KR20190108578A - 플렉시블 컬러 필터 및 제조 방법 - Google Patents

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KR20190108578A
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라두 레잇
아드리안 어벤다노-볼리바
다비드 아리에가-살라스
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아레스 머티리얼스 인크.
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Abstract

플렉시블 컬러 필터, 및 플렉시블 컬러 필터의 제조 방법이 제공된다. 예시적인 플렉시블 컬러 필터는 열경화성 티올-클릭 중합체를 포함하는 투명한 플렉시블 기판을 포함한다. 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 예시적인 방법은 강성 캐리어 기판 상에 이형층을 분배하는 단계, 상기 이형층 상에 중합체 수지를 분배하는 단계, 상기 중합체 수지를 투명 필름으로 경화시키는 단계; 상기 투명 필름 상에 플렉시블 컬러 필터를 제작하는 단계; 및 상기 이형층 및 강성 캐리어 기판으로부터 상기 플렉시블 컬러 필터를 제거하는 단계를 포함한다.

Description

플렉시블 컬러 필터 및 제조 방법
컬러 필터는 액정, 전기영동, (유기) 발광 다이오드, 또는 백색광 광원을 단색광의 다중 대역으로 필터링하는 임의의 다른 기술을 이용하는 디스플레이 모듈의 널리 사용되는 구성요소이다. 이전에, 이러한 컬러 필터가 제작된 기판은 유리의 투명성, 화학적 탄력성 및 고온 치수 안정성으로 인해 유리였다. 그러나, 유리의 낮은 가요성은 플렉시블 디스플레이의 컬러 필터용 기판 재료로서 유리의 사용을 제한한다.
본원에 기술된 대상은 신규하고 유리한 컬러 필터, 및 이를 제조하는 방법 및 이를 사용하는 방법을 제공하는 것이다. 컬러 필터를 제조하기 위한 종래의 접근법은 광원으로부터의 광 흡수를 최소화하고 전력 효율 및 색 충실도를 증가시키기 위해 유리의 투명성에 의존하지만, 새로운 기판 재료의 사용이 제안된다. 상기 재료는 가시 광선 스펙트럼에서 85% 이상의 투명도와 2% 미만의 헤이즈를 갖는다. 상기 기판 재료를 사용하면 LCD 디스플레이용으로 더 얇고 가볍고 보다 탄력적인 컬러 필터가 초래될 수 있다. 상기 기판 재료는 컬러 필터 제조 방법과 함께 사용될 수 있다.
본원 개시내용의 예시적인 구현예는 첨부된 도면을 참조하여 이하에 상세히 설명되며, 이는 본원에 참조로 포함된다:
도 1은 일 구현예에 따른 컬러 필터의 단면도를 나타낸다.
도 2는 일 구현예에 따른 캐리어로부터 이형된 컬러 필터의 단면도를 나타낸다.
도 3은 일 구현예에 따른 컬러 필터를 제조하는 방법의 흐름도를 나타낸다.
도 4a는 일 구현예에 따른 패터닝 후에 블랙 매트릭스의 평면도이다.
도 4b는 일 구현예에 따른 컬러 필터 스택의 서브픽셀을 통과하는 광 흐름의 표시를 포함하는 도 1의 컬러 필터 스택의 단면도이다.
도 5는 일 구현예에 따른 패브리-페롯 필터 (Fabry-Perot filter)의 단면도이다.
예시된 도면들은 단지 예시이며, 상이한 구현예가 구현될 수 있는 환경, 시스템 구성(architecture), 디자인 또는 공정에 대한 임의의 제한을 주장하거나 암시하려는 것은 아니다.
본원에서 사용된 "플렉시블"은 최소 100,000 굽힘 사이클 (bending cycle) 동안 적어도 5 mm의 굽힘 반경으로 구부리는 능력을 갖는 것으로 정의된다. "투명성"은 본원에서 광자원 및 광검출기의 광학 경로에 물질을 도입하기 전후의 물질을 통한 가시광선 광자 (예를 들어, 400 내지 800 nm의 파장을 갖는 것들)의 플루언스(fluence)의 비율로 정의된다. 비율의 퍼센트가 85% 이상이면 물질은 "투명"이다. "헤이즈"란 광이 투명 재료를 통과하여 구체적으로 감소된 투명성을 초래하는 광의 산란으로서 본원에서 정의된다. 기술된 물질의 헤이즈 값은 2%보다 클 수 없다. "티올-클릭(thiol-click)"은 단일 혼합물로 하나 이상의 다작용성 티올 단량체 및 하나 이상의 다작용성 공단량체의 조합으로서 정의된다.
본원에 기술된 대상은 강성 캐리어 기판 상에 증착되고 중합체 막으로 경화되는 중합체 수지를 포함하는 플렉시블 컬러 필터의 제조 방법을 제공한다. 이 필름의 상부에는 블랙 매트릭스 패턴, 원색 셀 패턴 및 전극 어레이를 포함하는 컬러 필터 매트릭스가 증착된다. 컬러 매트릭스의 제작(fabrication)이 완료된 후에, 완료된 컬러 필터는 박리, 진공 롤링, 초음파 수조(ultrasonic bath) 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 다수의 기계적 방법을 사용하여 강성 캐리어 기판으로부터 제거된다.
제한되지 않지만 Si 웨이퍼 또는 유리 패널과 같은 재료가 강성 캐리어 기판으로 사용될 수 있다. 알칼리 금속 또는 알칼리 토금속 실리케이트 탈수화물을 포함하는 이형층은 이어서 임의의 충분한 유체 증착 방법 (예를 들어, 슬롯-다이 코팅, 블레이드 코팅, 스핀-코팅 등)을 통해 강성 캐리어 기판의 상부에 증착될 수 있다. 중합체 수지는 이어서 캐리어 상에 캐스팅되어 컬러 필터 제작을 위한 기판으로서 작용한다. 중합체 수지는 다작용성 티올 단량체와 공단량체의 혼합에 의해 제조될 수 있다.
중합체 수지의 제조시에, 다작용성 티올 단량체 및 공단량체는 혼합될 수 있으며, 중합체 수지는 저장기 (예를 들어, 가압된 저장기)에 주입될 수 있다. 균일한 시트 제조는 중합체 수지 상에서 수행될 수 있으며, 균일한 시트 제조는 슬롯 다이 코팅, 로드 코팅, 블레이드 코팅, 스핀 코팅, 반응 사출 성형 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 충분한 방법에 의해 수행될 수 있다. 중합체 수지는 열, 가시광, 자외선 또는 이들의 임의의 조합과 같은 전자기 방사선을 사용하여 경화될 수 있다. 중합체 경화된 수지는 가시 범위에서 90% 초과의 투명도 및 1% 미만의 헤이즈를 갖는다. 이것은 광 투과가 LCD 디스플레이의 화질과 전력 소비에 직접적으로 영향을 미치기 때문에 컬러 필터 기판에 바람직한 성질이다.
블랙 매트릭스 패턴은 백라이트가 원하는 서브픽셀만을 통과하도록 빛샘(light leakage)을 방지하기 위해 사용된다. 이 블랙 매트릭스 패턴은 크롬, 블랙 색상 포토레지스트, 감광성 블랙 잉크, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 블랙 매트릭스 패턴은 스핀-캐스팅 기술, 염료-캐스팅 기술, 인쇄 기술, 열 증발 기술, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 충분한 증착 방법을 이용하여 증착될 수 있다. 임의의 선택적인 예에서, 60 내지 100℃ 범위의 온도에서 10 내지 10,000초 동안 프리-베이킹이 사용될 수 있다. 충분한 포토리소그래피 방법은 마스크 정렬기, 스테퍼, 스캐너, 인쇄 또는 이들의 임의의 조합을 갖는 시스템을 사용하여 블랙 매트릭스 패턴을 패터닝하는데 사용될 수 있다. 노광은 g-선 (436 nm), h-선 (405 nm), i-선 (365 nm), j-선 (313 nm) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 적절한 광원을 사용하여 수행될 수 있다. 노광 시간은 포토레지스트로 사용되는 재료로 정의된다. 이 재료는 사용된 재료에 따라 100 내지 300℃에서 10 내지 10,000초 동안 베이킹되어 가능한 용매를 제거한다. 크롬이 사용되는 경우, 금속은 습식 에칭되거나 건식 에칭될 수 있다.
일단 블랙 매트릭스 패턴이 제작되면, 착색된 레지스트가 원하는 서브픽셀에 도포된다. 착색된 레지스트는 각 서브픽셀의 색을 설정하기 위해 원하는 파장의 광을 흡수하는 유기층을 포함한다. 이 착색된 레지스트는 염료-코팅, 스핀-코팅, 인쇄, 증발 또는 이들의 임의의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 임의의 충분한 방법에 의해 증착될 수 있다. 착색된 레지스트 재료는 이전에 기술된 바와 같이 포토리소그래피를 사용하여 소프트 베이킹되고 패터닝된다. 이로 블랙 매트릭스에 서브픽셀을 형성할 것이다. 이 공정은 픽셀에 필요한 모든 색상 (예를 들어, RGB의 경우, 적색, 녹색 및 청색이며, RGBY의 경우 적색, 녹색, 청색 및 황색)을 만들기 위해 3회 또는 4회 반복된다. 광을 필터링하는데 사용되는 레지스트의 색을 변화시키면서 상기 기술된 동일한 단계를 사용하여 형성될 수 있는 다른 서브픽셀 구성이 있을 수 있다.
또 다른 구현예에서, 블랙 매트릭스 후에, 서브픽셀의 색은 또한 패브리-페롯 필터 (Fabry-Perot filter)를 사용하여 형성될 수 있는데, 2개의 반사층들은 공동(cavity)을 생성하도록 개재된 스페이서 층을 갖는다. 패브리-페롯 필터에서, 스페이서 층의 두께를 공진 주파수의 파장의 1/2의 정수 배로 변경함으로써 색을 선택할 수 있다. 반사층은 Ag 또는 Ag 합금으로 제조될 수 있지만 이로 제한되지 않는다. 그리고 스페이서 층은 SiO2, Al2O3, TiO2 등으로 제조될 수 있지만 이로 제한되지 않는다..
모든 구현예에서, 일단 서브픽셀이 정의되면, 전도성 투명층이 스퍼터링, 증발, 전기 방사, 스핀-온 코팅, 염료-코팅, 인쇄 또는 이들의 임의의 조합에 의해 증착되지만, 이로 제한되지 않는다. 이 층을 위한 재료는 인듐-주석-산화물 (ITO), 인듐-아연-산화물 (IZO), 알루미늄-아연-산화물 (AZO), Ag 나노와이어 또는 폴리(3,4-에틸렌디옥시티오펜) 폴리스티렌 설포네이트 (PEDOT:PSS)를 포함할 수 있지만 이로 제한되지 않는다. 이 층은 구동 백플레인 층과 박막 트랜지스터를 연결하는 투명 전극을 포함할 것이다.
전도성 투명층은 포토리소그래피, 레이저 어블레이션 (laser ablation) 또는 인쇄를 사용하여 패터닝될 수 있지만 이로 제한되지 않는다.
도 1은 캐리어 기판 (110) 상에 제조된 컬러 필터 스택 (100)의 단면도를 도시한다. 층간 이형층 (120)은 캐리어 기판 (110)의 상부에 배치되고, 중합체 기판 재료 (130)는 이 층간 이형층 (120)의 상부에 증착되고 경화된다. 또한, 블랙 매트릭스 패턴 (140)이 증착되고 패터닝되었다. 패턴화된 착색된 레지스트 (150)로부터 제조된 컬러 필터 픽셀들이 또한 중합체 기판 재료 (130)의 상부에 증착되고 패터닝되고, 투명 전도층 (160)은 TFT 백플레인을 위한 전극으로서 작용하도록 증착된다.
도 2는 캐리어 기판 (110) 상에 제조된 컬러 필터 스택 (100)의 단면도 및 캐리어 기판 (110)으로부터 컬러 필터 스택 (100)의 이형을 나타낸다. 층간 이형층 (120)은 캐리어 기판 (110)의 상부에 배치되고, 중합체 기판 재료 (130)는 층간 이형층 (120)의 상부에 증착되고 경화된다. 또한, 블랙 매트릭스 (140) 및 컬러 필터 픽셀 (150)은 중합체 기판 재료 (130)의 상부에 증착되고 패터닝된다. 캐리어 기판 (110)으로부터 컬러 필터 스택 (100)의 이형을 시작하기 위해, 유체(200)는 중합체 기판 재료 (130)와 층간 이형층 (120) 사이의 계면에 도입되어 중합체 기판 재료 (130)와 층간 이형층 (120) 사이의 접착력을 저하시킨다. 중합체 기판 재료 (130)와 층간 이형층 (120) 사이의 접착력을 낮추면 캐리어 기판 (110)으로부터 컬러 필터 스택 (100)을 박리시킬 수 있다.
도 3은 플렉시블 컬러 필터 스택, 예를 들어, 상기 도 1에 기술된 플렉시블 컬러 필터 스택 (100)의 제조를 위한 예시적인 공정 흐름도 (300)이다. 블록 (301)에서, 실리케이트 용액이 캐리어 기판의 상부에 분배되고 건조되어 이형층을 형성한다. 이어서, 블록 (302)에서, 티올-클릭 열경화성 수지가 건조된 실리케이트 층의 상부에 분배된다. 이어서, 블록 (304)에서 컬러 필터의 제작를 가능하게 하는 블록 (303)에서 티올-클릭 열경화성 수지가 경화된다. 블록 (305)에서, 플렉시블 컬러 필터는 캐리어 기판으로부터 이형된다.
도 4a는 서브픽셀들 (410) 사이의 빛샘을 방지하기 위해 낮은 투과율을 갖는 물질로 패터닝 한 후에 상기 블랙 매트릭스의 평면도 (400), 예를 들어 상기도 1에서 설명한 바와 같은 블랙 매트릭스 (100)이다. 상기 논의된 바와 같이, 블랙 매트릭스는 크롬, 블랙 색상 포토레지스트 또는 감광성 블랙 잉크로부터 제조 될 수 있지만 이로 제한되지 않는다. 블랙 매트릭스 스핀-캐스팅 기술, 염료-캐스트 기술, 인쇄 기술 열 증발 기술, 또는 이들의 조합을 사용하여 증착될 수 있지만 이로 제한되지 않는다. 60 내지 100℃의 온도 범위에서 10 내지 10,000초 동안 프리-베이킹을 수행할 수 있다. 포토리소그래피는 마스크 정렬기, 스테퍼, 스캐너, 인쇄 또는 이들의 임의의 조합을 사용하는 시스템을 사용하여 블랙 매트릭스를 패터닝하는 데 사용될 수 있다. 노광은 g-선 (436 nm), h-선 (405 nm), i-선 (365 nm), j-선 (313 nm) 또는 이들의 임의의 조합과 같은 임의의 적합한 광원을 사용하여 수행될 수 있다. 노광 시간은 포토레지스트로 사용되는 재료로 정의된다. 이 재료는 사용된 재료에 따라 100 내지 300℃에서 10 내지 10,000초 동안 베이킹되어 가능한 용매를 제거할 수 있다. 크롬이 사용되는 경우, 금속은 습식 에칭되거나 건식 에칭될 수 있다.
도 4b는 컬러 필터 스택 (102)의 서브픽셀들 (410)을 통한 광 흐름(light flow)(412)의 표시를 포함하는 컬러 필터 스택 (100)의 단면도이다. 컬러 필터 픽셀 (150)을 각각 포함하는 서브픽셀들 (410)은 원하는 파장의 광을 흡수하여 서브픽셀들 (410) 각각을 통해 광 흐름 (412)의 색을 설정한다. 또한 광 흐름 (414)이 블랙 매트릭스 (103/203)와 접촉할 때까지 컬러 필터 스택 (100)을 통해 이동하는 광 흐름 (414)이 도시되어 있다. 블랙 매트릭스 (103)는 광 흐름 (414)이 컬러 필터 스택 (100) 전체를 통과하는 것을 방지하고, 서브픽셀들 (410) 사이의 빛샘을 방지한다.
도 5는 광 (505)이 얇은 반사층 (501)의 후면 (backside)을 통해 1.3 내지 2.6의 굴절률을 갖는 매체 (502)로 진행하는 패브리 페롯 필터 (500)의 단면도이다. 광 (504)은 501과 또 다른 반사 재료 (503) 사이에서 최종적으로 503을 통해 빠져나오기 전에 반사된다. 반사된 광 빔 (504) 간의 간섭은 특정 파장만이 거울을 빠져나가도록 하여, 입력 광을 "필터링"하고 필터 (500)를 빠져나가는 광 (504)의 색을 설정한다. 상기 논의된 바와 같이, 컬러 필터 픽셀들 (130) 대신에 서브픽셀들 (410)에 패브리 페롯 필터 (500)가 설치될 수 있다.
일부 구현예에서, 플렉시블 컬러 필터는 열경화성 티올-클릭 중합체를 포함할 수 있다. 열경화성 티올-클릭 중합체는 단량체 혼합물을 경화시킴으로써 제조될 수 있다. 단량체 혼합물은 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 티올 단량체 및 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 공단량체를 포함할 수 있다. 플렉시블 컬러 필터는 계면 접착층 및 강성 전자 구성요소를 추가로 포함할 수 있다. 단량체 혼합물은 약 0.001 wt% 내지 약 10 wt%의 소분자 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 소분자 첨가제는 아세토페논; 벤질 화합물; 벤조인 화합물; 벤조페논; 퀴논; 티옥산톤; 아조비스이소부티로니트릴; 과산화벤조일; 과산화수소, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다작용성 티올 단량체는 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트); 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트); 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올; 1,3-프로판디티올; 1,2-에탄디티올; 1,4-부탄디티올; 트리스[2-(3-머캅토프로피오닐옥시) 에틸] 이소시아누레이트; 3,4-에틸렌디옥시티오펜; 1,10-데칸디티올; 트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸디티올; 벤젠-1,2-디티올; 및 트리티오시아누르산; 디펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트); 2,3-디((2-머캅토에틸)티오)-1-프로판티올; 디머캅토디에틸설파이드; 에톡실화 트리메틸프로판-트리(3-머캅토-프로피오네이트); 에톡실화 트리메틸프로판트리(3-머캅토-프로피오네이트); 폴리카프로락톤 테트라 3-머캅토프로피오네이트; 디-펜타에리트리톨헥사키스 (3-머캅토프로피오네이트); 디-트리메틸올프로판테트라 (3-머캅토프로피오네이트); 글리콜디 (3-머캅토프로피오네이트); 펜타에리트리톨테트라머캅토아세테이트; 트리메틸올-프로판트리-머캅토아세테이트; 글리콜디-머캅토아세테이트; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 다작용성 공단량체는 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 (1H,3H,5H)-트리온; 트리사이클로[5.2.1.02,6] 데칸디메탄올 디아크릴레이트; 디비닐 벤젠; 디알릴 비스페놀 A (디아세테이트 에테르); 디알릴 테레프탈레이트; 디알릴 프탈레이트; 디알릴 말레에이트; 트리메틸올프로판 디알릴 에테르; 에틸렌 글리콜 디사이클로펜테닐 에테르 아크릴레이트; 디알릴 카보네이트; 디알릴 우레아; 1,6-헥산디올 디아크릴레이트; 신나밀 신나메이트; 비닐 신나메이트; 알릴 신나메이트; 알릴 아크릴레이트; 크로틸 아크릴레이트; 신나밀 메타크릴레이트; 트리비닐사이클로헥산; 1,4-사이클로헥산디메탄올 디비닐 에테르; 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트; 트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디아릴레이트; 트리스[2-(아크릴로일옥시 에틸)] 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라아크릴레이트; 디펜타에트리톨프로판 펜타-/헥사-아크릴레이트; 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트; 디메탄올 디메타크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디메타크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라메타크릴레이트; 비스페놀 A 디글리시딜 에테르; 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르; 트리스(2,3-에폭시프로필) 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 1,1'-(메틸렌디-4,1-페닐렌) 비스말레이미드; 1,6-디(말레이미도)헥산; 1,4-디(말레이미도)부탄; N,N'-(1,3-페닐렌)디말레이미드; 이소포론 디이소시아네이트; 크실릴렌 디이소시아네이트; 톨릴렌 디이소시아네이트; 1,4-디이소시아네이토부탄, 1,6-디이소시아네이토헥산, 1,8-디이소시아네이토옥탄; 비닐 노르보르넨; 디사이클로펜타디엔; 에틸리덴노르보르넨; 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
플렉시블 컬러 필터는 열경화성 중합체를 포함할 수 있다. 플렉시블 컬러 필터는 열경화성 중합체의 유리 전이 온도보다 높은 온도에서 처리될 수 있다.
일부 구현예에서, 플렉시블 컬러 필터를 제조하는 방법이 제공된다. 예시적인 방법은 단량체 혼합물을 제조하고 상기 단량체 혼합물을 경화시켜 박막 처리를 위한 기판으로서 열경화성시 티올-클릭 중합체를 포함하는 플렉시블 중합체 기판 필름을 형성하는 것을 포함한다. 예비-열경화성 단량체 혼합물은 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 티올 단량체 및 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 공단량체를 포함할 수 있다.
예비-열경화성 단량체 혼합물은 약 0.001 wt% 내지 약 10 wt%의 소분자 첨가제를 추가로 포함할 수 있다. 소분자 첨가제는 하기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 아세토페논; 벤질 화합물; 벤조인 화합물; 벤조페논; 퀴논; 티옥산톤; 아조비스이소부티로니트릴; 과산화벤조일; 및 과산화수소. 다작용성 티올 단량체는 하기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트); 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트); 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올; 1,3-프로판디티올; 1,2-에탄디티올; 1,4-부탄디티올; 트리스[2-(3-머캅토프로피오닐옥시)에틸] 이소시아누레이트; 3,4-에틸렌디옥시티오펜; 1,10-데칸디티올; 트리사이클로[S.2.1.02,6]데칸디티올; 벤젠-1,2-디티올; 및 트리티오시아누르산, 디펜타에리트리톨헥사키스(3-머캅토프로피오네이트); 2,3-디((2-머캅토에틸)티오)-1-프로판티올; 디머캅토디에틸설파이드; 에톡실화 트리메틸프로판-트리(3-머캅토-프로피오네이트); 에톡실화 트리메틸프로판트리(3-머캅토-프로피오네이트); 폴리카프로락톤 테트라 3-머캅토프로피오네이트; 디-펜타에리트리톨헥사키스 (3-머캅토프로피오네이트); 디-트리메틸올프로판테트라 (3-머캅토프로피오네이트); 글리콜디 (3-머캅토프로피오네이트); 펜타에리트리톨테트라머캅토아세테이트; 트리메틸올-프로판트리-머캅토아세테이트; 글리콜디 머캅토아세테이트; 또는 이들의 임의의 조합. 다작용성 공단량체는 하기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다: 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 (1H,3H,SH)-트리온; 트리사이클로[S.2.1.02,6] 데칸디메탄올 디아크릴레이트; 디비닐 벤젠; 디알릴 비스페놀 A (디아세테이트 에테르); 디알릴 테레프탈레이트; 디알릴 프탈레이트; 디알릴 말레에이트; 트리메틸올프로판 디알릴 에테르; 에틸렌 글리콜 디사이클로펜테닐 에테르 아크릴레이트; 디알릴 카보네이트; 디알릴 우레아; 1,6-헥산디올디아크릴레이트; 신나밀 신나메이트; 비닐 신나메이트; 알릴 신나메이트; 알릴 아크릴레이트; 크로틸 아크릴레이트; 신나밀 메타크릴레이트; 트리비닐사이클로헥산; 1,4-사이클로헥산디메탄올디비닐 에테르; 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트; 트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디아릴레이트; 트리스[2-(아크릴로일옥시 에틸)] 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라아크릴레이트; 디펜타에트리톨프로판 펜타-/헥사-아크릴레이트; 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트; 디메탄올 디메타크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디메타크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라메타크릴레이트; 비스페놀 A 디글리시딜 에테르; 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르; 트리스(2,3-에폭시프로필) 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 1,1'-(메틸렌디-4,1-페닐렌) 비스말레이미드; 1,6-디(말레이미도)헥산; 1,4-디(말레이미도)부탄; N,N'-(1,3-페닐렌)디말레이미드; 이소포론 디이소시아네이트; 크실릴렌 디이소시아네이트; 톨릴렌 디이소시아네이트; 1,4-디이소시아네이토부탄, 1,6-디이소시아네이토헥산, 1,8-디이소시아네이토옥탄; 비닐 노르보르넨; 디사이클로펜타디엔; 에틸리덴노르보르넨; 또는 이들의 조합.
하나의 구현예에서, 이형층은 리튬 실리케이트, 나트륨 실리케이트, 칼륨 실리케이트, 루비듐 실리케이트, 세슘 실리케이트, 프란슘 실리케이트, 또는 이들의 임의 조합물을 포함하지만 이로 제한되지 않는 알칼리 금속 실리케이트를 포함하는 실리케이트 용액이다. 또 다른 구현예에서, 이형층은 베릴륨 실리케이트, 마그네슘 실리케이트, 칼슘 실리케이트, 스트론튬 실리케이트, 바륨 실리케이트, 라듐 실리케이트, 또는 이들의 임의의 조합물을 포함하지만 이로 제한되지 않는 알칼리 토금속 실리케이트를 포함한다. 추가의 구현예에서, 이형층은 알칼리 금속 실리케이트 및 알칼리 토금속 실리케이트의 조합물을 포함한다. 예에서, 실리케이트(들)는 0.01 내지 50% w/w 실리케이트 용액을 형성하기 위해 물에 가용화되며 이는 코팅 방법 (예를 들어, 스핀-코팅)을 통해 캐리어의 상부에 분배될 수 있다. 이어서, 생성된 필름은 온도를 증가시킴으로써 (예를 들어, 125℃에서 10분 동안 노출시킴) 또는 실리케이트 결합층을 형성하기 위한 다른 방법으로 탈용매시킬 수 있다. 실리케이트 결합층이 형성된 후에, 플렉시블 기판이 실리케이트 결합층의 상부에 형성될 수 있다. 하나의 구현예에서, 플렉시블 기판은 실리케이트 결합층의 상부에 플렉시블 기판 재료를 용액 코팅 및 경화시킴으로써 형성된다. 미세 가공 후에, 플렉시블 기판과 캐리어 사이의 실리케이트 결합층은 기계적 절단을 통해 노출될 수 있고, 물 또는 다른 용매가 계면에 도입되어 실리케이트를 용해시킬 수 있다. 이어서, 플렉시블 기판은 캐리어와 이형된 플렉시블 기판 사이에서 90°에서 또는 그 이하의 각도에서 측정될 때 1 kgf/m 미만의 인장력을 통해 캐리어로부터 제거될 수 있다. 인장력 및 캐리어와 플렉시블 기판 사이의 각도로부터 야기된 적용된 이형력은 다음 식을 사용하여 계산될 수 있다:
실시예 1
370 mm x 470 mm 유리 패널이 캐리어로서 사용된다. 얇은 이형층은 염료-코팅에 의해 증착되고 베이킹되어 용매를 제거한다. 50 um의 중합체 수지 층을 얇은 이형층의 상부에 슬롯-다이 코팅하고 UV 광으로 조사하면서 250℃에서 1시간 동안 경화시킨다. 중합체 수지를 경화시킨 후에, 감광성 블랙 잉크의 1.4 um 층을 스핀 코팅에 의해 중합체 수지 상에 코팅한다. 이어서, 샘플을 100℃에서 2분 동안 베이킹하여 용매를 제거한다. 이어서, 포토마스크를 사용하여 파장 365 nm (i- 선)의 UV 광을 차단한 다음, 현상하여 블랙 매트릭스를 중합체 수지 상에 패턴화한다. 생성된 샘플은 200℃에서 2분 동안 하드-베이킹을 위해 베이킹시킨다. 하드-베이킹 단계 후에, 적색 착색된 레지스트 층을 두께 1.2 um의 샘플 상에 스핀 코팅시킨다. 이어서 생성된 샘플을 100℃에서 2분 동안 경화를 위해 베이킹시킨다. 포토마스크는 블랙 매트릭스 패턴화된 중합체 수지 상의 적색 서브픽셀의 위치를 패턴화하는데 사용된다. 그 후, 생성된 샘플을 현상하고 하드 베이킹한다. 청색 컬러 레지스트 및 녹색 컬러 레지스트는 RGB 구성을 사용할 때 나머지 2개의 서브픽셀에 대한 적색 컬러 레지스트와 동일한 공정로 사용될 수 있다. 컬러 레지스트를 도포함 후에, 100 nm의 ITO가 스퍼터링되어 구동 백플레인 층의 박막 트랜지스터용 투명 전극을 형성한다. ITO는 이후에 레이저 어블레이션에 의해 패턴화된다. 이어서, 중합체 기판은 캐리어로부터 기계적으로 제거된다.
실시예 2
추가의 서브픽셀이 RGBY 구성에서 황색의 색으로 사용하고 실시예 1의 절차에 따른다.
실시예 3
SiO2, TiO2, Si 또는 Ag와 같은, 그러나 이로 제한되지 않는, 박막 재료를 사용하는 2개의 반사층들 사이에 스페이서 층을 갖는 단일 공동 패브리-페롯 필터를 사용하여 서브픽셀들이 제작되는 보다 얇은 컬러 필터를 위하여, 실시예 1 또는 2의 절차에 따른다.

Claims (15)

  1. 플렉시블 컬러 필터의 제조 방법으로서,
    강성 캐리어 기판 상에 이형층을 분배하는 단계;
    상기 이형층 상에 중합체 수지를 분배하는 단계;
    상기 중합체 수지를 투명 필름으로 경화시키는 단계;
    상기 투명 필름 상에 플렉시블 컬러 필터를 제작하는 단계(fabricating); 및
    상기 이형층 및 강성 캐리어 기판으로부터 상기 플렉시블 컬러 필터를 제거하는 단계를 포함하는, 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 이형층은 실리케이트 용액으로부터 분배된 실리케이트 결합층인, 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 플렉시블 컬러 필터를 제거하는 단계는 상기 플렉시블 컬러 필터를 상기 강성 캐리어 기판으로부터 제거하기 위해 진공 롤러, 블레이드 웨지, 인장 그립, 초음파 수조(ultrasonic bath), 또는 이들의 임의의 조합을 이용하는 단계를 포함하는, 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 투명 필름 상에 상기 플렉시블 컬러 필터를 제작하는 단계는
    크롬, 블랙 포토레지스트 또는 블랙 감응 잉크의 층을 포함하는 블랙 매트릭스를 제조하는 단계로서, 상기 블랙 매트릭스는 포토리소그래피를 사용하여 베이킹되고 처리되어 블랙 매트릭스 패턴을 생성되는, 단계
    컬러 레지스트의 적어도 하나의 층을 제조하는 단계로서, 상기 컬러 레지스트의 적어도 하나의 층은 포토리소그래피를 사용하여 베이킹되고 처리되어 컬러 레지스트의 적어도 하나의 층을 패턴화하는, 단계; 및
    상기 플렉시블 컬러 필터 상에 전도성 투명 재료를 증착시키는 단계로서, 상기 전도성 투명 재료 층은 패턴화된 층인, 단계;를 포함하는, 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 전도성 투명 재료는 인듐-주석-산화물, PEDOT:PSS, 은 나노와이어, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인, 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 전도성 투명 재료는 레이저 어블레이션 (laser ablation), 포토리소그래피, 섀도우 마스크 (shadowmask), 또는 이들의 임의의 조합을 사용하여 패턴화되는 것인, 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 서브픽셀의 제작은, 공동(cavity)을 생성하기 위해 2개의 반사층들 사이에 위치된 스페이서 층을 포함하는 패브리-페롯 필터 (Fabry-Perot filter)를 사용하여 수행되되, 상기 스페이서 층은 1.3과 2.6 사이의 굴절률을 갖는 재료를 포함하고, 상기 스페이서 층은 서브픽셀 컬러를 제어하기 위해 10 내지 500 nm 범위의 가변 두께를 포함하는, 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 반사층은 은 또는 은 합금을 포함하는, 방법.
  9. 플렉시블 컬러 필터로서, 열경화성 티올-클릭 중합체(thiol-click polymer)를 포함하는 투명한 플렉시블 기판을 포함하는, 플렉시블 컬러 필터.
  10. 제9항에 있어서, 상기 열경화성 티올-클릭 중합체는 단량체 혼합물을 경화시켜 제조되며, 상기 단량체 혼합물은 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 티올 단량체 및 약 25 wt% 내지 약 65 wt%의 하나 이상의 다작용성 공단량체를 포함하는, 플렉시블 컬러 필터.
  11. 제10항에 있어서, 상기 단량체 혼합물은 약 0.001 wt% 내지 약 10 wt%의 소분자 첨가제를 추가로 포함하는, 플렉시블 컬러 필터.
  12. 제11항에 있어서, 상기 소분자 첨가제는 아세토페논, 벤질 화합물, 벤조인 화합물, 벤조페논, 퀴논, 티옥산톤, 아조비스이소부티로니트릴, 과산화벤조일, 과산화수소, 또는 이들의 조합을 포함하는, 플렉시블 컬러 필터.
  13. 제10항에 있어서, 상기 다작용성 티올 단량체는 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트), 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트), 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올, 1,3-프로판디티올, 1,2-에탄디티올, 1,4-부탄디티올, 트리스[2-(3-머캅토프로피오닐옥시)에틸] 이소시아누레이트, 3,4-에틸렌디옥시티오펜, 1,10-데칸디티올, 트리사이클로[5.2.1.02,6]데칸디티올, 벤젠-1,2-디티올, 트리티오시아누르산, 또는 이들의 조합을 포함하며;
    상기 다작용성 공단량체는 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 (1H,3H,SH)-트리온, 트리사이클로[S.2.1.02,6] 데칸디메탄올 디아크릴레이트; 디비닐 벤젠, 디알릴 비스페놀 A (디아세테이트 에테르), 디알릴 테레프탈레이트, 디알릴 프탈레이트, 디알릴 말레에이트, 트리메틸올프로판 디알릴 에테르, 에틸렌 글리콜 디사이클로펜테닐 에테르 아크릴레이트, 디알릴 카보네이트, 디알릴 우레아, 1,6-헥산디올 디아크릴레이트, 신나밀 신나메이트, 비닐 신나메이트, 알릴 신나메이트, 알릴 아크릴레이트, 크로틸 아크릴레이트, 신나밀 메타크릴레이트, 트리비닐사이클로헥산, 1,4-사이클로헥산디메탄올 디비닐 에테르, 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트, 트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트, 비스페놀 A 에톡실레이트 디아릴레이트, 트리스[2-(아크릴로일옥시 에틸)] 이소시아누레이트, 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트, 펜타에트리톨프로판 테트라아크릴레이트, 디펜타에트리톨프로판 펜타-/헥사-아크릴레이트, 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트, 디메탄올 디메타크릴레이트, 비스페놀 A 에톡실레이트 디메타크릴레이트, 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트, 펜타에트리톨프로판 테트라메타크릴레이트, 비스페놀 A 디글리시딜 에테르, 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르, 트리스(2,3-에폭시프로필) 이소시아누레이트, 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 1,1'-(메틸렌디-4,1-페닐렌) 비스말레이미드, 1,6-디(말레이미도)헥산, 1,4-디(말레이미도)부탄, N,N'-(1,3-페닐렌)디말레이미드, 이소포론 디이소시아네이트, 크실릴렌 디이소시아네이트, 톨릴렌 디이소시아네이트, 1,4-디이소시아네이토부탄, 1,6-디이소시아네이토헥산, 1,8-디이소시아네이토옥탄, 비닐 노르보르넨, 디사이클로펜타디엔, 에틸리덴노르보르넨, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는, 플렉시블 컬러 필터.
  14. 제10항에 있어서, 상기 다작용성 티올 단량체는 하기 중 적어도 하나를 포함하는, 플렉시블 컬러 필터: 트리메틸올프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트); 트리메틸올프로판 트리스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(2-머캅토아세테이트); 펜타에리트리톨 테트라키스(3-머캅토프로피오네이트); 2,2'-(에틸렌디옥시)디에탄티올; 1,3-프로판디티올; 1,2-에탄디티올; 1,4-부탄디티올; 트리스[2-(3-머캅토프로피오닐옥시)에틸] 이소시아누레이트; 3,4-에틸렌디옥시티오펜; 1,10-데칸디티올; 트리사이클로[S.2.1.02,6]데칸디티올; 벤젠-1,2-디티올; 및 트리티오시아누르산.
  15. 제10항에 있어서, 상기 다작용성 공단량체는 하기 중 적어도 하나를 포함하는, 플렉시블 컬러 필터: 1,3,5-트리알릴-1,3,5-트리아진-2,4,6 (1H,3H,SH)-트리온; 트리사이클로[S.2.1.02,6] 데칸디메탄올 디아크릴레이트; 디비닐 벤젠; 디알릴 비스페놀 A (디아세테이트 에테르); 디알릴 테레프탈레이트; 디알릴 프탈레이트; 디알릴 말레에이트; 트리메틸올프로판 디알릴 에테르; 에틸렌 글리콜 디사이클로펜테닐 에테르 아크릴레이트; 디알릴 카보네이트; 디알릴 우레아; 1,6-헥산디올 디아크릴레이트; 신나밀 신나메이트; 비닐 신나메이트; 알릴 신나메이트; 알릴 아크릴레이트; 크로틸 아크릴레이트; 신나밀 메타크릴레이트; 트리비닐사이클로헥산; 1,4-사이클로헥산디메탄올 디비닐 에테르; 폴리(에틸렌 글리콜) 디아크릴레이트; 트리사이클로데칸 디메탄올 디아크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디아릴레이트; 트리스[2-(아크릴로일옥시 에틸)] 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리아크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라아크릴레이트; 디펜타에트리톨프로판 펜타-/헥사-아크릴레이트; 폴리(에틸렌 글리콜) 디메타크릴레이트; 디메탄올 디메타크릴레이트; 비스페놀 A 에톡실레이트 디메타크릴레이트; 트리메틸올프로판 트리메타크릴레이트; 펜타에트리톨프로판 테트라메타크릴레이트; 비스페놀 A 디글리시딜 에테르; 네오펜틸 글리콜 디글리시딜 에테르; 트리스(2,3-에폭시프로필) 이소시아누레이트; 트리메틸올프로판 트리글리시딜 에테르, 1,1'-(메틸렌디-4,1-페닐렌) 비스말레이미드; 1,6-디(말레이미도)헥산; 1,4-디(말레이미도)부탄; N,N'-(1,3-페닐렌)디말레이미드; 이소포론 디이소시아네이트; 크실릴렌 디이소시아네이트; 톨릴렌 디이소시아네이트; 1,4-디이소시아네이토부탄, 1,6-디이소시아네이토헥산, 1,8-디이소시아네이토옥탄; 비닐 노르보르넨; 디사이클로펜타디엔; 및 에틸리덴노르보르넨.
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