KR20170094419A - 편광 광 방출 디바이스 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 복수의 형광 반도체 퀀텀 로드들을 포함하는 편광 광 방출 디바이스 및 그것의 제조를 위한 방법에, 그리고 그것의 준비에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 광학 디바이스들에서의 그 편광 광 방출 디바이스의 사용에, 그리고 그 편광 광 방출 디바이스를 포함하는 광학 디바이스에 관한 것이다.
Description
본 발명은 복수의 형광 반도체 퀀텀 로드들 (fluorescent semiconductor quantum rods) 을 포함하는 편광 광 방출 디바이스 (polarized light emissive device) 에, 그리고 그것의 준비에 관한 것이다. 본 발명은 추가로, 광학 디바이스들에서의 그 편광 광 방출 디바이스의 사용에, 그리고 그 편광 광 방출 디바이스를 포함하는 광학 디바이스에 관한 것이다.
광의 편광 특성들은 액정 디스플레이들에서부터 현미경, 야금 검사 및 광학 통신에 이르는 범위의 다양한 광학 애플리케이션들에서 사용된다.
예를 들어, 국제 특허 출원 공개공보 WO 2012/059931A1, WO2010/089743 A1, 및 WO 2010/095140 A2, Tibert van der Loop, Master thesis for Master of Physical Sciences FNWI Universiteit van Amsterdam Roeterseiland Complex; Nieuwe achtergracht 166 1018WV Amsterdam, M.Bashouti 외, "ChemPhysChem" 2006, 7, p.102 - p.106, M. Mohannadimasoudi 외, Optical Materials Express 3, Issue 12, p.2045 - p.2054 (2013), Tie Wang 외, "Self-Assembled Colloidal Superparticles from Nanorods", Science 338 358 (2012), Yorai Amit 외, "Semiconductor nanorods layers aligned through mechanical rubbing" Phys. Status Solidi A 209, No.2, 235-242.
추가로, 전사 패터닝에 의한 풀 컬러 퀀텀 도트 디스플레이가 당해 기술분야에서 알려져 있다, Byoung Lyong Choi 외, "Pick-and-Place transfer of quantum dot for full-color display" IDW '13 pp. 1378 - 1381.
4. Tibert van der Loop, Master thesis for Master of Physical Sciences FNWI Universiteit van Amsterdam Roeterseiland Complex; Nieuwe achtergracht 166 1018WV Amsterdam
5. M.Bashouti 외, "ChemPhysChem" 2006, 7, p.102 - p.106,
6. M. Mohannadimasoudi 외, Optical Materials Express 3, Issue 12, p.2045 - p.2054 (2013),
7. Tie Wang 외, "Self-Assembled Colloidal Superparticles from Nanorods", Science 338 358 (2012)
8. Byoung Lyong Choi 외, "Pick-and-Place transfer of quantum dot for full-color display" IDW '13 pp. 1378 - 1381
9. Yorai Amit 외, "Semiconductor nanorods layers aligned through mechanical rubbing" Phys. Status Solidi A 209, No.2, 235-242
하지만, 본 발명자들은 이하 열거되는 바와 같이 개선이 요망되는 하나 이상의 상당한 문제점들이 여전히 존재함을 새롭게 발견하였다.
1. 적어도 제 1 및 제 2 서브 컬러 영역들을 포함하는 편광 광 방출 디바이스로서, 각각의 서브 컬러 영역들로부터 편광된 광을 방출할 수 있는 상기 편광 광 방출 디바이스는 그 편광 광 방출 디바이스로부터의 다양한 편광 광 방출을 실현하도록 요망된다.
2. 생산 비용 및/또는 생산 단계를 감소시키기 위해 상기 편광 광 방출 디바이스를 준비하기 위한 단순하고 보다 쉬운 제조 프로세스가 필요하다.
3. 제조 프로세스에서 사용되는 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 낭비 비율을 감소시기키 위해 상기 편광 광 방출 디바이스를 준비하기 위한 새로운 제조 프로세스가 요망된다.
본 발명은 모든 전술된 문제점들을 해결하기 위한 것이다.
놀랍게도, 본 발명자들은, 기재 (substrate) (110), 및 바인더 (binder) 또는 매트릭스 (matrix) 없이 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하는 신규의 편광 광 방출 디바이스 (100) 로서, 그 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 (sub color areas) 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함하는, 상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 가 상기 문제점들 1 내지 3 을 동시에 해결한다는 것을 발견하였다.
본 발명의 추가적인 이점들은 이하의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 광학 디바이스에서의 상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 사용에 관한 것이다.
다른 양태에서, 본 발명은 추가로 광학 디바이스 (170) 에 관한 것이고, 상기 광학 디바이스 (170) 는, 기재 (110), 및 바인더 또는 매트릭스 없이 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하는 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 포함하고, 그 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함한다.
본 발명은 또한, 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법을 제공하고, 이 방법은 다음과 같은 순차적 단계들을 포함한다:
(a) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 용매에 분산시키는 단계;
(b) 단계 (a) 로부터의 결과적인 용액을 폴리머 기재 (polymer substrate) 의 복수의 그루브들 (grooves) 상에 제공하는 단계; 및
(c) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 기재의 표면 상으로 또는 전사 재료 (transfer material) 상으로 전사하고, 선택적으로 전사 재료로부터 기재로 전사하는 단계.
도 1 은 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 하나의 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 2 는 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 3 은 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 4 는 작업 예 1 에서 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 개략도를 나타낸다.
도 5 는 작업 예 2 에서 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 개략도를 나타낸다.
도 6 은 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 7 은 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 2 는 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 3 은 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 4 는 작업 예 1 에서 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 개략도를 나타낸다.
도 5 는 작업 예 2 에서 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 개략도를 나타낸다.
도 6 은 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
도 7 은 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 전사 프로세스의 다른 실시형태의 개략도를 나타낸다.
일반적인 양태에서, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는, 기재 (110), 및 바인더 또는 매트릭스 없이 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하고, 이 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함한다.
편광 광 방출 디바이스 (100) 의 각각의 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 장축의 배향 분산의 평균은 디바이스 (100) 의 각 서브 컬러 영역으로부터의 광 방출의 편광 비율에 의해 결정될 수 있다.
편광 광 방출 디바이스 (100) 의 각각의 서브 컬러 영역들의 편광 비는 분광계 (spectrometer) 를 구비한 편광 현미경에 의해 측정될 수 있다. 예를 들어, 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 각각의 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 1W, 405nm 광 방출 다이오드와 같은 광원에 의해 여기되고, 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 서브 컬러 영역들로부터의 광 방출은 10 배 대물 렌즈를 갖는 현미경에 의해 관찰된다. 마스크를 이용함으로써, 단지 타겟팅된 서브 컬러 영역들만이 측정하기 위해 광원에 의해 여기될 수 있다. 대물 렌즈로부터의 광은 405nm 파장 광과 같은 광원으로부터의 광 방출을 컷오프 (cutoff) 할 수 있는 롱 패스 필터 (long pass filter), 및 편광기 (polarizer) 를 통해 분광계에 도입된다.
각 필름 (film) 의 파이버들 (fibers) 의 평균 축에 대해 평행 및 수직하게 편광된 피크 방출 파장의 광 강도는 분광계에 의해 관찰된다. 광 방출의 각 서브 컬러 영역의 편광 비 (polarization ratio) (이하, "PRs" 로 약칭함) 는 식 I 로부터 결정된다.
식 I
PRs = {(방출의 강도)// - (방출의 강도)⊥}/
{(방출의 강도)// + (방출의 강도)⊥}
본 발명의 바람직한 실시형태에서, PR 의 값은 적어도 0.1 이다. 보다 바람직하게는, 적어도 0.4 이고, 더욱 더 바람직하게는, 적어도 0.5 또는 그 이상이다.
바람직하게는, 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 각각의 서브 컬러 픽셀들은 광원에 의해 조명될 때 가시 광을 방출한다.
일반적으로, 기재 (110) 는 유연성 (flexible), 반-강성 또는 강성 (rigid) 일 수 있다. 기재 (110) 의 재료는 특별히 제한되지 않는다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 상기 기재 (110) 는 투명하다.
일반적으로, 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 기재 (110) 의 두께는 소망에 따라 변화될 수도 있다.
일부 실시형태들에서, 기재 (110) 는 적어도 0.1mm 및/또는 최대 10cm의 두께를 가질 수 있다. 바람직하게는, 0.2mm 에서부터 5mm 까지이다.
보다 바람직하게는, 투명 기재로서, 투명 폴리머 기재, 유리 기재, 투명 폴리머 필름 상에 적층된 유리 기재, 투명 금속 산화물들 (예를 들어, 산화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화 티타늄) 이 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 투명 폴리머 기재는 폴리에틸렌, 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 에틸렌-비닐알코올 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리메틸 메타크릴레이트, 폴리비닐클로라이드, 폴리비닐알콜, 폴리비닐부티랄, 나일론, 폴리에테르 에테르 케톤, 폴리술폰, 폴리에테르 술폰, 테트라플루오로에틸렌-에르플루오로알킬비닐 에테르 공중합체, 폴리비닐플루오라이드, 테트라플루오르에틸렌 에틸렌 공중합체, 테트라플루오로에틸렌 헥사플루오로 폴리머 공중합체, 또는 이들 중 임의의 것의 조합으로부터 이루어질 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 II-VI, III-V, 또는 IV-VI 반도체들 및 이들 중의 임의의 것의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
보다 바람직하게는, 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, No, GaAs, Gap, GaAs, Gas, Hags, HgSe, HgSe, HgTe, InAs, InP, InSb, AlAs, AlP, AlSb, Cu2S, Cu2Se, CuInS2, CuInSe2, Cu2(ZnSn)S4, Cu2(InGa)S4, TiO2 합금들 및 이들 중 임의의 것의 조합으로 이루어지는 그룹들로부터 선택될 수 있다.
예를 들어, 적색 방출 사용을 위해, CdSe 로드들, CdS 로드에서 CdSe 도트, CdS 로드에서 ZnSe 도트, CdSe/ZnS 로드들, InP 로드들, CdSe/CdS 로드들, ZnSe/CdS 로드들 또는 이들 중 임의의 것의 조합이 사용될 수 있다. 녹색 방출 사용을 위해, CdSe 로드들, CdSe/ZnS 로드들 또는 이들 중 임의의 것의 조합 등이 사용될 수 있고, 청색 방출 사용을 위해, ZnSe, ZnS, ZnSe/ZnS 코어 쉘 로드들, 또는 이들 중 임의의 것의 조합 등이 사용될 수 있다.
무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 예들은, 예를 들어, 국제 특허 출원 공개공보 WO2010/095140A 에 기술되어 있다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 전체 구조들의 길이는 8nm 에서부터 500nm 까지이다. 보다 바람직하게는 10nm 에서부터 160nm 까지이다. 상기 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 전체 직경은 1nm 에서부터 20nm 까지의 범위에 있다. 보다 특별하게는, 1nm 에서부터 10nm 까지이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들은 표면 리간드 (surface ligand) 를 포함한다. 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 표면은 하나 이상의 종류들의 표면 리간드들로 오버코팅될 수 있다.
이론에 제한되기를 원하지 않고, 이러한 표면 리간드들은 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 용매에 보다 쉽게 분산시키는 것으로 이끌 수도 있을 것이라 믿어진다.
통상적인 사용에서의 표면 리간드들은, 트리옥틸포스핀 옥사이드 (TOPO), 트리옥틸포스핀 (TOP), 및 트리부틸포스핀 (TBP)과 같은 포스핀들 및 포스핀 옥사이드들; 도데실포스폰산 (DDPA), 트리데실포스폰산 (TDPA), 옥타데실포스폰산 (ODPA) 및 헥실포스폰산 (HPA) 과 같은 포스폰산들; 데데실 아민 (DDA), 테트라데실 아민 (TDA), 헥사데실 아민 (HDA), 및 옥타데실 아민 (ODA) 과 같은 아민들, 헥사데칸 티올 및 헥산 티올과 같은 티올들; 메르캅토 프로피온산 및 메르캅토운데카노산과 같은 메르캅토 카르복실산; 및 이들 중 임의의 것의 조합을 포함한다.
표면 리간드들의 예들은, 예를 들어, 국제 특허 출원 공개공보 WO 2012/059931A 에 기술되어 있다.
따라서, 본 발명의 일부 실시형태들에서, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 II-VI, III-V, 또는 IV-VI 반도체들 및 이들 중의 임의의 것의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 표면 리간드를 포함한다.
본 발명에 따르면, 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 제 1 및 제 2 서브 컬러 영역들과 같은 모든 서브 컬러 영역들은 동일한 서브 컬러 영역일 수 있다. 예를 들어, 동일한 서브 컬러 영역으로서, 복수의 청색 서브 컬러 영역들, 복수의 녹색, 황색, 분홍색, 또는 적색 서브 컬러 영역들이 있을 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 제 1 서브 컬러 영역들은, 여기될 때, 제 2 서브 컬러 영역들보다 더 긴 피크 파장을 갖는 편광된 광을 방출한다.
바람직하게는, 제 1 및 제 2 서브 컬러 영역들은 청색, 청색-녹색, 녹색, 황색, 분홍색, 주황색, 및 적색으로 이루어지는 그룹으로부터 선탤된 서브 컬러 영역들의 조합일 수 있다.
바람직하게는, 서브 컬러 영역들 (130) 은 적색 서브 컬러, 녹색 서브 컬러 및 청색 서브 컬러 영역들을 포함한다. 또는 서브 컬러 영역들 (130) 은 청색 서브 컬러 영역 및 황색 또는 적색 서브 컬러 영역의 조합일 수 있다. 각각의 단일 서브 컬러 영역은 바람직하게는 그것이 여기될 때 각각의 단일의 컬러의 광을 방출하는 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함한다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 적색 서브 컬러 영역들, 녹색 서브 컬러 영역들 및 청색 서브 컬러 영역들 중 하나 이상을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 RGB 풀 (full) 컬러 편광 광 방출 디바이스를 실현하기 위해 적색 서브 컬러 영역들, 녹색 서브 컬러 영역들 및 청색 서브 컬러 영역들로 주로 이루어진다.
본 발명에 따르면, 제 1 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 평균 정렬 방향은 동일하거나 상이할 수 있다. 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 기재로의 전사 방향을 변경함으로써 그것은 조작될 수 있다.
예를 들어, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 전사 재료가 표면 상에 복수의 그루브들을 갖는 기재로부터 박리된 후에, 그 다음에, 전사 (transfer) 는 주지의 기술로 원하는 방향으로 회전되고, 그 다음에, 전사는 퀀텀 로드들을 기재에 전사하도록 기재에 면하게 된다.
이론에 의해 제한되기를 원하지 않으면서, 이러한 차이는 편광 광 방출 디바이스 (100) 로부터의 다양한 편광 광 방출로 이끌 수도 있을 것이라 믿어진다.
따라서, 일부 실시형태들에서, 제 1 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 평균 정렬 방향은 제 2 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 평균 정렬 방향과는 상이하다.
본 발명에 따르면, "상이하다" 라는 용어는 평균 정렬 방향의 적어도 5% 차이 또는 그보다 많은 것을 의미한다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선택적으로, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 광 차폐 영역들 (140) 을 추가로 포함한다.
바람직한 실시형태에서, 광 차폐 영역은 도 1 에서 기술된 바와 같이 서브 컬러 영역들 사이에 배치된다. 바람직하게는, 광 차폐 영역은 블랙 매트릭스 (black matrix; BM) 이다. 달리 말하면, 본 발명의 서브 컬러 영역들은, 블랙 매트릭스에 의해서와 같이, 광 차폐 영역의 하나 이상에 의해 구별될 수 있다.
광 차폐 영역을 위한 재료는 특별히 제한되지 않는다. 주지의 재료들, 특히 컬러 필터들을 위해 잘 알려진 BM 재료들이 소망에 따라 바람직하게 사용될 수 있다. JP 2008-260927A, WO 2013/031753A 에서 기술된 바와 같은 흑색 염료 분산된 폴리머 조성물 등이 사용될 수 있다.
광 차폐 영역의 제조 방법은 특별히 제한되지 않고, 잘 알려진 기술들이 이러한 방식으로 사용될 수 있다. 다이렉트 스크린 프린팅, 포토리소그래피, 마스크를 이용한 기상 증착 등이 사용될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 선택적으로, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 광 반사 매체 (light reflection medium) (150) 를 더 포함한다. 바람직한 실시형태에서, 광 반사 매체 (150) 는 광 반사 레이어이다. 본 발명에 따르면, "레이어 (layer)" 라는 용어는 "시트 (sheet)" 와 같은 구조를 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광 반사 매체 (150) 는 기재의 가장바깥쪽 표면 상에 또는 기재 내에 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, "광 반사 (light reflection)" 라는 용어는 편광 광 방출 디바이스의 동작 동안 사용되는 파장의 범위 또는 파장에서 입사 광의 적어도 60% 정도를 반사하는 것을 의미한다. 바람직하게는, 그것은 70% 초과, 보다 바람직하게는 75% 초과, 가장 바람직하게는, 80% 초과이다.
보다 바람직하게는, 광 반사 매체 (150) 는 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 이 그것 위에 직접 정렬된 표면으로부터 대향 측의 표면 상에 배치된다. 광 반사 매체 (150) 를 위한 구조 및/또는 재료는 특별히 제한되지 않는다. 광 반사 매체를 위한 잘 알려진 광 반사 구조들 및/또는 재료들이 소망에 따라서 바람직하게 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 광 반사 매체 (150) 는 단일 레이어 또는 다중 레이어일 수 있다. 바람직한 실시형태에서, 광 반사 매체 (150) 는 Al 레이어, Al + MgF2 적층된 레이어들, Al + SiO 적층된 레이어들, Al + 유전체 다중 레이어들, Au 레이어, 및 Cr + Au 적층된 레이어들로 이루어진 그룹으로부터 선택되고; 보다 바람직하게는 그 광 반사 레이어는 Al 레이어, Al + MgF2 적층된 레이어들, 또는 Al + SiO 적층된 레이어들이다.
일반적으로, 광 반사 매체 (150) 를 준비하는 방법들은 소망에 따라서 변화할 수 있고, 잘 알려진 기술들로부터 선택될 수 있다.
광 반사 매체 (150) 는 (스퍼터링, 화학 기상 증착, 기상 증착, 플래시 증착과 같은) 기체상 기반 코팅 프로세스, 또는 액체-기반 코팅 프로세스에 의해 준비될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선택적으로, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 투명 보호 매체 (transparent passivation medium) (160) 를 더 포함한다.
이론에 의해 제한되기를 원하지 않으면서, 이러한 투명 보호 매체는 바인더 또는 매트릭스 없이 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 증가된 보호로 이끌 수도 있으리라는 것을 믿는다.
바람직하게는, 투명 보호 매체 (160) 는 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 기재 (110) 의 표면 상에 직접 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 완전히 또는 부분적으로 커버하거나, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 갖는 기재 (110) 는 2 개의 투명 보호 필름들 사이에 놓일 수 있다.
보다 바람직하게는, 투명 보호 매체 (160) 는 기재 (110) 와 투명 보호 매체 (160) 사이에서 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 캡슐화하는 등을 위해 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 완전히 커버하거나, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 갖는 기재를 샌드위치 (sandwitch) 할 수 있다.
일반적으로, 투명 보호 매체 (160) 는 유연성, 반-강성 또는 강성일 수 있다. 투명 보호 매체 (160) 를 위한 투명 재료는 특별히 제한되지 않는다.
바람직한 실시형태에서, 투명 보호 매체 (160) 는, 투명 기재에서 상기 설명된 바와 같이, 투명 폴리머, 투명 금속 산화물 (예를 들어, 산화 실리콘, 산화 알루미늄, 산화 티타늄) 로 이루어진 그룹들로부터 선택된다.
일반적으로, 투명 보호 매체를 준비하는 방법들은 소망에 따라서 변화될 수 있고, 잘 알려진 기술들로부터 선택될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 투명 보호 매체 (160) 는 (스퍼터링, 화학 기상 증착, 기상 증착, 플래시 증착과 같은) 기체상 기반 코팅 프로세스, 또는 액체-기반 코팅 프로세스에 의해 준비될 수 있다.
일부 실시형태들에서, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 광원, 바람직하게는, UV, 근자외선, 또는 청색 광원, 예컨대, UV LED, 근자외선 LED 또는 청색 LED, CCFL, EL, OLED, 제논 램프 또는 이들 중 임의의 것의 조합에 의해 조명된다.
본 발명의 하나의 실시형태에 따르면, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 하나 이상의 광원들을 포함할 수 있다.
본 발명의 목적을 위해, "근자외선 (near UV)" 이라는 용어는 300nm 와 410nm 사이의 광 파장을 의미하기 위해 취해진다.
다른 양태에서, 본 발명은 광학 디바이스에서의 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 사용에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 바람직하게는 편광 LCD 백라이트 유닛과 같은 편광 백라이트 유닛, 광학 디바이스, 광학 통신 디바이스를 위한 광 방출 컬러 필터, 또는 예를 들어 표시기 또는 사인보드의 q-로드 디스플레이로서 사용될 수 있다.
다른 양태에서, 본 발명은 추가로, 광학 디바이스 (170) 에 관한 것이고, 이 광학 디바이스는, 기재 (110), 및 바인더 또는 매트릭스 없이 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하는 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 포함하고, 이 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 광학 디바이스 (170) 는 편광 LCD 백라이트 유닛과 같은 편광 백라이트 유닛, 광학 디바이스, 광학 통신 디바이스를 위한 광 방출 컬러 필터, (표시기 또는 사인보드와 같은) q-로드 디스플레이, 현미경, 야금 검사로 이루어지는 그룹으로부터 선택된다.
광학 디바이스들의 예들은 예를 들어 WO 2010/095140 A2 및 WO 2012/059931 A1 에서 기술되어 있다.
다른 양태에서, 본 발명의 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 바람직하게는 액체 기반 코팅 프로세스로 준비될 수 있다. "액체-기반 코팅 프로세스 (liquid-based coating process)" 라는 용어는 액체-기반 코팅 조성물을 사용하는 프로세스를 의미한다. 여기서, "액체-기반 코팅 조성물" 이라는 용어는 용액들, 분산매들, 서스펜션들을 포함한다.
보다 구체적으로, 액체-기반 코팅 프로세스는 다음과 같은 프로세스들 중 적어도 하나로 실행될 수 있다: 용액 코팅, 잉크 젯 프린팅, 스핀 코팅, 딥 코팅, 나이프 코팅, 바 코팅, 스프레이 코팅, 롤러 코팅, 슬롯 코팅, 그라비어 코팅, 플렉소그래픽 프린팅, 오프셋 프린팅, 릴리프 프린팅, 요판 프린팅, 또는 스크린 프린팅.
따라서, 본 발명은 추가로, 상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법에 관한 것이고, 상기 방법은 다음과 같은 순차적인 단계들을 포함한다:
(a) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 용매에 분산시키는 단계;
(b) 단계 (a) 로부터의 결과적인 용액을 폴리머 기재의 복수의 마이크로그루브들 (microgrooves) 상에 제공하는 단계; 및
(c) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 기재의 표면 또는 전사 재료 상으로 전사하는 단계, 및 선택적으로 전사 재료로부터 기재로 전사하는 단계.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선택적으로, 방법은 단계 (c) 에서 다음의 단계 (e) 를 더 포함한다:
(e) 기재에 압력을 주어 그 기재를 압력 하에서 폴리머 기재의 복수의 마이크로그루브들의 장축의 방향을 향해 이동시키는 단계.
이론에 제한되기를 원하지 않으면서, 전사 재료 및 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (및/또는 표면 상에 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 폴리머 기재) 에 단계 (e) 에 의해 야기되는 전단 응력을 주는 것은, 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들의 향상된 정렬로 이끌 수도 있을 것이라 믿는다.
이러한 전단 응력은 추가로, 편광 광 방출 디바이스로부터의 광 방출의 편광 비를 향상시키기 위해 유리 기재에 대해 전사 재료가 면할 때 단계 (c) 에서의 전사 재료에 인가될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선택적으로, 방법은 단계 (b) 에서 다음의 단계 (f) 를 더 포함한다:
(f) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들에 소니피케이션 (sonification) 을 적용하는 단계.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 단계 (e) 및 단계 (f) 양자가 제조 프로세스에서 적용될 수 있다.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 방법은 추가적으로 다음과 같은 단계들을 포함할 수 있다:
(g) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 용액을 기재의 복수의 마이크로그루브들 상에 제공하는 단계로서, 단계 (g) 에서의 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들은 광원으로부터의 여기 광에 의해 여기될 때 단계 (a) 에서 사용된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들로부터의 광과는 상이한 피크 파장을 갖는 광을 방출하는, 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 용액을 기재의 복수의 마이크로그루브들 상에 제공하는 단계; 및
(h) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 기재 또는 전사 재료의 표면 상으로 전사하는 단계.
본 발명의 일부 실시형태들에서, 선호로서, 복수의 그루브들은 복수의 평행한 마이크로그루브들이다.
본 발명에 따르면, "마이크로그루브들" 이라는 용어는 마이크로사이징된 또는 나노사이징된 그루브들을 의미한다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 복수의 그루브들의 축방향 피치 (pitch) 는 10nm 에서부터 1, 2 μm 까지이고, 바닥에서부터 최상부까지의 복수의 그루브들의 높이는 10nm 에서부터 1μm 까지이다. 보다 바람직하게는, 축방향 피치는 50nm 에서부터 1μm 까지이고, 높이는 20nm 에서부터 500nm 까지이다. 더욱 더 바람직하게는, 축방향 피치는 260nm 에서부터 420nm 까지이고, 높이는 50nm 에서부터 100nm 까지이다.
본 발명의 바람직한 실시형태에서, 기재의 표면 상의 복수의 그루브들은 주기적으로 배치된다. 예로서, 복수의 그루브들은 기재의 표면 상에 주기적으로 배치되고 그루브들의 축에 대해 서로 평행하다.
복수의 마이크로그루브들에 대한 제조 방법은 특별히 제한되지 않는다. 복수의 마이크로그루브들은 기재의 일체형 부분으로서 제작될 수 있거나, 별개로 제작되어 공지의 기술들에 의해 투명 바인더로 기재 상으로 접착될 수 있다. 본 발명의 바람직한 실시형태에서, 복수의 마이크로그루브들은 레이저 광 간섭 방법에 의해 제작될 수 있다.
상술된 투명 폴리머들, 투명 금속 산화물들과 같은 투명 재료들이 바람직하게는 복수의 그루브들의 컴포넌트로서 사용될 수 있다. 레이저 광 간섭 방법의 예는 예를 들어 미국 특허 출원 공개공보 제 2003/0017421 호에 기술되어 있다.
복수의 마이크로그루브들을 포함하는 기재는, 예를 들어, Edmund Optics Co., Koyo Co., Shinetsu Chemical Co. 또는 Sigma-Aldrich 로부터 이용가능하다.
본 발명에 따르면, 용매는 물 또는 유기 용매이다. 유기 용매의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 보다 바람직하게는, 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소프로필 알콜, 부틸 알콜, 디메톡시에탄, 디에틸 에테르, 디이소프로필 에테르, 아세트산, 에틸 아세테이트, 아세트산 무수물, 테트라하이드로푸란, 디옥산, 아세톤, 에틸 메틸 케톤, 사염화탄소, 클로로포름, 디클로로메탄, 1.2-디클로로 에탄, 벤젠, 톨루엔, o-크실렌, 사이클로헥산, 펜탄, 헥산, 헵탄, 아세토니트릴, 니트로메탄, 디메틸포름아미드, 트리에틸아민, 피리딘, 이황화 탄소 및 이들 중 임의의 것의 조합으로 이루어진 그룹으로부터 선택되는 유기 용매 또는 정제수가 용매로서 사용될 수 있다. 가장 바람직하게는 정제수 또는 톨루엔이 사용될 수 있다.
바람직하게는, 단계 (a) 에서, 분산은 믹서 또는 초음파기로 수행된다. 믹서 또는 초음파기의 종류는 특별히 제한되지 않는다. 추가적인 바람직한 실시형태에서, 초음파기는 바람직하게는 대기 조건 하에서 믹싱에 사용된다.
선호로서, 단계 (b) 에서, 결과적인 용액은, 바람직하게는 대기 조건 하에서, 편광 광 방출 디바이스를 획득하기 위해 상기 설명된 바와 같이 액체-기반 코팅 프로세스에 의해 복수의 마이크로그루브들 상으로 코팅된다.
본 발명의 하나의 실시형태에서, 단계 (b) 후에 그리고 단계 (c) 전에, 선택적으로, 실온에서 대기 조건에서의 노출, 베이킹, 진공 또는 이들 중 임의의 것의 조합에 의해 증발이 수행될 수 있다.
증발이 베이킹에 의해 수행되는 경우에, 조건은 바람직하게는 대기 조건 하에서 편광 광 방출 디바이스를 획득하기 위해 대기 조건에서 바람직하게는 30℃ 초과 그리고 200℃ 미만의 것이고, 더욱 더 바람직하게는 50℃ 초과 그리고 90℃ 미만의 것이다.
이하의 작업 예들 1 - 6 은 본 발명의 편광 광 방출 디바이스의 설명들, 및 그들의 제조의 설명을 상세하게 제공한다.
용어들의 정의
본 발명에 따르면, "투명한" 이라는 용어는 편광 광 방출 디바이스의 동작 동안 사용된 파장의 범위 또는 파장에서 그리고 편광 광 방출 디바이스에서 사용된 두께에서의 입사 광 투과의 적어도 60% 정도를 의미한다. 바람직하게는, 그것은 70% 초과, 보다 바람직하게는 75% 초과, 가장 바람직하게는 80% 초과이다.
"형광발광 (fluorescence)" 이라는 용어는 광 또는 다른 전자기 방사를 흡수한 물질에 의한 광 방출의 물리적인 프로세스로서 정의된다. 그것은 루미네센스 (luminescence) 의 형태이다. 대부분의 경우들에서, 방출된 광은 흡수된 방사선보다 더 긴 파장, 그리고 따라서 더 낮은 에너지를 갖는다.
"반도체 (semiconductor)" 라는 용어는 실온에서 (구리와 같은) 도체의 정도와 (유리와 같은) 절연체의 정도 사이의 정도까지의 전기적 전도성을 갖는 재료를 의미한다.
"무기 (inorganic)" 라는 용어는 일산화탄소, 이산화탄소, 탄산염, 시안화물, 시아네이트, 탄화물 및 티오시아네이트와 같이 다른 원자들에 이온적으로 결합된 탄소 원자들을 포함하는 임의의 화합물 또는 탄소 원자를 포함하지 않는 임의의 재료를 의미한다.
"방출 (emission)" 이라는 용어는 원자들 및 분자들에서 전자 천이에 의한 전자기파들의 방출을 의미한다.
이 명세서에서 개시된 각각의 특징은, 달리 진술되지 않는 한, 동일한, 균등의, 또는 유사한 목적을 위해 기능하는 대안적인 특징들에 의해 대체될 수도 있다. 따라서, 달리 진술되지 않는 한, 개시된 각각의 특징은 일반적인 일련의 균등한 또는 유사한 특징들의 하나의 예일 뿐이다.
본 발명은 오직 예시적이고 본 발명의 범위를 제한하지 않는 이하의 예들을 참조하여 보다 자세히 설명된다.
예들
예 1:
PDMS
시트로 평평한 표면 유리
기재 상에
편광 광 방출
디바이스의
제작
0.003g 의 폴리에틸렌이민-커버된 로드-형상의 CdS 반도체 나노크리스털들 (Qlight Technologies) 이 Branson 칩 초음파기를 이용하여 울트라소니피케이션 (ultrasonication) 에 의해 물 (3g) 에 분산되었다.
광학 격자로부터 복제된 (Shinetsu Chemical Co. 로부터 구입한) 1μm 피치 및 100nm 높이의 마이크로그루브들을 갖는 PDMS 시트가 에탄올에서 초음파처리에 의해 클리닝되었다.
홀로그래픽 격자는 5mm 유리 기재, 레이저 광 간섭에 의해 제작된 마이크로그루브들을 갖는 에폭시 수지, 및 알루미늄 반사기로 이루어진다.
그 다음, 결과적인 용액은 드롭 캐스팅 방법 (drop casting method) 에 의해 광학 격자 상으로 코팅되었다. 100마이크로리터의 결과적인 용액은 마이크로그루브들을 갖는 25mm × 25mm PDMS 시트 상에 드롭되었고, 격자의 전체 면적에 균일하게 커버되었다.
그 다음에, 코팅된 용액에서의 물이 대기 조건에서 10분 동안 80℃ 에서 증발되었다. 물이 증발된 후에, PDMS 시트의 나노크리스털 코팅된 표면은 유리 기재에 면하게 되었고, 그 유리 기재에 대해 가압되었으며, 그 다음에, PDMS 시트는 유리 기재로부터 제거되어 나노크리스털들이 유리 기재로 전사되었다. 정렬된 나노크리스털들은 유리 기재로 성공적으로 전사되었다.
예 2:
PDMS
블록으로 평평한 표면 유리
기재 상에
편광 광 방출
디바이스의
제작
0.003g 의 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드 (TOPO)-커버된 로드-형상의 나노크리스털들 (Qlight Technologies) 이 칩 초음파기 (Branson Sonifier 250) 를 이용하여 울트라소니피케이션에 의해 톨루엔 (3g) 에 분산되었다.
260nm 피치 및 62.4nm 높이의 마이크로그루브들을 갖는 (Edmund Optics 로부터 구입한) 홀로그래픽 광학 격자가 아세톤에서 초음파처리에 의해 클리닝되었다.
홀로그래픽 격자는 5mm 유리 기재, 레이저 광 간섭에 의해 제작된 마이크로그루브들을 갖는 에폭시 수지, 및 알루미늄 반사기로 이루어진다.
그 다음, 결과적인 용액은 드롭 캐스팅 방법에 의해 광학 격자 상으로 코팅되었다. 100마이크로리터의 결과적인 용액은 25mm × 25mm 광학 격자 상으로 드롭되었고, 격자의 전체 면적에 균일하게 커버되었다.
그 다음에, 코팅된 용액에서의 톨루엔이 대기 조건에서 5분 동안 20℃ 에서 증발되었다.
평평한 표면을 갖는 중합화된 PDMS 블록은 나노크리스털 코팅된 광학 격자에 면하게 되었고, 천천히 제거되었다. 나노크리스털들은 PDMS 블록의 표면에 전사되었다. 표면 상에 나노크리스털들을 갖는 PDMS 블록은 평평한 표면을 갖는 유리 기재에 면하게 되고 접촉되었으며, 그 다음에, 그 PDMS 블록은 유리 기재로부터 천천히 제거되었다. 나노크리스털들은 유리 기재 상에 성공적으로 전사되었다.
예 3:
PDMS
블록으로 평평한 표면 유리
기재 상에
편광 광 방출
디바이스의
제작
0.003g 의 트리-n-옥틸포스핀 옥사이드 (TOPO)-커버된 로드-형상의 나노크리스털들 (Qlight Technologies) 이 칩 초음파기 (Branson Sonifier 250) 를 이용하여 울트라소니피케이션에 의해 톨루엔 (3g) 에 분산되었다.
1,200라인/mm 마이크로그루브들, 1,800라인/mm 마이크로그루브들, 2,400라인/mm 마이크로그루브들, 및 3,600라인/mm 마이크로그루브들을 갖는 (Edmund Optics 로부터 구입한) 4 개의 홀로그래픽 광학 격자들이 아세톤에서 초음파처리에 의해 각각 독립적으로 클리닝되었다.
홀로그래픽 격자들은 5mm 유리 기재, 레이저 광 간섭에 의해 제작된 마이크로그루브들을 갖는 에폭시 수지, 및 알루미늄 반사기로 이 순서로 이루어진다.
그 다음, 결과적인 용액은 드롭 캐스팅 방법에 의해 각각의 광학 격자 상으로 코팅되었다. 100마이크로리터의 결과적인 용액은 25mm × 25mm 의 각각의 광학 격자 상으로 드롭되었고, 드롭된 결과적인 용액은 격자의 전체 면적을 균일하게 커버하였다. 코팅된 용액에서의 톨루엔은 대기 조건에서 5분 동안 20℃ 에서 증발되었다.
평평한 표면을 갖는 중합화된 PDMS 블록들은 나노크리스털 코팅된 광학 격자에 각각 독립적으로 면하게 되었고, 천천히 제거되었다. 나노크리스털들은 PDMS 블록들의 표면에 각각 독립적으로 전사되었다. 그 다음에, 표면 상에 나노크리스털들을 갖는 각각의 PDMS 블록은 평평한 표면을 갖는 유리 기재에 면하게 되고 접촉되었으며, 그 다음에, 유리 기재로부터 천천히 제거되었다. 나노크리스털들은 평평한 유리 기재들 상에 성공적으로 전사되었다.
예 4:
PDMS
블록으로 평평한 표면 유리
기재 상에
편광 광 방출
디바이스의
제작
편광 광 방출 디바이스들은 코팅된 용액의 증발 동안 광학 격자들에 초음파처리가 적용된 것을 제외하고는 작업 예 3 에서 기술된 것과 동일한 방식으로 제작되었다.
예 5:
PDMS
블록으로 평평한 표면 유리
기재 상에
편광 광 방출
디바이스의
제작
편광 광 방출 디바이스들은 코팅된 용액의 증발 동안 광학 격자들에 초음파처리가 적용되었으며, 각각의 PDMS 블록이 유리 기재에 면하게 되었을 때 손에 의해 전단 응력이 인가된 것을 제외하고는 작업 예 3 에서 기술된 것과 동일한 방식으로 제작되었다. PDMS 블록에 대한 전단 응력의 방향은 PDMS 블록들에 대한 나노크리스털들의 장축의 평균 정렬 방향으로 향해졌다.
예 6:
편광 광 방출
디바이스들의
평가
작업 예들 3 내지 5 에서 제작된 편광 광 방출 디바이스들이 분광계로 편광 현미경에 의해 평가되었다. 각각의 디바이스는 1W, 405nm 광 발광 다이오드에 의해 여기되었고, 그 디바이스들로부터의 각각의 방출은 10X 대물 렌즈를 갖는 현미경에 의해 관찰되었다. 대물 렌즈로부터의 광은 롱 패스 필터 (420nm 의 공칭 컷오프 파장), 및 편광기를 통해 분광계에 도입되었다. 평가 시스템에서 롱 패스 필터를 갖는 대물렌즈는 405nm 여기 광을 컷하기 위한 것이다. 마이크로그루브들에 대해 평행 및 수직으로 편광된 피크 방출 파장의 광 강도가 분광계에 의해 관찰되었다. 예 3 내지 5 에서 제작된 편광 광 방출 디바이스들의 방출의 스펙트럼을 표 1 에 나타내었다.
방출의 편광 비 (이하, PR) 는 식 1 (Eq. 1) 로부터 결정되었다.
식 1
PR = {(방출의 강도)// - (방출의 강도)⊥}/
{(방출의 강도)// + (방출의 강도)⊥}
표 1: 편광 광 방출 디바이스들의 PR
| 마이크로그루브들 [라인 / mm] | 예 3 | 초음파처리 (예 4) |
초음파처리 + 응력 (예 5) |
| 1,200 | 0.15 | 0.23 | 0.32 |
| 1,800 | 0.2 | 0.27 | 0.35 |
| 2,400 | 0.38 | 0.46 | 0.55 |
| 3,600 | 0.43 | 0.5 | 0.61 |
도 1 에서의 참조 부호들의 리스트
100. 편광 광 방출 디바이스
110. 기재
120. 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (도 1 에서 미도시)
130. 서브 컬러 영역들
140. 광 차폐 영역 (선택적)
150. 광 반사 매체 (선택적)
160. 투명 보호 매체 (선택적)
100. 편광 광 방출 디바이스
110. 기재
120. 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (도 1 에서 미도시)
130. 서브 컬러 영역들
140. 광 차폐 영역 (선택적)
150. 광 반사 매체 (선택적)
160. 투명 보호 매체 (선택적)
Claims (14)
- 편광 광 방출 디바이스 (100) 로서,
기재 (110), 및
바인더 또는 매트릭스 없이 상기 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하고,
상기 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 서브 컬러 영역들은 여기될 때 상기 제 2 서브 컬러 영역들보다 더 긴 피크 파장을 갖는 편광 광을 방출하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 적색 서브 컬러 영역들, 녹색 서브 컬러 영역들 및 청색 서브 컬러 영역들 중 하나 이상을 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 내지 제 3 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 제 1 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 평균 정렬 방향은 상기 제 2 서브 컬러 영역들의 표면 상에 직접 정렬된 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 의 평균 정렬 방향과는 상이한, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 내지 제 4 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 하나 이상의 광 차폐 영역들 (140) 을 더 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 내지 제 5 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 는 광 반사 매체 (150) 를 더 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 내지 제 6 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들은 하나 이상의 투명 보호 매체들 (160) 에 의해 커버되는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 제 1 항 내지 제 7 항 중 하나 이상의 항에 있어서,
상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 II-VI, III-V, 또는 IV-VI 반도체들 및 이들 중의 임의의 것의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되고, 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 은 표면 리간드를 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100). - 광학 디바이스에서, 제 1 항 내지 제 8 항 중 하나 이상의 항에 따른 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 사용.
- 광학 디바이스 (170) 로서,
상기 광학 디바이스 (170) 는, 기재 (110), 및 바인더 또는 매트릭스 없이 상기 기재의 표면 상에 직접 공통 방향으로 정렬된 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들 (120) 을 포함하는 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 포함하고, 상기 편광 광 방출 디바이스는 하나 이상의 제 1 서브 컬러 영역들 및 하나 이상의 제 2 서브 컬러 영역들 (130) 을 포함하는, 광학 디바이스 (170). - 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법으로서,
(a) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 용매에 분산시키는 단계;
(b) 단계 (a) 로부터의 결과적인 용액을 폴리머 기재의 복수의 마이크로그루브들 상에 제공하는 단계; 및
(c) 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 기재의 표면 또는 전사 재료 상으로 전사하는 단계, 및 선택적으로 상기 전사 재료로부터 기재로 전사하는 단계
의 순차적인 단계들을 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법. - 제 11 항에 있어서,
상기 방법은 단계 (c) 에서 다음과 같은 단계 (e),
(e) 상기 기재에 압력을 주어 상기 기재를 상기 압력 하에서 상기 폴리머 기재의 상기 복수의 마이크로그루브들의 장축의 방향을 향해 이동시키는 단계
를 더 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법. - 제 11 항 또는 제 12 항에 있어서,
상기 방법은 단계 (b) 에서 다음과 같은 단계 (f),
(f) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들에 소니피케이션을 적용하는 단계
를 더 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법. - 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 방법은 다음과 같은 단계들,
(g) 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 용액을 기재의 복수의 마이크로그루브들 상에 제공하는 단계로서, 단계 (g) 에서의 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들은 광원으로부터의 여기 광에 의해 여기될 때 단계 (a) 에서 사용된 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들로부터의 광과는 상이한 피크 파장을 갖는 광을 방출하는, 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 갖는 용액을 기재의 복수의 마이크로그루브들 상에 제공하는 단계; 및
(h) 상기 복수의 무기 형광 반도체 퀀텀 로드들을 상기 편광 광 방출 디바이스 (100) 의 상기 기재 또는 전사 재료의 표면 상으로 전사하는 단계
를 더 포함하는, 편광 광 방출 디바이스 (100) 를 제조하는 방법.
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