KR101954160B1 - 다상의 수지를 이용한 양자점 막 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 양자점(QDs)을 포함하는 다상의 폴리머 막에 관한 것이다. 상기 막은 주로 소수성인 폴리머 영역과 주로 친수성인 폴리머 영역을 가지고 있다. 일반적으로 소수성 매트릭스 내에서 더 안정해지는 QDs는 주로 상기 막의 소수성 영역 내에서 분상된다. 상기 친수성 영역은 산소를 배제하는데 효과적인 경향이 있다.

Description

다상의 수지를 이용한 양자점 막{QUANTUM DOT FILMS UTILIZING MULTI-PHASE RESINS}
본 발명은 광 발광 반도체 양자점(QDs)을 포함하는 물질에 관한 것으로, 더 상세하게는 QDs를 포함하는 다상의 폴리머 막에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 현대 생활에서 점점 중요해지고 있고, 그 주요한 응용들 중 하나는 자동차의 조명, 교통 신호, 일반적인 조명, 액정 표시장치(liquid crystal display; LCD)의 백라이트, 그리고 디스플레이 스크린 등이 될 것으로 여겨지고 있다. 현재, LED 소자는 일반적으로 무기의 고상(solid-state) 반도체 물질들로 만들어진다. LED를 만들기 위해 사용되는 물질은 LED에 의해 생성되는 광의 색상을 결정한다. 각 물질은 특정 파장의 스펙트럼, 예로서 특정 색의 혼합을 갖는 빛을 방출한다. 일반적인 물질은 AlGaAs(적색), AlGaInP(오렌지색-황색-녹색), 및 AlGaInN(녹색-청색)을 포함한다.
원색(예로서, 적색, 녹색 및 청색)의 혼합인 백색 광을 생성하거나 일반적인 LED 반도체 물질로 만들 수 없는 광을 생성하는 LED는 많은 응용을 위해 요구된다. 현재로서 필요한 색상, 예로서 백색광과 같은 광을 생성하기 위해 색상을 혼합하는 일반적인 방법은 인광 물질(phosphorescent materials)을 조합하는 것으로서, 인광 물질은 고체상태 LED의 상면에 놓이며 LED로부터의 광("1차 광")이 인광 물질에 의해 흡수되고 이어서 다른 주파수에서 광("2차 광")이 다시 방출(re-emit)된다. 이 인광 물질은 1차 광의 일부를 "하향 변환"한다.
현재 하향 변환 응용에 사용되고 있는 인광 물질은 일반적으로 UV 또는 청색 광을 흡수하여 이를 적색 또는 녹색 광 등의 더 긴 파장을 가지는 광으로 변환한다. 청색 발광 LED와 같은 청색의 1차 광원을 갖고, 적색 및 녹색 광을 방출하는 2차 인광체(phosphor)가 결합된 발광 소자가 백색 광을 생성하기 위해 사용될 수 있다.
가장 일반적인 인광 물질은 3가의 희토류 도핑된 산화물(trivalent reare-earth doped oxide)이나 할로겐화 포스페이트(halophospate) 등의 고상 반도체 물질이다. 백색 발광은 청색 발광 LED에 SrGa2S4:Eu2 2 +와 같은 녹색 인광체와 SrSi5Ni8:Eu2 2+와 같은 적색 인광체를 더하거나, UV 발광 LED에 Sr2P2O7:Eu2 +;Mu2 +와 같은 황색 인광체와 청-녹색 인광체를 더하여 혼합함으로써 얻어질 수 있다. 백색 LED는 또한 청색 LED를 황색 인광체와 조합함으로써 얻어질 수 있다.
몇 가지 문제는 고상 하향 변환 인광체와 관련이 있다. 색상 조절 및 색상 렌더링(rendering)이 저하(즉, 색상 렌더링 지수(CRI)<75)될 수 있고, 이에 따라 많은 상황 하에서 부적합한 광이 얻어질 수 있다. 또한, 임의의 특정 인광체에 의해 방출된 고유의 색상은 그 인광체를 구성하는 물질의 함수이기 때문에, 방출된 광의 빛깔을 조절하는 것은 어렵다. 적절한 물질이 존재하지 않는 경우, 특정 빛깔은 간단하게 얻을 수 없다. 따라서, 현재 이용 가능한 것보다 더 큰 유연성 및 더 좋은 색상 렌더링을 갖는 하향 변환 인광체에 대한 기술이 요구된다.
본 명세서에서 QD를 함유하는 막이 설명된다. 이 막은 LED 발광 소자의 구성, 특히, 고상 LED 반도체 물질로부터 방출된 광의 하향 변환을 위한 인광체 막 으로서 사용될 수 있다.
본 발명의 일 측면에 따른 조성물은 제1 폴리머와 상기 제1 폴리머에 분산된 양자점(QD)의 집단을 포함하는 제1 상(phase) 및 제2 폴리머를 포함하는 제2 상을 포함하고, 상기 제1 및 제2 상은 적어도 부분적으로 상 분리된다.
바람직하게는, 상기 제1 폴리머는 상기 제2 폴리머 수지보다 더욱 소수성일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 폴리머는 아크릴레이트(acrylate)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 제2 폴리머는 에폭시드(epoxide)일 수 있다.
바람직하게는, 상기 막은 두 개의 가스 배리어(gas barrier) 사이에 배치될 수 있다.
바람직하게는, 상기 QD 나노 입자는 코어-쉘(core-shell) QD 나노 입자일 수 있다.
바람직하게는, 상기 QD 나노 입자는 카드뮴(cadmium)이 없는 QD 나노 입자일 수 있다.
바람직하게는, 상기 QD 나노 입자는 InP 기반의 코어를 포함할 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 약 5% 이하로 상이할 수 있다.
더 바람직하게는, 상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 약 1% 이하로 상이할 수 있다.
임의의 상기 바람직한 특징들은 본 발명의 일 측면에서 단독으로 포함될 수 도 있고, 임의의 다른 바람직한 특징과 조합될 수 있다.
상기 막은 두 개 또는 그 이상의 폴리머 물질, 예로서, 두 개 또는 그 이상의 폴리머 수지로 형성된다. 상기 막은 적어도 부분적으로, 주로 폴리머 물질들 중 하나인 막 내의 영역과 주로 다른 폴리머 물질인 상기 막 내의 다른 영역으로 상 분리된다. 상기 폴리머 물질 중 하나는 QDs 와 극히 양립가능하도록 선택된다. 폴리머 물질 중 또 다른 하나는 산소를 배제하는데 극히 효과적이다. 결과적으로, 다영역(multi-domain) 막은 QD와 양립 가능한 폴리머 내에 분산된 QD가 풍부한 영역과 이를 둘러싸고 산소를 배제시키는 폴리머의 QD가 풍부하지 않은 영역을 포함한다. 따라서, 상기 QDs는 이들과 극히 양립 가능한 매체에 부유되고, 산소를 배제하는 영역에 의해 산소로부터 보호된다.
이러한 막의 제조 방법 역시 본 명세서에 설명된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 막 제조 방법은 제1 상 및 제2 상을 포함하는 유제를 형성하고, 막을 형성하기 위해 유제를 증착하는 것을 포함하고, 상기 제1 상은 제1 폴리머와 QD를 포함하며 상기 제2 상은 제2 폴리머를 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 상보다 상기 제1 상 내에 상당히 많은 QD가 존재할 수 있다.
바람직하게, 상기 유제를 형성하는 것은, 상기 제1 폴리머 및 상기 QD를 포함하는 혼합물을 형성하고, 제2 혼합물을 형성하기 위해 상기 제1 혼합물과 상기 제2 폴리머 용액을 배합하고, 유제를 형성하기 위해 상기 제2 혼합물을 교반시키는 것을 포함할 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 폴리머는 상기 제2 폴리머 수지보다 더 소수성일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 폴리머는 아크릴레이트(acrylate)일 수 있다.
바람직하게, 상기 제2 폴리머는 에폭시드(epoxide)일 수 있다.
바람직하게, 상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 약 1% 이하로 상이할 수 있다.
바람직하게, 상기 막을 형성하기 위해 유제를 증착하는 것은, 가스 배리어 시트 사이에 상기 유제를 증착하고, 상기 제1 및 제2 폴리머 수지를 경화하는 것을 포함할 수 있다.
임의의 전술한 바람직한 특징들은 독립적으로 또는 임의의 다른 바람직한 특징과 조합으로 다른 측면의 발명에 포함될 수 있다.
몇몇 실시 예에 따르면, QDs는 제1 폴리머 수지(즉, QD와 양립 가능한 수지) 용액 내에 부유되어 있다. 이후 유제를 생성하도록 상기 QD 서스펜션(suspension)이 제2 폴리머 수지(산소를 배제시키는 수지) 용액에 첨가된다. 막은 상기 유제로 형성되고, 이후 고체 막을 형성하기 위해 경화될 수 있다.
전술한 설명뿐만 아니라 후술하는 설명은 첨부된 도면과 참조하는 경우 더 잘 이해될 것이다. 도면에는 오직 도시의 목적을 위해 특정 실시예가 도시된다. 그러나, 본 명세서에 기재된 발명의 개념은 도면에 도시된 것과 일치하는 배열 및 수단으로 한정되지 않는다.
도 1은 LED에 의해 방출된 광을 하향 변환하기 위해 QD를 함유하는 막을 사용하는 종래 기술의 개략도이다.
도 2는 투명 시트 사이에 끼인 QD 함유 폴리머의 개략도이다.
도 3은 QD와 양립 가능한 상과 산소를 배제하는 상을 갖는 두 상(two-phase)의 막의 개략도이다.
도 4는 두 상의 막 제조 단계를 나타내는 흐름도이다.
도 5는 다양한 막에서 QD 양자 수율에 대한 그래프이다.
도 6은 두 상의 LMA/에폭시(epoxy) 막의 안정성 연구를 나타낸다.
종종 양자점(QDs: quantum dot) 또는 나노결정(nanocrystals)으로 불리는 2-50nm 단위 정도의 크기를 갖는 입자로 구성된 화합물 반도체의 특성을 활용하는데 상당한 관심이 있어왔다. 이러한 물질들은 상업적으로도 많은 관심을 받고 있는데, 많은 상업적 응용에 활용될 수 있는 크기-조절 가능한 전기적 특성 때문이다.
가장 많이 연구된 반도체 물질은 II-VI족 칼코게나이드계 물질, 즉, ZnS, ZnSe, CdS, CdSe, CdTe이며, 특히 CdSe는 스펙트럼의 가시광선 영역에서의 조절이 가능하기 때문에 가장 눈에 띈다. 이러한 물질들을 대규모로 제조하기 위한 재현성 있는 방법(reproducible method)은 "상향식(bottom up)" 기술로부터 발전되어 왔는데, 입자들이 원자 하나씩 하나씩(atom-by-atom), 즉 분자로부터 클러스터(cluster)로 클러스터에서 입자들로, 습식 화학 공정을 이용하여 제조된다.
개개의 반도체 나노 입자의 크기와 관련된 두 개의 기본적인 요소는 그 독특한 물성에 영향을 준다. 첫째는 부피 대비 표면적이 큰 것이다. 입자가 작아질수록 내부 원자 대비 표면 원자 개수의 개수 비가 증가한다. 이에 따라 표면 특성이 상기 물질의 전체적인 물성에 매우 중요한 영향을 미친다. 두 번째 요소는 물질의 크기가 매우 작을 때 물질의 전기적 특성이 변하는 것이다. 극히 작은 크기에서 양자 구속은 압자의 크키가 감소함에 따라 물질의 밴드 갭이 점진적으로 증가하는 것을 유발한다. 이러한 효과는 대응하는 벌크 반도체 물질에서 관찰되는 연속적인 밴드가 아닌, 원자들과 분자들에서 관찰되는 것과 유사한 불연속적인 에너지 준위들을 제공하는 "상자 내 전자(electron in a box)" 구속 효과(confinement)의 결과로 나타난다. 따라서, 전자기적 방출의 흡수에 의해 발생되는 "전자와 정공"은 이에 대응하는 거정질(macrocrystalline) 물질에서보다 서로 더 가까운 위치에 있다. 이에 따라 좁은 밴드 폭 방출(emission)이 일어나며, 상기 방출은 상기 입자의 크기와 상기 나노 입자 물질들의 조성에 의존한다. 따라서, 양자점은 대응 거정질 물질보다 더 큰 역학적 에너지를 가지며, 결과적으로 제1 엑시톤 전이(밴드 갭)의 에너지가 입자의 직경이 감소함에 따라 증가한다.
단일의 반도체 물질의 QD 나노 입자는 결함에서 일어나는 전자-정공 재결합과 나노 입자 표면의 댕글링 본드(dangling bonds)에 따른 비-방사(non-radiative) 전자-정공 재결합으로 인해 상대적으로 낮은 양자 효율을 갖는 경향이 있다. 이러한 결함과 QD의 무기 표면 상의 댕글링 본드를 제거하기 위한 방법은, "코어-쉘(core-shell)" 입자를 형성하도록 코어 입자의 표면 상에 에피택셜(epitaxial)하게 코어 물질에 대해 더 넓은 밴드 갭과 작은 격자 부정합(lattice mismach)을 갖는 제2 무기 물질을 성장시키는 것이다. 코어-쉘 입자들은 코어 내에 구속된 모든 전하 캐리어를 비-방사 재결합 중심들로 작용할 수 있는 표면 상태로부터 분리한다. 일 예로서, CdSe 코어의 표면 상에 성장된 ZnS 쉘을 갖는 QD일 수 있다.
불완전한 양자점(QD) 기반의 발광 소자들은 콜로이드 모양으로 제조된 양자점들을 일반적으로 실리콘 또는 아크릴레이트와 같은 광학적으로 투명한 LED 캡슐화 매체(encapsulation medium)에 매립시키고, 이후 고상 LED 상부에 배치하여 제조되었다. 양자점의 사용은 보다 일반적인 인광체(phosphrs)의 사용에 비하여 잠재적으로 방출 파장의 조정성, 강한 흡수 특정, 향상된 색상 렌더링, 및 낮은 산란 등의 상당한 이점을 가진다.
차세대 발광 소자에 양자점을 상업적으로 적용하기 위해서, 양자점은 가능한 한 충분하게 단일 분산된 채로 유지되면서, 양자 효율의 큰 손실 없이 LED 캡슐화 물질 안에 바람직하게 포함되어야 한다. 개발된 방법들은 문제가 있는데, 적어도 사용되는 LED 캡슐재(encapsulants)의 특성 때문은 아니다. 현재 사용되는 LED 캡슐재 내에 형성되었을 때에는 양자점들이 응집될 수 있으며, 이에 따라 양자점들의 광학적인 성능이 감소한다. 또한, 양자점들이 상기 LED 캡슐재 안으로 포함된 후, 산소가 여전히 상기 캡슐재를 통과해 상기 양자점들의 표면으로 이동할 수 있는데, 이에 따라 광 산화 반응이 일어날 수 있고, 그 결과, 양자 수율(quantum yield; QY)이 떨어진다.
QD로의 산소 이동 문제를 해결하는 방법은 비드(bead) 내에 분산된 QD를 함유하는 물질 같은 "비드(beads)"를 형성하도록 QD를 낮은 산소 투과성을 갖는 매체에 포함시키는 것이었다. 이후 QD 함유 비드는 LED 캡슐재 내에서 분산될 수 있다. 이러한 시스템의 예는 2010년 9월 23일에 출원된 미국 특허 출원번호 12/888,982(공개 번호:2011/0068322) 및 2009년 11월 19일에 출원된 미국 특허 출원번호 12/622,012에서 설명되고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다.
QD를 함유하는 막이 본 명세서에서 설명된다. 도 1은 종래 기술의 실시예(100)를 나타낸다. 여기서, QD 함유 막(101)은 투명 기판(102) 상에 배치된다. 예로서, 이러한 막은 1차 광(103)을 흡수하고, 2차 광(105)을 방출함으로써, 1차 광원(104)으로부터의 1차 광(103)을 하향 변환하는데 유용할 수 있다. 막과 기판으로부터 나오는 전체 광이 1차 및 2차 광의 혼합이 되도록 1차 광의 일부(106)는 막과 기판을 통과해서 전달될 수 있다.
도 1의 막(101)과 같은 QD 함유 막은 폴리머 수지 물질 내에 QD를 분산시키고, 일반적으로 종래 기술에서 잘 알려진 임의의 폴리머 막을 제조하는 방법을 이용하여 물질의 막을 형성함으로써 형성될 수 있다. 일반적으로 QD는 에폭시(epoxies)와 같은 친수성 수지보다 아크릴레이트(acrylate)와 같은 소수성 수지와 더 잘 양립될 수 있음이 밝혀졌다. 따라서, 아크릴레이트에 분산된 QD로 구성된 폴리머 막은 에폭시 수지와 같은 친수성 수지를 사용한 QD 막보다 더 높은 초기 양자 수율을 갖는 경향이 있다. 그러나, 아크릴레이트는 산소가 투과되는 경향이 있는 반면, 에폭시 수지 폴리머와 같은 친수성 폴리머는 산소를 더 잘 배제시키는 경향이 있다.
QD 함유 소수성 막과 관련하여 시간에 따른 QY의 안정성을 유지시키면서도, 높은 QY를 얻기 위한 대안은, 도 2에 도시된 바와 같이, 가스 배리어 시트(sheet) 사이에 막을 끼움으로써 산소로부터 막을 절연시키는 것이다. 도 2는 가스 배리어 시트(202 및 203) 사이에 포함된 폴리머 막(201)을 갖는 패널(200)을 도시한다. 상기 폴리머 막(201)은 그 전체에 걸쳐 분산된 QD를 포함한다. 가스 배리어 시트(202 및 203)은 상기 분산된 QD에 산소가 접촉하는 것을 방지하는 역할을 한다. 그러나, 도 2에 도시된 바와 같은 실시 예에서도, 산소는 막의 가장자리(204)로 침투할 수 있고, 이는 상기 막의 QY의 저하를 초래한다.
이러한 문제의 해결 방법은 가장자리(204)를 산소 배리어로 밀봉하는 것이다. 그러나, 패널(200)의 제조 비용이 추가된다. 또 다른 방법은 산소가 덜 투과되는 폴리머(201)를 사용하는 것이다. 그러나, 전술한 바와 같이, QD는 일반적으로 그러한 폴리머 수지와 잘 양립되지 않으므로 그러한 폴리머 수지를 이용한 소자의 광학적 특성은 이상적이지 않다.
적어도 QD 물질과 양립되는 제1 상(상 1)의 수지와 적어도 O2를 배제하는데 효율적인 제2 상(상 2)의 수지를 이용한 다상(multi-phase)의 막이 본 명세서에서 설명된다. 도 3은 이러한 막(300)의 평면도를 도시한다. 여기서 QD(301)는 일반적으로 아크릴레이트 수지와 같은 소수성 물질인 제1 폴리머 상(302)에서 분산된다. 제1 폴리머 상의 영역은 일반적으로 에폭시와 같은 산소-불투과성 물질인 제2 폴리머 상(303)의 전체에 걸쳐 분산된다.
본 명세서에서 설명되는 다상의 막은 전술한 많은 문제들을 해결한다. 상기 상 1 수지는 QD와 양립 가능하므로 높은 초기의 QY를 가능하게 한다. 상 2 수지는 산소를 투과시키지 않으므로 패널의 가장자리를 밀봉할 필요없이 QD가 산화되는 것을 막을 수 있다. 본 명세서에서, 용어 "막(film)"은 2차원(즉, 평면) 시트(Sheet)뿐만 아니라, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 3차원 형상도 포함한다.
도 4는 본 발명에 따른 다상의 막 제조 방법의 단계를 나타내는 흐름도이다. QD는 상 1 수지(또는 수지 모노머(monomer)) 용액 내에 분산된다(401). 전술한 바와 같이, 상기 상 1 수지는 일반적으로 아크릴레이트 수지와 같은 소수성 수지이다. 예로서, 적합한 상 1 수지는 폴리 (메틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(methyl (meth)acrylate)), 폴리 (에틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(ethyl (meth) acrylate)), 폴리 (n-프로필 (메트) 아크릴레이트)(poly(n-propyl (meth) acrylate)), 폴리(부틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(butyl (meth)acrylate)), 폴리 (n-펜틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(n-pentyl (meth) acrylate)), 폴리 (n-헥실 (메트) 아크릴레이트)(poly(n-hexyl (meth)acrylate)), 폴리 (시클로 헥실 (메트) 아크릴레이트)(poly(cyclohexyl (meth)acrylate)), 폴리 (2-에틸 헥실 (메트) 아크릴레이트)(poly(2-ethyl hexyl (meth)acrylate)), 폴리 (옥틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(octyl (meth)acrylate)), 폴리 (이소옥틸 (메트) 아크릴레이트)(poly(isooctyl (meth)acrylate)), 폴리 (n-데실 (메트) 아크릴레이트)(poly(n-decyl (meth)acrylate)), 폴리 (이소데실 (메트) 아크릴레이트)(poly(isodecyl (meth)acrylate)), 폴리 (라우릴 (메트) 아크릴레이트)( poly(lauryl(meth)acrylate)), 폴리 (헥사데실 (메트) 아크릴레이트)(poly(hexadecyl (meth)acrylate)), 폴리 (옥타데실 (메트) 아크릴레이트)(poly(octadecyl (meth)acrylate)), 폴리 (이소보닐 (메트) 아크릴레이트)(poly(isobornyl (meth)acrylate)), 폴리 (이소부틸렌)(poly(isobutylene)), 폴리스티렌(polystyrene), 폴리 (디비닐벤젠)(poly(divinyl benzene)), 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate), 폴리이소프렌(polyisoprene), 폴리카보네이트(polycarbonate), 폴리아크릴로니트릴(polyacrylonitrile), 에틸 셀룰로오스(ethyl cellulose), 소수성 셀룰로오스 기반의 폴리머(예로서, 실리콘 수지), 폴리 (디메틸 실록산)(poly(dimethyl siloxane), 폴리 (비닐 에테르)(poly(vinyl ethers)), 폴리에스테르(polyesters)) 또는 임의의 소수성 호스트 물질(예로서, 왁스, 파라핀, 식물성 오일, 지방산 및 지방산 에스테르)을 포함한다.
일반적으로, 상기 상 1 수지는 QD와 양립할 수 있는 임의의 수지일 수 있다. 상기 상 1 수지는 교차 결합되거나 교차 결합할 수 있고 아닐 수도 있다. 예로서, 상 1 수지는 UV 광을 이용하여 경화될 수 있는 경화 수지(curable resin)일 수 있다. QD 및 상 1 수지(또는 수지 모노머)뿐만 아니라, 401의 용액은 하나 또는 그 이상의 광개시제(photoinitiator), 가교제, 중합 촉매, 굴절률 조절제(ZnS 나노 입자와 같은 무기물 또는 높은 굴절률의 모노머나 폴리 (프로필렌 설파이드)(poly(propylene sulfide))와 같은 유기물 중 어느 하나), 펌드 실리카(fumed silica)와 같은 충전제, 황산 바륨과 같은 산란제, 점도 조절제, 계면 활성제, 또는 유화제 등을 더 포함할 수 있다.
이후 QD-상 1 수지 분산액은 상 2 수지(또는 수지 모노머) 용액과 혼합될 수 있다. 전술한 바와 같이, 상 2 수지는 상 1 수지보다 더 좋은 산소 배리어이다. 상 2 수지는 일반적으로 친수성 수지이다. 상 2 수지는 교차 결합이 될 수 있고, 안될 수도 있다. 예로서, 상 2 수지는 UV 광을 이용하여 경화될 수 있는 경화 수지일 수 있다. 예로서, 상 2 수지는 에폭시 기반 수지, 폴리우레탄 기반 수지, 친수성의 (메트) 아크릴레이트 폴리머((meth)acrylate polymers), 폴리비닐 알코올(polyvinyl alcohol), 폴리 (에틸렌 코 비닐 알코올)(poly(ethylene-co-vinyl alcohol)), 폴리비닐 디클로라이드(polyvinyl dichloride), 실리콘, 폴리이미드, 폴리에스테르, 폴리비닐, 폴리아미드, 엔페놀릭(enphenolics), 시아노아크릴레이트(cyanoacrylates), 젤라틴, 워터 글래스(water glass)(규산 나트륨), PVP(콜리돈(Kollidon))을 포함할 수 있다. 상기 상 2 수지 용액은 하나 또는 그 이상의 광개시제, 가교제, 중합 촉매, 계면 활성제, 또는 유화제 등을 더 포함할 수 있다.
몇몇 실시 예에 따르면, 상 1-상 2 혼합물은 전형적으로 유제(emulsion)를 형성하고(403), 상 2 수지 내에 부유되어 있는 상 1 수지의 유제를 형성한다. 상기 유제 조성은 상 1 및 상 2 수지의 상대 농도, 상기 혼합물의 교반 속도, 상기 수지들의 상대적 소수성 등을 조절함으로써 조절될 수 있다. 하나 또는 그 이상의 유화제, 계면 활성제, 또는 다른 화합물이 안정한 유제를 지지하기 위해 사용될 수 있다.
특정 실시 예에 따르면, 도 2에 도시된 실시 예와 같이, 수지 혼합물이 가스 배리어 막들(404) 사이에 적층된다. 예로서, 가스 배리어 막은 FTB3-50(3M, St. Paul, MN에서 이용 가능한) 및 GX50W 또는 GX25W(Toppan Printing Co., LT, Japan에서 이용 가능한)을 포함한다. 경화(405) 하에, 도 3에 도시된 바와 같이, 적층된 수지 막은 상 2 수지 폴리머 전체에 걸쳐 분산된 QD 함유 상 1 수지 폴리머 영역을 갖는 폴리머 막을 생성한다.
[실시예]
[실시예 1A]
녹색의 InP/ZnS QD(120 광학 밀도(OD))는 2011년 9월 23일에 출원된 미국 특허출원번호 13/624,632에서 설명된 바와 같이 제조되고, 그 전체 내용은 본 명세서에 참조로서 포함된다. QD를 진공의 유리병에 첨가했고, 톨루엔을 증발시키고, 얻어지는 고체 QD를 IRG819/IRG651(Igracure®) 광개시제(9/18mg)를 포함하는 탈기된 라우릴 메타크릴레이트(lauryl methacrylate)(LMA, 2.64mL)에서 재분산시켰다. 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트(Trimethylolpropane trimethacrylate (TMPTM)) 가교제(0.32mL)를 첨가하였다. 혼합물을 상 1 수지를 제공하면서 질소 하에 30분 동안 더 교반시켰다. 상 1 수지 내의 QD 막은 19mm x 14mm x 0.051mm의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)로 제한된 영역 상의 3M 가스 배리어 층 사이에 적층되었다. 상기 막을 1분 동안 수은 램프로 경화시켰다. 상 1 수지 내의 QD의 QY 안정성 시험은 도 5에 도시된 그래프에서 사각형의 데이터 점으로 표시된다.
[실시예 1B]
148 ㎕의 상 1 수지와 0.5 mL의 탈기된 에폭시(Epotek, OG142)를 혼합함으로써, 두 상(two-phase)의 수지를 제조하였고, 이 혼합물을 질소 하에 기계적으로 3분 동안 100 rpm으로 교반시켰다. 그리고 나서 60 ㎕의 두 상의 수지를 19mm x 14mm x 0.051mm의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)로 제한된 영역 상의 3M 가스 배리어 층 사이에 적층하였다. 막을 1분 동안 수은 램프로 경화시켰다. 아크릴레이트(상 1) 및 에폭시(Epotek OG142, 상 2)를 포함하는 두 상의 수지 내의 QD의 QY 안정성 시험은 도 5에 도시된 다이아몬드 형태의 데이터 점으로 표시된다.
[실시예 2]
녹색의 InP/ZnS QD(120 광학 밀도(OD))를 2011년 9월 23일에 출원된 미국 특허출원번호 13/624,632에서 설명된 바와 같이 제조하였다. QD를 진공의 유리병에 첨가했고, IRG819/IRG651 광개시제(9/18mg)를 포함하는 탈기된 라우릴 메타크릴레이트(LMA, 2.64mL)에서 재분산시켰다. TMPTM 가교제(0.32mL)를 첨가하였다. 혼합물을 상 1 수지를 제공하면서 질소 하에 30분 동안 더 교반시켰다. 148 ㎕의 상 1 수지와 0.5 mL의 탈기된 폴리우레탄 아크릴레이트(Dymax OP4-4-26032)를 혼합함으로써 두 상의 수지를 제조하였고, 이 혼합물을 질소 하에 기계적으로 3분 동안 100 rpm으로 교반시켰다. 그리고 나서 60 ㎕의 두 상의 수지를 19mm x 14mm x 0.051mm의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)로 제한된 영역 상의 3M 가스 배리어 층 사이에 적층하였다. 막을 1분 내지 5분 동안 수은 램프로 경화시켰다. 아크릴레이트(상 1) 및 폴리우레탄 아크릴레이트(Dymax OP4-4-26032, 상 2)를 포함하는 두 상의 수지 내의 QD의 QY 안정성 시험은 도 5에 도시된 삼각형 형태의 데이터 점으로 표시된다.
[실시예 3]
녹색의 InP/ZnS QD(120 광학 밀도(OD))를 2011년 9월 23일에 출원된 미국 특허출원번호 13/624,632에서 설명된 바와 같이 제조하였다. QD를 탈기된 라우릴 메타크릴레이트(LMA, 1.2mL)에서 질소 하에 하룻밤 동안 교반시킴으로써 재분산시켰다. IRG819 광개시제(3 mg)을 0.6 mL의 LMA 내의 QD 분산액에서 용해시켰다. TMPTM 가교제(0.073mL)를 첨가하였다. 혼합물을 89.2 OD/mL의 QD 농도를 갖는 상 1 수지를 제공하면서 질소 하에 30분 동안 더 교반시켰다. 67 ㎕의 상 1 수지와 0.43 mL의 탈기된 에폭시(Epotek, OG142)를 혼합함으로써 두 상의 수지를 제조하였고, 이 혼합물을 질소 하에 기계적으로 3분 동안 100 rpm으로 교반시켰다. 그리고 나서 60 ㎕의 두 상의 수지를 19mm x 14mm x 0.051mm의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)로 제한된 영역 상의 3M 가스 배리어 층 사이에 적층하였다. 막을 1분 동안 수은 램프로 경화시켰다.
[실시예 4]
녹색의 InP/ZnS QD(120 광학 밀도(OD))를 2011년 9월 23일에 출원된 미국 특허출원번호 13/624,632에서 설명된 바와 같이 제조하였다. QD를 IRG819/IRG651 광개시제(9/18mg)를 포함하는 탈기된 라우릴 메타크릴레이트(LMA, 2.64mL)에서 분산시켰다. TMPTM 가교제(0.32mL)를 첨가하였다. 혼합물을 상 1 수지를 제공하면서 질소 하에 30분 동안 더 교반시켰다. 10.1 mg의 IRG819를 산소가 제거된 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate)(GMA, 1mL)에서 용해시킴으로써, 비가교성, 비점성의 아크릴레이트 상 2 수지를 제조하였다. 폴리비닐리덴 클로라이드(polyvinylidene chloride)(PVDC, Saran F310, 1.5g)를 산소가 제거된 GMA/IRG819/IRG651 (8.5 mL/57.5 mg/115.3 mg) 용액에서 용해시킴으로써, 비가교성, 점성의 아크릴레이트 상 2 수지를 제조하였다. 148 ㎕의 상 1 수지와 0.5 mL의 탈기된 상 2 수지를 혼합함으로써 두 상의 수지를 제조하였고, 이 혼합물을 질소 하에 기계적으로 3분 동안 100 rpm으로 교반시켰다. 그리고 나서 60 ㎕의 두 상의 수지를 19mm x l4mm의 유리판의 벽(well)에 첨가하거나 19mm x 14mm x 0.051mm의 플라스틱 스페이서(plastic spacer)로 제한된 영역 상의 3M 가스 배리어 층 사이에 적층하였다. 마지막으로 막을 5분 동안 수은 램프로 경화시켰다.
수지 막의 안정성
도 5는 시간의 양(x축에 표시된 시간, 일)에 따른 청색의 백라이트 유닛(BLU) 노출시 QD 수지 막의 양자 수율을 나타내는 그래프이다. 상기 실시예 1a에서 제조된 단일 상(single-phase)의 LMA 수지 내의 녹색 QD의 QY는 사각형의 데이터 점(501)로 표시된다. 단일 상의 수지 막은 약 60%의 초기 QY를 가지나, 1주일의 노출 동안 QY가 상당히 떨어진다.
다이아몬드 형태의 데이터 점(502)은 실시예 1b에서 전술한 바와 같이 제조된 QD를 포함하는 LMA/epoxy 수지의 두 상의 막의 QY를 표시한다. LMA/epoxy 수지 막의 초기 QY 역시 약 60%이지만, 단일 상의 막과 달리, 두상 막의 QY는 실험 기간에 걸쳐 일정하게 유지된다. QY의 안정성은 두 상의 막이 효과적으로 QD의 산화를 막을 수 있음을 나타낸다.
삼각형 모양의 데이터 점(503)은 실시예 2에서 전술한 바와 같이, LMA/폴리우레탄 아크릴레이트 내의 QD의 두 상의 막의 QY를 표시한다. LMA/폴리우레탄 아크릴레이트 막의 초기 QY는 약 45%이고 3개월 동안 유지된다.
도 6은 실시예 1b에서 제조된 두 상의 LMA/epoxy 막의 안정성 연구를 나타낸다. LED 강도(601), 효율(602), 광발광 강도(603), QD/LED 비율(604), 및 % EQE(605)가 안정하게 유지되고 적어도 2000 시간에서 T70(606) 이상이다.
상 2 수지 굴절률의 효과
상기 실시예들에서 사용된 상 1 LMA 수지는 1.47의 굴절률(RI)을 갖는다. 표 1은 상 2 수지의 RI의 효과가 두 상의 막의 광학정 특성에 영향을 미침을 보여준다.
상 2 수지 굴절률의 효과(상 1 수지의 RI=1.47)
샘플 초기 QY 초기 EQE 상 2 수지 경화된 상 2 수지의 RI 두 상의 QY 두 상의 EQE
1 60 69 우레탄 아크릴레이트(OP4-4-20639) 1.47 60 72
2 60 69 우레탄 아크릴레이트(Dymax OP4-4-26032) 1.55 54 59
3 60 69 에폭시(Epotek-OG142) 1.58 59 58
표 1에 나타난 바와 같이, 제1 상의 RI와 제2 상의 RI가 매칭되는 경우, 막의 초기 QY 및 EQE가 최대화된다. 제1 및 제2 상의 수지의 RI 사이에 매칭이 되지 는 경우, 막의 초기 QY와 EQE는 감소된다. 따라서, 가능한 RI가 밀접하게 매칭되는 제1 및 제2 상의 수지를 사용하는 것이 유익하다. 몇몇 실시 예에 따르면, 두 수지의 RI가 약 5% 이하로 다르다. 몇몇 실시 예에 따르면, 두 수지의 RI는 약 1% 이하로 다르다.
따라서, 계면 활성제, 점도 조절제, 모노머, 광 산란제, 및 다른 무기 표면 장력 조절제 등의 첨가제는 RI가 매칭되도록 하나 또는 두 개의 상 모두의 RI를 조절하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 이러한 첨가제는 상들 사이에 화학적 상호 작용을 최소화하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 화학적 산화방지제(디라우릴티오디프로피오네이트(dilaurylthiodipropionate), 옥타데실설파이드(octadecylsulfide), 옥타데센티올(octadecanethiol), 콜레스테릴 팔미테이트(cholesteryl palmitate), Zin visible, 아스코프브산 팔미테이트(ascorbic acid palmitate), 알파 토코페놀(alpha tocopherol), BHA, BHT, 옥탄 티올(octane thiol), 리포산(lipoic acid), 글루타티온(gluthathion), 소듐 메타비설파이드(sodium metabisufite), 트리옥틸 포스핀(trioctyl phosphine (TOP)), 테트라데실포스폰산(tetradecylphosphonic acids), 폴리페놀(polyphenols))가 두 상/가스 배리어로 캡슐화된 QD 막의 열화를 최소화하기 위해 하나 또는 두 상 모두에 첨가될 수 있다.
본 명세서에 제시된 본 발명의 개념은 상기 설명 또는 도면에 도시된 상세한 구조 또는 구성 요소의 배열로의 적용에 한정되지 않는다. 본 명세서에서 사용된 어구 또는 용어는 단지 설명을 위한 목적이고, 한정하는 것으로 고려되지 않아야 함을 이해하여야 한다. 설명된 특징 중 임의의 하나는 다른 특징과 분리적으로 또는 조합되어 이용될 수 있음을 이해하여야 한다. 발명의 다른 시스템, 방법, 특징 및 이점은 통상의 기술자가 본 명세서의 도면 및 상세한 설명을 검토함에 따라 명백해질 것이다. 이러한 모든 추가적인 시스템, 방법, 특징 및 이점들은 첨부된 청구범위에 의해 보호될 것이다.

Claims (15)

  1. 조성물로부터 형성되는 막에 있어서,
    상기 조성물은,
    제1 폴리머와 상기 제1 폴리머에 분산된 양자점의 집단을 포함하는 제1 상(phase), 및
    제2 폴리머를 포함하는 제2 상을 포함하고,
    상기 제 1 폴리머는 아크릴레이트이고,
    상기 제 2 폴리머는 에폭시이며,
    상기 제1 및 제2 상은 적어도 부분적으로 상 분리되고,
    상기 제 1 상의 영역은 산소를 배제하는 상기 제 2 상의 영역으로 둘러싸이며,
    상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 5% 이하로 상이한 막.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 양자점은 코어-쉘(core-shell) 양자점인 막.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 양자점은 카드뮴(cadmium)이 없는 양자점인 막.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 양자점은 InP 기반의 코어를 포함하는 막.
  7. 삭제
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 1% 이하로 상이한 막.
  9. 제1 상 및 제2 상을 포함하는 유제를 형성하고; 그리고,
    막을 형성하기 위해 상기 유제를 증착함을 포함하는 막 제조 방법으로,
    상기 제1 상은 제1 폴리머와 양자점들의 집단을 포함하며,
    상기 제2 상은 제2 폴리머를 포함하며,
    상기 유제를 형성함은,
    상기 제1 폴리머 및 양자점들을 포함하는 제1 혼합물을 형성하고, 제2 혼합물을 형성하기 위해 상기 제1 혼합물과 상기 제2 폴리머의 용액을 배합하고, 상기 제 1 상의 영역이 산소를 배제하는 상기 제 2 상의 영역에 의해 둘러싸인 유제를 형성하기 위해 상기 제2 혼합물을 교반시키는 것을 포함하며,
    상기 제 1 폴리머는 아크릴레이트이고,
    상기 제 2 폴리머는 에폭시이며,
    상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 5% 이하로 상이하고,
    상기 막 제조 방법은 상기 제1 및 제2 폴리머를 경화함을 더 포함하는 막 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 상보다 상기 제1 상 내에 더 많은 양자점이 존재하는 막 제조 방법.
  11. 삭제
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 폴리머는 상기 제2 폴리머보다 더 소수성인 막 제조 방법.
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1 폴리머의 굴절률과 상기 제2 폴리머의 굴절률은 1% 이하로 상이한 막 제조 방법.


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Families Citing this family (47)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6475722B2 (ja) * 2013-08-14 2019-02-27 ナノコ テクノロジーズ リミテッドＮａｎｏｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ 多相樹脂を用いた量子ドットフィルム
US9574135B2 (en) * 2013-08-22 2017-02-21 Nanoco Technologies Ltd. Gas phase enhancement of emission color quality in solid state LEDs
US9708532B2 (en) * 2014-03-28 2017-07-18 Nanoco Technologies Ltd. Quantum dot compositions
CN106536676B (zh) * 2014-08-14 2019-08-16 株式会社Lg化学 发光膜
EP3667746B1 (en) 2014-12-26 2023-12-06 Toppan Inc. Method for manufacturing a wavelength conversion member
KR102052101B1 (ko) * 2015-02-25 2019-12-04 동우 화인켐 주식회사 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 이용하여 제조된 컬러필터 및 화상표시장치
CN107406602B (zh) * 2015-03-12 2020-12-22 株式会社Lg化学 用于光学膜的组合物和包含其的光学膜
KR101756522B1 (ko) * 2015-03-16 2017-07-10 엘지전자 주식회사 양자점-수지 복합체의 제조 방법, 양자점-수지 복합체, 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치
EP3070109B1 (en) * 2015-03-16 2018-12-05 Rohm and Haas Electronic Materials LLC Multilayer polymer composite for encapsulating quantum dots
KR102028439B1 (ko) * 2015-03-19 2019-10-04 동우 화인켐 주식회사 자발광 감광성 수지 조성물, 이를 포함하는 컬러필터 및 화상표시장치
KR101686736B1 (ko) 2015-04-17 2016-12-14 엘지전자 주식회사 양자점-고분자 복합체의 제조 방법, 양자점-고분자 복합체, 이를 포함하는 광 변환 필름, 백라이트 유닛 및 표시장치
JP6627305B2 (ja) * 2015-07-23 2020-01-08 凸版印刷株式会社 ガスバリアフィルム及び色変換部材。
KR101959461B1 (ko) * 2015-07-29 2019-03-18 주식회사 엘지화학 광학 필름
KR102010812B1 (ko) * 2015-09-23 2019-08-14 주식회사 엘지화학 광학 부재 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
US20170125650A1 (en) 2015-11-02 2017-05-04 Nanoco Technologies Ltd. Display devices comprising green-emitting quantum dots and red KSF phosphor
DE102015014526A1 (de) * 2015-11-11 2017-05-11 Giesecke & Devrient Gmbh Sicherheitspigment, lumineszierendes Polymerharz und Verfahren zum Herstellen desselben
KR101985804B1 (ko) * 2015-11-20 2019-06-04 주식회사 엘지화학 광학 부재용 조성물
US10775671B2 (en) * 2015-12-23 2020-09-15 Avantama Ag Display device
EP3184602B1 (en) * 2015-12-23 2018-07-04 Avantama AG Luminescent component
US10655815B2 (en) 2016-01-22 2020-05-19 Nanoco Technologies Ltd. Quantum dot-based lighting devices for animal husbandry and aquariums
KR102006378B1 (ko) * 2016-02-04 2019-08-01 주식회사 엘지화학 광학 필름용 조성물 및 이를 포함하는 광학 필름
JP6759349B2 (ja) * 2016-02-12 2020-09-23 ナノコ テクノロジーズ リミテッド 安定性に優れた量子ドット含有ポリマーフィルム
GB2548012B (en) * 2016-02-26 2021-04-28 Nanoco Technologies Ltd Phototherapy mask with quantum dot phosphors
CN105870346B (zh) * 2016-04-15 2018-07-03 深圳市华星光电技术有限公司 Led显示屏的制造方法和led显示屏
TWI641645B (zh) * 2016-07-08 2018-11-21 羅門哈斯電子材料有限公司 用於囊封量子點之多層聚合物複合物
US10787231B2 (en) * 2016-07-29 2020-09-29 California Institute Of Technology Systems, methods, and apparatuses for reducing hydrodynamic frictional drag
US20180072857A1 (en) 2016-09-12 2018-03-15 Nanoco Technologies Ltd. Gas Barrier Coating For Semiconductor Nanoparticles
KR20180049420A (ko) 2016-11-01 2018-05-11 삼성디스플레이 주식회사 색변환 패널, 이의 제조 방법 및 이를 포함하는 표시 장치
JP6732045B2 (ja) * 2016-12-19 2020-07-29 富士フイルム株式会社 波長変換フィルムおよびバックライトユニット
JP6698510B2 (ja) * 2016-12-19 2020-05-27 富士フイルム株式会社 波長変換フィルムおよびバックライトユニット
US10472563B2 (en) * 2017-02-16 2019-11-12 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Methods for making improved quantum dot resin formulations
US10508232B2 (en) 2017-02-16 2019-12-17 Dow Global Technologies Llc Polymer composites and films comprising reactive additives having thiol groups for improved quantum dot dispersion and barrier properties
CN106980206A (zh) * 2017-04-24 2017-07-25 宁波东旭成新材料科技有限公司 一种量子点光学膜的制备方法
TWI791528B (zh) * 2017-06-02 2023-02-11 法商奈科斯多特股份公司 照明源及具有該照明源之顯示裝置
US20190044034A1 (en) 2017-08-07 2019-02-07 Sabic Global Technologies B.V. Stable quantum dot extrusion film
CN109423275B (zh) * 2017-08-29 2020-03-31 纳晶科技股份有限公司 量子点组合物、量子点发光材料、其制备方法及含有其的发光器件
CN111226145A (zh) * 2017-10-17 2020-06-02 Ns材料株式会社 树脂成型体和其制造方法、以及波长转换构件
US11121290B2 (en) 2017-11-08 2021-09-14 Nano And Advanced Materials Institute Limited Barrier free stable quantum dot film
WO2019142188A1 (en) * 2018-01-18 2019-07-25 Dotz Nano Ltd Polymeric products comprising fluorescent carbon based materials and methods of preparation thereof
US20200392403A1 (en) 2018-02-22 2020-12-17 Sabic Global Technologies B.V. Phase separated quantum dot layer with stabilized quantum dots
EP3530712A1 (en) 2018-02-22 2019-08-28 SABIC Global Technologies B.V. Phase separated quantum dot layer
CN108865112B (zh) * 2018-07-20 2021-07-20 纳晶科技股份有限公司 量子点复合材料、其制备方法及含有其的发光器件
US20200093072A1 (en) * 2018-09-25 2020-03-26 Nanoco Technologies Ltd. Horticultural lighting apparatus
WO2020150222A1 (en) * 2019-01-16 2020-07-23 Henkel IP & Holding GmbH Curable compositions for production of reaction induced phase separated compositions with improved properties
EP3940038B1 (en) * 2019-06-17 2024-01-31 Avantama AG Luminescent component
JP7145125B2 (ja) 2019-06-24 2022-09-30 信越化学工業株式会社 ラジカル硬化型シリコーン組成物及び硬化物
EP3763801B1 (en) 2019-07-12 2022-05-04 Samsung Display Co., Ltd. Quantum dot-containing material, method of preparing the same, and optical member and appapratus including the quantum dot-containing material

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012064562A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Nanosys, Inc. Quantum dot films, lighting devices, and lighting methods

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5990984A (en) * 1995-11-16 1999-11-23 Viratec Thin Films, Inc. Coated polymer substrate with matching refractive index and method of making the same
JP2001318201A (ja) * 2000-05-11 2001-11-16 Mitsubishi Chemicals Corp 相分離材料
EP2159044B1 (en) * 2001-09-17 2012-05-16 Life Technologies Corporation Nanocrystals
US7332211B1 (en) 2002-11-07 2008-02-19 Massachusetts Institute Of Technology Layered materials including nanoparticles
US8187708B2 (en) 2004-11-10 2012-05-29 The Regents Of The University Of Michigan Microphasic micro-components and methods for controlling morphology via electrified jetting
KR100678285B1 (ko) * 2005-01-20 2007-02-02 삼성전자주식회사 발광 다이오드용 양자점 형광체 및 그의 제조방법
WO2008108798A2 (en) 2006-06-24 2008-09-12 Qd Vision, Inc. Methods for depositing nanomaterial, methods for fabricating a device, and methods for fabricating an array of devices
US7816669B1 (en) * 2006-10-13 2010-10-19 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Light emitting system and methods for controlling nanocrystal distribution therein
JP4869275B2 (ja) * 2007-03-26 2012-02-08 三菱電機株式会社 光源モジュール及び発光装置
KR101462651B1 (ko) * 2007-08-23 2014-11-17 삼성전자 주식회사 나노결정 혼합물 및 그를 이용하는 발광 다이오드
JP2009087744A (ja) 2007-09-28 2009-04-23 Dainippon Printing Co Ltd 発光素子
GB0821122D0 (en) * 2008-11-19 2008-12-24 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle - based light emitting devices and associated materials and methods
US8343575B2 (en) 2008-12-30 2013-01-01 Nanosys, Inc. Methods for encapsulating nanocrystals and resulting compositions
GB0901857D0 (en) * 2009-02-05 2009-03-11 Nanoco Technologies Ltd Encapsulated nanoparticles
GB0916699D0 (en) * 2009-09-23 2009-11-04 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle-based materials
GB0916700D0 (en) * 2009-09-23 2009-11-04 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle-based materials
US20110079756A1 (en) 2009-10-02 2011-04-07 Doris Pik-Yiu Chun Polymer-encapsulated nanoparticle systems
JP5707697B2 (ja) 2009-12-17 2015-04-30 日亜化学工業株式会社 発光装置
WO2011076323A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 Merck Patent Gmbh Formulations comprising phase-separated functional materials
KR101695005B1 (ko) 2010-04-01 2017-01-11 삼성전자 주식회사 나노결정/수지 조성물, 나노결정-수지 복합체 및 나노결정-수지 복합체의 제조방법
GB201100568D0 (en) 2011-01-13 2011-03-02 Cytec Engineered Materials Ltd Particle reinforced polymer composition
CN103328605B (zh) 2011-01-28 2015-04-08 昭和电工株式会社 包含量子点荧光体的组合物、量子点荧光体分散树脂成型体、包含量子点荧光体的结构物、发光装置、电子设备、机械装置及量子点荧光体分散树脂成型体的制造方法
US8986842B2 (en) 2011-05-24 2015-03-24 Ecole Polytechnique Federale De Lausanne (Epfl) Color conversion films comprising polymer-substituted organic fluorescent dyes
KR101855991B1 (ko) 2011-06-23 2018-05-09 엘지이노텍 주식회사 표시장치
JP2013047324A (ja) * 2011-07-05 2013-03-07 Dexerials Corp 蛍光体シート形成用組成物
US9577158B2 (en) 2011-07-05 2017-02-21 Dexerials Corporation Phosphor sheet-forming resin composition
GB201116517D0 (en) * 2011-09-23 2011-11-09 Nanoco Technologies Ltd Semiconductor nanoparticle based light emitting materials
KR101870445B1 (ko) 2011-12-09 2018-06-22 엘지이노텍 주식회사 광 변환 복합체, 이를 포함하는 발광장치 및 표시장치 및 이의 제조방법
US10316245B2 (en) 2013-01-21 2019-06-11 3M Innovative Properties Company Quantum dot film
JP6475722B2 (ja) * 2013-08-14 2019-02-27 ナノコ テクノロジーズ リミテッドＮａｎｏｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｌｉｍｉｔｅｄ 多相樹脂を用いた量子ドットフィルム
US9708532B2 (en) * 2014-03-28 2017-07-18 Nanoco Technologies Ltd. Quantum dot compositions
KR102277125B1 (ko) * 2014-06-09 2021-07-15 삼성전자주식회사 광원 모듈, 조명 장치 및 조명 시스템

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012064562A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-18 Nanosys, Inc. Quantum dot films, lighting devices, and lighting methods

Also Published As

Publication number Publication date
HK1219290A1 (zh) 2017-03-31
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