KR20200071084A - 유리 섬유 복합체 양자점 필름 - Google Patents

유리 섬유 복합체 양자점 필름 Download PDF

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KR20200071084A
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하오 쩌우
이종우
현순영
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사빅 글로벌 테크놀러지스 비.브이.
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Abstract

양자점 및 매트릭스 물질에 분산된 유리 섬유 세그먼트를 포함하는 광학 조성물이 제공되며, 상기 조성물은 양자점 사이에 감소된 응집을 나타낸다. 개시된 조성물은 필름 형태로 압출될 수 있고, 디스플레이 장치에 사용될 수 있다.

Description

유리 섬유 복합체 양자점 필름
본 개시내용은 양자점-함유 필름 조성물의 분야에 관한 것이다.
양자점(QD) 조성물은 다양한 용도, 특히 디스플레이 기술에서의 용도를 갖는다. 디스플레이 적용시 개선된 성능을 달성하기 위한 하나의 도전과제는, 응집된 QD가 감소된 장치 성능으로 이어지기 때문에 조성물에 잘 분산된 QD를 갖는 것이다.
응집을 방지하고 QD를 안정화시키기 위해, 현재, QD는 유기 또는 무기 층을 사용함으로써 부동태화된다. 그러나, 이러한 층은 중합체 매트릭스에서 안정화된 QD의 분산에 악영향을 줄 수 있다. QD 자체의 피크 파장을 QD 필름의 피크 파장과 비교할 때 응집된 QD가 간접적으로 관찰될 수 있다. 응집이 발생하면, 일반적으로 QD 방출 광의 피크 파장은 더 긴 파장으로 이동된다. 순수한 QD와 비교하여 표준 QD 필름의 피크 적색 이동이 단지 약 3 나노미터(nm) 내지 4 nm일지라도, 안정화된 QD 필름의 피크 적색 이동은 10 nm 초과이며, 이는 결국 안정화된 QD가 더 심각하게 응집될 경향이 있음을 시사한다. 또한, 응집된 QD의 경우, 근처 QD로부터의 방출이 인접한 QD로 재흡수될 수 있으며, 이는 결국 에너지 손실을 야기하고 후속적으로 전반적인 양자 수율(QY)을 감소시킨다.
따라서, 당업계에는 최소 QD 응집을 특징으로 하는 QD 조성물에 대한 요구가 있다. 이러한 조성물이 압출 또는 다른 널리 특성화된 산업 공정을 통해 필름으로 형성될 수 있다면 이러한 조성물의 가치는 크게 향상될 것이다.
상기 기재된 오랜 필요성을 충족시키는데 있어서, 본 개시내용은 중합체 매트릭스 물질; 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단; 및 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단을 포함하는 광학 조성물을 제공한다.
또한 본 개시내용에 따른 광학 조성물을 압출함으로써 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 방법이 제공된다.
본 개시내용에 따른 광학 조성물을 포함하는, 디스플레이 장치가 추가로 제공된다.
상기 언급된 것 및 본 개시내용의 다른 특징 및 이점, 및 이들을 획득하는 방법은 명백할 것이며 첨부된 도면과 함께 본 개시내용의 일 예에 대한 하기 설명을 참조하여 더 잘 이해될 것이다. 여기서:
도 1a-1d는 유리 섬유 충전제를 함유하거나 함유하지 않는 적색 또는 녹색 양자점 필름의 이미지이다.
본 발명의 화합물, 조성물, 물품, 시스템, 장치, 및/또는 방법이 개시 및 기재되기 전에, 그들은 달리 명시되지 않는 한 특정 합성 방법으로 또는 달리 명시되지 않는 한 특정 시약으로 제한되지 않으며, 물론 이와 같이 달라질 수 있음을 이해해야 한다. 또한, 본원에서 사용되는 용어가 단지 특정 양태를 기재하기 위한 것이며 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다.
본 개시내용의 요소의 다양한 조합, 예를 들어, 동일한 독립항에 의존하는 종속항의 요소의 조합이 본 개시내용에 포함된다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, 본원에 제시된 임의의 방법은 그 단계가 특정 순서로 수행될 것을 요구하는 것으로 해석되는 것이 아님을 이해해야 한다. 따라서, 방법 청구항이 실제로 그 단계에 따르는 순서를 인용하지 않거나 또는 그 단계가 특정 순서로 제한되어야 함이 청구범위 또는 설명에서 달리 구체적으로 언급되지 않는 경우, 순서는 임의의 양태에서 추론되는 것은 아니다. 이는 단계의 배열 또는 운영 흐름에 관한 논리의 문제; 문법적 구성 또는 구두점에서 파생된 일반 의미; 및 본 명세서에 기재된 양태의 수 또는 유형을 포함하여 해석에 대한 임의의 가능한 비표현적 근거를 유지한다. 본원에 언급된 모든 간행물은 간행물이 인용된 것과 관련된 방법 및/또는 물질을 개시 및 기재하기 위해 본원에 참조로 포함된다.
정의
또한, 본원에 사용되는 용어는 특정 양태만을 기재하기 위한 것이고 제한하려는 것이 아님을 이해해야 한다. 명세서 및 청구범위에서 사용된 바와 같이, 용어 "포함하는"은 "로 이루어진" 및 "로 본질적으로 이루어진" 구현예를 포함할 수 있다. 달리 정의되지 않는 한, 본원에 사용되는 모든 기술 및 과학 용어는 본 개시내용이 속하는 분야의 통상의 기술자에 의해 통상적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 명세서 및 하기 청구범위에서, 참조는 본원에 정의될 다수의 용어로 이루어질 것이다.
명세서 및 첨부된 청구범위에 사용된 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 달리 명백하게 지시되지 않는 한 복수 지시대상을 포함한다. 따라서, 예를 들어, "양자점"을 포함하는 혼합물에 대한 참조는 2개 이상의 양자점의 혼합물을 포함한다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "조합"은 블렌드, 혼합물, 합금, 반응 생성물 등의 포함이다.
범위는 본워에서 하나의 값(제1 값) 내지 다른 값(제2 값)으로 표현될 수 있다. 이러한 범위가 표현될 때, 범위는 일부 양태에서 제1 값 및 제2 값 중 하나 또는 둘 다를 포함한다. 유사하게, 선행사 "약"을 사용함으로써, 값을 근사치로 표현할 때, 특정 값이 또 다른 양태를 형성함이 이해될 것이다. 각각의 범위의 종말점은 다른 종말점과 관련하여, 그리고 다른 종말점과 무관하게 중요함이 추가로 이해될 것이다. 또한 본원에 개시된 다수의 값이 존재하고, 각각의 값이 또한 값 자체 이외에 그 특정 값에 대해 "약"으로 본원에 개시됨이 이해된다. 예를 들어, 값 "10"이 개시되면 "약 10"이 또한 개시된다. 또한 2개의 특정 유닛 사이의 각각의 유닛이 또한 개시됨이 이해된다. 예를 들어, 10 및 15가 개시되면, 11, 12, 13, 및 14가 또한 개시된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "약" 및 "에서 또는 약"은 해?? 양 또는 값이 지정된 값, 대략적으로 지정된 값, 또는 지정된 값과 거의 동일한 값일 수 있음을 의미한다. 일반적으로, 본원에 사용된 바와 같이, 달리 지시되거나 추론되지 않는 한 공칭 값은 ±10% 차이를 나타냄이 이해된다. 상기 용어는 유사한 값이 청구범위에 인용된 동등한 결과 또는 효과를 촉진시킴을 전달하려는 것이다. 즉, 양, 크기, 제형, 파라미터, 및 다른 수량 및 특성은 정확하지 않고 정확할 필요는 없지만, 허용오차, 변환 인자, 반올림, 측정 오차 등, 및 당업자에게 려진 다른 인자를 반영하여, 필요에 따라, 근사치 및/또는 더 크거나 더 작을 수 있음이 이해된다. 일반적으로, 양, 크기, 제형, 파라미터 또는 다른 수량 또는 특성은 이렇게 명시적으로 언급되든 아니든 "약" 또는 "대략"이다. "약"이 정량적 값 전에 사용되는 경우, 달리 구체적으로 언급되지 않는 한, 파라미터는 또한 특정 정량적 값 자체를 포함함이 이해된다.
본원에 사용된 바와 같이, 용어 "임의적" 또는 "임의적으로"는 후속적으로 기재된 사건 또는 상황이 발생할 수 있거나 발생할 수 없고, 상기 설명이 상기 사건 또는 상황이 발생하는 경우 및 그렇지 않은 경우를 포함함을 의미한다. 예를 들어, "임의적인 추가 첨가제"라는 어구는 추가 첨가제가 포함될 수 있거나 포함될 수 없고, 상기 설명이 추가 첨가제를 포함하는 조성물 및 포함하지 않는 조성물 둘 다를 포함함을 의미한다.
본 개시내용의 조성물을 제조하는데 사용될 성분 뿐만 아니라 본원에 개시된 방법 내에서 사용될 조성물 자체가 개시된다. 이들 및 다른 물질은 본원에 개시되어 있고, 이들 물질의 조합, 부분집합, 상호작용, 그룹 등이 개시될 때, 이들 화합물의 각각의 다양한 개별적 및 집합적 조합 및 치환에 대한 특정 참조가 명시적으로 개시될 수는 없지만, 각각이 본원에서 구체적으로 고려되고 기재됨이 이해된다. 예를 들어, 특정 화합물이 개시 및 논의되고 상기 화합물을 포함하여 다수의 분자로 이루어질 수 있는 다수의 변형이 논의되는 경우, 화합물의 각각 및 모든 조합 및 치환, 및 달리 구체적으로 반대로 지시되지 않는 한 가능한 변형이 구체적으로 고려된다. 따라서, 분자 A, B 및 C의 클래스가 개시되고 뿐만 아니라 분자 D, E 및 F의 클래스 및 조합 분자, A-D의 예가 개시되면, 각각이 개별적으로 인용되지 않더라도 각각은 개별적으로 및 집합적으로 고려되는 의미 조합, A-E, A-F, B-D, B-E, B-F, C-D, C-E, 및 C-F가 개시된 것으로 간주된다. 마찬가지로, 이들의 임의의 부분집합 또는 조합이 또한 개시된다. 따라서, 예를 들어, A-E, B-F, 및 C-E의 하위 그룹이 개시된 것으로 간주될 것이다. 이 개념은 본 개시내용의 조성물을 제조하고 사용하는 방법에서 단계를 포함하나 이로 제한되지 않는 본 출원의 모든 양태에 적용된다. 따라서, 수행될 수 있는 다양한 추가 단계가 존재하는 경우, 이들 추가 단계 각각은 본 개시내용의 방법에 대한 임의의 특정 양태 또는 양태의 조합으로 수행될 수 있음이 이해된다.
본 명세서에서 언급되고 조성물 또는 물품에서 특정 요소 또는 성분의 중량부로 청구범위를 종결하는 것은 조성물 또는 물품에서 요소 또는 성분과 임의의 다른 요소 또는 성분 사이의 중량 관계를 나타내며, 중량부로 표현된다. 따라서, 성분 X의 2 중량부 및 성분 Y의 5 중량부를 함유하는 화합물에서, X 및 Y는 2:5의 중량비로 존재하며, 추가 성분이 화합물에 함유되어 있는지 여부에 관계없이 이러한 비로 존재한다.
성분의 중량 퍼센트는, 달리 구체적으로 반대로 언급되지 않는 한, 성분이 포함된 제형 또는 조성물의 총 중량을 기준으로 한다.
본원에 사용된 바와 같은 용어 "중량 퍼센트", "wt%", 및 "wt. %"는, 상호교환적으로 사용될 수 있으며, 달리 명시되지 않는 한, 조성물의 총 중량을 기준으로 주어진 성분의 중량 퍼센트를 나타낸다. 즉, 달리 명시되지 않는 한, 모든 wt% 값은 조성물의 총 중량을 기준으로 한다. 개시된 조성물 또는 제형에서 모든 성분에 대한 wt% 값의 합은 100과 동일함이 이해되어야 한다.
본원에 달리 다르게 언급되지 않는 한, 모든 시험 표준은 본 출원을 제출할 때 유효한 최신 표준이다.
본원에 개시된 물질 각각은 상업적으로 입수가능하고/하거나 그의 생성 방법은 당업자에게 알려져 있다.
본원에 개시된 조성물이 특정 기능을 가짐이 이해된다. 본원에는 개시된 기능을 수행하기 위한 특정 구조적 요건이 개시되며, 개시된 구조와 관련된 동일한 기능을 수행할 수 있는 다양한 구조가 있고, 이들 구조가 전형적으로 동일한 결과를 달성할 것으로 이해된다.
개관
압출된 QD 필름에서 QD 분산 정도는 고도로 효율적인 필름을 달성하는 것과 강하게 관련된다. 본원의 다른 곳에 기재된 바와 같이, 공기- 및 열-안정된 QD는 일반적으로 매트릭스에서 QD의 분산을 감소시키는 유기 또는 무기 층의 적용에 의해 부동태화된다. 매트릭스 중합체와 일치된 유기 리간드를 도입함으로써 매트릭스에서 부동태화된 QD의 분산을 정상적으로 제어할 수 있다. 그러나, 잘 분산된 구현예에서 조차도, QD의 응집은 방출 광의 피크 파장을 더 긴 파장으로 이동시킬 수 있고 결국 양자 수율을 감소시킬 수 있다.
본 개시내용은 절단 유리 섬유를 매트릭스 내에 혼입시키는 물리적 수단의 사용을 통해 매트릭스에서 부동태화된 QD의 분산을 향상시키는 기술을 제공한다. 부동태화는 양자점의 응집을 안정화시키고 방지할 수 있다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않고, 절단 유리 섬유는 필름 압출 공정 동안 용융 수지 유동 방향에 의해 재배열될 수 있고, 이 용융 유동은 매트릭스 물질에서 QD의 분산을 개선시킨다. 또한 - 그리고 임의의 특정 이론에 구속되지 않고 - 절단 유리 섬유의 벌크 응집은 산란원으로서 작용할 수 있으며, 따라서 양자 수율(QY)을 향상시키기 위해 산란 비드의 요구를 감소시키거나 또는 심지어 제거할 수 있다.
일 양태에서, 본 개시내용은 압출 공정을 통해 제조된 QD-함유 필름을 제공하며, 이 필름은 공기- 및 열-안정된 QD 뿐만 아니라 열가소성 중합체 매트릭스 내에 혼입된 유리 섬유를 포함할 수 있다. 일부 구현예에서, 유리 섬유 함량은 약 1 내지 약 40 wt%(필름 샘플의 총 중량에 대해 측정됨) 범위이다. 다양한 열가소성 중합체, 예를 들어, 폴리카보네이트(PC), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 및 폴리스티렌(PS)이 매트릭스 물질로서 사용될 수 있다.
일 예시적인 필름 압출 공정에서, 절단 유리 섬유는 용융 중합체 유동 방향으로 정렬될 수 있다. 이는 압출기에서 압출 생성물의 고유 유동 프로파일에 의해 달성될 수 있다. 임의의 특정 이론에 구속되지 않고, 유리 섬유의 이러한 배열은 매트릭스 물질 내에서 QD의 분산을 향상시킨다. 분산제의 존재를 조절하고/하거나 절단 유리 섬유를 활용함으로써(자체의 표면 처리를 포함할 수 있음), QD-함유 압출된 필름의 복합 형태가 제어될 수 있다.
본 개시내용에 따른 필름의 기계적 특성은 열팽창 계수(CTE), 강도, 및/또는 경도 측면에서 베어 매트릭스 중합체 필름보다 뛰어나다. 본원의 다른 곳에서 설명된 바와 같이, 절단 유리 섬유는 산란원으로서 작용할 수 있으며, 이는 결국 TiO2 및/또는 SiO2 비드와 같은 다른 산란 비드의 포함에 대한 요구를 감소시킬 수 있는데, 이러한 비드가 휘도를 증가시키는데 필요하지 않을 수 있기 때문이다. 또한, 유리 섬유 함량 및 필름에 사용된 매트릭스 중합체를 조절함으로써 필름의 헤이즈 수준을 조정할 수 있다.
양자점
일부 양태에서 복수의 안정화된 양자점은 적색 양자점 및 녹색 양자점을 포함한다. 본 개시내용에 따른 양자점 필름은 임의적으로 양자점 필름의 한쪽 또는 양쪽 표면 상의 텍스처링을 포함할 수 있다.
일부 구현예에서, 개시된 조성물은 안정화된 QD를 포함한다. 일부 양태에서, 복수의 안정화된 양자점은 본원에 추가로 상세히 기재된 바와 같이, 열적으로 안정화되고/되거나, 공기 안정화되고/되거나, 수분 안정화되고/되거나 유속 안정화된다. 양자점 필름에 안정화된 양자점의 포함은 종래의 양자점 필름에서 발견된 장벽 층(들)(보호 층)이 제거될 수 있게 하여, 하나 이상의 장벽 층을 포함하는 종래의 양자점 필름과 비교하여 개선된 광학 특성을 갖는 양자점 필름을 초래할 수 있다. 또한, 장벽 층(들)의 제거는 초박형 양자점 필름의 형성 및 사용을 허용한다. 초박형 양자점 필름은 본원에 추가로 논의된 바와 같은 디스플레이 적용을 포함하여 다양한 적용에서 보다 유용하다.
복수의 안정화된 양자점은 임의의 적합한 방식으로 안정화될 수 있다. 일부 양태에서, 복수의 안정화된 양자점은 복수의 안정화된 양자점 각각의 주위에 캡슐화를 제공함으로써 안정화될 수 있으며, 캡슐화는 유기 물질 또는 무기 물질을 포함한다. 캡슐화는 장벽 층(들)이 종래의 양자점 필름에서 양자점 층을 보호할 수 있는 것과 동일한 방식으로 안정화된 양자점을 손상으로부터 보호한다.
특정 양태에서 복수의 안정화된 양자점 각각은 약 5 나노미터(nm) 내지 약 200 nm, 예를 들어, 약 10 nm 내지 약 180 nm, 약 20 내지 약 170 nm, 약 30 내지 약 150 nm, 약 50 내지 약 140 nm, 약 60 내지 약 130 nm, 약 70 내지 약 120 nm, 약 80 내지 약 110 nm, 또는 심지어 약 90 내지 약 100 nm의 길이를 갖는 복수의 리간드를 포함할 수 있다. 복수의 리간드는 양자점과 상호작용(예를 들어, 부착 및/또는 조직화)할 임의의 리간드 유형을 포함할 수 있다. 복수의 리간드는 양자점을 손상으로부터 보호한다.
예시적인 리간드는, 예를 들어, 티올 리간드를 포함한다. 다른 예시적인 리간드는, 예를 들어, 형태 RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, R3PO, R3P, ROH, RCOOR', RPO(OH)2, R2POOH, RCOOCOR', 및 이들의 조합을 갖는 유기 리간드를 포함하며, 여기서 각각의 R 및 R'은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 지방족 탄화수소 기 예컨대 알킬 기, 알케닐 기, 또는 알키닐 기, 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C24 방향족 탄화수소 기, 예컨대 아릴 기이다.
유기 리간드 화합물의 구체적인 예는 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜탄 아민, 헥산 아민, 옥탄 아민, 도데칸 아민, 헥사데실 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 올레일아민, 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레산, 벤조산, 팔미트산, 스테아르산; 포스핀 예컨대 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 또는 트리옥틸포스핀; 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물 예컨대 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드, 또는 트리옥틸포스핀 옥사이드; 디페닐 포스핀, 트리페닐 포스핀 또는 그의 옥사이드 화합물; 포스폰산 등을 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다.
유기 리간드 화합물은 단독으로 또는 2개 이상의 유기 리간드의 혼합물로서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 양자점은 적어도 6개의 탄소 원자, 예컨대 적어도 8개의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 아민 유기 리간드(예를 들어, n-옥틸 아민)를 포함하지 않는다.
추가의 양태에서 복수의 안정화된 양자점 각각은 약 1 내지 약 20 nm의 두께를 갖는 쉘을 포함한다. 다른 양태에서 복수의 양자점 각각은 제1 물질을 포함하는 제1 쉘 및 제1 물질과 동일하거나 상이할 수 있는 제2 물질을 포함하는 적어도 제2 쉘과 같으나 이로 제한되지 않는 다중-쉘 구조를 포함한다. 복수의 안정화된 양자점은 이들 양태에서 쉘 또는 다중- 쉘 구조 물질(들)과 동일하거나 상이한 물질의 것인 코어를 가질 수 있다.
또 다른 추가의 양태에서, 복수의 안정화된 양자점 각각은 농도-구배 양자점을 포함한다. 농도-구배 양자점은 적어도 2개의 반도체의 합금을 포함한다. 제1 반도체의 농도(몰비)는 양자점의 코어에서 양자점의 외부 표면으로 점진적으로 증가하고, 제2 반도체의 농도(몰비)는 양자점의 코어에서 양자점의 외부 표면으로 점진적으로 감소한다. 예시적인 농도-구배 양자점은, 예를 들어, 미국 특허 번호 제7,981,667호에 기재되어 있으며, 이의 개시내용은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.
일 양태에서, 농도-구배 양자점은 2개의 반도체를 포함하며, 제1 반도체는 하기 식:
CdxZn1-xSySe1-y
및 양자점의 외부 표면에서 최소 몰비로 점진적으로 감소하는 안정화된 양자점의 코어에서의 최대 몰비를 갖고, 제2 반도체는 하기 식:
ZnzSe1-zSwSe1-w
및 안정화된 양자점의 코어에서 최소 몰비로 점진적으로 감소하는 안정화된 양자점의 외부 표면에서의 최대 몰비를 갖는다.
다른 양태에서, 농도-구배 양자점은 2개의 반도체를 포함하며, 제1 반도체는 하기 식:
CdZnxS1-x
및 양자점의 외부 표면에서 최소 몰비로 점진적으로 감소하는 안정화된 양자점의 코어에서의 최대 몰비를 갖고, 제2 반도체는 하기 식:
ZnCdzS1-z
및 안정화된 양자점의 코어에서 최소 몰비로 점진적으로 감소하는 안정화된 양자점의 외부 표면에서의 최대 몰비를 갖는다.
본 개시내용의 양태에 따른 예시적인 양자점(QD)은 II-VI 족 반도체 화합물, II-V 족 반도체 화합물, III-VI 족 반도체 화합물, III-V 족 반도체 화합물, IV-VI 족 반도체 화합물, II-III-VI 족 화합물, II-IV-VI 족 화합물, II-IV-V 족 화합물, 이들의 합금 및 이들의 조합으로 이루어지나 이로 제한되지 않는 군으로부터 선택된 반도체 나노결정을 포함할 수 있으나 이로 제한되지 않는다.
예시적인 II 족 원소는 아연 Zn, 카드뮴 Cd, 수은 Hg 또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 III 족 원소는 알루미늄 Al, 갈륨 Ga, 인듐 In, 티타늄 Ti 또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 IV 족 원소는 규소 Si, 게르마늄 Ge, 주석 Sn, 납 Pb 또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 V 족 원소는 인 P, 비소 As, 안티몬 Sb, 비스무트 Bi 또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 VI 족 원소는 산소 O, 황 S, 셀레늄 Se, 텔루륨 Te 또는 이들의 조합을 포함한다.
예시적인 II-VI 족 반도체 화합물은 2성분 화합물, 예를 들어, 카드뮴 셀레나이드 CdSe, 카드뮴 텔루라이드 CdTe, 아연 설파이드 ZnS, 아연 셀레나이드 ZnSe, 아연 텔루라이드 ZnTe, 아연 옥사이드 ZnO, 수은 설파이드 HgS, 수은 셀레나이드 HgSe 및 수은 셀레나이드 HgTe; 3성분 화합물, 예를 들어, 아연 셀레나이드 설파이드 CdSeS, 카드뮴 셀레나이드 텔루라이드 CdSeTe, 카드뮴 설파이드 텔루라이드 CdSTe, 아연 셀레나이드 설파이드 ZnSeS, 아연 셀레나이드 텔루라이드 ZnSeTe, 아연 설파이드 텔루라이드 ZnSTe, 수은 셀레나이드 설파이드 HgSeS, 수은 셀레나이드 텔루라이드 HgSeTe, 수은 설파이드 텔루라이드 HgSTe, 카드뮴 아연 설파이드 CdZnS, 카드뮴 아연 셀레나이드 CdZnSe, 카드뮴 아연 텔루라이드 CdZnTe, 카드뮴 수은 설파이드 CdHgS, 카드뮴 수은 셀레나이드 CdHgSe, 카드뮴 수은 텔루라이드 CdHgTe, 수은 아연 설파이드 HgZnS 및 수은 아연 셀레나이드 HgZnSe; 및 4성분 화합물, 예를 들어, 카드뮴 아연 셀레나이드 설파이드 CdZnSeS, 카드뮴 아연 셀레나이드 텔루라이드 CdZnSeTe, 카드뮴 아연 설파이드 텔루라이드 CdZnSTe, 카드뮴 수은 셀레나이드 설파이드 CdHgSeS, 카드뮴 수은 셀레나이드 텔루라이드 CdHgSeTe, 카트뮴 수은 설파이드 텔루라이드 CdHgSTe, 수은 아연 셀레나이드 설파이드 HgZnSeS, 수은 아연 셀레나이드 텔루라이드 HgZnSeTe 및 수은 아연 설파이드 텔루라이드 HgZnSTe를 포함한다.
예시적인 III-V 족 반도체 화합물은 2성분 화합물, 예를 들어, 갈륨 니트라이드 GaN, 갈륨 포스파이드 GaP, 갈륨 아르세나이드 GaAs, 갈륨 안티모나이드 GaSb, 알루미늄 니트라이드 AlN, 알루미늄 포스파이드 AlP, 알루미늄 아르세나이드 AlAs, 알루미늄 안티모나이드 AlSb, 인듐 니트라이드 InN, 인듐 포스파이드 InP, 인듐 아르세나이드 InAs 및 인듐 안티모나이드 InSb; 3성분 화합물, 예를 들어, 갈륨 니트라이드 포스파이드 GaNP, 갈륨 니트라이드 아르세나이드 GaNAs, 갈륨 니트라이드 안티모나이드 GaNSb, 갈륨 포스파이드 아르세나이드 GaPAs, 갈륨 포스파이드 안티모나이드 GaPSb, 알루미늄 니트라이드 포스파이드 AlNP, 알루미늄 니트라이드 아르세나이드 AlNAs, 알루미늄 니트라이드 안티모나이드 AlNSb, 알루미늄 포스파이드 아르세나이드 AlPas, 알루미늄 포스파이드 안티모나이드 AlPSb, 인듐 니트라이드 포스파이드 InNP, 인듐 니트라이드 아르세나이드 InNAs, 인듐 니트라이드 안티모나이드 InN Sb, 인듐 포스파이드 아르세나이드 InPAs, 인듐 납 안티모나이드 InPSb, 갈륨 알루미늄 니트라이드 포스파이드 GaAlNP, 알루미늄 갈륨 니트라이드 AlGaN, 알루미늄 갈륨 포스파이드 AlGab, 알루미늄 갈륨 아르세나이드 AlGaAs, 알루미늄 갈륨 안티모나이드 AlGaSb, 인듐 갈륨 니트라이드 InGaN, 인듐 갈륨 포스파이드 InGaP, 인듐 갈륨 아르세나이드 InGaAs, 인듐 갈륨 안티모나이드 InGaSb, 알루미늄 인듐 니트라이드 AlInN, 알루미늄 인듐 포스파이드 AlInP, 알루미늄 인듐 아르세나이드 AlInAs 및 AlInSb; 및 4성분 화합물, 예를 들어, 갈륨 알루미늄 니트라이드 아르세나이드 GaAlNAs, 갈륨 알루미늄 니트라이드 안티모나이드 GaAlNSb, 갈륨 알루미늄 포스파이드 아르세나이드 GaAlPAs, 갈륨 알루미늄 포스파이드 안티모나이드 GaAlPSb, 갈륨 인듐 니트라이드 포스파이드 GaInNP, 갈륨 인듐 니트라이드 아르세나이드 GaInNAs, 갈륨 인듐 니트라이드 안티모나이드 GaInNSb, 갈륨 인듐 포스파이드 아르세나이드 GaInPAs, 갈륨 인듐 포스파이드 안티모나이드 GaInPSb, 인듐 알루미늄 니트라이드 포스파이드 InAlNP, 인듐 알루미늄 니트라이드 아르세나이드 InAlNAs, 인듐 알루미늄 니트라이드 안티모나이드 InAlNSb, 인듐 알루미늄 포스파이드 아르세나이드 InAlPAs 및 인듐 알루미늄 포스파이드 안티몬 InAlPSb를 포함한다.
예시적인 IV-VI 족 반도체 화합물은 2성분 화합물, 예를 들어, 주석 설파이드 SnS, 주석 셀레나이드 SnSe, 주석 텔루라이드 SnTe, 납 설파이드 PbS, 납 셀레나이드 PbSe 및 납 텔루라이드 PbTe; 3성분 화합물, 예를 들어, 주석 셀레나이드 설파이드 SnSeS, 주석 셀레나이드 텔루라이드 SnSeTe, 주석 설파이드 텔루라이드 SnSTe, 납 셀레나이드 설파이드 PbSeS, 납 셀레나이드 텔루라이드 PbSeTe, 납 설파이드 텔루라이드 PbSTe, 주석 납 설파이드 SnPbS, 주석 납 셀레나이드 SnPbSe 및 주석 납 텔루라이드 SnPbTe; 및 4성분 화합물, 예를 들어, 주석 납 설파이드 셀레나이드 SnPbSSe, 셀레나이드 납 셀레나이드 텔루라이드 SnPbSeTe 및 주석 납 설파이드 텔루라이드 SnPbSTe를 포함한다.
예시적인 IV 족 반도체 화합물은 1성분 화합물, 예를 들어, 규소 Si 및 게르마늄 Ge; 및 2성분 화합물, 예를 들어, 규소 카바이드 SiC 및 규소 게르마늄 SiGe을 포함한다.
복수의 안정화된 양자점이 쉘 또는 다중-쉘 구조(즉, 코어 및 적어도 1개의 쉘)를 갖는 것으로 기재될 수 있는 경우, 코어 및 쉘 또는 복수의 쉘은 독립적으로 상기 기재된 반도체 물질의 형태일 수 있다.
반도체 나노결정은 상이한 물질로 구성된 2개 이상의 층으로 이루어진 다층 구조를 가질 수 있다. 반도체 나노결정의 다층 구조는 인접한 층 사이의 계면에서 2개 이상의 상이한 물질로 구성된 적어도 1개의 합금 중간층을 포함할 수 있다. 일 예시적인 양태에서, 합금 중간층은 조성물 구배를 갖는 합금으로 구성될 수 있다.
또 다른 양태에서 양자점을 포함하는 복수의 안정화된 양자점은 이들 특징 중 2개 이상의 조합에 의해 안정화된다.
일부 양태에서 복수의 안정화된 양자점 중 하나 이상은 금속 나노물질 또는 무기 나노물질이다. 복수의 안정화된 양자점의 형태는 특정 양태에서 나노입자, 나노섬유, 나노로드, 또는 나노와이어를 포함할 수 있다.
복수의 안정화된 양자점은 일부 양태에서 약 1 나노미터(nm) 내지 약 100 nm, 또는 특정 양태에서 약 1 nm 내지 약 50 nm의 크기를 가질 수 있다.
산란 물질
금속 옥사이드 입자를 포함할 수 있으나 이로 제한되지 않는 산란 물질은 압출된 층 또는 다른 층에 포함되어 적어도 1개의 압출된 중합체 층의 광학 특성을 변형시킬 수 있다. 예시적인 산란 물질은 티타늄 디옥사이드(TiO2), 규소 디옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 아연 옥사이드(ZnO), 아연 퍼옥사이드(ZnO2), 지르코늄 디옥사이드(ZrO2), 및 이들의 조합을 포함하나, 이로 제한되지 않는다. 산란 물질은 일부 양태에서 약 0.1 마이크로미터(μm) 내지 약 10 μm의 입자 크기를 갖는다.
적어도 1개의 압출된 중합체 층은 특정 양태에서 분산제, 스캐빈저(scavenger), 안정화제 또는 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는 하나 이상의 임의적인 추가 첨가제를 포함할 수 있다. 특히, 스캐빈저는 산소 및/또는 수분을 흡수하기 위해 제공될 수 있으며, 그의 존재 하에 안정화된 양자점을 손상으로부터 보호하는 것을 도울 수 있다. 예시적인 스캐빈저 물질은 산소 스캐빈저 예컨대 하이드라진, Carbo-Hz, 나트륨 설파이트, n,n-디에틸하이드록실아민(DEHA), 메틸에틸 케톤 옥심(MEKO), 에리소르베이트, 하이드로퀴논, 및 이들의 조합, 및 수분 스캐빈저 예컨대 칼슘 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 바륨 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 규소 옥사이드, 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는다. 스캐빈저는 일부 양태에서 약 0.1 마이크로미터(μm) 내지 약 10 μm의 입자 크기를 갖는다. 산란 물질(또는 산란 물질들)의 존재가 개시된 기술에서 임의적임을 이해해야 한다.
QD 필름을 제조하는 방법
특정 양태에서, 필름은 압출 공정에 의해 형성된다. 이는 안정화된 양자점을 포함하지 않고 종래의 양자점 필름에 사용된 양자점이 압출 공정에 고유한 열적 및 기계적 응력에 의해 손상되거나 파괴될 수 있기 때문에 압출될 수 없는 종래의 양자점 필름과 대조적이다. 본 개시내용의 양태에서 안정화된 양자점의 사용은 본원에 기재된 양자점 필름을 제조하기 위한 압출 공정을 가능하게 한다. 압출은 고성능 양자점 필름을 제조하는 저비용 방법을 제공한다.
이러한 압출 공정에서 본원에 기재된 하나 또는 임의의 상기 성분(안정된 양자점 포함)은 먼저 함께 건식 블렌딩된 다음, 하나 또는 다중-공급장치로부터 압출기 내에 공급되거나, 또는 하나 또는 다중-공급장치로부터 압출기 내에 개별적으로 공급될 수 있다. 하나 또는 임의의 상기 성분은 먼저 서로 건식 블렌딩되거나, 또는 상기 성분의 임의의 조합으로 건식 블렌딩된 다음, 하나 또는 다중-공급장치로부터 압출기 내에 공급되거나, 또는 하나 또는 다중-공급장치로부터 압출기 내에 개별적으로 공급될 수 있다. 상기 성분은 스로트 호퍼(throat hopper) 또는 임의의 측면 공급장치로부터 압출기 내에 공급될 수 있다.
일부 양태에서 본원에 기재된 상기 성분(안정화된 양자점 포함) 중 하나 이상은, 압출 전에, 양자점 제형으로서 제조될 수 있다. 양자점 제형은 안정화된 양자점 입자 및 산란 물질, 분산제, 결합제, 스캐빈저, 안정화제 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는 임의적인 성분을 포함할 수 있다. 양자점 제형은 중합체에 첨가된 다음 본원에 기재된 바와 같이 압출기 내에 공급될 수 있다.
압출기는 단일 스크류, 다중 스크류, 치합형(intermeshing) 공회전 또는 역회전 스크류, 비-치합형 공회전 또는 역회전 스크류, 왕복 스크류, 원추형 스크류, 핀 장착된 스크류, 스크린 장착된 스크류, 핀 장착된 배럴, 롤(roll), 램(ram), 나선형 로터, 공-연사기(co-kneader), 디스크-팩(disc-pack) 프로세서, 다양한 다른 유형의 압출 장비, 또는 상기 기재된 것 중 적어도 하나를 포함하는 조합을 가질 수 있다.
압출공정(compounding) 동안 압출기 상의 배럴 온도는 적어도 1개의 압출된 중합체 층에서 중합체의 적어도 일부가, 중합체가 반-결정질 유기 중합체이면 용융점, 또는 중합체가 무정형 중합체이면 유동점(예를 들어, 유리 전이 온도) 초과 또는 거의 동일한 온도에 도달한 온도로 설정될 수 있다.
상기 언급된 성분을 포함하는 혼합물은 필요에 따라 다중 블렌딩 및 형성 단계에 적용될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 먼저 압출되어 펠릿으로 형성될 수 있다. 그 다음에 펠릿은 성형기 내에 공급되어 임의의 바람직한 형상 또는 생성물로 형성될 수 있다. 대안적으로, 단일 용융 블렌더로부터 나오는 조성물은 시트 또는 스트랜드로 형성되고 어닐링, 일축 또는 이축 배향과 같은 압출후 공정에 적용될 수 있다.
본 공정에서 용융 온도는 일부 양태에서 성분(예를 들어, 적어도 1개의 압출된 중합체 층에서의 중합체)의 과도한 분해를 피하기 위해 가능한 한 낮게 유지될 수 있다. 예시적인 양태에서, 용융 온도는 약 121℃ 내지 약 288℃, 또는 심지어 약 121℃ 내지 약 232℃에서 유지된다. 일부 양태에서 용융 처리된 조성물은 다이의 작은 출구 구멍을 통해 압출기와 같은 처리 장비를 빠져 나간다. 용융된 수지의 생성된스트랜드는 상기 스트랜드를 수조를 통해 통과시킴으로써 냉각될 수 있다. 냉각된 스트랜드는 포장 및 추가의 취급을 위해 작은 펠릿으로 절단될 수 있다.
QD 필름은 복수의 압출된 중합체 층을 포함할 수 있다. 복수의 압출된 중합체 층 각각은 상기 기재된 바와 같은 복수의 안정화된 양자점을 포함한다. 복수의 압출된 중합체 층 각각에서 복수의 안정화된 양자점은 다른 압출된 중합체 층에서의 것들과 동일한 파장(들)을 갖는 광을 방출할 수 있거나, 또는 일부 양태에서 복수의 압출된 중합체 층 각각은 하나의 압출된 중합체 층에서 안정화된 양자점이 다른 압출된 중합체 층에서 안정화된 양자점에 의해 방출된 광의 파장과는 상이한 파장을 갖는 광을 방출하도록 상이한 유형의 안정화된 양자점을 포함할 수 있다. 따라서, 예를 들어, 압출된 중합체 층 중 하나 이상은 녹색 광을 방출하는 안정화된 양자점을 포함할 수 있고, 하나 이상의 다른 압출된 중합체 층은 적색 광을 방출하는 안정화된 양자점을 포함할 수 있다. 복수의 압출된 중합체 층 중 하나 이상은 필요에 따라 양자점 필름의 광학 특성을 변형시키기 위한 텍스처링을 포함할 수 있다.
일부 양태에서, 양자점 필름은 적어도 2개의 압출된 중합체 층을 포함하며, 여기서 압출된 중합체 층 중 하나에서 실질적으로 모든 안정화된 양자점은 제1 파장을 갖는 광을 방출하고, 압출된 중합체 층 중 다른 하나에서 실질적으로 모든 안정화된 양자점은 제2 파장을 갖는 광을 방출하고, 여기서 제1 파장은 제2 파장과 상이하다. 본원에 사용된 바와 같이, "실질적으로 모든 안정화된 양자점"은 (1) 각각의 압출된 중합체 층에서 모든 안정화된 양자점이 제1/제2 파장을 갖는 광을 방출하거나, 또는 (2) 안정화된 양자점으로부터 방출된 광이 각각의 파장에서 광에 대한 색 표준을 만족시키도록 각각의 중합체 층에서 안정화된 양자점의 상당한 부분이 제1/제2 파장을 갖는 광을 방출하는 것을 의미한다.
압출된 중합체 층에서 상이한 유형의 양자점의 분리는 양자점 필름의 양자 효율의 증가를 허용한다. 상이한 파장에서 광을 방출하는 양자점은 형광 공명 에너지 전달이라고도 지칭된 F
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rster Resonance Energy Transfer(FRET)라고 불리는 현상에 영향받기 쉬우며, 여기서 비방사선 에너지는 장거리 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해 형광 공여자(예를 들어, 더 높은 에너지에서 광을 방출하는 양자점)에서 더 낮은 에너지 수용자(예를 들어, 더 낮은 에너지에서 광을 방출하는 양자점)로 전달된다. FRET는 2개의 입자(예를 들어, 양자점)가 서로 약 20 nm 내에 있는 경우 발생할 수 있다. 본 개시내용의 양태에서, 상이한 색(예를 들어, 적색 및 녹색)에서 광을 방출하는 양자점 사이의 FRET는 하나의 압출된 중합체 층에서 하나의 색으로 광을 방출하는 양자점을 위치시키고 다른 압출된 중합체 층에서 상이한 색으로 광을 방출하는 양자점을 위치시킴으로써 회피된다.
본원에 기재된 복수의 압출된 중합체 층은 임의의 적합한 공정으로 압출될 수 있다. 예는 공-압출 공정 및 다중층 압출(MLE) 공정을 포함하나 이로 제한되지 않는다.
일부 양태에서, 양자점 필름은 종래의 양자점 필름에서 발견되는 것들과 같은 장벽 층을 포함하지 않는다. 결과적으로, 양자점 필름은 더 적은 공정으로 제조될 수 있고, 초박형 양자점 필름이 제조될 수 있다. 이러한 개선은 양자점 필름의 비용을 감소시키고 양자점 필름의 광학 특성을 향상시킨다. 특히, 복수의 압출된 중합체 층을 포함하는 양자점 필름의 경우, 복수의 압출된 중합체 층은 (하나 이상의 장벽 층을 포함하는 종래의 양자점 필름과는 대조적으로) 매끄러우며, 이는 안정화된 양자점에 의해 방출된 광이 하나의 압출된 중합체 층에서 다른 것으로 이동함에 따라 영향을 받지 않기 때문에 양자점 필름의 광학 특성을 추가로 향상시킨다.
안정화된 양자점의 특성
본 개시내용의 양태에 따른 양자점 필름에 포함된 복수의 안정화된 양자점은 종래의 양자점 필름에 포함된 양자점과 비교하여 개선된 특성을 갖는다. 복수의 안정화된 양자점은 열적으로 안정화, 공기 안정화, 수분 안정화 및 유속 안정화된 것 중 하나 이상이다.
일부 양태에서, 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 적어도 약 40℃의 온도에서 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 열적으로 안정화된다. 추가의 양태에서, 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 적어도 약 50℃의 온도에서, 또는 적어도 약 60℃의 온도에서, 또는 적어도 약 70℃의 온도에서, 또는 적어도 약 80℃의 온도에서, 또는 적어도 약 90℃의 온도에서, 또는 적어도 약 100℃의 온도에서 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 열적으로 안정화된다.
본원에 사용된 바와 같이, "광학 특성의 뚜렷한 저하"는, 안정화된 양자점이 언급된 조건에 노출될 때, 안정화된 양자점의 방출 스펙트럼이 변하지 않거나 또는 실질적인 정도로 변하지 않는 것을 의미한다(예를 들어, 변화는 약 10% 미만이다). 양자점의 방출 스펙트럼은 방출 스펙트럼의 가우스(Gaussian) 곡선의 폭을 "반치전폭", 또는 FWHM으로 알려진 최대 값의 절반에서 측정함으로써 정량화될 수 있다. 본원에 기재된 것들과 같은 불리한 조건 하에 양자점의 저하는 FWHM을 증가시키고 피크 파장을 이동시켜, 광학 특성의 변화를 초래할 수 있다. 따라서, 일부 양태에서 "광학 특성의 뚜렷한 저하"는 약 10% 초과의 FWHM에서의 변화 또는 약 10% 초과의 피크 파장에서의 변화를 포함할 수 있다.
특정 양태에서 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 95%의 상대 습도 및 60℃의 온도를 갖는 공기에 1000시간 동안 노출될 때 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 공기 안정화된다.
추가의 양태에서 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 95%의 상대 습도 및 60℃의 온도를 갖는 공기에 1000시간 동안 노출될 때 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 수분 안정화된다.
특정 양태에서 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 350 mW/cm2(제곱 센티미터 당 밀리와트)의 가속 유속에 100시간 동안 노출될 때 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 유속 안정화된다. 구체적 양태에서 복수의 안정화된 양자점은 양자점 필름이 60℃의 온도를 갖는 공기에서 350 mW/cm2의 가속 유속으로 100시간 동안 노출될 때 광학 특성의 뚜렷한 저하를 나타내지 않도록 유속 안정화되고 열적 안정화된다.
개시된 광학 조성물로부터 형성된 양자점 필름은 유리 섬유의 부재 하에 실질적으로 유사한 광학 조성물로부터 형성된 실질적으로 유사한 QD 필름보다 더 큰 휘도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 개시된 광학 조성물로부터 형성된 양자점 필름은 분광복사기를 사용하여 150의 필름 두께에서 시험될 때 유리 섬유의 부재 하에 실질적으로 유사한 광학 조성물로부터 형성된 실질적으로 유사한 QD 필름보다 약 5%, 약 10%, 또는 약 20% 더 큰 휘도를 나타낼 수 있다. 예로써, 휘도는 광원으로서 액정 디스플레이 백라이트를 사용하여 측정될 수 있다.
제조 물품
본 개시내용의 양태는 또한 본원에 기재된 양자점 필름(또는 필름들)을 포함하는 물품에 관한 것이다. 일부 양태에서 물품은 디스플레이이며, 이 디스플레이는 전자 장치에 포함될 수 있다. 전자 장치는 모바일 장치, 태블릿 장치, 게임 시스템, 소형 전자 장치, 웨어러블 장치, 텔레비전, 데스크탑 컴퓨터, 또는 랩톱 컴퓨터를 포함할 수 있으나 이로 제한되지 않는다. 양자점 필름은 특정 양태에서 다층 압출(MLE), 마이크로 렌즈, 프리즘 및 확산기 적용에 사용될 수 있다.
본 개시내용의 요소의 다양한 조합, 예를 들어, 동일한 독립항에 의존하는 종속항으로부터의 요소의 조합이 본 개시내용에 의해 포함된다.
예시적인 구현예
구현예 1A. 중합체 매트릭스 물질; 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단; 및 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단을 포함하는, 광학 조성물.
구현예 1B. 중합체 매트릭스 물질; 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단; 및 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단으로 이루어진, 광학 조성물.
구현예 1C. 중합체 매트릭스 물질; 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단; 및 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단으로 본질적으로 이루어진, 광학 조성물.
중합체 매트릭스 물질은 적합하게는 열가소성 물질, 예를 들어, PC 또는 PMMA를 포함한다. 다른 적합한 열가소성 물질은 (비제한적으로), 예를 들어, 아크릴, ABS, 폴리아미드, 폴리락트산, 폴리벤즈이미다졸, 폴리에테르 설폰, 폴리옥시메틸렌, 폴리에테르에테르 케톤, 폴리에테르이미드, 폴리에틸렌, 폴리페닐렌 옥사이드, 폴리페닐렌 설파이드, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리비닐 클로라이드 등을 포함한다. 폴리스티렌은 또한 다른 적합한 중합체 매트릭스 물질로 간주된다. 열가소성 물질이 특히 적합한 것으로 간주될지라도, 열경화성 물질이 또한 매트릭스 물질로서 사용될 수 있다. 예시적인 중합체는 폴리카보네이트(PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리메틸 메타크릴레이트(PMMA), 폴리아릴에테르케톤(PAEK), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 사이클릭 올레핀 공중합체(COC), 폴리에틸렌 나프탈레이트(PEN), 폴리(에테르 설폰) PES, 폴리아미드(PA), 폴리프탈아미드(PPA), 폴리이미드, 폴리올레핀, 폴리스티렌, 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는다.
구현예 2. 구현예 1에 있어서, 상기 조성물이 필름으로서 존재하는, 광학 조성물. 필름은 압출 공정 방식으로 제조될 수 있지만, 다른 필름-형성 공정이 또한 사용될 수 있다.
구현예 3. 구현예 2에 있어서, 상기 필름이 약 100 내지 약 300 마이크로미터 범위의 두께로 한정되는, 광학 조성물. 약 100 내지 약 300 마이크로미터, 약 110 내지 약 290 마이크로미터, 약 120 내지 약 280 마이크로미터, 약 130 내지 약 270 마이크로미터, 약 140 내지 약 260 마이크로미터, 약 150 내지 약 250 마이크로미터, 약 160 내지 약 240 마이크로미터, 약 170 내지 약 230 마이크로미터, 약 180 내지 약 220 마이크로미터, 약 190 내지 약 230 마이크로미터, 약 200 내지 약 220 마이크로미터의 필름 두께가 모두 적합하다. 약 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 245, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290, 295, 및 약 300 마이크로미터의 두께가 또한 적합하다.
구현예 4. 구현예 2 또는 3에 있어서, 상기 필름이 압출된 필름인 것을 특징으로 하는, 광학 조성물. 압출된 필름은 분산제, 스캐빈저, 안정화제 또는 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는 하나 이상의 임의적인 추가 첨가제를 포함할 수 있다. 특히, 스캐빈저는 산소 및/또는 수분을 흡수하기 위해 제공될 수 있으며, 그의 존재 하에 안정화된 양자점을 손상으로부터 보호하는 것을 도울 수 있다. 예시적인 스캐빈저 물질은 산소 스캐빈저 예컨대 하이드라진, Carbo-Hz, 나트륨 설파이트, n,n-디에틸하이드록실아민(DEHA), 메틸에틸 케톤 옥심(MEKO), 에리소르베이트, 하이드로퀴논, 및 이들의 조합, 및 수분 스캐빈저 예컨대 칼슘 옥사이드, 마그네슘 옥사이드, 스트론튬 옥사이드, 바륨 옥사이드, 알루미늄 옥사이드, 규소 옥사이드, 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는다. 스캐빈저는 일부 양태에서 약 0.1 마이크로미터(μm) 내지 약 10 μm의 입자 크기를 갖는다.
구현예 5. 구현예 1 내지 4 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단이 약 1 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터의 평균 직경을 갖는, 광학 조성물. 약 1 내지 약 50 마이크로미터, 약 5 내지 약 45 마이크로미터, 약 10 내지 약 40 마이크로미터, 약 15 내지 약 35 마이크로미터, 약 20 내지 약 30 마이크로미터, 또는 심지어 약 25 마이크로미터 범위의 평균 직경이 모두 적합한 것으로 간주된다. 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 약 50 마이크로미터의 평균 직경이 모두 적합한 것으로 간주된다.
유리 섬유는, 예를 들어, E-유리를 포함할 수 있다. 유리 섬유에 사용하기에 적합한 다른 유리는, 예를 들어, A-유리, E-CR-유리, C-유리, D-유리, R-유리, 및 심지어 S-유리 또는 T-유리를 포함한다. 순수한 실리카(규소 디옥사이드)가 또한 사용될 수 있다.
구현예 6. 구현예 1 내지 5 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단이, 예를 들어, 적어도 약 0.75 mm의 평균 길이를 갖는, 광학 조성물. 유리 섬유 세그먼트의 집단은, 예를 들어, 약 0.75 내지 약 15 mm, 또는 약 1 내지 약 10 mm, 또는 약 2 내지 약 5 mm, 또는 심지어 약 3 내지 약 4 mm의 평균 길이를 가질 수 있다.
유리 섬유는 그 위에 표면 처리, 예를 들어, 폴리비닐 아세테이트(PVAc)를 포함할 수 있다. 유리 섬유는 또한 커플링제, 예를 들어, 실란 커플링제를 포함할 수 있다. 일부 실란 커플링제는 구조 Y-R-Si(X)3을 가질 수 있으며, 여기서 Y는 유기 물질과 연결된 작용기를 나타내고, R은 링커, 예를 들어, 알킬을 포함한다. 이러한 작용기의 일부 예는, 예를 들어, 비닐, 에폭시, 아미노 기 등이다. X는 물 또는 수분에 의해 가수분해를 겪어 실라놀을 형성하는 작용기일 수 있으며, 실라놀은 결국 무기 물질과 연결된다. X에 대한 예시적인 선택은, 예를 들어, 염소, 알콕시, 아민, 및 아세톡시 기를 포함한다.
구현예 7. 구현예 1 내지 6 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 조성물이 디스플레이 장치 내에 혼입되는, 광학 조성물. 적합한 이러한 장치는, 예를 들어, 텔레비전, 컴퓨터 모니터, 모바일 장치, 태블릿 컴퓨터, 랩톱 컴퓨터, GPS 장치, 웨어러블 모니터, 유선 전화, 영화 스크린, 프로젝터 스크린, 빌보드, 가전 제품, 자동차 모니터 등을 포함한다.
구현예 8. 구현예 7에 있어서, 상기 광학 조성물의 적어도 일부가 광학 조성물에 대한 외부 환경에 노출되는, 광학 조성물. 이는, 예를 들어, 개시된 조성물이 디스플레이 장치의 외부 표면 상에 존재하는 경우 구현예에서 발생할 수 있다. 일부 구현예에서, 개시된 광학 조성물은 광학 확산층에 의해 적어도 부분적으로 위에 놓여 있다. 이러한 확산층은 그 안에 입자가 배치된 수지 매트릭스 물질을 포함할 수 있다.
구현예 9. 구현예 1 내지 8 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 조성물이 산란 입자가 본질적으로 없는, 광학 조성물. 예시적인 산란 물질은 티타늄 디옥사이드(TiO2), 규소 디옥사이드(SiO2), 알루미늄 옥사이드(Al2O3), 아연 옥사이드(ZnO), 아연 퍼옥사이드(ZnO2), 지르코늄 디옥사이드(ZrO2), 및 이들의 조합을 포함하나 이로 제한되지 않는다. 산란 물질은 일부 양태에서 약 0.1 마이크로미터(μm) 내지 약 10 μm의 입자 크기를 갖는다.
구현예 10. 구현예 1 내지 9 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 양자점의 집단이 양자점의 표면 상에 부동태화층(이는 하나 이상의 부동태화제를 포함할 수 있음)을 포함하는, 광학 조성물. 부동태화제는 양자점의 부동태화를 용이하게 하여 부동태화된 양자점을 제공할 수 있다.
구현예 11. 구현예 10에 있어서, 상기 부동태화제가 유기 리간드를 포함하는, 광학 조성물. 예시적인 유기 리간드는 본원의 다른 곳에 기재되어 있고, 예를 들어, 티올 리간드 및 형태 RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, R3PO, R3P, ROH, RCOOR', RPO(OH)2, R2POOH, RCOOCOR', 및 이들의 조합을 갖는 유기 리간드를 포함하며, 여기서 각각의 R 및 R'은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 지방족 탄화수소 기 예컨대 알킬 기, 알케닐 기. 또는 알키닐 기, 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C24 방향족 탄화수소 기, 예컨대 아릴 기이다.
유기 리간드 화합물의 구체적인 예는 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜탄 아민, 헥산 아민, 옥탄 아민, 도데칸 아민, 헥사데실 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 올레일아민, 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레산, 벤조산, 팔미트산, 스테아르산; 포스핀 예컨대 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 또는 트리옥틸포스핀; 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물 예컨대 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드, 또는 트리옥틸포스핀 옥사이드; 디페닐 포스핀, 트리페닐 포스핀 또는 그의 옥사이드 화합물; 포스폰산 등을 포함할 수 있으나, 이로 제한되지 않는다. 유기 리간드 화합물은 단독으로 또는 2개 이상의 유기 리간드의 혼합물로서 사용될 수 있다. 일부 구현예에서, 양자점은 적어도 6개의 탄소 원자, 예컨대 적어도 8개의 탄소 원자의 알킬 기를 갖는 아민 유기 리간드(예를 들어, n-옥틸 아민)를 포함하지 않는다.
구현예 12. 구현예 1 내지 11 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 조성물이 형광 분광 광도계를 사용하여, 예를 들어 Agilent™ Cary Eclipse Fluorescence Spectrophotometer를 사용하여 측정시, 광학 용액 중에 존재하는 QD의 것의 약 3 nm 이내에 녹색 및/또는 적색 피크 파장 이동을 나타내는, 광학 조성물.
구현예 13. 구현예 1 내지 12 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 조성물이 적어도 약 70%, 예를 들어, 약 70 내지 약 99%, 약 75 내지 약 95%, 약 80 내지 약 90% 또는 심지어 약 85%의 양자 수율(QY)을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 조성물. 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93 , 94, 95, 96, 97, 98, 또는 심지어 99%의 QY 값이 모두 적합하다. QY는 절대 양자 수율 기계에 의해, 예를 들어, Hamamatsu™ Absolute PL 양자 수율 분광계로 측정될 수 있다.
구현예 14A. 구현예 1 내지 13 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트가 광학 조성물의 약 1 내지 약 50 wt%를 나타내는, 광학 조성물. 약 1 내지 약 50 wt%, 약 5 내지 약 45 wt%, 약 10 내지 약 40 wt%, 약 15 내지 약 35 wt%, 약 20 내지 약 30 wt%, 또는 심지어 약 25 wt% 범위의 로딩 수준이 모두 적합한 것으로 간주된다. 약 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 또는 약 50 wt%의 평균 직경이 모두 적합한 것으로 간주된다.
구현예 14B. 구현예 1 내지 13 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트가 광학 조성물의 약 5 내지 약 15 wt%, 예를 들어 약 10 wt%를 나타내는, 광학 조성물.
구현예 15. 구현예 1 내지 14 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 양자점의 집단이 광학 조성물의 약 0.1 내지 약 10 wt%를 나타내는, 광학 조성물. 예를 들어, QD는 광학 조성물의 약 0.1 내지 약 10 wt%, 또는 광학 조성물의 약 0.5 내지 약 9 wt%, 또는 광학 조성물의 약 1 내지 약 8.5 wt%, 또는 광학 조성물의 약 1.5 내지 약 7.5 wt% 또는 광학 조성물의 약 2 내지 약 7 wt% 또는 광학 조성물의 약 2.5 내지 약 6.5 wt% 또는 광학 조성물의 약 3 내지 약 6 wt% 또는 광학 조성물의 약 3.5 내지 약 5.5 wt% 또는 광학 조성물의 약 4.5 내지 약 5 wt%를 나타낼 수 있다.
구현예 16. 구현예 1 내지 15 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단의 적어도 일부가 서로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 광학 조성물. 일부 구현예에서, 광학 조성물의 50 x 50 x 50 마이크로미터 세그먼트 내에 함유된 유리 섬유 세그먼트의 주요 축은 모두 공통 라인의 약 1 내지 약 45도 내에 정렬된다. 일부 구현예에서, 이러한 주요 축은 모두 공통 라인의 약 5 내지 약 40도, 또는 심지어 공통 라인의 약 10 내지 약 35도, 또는 심지어 공통 라인의 약 15 내지 약 30도 내에 정렬된다.
구현예 17. 구현예 1 내지 16 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 조성물이 약 100 nm 미만, 약 90 nm 미만, 약 80 nm 미만, 약 70 nm 미만, 약 60 nm 미만, 또는 심지어 약 50 nm 미만, 약 40 nm 미만, 또는 심지어 약 30 nm 미만, 또는 약 20 nm 미만 또는 심지어 약 미만 10 nm의 피크 방출 파장(PWL)에서 반치전폭(FWHM) 값을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 조성물. 일부 구현예에서, PWL에서 FWHM은 약 100 nm, 약 90 nm, 약 80 nm, 약 70 nm, 약 60 nm, 약 50 nm, 약 40 nm, 약 30 nm, 약 20 nm, 또는 심지어 약 10 nm이다. 일부 구현예에서, PWL에서 FWHM은 약 70 내지 약 50 nm 또는 심지어 약 30 nm이다. 일부 구현예에서, PWL에서 FWHM은 약 50 nm 내지 약 30 nm이다.
구현예 18. 구현예 1 내지 17 중 어느 한 구현예에 따른 광학 조성물을 압출함으로써 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
구현예 19. 구현예 18에 있어서, 상기 압출된 필름이 약 100 내지 약 300 마이크로미터 범위의 두께를 갖는, 방법. 약 100 내지 약 300 마이크로미터, 약 110 내지 약 290 마이크로미터, 약 120 내지 약 280 마이크로미터, 약 130 내지 약 270 마이크로미터, 약 140 내지 약 260 마이크로미터, 약 150 내지 약 250 마이크로미터, 약 160 내지 약 240 마이크로미터, 약 170 내지 약 230 마이크로미터, 약 180 내지 약 220 마이크로미터, 약 190 내지 약 230 마이크로미터, 약 200 내지 약 220 마이크로미터의 필름 두께가 모두 적합하다.
약 100, 105, 110, 115, 120, 125, 130, 125, 130, 135, 140, 145, 150, 155, 160, 165, 170, 175, 180, 185, 190, 195, 200, 210, 215, 220, 225, 230, 235, 240, 245, 250, 255, 260, 265, 270, 275, 280, 285, 290, 295, 및 약 300 마이크로미터의 두께가 모두 적합하다.
구현예 20. 디스플레이 장치로서, 조명원과의 광통신에서 구현예 1 내지 17 중 어느 한 구현예에 따른 광학 조성물을 포함하는, 디스플레이 장치.
구현예 21. 구현예 20에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 모바일 컴퓨팅 장치인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
구현예 22. 중합체 매트릭스 물질; 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단(여기서 양자점의 집단은 양자점의 표면 상에 부동태화층을 포함하며, 여기서 부동태화층은 부동태화제를 포함함); 및 중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단(여기서 유리 섬유 세그먼트는 광학 조성물의 약 1 내지 약 50 wt%를 나타내고, 여기서 유리 섬유 세그먼트는 적어도 약 0.75 mm의 평균 길이를 가짐)을 포함하는, 광학 조성물.
구현예 23. 구현예 22에 있어서, 상기 부동태화제가 형태 RCOOH, RNH2, R2NH, R3N, RSH, R3PO, R3P, ROH, RCOOR', RPO(OH)2, R2POOH, RCOOCOR', 및 이들의 조합으로 갖는 유기 리간드를 포함하며, 여기서 각각의 R 및 R'은 독립적으로 치환 또는 비치환된 C1 내지 C24 지방족 탄화수소 기 예컨대 알킬 기, 알케닐 기, 또는 알키닐 기, 또는 치환 또는 비치환된 C5 내지 C24의 방향족 탄화수소 기, 예컨대 아릴 기인, 광학 구조물.
구현예 24. 구현예 22에 있어서, 상기 부동태화제가 메탄 티올, 에탄 티올, 프로판 티올, 부탄 티올, 펜탄 티올, 헥산 티올, 옥탄 티올, 도데칸 티올, 헥사데칸 티올, 옥타데칸 티올, 벤질 티올; 메탄 아민, 에탄 아민, 프로판 아민, 부탄 아민, 펜탄 아민, 헥산 아민, 옥탄 아민, 도데칸 아민, 헥사데실 아민, 옥타데실 아민, 디메틸 아민, 디에틸 아민, 디프로필 아민, 올레일아민, 메탄산, 에탄산, 프로판산, 부탄산, 펜탄산, 헥산산, 헵탄산, 옥탄산, 도데칸산, 헥사데칸산, 옥타데칸산, 올레산, 벤조산, 팔미트산, 스테아르산; 포스핀 예컨대 메틸 포스핀, 에틸 포스핀, 프로필 포스핀, 부틸 포스핀, 펜틸 포스핀, 트리부틸포스핀, 또는 트리옥틸포스핀; 포스핀 화합물 또는 그의 옥사이드 화합물 예컨대 메틸 포스핀 옥사이드, 에틸 포스핀 옥사이드, 프로필 포스핀 옥사이드, 부틸 포스핀 옥사이드, 또는 트리옥틸포스핀 옥사이드; 디페닐 포스핀, 트리페닐 포스핀 또는 그의 옥사이드 화합물; 및 포스폰산 중 하나 이상으로부터 선택된 유기 리간드를 포함하는, 광학 구조물.
구현예 25. 구현예 1 내지 17 중 어느 한 구현예에 있어서, 상기 광학 구조물로부터 형성된 양자점 필름이, 분광복사기에서 150 nm의 필름 두께에서 시험될 때, 유리 섬유의 부재 하에 실질적으로 유사한 광학 구조물로부터 형성된 실질적으로 유사한 양자점 필름의 휘도보다 더 큰 휘도를 나타내는, 광학 구조물.
실시예
하기 실시예는 본원에 개시되고 청구된 방법, 장치, 및 시스템을 제조 및 평가하는 방법에 대한 완전한 개시내용 및 설명을 당업자에게 제공하기 위해 제시된 것이며, 전적으로 예시적인 것이고 본 개시내용을 제한하려는 것은 아니다. 표 1은 관찰된 개시된 광학 필름의 휘도를 제공한다. 광학 필름은 폴리카보네이트 및 폴리에스테르의 블렌드의 중합체 매트릭스를 포함하였다. 유리 섬유 함량은 10 wt%였고 양자점 함량은 1 wt%였다. 녹색 대 적색 QD의 비는 1:1이었다. 다른 조건은 다음과 같았다: 300℃에서 2분 동안 용융 혼합하고 280℃에서 2분 동안 고온 압착하였다. 유리 섬유의 혼입은 필름의 휘도를 증가시켰다. 유리 섬유를 포함하는 샘플은 유리 섬유가 없는 필름에 비해 20% 초과의 휘도 증가를 나타냈다. 막 두께는 150 μm였다. 휘도는 광원으로서 액정 디스플레이 백라이트(LCD)를 사용하여 측정하였다. 양자점 필름을 LCD 백라이트 위에 로딩하였고, 필름에 의해 변환된 광 강도를 분광방사기로 측정하였다.
표 1. 유리 섬유 유무에 따른 QD 필름의 휘도.
Figure pct00002
비교를 위해, 도 1a-1d는 유리 섬유의 유무에 따라, 적색 또는 녹색 양자점을 갖는 QD 필름 샘플의 이미지를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 유리 섬유는 양자점 분산에 영향을 미친다. 양자점은 유리 섬유의 존재 하에 응집한다. 이미지에서 더 어둡게 뭉쳐진 영역은 응집된 QD에 상응한다.
상기 설명은 예시적인 것이지 제한하려는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 기재된 실시예(또는 그의 하나 이상의 양태)는 서로 조합하여 사용될 수 있다. 예컨대 상기 설명의 검토시 당업자에 의해 다른 양태가 사용될 수 있다. 독자가 기술적 개시내용의 본질을 신속하게 확인할 수 있도록 요약서가 제공된다. 이는 청구범위의 범위 또는 의미를 해석하거나 제한하는데 사용되지 않을 것이라는 이해와 함께 제출된다. 또한, 상기 상세한 설명에서, 다양한 특징이 함께 그룹화되어 본 개시내용을 간소화할 수 있다. 이는 청구되지 않은 개시된 특징이 임의의 청구범위에 필수적이라는 것을 의도하는 것으로 해석해서는 안된다. 오히려, 본 발명의 주제는 특정 개시된 양태의 모든 특징보다 적게 있을 수 있다. 따라서, 하기 청구범위는 여기에서 실시예 또는 양태로서 상세한 설명에 포함되며, 각각의 청구범위는 그 자체가 개별적인 양태를 주장하고, 이러한 양태가 다양한 조합 또는 치환으로 서로 조합될 수 있음이 고려된다. 본 개시내용의 범위는 첨부된 청구범위를 참조하여, 그러한 청구범위가 부여되는 등가물의 전체 범위와 함께 결정되어야 한다.
본 개시내용의 범위 또는 취지를 벗어나지 않고 본 개시내용에서 다양한 변형 및 변경이 이루어질 수 있음이 당업자에게 명백할 것이다. 본 개시내용의 다른 양태는 명세서의 고려 및 본원에 개시된 개시내용의 실시로부터 당업자에게 명백할 것이다. 명세서 및 실시예는 단지 예시적인 것으로 간주되며, 본 개시내용의 진정한 범위 및 취지는 하기 청구범위에 의해 지시되는 것으로 의도된다.
본 개시내용의 특허가능한 범위는 청구범위에 의해 한정되며, 당업자에게 발생하는 다른 실시예를 포함할 수 있다. 그러한 다른 실시예는 청구범위의 문자 언어와 상이하지 않은 구조적 요소를 갖는 경우, 또는 청구범위의 문자 언어와 비실질적으로 상이한 등가의 구조적 요소를 포함하는 경우 청구범위의 범위 내에 있는 것으로 의도된다.

Claims (20)

  1. 광학 조성물로서,
    중합체 매트릭스 물질;
    중합체 매트릭스 물질 내에 분산된 양자점의 집단; 및
    중합체 매트릭스 물질 내에 분산된, 양자점 사이에 감소된 응집을 초래하는 유리 섬유 세그먼트의 집단
    을 포함하는, 광학 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 조성물이 필름으로 존재하는, 광학 조성물.
  3. 제2항에 있어서, 상기 필름이 약 100 내지 약 300 마이크로미터 범위에서 두께를 한정하는, 광학 조성물.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 필름이 압출된 필름인 것을 특징으로 하는, 광학 조성물.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단이 약 1 마이크로미터 내지 약 50 마이크로미터의 평균 직경을 갖는, 광학 조성물.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단이 적어도 약 0.75 mm의 평균 길이를 갖는, 광학 조성물.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 조성물이 디스플레이 장치 내에 혼입되는, 광학 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 광학 조성물의 적어도 일부가 광학 조성물에 대한 외부 환경에 노출되는, 광학 조성물.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 조성물이 산란 입자가 본질적으로 없는, 광학 조성물.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양자점의 집단이 양자점의 표면 상에 부동태화층을 포함하고, 상기 부동태화층이 부동태화제(passivant)를 포함하는, 광학 조성물.
  11. 제10항에 있어서, 상기 부동태화제가 유기 리간드를 포함하는, 광학 조성물.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 조성물이 용액 중에 잘 분산된 QD의 3 nm 이내의 녹색 및 적색 피크 파장 이동을 나타내는, 광학 조성물.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광학 조성물이 적어도 약 70%의 양자 수율을 갖는 것을 특징으로 하는, 광학 조성물.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트가 광학 조성물의 약 1 내지 약 50 wt%를 나타내는, 광학 조성물.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 양자점의 집단이 광학 조성물의 약 0.1 내지 약 10 wt%를 나타내는, 광학 조성물.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유리 섬유 세그먼트의 집단의 적어도 일부가 서로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 광학 조성물.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 광학 조성물을 압출함으로써 필름을 형성하는 단계를 포함하는, 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 필름이 약 100 내지 약 300 마이크로미터 범위의 두께를 갖는, 방법.
  19. 디스플레이 장치로서, 조명원(source of illumination)과의 광통신에서 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 따른 광학 조성물을 포함하는, 디스플레이 장치.
  20. 제19항에 있어서, 상기 디스플레이 장치가 모바일 컴퓨팅 장치인 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
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