Quantum dot displays have become very popular in the display market in recent years. Quantum dot, a semiconductor nanocrystal, can selectively emit light of a desired wavelength across visible light by controlling the radius of the nanocrystal. Because of these characteristics, Quantum dot is attracting attention as a color conversion material for next generation display materials and lighting. There are three ways in which quantum dot can be applied to a light emitting diode: on-chip type, edge type, and film type. Currently, film type is being studied most actively. In the case of a film type, a thin film or sheet can be produced by dispersing a quantum dot in a transparent polymer resin and curing it. As the method used at this time, there is a coating method such as spin coating and drop casting. In a recent study, a method of adding inorganic oxide particles such as alumina or silica or polymer particles such as polymethylmethacrylate as a scattering agent into a film has been reported to increase the light extraction efficiency of the quantum dot film. However, the complexity of the process due to the additional process and lowering of the uniformity of the luminous efficiency due to the coagulation phenomenon have been raised.
In this study, quantum dots were prepared by impregnating dispersed siloxane resin into glass-fabric and curing it together to produce a film having excellent optical, thermal and mechanical properties. In the original study, inorganic oxide particles or polymer particles were added to increase the light extraction efficiency. However, there was a problem that not only the aggregation phenomenon but also the quantum dot could not be uniformly dispersed in the matrix. However, the glass fiber reinforced organic-inorganic composite hybrid film impregnated with glass-fabric can exhibit an even luminous distribution through the glass-fabric and can easily scatter light within the film due to the haze due to the difference in refractive index between the glass-fabric and the siloxane matrix. So that the luminous efficiency can be increased. The quantum dot glass-fabric reinforced hybrid film thus produced is expected to be used as a color conversion material for next-generation displays and lighting due to its excellent mechanical, thermal and optical properties.
최근 디스플레이 시장에서 퀀텀닷 디스플레이는 아주 큰 인기를 끌고 있다. 반도체 나노결정인 퀀텀닷은 나노결정의 반지름을 조절함으로써 가시광선 전역에서 원하는 파장의 빛을 선택적으로 발광시킬 수 있다. 이러한 특성 덕분에, 퀀텀닷은 차세대 디스플레이 소재 및 조명의 색변환체로 주목받고 있다. 퀀텀닷이 발광 다이오드에 적용될 수 있는 방법으로는 온-칩 타입, 엣지 타입, 그리고 필름 타입 이렇게 3 가지로 나눠볼 수 있는데 현재는 필름 타입이 가장 활발히 연구 중에 있다. 필름 타입의 경우, 투명한 고분자 수지에 퀀텀닷을 분산시켜 경화를 시킴으로써 얇은 두께의 필름 또는 시트형태로 제작이 가능하다. 이 때 사용되는 방법으로는 스핀코팅, 드랍 캐스팅 등의 코팅방법이 있다. 최근 연구에서, 퀀텀닷 필름의 광추출효율을 증가시키기 위해 필름 내부에 알루미나나 실리카 같은 무기 산화물 입자 혹은 폴리메틸메타크릴레이트 같은 고분자 입자를 산란제로서 첨가하는 방법이 보고되었다. 하지만, 추가적인 공정으로 인한 공정에서의 복잡함과, 응집 현상으로 인한 발광 효율의 균일성 저하 등이 문제로 대두되었다.
이에, 본 연구에서는 퀀텀닷이 분산된 실록산 수지를 유리섬유에 함침시켜 함께 경화시킴으로써 광학적, 열적, 기계적 특성이 뛰어난 필름을 제작하고자 하였다. 본래의 연구에서는 광추출 효율을 증가시키기 위해 무기 산화물 입자나 고분자 입자를 첨가하였지만, 이들의 응집 현상뿐만 아니라, 이들로 인해 퀀텀닷이 매트릭스 내에서 균일하게 분산될 수 없는 문제 등이 존재하였다. 하지만 유리섬유가 함침된 유리섬유강화 유-무기 복합 하이브리드 필름은 유리섬유를 통해서 고른 발광분포를 나타낼 수 있을뿐더러, 유리섬유와 매트릭스 사이의 굴절률 차이로 인한 헤이즈 덕분에, 빛을 필름내부에서 쉽게 산란시켜 발광 효율을 증가시킬 수 있다. 이렇게 제작된 퀀텀닷 유리섬유강화 하이브리머 필름은 우수한 기계적, 열적, 광학적 특성 덕분에 차세대 디스플레이 및 조명의 색변환체로 사용 될 것으로 기대된다.
