LARGE-SURFACE-AREA FILM CONTAINING QUANTUM DOTS OR DYE, AND PRODUCTION METHOD THEREFOR

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본원이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본원의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본원은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본원을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 “연결”되어 있다고 할 때, 이는 “직접적으로 연결”되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 “전기적으로 연결”되어 있는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 “상에” 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.

본원 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성 요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “약”, “실질적으로” 등은 언급된 의미에 고유한 제조 및 물질 허용오차가 제시될 때 그 수치에서 또는 그 수치에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 비양심적인 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다. 본원 명세서 전체에서 사용되는 정도의 용어 “~(하는) 단계” 또는 “~의 단계”는 “~ 를 위한 단계”를 의미하지 않는다.

본원 명세서 전체에서, 마쿠시 형식의 표현에 포함된 “이들의 조합(들)”의 용어는 마쿠시 형식의 표현에 기재된 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 혼합 또는 조합을 의미하는 것으로서, 상기 구성 요소들로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것을 의미한다.

본원 명세서 전체에서, “A 및/또는 B”의 기재는 “A 또는 B, 또는 A 및 B”를 의미한다.

본원 명세서 전체에 있어서, "전기방사법(Electrospinning)"은 전기적으로 하전된 고분자 용액 및 용융물의 젯(jet)을 통해 마이크로미터 내지 나노미터 스케일의 직경을 갖는 무작위적으로 배열된 연속상의 섬유를 구현하는 방법을 의미하는 것으로서, 기존에 알려진 자기조립(self-assembly), 상분리(phase separation), 주형합성(template synthesis) 등의 방법들에 비해 간단하고 용매에 용융 및 혼합이 가능한 모든 고분자 재료에 모두 사용하여 나노 섬유를 쉽게 제조할 수 있는 방법일 뿐만 아니라 형상에 기인한 높은 비표면적, 공극률 및 구조/크기의 조절의 용이성에 기인하는 여러 가지 다양한 특성을 바탕으로 의공학/산업적 응용에 적용이 가능한 기술일 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본원의 구현예 및 실시예를 상세히 설명한다. 그러나, 본원이 이러한 구현예 및 실시예와 도면에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 제 1 측면은, 용매에 분산된 양자점 또는 염료를 파이버(fiber) 또는 비드(bead)의 형태로 형성하는 단계; 상기 파이버 또는 비드를 점착성 필름에 압력을 가하여 접착시키는 단계; 및, 상기 파이버 또는 비드가 접착된 점착성 필름을 경화시키는 단계를 포함하는, 대면적 필름의 제조 방법을 제공한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 대면적 필름은 양자점 또는 염료를 함유하고, 상기 양자점 또는 염료는 상기 대면적 필름에서 균일하게 분산되어 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드로 형성하는 단계는 전기방사법에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 따른 양자점 필름은 상기 전기방사법에 의해 양자점을 순간적으로 고체화시킴으로써 양자점 또는 염료의 광효율을 높일 수 있고, 상기 양자점 또는 염료가 파이버 또는 비드 형태로 형성됨으로써 광의 재반사를 유도하여 광전환 효율이 증가될 수 있다. 또한, 상기 양자점이 코어-쉘 구조일 경우, 코어-쉘 구조의 양자점 파이버 또는 양자점 비드를 제조할 수 있고, 상기 쉘은 베리어 특성과 굴절율을 조절하는 기능을 가질 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전기방사법에 의해 제조되는 상기 양자점 파이버는 벌크(bulk) 형태로 수득되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 벌크 형태의 양자점 파이버는 전기방사법에 의해 벌크 형태도 양자점 파이버를 제조함으로써, 상기 양자점 파이버의 대량생산이 용이하다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료를 상기 파이버 또는 비드 형태로 제조함으로써, 응집되기 쉬운 양자점 또는 염료 입자를 잘 분산시켜 상기 점착성 필름에 접착시킬 때 응집되지 않고 균일한 두께로 접착될 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드를 형성한 후, 상기 파이버 또는 비드의 표면을 원자층증착(ALD)에 의해 처리하는 단계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 ALD 처리에 의해 상기 파이버 또는 비드를 열 및 수분으로부터 안전하게 봉지할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리를 위한 공정은 유-무기 코팅에 의한 단계들로 나누어 지는 것일 수 있고, 무기물 코팅 또는 유-무기코팅을 약 1 회 내지 약 10 회 실시하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 ALD 공정은 하기 방법을 이용하여 실시되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

상기 ALD 처리의 1 단계로서, 양자점 파이버 또는 비드를 금속 전구체에 노출시킨다.

상기 ALD 처리의 2 단계로서, 상기 1 단계의 양자점 파이버 또는 비드를 포함하는 ALD 챔버를 퍼징시켜, 미반응 금속 전구체, 가스, 및 부산물을 제거한다.

상기 ALD 처리의 3 단계로서, 상기 1 단계의 양자점 파이버 또는 비드를 산화물 전구체에 노출시킨다.

상기 ALD 처리의 4 단계로서, 미반응 산화물 전구체, 가스, 및 부산물을 제거한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리 단계들에서 각각의 전구체들이 반응하는 최적 상태로 ALD챔버 내 온도, 챔버 용량, 케리어 흐름량, 퍼징 시간, 또는 전구체 주입 시간 등을 조절할 수 있다. 상기 과정에서 약 0.1 Å 내지 약 1 Å의 원자단위의 두께로 코팅되는 것일 수 있고, 상기 단계의 시간 또는 사이클을 증가시킴으로써 상기 파이버 또는 비드에 약 1 nm 내지 약 100 nm의 두께로 금속 산화물을 코팅 시킬 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 산화물 전구체는 오존, 물, 알코올류, 또는 과산화수소를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 공정에 의해 금속 산화물이 코팅된 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 유기물층의 추가적인 코팅을 통해 파이버-봉지층 및 비드-봉지층, 또는 파이버-봉지층-봉지층 및 비드-봉지층-봉지층 사이 버퍼층 형성을 위한 분자층증착(MLD) 단계를 추가할 수 있으며, 상기 ALD공정에서 금속 산화물 전구체를 대신하여 사용되고, 동일 ALD 챔버 내에서 실시된다. 또한, 상기 버퍼층으로 형성되는 유기물층은 -OH 기능기와 같은 친수성 표면을 갖는 그룹을 제공할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드에 ALD 처리를 통해 열 및 수분침투에 취약한 양자점 입자들을 보호할 수 있다. 또한, 상기 무기층은 ALD, 유기물층은 MLD에 의해 무기-유기-무기 쌍으로 된 봉지 구조를 형성함으로써, 효과적으로 열 및 수분 침투에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리에 의해 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 코팅되는 금속 산화물은 Al₂0₃, Si0₂, ZnO, Zr0₂, Ti0₂, HfO₂, Ta₂O₅, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리된 양자점 또는 염료의 파이버-무기물 또는 비드-무기물 사이에 버퍼층으로 역할을 하는 유기물이 상기 ALD에 의해 코팅될 수 있으며, 상기 유기물은 비닐 알코올, 에틸렌 비닐 알코올, 메트 아크릴 레이트, 폴록사머, 폴리에테르, 폴리메틸비닐에테르, 폴리에폭시숙신산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리티오에테르(예를 들어, 폴리티오펜, 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리티올, 폴리비닐산, 폴리비닐포스폰산, 폴리비닐황산, 폴리아미드(예를 들어, 폴리아크릴아미드), 폴리에틸옥사졸린, 폴리에스테르, 발연 실리카, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 바람직하게는 에틸렌글리콜, 폴리에테르, 폴리티올, 폴리가르보닐, 폴리 에테르, 폴리에스테르, 또는 폴리트라이메타아크릴레이트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 챔버의 온도는 약 50℃ 내지 약 300℃인 것일 수 있으나, 이에 제한 되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 ALD 챔버의 온도는 약 50℃ 내지 약 300℃, 약 50℃ 내지 약 250℃, 약 50℃ 내지 약 200℃, 약 50℃ 내지 약 150℃, 또는 약 50℃ 내지 약 100℃인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 불활성 가스 또는 펄스 가스의 유랑은 상기 ALD 챔버 약 500 mL 기준으로 약 200 내지 약 10,000 sccm 범위일 수 있고, 바람직하게는 약 300 내지 약 5,000 sccm일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 이것은 상기 ALD 챔버의 용량, 길이, 또는 전구체의 주입량에 따라 주입되어야 하는 가스 유량이 달라지기 때문이다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 전구체의 반응 시간은 약 0.1 초 내지 약 60 초일 수 있고, 바람직하게는 약 0.5 초 내지 약 30 초일 수 있으나, 이에 제한 되지 않을 수 있다. 이것은 상기 ALD 챔버의 용량, 길이, 전구체의 주입량에 따라 반응 시간이 달라질 수 있기 때문이다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드는 양자점 파이버, 코어-쉘 구조의 양자점 파이버, 양자점 비드, 코어-쉘 구조의 양자점 비드, 염료 파이버, 또는 염료 비드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 파이버의 폭에 대하여 길이는 약 5 배 내지 약 10¹⁰ 배인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭이 약 50 nm일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배, 약 10 배, 약 10² 배, 약 10³ 배, 약 10⁴ 배, 약 10⁵ 배, 약 10⁶ 배, 약 10⁷ 배, 약 10⁸ 배, 약 10⁹ 배, 또는 약 10¹⁰ 배일 수 있고, 상기 양자점 파이버의 폭이 약 100 nm 내지 약 20 ㎛일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배 내지 약 10⁵ 배일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 파이버의 두께 및 물질은 λ/4 및 굴절율 조절기술을 통해 광산란 및 광반사를 유도할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버를 형성한 후 상기 파이버를 분쇄하는 공정을 추가 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 분쇄 공정은 볼밀(ball mill), 롤러밀(roller mill), 진동 볼밀(vibration ball mill), 아토라이타밀, 유성 볼밀(planetary ball mill), 샌드밀(sand mill), 커터밀(cutter mill), 해머밀(hammer mill), 또는 제트밀(jet mill) 등의 건식형 분산기, 초음파 분산기, 또는 고압 호모지나이저(homogenizer) 중 어느 하나 이상의 장치에 의해 수행되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 상기 분쇄 공정을 이용해 양자점 또는 염료의 파이버를 분말 형태로 미립화시킬 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점은 코어-쉘 양자점을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 코어 물질은 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C(다이아몬드 포함), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, Cd₃P₂, Cd₃As₂, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, CuInS₂, CuInSe₂, Cu₂ZnSnSe₄, AgIn₅S₈, Si₃N₄, Ge₃N₄, Al₂O₃, (Al, Ga, In)₂(S, Se, Te)₃, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 CdSe, InP, CdTe, AgIn₅S₈, Si, 또는 C를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 쉘은 CdS, CdS/ZnS, ZnS, ZnS/ZnS, ZnCdS, CdS, ZnS, ZnS, ZnSe/ZnS, CdS/CdS, PbS, ZnS, SiO₂, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 ZnS, CdS, ZnCdS, 또는 SiO₂을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 리간드는 유리질 폴리머계, 실리콘(silicone)계, 카르복시산계, 디카르복시산계, 폴리카르복시산계, 아크릴산계, 포스폰산계, 포스포네이트계, 포스핀계, 포스핀 산화물계, 황화계, 아민계, 에폭사이드계, 아미드계, 아민계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 아민계 또는 아미드계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 염료는 로다민(rhodamine)계, 쿠마린(coumarin)계, 아크리딘(acridine)계, 플루오레세인(fluorescein)계, 에리트로신(erythrosine)계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 아릴메탄(arylmethane)계, AZO계, 디아조늄(diazonium)계, 니트로(nitro)계, 니트로소(nitroso)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 퀴논이민(quinone-imine)계, 티아졸(thiazole)계, 사프라닌(safranin)계, 크산텐(xanthene)계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 로다민계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 용매는 고분자가 분산된 유기 용매를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 고분자 및 상기 유기 용매는 약 1 : 9의 비율로 혼합되는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 유기 용매는 클로로포름(chloroform), 톨루엔(toluene), 벤젠(benzene), 디메틸포름아마이드(dimethylformamide), 디메틸아세트아마이드(dimethylacetamide), 디메틸설폭사이드(dimethylsulfoxide), 테트라하이드로퓨란(tetrahydrofuran), 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 고분자는 폴리스타이렌(PS), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리아미드, 폴리(부틸메타크릴레이트, PBMA), 폴리플루오린화비닐리덴(PVDF), 폴리비닐리덴플루오라이드-헥사플루오로프로필렌(PVDF-HFP), 폴리에틸렌옥사이드(PEO), 폴리페닐렌옥사이드(PPO), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드는 점착성 물질 용매에 용질로서 혼합되어 양자점 필름을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 점착성 물질 용매에 용질로서 혼합된 양자점 필름은 캐스팅, 스핀 코팅, 닥터블레이드, 페인팅, 또는 스프레이 코팅에 의해 양자점 필름을 형성하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 점착성 물질은 광학 투명 점착제(optically clean adhesive, OCA), 광학 투명 수지(optically clean resine, OCR), 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 실리콘, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 필름의 제조 방법에 있어서, 롤투롤 공정 또는 시트투시트 공정을 추가 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 제 2 측면은, 점착성 필름 상에 접착된 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드를 포함하는, 대면적 필름을 제공한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 대면적 필름은 용매에 포함된 양자점 또는 염료를 전기방사법을 이용하여 파이버(fiber) 또는 비드(bead) 형태로 제조하여 점착성 필름 상에 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드를 일정 압력을 가하여 무용매 접착법에 의해 제조된 대면적의 필름을 제공한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 대면적 필름은 전기방사법에 의하여 제조되는 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드를 함유함으로써, 상기 양자점 또는 염료가 상기 대면적 필름에서 균일하게 분산되어 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드는 양자점 파이버, 코어-쉘 구조의 양자점 파이버, 양자점 비드, 코어-쉘 구조의 양자점 비드, 염료 파이버, 또는 염료 비드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 파이버의 폭에 대하여 길이는 약 5 배 내지 약 10¹⁰ 배인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭이 약 50 nm일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배, 약 10 배, 약 10² 배, 약 10³ 배, 약 10⁴ 배, 약 10⁵ 배, 약 10⁶ 배, 약 10⁷ 배, 약 10⁸ 배, 약 10⁹ 배, 또는 약 10¹⁰ 배일 수 있고, 상기 양자점 파이버의 폭이 약 100 nm 내지 약 20 ㎛일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배 내지 약 10⁵ 배일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 점착성 필름은 광학 투명 점착제(optically clean adhesive, OCA), 광학 투명 수지(optically clean resine, OCR), 폴리이미드, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 실리콘, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드의 표면은 ALD 공정에 의하여 표면 처리될 수 있다. 상기 ALD 공정에 의해 금속 산화물이 코팅된 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 유기물층의 추가적인 코팅을 통해 파이버-봉지층 및 비드-봉지층, 또는 파이버-봉지층-봉지층 및 비드-봉지층-봉지층 사이 버퍼층을 형성할 수 있다. 상기 버퍼층으로 형성되는 유기물층은 -OH 기능기와 같은 친수성 표면을 갖는 그룹을 제공할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드에 ALD 처리를 통해 열 및 수분침투에 취약한 양자점 입자들을 보호할 수 있다. 또한, 상기 무기층은 ALD, 유기물층은 MLD에 의해 무기-유기-무기 쌍으로 된 봉지 구조를 형성함으로써, 효과적으로 열 및 수분 침투에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리에 의해 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 코팅되는 금속 산화물은 Al₂0₃, Si0₂, ZnO, Zr0₂, Ti0₂, HfO₂, Ta₂O₅, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리된 양자점 또는 염료의 파이버-무기물 또는 비드-무기물 사이에 버퍼층으로 역할을 하는 유기물이 상기 ALD에 의해 코팅될 수 있으며, 상기 유기물은 비닐 알코올, 에틸렌 비닐 알코올, 메트 아크릴 레이트, 폴록사머, 폴리에테르, 폴리메틸비닐에테르, 폴리에폭시숙신산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리티오에테르(예를 들어, 폴리티오펜, 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리티올, 폴리비닐산, 폴리비닐포스폰산, 폴리비닐황산, 폴리아미드(예를 들어, 폴리아크릴아미드), 폴리에틸옥사졸린, 폴리에스테르, 발연 실리카, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 바람직하게는 에틸렌글리콜, 폴리에테르, 폴리티올, 폴리가르보닐, 폴리 에테르, 폴리에스테르, 또는 폴리트라이메타아크릴레이트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점은 코어-쉘 양자점을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 코어 물질은 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C(다이아몬드 포함), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, Cd₃P₂, Cd₃As₂, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, CuInS₂, CuInSe₂, Cu₂ZnSnSe₄, AgIn₅S₈, Si₃N₄, Ge₃N₄, Al₂O₃, (Al, Ga, In)₂(S, Se, Te)₃, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 CdSe, InP, CdTe, AgIn₅S₈, Si, 또는 C를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 쉘은 CdS, CdS/ZnS, ZnS, ZnS/ZnS, ZnCdS, CdS, ZnS, ZnS, ZnSe/ZnS, CdS/CdS, PbS, ZnS, SiO₂, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 ZnS, CdS, ZnCdS, 또는 SiO₂을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 리간드는 유리질 폴리머계, 실리콘(silicone)계, 카르복시산계, 디카르복시산계, 폴리카르복시산계, 아크릴산계, 포스폰산계, 포스포네이트계, 포스핀계, 포스핀 산화물계, 황화계, 아민계, 에폭사이드계들과, 아미드, 아민들계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 아민계 또는 아미드계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 염료는 로다민(rhodamine)계, 쿠마린(coumarin)계, 아크리딘(acridine)계, 플루오레세인(fluorescein)계, 에리트로신(erythrosine)계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 아릴메탄(arylmethane)계, AZO계, 디아조늄(diazonium)계, 니트로(nitro)계, 니트로소(nitroso)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 퀴논이민(quinone-imine)계, 티아졸(thiazole)계, 사프라닌(safranin)계, 크산텐(xanthene)계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 로다민계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 제 3 측면은, 전기 방사법에 의하여 제조된, 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드를 제공한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드는 전기방사법에 의하여 제조되어 상기 양자점 또는 염료가 균일하게 분산되어 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드는 양자점 파이버, 코어-쉘 구조의 양자점 파이버, 양자점 비드, 코어-쉘 구조의 양자점 비드, 염료 파이버, 또는 염료 비드를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 파이버의 폭은 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 파이버의 폭에 대하여 길이는 약 5 배 내지 약 10¹⁰ 배인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 파이버의 폭이 약 50 nm일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배, 약 10 배, 약 10² 배, 약 10³ 배, 약 10⁴ 배, 약 10⁵ 배, 약 10⁶ 배, 약 10⁷ 배, 약 10⁸ 배, 약 10⁹ 배, 또는 약 10¹⁰ 배일 수 있고, 상기 양자점 파이버의 폭이 약 100 nm 내지 약 20 ㎛일 경우 길이는 상기 폭의 약 5 배 내지 약 10⁵ 배일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 양자점 또는 염료의 비드의 크기는 약 50 nm 내지 약 20 ㎛, 약 50 nm 내지 약 10 ㎛, 약 50 nm 내지 약 1 ㎛, 약 50 nm 내지 약 500 nm, 약 50 nm 내지 약 100 nm, 약 100 nm 내지 약 20 ㎛, 약 500 nm 내지 약 20 ㎛, 약 1 ㎛ 내지 약 20 ㎛, 또는 약 10 ㎛ 내지 약 20 ㎛인 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드의 표면은 ALD 공정에 의하여 표면 처리 될 수 있다. 상기 ALD 공정에 의해 금속 산화물이 코팅된 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 유기물층의 추가적인 코팅을 통해 파이버-봉지층 및 비드-봉지층, 또는 파이버-봉지층-봉지층 및 비드-봉지층-봉지층 사이 버퍼층을 형성할 수 있다. 상기 버퍼층으로 형성되는 유기물층은 -OH 기능기와 같은 친수성 표면을 갖는 그룹을 제공할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 파이버 또는 비드에 ALD처리를 통해 열 및 수분침투에 취약한 양자점 입자들을 보호할 수 있다. 또한, 상기 무기층은 ALD, 유기물층은 MLD에 의해 무기-유기-무기 쌍으로 된 봉지 구조를 형성함으로써, 효과적으로 열 및 수분 침투에 대한 안정성을 확보할 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리에 의해 상기 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드에 코팅되는 금속 산화물은 Al₂0₃, Si0₂, ZnO, Zr0₂, Ti0₂, HfO₂, Ta₂O₅, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 무기물을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 ALD 처리된 양자점 또는 염료의 파이버-무기물 또는 비드-무기물 사이에 버퍼층으로 역할을 하는 유기물이 상기 ALD에 의해 코팅될 수 있으며, 상기 유기물은 비닐 알코올, 에틸렌 비닐 알코올, 메트 아크릴 레이트, 폴록사머, 폴리에테르, 폴리메틸비닐에테르, 폴리에폭시숙신산, 폴리에틸렌글리콜, 폴리티오에테르(예를 들어, 폴리티오펜, 폴리3,4-에틸렌디옥시티오펜), 폴리티올, 폴리비닐산, 폴리비닐포스폰산, 폴리비닐황산, 폴리아미드(예를 들어, 폴리아크릴아미드), 폴리에틸옥사졸린, 폴리에스테르, 발연 실리카, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함할 수 있고, 바람직하게는 에틸렌글리콜, 폴리에테르, 폴리티올, 폴리가르보닐, 폴리 에테르, 폴리에스테르, 또는 폴리트라이메타아크릴레이트를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 양자점은 코어-쉘 양자점을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 코어 물질은 Si, Ge, Sn, Se, Te, B, C(다이아몬드 포함), P, BN, BP, BAs, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, InN, InP, InAs, InSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, GaN, GaP, GaAs, GaSb, ZnO, ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdSeZn, CdTe, Cd₃P₂, Cd₃As₂, HgS, HgSe, HgTe, BeS, BeSe, BeTe, MgS, MgSe, GeS, GeSe, GeTe, SnS, SnSe, SnTe, PbO, PbS, PbSe, PbTe, CuF, CuCl, CuBr, CuI, CuInS₂, CuInSe₂, Cu₂ZnSnSe₄, AgIn₅S₈, Si₃N₄, Ge₃N₄, Al₂O₃, (Al, Ga, In)₂(S, Se, Te)₃, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 CdSe, InP, CdTe, AgIn₅S₈, Si, 또는 C를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 쉘은 CdS, CdS/ZnS, ZnS, ZnS/ZnS, ZnCdS, CdS, ZnS, ZnS, ZnSe/ZnS, CdS/CdS, PbS, ZnS, SiO₂, 를 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 ZnS, CdS, ZnCdS, 또는 SiO₂을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 코어-쉘 양자점의 리간드는 유리질 폴리머계, 실리콘(silicone)계, 카르복시산계, 디카르복시산계, 폴리카르복시산계, 아크릴산계, 포스폰산계, 포스포네이트계, 포스핀계, 포스핀 산화물계, 황화계, 아민계, 에폭사이드계들과, 아미드, 아민들계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 아민계 또는 아미드계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 염료는 로다민(rhodamine)계, 쿠마린(coumarin)계, 아크리딘(acridine)계, 플루오레세인(fluorescein)계, 에리트로신(erythrosine)계, 안트라퀴논(anthraquinone)계, 아릴메탄(arylmethane)계, AZO계, 디아조늄(diazonium)계, 니트로(nitro)계, 니트로소(nitroso)계, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계, 퀴논이민(quinone-imine)계, 티아졸(thiazole)계, 사프라닌(safranin)계, 크산텐(xanthene)계, 및 이들의 조합들로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 포함하는 것일 수 있고, 바람직하게는 로다민계를 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 제 4 측면은, 본원의 제 2 측면에 따른, 점착성 필름 상에 접착된 양자점 또는 염료의 파이버 또는 비드를 포함하는 대면적 필름을 포함하는, 발광 다이오드를 제공한다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 발광 다이오드는 단층 또는 다층의 상기 대면적 필름을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드는 코어-쉘 구조의 양자점 파이버, 양자점 비드, 코어-쉘 구조의 양자점 비드, 염료 파이버, 또는 염료 비드를 포함하는 필름을 단층 또는 다층을 포함할 수 있으며, 동일한 또는 상이한 필름을 포함하는 것일 수 있으나, 이에 제한되지 않을 수 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 대면적 필름은 양자점 또는 염료를 함유하고, 상기 양자점 또는 염료는 상기 대면적 필름에서 균일하게 분산되어 있다.

본원의 일 구현예에 있어서, 상기 대면적 필름은 발광 다이오드(light emitting diode, LED), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 백라이트 유닛(backlight unit), 태양광발전, 해양조업, 및 식물공장에 적용할 수 있다.