The quantum dot-polymer bead (IV) was prepared in the same manner as in Production Example 2, except that the polymer dispersion and the quantum dot dispersion were mixed such that the content of the quantum dots in the quantum dot-polymer mixture solution was 5 wt%.
제조예Manufacturing example 5: 매트릭스 수지 5: Matrix resin
비스페놀-A 글리세롤레이트 디아크릴레이트를 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트(trimethylolpropane triacrylate; TMPTA)와 4 대 1 비율로 혼합 후 Irgacure 184를 5wt% 첨가한 후 교반하여, 에폭시 아크릴레이트 수지를 형성하였다. Bisphenol-A glycerolate diacrylate was mixed with trimethylolpropane triacrylate (TMPTA) in a ratio of 4: 1, Irgacure 184 was added in an amount of 5 wt%, and the mixture was stirred to form an epoxy acrylate resin.
제조예Manufacturing example 6: 광 변환 복합재용 혼합 수지 A 6: Mixed resin for photo-conversion composite material A
상기 제조예 5에 의해 제조된 에폭시 아크릴레이트 수지 97중량%에 제조예 1에 의해 얻어진 양자점-고분자 비드 (I)을 3wt%를 첨가하고 교반하여 광 변환 복합재용 혼합 수지 A를 제조하였다.3 wt% of the quantum dot-polymer beads (I) obtained in Production Example 1 was added to 97 wt% of the epoxy acrylate resin prepared in Preparation Example 5 and stirred to prepare a mixed resin A for a light conversion composite.
제조예Manufacturing example 7: 광 변환 복합재용 혼합 7: Mix for photoconversion composite material 수지 BResin B
양자점-고분자 비드 (I) 대신 제조예 2에 의해 얻어진 양자점 고분자 비드(II)를 사용한 점을 제외하고는, 제조예 6과 동일한 방법으로 광 변환 복합재용 혼합 수지 B를 제조하였다. Except that the quantum dot polymeric beads (II) obtained in Production Example 2 were used in place of the quantum dot-polymeric beads (I) B was prepared.
제조예Manufacturing example 8: 광 변환 복합재용 혼합 수지 C 8: Mixed resin for photo-conversion composite material C
양자점-고분자 비드 (I) 대신 제조예 3에 의해 얻어진 양자점 고분자 비드(III)를 사용한 점을 제외하고는, 제조예 6과 동일한 방법으로 광 변환 복합재용 혼합 수지 C를 제조하였다. Except that the quantum dot polymeric beads (III) obtained in Production Example 3 were used in place of the quantum dot-polymeric beads (I) C.
제조예Manufacturing example 9: 광 변환 복합재용 혼합 수지 D 9: Mixed resin for photo-conversion composite material D
양자점-고분자 비드 (I) 대신 제조예 4에 의해 얻어진 양자점 고분자 비드(IV)를 사용한 점을 제외하고는, 제조예 6과 동일한 방법으로 광 변환 복합재용 혼합 수지 D를 제조하였다. A mixed resin D for a photoconversion composite material was prepared in the same manner as in Production Example 6, except that the quantum dot polymeric bead (IV) obtained in Production Example 4 was used instead of the quantum dot-polymeric bead (I).
실시예Example 1 One
상기 제조예 6에 의해 제조된 광 변환 복합재용 혼합 수지 A를 제1배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제2배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 코팅한 후, UV로 노광하여, 광 변환 필름을 제조하였다. 도 8에는 실시예 1의 광 변환 필름의 광학 현미경 사진이 도시되어 있다. 도 8을 통해, 양자점-고분자 비드들이 필름 내에 분산되어 있음을 확인할 수 있다.The mixed resin for the light-converting composite material prepared in Production Example 6 A was coated between a first barrier film (i-component, 50 占 퐉) and a second barrier film (i-component, 50 占 퐉), and then exposed to UV light to prepare a light conversion film. Fig. 8 shows an optical microscope photograph of the photo-conversion film of Example 1. Fig. 8, it is confirmed that the quantum dot-polymer beads are dispersed in the film.
실시예Example 2 2
광 변환 복합재용 혼합 수지 A 대신 상기 제조예 7에 의해 제조된 광 변환 복합재용 혼합 수지 B를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광 변환 필름을 제조하였다.Mixed resin for photoconversion composite material A photoconversion film was prepared in the same manner as in Example 1, except that the mixed resin B for the photoconversion composite material prepared in Preparation Example 7 was used instead of the mixed resin B for the photoconversion composite material.
실시예Example 3 3
광 변환 복합재용 혼합 수지 A 대신 상기 제조예 8에 의해 제조된 광 변환 복합재용 혼합 수지 C를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광 변환 필름을 제조하였다.Instead of the mixed resin A for the light-converting composite material, the mixed resin for the light-converting composite material prepared in Production Example 8 C was used as a light-absorbing film.
실시예Example 4 4
광 변환 복합재용 혼합 수지 A 대신 상기 제조예 9에 의해 제조된 광 변환 복합재용 혼합 수지 D를 사용한 점을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 광 변환 필름을 제조하였다.Mixed resin for photoconversion composite material A photoconversion film was prepared in the same manner as in Example 1 except that the mixed resin D for the photoconversion composite material prepared in Production Example 9 was used instead of the mixed resin D for the photoconversion composite material.
비교예Comparative Example
ZnCdSe/ZnS 양자점을 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate) 모노머에 녹여 양자점-모노머 용액을 형성하였다. ZnCdSe / ZnS quantum dots were dissolved in a lauryl acrylate monomer to form a quantum dot-monomer solution.
트리메틸올프로판 트리아크릴레이트와 Irgacure 184를 혼합하고, 교반하여 아크릴 수지를 형성하였다. 이후, 상기 아크릴 수지에 상기 양자점-모노머 용액을 첨가하고 교반한 후, 제 1 배리어 필름(i-component, 50 ㎛)과 제 2 배리어 필름(i-component, 50 ㎛) 사이에 코팅하였다. 이어서, UV에 노광하여 경화시켜 광 변환 필름을 제조하였다.Trimethylolpropane triacrylate and Irgacure 184 were mixed and stirred to form an acrylic resin. Thereafter, the quantum dot-monomer solution was added to the acrylic resin and stirred, and then coated between the first barrier film (i-component, 50 m) and the second barrier film (i-component, 50 m). Subsequently, the photoconversion film was prepared by curing by exposure to UV.
도 9에는 비교예에 의해 제조된 광 변환 필름의 광학 현미경 사진이 도시되어 있다. 도 9를 통해, 비교예의 광학 필름은 양자점들이 비드를 형성하지 않고, 광 변환층 전체에 분포되어 있음을 확인할 수 있다. Fig. 9 shows an optical microscope photograph of the light conversion film produced by the comparative example. 9, it can be confirmed that the quantum dots do not form beads and are distributed throughout the light conversion layer in the optical film of the comparative example.
실험예Experimental Example 1: 소각 X선 산란 측정 1: Incineration X-ray scattering measurement
포항방사광가속기의 투과 소각 X선 산란 빔라인을 이용하여 실시예 1 내지 4에 의해 제조된 광 변환 필름의 파수(wave number) q에 따른 산란 강도(Intensity) 그래프를 측정하였다. 도 10에는 실시예 1의 측정 결과 그래프가, 도 11에는 실시예 2 내지 4의 측정 결과 그래프가 도시되어 있다. 상기 그래프를 통해 얻은 산란 강도의 피크 점에서의 파수는 q 값 및 이를 이용해 계산된 양자점 간격 d는 하기 표 1에 기재된 바와 같다.The scattering intensity intensities according to the wave numbers q of the photoconversion films prepared in Examples 1 to 4 were measured using the transmission and incineration X-ray scattering beamlines of the Pohang radiation accelerator. Fig. 10 shows a graph of measurement results of Example 1, and Fig. 11 shows graphs of measurement results of Examples 2 to 4. The wave number at the peak point of the scattering intensity obtained from the graph is q value and the quantum dot interval d calculated using the q value is as shown in Table 1 below.
상기 표 1, 도 10 및 도 11을 통해, 본 발명에 따른 실시예 1 ~ 4의 광 변환 필름들을 소각 X선 산란법에 의해 측정하였을 때 피크점의 q값이 본 발명의 청구범위, 즉, 0.0056Å-1 내지 0.045Å-1을 만족함을 알 수 있다. 또한, 도 11 및 표 1에 나타난 실시예 2 내지 4의 측정 결과를 통해, 양자점-고분자 비드의 함량에 관계없이 양자점들이 비교적 균일한 간격으로 분포하고 있음을 알 수 있으며, 이는 본 발명의 양자점-고분자 비드들이 양자점-고분자 단위체들로 이루어짐을 보여주는 것이다. When the photovoltaic conversion films of Examples 1 to 4 according to the present invention were measured by the incineration X-ray scattering method, the q value of the peak point was determined according to the claims of the present invention, that is, Lt; -1 > to 0.045 <" 1 >. 11 and Table 2, it can be seen that the quantum dots are distributed at a relatively uniform interval regardless of the content of the quantum dot-polymer beads, Polymer beads are composed of quantum dot-polymer units.
실험예Experimental Example 2: 발광 효율 측정 2: Measurement of luminous efficiency
실시예 1에 의해 제조된 광 변환 필름과 비교예에 의해 제조된 광 변환 필름의 발광 효율(QY)을 측정하였다. 측정 결과는 도 12에 도시하였다. 도 12를 통해, 비드 형태로 양자점을 포함하는 본 발명의 광 변환 필름과 양자점이 전 면적에 분포하는 비교예의 광변환 필름이 거의 유사한 발광 효율(QY)을 가짐을 알 수 있다. The light-emitting efficiency (QY) of the light-converting film prepared in Example 1 and the light-converting film prepared in Comparative Example were measured. The measurement results are shown in Fig. It can be seen from FIG. 12 that the light conversion film of the present invention including quantum dots in the bead form and the light conversion film of the comparative example in which the quantum dot is distributed over the entire area have substantially similar light emitting efficiency (QY).
실험예Experimental Example 4: 에지 열화 정도 측정 4: Measurement of edge deterioration degree
실시예 1 및 비교예에 따른 광 변환 필름을 60℃, 상대 습도 90% 조건에서 10일동안 방치한 후 에지(edge)의 열화 정도를 실험하였다. 도 13의 (A)에는 10일 후 실시예 1의 광 변환 필름을 촬영한 사진이 도시되어 있으며, 도 13의 (B)에는 10일 후 비교예의 광 변환 필름을 촬영한 사진이 도시되어 있다. 도 13에 도시된 바와 같이, 실시예 1의 광 변환 필름은 에지 열화가 전혀 발생하지 않은 반면, 비교예의 광 변환 필름은 에지부에서 6mm 이상의 열화가 발생됨을 알 수 있다. The light conversion film according to Example 1 and Comparative Example was allowed to stand at 60 DEG C and 90% RH for 10 days, and the degree of deterioration of the edge was examined. 13A is a photograph of the photoconversion film of Example 1 after 10 days, and FIG. 13B is a photograph of the photoconversion film of Comparative Example after 10 days. As shown in Fig. 13, no deterioration of the edge occurred in the photoconversion film of Example 1, whereas deterioration of 6 mm or more was observed at the edge portion of the photoconversion film of the comparative example.
100: 액정표시패널 310: 양자점-고분자 단위체
200: 백라이트 유닛 311: 양자점
270: 광변환 필름 312: 고분자
300: 양자점- 고분자 비드 320: 분산제
400: 매트릭스 수지100: liquid crystal display panel 310: quantum dot-polymer unit
200: Backlight unit 311: Quantum dot
270: photo-conversion film 312: polymer
300: Qdot-polymer beads 320: Dispersant
400: matrix resin
Claims (18)
상기 양자점-고분자 비드 각각은 다수의 양자점-고분자 단위체들이 서로 간에 접하여 응집되어 형성된 클러스터 형태를 가지며,
상기 양자점-고분자 단위체 각각은 양자점 및 사슬의 일부가 상기 양자점의 표면과 결합되고 상기 양자점을 둘러싸도록 배치된 고분자 코팅층을 포함하고,
상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각의 상기 양자점은 상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각에서 상기 양자점을 둘러싸는 상기 고분자 코팅층의 두께의 합만큼 이격되고,
상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각의 상기 양자점 사이의 간격은 14㎚ 내지 112㎚이며,
상기 양자점-고분자 단위체 각각은 상기 양자점-고분자 단위체 각각을 중심으로 다수의 방향에 위치된 인접하는 다른 양자점-고분자 단위체들과 접하여 응집되는 광 변환 복합재.Matrix resin; And a plurality of quantum dot-polymer beads dispersed in the matrix resin,
Each of the quantum dot-polymer beads has a cluster form in which a plurality of quantum dot-polymer unit bodies cohere with each other and are aggregated,
Wherein each of the quantum dot-polymer unit includes a polymer coating layer disposed so that a part of the quantum dot and the chain are bonded to the surface of the quantum dot and surround the quantum dot,
Wherein the quantum dots of each of the adjacent quantum dot-polymer units are spaced apart from each other by a sum of thicknesses of the polymer coating layers surrounding the quantum dots in each of the adjacent quantum dot-
The interval between the quantum dots of each adjacent quantum dot-polymer unit is from 14 nm to 112 nm,
Wherein each of the quantum dot-polymer units is in contact with other adjacent quantum dot-polymer units located in a plurality of directions centered on the quantum dot-polymer unit, and is agglomerated.
상기 양자점-고분자 비드는 평균 입경이 5㎛ 내지 200㎛인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the quantum dot-polymer beads have an average particle diameter of 5 to 200 占 퐉.
상기 양자점-고분자 비드 내의 양자점 농도는 0.1 중량% 내지 1 중량%인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
And the quantum dot concentration in the quantum dot-polymer beads is 0.1 wt% to 1 wt%.
상기 광 변환 복합재는 소각 X선 산란(Small Angle X-ray Scattering)에 의해 측정되는 파수(wave number)에 따른 산란 강도(intensity) 그래프의 피크점(peak point)의 파수(wave number) q가 0.0056Å-1 내지 0.045Å-1 인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
The light conversion composite has a wave number q of a peak point of a scattering intensity graph according to a wave number measured by Small Angle X-ray Scattering of 0.0056 0.0 > A-1 < / RTI >
상기 고분자 코팅층에 포함된 고분자의 용해도 파라미터가 19MPa1/2 내지 24MPa1/2인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the solubility parameter of the polymer contained in the polymer coating layer is 19 MPa 1/2 to 24 MPa 1/2 .
상기 고분자 코팅층에 포함된 고분자의 수평균분자량이 300g/mol 내지 100,000g/mol인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the polymer contained in the polymer coating layer has a number average molecular weight of 300 g / mol to 100,000 g / mol.
상기 고분자 코팅층에 포함된 고분자는 주쇄 또는 측쇄에 극성기를 갖는 고분자인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the polymer contained in the polymer coating layer is a polymer having a polar group in a main chain or a side chain.
상기 고분자 코팅층에 포함된 고분자는 주쇄에 폴리에스테르, 에틸 셀룰로오스 및 폴리비닐피리딘으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 포함하는 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the polymer contained in the polymer coating layer comprises at least one selected from the group consisting of polyester, ethyl cellulose, and polyvinyl pyridine in the main chain.
상기 고분자 코팅층에 포함된 고분자는 부분 산화된 폴리에스테르인 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the polymer contained in the polymer coating layer is a partially oxidized polyester.
상기 양자점-고분자 비드 내에 기공이 형성된 광 변환 복합재.The method according to claim 1,
Wherein the quantum dot-polymer beads have pores formed therein.
상기 제1배리어 필름 상에 배치되며, 제1항, 제3항 내지 제11항 중 어느 하나의 항에 의한 광 변환 복합재로 형성된 광 변환층; 및
상기 광 변환층 상에 배치되는 제2배리어 필름을 포함하는 광 변환 필름.A first barrier film;
A light conversion layer disposed on the first barrier film and formed of the light conversion composite according to any one of claims 1 to 11; And
And a second barrier film disposed on the light conversion layer.
상기 매트릭스 수지 내에 분산되는 다수의 양자점-고분자 비드; 및
상기 양자점-고분자 비드 각각의 표면에 부착되는 분산제를 포함하고,
상기 양자점-고분자 비드 각각은 다수의 양자점-고분자 단위체들이 서로 간에 접하여 응집되어 형성된 클러스터 형태를 가지며,
상기 양자점-고분자 단위체 각각은 양자점 및 사슬의 일부가 상기 양자점의 표면과 결합된 고분자 코팅층을 포함하고,
상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각의 상기 양자점은 상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각에서 상기 양자점을 둘러싸는 상기 고분자 코팅층의 두께의 합만큼 이격되고,
상기 인접하는 양자점-고분자 단위체 각각의 상기 양자점 사이의 간격은 14㎚ 내지 112㎚인 광 변환 복합재.Matrix resin;
A plurality of quantum dot-polymer beads dispersed in the matrix resin; And
And a dispersant attached to the surface of each of the quantum dot-polymer beads,
Each of the quantum dot-polymer beads has a cluster form in which a plurality of quantum dot-polymer unit bodies cohere with each other and are aggregated,
Wherein each of the quantum dot-polymer unit includes a polymer coating layer in which a part of the quantum dot and the chain are bonded to the surface of the quantum dot,
Wherein the quantum dots of each of the adjacent quantum dot-polymer units are spaced apart from each other by a sum of thicknesses of the polymer coating layers surrounding the quantum dots in each of the adjacent quantum dot-
Wherein the interval between the quantum dots of each of the adjacent quantum dot-polymer units is from 14 nm to 112 nm.
상기 분산제는 양친성 유기 단분자, 양친성 고분자 또는 이들의 조합인 광 변환 복합재.15. The method of claim 14,
The dispersant is an amphipathic organic monomolecular, amphiphilic polymer, or a combination thereof.
상기 분산제는 폴리비닐알코올인 광 변환 복합재.15. The method of claim 14,
Wherein the dispersing agent is polyvinyl alcohol.
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