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KR20200023964A - 컬러 필터, 그 제조 방법, 및 컬러 필터를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents

컬러 필터, 그 제조 방법, 및 컬러 필터를 포함하는 화상표시장치 Download PDF

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KR20200023964A
KR20200023964A KR1020180100518A KR20180100518A KR20200023964A KR 20200023964 A KR20200023964 A KR 20200023964A KR 1020180100518 A KR1020180100518 A KR 1020180100518A KR 20180100518 A KR20180100518 A KR 20180100518A KR 20200023964 A KR20200023964 A KR 20200023964A
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layer
dot layer
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김훈식
박슬기
이종수
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동우 화인켐 주식회사
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Abstract

본 발명은 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층; 양자점층; 및 상기 컬러층 및 양자점층에 대하여 단일한 격벽을 사용하는 것을 특징으로 하는, 컬러 필터, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것으로서, 외광 억제 효과가 우수하여 컬러 필터의 광 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 컬러 필터의 제조 공정을 단순화 시키는 것이 가능하여 생상선을 향상시킬 수 있으며, 상기 컬러 필터를 포함하여 휘도 특성이 개선되어 고품위의 화질을 구현할 수 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다.

Description

컬러 필터, 그 제조 방법, 및 컬러 필터를 포함하는 화상표시장치{A COLOR FILTER, A METHOD OF MAKING THEREOF, AND AN IMAGE DISPLAY DEVICE COMPRISING THEREOF}
본 발명은 컬러 필터, 그 제조 방법 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
최근 대두되고 있는 디스플레이 장치로는 크게 액정표시장치(Liquid Crystal Display), 유기전계발광 표시장치(Organic electroluminescence device) 등이 있다.
액정 표시 장치는 컬러 형성을 위해 컬러 필터를 사용하며, 상기 컬러 필터는 각각의 화소 사이의 경계부분을 차광하기 위해서 투명 기판 상에 정해진 패턴으로 형성된 블랙 매트릭스 층 및 각각의 화소를 형성하기 위해 복수의 색(통상적으로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B))의 3원색을 정해진 순서로 배열한 화소부가 차례로 적층된 구조를 취하고 있다.
컬러 필터는 안료 분산법, 전착법, 인쇄법, 염색법, 전사법, 잉크젯 방식 등에 의하여 3종 이상의 색상을 투명 기판상에 코팅하여 제조한다. 최근에는 품질, 성능면에서 우수한 안료 분산형의 감광성 수지를 이용한 안료 분산법이 주류를 이룬다.
안료 분산법은 흑색 매트릭스가 구비된 투명한 기질 위에 착색제를 비롯하여 알칼리 가용성 수지, 광중합 단량체, 광중합 개시제, 에폭시 수지, 용제, 기타 첨가제 등을 포함하는 감광성 수지 조성물을 코팅하고, 형성하고자 하는 형태의 패턴을 노광한 후, 비노광 부위를 용제로 제거하여 열경화시키는 일련의 과정을 반복함으로써 착색 박막을 형성하는 방법으로, 휴대폰, 노트북, 모니터, TV 등의 LCD를 제조하는데 활발하게 응용되고 있다.
일반적으로 안료 분산법을 이용할 때, 착색제로서 염료나 안료를 이용하는데, 이 경우 광원의 투과 효율을 저하시키는 문제를 야기한다. 투과 효율의 저하는 결과적으로 화상표시장치의 색재현성을 낮추게 되어 결국 고품질의 화면 구현을 어렵게 한다. 이에 우수한 패턴 특성뿐만 아니라 보다 다양한 색상 표현, 높은 색재현율과 함께 고휘도 및 고명암비 등 더욱 향상된 성능이 요구됨에 따라 염료나 안료 대신 자체 발광하는 양자점의 사용이 제안되었다.
양자점을 컬러 필터의 발광 물질로 사용할 경우 발광 파형을 좁힐 수 있고 안료에서는 구현하지 못하는 높은 색 구현 능력을 가지게 되며, 우수한 휘도 특성을 지닌다. 그러나 컬러필터 제조에서 수행하는 양자점의 낮은 안정성으로 인해 표면에 결정 등이 발생하여 양자점의 발광 효율이 크게 떨어지는 현상이 보고되고 있다.
이와 관련하여, 예를 들면, 대한민국 특허공개 제2018-0030353호 에서 광효율을 높이기 위한 양자점 컬러 필터 및 이를 구비하는 표시 장치를 개시하고 있으며, 자발광형 컬러 필터의 제조 공정 중 광효율 저하를 최소화 할 수 있는 기술의 개발이 지속적으로 요구되고 있다.
한편, 발광효율을 향상시켜 소모되는 전력을 감소시키고 높은 휘도를 가지는 디스플레이는 사용자가 밝은 이미지를 얻을 수 있고, 뚜렷한 색감을 인지할 수 있다는 점에서 지속적인 개발이 필요하다.
대한민국 공개특허공보 제2018-0030353호
본 발명은, 양자점을 포함하는 화소의 광 효율 향상시킬 수 있으며, 높은 개구율을 확보함에 따라, 휘도가 향상되어 밝은 이미지를 얻을 수 있고, 전력 소모 면에서도 이점이 있는 컬러 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터의 제조 방법 및 컬러 필터를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은,
하나 이상의 색으로 형성된 컬러층;
양자점층; 및
상기 컬러층 및 양자점층에 대하여 단일한 격벽을 사용하는 것을 특징으로 하는 컬러 필터를 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 컬러 필터를 제조하는 방법으로서,
기재 상에 격벽을 형성하는 단계;
상기 격벽이 형성된 기재 상에 상기 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층을 형성하는 단계; 및
상기 컬러층상에 상기 양자층을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 제조 방법을 제공한다.
본 발명에 따른 컬러 필터는 양자점이 포함된 층과 컬러층에 대하여 단일한 형태인 격벽을 포함함으로써, 외광 억제 효과가 우수하여 광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 상기 컬러 필터 제조 시에 공정을 단순화 시키는 것이 가능하여 생산성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 컬러 필터를 포함하여 높은 개구율을 확보함에 따라, 휘도가 향상되어 밝은 이미지를 얻을 수 있고, 고품위의 화질을 구현할 수 있으며, 전력 소모 면에서도 이점이 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 비교예에 따른 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 발명은 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층; 양자점층; 및 상기 컬러층 및 양자점층에 대하여 단일한 형태인 것을 특징으로 하는 격벽을 포함하는, 컬러 필터, 그 제조방법, 및 이를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
본 발명의 단일한 형태의 격벽은, 상기 컬러층 및 양자점층 각각에 대한 별개의 격벽이 아닌, 상기 컬러층 및 양자점층 모두에 대한 하나의 단일한 일체형 격벽인 것을 의미한다.
이로써, 본 발명은 외광 억제 효과가 우수하여 컬러 필터의 광 효율을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 컬러 필터의 제조 공정을 단순화 시켜 생산성을 향상시킬 수 있다. 또한, 단일한 형태의 격벽에 의해 높은 개구율을 확보함에 따라, 휘도가 향상되어 밝은 이미지를 얻을 수 있고, 고품위의 화질을 구현할 수 있으며, 전력 소모 면에서도 이점이 있는 화상표시장치를 제공할 수 있다.
이하에서, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 본 발명을 설명하기에 앞서 관련된 공지기능 및 구성에 대한 구체적 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그에 대한 설명은 생략하기로 한다.
아래 설명과 도면은 당업자가 설명되는 장치와 방법을 용이하게 실시할 수 있도록 특정 실시예를 예시한다. 다른 실시예는 구조적, 논리적으로 다른 변형을 포함할 수 있다. 개별 구성 요소와 기능은 명확히 요구되지 않는 한, 일반적으로 선택될 수 있으며, 과정의 순서는 변할 수 있다. 몇몇 실시예의 부분과 특징은 다른 실시예에 포함되거나 다른 실시예로 대체될 수 있다.
<컬러 필터>
도 1은 본 발명의 제1 실시 형태에 따른 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 도면이며, 도 2는 본 발명의 제2 실시 형태에 따른 컬러 필터를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 컬러 필터는 컬러층, 양자점층, 격벽을 포함한다.
컬러층은 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue) 등의 어느 하나 이상의 색을 포함하는 층으로, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 및 용제를 포함하는 착색 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
양자점층은 양자점을 포함하는 층으로 상기 컬러층 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 양자점층은 광루미네선스 양자점, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
양자점(quantum dot, QD)은 나노 크기의 반도체 물질이다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자들이 특히 반도체 특성을 띠고 있을 때 이를 양자점이라고 한다. 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태에 이르면 자체적으로 해당하는 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출한다.
상기 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 양자점이라면 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 Ⅱ-VI족 반도체 화합물; Ⅲ-V족 반도체 화합물; Ⅳ-Ⅵ족 반도체 화합물; Ⅳ족 원소 또는 이를 포함하는 화합물; 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 Ⅱ-Ⅵ족 반도체 화합물은 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 Ⅲ-V족 반도체 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, GaAlNP, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 Ⅳ-Ⅵ족 반도체 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS,SnPbSe, SnPbTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, 상기 IV족 원소 또는 이를 포함하는 화합물은 Si, Ge, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 원소화합물; 및 SiC, SiGe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
또한, 상기 양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조; 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조; 또는 이들의 혼합구조일 수 있다.
상기 코어-쉘(core-shell)의 이중 구조에서, 각각의 코어(core)와 쉘(shell)을 이루는 물질은 상기 언급된 서로 다른 반도체 화합물로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 코어는 CdSe, CdS, ZnS, ZnSe, CdTe, CdSeTe, CdZnS, PbSe, AgInZnS 및 ZnO로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 쉘은 CdSe, ZnSe, ZnS, ZnTe, CdTe, PbS, TiO, SrSe 및 HgSe으로 이루어진 군으로부터 선택된 하나 이상의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 양자점은 적색을 나타내는 양자점, 녹색을 나타내는 양자점 및 청색을 나타내는 양자점으로 분류될 수 있으며, 본 발명에 따른 양자점층은 상기 컬러층이 나타내는 색과 대응되도록 적색, 녹색, 청색 및 이들의 조합에서 선택된 1종의 양자점을 포함할 수 있다.
예를 들면, 백라이트 유닛으로부터 청색광이 조사되는 경우, 레드 컬러층과 대응되는 위치에 존재하는 양자점층에 청색광이 입사되면, 청색광은 양자점층에 의해 적색광으로 변환되고, 녹색 컬러층과 대응되는 위치에 존재하는 양자점층에 입사되는 경우에는 청색광이 양자점층에 의해 녹색광으로 변환된다. 즉, 본 발명의 양자점층은 입사광을 컬러층이 나타내는 색과 동일한 색으로 변환하는 색변환층이다.
양자점층은 입사광을 산란하는 산란입자를 포함할 수 있으며, 산란입자가 포함된 양자점층은 입사된 광을 색변환시키지 않고 출사하는데, 위의 예시와 같이 청색광이 산란입자를 포함하는 양자점층에 입사될 경우에는 입사된 청색광이 색변환되지 않고 출사된다.
상기 산란입자로는 통상의 무기 재료를 모두 사용 가능하며, 바람직하게는 금속산화물을 사용할 수 있다.
상기 금속산화물은 Li, Be, B, Na, Mg, Al, Si, K, Ca, Sc, V, Cr, Mn, Fe, Ni, Cu, Zn, Ga, Ge, Rb, Sr, Y, Mo, Cs, Ba, La, Hf, W, Tl, Pb, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Ti, Sb, Sn, Zr, Nb, Ce, Ta, In 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종을 포함하는 금속산화물이 가능하다.
구체적으로 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO, MgO 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다. 필요한 경우 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하다.
상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정 또는 분자선 에피택시 공정에 의해 합성될 수 있다.
상기 습식 화학 공정은 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기 용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제 역할을 하여 결정의 성장을 조절하게 되므로, 상기 유기금속 화학증착(MOCVD, metal organic chemical vapor deposition)이나 분자선 에피택시(MBE, molecular beam epitaxy)와 같은 기상증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있다.
상기 양자점은 종래에 사용하던 안료, 염료 등의 착색제를 대체하여 컬러 필터에 다양한 색상 표현, 높은 색재현율, 고휘도, 및 고명암비 등의 더욱 향상된 성능을 제공할 수 있는데, 이러한 양자점은 모든 방향으로 광을 발산하므로, 광의 활용률이 높지 않은 문제가 발생한다.
본 발명의 컬러 필터는 컬러층 및 양자점층, 즉 컬러층 상에 양자점층이 적층 배치된 다층구조의 화소 영역에 대하여 단일한 형태인 것을 특징으로 하는 격벽을 포함하여 컬러 필터의 광효율을 향상시킬 수 있다.
다시 말하면, 상기 격벽은 기재 상에 다층구조의 화소 영역을 사이에 두고 위치한다.
상기 격벽은, 일 예로서 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용하여 형성할 수 있다.
본 발명의 컬러 필터에서 기재는, 도 1과 같이 컬러 필터 자체 기판일 수 있으며, 또는 디스플레이 장치 등에 컬러 필터가 위치되는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiOx) 또는 고분자 기판일 수 일으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 등일 수 있다.
본 발명의 컬러필터는 기재 상에 격벽이 형성되며, 상기 격벽 사이에 잉크젯법 또는 리소그래피 공정을 통해 컬러층 및 양자점층이 형성되는데, 컬러층 상에 양자점층 형성시 잉크젯법을 이용할 경우, 공정을 단순화 시킬 수 있으며 재료손실을 줄일 수 있다.
일부 실시예에 있어서, 상기 격벽은 5 내지 15 ㎛의 높이를 가질 수 있다. 상기 격벽의 높이가 5 ㎛ 미만인 경우에는 컬러층과 양자점층이 충분한 두께를 가질 수 없어 특성이 발현되지 않는 문제가 발생할 수 있으며, 15 ㎛ 초과하는 경우에는 공정상 컬러층과 양자점층의 균일한 도막형성이 어려운 문제가 발생할 수 있다.
또한, 본 발명의 컬러 필터는 양자점층의 두께가 컬러층 두께의 60 내지 90%로 형성될 수 있다. 양자점층의 두께가 상기 범위로 형성되면 컬러 필터의 광효율을 향상시키는데 유리하다.
상기한 바와 같은 본 발명에 따른 컬러 필터는, 디스플레이에 적용되어, 컬러를 표시하도록 사용될 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 컬러 필터는, 영상 신호에 따라 제어되는 표시부의 복수의 화소 영역에 각 컬러 필터 영역이 대응되게 배치되어, 컬러를 형성할 수 있다. 상기 표시부는 예를 들어, 투과형이나 반사형 액정 패널, 또는 유기 발광 패널일 수 있다.
<컬러 필터 제조 방법>
이하에서는, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
상기 컬러 필터는 단일한 형태의 격벽을 형성하는 단계; 컬러층을 형성하는 단계; 및 상기 컬러층상에 상기 양자점층을 형성하는 단계를 거쳐 제조 될 수 있다. 또는 경우에 따라 단일한 형태의 격벽을 형성하고, 컬러층을 형성하기 전에 양자점층을 형성하고 컬러층을 형성할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 일 실시예에 따른 컬러 필터의 제조 방법은 기재 상에 단일한 격벽을 형성하는 단계;
상기 격벽이 형성된 기재 상에 상기 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층을 형성하는 단계; 및 상기 컬러층상에 상기 양자점층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또는, 일 실시예에 따른 컬러 필터제조 방법은 백라이트 유닛 상에 단일한 형태의 격벽을 형성하는 단계;
상기 격벽이 형성된 백라이트 유닛 상에 양자점층을 형성하는 단계; 및
상기 양자점층 상에 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 예시적인 방법을 통해 제조된 본 발명에 다른 컬러 필터는 단일한 형태의 격벽을 가지고 양자점층과 컬러층을 동시에 가진 필터일 수 있다.
본 발명에 있어서, 격벽 제조 방법은 종래 컬러필터에 포함되는 격벽 형성 방법에 따라 제조 가능하다.
예를 들어, 본 발명의 컬러필터용 격벽은 기판 또는 백라이트 유닛의 적어도 한쪽에, 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물을 이용하여 수지층을 형성하고, 상기 수지층을 패턴상으로 노광하고 현상함으로써 양자점층과 컬러층을 격리하는 격벽 패턴을 형성하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 필요에 따라, 베이킹 처리하는 등의 다른 공정을 추가로 더 포함할 수도 있다.
이렇게 제조된 격벽에 종래의 컬러필터를 제조하는 방법으로 컬러층과 양자점층을 형성할 수 있는데 사용되는 마스크의 형태가 상이할 뿐 상기 격벽을 형성하는 방법과 유사하다. 추가적인 도입 방법으로 격벽이 형성되어 있기 때문에 스핀 코팅이 아닌 잉크젯 방식으로 격벽에 컬러층 내지 양자점층을 잉크젯하는 방법으로 형성할 수 있는데 이렇게 잉크젯 공정을 통한 공정은 사용하는 양을 줄일 수 있는 이점이 있다.
<화상표시장치>
본 발명은 상기 컬러필터를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 컬러필터는 통상의 액정 표시장치뿐만 아니라, 전계발광 표시장치, 플라스마 표시장치, 전계방출 표시장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다.
본 발명의 화상표시장치는 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층, 양자점층 및 상기 컬러층 및 양자점층에 대하여 단일한 형태인 것을 특징으로 하는 격벽을 포함하는 컬러 필터를 구비할 수 있다. 이 경우, 화상표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다
본 발명의 화상표시장치는 광 효율이 우수하여 높은 휘도를 나타내고, 색 재현성이 우수하며, 넓은 시야각을 갖는다.
이하, 본 발명을 실시예 및 비교예를 이용하여 더욱 상세하게 설명한다. 그러나 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것으로서 본 발명은 하기 실시예에 의해 한정되지 않으며, 다양하게 수정 및 변경될 수 있다. 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해질 것이다.
실시예 및 비교예: 컬러 필터의 제조
가로, 세로 각각 10 센티미터의 유리 기판(이글 2000; 코닝사 제조)을 중성 세제, 물 및 알코올로 순차 세정한 후 건조하였다. 상기 유리 기판 상에 격벽을 형성하기 위하여 동우화인켐사의 SY-LR1001 제품을 스핀 코팅한 다음 클린오븐에서 90℃로 3 분간 프리베이크 하였다. 상기 프리베이크한 기판을 상온으로 냉각 후 석영 유리제 포토마스크와의 간격을 200㎛로 하여 노광기(TME-150RSK; 톱콘 (주) 제조)를 사용하여 각각 60mJ/㎠의 노광량(365㎚ 기준)으로 광을 조사하였다. 이 때의 조사는, 초고압 수은등으로부터의 방사광을 사용하였다. 이때 포토마스크는 패턴이 동일 평면 상에 형성된 포토마스크를 사용하였다. 기존에 블랙 매트릭스를 형성하기 위한 마스크는 내부에 직사각형의 형태로 차단부(미노광부)를 가지며 투광부 (패턴)는 직선의 형태가 서로 가로지르는 형태를 가진다. 투광부의 패턴의 크기는 15㎛ 이었다. 광조사 후 비이온계 계면활성제 0.12 중량%와 수산화칼륨 0.04 중량%를 함유하는 수계 현상액에 상기 도막을 25℃ 에서 100초간 침지하여 현상하고, 수세 후 오븐 중에서, 220℃로 20분간 포스트베이크를 실시하였다. 얻어진 막 두께는 13㎛이었다. 막두께는 막두께 측정장치(DEKTAK 6M; Veeco사 제조)를 사용하여 측정하였다.
실시예 1의 경우에는 도 1과 같은 구조로 단일한 형태의 격벽을 사용하여 컬러 필터를 제조하였다.
실시예 2의 경우에는 도 2와 같은 구조로 단일한 형태의 격벽을 사용하여 컬러 필터를 제조하였다.
비교예 1의 경우에는 도 3과 같은 구조로 격벽과 컬러층을 형성하고 격벽과 양자점층을 형성하여 컬러 필터를 제조하였다. 이렇게 제조된 컬러필터는 컬러층과 양자점층을 위한 격벽이 각각 위치하게 된다.
시험예: 컬러 필터의 특성 평가
실험예 1. 휘도 측정
상기 실시예 1 내지 2 그리고 비교예 1에서 제조된 컬러필터는 OLED 패널과 함께 조립되어 발생하는 휘도를 현미분광 광도계(Olympus Corporation 제품; OSP100)를 사용하여, 핀홀 직경 100㎛에서 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
실험예 1. 개구율 평가
상기 실시예 1 내지 2 그리고 비교예 1에서 제조된 컬러필터를 빛이 나오는 부분의 면적을 전체면적으로 계산하여 개구율을 측정하였다. 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.
휘도 (Y) 개구율(%)
실시예 1 87 88
실시예 2 89 88
비교예 1 78 83
상기 표 1에 나타난 바와 같이, 실시예 1 내지 2와 같이 격벽이 형성된컬러 필터는 컬러 필터에서 측정되는 휘도가 높은 것을 알수 있으며 또한 단일한 형태의 격벽으로 컬러층과 양자점층을 형성하는데 있어 개구율 손실을 줄일수 있는 이점이 있는 것을 확인할 수 있다.
반면, 비교예 1과 같이 단일한 형태의 격벽을 포함하지 않는 컬러 필터의 경우에는 휘도 특성이 좋지 못하고, 실시예들 대비 개구율 손실이 큰 것을 확인할 수 있다.

Claims (10)

  1. 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층;
    양자점층; 및
    상기 컬러층 및 양자점층에 대하여 단일한 격벽을 사용하는 것을 특징으로 하는, 컬러 필터.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽은 5㎛ 내지 15㎛의 높이를 갖는 것을 특징으로 하는, 컬러 필터.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층 및 상기 양자점층은 잉크젯법 공정으로 형성되는, 컬러 필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 양자점층은 잉크젯법으로 형성되는 것인, 컬러 필터.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 격벽과 인접한 양자점 층의 두께는 상기 격벽과 인접한 컬러층의 두께의 60% 내지 90%인, 컬러 필터.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 양자점층은 산란입자를 더 포함하는, 컬러 필터.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO 및 MgO 로 이루어진 군에서 선택되는 1 이상을 포함하는, 컬러 필터.
  8. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 컬러 필터를 제조하는 방법으로서,
    기재 상에 단일한 형태의 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽이 형성된 기재 상에 상기 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층을 형성하는 단계; 및
    상기 컬러층상에 상기 양자점층을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 제조 방법.
  9. 청구항 1 내지 7 중 어느 하나의 컬러 필터를 제조하는 방법으로서,
    백라이트 유닛 상에 단일한 형태의 격벽을 형성하는 단계;
    상기 격벽이 형성된 백라이트 유닛 상에 상기 양자점층을 형성하는 단계; 및
    상기 양자점층 상에 하나 이상의 색으로 형성된 컬러층을 형성하는 단계를 포함하는 컬러 필터 제조 방법.
  10. 청구항 1 내지 7 중 어느 한 항의 컬러 필터를 포함하는 화상표시장치.
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