KR102125837B1 - Fabrication method of light difusing color conversion diode - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광확산형 나노 또는 마이크로 색변환 발광다이오드를 포토리소그라피 공정에 의해 대량 생산하는 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a manufacturing method for mass-producing a light diffusing type nano or micro color conversion light emitting diode by a photolithography process.
Description
본 발명은 광확산형 색변환 다이오드의 제조방법 및 그로부터 제조되는 새로운 광확산형 마이크로 색변환 다이오드를 제공하는 것이다. The present invention provides a method for manufacturing a light-diffusion type color conversion diode and a new light-diffusion type micro color conversion diode manufactured therefrom.
또한 본 발명은 복수의 미세패턴으로 구획된 광원층 상에 형광체 또는 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지 조성물을 포함하는 색변환 코팅조성물을 이용하여 포토리소그리피 방법으로 제조되는 복수의 광확산형 색변환 마이크로 다이오드가 형성되어 있는 패널 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is a plurality of light-diffusion type colors prepared by a photolithography method using a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light-diffusing agent, and a photosensitive resin composition on a light source layer divided into a plurality of fine patterns It is to provide a panel in which a conversion micro diode is formed and a method for manufacturing the same.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 디스플레이 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나며, 최근에는 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 디스플레이의 각종 기기에 적용되고 있다.A light emitting diode (LED) is one of light emitting display elements that emit light when a current is applied. The light-emitting diode can emit high-efficiency light at a low voltage, and thus has excellent energy saving effect. Recently, the luminance problem of the light-emitting diode has been greatly improved, and the backlight unit of the liquid crystal display device, electronic display board, display, household appliances, etc. It is applied to various devices of the same display.
디스플레이의 발광은 개별 발광유니트인 픽셀로 구성되며, 이의 제조방법은 리드프레임 컵이 존재하고 컵 내에 적색, 녹색 그리고 청색 발광다이오드 칩이 탑재되고 와이어링 등의 방법으로 전기적 연결이 형성된다. 그러나 이 기술은 픽셀의 크기가 리드프레임 크기에 의해 결정되므로 최소 500 ㎛ 이상이 대부분으로서, 픽셀 크기가 100 ㎛ 이하의 마이크로 발광다이오드는 기존의 리드프레임 공정으로는 제조가 불가능한 단점이 있다.The light emission of the display is composed of pixels which are individual light emitting units, and the method of manufacturing the lead frame cup is present, and the red, green, and blue light emitting diode chips are mounted in the cup, and an electrical connection is formed by wiring or the like. However, this technology has a disadvantage in that it is impossible to manufacture micro light emitting diodes having a pixel size of 100 µm or less because the size of the pixel is determined by the lead frame size, with a minimum of 500 µm or less.
한편, 대부분의 디스플레이 장치 기술은 하나의 픽셀을 구현하기 위하여 3개의 발광 다이오드(적색, 녹색, 청색) 칩이 사용되고 있다. 그런데 각 칩마다 EPI 물질 차이로 구동전류가 차이가 나기 때문에 동일한 구동회로를 구성하는데 어려움이 있다. Meanwhile, in most display device technologies, three light emitting diode (red, green, blue) chips are used to realize a single pixel. However, since the driving current is different due to the difference in EPI material for each chip, it is difficult to construct the same driving circuit.
따라서 이를 해결하기 위하여 동일한 광원(청색 혹은 UV LED)를 기반으로 색변환(Color conversion)공정을 적용하여 적색, 녹색, 청색을 구성하는 기술이 개발되고 있지만, 여전히 0.1 ∼ 100 ㎛ 수준의 마이크로 발광 다이오드(μ-LED)는 크기가 매우 작아서 기존의 실리콘(비감광성물질)과 형광체를 이용한 색변환 공정으로 제조하기는 거의 불가능하다. Therefore, in order to solve this, a technique for forming red, green, and blue colors by applying a color conversion process based on the same light source (blue or UV LED) has been developed, but it is still a micro light emitting diode with a level of 0.1 to 100 μm. Because (μ-LED) is very small in size, it is almost impossible to manufacture it using a conventional color conversion process using silicon (non-photosensitive material) and phosphor.
또한 종래의 색변환 공정은 실리콘과 형광체를 배합하여 발광다이오드 상부에 디스펜싱(Dispensing) 혹은 스크린프린팅(Screen printing) 방법에 의해 형성되는데 100 ㎛ 이상에서는 어느 정도 유효하지만 100 ㎛ 이하의 미세패턴에서는 공정실현이 거의 불가능하고 또한 공정불량 등이 많이 발생하여 실제 상업화하기에는 많은 문제점을 가진다.In addition, the conventional color conversion process is formed by dispensing or screen printing on a light emitting diode by mixing silicon and phosphor. It is almost impossible to realize, and also has a lot of problems in actual commercialization due to a lot of process defects.
이를 해결하기 위하여, 본 출원인은 0.1 ∼ 100 ㎛ 크기의 초미세 색변환 발광다이오드를 한꺼번에 용이하게 제조할 수 있는 포토리소그라피 공정으로 형성시킬 수 있는 새로운 제조방법을 개발하여 KR10-2018-71499(출원번호)로 출원하였다.In order to solve this, the applicant has developed a new manufacturing method that can be formed by a photolithography process that can easily manufacture ultra-fine color conversion light-emitting diodes having a size of 0.1 to 100 μm at a time KR10-2018-71499 (Application No. ).
상기 방법은 감광성수지 조성물을 이용하여 포토리소그라피 방법으로 마이크로 다이오드를 형성하는 방법에 관한 것이지만, 형광체로 무기물을 사용하여 광조사를 통한 리소그리피방법으로 제조하기 때문에 광경화 또는 광변화시킬 때, 광투과율이 낮아, 충분히 경화 또는 변화되지 않을 수 있고, 따라서 이를 해결하기 이하여 광조사 시간을 증가하는 등의 수단을 채택하여야 하므로, 제조공정의 사이클이 느려질 수 있어서 짧은 시간에 대량 생산 가능한 방법의 개발이 더 요구되었다. The above method relates to a method of forming a microdiode by a photolithography method using a photosensitive resin composition, but it is manufactured by a lithography method through light irradiation using an inorganic substance as a phosphor, so that light transmittance when light cured or changed. Because it is low, it may not be hardened or changed sufficiently, and therefore, it is necessary to adopt a means such as increasing the light irradiation time in order to solve this, so the cycle of the manufacturing process can be slowed, so the development of a method capable of mass production in a short time More was required.
또한 광변환효율을 더욱 향상시킬 수 있고, 작은 빛에서도 충분히 광변환이 현저히 향상되는 새로운 마이크로 색변환 발광다이오드를 제조하는 방법 및 이로부터 제조되는 마이크로발광타이오드를 제공할 필요가 있었다. In addition, it was necessary to provide a method for manufacturing a new micro color conversion light emitting diode that can further improve the light conversion efficiency and sufficiently improve the light conversion even in small light, and a micro light emitting diode manufactured therefrom.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하는 새로운 마이크로발광 다이오드 및 그의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a novel micro light emitting diode and a method for manufacturing the same, which solve the above problems.
또한 본 발명은 복수의 미세패턴으로 구획된 광원층 상에 형광체 또는 퀀텀닷, 광확산제, 감광성수지 조성물을 포함하는 색변환 코팅조성물을 이용하여 포토리소그리피 방법으로 제조되는 복수의 광확산형 색변환 마이크로 다이오드가 형성되어 있는 패널 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.In addition, the present invention is a plurality of light-diffusion type colors prepared by a photolithographic method using a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusing agent, and a photosensitive resin composition on a light source layer divided into a plurality of fine patterns It is to provide a panel in which a conversion micro diode is formed and a method for manufacturing the same.
본 발명은 광확산을 통하여 포토리소그라피 방법으로도 짧은 시간 내에 제조가능한 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a light-diffusion type color conversion micro light emitting diode and a method for manufacturing the same, which can be manufactured within a short time by a photolithography method through light diffusion.
본 발명은 광조사시 광조사 효율을 더욱 개선하여 짧은 시간 내에 대량 생산가능한 새로운 포토리소그라피 방법을 이용한 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드 및 이의 제조방법을 제공하는 것이다.The present invention is to provide a light-diffusion color conversion micro light emitting diode using a new photolithography method capable of further improving the light irradiation efficiency during light irradiation and mass production within a short time and a manufacturing method thereof.
본 발명은 광확산 기능을 부여하여 마이크로 색변환 발광다이오드를 대량 생산할 수 있는 새로운 방법, 그로부터 얻어지는 0.1 ∼ 100 ㎛ 가로 및 세로 크기를 가지는 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드 및 그를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.The present invention provides a light diffusion function to provide a new method for mass production of micro color conversion light emitting diodes, a light diffusion type color conversion micro light emitting diode having a width of 0.1 to 100 μm and a length obtained therefrom, and a display device using the same will be.
즉, 본 발명은 광확산이 가능한 나노 또는 마이크로미터 크기의 초미세 색변환 발광다이오드의 제조방법 및 그로부터 제조되는 마이크로 디스플레이 장치를 제공하는 것이다. That is, the present invention is to provide a method for manufacturing an ultra-fine color conversion light emitting diode of nano or micrometer size capable of light diffusion and a micro display device manufactured therefrom.
또한, 본 발명은 0.1 ∼ 100 ㎛ 수준의 픽셀(Pixel)레벨의 광원 상에 형광체나 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지가 포함된 감광성 수지 조성물을 리소그라피법에 의한 패터닝으로 구획되는 적색, 녹색 및 청색의 색변환셀을 형성하는 광확산형 마이크로 색변환 발광다이오드를 가지는 페널, 이를 커팅하여 제조되는 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드 및 이를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, the present invention is divided into red, green, and a photosensitive resin composition containing a phosphor or a quantum dot, a light-diffusing agent, and a photosensitive resin on a light source of a pixel level of 0.1 to 100 μm level by patterning by lithography. Provided is a panel having a light diffusion type micro color conversion light emitting diode forming a blue color conversion cell, a light diffusion type color conversion micro light emitting diode manufactured by cutting the same, and a method for manufacturing a display device using the same.
또한, 본 발명은, 광확제에 의한 광확산 효과로 광조사에 의해 상기 감광성 형광체 조성물을 경화시킬 때, 광조사에 대한 민감도를 향상시켜 광조사에 의한 광경화 또는 광변화 시간을 단축함으로써, 다이오드의 제작에 포토리스그래피 공정을 적용함에도 광조사 시간을 단축하여 대량의 마이크로 색변환 발광다이오드를 제조하는 방법을 제공할 수 있다.In addition, the present invention, by curing the photosensitive phosphor composition by light irradiation with a light diffusion effect by a light diffusing agent, by improving the sensitivity to light irradiation to shorten the photocuring or light change time by light irradiation, diode It is possible to provide a method of manufacturing a large amount of micro color conversion light emitting diodes by shortening the light irradiation time even when applying a photolithography process to the fabrication of.
또한 본 발명에서는 포토리소그라피 공정에서 광조사에 따른 광확산에 의해 광조사에 의한 광경화 또는 광변화 깊이를 더욱 증가시킬 수 있고, 광경화시간을 더욱 단축함으로써, 가로 또는 새로 길리에 대한 높이를 더욱 높게 할 수 있어서 짧은 생산주기로 마이크로다이오드의 어스펙트비를 종래보다 더욱 증가시킬 수 있다. Further, in the present invention, the photocuring process may further increase the photocuring or light change depth by light irradiation by light diffusion according to light irradiation, and further shorten the photocuring time, thereby further increasing the height for horizontal or new Gilly. Since it can be made high, the aspect ratio of the microdiode can be increased more than before with a short production cycle.
따라서, 상기 단위 픽셀이 0.1 내지 100 ㎛ 정도사이즈에서도 높이가 현저히 높은 단위픽셀을 제작가능하게 된다. 좋게는 높이가 가로 또는 새로의 길이보다 1 내지 1000배 좋게는 10 내지 500배의 높이로 포토리소그라피 공정으로 형성시킬 수 있으므로, 최대의 색변환률을 확보할 수 있다. 즉 Aspect ratio를 1 내지 1000, 더욱 좋게는 10 내지 500배로 형성시킬 수 있다.Therefore, even when the unit pixel is about 0.1 to 100 μm in size, it is possible to manufacture a unit pixel having a significantly high height. Preferably, the height can be formed by a photolithography process at a height of 1 to 1000 times, preferably 10 to 500 times the length of a landscape or a new length, so that a maximum color conversion rate can be secured. That is, the aspect ratio can be formed to 1 to 1000, more preferably 10 to 500 times.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.
상기의 과제를 해결하기 위하여 연구한 결과, 본 발명은 광조사시 광투과도를 증가시킬 수 있는 자외선 등의 광조사에 대한 확산성이 우수한 광확산제를 첨가함으로써, 광조사에 대한 확산성을 증대시켜 감광성수지 조성물의 경화 또는 광변화의 깊이를 현저히 상승시켜 색변환효율이 우수하고, 높은 아스펙트비를 가지는 광확산형 색변환 마이크로 발광 다이오드를 제조할 수 있었다. As a result of research to solve the above problems, the present invention increases the diffusivity for light irradiation by adding a light diffusing agent having excellent diffusivity for light irradiation, such as ultraviolet light, which can increase light transmittance during light irradiation. The light diffusion type color conversion micro light emitting diodes having excellent aspect ratio and high aspect ratio were produced by significantly increasing the depth of curing or light change of the photosensitive resin composition.
또한 본 발명은 마이크로다이오드의 대량생산을 가능한 포토리스그래피 공법과 광조사에 대한 확산도를 증가시켜 종래에는 달성할 수 없었던 높은 어스펙트비를 가지는 마이크로 발광 다이오드의 대량생산이 가능하고, 또한 색변환효율이 현저히 상승되고 색변환된 칼라의 휘도가 현저히 상승하는 효과를 달성할 수 있는 수단을 발명한 것이다.In addition, the present invention is capable of mass production of micro light emitting diodes having a high aspect ratio that could not be achieved by increasing the photolithography method capable of mass production of microdiodes and the diffusivity for light irradiation, and also color conversion efficiency. It is the invention of a means capable of achieving the effect that the luminance of this markedly elevated and color-converted color increases significantly.
본 발명은 종래와 달리 적은 함량의 형광체로도 충분히 휘도가 우수한 색변환 마이크로다이오드를 얻을 수 있다.The present invention can obtain a color conversion microdiode that is excellent in luminance even with a small amount of phosphor, unlike the prior art.
본 발명은 반도체공정으로 제조된 청색 발광다이오드 또는 자외선(UV) 발광다이오드가 복수의 미세패턴으로 형성된 패널 상부에, 상기 미세패턴 상에 각각에 대응되는 면적으로 적색, 녹색과 청색의 색변환셀을 각 색상을 발현하는 형광체, 광확산제 및 감광성수지 조성물을 포함하는 색변환코팅 조성물을 포토리소그라피 공정으로 형성함으로써, 매우 간단하고, 신뢰성 있고 경제적인 마이크로 색변환 발광다이오드를 제조함으로써 본 발명을 완성하였다. 상기의 적색, 녹색 및 청색의 색변환셀의 전부 또는 어느 하나 이상이 광확산제를 포함하며, 가장 좋게는 모든 색상의 색변환셀이 광확산제를 포함하는 것이 가장 좋다.The present invention is a blue light-emitting diode or ultraviolet (UV) light-emitting diode manufactured by a semiconductor process on a panel formed of a plurality of micro-patterns, red, green and blue color conversion cells with areas corresponding to each on the micro-patterns The present invention was completed by producing a very simple, reliable and economical micro color conversion light emitting diode by forming a color conversion coating composition comprising a phosphor expressing each color, a light diffusing agent, and a photosensitive resin composition by a photolithography process. . All or one or more of the red, green, and blue color conversion cells include a light diffusing agent, and most preferably, color conversion cells of all colors include a light diffusing agent.
따라서 본 발명은 복수의 미세패턴으로 구획된 광원층이 형성된 패널을 준비하는 단계,Therefore, the present invention comprises the steps of preparing a panel having a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns,
상기 패널의 광원층 상에 포토리소그라피 공정에 의해 형성되는 형광체나 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지조성물을 포함하는 색변환 코팅조성물을 이용하여 색변환셀을 형성하는 단계,Forming a color conversion cell on the light source layer of the panel using a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusion agent, and a photosensitive resin composition formed by a photolithography process,
를 포함하는 포토리소그라피 공정에 의해 제조되는 복수의 광확산형 색변환 발광다이오드가 미세패턴으로 형성된 패널의 제조방법을 제공한다.Provided is a method of manufacturing a panel in which a plurality of light-diffusion type color conversion light-emitting diodes manufactured by a photolithography process comprising a micropattern is formed.
또한 본 발명은 상기의 색변환셀이In addition, the present invention is the above color conversion cell
(A)복수의 미세패턴으로 구획된 광원층이 형성된 패널을 준비하는 단계,(A) preparing a panel having a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns,
(B)상기 패널의 광원층 상에 형광체나 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지조성물을 포함하는 색변환 코팅 조성물을 코팅하는 단계,(B) coating a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusing agent and a photosensitive resin composition on the light source layer of the panel,
(C) 마스킹하여 광조사하는 단계, (C) masking and irradiating light,
(C) 린스하는 단계,(C) rinsing,
를 포함하는 형성되는 것인 포토리소그라피 공정으로 미세패턴으로 구획된 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널을 제조한다.A photolithography process, which is to be formed, includes a panel in which light-diffusion type color conversion micro light-emitting diodes arranged in a fine pattern are arranged.
본 발명에 있어서, 상기 광원은 청색 LED 또는 자외선 LED에서 선택되는 어느 하나 일 수 있다. In the present invention, the light source may be any one selected from blue LED or ultraviolet LED.
본 발명에 있어서, 상기 색변환셀들은 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역일 경우 상기 (B) 및 (C)단계를 각 셀의 칼라에 해당하는 색변환 코팅조성물을 코팅, 광조사 및 린스를 반복하여 색변환셀을 형성한다. In the present invention, the color conversion cells are red conversion cells, green conversion cells and blue conversion cells in the case of the three fine areas (B) and (C) the color conversion coating composition corresponding to the color of each cell The coating, light irradiation and rinsing are repeated to form a color conversion cell.
즉, 본 발명에 있어서, 상기 색변환셀은 상기 색변환 코팅조성물을 패널 상에 코팅한 후, 각각의 색변환셀의 형성 위치에 해당하는 상기 광원의 미세영역에 대응하는 천공부를 가지는 마스크를 통하여 마스킹하고 광을 조사하여 노광하고 이어서 마스크를 제거한 후, 용매를 이용하여 현상 및 린스하여 형성하는 과정을 반복하여 형성하는 것일 수 있다. That is, in the present invention, after the color conversion cell is coated on the panel with the color conversion coating composition, the color conversion cell has a mask having a perforation corresponding to the micro-region of the light source corresponding to the formation position of each color conversion cell. Through masking and exposing by irradiating light, and then removing the mask, it may be formed by repeating the process of developing and rinsing with a solvent.
본 발명에 있어서, 상기 광확산제는 유기입자 또는 무기입자 및 이들에서 선택되는 어느 하나 이상이 것일 수 있다.In the present invention, the light diffusing agent may be organic particles or inorganic particles and any one or more selected from them.
본 발명에서 상기 유기입자는 실리콘계, 아크릴계, 스티렌계, 메타크릴산메틸ㆍ스티렌 공중합물계, 폴리카보네이트계, 올리핀계 가교 또는 미가교의 미립자, 상기 중합체의 공중합체 입자 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 것이고, 무기입자는 실리카, 탤크, 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄(TiO2), 실세스퀴녹산입자, 실리카 중공성 입자, 유리 중공성 입자, 수산화알루미늄, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 글래스, 마이카 등에서 선택되는 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. In the present invention, the organic particles are one or two or more selected from silicone-based, acrylic-based, styrene-based, methyl methacrylate-styrene copolymer-based, polycarbonate-based, olefinic crosslinked or uncrosslinked fine particles, copolymer particles of the polymer, and the like. The inorganic particles are selected from silica, talc, calcium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide (TiO2), silsesquinoxane particles, silica hollow particles, glass hollow particles, aluminum hydroxide, zirconium oxide, magnesium fluoride, glass, mica, etc. It may be one or more.
본 발명에 있어서, 상기 광확산제 및 형광체는 0.001~10㎛의 크기를 가지는 것일 수 있다. In the present invention, the light diffusing agent and the phosphor may have a size of 0.001 ~ 10㎛.
본 발명에서 미세패턴으로 형성된 발광다이오드 상부에 포토리소그라피 공법으로 광확산제와 형광체를 포함하는 색변환셀을 형성하는 공정을 도입함으로써 휘도가 더욱 우수하고 어스펙트비를 더욱 증가시킨 색변환 발광다이오드를 대량 생산할 수 있는 패널의 제조 수단을 개발한 것이고 또한 이를 통하여 기존에 제조할 수 없던 높은 휘도의 색변환율을 가지는 초미세 색변환 발광다이오드를 제조할 수 있다.In the present invention, by introducing a process of forming a color conversion cell comprising a light diffusing agent and a phosphor by a photolithography method on top of a light emitting diode formed in a fine pattern, a color conversion light emitting diode having better brightness and an increased aspect ratio is obtained. It has developed a means for manufacturing a panel that can be mass-produced, and through this, it is possible to manufacture an ultra-fine color conversion light-emitting diode having a high luminance color conversion rate that cannot be conventionally manufactured.
예를 들면 상기 미세패턴으로 구획된 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널은 색변환셀을 순차적으로 광원층이 미세패턴으로 형성된 패널 위에, 각각의 색변환 샐을 순차적으로 형성하여 제조한다.For example, the panel in which the color conversion micro light-emitting diodes partitioned by the fine pattern are arranged is manufactured by sequentially forming the color conversion cells and sequentially forming each color conversion sal on the panel where the light source layer is formed in the fine pattern.
즉, 패널의 미세패턴으로 형성된 광원층 상에 먼저, 색변환셀의 적색셀은 감광성물질, 광확산제, 적색을 발산하는 퀀텀닷 혹은 형광체물질 및 용매로 구성되는 적색변환셀 조성물로 코팅되어 포토리소그라피 공정에 의해 광조사와 현상 및 린스하여 형성한다.That is, first, the red cell of the color conversion cell is coated with a red conversion cell composition composed of a photosensitive material, a light diffusing agent, a quantum dot or phosphor material emitting red light, and a solvent on the light source layer formed of the fine pattern of the panel. It is formed by light irradiation, development and rinsing by a lithography process.
다음, 상기 색변환셀의 녹색변환셀은 감광성물질, 광확산제, 녹색을 발산하는 퀀텀닷 혹은 형광체물질 및 용매로 구성되는 녹색변환셀조성물로 코팅되어 포토리소그라피 공정으로 녹색 색변환셀이 형성된다.Next, the green conversion cell of the color conversion cell is coated with a green conversion cell composition composed of a photosensitive material, a light diffusing agent, a quantum dot emitting green light, or a phosphor material and a solvent to form a green color conversion cell by a photolithography process. .
또한 상기 색변환셀의 청색변환셀은 감광성물질, 광확산제, 청색을 발산하는 퀀텀닷 혹은 형광체물질 및 용매로 구성되는 청색변환셀조성물로 코팅되어 포토리소그라피 공정으로 녹색 색변환셀이 형성함으로써, In addition, the blue conversion cell of the color conversion cell is coated with a blue conversion cell composition composed of a photosensitive material, a light diffusing agent, a quantum dot emitting blue light, or a phosphor material and a solvent, thereby forming a green color conversion cell by a photolithography process,
전체적으로 미세패턴의 광확산 마이크로 발광다이오드가 형성된 패널을 제조할 수 있으며, 이를 컷팅하여 각종 소자(device)를 제작하는데 사용된다.As a whole, a panel in which a light diffusion micro light-emitting diode of a fine pattern is formed can be manufactured, and it is used to manufacture various devices by cutting it.
상기 적색, 녹색 및 청색 색변환셀은 동일 평면상에서 통상적으로 형성되며, 필요에 의해 동일 평면상이 아닌 면에 형성하여도 좋다. The red, green and blue color conversion cells are usually formed on the same plane, and may be formed on a surface that is not on the same plane if necessary.
본 발명은, 단위픽셀을 구성하는 상기 적색, 녹색 및 청색변환셀은 반도체 공법으로 패널 상에 형성되는 청색 다이오드 또는 UV 다이오드 패턴 상에 대응하여 형성되는 색변환셀들로서, 포토리소그라피 공정으로 형성함으로써, 동시에 대량생산가능하고, 불량이 발생하지 않고, 가로 및 세로크기가 0.1 ∼ 100μm 크기의 미세 색변환 발광다이오드를 생산할 수 있다.In the present invention, the red, green and blue conversion cells constituting the unit pixels are color conversion cells formed correspondingly on a blue diode or UV diode pattern formed on a panel by a semiconductor method, and formed by a photolithography process. At the same time, mass production is possible, no defects occur, and fine color-converting light-emitting diodes having a horizontal and vertical size of 0.1 to 100 μm can be produced.
특히 기존에 불가능하던, 상기 가로 및 세로크기의 1배 내지 1000배, 좋게는 5배 내지 500배의 높이를 가지는 매우 큰 어스펙트 비를 가지면서 매우 우수한 색변환 발광다이오드를 대량생산 가능하게 되었다.Particularly, it was possible to mass-produce a very good color conversion light emitting diode having a very large aspect ratio having a height of 1 to 1000 times, preferably 5 to 500 times the horizontal and vertical size, which was not possible before.
본 발명에서 상기와 같이, 높이가 가로 또는 세로 크기보다 높아야 하는 이유는 색변환율과 관련이 있다. In the present invention, as described above, the reason why the height should be higher than the horizontal or vertical size is related to the color conversion rate.
초미세패턴 상부에 Color conversion용 퀀텀닷이나 형광체는 두께가 충분히 두꺼워야 발광다이오드에서 발산되는 청색 혹은 UV 광원이 형광체층을 통과하며 색변환을 위한 충분한 에너지 전달이 이루어지기 때문이다. 형광체가 전달받은 에너지를 통해서 색변환이 일어나는데 두께가 얇으면 충분한 색변환이 이루어지지 못한다. 따라서 Color conversion용 형광체층 두께가 두꺼워져야하기 때문에 본 발명과 같이 어스펙트비가 큰 다이오드를 생산할 수 있다면, 더욱 우수한 색변환율을 가지는 다이오드를 생산할 수 있다. This is because quantum dots or phosphors for color conversion on the top of the ultra-fine pattern must be sufficiently thick so that blue or UV light emitted from the light emitting diode passes through the phosphor layer and sufficient energy transfer for color conversion is achieved. Color conversion occurs through the energy received by the phosphor, but if the thickness is thin, sufficient color conversion cannot be achieved. Therefore, since the thickness of the phosphor layer for color conversion has to be thick, if a diode having a large aspect ratio can be produced as in the present invention, a diode having a better color conversion rate can be produced.
또한 본 발명은 복수의 미세패턴으로 구획된 광원층 상에 형광체 또는 퀀텀닷, 광확산제, 감광성수지 조성물을 포함하는 색변환 코팅조성물을 이용하여 포토리소그리피 방법으로 제조되는 복수의 광확산형 색변환 마이크로 다이오드가 형성되어 있는 패널 및 이를 커팅하여 제조되는 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드 및 이를 이용한 디스플레이를 제조한다.In addition, the present invention is a plurality of light-diffusion type colors prepared by a photolithographic method using a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusing agent, and a photosensitive resin composition on a light source layer divided into a plurality of fine patterns A panel in which a conversion micro diode is formed and a light diffusion type color conversion micro light emitting diode manufactured by cutting the same and a display using the same are manufactured.
따라서 상기 제조방법과 따르면 본 발명의 상기 광확산형 색변환 마이크로 다이오드는 0.001~10㎛의 크기를 가지는 것일 수 있다.Therefore, according to the manufacturing method, the light-diffusion type color conversion micro diode of the present invention may have a size of 0.001 to 10 μm.
또한 본 발명의 상기 색변환셀은 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역에서 선택되는 하나 이상의 색변환셀이 상기 광원(층) 상에 형성된 것일 수 있다. In addition, the color conversion cell of the present invention may be one on which one or more color conversion cells selected from three fine regions of a red conversion cell, a green conversion cell, and a blue conversion cell are formed on the light source (layer).
본 발명에서 상기 광원은 상기 광원은 청색 LED 또는 자외선 LED에서 선택되는 어느 하나일 수 있다.In the present invention, the light source may be any one selected from blue LED or ultraviolet LED.
본 발명은 미세패턴으로 구획된 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널의 제조방법을 제공하는 것으로서, 상기 색변환 마이크로 발광다이오드의 색변환율이 60%이상 증가되는 색변환 마이크로 발광다이오드를 대량생산하는 방법을 제공하는 것이며 또한 이로부터 제조되는 웨이퍼레벨 등의 복수의 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널을 제공할 수 있다.The present invention provides a method for manufacturing a panel in which color conversion micro light emitting diodes arranged in a fine pattern are arranged, and a method for mass-producing color conversion micro light emitting diodes in which the color conversion rate of the color conversion micro light emitting diode is increased by 60% or more. It is also possible to provide a panel in which a plurality of color conversion micro light emitting diodes, such as a wafer level, manufactured therefrom, are arranged.
본 발명은 광확산에 의한 광조사의 민감도를 향상시켜 광경화 또는 광변화 시간을 단축함으로써, 다이오드의 제작에 포토리스그래피 공정으로, 대량의 광확산 색변환 발광다이오드 패널을 제조하는 방법을 제공하는 것이며 또한 그 패널의 각각의 색변환 마이크로 발광다이오드를 컷팅함으로써 개별 마이크로 다이오드를 제공하는 것이기도 하다.The present invention provides a method of manufacturing a large amount of light-diffusion color conversion light-emitting diode panels by a photolithography process in the manufacture of a diode by improving the sensitivity of light irradiation by light diffusion to shorten the light curing or light change time. It also provides individual micro diodes by cutting each color-converting micro light-emitting diode on the panel.
또한 본 발명에서는 포리리소그라피 공정에서 광조사에 따른 확산에 의한 광경화 또는 광변화의 깊이를 더욱 증가시킬 수 있고, 광경화시간을 더욱 단축함으로써, 짧은 시간의 생산속도로도 마이크로다이오드의 어스펙트비를 종래보다 더욱 증가시킬 수 있다. In addition, in the present invention, the depth of photo-curing or photo-change due to diffusion according to light irradiation in the polylithography process can be further increased, and the photo-curing time is further shortened, thereby reducing the aspect ratio of the microdiode even at a short production speed. Can be increased more than before.
또한 본 발명은 낮은 구동전압으로도 색변환 형광체 또는 활성이온 간의 상호작용에 의한 색변환 효율을 본 발명자가 개발한 리소그라피 방법을 이용한 마이크로 색변환 다이오드에 비하여 30%이상, 좋게는 40%이상, 더욱 좋게는 50%이상, 아주 좋게는 60% 증가한 색변환율을 가지는 색변환 마이크로다이오드를 제공할 수 있다.In addition, the present invention is 30% or more, preferably 40% or more, compared to a micro color conversion diode using a lithography method developed by the present inventors. It is possible to provide a color conversion microdiode having a color conversion rate of preferably 50% or more and 60% increase.
도 1은 본 발명의 개념도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 포토리소그라피 공정으로 색변환셀을 제작한 SEM 사진이다. 1 shows a conceptual diagram of the present invention.
2 is an SEM photograph of a color conversion cell produced by the photolithography process of the present invention.
본 발명의 용어는 다른 정의가 없다면 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.The terminology of the present invention has a meaning commonly understood by those of ordinary skill in the art to which this invention belongs, unless otherwise defined, and a well-known function that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention in the following description and the accompanying drawings. And description of the configuration is omitted.
도 1은 본 발명의 미세패턴으로 형성된 광확산형 광변색 마이크로 발광다이오드 패널의 개념도 이다.1 is a conceptual diagram of a light diffusing type photochromic micro light emitting diode panel formed of a fine pattern of the present invention.
도 1의 (A)는 패널(Panel) 상에 색변환 다이오드가 복수의 미세패턴(단위픽셀) 형상으로 형성된 디스플레이 패널(Display panel)을 도시 한 것이고, (B)는 미세패턴(단위픽셀) 형상 중의 하나의 단위픽셀을 상부면에서 볼 때의 하나의 구조를 도시한 것이며, (C) 및 (D)는 상기 하나의 미세패턴인 단위 픽셀의 적층구조의 하나의 가능한 예시를 도시한 것이다. 1(A) shows a display panel in which a color conversion diode is formed in a plurality of fine patterns (unit pixels) on a panel, and (B) shows fine patterns (unit pixels). One structure of one unit pixel is shown when viewed from the upper surface, and (C) and (D) show one possible example of the stacking structure of the single pixel unit pixel.
도 1의 (A)에서 쉽게 알 수 있듯이, 본 발명은 색변환 다이오드 각각에 해당하는 미세패턴의 크기는 가로 및 세로의 크기가 0.1 내지 100 ㎛인 매우 미세 크기를 가지는 것이고, 가능하게는 가로 및 세로가 0.01 ㎛까지도 포토리소그라피 공정을 이용하여 제조할 수 있다.As can be easily seen from Figure 1 (A), the present invention is that the size of the micropattern corresponding to each of the color conversion diodes has a very fine size, the horizontal and vertical sizes of 0.1 to 100 ㎛, possibly horizontal and Even vertically up to 0.01 μm can be prepared using a photolithography process.
도 1의 (C)는 광원으로 UV LED 또는 청색 LED를 사용하는 경우에 각 광원의 영역 상에 포토리소그라피 공정으로 형성하는 적색, 녹색 및 청색의 색변환셀을 형성한 색변환 마이크로 발광다이오드의 구조를 나타내고 있다. 이 구조에서는 하나의 평면상에 3색의 색변환셀이 형성된다. 물론, 동일 편면상 이외의 다른 평면에 상기 3영역의 광원 상의 형성되어도 좋다. 예를 들면, 색변환셀 내 혹은 상부에 추가적인 광필터나 광보전층이 형성될 수도 있고, 보호층이 그 사이에 놓여 질 수 있는 등 다양한 경우가 발생할 수 있다. 1(C) shows the structure of a color conversion micro light emitting diode in which red, green, and blue color conversion cells are formed on a region of each light source by a photolithography process when a UV LED or a blue LED is used as a light source. Is shown. In this structure, three color conversion cells are formed on one plane. Of course, it may be formed on the light source of the three regions on a plane other than on the same one side. For example, various cases such as an additional optical filter or a light preservation layer may be formed in or on the color conversion cell, and a protective layer may be placed therebetween.
또한 도 1의 (D)는 광원으로 청색LED를 사용하는 경우 청색의 색변환셀을 형성하지 않고, 하나의 평면에 적색과 녹색의 색변환셀만이 형성되고, 청색변환셀은 별도로 형성하지 않고, 광원을 그대로 사용할 수 있는 경우의 광변색 마이크로 발광 다이오드를 한 단위구조를 도시하고 있다.In addition, (D) of FIG. 1 does not form a blue color conversion cell when a blue LED is used as a light source, only red and green color conversion cells are formed on one plane, and a blue conversion cell is not formed separately. , A unit structure using a photochromic micro light emitting diode when a light source can be used as it is.
또한 본 발명에서 색변환셀의 형태는 원형, 정사각형, 직사각형, 마름모 등 다양한 형태의 색변환셀의 제조도 가능하여 디자인의 가능성도 높여주는 장점이 있다. In addition, the shape of the color conversion cell in the present invention has the advantage of increasing the possibility of design as it is also possible to manufacture various types of color conversion cells such as round, square, rectangular, and rhombus.
본 발명에 따른 색변환 발광다이오드의 단위 픽셀의 크기는 가로 및 세로 크기가 0.1 ∼ 100 ㎛ 크기의 미세 색변환 다이오드를 생산할 수 있으며, 특히 기존에 불가능하던, 상기 가로 및 세로크기의 1배 내지 1000배의 높이, 좋게는 5 내지 500배의 높이가 가능한 우수한 색변환 발광다이오드를 대량생산 가능하게 포토리소그라피 공정으로 형성시킬 수 있으므로, 최대의 색변환률을 확보할 수 있다. 즉 Aspect ratio를 1 내지 1000, 더욱 좋게는 5 내지 500배로 형성시킬 수 있다.The size of the unit pixel of the color conversion light emitting diode according to the present invention can produce a fine color conversion diode having a horizontal and vertical size of 0.1 to 100 μm, in particular, 1 to 1000 times the horizontal and vertical size. Since an excellent color conversion light-emitting diode capable of double the height, preferably 5 to 500 times, can be formed by a photolithography process to enable mass production, the maximum color conversion rate can be secured. That is, the aspect ratio can be formed from 1 to 1000, more preferably from 5 to 500 times.
본 발명에서 포토리소그라피 공정으로 높이를 현저히 향상시킬 수 있는 기술을 달성한 의의는 매우 크다. In the present invention, the significance of achieving a technique capable of significantly improving the height by a photolithography process is very significant.
본 발명에서 상기와 같이, 높이가 가로 또는 세로 크기보다 높은 것이 좋은데, 이는 색변환율과 관련이 있다. 초미세패턴 상부에 Color conversion용 퀀텀닷이나 형광체는 두께가 충분히 두꺼워야 발광다이오드에서 발산되는 청색 혹은 UV 광원이 형광체층을 통과하며 색변환을 위한 충분한 에너지 전달이 이루어지기 때문이다. 형광체가 전달받은 에너지를 통해서 색변환이 일어나는데 두께가 얇으면 충분한 색변환이 이루어지지 못한다. 따라서 Color conversion용 형광체층 두께가 두꺼워져야하기 때문에 상기 가로 및 세로크기의 1배 내지 1000배, 좋게는 5배 내지 500배의 높이를 가지는 우수한 Aspect ratio가 큰 패턴이 요구된다. 따라서 이러한 높이가 현저히 증가되는 100 ㎛ 이하의 색변환 발광다이오드를 생산할 수 있는 포토리소그라피 공법의 채택은 매우 중요한 기술적 의의를 또한 가진다.In the present invention, as described above, it is preferable that the height is higher than the horizontal or vertical size, which is related to the color conversion rate. This is because quantum dots or phosphors for color conversion on the top of the ultra-fine pattern must be sufficiently thick so that blue or UV light emitted from the light emitting diode passes through the phosphor layer and sufficient energy transfer for color conversion is achieved. Color conversion occurs through the energy received by the phosphor, but if the thickness is thin, sufficient color conversion cannot be achieved. Therefore, the thickness of the phosphor layer for color conversion has to be thick, so a pattern having a large aspect ratio with a height of 1 to 1000 times, preferably 5 to 500 times the horizontal and vertical size is required. Therefore, the adoption of a photolithography method capable of producing a color conversion light emitting diode of 100 μm or less in which such height is significantly increased also has a very important technical significance.
이하, 본 발명의 광확산 색변환셀의 제조방법을 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing the light-diffusion color conversion cell of the present invention will be described.
먼저, 패널 상에 마이크로 패턴 형태로 형성된 UV LED(Ultra-violet light emitting diode) 나 청색 LED 광원을 형성한 패널을 준비한다. First, a panel in which a UV LED (Ultra-violet light emitting diode) or a blue LED light source formed in a micro pattern form on a panel is formed is prepared.
상기 광원은 하나의 단위픽셀에 3개의 영역으로 구획되어 형성된다. 이어서, 상기 광원이 복수의 마이크로패턴으로 형성된 패널 상에 상기 적색, 녹색 및 청색 셀은 상기 색상 중의 하나의 색상에 해당하는 퀀텀닷이나 형광체물질 및 광확산제와 감광성수지 및 선택적으로 필요시 용매를 혼합하여 색변환셀용 코팅 조성물을 제조한다. The light source is formed by dividing three regions into one unit pixel. Subsequently, the red, green, and blue cells on the panel where the light source is formed of a plurality of micropatterns include quantum dots or phosphor materials and a light diffusing agent and photosensitive resin and optionally a solvent if necessary. Mixing to prepare a coating composition for a color conversion cell.
상기 코팅 조성물은 통상의 코팅방법, 예를 들면, 스핀코팅이나 바코팅, 딥코팅, 플로우코팅 등의 다양한 방법으로 패널상에 도포한 후, 상기 광원의 어느 하나의 구획(section)에 해당하는 부분이 천공된 마스크를 이용하여 자외선 등을 이용하여 노광을 실시한다. 이어서 현상과 린스하여 제 1 색상의 색변환 발광다이오드를 형성하여 제 1 색변환셀을 완성한다. The coating composition is applied to a panel by various methods such as a conventional coating method, for example, spin coating, bar coating, dip coating, or flow coating, and then a portion corresponding to any one section of the light source The perforated mask is used to perform exposure using ultraviolet light or the like. Then, the color conversion light-emitting diode of the first color is formed by rinsing with the development to complete the first color conversion cell.
이어서, 다시 제 2 칼라에 해당하는 퀀텀닷이나 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 및 선택적으로 필요시 용매를 혼합한 색변환셀용 코팅 조성물을 동일한 방법으로 코팅하고 노광한 후 현상과 린스하여 제 2 색상에 해당하는 다이오드 셀을 형성한다. 이어서 제 3 색상을 가지는 다이오드 또한 동일한 방법으로 실시함으로써 광원의 각 구획(단위 픽셀의 패널상부에 3개의 광원에 해당하는 구획면이 형성되어 있다)면 상부의 동일 평면에 적색, 녹색 및 청색 다이오드 셀이 형성된 단위 픽셀이 미세패턴 모양으로 다수 형성되는 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.Subsequently, after coating and exposing the coating composition for a color conversion cell in which the quantum dot corresponding to the second color, the phosphor material, the light diffusing agent, the photosensitive resin, and optionally the solvent are mixed in the same way, rinse with the developing film to expose the second color. A diode cell corresponding to color is formed. Subsequently, the diode having the third color is also implemented in the same way, so that each of the sections of the light source (the partition surfaces corresponding to the three light sources are formed on the panel of the unit pixel), the red, green, and blue diode cells on the same plane on the top. The present invention relates to a display device in which a plurality of formed unit pixels are formed in a fine pattern shape, and a manufacturing method thereof.
또한 본 발명에서는 상기 동일평면이 좋지만 필요에 의해 동일평면이 아니어도 좋다.Further, in the present invention, the coplanar plane is good, but it is not necessary to coplanarize it as necessary.
본 발명에서 상기 미세패턴의 색변환 발광다이오드가 형성된 패널은 하나 하나의 다이오드를 컷팅하여 배열함으로써 디스플레이로 사용할 수도 있고 복수의 미세패턴을 연속배열하여 하나의 디스플레이를 구성할 수 있다.In the present invention, the panel in which the color conversion light emitting diode of the fine pattern is formed can be used as a display by cutting and arranging one diode one by one, or a plurality of fine patterns can be continuously arranged to form one display.
본 발명에서 포토리소그라피에 이용되는 포토마스크의 위치 정렬 등은 반도체의 포토리소그라피 공정에 사용하는 기술을 전용할 수 있고 이 분야에 많이 알려져 있으므로, 이에 대하여는 더 이상의 설명을 생략한다.In the present invention, the positional alignment of the photomask used for photolithography can be dedicated to the technology used in the photolithography process of semiconductors, and is well known in the art, and thus, further description thereof will be omitted.
또한 본 발명은 나노 또는 마이크로미터 크기의 동일한 발광다이오드(청색 혹은 UV)를 기반으로 상기 발광다이오드에 대응하는 나노 또는 마이크로 크기의 적색, 녹색, 청색을 구성하는 색변환(Color conversion) 셀을 포토리소그라피 공법을 이용하여 형성(Mounting)하여 제조되는 패널 및 이의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention is based on the same light-emitting diode (blue or UV) of the nano or micrometer size, the color conversion cells constituting the red, green and blue nano- or micro-scale corresponding to the light-emitting diode photolithography Provided is a panel manufactured by mounting using a construction method and a method for manufacturing the same.
본 발명에서 상기 광원은 광원 상에 배치되는 색변환셀과 대응하게 별도로 구획되어 발광함으로써 녹색, 적색 및 청색 변환셀을 온-오프 하여 다양한 색을 변활 할 수 있도록 할 수 있다.In the present invention, the light source may be divided into and emit light corresponding to the color conversion cell disposed on the light source to turn green, red, and blue conversion cells on and off to change various colors.
따라서 본 발명은 나노 또는 마이크로미터 크기의 3개의 발광다이오드(청색 혹은 UV)를 이루는 면에 대응하여 색변환 파장이 서로 다른 색변환 셀인 적색, 녹색 및 청색을 포토리소그라피 공정으로 형성하여, 제조되는 단위픽셀을 가지는 디스플레이 장치 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.Therefore, the present invention is a unit manufactured by forming red, green, and blue color conversion cells having different color conversion wavelengths in a photolithography process in correspondence to surfaces forming three light emitting diodes (blue or UV) of nano or micrometer size. It is to provide a display device having a pixel and a method for manufacturing the same.
또한 본 발명은 상기 청색 또는 UV다이오드 및 상기 청색 또는 UV 다이오드 표면 상에 그의 크기에 대응하여 형성되는 적색, 녹색 및 청색다이오드를 포토리소그라피 방법으로 형성하여 나노 또는 마이크로미터 크기의 미세 디스플레이 장치를 제공하는 것이고, 또한 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다. In addition, the present invention provides a nano or micrometer-sized micro-display device by forming red, green and blue diodes formed on the blue or UV diode and the blue or UV diode surface corresponding to their sizes by a photolithography method. And also to provide a method for manufacturing it.
이하 구체적인 제조방법과 그 수단에 대하여 설명한다.Hereinafter, a specific manufacturing method and its means will be described.
(A)복수의 미세패턴으로 구획된 광원층이 형성된 패널을 준비하는 단계,(A) preparing a panel having a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns,
(B)상기 패널의 광원층 상에 형광체 또는 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지조성물을 포함하는 색변환 코팅 조성물을 코팅하는 단계(B) coating a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusing agent and a photosensitive resin composition on the light source layer of the panel
(C) 상기 코팅층에 마스킹한 후 광조사하는 단계, (C) masking the coating layer, followed by light irradiation,
(D) 린스하는 단계,(D) rinsing,
를 포함하는 미세패턴으로 구획된 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널의 제조방법이다.It is a method of manufacturing a panel in which color conversion micro light-emitting diodes partitioned into a fine pattern including are arranged.
본 발명에서 상기 색변환셀은 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역으로 형성되어 있으며, 상기 색변환셀이 형성되는 패널상에 미세패턴을 형성된 광원 또한 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역에 대응하는 3개의 미세영역으로 구획되어져 제조된다. In the present invention, the color conversion cell is formed of three fine regions of a red conversion cell, a green conversion cell and a blue conversion cell, and a light source having a fine pattern formed on a panel on which the color conversion cell is formed is also a red conversion cell, green It is manufactured by being divided into three micro-regions corresponding to three micro-regions of the conversion cell and the blue conversion cell.
또한 본 발명의 색변환 발광 다이오드의 가로 또는 세로 길이에 대한 높이의 비인 Aspect ratio(높이길이/(세로 또는 가로길이))가 1 내지 1000, 1 내지 800, 1내지 700, 1 내지 500, 1 내지 400, 1 내지 300, 1 내지 200, 1 내지 100 및 상기 수치들 사이의 값을 갖으며, 좋게는 5 내지 500인 색변환 발광다이오드에 대한 것이다.In addition, the aspect ratio (height length/(length or width)), which is the ratio of the height to the horizontal or vertical length of the color conversion light emitting diode of the present invention, is 1 to 1000, 1 to 800, 1 to 700, 1 to 500, 1 to It has a value between 400, 1 to 300, 1 to 200, 1 to 100 and the above values, and is preferably for a color conversion light emitting diode of 5 to 500.
본 발명에서 광원은 청색 LED 또는 자외선 LED에서 선택되는 어느 하나의 것이며, 또한 상기 광원이 청색LED 인 경우, 광변환셀은 적색광변환셀 및 녹색광변환셀이 상기 광원의 상부의 동일 면 상에 형성되는 것인 색변환 발광다이오드의 대량 생산방법을 제공하는 것이 좋다.In the present invention, the light source is any one selected from a blue LED or an ultraviolet LED, and when the light source is a blue LED, the light conversion cell is a red light conversion cell and a green light conversion cell are formed on the same side of the top of the light source. It is good to provide a method for mass production of color conversion light emitting diodes.
본 발명에서 상기 각각의 색변환셀은 독립적으로, 색변환 가능한 퀀텀닷 또는 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 및 필요시 첨가하는 용매를 포함하는 조성물을 패널 상에 코팅한 후 포토리소그라피 공정으로 형성하므로서, 색변환 발광 다이오드의 대량 생산방법을 완성하였다.In the present invention, each color conversion cell is independently formed by a photolithography process after coating a composition comprising a quantum dot or phosphor material capable of color conversion, a light diffusing agent, a photosensitive resin and a solvent to be added when necessary. Thus, a mass production method of a color conversion light emitting diode was completed.
본 발명에서 색변환셀은 각각의 색을 발산하는 각각의 퀀텀닷이나 혹은 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 및 필요시 용매를 포함하는 물질을 UV 또는 청색 LED 광원이 형성된 패널 상에 코팅한 후, 각각의 색변환셀의 형성 위치에 해당하는 상기 광원의 미세영역(Microsection)에 대응하는 천공부를 가지는 마스크를 통하여 UV를 조사하여 노광하고 이어서 마스크를 제거한 후, 용매를 이용하여 현상 및 린스하여 형성하는 과정을 반복하여 제조함으로써, 색변환 발광다이오드 및 이의 대량 생산 방법을 완성하였다.In the present invention, the color conversion cell is coated on a panel formed with a UV or blue LED light source by coating each quantum dot emitting each color or a material containing a phosphor material, a light diffusing agent, a photosensitive resin, and a solvent if necessary. , Irradiated with UV through a mask having a perforated portion corresponding to a microsection of the light source corresponding to a position where each color conversion cell is formed, followed by exposure and removal of the mask, followed by development and rinsing using a solvent. By repeatedly manufacturing the forming process, a color conversion light emitting diode and a mass production method thereof were completed.
또한 본 발명은 상기 코팅과 노광 사이, 현상과 린스 사이 및 린스 이후 단계에서 베이킹 공정이 더 포함할 수도 있다.In addition, the present invention may further include a baking process between the coating and exposure, between development and rinsing, and after the rinsing.
본 발명에서는 상기 퀀텀닷 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, 및 InP에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있고, 상기 형광체로서는 녹색, 적색과 청색을 발상할 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는데, 예를 들면, 녹색형광체는 β-SiAlON:Eu2+ 계열의 물질과 ZnS：Cu, Al, SrAl2O4：Eu, BAM：Eu, Mn 등이고, 적색형광체는 K2SiF6:Mn(이하, "KSF"라고 함)와 CaAlSiN3:Eu(이하, "CASN"이라고 함) 및 Y2O2S：Eu, La2O2S：Eu, 3.5MgO·0.5MgF2 ·GeO2：Mn,(La, Mn, Sm)2O2S·Ga2O3와 청색형광체는 BAM：Eu, Sr5(PO4)3Cl：Eu, ZnS：Ag,(Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2：Eu 백색형광체는 YAG：Ce, 질화물(nitride) 및 산질화물(oxy-nitride) 형광체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. In the present invention, the quantum dot compound may be any one or two or more selected from ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, and InP, and the phosphor is particularly limited as long as it can develop green, red, and blue. For example, the green phosphor is a β-SiAlON:Eu 2+ -based material and the ZnS:Cu, Al, SrAl 2 O 4 :Eu, BAM:Eu, Mn, etc., and the red phosphor is K 2 SiF 6 :Mn (Hereinafter referred to as “KSF”) and CaAlSiN 3 :Eu (hereinafter referred to as “CASN”) and Y 2 O 2 S:Eu, La 2 O 2 S:Eu, 3.5MgO·0.5MgF 2 ·GeO 2 : Mn,(La, Mn, Sm) 2 O 2 S·Ga 2 O 3 and blue phosphor BAM:Eu, Sr 5 (PO 4 ) 3 Cl:Eu, ZnS:Ag,(Sr, Ca, Ba, Mg) 10 (PO 4 ) 6 Cl 2 :Eu The white phosphor may be any one or two or more selected from YAG:Ce, nitride and oxy-nitride phosphors.
본 발명의 광확산제는 광조사시 광의 확산을 통해서 더욱 깊은 영역까지 광이 전달되어 광경화를 촉진하므로, 어스펙트비가 증가되어 더욱 휘도가 우수한 색변환다이오드를 제조할 수 있다.Since the light diffusing agent of the present invention transmits light to a deeper region through diffusion of light during light irradiation and promotes photocuring, an aspect ratio is increased to produce a color conversion diode having better luminance.
본 발명에 사용하는 광확산제는 투명도가 있는 것이라면 크게 제한되지 않으며, 유기입자 또는 무기입자를 예로들 수 있다.The light-diffusing agent used in the present invention is not particularly limited as long as it has transparency, and examples thereof include organic particles or inorganic particles.
유기입자의 예로는 실리콘계 미립자, 아크릴계 미립자, 스티렌계 미립자, 메타크릴산메틸 미립자, 스티렌 공중합물계 미립자, 폴리카보네이트계 미립자, 올리핀계 가교 또는 미가교의 미립자, 상기 중합체의 공중합체 미입자 등 제한하지 않고 채택할 수 있으며, 무기입자로는 실리카, 탤크, 탄산칼슘, 황산바륨, 이산화티탄(TiO2), 실세스퀴녹산입자, 실리카 중공성 입자, 유리 중공성 입자, 수산화알루미늄, 산화지르코늄, 불화마그네슘, 글래스, 마이카 등이 있다. Examples of the organic particles include, but are not limited to, silicon-based microparticles, acrylic microparticles, styrene microparticles, methyl methacrylate microparticles, styrene copolymer microparticles, polycarbonate microparticles, olipine crosslinked or uncrosslinked microparticles, copolymer microparticles of the polymer, etc. It can be adopted, and the inorganic particles include silica, talc, calcium carbonate, barium sulfate, titanium dioxide (TiO2), silsesquinoxane particles, silica hollow particles, glass hollow particles, aluminum hydroxide, zirconium oxide, magnesium fluoride, Glass and mica.
통상 무기입자에 비해 유기입자의 광확산성이 우수하며 필요하면 2종류 이상의 광확산 입자를 조합하여 사용할 수 있다.Normally, the light diffusion property of the organic particles is superior to that of the inorganic particles, and if necessary, two or more types of light diffusion particles may be used in combination.
본 발명에서 광확산제의 함량은 광확산 효과를 증대시킬 수 있는 0.001~10㎛, 0.001~5㎛, 0.001~1㎛ 및 이들의 수치 범위 사이의 크기를 사용하는 것이 바람직하다. In the present invention, the content of the light-diffusing agent is preferably used between 0.001 to 10 μm, 0.001 to 5 μm, 0.001 to 1 μm, and their numerical range, which can enhance the light diffusion effect.
본 발명에서 광확산제의 사용량은 감광성수지 100중량부에 대하여 0.01~40중량부 사용되는 것이 좋으며, 보다 바람직하게는 0.1~10중량부가 좋다. 상기의 범주에서 입사된 자외선 등이 빛을 확산시킬 수 있으며, 투과도도 유지하고, 광의 분산성을 증진 시킬 수 있어서 좋다. In the present invention, the amount of the light diffusing agent is preferably used in an amount of 0.01 to 40 parts by weight, more preferably 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the photosensitive resin. It is good that ultraviolet rays, etc., incident in the above-mentioned categories can diffuse light, maintain transmittance, and improve light dispersibility.
또한 본 발명에서 상기 패널은 실리콘, 사파이어, 유리판 및 플라스틱 필름/시트에서 선택 것일 수 있다. 또한 상기 플러스틱 필름/시트일 경우에는 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스틸렌계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리설폰계 수지 및 폴리이미드계 수지에서 선택되는 것일 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다.In addition, in the present invention, the panel may be selected from silicon, sapphire, glass plate, and plastic film/sheet. In addition, in the case of the positive film/sheet, it is selected from polycarbonate resin, acrylic resin, styrene resin, polyester resin, polyamide resin, polynorbornene resin, polysulfone resin and polyimide resin. It may be, but is not limited to.
또한 본 발명의 색변환 발광다이오드의 크기는 청색 LED 또는 자외선 LED에서 선택되는 광원 상부면에 형성되는 퀀텀닷 화합물 혹은 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 및 필요시 첨가하는 용매를 포함하는 물질로부터 제조되는 색변환셀이 형성된 0.1 내지 100 ㎛ 크기이며, Aspect ratio가 1 내지 1000인 색변환 발광다이오드일 수 있다. In addition, the size of the color conversion light emitting diode of the present invention is manufactured from a material including a quantum dot compound or a phosphor material, a light diffusing agent, a photosensitive resin, and a solvent added when necessary, formed on the upper surface of a light source selected from a blue LED or an ultraviolet LED. It may be a color conversion light emitting diode having a size of 0.1 to 100 μm in which color conversion cells are formed, and an aspect ratio of 1 to 1000.
또한 상기 상기 색변환셀은 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역으로 형성되어 있는 것일 수 도 있고, 상기 광원 또한 색변환셀은 적색변환셀, 녹색변환셀 및 청색변환셀의 3개의 미세영역에 대응하는 3개의 미세영역으로 구획되어진 것일 수 있다. 또한 상기 광원이 청색LED 인 경우, 광변환셀은 적색광변환셀 및 녹색광변환셀이 상기 광원의 상부의 동일 면 상에 형성되고, 광원 자체가 청색변환셀 역할을 할 수도 있다. In addition, the color conversion cell may be formed of three fine regions of a red conversion cell, a green conversion cell, and a blue conversion cell, and the light source and the color conversion cell are red conversion cells, green conversion cells, and blue conversion cells. It may be divided into three micro-regions corresponding to the three micro-regions. In addition, when the light source is a blue LED, the red light conversion cell and the green light conversion cell are formed on the same surface of the upper part of the light source, and the light source itself may serve as a blue conversion cell.
본 발명에 있어서, 상기 감광성 수지(또는 감광성 수지 조성물이라 함)은 빛에 의해 생성된 라디칼과 반응하여 광중합을 일으킬 수 있는 다관능기 함유 모노머를 함유하는 것으로서, 좋게는 단광능성모노머 또는 다관능성이나 단관능성 수지를 더 포함하는 것일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.In the present invention, the photosensitive resin (or photosensitive resin composition) contains a polyfunctional group-containing monomer capable of causing photopolymerization by reacting with radicals generated by light, preferably a monophotonic monomer or a polyfunctional or single tube It may be to further include a water-soluble resin, but is not limited thereto.
또한 본 발명의 감광성수지 조성물은 광개시 촉매가 더 포함된 것일 수 있으며, 광개시제는 예를 들면 아세토페논 유도체, 벤조페논 유도체, 트리아진 유도체, 비이미다졸 유도체, 아실포스핀 옥사이드 유도체, 옥심에스테르 유도체, 헥사플루오로안티모네이트 염, 트리아릴설포니윰 염, 디아릴요도니윰 염 및 N-히드록시숙신이미드 트리플레이트에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. Further, the photosensitive resin composition of the present invention may further include a photoinitiation catalyst, and the photoinitiator may include, for example, acetophenone derivatives, benzophenone derivatives, triazine derivatives, biimidazole derivatives, acylphosphine oxide derivatives, and oxime ester derivatives. , Hexafluoroantimonate salt, triarylsulfonium salt, diarylidodonium salt, and N-hydroxysuccinimide triflate.
본 발명에서 상기 색변환셀은 접착성 바인더가 더 함유할 수 있으며, 접착제 바인더는 비제한적 예로서 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 우레탄-아크릴계 수지에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. In the present invention, the color conversion cell may further contain an adhesive binder, and the adhesive binder is, as a non-limiting example, an epoxy resin, a melamine resin, a silicone resin, a phenol resin, an acrylic resin, a urethane resin, and a urethane-acrylic resin. It may be any one or two or more selected from.
또한 본 발명에서 상기 감광성 수지 조성물은 바인더, 광증감제, 열중합 금지제, 소포제 및 레벨링제에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분이 더 함유할 수 있으며, 상기 색변환셀 상부에 보호층이 더 형성된 것일 수 있다. In addition, in the present invention, the photosensitive resin composition may further contain any one or more components selected from a binder, a photosensitizer, a thermal polymerization inhibitor, an antifoaming agent and a leveling agent, and a protective layer is further formed on the color conversion cell. You can.
또한 본 발명에서는 상기 색변환셀 내 혹은 상부에 광필터 또는 광 보전층이 더 함유된 것일수도 있으며, 상기 각각의 색변환셀은 서로 이격되어 형성되거나 또는 벽에 의해 분리되어 형성된 것이다. Further, in the present invention, an optical filter or a light preservation layer may be further contained in or on the color conversion cell, and the color conversion cells are formed to be spaced apart from each other or separated by a wall.
상기 색변환셀 내 혹은 상부에 광필터 또는 광 보전층을 더 개입시켜, 광을 필터링하거나 광을 증폭시켜 발광다이오드의 휘도나 강도를 더욱 강화한다. 본 발명의 광필터나 광보전층 또는 광증폭층은 이 분야에 사용하는 것이라면 제한하지 않는다. A light filter or a light preservation layer is further interposed in or on the color conversion cell to filter light or amplify light to further enhance the luminance or intensity of the light emitting diode. The optical filter, light preservation layer, or light amplification layer of the present invention is not limited as long as it is used in this field.
다음은 본 발명의 일 양태에 따른 색변환 발광다이오드의 제조방법에 대하여 더욱 구체적으로 설명한다.Next, a method of manufacturing a color conversion light emitting diode according to an aspect of the present invention will be described in more detail.
본 발명의 색변환 발광다이오드를 제조하는 방법은 The method for manufacturing the color conversion light emitting diode of the present invention
복수의 미세패턴으로 구획된 광원층이 형성된 패널을 준비하는 단계,Preparing a panel having a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns,
상기 패널의 광원층 상에 포토리소그라피 공정에 의해 형성되는 형광체나 퀀텀닷, 광확산제, 감광성수지조성물을 포함하는 색변환 코팅조성물을 이용하여 색변환셀을 형성하는 단계,Forming a color conversion cell on the light source layer of the panel using a color conversion coating composition including a phosphor or a quantum dot, a light diffusion agent, and a photosensitive resin composition formed by a photolithography process,
를 포함하는 포토리소그라피 공정에 의해 제조되는 복수의 광확산형 색변환 발광다이오드이 미세패턴으로 형성된 패널의 제조에 관한 것이다.It relates to the production of a panel formed of a plurality of light-diffusion type color conversion light-emitting diodes produced by a photolithography process comprising a fine pattern.
또한 본 발명은 In addition, the present invention
복수의 미세패턴으로 구획된 광원층이 형성된 패널을 준비하는 단계,Preparing a panel having a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns,
상기 패널의 광원층 상에 형광체나 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지조성물을 포함하는 색변환코팅 조성물을 코팅하는 단계Coating a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusing agent and a photosensitive resin composition on the light source layer of the panel
상기 코팅한 후, 마스킹하고 광조사하는 단계, After the coating, masking and light irradiation,
린스하는 단계,Rinse step,
를 포함하는 포토리소그라피 공정에 의해 색변환셀들을 제조하는 공정을 포함하는 미세패턴으로 구획된 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널의 제조방법이다.It is a method of manufacturing a panel in which color conversion micro light-emitting diodes partitioned into a fine pattern including a process for manufacturing color conversion cells by a photolithography process comprising a.
또한 본 발명은 패널 상에 복수의 마이크로 패턴으로 형성되고, 각각의 마이크로 패턴은 청색LED 또는 UV LED 광원이 형성되고, 상기 광원은 각 마이크로 패턴 당 3개의 미세 영역으로 구획되어 형성된 패널을 준비하는 단계,In addition, the present invention is a step of preparing a panel formed of a plurality of micro-patterns on a panel, each micro-pattern is formed of a blue LED or UV LED light source, the light source is divided into three micro-regions per micro pattern ,
상기 각 미세패턴의 3개의 미세영역 상에 그 면적에 대응하여 광확산제를 포함하는 적색, 녹색 및 청색의 색변환 셀을 포토리소그라피 공정에 의해 형성하는 단계,Forming red, green, and blue color conversion cells including a light diffusing agent on three micro-regions of each of the micro-patterns by photolithography,
를 포함하는 포토리소그라피 공정에 의해 제조되는 색변환 발광다이오드(디스플레이) 및 이를 배열한 패널을 제조방법에 관한 것이다.It relates to a color conversion light-emitting diode (display) produced by a photolithography process comprising a and a method for manufacturing a panel having the same.
또한 본 발명은 상기 색변환 셀을 포토리소그라피 공정에 의해 형성 한 후, 보호층을 더 형성하는 단계를 가지는 포토리소그라피 공정에 의해 색변환 발광다이오드 및 이를 복수로 미세패턴형태로 배열된 패널을 제조하는 방법을 제공한다.In addition, the present invention is to form a color conversion light-emitting diode by a photolithography process having a step of further forming a protective layer after the color conversion cell is formed by a photolithography process, and a panel arranged in a plurality of fine pattern patterns thereof. Provides a method.
본 발명에서 상기 발광다이오드에 있어서, 상기 색변환 셀들은 서로 이격되어 형성될 수 있고, 또는 월(wall)에 의해 분리되어 형성될 수 있다.In the light emitting diode in the present invention, the color conversion cells may be formed spaced apart from each other, or may be formed separately by a wall (wall).
또한 본 발명에서는 상기 코팅과 노광 사이, 현상과 린스 사이 및 린스 이후 단계에서 베이킹 공정이 더 포함할 수 있다.Further, in the present invention, a baking process may be further included between the coating and exposure, between development and rinsing, and after the rinsing.
상기 베이킹공정은 감광성 수지 조성물에서 감광성 수지의 기능기 중에서 광반응이 아니라 열반응하는 기가 있을 경우, 이를 통하여 더욱 단단히 경화될 수 있도록 하는 것이다. 이 경우 통상적으로 히드록시기와 이소시아네이트기 또는 아민과 이소시아네이트기 또는 에폭시기 등의 다양한 기능기를 도입하여 열에 의한 화학반을, 즉 경화반응을 유도하여 색변환셀의 강도를 더욱 강화시킬 수 있다.The baking process is to make the photosensitive resin composition harder to cure through a photoreactive group rather than a photoreactive group among the functional groups of the photosensitive resin composition. In this case, a hydroxy group, an isocyanate group, or various functional groups such as an amine and an isocyanate group or an epoxy group may be introduced to induce a chemical group by heat, that is, a curing reaction, to further enhance the strength of the color conversion cell.
본 발명의 일 양상에 따른 색변환 셀의 제조방법은 상기 UV 또는 청색 LED의 면에 대응하는 면적으로 포토리소그라피 공정에 의해 형성한다. The method for manufacturing a color conversion cell according to an aspect of the present invention is formed by a photolithography process with an area corresponding to the surface of the UV or blue LED.
즉, 먼저 패널 상에 형성되는 각각의 미세패턴은 3개의 미세영역으로 구분되어진 UV LED 또는 청색 LED 광원을 가지며, 상기 각각의 미세영역의 면상에는 그 면에 대응하는 면적으로 광확산제를 포함하는 적색, 녹색 또는 청색의 색변환 셀을 포토리스그라피 공법으로 형성하여 대량으로 색변환 발광다이오드를 제조하는 방법이다.That is, each micropattern first formed on the panel has a UV LED or a blue LED light source divided into three microregions, and on each plane of the microregions, a light diffusion agent is included in an area corresponding to that surface. It is a method of manufacturing a color conversion light emitting diode in a large quantity by forming a red, green or blue color conversion cell by a photolithography method.
일예를 들면, 먼저, 적색 색변환셀을 형성하기 위하여, 적색을 발산하는 퀀텀닷이나 혹은 형광체물질, 광확산제, 감광성수지조성물 및 필요에 의해 선택적으로 함유하는 용매를 혼합한 적색 변환셀용 코팅조성물을 제조한 후, 이를 UV 또는 청색 LED 광원이 형성된 패널 상에 코팅(예를들면 스핀코팅 등)한 후, 상기 적색셀이 형성되어야 할 UV 또는 청색 LED 광원의 미세영역(microsection)에 대응하는 천공부를 가지는 마스크를 통하여 UV를 조사하고 이어서 마스크를 제거한 후, 용매를 이용하여 현상 및 린스하여 적색변환셀을 형성한다. For example, first, in order to form a red color conversion cell, a quantum dot emitting red or a phosphor material, a light diffusing agent, a photosensitive resin composition, and a coating composition for a red conversion cell mixed with a solvent selectively contained as necessary. After manufacturing it, and coating it on a panel on which a UV or blue LED light source is formed (for example, spin coating), a cloth corresponding to a microsection of the UV or blue LED light source to which the red cell should be formed After irradiating UV through the mask having study, and then removing the mask, it is developed and rinsed with a solvent to form a red conversion cell.
이어서 녹색변환 셀을 형성하기 위하여 녹색을 발산하는 퀀텀닷이나 혹은 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 조성물, 및 선택적으로 함유할 수 있는 용매를 혼합한 녹색변환셀용 코팅조성물을 제조한 후, 이를 UV 또는 청색 LED가 형성된 패널 상에 코팅(예를들면 스핀코팅 등)한 후, 상기 녹색변환셀이 형성되어야 UV 또는 청색 LED광원의 녹색변환셀을 형성할 미세영역에 대응하는 위치에 천공부를 가지는 마스크를 통하여 UV를 조사하고 현상 및 린스를 함으로써, 녹색변환셀을 형성한다. Subsequently, in order to form a green conversion cell, a coating composition for a green conversion cell is prepared by mixing green with a quantum dot or a phosphor that emits green light, a light-diffusing agent, a photosensitive resin composition, and a solvent that can be selectively contained, followed by UV. Alternatively, after coating (eg spin coating, etc.) on the panel on which the blue LED is formed, the green conversion cell should be formed to have a perforation at a position corresponding to a microregion to form a green conversion cell of a UV or blue LED light source. By irradiating UV through the mask and developing and rinsing, a green conversion cell is formed.
그리고 마지막으로 청색을 발산하는 퀀텀닷이나 혹은 형광체물질, 광확산제, 감광성수지 조성물 및 선택적으로 함유할 수 있는 용매를 함유한 청색변환셀용 코팅조성물을 제조한 후, 이를 적색변환셀 및 녹색변환셀이 형성된 패널 상에 코팅(예를 들면 스핀코팅 등)한 후, 상기 청색변환셀이 형성되어야 할 UV 또는 청색 LED광원의 미세영역에 대응하는 천공부를 가지는 마스크를 통하여 UV를 조사하고 현상 및 린스 함으로써 청색변환셀을 형성한다. And finally, after preparing a coating composition for a blue conversion cell containing a quantum dot or a phosphor material emitting light blue, a light diffusing agent, a photosensitive resin composition and a solvent that can be selectively contained, the red conversion cell and the green conversion cell After coating (for example, spin coating, etc.) on the formed panel, UV is irradiated through a mask having a perforated portion corresponding to a micro area of the UV or blue LED light source to which the blue conversion cell is to be formed, and developed and rinsed. By doing so, a blue conversion cell is formed.
본 발명에서 광확산제를 추가하는 경우 좋게는 상대 색변환율의 값이 현저히 상승되는 효과를 보여준다. 예를들면 적색/청색의 색변환율이 50%이상 증가되는 놀라운 효과를 가진다.In the present invention, when a light diffusing agent is added, it is preferable that the value of the relative color conversion rate is significantly increased. For example, it has an amazing effect that the color conversion rate of red/blue is increased by 50% or more.
본 발명에서는 상기의 3개의 적색, 녹색 및 청색 셀을 그 영역에 대응하는 UV LED 또는 청색 LED 상의 동일일 평면상에 형성하는 것 이외에 상기에서 청색 LED를 광원으로 사용하는 경우, 색변환 셀로 청색셀을 형성 할 필요가 없으므로, 동일평면상에는 적색과 녹색셀만 포토리소그라피 공정으로 형성하고, 광원 자체를 청색셀로 사용할 수 있으므로, 그 경우 동일 평면상에는 적생과 녹색셀만이 형성될 수 있다.In the present invention, when the blue LED is used as a light source in addition to forming the three red, green, and blue cells on the same plane on the UV LED or blue LED corresponding to the region, the blue cell is used as a color conversion cell. Since there is no need to form, since only the red and green cells are formed on the same plane by a photolithography process, and the light source itself can be used as a blue cell, in this case, only red and green cells can be formed on the same plane.
본 발명에서 채택할 수 있는 퀀텀닷 및 형광체는 본 기술분야에서 사용하는 것이라면 제한하지 않는데, 예를 들면, 상기 퀀텀닷 화합물은 ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, 및 InP에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있지만 이에 한정하지 않는다.Quantum dots and phosphors that can be employed in the present invention are not limited as long as they are used in the art, for example, the quantum dot compound is selected from ZnS, ZnSe, ZnTe, CdS, CdSe, CdTe, and InP It may be one or more, but is not limited thereto.
또한 형광체로서는 녹색, 적색과 청색을 발산할 수 있는 것이라면 특별히 제한하지 않는데, 예를 들면, 녹색형광체는 β-SiAlON:Eu2+ 계열의 물질과 ZnS：Cu, Al, SrAl2O4：Eu, BAM：Eu, Mn 등이고, 적색형광체는 K2SiF6:Mn(이하, "KSF"라고 함)와 CaAlSiN3:Eu(이하, "CASN"이라고 함) 및 Y2O2S：Eu, La2O2S：Eu, 3.5MgO·0.5MgF2 ·GeO2：Mn, (La, Mn, Sm)2O2S·Ga2O3와 청색형광체는 BAM：Eu, Sr5(PO4)3Cl：Eu, ZnS：Ag,(Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO4)6Cl2：Eu 백색형광체는 YAG：Ce, 질화물(nitride) 및 산질화물(oxy-nitride) 형광체 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있지만 이에 한정하지 않는다. In addition, the phosphor is not particularly limited as long as it can emit green, red, and blue. For example, the green phosphor is a β-SiAlON:Eu 2+ -based material and ZnS:Cu, Al, SrAl 2 O 4 :Eu, BAM: Eu, Mn, etc., and red phosphors are K 2 SiF 6 :Mn (hereinafter referred to as “KSF”) and CaAlSiN 3 :Eu (hereinafter referred to as “CASN”) and Y 2 O 2 S:Eu, La 2 O 2 S：Eu, 3.5MgO·0.5MgF 2 ·GeO 2 :Mn, (La, Mn, Sm) 2 O 2 S·Ga 2 O 3 and blue phosphor BAM:Eu, Sr 5 (PO 4 )3Cl: Eu, ZnS:Ag,(Sr, Ca, Ba, Mg)10(PO 4 )6Cl 2 :Eu The white phosphor is one selected from YAG:Ce, nitride and oxy-nitride phosphors, or It may be two or more, but is not limited thereto.
또한 본 발명에서 패널은 실리콘, 사파이어, 유리판 및 플라스틱 필름/시트에서 선택될 수 있으며, 이는 이 분야에서 사용되는 패널이라면 본 발명에서는 한정하지 않는다. 또한 상기 플라스틱 필름 및 시트는 플렉서블 디스플레이를 제조하기 이하여 이용할 수 있으며, 특별히 제한 하지 않지만 예를 들면, 폴리카보네이트계 수지, 아크릴계 수지, 스틸렌계 수지, 폴리에스터계 수지, 폴리아마이드계 수지, 폴리노르보넨계 수지, 폴리설폰계 수지 및 폴리이미드계 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것을 채택할 수 있으며, 좋게는 폴리이미드와 같이 내열성 및 팽창계수가 낮고 또한 투명한 플라스틱이 더 선호된다.In addition, in the present invention, the panel may be selected from silicon, sapphire, glass plate, and plastic film/sheet, which is not limited in the present invention if it is a panel used in this field. In addition, the plastic film and sheet can be used to manufacture a flexible display, but is not particularly limited, for example, polycarbonate resin, acrylic resin, styrene resin, polyester resin, polyamide resin, polynor Any one or two or more selected from a linen-based resin, a polysulfone-based resin, and a polyimide-based resin may be adopted, and preferably, a plastic having low heat resistance and expansion coefficient, such as polyimide, is also preferred.
본 발명에서 감광성 수지 조성물로는 자외선이나 또는 X선 등에 의해 가교되거나 또는 분해되는 물질을 포함하는 것이라면 특별히 한정하지 않는데, 통상적으로 광에 의해 생성된 라디칼과 반응하여 광중합을 일으킬 수 있는 다관능기 함유 모노머 또는 수지가 함유된 것이 일반적이고 본 발명에서도 선호된다. In the present invention, the photosensitive resin composition is not particularly limited as long as it contains a substance that is crosslinked or decomposed by ultraviolet rays or X-rays, etc., but is usually a polyfunctional group-containing monomer capable of reacting with radicals generated by light to cause photopolymerization. Alternatively, resin-containing ones are common and preferred in the present invention.
통상적으로는 다관능성 아크릴계 올리고머 또는 다관능성 아크릴계 단량체와 단관능성 아크릴계 단량체의 혼합물을 사용할 수 있고, 더욱 좋게는 용매를 사용하지 않고 단량체만으로 조성물을 제조하는 경우, 화합물에 의한 디스플레이의 오염을 방지할 수 있어서 더욱 좋다. Usually, a multifunctional acrylic oligomer or a mixture of a polyfunctional acrylic monomer and a monofunctional acrylic monomer can be used, and more preferably, when a composition is prepared only with a monomer without using a solvent, contamination of the display by the compound can be prevented. It's even better.
본 발명에 있어서 감광성수지 조성물은 광개시 촉매가 더 포함할 수 있으며, 이러한 광개시제로는 당업계에서 사용되는 것이라면 제한하지 않는데, 예를 들면, 아세토페논 유도체, 벤조페논 유도체, 트리아진 유도체, 비이미다졸 유도체, 아실포스핀 옥사이드 유도체, 옥심에스테르 유도체, 헥사플루오로안티모네이트 염, 트리아릴설포니윰 염, 디아릴요도니윰 염 및 N-히드록시숙신이미드 트리플레이트 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있지만 이에 한정하는 것은 아니다. In the present invention, the photosensitive resin composition may further include a photoinitiation catalyst, and the photoinitiator is not limited as long as it is used in the art. For example, acetophenone derivatives, benzophenone derivatives, triazine derivatives, and non-imitations Any one or two selected from dazole derivatives, acylphosphine oxide derivatives, oxime ester derivatives, hexafluoroantimonate salts, triarylsulfonymium salts, diarylidodonium salts, and N-hydroxysuccinimide triflate, etc. It may be the above, but is not limited thereto.
본 발명의 감광성 수지 조성물은 점도나 코팅성 등을 위해서 용매를 더 포함할 수 있다. 용매로는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면 2-헵타논, 사이클로펜타논, 사이클로헥사논, 에틸벤젠, 톨루엔, 자일렌, 페놀, 에틸락테이트, 1-메톡시-2-프로판올, 2-메톡시-1-프로판올, 1-메톡시-2-프로필아세테이트, 2-메톡시-1-프로필아세테이트, 프로필렌 카보네이트에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 에틸에톡시프로피오네이트, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸렌 글리콜메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸아세테이트, 아세톤, 메틸이소부틸 케톤, 디메틸포름아미드, N,N-디메틸아세트아미드, N-메틸-2-피롤리돈, γ-부틸로락톤, 디에틸에테르, 에틸렌글리콜 디메틸 에테르, 다이글라임, 테트라하이드로퓨란, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 디에틸렌글리콜메틸 에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸 에테르 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. The photosensitive resin composition of the present invention may further include a solvent for viscosity or coating properties. Although it does not specifically limit as a solvent, For example, 2-heptanone, cyclopentanone, cyclohexanone, ethylbenzene, toluene, xylene, phenol, ethyl lactate, 1-methoxy-2-propanol, 2-methoxy Methoxy-1-propanol, 1-methoxy-2-propyl acetate, 2-methoxy-1-propyl acetate, propylene carbonate ethyl acetate, butyl acetate, ethyl ethoxypropionate, methyl cellosolve acetate, ethyl cello Sorbacetate, diethylene glycol methyl acetate, diethylene glycol ethyl acetate, acetone, methyl isobutyl ketone, dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, γ-butylolactone, Any one selected from diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diglyme, tetrahydrofuran, methyl cellosolve, ethyl cellosolve, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, dipropylene glycol methyl ether, or It can be two or more.
또한 본 발명에서는 감광성수지 조성물에서 필요에 의해 바인더를 더 포함하 수 있으며, 이는 생성되는 색변환셀에서 강도를 증가시키고 특히 플렉서블 디스플레이에서 휨을 반복적으로 주어도 구조적 안정화를 위해서 더욱 좋다. Further, in the present invention, a binder may be further included as needed in the photosensitive resin composition, which is better for structural stabilization even when the intensity is increased in the resulting color conversion cell and bending is repeatedly given in a flexible display.
본 발명의 바인더는 특별히 한정하지 않지만, 예를 들면 에폭시계 수지, 멜라민계 수지, 실리콘계 수지, 페놀계 수지, 아크릴계 수지, 우레탄계 수지 및 우레탄-아크릴계 수지 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상의 것일 수 있다. The binder of the present invention is not particularly limited, but may be, for example, any one or two or more selected from epoxy resins, melamine resins, silicone resins, phenol resins, acrylic resins, urethane resins, and urethane-acrylic resins.
본 발명에서 감광성 조성물은 광에 의해 가교 또는 분해할 수 있는 구조를 가지는 것이라면 어떤 것이라도 좋고 광반응을 위한 광개시제를 더 포함할 수 있고, 이는 통상의 포토리소그라피 공정에서 사용하는 것이라면 어떤 것도 채택할 수 있는 것이므로, 여기서는 더 이상 설명하지 않는다.In the present invention, the photosensitive composition may be any as long as it has a structure that can be crosslinked or decomposed by light, and may further include a photoinitiator for photoreaction, which can be adopted as long as it is used in a conventional photolithography process. As it is, it will not be described further here.
또한 본 발명에서는 본 발명의 감광성 수지 조성물은 바인더, 광증감제, 열중합 금지제, 소포제 및 레벨링제에서 선택되는 어느 하나 이상의 성분이 더 함유할 수도 있다. Further, in the present invention, the photosensitive resin composition of the present invention may further contain any one or more components selected from binders, photosensitizers, thermal polymerization inhibitors, antifoaming agents and leveling agents.
또한 본 발명의 색변환 발광다이오드는 상기 색변환셀 상부에 보호층이 더 함유시켜 형성된 것일 수 있다. 보호층은 본 발명의 색변환발광 다이오드를 외부의 충격이나 화합물 또는 산소로부터 보호하여 수명을 오래하거나 또는 장기 사용을 가능하게 하는 것이다. 본 발명의 보호층은 UV경화성 수지를 이용한 보호층일 수도 있고, 별도의 투명한 보호필름을 적층한 것일 수 있다. In addition, the color conversion light emitting diode of the present invention may be formed by further containing a protective layer on the color conversion cell. The protective layer is to protect the color conversion light emitting diode of the present invention from external impacts, compounds, or oxygen to prolong life or enable long-term use. The protective layer of the present invention may be a protective layer using a UV-curable resin, or may be a separate transparent protective film.
통상적으로 보호필름의 경우, 폴리올레핀, 폴리비닐아세테이트, 폴리비닐알콜, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리에스테르, 폴리이미드 등의 열가소성 폴리머 필름에섯 선택되는 것을 사용할 수도 있지만, 통상의 전자기기의 보호필름이나 또는 전자용 기기의 보호필름으로 개발된 것이라면 한정하지 않는다. In general, in the case of a protective film, polyolefin, polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polyurethane, polyamide, polyester, polyimide, etc. can be used for those selected from thermoplastic polymer films. Or if it is developed as a protective film for electronic devices, it is not limited.
또한 본 발명은 상기 색변환셀 내 혹은 상부에 광필터 또는 광 보전층이 더 개입시켜, 광을 필터링하거나 광을 증폭시켜 발광다이오드의 휘도나 강도를 더욱 강화한다. 본 발명의 광필터나 광보전층 또는 광증폭층은 이 분야에 사용하는 것이라면 제한하지 않는다. In addition, the present invention further enhances the brightness or intensity of the light emitting diode by further interposing an optical filter or a light preservation layer in or on the color conversion cell to filter light or amplify the light. The optical filter, light preservation layer, or light amplification layer of the present invention is not limited as long as it is used in this field.
이하 실시예 및 비교예를 통하여 본 발명의 의의를 설명하며, 본 발명은 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위에서 다양하게 변형가능하다.Hereinafter, the significance of the present invention will be described through examples and comparative examples, and the present invention is not limited to the examples and may be variously modified within the scope of the technical spirit of the present invention.
[실시예 1][Example 1]
평균입경이 5nm인 적색 퀀텀닷(CdTe) 10mg을 용매(톨루엔) 10ml에 분산한 후, 점도 2,000 cps의 네가티브 감광성수지 조성물(에폭시수지(cas # 28906-96-9) 50중량%, 헥사프로오로안티모네이트염 2.5중량%, 트리아릴설포니움염 2.5중량% 및 사이클로펜타논 45중량%의 조성으로 혼합 제조) 10g에 투입한 후, 광확산제로 평균입경 4.5nm의 구형실리카 0.2g을 투입하여 진공믹서에서 기포가 발생되지 않도록 충분히 교반한 후, 청색 발광다이오드 상부에 형광체액을 코팅한 후 노광(i-Line), 현상 및 린스(IPA)한 후 광변환효율을 측정하였다. 그 결과 적색/청색의 색변환율(Ratio)가 0.448이었다. After dispersing 10 mg of red quantum dot (CdTe) having an average particle diameter of 5 nm in 10 ml of a solvent (toluene), a negative photosensitive resin composition having a viscosity of 2,000 cps (epoxy resin (cas # 28906-96-9) 50 wt%, hexaprooro 2.5% by weight of the antimonate salt, 2.5% by weight of the triarylsulfonium salt and 45% by weight of cyclopentanone) were added to 10 g, and then 0.2 g of spherical silica having an average particle size of 4.5 nm was added as a light diffusion agent. After sufficiently stirring so that no bubbles were generated in the vacuum mixer, the phosphor conversion solution was coated on the blue light emitting diode and then exposed (i-Line), developed and rinsed (IPA), and then measured for light conversion efficiency. As a result, the red/blue color conversion ratio was 0.448.
이는 상기 코팅조성물에서 광확산제를 제외한 동일한 색변환코팅조성물(비교예 1)로 형성한 색변환셀의 적색/청색 변환율(Ratio of Red/Blue)(T3062B Spectrometer, TSE) 0.275에 비하여 색변환율이 63% 증가되는 놀라운 효과를 얻었다. This has a color conversion rate of 0.275 compared to the ratio of red/blue (Ratio of Red/Blue) (T3062B Spectrometer, TSE) of the color conversion cell formed with the same color conversion coating composition (Comparative Example 1) excluding the light diffusion agent in the coating composition. It has a surprising effect of increasing by 63%.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 1에서 구형실리카를 투입하지 않은 것을 제외하고는 동일하게 실험하였다. 그 결과, 색변환셀의 적색/청색 변환율(Ratio of Red/Blue) 0.275였다. In Example 1, the same experiment was performed except that spherical silica was not added. As a result, the red/blue conversion ratio of the color conversion cell (Ratio of Red/Blue) was 0.275.
Claims (14)
상기 광원층 상에 형광체 또는 퀀텀닷, 광확산제 및 감광성수지조성물을 포함하는 색변환코팅 조성물을 코팅하는 단계; 및
상기 색변환 코팅조성물을 포토리소그라피 공정에 의해 색변환셀을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 포토리소그라피 공정에 의해 상기 색변환셀의 가로 및 세로 길이보다 큰 높이의 어스펙트비로 색변환셀을 형성하고,
상기 어스펙트비와 상기 광확산제에 의한 색변환율을 개선한, 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널의 제조방법.Preparing a panel on which a light source layer partitioned into a plurality of fine patterns is formed;
Coating a color conversion coating composition comprising a phosphor or a quantum dot, a light diffusion agent, and a photosensitive resin composition on the light source layer; And
The step of forming a color conversion cell by the photolithography process of the color conversion coating composition; includes,
By the photolithography process, a color conversion cell is formed at an aspect ratio of a height greater than the horizontal and vertical lengths of the color conversion cell,
A method of manufacturing a panel in which light diffusion type color conversion micro light emitting diodes are arranged, wherein the aspect ratio and the color conversion rate by the light diffusion agent are improved.
상기 색변환셀은 상기 색변환 코팅조성물을 패널 상에 코팅한 후, 각각의 색변환셀의 형성 위치에 해당하는 상기 광원의 미세영역에 대응하는 천공부를 가지는 마스크를 통하여 광을 조사하여 노광하고 이어서 마스크를 제거한 후, 용매를 이용하여 현상 및 린스하여 형성하는 과정을 반복하여 형성하는 것인 미세패턴으로 구획된, 광확산형 색변환 마이크로 발광다이오드가 배열된 패널의 제조방법.According to claim 1,
The color conversion cell is coated with the color conversion coating composition on a panel, and then irradiated with light through a mask having a perforation part corresponding to a micro-region of the light source corresponding to the formation position of each color conversion cell and exposed. Subsequently, after removing the mask, a method of manufacturing a panel in which light diffusion type color conversion micro light emitting diodes are arranged, divided into fine patterns that are formed by repeating the process of developing and rinsing using a solvent.
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