KR102333141B1 - 감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치 - Google Patents

감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 및 용제를 포함하고, 상기 알킬리 가용성 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 단량체 및 하기 화학식 2로 표현되는 단량체 중 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016017177576-pat00023

[화학식 2]
Figure 112016017177576-pat00024

Description

감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치{PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND DISPLAY DEVICE INCLUDING COLOR CONVERSION LAYER PREPARED BY USING THE SAME}
본 발명은 감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
색필터는 적색(R), 녹색(G), 청색(B)의 염료 또는 안료로 제조되고, 이러한 색소 재료는 광원에서 조사된 광을 각각의 해당하는 색으로 나타내는 역할을 하게 된다. 색소 재료의 스펙트럼이 요구하는 흡수 파장 이외에 불필요한 파장이 없고, 폭이 좁은 흡수 밴드를 가질수록 색필터의 색 특성이 향상된다.
각각의 화소 색필터 제조에 사용되는 감광성 수지 조성물은, 일반적으로 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 착색제, 용제 및 기타 첨가제를 포함한다.
감광성 수지 조성물을 이용한 색필터는 주로 염색법, 전착법, 인쇄법, 안료 분산법 등에 의해 복수의 색상을 투명 기판 상에 코팅하여 제조할 수 있으며, 최근에는 안료 분산 기술이 향상되어 우수한 색 재현성과 열, 빛, 습도에 대한 내구성을 확보하면서 안료 분산법이 많이 이용되고 있다.
이때 안료는 우수한 휘도 특성을 확보하는데 한계가 있어 최근에는 안료 이외의 구성 성분인 양자점(quantum dot)이나 형광체를 이용하여 색필터와 같이 색을 표현하는 기능을 하는 색변환층을 형성하고, 이를 통해 휘도 특성을 개선시키려는 노력이 있다.
특히, 최근 고품질 사양에 따라 휘도, 내열성 등이 더욱 우수한 색변환층이 요구되고 있는데, 패턴 공정 중에 발생하는 열에 의해 광효율이나 색재현성이 떨어지는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 광효율이나 색재현성을 향상시키는 감광성 수지 조성물 및 이를 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 및 용제를 포함하고, 상기 알킬리 가용성 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 단량체 및 하기 화학식 2로 표현되는 단량체 중 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016017177576-pat00001
[화학식 2]
Figure 112016017177576-pat00002
상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, 및 R4은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이고, 상기 화학식 2에서 R5, R6, R7, 및 R8은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체로 이루어진 중합체 및 상기 화학식 2의 단량체로 이루어진 중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 3으로 표현되는 단량체를 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112016017177576-pat00003
상기 화학식 3에서, R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 및 상기 화학식 2의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 화학식 1의 단량체의 합 또는 상기 화학식 2의 단량체의 합은 상기 알칼리 가용성 수지에서 50몰% 내지 90몰%이고, 상기 화학식 3의 단량체의 합은 상기 알칼리 가용성 수지에서 10몰% 내지 50몰%일 수 있다.
상기 양자점은 적색 양자점, 녹색 양자점, 및 청색 양자점 중에서 선택된 하나를 포함할 수 있다.
상기 양자점은 상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서 3중량% 내지 80중량%의 범위를 가질 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광중합성 화합물은 상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서 5중량% 내지 70중량%의 범위를 가질 수 있다.
상기 광중합 개시제는 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 옥심 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 및 안트라센계 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 광중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서 0.1중량% 내지 20중량%의 범위를 가질 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물은 광중합 개시 보조제를 더 포함하고, 상기 광중합 개시 보조제는 아민 화합물 및 카르복실산 화합물 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서, 상기 양자점은 3중량% 내지 80중량%의 범위를 갖고, 상기 광중합성 화합물은 5중량% 내지 70중량%의 범위를 가지며, 상기 광중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서 0.1중량% 내지 20중량%의 범위를 갖고, 상기 알칼리 가용성 수지는 5중량% 내지 80중량%의 범위를 가지며, 상기 용제는 상기 감광성 수지 조성물 전체 중량에서, 60중량% 내지 90중량%의 범위를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 및 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물로부터 형성되고, 상기 알킬리 가용성 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 단량체 및 하기 화학식 2로 표현되는 단량체 중 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016017177576-pat00004
[화학식 2]
Figure 112016017177576-pat00005
상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, 및 R4은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이고, 상기 화학식 2에서 R5, R6, R7, 및 R8은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체로 이루어진 중합체 및 상기 화학식 2의 단량체로 이루어진 중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 3으로 표현되는 단량체를 더 포함할 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112016017177576-pat00006
상기 화학식 3에서, R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 및 상기 화학식 2의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 색변환층은 적색 색변환층 및 녹색 색변환층을 포함하고, 상기 표시 장치는 상기 적색 색변환층과 상기 녹색 색변환층 사이에 위치하는 투과층을 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 백라이트 어셈블리를 더 포함하고, 상기 백라이트 어셈블리는 청색 광원일 수 있다.
상기 표시 장치는 백라이트 어셈블리, 표시 패널, 및 색변환 패널을 더 포함하고, 상기 표시 패널은 상기 백라이트 어셈블리 위에 위치하고, 상기 색변환 패널은 상기 표시 패널 위에 위치하며, 상기 색변환 패널은 상기 색변환층을 포함할 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 표시 패널의 양 면에 위치하는 상부 편광판 및 하부 편광판을 더 포함하고, 상기 상부 편광판 위에 상기 색변환층이 위치할 수 있다.
상기 표시 장치는 제1 전극, 상기 제1 전극과 중첩하는 제2 전극, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 위치하는 발광층을 더 포함하고, 상기 발광층은 청색 발광층일 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리 가용성 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 색변환층은, 제조 공정 중에 양자점의 산화를 억제하기 때문에 우수한 발광 광도를 유지할 수 있다. 이러한 색변환층을 포함하는 표시 장치는 우수한 품질을 나타낼 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다.
도 3은 도 2의 절단선 III-III을 따라 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 여러 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
또한, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다. 도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 그리고 도면에서, 설명의 편의를 위해, 일부 층 및 영역의 두께를 과장되게 나타내었다.
또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 또는 "상에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다. 또한, 기준이 되는 부분 "위에" 또는 "상에"있다고 하는 것은 기준이 되는 부분의 위 또는 아래에 위치하는 것이고, 반드시 중력 반대 방향을 향하여 "위에" 또는 "상에" 위치하는 것을 의미하는 것은 아니다.
또한, 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
또한 본 명세서에서 "*"는 동일하거나 상이한 원자 또는 화학식과 연결되는 부분을 의미한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지 및 용제를 포함한다.
상기 감광성 수지 조성물에 포함된 알칼리 가용성 수지는, 주고리 중에 하기 화학식 1 또는 하기 화학식 2와 같은 환 구조를 가짐으로써, 양자점 및 다른 조성물과의 분산성을 안정화시키며, 라디칼 경화를 할 때, 산소에 의한 경화를 저해시켜 우수한 경화성을 가질 수 있도록 한다.
[화학식 1]
Figure 112016017177576-pat00007
화학식 1에서, R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
[화학식 2]
Figure 112016017177576-pat00008
화학식 2에서, R5, R6, R7, 및 R8은 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
상기 알칼리 가용성 수지는 화학식 1의 반복 단위 또는 화학식 2의 반복 단위를 단독으로 포함하는 단일 중합체이거나, 화학식 1의 단량체와 하기 화학식 3의 불포화 단량체와의 공중합체 및 화학식 2의 단량체와 화학식 3의 불포화 단량체와의 공중합체 중 적어도 하나일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112016017177576-pat00009
화학식 3에서, R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
상기 알칼리 가용성 수지에 대한 자세한 설명은 후술하기로 한다.
양자점
상기 감광성 수지 조성물에 포함된 양자점은 적색 양자점, 녹색 양자점, 및 청색 양자점 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 양자점이란, 나노미터 크기의 작은 구 형태의 반도체 입자를 말한다. 양자점은 외부에서 에너지를 받아 들뜬 상태가 되면, 에너지 밴드갭에 따른 에너지를 방출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 양자점을 포함하기 때문에, 이러한 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 색변환층은 광 조사에 의해 발광할 수 있다. 또한, 이러한 감광성 수지 조성물에 의해 제조된 색변환층을 포함하는 표시 장치는 색재현성이 우수하고, 양자점에 의해 전 방향으로 광이 방출되기 때문에 시야각도 개선될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자점은 광에 의한 자극으로 발광할 수 있는 물질이라면 특별히 한정되지 않고 사용될 수 있으며, 예를 들어 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 있다.
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 있다.
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 있다.
상기 IV족 원소는 Si, Ge, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있고, IV족 화합물은 SiC, SiGe, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물일 수 있다.
양자점은 균질한(homogeneous) 단일 구조, 코어-쉘(core-shell), 그래디언트(gradient) 구조 등과 같은 이중 구조, 또는 이들의 혼합 구조일 수 있다.
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 색필터 제조에 사용되는 착색 감광성 수지 조성물이 색상 구현을 위해 적색, 녹색, 청색의 착색제를 포함하는 것처럼, 양자점도 적색 양자점, 녹색 양자점 및 청색 양자점으로 분류될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점은 적색 양자점, 녹색 양자점 또는 청색 양자점일 수 있다.
양자점은 습식 화학 공정(wet chemical process), 유기 금속 화학 증착 공정(metal organic chemical vapor deposition; MOCVD) 또는 분자선 에피택시 공정(molecular beam epitaxy; MBE)에 의해 합성될 수 있다.
습식 화학 공정은 유기 용제에 전구체 물질을 넣어 입자들을 성장시키는 방법이다. 결정이 성장될 때 유기 용제가 자연스럽게 양자점 결정의 표면에 배위되어 분산제로서 결정의 성장을 조절하게 된다. 따라서, 유기 금속 화학 증착 공정이나 분자선 에피택시 공정와 같은 기상 증착법보다 더 쉽고 저렴한 공정을 통하여 나노 입자의 성장을 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 양자점의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 감광성 수지 조성물의 고형분 총 중량 중에서 3중량% 내지 80중량%, 바람직하게는 5중량% 내지 70중량%로 포함될 수 있다. 함량이 3중량% 미만이면 발광 효율이 미미할 수 있고, 80중량% 초과이면 상대적으로 다른 조성의 함량이 부족하여 패턴을 형성하기 어려운 문제가 있다.
광중합성 화합물
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합성 화합물은 광 및 후술하는 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등일 수 있다. 단관능 단량체의 예로는 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
2관능 단량체의 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 있다.
그 밖의 다관능 단량체의 예로서는 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨펜타(메타)아크릴레이트, 디펜타에리트리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용된다. 상기 광중합성 화합물은 감광성 수지 조성물 중의 고형분에 대해서 중량 분율로 5중량% 내지 50중량%, 바람직하게는 7중량% 내지 45중량%의 범위로 포함된다. 광중합성 화합물이 5중량% 내지 50중량%의 범위로 감광성 수지 조성물에 포함되면, 이를 사용하여 제조된 색변환층이나 표시 장치에서, 화소부의 강도나 평활성이 양호하게 될 수 있다.
광중합 개시제
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물에 포함되는 광중합 개시제는 제한되지 않으나, 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물 및 옥심 화합물로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이다. 광중합 개시제를 포함하는 감광성 수지 조성물은 고감도이고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 색변환층에 대응하는 화소부의 강도나 패턴성이 양호해진다.
또한, 광중합 개시제에 광중합 개시 보조제를 추가하면, 이들을 포함하는 감광성 수지 조성물이 감도가 더 높아지게 되어 이 조성물을 사용하여 색변환층을 형성할 때의 생산성이 향상되므로 바람직하다.
트리아진계 화합물로서는, 예를 들면 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, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-[2-(3,4-디메톡시페닐)에테닐]-1,3,5-트리아진 등을 들 수 있다.
아세토페논계 화합물로서는, 예를 들면, 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-온의 올리고머 등을 들 수 있다. 또한, 하기 화학식 4로 표시되는 화합물을 들 수 있다.
[화학식 4]
Figure 112016017177576-pat00010
화학식 4에서,
R10 내지 R13은 서로 독립적으로 수소 원자, 할로겐 원자, 수산기, 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 페닐기, 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 벤질기, 또는 탄소수 1 내지 12의 알킬기로 치환되거나 비치환된 나프틸기이다.
화학식 4로 표시되는 화합물의 예로는 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-프로필-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-부틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)에탄-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-에틸-2-아미노(4-모르폴리노페닐)부탄-1-온, 2-메틸-2-메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디메틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온, 2-메틸-2-디에틸아미노(4-모르폴리노페닐)프로판-1-온 등을 들 수 있다.
상기 비이미다졸 화합물로는, 예를 들면 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, 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'-테트라페닐비이미다졸이 바람직하게 사용된다.
상기 옥심 화합물로는, 하기의 화학식 5, 6, 7 등을 들 수 있다.
[화학식 5]
Figure 112016017177576-pat00011
[화학식 6]
Figure 112016017177576-pat00012
[화학식 7]
Figure 112016017177576-pat00013
또한, 본 발명의 실시예에 따른 효과를 손상하지 않는 정도이면 이 분야에서 통상 사용되고 있는 그 밖의 광중합 개시제 등을 추가로 병용할 수도 있다. 그 밖의 광중합 개시제로서는, 예를 들면 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 안트라센계 화합물 등을 들 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
벤조인계 화합물로서는, 예를 들면, 벤조인, 벤조인메틸에테르, 벤조인에틸에테르, 벤조인이소프로필에테르, 벤조인이소부틸에테르 등을 들 수 있다.
벤조페논계 화합물로는, 예를 들면 벤조페논, 0-벤조일벤조산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 4-벤조일-4'-메틸디페닐술피드, 3,3',4,4'-테트라(tert-부틸퍼옥시카르보닐)벤조페논, 2,4,6-트리메틸벤조페논, 4,4'-디(N,N'-디메틸아미노)-벤조페논 등을 들 수 있다.
티오크산톤계 화합물로는, 예를 들면 2-이소프로필티오크산톤, 2,4-디에틸티오크산톤, 2,4-디클로로티오크산톤, 1-클로로-4-프로폭시티오크산톤 등을 들 수 있다.
안트라센계 화합물로는, 예를 들면 9,10-디메톡시안트라센, 2-에틸-9,10- 디메톡시안트라센, 9,10-디에톡시안트라센, 2-에틸-9,10-디에톡시안트라센 등을 들 수 있다.
그 밖에 2,4,6-트리메틸벤조일디페닐포스핀옥시드, 10-부틸-2-클로로아크리돈, 2-에틸안트라퀴논, 벤질, 9,10-페난트렌퀴논, 캄포퀴논, 페닐클리옥실산 메틸, 티타노센 화합물 등을 그 밖의 광중합 개시제로서 사용할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에서 광중합 개시제에 조합하여 사용할 수 있는 광중합 개시 보조제로는 아민 화합물, 카르복실산 화합물 등으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상의 화합물이 바람직하게 사용될 수 있다.
광중합 개시 보조제 중 아민 화합물의 예로는 트리에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 트리이소프로판올아민 등의 지방족 아민 화합물, 4-디메틸아미노벤조산 메틸, 4-디메틸아미노벤조산 에틸, 4-디메틸아미노벤조산 이소아밀, 4-디메틸아미노벤조산 2-에틸헥실, 벤조산 2-디메틸아미노에틸, N,N-디메틸파라톨루이딘, 4,4'-비스(디메틸아미노)벤조페논, 4,4'-비스(디에틸아미노)벤조페논 등의 방향족 아민 화합물을 들 수 있다. 아민 화합물로서는 방향족 아민 화합물이 바람직하게 사용된다.
카르복실산 화합물의 예로서는 페닐티오아세트산, 메틸페닐티오아세트산, 에틸페닐티오아세트산, 메틸에틸페닐티오아세트산, 디메틸페닐티오아세트산, 메톡시페닐티오아세트산, 디메톡시페닐티오아세트산, 클로로페닐티오아세트산, 디클로로페닐티오아세트산, N-페닐글리신, 페녹시아세트산, 나프틸티오아세트산, N-나프틸글리신, 나프톡시아세트산 등의 방향족 헤테로아세트산류를 들 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물에서 광중합 개시제의 함량은 전체 고형분을 기준으로 0.1중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%이며, 광중합 개시 보조제의 함량은 전체 고형분을 기준으로, 0.1 중량% 내지 20 중량%, 바람직하게는 1 중량% 내지 10 중량%이다.
상기 광중합 개시제의 사용량이 상기의 범위에 있으면 감광성 수지 조성물이 고감도화되어 화소부의 강도나, 이 화소부 표면에서의 평활성이 양호하게 되는 경향이 있기 때문에 바람직하다. 또한, 광중합 개시 보조제의 함량이 상기의 범위에 있으면 자발광 감광성 수지 조성물의 감도 효율성이 더욱 높아지고, 이 조성물을 사용하여 형성되는 색변환층의 생산성이 향상되는 경향이 있기 때문에 바람직하다.
알칼리 가용성 수지
알칼리 가용성 수지는 감광성 수지층의 비노광부를 알칼리 가용성으로 만들어 제거될 수 있게 하고, 노광 영역을 잔류시키는 역할을 한다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리 가용성 수지는 양자점이 조성물 내에 고르게 분산이 될 수 있도록 도우며, 공정 중에 양자점을 보호하여 휘도를 유지할 수 있는 역할을 한다. 이러한 효과를 제공하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 화합물로부터 유도된 단량체 및 하기 화학식 2로 표현되는 화합물로부터 유도된 단량체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함한다.
[화학식 1]
Figure 112016017177576-pat00014
화학식 1에서, R1, R2, R3, 및 R4는 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
[화학식 2]
Figure 112016017177576-pat00015
화학식 2에서, R5, R6, R7, 및 R8은 서로 독립적으로, 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
화학식 1 및 화학식 2와 같은 환 구조를 가지면, 루이스 염기로서, 양자점 및 다른 조성물과의 분산성을 안정화시키고, 라디칼 경화를 할 때, 산소에 의한 경화를 저해시켜 우수한 경화성을 가질 수 있다. 또한, 내열성이 높고, 질소 원자를 포함하지 않기 때문에 투명성이 좋다. 이러한 특징을 통해, 감광성 포토 레지스트 제조 시, 양자점의 분산 안정성을 높이고, 포토 레지스트 제조 공정 중에 발생하는 산소 라디칼에 의해 양자점 표면에 결점이 생기지 않도록 도와주기 때문에 우수한 휘도 특성을 나타낼 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 화학식 1의 단량체가 서로 중합되거나 화학식 2의 단량체가 서로 중합된 단일 중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하거나, 화학식 1의 단량체와 불포화 단량체와의 공중합체 및 화학식 2의 단량체와 불포화 단량체와의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 공중합체일 경우, 교대 공중합체, 랜덤 공중합체, 또는 블록 공중합체의 형태일 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
상기 불포화 단량체는 하기 화학식 3으로부터 유도되는 단량체일 수 있다.
[화학식 3]
Figure 112016017177576-pat00016
화학식 3에서, R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다. 여기서, 탄소수 1 내지 20의 알킬기는 치환 또는 비치환된 형태를 가질 수 있다.
상기 탄소수 1 내지 20의 알킬기에서 "치환"이란 적어도 하나의 수소 원자가 할로겐 원자(F, Cl, Br, I), 히드록시기, C1 내지 C20의 알콕시기, 니트로기, 시아노기, 아미노기, 이미노기, 아지도기, 아미디노기, 히드라지노기, 히드라조노기, 카르보닐기, 카르바밀기, 티올기, 에스테르기, 에테르기, 카르복실기 또는 그것의 염, 술폰산기 또는 그것의 염, 인산이나 그것의 염, C1 내지 C20의 알킬기, C2 내지 C20의 알케닐기, C2 내지 C20의 알키닐기, C6 내지 C30의 아릴기, C3 내지 C20의 사이클로알킬기, C3 내지 C20의 사이클로알케닐기, C3 내지 C20의 사이클로알키닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알킬기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알케닐기, C2 내지 C20의 헤테로사이클로알키닐기, C3 내지 C30 헤테로아릴기 또는 이들의 조합의 치환기로 치환된 것을 의미한다.
화학식 3의 단량체와 공중합체일 경우, 화학식 1의 반복 단위인 단량체의 합 또는 화학식 2의 반복 단위인 단량체의 합은 상기 알칼리 가용성 수지에서 50몰% 내지 90몰%이고, 화학식 3의 반복 단위인 단량체의 합은 상기 알칼리 가용성 수지에서 10몰% 내지 50몰%일 수 있다. 이러한 함량 범위를 가질 경우, 알칼리 가용성 및 내열성의 균형이 양호할 수 있고, 색변환층 제조 공정 중에 양자점을 보호하는 역할을 수행할 수 있다.
화학식 1의 단량체 또는 화학식 2의 단량체와 화학식 3의 단량체와의 공중합체에 더하여, 여러 가지 목적을 위해 불포화 결합을 갖는 단량체를 더 포함할 수 있다. 여러 가지 목적 중의 일례로, 알칼리 가용성 수지에 광경화성 및 열경화성을 부여하여 내화학성 및 내열성을 향상시킬 수 있다.
여기서, 더 포함되는 불포화 결합을 갖는 단량체로는, 스티렌, α-메틸스티렌, o-비닐톨루엔, m-비닐톨루엔, p-비닐톨루엔, p-클로로스티렌, o-메톡시스티렌, m-메톡시스티렌, p-메톡시스티렌, o-비닐벤질메틸에테르, m-비닐벤질메틸에테르, p-비닐벤질메틸에테르, 인덴 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, t-부틸(메타)아크릴레이트, 트리사이클로데실 (메타)아크릴레이트, 2-히드록시에틸(메타)아크릴레이트, 2-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 3-히드록시프로필(메타)아크릴레이트, 2-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 3-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 4-히드록시부틸(메타)아크릴레이트, 알릴(메타)아크릴레이트, 벤질(메타)아크릴레이트, 시클로헥실(메타)아크릴레이트, 페닐(메타)아크릴레이트, 2-메톡시에틸(메타)아크릴레이트, 2-페녹시에틸(메타)아크릴레이트, 메톡시디에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시트리에틸렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 메톡시디프로필렌글리콜(메타)아크릴레이트, 이소보르닐(메타)아크릴레이트, 디시클로펜타디에닐(메타)아크릴레이트, 아다만틸(메타)아크릴레이트, 노르보르닐(메타)아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필(메타)아크릴레이트, 글리세롤모노(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 에스테르; 2-아미노에틸아크릴레이트, 2-아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노에틸(메타)아크릴레이트, 2-아미노프로필(메타)아크릴레이트, 2-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트, 3-아미노프로필(메타)아크릴레이트, 3-디메틸아미노프로필(메타)아크릴레이트 등의 불포화 카르복실산 아미노알킬에스테르 화합물; 아세트산 비닐, 프로피온산 비닐, 부티르산 비닐, 벤조산 비닐 등의 카르복실산 비닐에스테르 화합물; 비닐메틸에테르, 비닐에틸에테르, 알릴글리시딜에테르 등의 불포화 에테르 화합물; 아크릴로니트릴, 메타크릴로니트릴, α-클로로아크릴로니트릴, 시안화 비닐리덴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴아미드, 메타크릴아미드, α-클로로아크릴아미드, N-2-히드록시에틸아크릴아미드, N-2-히드록시에틸메타크릴아미드 등의 불포화 아미드류; 말레이미드, N-벤질말레이미드, N-페닐말레이미드, N-시클로헥실말레이미드 등의 불포화 이미드 화합물; 1,3-부타디엔, 이소프렌, 클로로프렌 등의 지방족 공액 디엔류 등의 단량체가 사용 가능하나, 특별히 한정되지 않는다.
상기 알칼리 가용성 수지는 폴리스티렌 환산의 중량 평균 분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있는 것이 바람직할 수 있고, 5,000 내지 40,000의 범위에 있는 것이 보다 바람직할 수 있다. 만약 상기 중량 평균 분자량이 3,000 내지 100,000의 범위에 있으면, 현상시에 노광부의 막 감소가 생기기 어렵고, 비 노광부분의 용해성에 양호한 경향이 있으므로 바람직할 수 있다.
또한 알칼리 가용성 수지의 산가는 감광성 수지 조성물의 고형분 기준으로 30 내지 150mgKOH/g의 범위가 바람직할 수 있다. 만약 산가가 30mgKOH/g 미만일 경우 알칼리 현상액에 대한 용해성이 낮아지고 기판에 잔사를 남길 우려가 있으며, 산가가 150mgKOH/g을 초과하는 경우에는 패턴의 뜯김이 일어날 가능성이 커질 수 있다.
이러한 알칼리 가용성 수지의 분자량 분포는 1.0 내지 6.0인 것이 바람직할 수 있고, 1.5 내지 4.0인 것이 보다 바람직할 수 있다. 이러한 분자량 분포가 1.0 내지 6.0인 경우 우수한 현상성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물에서 알칼리 가용성 수지의 함량은 전체 고형분을 기준으로 5중량% 내지 80중량%의 범위를 가질 수 있다. 이러한 범위에서 알칼리 가용성 수지는 색변환층 패턴을 구현할 수 있다.
용제
본 발명의 일 실시예에 따른 용제는 특별히 한정되지 않으며 당해 기술 분야에서 통상적으로 사용되는 유기 용제일 수 있다.
구체예로는, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노프로필에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜모노알킬에테르류; 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디프로필에테르, 디에틸렌글리콜디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르 등의 프로필렌글리콜디알킬에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 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.
본 발명의 일 실시예에 따른 용제의 함량은 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 감광성 수지 조성물 총 중량 중 60중량% 내지 90중량%로 포함될 수 있고, 바람직하게는 70중량% 내지 85중량%로 포함될 수 있다. 용제의 함량이 60중량% 내지 90중량% 범위 내인 경우, 도포성이 양호할 수 있다.
이하에서는, 앞에서 설명한 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 색변환층에 대해 설명하기로 한다.
색변환층
색변환층은 색변환 패널에 포함될 수 있고, 색변환층은 색패널 패널에 포함된 기판에 형성된 패턴층을 포함한다.
여기서, 기판은 표시 장치 등에 색변환층이 위치하는 부위일 수도 있는 것으로, 특별히 제한되지 않는다. 상기 기판은 유리, 실리콘, 실리콘 산화물 또는 고분자 기판일 수 있으며, 상기 고분자 기판은 폴리에테르설폰 또는 폴리카보네이트 등일 수 있다.
패턴층은 본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물을 포함하는 층으로, 상기 감광성 수지 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성된 층일 수 있다.
상기 감광성 수지 조성물로 형성된 패턴층은 적색 양자점을 함유한 적색 패턴층, 녹색 양자점을 함유한 녹색 패턴층, 및 청색 양자점을 함유한 청색 패턴층을 포함할 수 있다. 광 조사시 적색 패턴층은 적색광을, 녹색 패턴층은 녹색광을, 청색 패턴층은 청색광을 방출한다. 이러한 패턴층을 표시 장치에 적용시, 일반적으로 화이트 광원을 사용할 수 있다.
본 발명의 변형된 실시예에 따르면, 상기 패턴층은 적색 패턴층, 녹색 패턴층 및 청색 패턴층 중 2종 색상의 패턴층만을 포함할 수도 있다. 이 때, 상기 패턴층은 양자점을 함유하지 않는 투명 패턴층을 더 포함한다.
2종 색상의 패턴층만을 포함하는 경우에는 포함하지 않은 나머지 색상을 나타내는 파장의 빛을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 여기서, 다양한 조합이 가능하지만, 보다 우수한 색 재현성의 측면에서 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 이러한 경우에, 상기 감광성 수지 조성물로 형성된 패턴층은 적색 패턴층 및 녹색 패턴층을 포함하고, 청색광을 방출하는 광원을 사용할 수 있다. 이러한 경우에 적색 양자점은 적색광을, 녹색 양자점은 녹색광을 방출하고, 투명 패턴층은 청색광이 그대로 투과하여 청색을 나타낸다.
이하에서는, 앞에서 설명한 색변환층을 포함하는 표시 장치에 대해 설명하기로 한다.
표시 장치
앞에서 설명한 색변환층은 통상의 액정 표시 장치뿐만 아니라, 유기 발광 표시 장치, 플라스마 표시 장치 등 각종 화상 표시 장치에 적용이 가능하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환층이 표시 장치에 적용되는 경우에, 양자점에 의해 전 방향으로 광이 방출되어 시야각이 개선될 뿐만 아니라, 화학식 1 및 화학식 2와 같은 환 구조를 갖는 알칼리 가용성 수지를 포함하는 감광성 수지 조성물로 색변환층을 형성하기 때문에 향상된 휘도 특성을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 앞에서 설명한 색변환층을 포함하는 색변환 패널 및 표시 패널을 포함할 수 있다. 표시 패널은 기판, 박막 트랜지스터, 신호선, 전극 등을 포함하는 패널일 수 있고, 색변환 패널과 중첩하여 배치될 수 있다.
상기 색변환 패널은 상기 색변환층의 패턴층 사이에 형성된 격벽을 더 포함할 수 있고, 상기 격벽은 차광 부재일 수 있다. 상기 색변환 패널은 패턴층과 격벽을 덮는 보호막을 더 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 달리, 상기 색변환층이 반드시 색변환 패널에 포함된 형태로 표시 장치에 포함되지 않고, 상기 표시 패널에 바로 형성될 수도 있다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 양자점 및 알칼리 가용성 수지를 제조하는 일례를 설명하기로 한다.
제조예 1: CdSe (코어)/ ZnS (쉘) 구조의 녹색 양자점 A의 합성
산화 카드뮴(0.4 mmol)과 아연 아세테이트(4 mmol), 올레산(5.5 mL)을 1-옥타데센(20 mL)과 함께 반응기에 넣고 150℃로 가열하여 반응시켰다. 이후에 아연에 올레산이 치환됨으로써 생성된 아세트산(acetic acid)을 제거하기 위해 상기 반응물을 100 mTorr 의 진공 하에 20분간 방치하였다. 그리고 나서, 310℃의 열을 가하여 투명한 혼합물을 얻은 다음, 이를 20분간 310℃를 유지한 후, 0.4 mmol의 Se분말과 2.3 mmol의 S 분말을 3mL의 트리옥틸포스핀에 용해시킨 Se 및 S 용액을 카드뮴 올레이트(Cd(OA)2) 및 아연 올레이트(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, 올레인산으로 안정화된, 코어 입경과 쉘 두께의 합이 3나노미터(nm) 내지 5나노미터(nm)인 입자들이 분포된 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조의 양자점 A를 수득하였다.
제조예 2: 알칼리 가용성 수지의 합성
2-1. 알칼리 가용성 수지(D1)의 합성
적하 깔대기, 온도계, 냉각관, 교반기를 장치한 사구 플라스크에, 메틸-2-(브로모메틸)-아크릴레이트(알드리치사 제품) 23.3g, 트리에틸아민(알드리치사 제품) 15.8g 및 프로필렌글리콜 메틸에테르(TCI사 제품) 115.0g을 넣고 사구 플라스크의 내부를 질소로 치환하였다. 다음으로 사구 플라스크를 90℃로 가열한 다음, 메틸-2-(히드록시메틸)-아크릴레이트(알드리치사 제품) 15.1g, 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴(Wako사 제품) 3.2g 및 프로필렌글리콜 메틸에테르(TCI사 제품) 110.0g의 혼합 용액을 1시간에 걸쳐 적가하고, 0.5시간 중합 반응을 진행하여 피란함유 중합체를 생성하였다. 다음으로 메타크릴산 37.5g, 메틸메타크릴레이트 19.0g, 프로필렌글리콜 메틸에테르 225.0g 및 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴(Wako사 제품) 3.2g의 혼합용액을 1시간에 거쳐 서서히 적가하고, 8시간 중합을 실시한 후 실온으로 방냉하였다. 사구 플라스크의 내부를 질소로 치환한 다음 플라스크에 글리시딜 메타크릴레이트(미츠비시레이온사 제품) 61.5중량부, 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드(TCI사 제품) 3.6g 및 메토퀴논(준세이사 제품) 0.15g을 첨가하고 80℃에서 12시간 동안 반응을 실시하여 공중합체의 카르복실기에 글리시딜 메타크릴레이트(GMA)를 부가하여 알칼리 가용성 수지 D1을 얻었다. 겔침투 크로마토그래피(Gel Permeation Chromatography; GPC)로 측정한 알칼리 가용성 수지 D1의 중량평균분자량은 23,000이었다.
2-2. 알칼리 가용성 수지(D2)의 합성
적하깔대기, 온도계, 냉각관, 교반기를 장치한 사구 플라스크에, 메타아크릴산(교에이샤 제품) 37.5g, 메틸메타크릴레이트(교에이샤 제품) 19.0g, 2,5-디히드로퓨란(TCI사 제품) 9.1g, 및 프로필렌글리콜 메틸에테르(TCI사 제품) 225.0g을 넣고 사구 플라스크의 내부를 질소로 치환하였다. 다음으로 플라스크를 70℃로 가열한 다음 메타크릴산 37.5g, 메틸메타크릴레이트 19.0g, 2,5-디하이드로퓨란 9.1g, 프로필렌글리콜 메틸에테르 225.0g 및 2,2'-아조비스 이소부티로니트릴(Wako사 제품) 3.2g의 혼합용액을 1시간에 거쳐 서서히 적가하였다. 8시간 중합 후, 결과물을 실온으로 방냉한 후 사구 플라스크 내부를 질소로 치환한 다음 플라스크에 글리시딜 메타크릴레이트(미츠비시레이온사 제품) 61.5중량부, 테트라-n-부틸암모늄 브로마이드(TCI사 제품) 3.6g 및 메토퀴논(준세이사 제품) 0.15g을 첨가하고, 80℃에서 12시간동안 반응을 실시하여 공중합체의 카르복실기에 글리콜 메타크릴레이트(GMA)를 부가하여 알칼리 가용성 수지 D2을 얻었다. 겔침투 크로마토그래피로 측정한 알칼리 가용성 수지 D2의 중량평균분자량은 17,000이었다.
2-3. 알칼리 가용성 수지(D3)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 넣고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 충진한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 105.7g, 메타크릴산 17.2g, 2-하이드록시에틸메타크릴산 26.0g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 투입하고, 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 3시간 더 교반하여 알칼리 가용성 수지 D3을 얻었다. 겔침투 크로마토그래피에 의해 측정한 알칼리 가용성 수지 D3의 중량 평균 분자량은 18000이었다.
2-4. 알칼리 가용성 수지(D4)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크에 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 182g을 넣고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 충진한 후, 100℃로 승온 후 벤질메타크릴레이트 105.7g, 메타크릴산 34.4g 및 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트 136g을 투입하고, 아조비스이소부티로니트릴 3.6g을 첨가한 용액을 적하 로트로부터 2시간에 걸쳐 플라스크에 적하하여 100℃에서 3시간 더 교반을 진행하여, 알칼리 가용성 수지 D4를 얻었다. 겔침투 크로마토그래피에 의해 측정한 알칼리 가용성 수지 D4의 중량 평균 분자량은 17000이었다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물을 제조하는 실험예를 비교예와 함께 설명하기로 한다.
실험예 1 내지 4 및 비교예 1 및 2: 자발광 감광성 수지 조성물의 제조
하기 표 1에 기재된 바와 같이 각각 성분을 혼합한 후, 전체 고형분이 20중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 희석한 뒤, 충분히 교반하여 자발광 감광성 수지 조성물을 얻었다.
실험예 1 내지 실험예 4의 감광성 수지 조성물에는 상술한 알칼리 가용성 수지 D1, D2가 포함되어 있고, 알칼리 가용성 수지 D1은 화학식 1의 단량체와 화학식 3의 단량체와의 공중합체이고, 알칼리 가용성 수지 D2는 화학식 2의 단량체와 화학식 3의 단량체와의 공중합체이다.
비교예 1 및 비교예 2에는 상술한 알칼리 가용성 수지 D3, D4가 포함되어 있고, 알칼리 가용성 수지 D3, D4는 화학식 1의 단량체와 화학식 3의 단량체와의 공중합체 및 화학식 2의 단량체와 화학식 3의 단량체와의 공중합체를 어느 것도 포함하지 않는다.
자발광 감광성 수지조성물 실험예 1 실험예 2 실험예 3 실험예 4 비교예 1 비교예 2
양자점 A 30 30 30 30 30 30
광중합성 화합물 B-1 10 10 10 10 10 10
B-2 25 25 25 25 25 25
광중합 개시제 5 5 5 5 5 5
알칼리 가용성 수지 D1 30 - 15 - - -
D2 - 30 - 15 - -
D3 - - 15 - 30 -
D4 - - - 15 - 30
양자점 A: 제조예 1의 CdSe(코어)/ZnS(쉘) 구조 양자점 A
광중합성 화합물 B-1: 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트호박산모노에스테르 (TO-1382, 동아합성 제조)
광중합성 화합물 B-2: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA; 닛본 카야꾸 ㈜ 제조)
광중합 개시제: Irgacure-907 (BASF사 제조), Irgacure-907는 아세톤페논계 화합물임
알칼리 가용성 수지(D1~D4): 제조예 2의 알칼리 가용성 수지
색변환 패널 제조예
상기 실험예 1 내지 4와 비교예 1 및 2 에서 제조된 자발광 감광성 수지 조성물을 이용하여 색변환층을 포함하는 색변환 패널을 제조하였다. 즉, 상기 각각의 자발광 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅법으로 유리 기판 위에 도포한 다음, 가열판 위에 놓고 100℃의 온도에서 3분간 유지하여 박막을 형성시켰다. 이어서 상기 박막 위에 가로x세로 20mm x 20mm 정사각형의 투과 패턴과 1㎛ 내지 100㎛의 라인/스페이스 패턴을 갖는 시험 포토마스크를 올려놓고 시험 포토마스크와의 간격을 100㎛로 하여 자외선을 조사하였다.
이때, 자외선 광원은 우시오 덴끼㈜제의 초고압 수은 램프(상품명 USH-250D)를 이용하여 대기 분위기하에 200mJ/㎠의 노광량(365㎚)으로 광조사 하였으며, 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 색변환층 패턴을 제조하였다. 상기에서 제조된 자발광 색변환층 패턴의 필름 두께는 3.0㎛이었다.
발광 강도 측정
자발광 화소가 형성된 색변환층 중 20mm x 20mm 정사각형의 패턴으로 형성된 패턴부에 365nm 튜브형 4W UV조사기(VL-4LC, VILBER LOURMAT)를 통하여 광 변환된 영역을 측정하였으며, 실험예 1 내지 4와 비교예 1 및 2는 550nm 영역에서의 발광 강도(Intensity)를 분광기(Ocean Optics사 제조)를 이용하여 측정하였다. 측정된 발광 광도가 높을수록 우수한 자발광 특성을 발휘하는 것으로 판단할 수 있으며, 발광 강도 측정 결과를 하기 표 2 에 나타내었다. 또한 하드 베이크를 230도 60분을 진행하여, 하드 베이크 전의 발광 강도와 후의 발광 강도를 측정하고 발광 효율이 유지되는 수준을 확인하여 표 2에 발광 강도 유지율로 나타내었다.
초기 발광 강도
(상대적인 강도[a.u.])		 하드 베이크 후 발광 강도 유지율
비교예 1 29,652 33.5%
비교예 2 28,682 35.6%
실험예 1 40,853 56.1%
실험예 2 41,232 58.8%
실험예 3 36,521 42.6%
실험예 4 34,691 43.8%
상기 표 2를 통해서 알 수 있는 바와 같이, 실험예 1 내지 4 의 경우, 비교예 1 및 2에 비해 발광 강도가 우수하며, 230도 하드 베이크 공정 후에도 발광 광도가 높게 유지 됨을 확인할 수 있다. 특히, 실험예 1 내지 4의 경우, D1, D2를 단독 사용하는 것이 비교예의 D3, D4와 혼용해서 사용하는 것보다 휘도 유지에 효과가 좋음을 확인할 수 있다. 이러한 결과를 통해서, 화학식 1 및 화학식 2의 환고리를 함유하는 알칼리 가용성 수지는 230도 하드 베이크 공정 시 바인더에 의해 발생되는 아웃가스(outgas) 성분이 줄어들어, 양자점의 산화를 억제시키고, 이로 인해 하드베이크 공정 후에도 우수한 발광강도를 유지하는 효과가 있음을 확인할 수 있다.
이하에서는 앞에서 설명한 감광성 수지 조성물을 사용하여 제조된 색변환층을 포함하는 색변환 패널 및 표시 장치에 대해 도면을 참고하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널을 나타내는 단면도이다.
도 1을 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 색변환 패널(30)은 기판(310) 위에 위치하는 복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320)를 포함한다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 입사되는 소정의 광을 서로 다른 색상의 광으로 변환하는 방식으로 방출할 수 있다. 복수의 색변환층(330R, 330G)은 일례로써 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)일 수 있다.
투과층(330B)은 입사되는 소정의 광을 투과하는 방식으로 방출할 수 있다. 투과층(330B)은 일례로써 청색 광을 투과할 수 있다.
차광 부재(320)는 서로 인접한 색변환층(330R, 330G) 및 서로 인접한 색변환층(330R, 330G)과 투과층(330B) 사이에 위치한다. 구체적으로, 차광 부재(320)는 서로 인접한 적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G) 및 투과층(330B)이 배치되는 영역을 구획할 수 있다.
복수의 색변환층(330R, 330G)은 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다. 투과층(330B)은 광원(미도시)에서 공급된 청색광을 투과시키는 폴리머 물질일 수 있다. 즉, 청색을 출광하는 영역에 해당하는 투과층(330B)은 별도의 양자점 없이 입사된 청색을 그대로 출광한다.
적색 색변환층(330R), 녹색 색변환층(330G), 투과층(330B) 및 차광 부재(320)는 일례로써 감광성 수지일 수 있으며, 이에 따라 포토리소그래피 공정을 통해 형성될 수 있다. 적색 색변환층(330R)은 입사되는 청색광을 적색광으로 변환하는 양자점을 포함하고, 녹색 색변환층(330G)은 입사되는 청색광을 녹색광으로 변환하는 양자점을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B) 중 적어도 하나는 산란체를 더 포함할 수 있다. 산란체는 입사되는 광을 산란시켜 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)에서 출광되는 광량을 증가시키거나 정면 휘도와 측면 휘도를 균일하게 만들 수 있다.
산란체는 일례로써 TiO2, Al2O3 및 SiO2 중 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며 이에 제한되는 것은 아니다.
복수의 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)은 각각 산란체를 포함할 수 있으며, 이에 제한되지 않고 투과층(330B)은 산란체를 포함하고 적색 색변환층(330R) 및 녹색 색변환층(330G)은 산란체를 포함하지 않는 실시예도 가능하다.
복수의 색변환층(330R, 330G), 투과층(330B), 및 차광 부재(320) 위에 보호막으로서 캡핑층(340)이 위치할 수 있다. 캡핑층(340)은 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)을 형성하고 난 이후의 고온 공정들에 의해 색변환층(330R, 330G) 및 투과층(330B)이 손상되는 것을 방지하기 위해 형성될 수 있다.
캡핑층(340)은 무기 물질일 수 있고, 일례로 질화 규소일 수 있으며, 생략도 가능하다.
도시하지 않았지만, 캡핑층(340) 위에 평탄화막이 형성될 수 있다.
상술한 색변환 패널(30)에는 청색 광원에서 발생한 광이 입사되는 것으로 설명하였으나, 색변환층(330R, 330G)에 대응하는 색이 변경되는 경우에는, 그에 따라 광원에서 발생하는 색도 달라질 수 있다. 또한, 화이트 광원에서 발생한 광이 색변환 패널을 통과하도록 할 수 있고, 이 경우에는 상술한 투과층(330B)은 청색 색변환층으로 대체될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 액정 표시 장치를 나타내는 평면도이다. 도 3은 도 2의 절단선 III-III을 따라 나타낸 단면도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 표시 패널(10)은 액정 패널(50) 및 액정 패널(50)의 양면에 위치하는 편광판(12, 22)을 포함할 수 있다. 제1 편광판(12) 및 제2 편광판(22)은 백라이트 어셈블리(500)에서 입사되는 광을 편광시킬 수 있다.
액정 패널(50)은 박막 트랜지스터를 포함하는 하부 표시판(100), 하부 표시판(100)과 마주하는 제2 기판(210)을 포함하는 상부 표시판(200) 및 하부 표시판(100)과 상부 표시판(200) 사이에 개재된 액정층(3)을 포함한다.
하부 표시판(100)에 위치하는 제1 기판(110)의 위에는 다수의 화소 전극(191)이 매트릭스 형태로 위치한다. 화소 전극(191)의 모양 및 배치는 변형될 수 있다.
제1 기판(110) 위에는 행 방향으로 연장되며 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121), 게이트선(121) 위에 위치하는 게이트 절연막(140), 게이트 절연막(140) 위에 위치하는 반도체층(154), 반도체층(154) 위에 위치하며 열 방향으로 연장되는 데이터선(171), 데이터선(171)에 연결된 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175), 데이터선(171) 및 드레인 전극(175) 위에 위치하는 보호막(180) 및 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적 전기적으로 연결되는 화소 전극(191)이 위치한다.
게이트 전극(124) 위에 위치하는 반도체층(154)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이에서 채널층을 형성하며, 게이트 전극(124), 반도체층(154), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 하나의 박막 트랜지스터를 형성한다.
다음, 상부 표시판(200)을 설명한다.
제2 기판(210)은 제1 기판(110)과 마주하며 이격되어 있다. 제2 기판(210)과 액정층(3) 사이에 블랙 매트릭스(220), 오버코트막(250), 및 공통 전극(270)이 위치한다. 구체적으로, 블랙 매트릭스(220)는 액정층(3)과 제2 기판(210) 사이에 위치한다. 오버코트막(250)은 블랙 매트릭스(220)를 덮으면서 액정층(3)과 제2 기판(210) 사이에 위치한다. 공통 전극(270)은 액정층(3)과 오버코트막(250) 사이에 위치한다.
도시하지 않았지만, 액정층(3)과 화소 전극(191) 사이 및 액정층(3)과 공통 전극(270) 사이에 배향막이 형성될 수 있다.
공통 전압을 인가받는 공통 전극(270)은 화소 전극(191)과 전계를 형성하여, 공통 전극(270)과 화소 전극(191) 사이의 액정층(3)에 위치하는 액정 분자(31)들을 배열시킨다.
이러한 표시 패널(10) 아래에 백라이트 어셈블리(500)가 위치하고, 표시 패널(10) 위에 도 1에서 설명한 색변환 패널(30)이 위치한다. 이 때, 색변환 패널(30)의 기판(310)이 표시 패널(10)의 최상단에서 멀리 위치하도록 도 1에 도시된 색변환 패널(30)이 뒤집혀서 표시 패널(10) 위에 위치할 수 있다.
백라이트 어셈블리(500)는 적어도 하나의 발광 다이오드(light emitting diode)를 포함할 수 있으며 일례로써 청색 발광 다이오드일 수 있다.
이상과 같은 표시 장치는 색변환 패널을 통해 보다 향상된 색 재현율 및 명암비를 제공한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참고하면, 기판(45) 위에 버퍼층(55), 버퍼층(55) 위에 반도체층이 위치한다. 반도체층에서, 불순물 영역은 소스 영역(75) 및 드레인 영역(80)을 포함하며, 서로 분리되어 있다. 소스 영역(75)과 드레인 영역(80) 사이가 채널 영역(85)이 된다.
반도체층 및 버퍼층(55) 위에는 산화 규소 또는 질화 규소로 이루어진 게이트 절연막(65)이 위치한다.
게이트 절연막(65) 위에 게이트 전극(70)이 위치한다. 게이트 전극(70)은 반도체층의 채널 영역(85)과 중첩하면서 위치할 수 있다. 도시하지 않았으나, 게이트 전극(70)과 함께 게이트 절연막(65) 위에 게이트 전극(70)과 연결되는 게이트선이 위치한다.
게이트 절연막(65) 위에 게이트 전극(70)을 덮는 층간 절연막(90)이 위치한다. 층간 절연막(90)은 게이트 전극(70)의 프로파일을 따라 게이트 절연막(65) 위에 균일한 두께로 형성될 수 있다. 따라서, 층간 절연막(90)에는 게이트 전극(70)에 인접하는 단차부가 생성될 수 있다.
층간 절연막(90) 위에 소스 전극(95)과 드레인 전극(97)이 위치한다. 소스 전극 및 드레인 전극(95, 97)은 게이트 전극(70)을 중심으로 소정의 간격으로 이격되며, 게이트 전극(70)에 인접하여 위치한다. 또한, 소스 및 드레인 전극(95, 97)은 층간 절연막(90)을 관통하여 소스 및 드레인 영역(75, 80)에 각각 접촉된다.
도시하지 않았으나, 층간 절연막(90) 위에 상기 게이트선과 교차하도록 데이터선이 소스 전극(95)과 연결되도록 위치한다.
소스 전극(95) 및 드레인 전극(97) 위에 보호막(105)이 위치한다. 보호막(105)은 소스 전극(95) 및 드레인 전극(97)을 완전히 덮도록 충분한 두께를 가질 수 있다.
보호막(105) 위에 제1 전극(125)이 위치한다. 제1 전극(125)은 보호막(105)에 형성된 접촉 구멍(107)을 통해 드레인 전극(97)과 연결된다.
보호막(105)과 제1 전극(125) 위에 화소 정의막(130)이 위치한다. 화소 정의막(130)은 유기 물질, 무기 물질 등을 사용하여 형성될 수 있다. 화소 정의막(130)은 검정색 안료를 포함하는 감광제로 만드는 실시예도 가능하고, 이러한 경우에 화소 정의막(130)은 차광 부재의 역할을 할 수 있다.
화소 정의막(130)에는 제1 전극(125)의 일부와 중첩하여 개구부(132)가 형성되어 있다. 화소 정의막(130)은 유기 발광 표시 장치에서 후술하는 발광 소자층(135)에서 빛이 나오는 부분에 대응하는 발광 영역과, 이웃하는 발광 영역 사이에 위치하는 비발광 영역을 구분할 수 있다.
제1 전극(125) 위에 발광 소자층(135)이 위치하고, 발광 소자층(135) 위에 제2 전극(145)이 위치한다. 제1 전극(125), 발광 소자층(135) 및 제2 전극(145)은 유기 발광 소자를 구성할 수 있다.
본 실시예에 따른 발광 소자층(135)은 정공 주입층, 정공 수송층, 유기 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층 등을 포함하는 다층 구조를 포함할 수 있다. 유기 발광층은 각 화소에서 청색광을 발생시킬 수 있는 물질을 사용하여 청색 발광층으로 형성될 수 있다.
제2 전극(145) 위에 적색 색변환층(540R) 및 녹색 색변환층(540G)을 포함하는 색변환층 및 투과층(540B)이 위치한다. 색변환층 및 투과층(540B)의 대부분은 화소 정의막(130) 사이의 개구부(132)에 위치한다. 적색 색변환층(540R) 및 녹색 색변환층(540G)은 앞에서 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성될 수 있다.
적색 색변환층(540R) 및 녹색 색변환층(540G)을 포함하는 색변환층 및 투과층(540B) 위에 캡핑층(545)이 위치한다. 캡핑층(545) 위에 봉지층(550)이 위치하여 외부의 산소 및 수분으로부터 발광 소자층(135)을 보호할 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 유기 발광층이 청색 발광층인 것으로 설명하였으나, 색변환층(540R, 540G)에 대응하는 색이 변경되는 경우에는, 그에 따라 유기 발광층도 청색 발광층 대신에 다른 색을 나타내는 발광층으로 변경할 수 있다. 또한, 백색광을 발생시키기 위해 서로 다른 색을 나타내는 복수의 발광 물질을 적층하여 유기 발광층을 형성하고, 이 경우에는 상술함 투과층(540B)은 청색 색변환층으로 대체될 수 있다.
도 4에서 설명한 유기 발광 표시 장치에 포함된 색변환층(540R, 540G) 및 투과층(540B)의 위치는 다양하게 변형될 수 있다. 가령, 도 1에서 설명한 색변환층(330R, 330G)과 투과층(330B)을 포함하는 색변환 패널(30)이, 도 4의 색변환층(540R, 540G) 및 투과층(540B)을 대신하여, 제2 전극(145) 위에 봉지층(550)을 대체하여 형성되거나, 제2 전극(145)과 봉지층(550) 사이 또는 봉지층(550) 위에 형성될 수 있다. 이 때, 도 1의 색변환 패널(30)의 기판(310)이 도 4의 제2 전극(145)에서 멀리 위치하도록, 도 1에 도시된 색변환 패널(30)이 뒤집혀서 제2 전극(145) 위에 위치할 수 있다. 여기서, 색변환 패널과 제2 전극(145) 사이에 절연막이 형성될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
10: 표시 패널 30: 색변환 패널
330R, 540R: 적색 색변환층 330G, 540G: 녹색 색변환층
330B, 540B: 투과층

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  14. 색변환층 및 투과층을 포함하는 색변환 패널, 그리고
    상기 색변환 패널과 중첩하는 표시 패널을 포함하고,
    상기 표시 패널은 제1 전극, 발광 소자층 및 제2 전극을 포함하는 복수의 발광 소자를 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자는 청색광을 방출하고,
    상기 복수의 발광 소자와 중첩하는 상기 색변환층은 양자점, 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 및 용제를 포함하는 감광성 수지 조성물로부터 형성되고,
    상기 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 1로 표현되는 단량체 및 하기 화학식 2로 표현되는 단량체 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서, 상기 양자점은 3중량% 내지 80중량%의 범위를 갖고, 상기 광중합성 화합물은 5중량% 내지 70중량%의 범위를 가지며, 상기 광중합 개시제는 상기 감광성 수지 조성물의 고형분 전체 중량에서 0.1중량% 내지 20중량%의 범위를 갖고, 상기 알칼리 가용성 수지는 15중량% 내지 80중량%의 범위를 가지며, 상기 용제는 상기 감광성 수지 조성물 전체 중량에서, 60중량% 내지 90중량%의 범위를 가지며,
    상기 색변환 패널은 상기 색변환층 및 상기 투과층 상에 위치하는 캡핑층을 더 포함하고, 상기 캡핑층은 무기 물질을 포함하는 표시 장치:

    [화학식 1]
    Figure 112021104051233-pat00020

    [화학식 2]
    Figure 112021104051233-pat00021

    상기 화학식 1에서 R1, R2, R3, 및 R4은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이고,
    상기 화학식 2에서 R5, R6, R7, 및 R8은 서로 독립적으로 수소, 할로겐, 탄소수 1 내지 20의 알킬기, 탄소수 1 내지 20의 알콕시기, 카르보닐기, 알콕시 카르보닐기 또는 탄소수 2 내지 20의 알케닐기이다.
  15. 제14항에서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체로 이루어진 중합체 및 상기 화학식 2의 단량체로 이루어진 중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  16. 제14항에서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 하기 화학식 3으로 표현되는 단량체를 더 포함하는 표시 장치:
    [화학식 3]
    Figure 112016017177576-pat00022

    상기 화학식 3에서, R9는 수소 또는 탄소수 1 내지 20의 알킬기이다.
  17. 제16항에서,
    상기 알칼리 가용성 수지는 상기 화학식 1의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 및 상기 화학식 2의 단량체와 상기 화학식 3의 단량체와의 공중합체 중에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 표시 장치.
  18. 제14항에서,
    상기 색변환층은 적색 색변환층 및 녹색 색변환층을 포함하는 표시 장치.
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