KR20160097445A - 감광성 수지 조성물 및 표시 패널 - Google Patents

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박해일
윤선태
이광근
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Abstract

본 발명에 따른 감광성 수지 조성물은 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함하며, 상기 고형분은, 상기 고형분의 전체 중량에 대하여, 중심 발광 파장이 900nm 이상 2000nm 이하인 5 내지 90 중량%의 양자점을 포함한다.

Description

감광성 수지 조성물 및 표시 패널 {PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION AND DISPLAY PANEL}
본 발명은 감광성 수지 조성물 및 표시 패널에 관한 것으로, 보다 상세하게는 적외선 발광이 가능한 감광성 수지 조성물 및 표시 패널에 관한 것이다.
액정 표시 장치는 액정의 특정한 분자 배열에 전압을 인가하여 분자 배열을 변환시키고, 이러한 분자 배열의 변환에 의해 발광하는 액정셀의 복굴절성, 선 광성, 2색성 및 광산란 특성 등의 광학적 성질의 변화를 시각 변화로 변환하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치이다.
상기 액정 표시 장치는 박막 트랜지스터 기판, 상기 박막 트랜지스터 기판과 대향하도록 결합된 컬러필터 기판 및 두 기판 사이에 배치된 액정층을 포함한다.
박막 트랜지스터 기판은 다수의 화소들을 독립적으로 구동시키기 위하여 게이트 라인들, 상기 게이트 라인들과 교차하는 데이터 라인들, 상기 게이트 및 데이터 라인들에 연결된 박막 트랜지스터들 및 상기 박막 트랜지스터들과 연결된 화소 전극 등을 포함한다. 컬러 필터 기판은 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 컬러필터들을 포함하는 컬러필터 층, 화소 전극에 대향하는 공통전극 및 박막 트랜지스터들의 채널부 및 컬러필터들의 경계부에 배치되는 블랙 매트릭스를 포함한다.
기존의 블랙 매트릭스는 상기 컬러필터들의 경계를 나누고, 빛을 차단하기 위한 용도로서 사용되고 있다.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로, 본 발명의 목적은 적외선이 발광 가능한 감광성 수지 조성물 및 표시 패널을 제공하는 것이다.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함하며, 상기 고형분은, 상기 고형분의 전체 중량에 대하여, 중심 발광 파장이 900nm 이상 2000nm 이하인 5 내지 90 중량%의 양자점을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고형분은, 상기 고형분의 전체 중량에 대하여, 4 내지 70 중량%의 광중합성 화합물, 0.1 내지 20 중량%의 광중합 개시제, 5 내지 80 중량%의 알칼리 가용성 수지 및 0.1 내지 12 중량%의 분산제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 또는 산화구리(CuO)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 또는 텔루르화수은(HgTe)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코어 및 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고형분은 상기 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1내지 5중량%의 착색제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 요소수지, 멜라민수지, 페놀 수지 또는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 또는 디카르보닐 이미드 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분산제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 화합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 화합물, 폴리에틸렌글리콜디에스테르계 화합물, 소르비탄 지방상 에스테르계 화합물, 지방산 변성 폴리에스테르계 화합물, 3급 아민 변성 폴리우레탄계 화합물, 알킬암모늄계 화합물 또는 폴리에틸렌이민계 화합물을 포함할 수 있다.
상기한 본 발명의 다른 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널은 제1 기판, 상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판 및 상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함하고, 상기 제1 기판은, 광을 차단하는 블랙 매트릭스를 포함하며, 상기 블랙 매트릭스는 중심 발광 파장이 900nm 이상 2000nm 이하인 양자점을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함하는 감광성 수지 조성물로부터 형성되며, 상기 고형분은, 5 내지 90 중량%의 양자점, 4 내지 70 중량%의 광중합성 화합물, 0.1 내지 20 중량%의 광중합 개시제, 5 내지 80 중량%의 알칼리 가용성 수지 및 0.1 내지 12 중량%의 분산제를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 또는 산화구리(CuO)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 또는 텔루르화수은(HgTe)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 코어 및 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 고형분은 상기 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1내지 5중량%의 착색제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지 또는 에폭시 수지를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 또는 디카르보닐 이미드 유도체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분산제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 화합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 화합물, 폴리에틸렌글리콜디에스테르계 화합물, 소르비탄 지방상 에스테르계 화합물, 지방산 변성 폴리에스테르계 화합물, 3급 아민 변성 폴리우레탄계 화합물, 알킬암모늄계 화합물 또는 폴리에틸렌이민계 화합물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 양자점을 포함하는 감광성 수지 조성물로부터 형성된 블랙 매트릭스를 포함하는 표시 패널은 가시광선 파장의 빛을 흡수하고 적외선 파장의 빛을 발광한다. 따라서, 상기 표시 패널은 적외선 파장의 빛이 사용되는 장비에 이용되어 의료 및 미용 효과를 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
이하, 먼저 본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물에 대해서 설명하고, 첨부한 도면들을 참조하여 상기 감광성 수지 조성물을 포함하는 블랙매트릭스를 포함하는 표시 패널에 대해서 보다 상세하게 설명한다.
감광성 수지 조성물
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함한다.
예를 들면, 상기 용제는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, α- 또는 β-테르피네올 등의 테르펜류 등, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카르비톨아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 프리필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 아세트산 에스테르류 등의 단일 또는 혼합 용매를 포함할 수 있다.
상기 고형분은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 양자점 및 분산제를 포함한다. 상기 고형분은 착색제를 더 포함할 수 있다.
(a) 광중합성 화합물
상기 광중합성 화합물은 고형분의 전체 중량에 대하여 4 내지 70 중량%를 포함한다. 상기 광중합성 화합물은 이중 결합을 포함하며, 광중합 개시제에 의해 생성된 라디칼과 반응한다. 상기 광중합성 화합물은 다른 광중합 모노머 또는 바인더 수지와 결합하여 가교 결합을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합성 화합물은 아크릴레이트기를 포함할 수 있으며, 상기 아크릴레이트기의 수에 따라 다기능성 모노머(multi-functional monomer) 및 단일 기능성 모노머(mono-functional monomer)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 다기능성 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate), 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(trimethylpropane triacrylate), 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트(trimethylpropane trimethacrylate), 글리세롤 트리아크릴레이트(glycerol triacrylate), 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트[tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate], 디-트리메틸프로판 테트라아크릴레이트(di-trimethylpropane tetraacrylate), 디펜타에리스리톨 펜타크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate) 또는 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 단일 기능성 모노머는 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 하이드록시에틸메타크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), 디에틸렌글리콜 메틸에테르 메타크릴레이트(diethyleneglycol methylether methacrylate), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 부틸 메타크릴레이트(butyl methacrylate), 하이드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 2-페녹시에틸 아크릴레이트(2-phenoxyethyl acrylate), 2-페녹시에틸 메타크릴레이트(2-pheonoxyethyl methacrylate), 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트(3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate), 이소보르닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 이소보르닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate), 이소데실 아크릴레이트(isodecyl acrylate), 이소데실 메타크릴레이트(isodecyl methacrylate), 이소옥틸 아크릴레이트(isooctyl acrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 스테아릴 아크릴레이트(stearyl acrylate), 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate) 또는 트리데실 아크릴레이트(tridecyl acrylate) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합성 화합물은 아래의 화학식 1로 나타나는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00001
여기서, R1은 수소, 또는 탄소수 2내지 6개의 아크릴로일기이다.
(b) 광중합 개시제
상기 광중합 개시제는 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%를 포함한다. 상기 광중합 개시제는 광에 의해 라디칼(radical)을 발생하고, 이에 따라 상기 감광성 수지 조성물이 광경화 될 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 디케톤계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 디아조계 화합물, 이미드설포네이트계 화합물, 옥심계 화합물, 카바졸계 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
(c) 알칼리 가용성 수지
상기 알칼리 가용성 수지는 고형분의 전체 중량에 대하여 5 내지 80 중량%를 포함한다. 상기 알칼리 가용성 수지는 상기 용제에 용해될 수 있고 광이나 열에 의한 반응성을 가지며 상기 양자점에 대해 결착 수지의 기능을 하고, 알칼리성 현상액에 용해 가능하다.
예를 들면, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 또는 디카르보닐 이미드 유도체를 포함할 수 있다.
(d) 양자점
상기 양자점은 고형분의 전체 중량에 대하여 5 내지 90 중량%의 양자점을 포함한다.
상기 양자점(quantum dot)은 코어(core) 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함한다.
상기 양자점은 전류를 받으면 스스로 빛을 내는 양자(quantum)를 주입한 반도체 결정을 말한다. 상기 양자점은 가시광선 파장의 빛을 흡수하고 적외선 파장의 빛을 자체 발광한다. 따라서, 상기 감광성 수지 조성물은 가시광선 파장의 빛을 흡수하여 흑색을 나타낸다.
상기 양자점의 중심 발광 파장은 900nm 이상 2000nm 이하이다.
예를 들면, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 또는 산화구리(CuO)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 또는 텔루르화수은(HgTe)을 포함할 수 있다.
상기 코어와 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm일 수 있다.
(e) 분산제
상기 분산제는 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 12 중량%의 분산제를 포함한다.
예를 들면, 상기 분산제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 화합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 화합물, 폴리에틸렌글리콜디에스테르계 화합물, 소르비탄 지방상 에스테르계 화합물, 지방산 변성 폴리에스테르계 화합물, 3급 아민 변성 폴리우레탄계 화합물, 알킬암모늄계 화합물 또는 폴리에틸렌이민계 화합물을 포함할 수 있다.
(f) 착색제
상기 고형분은 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%의 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 블랙 매트릭스 형성 시 가시광선 파장의 빛을 흡수하는 역할을 한다.
상기 착색제는, 예를 들면, 카본 블랙과 같은 무기 착색제, 유기 착색제, 또는 유색(R, G, B) 혼합 안료 등의 착색제를 포함함으로써 블랙을 나타낼 수 있다. 또한, 상기 착색제는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 물질은 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소 수지, 멜라민 수지 및 페놀 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광경화성 수지는 에폭시 수지와 같은 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 표시 패널은 어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층(LC)을 포함한다. 상기 표시 패널은 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광이 투과되어 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 상기 광이 차단되는 주변 영역(PA)을 포함한다.
상기 어레이 기판은 제1 편광판(100), 제1 기판(110), 게이트 절연막(130), 박막 트랜지스터(TFT), 보호막(150) 및 제1 전극(EL1)을 포함한다.
상기 제1 편광판(100)은 상기 제1 기판(110)의 일면과 결합된다. 상기 제1 편광판(100)은 상기 액정층(LC)으로 입사되는 광을 편광 한다. 도시되지 않았지만 상기 제1 편광판(100)은 이방성 굴절률을 가지며 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광필름을 지지하는 베이스 필름을 포함한다.
상기 제1 기판(110)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 기판(110)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(110) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(미도시)이 배치된다.
상기 게이트 전극(GE) 및 상기 게이트 라인이 배치된 상기 제1 기판(110) 상에는 게이트 절연막(130)이 배치된다. 상기 게이트 절연막(130)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연층(130) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하는 채널층(CH)이 배치된다.
상기 채널층(CH)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 저항성 접촉층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 채널층(CH)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(indium: In), 아연(zinc: Zn), 갈륨(gallium: Ga), 주석(tin: Sn) 또는 하프늄(hafnium: Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 인듐(In), 아연(Zn) 및 갈륨(Ga)을 포함하는 비정질 산화물, 또는 인듐(In), 아연(Zn) 및 하프늄(Hf)을 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체에 산화인듐아연(InZnO), 산화인듐갈륨(InGaO), 산화인듐주석(InSnO), 산화아연주석(ZnSnO), 산화갈륨주석(GaSnO) 및 산화갈륨아연(GaZnO) 등의 산화물이 포함될 수 있다.
상기 채널층 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 데이터 라인(미도시)과 연결되고, 상기 드레인 전극(DE)은 콘택홀(CNT)을 통해 상기 제1 전극(EL1)과 연결된다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 채널층(CH)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 상기 보호막(150)이 배치된다. 상기 보호막(150)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다. 상기 보호막(150)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(CNT)을 포함한다.
상기 대향 기판은 제2 편광판(200), 제2 기판(210), 블랙 매트릭스(BM1), 컬러 필터(CF), 오버 코팅층(230) 및 제2 전극(EL2)을 포함한다.
상기 제2 편광판(200)은 상기 제2 기판(210)의 일면과 결합된다. 상기 제2 편광판(200)은 상기 제2 편광판(200)은 상기 액정층(LC)으로 입사되는 광을 편광 한다. 도시되지 않았지만 상기 제2 편광판(200)은 이방성 굴절률을 가지며 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광필름을 지지하는 베이스 필름을 포함한다.
상기 제2 기판(210)은 상기 제1 기판(110)과 대향한다.
상기 제2 기판(210)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 기판(210)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM1)는 상기 제2 기판(210) 하부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM1)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되어 배치되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM1)는 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 블랙 매트릭스(BM1)는 감광성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 감광성 수지 조성물은 전체 중량에 대하여 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함한다.
예를 들면, 상기 용제는 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 이소프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜 등의 알코올류, α- 또는 β-테르피네올 등의 테르펜류 등, 아세톤, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, N-메틸-2-피롤리돈 등의 케톤류, 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류, 셀로솔브, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 카르비톨, 메틸카르비톨, 에틸카르비톨, 부틸카르비톨, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노메틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류, 아세트산 에틸, 아세트산 부틸, 셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 부틸셀로솔브아세테이트, 카르비톨아세테이트, 에틸카르비톨아세테이트, 부틸카르비톨아세테이트, 프리필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 아세트산 에스테르류 등의 단일 또는 혼합 용매를 포함할 수 있다.
상기 고형분은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 양자점 및 분산제를 포함한다.
상기 광중합성 화합물은 고형분의 전체 중량에 대하여 4 내지 70 중량%를 포함한다. 상기 광중합성 화합물은 이중 결합을 포함하며, 광중합 개시제에 의해 생성된 라디칼과 반응한다. 상기 광중합성 화합물은 다른 광중합 모노머 또는 바인더 수지와 결합하여 가교 결합을 형성할 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합성 화합물은 아크릴레이트기를 포함할 수 있으며, 상기 아크릴레이트기의 수에 따라 다기능성 모노머(multi-functional monomer) 및 단일 기능성 모노머(mono-functional monomer)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 다기능성 모노머는 디펜타에리스리톨 헥사아크릴레이트(dipentaerythritol hexaacrylate), 펜타에리스리톨 트리아크릴레이트(pentaerythritol triacrylate), 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate), 트리메틸프로판 트리아크릴레이트(trimethylpropane triacrylate), 트리메틸프로판 트리메타크릴레이트(trimethylpropane trimethacrylate), 글리세롤 트리아크릴레이트(glycerol triacrylate), 트리스(2-하이드록시에틸) 이소시아누레이트[tris(2-hydroxyethyl)isocyanurate triacrylate], 디-트리메틸프로판 테트라아크릴레이트(di-trimethylpropane tetraacrylate), 디펜타에리스리톨 펜타크릴레이트(dipentaerythritol pentaacrylate) 또는 펜타에리스리톨 테트라아크릴레이트(pentaerythritol tetraacrylate) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 단일 기능성 모노머는 글리시딜 메타크릴레이트(glycidyl methacrylate), 하이드록시에틸메타크릴레이트(hydroxyethyl methacrylate), 2-하이드록시-3-페녹시프로필 아크릴레이트(2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate), 디에틸렌글리콜 메틸에테르 메타크릴레이트(diethyleneglycol methylether methacrylate), 하이드록시에틸 아크릴레이트(hydroxyethyl acrylate), 부틸 메타크릴레이트(butyl methacrylate), 하이드록시프로필 아크릴레이트(hydroxypropyl acrylate), 2-페녹시에틸 아크릴레이트(2-phenoxyethyl acrylate), 2-페녹시에틸 메타크릴레이트(2-pheonoxyethyl methacrylate), 3,3,5-트리메틸사이클로헥실 메타크릴레이트(3,3,5-trimethylcyclohexyl methacrylate), 이소보르닐 아크릴레이트(isobornyl acrylate), 이소보르닐 메타크릴레이트(isobornyl methacrylate), 이소데실 아크릴레이트(isodecyl acrylate), 이소데실 메타크릴레이트(isodecyl methacrylate), 이소옥틸 아크릴레이트(isooctyl acrylate), 라우릴 아크릴레이트(lauryl acrylate), 스테아릴 아크릴레이트(stearyl acrylate), 테트라하이드로푸르푸릴 아크릴레이트(tetrahydrofurfuryl acrylate) 또는 트리데실 아크릴레이트(tridecyl acrylate) 등을 포함할 수 있다. 이들은 각각 단독으로 또는 2 이상이 혼합되어 사용될 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합성 화합물은 아래의 화학식 1로 나타나는 화합물을 포함할 수 있다.
<화학식 1>
Figure pat00002
여기서, R1은 수소, 또는 탄소수 2내지 6개의 아크릴로일기이다.
상기 광중합 개시제는 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 20 중량%를 포함한다. 상기 광중합 개시제는 광에 의해 라디칼(radical)을 발생하고, 이에 따라 상기 감광성 수지 조성물이 광경화 될 수 있다.
예를 들면, 상기 광중합 개시제는 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 오늄염계 화합물, 벤조인계 화합물, 벤조페논계 화합물, 디케톤계 화합물, α-디케톤계 화합물, 다핵 퀴논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 디아조계 화합물, 이미드설포네이트계 화합물, 옥심계 화합물, 카바졸계 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상기 알칼리 가용성 수지는 고형분의 전체 중량에 대하여 5 내지 80 중량%를 포함한다. 상기 알칼리 가용성 수지는 상기 용제에 용해될 수 있고 광이나 열에 의한 반응성을 가지며 상기 양자점에 대해 결착 수지의 기능을 하고, 알칼리성 현상액에 용해 가능하다.
예를 들면, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 또는 디카르보닐 이미드 유도체를 포함할 수 있다.
상기 양자점은 고형분의 전체 중량에 대하여 5 내지 90 중량%의 양자점을 포함한다.
상기 양자점(quantum dot)은 상기 양자점은 코어(core) 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘(shell)을 포함한다.
상기 양자점은 전류를 받으면 스스로 빛을 내는 양자(quantum)를 주입한 반도체 결정을 말한다. 상기 양자점은 가시광선 파장의 빛을 흡수하고 적외선 파장의 빛을 자체 발광한다. 따라서, 상기 감광성 수지 조성물로부터 형성된 블랙 매트릭스(BM1)는 가시광선 파장의 빛을 흡수하여 흑색을 나타낸다.
상기 양자점의 중심 발광 파장은 900nm 이상 2000nm 이하이다.
예를 들면, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 또는 산화구리(CuO)를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 또는 텔루르화수은(HgTe)을 포함할 수 있다.
상기 코어와 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm일 수 있다.
예를 들면, 상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스(BM1)는 0.75μm 내지 1mm 범위의 적외선 파장의 빛을 자체 발광하고, 380nm 내지 800nm 범위의 가시광선 파장의 빛은 흡수한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM1)는 박막 트랜지스터의 이동도(mobility gap) 이상의 에너지를 차단할 수 있다.
기존의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 차광하는 기능만 수행한다. 하지만, 본 발명의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 흡수하고, 적외선 파장 범위의 빛은 자체 발광하는 기능을 동시에 가질 수 있다.
상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스는 적외선 파장의 빛을 발광한다. 따라서, 상기 표시 패널은 적외선 파장의 빛이 사용되는 장비에 이용되어 의료 및 미용 효과를 개선할 수 있다.
상기 컬러 필터(CF)는 상기 블랙 매트릭스(BM1) 및 상기 제2 기판(210)의 하부에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF)는 상기 액정층(LC)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF)는 각 화소 영역에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF)에 의해 중첩되어 있으나, 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격될 수 있다.
상기 오버 코팅층(230)은 상기 컬러 필터(CF)와 상기 컬러 필터(CF)가 덮고 있지 않은 상기 블랙 매트릭스(BM1)의 하부에 배치된다. 상기 오버 코팅층(230)은 상기 컬러 필터(CF)를 평탄화 하면서, 상기 컬러 필터(CF)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(EL2)은 화소 영역에 대응되게 배치된다. 상기 제2 전극(EL2)은 공통 라인(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 전극(EL2)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(EL2)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
상기 액정층(LC)은 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(LC)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 상기 표시 패널은 블랙 매트릭스를 제외하고 도 1의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.
블랙 매트릭스(BM2)는 제2 기판(410) 하부에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM2)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되어 배치되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM2)는 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 블랙 매트릭스(BM2)는 감광성 수지 조성물로부터 형성된다. 상기 감광성 수지 조성물은 전체 중량에 대하여 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함한다.
상기 고형분은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 양자점, 분산제 및 착색제를 포함한다.
상기 감광성 수지 조성물은 상기 착색제를 제외하고 도 1의 감광성 수지 조성물과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 고형분은 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%의 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 블랙 매트릭스가 가시광선 파장의 빛을 흡수하도록 돕는 역할을 한다.
상기 착색제는, 예를 들면, 카본 블랙과 같은 무기 착색제, 유기 착색제, 또는 유색(R, G, B) 혼합 안료 등의 착색제를 포함함으로써 블랙을 나타낼 수 있다.또한, 상기 착색제는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 물질은 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소 수지, 멜라민 수지 및 페놀 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광경화성 수지는 에폭시 수지와 같은 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 양자점 및 상기 착색제를 포함하는 상기 블랙 매트릭스(BM2)는 0.75μm 내지 1mm 범위의 적외선 파장의 빛을 자체 발광하고, 380nm 내지 800nm 범위의 가시광선 파장의 빛은 흡수한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM2)는 박막 트랜지스터의 이동도(mobility gap) 이상의 에너지를 차단할 수 있다.
상기 양자점의 중심 발광 파장은 900nm 이상 2000nm 이하이다.
기존의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 차광하는 기능만 수행한다. 하지만, 본 발명의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 흡수하고, 적외선 파장 범위의 빛은 자체 발광하는 기능을 동시에 가질 수 있다.
상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스는 적외선 파장의 빛을 발광한다. 따라서, 상기 표시 패널은 적외선 파장의 빛이 사용되는 장비에 이용되어 의료 및 미용 효과를 개선할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 상기 표시 패널은 어레이 기판, 대향 기판 및 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치되는 액정층(LC2)을 포함한다. 상기 표시 패널은 백라이트 유닛으로부터 제공되는 광이 투과되어 영상이 표시되는 표시 영역(DA) 및 상기 광이 차단되는 주변 영역(PA)을 포함한다.
상기 어레이 기판은 제1 편광판(500), 제1 기판(510), 게이트 절연막(530), 박막 트랜지스터(TFT), 보호막(550), 블랙 매트릭스(BM3), 컬러 필터(CF2), 오버 코팅층(570), 제1 전극(EL3), 보호막(590) 및 제2 전극(EL4)을 포함한다.
상기 제1 편광판(500)은 상기 제1 기판(510)의 일면과 결합된다. 상기 제1 편광판(500)은 상기 액정층(LC2)으로 입사되는 광을 편광 한다. 도시되지 않았지만 상기 제1 편광판(500)은 이방성 굴절률을 가지며 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광필름을 지지하는 베이스 필름을 포함한다.
상기 제1 기판(510)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 기판(510)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 기판(510) 상에 게이트 전극(GE) 및 게이트 라인(미도시)이 배치된다.
상기 게이트 전극(GE) 및 상기 게이트 라인이 배치된 상기 제1 기판(510) 상에는 게이트 절연막(530)이 배치된다. 상기 게이트 절연막(530)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질을 포함할 수 있다.
상기 게이트 절연층(530) 상에 상기 게이트 전극(GE)과 중첩하는 채널층(CH)이 배치된다. 상기 채널층(CH)은 비정질 실리콘(a-Si:H)으로 이루어진 반도체층 및 n+ 비정질 실리콘(n+ a-Si:H)으로 이루어진 저항성 접촉층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 채널층(CH)은 산화물 반도체를 포함할 수 있다. 상기 산화물 반도체는 인듐(indium: In), 아연(zinc: Zn), 갈륨(gallium: Ga), 주석(tin: Sn) 또는 하프늄(hafnium: Hf) 중 적어도 하나를 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 보다 구체적으로는, 인듐(In), 아연(Zn) 및 갈륨(Ga)을 포함하는 비정질 산화물, 또는 인듐(In), 아연(Zn) 및 하프늄(Hf)을 포함하는 비정질 산화물로 이루어질 수 있다. 상기 산화물 반도체에 산화인듐아연(InZnO), 산화인듐갈륨(InGaO), 산화인듐주석(InSnO), 산화아연주석(ZnSnO), 산화갈륨주석(GaSnO) 및 산화갈륨아연(GaZnO) 등의 산화물이 포함될 수 있다.
상기 채널층 상에 소스 전극(SE) 및 드레인 전극(DE)이 배치된다. 상기 소스 전극(SE)은 데이터 라인(미도시)과 연결되고, 상기 드레인 전극(DE)은 콘택홀(CNT)을 통해 상기 제1 전극(EL1)과 연결된다.
상기 게이트 전극(GE), 상기 소스 전극(SE), 상기 드레인 전극(DE) 및 상기 채널층(CH)은 상기 박막 트랜지스터(TFT)를 구성한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에는 상기 보호막(550)이 배치된다. 상기 보호막(550)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다. 상기 보호막(550)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(CNT)을 포함한다.
상기 블랙 매트릭스(BM3)는 상기 보호막(550) 상에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM3)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM3)는 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 블랙 매트릭스(BM3)는 감광성 수지 조성물을 포함한다. 상기 감광성 수지 조성물은 전체 중량에 대하여 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함한다.
상기 고형분은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 양자점 및 분산제를 포함한다.
상기 감광성 수지 조성물은 도 1의 감광성 수지 조성물과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
예를 들면, 상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스(BM3)는 0.75μm 내지 1mm 범위의 적외선 파장의 빛을 자체 발광한다. 380nm 내지 800nm 범위의 가시광선 파장의 빛은 흡수한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM3)는 박막 트랜지스터의 이동도(mobility gap) 이상의 에너지를 차단할 수 있다.
상기 양자점의 중심 발광 파장은 900nm 이상 2000nm 이하이다.
기존의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 차광하는 기능만 수행한다. 하지만, 본 발명의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 흡수하고, 적외선 파장 범위의 빛은 자체 발광하는 기능을 동시에 가질 수 있다.
상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스는 적외선 파장의 빛을 발광한다. 따라서, 상기 표시 패널은 적외선 파장의 빛이 사용되는 장비에 이용되어 의료 및 미용 효과를 개선할 수 있다.
상기 컬러 필터(CF2)는 상기 블랙 매트릭스(BM3) 및 상기 보호막 (550)상에 배치된다. 상기 컬러 필터(CF2)는 상기 액정층(LC2)을 투과하는 광에 색을 제공하기 위한 것이다. 상기 컬러 필터(CF2)는 적색 컬러 필터(red), 녹색 컬러 필터(green), 및 청색 컬러 필터(blue)일 수 있다. 상기 컬러 필터(CF2)는 각 화소 영역에 대응하여 제공되며, 서로 인접한 화소 사이에서 서로 다른 색을 갖도록 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 상기 컬러 필터(CF2)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 일부가 인접한 컬러 필터(CF2)에 의해 중첩되어 있으나, 상기 컬러 필터(CF)는 서로 인접한 화소 영역의 경계에서 이격될 수 있다.
상기 오버 코팅층(570)은 상기 컬러 필터(CF2)와 상기 컬러 필터(CF2)가 덮고 있지 않은 상기 블랙 매트릭스(BM3)의 상에 배치된다. 상기 오버 코팅층(570)은 상기 컬러 필터(CF2)를 평탄화하면서, 상기 컬러 필터(CF2)를 보호하는 역할과 절연하는 역할을 하며 아크릴계 에폭시 재료를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 오버 코팅층(570)은 상기 드레인 전극(DE)의 일부를 노출하는 상기 콘택홀(CNT)을 포함한다.
상기 제1 전극(EL3)은 상기 오버 코팅층(570) 상에 배치된다. 상기 제1 전극(EL3)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(EL3)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제1 전극(EL3)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
상기 보호막(590)은 상기 제1 전극(EL3) 상에 배치된다. 상기 보호막(590)은 실리콘 질화물(SiNx) 또는 실리콘 산화물(SiOx)등의 무기 물질로 형성될 수도 있고, 저유전율 유기 절연막으로 형성될 수도 있다. 또한, 무기 절연막과 유기 절연막의 이중막으로 형성될 수도 있다.
상기 제2 전극(EL4)은 상기 보호막(590) 상에 배치된다. 상기 제2 전극(EL4)은 화소 영역에 대응되게 배치된다. 상기 제2 전극(EL4)은 공통 라인(미도시)과 전기적으로 연결된다. 상기 제2 전극(EL4)은 복수의 개구를 갖는 슬릿 패턴을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(EL4)은 투명 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 전극(EL2)은 산화 인듐 주석(indium tin oxide: ITO) 또는 산화 아연 주석(indium zinc oxide: IZO)을 포함할 수 있다.
즉, 상기 제1 기판은 컬러 필터가 박막 트랜지스터 기판에 형성된 COA(color filter on array) 구조 및 블랙 매트릭스가 박막 트랜지스터 기판에 형성된 BOA 구조(black matrix on array)를 갖는다.
상기 대향 기판은 제2 편광판(600) 및 제2 기판(610)을 포함한다.
상기 제2 편광판(600)은 상기 제2 기판(610)의 일면과 결합된다. 상기 제1 편광판(600)은 상기 액정층(LC2)으로 입사되는 광을 편광 한다. 도시되지 않았지만 상기 제1 편광판(600)은 이방성 굴절률을 가지며 트리아세틸 셀룰로오스(triacetyl cellulose), 시클로 올레핀 폴리머(cyclo olefin polymer) 또는 폴리메틸메타아크릴레이트(polymethyl methacrylate)를 포함하는 보상필름, 폴리비닐알코올을 포함하는 편광필름 및 상기 편광필름을 지지하는 베이스 필름을 포함한다.
상기 제2 기판(610)은 상기 제1 기판(510)과 대향한다.
상기 제2 기판(610)은 투과성, 내열성, 내화학성 등이 우수한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 제2 기판(610)은 광 투과력이 우수한 유리, 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 및 폴리아크릴 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 액정층(LC2)은 상기 어레이 기판 및 상기 대향 기판 사이에 배치된다. 상기 액정층(LC2)은 광학적 이방성을 갖는 액정 분자들을 포함한다. 상기 액정 분자들은 전계에 의해 구동되어 상기 액정층(LC2)을 지나는 광을 투과시키거나 차단시켜 영상을 표시한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 패널의 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 표시 패널은 블랙 매트릭스를 제외하고 도 3의 표시 패널과 실질적으로 동일하므로 중복되는 설명은 생략하거나 간략히 한다.
블랙 매트릭스(BM4)는 보호막(750) 상에 배치된다. 상기 블랙 매트릭스(BM4)는 상기 주변 영역(PA)에 대응되고, 광을 차단한다. 즉, 상기 블랙 매트릭스(BM4)는 상기 데이터 라인, 상기 게이트 라인 및 상기 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩한다.
상기 블랙 매트릭스(BM4)는 감광성 수지 조성물을 포함한다. 상기 감광성 수지 조성물은 전체 중량에 대하여 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함한다.
상기 고형분은 광중합성 화합물, 광중합 개시제, 알칼리 가용성 수지, 양자점, 분산제 및 착색제를 포함한다.
상기 감광성 수지 조성물은 상기 착색제를 제외하고 도 1의 감광성 수지 조성물과 실질적으로 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.
상기 고형분은 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1 내지 5중량%의 착색제를 포함할 수 있다. 상기 착색제는 블랙 매트릭스가 가시광선 파장의 빛을 흡수하도록 돕는 역할을 한다.
상기 착색제는, 예를 들면, 카본 블랙과 같은 무기 착색제, 유기 착색제, 또는 유색(R, G, B) 혼합 안료 등의 착색제를 포함함으로써 블랙을 나타낼 수 있다.또한, 상기 착색제는 유기 물질을 포함할 수 있다. 상기 유기 물질은 열경화성 수지 또는 광경화성 수지를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 열경화성 수지는 요소 수지, 멜라민 수지 및 페놀 수지 등을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광경화성 수지는 에폭시 수지와 같은 중합성 관능기를 갖는 중합성 화합물, 광조사에 의해 상기 중합성 화합물의 중합 반응을 개시시키는 광중합 개시제, 계면 활성제 및 산화 방지제 등을 포함할 수 있으며 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들면, 상기 양자점 및 상기 착색제를 포함하는 상기 블랙 매트릭스(BM4)는 0.75μm 내지 1mm 범위의 적외선 파장의 빛을 자체 발광하고, 380nm 내지800nm 범위의 가시광선 파장의 빛은 흡수한다. 따라서, 상기 블랙 매트릭스(BM4)는 박막 트랜지스터의 이동도(mobility gap) 이상의 에너지를 차단할 수 있다.
상기 양자점의 중심 발광 파장은 900nm 이상 2000nm 이하이다.
기존의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 차광하는 기능만 수행한다. 하지만, 본 발명의 블랙 매트릭스는 가시광선 파장 범위의 빛을 흡수하고, 적외선 파장 범위의 빛은 자체 발광하는 기능을 동시에 가질 수 있다.
상기 양자점을 포함하는 상기 블랙 매트릭스는 적외선 파장의 빛을 발광한다. 따라서, 상기 표시 패널은 적외선 파장의 빛이 사용되는 장비에 이용되어 의료 및 미용 효과를 개선할 수 있다.
이상 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100, 300, 500, 700: 제1 편광판 200, 400, 600, 800: 제2 편광판
110, 310, 510, 710: 제1 기판 210, 410, 610, 810: 제2 기판
DA: 표시 영역 PA: 주변 영역
EL1, EL3: 제1 전극 EL2, EL4: 제2 전극
LC, LC2; 액정층 TFT: 박막 트랜지스터
CNT: 콘택홀 CF, CF2: 컬러필터
BM1, BM2, BM3, BM4: 블랙 매트릭스

Claims (20)

  1. 60 내지 95 중량%의 용제; 및
    5 내지 40 중량%의 고형분을 포함하며,
    상기 고형분은, 상기 고형분의 전체 중량에 대하여,
    중심 발광 파장이 900nm 이상 2000nm 이하인 5 내지 90 중량%의 양자점을 포함하는 감광성 수지 조성물.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고형분은, 상기 고형분의 전체 중량에 대하여,
    4 내지 70 중량%의 광중합성 화합물;
    0.1 내지 20 중량%의 광중합 개시제;
    5 내지 80 중량%의 알칼리 가용성 수지; 및
    0.1 내지 12 중량%의 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  3. 제1항에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  4. 제3항에 있어서, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 및 산화구리(CuO)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  5. 제3항에 있어서, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  6. 제3항에 있어서, 상기 코어 및 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm인 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  7. 제2항에 있어서, 상기 고형분은 상기 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1내지 5중량%의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  8. 제7항에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  9. 제2항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 및 디카르보닐 이미드 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  10. 제2항에 있어서, 상기 분산제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 화합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 화합물, 폴리에틸렌글리콜디에스테르계 화합물, 소르비탄 지방상 에스테르계 화합물, 지방산 변성 폴리에스테르계 화합물, 3급 아민 변성 폴리우레탄계 화합물, 알킬암모늄계 화합물 및 폴리에틸렌이민계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 감광성 수지 조성물.
  11. 제1 기판;
    상기 제1 기판에 대향하는 제2 기판; 및
    상기 제1 기판 및 제2 기판 사이에 배치되는 액정층을 포함하고,
    상기 제1 기판은, 광을 차단하는 블랙 매트릭스를 포함하며,
    상기 블랙 매트릭스는 중심 발광 파장이 900nm 이상 2000nm 이하인 양자점을 포함하는 표시 패널.
  12. 제11항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스는 60 내지 95 중량%의 용제 및 5 내지 40 중량%의 고형분을 포함하는 감광성 수지 조성물로부터 형성되며, 상기 고형분은, 5 내지 90 중량%의 양자점, 4 내지 70 중량%의 광중합성 화합물, 0.1 내지 20 중량%의 광중합 개시제, 5 내지 80 중량%의 알칼리 가용성 수지 및 0.1 내지 12 중량%의 분산제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  13. 제12항에 있어서, 상기 양자점은 코어 및 상기 코어를 둘러싸는 쉘을 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  14. 제13항에 있어서, 상기 코어는 셀레늄화납(PbSe), 황화납(PbS), 텔루륨화납(PbTe) 및 산화구리(CuO)로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  15. 제13항에 있어서, 상기 쉘은 인화인듐(InP), 질화인듐(InN), 인화갈륨(GaP), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AIN), 인화알루미늄(AIP), 알루미늄비소(AIAs), 황화카드뮴(CdS), 셀레늄화카드뮴(CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 아연텔루라이드(ZnTe), 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 황화수은(HgS), 셀렌화수은(HgSe) 및 텔루르화수은(HgTe)으로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  16. 제13항에 있어서, 상기 코어 및 상기 쉘의 각각의 지름은 2nm 내지 20nm인 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  17. 제12항에 있어서, 상기 고형분은 상기 고형분의 전체 중량에 대하여 0.1내지 5중량%의 착색제를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  18. 제12항에 있어서, 상기 착색제는 카본 블랙, 요소 수지, 멜라민 수지, 페놀 수지 및 에폭시 수지로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  19. 제12항에 있어서, 상기 알칼리 가용성 수지는 모노 카르복실산계 화합물, 디카르복실산계 화합물, 모노(메타)아클릴레이트계 화합물, 알킬 에스테르계 화합물, 카르복실산 에스테르계 화합물, 비닐 화합물, 에폭시기와 불포화 결합을 갖는 지방족 고리 화합물, 에폭시계 화합물 및 디카르보닐 이미드 유도체로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
  20. 제12항에 있어서, 상기 분산제는 폴리옥시에틸렌알킬에테르계 화합물, 폴리옥시에틸렌알킬페닐에테르계 화합물, 폴리에틸렌글리콜디에스테르계 화합물, 소르비탄 지방상 에스테르계 화합물, 지방산 변성 폴리에스테르계 화합물, 3급 아민 변성 폴리우레탄계 화합물, 알킬암모늄계 화합물 및 폴리에틸렌이민계 화합물로 이루어진 그룹에서 선택된 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 표시 패널.
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