KR101865499B1

KR101865499B1 - 컬러필터 및 화상표시장치

Info

Publication number: KR101865499B1
Application number: KR1020170020085A
Authority: KR
Inventors: 김형주; 김주호; 왕현정; 이종수
Original assignee: 동우 화인켐 주식회사
Priority date: 2017-02-14
Filing date: 2017-02-14
Publication date: 2018-06-07
Also published as: JP6903164B2; CN110291431A; JP2020506442A; TW201841030A; US11579346B2; TWI742244B; CN110291431B; US20200033516A1; WO2018151457A1

Abstract

본 발명은 광의 파장을 변환시키는 파장변환층, 상기 파장변환층 상에 형성된 광투과층 및 상기 광투과층 상에 형성된 파장필터층을 포함하고, 상기 광투과층은 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하는 컬러필터 및 화상표시장치를 제공한다. 본 발명에 따른 컬러필터는 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하는 광투과층을 포함하여 발광효율과 광유지율이 우수하면서도 높은 색재현성의 구현이 가능하다.

Description

컬러필터 및 화상표시장치{Color Filter and Display Device}

본 발명은 컬러필터 및 화상표시장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장변환층과 파장필터층 사이에 광투과층을 포함하여 발광효율과 광유지율이 우수하면서도 높은 색재현성의 구현이 가능한 컬러필터 및 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치에 관한 것이다.

근래 컬러필터를 구현하는 방법 중의 하나로서, 안료 분산형의 감광성 수지를 이용한 안료 분산법이 적용되고 있으나, 광원에서 조사된 광이 컬러필터를 투과하는 과정에서 광의 일부가 컬러필터에 흡수되어 광 효율이 저하되고, 또한 컬러필터에 포함되어 있는 안료의 특성으로 인하여 색재현이 저하되는 문제점이 발생하고 있다.

이러한 문제를 해결할 수 있는 방안으로, 양자점 감광성 수지 조성물을 이용한 컬러필터가 제시되었다. 예를 들어, 대한민국 특허공개 제2009-0036373호는 기존의 컬러필터를 양자점 형광체로 이루어진 발광층으로 대체함으로써 발광 효율을 향상시켜 표시장치의 표시품질을 개선할 수 있다고 개시하고 있다.

이렇게 양자점을 컬러필터의 발광 물질로 사용할 경우 발광 파형을 좁힐 수 있고 안료에서는 구현하지 못하는 높은 색재현 능력을 가지게 되며, 우수한 휘도 특성을 지닌다. 그러나, 양자점 컬러필터가 장착된 화상표시장치는 광원으로 청색광을 사용하는데, 이때 사용하는 청색광이 적색, 녹색 및 청색 화소층 내 자발광 빛과 혼색된다. 이에 의해, 청색 화소층의 경우 문제가 없으나, 적색 및 녹색 화소층의 경우 순수한 적색 및 녹색의 방출이 어려워진다. 일례로, 녹색 화소층의 경우 양자점에 의해 500nm 내지 550nm에서 발광 피크가 나타나나, 청색광을 사용하는 경우 380nm 내지 400nm에서의 청색광에 의한 피크가 동시에 나타나 결과적으로 컬러필터의 색 순도를 낮춘다. 따라서, 원하는 색상을 재현성 있게 표시하는데 한계가 있어 화상 품질이 떨어지는 단점이 있다.

또한, 양자점은 컬러필터의 제조를 위해 고온에서 수행되는 포스트베이크 공정 중에 영향을 받아 발광효율과 광유지율이 떨어지는 문제가 있어 이를 억제할 수 있는 방법의 개발이 필요하다.

대한민국 특허공개 제2009-0036373호

본 발명의 한 목적은 발광효율과 광유지율이 우수하면서도 높은 색재현성의 구현이 가능한 컬러필터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 상기 컬러필터를 구비한 화상표시장치를 제공하는 것이다.

한편으로, 본 발명은 광의 파장을 변환시키는 파장변환층, 상기 파장변환층 상에 형성된 광투과층 및 상기 광투과층 상에 형성된 파장필터층을 포함하고, 상기 광투과층은 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하는 컬러필터를 제공한다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 파장변환층은 양자점을 포함하는 자발광 화소층을 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광투과층은 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물의 경화층일 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 파장필터층은 착색 감광성 수지 조성물의 경화층일 수 있다.

다른 한편으로, 본 발명은 상기 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.

본 발명에 따른 컬러필터는 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하는 광투과층을 포함하여 발광효율과 광유지율이 우수하면서도 높은 색재현성의 구현이 가능하다.

도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 컬러필터의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 컬러필터의 단면도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다.

도 1을 참조로, 본 발명의 일 실시형태에 따른 컬러필터는 기재(11), 상기 기재(11) 상에 형성된 광의 파장을 변환시키는 파장변환층(12), 상기 파장변환층 상에 형성된 광투과층(13) 및 상기 광투과층 상에 형성된 파장필터층(14)을 포함한다.

또한, 도 2를 참조로, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 컬러필터는 기재(11), 상기 기재(11) 상에 형성된 파장필터층(14), 상기 파장필터층 상에 형성된 광투과층(13) 및 상기 광투과층 상에 형성된 광의 파장을 변환시키는 파장변환층(12)을 포함한다.

이때, 광원은 상기 기재(11)의 하부에 위치할 수 있다.

<기재>

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 기재는 컬러 필터 자체 기판이거나, 디스플레이 장치 등에 컬러 필터가 위치되는 부분일 수 있으며, 특별히 제한되지 않는다.

상기 기판은 유리, 실리콘(Si), 실리콘 산화물(SiO_x) 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰(polyethersulfone, PES) 또는 폴리카보네이트(polycarbonate, PC) 기판 등일 수 있다.

< 파장변환층 >

상기 파장변환층의 두께는 1.0 내지 15.0㎛, 바람직하게는 3.0 내지 12㎛, 더욱 바람직하게는 4.0 내지 10㎛일 수 있다.

구체적으로, 상기 자발광 화소층은 광루미네선스 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물의 경화층일 수 있다.

양자점은 나노 크기의 반도체 물질이다. 원자가 분자를 이루고, 분자는 클러스터라고 하는 작은 분자들의 집합체를 구성하여 나노 입자를 이루는데, 이러한 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.

본 발명의 컬러필터는 이러한 광루미네선스 양자점 입자를 포함하여, 이로부터 제조된 컬러필터는 광 조사에 의해 발광(광루미네선스)할 수 있다.

본 발명에 따른 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 원소; 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 혼합 구조일 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.

통상의 컬러필터 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물이 색상 구현을 위해 적, 녹, 청의 착색제를 포함하듯이, 본 발명의 컬러필터의 제조에 사용되는 양자점도 적색을 나타내는 양자점, 녹색을 나타내는 양자점 및 청색을 나타내는 양자점을 포함하며, 전술한 적색, 녹색, 청색 및 이들의 조합에서 선택된 1종일 수 있다.

상기 양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기금속 화학증착 공정 또는 분자선 에피텍시 공정에 의해 합성될 수 있다.

상기 습식 화학 공정은 유기용제에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기용제가 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 기상 증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있다.

상기 광루미네선스 양자점 입자의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 3 내지 80 중량%, 예를 들어 5 내지 70 중량%일 수 있다. 광루미네선스 양자점 입자의 함량이 3 중량% 미만이면 발광 효율이 미미할 수 있고, 80 중량% 초과이면 상대적으로 다른 조성의 함량이 부족하여 화소 패턴을 형성하기 어려운 문제가 있을 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지는 열의 작용에 의한 반응성 및 알칼리 용해성을 가지며 착색제를 비롯한 고형분의 분산매로서 작용하며 결착 수지의 기능을 하며, 이는 수지 조성물을 이용한 필름 제조의 현상 단계에서 사용된 알칼리성 현상액에 용해 가능한 결합제 수지라면 어느 것이든 사용 가능하다.

상기 알칼리 가용성 수지는 10 내지 200 (KOH mg/g)의 산가를 갖는 것을 선정하여 사용한다. 산가는 중합체 1g을 중화하는 데 필요한 수산화칼륨의 양(mg)으로서 측정되는 값으로 용해성에 관여한다. 상기 알칼리 가용성 수지의 산가가 상기 범위 미만이면 충분한 현상속도를 확보하기 어려우며, 반대로 상기 범위를 초과하면 기재와의 밀착성이 감소되어 패턴의 단락이 발생하기 쉬우며 전체 조성물의 저장 안정성이 저하되어 점도가 상승하는 문제가 발생한다.

또한, 상기 알칼리 가용성 수지는 바람직하기로 중량평균분자량이 3,000 내지 200,000 Da, 바람직하게는 5,000 내지 100,000 Da이 되도록 하고, 분자량 분포도는 1.5 내지 6.0, 바람직하기로 1.8 내지 4.0의 범위를 갖도록 직접 중합하거나 구입하여 사용한다. 상기 범위의 분자량 및 분자량 분포도를 갖는 알칼리 가용성 수지를 사용하는 경우 경도가 향상되고, 잔막율이 높을 뿐만 아니라 현상액 중의 비-노출부의 용해성이 탁월하고 해상도를 향상시킬 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지는 카르복실기와 불포화 결합을 갖는 단량체, 및 이와 공중합이 가능한 불포화 결합을 갖는 단량체를 공중합하여 제조가 가능하다.

상기 카르복실기와 불포화 결합을 갖는 단량체의 구체적인 예로는 아크릴산, 메타아크릴산, 크로톤산 등의 모노카르복실산류; 푸마르산, 메사콘산, 이타콘산 등의 디카르복실산류; 및 이들 디카르복실산의 무수물; ω-카르복시폴리카프로락톤모노(메타)아크릴레이트 등의 양 말단에 카르복실기와 수산기를 갖는 폴리머의 모노(메타)아크릴레이트류 등을 들 수 있다.

상기 공중합이 가능한 단량체는 방향족 비닐 화합물, 불포화 카르복실산 에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물, 불포화 카르복실산 글리시딜에스테르 화합물, 카르복실산 비닐에스테르 화합물, 불포화 에테르류 화합물, 시안화 비닐 화합물, 불포화 이미드류 화합물, 지방족 공액 디엔류 화합물, 분자쇄의 말단에 모노아크릴로일기 또는 모노메타크릴로일기를 갖는 거대 단량체, 벌키성 단량체 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 가능하다.

구체적으로, 상기 공중합이 가능한 단량체는 스티렌, 비닐톨루엔, α-메틸스티렌, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, o-비닐벤질글리시딜에테르, m-비닐벤질글리시딜에테르 또는 p-비닐벤질글리시딜에테르 등의 방향족 비닐 화합물; 메틸(메타)아크릴레이트, 에틸(메타)아크릴레이트, n-프로필(메타)아크릴레이트, i-프로필(메타)아크릴레이트, n-부틸(메타)아크릴레이트, i-부틸(메타)아크릴레이트, sec-부틸(메타)아크릴레이트 또는 t-부틸(메타)아크릴레이트 등의 알킬(메타)아크릴레이트류; 시클로펜틸(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 2-메틸시클로헥실(메타)아크릴레이트, 트리시클로[5.2.1.0.^2.6]데칸-8-일(메타)아크릴레이트, 2-디시클로펜타닐옥시에틸(메타)아크릴레이트 또는 이소보르닐(메타)아크릴레이트 등의 지환족(메타)아크릴레이트류; 페닐(메타)아크릴레이트 또는 벤질(메타)아크릴레이트 등의 아릴(메타)아크릴레이트류; 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트 또는 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트 등의 히드록시알킬(메타)아크릴레이트류; N-시클로헥실말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-o-히드록시페닐말레이미드, N-m-히드록시페닐말레이미드, N-p-히드록시페닐말레이미드, N-o-메틸페닐말레이미드, N-m-메틸페닐말레이미드, N-p-메틸페닐말레이미드, N-o-메톡시페닐말레이미드, N-m-메톡시페닐말레이미드, N-p-메톡시페닐말레이미드 등의 N-치환 말레이미드계 화합물; (메타)아크릴아미드, N,N'-디메틸(메타)아크릴아미드 등의 불포화 아미드 화합물; 3-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-3-에틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-트리플루오로메틸옥세탄, 3-(메타크릴로일옥시메틸)-2-페닐옥세탄, 2-(메타크릴로일옥시메틸)옥세탄 또는 2-(메타크릴로일옥시메틸)-4-트리플루오로메틸옥세탄 등의 불포화 옥세탄 화합물 등을 들 수 있다.

상기 카르복실기와 불포화 결합을 갖는 단량체 및 이와 공중합 가능한 단량체는 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용될 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 2 내지 80 중량%, 바람직하게는 10 내지 70 중량%로 포함될 수 있다. 상기 알칼리 가용성 수지의 함량이 상기 범위에 속하는 경우 패턴층 형성에 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비화소 부분의 누락성이 양호해진다.

상기 광중합성 화합물은 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물이면 특별하게 한정되는 것은 아니지만, 바람직하게는 단관능 광중합성 화합물, 2관능 광중합성 화합물 또는 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물 등을 들 수 있다.

상기 단관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는, 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-101 (도아고세이), KAYARAD TC-110S (닛본가야꾸) 또는 비스코트 158 (오사카 유키 가가쿠고교) 등을 들 수 있다.

상기 2관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-210, M-1100, 1200(도아고세이), KAYARAD HDDA (닛본가야꾸), 비스코트 260 (오사카 유키 가가쿠 고교), AH-600, AT-600 또는 UA-306H (교에이샤 가가꾸사) 등이 있다.

상기 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물의 구체적인 예로는, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트숙신산모노에스테르 등이 있으며, 시판품으로는 아로닉스 M-309, TO-1382 (도아고세이), KAYARAD TMPTA, KAYARAD DPHA 또는 KAYARAD DPHA-40H (닛본가야꾸) 등이 있다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물 중에서도 3관능 이상의 다관능 광중합성 화합물이 중합성이 우수하며 강도를 향상시킬 수 있다는 점에서 특히 바람직하다.

상기에서 예시한 광중합성 화합물은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 광중합성 화합물의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 70 중량%, 특히 15 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 상기 광중합성 화합물의 함량이 상기 범위 내이면 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 되기 때문에 바람직하다.

상기 광중합 개시제는 광중합성 화합물을 중합시킬 수 있는 것이면 그 종류를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있다.

특히, 광중합 개시제는 중합특성, 개시효율, 흡수파장, 입수성 또는 가격 등의 관점에서 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 트리아진계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심 화합물 및 티오크산톤계 화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 아세토페논계 화합물의 구체적인 예로는 디에톡시아세토페논, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 벤질디메틸케탈, 2-히드록시-1-[4-(2-히드록시에톡시)페닐]-2-메틸프로판-1-온, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 2-메틸-1-(4-메틸티오페닐)-2-모르폴리노프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-히드록시-2-메틸-1-[4-(1-메틸비닐)페닐]프로판-1-온 또는 2-(4-메틸벤질)-2-(디메틸아미노)-1-(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온 등을 들 수 있다.

상기 벤조페논계 화합물로서는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논 또는 2,4,6-트리메틸벤조페논 등이 있다.

상기 트리아진계 화합물의 구체적인 예로는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시페닐)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시나프틸)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-피페로닐-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(4-메톡시스티릴)-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(5-메틸퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(퓨란-2-일)에테닐]-1,3,5-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(4-디에틸아미노-2-메틸페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 또는 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.

상기 비이미다졸계 화합물의 구체적인 예로는 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(알콕시페닐)비이미다졸, 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라(트리알콕시페닐)비이미다졸, 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 또는 4,4',5,5' 위치의 페닐기가 카르보알콕시기에 의해 치환되어 있는 이미다졸 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2,2'-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐비이미다졸 또는 2,2-비스(2,6-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸이 바람직하게 사용된다.

상기 옥심 화합물의 구체적인 예로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 들 수 있으며, 시판품으로 바스프사의 OXE01, OXE02가 대표적이다.

상기 티오크산톤계 화합물로서는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤 또는 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등이 있다.

또한, 본 발명의 효과를 손상하지 않는 범위 내에서, 상기 이외의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수도 있다. 예컨대, 벤조인계 화합물 또는 안트라센계 화합물 등을 들 수 있으며, 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상을 조합하여 사용할 수 있다.

상기 벤조인계 화합물로는 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르 또는 벤조인이소부틸에테르 등이 있다.

상기 안트라센계 화합물로서는, 예를 들면 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센 또는 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등이 있다.

그 밖에 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질-9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸 또는 티타노센 화합물 등을 광중합 개시제로서 추가로 병용하여 사용할 수 있다.

상기 광중합 개시제의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 30 중량%일 수 있다. 상기 광중합 개시제의 함량이 상기 범위 내이면 자발광 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 노광 시간이 단축되므로 생산성이 향상되며 높은 해상도를 유지할 수 있기 때문에 바람직하다. 또한, 상술한 조건의 조성물을 사용하여 형성한 화소부의 강도와 상기 화소부의 표면에서의 평활성이 양호해질 수 있다.

또한, 상기 자발광 감광성 수지 조성물의 감도를 향상시키기 위해서, 광중합 개시 보조제를 더 포함할 수 있다. 이 광중합 개시 보조제를 함유함으로써, 감도가 더욱 높아져 생산성을 향상시킬 수 있다.

상기 광중합 개시 보조제로는, 예를 들어 아민 화합물, 카르복실산 화합물 및 티올기를 가지는 유기 황화합물로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.

상기 아민 화합물로는 구체적으로 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물; 4-디메틸아미노벤조산메틸, 4-디메틸아미노벤조산에틸, 4-디메틸아미노벤조산이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산-2-에틸헥실, 벤조산-2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논 (통칭: 미힐러 케톤) 또는 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 사용할 수 있으며, 방향족 아민 화합물을 사용하는 것이 바람직하다.

상기 카르복실산 화합물은 방향족 헤테로아세트산류인 것이 바람직하며, 구체적으로 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신 또는 나프톡시아세트산 등을 들 수 있다.

상기 티올기를 가지는 유기 황화합물의 구체적인 예로서는 2-머캅토벤조티아졸, 1,4-비스(3-머캅토부티릴옥시)부탄, 1,3,5-트리스(3-머캅토부틸옥시에틸)-1,3,5-트리아진-2,4,6(1H,3H,5H)-트리온, 트리메틸올프로판트리스(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토부틸레이트), 펜타에리트리톨테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 디펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트) 또는 테트라에틸렌글리콜비스(3-머캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다.

또한, 시판되고 있는 제품으로 상품명 Darocur 1173, Igacure 184, Igacure 907, Igacure 1700(Ciba사) 등도 사용할 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

광중합 개시 보조제의 함량은 상기 광중합 개시제와 동일한 함량 범위를 사용하는 것이 바람직하며, 상술한 함량으로 사용할 경우 자발광 감광성 수지 조성물의 감도가 더 높아지고, 상기 조성물을 사용하여 형성되는 컬러필터의 생산성이 향상되는 효과를 제공한다.

상기 용제는 특별히 한정되지 않으며, 당 분야에서 통상적으로 사용되는 유기 용제일 수 있다. 이 용제는 다른 성분들을 용해시키는데 효과적인 것이면, 통상의 자발광 감광성 수지 조성물에서 사용되는 용제를 특별히 제한하지 않고 사용할 수 있으며, 특히 에테르류, 방향족 탄화수소류, 케톤류, 알콜류, 에스테르류 또는 아미드류 등이 바람직하다.

구체예로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 프로필렌글리콜모노알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르아세테이트, 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알킬렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류; 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥사놀, 시클로헥사놀, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산 에틸, 3-메톡시프로피온산 메틸 등의 에스테르류; γ-부티로락톤 등의 환상 에스테르류; 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.

상기 용제는 코팅 방법이나 장치에 따라 점도가 달라질 수 있으므로 상기 언급한 조성을 갖는 자발광 감광성 수지 조성물의 농도가 5 내지 90 중량%, 바람직하기로는 15 내지 80 중량%가 될 수 있도록 함량을 적절히 조절한다. 이러한 함량은 조성의 분산 안정성 및 제조 공정에서의 공정 용이성(예, 도포성)을 고려하여 선정된 범위이다.

상기 자발광 감광성 수지 조성물은 산란입자를 추가로 포함할 수 있다.

상기 산란입자는 컬러필터의 광효율을 증가시키기 위해 사용한다. 광원으로부터 조사된 빛은 컬러필터에 임계각을 가지면서 입사되는데, 이때 입사된 광이나 양자점에 의해 자발 방출되는 자발 방출광은 산란입자와 만나면서 광경로 증가로 인하여 발광 세기가 강해져, 결과적으로 컬러필터의 광효율을 증가시킨다. 상기 산란입자는 통상의 무기 재료 모두 가능하며, 바람직하기로 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 및 In으로 구성된 군에서 선택된 1종 이상의 금속을 포함하는 산화물일 수 있다.

구체적으로, Al₂O₃, SiO₂, ZnO, ZrO₂, BaTiO₃, TiO₂, Ta₂O₅, Ti₃O₅, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb₂O₃, SnO 및 MgO로 구성된 군에서 선택된 1종 이상이 가능하다. 필요한 경우, 아크릴레이트 등의 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 것도 사용 가능하다.

상기 산란입자는 컬러필터의 발광 세기를 충분히 향상시킬 수 있도록 평균입경 및 전체 조성물 내에서의 함량이 조절될 수 있다.

상기 산란입자는 10 내지 1000nm의 평균입경을 가지는 것이 바람직하며, 50 내지 500nm 범위의 평균입경을 가지는 것이 보다 바람직하다. 산란입자 크기가 너무 작으면 양자점으로부터 방출된 빛의 충분한 산란 효과를 기대할 수 없고, 이와 반대로 너무 큰 경우에는 조성물 내에 가라 앉거나 균일한 품질의 자발광층 표면을 얻기 어려울 수 있다.

또한, 산란입자의 함량은 자발광 감광성 수지 조성물 100 중량%에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 30 중량%일 수 있다. 산란입자의 함량이 상기 범위 미만이면 얻고자 하는 발광 세기를 확보하기 어려우며, 상기 범위를 초과할 경우에는 더 이상의 발광 세기 증가 효과가 미미할 뿐만 아니라 조성물의 안정성 저하 문제가 발생할 수 있다.

상기 산란입자와 함께 알칼리 가용성 수지가 사용되어 산란입자가 시간이 지남에 따라 침강되는 것을 방지할 수 있다.

상기 자발광 감광성 수지 조성물은 다양한 목적으로 인해 공지의 첨가제를 더욱 포함할 수 있다. 이러한 첨가제로는 충진제, 다른 고분자 화합물, 계면 활성제, 밀착 촉진제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 응집 방지제 등의 첨가제를 병행하는 것도 가능하다. 이들 첨가제는 1종 또는 2종 이상이 가능하며, 광 효율 등을 고려하여 전체 조성물 내에서 1 중량% 이하로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 충진제의 구체적인 예는 유리, 실리카, 알루미나 등이 예시된다.

상기 다른 고분자 화합물로서는 구체적으로 에폭시 수지, 말레이미드 수지 등의 경화성 수지, 폴리비닐알코올, 폴리아크릴산, 폴리에틸렌글리콜모노알킬에테르, 폴리플루오로알킬아크릴레이트, 폴리에스테르, 폴리우레탄 등의 열가소성 수지 등을 들 수 있다.

상기 계면 활성제는 자발광 감광성 수지 조성물의 피막 형성성을 향상시키는 성분으로, 예를 들면 폴리옥시에틸렌알킬에테르류, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르류, 폴리에틸렌글리콜 디에스테르류, 소르비탄 지방산 에스테르류, 지방산 변성 폴리에스테르류, 3급 아민 변성 폴리우레탄류, 폴리에틸렌이민류 등이 있으며 이외에, 상품명으로 KP(신에쯔 가가꾸 고교㈜ 제조), 폴리플로우(POLYFLOW)(교에이샤 가가꾸㈜ 제조), 에프톱(EFTOP)(토켐 프로덕츠사 제조), 메가팩(MEGAFAC)(다이닛본 잉크 가가꾸 고교㈜ 제조), 플로라드(Flourad)(스미또모 쓰리엠㈜ 제조), 아사히가드(Asahi guard), 서플론(Surflon)(이상, 아사히 글라스㈜ 제조), 솔스퍼스(SOLSPERSE)(제네까㈜ 제조), EFKA(EFKA 케미칼스사 제조), PB 821(아지노모또㈜ 제조) 등을 들 수 있다.

상기 밀착 촉진제로서, 예를 들면 비닐트리메톡시실란, 비닐트리에톡시실란, 비닐트리스(2-메톡시에톡시)실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란, N-(2-아미노에틸)-3-아미노프로필트리메톡시실란, 3-아미노프로트리에톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 2-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란, 3-클로로프로필메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-머캅토프로필트리메톡시실란 등을 들 수 있다.

상기 산화 방지제로서는 구체적으로 2,2'-티오비스(4-메틸-6-t-부틸페놀), 2,6-디-t-부틸-4-메틸페놀 등을 들 수 있다.

상기 자외선 흡수제로서는 구체적으로 2-(3-t-부틸-2-히드록시-5-메틸페닐)-5-클로로벤조티리아졸, 알콕시벤조페논 등을 들 수 있다.

상기 응집 방지제로서는 구체적으로 폴리아크릴산 나트륨 등을 들 수 있다.

< 광투과층 >

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 광투과층은 투명한 가스 배리어층으로서, 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하는 층이다. 상기 광투과층은 컬러필터의 제조를 위해 고온에서 수행되는 포스트베이크 공정 중에 파장필터층에서 발생하는 아웃가스의 흐름을 차단하여 파장변환층 내의 양자점의 발광효율과 광유지율 저하를 막을 수 있다.

상기 광투과층은 80% 이상, 예를 들어 80 내지 100%의 광 투과율을 갖는 것일 수 있다.

상기 광투과층의 두께는 0.9 내지 5.0㎛, 바람직하게는 1.0 내지 3.0㎛일 수 있다.

구체적으로, 상기 광투과층은 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물의 경화층일 수 있다. 예를 들어, 상기 광투과층은 산란입자를 포함하는 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물의 경화층일 수 있다.

상기 열경화성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 열경화성 화합물 및 용제를 포함할 수 있다.

또한, 상기 열경화성 수지 조성물은 산란입자를 추가로 포함할 수 있다.

상기 알칼리 가용성 수지로는 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다.

상기 광투과층에 사용되는 열경화성 수지 조성물에서 알칼리 가용성 수지의 함량은 상기 열경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 50 중량%인 것이 바람직하다. 상기 범위에서 도막의 높은 경화밀도로 인해 아웃가스의 광투과층을 통한 확산을 저지시켜 발광 효율과 광유지율을 높여줄 수 있다.

상기 열경화성 화합물로는 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 디페닐에테르형 에폭시 수지, 하이드로퀴논형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 플루오렌 에폭시 수지, 페놀노블락형 에폭시 수지, 오르쏘크레졸노블락형 에폭시 수지, 트리스히드록시페닐메탄형 에폭시 수지, 3관능형 에폭시 수지, 테트라페놀에탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔페놀형 에폭시 수지, 수첨 비스페놀 A형 에폭시 수지, 폴리프로필렌글리콜형 에폭시 수지, 글리시딜에스테르형 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 글리옥살형 에폭시 수지, 다관능 지환식 에폭시 수지, 복소환형 에폭시 수지, 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지 등을 사용할 수 있다.

상기 열경화성 화합물의 폴리스티렌 환산 중량 평균 분자량은 1,000 내지 50,000인 것이 바람직하다. 상기 열경화성 화합물의 중량 평균 분자량이 상기 범위일 경우 투명성, 평탄성 및 내열성이 우수해진다.

상기 열경화성 화합물의 함량은 상기 열경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 40 중량%, 바람직하게는 1 내지 20 중량%일 수 있다. 상기 열경화성 화합물의 함량이 상기 범위일 경우 투명성 및 평탄성이 양호해진다.

상기 용제로는 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 그 함량은 상기 열경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 90 중량%일 수 있다. 상기 용제의 함량 범위에서 도포성이 양호해진다.

상기 산란입자로는 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있으며, 그 함량은 상기 열경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 30 중량%일 수 있다.

상기 광경화성 수지 조성물은 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.

또한, 상기 광경화성 수지 조성물은 산란입자를 추가로 포함할 수 있다.

상기 광투과층의 제조에 사용되는 광경화성 수지 조성물 중의 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 용제 및 산란입자로는 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 것을 사용할 수 있다. 또한, 상기 광투과층의 제조에 사용되는 광경화성 수지 조성물은 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 첨가제를 추가로 포함할 수 있다.

상기 광경화성 수지 조성물에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지의 함량은 상기 광경화성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 50 중량%일 수 있고, 상기 광중합성 화합물의 함량은 상기 광경화성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.5 내지 40 중량%일 수 있으며, 상기 광중합 개시제의 함량은 광경화성 수지 조성물의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 40 중량%일 수 있고, 상기 용제의 함량은 상기 광경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 10 내지 90 중량%일 수 있으며, 상기 산란입자의 함량은 상기 광경화성 수지 조성물 전체 100 중량%에 대하여 0.1 내지 50 중량%일 수 있다.

< 파장필터층 >

본 발명의 일 실시형태에서, 상기 파장필터층은 입사된 광 중에서 특정 파장 대역의 광은 선택적으로 차단하고 다른 특정 파장 대역의 광은 선택적으로 투과시키는 층이다.

상기 파장필터층은 착색 감광성 수지 조성물의 경화층일 수 있다.

예를 들어, 상기 파장필터층은 황색 또는 적색 감광성 수지 조성물의 경화층일 수 있다. 이러한 경우, 상기 파장필터층은 청색 광원에 의한 청색 파장 대역의 광은 차단하고, 적색 및 녹색 파장 대역의 광은 투과시킬 수 있다. 따라서, 파장필터층을 적색 화소층 및 녹색 화소층에 대응하는 영역에 형성하여, 적색 화소층 및 녹색 화소층에서 방출된 광에 청색 광원에 의한 청색 파장 대역의 광이 섞여 적색 및 녹색의 색 순도가 떨어지는 것을 방지하고, 적색 및 녹색 파장 대역의 광이 차단되어 광 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기 파장필터층의 두께는 0.9 내지 5.0㎛, 바람직하게는 1.0 내지 4.0㎛일 수 있다.

상기 착색 감광성 수지 조성물은 착색제, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함할 수 있다.

상기 착색제는 황색 착색제 및 적색 착색제 중에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있다.

상기 황색 착색제 및 적색 착색제는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 황색 또는 적색의 관용 공지된 착색제를 사용할 수 있다. 구체적으로는, 하기와 같은 컬러 인덱스(C.I.; 더 소사이어티 오브 다이어즈 앤드 컬러리스츠(The Society of Dyers and Colourists) 발행) 번호가 부여되어 있는 것을 들 수 있다. 단, 환경 부하 감소 및 인체에 대한 영향 측면에서 할로겐을 함유하지 않는 착색제인 것이 바람직하다.

모노아조계 안료: 피그먼트 옐로우 1, 2, 5, 8, 105, 120, 150, 168, 182, 183 및 190;

피라졸론 아조계 안료: 피그먼트 옐로우 10;

디스아조계 안료: 피그먼트 옐로우 12, 16, 63, 83, 126, 127, 128, 152, 170 및 188;

아조메틴계 안료: 피그먼트 옐로우 101 및 129;

안트라퀴논계 안료: 피그먼트 옐로우 108, 147, 193, 197, 199 및 202;

이소인돌리논계 안료: 피그먼트 옐로우 109, 110, 139, 173 및 185;

퀴놀린계 안료: 피그먼트 옐로우 115;

퀴노프탈론계 안료: 피그먼트 옐로우 138 및 231;

폴리사이클릭계 안료: 피그먼트 옐로우 148;

디옥심계 안료: 피그먼트 옐로우 153;

벤즈이미다졸론계 안료: 피그먼트 옐로우 154, 175, 180 및 181;

헤테로사이클릭계 안료: 피그먼트 옐로우 192;

페리논계(perinone) 안료: 피그먼트 옐로우 196;

무기안료: 피그먼트 옐로우 31, 32, 30, 119, 157, 162 및 184;

퀴나크리돈계 안료: 피그먼트 레드 122 및 202;

안트라퀴논계 안료: 피그먼트 레드 177;

페릴렌계 안료: 피그먼트 레드 155 및 224;

디케토피롤로피롤계 안료: 피그먼트 레드 254;

디스아조계 안료: 피그먼트 레드 37, 38, 41, 144, 166, 214, 220, 221 및 242.

특히, 상기 예시된 착색제 중 피그먼트 옐로우 138, 피그먼트 옐로우 150, 피그먼트 옐로우 139, 피그먼트 옐로우 185, 피그먼트 옐로우 231, 피그먼트 레드 177, 피그먼트 레드 254 및 피그먼트 레드 242가 바람직하게 사용될 수 있다.

이들 안료는 경우에 따라 로진 처리, 산성기 또는 염기성기가 도입되어 있는 안료 유도체를 이용한 표면 처리, 중합체 화합물 등을 이용한 표면 그라프트 처리, 황산을 이용한 미세 입자화 처리, 또는 유기 용매 또는 물을 이용한 세정 처리 등이 수행된 것일 수도 있다.

상기 착색제의 함량은 착색 감광성 수지 조성물 중의 고형분 전체 100 중량%에 대하여 5 내지 80 중량%, 바람직하기로 10 내지 50 중량%일 수 있다. 상기 착색제의 함량이 5 중량% 미만이면 색 순도와 광 효율 향상 효과를 기대하기 어렵고, 이와 반대로 80 중량%를 초과하더라도 큰 효과 상의 증가가 없어 비경제적이므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.

상기 착색제는 필요하다면 분산제, 분산 보조제와 함께 사용할 수 있다.

상기 분산제로는, 예를 들면 양이온계, 음이온계, 비이온계 등의 적절한 분산제를 사용할 수 있지만, 중합체 분산제가 바람직하다. 구체적으로는, 아크릴계 공중합체, 폴리우레탄, 폴리에스테르, 폴리에틸렌이민, 폴리알릴아민 등을 들 수 있다. 이러한 분산제는 상업적으로 입수할 수 있고, 예를 들면 아크릴계 공중합체로서 DisperBYK-2000, DisperBYK-2001, BYK-LPN6919, BYK-LPN21116(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 5000(Lubrizol사 제조), 폴리우레탄으로서 DisperBYK-161, DisperBYK-162, DisperBYK-163, DisperBYK-165, DisperBYK-167, DisperBYK-170, DisperBYK-182(이상, 빅케미(BYK)사 제조), Solsperse 76500(Lubrizol사 제조), 폴리에틸렌이민으로서 Solsperse 24000(Lubrizol사 제조), 폴리에스테르로서 아지스퍼 PB821, 아지스퍼 PB822, 아지스퍼 PB880(아지노모또 파인테크노 가부시끼가이샤 제조) 등을 들 수 있다.

상기 분산 보조제로는, 예를 들면 안료 유도체를 들 수 있고, 구체적으로는 구리프탈로시아닌, 디케토피롤로피롤, 퀴노프탈론의 술폰산 유도체 등을 들 수 있다.

이들 분산제는 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 분산제의 함량은 착색제 1 중량부에 대하여, 통상 1 중량부 이하, 바람직하게는 0.1 내지 0.7 중량부, 더욱 바람직하게는 0.05 내지 0.5 중량부이다. 분산제의 함량이 지나치게 많으면, 현상성 등이 손상될 우려가 있다.

상기 파장필터층의 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물 중의 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제는 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 것과 동일한 종류 및 함량으로 사용할 수 있다. 또한, 상기 파장필터층의 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물은 상기 파장변환층을 형성하는 자발광 감광성 수지 조성물에 사용되는 첨가제와 동일한 종류 및 함량의 첨가제를 더 포함할 수 있다.

<컬러필터의 제조>

본 발명의 일 실시형태에 따른 컬러필터의 제조는

S1) 기재 상에 자발광 화소층을 형성하여 파장변환층을 얻는 단계;

S2) 상기 파장변환층의 상부에 광투과층을 형성하는 단계; 및

S3) 상기 광투과층 상부에 파장필터층을 형성하는 단계를 거쳐 제조한다.

본 발명의 다른 실시형태에 따른 컬러필터의 제조는

S1-1) 기재 상에 파장필터층을 형성하는 단계;

S2-1) 상기 파장필터층의 상부에 광투과층을 형성하는 단계; 및

S3-1) 상기 광투과층 상부에 자발광 화소층을 형성하여 파장변환층을 얻는 단계를 거쳐 제조한다.

상기 자발광 화소층을 형성하기 전에 기재 또는 광투과층 상에 적색, 청색 및 녹색 화소 영역을 정의하는 격벽을 형성하고, 상기 화소 영역에 자발광 화소층을 형성할 수 있다.

이때 상기 파장필터층은 적색 및 녹색 화소 영역에 대응하는 부분에만 형성할 수 있다.

상기 격벽, 자발광 화소층, 광투과층 및 파장필터층의 형성은 각각의 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 경화하여 수행될 수 있다.

상기 경화는 일반적으로 고온에서 수행되는 포스트베이크 공정을 통해 수행할 수 있다.

본 발명의 일 실시형태에 따른 컬러필터는 파장변환층과 파장필터층 사이에 광투과층을 형성시켜 파장변환층 내에 함유된 양자점의 손상을 막아 발광효율과 광유지율이 우수하다.

<화상표시장치>

본 발명의 일 실시형태는 상기 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치를 제공한다.

본 발명의 컬러필터는 통상의 액정표시장치뿐만 아니라, 전계발광표시장치, 플라스마표시장치, 전계방출표시장치 등 각종 화상표시장치에 적용이 가능하다.

본 발명의 화상표시장치는 적 양자점 입자를 함유한 적색 화소층, 녹 양자점 입자를 함유한 녹색 화소층, 및 청 양자점 입자를 함유한 청색 화소층을 포함하는 파장변환층을 갖는 컬러필터를 구비할 수 있다. 그러한 경우에 화상표시장치에 적용시 광원의 방출광이 특별히 한정되지 않으나, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 바람직하게는 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다

본 발명의 다른 일 실시형태에 따르면, 본 발명의 화상표시장치는 적색 화소층, 녹색 화소층 및 청색 화소층 중 2종 색상의 화소층만을 포함하는 파장변환층을 갖는 컬러필터를 구비할 수도 있다. 그러한 경우에는 상기 파장변환층은 양자점 입자를 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 갖는다.

2종 색상의 화소층만을 구비하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 예를 들면, 적색 화소층 및 녹색 화소층을 포함하는 경우에는, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 그러한 경우에 적 양자점 입자는 적색광을, 녹 양자점 입자는 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.

본 발명의 화상표시장치는 광 효율이 우수하여 높은 휘도를 나타내고, 색 재현성이 우수하며, 넓은 시야각을 갖는다.

이하, 실시예, 비교예 및 실험예에 의해 본 발명을 보다 구체적으로 설명하고자 한다. 이들 실시예, 비교예 및 실험예는 오직 본 발명을 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 범위가 이들에 국한되지 않는다는 것은 당업자에게 있어서 자명하다.

합성예 1: CdSe / ZnS 코어쉘 구조의 광루미네선스 녹색 양자점 입자의 합성

CdO(0.4 mmol)과 아연 아세테이트(Zinc acetate)(4 mmol), 올레산(Oleic acid)(5.5 mL)을 1-옥타데센(1-Octadecene) (20 mL)과 함께 반응기에 넣고 150℃로 가열하여 반응시켰다. 이후에 아연에 올레산이 치환됨으로써 생성된 아세트산(acetic acid)을 제거하기 위해 상기 반응물을 100 mTorr의 진공 하에 20분간 방치하였다.

그리고 나서, 310℃의 열을 가하여 투명한 혼합물을 얻은 다음, 이를 20분간 310℃에서 유지한 후, 0.4 mmol의 Se 분말과 2.3 mmol의 S 분말을 3mL의 트리옥틸포스핀(trioctylphosphine)에 용해시킨 Se 및 S 용액을 Cd(OA)₂ 및 Zn(OA)₂ 용액이 들어 있는 반응기에 빠르게 주입하였다.

이로부터 얻은 혼합물을 310℃에서 5분간 성장시킨 후 얼음물 배쓰(ice bath)를 이용하여 성장을 중단시켰다.

그리고 나서, 에탄올로 침전시켜 원심분리기를 이용하여 양자점을 분리하고 여분의 불순물은 클로로포름과 에탄올을 이용하여 씻어냄으로써, 올레산으로 안정화된, 코어 입경과 쉘 두께의 합이 3 내지 5nm인 입자들이 분포된 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 녹색 양자점 입자를 수득하였다.

합성예 2: 알칼리 가용성 수지 1의 합성

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 120중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르 80중량부, AIBN 2중량부, 아크릴산 5.0중량부, 4-메틸스티렌 55.0중량부, 벤질메타아크릴레이트 20중량부, 메틸메타아크릴레이트 20중량부 및 n-도데칸티올 3중량부를 투입하고 질소 치환하였다. 그 후 교반하며 반응액의 온도를 80℃로 상승시키고 8시간 반응시켰다. 이렇게 합성된 알칼리 가용성 수지 1의 고형분 산가는 17.4㎎KOH/g 이며 GPC로 측정한 중량 평균 분자량(Mw)은 약 17,370이었다.

합성예 3: 알칼리 가용성 수지 2의 합성

교반기, 온도계, 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, N-벤질말레이미드 45 중량부, 메타크릴산 45 중량부, 트리사이클로데실 메타크릴레이트 10 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 40 중량부를 투입후 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸티올 6 중량부 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄 이동제 적하 로트를 준비했다.

이후 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 395 중량부를 도입하고 플라스크 내 분위기를 공기에서 질소로 한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온했다.

이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하 개시했다. 적하는 90℃를 유지하면서 각각 2시간 동안 진행하고 1 시간 후에 110℃로 승온하여 3 시간 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시했다.

이어서, 글리시딜메타크릴레이트 10 중량부, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 중량부 및 트리에틸아민 0.8 중량부를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 8시간 반응을 계속하고, 그 후 실온까지 냉각하면서 고형분 29.1 중량%, 중량평균분자량 32,000, 산가가 114 ㎎KOH/g인 알칼리 가용성 수지 2를 얻었다.

제조예 1: 파장변환층 형성을 위한 자발광 감광성 수지 조성물의 제조

하기 표 1에 기재된 바와 같이 각각 성분을 혼합한 후(중량%), 전체 고형분이 20 중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 희석한 뒤, 충분히 교반하여 자발광 감광성 수지 조성물을 얻었다.

조성 (중량%)		제조예 1-1	제조예 1-2
양자점	1-1¹⁾	30	-
양자점	1-2²⁾	-	30
광중합성 화합물³ ⁾		30	30
광중합 개시제⁴ ⁾		5	5
알칼리 가용성 수지⁵ ⁾		35	35

1) 양자점 1-1: 합성예 1의 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조 양자점

2) 양자점 1-2: Lumidot^TM CdSe/ZnS 640 (알드리치사 제)

3) 광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트숙신산모노에스테르 (카르복시산 함유 5관능 광중합성 화합물) (TO-1382, 도아고세이 제)

4) 광중합 개시제: Irgaqure-907 (Ciba사 제)

5) 알칼리 가용성 수지: 합성예 2의 알칼리 가용성 수지 1

제조예 2: 파장필터층 형성을 위한 착색 감광성 수지 조성물의 제조

하기 표 2에 기재된 바와 같이 각각 성분을 혼합한 후(중량%), 전체 고형분이 20 중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 희석한 뒤, 충분히 교반하여 착색 감광성 수지 조성물을 얻었다.

조성 (중량%)		제조예 2-1	제조예 2-2	제조예 2-3	제조예 2-4	제조예 2-5
착색제¹ ⁾	A-1	30	-	-	-	-
	A-2	-	30	-	-	-
	A-3	-	-	30	-	-
	A-4	-	-	-	30	-
	A-5	-	-	-	-	30
광중합성 화합물² ⁾		30	30	30	30	30
광중합 개시제³ ⁾		5	5	5	5	5
알칼리 가용성 수지⁴ ⁾		35	35	35	35	35

1) 착색제

A-1: 피그먼트 옐로우 138

A-2: 피그먼트 옐로우 150

A-3: 피그먼트 레드 254

A-4: 피그먼트 레드 177

A-5: 피그먼트 레드 242

2) 광중합성 화합물: 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트숙신산모노에스테르 (카르복시산 함유 5관능 광중합성 화합물)(TO-1382, 도아고세이 제)

3) 중합 개시제: Irgacure OXE01(BASF사 제조)

4) 알칼리 가용성 수지: 합성예 3의 알칼리 가용성 수지 2

제조예 3: 광투과층 형성을 위한 경화성 수지 조성물의 제조

하기 표 3에 기재된 바와 같이 각각 성분을 혼합하여 경화성 수지 조성물을 제조하였다(단위: 중량%).

		제조예 3-1	제조예 3-2	제조예 3-3	제조예 3-4	제조예 3-5	제조예 3-6
수지(A)	합성예2	11.5	0	11.5	0	11.5	0
수지(A)	합성예3	0	11.5	0	11.5	0	11.5
열경화성 화합물(B1)	B1-1	3.5	0	0	0	0	0
열경화성 화합물(B1)	B1-2	0	3.5	0	0	0	0
광중합성 화합물(B2)	B2			3.8	3.8	3.8	3.8
광중합 개시제(C)	C1	0	0	0.77	0.77	0.77	0.77
용제(D)	D1	74.88	74.88	83.81	83.81	78.81	78.81
용제(D)	D2	10	10	-	-	-	-
첨가제(E)	E1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1	0.1
첨가제(E)	E2	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02	0.02
산란입자(F)	F1	-	-	-	-	5	5

B1-1: 비스페놀A 노볼락형 에폭시 수지 (JER157S70, JER㈜ 제조, 에폭시당량: 210g/eq)

B1-2: 다관능 지환식 에폭시 수지 (EHPE3150, 다이셀화학㈜ 제조, 에폭시당량: 740g/eq)

B2: KAYARAD DPHA (닛본가야꾸 제조)

C1: Irgacure OXE01(BASF사 제조)

D1: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트

D2: 3-메톡시프로피온산 메틸

E1: 3-글리시드옥시프로필트리메톡시실란 (KBM-403, 신네츠화학㈜ 제조)

E2: 메가팍 475 (다이니혼잉크화학공업㈜ 제조)

F1: TiO₂ (TR-88, 훈츠만 제조)

실험예 1: 파장필터층 형성을 위한 착색 감광성 수지 조성물의 투과 특성 분석

상기 제조예 2에서 제조한 착색 감광성 수지 조성물의 투과 특성을 하기와 같이 확인하였다.

먼저, 각 제조예 2-1 내지 2-5의 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3 분간 유지하여 박막을 형성시켰다.

이어서 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 200 mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다. 이후 150℃의 가열 오븐에서 10분 동안 가열하여 파장필터층을 2㎛의 두께로 제조하였다

제조된 파장필터층을 올림푸스사 스펙트로미터 OPS-200를 이용하여 투과도를 측정하였고, 얻어진 결과를 하기 표 4에 기재하였다.

구 분	제조예2-1	제조예2-2	제조예2-3	제조예2-4	제조예2-5
λ(nm)	490	485	590	610	590
T_λ	54.7	56.1	92.66	91.11	92.73
T_λ-30 _nm	0.5	1.2	20.01	14.32	23.74
T_λ+30 _nm	93.2	90.1	99.46	98.74	98.45

상기 표 4를 통해, 제조예 2-1 및 2-2의 황색 파장필터층은 T_λ+30 _nm가 90% 이상을 나타냈으며, 제조예 2-3 내지 2-5의 적색 파장필터층은 T_λ+30 _nm가 90% 이상을 나타내는 것을 확인하였다. 또한, 제조예 2-1 및 2-2의 황색 파장필터층은 T_λ-30 _nm가 2% 이하를 나타냈으며, 제조예 2-3 내지 2-5의 적색 파장필터층은 T_λ-30 _nm가 25% 이하를 나타내는 것을 확인하였다. 따라서, 제조예 2-1 및 2-2의 황색 파장필터층과 제조예 2-3 내지 2-5의 적색 파장필터층은 낮은 파장 대역에서, 즉 청색 파장 대역에서 낮은 투과도를 나타내어 청색 파장의 광의 차단에 효과적이고, 높은 파장 대역, 즉 황색 및 적색 파장 대역에서 높은 투과도를 나타내어 광 효율이 저하되지 않음을 알 수 있었다.

실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4: 컬러필터 제조

상기 제조예 1 내지 3에서 제조한 조성물을 이용하여 하기 표 5 및 표 6의 구성으로 후술하는 방법에 따라 컬러필터를 제조하였다.

구성	실시예 1	실시예 2	실시예 3	실시예 4	실시예 5	실시예 6	실시예 7
파장필터층	제조예 2-1	제조예 2-2	제조예 2-3	제조예 2-4	제조예 2-5	제조예 2-3	제조예 2-4
광투과층	제조예 3-1	제조예 3-2	제조예 3-3	제조예 3-4	제조예 3-1	제조예 3-5	제조예 3-6
파장변환층	제조예 1-1	제조예 1-1	제조예 1-2	제조예 1-2	제조예 1-2	제조예 1-2	제조예 1-2
광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원

구성	비교예 1	비교예 2	비교예 3	비교예 4
파장필터층	제조예 2-1	제조예 2-2	제조예 2-3	제조예 2-4
파장변환층	제조예 1-1	제조예 1-1	제조예 1-2	제조예 1-2
광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원	청색 광원

(1) 파장변환층 형성

제조예 1의 자발광 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다.

이어서 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 200 mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.

상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 80초 동안 담궈 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 150℃의 가열 오븐에서 10분 동안 가열하여 5㎛ 두께의 자발광 화소층을 형성하였다.

(2) 광투과층 형성

제조예 3-3 내지 3-6의 광경화성 수지 조성물을 사용하는 경우, 상기 자발광 감광성 수지 조성물 대신 제조예 3-3 내지 3-6의 광경화성 수지 조성물을 이용하고, 현상 과정을 생략하는 것을 제외하고, 상기 파장변환층 형성에 사용된 방법과 동일한 방법을 수행하여 파장변환층 상에 2㎛ 두께의 광투과층을 형성하였다.

제조예 3-1 및 3-2의 열경화성 수지 조성물을 사용하는 경우, 다음과 같이 파장변환층 상에 광투과층을 형성하였다.

열경화성 수지 조성물을 파장변환층 상에 스핀 코팅 후, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 도막을 형성시켰다. 이어서 230℃의 오븐 내에서 60 분간 가열 처리하여 2㎛ 두께의 광투과층을 형성하였다.

(3) 파장필터층 형성

상기 광투과층 상에 제조예 2의 파장필터층 형성용 착색 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다.

이어서 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 200 mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 노광하였으며, 특별한 광학 필터는 사용하지 않았다.

상기에서 자외선이 조사된 박막을 pH 10.5의 KOH 수용액 현상 용액에 80초 동안 담궈 현상하였다. 이 박막이 입혀진 유리판을 증류수를 사용하여 세척한 다음, 질소 가스를 불어서 건조하고, 230℃의 가열 오븐에서 20분 동안 가열하여 2㎛ 두께의 파장필터층을 형성하였다.

실험예 1: 컬러필터의 광유지율 측정

상기 실시예 1 내지 7 및 비교예 1 내지 4의 컬러필터의 노광 후의 외부양자효율과 포스트베이크 처리 시 180℃ 30분 1회째, 2회째, 3회째 및 230℃ 20분 4회째 처리 후의 외부양자효율을 오츠카사의 QD-2100를 사용하여 측정하여 하기 표 7에 기재하였다.

광유지율은 하기의 수학식 1로 산출하여 하기 표 8에 기재하였다.

[수학식 1]

광유지율(%)= [포스트베이크 처리 후 외부양자효율]/[노광 후 외부양자효율] × 100

	외부양자효율(External Quantum Efficiency)(%)
	노광후	포스트베이크 1회 (180℃/30min)	포스트베이크 2회 (180℃/30min)	포스트베이크 3회 (180℃/30min)	포스트베이크 4회 (230℃/20min)
실시예 1	24.5	23.6	23.2	22.8	21.6
실시예 2	25.1	24.8	24.1	23.6	22.3
실시예 3	24.0	23.2	22.7	22.4	21.3
실시예 4	24.7	24.1	23.4	23.3	22.0
실시예 5	25.1	24.1	23.3	22.7	21.9
실시예 6	25.6	24.8	24.3	24.0	22.9
실시예 7	25.7	24.8	24.4	24.0	22.8
비교예 1	24.4	20.7	20.1	19.5	17.6
비교예 2	20.1	13.6	12.9	12.7	10.7
비교예 3	23.1	17.0	15.4	14.1	4.3
비교예 4	23.0	18.3	17.2	16.4	13.1

결 과	광유지율(%)
결 과	노광후	포스트베이크 1회 (180℃/30min)	포스트베이크 2회 (180℃/30min)	포스트베이크 3회 (180℃/30min)	포스트베이크 4회 (230℃/20min)
실시예 1	100.00%	96.33%	94.69%	93.06%	88.00%
실시예 2	100.00%	98.80%	96.02%	94.02%	89.00%
실시예 3	100.00%	96.67%	94.58%	93.33%	88.75%
실시예 4	100.00%	97.57%	94.74%	94.33%	89.07%
실시예 5	100.00%	96.02%	92.83%	90.44%	87.25%
실시예 6	100.00%	96.88%	94.92%	93.75%	89.45%
실시예 7	100.00%	96.50%	94.94%	93.39%	88.56%
비교예 1	100.00%	84.84%	82.38%	79.92%	72.13%
비교예 2	100.00%	67.66%	64.18%	63.18%	53.23%
비교예 3	100.00%	73.59%	66.67%	61.04%	18.61%
비교예 4	100.00%	79.57%	74.78%	71.30%	56.96%

상기 표 7 및 표 8을 보면, 광투과층을 포함하는 실시예 1 내지 7의 컬러필터의 경우 광투과층을 포함하지 않는 비교예 1 내지 비교예 4의 컬러필터 대비 외부양자효율이 우수하고 또한 광유지율 특성이 우수함을 확인할 수 있었다.

따라서, 파장변환층과 파장필터층 사이에 광투과층의 유무에 따라 외부양자효율과 열처리 공정에 따른 광유지율에 큰 영향을 줄 수 있음을 알 수 있었다.

이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 이러한 구체적인 기술은 단지 바람직한 구현예일 뿐이며, 이에 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아님은 명백하다. 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.

따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 특허청구범위와 그의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다.

11: 기재 12: 파장변환층
13: 광투과층 14: 파장필터층

Claims

광의 파장을 변환시키는 파장변환층, 상기 파장변환층 상에 형성된 광투과층 및 상기 광투과층 상에 형성된 파장필터층을 포함하는 컬러필터로서,
상기 파장변환층은 양자점을 포함하는 자발광 화소층을 포함하며,
상기 파장필터층은 착색 감광성 수지 조성물의 경화층이고,
상기 광투과층은 알칼리 가용성 수지, 열경화성 화합물 및 용제를 포함하는 열경화성 수지 조성물 또는 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 광경화성 수지 조성물의 경화층이며, 80 내지 100%의 광 투과율을 갖고, 파장변환층과 파장필터층 사이에서 이동하는 광은 투과시키고 아웃가스의 흐름은 차단하며,
상기 컬러필터에 대하여 180℃에서 30분 동안 수행되는 포스트베이크 처리를 3회 수행한 후 하기 수학식 1로 산출되는 광유지율이 90.44% 내지 94.33%인 컬러필터:
[수학식 1]
광유지율(%)= [포스트베이크 처리 후 외부양자효율]/[노광 후 외부양자효율] × 100
삭제
제1항에 있어서, 상기 자발광 화소층은 광루미네선스 양자점 입자, 알칼리 가용성 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 자발광 감광성 수지 조성물의 경화층인 컬러필터.
삭제
삭제
제1항에 있어서, 상기 광투과층은 산란입자를 포함하는 열경화성 또는 광경화성 수지 조성물의 경화층인 컬러필터.
삭제
제1항에 있어서, 상기 파장필터층은 황색 또는 적색 감광성 수지 조성물의 경화층인 컬러필터.
제1항, 제3항, 제6항 및 제8항 중 어느 한 항에 따른 컬러필터가 구비된 것을 특징으로 하는 화상표시장치.