WO2016186280A1 - 광학 필름, 이의 제조 방법 및 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 소자 - Google Patents

광학 필름, 이의 제조 방법 및 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 소자 Download PDF

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WO2016186280A1
WO2016186280A1 PCT/KR2015/013174 KR2015013174W WO2016186280A1 WO 2016186280 A1 WO2016186280 A1 WO 2016186280A1 KR 2015013174 W KR2015013174 W KR 2015013174W WO 2016186280 A1 WO2016186280 A1 WO 2016186280A1
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polymer
barrier layer
layer
optical film
organic
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PCT/KR2015/013174
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이대규
김보선
이은화
이준우
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삼성에스디아이 주식회사
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00—Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/28—Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising synthetic resins not wholly covered by any one of the sub-groups B32B27/30 - B32B27/42
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors

Definitions

  • An optical film a method for manufacturing the same, and a backlight unit and an element including the optical film.
  • Liquid crystal displays unlike plasma display panels (PDPs) and field emission displays (FEDs) that emit light, do not emit light to form images.
  • the backlight unit for the liquid crystal display device uses a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) as a light source.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • a backlight unit using three color LEDs as a light source has been developed, and a backlight using the three color LED as a light source can be applied to a high quality display device because it can reproduce high color purity.
  • the price is very expensive compared to the backlight unit using a cold cathode fluorescent lamp as a light source.
  • a white LED is being developed that converts light emitted from a single color LED chip into white light and emits it.
  • Such white LEDs can secure economic feasibility, but have a problem in that color purity and color reproducibility are lower than those of three-color LEDs. Accordingly, in recent years, efforts have been made to use quantum dots in backlight units to improve color reproducibility and color purity, and to secure cost competitiveness.
  • the optical film including the quantum dots includes a barrier layer.
  • the barrier layer is manufactured by depositing an inorganic oxide to form an inorganic oxide layer or applying an inorganic oxide precursor to a substrate and then forming an inorganic oxide layer by a sol-gel process.
  • the deposition process is not economical because it takes a long time and requires expensive equipment and the sol-gel process is not suitable for plastic substrates because it requires a high temperature curing process. Therefore, development of an optical film including a barrier layer capable of securing excellent barrier characteristics is required.
  • One embodiment is to provide an optical film having excellent moisture and gas barrier properties without deteriorating optical properties.
  • Another embodiment is to provide a method of manufacturing the optical film.
  • Yet another embodiment is to provide a backlight unit and a device including the optical film.
  • One embodiment includes a core layer comprising a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein; And an organic / inorganic barrier layer including at least one inorganic barrier layer and at least one organic barrier layer positioned on the core layer, between the core layer and the organic / inorganic barrier layer and outside of the organic / inorganic barrier layer.
  • An optical film comprising a polymer layer including a second polymer on at least one of the surfaces thereof is provided.
  • the optical film may include a core layer including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein;
  • At least one organic barrier layer overlying the core layer
  • At least one inorganic barrier layer on the organic barrier layer At least one inorganic barrier layer on the organic barrier layer
  • It may include a polymer layer including a second polymer located on both sides of the core layer.
  • the optical film may include a core layer including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein;
  • a polymer layer comprising second polymers positioned on both sides of the core layer
  • At least one inorganic barrier layer disposed on the polymer layer
  • It may include at least one organic barrier layer positioned on the inorganic barrier layer.
  • the optical film may include a core layer including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein;
  • a polymer layer comprising second polymers positioned on both sides of the core layer
  • It may include an inorganic barrier layer positioned on the organic barrier layer.
  • the first polymer may be selected from silicone resins, epoxy resins, (meth) acrylate-based resins, polycarbonates, polystyrenes, polyolefins, and combinations thereof, wherein the quantum dots are group II-VI compounds, group III-V compounds, Group IV-VI compounds, group IV elements, group IV compounds, and combinations thereof.
  • the second polymer may be selected from polyester, poly (meth) acrylonitrile, polycarbonate, polyolefin, cyclic olefin polymer (COP), polyimide, and combinations thereof.
  • the inorganic barrier layer may be a silicon oxide (SiO x , 0 ⁇ x ⁇ 3), aluminum oxide (Al x O y , 0 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3), tantalum oxide (Ta x O y , 0 ⁇ x Oxides selected from ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3), titanium oxides (TiO x , 0 ⁇ x ⁇ 3), and combinations thereof.
  • the organic barrier layer may include a polymer selected from a (meth) acrylic resin, an epoxy resin, a urethane resin, a thiol-ene resin, and a combination thereof.
  • the optical film may further include a protective layer positioned at the outermost portion of the optical film.
  • the protective layer may include a polymer selected from polyester, poly (meth) acrylonitrile, polycarbonate, polyolefin, cyclic olefin polymer (cyclic olefin polymer, COP), polyimide, and combinations thereof.
  • the optical film may have irregularities at the outermost portion of the optical film.
  • Another embodiment is to form an inorganic barrier layer by depositing an inorganic oxide on the polymer layer comprising a second polymer, and then applied to the organic barrier layer composition comprising a curable monomer, an initiator and a solvent on the inorganic barrier layer and cured After forming a barrier layer or applying an organic barrier layer composition including a curable monomer, an initiator and a solvent on a polymer layer including a second polymer, curing the organic barrier layer to form an organic oxide layer and depositing an inorganic oxide on the organic barrier layer.
  • an inorganic barrier layer to prepare a barrier film; And transferring the polymer layer, the organic barrier layer, or the inorganic barrier layer existing at the outermost portion of the barrier film to be in contact with both surfaces of the core layer including a plurality of quantum dots dispersed in the first polymer. It provides a method for producing an optical film.
  • the manufacturing method may further include forming a protective layer positioned on the outermost portion of the optical film.
  • the first polymer, the second polymer, the inorganic barrier layer and the protective layer are as described above.
  • the curable monomer may be selected from monomers and combinations thereof, which are cured to provide a (meth) acrylic resin, epoxy resin, urethane resin or thiol-ene resin.
  • the curing may be an ultraviolet curing process or a thermosetting process.
  • Yet another embodiment provides a backlight unit including the optical film.
  • Yet another embodiment provides a device including the backlight unit.
  • a polymer layer, an inorganic barrier layer and an organic barrier layer are formed in multiple layers on the core layer including the quantum dots to compensate for defects in the inorganic barrier layer to form a dense barrier layer, thereby providing an optical film having excellent moisture and gas barrier properties.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to one embodiment.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to another embodiment.
  • FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to another embodiment.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to another embodiment.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to another embodiment.
  • FIG. 6 is a view schematically showing a liquid crystal display device including the optical film according to the embodiment.
  • (meth) acrylate resin means an acrylate resin or methacrylate resin
  • poly (meth) acrylonitrile refers to polyacrylonitrile or polymethacrylonitrile.
  • (Meth) acrylic resin means an acrylic resin or a methacryl resin.
  • One embodiment includes a core layer comprising a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein; And an organic / inorganic barrier layer including at least one inorganic barrier layer and at least one organic barrier layer positioned on the core layer, between the core layer and the organic / inorganic barrier layer and outside of the organic / inorganic barrier layer.
  • An optical film comprising a polymer layer including a second polymer on at least one of the surfaces thereof is provided.
  • the core layer may be positioned in contact with any one of the organic barrier layer and the inorganic barrier layer or the polymer layer of the organic / inorganic barrier layer. In one embodiment, the core layer may be located in contact with the organic barrier layer, and in another embodiment, the core layer may be located in contact with the polymer layer.
  • the organic / inorganic barrier layer may include one or more inorganic barrier layers and one or more organic barrier layers stacked on a core layer, or one or more organic barrier layers and one or more inorganic barrier layers stacked on a core layer. There may be. In addition, the inorganic barrier layer and the organic barrier layer may be laminated alternately with each other.
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to one embodiment and FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an optical film according to another embodiment.
  • 1 is a view illustrating an optical film in which a polymer layer including a second polymer is disposed on an outer surface of an organic / inorganic barrier layer
  • FIG. 2 illustrates that a polymer layer including a second polymer includes a core layer and an organic / inorganic barrier layer. It is a figure which shows the optical film located in between.
  • an optical film 10A includes a core layer 12 including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein; Inorganic barrier layers 16a and 16b positioned on both sides of the core layer 12; Organic barrier layers 18a and 18b positioned on the inorganic barrier layers 16a and 16b; And polymer layers 14a and 14b including second polymers positioned on both surfaces of the organic barrier layers 18a and 18b.
  • an optical film 10B includes a core layer 12 including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein; Polymer layers 14a and 14b including second polymers positioned on both surfaces of the core layer 12; Inorganic barrier layers 16a and 16b positioned on the polymer layers 14a and 14b; And organic barrier layers 18a and 18b positioned on the inorganic barrier layers 16a and 16b.
  • the core layer 12 includes a plurality of quantum dots dispersed in the first polymer.
  • the first polymer is a silicone resin; Epoxy resins; (Meth) acrylate resins; Polycarbonate; polystyrene; Polyolefins such as polyethylene, polypropylene and polyisobutylene; And combinations thereof.
  • the quantum dots may be selected from Group II-VI compounds, Group III-V compounds, Group IV-VI compounds, Group IV elements, Group IV compounds, and combinations thereof.
  • Group II-VI compounds include CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS and combinations thereof; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe, HgZnSe
  • the group III-V compound may be selected from GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, and combinations thereof; Three-element compounds selected from GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP and combinations thereof; And an elemental compound selected from GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, and combinations thereof.
  • the group IV-VI compound is a binary element selected from SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, and combinations thereof; Tri-element compounds selected from SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe, and combinations thereof; And an elemental compound selected from SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, and a combination thereof.
  • the group IV element may be selected from the group consisting of Si, Ge, and mixtures thereof.
  • the Group IV compound may be a two-element compound selected from SiC, SiGe, and combinations thereof.
  • the two-element compound, three-element compound or quaternary compound may be present in the particles at a uniform concentration, or may be present in the same particle divided in part in a different concentration distribution.
  • one semiconductor nanocrystal may have a core / shell structure surrounding another semiconductor nanocrystal. The interface between the core and the shell may have a concentration gradient where the concentration of elements present in the shell decreases toward the center.
  • the quantum dots can have a full width of half maximum (FWHM) of about 45 nm or less, preferably about 40 nm or less, more preferably about 30 nm or less. Within this range, color purity and color reproducibility of the optical films 10A and 10B can be improved.
  • FWHM full width of half maximum
  • the core layer 12 may be formed of two or more layers. For example, it may be formed of a first layer including red quantum dots and a second layer including green quantum dots.
  • the quantum dots may be included in an amount of about 1 wt% to about 20 wt% based on the total weight of the core layer 12.
  • the core layer 12 may have a thickness of about 500 ⁇ m or less, about 350 ⁇ m or less, about 250 ⁇ m or less, or about 50 to about 200 ⁇ m. Within this range, the optical properties of the optical films 10A and 10B can be easily adjusted.
  • Inorganic barrier layers 16a and 16b exist on both surfaces of the core layer 12.
  • the inorganic barrier layers 16a and 16b include silicon oxides (SiO x , 0 ⁇ x ⁇ 3), aluminum oxides (Al x O y , 0 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3), and tantalum oxides (Ta x O y , 0 ⁇ x ⁇ 3, 0 ⁇ y ⁇ 3), titanium oxide (TiO x , 0 ⁇ x ⁇ 3), and combinations thereof.
  • the inorganic barrier layers 16a and 16b may have a thickness of about 1 ⁇ m or less, about 500 nm or less, or about 10 nm to about 200 nm. In this range, the barrier properties can be improved while securing the optical properties of the optical films 10A and 10B.
  • the inorganic barrier layers 16a and 16b may be formed of two or more layers different from each other, and they may include different inorganic oxides.
  • the organic barrier layers 18a and 18b may be selected from (meth) acrylic resins, epoxy resins, urethane resins, thiol-ene resins, and combinations thereof.
  • the organic barrier layers 18a and 18b may have a thickness of about 100 ⁇ m or less, about 50 ⁇ m or less, or about 1 to about 100 ⁇ m. In this range, the barrier properties can be improved while securing the optical properties of the optical films 10A and 10B.
  • the organic barrier layers 18a and 18b may be formed of two or more layers different from each other, and they may include different resins from each other.
  • the organic barrier layers 18a and 18b may provide a dense film by compensating for defects in the inorganic barrier layers 16a and 16b.
  • Polymer layers 14a and 14b including the second polymer are present on the organic barrier layers 18a and 18b.
  • the second polymer may be selected from polyester, poly (meth) acrylonitrile, polycarbonate, polyolefin, cyclic olefin polymer (COP), polyimide, and combinations thereof.
  • the polyester may be selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyvinylacetate and combinations thereof.
  • the cyclic olefin polymer is a cyclic olefin monomer by reacting a cyclic diene compound such as cyclopentene, norbornene, dicyclopentadiene and the like with a chain olefin compound such as ethylene, propylene, butylene, etc.
  • a cyclic diene compound such as cyclopentene, norbornene, dicyclopentadiene and the like
  • a chain olefin compound such as ethylene, propylene, butylene, etc.
  • the polymer layers 14a and 14b may have a thickness of about 100 ⁇ m or less, about 50 ⁇ m or less, or about 1 to about 100 ⁇ m. In this range, the barrier properties can be improved while securing the optical properties of the optical films 10A and 10B.
  • the polymer layers 14a and 14b may be present between the core layer 12 and the inorganic barrier layers 16a and 16b as shown in FIG. 2.
  • the optical films 10A and 10B may have irregularities at the outermost sides. That is, the polymer layers 14a and 14b of FIG. 1 may have irregularities on surfaces that do not contact the organic barrier layers 18a and 18b, and the organic barrier layers 18a and 18b of FIG. 2 may be inorganic barrier layers 16a and 16b. ) May have irregularities on the surface that do not contact.
  • the polymer layers 14a and 14b or the organic barrier layers 18a and 18b formed on the uneven surface may serve to diffuse light emitted from the LED light source.
  • the optical film 20 may further include protective layers 22a and 22b positioned on the organic barrier layers 18a and 18b of the optical film 10B of FIG. 2.
  • the protective layers 22a and 22b may be further disposed on the polymer layers 14a and 14b of the optical film 10A of FIG. 1.
  • the protective layers 22a and 22b may include polymers different from the polymer layers 14a and 14b.
  • the protective layers 22a and 22b may include a polymer selected from polyester, poly (meth) acrylonitrile, polycarbonate, polyolefin, cyclic olefin polymer (COP), polyimide, and combinations thereof. Can be.
  • the polyester may be selected from polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyvinylacetate and combinations thereof.
  • the cyclic olefin polymer is a cyclic olefin monomer by reacting a cyclic diene compound such as cyclopentene, norbornene, dicyclopentadiene and the like with a chain olefin compound such as ethylene, propylene, butylene, etc.
  • a cyclic diene compound such as cyclopentene, norbornene, dicyclopentadiene and the like
  • a chain olefin compound such as ethylene, propylene, butylene, etc.
  • the protective layers 22a and 22b may have a thickness of about 50 ⁇ m or less, about 40 ⁇ m or less, or about 10 to about 40 ⁇ m. In this range, the barrier properties can be improved while securing the optical properties of the optical films 10A and 10B.
  • the protective layers 22a and 22b may have irregularities on surfaces that do not contact the organic barrier layers 18a and 18b.
  • the protective layers 22a and 22b formed on the uneven surface may serve to diffuse light emitted from the LED light source.
  • FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an optical film 30 according to another embodiment.
  • an optical film 30 includes a core layer 12 including a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein; Polymer layers 14a and 14b including second polymers positioned on both surfaces of the core layer 12; Organic barrier layers 18a and 18b positioned on the polymer layers 14a and 14b; And inorganic barrier layers 16a and 16b positioned on the organic barrier layers 18a and 18b.
  • FIG. 4 an optical film is shown in which the polymer layers 14a and 14b are positioned between the core layer 12 and the organic barrier layers 18a and 18b, but the polymer layers 14a and 14b are inorganic barrier layers 16a. , 16b).
  • the core layer 12, the polymer layers 14a and 14b, the organic barrier layers 18a and 18b, and the inorganic barrier layers 16a and 16b are as described above.
  • the inorganic barrier layers 16a and 16b may have irregularities on surfaces that do not contact the organic barrier layers 18a and 18b.
  • the inorganic barrier layers 16a and 16b formed on the uneven surface may serve to diffuse light emitted from the LED light source.
  • the optical film 40 may further include protective layers 22a and 22b positioned on the inorganic barrier layers 16a and 16b.
  • the protective layers 22a and 22b are the same as those described with reference to FIG. 3.
  • the protective layers 22a and 22b may have irregularities on surfaces that do not contact the inorganic barrier layers 16a and 16b.
  • the protective layers 22a and 22b formed on the uneven surface may serve to diffuse light emitted from the LED light source.
  • optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40 will be described.
  • the curable monomer, the initiator, and the solvent are included on the inorganic barrier layers 16a and 16b.
  • the core layer 12 including the polymer layer 14a, 14b, the organic barrier layer 18a, 18b, or the inorganic barrier layer 16a, 16b of the barrier film includes a first polymer and a plurality of quantum dots dispersed therein.
  • the optical films 10A, 10B, and 30 may be manufactured by transferring so as to be in contact with both surfaces of the "
  • the curable monomer may be a photocurable monomer or a combination thereof that cures to provide a (meth) acrylic resin (acrylic resin or methacryl resin), an epoxy resin, a urethane resin, or a thiol-ene resin.
  • monomers providing (meth) acrylic resins include isobornyl (meth) acrylates, isooctyl (meth) acrylates, lauryl (meth) acrylates, benzoyl (meth) acrylates and norbornyls.
  • the monomers may be used alone or in combination of two or more thereof.
  • the thiol-ene resin may be prepared using a monomer including at least one thiol group at a terminal and a monomer including at least one carbon-carbon unsaturated bond at a terminal.
  • Examples of the monomer containing at least one thiol group at the terminal include pentaerythritol tetrakis (3-mercaptoacetate), trimethylol propane tri 3-mercapto propionate, and pentaerythritol tetrakis (3-mercaptopropionate). And di pentaerythritol hexa 3-mercaptopropionate.
  • Examples of the monomer including at least one carbon-carbon unsaturated bond at the terminal are 2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine (2,4,6-triallyloxy-1,3,5- triazine), pentaerythritol allyl ether, 1,3,5-triallyl-1,3,5-triazine-2,4,6 trione, and the like. Also monomers providing the above-mentioned (meth) acrylic resins can be used.
  • the initiator may be a photocurable initiator or a thermosetting initiator. Specific examples include 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, 2-methyl-1 (4- (methylthio) phenyl) -2-morpholinyl-1-propane, hydroxyketone, benzophenone, benzyldimethyl ketone, 2- Hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propane-1-one, bisacylphosphineoxide, diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phosphine oxide and phosphine oxide phenylbis (2,3, 6-trimethylbenzoyl) may be used, but is not limited thereto.
  • the initiator may be used in about 0.1 to about 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the monomer.
  • the solvent is 2-methoxyethanol, isopropyl alcohol, N, N-dimethylacetamide (DMAc, N, N-dimethylacetamide), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP, N-methyl-2-pyrrolidone ), Tetrahydrofuran (THF, tetrahydrofuran), N, N-dimethylformamide (DMF, N, N-dimethylformamide), toluene, xylene, methyl ethyl ketone or these It may include, but is not limited to.
  • the organic barrier layer composition may further include a leveling improving additive as necessary.
  • the organic barrier layer composition may be applied to the substrate by spin coating, screen printing, gravure printing, die coating, or the like.
  • the curing may be an ultraviolet curing process or a thermosetting process.
  • Protective layers 22a and 22b may be further formed at the outermost portions of the optical films 10A, 10B and 30.
  • the first polymer, the second polymer, the inorganic barrier layer and the protective layer are as described in the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40.
  • the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40 may be used in the backlight unit BLU of the liquid crystal display device.
  • FIG. 6 is a schematic view of a liquid crystal display device including the optical film.
  • the liquid crystal display apparatus 100 includes a backlight unit 101 and a liquid crystal panel 500 that forms an image of a predetermined color using white light emitted from the backlight unit 101.
  • the backlight unit 101 includes a light emitting diode (LED) light source 110, an optical film 10A, 10B, 20, 30, and 40 for converting light emitted from the light source 110 into white light, and the light source. And a light guide plate 120 for guiding the light emitted from the 110 to the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40.
  • the light source 110 is composed of a plurality of LED chips emitting light of a predetermined wavelength.
  • the light source 110 may be an LED light source emitting blue light or an LED light source emitting ultraviolet light. In FIG. 3, the light source 110 is illustrated to be located at the side surface, but may be positioned below the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40.
  • a reflector (not shown) may be further disposed on the lower surface of the light guide plate 120.
  • the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40 are positioned to be spaced apart from the light source 110 by a predetermined distance, and convert light emitted from the light source 110 into white light to be emitted toward the liquid crystal panel 500. It acts as a light converting layer.
  • a diffuser plate, a prism sheet, a microlens sheet, and a brightness enhancing film eg, a double brightness enhancer (DBEF) on the optical films 10A, 10B, 20, 30, and 40. At least one film selected from film)) may be further positioned.
  • DBEF double brightness enhancer
  • the optical film 10A, 10B, 20, 30, 40 may be disposed between at least two films selected from a light guide plate, a diffusion plate, a prism sheet, a microlens sheet, and a brightness enhancement film (eg, a dual brightness enhancement film). It may be located.
  • a brightness enhancement film eg, a dual brightness enhancement film
  • optical films 10A, 10B, 20, 30, 40 and the other films mentioned above may also be placed in contact with each other or may be spaced apart.
  • the white light emitted from the backlight unit 101 is incident toward the liquid crystal panel 500.
  • the liquid crystal panel 500 forms an image of a predetermined color using white light incident from the backlight unit 101.
  • the liquid crystal panel 500 may have a structure in which the first polarizing plate 501, the liquid crystal layer 502, the second polarizing plate 503, and the color filter 504 are sequentially arranged.
  • the white light emitted from the backlight unit 101 passes through the first polarizing plate 501, the liquid crystal layer 502, and the second polarizing plate 503, and the white light thus transmitted is incident on the color filter 504 to provide a predetermined color. Will form an image.
  • Silicon oxide (SiO) was deposited on a 75 ⁇ m polyethylene terephthalate (PET) film (T910-E manufactured by Mitsubishi, Inc.) by a high frequency heating method to form an inorganic barrier layer having a thickness of about 30 nm by using SiO x (0 ⁇ x ⁇ 3). Formed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the organic barrier layer composition was coated with a Meyor Bar on an inorganic barrier layer and UV cured at 1500 mJ / cm 2 in a metal halide lamp to form a 20 ⁇ m organic barrier layer to prepare a barrier film.
  • Silicon oxide (SiO) was deposited on a 75 ⁇ m polyethylene terephthalate (PET) film (T910-E manufactured by Mitsubishi, Inc.) by a high frequency heating method to form an inorganic barrier layer having a thickness of about 30 nm by using SiO x (0 ⁇ x ⁇ 3). Formed.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the organic barrier layer composition was coated with a Meyor Bar on an inorganic barrier layer, covered with a 50 ⁇ m polyethylene terephthalate (PET) film (Mitsubishi Co., Ltd. T910-E50), and UV cured at 1500 mJ / cm 2 in a metal halide lamp to 20 ⁇ m organic
  • PET polyethylene terephthalate
  • a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the organic barrier layer composition was prepared as follows: 50 g of Bruno Bock 4T (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptoacetate)) and Aldrich MEHQ 500 ppm was stirred at 500 rpm for 30 minutes. 40 g of HBSQ2052, a multifunctional arylate of Arakawa, 0.5 g of Irgacure 754 from BASF, and 0.5 g of TPO-L were mixed and stirred at 500 rpm for 30 minutes to prepare an organic barrier layer composition.
  • the organic barrier layer composition was prepared as follows: 50 g of Bruno Bock 4T (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptoacetate)) and Aldrich MEHQ 500 ppm was stirred at 500 rpm for 30 minutes. 40 g of HBSQ2052, a multifunctional arylate of Arakawa, 0.5 g of Irgacure 7
  • a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1, except that the organic barrier layer composition was prepared as follows: 50 g of Bruno Bock 4T (pentaerythritol tetrakis (3-mercaptoacetate)) and Aldrich MEHQ 500 ppm was stirred at 500 rpm for 30 minutes. 10 g of Pentaerythritol triacrylate (PETA) from Miwon Corporation, 0.5 g of Irgacure 754 from BASF, and 0.5 g of TPO-L were mixed and stirred at 500 rpm for 30 minutes to prepare an organic barrier layer composition.
  • PETA Pentaerythritol triacrylate
  • Irgacure 754 from BASF
  • TPO-L 0.5 g of TPO-L
  • An organic barrier layer composition was prepared as follows and a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount of ultraviolet light was changed to 500 mJ / cm 2 : Ciba Specialty Chemical Inc as a polymerization initiator. 3g of Igacure 184 of the company) and 25.0g of 2-methoxyethanol (MCS) as a solvent were mixed.
  • An organic barrier layer composition was prepared as follows and a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount of ultraviolet light was changed to 500 mJ / cm 2 : Ciba Specialty Chemical Inc as a polymerization initiator. 3 parts by weight of Igacure 184 Co., Ltd.) and 30.0 parts by weight of 2-methoxyethanol (MCS) as a solvent were mixed.
  • DPHA dipentaerythritol hexaacrylate
  • M340 which is pentaerythritol triacrylate (PETA) 15.0 parts by weight and 20.0 parts by weight of A-TMPT-3EO
  • PETA pentaerythritol triacrylate
  • IPA isopropyl alcohol
  • An organic barrier layer composition was prepared as follows and a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount of ultraviolet light was changed to 500 mJ / cm 2 : Ciba Specialty Chemical Inc as a polymerization initiator. 3 parts by weight of Irgacure 184 Co., Ltd.) and 20.0 parts by weight of 2-methoxyethanol (MCS) as a solvent were mixed.
  • An organic barrier layer composition was prepared as follows and a barrier film was prepared in the same manner as in Preparation Example 1 except that the amount of ultraviolet light was changed to 500 mJ / cm 2 : Sanshin Chemical Inc. as a cationic initiator.
  • 0.6 parts by weight of Antimony aromatic sulfonium salt and 20.0 parts by weight of 2-methoxyethanol (MCS) as a solvent were mixed.
  • IPA isopropyl alcohol
  • 0.2 parts by weight of BIC 306 (BYK 306), a polyether modified polydimethyl siloxane of BYK Chemie was prepared as a leveling improving additive to prepare an organic barrier layer composition.
  • Silicon oxide (SiO) was deposited on a 75 ⁇ m polyethylene terephthalate (PET) film (T910-E manufactured by Mitsubishi, Inc.) by a high frequency heating method to form an inorganic barrier layer having a thickness of about 30 nm by using SiO x (0 ⁇ x ⁇ 3). To form a barrier film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • Silicon oxide (SiO) was deposited on a 75 ⁇ m polyethylene terephthalate (PET) film (T910-E manufactured by Mitsubishi Co., Ltd.) by a high frequency heating method to form an inorganic barrier layer having a thickness of about 100 nm by using a deposition layer of SiO x (0 ⁇ x ⁇ 3). To form a barrier film.
  • PET polyethylene terephthalate
  • a quantum dot-containing coating liquid (Ecoflux, Nanodot 520) was injected into the organic barrier layer of the barrier film prepared in Preparation Example 1 to form a coating layer having a thickness of 100 ⁇ m and contacted with the organic barrier layer.
  • Spacer Spacer
  • a quantum dot-containing coating liquid (Ecoflux, Nanodot 520) into the barrier film 50 ⁇ m PET layer prepared in Preparation Example 2 to form a coating layer of 100 ⁇ m quantum dot, and contact with the PET layer Cover the barrier film made in Preparation Example 2 on the other side of the coating layer which is not in contact with the PET layer, and adjust the spacer to UV-curve the quantum dot-containing coating layer at 700 mJ / cm 2 using a metal halide lamp.
  • a quantum dot-containing coating liquid Escoflux, Nanodot 520
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 3 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 4 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 5 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 6 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 8 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 9 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • An optical film was produced in the same manner as in Example 1 except that the barrier film of Preparation Example 10 was used instead of the barrier film of Preparation Example 1.
  • the optical film (sample size: 100 mm x 100 mm) according to Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 2 at 500 hours for 60 hours, the optical film was placed on a blue LED, and Konica Minolta Spectrophotometer CS2000 was used. After 60 storage using the brightness was measured. When the brightness before high temperature storage is 100%, the relative brightness after high temperature storage is shown in Table 1 below.
  • Moisture permeability of the barrier film according to Preparation Examples 1 to 10 was measured according to ASTM F-1249 standard using Aquatran Model1 (manufactured by Mocon, Inc.), and the size of the specimen was 100 mm x 100 mm. The results are shown in Table 1 below.
  • Oxygen Permeability (OTR)
  • Oxygen permeability of the barrier films according to Preparation Examples 1 to 10 was measured by ASTM D-3985 standard using OX-tran 2/21 (manufactured by Mocon, Inc.), and the size of the specimen was 100 mm x 100 mm. The results are shown in Table 1 below.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Example 4 Example 5 Example 6 Luminance after high temperature storage (%) 99.7 100 99.7 99.8 99.9 100 WVTR (g / m 2 -day) 0.2 0.4 0.3 0.4 0.3 0.6 OTR (cc / m 2 -day) 0.04 0.06 0.04 0.05 0.03 0.07 division Example 7
  • Example 8 Example 9
  • Example 10 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Luminance after high temperature storage (%) 100 99.7 100 99.8 85 87 WVTR (g / m 2 -day) 0.4 0.2 0.4 0.4 1.4 1.0 OTR (cc / m 2 -day) 0.06 0.04 0.06 0.05 1.2 0.9
  • the optical film according to Examples 1 to 10 does not deteriorate quantum dot characteristics even at high temperature storage, has excellent water barrier properties and oxygen barrier properties, and excellent film characteristics.
  • 16a, 16b inorganic barrier layer 18a, 18b: organic barrier layer
  • 22a, 22b protective layer 10A, 10B, 20, 30, 40: optical film
  • liquid crystal display device 101 backlight unit
  • liquid crystal panel 501 first polarizing plate
  • liquid crystal layer 503 second polarizing plate

Abstract

제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층; 및 상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층과 적어도 하나의 유기 배리어층을 포함하는 유/무기 배리어층을 포함하고, 상기 코어층과 유/무기 배리어층 사이 및 유/무기 배리어층의 외표면 중 적어도 하나에 제2 고분자를 포함하는 고분자층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.

Description

광학 필름, 이의 제조 방법 및 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 소자
광학 필름, 이의 제조 방법 및 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 소자에 관한 것이다.
액정 디스플레이 장치(LCD, Liquid Crystal Display)는 발광형 디스플레이 장치인 플라즈마 디스플레이 패널(PDP, Plasma Display Panel), 전계방출 디스플레이 장치(FED, Field Emission Display) 등과 달리 그 자체가 발광하여 화상을 형성하지 못하고 외부로부터 빛이 입사되어 화상을 형성하는 수광형 디스플레이 장치이다. 따라서, 액정 디스플레이 장치는 그 배면에 빛을 출사시키는 백라이트 유닛(backlight unit)이 위치한다.
액정 디스플레이 장치용 백라이트 유닛은 광원으로서 냉음극 형광램프(CCFL, Cold Cathode Fluorescent Lamp)가 사용되었다. 그러나, 이러한 냉음극 형광램프를 광원으로 사용하는 경우에는 액정 디스플레이 장치가 대형화할수록 휘도의 균일성을 확보하기가 어렵고, 색순도가 떨어진다는 문제점이 있다.
최근에는 삼색 발광다이오드(three color LEDs)를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛이 개발되고 있는데, 이러한 삼색 LED를 광원으로 사용하는 백라이트는 높은 색순도를 재현할 수 있어 고품질의 디스플레이 장치에 응용될 수 있다. 그러나, 냉음극 형광램프를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛과 비교하여 가격이 매우 비싸다는 단점이 있다. 이러한 단점을 극복하기 위하여, 단일 색상의 LED 칩으로부터 나오는 빛을 백색광으로 전환하여 출사시키는 백색 LED가 개발되고 있다.
이러한 백색 LED는 경제성을 확보할 수는 있으나, 삼색 LED에 비하여 색순도 및 색재현성이 낮다는 문제점이 있다. 이에 따라, 최근에는 색재현성 및 색순도를 향상시킬 수 있고, 가격 경쟁력을 확보하기 위하여 양자점을 백라이트 유닛에 사용하기 위한 노력이 시도되고 있다.
양자점은 산소 등에 매우 취약하므로 양자점을 포함하는 광학 필름은 배리어층을 포함한다. 이러한 배리어층은 무기 산화물을 증착하여 무기 산화물 층을 형성하거나 무기 산화물 전구체를 기재에 도포한 후 졸-겔 공정으로 무기 산화물 층을 형성하여 제조되고 있다. 그러나 증착 공정은 오랜 시간이 소요되고 고가의 장비를 필요로 하므로 경제적이지 못하고 졸-겔 공정은 고온의 경화 공정을 필요로 하기 때문에 플라스틱 기재에 적합하지 않다. 따라서 우수한 배리어 특성을 확보할 수 있는 배리어층이 포함된 광학 필름에 대한 개발이 요청된다.
일 구현예는 광학 특성이 저하되지 않으면서 수분 및 가스 차단성이 우수한 광학 필름을 제공하기 위한 것이다.
다른 구현예는 상기 광학 필름의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.
또 다른 구현예는 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛 및 소자를 제공하기 위한 것이다.
일 구현예는 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층; 및 상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층과 적어도 하나의 유기 배리어층을 포함하는 유/무기 배리어층을 포함하고, 상기 코어층과 유/무기 배리어층 사이 및 유/무기 배리어층의 외표면 중 적어도 하나에 제2 고분자를 포함하는 고분자층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.
상기 광학 필름은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 유기 배리어층;
상기 유기 배리어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층; 및
상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층을 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층;
상기 고분자층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층; 및
상기 무기 배리어층 위에 위치하는 적어도 하나의 유기 배리어층을 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층;
상기 고분자층 위에 위치하는 유기 배리어층; 및
상기 유기 배리어층 위에 위치하는 무기 배리어층을 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자는 실리콘 수지, 에폭시 수지, (메트)아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀 및 이들의 조합에서 선택될 수 있고, 상기 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 제2 고분자는 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 무기 배리어층은 규소 산화물(SiOx, 0<x<3), 알루미늄 산화물(AlxOy, 0<x<3, 0<y<3), 탄탈륨 산화물(TaxOy, 0<x<3, 0<y<3), 티타늄 산화물(TiOx, 0<x<3) 및 이들의 조합에서 선택되는 산화물을 포함할 수 있다.
상기 유기 배리어층은 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 티올-엔(thiol-ene) 수지 및 이들의 조합에서 선택되는 고분자를 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 광학 필름의 최외각에 위치하는 보호층을 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택되는 고분자를 포함할 수 있다.
상기 광학 필름은 광학 필름의 최외각에 요철을 가질 수 있다.
다른 구현예는 제2 고분자를 포함하는 고분자층 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층을 형성한 후 상기 무기 배리어층 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층을 형성하거나, 제2 고분자를 포함하는 고분자층 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층을 형성한 후 상기 유기 배리어층 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하고; 상기 배리어 필름의 최외각에 존재하는 고분자층, 유기 배리어층 또는 무기 배리어층이, 제1 고분자에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층의 양면에 접촉하여 위치하도록 전사하는 공정;을 포함하는 광학 필름의 제조방법을 제공한다.
상기 제조방법은 광학 필름의 최외각에 위에 위치하는 보호층을 형성하는 공정을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 고분자, 제2 고분자, 무기 배리어층 및 보호층은 상기에서 설명된 바와 같다.
상기 경화형 모노머는 경화하여 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 또는 티올-엔(thiol-ene) 수지를 제공하는 모노머 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 경화는 자외선 경화공정 또는 열경화 공정일 수 있다.
또 다른 구현예는 상기 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.
또 다른 구현예는 상기 백라이트 유닛을 포함하는 소자를 제공한다.
기타 본 발명의 구현예들은 이하의 상세한 설명에 포함되어 있다.
양자점을 포함하는 코어층 위에 고분자층, 무기 배리어층 및 유기 배리어층이 다층으로 형성되어 무기 배리어층의 결함을 보상하여 치밀한 배리어층을 형성함으로써 수분 및 가스 차단성이 우수한 광학 필름을 제공할 수 있다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다.
도 2는 다른 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다.
도 3은 또 다른 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다.
도 4는 또 다른 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다.
도 5는 또 다른 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다.
도 6은 상기 구현예에 따른 광학 필름을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 구현예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다.
층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, "조합"이란 혼합, 공중합 또는 적층을 의미한다.
본 명세서에서 특별한 언급이 없는 한, (메트)아크릴레이트계 수지는 아크릴레이트계 수지 또는 메타크릴레이트계 수지를 의미하며, 폴리(메트)아크릴로니트릴은 폴리아크릴로니트릴 또는 폴리메타아크릴로니트릴을 의미하고, (메트)아크릴 수지는 아크릴 수지 또는 메타크릴 수지를 의미한다.
일 구현예는 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층; 및 상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층과 적어도 하나의 유기 배리어층을 포함하는 유/무기 배리어층을 포함하고, 상기 코어층과 유/무기 배리어층 사이 및 유/무기 배리어층의 외표면 중 적어도 하나에 제2 고분자를 포함하는 고분자층을 포함하는 광학 필름을 제공한다.
상기 코어층은 유/무기 배리어층의 유기 배리어층 및 무기 배리어층 중 어느 하나 또는 고분자층과 접촉하여 위치할 수 있다. 일 구현예에서, 상기 코어층은 유기 배리어층과 접촉하여 위치할 수 있으며, 다른 구현예에서, 상기 코어층은 고분자층과 접촉하여 위치할 수 있다. 상기 유/무기 배리어층은 코어층을 기준으로 1층 이상의 무기 배리어층과 1층 이상의 유기 배리어층이 적층되어 있거나 코어층을 기준으로 1층 이상의 유기 배리어층과 1층 이상의 무기 배리어층이 적층되어 있을 수 있다. 또한 무기 배리어층과 유기 배리어층이 서로 교대로 적층되어 있을 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 일 구현예에 따른 광학 필름을 상세히 설명한다.
도 1은 일 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이고 도 2는 다른 구현예에 따른 광학 필름의 개략적 단면도이다. 도 1은 제2 고분자를 포함하는 고분자층이 유/무기 배리어층의 외표면에 위치한 광학 필름을 도시한 도면이고, 도 2는 제2 고분자를 포함하는 고분자층이 코어층과 유/무기 배리어층 사이에 위치한 광학 필름을 도시한 도면이다.
도 1을 참고하면, 일 구현예에 따른 광학 필름(10A)은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층(12); 상기 코어층(12)의 양면에 위에 위치하는 무기 배리어층(16a, 16b); 상기 무기 배리어층(16a, 16b) 위에 위치하는 유기 배리어층(18a, 18b); 및 유기 배리어층(18a, 18b)의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층(14a, 14b)을 포함한다.
도 2를 참고하면, 일 구현예에 따른 광학 필름(10B)은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층(12); 상기 코어층(12)의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층(14a, 14b); 상기 고분자층(14a, 14b) 위에 위치하는 무기 배리어층(16a, 16b); 및 상기 무기 배리어층(16a, 16b) 위에 위치하는 유기 배리어층(18a, 18b)을 포함한다.
상기 코어층(12)은 제1 고분자에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함한다. 상기 제1 고분자는 실리콘 수지; 에폭시 수지; (메트)아크릴레이트계 수지; 폴리카보네이트; 폴리스티렌; 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리이소부틸렌 등의 폴리올레핀; 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다. 상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 조합에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 조합에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 조합에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 조합에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP 및 이들의 조합에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 조합에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 조합에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 조합에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 조합에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV족 원소로는 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV족 화합물로는 SiC, SiGe 및 이들의 조합에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
이 때, 상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다. 또한 하나의 반도체 나노결정이 다른 반도체 나노결정을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다.
상기 양자점은 약 45nm 이하, 좋게는 약 40nm 이하, 더욱 좋게는 약 30nm 이하의 발광파장 스펙트럼의 반치폭(full width of half maximum (FWHM))을 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다.
상기 코어층(12)은 2개 이상의 층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어 적색 양자점을 포함하는 제1 층 및 녹색 양자점을 포함하는 제2층으로 형성될 수도 있다.
상기 양자점은 코어층(12) 총 중량에 대하여 약 1 내지 약 20 중량%로 포함될 수 있다.
상기 코어층(12)은 약 500 ㎛ 이하, 약 350 ㎛ 이하, 약 250 ㎛ 이하, 또는 약 50 내지 약 200 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 광학 특성을 용이하게 조절할 수 있다.
상기 코어층(12)의 양면에 무기 배리어층(16a, 16b)이 존재한다. 상기 무기 배리어층(16a, 16b)은 규소 산화물(SiOx, 0<x<3), 알루미늄 산화물(AlxOy, 0<x<3, 0<y<3), 탄탈륨 산화물(TaxOy, 0<x<3, 0<y<3), 티타늄 산화물(TiOx, 0<x<3) 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 무기 배리어층(16a, 16b)은 약 1 ㎛ 이하, 약 500 nm 이하 또는 약 10 nm 내지 약 200 nm의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 광학 특성을 확보하면서 배리어 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 무기 배리어층(16a, 16b)은 서로 상이한 2층 이상의 층으로 이루어질 수 있으며 이들은 서로 상이한 무기 산화물을 포함할 수 있다.
상기 유기 배리어층(18a, 18b)은 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 티올-엔(thiol-ene) 수지 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 유기 배리어층(18a, 18b)은 약 100 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하 또는 약 1 내지 약 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 광학 특성을 확보하면서 배리어 특성을 향상시킬 수 있다. 상기 유기 배리어층(18a, 18b)은 서로 상이한 2층 이상의 층으로 이루어질 수 있으며 이들은 서로 상이한 수지를 포함할 수 있다.
상기 유기 배리어층(18a, 18b)은 상기 무기 배리어층(16a, 16b)의 결함(defects)을 보상하여 치밀한 막을 제공할 수 있다.
상기 유기 배리어층(18a, 18b) 위에 상기 제2 고분자를 포함하는 고분자층(14a, 14b)이 존재한다. 상기 제2 고분자는 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리비닐아세테이트 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 상기 고리형 올레핀 고분자는 고리형 디엔 화합물, 예를 들어 사이클로펜텐, 노보넨(norbornene), 디사이클로펜타디엔 등과 사슬형 올레핀 화합물, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등을 반응시켜 고리형 올레핀 단량체를 제조하고, 이 고리형 올레핀 단량체를 중합하여 얻은 고분자를 의미한다.
상기 고분자층(14a, 14b)은 약 100 ㎛ 이하, 약 50 ㎛ 이하 또는 약 1 내지 약 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 광학 특성을 확보하면서 배리어 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 고분자층(14a, 14b)은 도 2에 도시된 바와 같이 코어층(12)과 무기 배리어층(16a, 16b) 사이에 존재할 수도 있다.
상기 광학 필름(10A, 10B)은 최외각에 요철을 가질 수 있다. 즉 도 1의 고분자층(14a, 14b)은 유기 배리어층(18a, 18b)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있으며 도 2의 유기 배리어층(18a, 18b)은 무기 배리어층(16a, 16b)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있다. 상기 요철이 표면에 형성된 고분자층(14a, 14b) 또는 유기 배리어층(18a, 18b)은 LED 광원에서 출사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
도 3은 다른 구현예에 따른 광학 필름(20)의 개략적 단면도이다. 상기 광학 필름(20)은 도 2의 광학 필름(10B)의 유기 배리어층(18a, 18b) 위에 위치하는 보호층(22a, 22b)을 더 포함할 수 있다. 마찬가지로 도 1의 광학 필름(10A)의 고분자층(14a, 14b) 위에도 보호층(22a, 22b)이 추가로 위치할 수 있다. 이 경우 상기 보호층(22a, 22b)은 상기 고분자층(14a, 14b)과 서로 상이한 고분자를 포함할 수 있다.
상기 보호층(22a, 22b)은 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택되는 고분자를 포함할 수 있다.
상기 폴리에스테르는 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리부틸렌 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 나프탈레이트, 폴리비닐아세테이트 및 이들의 조합에서 선택될 수 있다.
상기 폴리올레핀으로는 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌 등을 들 수 있다. 상기 고리형 올레핀 고분자는 고리형 디엔 화합물, 예를 들어 사이클로펜텐, 노보넨(norbornene), 디사이클로펜타디엔 등과 사슬형 올레핀 화합물, 예를 들어 에틸렌, 프로필렌, 부틸렌 등을 반응시켜 고리형 올레핀 단량체를 제조하고, 이 고리형 올레핀 단량체를 중합하여 얻은 고분자를 의미한다.
상기 보호층(22a, 22b)은 약 50 ㎛ 이하, 약 40 ㎛ 이하 또는 약 10 내지 약 40 ㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 범위에서 광학 필름(10A, 10B)의 광학 특성을 확보하면서 배리어 특성을 향상시킬 수 있다.
상기 보호층(22a, 22b)은 유기 배리어층(18a, 18b)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있다. 상기 요철이 표면에 형성된 보호층(22a, 22b)은 LED 광원에서 출사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
도 4는 다른 구현예에 따른 광학 필름(30)의 개략적 단면도이다.
도 4를 참고하면, 일 구현예에 따른 광학 필름(30)은 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층(12); 상기 코어층(12)의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층(14a, 14b); 상기 고분자층(14a, 14b) 위에 위치하는 유기 배리어층(18a, 18b); 및 상기 유기 배리어층(18a, 18b) 위에 위치하는 무기 배리어층(16a, 16b)을 포함한다.
도 4에서는 상기 고분자층(14a, 14b)이 코어층(12)과 유기 배리어층(18a, 18b) 사이에 위치하는 광학 필름이 도시되어 있지만 상기 고분자층(14a, 14b)은 무기 배리어층(16a, 16b) 위에 존재할 수도 있다.
상기 코어층(12), 고분자층(14a, 14b), 유기 배리어층(18a, 18b) 및 무기 배리어층(16a, 16b)은 상기에서 설명한 바와 같다.
상기 무기 배리어층(16a, 16b)은 유기 배리어층(18a, 18b)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있다. 상기 요철이 표면에 형성된 무기 배리어층(16a, 16b)은 LED 광원에서 출사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
도 5는 또 다른 구현예에 따른 광학 필름(40)의 개략적 단면도이다. 상기 광학 필름(40)은 무기 배리어층(16a, 16b) 위에 위치하는 보호층(22a, 22b)을 더 포함할 수 있다. 여기에서 상기 보호층(22a, 22b)은 도 3에서 설명된 바와 동일하다.
상기 보호층(22a, 22b)은 무기 배리어층(16a, 16b)과 접촉하지 않는 면에 요철을 가질 수 있다. 상기 요철이 표면에 형성된 보호층(22a, 22b)은 LED 광원에서 출사되는 광을 확산시키는 역할을 수행할 수 있다.
이하에서는 상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)의 제조방법을 설명한다.
제2 고분자를 포함하는 고분자 층(14a, 14b) 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층(16a, 16b)을 형성한 후, 상기 무기 배리어층(16a, 16b) 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층(18a, 18b)을 형성하여 배리어 필름을 제조하거나, 제2 고분자를 포함하는 고분자층(14a, 14b) 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층(18a, 18b)을 형성한 후 상기 유기 배리어층(18a, 18b) 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층(16a, 16b)을 형성하고; 상기 배리어 필름의 고분자층(14a, 14b), 유기 배리어층(18a, 18b) 또는 무기 배리어층(16a, 16b)이, 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층(12)의 양면에 접촉하여 위치하도록 전사하여 광학 필름(10A, 10B, 30)을 제조할 수도 있다.
상기 경화형 모노머는 경화하여 (메트)아크릴 수지(아크릴 수지 또는 메타크릴 수지), 에폭시 수지, 우레탄 수지 또는 티올-엔(thiol-ene) 수지를 제공하는 광경화형 모노머 또는 이들의 조합일 수 있다.
예를 들어 (메트)아크릴 수지를 제공하는 모노머로는 이소보닐(isobornyl) (메트)아크릴레이트, 이소옥틸 (메트)아크릴레이트, 라우릴 (메트)아크릴레이트, 벤조일 (메트)아크릴레이트, 노보닐(norbornyl acrylate) (메트)아크릴레이트, 사이클로헥실(cyclohexyl) (메트)아크릴레이트, n-헥실(n-hexyl) (메트)아크릴레이트, 아다만틸 아크릴레이트, 사이클로펜틸 아크릴레이트 및 이들의 조합에서 선택되는 단관능성 광경화형 모노머; 헥산디올 디(메트)아크릴레이트, 트리사이클로데칸 디메탄올 디(메트)아크릴레이트, 1,10-데칸디올 디(메트)아크릴레이트, 부탄디올 디(메트)아크릴레이트, 네오페닐글리콜 디(메트)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜 디(메트)아크릴레이트, 노닐프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디프로필렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 디에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 테트라트리에틸렌 글리콜 디(메트)아크릴레이트, 에톡시화 디비스페놀에이 디(메트)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜 디(메트)아크릴레이트 등의 이관능성 메트(아크릴레이트), 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트, 펜타에리트리톨 트리(메트)아크릴레이트, 에톡시화 트리메틸올(메트)프로판 트리(메트)아크릴레이트, 에틸렌 옥사이드 부가형 트리메틸올프로판 트리(메트)아크릴레이트(EO-TMPTA), 글리세린 프로필렌옥사이드 부가형 트리(메트)아크릴레이트(PETTA), 에톡시부가형 펜타에리트리톨 테트라(메트)아크릴레이트 및 디펜타에리트리톨 헥사(메트)아크릴레이트(DPHA) 등의 트리(메트)아크릴레이트에서 선택되는 다관능성 광경화형 모노머 등이 사용될 수 있다.
상기 모노머들은 단독으로 사용되거나 2종 이상 혼합하여 사용될 수 있다.
상기 티올-엔(thiol-ene) 수지는 티올기를 말단에 적어도 하나 포함하는 모노머와 탄소-탄소 불포화 결합을 말단에 적어도 하나 포함하는 모노머를 사용하여 제조할 수 있다.
상기 티올기를 말단에 적어도 하나 포함하는 모노머의 예로는 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트), 트리메틸올 프로판 트리 3-머캅토 프로피온네이트, 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피온네이트), 다이 펜타에리트리톨 헥사 3-머캅토프로피온네이트 등을 들 수 있다.
상기 탄소-탄소 불포화 결합을 말단에 적어도 하나 포함하는 모노머의 예로는 2,4,6-트리알릴옥시-1,3,5-트리아진(2,4,6-triallyloxy-1,3,5-triazine), 펜타에리트리톨 알릴 에테르, 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 트리온 등이 있다. 또한 위에서 언급한 (메트)아크릴 수지를 제공하는 모노머가 사용될 수 있다.
상기 개시제는 광경화형 개시제 또는 열경화형 개시제일 수 있다. 구체적인 예로는 1-히드록시사이클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1(4-(메틸티오)페닐)-2-몰포리닐-1-프로판, 히드록시케톤, 벤조페논, 벤질디메틸케톤, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐-프로판-1-온, 비스아실포스핀옥사이드, 디페닐(2,4,6-트리메틸벤조일)-포스핀옥사이드 및 포스핀옥사이드 페닐비스(2,3,6-트리메틸벤조일)에서 선택되는 적어도 하나의 화합물이 사용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 개시제는 상기 모노머 100 중량부에 대하여 약 0.1 내지 약 5 중량부로 사용될 수 있다.
상기 용매는 2-메톡시에탄올, 이소프로필 알코올, N,N-다이메틸아세트아미드(DMAc, N,N-dimethylacetamide), N-메틸-2-피롤리돈(NMP, N-methyl-2-pyrrolidone), 테트라히드로퓨란(THF, tetrahydrofuran), N,N-다이메틸포름아마이드(DMF, N,N-dimethylformamide), 톨루엔(toluene), 자일렌(xylene), 메틸에틸케톤(methyl ethyl ketone) 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 유기 배리어층 조성물은 필요에 따라 레벨링 개선 첨가제를 더 포함할 수 있다.
상기 유기 배리어층 조성물은 스핀코팅, 스크린 프린팅, 그라비어 프린팅(gravure printing), 다이(die) 코팅 등의 방법으로 기재에 도포될 수 있다.
상기 경화는 자외선 경화공정 또는 열경화 공정일 수 있다.
상기 광학 필름(10A, 10B, 30)의 최외각에 보호층(22a, 22b)이 더 형성될 수 있다.
상기 제1 고분자, 제2 고분자, 무기 배리어층 및 보호층은 상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)에서 설명된 바와 같다.
상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)은 액정 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(BLU)에 사용될 수 있다.
이하에서는 도 6을 참조하여 상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 설명한다. 도 6은 상기 광학 필름을 포함하는 액정 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 액정 디스플레이 장치(100)는 백라이트 유닛(101)과 상기 백라이트 유닛(101)으로부터 출사된 백색광을 이용하여 소정 색상의 화상을 형성하는 액정 패널(500)을 포함한다.
상기 백라이트 유닛(101)은 LED(light emitting diode) 광원(110)과, 상기 광원(110)으로부터 출사된 광을 백색광으로 전환시키는 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)과, 상기 광원(110)으로부터 출사된 광을 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)으로 가이드하기 위한 도광판(120)을 포함한다. 여기서, 상기 광원(110)은 소정 파장의 광을 방출하는 다수의 LED 칩으로 구성된다. 상기 광원(110)은 청색광을 방출하는 LED 광원 또는 자외선을 방출하는 LED 광원일 수 있다. 도 3에는 상기 광원(110)이 측면에 위치하도록 도시되어 있으나, 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)의 하부에 위치할 수도 있다.
상기 도광판(120)의 하부면에는 반사판(reflector)(도시되지 않음)이 더 위치할 수 있다.
상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)은 광원(110)으로부터 소정 거리만큼 이격되게 위치하여 상기 광원(110)으로부터 출사된 광을 백색광으로 전환시켜 액정 패널(500) 쪽으로 출사시키는 광전환층(light converting layer)의 역할을 한다.
도 6에는 도시되어 있지 않지만, 상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40) 위에 확산판, 프리즘 시트, 마이크로렌즈 시트 및 휘도 향상 필름(예를 들어 이중 휘도 향상 필름(DBEF(double brightness enhance film)))에서 선택되는 적어도 하나의 필름이 더 위치할 수 있다.
또한 상기 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)은 도광판, 확산판, 프리즘 시트, 마이크로렌즈 시트 및 휘도 향상 필름(예를 들어, 이중 휘도 향상 필름)에서 선택되는 적어도 두 개의 필름 사이에 위치할 수도 있다.
또한 광학 필름(10A, 10B, 20, 30, 40)과 상기 언급된 다른 필름들은 서로 접촉하도록 위치할 수도 있고 이격되게 위치할 수도 있다.
이와 같은 백라이트 유닛(101)으로부터 출사된 백색광은 액정 패널(500) 쪽으로 입사된다. 그리고, 상기 액정 패널(500)은 백라이트 유닛(101)으로부터 입사된 백색광을 이용하여 소정 색상의 화상을 형성하게 된다. 여기서, 상기 액정 패널(500)은 제1 편광판(501), 액정층(502), 제2 편광판(503) 및 컬러 필터(504)가 순차적으로 배치된 구조를 가질 수 있다. 상기 백라이트 유닛(101)으로부터 출사된 백색광은 제1 편광판(501), 액정층(502) 및 제2 편광판(503)을 투과하게 되고, 이렇게 투과된 백색광이 컬러 필터(504)에 입사되어 소정 색상의 화상을 형성하게 된다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 기재한다.　　다만, 하기의 실시예는 본 발명의 바람직한 일 실시예일뿐, 본 발명이 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
(배리어 필름의 제조)
제조예 1
75㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(Mitsubishi社 T910-E) 위에 규소 산화물(SiO)을 고주파 가열 방식으로 증착시켜, 증착층 SiOx(0<x<3) 두께가 약 30nm인 무기 배리어층을 형성하였다.
이와 별도로 Bruno Bock社 4T(펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트), pentaerythritol tetrakis(3-mercaptoacetate)) 50g과 Aldrich社 MEHQ(hydroquinone monomethyl ether) 500ppm을 500rpm으로 30분간 교반한 후 TOT(2,4,6-triallyoxy-1,3,5 triazine) 50g과 BASF社 Irgacure 754 0.5g와 BASF社 TPO-L 0.5g을 첨가한 다음 500rpm으로 30분간 교반하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
무기 배리어층 위에 상기 유기 배리어층 조성물을 Meyor Bar로 코팅하고 Metal Halide 램프에서 1500 mJ/cm2 로 자외선 경화를 하여 20㎛ 유기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하였다.
제조예 2
75㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(Mitsubishi社 T910-E) 위에 규소 산화물(SiO)을 고주파 가열 방식으로 증착시켜, 증착층 SiOx(0<x<3) 두께가 약 30nm인 무기 배리어층을 형성하였다.
이와 별도로 Bruno Bock社 4T(펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트, pentaerythritol tetrakis(3-mercaptoacetate)) 50g과 Aldrich사 MEHQ(hydroquinone monomethyl ether) 500ppm을 500rpm으로 30분간 교반한 후 TOT(2,4,6 triallyloxy-1,3,5 triazine) 50g과 BASF社 Irgacure 754 0.5g와 BASF社 TPO-L 0.5g을 첨가한 다음 500rpm으로 30분간 교반하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
무기 배리어층 위에 상기 유기 배리어층 조성물을 Meyor Bar로 코팅하고 50㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(Mitsubishi社 T910-E50)을 덮고 Metal Halide 램프에서 1500 mJ/cm2 로 자외선 경화를 하여 20㎛ 유기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하였다.
제조예 3
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: Bruno Bock社 4T(펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트)) 50g과 Aldrich社 MEHQ 500ppm을 500rpm으로 30분간 교반하였다. Arakawa社 다관능 아릴레이트인 HBSQ2052 40g과 BASF社 Irgacure 754 0.5g와 TPO-L 0.5g을 혼합하여 500rpm으로 30분간 교반하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
제조예 4
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: Bruno Bock社 4T(펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트)) 50g과 Aldrich社 MEHQ 500ppm을 500rpm으로 30분간 교반하였다. 미원상사의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)인 M340 10g과 BASF社 Irgacure 754 0.5g와 TPO-L 0.5g을 혼합하여 500rpm으로 30분간 교반하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
제조예 5
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조하고 자외선의 광량을 500 mJ/cm2 으로 변경한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: 중합개시제로서 시바스페셜티 케미칼(Ciba Specialty Chemical Inc)社의 이가큐어 184(Irgacure 184) 3g과 용매로서 2-메톡시에탄올(MCS) 25.0g을 혼합하였다. 상기 혼합액에 다관능 아크릴레이트 모노머로 산노푸코(Sanopco Co., Ltd)社의 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 NOPCOMER 4612 10g, 미원상사의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)인 M340 10g 및 에톡시레이티드 트리메틸올 프로판 트리아크릴레이트(TMPT3EOA)인 A-TMPT-3EO 11g를 혼합하여 교반하고 용매로서 이소프로필 알코올(IPA) 39.8g을 혼합하고 교반하였다. 마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)社 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 BYK 306 0.2g을 혼합하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
제조예 6
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조하고 자외선의 광량을 500 mJ/cm2 으로 변경한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: 중합개시제로서 시바스페셜티 케미칼(Ciba Specialty Chemical Inc)社의 이가큐어 184(Irgacure 184) 3 중량부와 용매로서 2-메톡시에탄올(MCS) 30.0 중량부를 혼합하였다. 상기 혼합액에 다관능 아크릴레이트 모노머로 산노푸코(Sanopco Co., Ltd)社의 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA) NOPCOMER 4612 5.0 중량부, 미원상사의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)인 M340 15.0 중량부 및 A-TMPT-3EO 20.0 중량부를 혼합하여 교반하고 용매로서 이소프로필 알코올(IPA) 26.8 중량부를 혼합하고 교반하였다. 마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)社 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 빅 306(BYK 306) 0.2 중량부를 혼합하여 자외선 경화형 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
제조예 7
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조하고 자외선의 광량을 500 mJ/cm2 으로 변경한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: 중합개시제로서 시바스페셜티 케미칼(Ciba Specialty Chemical Inc)社의 이가큐어 184(Irgacure 184) 3중량부와 용매로서 2-메톡시에탄올(MCS) 20.0 중량부를 혼합하였다. 상기 혼합액에 다관능 아크릴레이트 모노머로 산노푸코(Sanopco Co., Ltd)社의 디펜타에리트리톨 헥사아크릴레이트(DPHA)인 NOPCOMER 4612 5.0 중량부, 미원상사의 펜타에리트리톨 트리아크릴레이트(PETA)인 M340 15.0 중량부, 및 A-TMPT-3EO 40.0 중량부를 혼합하여 교반하고 용매로서 이소프로필 알코올(IPA) 16.8 중량부를 혼합하고 교반하였다. 마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)社 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 빅 306(BYK 306) 0.2 중량부를 혼합하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다.
제조예 8
유기 배리어층 조성물을 다음과 같이 제조하고 자외선의 광량을 500 mJ/cm2 으로 변경한 것을 제외하고 상기 제조예 1과 동일한 방법으로 배리어 필름을 제조하였다: 양이온 개시제로서 산신 케미칼(Sanshin Chemical Inc)社의 안티모니 아로마틱 설포늄 솔트(Antimony aromatic sulfonium salt) 0.6 중량부와 용매로서 2-메톡시에탄올(MCS) 20.0 중량부를 혼합하였다. 상기 혼합액에 Cyclo Aliphatic epoxy 수지인 Daicel 社의 CELLOXIDE 2021P 40.0 중량부를 혼합하여 교반하고 용매로서 이소프로필 알코올(IPA) 39.2 중량부를 혼합하고 교반하였다. 마지막으로 레벨링 개선 첨가제로 빅케미(BYK Chemie)社 폴리에테르 변성 폴리디메틸 실록산인 빅 306(BYK 306) 0.2 중량부를 혼합하여 유기 배리어층 조성물을 제조하였다
제조예 9
75㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(Mitsubishi社 T910-E) 위에 규소 산화물(SiO)을 고주파 가열 방식으로 증착시켜, 증착층 SiOx(0<x<3) 두께가 약 30nm인 무기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하였다.
제조예 10
75㎛ 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET) 필름(Mitsubishi사 T910-E) 위에 규소 산화물(SiO)을 고주파 가열 방식으로 증착시켜, 증착층 SiOx(0<x<3) 두께가 약 100nm인 무기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하였다.
실시예 1
제조예 1에서 제조된 배리어 필름의 유기 배리어층에 InP/ZnS 코어/쉘 구조의 양자점 함유 코팅액(에코플럭스社, Nanodot 520)을 주입하여 100㎛ 의 양자점 함유 코팅층을 형성하고 상기 유기 배리어층과 접촉하지 않는 코팅층의 다른 면에 제조예 1에서 만든 배리어 필름의 유기 배리어층이 접촉하도록 덮은 후 스페이서(Spacer)를 조정하여 상기 양자점 함유 코팅층을 Metal Halide 램프를 이용하여 700 mJ/cm2 로 자외선 경화하여 광학 필름을 제작하였다.
실시예 2
제조예 1에서 제조된 배리어 필름의 PET층에 InP/ZnS 코어/쉘 구조의 양자점 함유 코팅액(에코플럭스社, Nanodot 520)을 주입하여 100㎛ 의 양자점 함유 코팅층을 형성하고, 상기 PET층과 접촉하지 않는 코팅층의 다른 면에 제조예 1에 서 만든 배리어 필름의 PET층이 접촉하도록 덮은 후 스페이서를 조정하여 상기 양자점 함유 코팅층을 Metal Halide 램프를 이용하여 700 mJ/cm2 로 자외선 경화하여 광학 필름을 제작하였다.
실시예 3
제조예 2에 제조된 배리어 필름의 75㎛ PET층에 InP/ZnS 코어/쉘 구조의 양자점 함유 코팅액(에코플럭스社, Nanodot 520)을 주입하여 100㎛ 의 양자점 함유 코팅층을 형성하고, 상기 PET층과 접촉하지 않는 코팅층의 다른 면에 제조예 2에 서 만든 배리어 필름의 50㎛ PET층이 접촉하도록 덮은 후 스페이서를 조정하여 상기 양자점 함유 코팅층을 Metal Halide 램프를 이용하여 700 mJ/cm2 로 자외선 경화하여 광학 필름을 제작하였다.
실시예 4
제조예 2에 제조된 배리어 필름 50㎛ PET층에 InP/ZnS 코어/쉘 구조의 양자점 함유 코팅액(에코플럭스社, Nanodot 520)을 주입하여 100㎛ 의 양자점 함유 코팅층을 형성하고, 상기 PET층과 접촉하지 않는 코팅층의 다른 면에 제조예 2에 서 만든 배리어 필름 50㎛ PET층이 접촉하도록 덮은 후 스페이서를 조정하여 상기 양자점 함유 코팅층을 Metal Halide 램프를 이용하여 700 mJ/cm2 로 자외선 경화하여 광학 필름을 제작하였다.
실시예 5
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 3의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
실시예 6
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 4의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
실시예 7
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 5의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
실시예 8
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 6의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
실시예 9
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 7의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 제작하였다.
실시예 10
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 8의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
비교예 1
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 9의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
비교예 2
실시예 1에서 제조예 1의 배리어 필름 대신 제조예 10의 배리어 필름을 사용한 것 외에는 동일하게 광학 필름을 제작하였다.
고온 보관평가
상기 실시예 1 내지 10 및 비교에 1 내지 2에 따른 광학 필름(시편의 크기: 100 mm x 100mm)을 60에 500시간 보관 후, Blue LED 위에 광학 필름을 놓고, 코니카 미놀타社 분광 휘도계 CS2000을 이용하여 60 보관 후 휘도를 측정하였다. 고온 보관 전 휘도를 100%로 할 경우, 고온 보관 후 상대 휘도를 하기 표 1에 기재한다.
수분 투과도(WVTR)
상기 제조예 1 내지 10에 따른 배리어 필름의 수분 투과도는 Aquatran Model1(Mocon社 제조)을 사용하여 ASTM F-1249 규격으로 측정하였으며 시편의 크기는 100 mm x 100mm 이다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
산소 투과도(OTR)
상기 제조예 1 내지 10에 따른 배리어 필름의 산소 투과도는 OX-tran 2/21(Mocon社 제조)을 사용하여 ASTM D-3985 규격으로 측정하였으며, 시편의 크기는 100 mm x 100mm 이다. 그 결과를 하기 표 1에 기재하였다.
구분 실시예 1 실시예 2 실시예 3 실시예 4 실시예 5 실시예 6
고온 보관 후 휘도(%) 99.7 100 99.7 99.8 99.9 100
WVTR(g/m2-day) 0.2 0.4 0.3 0.4 0.3 0.6
OTR(cc/m2-day) 0.04 0.06 0.04 0.05 0.03 0.07
구분 실시예 7 실시예 8 실시예 9 실시예 10 비교예 1 비교예 2
고온 보관 후 휘도(%) 100 99.7 100 99.8 85 87
WVTR(g/m2-day) 0.4 0.2 0.4 0.4 1.4 1.0
OTR(cc/m2-day) 0.06 0.04 0.06 0.05 1.2 0.9
상기 표 1을 참조하면, 실시예 1 내지 10에 따른 광학 필름은 고온 보관 시에도 양자점 특성이 열화되지 않으며, 수분 차단성과 산소 차단성이 우수하고 막 특성이 우수함을 알 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.
<부호의 설명>
12: 코어층 14a, 14b: 고분자층
16a, 16b: 무기 배리어층 18a, 18b: 유기 배리어층
22a, 22b: 보호층 10A, 10B, 20, 30, 40: 광학 필름
100: 액정 디스플레이 장치 101: 백라이트 유닛
110: 광원 120: 도광판
500: 액정 패널 501: 제1 편광판
502: 액정층 503: 제2 편광판
504: 컬러 필터

Claims (21)

  1. 제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층; 및
    상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층과 적어도 하나의 유기 배리어층을 포함하는 유/무기 배리어층을 포함하고,
    상기 코어층과 유/무기 배리어층 사이 및 유/무기 배리어층의 외표면 중 적어도 하나에 제2 고분자를 포함하는 고분자층
    을 포함하는 광학 필름.
  2. 제1항에서,
    상기 광학 필름은
    제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
    상기 코어층 위에 위치하는 적어도 하나의 유기 배리어층;
    상기 유기 배리어층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층; 및
    상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층
    을 포함하는 광학 필름.
  3. 제1항에서,
    상기 광학 필름은
    제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
    상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층;
    상기 고분자층 위에 위치하는 적어도 하나의 무기 배리어층; 및
    상기 무기 배리어층 위에 위치하는 적어도 하나의 유기 배리어층
    을 포함하는 광학 필름.
  4. 제1항에서,
    상기 광학 필름은
    제1 고분자와 여기에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층;
    상기 코어층의 양면에 위치하는 제2 고분자를 포함하는 고분자층;
    상기 고분자층 위에 위치하는 유기 배리어층; 및
    상기 유기 배리어층 위에 위치하는 무기 배리어층
    을 포함하는 광학 필름.
  5. 제1항에서,
    상기 제1 고분자는 실리콘 수지, 에폭시 수지, (메트)아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름.
  6. 제1항에서,
    상기 양자점은 II-VI족 화합물, III-V족 화합물, IV-VI족 화합물, IV족 원소, IV족 화합물 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름.
  7. 제1항에서,
    상기 제2 고분자는 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름.
  8. 제1항에서,
    상기 무기 배리어층은 규소 산화물(SiOx, 0<x<3), 알루미늄 산화물(AlxOy, 0<x<3, 0<y<3), 탄탈륨 산화물(TaxOy, 0<x<3, 0<y<3), 티타늄 산화물(TiOx, 0<x<3) 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름.
  9. 제1항에서,
    상기 유기 배리어층은 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 티올-엔(thiol-ene) 수지 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름.
  10. 제1항에서,
    상기 광학 필름은 최외각에 보호층을 더 포함하는 광학 필름.
  11. 제10항에서,
    상기 보호층은 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택되는 고분자를 더 포함하는 광학 필름.
  12. 제1항에서,
    상기 광학 필름은 최외각에 요철을 가지는 광학 필름.
  13. 제2 고분자를 포함하는 고분자층 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층을 형성한 후 상기 무기 배리어층 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층을 형성하거나 제2 고분자를 포함하는 고분자층 위에 경화형 모노머, 개시제 및 용매를 포함하는 유기 배리어층 조성물을 도포한 후 경화하여 유기 배리어층을 형성한 후 상기 유기 배리어층 위에 무기 산화물을 증착하여 무기 배리어층을 형성하여 배리어 필름을 제조하고;
    상기 배리어 필름의 최외각에 존재하는 고분자층, 유기 배리어층 또는 무기 배리어층이, 제1 고분자에 분산되어 있는 복수의 양자점을 포함하는 코어층의 양면에 접촉하여 위치하도록 전사하는 공정
    을 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  14. 제13항에서,
    상기 제1 고분자는 실리콘 수지, 에폭시 수지, (메트)아크릴레이트계 수지, 폴리카보네이트, 폴리스티렌, 폴리올레핀 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름의 제조방법.
  15. 제13항에서,
    상기 제2 고분자는 폴리에스테르, 폴리(메트)아크릴로니트릴, 폴리카보네이트, 폴리올레핀, 고리형 올레핀 고분자(cyclic olefin polymer, COP), 폴리이미드 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름의 제조방법.
  16. 제13항에서,
    상기 무기 배리어층은 규소 산화물(SiOx, 0<x<3), 알루미늄 산화물(AlxOy, 0<x<3, 0<y<3), 탄탈륨 산화물(TaxOy, 0<x<3, 0<y<3), 티타늄 산화물(TiOx, 0<x<3) 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름의 제조방법.
  17. 제13항에서,
    상기 유기 배리어층은 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지, 티올-엔(thiol-ene) 수지 및 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름의 제조방법.
  18. 제13항에서,
    상기 제조방법은 광학 필름의 최외각 보호층을 더 형성하는 공정을 더 포함하는 광학 필름의 제조방법.
  19. 제13항에서,
    상기 경화형 모노머는 경화하여 (메트)아크릴 수지, 에폭시 수지, 우레탄 수지 또는 티올-엔(thiol-ene) 수지를 제공하는 모노머 또는 이들의 조합에서 선택되는 광학 필름의 제조방법.
  20. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 따른 광학 필름을 포함하는 백라이트 유닛.
  21. 제1항 내지 제12항 중 어느 하나의 항에 따른 광학 필름을 포함하는 소자.
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