KR102391029B1 - 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법을 제공하는데, 상기 방법은 잉크젯프린팅 기술을 이용하여, 기설정 그래픽에 따라 기판에 적당한 점도와 표면장력을 갖는 양자막대 잉크를 프린팅함으로써, 양자막대를 정향배열하고, 형광 편광필름을 얻는다. 본 발명에서 얻어진 형광 라인직경과 라인간격은 니들공경, 프린팅 속도 및 기설정 그래픽 등 파라미터 조건에 의해 제어 조절될 수 있고, 제조된 양자막대가 정향배열된 투명한 형광필름은 비교적 높은 편광도를 가지며, 상온 환경에서 연성기판에 제조될 수 있고, 폭넓은 적용성을 갖는다.

Description

양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법

본 발명은 광전재료 제조기술 분야에 속하며, 양자막대를 정향배열하는 방법에 관한 것으로, 예하면, 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법에 관한 것이다.

현재 양자막대 편광성능에 대한 연구가 많이 진행되고 있으나, 대다수는 단입자의 양자막대에 대한 분석으로, 대량의 양자막대의 공동 작용하에서의 전체 편광에 대한 깊은 분석은 아주 드물다. 그 이유는, 양자막대의 편광효과는 막대형 재료의 축방향에 따라 나타나기 때문이다. 양자막대가 대량으로 자유 분포된 상황에서는, 우수한 편광성능을 전체적으로 나타낼 수 없으며, 양자막대가 모두 정연하게 배열 될 때에만 효과적으로 편광을 발사할 수 있다.

현재, 정연한 1차원 나노와이어은 템플리트법, 자기조립법, 전기장유도, 자기장유도, 화학/생체분자 친화조립, 자기쌍극자 선택, 임프린트 전이, 식각법과 정전방사 등 기술을 통해 제조될 수 있는데, 이러한 방법들은 모두 각자 장단점을 갖고 있으며, 대부분 방법들은 비용이 높고, 제조하기 힘드며, 예하면, 전기장유도법은 큰 전기장을 인가해야 하기에, 실험에 대한 조건요구가 비교적 까다롭고, 임프린트 전이와 식각법은 전이하는 과정과 탬플렛 정밀도에 대한 요구가 매우 높으며, 식각법에 따르면 일정한 표면모양이 파손될 수 있다.

CN101497428A에서는 정전방사를 이용한 나노와이어 어레이의 배열방법을 개시하였는데, 상기 방법은 정향 방사의 나노섬유를 탬플렛으로 하고, 칼날을 사용하여 나노섬유에 적하 첨가된 반도체 나노와이어 용액을 균일하게 긁고, 다음 기재에 윤활제 한방울을 첨가하고, 로봇암으로 방사섬유을 끌어 기재에서 좌우로 이동되도록 함으로써, 섬유에 흡착된 반도체 나노와이어를 기재로 성공적으로 전이한다. 해당 발명에서는 정향 방사의 나노섬유을 탬플렛으로 하고, 칼날을 사용하여 나노섬유에 적하 첨가된 반도체 나노와이어 용액을 균일하게 긁어야 하므로, 필름의 균일성이 좋지 않은 등 문제점이 발생할 수 있다.

CN103741229A에서는 정향배열된 전기방사 나노섬유의 제조방법을 개시하였는데, 상기 방법은: 금속수집 플레이크를 접은 다음 세정하고, 건조기에 넣어 대기하는 단계; 고분자 용액을 전기방사 용액으로 제조하는 단계; 제조된 전기방사 용액을 정전방사 장치에 주입하는 단계; 제조된 접힌 금속수집 플레이크를 수집 플레이트로 하며, 정전방사 장치를 턴온하여, 전압이 10-20KV인 외부로부터 인가된 전기장의 작용하에, 수집거리가 10-30 센티미터인 조건에서, 금속수집 플레이크에 정향배열된 전기방사 나노섬유를 수집하고, 금속수집 플레이크의 방향을 조절하여 필요한 형상의 나노섬유를 얻는 단계를 포함한다.

따라서, 정전방사는 나노재료의 정향배열을 구현할 수 있지만, 모두 일정한 담체의 보조 사용이 필요하다는 것을 알 수 있다. 현재 양자막대 재료를 정향배열하는 방법은 많지 않는데, 예하면, 기계적 연신방법을 응용하여 양자막대필름 재료를 얻을 수 있으나, 해당 방법은 재료 손실이 크고 정향효과가 제한되어 있다.

따라서, 본 분야에서는, 양자막대 재료를 정향배열할 수 있는 새로운 방법을 개발할 것을 희망하고 있다.

이하는, 본 발명에서 상세히 기술하는 카테고리에 대한 약술이다. 본 약술은 청구항의 보호 범위를 한정하기 위한 것이 아니다.

본 발명의 목적은 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법을 제공하는 것이다. 해당 방법은 양자막대가 정향배열되고, 높은 편광성능을 갖는 형광필름을 얻도록 한다.

상기 목적에 도달하기 위해, 본 발명은 아래와 같은 기술 방안을 사용하였다:

본 발명은 양자막대를 정향배열하고, 편광성능을 갖는 형광필름을 제조하는 방법으로서, 양자막대 잉크를 잉크젯프린팅 방법을 이용하여, 기설정 그래픽에 따라 기판에 프린팅함으로써, 양자막대가 정향배열된 형광필름을 얻는 단계를 포함하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법을 제공한다.

본 발명은 잉크젯프린팅법과 같은 간단하고 고효율적인 방법을 이용하여 양자막대 재료 필름을 제조하는데, 얻어진 양자막대 필름의 양자막대 라인직경과 라인간격은 제어 조절될 수 있으며, 양자막대를 정향배열시켜, 상온 환경에서 연성기판에 높은 편광성능을 갖는 투명한 형광 편광필름의 제조를 실현할 수 있다.

본 발명은, 실제 응용 상황에 따라, 적당한 점도와 표면장력을 갖는 양자막대 잉크를 조제하여, 상이한 기판에 양자막대 필름을 프린팅하는 목적에 달성할 수 있다.

바람직하게는, 상기 양자막대 잉크의 양자막대는 적색 양자막대, 녹색 양자막대 및 청색 양자막대 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합일 수 있다.

바람직하게는, 상기 양자막대 잉크를 제조하는 양자막대 재료는 단일 코어 재료 및/또는 코어쉘 코팅성 재료일 수 있는데, 코어쉘 코팅성 재료인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 단일 코어 재료는 CdSe(셀레늄화 카드뮴), CdTe(텔루르화 카드뮴), CdS(황화 카드뮴), ZnSe(셀레늄화 아연), CuInS(황화 구리인듐), InP(인화 인듐), CuZnSe(셀레늄화 구리 아연) 또는 ZnMnSe(셀레늄화 아연 망간) 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이고, 상기 조합의 전형적이지만 비한정적인 실예에는: CdSe와 CdTe의 조합; CdS와 ZnSe의 조합; CdTe와 CuInS의 조합; InP와 CuZnSe의 조합; CuZnSe와 ZnMnSe의 조합; CdSe, CdTe와 CdS의 조합; ZnSe, CdTe와 CuInS의 조합; InP, CuZnSe와 ZnMnSe의 조합; CdSe, CdTe, CdS, ZnSe와 CdTe의 조합 등이 있는데, CdSe인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 코어쉘 코팅성 재료는 상기 단일 코어 재료를 코어로 하고, 그의 쉘층 재료는 CdS(황화 카드뮴), ZnO(산화 아연), ZnS(황화 아연), ZnSe(셀레늄화 아연) 또는 ZnTe(텔루르화 아연) 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이며, 상기 조합의 전형적이지만 비한정적인 실예에는: CdS와 ZnO의 조합; ZnS와 ZnSe의 조합; ZnSe와 ZnTe의 조합; CdS, ZnO와 ZnS의 조합; CdS, ZnO, ZnS, ZnSe와 ZnTe의 조합 등이 있는데, CdS인 것이 바람직하다.

본 발명의 바람직한 기술 방안으로서, 상기 양자막대는 CdSe/CdS 양자막대이고, 상기 CdSe/CdS 양자막대는 코어쉘 코팅성 재료로 제조되며, 상기 코어쉘 코팅성 재료는 CdSe를 코어로 하고, 그의 쉘층 재료는 CdS이다.

본 발명에서, 상기 CdSe/CdS 양자막대 잉크 이외의 기타 양자막대 또는 나노와이어 잉크의 제조방법은 종래기술에 사용된 방법이므로, 여기에 대해서는 더 이상 설명하지 않는다.

본 발명의 바람직한 기술 방안으로서, 상기 CdSe/CdS 양자막대 잉크의 제조방법은:

(a) 산화카드뮴(CdO), 용매 및 n-헥실 포스폰산(n-Hexylphosphonic acid, HPA)을 혼합하고, 제 1 온도까지 가열한 조건하에 진공을 이룬 후 아르곤 기체로 바꾸는 조작을 진행하여 물 산소를 제거하며, 다음 제 2 온도까지 승온시켜 CdO가 완전히 용해되어 투명하게 될 때까지 교반하고, 트리옥틸 포스핀(TOP)을 첨가한 후, Se-TOP 전구체 용액을 첨가하여 반응시키고, 냉각하여 CdSe 코어용액을 얻는 단계;

(b) 단계 (a)에서 얻어진 CdSe 코어용액을 정제하여 TOP에 분산시켜, CdSe-TOP 용액을 형성하는 단계;

(c) CdO, 용매, HPA 및 테트라데실 포스폰산(TDPA)을 혼합하고, 제 1 온도까지 가열한 조건하에 진공을 이룬 후 아르곤 기체로 바꾸는 조작을 진행하여 물 산소를 제거하며, 다음 제 2 온도까지 승온시켜 CdO가 완전히 용해되어 투명하게 될 때까지 교반하고, TOP를 첨가한 후, S-TOP 용액과 단계(b)에서 얻어진 CdSe-TOP용액을 첨가하여 반응시키고, 냉각하여 CdSe/CdS 양자막대 용액을 얻는 단계;

(d) CdSe/CdS 양자막대 용액을 정제하고, 용매와 첨가제를 첨가하여, 실제 응용 상황에 따라, 적당한 점도와 표면장력을 갖는 양자막대 잉크를 조제하는 단계; 를 포함한다.

여기서, 단계(a)에서의 반응시간은 필요한 방출 파장에 따라 조절되며, 바람직하게는, 단계(a)에서 상기 반응시간은 5-25s이고, 예하면, 5s, 7s, 9s, 10s, 15s, 17s, 20s 또는 25s이며, 20s인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 단계(a)에서의 Se-TOP 용액의 제조방법은: Se분말을 TOP에 용해하고, 용액이 투명 상태가 될 때까지 가열 교반하여, Se-TOP용액을 제조하는 것이다.

바람직하게는, 상기 단계(c)에서의 S-TOP 용액의 제조방법은: S분말을 TOP에 용해하고, 용액이 투명 상태가 될 때까지 가열 교반하여, S-TOP용액을 제조하는 것이다.

바람직하게는, 단계(a)에서 상기 CdO와 HPA의 질량비는 1:2~1:6이고, 예하면, 1:2, 1:2.5, 1:2.8, 1:3, 1:3.5, 1:4, 1:4.3, 1:4.8, 1:5, 1:5.5 또는 1:6이며, 1:4.3인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 단계(a)와 단계(c)의 용매는 트리옥틸 포스핀옥사이드(TOPO)이다.

바람직하게는, 단계(a)와 단계(c)에서 상기 제 1 온도는 70℃~150℃이고, 제 2 온도는 280℃~330℃이지만, 이는 열거된 수치에 한정되는 것은 아니며, 상기 수치범위 내에서의 기타 열거되지 않은 수치도 적용된다.

바람직하게는, 단계(c)에서 상기 반응시간은 5-15min이고, 예하면, 5min, 7min, 9min, 10min, 11min, 12min, 13min, 14min 또는 15min인데이며, 8min인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 단계(d)에서 용매는 톨루엔, 올소디클로로벤젠, 디메틸아세트 아마이드, 3,4-디메틸아니솔, 클로로포름, 클로로벤젠, 자일렌, 벤젠, 노멀헥산, 시클로헥산, 노멀헵탄, 옥탄, 데칸, 운데칸, 도데칸, 노멀테트라데칸, 헥사데칸 또는 노멀옥타데칸 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합인데, 톨루엔인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 단계(d)에서의 첨가제는 접착제, 계면활성제, 소포제 및 수화제 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이다.

바람직하게는, 상기 양자막대 잉크의 농도는 0.2~2000mg/mL이고, 예하면, 0.2mg/mL, 0.5mg/mL, 1mg/mL, 3mg/mL, 5mg/mL, 8mg/mL, 10mg/mL, 12mg/mL, 15mg/mL, 18mg/mL, 20mg/mL, 23mg/mL, 25mg/mL, 28mg/mL, 30mg/mL, 32mg/mL, 35mg/mL, 38mg/mL, 40mg/mL, 60mg/mL, 80mg/mL, 100mg/mL, 300mg/mL, 500mg/mL, 800mg/mL, 1000mg/mL, 1500mg/mL 또는 2000mg/mL이다.

바람직하게는, 상기 양자막대 잉크의 용매는 톨루엔, 올소디클로로벤젠, 디메틸아세트 아마이드, 3,4-디메틸아니솔, 클로로포름, 클로로벤젠, 자일렌, 벤젠, 노멀헥산, 시클로헥산, 노멀헵탄, 옥탄, 데칸, 운데칸, 도데칸, 노멀테트라데칸, 헥사데칸 또는 노멀옥타데칸 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합인데, 톨루엔 또는 톨루엔과 올소디클로로벤젠의 혼합물인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 양자막대 잉크는 첨가제를 더 포함한다.

바람직하게는, 상기 첨가제는 접착제, 계면활성제, 소포제 또는 수화제 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이다.

바람직하게는, 상기 첨가제가 양자막대 잉크에서의 농도는 0-50%이고, 예하면, 0%, 1%, 3%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45% 또는 50%이다.

바람직하게는, 상기 프린팅 이전에, 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 한다.

바람직하게는, 상기 프린팅 진행 시, 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써, 니들이 프린터의 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 기판에 프린팅을 진행한다.

본 발명은 용액을 이용하고 모세관 현상을 통해 니들이 프린팅에 필요한 용액을 흡취하도록 하고, 용액이 자동으로 충진된 후, 좌표의 조절을 통하여, 프린터의 로봇암이 데스크톱 좌표에 따라 프린팅이 필요한 위치로 이동되도록 하며, 해당 위치에서 프린팅 포인트로 살짝 내리우고, 프린팅 전압에 대해 조절한 후, 프린팅 그래픽을 도입하여, 높은 정밀도의 어레이 프린팅을 진행하는 잉크젯프린팅을 이용한다. 잉크젯프린터 니들은 지속적으로 양자막대 잉크를 분사하게 되고, 유체가 기판에서 일정한 방향을 따라 유동한 후, 유체힘과 표면장력의 작용이 생기게 되어, 양자막대가 프린팅 방향으로 배열되도록 한다.

바람직하게는, 상기 기판은 일반 유리, ITO 전도성 유리, 중합체 기재(substrate) 또는 소자 중의 임의의 1종이며;

바람직하게는, 상기 중합체 기재는 PET(폴리에틸렌테레프탈레이트)기판, PEN(폴리에틸렌나프탈레이트)기판 또는 PMMA(폴리메틸메타크릴레이트)기판이다.

바람직하게는, 상기 니들의 공경은 0.05mm-100mm이고, 예하면, 0.05mm, 1mm, 3mm, 5mm, 8mm, 10mm, 20mm, 30mm, 40mm, 60mm, 80mm 또는 100mm이다.

바람직하게는, 상기 기설정 그래픽 중 프린팅 선폭은 프린팅 니들의 공경보다 크거나 같다.

바람직하게는, 상기 프린팅 선간격은 0-200mm이고, 예하면, 0mm, 2mm, 5mm, 8mm, 10mm, 20mm, 50mm, 80mm, 100mm, 120mm, 140mm, 160mm, 180mm 또는 200mm이다.

본 발명의 잉크젯프린팅 방법은 양자막대를 정향배열하고, 형광 편광필름을 얻을 수 있으며, 프린터의 니들의 크기, 프린팅 속도, 니들 주파수, 프린팅 선폭 등 파라미터에 따른 조절을 통해, 규격이 상이하고, 편광이 상이한 양자막대 필름을 보다 원활하게 얻을 수 있다.

바람직하게는, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 1-5μm/s이고, 예하면, 1μm/s, 1.5μm/s, 2μm/s, 2.5μm/s, 3μm/s, 3.5μm/s, 4μm/s, 4.5μm/s 또는 5μm/s이다.

바람직하게는, 상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 5μm/s이상이고, 예하면, 5μm/s, 8μm/s, 10μm/s, 15μm/s, 20μm/s, 30μm/s, 40μm/s, 50μm/s, 60μm/s, 80μm/s, 100μm/s, 200μm/s, 400μm/s, 600μm/s, 800μm/s, 1000μm/s, 3000μm/s, 5000μm/s, 8000μm/s, 1cm/s, 3 cm/s, 5 cm/s 또는 8 cm/s이며, 5μm/s-1cm/s인 것이 바람직하다.

바람직하게는, 상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 1.4-2.1 KHz이고, 예하면, 1.4 KHz, 1.5 KHz, 1.6 KHz, 1.7 KHz, 1.8 KHz, 1.9 KHz, 2.0 KHz 또는 2.1 KHz이다.

바람직하게는, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 0.1-18V이고, 예하면, 0.1V, 0.2V, 0.4V, 0.6V, 0.8V, 1V, 2V, 4V, 6V, 8V, 10V, 12V, 14V, 16V 또는 18V이다.

바람직하게는, 프린팅 진행 시, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 한다. 본 발명에서는 선형 평행 배열된 탬플렛을 선택할 수 있다.

본 발명에 있어서 잉크젯프린팅 기술을 이용하여 정향배열되는 양자막대를 프린팅함으로써, 직경이 수 마이크로미터 내지 수백 마이크로미터인 선폭을 얻을 수 있고, 선폭의 조합을 통해 균일한 필름을 형성할 수 있어, 비교적 간단하고, 고효율적이며, 보편적으로 사용될 수 있는 양자막대를 정향배열하는 방법이며, 비교적 높은 편광효과를 가지며, 잉크젯프린팅 기술로 제조된 편광필름은 비표면적이 크고, 라인직경이 균일하다.

본 발명은 평평한 기판의 수집 방식을 사용하는데, 평평한 유리 또는 PET, PEN 등 재료인 경우, 고온, 고진공 등 조건을 필요 하지 않고, 높은 정밀도 잉크젯프린팅을 이용하여 라인프린팅을 진행하고, 라인의 조합을 통해 높은 편광의 편광 필름을 형성하며, 프린터 니들의 크기와 프린팅 정밀도를 조절하여, 다양한 수준의 배열을 얻을 수 있는데, 이러한 기술은 미래의 양자점 디스플레이 소자의 제조, 높은 편광율을 갖는 발광소자의 제조에 좋은 해결경로를 제공할 수 있다.

본 발명의 방법은 다양한 액체재료의 잉크젯프린팅에 적용되고, 예하면, 양자막대, 양자점, 페로브스카이트 나노와이어 등 특정 모양을 갖는 나노입자에 대하여, 상온 환경에서 작업할 수 있어, 폭 넓은 적용성을 갖는다.

종래기술과 비교하면, 본 발명은 아래와 같은 유리한 효과를 갖는다:

본 발명은 잉크젯프린팅법과 같은 간단하고 고효율적인 방법을 이용하여 양자막대 재료 필름을 제조하는 방법을 최초로 제출하였는데, 얻어진 양자막대 필름의 양자막대 라인직경과 라인간격은 제어 조절될 수 있으며, 양자막대를 정향배열시켜, 상온 환경에서 연성기판에 투명한 형광 편광필름을 제조할 수 있다. 본 발명은 양자막대, 양자점, 페로브스카이트 나노와이어 등 특정 모양을 갖는 다야한 나노입자 재료에 적용될 수 있고, 실험 장치가 간단하고, 조작이 용이하며, 폭 넓은 적용성을 갖는다.

도 1은 실시예 1에서 얻어진 양자막대 재료의 투과 전자현미경(TEM) 도면이다.
도 2는 실시예 1에서 얻어진 정향배열된 양자막대 필름의 정향배열 편광도의 특징화(Characterisation) 결과도면이다.
도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터 니들 부위의 구조확대 예시도이다.
도 4는 본 발명의 잉크젯프린터가 기판에 프린팅을 진행하는 상태을 보여주는 예시도이다.
도 5는 본 발명의 잉크젯프린팅 중 프린터 니들이 좁은 라인의 기설정 패턴에서의 프린팅 예시도이다.
도 6은 본 발명의 잉크젯프린팅 중 프린터 니들이 넓은 라인의 기설정 패턴에서의 프린팅 예시도이다.

이하, 발명의 실시를 위한 구체적인 형태를 통해 본 발명의 기술 방안을 추가로 설명한다. 본 분야 당업자에게 있어서, 상기 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위한 것일 뿐, 본 발명에 대한 구체적인 한정이 아닌 것은 자명할 것이다.

실시예 1

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

양자막대 재료 CdSe/CdS를 용매 톨루엔을 이용하여 농도가 20mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계; 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, 일반 유리 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하며, 비 정향배열된 양자막대 용액을 프린팅하여 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 0.05mm이고, 상기 프린팅 선간격은 10mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 3μm/s이고, 상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 50μm/s이며, 상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 2.1KHz이고, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 8V이다.

실시예 1에서 얻어진 양자막대 재료를 투과 전자현미경(FEI Tecnai F30)으로 분석한 결과, 도 1에서 도시된 바와 같이, 제조된 재료는 모양을 통해 양자막대 재료라는 것을 관찰해 낼 수 있고, 길이 대 직경 비율은 균일하다.

도 2는 실시예 1에서 얻어진 정향배열된 양자막대 필름의 정향배열 편광도의 특징화 결과도면인데, 도 2의 결과는 아래와 같은 공식에 따라 계산하여 편광도를 얻은 것이며(즉: 편광도=(최고점 강도-최저점 강도)/(최고점 강도+최저점 강도)), 편광 값이 클 수록 편광효과가 강하고, 편광데이터를 통하면 다른 각도에서 광도가 상이한 것을 알 수 있고, 최고점과 최저점을 통해 일정한 편광효과가 있음을 알 수 있다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.41이다.

도 5는 본 발명의 잉크젯프린팅 중 프린터 니들이 좁은 라인의 기설정 패턴에서의 프린팅 예시도이다. 도 6은 본 발명의 잉크젯프린팅 중 프린터 니들이 넓은 라인의 기설정 패턴에서의 프린팅 예시도이다.

실시예 2

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

적색 양자막대 재료를 톨루엔과 올소디클로로벤젠의 혼합용매를 이용하여 농도가 40mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계; 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, ITO 전도성 유리기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하며, 비 정향배열된 양자막대 용액을 프린팅하여 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 5mm이고, 상기 프린팅 선간격은 0mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 1μm/s이고, 상기 프린팅 진행시 니들의 프린팅 속도는 5μm/s이며, 상기 프린팅 진행시 니들 주파수는 2.1KHz이고, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 0.1V이다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.32이다.

실시예 3

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

청색 양자막대 재료를 톨루엔을 이용하여 농도가 10mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계; 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, PET 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하며, 비 정향배열된 양자막대 용액을 프린팅하여 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 2mm이고, 상기 프린팅 선간격은 20mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 3μm/s이고, 상기 프린팅 시 니들의 프린팅 속도는 5cm/s이며, 상기 프린팅 시 니들 주파수는 1.4KHz이고, 상기 프린팅 시의 프린팅 전압은 10V이다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.28이다.

실시예 4

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

녹색 양자막대 재료를 톨루엔과 올소디클로로벤젠의 혼합용매를 이용하여 농도가 100mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계(여기서, 상기 양자막대 잉크는 농도가 10%인 첨가제를 함유하고, 상기 첨가제는 표면활성제); 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, PET 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하며, 비 정향배열된 양자막대 용액을 프린팅하여 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 20mm이고, 상기 프린팅 선간격은 50mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 5μm/s이고, 상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 1cm/s이며, 상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 1.4KHz이고, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 10V이다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.33이다.

실시예 5

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

녹색 양자막대와 적색 양자막대 재료를 톨루엔을 이용하여 농도가 400mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계(여기서, 상기 양자막대 잉크는 농도가 50%인 첨가제를 함유하고, 상기 첨가제는 계면활성제와 접착제, 수화제의 혼합물); 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, PMMA 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하며, 비 정향배열된 양자막대 용액을 프린팅하여 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 50mm이고, 상기 프린팅 선간격은 100mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 4μm/s이고, 상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 15cm/s이며, 상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 2.1 KHz이고, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 18V이다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.40이다.

실시예 6

본 실시예에서는, 아래와 같은 방법으로 정향배열된 양자막대 필름을 제조하는데, 해당 방법은 구체적으로:

청색 양자막대와 적색 양자막대 재료를 톨루엔을 이용하여 농도가 2000mg/mL인 양자막대 잉크로 조제하는 단계(여기서, 상기 양자막대 잉크는 농도가 30%인 첨가제를 함유하고, 상기 첨가제는 접착제, 계면활성제, 소포제와 수화제의 혼합물); 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며, PEN 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 프린팅을 진행하며(도 3은 본 발명에서 사용되는 프린터의 니들 부위의 구조확대 예시도이다), 프린팅 진행 시, 도 4에 도시된 바와 같이, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 함으로써, 정향배열된 양자막대 필름을 얻는 단계; 를 포함하되, 상기 니들의 공경은 100mm이고, 상기 프린팅 선간격은 200mm이며, 상기 니들 하강 시의 하강 속도는 5μm/s이고, 상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 45 cm/s이며, 상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 2.1 KHz이고, 상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 12V이다.

본 실시예에서 제조된 정향배열된 양자막대 필름의 편광도는 0.37이다.

출원인은, 본 발명은 상기 실시예를 통해 본 발명의 공정 방법에 대해 설명하였지만, 본 발명은 상기 공정 단계에 한정되는 것이 아니며, 즉 반드시 상기 공정 단계로 본 발명을 실시해야 한다는 것을 의미하지 않음을 성명한다. 본 분야 당업자에게 있어서, 본 발명에 대한 어떠한 개선, 본 발명에서 선택되어 사용된 원료에 대한 등가적 교체 및 보조성분의 첨가, 구체적인 방식에 대한 선택 등은 모두 본 발명의 보호범위와 공개범위 내에 포함되어 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (12)

1. 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법으로서,
   상기 제조방법은 양자막대를 정향배열하고, 편광성능을 갖는 형광필름을 제조하는 방법이고,
   양자막대 잉크를 잉크젯프린팅 방법을 이용하여, 기설정 그래픽에 따라 기판에 프린팅을 진행함으로써, 양자막대가 정향배열된 형광필름을 얻으며,
   상기 양자막대 잉크의 양자막대는 적색 양자막대, 녹색 양자막대 및 청색 양자막대 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이며,
   상기 양자막대 잉크를 제조하는 양자막대 재료는 CdSe/CdS 양자막대 재료이고, 상기 CdSe/CdS 양자막대 재료는 코어쉘 코팅성 재료로 제조되며, 상기 코어쉘 코팅성 재료는 CdSe를 코어로 하고, 그의 쉘층 재료는 CdS이고,
   상기 양자막대 잉크의 용매는 톨루엔, 올소디클로로벤젠, 디메틸아세트 아마이드, 3,4-디메틸아니솔, 클로로포름, 클로로벤젠, 자일렌, 벤젠, 노멀헥산, 시클로헥산, 노멀헵탄, 옥탄, 데칸, 운데칸, 도데칸, 노멀테트라데칸, 헥사데칸 또는 노멀옥타데칸 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
2. 제1항에 있어서,
   상기 양자막대 잉크의 농도는 0.2~2000mg/mL인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 양자막대 잉크의 용매는 상기 톨루엔 또는 상기 톨루엔과 상기 올소디클로로벤젠의 혼합물인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 양자막대 잉크는 첨가제를 더 포함하되;
   상기 첨가제는 접착제, 계면활성제, 소포제 또는 수화제 중의 임의의 1종 또는 적어도 2종의 조합이며;
   상기 첨가제가 양자막대 잉크에서의 농도는 0-50%인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 프린팅 이전에, 양자막대 잉크를 용액 플레이트에 주입하고, 잉크젯프린팅 니들을 용액 플레이트 중의 양자막대 잉크에 침지시켜, 용액이 니들로 흡입되도록 하며;
   상기 프린팅 진행 시, 기판의 좌측 상단 모서리를 좌표원점으로 선택하고, 프린터의 로봇암을 이동시킴으로써 니들이 프린터 하방으로 이동되도록 하며, 니들이 프린팅 기판표면에 접촉될 때까지 니들을 하강시키고, 프린팅 기설정 그래픽을 도입하여, 기설정 그래픽에 따라 기판에 프린팅을 진행하고;
   상기 기판은 일반 유리, ITO 전도성 유리, 중합체 기재 또는 소자 중의 임의의 1종이며;
   상기 중합체 기재는 PET기판, PEN기판 또는 PMMA기판인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
6. 제5항에 있어서,
   상기 니들의 공경은 0.05mm-100mm이고;
   상기 기설정 그래픽 중 프린팅 선폭은 프린팅 니들의 공경보다 크거나 같으며;
   프린팅 선간격은 0-200mm인 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
7. 제5항에 있어서,
   상기 니들 하강 시의 하강 속도는 1-5μm/s이고;
   상기 프린팅 진행 시 니들의 프린팅 속도는 5μm/s이상이고, 5μm/s-1cm/s이며;
   상기 프린팅 진행 시 니들 주파수는 1.4-2.1KHz이고;
   상기 프린팅 진행 시의 프린팅 전압은 0.1-18V이며;
   상기 프린팅 진행 시, 로봇암은 그래픽에 따라 니들이 직선운동을 하도록 하는 것을 특징으로 하는 양자막대 정향배열에 따른 형광 편광필름의 제조방법.
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