KR102354027B1 - Method for manufacturing flexible color filter - Google Patents
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Abstract
본 발명은 플렉서블 컬러필터의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유리 기판과의 박리를 위해 형성된 분리층의 유리 기판에 대한 박리력를 일정 범위로 내로 한정하여 수행하는 플렉서블 컬러필터의 제조방법에 관한 것이다.
상기 제조방법에 의해 얻어진 플렉서블 컬러필터는 종래 플라스틱 기판의 열 변형에 따른 문제를 해소할뿐만 아니라 플라스틱 기판에서 구현하지 못한 패턴의 고정세가 가능하고, 기재 필름의 재질에 대한 제한 없이 다변화가 가능한 이점을 확보할 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a flexible color filter, and more particularly, to a method for manufacturing a flexible color filter in which a separation layer formed for separation from a glass substrate is performed by limiting the peeling force to a glass substrate within a certain range. will be.
The flexible color filter obtained by the above manufacturing method not only solves problems caused by thermal deformation of conventional plastic substrates, but also enables high resolution of patterns that are not realized in plastic substrates, and has the advantage of being diversified without restrictions on the material of the base film. can be obtained
Description
본 발명은 우수한 굴곡성 및 고품위의 화질을 구현할 수 있는 플렉서블 컬러필터의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method of manufacturing a flexible color filter capable of realizing excellent flexibility and high-quality image quality.
인터넷이 보편화되고 소통되는 정보의 양이 폭발적으로 증가하면서 미래에는 언제 어디서나 정보를 접할 수 있는 ‘유비쿼터스 디스플레이(ubiquitous display)’의 환경이 창출될 것이며, 그에 따라 정보를 출력하는 매개체인 노트북, 전자수첩 및 PDA 등과 같은 휴대용 디스플레이의 역할이 중요하게 되었다. 이러한 유비쿼터스 디스플레이 환경을 구현하기 위해서는 원하는 때와 장소에서 정보를 바로 접할 수 있도록 디스플레이의 휴대성이 요구됨과 동시에, 각종 멀티미디어 정보를 표시하기 위한 대화면 특성도 요구된다. 따라서, 이러한 휴대성 및 대화면 특성을 동시에 만족시키기 위해서는, 디스플레이에 유연성을 부여하여 디스플레이로서의 기능을 할 때에는 펼쳐서 이용할 수 있고 휴대시에는 접어서 보관할 수 있는 형태의 디스플레이가 개발될 필요성이 있다.With the generalization of the Internet and the explosive increase in the amount of information communicated, an environment of 'ubiquitous display' will be created in the future where information can be accessed anytime, anywhere. And the role of portable displays such as PDA has become important. In order to implement such a ubiquitous display environment, the portability of the display is required so that information can be directly accessed at a desired time and place, and at the same time, a large screen characteristic for displaying various kinds of multimedia information is also required. Therefore, in order to satisfy these portability and large screen characteristics at the same time, there is a need to develop a display in a form that can be used as a display by giving flexibility to the display, and can be folded and stored when carrying.
현재 널리 사용되고 있는 평판 표시 장치 중 대표적인 형태가 액정 표시 장치(liquid-crystal display; LCD) 및 유기 발광 표시 소자(organic light-emitting diode; OLED)이다.Representative types of flat panel displays that are currently widely used are a liquid-crystal display (LCD) and an organic light-emitting diode (OLED).
OLED는 기존의 LCD에 비하여 매우 가볍고 얇은 화면을 구현할 수 있으며, 색재현 범위가 넓고, 응답 속도가 빠르며, 높은 명암비(contrast ratio; CR)를 갖는 장점이 있으며, 이 이외에도 플렉서블 디스플레이를 구현하는데도 가장 적합한 디스플레이로서 현재 활발하게 개발되고 있다.Compared to conventional LCD, OLED can realize a very light and thin screen, has a wide color reproduction range, fast response speed, and has a high contrast ratio (CR). It is currently being actively developed as a display.
특히, 종래 청색 광원 대신 백색 광원을 사용하는 백색 유기 발광 표시 소자(white organic light-emitting diode; WOLED)는 고효율, 고해상도, 장수명 특성을 가지며 대면적 고화질의 디스플레이로 구현 뿐만 아니라 일반 조명으로의 다양한 응용 가능성으로 인하여 국내외 연구자들에 의하여 본격적으로 연구가 이루어지고 있다. In particular, a white organic light-emitting diode (WOLED) that uses a white light source instead of a conventional blue light source has high efficiency, high resolution, and long lifespan, and is not only implemented as a large-area high-definition display, but also has various applications as general lighting. Due to the possibility, research is being conducted in earnest by domestic and foreign researchers.
WOLED에 있어 풀칼라 구현을 위해 컬러 필터를 사용한다. 이때 사용되는 컬러필터는 유리기판 상에 형성된 블랙매트릭스(black matrix)를 형성하고 그 상부에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 패턴을 형성시킨 것이다.In WOLED, color filters are used to realize full color. In this case, the color filter used is one in which a black matrix formed on a glass substrate is formed, and red, green, blue, and white patterns are formed thereon.
그런데 컬러필터에서 사용되는 유리 기판은 중량이 크고 외부의 작은 충격에 의해서 쉽게 파손되기 때문에 휴대성 및 대화면 표시 특성에 한계가 있다. 이에 중량이 가볍고 충격에 강할 뿐만 아니라 플렉서블(flexible)한 특성을 가지는 플라스틱 기판이 이용되고 있다.However, since the glass substrate used in the color filter has a large weight and is easily damaged by a small external impact, there are limitations in portability and large-screen display characteristics. Accordingly, a plastic substrate having a light weight and strong impact resistance as well as a flexible characteristic is used.
플렉서블 디스플레이는 자유롭게 휘거나, 구부리거나, 말 수 있는 차세대 디스플레이로 휴대용 기기(mobile & portable display), 착용가능 혹은 유행 제품(wearable & fashionable display), 종이형태 디스플레이(paper-like display) 등 다양한 형태로 응용이 가능하기 때문에 지속적으로 연구·개발이 진행되고 있다. 따라서 플렉서블 디스플레이를 구성하는 여러가지 부품의 기판이 유리 기판에서 고분자 소재의 플라스틱 기판으로 대체되고 있다.Flexible display is a next-generation display that can be bent, bent, or rolled freely. Because it can be applied, research and development are continuously in progress. Accordingly, the substrates of various components constituting the flexible display are being replaced by plastic substrates made of polymer materials from glass substrates.
기존의 유리 기판 대신 유연성이 있는 플라스틱 기판을 이용함으로써, 기존의 유리 기판에 비하여 휴대성 및 안전성 측면에서 많은 이점을 가질 수 있다. 또한, 공정적인 측면에서도, 플라스틱 기판은 증착 또는 프린팅에 의해 제작이 가능하므로 제조 비용을 낮출 수 있고, 기존의 시트(sheet) 단위의 공정과 달리 롤-투-롤(roll-to-roll) 공정으로 표시 장치를 제작할 수 있으므로 대량 생산을 통한 저비용의 표시 장치를 제조할 수 있다.By using a flexible plastic substrate instead of a conventional glass substrate, it can have many advantages in terms of portability and safety compared to the conventional glass substrate. In addition, in terms of process, since the plastic substrate can be manufactured by deposition or printing, the manufacturing cost can be lowered, and unlike the conventional sheet unit process, the roll-to-roll process Since a display device can be manufactured by using this method, a low-cost display device can be manufactured through mass production.
그러나 이러한 플라스틱 기판은 유리에 비하여 전이 온도(transition temperature)가 낮으며 온도 변화에 따른 팽창율이 높기 때문에 그 위에 적층되는 층들이 파괴되거나 변형될 수 있는 문제점이 있다. 특히, 기판 자체가 플렉서블하기 때문에 기존의 유리 기판에 적용하였던 공정들을 동일하게 적용할 수 없다는 문제점이 있다.However, since the plastic substrate has a lower transition temperature than glass and a high expansion rate according to temperature change, there is a problem in that the layers laminated thereon may be destroyed or deformed. In particular, since the substrate itself is flexible, there is a problem in that the processes applied to the existing glass substrate cannot be equally applied.
이에 대한민국 특허공개 제2010-0047029호는 전자디스플레이용 컬러필터 제조에 있어서 100 ℃ 이하의 온도에서 큐어링할 수 있는 전자빔저온 큐어링 방법을 언급하고 있다.Accordingly, Korean Patent Laid-Open No. 2010-0047029 mentions an electron beam low temperature curing method capable of curing at a temperature of 100° C. or less in manufacturing a color filter for an electronic display.
또한, 대한민국 특허공개 제2004-0097228호는 유리 기판상에 분리층, 박막 디바이스, 접착층, 임시기판을 순서대로 형성한 후 분리층에 레이저와 같은 광을 조사하여 유리 기판과 피전사층을 분리하는 방법이 개시되어 있다.In addition, Korean Patent Laid-Open No. 2004-0097228 discloses a method in which a separation layer, a thin film device, an adhesive layer, and a temporary substrate are sequentially formed on a glass substrate, and then the separation layer is irradiated with light such as a laser to separate the glass substrate and the transfer target layer. A method is disclosed.
이들 특허들은 플라스틱 기판을 사용하는 경우 발생하는 열적 불안정성의 개선을 꾀하고 있는데 저온 큐어링 방법이 적용가능한 플라스틱 소재의 제한이 있거나 추가 장비를 이용하여 분리를 진행하여야 하기 때문에 그 효과 또한 충분치 않다.These patents seek to improve thermal instability that occurs when a plastic substrate is used, but the effect is also insufficient because the low-temperature curing method has limitations on applicable plastic materials or requires separation using additional equipment.
이에 플라스틱 기판의 우수한 가요성과 더불어 컬러필터의 뛰어난 색품위를 확보할 수 있는 플렉서블 컬러필터의 제조방법과 관련하여 다각적으로 연구한 결과, 본 출원인은 유리 기판 상에서 박리층 및 보호층을 형성한 뒤 컬러필터를 제조하고 이후 유리 기판을 제거하고 기재필름을 접착하는 제조공정을 통해 상기 문제점을 해결할 수 있음을 확인하여 본 발명을 완성하였다.Accordingly, as a result of various studies related to the manufacturing method of a flexible color filter that can secure the excellent color quality of the color filter as well as the excellent flexibility of the plastic substrate, the present applicant formed the release layer and the protective layer on the glass substrate and then The present invention was completed by confirming that the above problems could be solved through a manufacturing process of manufacturing a filter and then removing the glass substrate and adhering the base film.
따라서, 본 발명의 목적은 종래 플라스틱 기판에서 구현이 어려운 고정세 패턴을 얻을 수 있고, 열적 불안정성이 해결되며, 다양한 재질의 기재 필름의 적용이 가능한 플렉서블 컬러필터의 제조방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a flexible color filter that can obtain a high-definition pattern that is difficult to implement on a conventional plastic substrate, solves thermal instability, and can apply a base film of various materials.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 In order to achieve the above object, the present invention
유리 기판에 분리층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층을 형성하는 단계;forming a separation layer by coating a composition for forming a separation layer on a glass substrate;
상기 분리층 상에 보호층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층 측면까지 감싸도록 보호층을 형성하는 단계;coating a composition for forming a protective layer on the separation layer to form a protective layer to cover the separation layer side;
상기 보호층 상에 블랙매트릭스(black matrix; BM)층을 형성하고, 그 사이에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층을 형성하는 단계;forming a black matrix (BM) layer on the passivation layer, and forming red, green, blue, and white pixel layers therebetween;
상기 화소층 전체에 걸쳐 평탄화층 형성용 조성물을 코팅하여 평탄화층을 형성하는 단계;forming a planarization layer by coating a composition for forming a planarization layer over the entire pixel layer;
점착제층이 일측면에 도포된 보호필름을 상기 평탄화층과 접합하는 단계;bonding a protective film coated on one side of the pressure-sensitive adhesive layer with the planarization layer;
상기 유리 기판과 분리층을 분리하는 단계;separating the glass substrate and the separation layer;
접착제층이 일측면에 도포된 기재필름을 상기 분리층과 접착하는 단계; 및 adhering the base film coated on one side of the adhesive layer with the separation layer; and
상기 보호필름을 제거하는 단계;를 포함하여 제조하고,Manufacturing including; removing the protective film;
상기 분리층은 유리 기판에 대한 박리력이 1 N/25 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 컬러필터의 제조방법을 제공한다. The separation layer provides a method of manufacturing a flexible color filter, characterized in that the peeling force to the glass substrate is 1 N/25 mm or less.
이때 상기 분리층은 유리 기판에 대한 박리력이 0.1 N/25 ㎜ 이하인 것을 특징으로 한다.In this case, the separation layer is characterized in that the peeling force to the glass substrate is 0.1 N/25 mm or less.
또한, 상기 분리층의 두께는 1 내지 1000 ㎚ 범위인 것을 특징으로 한다.In addition, the thickness of the separation layer is characterized in that the range of 1 to 1000 nm.
본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터의 제조방법은 종래에 플라스틱 기판 상에서 구현이 어려운 고정세 패턴을 얻을 수 있고, 열적 불안정성이 해결되며, 다양한 재질의 기재 필름의 적용이 가능하다. The method of manufacturing a flexible color filter according to the present invention can obtain a high-definition pattern that is difficult to implement on a conventional plastic substrate, solve thermal instability, and can apply a base film of various materials.
이에 플렉서블 컬러필터는 기둥 등의 곡면체에 적용이 용이하고, 고정세에 의해 종래 컬러필터에 비해 색재현 특성이 우수하여 생생한 화질의 구현이 가능하다.Accordingly, the flexible color filter is easy to apply to a curved body such as a column, and has excellent color reproduction characteristics compared to the conventional color filter due to its high definition, so that vivid image quality can be realized.
도 1 내지 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 플렉서블 컬러필터의 제조방법에 따른 각 단계별 단면도이다.1 to 10 are cross-sectional views at each stage according to a method of manufacturing a flexible color filter according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 고정세 패턴의 제작이 가능하고, 내열성이 우수하며 플라스틱 기판의 재질의 한정이 없는 플렉서블 컬러필터의 제조방법를 제시한다. The present invention provides a method for manufacturing a flexible color filter capable of producing a high-definition pattern, having excellent heat resistance, and having no limitation on the material of a plastic substrate.
컬러필터는 색을 표현하는 핵심적인 부품으로써 기존의 컬러필터 공정은 유리 기판을 이용하여 고온 공정 및 다양한 세정 공정을 포함한다. 그러나 플라스틱 기판은 강성이 약하고 열변형 온도가 낮기 때문에 고온의 열처리를 수반하는 공정을 거치면서 플라스틱 기판의 휘어짐, 뒤틀림, 팽창 및 수축 등 열적 변형이 발생한다. 이로 인해 플라스틱 기판 상에서 직접 공정을 진행하는 경우 열처리 조건 등이 제한될 뿐 아니라 최종 얻어진 미세 패턴 제어가 어려운 문제가 발생한다. A color filter is a key component for expressing color, and the existing color filter process includes a high-temperature process and various cleaning processes using a glass substrate. However, since plastic substrates have weak rigidity and low thermal deformation temperature, thermal deformation such as bending, distortion, expansion and contraction of plastic substrates occurs during a process involving high-temperature heat treatment. For this reason, when the process is performed directly on the plastic substrate, heat treatment conditions are limited and it is difficult to control the finally obtained fine pattern.
이에 본 발명에서는 플렉서블 컬러필터의 제조 공정에 있어 고온공정의 컬러필터를 유리기판상에서 제조하여, 유리기판과의 분리층의 분리공정을 통해 고품질의 컬러필터를 제조하며, 유리기판과의 박리를 위해 형성된 분리층의 유리 기판에 대한 박리력를 일정 범위로 제어하는 것으로 상기한 문제를 해결한다.Therefore, in the present invention, in the manufacturing process of the flexible color filter, a high-temperature process color filter is manufactured on a glass substrate, and a high-quality color filter is manufactured through the separation process of the separation layer from the glass substrate, and for separation from the glass substrate The above problem is solved by controlling the peeling force of the formed separation layer to the glass substrate in a certain range.
이하 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에 첨부된 도면들은 본 발명을 설명하기 위한 예시일 뿐, 본 발명이 도면에 의해 한정되는 것은 아니다. 또한, 설명 상의 편의를 위해 일부 구성요소들은 도면 상에서 과장되게 표현되거나, 축소 또는 생략되어 있을 수 있다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. However, the drawings attached to the present specification are only examples for explaining the present invention, and the present invention is not limited by the drawings. In addition, for convenience of description, some components may be exaggerated, reduced, or omitted in the drawings.
도 1 내지 10은 본 발명의 일 구현예에 따른 플렉서블 컬러필터의 제조방법에 따른 각 단계별 단면도이다.1 to 10 are cross-sectional views at each stage according to a method of manufacturing a flexible color filter according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 10에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터는 1 to 10, the flexible color filter according to the present invention is
유리 기판(115)에 분리층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층(105)을 형성하는 단계;forming a
상기 분리층(105) 상에 보호층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층 측면까지 감싸도록 보호층(107)을 형성하는 단계;coating a composition for forming a protective layer on the
상기 보호층(107) 상에 블랙매트릭스(black matrix; BM)층(113)을 형성하고, 그 사이에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층(109)을 형성하는 단계;A black matrix (BM)
상기 화소층(109) 전체에 걸쳐 평탄화층 형성용 조성물을 코팅하여 평탄화층(111)을 형성하는 단계;forming a
점착제층(117)이 일측면에 도포된 보호필름(119)을 상기 평탄화층(111)과 접합하는 단계;bonding the
상기 유리 기판(115)과 분리층(105)을 분리하는 단계;separating the
접착제층(103)이 일측면에 도포된 기재필름을 상기 분리층(105)과 접착하는 단계; 및 Adhering the base film applied to one side of the
상기 보호필름(119) 및 점착제층(117)을 제거하는 단계를 거쳐 제조한다.It is manufactured through the step of removing the
이때 상기 분리층(105)은 본 발명의 플렉서블 컬러필터의 제조공정 후반부에 유리 기판과 박리를 위한 층으로써 유리 기판(115)에 대한 박리력을 1 N/25 ㎜ 이하, 바람직하기로, 0.1 N/25 ㎜ 이하로 조절함으로써 표면의 들뜸이나 떨어짐과 같은 손상 없이 유리 기판(115)만을 용이하게 제거할 수 있다. 따라서, 본 발명의 분리층의 박리 특성 제어는 레이저, 식각액 등을 사용하여 화학적으로 대상 기판을 제거하는 종래 기술에 비해 월등히 경제적이고 안정적일 뿐 아니라 물리적인 박리 또한 더욱 효과적으로 이루어진다.At this time, the
이하 도면을 참조하여 각 단계별로 더욱 상세히 설명한다. Hereinafter, each step will be described in more detail with reference to the drawings.
먼저, 유리 기판(115)을 준비한 후, 분리층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층(105)을 형성한다(도 1 참조).First, after preparing the
상기 유리 기판(115)은 컬러필터를 구성하는 층들이 형성되는 면이자 컬러필터 제조공정 중에 쉽게 휘거나 뒤틀리지 않고 고정될 수 있도록 적정 강도를 제공한다. 또한, 열이나 화학 처리에 영향을 받지 않는 소재로 유리가 적합하다. The
상기 유리 기판(115)의 두께는 특정 범위로 한정되지 않으나 예를 들면, 50 내지 500 ㎛ 범위인 것이 사용될 수 있다. 만약 유리 기판(115)의 두께가 상기 범위 미만이면 기계적 강도 및 성능의 저하가 발생할 수 있으며, 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 공정 중에 무게로 인한 공정 장비에 문제가 발생할 수 있다.The thickness of the
상기 분리층 형성용 조성물은 코팅 후 경화시켜 분리층(105)을 형성한다.The composition for forming the separation layer is coated and cured to form the
특히, 상기 분리층(105)은 본 발명의 플렉서블 컬러필터의 제조공정에 있어 컬러필터가 형성되는 유리 기판과 박리를 위해 형성하는 층이다. 상기 분리층(105)은 컬러필터 제조를 위한 유리 기판과는 물리적인 힘을 통해 분리될 수 있어야 하며 분리된 후에는 전술한 접착제층(103)을 통해 기재필름(101)과 접합되어야 한다. In particular, the
따라서 상기 분리층(105)은 유리 기판에 대한 박리력은 1 N/25 ㎜ 이하, 바람직하기로, 0.1 N/25 ㎜ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에 해당함에 따라 이후 유리 기판(115)이 손쉽게 제거되며 표면이 들뜨거나 일부가 떨어져 나가지 않기 때문에 이들의 물성에도 영향을 주지 않는다.Accordingly, the
또한, 상기 분리층(105)의 두께는 1 내지 1000 ㎚, 바람직하게는 1 내지 100 ㎚ 범위인 것이 사용될 수 있다. 만약 상기 범위 미만인 경우 박리 공정 진행에 문제가 발생할 수 있으며 반대로 상기 범위를 초과하는 경우 박리 이후 공정의 작업성 및 품질이 저하될 수 있다. In addition, the thickness of the
이에 더해서 상기 분리층(105)은 박리 후에는 표면 에너지가 30 내지 70 mN/m 범위인 것이 바람직하다. 표면 에너지는 접촉각과 관련한 요소로 박리 후 표면 에너지가 상기 범위 내인 경우 낮은 젖음성을 가지며 이후 형성되는 접착제층 조성물의 코팅성이 우수하여 접착 특성이 향상될 수 있다.In addition, the
코팅 방법은 원하는 두께를 얻을 수 있도록 통상적인 습식 코팅 방법을 이용할 수 있으며, 이때 습식 코팅 방법은 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치가 사용될 수 있다.As the coating method, a conventional wet coating method can be used to obtain a desired thickness. An applicator may be used.
경화 공정은 오븐, 핫 플레이트 등에 의해 가열함으로써 행해진다. 상기 온도 및 시간은 조성물에 따라 달라질 수 있으나 일례로 80 내지 250 ℃에서 10 내지 120 분의 조건으로 열처리를 통해 이루어진다. The curing step is performed by heating with an oven, a hot plate, or the like. The temperature and time may vary depending on the composition, but for example, heat treatment is performed at 80 to 250° C. for 10 to 120 minutes.
다음으로, 형성된 분리층(105) 상에 보호층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층 측면까지 감싸도록 보호층(107)을 형성한다(도 2 참조).Next, a
상기 분리층(105)은 전술한 바와 같이 공정 후반부에 유리 기판을 물리적인 박리 방식으로 제거하기 위한 층이기 때문에 박리력이 매우 약하므로 보호층(107)이 분리층(105)의 양 측면을 감싸는 캡슐화(encapsulate) 형태로 형성되어야 한다. Since the
상기 보호층 형성용 조성물의 코팅 방법 및 경화 공정은 이전 단계에서 전술한 바와 같다.The coating method and curing process of the composition for forming the protective layer are the same as described above in the previous step.
다음으로, 형성된 보호층(107) 상에 블랙매트릭스(black matrix; BM)층(113)을 형성하고, 그 사이에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층(109)을 형성한다(도 3 및 4 참조).Next, a black matrix (BM)
상기 화소층(109)은 색 구현을 위한 층으로 통상적으로 패턴화된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층과 함께 블랙매트릭스층(113)이 함께 배치되어 있다. 상기 화소층(109)은 3원색 및 백색 중 적어도 하나 이상을 포함하며 블랙매트릭스층(113)은 차광층으로 패터닝된 각 화소 사이에 위치하여 화소 영역을 제외한 부분의 빛을 차단하는 역할을 한다. The
상기 보호층(107) 상에 화소를 형성하는 부분을 구획하도록 블랙매트릭스층(113)을 형성한 뒤 그 사이에 색상 표현을 위한 각각의 화소층 형성용 조성물을 도포하고 소정의 패턴으로 노광, 현상 및 열경화하여 형성한다. 상기 화소층의 각 색의 순서는 임의로 선택할 수 있다. 또한, 상기 블랙매트릭스층(113) 및 화소층(109)의 형성 순서 목적에 따라 달라질 수 있다. A
상기 블랙매트릭스층(113) 및 화소층(109)의 코팅 방법 및 경화 공정은 전술한 바와 같다.The coating method and curing process of the
다음으로, 형성된 화소층(109) 전체에 걸쳐 평탄화층 형성용 조성물을 코팅하여 평탄화층(111)을 형성한다(도 5 참조). Next, the
상기 평탄화층(111)은 화소층(109)의 단차를 보정하고 평탄도를 향상시키기 위한 층으로 오버코팅층(OC 층)으로도 불린다. The
이러한 평탄화층(111) 패터닝된 화소층 보호 및 이후 화소전극 형성시 컬러필터 표면 평탄화를 위한 것으로 화소층(109) 전면에 걸쳐 형성된다. The
상기 평탄화층(111)의 재질은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 통상적으로 사용하는 폴리아크릴레이트, 폴리이미드, 폴리에스테르 등일 수 있다.The material of the
상기 평탄화층(111) 코팅 방법 및 경화 공정은 전술한 바와 같다.The coating method and curing process of the
다음으로, 점착제층(117)이 일측면에 도포된 보호필름(119)을 상기 평탄화층(111)과 접합한다(도 6 참조).Next, the
상기 보호필름(119)은 본 발명의 플렉서블 컬러필터를 보호할 수 있도록 적절한 기계적 강도, 열안정성, 수분차폐성 및 투명성을 갖도록 물성이 제어된 재질을 사용한다. 일례로, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌, 폴리에틸렌테레프탈레이드, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에테르이미드, 폴리염화 비닐 등을 들 수 있다. The
상기 점착제층(117)은 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 이 분야에서 통상적으로 사용되는 조성이 가능하다. 대표적으로, 아크릴 수지, 실리콘 수지, 폴리에스테르, 폴리우레탄, 폴리아미드, 폴리비닐에테르, 변성 폴리올레핀, 아세트산비닐/염화비닐 공중합체, 에폭시, 불소, 고무 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 1종이 이용될 수 있다. The pressure-
상기 점착제층(117)은 보호필름(119)에 직접 도포된 것이거나, 보호필름(110)에 점착 시트를 부탁하여 형성된 것일 수 있으며 상기 보호필름(119) 및 점착제층(117)의 두께는 보호필름의 재질 및 점착력에 따라 조절될 수 있다.The pressure-
다음으로, 유리 기판(115)과 분리층(105)을 분리한다(도 7 참조).Next, the
컬러필터 제조를 위해 사용된 유리기판(115)을 제거하기 위해 분리층(105)을 박리시킨다. The
상기 박리 공정은 상온에서 진행되며, 전술한 바와 같이 분리층(105)의 유리기판에 대한 약한 박리력을 이용하여 물리적으로 벗겨내는 방식으로 유리 기판은 제거될 수 있다. 예를 들면 분리층을 기준으로 유리 기판과 나머지 층들을 고정시킨 후 물리적 힘으로 분리하는 공정에 의해 수행될 수 있다. The peeling process is performed at room temperature, and as described above, the glass substrate may be removed by physically peeling it off using the weak peeling force of the
다음으로, 접착제층(103)이 일측면에 도포된 기재필름(101)을 상기 분리층(105)과 접착한다(도 8 참조).Next, the
상기 기재필름(101)은 광학용 투명 필름으로 통상 사용되는 것을 제한 없이 사용할 수 있으나, 그 중에서 굴곡성, 투명성, 열 안정성, 수분 차폐성, 위상차 균일성, 등방성 등이 우수한 필름을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 기재필름(101)을 이용함으로써, 컬러필터를 제조, 운반 및 보관시에 손상을 방지할 수 있고 용이하게 취급할 수 있다. The
사용가능한 기재필름(101)의 재질은 일례로, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리에틸렌, 폴리스티렌, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등일 수 있다.The usable material of the
상기 접착제층(103)은 기재필름(101)과 컬러필터의 분리층(105)을 접합하기 위해 사용되며, 기재필름(101) 또는 분리층(105)의 일면에 배치된다. 사용가능한 접착제는 광경화형 접착제이며 광경화 후 별도의 건조 공정이 필요 없고 제조공정이 단순하여 생산성이 향상된다. 본 발명에서 사용되는 광경화형 접착제는 당분야에서 사용되는 광경화형 접착제를 특별한 제한 없이 사용하여 형성될 수 있다. 예를 들면, 에폭시 화합물 또는 아크릴계 단량체를 포함하는 조성물을 포함할 수 있다. The
또한, 상기 접착제층(103)의 광경화에 있어서, 원자외선, 자외선, 근자외선, 적외선 등의 광선, X선, γ선 등의 전자파 외에, 전자선, 프로톤선, 중성 자선 등을 이용할 수 있으나, 경화 속도, 조사 장치의 입수의 용이성, 가격 등으로부터 자외선 조사에 의한 경화가 유리하다. In addition, in the photocuring of the
그리고 상기 자외선 조사를 행할 때의 광원으로서는, 고압 수은등, 무전극 램프, 초고압 수은등 카본 아크 램프, 제논 램프, 메탈할라이드 램프, 케미컬 램프, 블랙라이트 등이 이용될 수 있다.In addition, as a light source for performing the ultraviolet irradiation, a high-pressure mercury lamp, an electrodeless lamp, an ultra-high pressure mercury lamp carbon arc lamp, a xenon lamp, a metal halide lamp, a chemical lamp, a black light, etc. may be used.
추가적으로, 상기 층 사이의 접착성을 향상시키기 위해 기재필름 및/또는 분리층에 코로나 처리, 화염 처리, 플라즈마 처리, 자외선 조사, 프라이머 도포 처리, 비누화 처리 등의 표면 처리를 실시할 수 있다. Additionally, surface treatment such as corona treatment, flame treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation, primer coating treatment, saponification treatment, etc. may be performed on the base film and/or the separation layer in order to improve the adhesion between the layers.
다음으로, 접합한 보호필름(119) 및 점착제층(117)을 제거한다(도 9 참조).Next, the bonded
추후 터치센서, POL일체형 터치 또는 윈도우 필름을 적층하기 위해 이전 단계에서 접합한 보호필름(119) 및 점착제층(117)을 제거하여 최종적으로 도 10의 본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터(100)를 얻을 수 있다.Afterwards, in order to laminate the touch sensor, POL-integrated touch or window film, the
도 10을 참조하면, 본 발명의 제조방법에 따른 플렉서블 컬러필터(100)은 기재필름(101); 접착제층(103); 분리층(105); 보호층(107); 패터닝된 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층(109); 및 평탄화층(111)이 순차적으로 적층된 구조를 갖는다.Referring to FIG. 10 , the
앞서 설명한 바와 같이, 플렉서블 컬러필터로서의 유연성을 위해 본 발명에서는 플렉서블 컬러필터를 구성하는 각 층의 고분자 재질을 특정하며 편의상 유기층으로 언급하고, 이러한 유기층으로는 기재필름(101), 분리층(105), 보호층(107), 평탄화층(111) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1층을 포함하고, 바람직하기로 분리층(105) 및 보호층(107)일 수 있다. 더욱 바람직하기로, 분리층(105)일 수 있다.As described above, for flexibility as a flexible color filter, in the present invention, the polymer material of each layer constituting the flexible color filter is specified and referred to as an organic layer for convenience. , the
상기 유기층의 재질은 고분자 재질이 사용될 수 있다. 바람직하기로, 상기 고분자 재질은 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트(예, PMMA), 폴리이미드, 폴리아미드, 폴리아믹산, 폴리비닐알코올, 폴리올레핀(예, PE, PP), 폴리스티렌, 폴리노보넨, 폴리말레이미드, 폴리아조벤젠, 폴리에스테르(예, PET, PBT), 폴리아릴레이트, 폴리프탈이미딘, 폴리페닐렌프탈아미드, 폴리비닐신나메이트, 폴리신나메이트, 쿠마린계 고분자, 칼콘계 고분자, 방향족 아세틸렌계 고분자, 페닐말레이미드 공중합체, 이들의 공중합체, 및 이들의 블렌드로 이루어진 군에서 선택된 1종의 재질을 포함한다. A material of the organic layer may be a polymer material. Preferably, the polymer material is polyacrylate, polymethacrylate (eg, PMMA), polyimide, polyamide, polyamic acid, polyvinyl alcohol, polyolefin (eg, PE, PP), polystyrene, polynorbornene, Polymaleimide, polyazobenzene, polyester (eg PET, PBT), polyarylate, polyphthalimidine, polyphenylenephthalamide, polyvinylcinnamate, polycinnamate, coumarin-based polymer, chalcone-based polymer, aromatic and one material selected from the group consisting of acetylene-based polymers, phenylmaleimide copolymers, copolymers thereof, and blends thereof.
상기 고분자 재질은 각 층에 기재필름(101), 분리층(105), 보호층(107), 평탄화층(111) 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 적어도 1층에 적용 가능한다. 일례로, 각 층 모두에 동일 또는 유사 고분자를 적용거나, 분리층(105)에 폴리아크릴에이트만 적용하고 그외 나머지 층들은 이 분야에서 공지된 재질이 사용될 수 있다.The polymer material is applicable to at least one layer selected from the group consisting of the
상기 유기층의 각각의 두께는 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으나 플렉서블 컬러필터 및 적용되는 플렉서블 디스플레이의 박막화를 위해서는 얇을수록 유리하며 따라서 각 유기층의 두께는 수 마이크로미터(㎛) 이하인 것이 바람직하다.The thickness of each of the organic layers is not particularly limited in the present invention, but for thinning the flexible color filter and the applied flexible display, thinner is more advantageous. Therefore, the thickness of each organic layer is preferably several micrometers (㎛) or less.
바람직하기로, 본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터(100)는 Preferably, the
폴리이미드계 재질이며 10 내지 100 ㎛ 두께의 기재필름(101); a
에폭시변성아크릴레이트계 재질이며 0.5 내지 30㎛ 두께의 접착제층(103); an epoxy-modified acrylate-based
폴리아크릴계 재질이며 0.01 내지 1.0 ㎛ 두께의 분리층(105);
폴리사이클로올레핀계 재질이며 0.5 내지 5 ㎛ 두께의 보호층(107); a polycycloolefin-based material and a
0.5 내지 5 ㎛ 두께의 화소층(109); 및 a
폴리아크릴계 재질이며 0.5 내지 5 ㎛ 두께의 평탄화층(111)일 수 있다.The polyacrylic material may be a
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터의 제조공정은 고온공정을 포함하는 컬러필터 형성은 유리 기판 상에서 진행한 뒤 상온에서 분리층을 이용하여 유리 기판을 제거하고 플라스틱 소재의 기재필름을 적층한다. As described above, in the manufacturing process of the flexible color filter according to the present invention, color filter formation including a high-temperature process is performed on a glass substrate, and then the glass substrate is removed using a separation layer at room temperature, and a base film made of a plastic material is laminated. .
특히, 상기 분리층의 유리 기판에 대한 박리력을 일정 범위로 한정함에 따라 박리 공정이 손쉽게 수행되며 유리 기판 역시 깨끗하게 제거되고, 박리 공정 후 표면이 들뜨거나 일부가 떨어져 나가는 손상 등이 발생하지 않는다. In particular, as the peeling force of the separation layer on the glass substrate is limited to a certain range, the peeling process is easily performed and the glass substrate is also cleanly removed, and the surface is lifted or damaged in part is not peeled off after the peeling process.
따라서, 본 발명의 제조방법에 의한 플렉서블 컬러필터는 종래 기재필름의 열적 변형을 방지할 뿐 아니라 이로 인한 품질 저하나 오작동이 없어 높은 신뢰도를 확보할 수 있으며 컬러필터의 패턴의 치수가 정확하고 정세화되어 더욱 정밀한 화소를 구현할 수 있도록 한다. 또한, 목적에 따라 다양한 플라스틱 소재를 기재필름으로 적용할 수 있다.Therefore, the flexible color filter according to the manufacturing method of the present invention not only prevents thermal deformation of the conventional base film, but also ensures high reliability without deterioration or malfunction due to this, and the color filter pattern has accurate and detailed dimensions. It enables to implement more precise pixels. In addition, various plastic materials can be applied as the base film according to the purpose.
또한, 본 발명의 제조방법에 따른 플렉서블 컬러필터는 플렉서블 백색 유기 발광 표시 장치에 적용 가능하다. In addition, the flexible color filter according to the manufacturing method of the present invention can be applied to a flexible white organic light emitting display device.
구체적으로, 플렉서블 백색 유기 발광 표시 소자(white organic light-emitting diode; WOLED) 기판 상에 본 발명의 제조방법에 따른 플렉서블 컬러필터 및 터치센서, POL일체형 터치 또는 윈도우 필름을 구비할 수 있다.Specifically, the flexible color filter and touch sensor according to the manufacturing method of the present invention, and a POL-integrated touch or window film may be provided on a flexible white organic light-emitting diode (WOLED) substrate.
따라서, 본 발명에 따른 플렉서블 컬러필터를 포함하는 표시 장치는 플라스틱 소재의 열적 변형으로 인해 야기되는 문제가 해결되었기에 굴곡 및 유연성을 요구하는 자동화 기기, 스마트폰, 디스플레이, 태양 전지, 전자종이 등 다양한 분야에 적용되어 자유로운 형태로 사용할 수 있다.Therefore, the display device including the flexible color filter according to the present invention solves the problem caused by thermal deformation of the plastic material, so various fields such as automation devices, smart phones, displays, solar cells, and electronic paper that require bending and flexibility and can be used in free form.
이하 본 발명을 하기 실시예를 통하여 보다 상세하게 설명하기로 하나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 제시된 것으로서, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in more detail through the following examples, which are presented to aid understanding of the present invention, and the present invention is not limited thereto.
실험예Experimental example 1. One. 박리력peel force 평가 evaluation
700 ㎛ 소다라임 유리 기판을 이소프로필알콜로 세정한 후, 기판 표면을 친수성으로 개질하기 위하여 O2 플라즈마 처리(1 sccm의 O2 가스, 10 mTorr의 공정 압력 500 W의 DC power에서 300 초간 처리)하였다.After cleaning the 700 μm soda lime glass substrate with isopropyl alcohol, O 2 plasma treatment (1 sccm O 2 gas, 10 mTorr process pressure of 500 W DC power for 300 seconds) to modify the substrate surface to be hydrophilic. did
플라즈마 처리 한 상기 유리 기판에 하기 표 1에 따른 분리층 형성용 조성물을 도포 후 150 ℃에서 20분 동안 건조하여 0.3 ㎛ 두께의 분리층을 형성하였다.After applying the composition for forming a separation layer according to Table 1 to the plasma-treated glass substrate, it was dried at 150° C. for 20 minutes to form a separation layer with a thickness of 0.3 μm.
이어서, 형성된 분리층 상에 사이클로올레핀계 보호층을 도포한 후 230 ℃에서 30분 동안 베이킹한 후 점착제가 도포된 보호필름(15 ㎛ PSA/38 ㎛ PET, 후지모리사 제조)을 분리층과 보호층이 형성된 소다라임 유리기판 상에 접합한 후, 필름 및 유리기판을 폭*길이가 25 mm*100 mm 사이즈로 재단하여 시편을 준비한 후 유리 기판에 대한 박리력 및 박리 후 표면 에너지를 측정하였다.Then, a cycloolefin-based protective layer was applied on the formed separation layer, and after baking at 230° C. for 30 minutes, an adhesive-coated protective film (15 μm PSA/38 μm PET, manufactured by Fujimori Co., Ltd.) was applied to the separation layer and the protective layer. After bonding on the formed soda-lime glass substrate, the film and the glass substrate were cut to a size of 25 mm * 100 mm in width * length to prepare a specimen, and then the peel force to the glass substrate and the surface energy after peeling were measured.
유리 기판에 대한 박리력은 측정기(Auto gragh(UTM) 장비, 동일 시마즈 상사 제품)를 이용하여, 300 mm/min의 박리 속도 및 90°의 조건으로 측정하였다. The peel force to the glass substrate was measured using a measuring device (Auto gragh (UTM) equipment, manufactured by Shimadzu Corporation) under conditions of a peeling rate of 300 mm/min and 90°.
또한, 표면 에너지는 접촉각 측정기(CAM101, KSV Instrument사 제품)을 이용하여 측정하였다.In addition, the surface energy was measured using a contact angle measuring instrument (CAM101, manufactured by KSV Instruments).
대한 박리력
(N/mm)on a glass substrate
about peel force
(N/mm)
(mN/m)surface energy
(mN/m)
(중량%)content
(weight%)
B : 아크릴계 단량체
C : 멜라민계 경화제
D : 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트A: Acrylic copolymer
B: acrylic monomer
C: Melamine-based curing agent
D: Propylene glycol monomethyl ether acetate
실시예Example 1 및 1 and 비교예comparative example 1. One. 플렉서블flexible 컬러필터의 제조 Manufacture of color filters
[실시예 1][Example 1]
유리 기판 상에 상기 표 1의 1에 기재한 분리층 형성용 조성물을 코팅한 후 150 ℃에서 20분간 경화시켜 0.3㎛두께의 분리층을 형성하였다. 이어서, 분리층 양 측면이 감싸도록 보호막을 코팅한 후 230 ℃에서 20분간 열처리하여 1.5㎛ 두께의 보호층을 형성하였다. After coating the composition for forming a separation layer according to 1 of Table 1 on a glass substrate, it was cured at 150° C. for 20 minutes to form a separation layer with a thickness of 0.3 μm. Then, a protective film was coated to surround both sides of the separation layer, and then a protective layer having a thickness of 1.5 μm was formed by heat treatment at 230° C. for 20 minutes.
다음에는 보호층 상부에 블랙매트릭스층(TBK-04) 및 패터닝된 화소층(TR-800, YG-800, YB-800)을 형성하였다.Next, a black matrix layer (TBK-04) and patterned pixel layers (TR-800, YG-800, and YB-800) were formed on the passivation layer.
이어서, 상기 화소층 상에 평탄화막(DW-LT09)을 형성한 뒤, 상기 평탄화층과 점착제가 부착된 보호필름(15㎛PSA/38㎛PET,후지모리사)으로 접합하였다.Next, a planarization film (DW-LT09) was formed on the pixel layer, and then the planarization layer and a protective film (15 µm PSA/38 µm PET, Fujimori Co., Ltd.) with an adhesive were attached to each other.
이어서, 상온에서 유리 기판을 분리층으로부터 박리하여 분리한 후 접착제(KR15P, ADEKA사)를 도포한 기재필름을 적층하여 컬러필터를 제작하였다. Then, at room temperature, the glass substrate was peeled from the separation layer and separated, and then a base film coated with an adhesive (KR15P, ADEKA) was laminated to prepare a color filter.
[비교예 1][Comparative Example 1]
상기 실시예 1의 분리층 형성용 조성물을 표 1의 1 대신 표 1의 4의 조성을 사용한 것 외에는 동일한 방법으로 제작하였다.The composition for forming the separation layer of Example 1 was prepared in the same manner except that the composition of Table 1 4 was used instead of Table 1.
상기 실시예 및 비교예를 통해 최종 얻어진 플렉서블 컬러필터를 비교해 본 결과 실시예 1에 따른 플렉서블 컬러필터가 외관, 품질면에서 우수함을 확인할 수 있었으며, 비교예의 경우 미박리되어 플렉시블 컬러필터를 제작할 수 없었다. As a result of comparing the flexible color filters finally obtained through the above Examples and Comparative Examples, it was confirmed that the flexible color filter according to Example 1 was excellent in appearance and quality, and in the case of Comparative Example, the flexible color filter was not peeled off. .
본 발명에 따라 제조된 플렉서블 컬러필터는 플렉서블 백색 유기 발광 표시 장치의 컬러필터로 적용된다.The flexible color filter manufactured according to the present invention is applied as a color filter of a flexible white organic light emitting display device.
100: 플렉서블 컬러필터
101: 기재필름 103: 접착제층
105: 분리층 107: 보호층
109: 화소층 111: 평탄화층
113: 블랙매트릭스층 115: 유리 기판
117: 점착제층 119: 보호필름100: flexible color filter
101: base film 103: adhesive layer
105: separation layer 107: protective layer
109: pixel layer 111: planarization layer
113: black matrix layer 115: glass substrate
117: adhesive layer 119: protective film
Claims (4)
상기 분리층 상에 보호층 형성용 조성물을 코팅하여 분리층 측면까지 감싸도록 보호층을 형성하는 단계;
상기 보호층 상에 블랙매트릭스(black matrix; BM)층을 형성하고, 그 사이에 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue), 백색(white) 화소층을 형성하는 단계;
상기 화소층 전체에 걸쳐 평탄화층 형성용 조성물을 코팅하여 평탄화층을 형성하는 단계;
점착제층이 일측면에 도포된 보호필름을 상기 평탄화층과 접합하는 단계;
상기 유리 기판을 상기 분리층으로부터 분리하는 단계;
접착제층이 일측면에 도포된 기재필름을 상기 분리층과 접착하는 단계; 및
상기 보호필름을 제거하는 단계;를 포함하여 제조하고,
상기 분리층은 유리 기판에 대한 박리력이 1 N/25 ㎜ 이하인 것을 특징으로 하는 플렉서블 컬러필터의 제조방법.forming a separation layer by directly coating a composition for forming a separation layer on a glass substrate;
coating a composition for forming a protective layer on the separation layer to form a protective layer to cover up to the side of the separation layer;
forming a black matrix (BM) layer on the passivation layer, and forming red, green, blue, and white pixel layers therebetween;
forming a planarization layer by coating a composition for forming a planarization layer over the entire pixel layer;
bonding a protective film coated on one side of the pressure-sensitive adhesive layer with the planarization layer;
separating the glass substrate from the separation layer;
adhering the base film coated on one side of the adhesive layer with the separation layer; and
Manufacturing including; removing the protective film;
The separation layer is a method of manufacturing a flexible color filter, characterized in that the peeling force to the glass substrate is 1 N/25 mm or less.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |