KR20220145768A - 퀀텀닷 광학 필름 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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KR20220145768A
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치아-중 치앙
룽-핀 신
잉-이 루
제프리 우
후이용 첸
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Abstract

바인더를 포함하는 퀀텀닷 광학 필름으로서, 상기 바인더에는 복수의 퀀텀닷, 복수의 확산 입자, 및 복수의 클레이 단편이 분산되어 있으며, 상기 각각의 클레이 단편은 내수성 및 내산소성을 가질 수 있다.

Description

퀀텀닷 광학 필름 및 그의 제조 방법 {QUANTUM-DOT OPTICAL FILM AND THE METHOD TO MAKE THE SAME}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은 2021년 4월 22일에 출원된 미국 가특허출원 제63/177,965호의 이익을 주장하며, 이는 본원에 참조로 포함된다.
1. 발명의 분야
본 발명은 광학 필름, 더욱 상세하게는 퀀텀닷 광학 필름에 관한 것이다.
2. 관련 기술의 설명
퀀텀닷은 나노미터 크기의 구형 반도체 입자이다. 색 스펙트럼은 퀀텀닷이 빛이나 전기에 의해 여기될 때 생성될 수 있다. 여기광의 색은 퀀텀닷의 재료 및 크기에 따라 결정된다. 퀀텀닷은 광원에서 방출되는 빛의 색을 변화시킬 수 있기 때문에, LCD(액정 디스플레이: Liquid Crystal Display)와 같은 디스플레이 장치에 널리 사용될 수 있다. 퀀텀닷은 디스플레이 장치가 약 110% NTSC(National Television System Committee)의 색 영역을 가질 수 있도록 디스플레이 장치의 색 영역, 색상 및 밝기를 향상시킬 수 있다.
퀀텀닷은 일반적으로 Si, Ge, CdS, CdSe, CdTe, ZnSe, PbS, PbSe, InP, 및 InAs와 같은 IV, II-VI, IV-VI 또는 III-V 원소로 제조되며, 가장 널리 사용되는 것은 주로 CdSe 및 InP이다. QD Vision은 퀀텀닷의 재료로 CdSe를 주로 사용하고, Nanoco는 퀀텀닷의 재료로 InP를 주로 사용하며, Nanosys는 퀀텀닷의 재료로 CdSe와 InP의 조합을 사용한다.
디스플레이 장치에 사용되는 퀀텀닷의 특징은 다음을 포함한다: (1) 높은 색 순도와 스펙트럼에 나타나는 피크가 더 좁고 대칭적으로 분포되어 있다; (2) 퀀텀닷의 크기와 재료를 제어하면 방출광의 파장을 변경하여 방출 스펙트럼에 표시될 수 있는 빛의 색상을 추가로 조정할 수 있다; (3) 110% NTSC보다 큰 색 영역으로 색상의 더 나은 성능을 이룬다; (4) 퀀텀닷 효율 적어도 90%와 함께 광 안정성이 우수하다; (5) 나노미터급의 픽셀을 잠재적으로 달성할 수 있으며, 따라서 퀀텀닷을 최고 해상도의 화면을 제조하는 데 사용할 수 있다.
그러나, 퀀텀닷 광학 필름의 종래 제조 복잡성은 까다롭고 퀀텀닷 광학 필름의 총 두께가 너무 크다.
따라서, 본 발명은 상술한 단점을 극복하기 위한 새로운 방안을 제안한다.
발명의 요약
일 실시양태에서, 본 발명은 퀀텀닷 광학 필름을 개시하고, 여기서 퀀텀닷 광학 필름은 바인더를 포함하고, 상기 바인더에는 복수의 퀀텀닷, 복수의 확산 입자, 및 복수의 클레이 단편이 분산되어 있으며, 상기 각각의 클레이 단편은 내수성 및 내산소성을 가질 수 있다.
일 실시양태에서, 클레이 단편은 다중 실리케이트 층으로 구성된다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층 위에는 물 또는 산소로부터 복수의 퀀텀닷을 보호하기 위한 배리어 층이 배치되지 않았다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층은 바인더에 분산된 복수의 확산 입자를 더 포함한다.
일 실시양태에서, 바인더는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛의 범위이다.
일 실시양태에서, 바인더는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프톨레이트), PAR(폴리아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), 및 TAC(셀룰로오스 트리아세테이트) 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층은 구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면을 갖는다.
일 실시양태에서, 클레이 칩은 유리 플레이크, 운모, 몬모릴로나이트, 활석, 규산칼슘, 규산알루미늄 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시양태에서, 클레이 칩의 농도는 0.05 내지 10wt%이다.
일 실시양태에서, 클레이 칩의 농도는 0.1 내지 5wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷은 카드뮴(Cd)을 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.1 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.3 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.1-10wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.3-2wt%이다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자일 수 있다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자, 또는 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다. 농도는 2 내지 40wt%일 수 있으며, 5 내지 15wt%가 가장 좋다
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자, 또는 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다. 농도는 2 내지 40wt%일 수 있으며, 5 내지 15wt%가 가장 좋다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름 재료의 두께는 25㎛ 내지 350㎛의 범위이다.
일 실시양태에서, 본 발명은 퀀텀닷 광학 필름을 개시하고, 여기서 퀀텀닷 광학 필름은 바인더를 포함하고 상기 바인더에 복수의 퀀텀닷 및 복수의 확산 입자는 분산되어 있는 퀀텀닷 층; 상기 퀀텀닷 층의 상부 표면 상에 배치되고, 복수의 제1 클레이 단편이 분산되어 있는 제1 배리어 필름; 및 상기 퀀텀닷 층의 하부 표면 상에 배치되고 복수의 제2 클레이 단편이 분산되어 있는 제2 배리어 필름을 포함한다.
일 실시양태에서, 광학 필름은 복수의 확산 입자를 더 포함한다.
일 실시양태에서, 광학 필름은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.1 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.3 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.1 내지 10wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.3 내지 2wt%이다.
일 실시양태에서, 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛이다.
일 실시양태에서, 광학 필름은 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프톨레이트), PAR(폴리아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), 또는 TAC(셀룰로오스 트리아세테이트) 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시양태에서, 물 또는 산소로부터 복수의 퀀텀닷을 방지하기 위해 퀀텀닷 층 위에 배치된 배리어 층이 없다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층은 복수의 확산 입자를 더 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷은 Cd를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.1 내지 10wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷에서 Cd의 농도는 0.3 내지 2wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛이다.
당업자가 청구된 발명의 특징을 잘 이해할 수 있도록 본 발명을 위해 구현되는 상세한 기술 및 상기 바람직한 실시양태가 첨부된 도면을 참조하여 다음 단락에서 설명된다.
본 발명의 전술한 측면 및 수반되는 많은 이점은 다음의 상세한 설명을 첨부 도면과 결부하여 참조함으로써 더 잘 이해되기 때문에 더 쉽게 인식할 수 있을 것이며, 여기서:
도 1은 퀀텀닷 광학 필름의 개략 단면도이다;
도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름의 개략 단면도이다;
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름의 개략 단면도이다;
도 4는 본 발명의 퀀텀닷 광학 필름의 휘도 안정성을 나타내는 차트이다.
예시된 실시양태의 상세한 설명
이하 본 발명의 상세한 설명이 기술된다. 설명된 바람직한 실시양태는 예시 및 설명의 목적으로 제시되며, 본 발명의 범위를 제한하도록 의도되지 않는다.
퀀텀닷 광학 필름의 퀀텀닷은 열화에 매우 민감하므로, 퀀텀닷 필름은 퀀텀닷 광학 필름의 성능을 저하시키는 산소나 물에 의해 퀀텀닷 광학 필름의 퀀텀닷이 손상되는 것을 방지하기 위해 우수한 배리어 특성을 가져야 한다. 통상적으로, 도 1을 참조하면, 퀀텀닷 광학 필름(100)은 제1 배리어층(102), 제2 배리어층(103), 및 제1 배리어층(102)과 제2 배리어층(103) 사이에 위치하는 바인더(101B)를 포함하는 퀀텀닷 층(101)을 포함한다. 바인더(101B)에는 복수의 퀀텀닷(101A)이 분산되어 있다. 배리어층(102, 103)은 산소 또는 물에 의한 손상으로부터 퀀텀닷(101A)을 보호할 수 있다. 또한, 바인더(101B)에는 확산 입자(101D)가 배치될 수 있다.
최근에, 플라스틱 충전 및 개질이 플라스틱 산업에서 떠오르는 산업이다. 플라스틱 산업의 급속한 발전과 함께, 과거 단일 충전 마스터배치 기술은 무기 재료, 화학 첨가제 및 기타 유형의 재료를 추가하여 각각의 특성과 호환성을 강조하도록 개발되었고, 고온 혼합 및 압출 필름 연신 기술과 같은 고급 공정 기술을 통해 플라스틱 제품의 특수한 성질을 현대화하는 중요한 방법 중 하나가 되었다. 무기 재료의 기능은 또한 나노-스케일의 소형화와 함께 새롭고 독특한 특성을 부여하여 복합 플라스틱의 물리적 및 기계적 특성을 더욱 향상시킬 수 있게 되었다.
나노복합 재료의 충전재는 현재 2차원의 적층 구조로서, 높은 가스 차단성, 낮은 흡습성, 나노크기의 분산 스케일과 같이 기존의 복합 재료가 가지지 못한 많은 특성을 가지고 있다. 중합체 특성이 크게 향상되었다. 천연 클레이(clay)는 중합체 기재에 고르게 분포될 수 있는 다중 실리케이트 층으로 구성되어 있어 기체 분자가 직선으로 확산되지 않고 우회해야 하므로 기재의 기체 차단 특성을 증가시킨다. 이러한 충전 개질 기술은 광학 필름 분야에도 적용될 수 있다. 현대 디스플레이 기술에서 인기 있는 퀀텀닷 백라이트의 높은 색 영역과 고순도는 보다 사실적이고 균형 잡힌 색상 성능을 생성할 수 있다. 그러나, 이 기술에 사용되는 퀀텀닷 광학 필름은 중간 퀀텀닷 접착층을 보호하기 위해 상하층에 기존의 가스 배리어 필름을 사용해야 한다. 또한, 기존의 가스 배리어 필름 제조 방법은 무기 산화물을 기화시켜 PET 필름의 표면에 증착(스퍼터링 또는 증착)시키는 방식으로, 공정 기술이 고가이다. 동시에, 퀀텀닷 필름 제품의 생산 공정이 번거로워 생산 공정에 큰 영향을 미친다. 광학 필름의 적용 가능성과 대중화에 한계가 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름(200)의 개략 단면도이다. 퀀텀닷 광학 필름(200)은 퀀텀닷 층(201), 제1 배리어 필름(202) 및 제2 배리어 필름(203)을 포함하고, 여기서 퀀텀닷 층(201)은 바인더(201B) 및 상기 바인더(201B)에 분산된 복수의 퀀텀닷(201A)을 포함하고, 상기 제1 배리어 필름(202)은 퀀텀닷 층(201)의 상부 표면 상에 배치되고, 상기 제2 배리어 필름(203)은 퀀텀닷 층(201)의 하부 표면 상에 배치되며, 복수의 제1 클레이 단편(201L1)이 제1 배리어 필름(202)의 바인더(201E1)에 분산되고, 복수의 제2 클레이 단편(201L2)이 제2 배리어 필름(203)의 바인더(201E2)에 분산되며, 여기서 클레이 단편(201L1, 201L2)의 각각의 클레이 단편은 내수성 및 내산소성을 가질 수 있다.
일 실시양태에서, 복수의 확산 입자(201D)가 퀀텀닷 층(201)의 바인더(201B)에 분산된다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름(200)은 제1 배리어 필름(202)의 상부 표면 상에 있는 제1 주 구조화 표면(201M) 및 제2 배리어 필름(203)의 하부 표면 상에 있는 제2 주 구조화 표면(201N)을 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층(201)의 바인더(201B)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
일 실시양태에서, 복수의 퀀텀닷(201A)은 적색 퀀텀닷 및 녹색 퀀텀닷을 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층(201)에서 퀀텀닷(201A)의 농도는 0.05 내지 20%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8%이다.
일 실시양태에서, 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛ 범위이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층(201)의 바인더(201B)는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프톨레이트), PAR(폴리아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), 또는 TAC(셀룰로오스 트리아세테이트) 중 적어도 하나이다.
퀀텀닷(201A)은 고온 또는 열에 노출시 높은 안정성을 가지므로, 퀀텀닷(201A)의 표면을 특수 처리하여 물과 산소로 인한 환경 손상에 저항하는 능력을 향상시킬 수 있고; 따라서, 퀀텀닷(201A)은 퀀텀닷 층(201)의 제1 주 표면(211) 및 제2 주 표면(212) 각각 위에/상에 형성된 배리어 층 없이도 충분한 내수성 및 내산소성을 가질 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름(200)의 형성 방법을 설명한다. 단계 1: PET 칩을 100℃ 오븐에 넣어 24시간 동안 건조시킨다; 단계 2: 클레이 PET 칩 및 PET 칩을 각각 취하여 마이크로 믹서에 붓고 280℃의 고온에서 고전단력 작용하에 나노 분산 공정을 수행한다; 단계 3: 클레이 PET 시트를 이축 연신에 의해 클레이 PET 광학 필름(CP)으로 형성한다; 클레이 PET 광학 필름(CP)이 도 2에 도시되어 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름(300)의 개략 단면도이다. 퀀텀닷 광학 필름(300)은 바인더(301B)를 포함하며, 여기서 바인더(301B)에는 복수의 퀀텀닷(301A) 및 복수의 클레이 단편(301L)이 분산되어 있고, 각각의 클레이 단편(301L)은 내수성 및 내산소성을 가질 수 있다.
일 실시양태에서, 복수의 확산 입자(301D)가 바인더(301B)에 분산된다.
일 실시양태에서, 각각의 클레이 단편(301L)은 다중 실리케이트 층으로 구성된다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층 위에는 물 또는 산소로부터 복수의 퀀텀닷을 보호하기 위한 배리어 층이 배치되지 않았다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층은 바인더에 분산된 복수의 확산 입자를 더 포함한다.
제1항에 따른 퀀텀닷 광학 필름은 바인더로 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 20%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛ 범위이다.
일 실시양태에서, 바인더는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프톨레이트), PAR(폴리아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), 및 TAC(셀룰로오스 트리아세테이트) 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층은 구조화된 표면을 포함하는 제1 주 표면을 갖는다.
일 실시양태에서, 클레이 칩은 유리 플레이크, 운모, 몬모릴로나이트, 활석, 규산칼슘 및 규산알루미늄 중 적어도 하나를 포함한다.
일 실시양태에서, 클레이 칩의 농도는 0.05 내지 10wt%이다.
일 실시양태에서, 클레이 칩의 농도는 0.1 내지 5wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷은 카드뮴(Cd)을 포함한다.
일 실시양태에서, Cd의 농도는 0.1 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, Cd의 농도는 0.3 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자일 수 있다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 규소, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자 또는 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다. 농도는 2 내지 40%일 수 있으며, 5 내지 15%가 가장 좋다.
일 실시양태에서, 확산 입자는 PMMA, PS, 멜라민 등과 같은 유기 입자, 또는 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2 등과 같은 무기 입자일 수 있다. 농도는 2 내지 40wt%일 수 있으며, 5 내지 15wt%가 가장 좋다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름 재료의 두께는 25㎛ 내지 350㎛의 범위이다.
일 실시양태에서, 이하 본 발명의 일 실시양태에 따른 퀀텀닷 광학 필름(300)을 형성하는 방법이 설명된다. 단계 1: PET 칩과 PMMA 비드를 100℃ 오븐에 넣어 24시간 동안 건조시킨다; 단계 2: 높은 열안정성 표면 개질 및 내수성 및 내산소 기능을 가진 PET 칩 및 녹색 퀀텀닷(GOD)을 취하여 사전에 균일하게 혼합한 다음, 마이크로-이축 압출기에 붓고, 280℃의 고온에서 고전단력 작용하에 나노 핫멜트 혼합 및 분산 공정을 수행한다. 10분 동안 혼합한 후, 압출하여 PET 중에 고농도 GQD를 형성한다; 단계 3: 높은 열안정성 표면 개질 및 내수 및 내산소 기능이 있는 PET 칩 및 적색 퀀텀닷(ROD)을 취하여 사전에 균일하게 혼합한 다음, 마이크로 믹서에 붓고 280℃에서 고 전단력하에 나노-핫멜트 혼합 및 분산 공정을 수행하여 PET 중에 RQD를 형성한다; 단계 4: PMMA 비드 및 PET 칩을 취하여 사전에 균일하게 혼합한 다음, 마이크로 믹서에 붓고, 280℃의 고온에서 고전단력 작용하에 나노 핫멜트 혼합 및 분산 공정을 수행하여 PET 중에 PMMA를 형성한다. 단계 5: PET 중의 GQD, PET 중의 RQD, PET 중의 PMMA, 클레이 PET 칩 및 PET 칩을 각각 마이크로 믹서에 붓고 280℃에서 고전단력 작용하에 나노 분산 및 핫멜트 혼합 공정을 수행하고 10분 동안 혼합한 후 압출하여 필름을 얻는다; 단계 6: 이축 연신 기술을 통해 도 3에 도시된 바와 같은 클레이 PET 퀀텀닷 광학 필름(QICP)을 형성할 수 있다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름(300)은 광학 필름(300)의 제1 주 표면(301M) 및 제2 주면(301N) 각각 위에 지지층 형성 없이 그 자체로 지지될 수 있다. 따라서, 퀀텀닷 광학 필름(300)의 바인더(301B) 재료는 퀀텀닷 광학 필름(300)이 제1 주 표면(301M) 및 제2 주 표면(301N) 각각 위에 지지층 형성 없이 자체적으로 지지될 수 있도록 선택되어야 한다. 또한, 바인더(301B)의 재료는 퀀텀닷(301A)이 산소 또는 물에 의한 손상으로부터 보호되도록 선택되어야 한다. 일 실시양태에서, 바인더(201B)의 재료는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트), PEN(폴리에틸렌 나프톨레이트), PAR(폴리아크릴레이트), PC(폴리카보네이트), 및 TAC(셀룰로오스 트리아세테이트) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 바람직하게는, 재료는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)이다. 재료는 순수한 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)일 수 있다. 바인더(301B)의 재료는 단일성이거나 균질할 수 있다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷(301A)은 녹색 퀀텀닷 및 적색 퀀텀닷을 포함할 수 있다. 퀀텀닷(301A)의 재료는 CdS, CdSe, CdTe, ZnSe, PbS, PbSe, InP, InAs, InGaP, ZnS 또는 ZnTe를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 퀀텀닷(201A)의 재료는 Cd를 포함하거나(예를 들어, CdSe), Cd를 포함하지 않을 수 있다(예를 들어, InP).
일 실시양태에서, 퀀텀닷(201A)의 농도는 0.1% 내지 20%, 바람직하게는 0.3 내지 8wt%의 범위일 수 있다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층(201)에서 퀀텀닷(201A)의 농도는 0.05 내지 20wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 층(201)에서 퀀텀닷(201A)의 농도는 0.05 내지 8wt%이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛이다.
일 실시양태에서, 퀀텀닷 광학 필름(300)은 복수의 확산 입자(301D)를 포함할 수 있으며; 바인더(201B)에 분산된 퀀텀닷(301A)의 균일성을 증가시키기 위해 확산 입자(301D)가 더 제공된다. 확산 입자(301D)의 재료는 유기물(예를 들어, PMMA(폴리메틸 메타크릴레이트), PS(폴리스티렌), 멜라민) 또는 무기물(예를 들어, 실리콘, SiO2, TiO2, CaCO3, Al2O3, ZrO2)일 수 있다. 확산 입자의 농도는 2% 내지 40%, 바람직하게는 5% 내지 15wt%의 범위일 수 있다.
구조화된 표면(301M, 301N)이 뉴턴링(Newton's ring)과 같은 원치 않는 광 현상을 감소시키기 위해 사용될 수 있다. 매트 구조가 각각의 구조화된 표면(301M, 301N)을 형성하는 데 사용될 수 있다.
일 실시양태에서, 나노-분산 공정 기술에 의해 형성된 다음, PET 지질 입자의 공압출 필름 형성 기술에 의해 내수성 및 내산소성 클레이 PET 광학 필름(CP)을 형성함으로써 생성된 내수성 및 내산소성 기능을 갖는 클레이 PET 칩은 도 2에 도시된 바와 같이 샌드위치 구조의 퀀텀닷 광학 필름에 사용되는 기존의 상부 및 하부 가스 배리어 층과 동일하다.
일 실시양태에서, 제조 공정은 필름 형성에 사용되는 연신 성형 기술 중 하나인 공압출 공정일 수 있다. 연신 성형 기술은 2축 연신 성형 기술일 수 있다. 공압출은 각각 Xi의 특성을 갖는 2 이상의 플라스틱 재료를 압출 및 결합하여 2 이상의 플라스틱 재료의 X1, X2,…XN(N은 1보다 큰 정수임) 특성의 조합을 갖는 구조를 형성하는 공정이다. 실시양태 A1에서 2개의 플라스틱 재료를 사용하여 공압출 공정을 수행하는 경우, 하나의 플라스틱 재료는 제1 구성요소일 수 있고 다른 플라스틱 재료는 제2 구성요소일 수 있다. 실시양태 A2에서 3개의 재료를 사용하여 공압출 공정을 수행하는 경우, 하나의 플라스틱 재료는 제1 구성요소일 수 있고, 다른 재료는 제2 구성요소일 수 있으며, 또 다른 플라스틱 재료는 제3 구성요소일 수 있다.
일 실시양태에서, 복수의 퀀텀닷을 마이크로-이축 압출기 나노-분산 공정 기술에 의해 PET 입자 사이의 공간에 분산시킨다.
일 실시양태에서, PET 공압출 및 이축 연신 기술을 사용하여 PET 퀀텀닷 광학 필름을 형성한다. PET 퀀텀닷 광학 필름은 추가의 가스 배리어 필름(gas barrier film)이 필요치 않으며 여전히 동일한 환경 테스트 수준을 달성할 수 있다.
PET 생산을 위한 연신 성형 기술을 사용함으로써, 특성이 개질된 PET 재료를 복합 재료가 첨가된 QD 입자와 직접 혼합할 수 있어 QD 필름 부착 공정을 단순화할 수 있을 뿐만 아니라 제품의 박형화(25㎛ 내지 350㎛) 및 생산 시간 절약(기존의 QD 필름은 완료하는 데 반나절이 걸리는 반면, 본 발명의 공정은 20 내지 30분이면 충분한다)의 목표를 달성할 수 있다. 본 발명의 공정에 드는 비용은 기존 방법에 비해 20 내지 30% 절감할 수 있어 향후 퀀텀닷 광학 필름의 응용 및 대중화에 도움이 될 것이다.
도 4는 본 발명의 퀀텀닷 광학 필름의 휘도 안정성을 나타내는 차트이다. 도 4에 도시된 바와 같이, 어두운 상태 저장(65℃/95%RH, 90℃) 및 밝은 상태 조명(lighting@50℃) 신뢰성 테스트(사양: 휘도 감쇠율 <15%) 여부에 관계없이, 안정성은 최소 1000시간 이상에 도달할 수 있는 동시에 기존 샌드위치 구조의 퀀텀닷 광학 필름과 동일한 효과를 얻을 수 있고, 따라서 기재 재료 및 제형의 비용 면에서 훨씬 더 가격 이점이 있다. 본 발명의 퀀텀닷 광학 필름은 수증기 부식으로부터 퀀텀닷을 보호하기 위해 값비싼 기존 가스 및 수분 배리어 필름을 사용할 필요가 없다.
상기 개시내용은 상세한 기술 내용 및 본 발명의 특징에 관한 것이다. 당업자라면 본 발명의 특성을 벗어남이 없이 설명된 바와 같은 본 발명의 개시내용 및 제안에 기초하여 다양한 변형 및 대체를 수행할 수 있다. 그러한 변형 및 대체가 위의 설명에서 완전히 개시되지 않았더라도, 이어지는 청구범위에 실질적으로 포함된다.

Claims (20)

  1. 바인더를 포함하고, 상기 바인더에 복수의 퀀텀닷 및 복수의 클레이 단편이 분산되어 있으며, 상기 각각의 클레이 단편은 내수성 및 내산소성을 가질 수 있는 퀀텀닷 광학 필름.
  2. 제1항에 있어서, 클레이 단편은 다중 실리케이트층으로 이루어진, 퀀텀닷 광학 필름.
  3. 제1항에 있어서, 퀀텀닷 층 위에 물 또는 산소로부터 복수의 퀀텀닷을 보호하기 위한 배리어층이 배치되지 않은 퀀텀닷 광학 필름.
  4. 제1항에 있어서, 퀀텀닷 층은 바인더에 분산된 복수의 확산 입자를 더 포함하는, 퀀텀닷 광학 필름.
  5. 제1항에 있어서, 바인더는 PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는, 퀀텀닷 광학 필름.
  6. 제1항에 있어서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 20wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  7. 제1항에 있어서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  8. 제1항에 있어서, 퀀텀닷 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛인, 퀀텀닷 광학 필름.
  9. 제1항에 있어서, 클레이 칩은 유리 플레이크, 운모, 몬모릴로나이트, 활석, 규산칼슘, 규산알루미늄 중 적어도 하나를 포함하는, 퀀텀닷 광학 필름.
  10. 제1항에 있어서, 클레이 칩의 농도는 0.05 내지 10wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  11. 제1항에 있어서, 클레이 칩의 농도는 0.1 내지 5wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  12. 제1항에 있어서, 퀀텀닷은 카드뮴(Cd)을 포함하는, 퀀텀닷 광학 필름.
  13. 제1항에 있어서, Cd의 농도는 0.1 내지 20wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  14. 제1항에 있어서, Cd의 농도는 0.3 내지 8wt%인, 퀀텀닷 광학 필름.
  15. 바인더 및 상기 바인더에 분산된 복수의 퀀텀닷을 포함하는 퀀텀닷 층;
    퀀텀닷 층의 상부 표면 상에 배치되고 복수의 제1 클레이 단편이 분산되어 있는 제1 배리어 필름;
    퀀텀닷 층의 하부 표면 상에 배치되고 복수의 제2 클레이 단편이 분산되어 있는 제2 배리어 필름을 포함하는 퀀텀닷 광학 필름.
  16. 제15항에 있어서, 복수의 확산 입자를 더 포함하는 광학 필름.
  17. 제15항에 있어서, PET(폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함하는 광학 필름.
  18. 제15항에 있어서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 20wt%인, 광학 필름.
  19. 제15항에 있어서, 퀀텀닷 층에서 퀀텀닷의 농도는 0.05 내지 8wt%인, 광학 필름.
  20. 제15항에 있어서, 광학 필름의 두께는 25 내지 350㎛인 광학 필름.
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