KR20190002162A - 양자점 광학시트, 이를 포함하는 발광유닛 및 디스플레이 장치 - Google Patents

양자점 광학시트, 이를 포함하는 발광유닛 및 디스플레이 장치 Download PDF

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Abstract

제1 기재층; 제2 기재층; 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 사이에 형성된 양자점 함유 광변환층; 상기 제1 기재층 하부에 형성된 무기 반사층을 포함하고, 상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물을 포함하는 양자점 광학시트, 상기 양자점 광학시트와 광원을 포함하는 발광 유닛 및 상기 발광 유닛을 포함하는 디스플레이 장치가 제공된다.

Description

양자점 광학시트, 이를 포함하는 발광유닛 및 디스플레이 장치 {QUANTUM DOT OPTICAL SHEET, BACK LIGHT UNIT COMPRISING THE SAME AND DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 양자점 광학시트, 상기 양자점 광학시트 및 광원을 포함하는 발광유닛 및 상기 발광유닛을 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
일반적으로 액정 디스플레이 장치(liquid crystal display apparatus)는 액정을 이용하여 영상을 구현하는 장치로, 텔레비전, 컴퓨터 모니터와 같은 각종 디스플레이 장치들에 적용된다.
이러한 액정 디스플레이 장치는 빛을 영상으로 표시하는 액정패널(liquid crystal panel)과, 액정패널에 빛을 제공하는 발광 유닛을 포함한다. 상기 발광 유닛은 백라이트 유닛(Back Light Unit)으로 칭할 수 있다.
발광 유닛은 전통적으로 외부전극형광램프(EEFL: Exterior Electrode Fluorescent Lamp)나 냉음극형광램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescent Lamp) 등의 수은방전램프가 사용되었지만, 최근 들어, 은(Ag)을 사용하지 않으면서 색 재현성을 향상할 수 있는 LED(Light Emitting Diode)를 이용하는 경우가 늘고 있다.
이러한 발광 유닛은 빛을 발하는 광원의 위치에 따라 에지형(side light type)과 직하형(direct type)으로 구분되며, 에지형은 액정패널에 대해 측면에 배치된 광원의 빛을 도광판(light guide panel: LGP)으로 굴절시켜 액정패널로 공급하며, 직하형은 액정패널 배면에 다수의 광원을 배치하여 빛을 공급한다.
한편, 상기 에지형의 발광 유닛의 경우, 광원으로부터 출사된 빛은 도광판으로 입사된 후 도광판 내에서 전반사 및 난반사를 통해 면발광이 되도록 가이드 된다. 도광판으로부터 면발광되는 빛은 도광판의 상측에 배치되는 광학 시트(Optical Sheet)들 예를 들면, 확산시트(Diffuser Sheet), 프리즘 시트(Prism Sheet), 이중휘도향상필름(DBE: Dual Brightness Enhancement Film) 에 의해 확산 및 집광된 후 액정 디스플레이 패널로 입사된다.
이와 같은 종래의 발광 유닛은 블루 칩(blue chip) 과 통상의 형광체(Red, Green, Yr 등)로 구성되어 있으며 각각의 색을 표현할 수 있는 범위가 한정되어 있다. 즉, Red 와 Green의 반치폭(FWHM: Full Width Half Maximum)이 넓어 다른 색에 영향을 주기 때문에 높은 색 순도 및 색 재현성을 구현하지 못하는 문제가 있었다.
한편, 최근에 형광체로서 주목을 받고 있는 양자점(quantum dot) 부재를 적용한 발광 유닛은 광 효율을 향상시킬 수 있는 장점이 있으나, 광원에서 배출되는 열로 인해 양자점 부재의 형광 특성이 저하되는 것은 물론 제품의 수명을 단축시키는 문제를 안고 있다.
일 구현예는 광의 선택적 투과 및 반사가 가능하여 파장 리사이클링(recycling)을 통한 분광특성이 향상됨과 동시에, 수분 및 가스에 대한 배리어 성능도 우수한 양자점 광학시트를 제공하기 위한 것이다.
다른 일 구현예는 상기 양자점 광학시트 및 광원을 포함하는 발광 유닛을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 일 구현예는 상기 발광 유닛을 포함하는 포함하는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 제1 기재층; 제2 기재층; 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 사이에 형성된 양자점 함유 광변환층; 및 상기 제1 기재층 하부에 형성된 무기 반사층을 포함하고, 상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물을 포함하는 양자점 광학시트를 제공한다.
상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물이 교대로 적층된 구조일 수 있다.
상기 무기 반사층은 금속층 및 상기 금속층 상에 위치하는 무기산화물층으로 구성된 구조일 수 있다.
상기 금속층은 10nm 내지 30nm의 두께를 가지고, 상기 무기산화물층은 40nm 내지 120nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 무기 반사층은 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 위치하는 제1 무기산화물층, 상기 제1 무기산화물층 상에 위치하는 제2 금속층 및 상기 제2 금속층 상에 위치하는 제2 무기산화물층으로 구성된 구조일 수 있다.
상기 제1 금속층은 10nm 내지 20nm의 두께를 가지고, 상기 제1 무기산화물층은 40nm 내지 60nm의 두께를 가지고, 상기 제2 금속층은 20nm 내지 30nm의 두께를 가지고, 상기 제2 무기산화물층은 80nm 내지 120nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 금속은 Ag 일 수 있다.
상기 무기산화물은 TiO-2 일 수 있다.
상기 무기 반사층은 광원 측으로 출사되는 광의 단파장을 투과시키고, 상기 광의 장파장을 반사할 수 있다.
상기 단파장은 청색광이며, 상기 장파장은 적색광 및 녹색광일 수 있다.
상기 제1 기재층 및 광변환층 사이에 제1 배리어층을 포함하고, 상기 제2 기재층 및 광변환층 사이에 제2 배리어층을 포함할 수 있다.
상기 제1 배리어층 및 제2 배리어층은 각각 독립적으로 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 마그네슘 산화물, 인듐 산화물, 마그네슘 불화물 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 제2 기재층 상부에 형성된 프리즘 시트를 더 포함할 수 있다.
상기 프리즘 시트 상부에 이중휘도 향상필름을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 기재층 및 제2 기재층은 각각 독립적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene)을 포함할 수 있다.
다른 일 구현예는 청색광을 발광하는 광원 및 상기 양자점 광학시트를 포함하는 발광 유닛을 제공한다.
상기 광원은 LED 일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 상기 발광 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 액정 패널을 더 포함할 수 있다.
기타 본 발명의 측면들의 구체적인 사항은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
일 구현예에 따른 양자점 광학시트는 광의 선택적 투과 및 반사가 가능하여 파장 리사이클링(recycling)을 통한 분광특성이 향상됨과 동시에, 수분 및 가스에 대한 배리어 성능도 우수하여, 액정 디스플레이 장치 내 발광 유닛에 사용되기에 적합하다.
도 1은 일 구현예에 따른 양자점 광학시트의 일 구조를 나타낸 모식도이다.
도 2는 일 구현예에 따른 양자점 광학시트의 또다른 구조를 나타낸 모식도이다.
도 3은 일 구현예에 따른 양자점 광학시트 내에서 청색광, 적색광 및 녹색광이 투과 및 반사되는 과정을 나타낸 모식도이다.
도 4는 일 구현예에 따른 양자점 광학시트 내 무기 반사층의 일 구조를 나타낸 모식도이다.
도 5는 일 구현예에 따른 발광 유닛의 일 구조를 나타낸 모식도이다.
도 6은 종래 양자점 광학시트의 일 구조를 나타낸 모식도이다.
도 7은 실시예 1에 따른 양자점 광학시트 내에서의 청색광, 적색광 및 녹색광의 투과율과 반사율을 나타낸 그래프이다.
이하, 본 발명의 구현예를 상세히 설명하기로 한다. 　다만, 이는 예시로서 제시되는 것으로, 이에 의해 본 발명이 제한되지는 않으며 본 발명은 후술할 청구범위의 범주에 의해 정의될 뿐이다.　
또한 본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "(메타)아크릴레이트"는 "아크릴레이트"와 "메타크릴레이트" 둘 다 가능함을 의미하며, "(메타)아크릴산"은 "아크릴산"과 "메타크릴산" 둘 다 가능함을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합 또는 공중합을 의미한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명한다. 이하에서 설명되는 실시예는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 예시적으로 나타낸 것이며, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예와 다르게 다양하게 변형되어 실시될 수 있음이 이해되어야 할 것이다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성요소에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명 및 구체적인 도시를 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 발명의 이해를 돕기 위하여 실제 축척대로 도시된 것이 아니라 일부 구성요소의 치수가 과장되게 도시될 수 있다.
일 구현예에 따른 양자점 광학시트는 제1 기재층; 제2 기재층; 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 사이에 형성된 양자점 함유 광변환층; 및 상기 제1 기재층 하부에 형성된 무기 반사층을 포함하고, 상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물을 포함한다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 양자점 광학시트(100)는 제1 기재층(110), 제2 기재층(120), 제1 기재층(110) 및 제2 기재층(120) 사이에 위치하는 양자점 함유 광변환층(130) 및 제1 기재층(110) 하부에 형성된 무기 반사층(140)을 포함한다.
일 구현예에 따른 양자점 광학시트는 종래 양자점 광학시트(도 6 참조)와 달리, 기재층 하부에 무기 반사층을 포함하는데, 상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물을 포함하기 때문에, 도 3에서 보는 바와 같이, 광원(190) 측으로 출사되는 광의 단파장을 투과시키고, 상기 광의 장파장을 반사시키기 때문에, 상기 장파장이 리사이클링(recycling)됨으로써, 휘도 등 분광특성을 크게 향상시킬 수 있다.
예컨대, 상기 단파장은 청색광이며, 상기 장파장은 적색광 및 녹색광일 수 있다.
즉, 상기 무기 반사층에 의해 광원의 청색광 파장은 통과시키고, 상기 양자점 함유 광변환층에서 반사되어 나온 적색광 및 녹색광 파장은 리사이클링되어, 광의 휘도에 영향을 주는 적색광 및 녹색광의 광량이 증가하게 되므로 전체적이 광효율이 크게 개선되고, 휘도, 색순도 및 색재현성을 상승시킬 수 있다.
상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물이 교대로 적층된 구조일 수 있다. 상기 무기 반사층이 상기와 같은 교대 적층 구조를 가질 경우, 금속 및 무기산화물을 포함하는 단일층인 경우보다 적색광 및 녹색광 파장의 반사로 인한 리사이클링 효과가 극대화되어, 휘도 등의 분광특성이 크게 우수해질 수 있다.
예컨대, 상기 무기 반사층은 금속층 및 상기 금속층 상에 위치하는 무기산화물층으로 구성된 구조일 수 있다. 이 때, 상기 금속층은 10nm 내지 30nm의 두께를 가지고, 상기 무기산화물층은 40nm 내지 120nm의 두께를 가질 수 있다.
예컨대, 상기 무기 반사층은 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 위치하는 제1 무기산화물층, 상기 제1 무기산화물층 상에 위치하는 제2 금속층 및 상기 제2 금속층 상에 위치하는 제2 무기산화물층으로 구성된 구조일 수 있다. 이 때, 상기 제1 금속층은 10nm 내지 20nm의 두께를 가지고, 상기 제1 무기산화물층은 40nm 내지 60nm의 두께, 예컨대 40nm 내지 55nm의 두께를 가지고, 상기 제2 금속층은 20nm 내지 30nm의 두께, 예컨대 25nm 내지 30nm의 두께를 가지고, 상기 제2 무기산화물층은 80nm 내지 120nm의 두께, 예컨대 90nm 내지 115nm의 두께를 가질 수 있다.
예컨대, 도 4에서 보는 바와 같이, 상기 제1 금속층 및 제2 금속층을 형성하는 금속은 Ag 일 수 있고, 상기 제1 무기산화물층 및 제2 무기산화물층을 형성하는 무기산화물은 TiO-2 일 수 있다. 상기 제1 금속층 및 제2 금속층을 형성하는 금속으로 Ag 이외의 다른 금속을 사용하고, 동시에 상기 제1 무기산화물층 및 제2 무기산화물층을 형성하는 무기산화물로 TiO2를 사용할 경우, 휘도 상승 효과가 작을 수 있다. 즉, Ag 이외의 금속 및 TiO2 이외의 무기산화물의 투과율 및 반사율은 휘도 상승에 불리하게 작용할 수 있다.
상기 광변환층 내 양자점은 각각 독립적으로 20nm 내지 100nm, 예컨대 20nm 내지 50nm의 반치폭(Full width at half maximum; FWHM)을 가질 수 있다. 상기 양자점이 상기 범위의 반치폭을 가질 경우, 색순도가 높음에 따라, 색재현율이 높아지는 효과가 있다.
상기 양자점은 각각 독립적으로 유기물이거나 무기물 또는 유기물과 무기물의 하이브리드(혼성물)일 수 있다.
상기 양자점은 각각 독립적으로 코어 및 상기 코어를 감싸는 쉘로 구성될 수 있으며, 상기 코어 및 쉘은 각각 독립적으로 II-IV족, III-V족, IV-VI족, IV족 반도체 및 이들의 혼합물 등으로 이루어진 코어, 코어/쉘, 코어/제1쉘/제2쉘, 합금, 합금/쉘 등의 구조를 가질 수 있으며, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 코어는 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, GaN, GaP, GaAs, InP, InAs 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 코어를 둘러싼 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe, HgSe 및 이들의 합금으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 코어/쉘 구조 또는 합금 구조를 가지는 양자점은 CdSe/ZnS, CdSe/ZnSe/ZnS, CdSe/CdSx(Zn1 -yCdy)S/ZnS(x 및 y는 각각 독립적으로 0 초과 1 미만의 실수), CdSe/CdS/ZnCdS/ZnS, InP/ZnS, InP/Ga/ZnS, InP/ZnSe/ZnS, PbSe/PbS, CdSe/CdS, CdSe/CdS/ZnS, CdTe/CdS, CdTe/ZnS, CuInS2/ZnS, Cu2SnS3/ZnS 등일 수 있다.
최근 전 세계적으로 환경에 대한 관심이 크게 증가하고 유독성 물질에 대한 규제가 강화되고 있으므로, 카드뮴계 코어를 갖는 발광물질을 대신하여, 양자 효율(quantum yield)은 다소 낮지만 친환경적인 비카드뮴계 발광소재(예컨대, InP/ZnS)를 주로 사용하는 추세이나, 상기 양자점이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 양자점의 구조는 특별하게 한정되지 않으나, 상기 코어/쉘 구조의 양자점의 경우, 쉘을 포함한 전체 양자점 각각의 크기(평균 입경)는 1nm 내지 15nm, 예컨대 5nm 내지 15nm 일 수 있다.
예컨대, 상기 양자점은 각각 독립적으로 적색 양자점, 녹색 양자점 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상기 적색 양자점은 각각 독립적으로 10nm 내지 15nm의 평균 입경을 가질 수 있다. 상기 녹색 양자점은 각각 독립적으로 5nm 내지 8nm의 평균 입경을 가질 수 있다.
한편, 상기 양자점의 분산안정성을 위해, 상기 광변환층은 분산제를 더 포함할 수도 있다.
상기 분산제는 양자점과 같은 광변환 물질이 용매 내에서 균일하게 분산되도록 도와주며, 비이온성, 음이온성 또는 양이온성 분산제 모두를 사용할 수 있다. 구체적으로는 폴리알킬렌 글리콜 또는 이의 에스테르류, 폴리옥시 알킬렌, 다가 알코올 에스테르 알킬렌 옥사이드 부가물, 알코올 알킬렌 옥사이드 부가물, 술폰산 에스테르, 술폰산 염, 카르복시산 에스테르, 카르복시산 염, 알킬 아미드 알킬렌 옥사이드 부가물, 알킬 아민 등을 사용할 수 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 분산제는 양자점과 같은 광변환 물질의 고형분 대비 0.1 중량% 내지 100 중량%, 예컨대 10 중량% 내지 20 중량%로 사용될 수 있다.
상기 양자점 등의 광변환 물질과 상용성을 갖는 용매는 예컨대, 펜탄, 헥산, 헵탄 등과 같은 알칸류(R-H); 톨루엔, 자일렌 등의 방향족 탄화수소류(Ar-H); 디이소아밀 에테르, 디부틸 에테르 등의 에테르류(R-O-R); 클로로포름, 트리클로로 메탄 등과 같은 알킬 할라이드류(R-X); 사이클로프로판, 사이클로부탄, 사이클로펜탄, 사이클로헥산 등과 같은 사이클로 알칸류 등을 사용할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
예컨대, 상기 양자점 함유 광변환층은 양자점, 분산제 및 상기 용매 등을 포함하는 조성물을 코팅 및 경화시켜 제조할 수 있다.
예컨대, 일 구현예에 따른 양자점 광학시트는, i) 양자점(및 분산제) 및 용매를 포함하는 광변환층용 코팅 조성물을 제조하는 단계, ii) 상기 광변환층용 코팅 조성물을 제1 기재층 위에 도포하는 단계, iii) 상기 제1 기재층의 코팅 조성물 도포면과 제2 기재층의 일면이 접하도록 제1 기재층과 제2 기재층을 결합한 후 경화시키는 단계에 의해 제조될 수 있으나, 상기 양자점 광학시트 제조방법이 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 기재층 및 제2 기재층은 각각 독립적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene)을 포함할 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 기재층(110) 및 제2 기재층(120)은 광변환층(130)의 양면 각각에 부착되며, 광변환층(130) 표면에 직접 부착될 수도 있고 점착층 등을 사용하여 부착될 수도 있다. 제1 기재층(110) 및 제2 기재층(120)은 양자점 광학시트(100)의 형상을 유지하고 외부로부터 광변환층(130)으로의 산소와 수분의 투과를 효과적으로 차단하여 광변환층의 안정성 및 신뢰성을 확보하는 역할을 한다.
상기 광변환층으로의 산소와 수분의 투과를 보다 효과적으로 차단하기 위해, 일 구현예에 따른 양자점 광학시트는 도 2에서 보는 바와 같이, 제1 기재층(110) 및 광변환층(130) 사이에 제1 배리어층(150)을 포함하고, 제2 기재층(120) 및 광변환층(130) 사이에 제2 배리어층(160)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층은 각각 독립적으로 기재층 표면에 형성된 무기 배리어막(무기 배리어 박막)을 포함하는 구조를 가질 수 있다. 상기 무기 배리어막은 광변환층에 대한 수분과 산소의 투과를 보다 효과적으로 차단하는 역할을 한다.
상기 제1 배리어층 및 제2 배리어층은 무기물을 기판 표면에 증착함으로써 형성되는데, 이러한 무기물은 금속 및 비금속의 산화물, 질화물, 불화물 등에서 선택될 수 있다. 무기물의 구체적인 예로는 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 마그네슘 산화물, 인듐 산화물 및 마그네슘 불화물로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상을 들 수 있다.
상기 제1 배리어층 및 제2 배리어층의 두께는 각각 독립적으로 10nm 내지 1㎛, 예컨대 10nm 내지 100nm, 예컨대 10nm 내지 50nm 일 수 있다.
또한, 상기 제1 기재층 및 제2 기재층은 상기 광변환층과 접하지 않은 적어도 하나의 표면에, 인접한 도광판, 확산판 또는 광학시트의 일면과의 블로킹을 방지하거나, 광 산란효과를 가져 양자점의 효율을 높이기 위한 코팅층(블로킹 방지코팅층 또는 확산코팅층)을 더 가질 수도 있다.
상기 코팅층은 고분자 수지와 비드 입자를 포함할 수 있으며, 상기 코팅층의 두께는 0.3㎛ 내지 30㎛ 일 수 있다.
상기 고분자 수지는 아크릴계 수지, 우레탄계 수지, 실리콘계 수지, 폴리에스터계 수지 및 이들의 공중합체로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상일 수 있다.
상기 비드 입자는 폴리메틸(메트)아크릴레이트, 폴리부틸(메트)아크릴레이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리에스터, 나일론, 실리콘 및 멜라민으로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 재질로 이루어질 수 있다. 상기 비드 입자의 평균 입경은 0.2㎛ 내지 20㎛ 일 수 있다.
일 구현예에 따른 양자점 광학시트는 도 5에서 보는 바와 같이, 제2 기재층(120) 상부에 형성된 프리즘 시트(170)를 더 포함할 수 있다. 상기 프리즘 시트는 프리즘 복합필름(POP 필름; Pattern Of Pattern 필름)일 수 있다.
또한, 도 5에서 보는 바와 같이, 프리즘 시트(170) 상부에 이중휘도 향상필름(DBEF; dual brightness enhancement film)(180)을 더 포함할 수도 있다.
상기 프리즘 시트 및 이중휘도 향상필름은 각각 독립적으로 광 휘도를 증대시키는 역할을 할 수 있다.
다른 일 구현예는 도 5에서 보는 바와 같이 청색광을 발광하는 광원 및 전술한 양자점 광학시트(100)를 포함하는 발광 유닛을 제공한다.
상기 광원은 LED, 예컨대 청색 LED 일 수 있다.
또 다른 일 구현예는 전술한 발광 유닛을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 디스플레이 장치는 액정 패널을 더 포함하는 디스플레이 장치, 예컨대 액정 디스플레이 장치일 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면, 일 구현예에 따른 양자점 광학시트(무기 반사층 포함)는 액정표시장치의 발광 유닛에 적용되어 양자점의 효율 저하없이 광의 휘도에 영향을 주는 적색광 및 녹색광의 광량을 증가시켜 전체적인 광효율 개선 및 휘도 등의 분광특성을 크게 향상시킬 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다. 다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
( 배리어 필름)
배리어 필름 1
기재 필름으로, 100㎛ PET 필름(Mitsubish社(사), T910-E)을 사용하였으며, 무기 배리어층은 진공 증착 장치를 사용하여 규소 산화물(SiO)을 고주파 가열 방식으로 증착시켜, 증착층 SiOx 두께가 약 30nm인 산화 규소 박막을 형성하였다. 산화 규소 박막을 갖는 PET 필름의 산소 투과도는 0.8(cc/m2/day), 수분 투과도는 0.9(g/m2/day)인 무기 배리어층을 제조하였다.
배리어 필름 2
BF100(아이컴포넌트社(사))의 무기 배리어 필름
(무기 반사층 제조)
제조예 1
기재 필름으로, 100㎛ PET 필름(Mitsubish社(사), T910-E)을 사용하였으며, 상기 PET 필름 상에 진공 증착 장치를 사용하여 Ag 및 TiO2를 교대로 증착시켜, PET/Ag(15.53nm)/TiO2(44.58nm)/Ag(25.57nm)/TiO2(113.62nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 후, 상기 PET를 제거하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 2
두께를 달리하여, PET/Ag(119.65nm)/TiO2(107.11nm)/Ag(52.80nm)/TiO2(103.24nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 3
두께를 달리하여, PET/Ag(21.96nm)/TiO2(54.90nm)/Ag(41.22nm)/TiO2(32.70nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 4
두께를 달리하여, PET/Ag(36.41nm)/TiO2(55.58nm)/Ag(40.05nm)/TiO2(116.37nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 5
두께를 달리하여, PET/Ag(117.67nm)/TiO2(109.35nm)/Ag(47.89nm)/TiO2(119.39nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 6
두께를 달리하여, PET/Ag(117.29nm)/TiO2(91.16nm)/Ag(20.43nm)/TiO2(107.41nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
제조예 7
두께를 달리하여, PET/Ag(6.03nm)/TiO2(62.80nm)/Ag(10.05nm)/TiO2(39.07nm)의 구조로 적층된 박막을 제조한 것을 제외하고는, 제조예 1과 동일하게 하여 무기 반사층을 제조하였다.
( 양자점 광학시트 제조)
실시예 1
배리어 필름 1에 InP/ZnSe/ZnS 양자점(한솔케미칼社(사)) 함유 코팅액을 Slot Die을 통해 코팅하고 패턴이 새겨진 인각롤을 통하여 패턴을 새긴 후, Metal Halide 램프에서 500mJ/cm2로 자외선 경화를 한다. 경화를 마친 필름에 또 다른 배리어 필름 1을 투입하여 Roll Gap에 상기 코팅액을 도포한 후, Metal Halide 램프에서 500mJ/cm2로 자외선 경화하여 양자점 광학시트를 제조하였다. 상기 양자점 광학시트 하단에 제조예 1의 무기 반사층을 위치시켰다.
실시예 2
배리어 필름 1 대신 배리어 필름 2를 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 3
배리어 필름 1을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 4
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 2의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 5
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 3의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 6
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 4의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 7
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 5의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 8
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 6의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
실시예 9
제조예 1의 무기 반사층 대신 제조예 7의 무기 반사층을 사용한 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
비교예 1
무기 반사층을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
비교예 2
무기 반사층을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
비교예 3
무기 반사층을 사용하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 3과 동일하게 하여 양자점 광학시트를 제조하였다.
평가 1: 청색광 , 적색광 및 녹색광의 투과율/반사율
실시예 1 및 실시예 4 내지 실시예 9에 따른 양자점 광학시트 내에서의 청색광, 적색광 및 녹색광의 투과율과 반사율을 측정하여, 그 결과를 하기 표 1 및 도 7에 나타내었다.
청색광 투과율 녹색광 반사율 적색광 반사율
실시예 1 0.85 0.75 0.95
실시예 4 0.00 0.99 0.99
실시예 5 0.79 0.66 0.93
실시예 6 0.64 0.94 0.98
실시예 7 0.00 0.98 0.99
실시예 8 0.00 0.99 0.80
실시예 9 0.98 0.05 0.07
상기 표 1 및 도 7을 보면, 실시예 1에 따른 양자점 광학시트가 청색광을 잘 투과시키면서, 동시에 녹색광 및 적색광도 잘 반사시켜(청색광 투과율 85%, 녹색광 반사율 75%, 적색광 반사율 95%), 실시예 4 내지 실시예 9에 따른 양자점 광학시트보다, 녹색광 및 적색광의 리사이클링이 보다 원활하고, 이를 통해 분광특성을 가장 많이 향상시킬 수 있을 것을 예상할 수 있다.
평가 2: 휘도
실시예 1 내지 실시예 3 및 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 양자점 광학시트 및 청색 LED(광원)을 포함하는 발광 유닛을 제조한 후, 휘도 측정 장비(Konica Minolta社(사), CS2000 장비)를 이용하여 휘도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 2에 나타내었다. 휘도 측정 시 발광 유닛 구조는 도 5와 같으며, 양자점 광학시트 사이즈는 150Ⅹ150mm으로 하였다. 휘도 증가율은 비교예 3을 기준으로 했을 때의 휘도 증감을 나타낸 것이다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
초기 휘도 18890 18751 19125 17895 18012 18085
휘도 증가율(%) 104.5 103.7 105.8 98.9 99.6 100
상기 표 2로부터, 실시예 1 내지 실시예 3에 따른 양자점 광학시트(무기 반사층 포함)이, 비교예 1 내지 비교예 3에 따른 양자점 광학시트(무기 반사층 미포함)보다 휘도 향상 효과를 가짐을 확인할 수 있다.
본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.　　그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 양자점 광학시트
110: 제1 기재층
120: 제2 기재층
130: 광변환층
140: 무기 반사층
150: 제1 배리어층
160: 제2 배리어층
170: 프리즘 시트
180: 이중휘도 향상필름
190: 광원
210: 제1 금속층
220: 제1 무기산화물층
230: 제2 금속층
240: 제2 무기산화물층

Claims (19)

  1. 제1 기재층;
    제2 기재층;
    상기 제1 기재층 및 상기 제2 기재층 사이에 형성된 양자점 함유 광변환층; 및
    상기 제1 기재층 하부에 형성된 무기 반사층을 포함하고,
    상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물을 포함하는 양자점 광학시트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 무기 반사층은 금속 및 무기산화물이 교대로 적층된 구조인 양자점 광학시트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 무기 반사층은 금속층 및 상기 금속층 상에 위치하는 무기산화물층으로 구성된 구조인 양자점 광학시트.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 금속층은 10nm 내지 30nm의 두께를 가지고,
    상기 무기산화물층은 40nm 내지 120nm의 두께를 가지는 양자점 광학시트.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 무기 반사층은 제1 금속층, 상기 제1 금속층 상에 위치하는 제1 무기산화물층, 상기 제1 무기산화물층 상에 위치하는 제2 금속층 및 상기 제2 금속층 상에 위치하는 제2 무기산화물층으로 구성된 구조인 양자점 광학시트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 금속층은 10nm 내지 20nm의 두께를 가지고,
    상기 제1 무기산화물층은 40nm 내지 60nm의 두께를 가지고,
    상기 제2 금속층은 20nm 내지 30nm의 두께를 가지고,
    상기 제2 무기산화물층은 80nm 내지 120nm의 두께를 가지는 양자점 광학시트.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 금속은 Ag인 양자점 광학시트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 무기산화물은 TiO-2인 양자점 광학시트.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 무기 반사층은 광원 측으로 출사되는 광의 단파장을 투과시키고, 상기 광의 장파장을 반사하는 양자점 광학시트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 단파장은 청색광이며, 상기 장파장은 적색광 및 녹색광인 양자점 광학시트.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기재층 및 광변환층 사이에 제1 배리어층을 포함하고,
    상기 제2 기재층 및 광변환층 사이에 제2 배리어층을 포함하는 양자점 광학시트.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 배리어층 및 제2 배리어층은 각각 독립적으로 알루미늄 산화물, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화질화물, 마그네슘 산화물, 인듐 산화물, 마그네슘 불화물 또는 이들의 조합을 포함하는 양자점 광학시트.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기재층 상부에 형성된 프리즘 시트를 더 포함하는 양자점 광학시트.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 프리즘 시트 상부에 이중휘도 향상필름을 더 포함하는 양자점 광학시트.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기재층 및 제2 기재층은 각각 독립적으로 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET; polyethyleneterephthalate), 폴리에틸렌(PE; Polyethylene), 폴리프로필렌(PP; Polypropylene), 폴리카보네이트(PC; polycarbonate), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA; Poly(methyl methacrylate)), 폴리이미드(PI; polyimide), 연신폴리프로필렌(OPP; Oriented Polypropylene), 이축연신폴리프로필렌(BOPP; Biaxially oriented Polypropylene), 폴리에틸렌 2,6-디카르복실 나프탈레이트(PEN; Polyethylene 2,6-dicarboxyl naphthalate), 폴리에테르설폰(PES; polyethersulfone), 폴리에스테르(Polyester) 또는 폴리스티렌(PS; Polystyrene)을 포함하는 양자점 광학시트.
  16. 청색광을 발광하는 광원 및
    제1항 내지 제15항 중 어느 한 항의 양자점 광학시트
    를 포함하는 발광 유닛.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 광원은 LED인 발광 유닛.
  18. 제16항의 발광 유닛을 포함하는 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는 액정 패널을 더 포함하는 디스플레이 장치.
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