폴리에틸렌 Poly Ethylene 목차 폴리에틸렌 소개 폴리에틸렌 역사 폴리에틸렌 장단점 폴리에틸렌 분류 폴리에틸렌 합성방법 폴리에틸렌 시장현황 및 전망 PE(Poly Ethylene) 이란 ? T · 에틸렌 (CH₂=CH₂) 을 중합하여 제조되는 고분자물질 · 현재 세계적으로 가장많이 보급되어 사용되는 플라스틱 재료 · 가격이 싸고 가공이 용이 . 기계적 물성 또한 우수 . PE(Poly Ethylene) 이란 ? T · 5 대 범용 수지 ( LDPE, HDPE, PP, PS, PVC) 중 대표적인 것으로 고분자 중에서 가장 간단한 구조를 가짐 . · 중합 방법에 의한 제조 방식에 따라 분자구조가 달라짐 . · 동일한 중합방식에서도 반응 조건에 따라 구조의 변화를 초래 . PE 역사 LDPE T ․ 1933 : 영국의 ICI 에서 우연히 발견 ․ 1939 : 레이다용 전선피복에 사용 ․ 1942 : 미국 듀퐁사에서 생산 시작 ․ 1958 : 스미또모화학에서 생산시작 ․ 1973 : 국내에서는 한화석유화학 울산에 공장설립 PE 역사 LLDPE T ․ 1950 : 저압공정으로 개발 ․ 미국 : 유니온카바이드 ․ 다우 ․ 듀퐁 ․ 엑슨 등 일본 : 미쓰이 ․ 유니카 . 영국 : BP 사 . ․ 국내 : 한화석유화학 , 1986 년부터 UCC 공법으로 생산시작 . PE 역사 HDPE T ․ 1957 : 미국 필립스사 , 스탠다드법을 개발하여 생산시작 . ․ 유니온카바이드 , 저압법이면서도 중앙법에 사용되는 촉매를 사용하여 생산 . ․ 미국 - UCC․ 다우 ․ 퀀텀 , 독일 - 훽스트 , 일본 - 미쓰이 등에서 생산됨 . PE 역사 UHMWPE T ․ 1950 : 독일의 Ruhrchemie AG 에 의해 개발 됨 . ․ 1970 년대 말：네덜란드 화학 물질 회사 DSM 에 의해 상용 화됨 . UHMWPE 섬유는 , 탄도 보호 , 의료 기기 등 널리 사용됨 . ․ 오늘날 Ticona , Braskem , 그리고 미쓰이에서 생산됨 . 방수성 GOOD! 절연성 GOOD! 가격 경쟁성 GOOD! 내한성 GOOD! 내약품성 GOOD! 내유성 GOOD! 폴리에틸렌의 장점 내열성 BAD! 접착성 BAD! 생분해성 BAD! 폴리에틸렌의 단점 PE 분류 분류 방법 Density MWD 밀도 W 분자량 분포 MW T 분자량 PE 분류 밀도 Density MWD 0.85–0.96 g/cm 3 0.85 g/cm3 - VLDPE 0.96 g/cm3 - HDPE 밀도 W 분자량 분포 MW T 분자량 PE 분류 분자량 Density MWD 0.85–0.96 g/cm 3 0.85 g/cm3 - VLDPE 0.96 g/cm3 - HDPE 밀도 W 분자량 분포 MW T 분자량 HDPE - HMWPE, UHMWPE LDPE - ULMWPE PE 분류 분자량 분포 Density MWD 0.85–0.96 g/cm 3 0.85 g/cm3 - VLDPE 0.96 g/cm3 - HDPE MWD = Mw/ Mn 물리적 특성 및 가공성에 영향 밀도 W 분자량 분포 MW T 분자량 HDPE - HMWPE, UHMWPE LDPE - ULMWPE PE 분류 밀도 PE 분류 밀도 PE 분류 밀도 VLDPE LLDPE MDPE HDPE LDPE Plastomer Density(g/cm3) 0.850 0.885 0.910 0.925 0.930 0.940 0.965 Melting Point(℃) 35℃ 80℃ 100℃ 112℃ 120℃ 135℃ PE 분류 밀도 VLDPE LLDPE MDPE HDPE LDPE Plastomer Density(g/cm3) 0.850 0.885 0.910 0.925 0.930 0.940 0.965 Melting Point(℃) 35℃ 80℃ 100℃ 112℃ 120℃ 135℃ 비결정화 유연성 충격 강도 ESCR 결정화 강도 인장강도 경도 PE 분류 분자량 VLDPE LLDPE MDPE HDPE LDPE Plastomer Density(g/cm3) 0.850 0.885 0.910 0.925 0.930 0.940 0.965 35℃ 80℃ 100℃ 112℃ 120℃ 135℃ LDPE HDPE ULMVPE HMVPE UHMVPE PE 분류 분자량 LDPE ULMVPE HDPE HMVPE UHMVPE 물성 가공성 PE 분류 분자량 LDPE ULMVPE HDPE HMVPE UHMVPE 물성 가공성 가공성 유연성 ( 용융 점도 ) 용해성 점착성 ESTR 인장강도 충격 저항 마모 저항 PE 분류 분자량 분포 분자량 (MW) 분자량 분포도 (MWD) Narrow MWD Broaden MWD PE 분류 분자량 분포 분자량 (MW) 분자량 분포도 (MWD) Narrow MWD : 물리적 특성↑ 가공성 ↓ Broaden MWD : 물리적 특성 ↓ 가공성 ↑ PE 분류 기타 분류 Copolymer ex) LLDPE Cross-linked ex) XLPE PE 분류 PE 종류 Ultra-high-molecular-weight polyethylene (UHMWPE) Ultra-low-molecular-weight polyethylene (ULMWPE or PE-WAX) High-molecular-weight polyethylene (HMWPE) High-density polyethylene (HDPE) High-density cross-linked polyethylene (HDXLPE) Cross-linked polyethylene (PEX or XLPE) Medium-density polyethylene (MDPE) Linear low-density polyethylene (LLDPE) Low-density polyethylene (LDPE) Very-low-density polyethylene (VLDPE) 폴리에틸렌 용도 LLDPE MDPE 폴리에틸렌 용도 ULMWPE(PE-WAX) UHMWPE HMWPE HDXLPE 폴리에틸렌 용도 XLPE(PEX) LDPE 합성 HDPE 합성 고압법 폴리에틸렌 중압법 폴리에틸렌 저압법 폴리에틸렌 액상법 폴리에틸렌 LLDPE 합성 PE PE 합성 방법 PE 제조 PE 합성 방법 첨가중합 : 적당한 촉매를 사용해 반응시켜 이중결합의 모노머로 단일결합의 폴리머 생성 LDPE 제조 PE 합성 방법 순도 99.8% 에틸렌 Catalyst
차세대 디스플레이 REPORT목차 마이크로 LED 플렉서블 디스플레이 투명 디스플레이 전자종이 디스플레이 웨어러블 디스플레이마이크로 LED 이론적으로 저전력 , 초대형 , 플렉서블까지 대응이 가능한 디스플레이 LCD 와 OLED 의 핵심소재가 각각 액정 (Liquid Crystal), 유기재료인데 반해 MicroLED 는 5~10 마이크로미터 (㎛) 단위의 LED 칩 자체 를 발광재료로 사용 기존 LED 와 구조는 비슷하지만 , 크기를 5~10 마이크로미터 (㎛, 100 만분의 1m) 이하로 줄인 초소형 LED 로 패키지 과정이 필요 없이 LED 칩 자체 를 화소로 활용마이크로 LED 장점 OLED 와 같이 백라이트가 필요 없고 , 각각의 LED 가 적 (R) ･녹 (G) ･청색 (B) 을 표현가능 유기물이 아닌 무기물 이어서 내구성이 높아 수명이 길고 LED 특성상 전력효율도 OLED 대비 5 배 정도 높일 수 있어 전력효율도 우수 . 패널 크기나 모양도 다양하게 구현 가능 초소형 입자를 발광 재료로 쓴다는 점에서 퀀텀닷 (Quantum Dot) 과 비슷하지만 , 저전력 · 소형화 · 경량화 측면에서는 Micro LED 가 더 유리하다는 평가마이크로 LED 특징플렉서블 디스플레이 평면 디스플레이 (Flat Panel Display) 와 달리 접거나 휠 수 있는 등 형태를 변형 시킬 수 있는 차세대 디스플레이 플렉서블 디스플레이는 형태의 변형을 통해 공간 활용성을 높일 수 있고 얇고 가벼우며 깨지지 않는 장점 등이 있음 적용범위 : 스마트폰을 비롯한 웨어러블 스마트 기기 , 자동차용 디스플레이 및 디지털 사이니지 (Digital Signage) 등의 분야투명 디스플레이 See-Through Display 라고 하며 일정이상의 투과도를 가진 투명전자소자 를 이용하는 디스플레이 . 투사형 디스플레이와 투과형 디스플레이로 나눌 수 있다 . 투사형 디스플레이는 HUD ( 비행기나 자동차의 유리창과 같은 투명한 스크린에 빛을 투사하는 기술 ) 와 HMD ( 스크린이 아닌 사람의 눈에 직접 빛을 투사하는 방법 ) 으로 나눌 수 있다 . 투과형 디스플레이는 크게 LCD( 액정 디스플레이 ) 와 OLED( 유기발광 다이오드 ) 로 분류된다 . LCD 는 백라이트가 있고 투과도가 비교적 낮은 방법인 반면 OLED 는 유기 반도체를 삽입하여 투과도가 높은 편이다 .전자종이 디스플레이 종이에서 사용된 전자 종이 디스플레이 (Electronic Paper Display, EPD) 는 TV 및 모니터 , 스마트폰 등에서 흔히 사용되는 LCD 와는 동작 방식 및 특징이 완전히 다른 , 책을 보는 데 특화된 방식의 새로운 디스플레이입니다 .전자 종이 디스플레이 동작 특성 BLU 특징 LCD O 눈이 부시고 밝은곳에서 보기 어려움 EPD X 디스플레이 내부에서 수많은 마이크로 캡슐 속에 담긴 검은색과 흰색 입자 가 이동 디스플레이 표면에 위치한 입자의 색상 조합에 따라 검은색 및 흰색 , 그리고 그 사이 14 단계로 점을 표현웨어러블 디스플레이 웨어러블 디스플레이는 신체에 부착하여 컴퓨팅 행위를 할 수 있는 모든 전자기기를 지칭 , 일부 컴퓨팅 기능을 수행할 수 있는 어플리케이션까지 포함이라고 정의하고 있습니다 . 종류P-OLED 웨어러블 디스플레이에 가장 적합하다고 평가되는 POLED( Plastic OLED) 디스플레이의 확산 덕분에 웨어러블 디스플레이 발전 가능성은 점점 더 커지고 있 습 니다. OLED는 ‘ Organic Light-Emitting Diode’ 로 스스로 빛을 낼 수 있는 물질입니다. 즉 , 빛을 내기 위해 액정표시장치(LCD)처럼 백라이트가 필요하지 않기 때문에 더 얇고 가볍게, 다양한 형태로 변화시키기 유리합니다. 특히, 플라스틱 OLED는 쉽게 깨지지 않는 뛰어난 내구성을 가지고 있어 안정성과 활동성이 중요한 웨어러블( wearable ) 기기에 적합하다는 평가를 받고 있습니다.{nameOfApplication=Show}
디스플레이 재료물성 REPORT목차 양자점의 정의 양자점의 장점 양자점의 단점 양자점 이용 디스플레이 비교 양자점의 발전방향 및 미래퀀텀닷이란 무엇인가 ? QD(Quantum Dots) 혹은 형광 반도체 나노 크리스탈이라고 불리는 퀀텀닷은 15-150 개 원자 크기인 직경 2-10nm 의 작은 단일 결정입니다 . QD 의 크기 및 형태는 합성 과정의 시간 , 온도 , 리간드 분자에 좌우됩니다 . 즉 반응 시간과 조건 에 따라 쉽고 정밀하게 통제됩니다 .퀀텀닷은 한 가지의 색상만을 방출하며 , 이는 크기에 따라 결정됩니다 . 청색 입자는 크기가 아주 작기 때문에 매우 취약하며 , 작업이 어렵습니다 . 그래서 , 패널 기술에서는 적색 및 녹색 QD 가 가장 널리 이용됩니다 . QD 길이 (nm) 크기 ( 원자개수 ) 적색 7 150 녹색 3 30 청색 2 15퀀텀닷 기술의 장점 높은 피크 휘도 퀀텀닷 광선은 엑시톤의 방사 재결합으로 인해 날카롭고 좁은 방출 최대값을 갖습니다 . QD 는 순수한 적색 및 녹색 광선을 방출하며 , 이는 패널 층에서 청색광과 함께 굴절됩니다 . 높은 피크 휘도는 영상의 가장 밝은 부분과 가장 어두운 부분의 차이를 크게 하여 , HDR(High Dynamic Range) 디스플레이의 지원을 가능하게 합니다 .퀀텀닷 기술의 장점 색 재현 및 가장 넓은 색 영역 지원 퀀텀닷 기술은 색 영역을 40-50% 증가시키고 , 향후 BT2020 색 공간 달성 및 DCI-P3 100% 포함 할 수 있는 유일한 기술입니다 . QD 는 낭비되는 빛이 매우 적고 순색을 만들어 내며 , 생생한 색조와 보다 효과적이고 강렬한 색상을 달성할 수 있습니다 .퀀텀닷 기술의 장점 저소비 전력 높은 에너지의 청색광에서 시작하고 에너지 상태를 낮추도록 굴절시켜 녹색 및 적색을 만들어 내므로 , 퀀텀닷 디스플레이는 훨씬 높은 전력 효율를 통해 전력 소비를 절감할 수 있습니다 . 향상된 색 정확도 퀀텀닷을 이용하면 광선 방출을 정밀하게 조정하고 통제할 수 있어 , 더 순수하고 깨끗한 백색과 정확하고 생생한 색상을 만들어 낼 수 있습니다 .퀀텀닷 기술의 단점 퀀텀닷 입자는 물 , 열 , 습기의 영향을 받으며 , 이런 요소들로부터 격리되어야 합니다 . 현재는 QD 를 습기로 부터 보호하기 위해 격리층으로 차단성 필름을 이용하고 있습니다 . 또한 , QD 는 고온에 매우 민감하며 양자 효율을 유지하기 위해 LED 광선 같은 열원에서 멀리 배치해야 합니다 . 패널 및 패키징 내에서 LED 와 QD 의 배치 거리가 디스플레이의 성능에 중요한 영향을 끼칩니다 .퀀텀닷 기술의 단점 카드뮴 솔루션에 대한 규제 장벽 카드뮴 기반 QD 가 우수한 성능 및 넓은 색 영역을 갖고 있지만 독성을 함유 현재 RoHS 에서 승인 받지 못하고 있고 인듐 기반 기술로 유사한 성능 및 효율을 내기 위해 노력하고 있습니다 . 높은 제조원가 QD 기술은 기존의 LCD 제조에 비해 제조 비용이 높습니다 . 하지만 , QD 는 OLED 디스플레이보다는 여전히 싸고 대량 생산이 이뤄진다면 퀀텀닷 디스플레이 생산도 상대적으로 저렴해지기에 가격 측면에서 충분한 효율을 달성할 것 입니다 .퀀텀닷 기술의 단점 양자점 제조공정에 요구되고 있는 리간드의 적절한 제거 및 치환을 통한 특성 향상 기술이 요구되고 있다 . 양자점은 습식 공정으로 제조되기 때문에 원활한 분산을 위해 분산안정역할을 하는 리간드의 존재가 필수 불가결하다 . 이러한 리간드는 형광특성 (photo luminescence) 를 활용하는 경우 문제가 되지 않지만 전광특성 (electro luminescence) 를 활용하고자 하는 경우 전하주입을 방해하는 특성을 갖기 때문에 이를 조절하기 위한 기술이 요구된다 .QLED vs OLED 비교 1) 가장 큰 차이는 바로 백라이트의 유무 이다 . 퀀텀닷 TV 는 백라이트의 효율을 높이는 구조로 되어 있고 OLED TV 는 백라이트 없이 TFT 기판 위에 유기물질을 올려놓는 구조이다 . 2) 구현하는 방식 도 다르다 . OLED 의 경우 , 자발광 하는 OLED 소자를 이용하여 백라이트 없이 선명한 화질을 구현 퀀텀닷의 경우 , 기존 LCD TV 의 백라이트에 퀀텀닷 필름과 튜브를 적용하여 고화질을 구현해낸다 . BLU 장점 OLED X 응답속도 빠름 시야각넓음 명암비우수 QD Dot O 색재현율 우수QLED vs OLED 비교 하지만 어떤 것이 더 화질이 좋다고 단정 지을 수는 없다 . 화질 구성 요소에는 여러 요소가 복합적으로 작용하기 때문이다 . OLED 는 퀀텀닷에 비해 응답속도가 빠르고 , 시야각이 더 넓으며 명암비가 더 우수하다 . 퀀텀닷은 색 재현율이 조금 더 우수하다 .QLED(QD-LED) OLED 의 유기물질처럼 퀀텀닷을 전기적으로 발광시키는 전기발광 (EL) 특성을 이용하는 자체 발광 디스플레이 장점 ① 기존 OLED 생산 인프라 그대로 사용 가능 ② 무기물을 사용하기 때문에 유기물질을 사용하는 OLED 보다 저가격이며 번인 (Burn-in) 현상이 발생하지 않음 ③ 높은 색 재현율 ④ Flexible/ 투명 디스플레이 응용 가능QD-LCD LCD 의 BLU 의 LED 내 형광물질을 퀀텀닷으로 변경 하여 LCD 의 단점인 색재현성 극대화 적용 방식 ( 패키지타입 , 레일타입 , 필름타입 ) ① LED 에 퀀텀닷을 직접 증착하는 방법 ② 퀀텀닷을 유리관 (Tube) 에 넣어서 측면에 배치하는 방식 ③ 퀀텀닷이 균일하게 분산된 고분자 필름 (QDEF2) 을 BLU 앞에 붙이는 방식 장점 - 퀀텀닷을 BLU 에 조합한 QD-LCD 패널의 색재현율은 100% 이상이고 전력효율도 30~40% 높아짐QD-LCD 를 구현하는 방법 패키지타입 (On-chip) LCD 패키지에 직접 퀀텀닷을 실장 레일타입 (On-edge) QD 의소모량이 가장 적고 대량생산 가능하며 제조비용이 저렴 필름 타입 (On- surface) 소형패널에서도 크기나 두께 , 구조의 변화없이 적용가능{nameOfApplication=Show}
