KR20220032916A - 적층체, 상기 적층체의 제조방법 및 상기 적층체를 포함하는 화상표시장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 기재, 상기 기재상에 형성된 광원, 상기 광원상에 형성된 광굴절층 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층을 포함하고, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체, 이의 제조방법 및 이를 포함하는 화상표시장치를 제공한다. 광원과 색변환 잉크층 사이에 색변환 잉크층보다 더 작은 굴절률을 가지는 광굴절층을 포함하고, 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이가 기재와 광굴절층의 굴절률 차이보다 더 크도록 조절함에 따라, 화상표시장치의 휘도를 보다 향상시키는 효과를 나타낸다.
Description
본 발명은 적층체, 상기 적층체의 제조방법 및 상기 적층체를 포함하는 화상표시장치에 관한 것이다.
액정표시장치는 컬러 형성을 위해 컬러필터를 이용하고 있다. 그런데, 백색을 가지는 백라이트 광원으로부터 방출된 광이 적색, 녹색, 청색의 컬러필터를 통과할 때, 특정파장의 빛은 흡수하고 특정파장의 빛은 투과시켜 원하는 색상을 나타낸다. 이렇게 투과된 빛은 빛이 발생한 백라이트를 기준으로 비교하면, 흡수와 투과로 구별된 빛이기 때문에 많은 손실을 가지는 문제점이 있다.
최근 색변환층을 사용하는 디스플레이에 대한 연구가 이뤄지고 있다. 일례로 청색을 발생하는 백라이트와 함께 색변환층으로 이루어지는 디스플레이 구조에서. 청색 화소는 백라이트의 청색을 그냥 사용하기 때문에 백라이트의 빛을 온전하게 사용할 수 있다. 또한, 색변환층 디스플레이에서 적색 내지 녹색을 표시하는 화소는 청색을 적색 내지 녹색으로 색변환하여 표시하기 때문에, 기존의 흡수와 투과를 사용하는 컬러필터 방식과 비교하여 빛의 손실이 적어 보다 우수한 광효율을 나타낼 수 있다.
일반적으로 색변환층용 색변환 화소를 제조하는데 사용되는 포토 공정의 경우 공정이 간단하고 동일한 제품을 대량으로 생산할 수 있는 이점이 있으나, 많은 양의 폐수가 발생하고, 소비되는 재료 대비하여 실제 사용되는 재료의 양이 적어 대부분이 버려지는 문제점이 있다. 최근 검토되는 화소의 제조 공정으로 잉크젯 공정이 있는데, 잉크젯 공정은 노즐이 움직이면서 원하는 위치에 재료를 충진하는 방식으로 폐수가 발생되지 않고, 버려지는 재료의 양을 줄일 수 있으며, 이는 값비싼 재료를 사용하는 경우 더 높은 이점을 가진다. 색변환 화소는 일반적으로 나노미터 수준의 크기를 가지는 재료가 사용되고 균일한 크기를 가지는 입자를 대량 생산하는 것은 매우 어렵기 때문에 재료 가격이 매우 높은 것이 특징이다. 이런 재료의 경우 일반적으로 사용되는 포토 공정 보다는 잉크젯 공정이 더 유리한 방식이 될 수 있다.
이러한 잉크젯 공정을 진행하는데 필요한 것이 격벽과 잉크이다. 격벽의 경우, 잉크를 넣기 위한 각 화소영역을 구획하는 둑과 같은 역할을 한다. 잉크의 경우, 둑이 형성된 상태에서 노즐을 통해 상기 화소영역에 잉크를 채워 색변환 화소를 형성하는 역할을 한다. 색변환 화소는 변환 효율로 인하여 약 7㎛ 내지 15㎛의 막 두께로 형성될 필요가 있으며, 기존의 약 1㎛ 내지 1.5㎛ 막 두께로 형성되는 컬러필터와는 차이가 있다. 따라서, 보다 적은 양의 잉크를 사용하여 색변환 화소를 형성하고, 형성된 색변환 화소의 박리를 방지하기 위한 개선이 필요하다.
관련하여, 대한민국 공개특허 제10-2014-0093512호에는, 유기 발광층 형성을 위한 유기 발광 잉크 토출에 앞서 잉크 비반응성 용매를 토출하여 유기 발광 잉크의 두께를 균일하게 조절하는 것을 목적으로 하고 있으나, 상술된 문제를 충분한 개선하지 못하고 있는 실정이다.
본 발명은 상술한 종래의 기술적 문제점을 개선하기 위한 것으로, 잉크젯 공정을 통해 색변환 잉크층을 형성함에 있어서, 잉크젯 공정에서 발생하는 젯팅 불량 등의 문제점을 방지할 수 있는 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 상기 형성된 색변환 잉크층이 적층체로부터 박리되는 문제점을 방지할 수 있으며, 우수한 휘도를 나타낼 수 있는 적층체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 적층체를 제조하는 방법 및 상기 적층체를 포함하는 화상표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은 기재; 상기 기재상에 형성된 광원; 상기 광원상에 형성된 광굴절층; 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층을 포함하고, 상기 광굴절층의 굴절률은 색변환 잉크층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은 기재상에 광원을 형성하는 단계; 상기 광원 상에 광굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 광굴절층 상에 색변환 잉크층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 광굴절층의 굴절률은 색변환 잉크층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 적층체를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 적층체는, 광원과 색변환 잉크층 사이에 색변환 잉크층보다 더 작은 굴절률을 가지는 광굴절층을 포함하고, 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이보다 더 크도록 조절함에 따라, 화상표시장치의 휘도를 보다 향상시키는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명의 적층체는, 광굴절층의 표면 에너지를 특정 범위로 조정함에 따라, 잉크젯 공정에서 발생하는 젯팅 불량을 방지할 수 있고, 보다 적은 양의 잉크를 사용하여 색변환 잉크층을 형성할 수 있으며, 이와 같이 형성된 색변환 잉크층이 적층체로부터 박리되는 문제를 방지할 수 있는 효과를 나타낸다.
또한, 본 발명에 따른 적층체는 화상표시장치에 효과적으로 적용될 수 있으며, 이에 따라 우수한 휘도를 가지고, 색변환 잉크층의 박리에 따른 불량이 없는 고품질의 화상표시장치를 제공할 수 있다.
도 1 내지 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 20에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진이다.
도 7은 본 발명의 비교예 18에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진이다.
도 8은 본 발명의 비교예 16에 대한 화소 박리성을 평가한 사진이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층체를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예 20에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진이다.
도 7은 본 발명의 비교예 18에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진이다.
도 8은 본 발명의 비교예 16에 대한 화소 박리성을 평가한 사진이다.
본 발명은 기재; 상기 기재상에 형성된 광원; 상기 광원상에 형성된 광굴절층; 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층을 포함하고, 상기 색변환 잉크층의 굴절률은 광굴절층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체를 제공한다.
또한, 본 발명은 기재상에 광원을 형성하는 단계; 상기 광원 상에 광굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 광굴절층 상에 색변환 잉크층을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 상기 색변환 잉크층의 굴절률은 광굴절층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 상기 적층체를 포함하는 화상표시장치를 제공한다.
본 발명의 적층체는 광원과 색변환 잉크층 사이에 색변환 잉크층과 일정한 굴절률 차이를 갖고, 상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 크며, 특정 범위의 표면에너지를 갖는 광굴절층을 형성함으로써, 보다 적인 양의 잉크를 사용하여 색변환 잉크층을 형성할 수 있고, 상기 형성된 색변환 잉크층이 적층체로부터 박리되는 문제점을 방지할 수 있으며, 이를 포함하는 화상표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있음을 실험적으로 확인하여 본 발명을 완성하였다.
본 발명의 장점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부한 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공한 것이다.
본 발명의 실시 예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
본 발명을 설명함에서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다. 본 명세서 상에서 언급된 '포함한다', '갖는다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 ' ~ 만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다.
구성 요소를 해석함에서, 위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, ' ~ 상에', ' ~ 상부에', ' ~ 하부에', ' ~ 옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 구성 요소가 위치할 수도 있다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하며, 기술적으로 다양한 연동 및 구동할 수 있다. 또한, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시 가능할 수도 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하기로 한다. 다만, 본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 것이며, 전술한 발명의 내용과 함께 본 발명의 기술사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
적층체
본 발명의 적층체는 기재(100), 상기 기재상에 형성된 광원(200), 상기 광원상에 형성된 광굴절층(300) 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층(400)을 포함하며, 상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖도록 형성된 격벽(500)을 포함할 수 있다.
상기 기재상에 형성된 광원(200)은, 광원이 기재의 상부 면에 형성된 구조와, 광원이 기재 내에 구비되어 기재의 상부면과 광원의 상부면이 일치하는 구조를 모두 포함하는 의미이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 적층체를 설명하기 위한 단면도로, 기재(100), 상기 기재의 상부에 형성된 광원(200), 상기 광원상에 형성된 광굴절층(300) 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층(400)을 포함하고, 상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖도록 형성된 격벽(500)을 포함한다.
기재(100)는 화상표시장치 분야에서 사용되는 일반적인 기재가 사용될 수 있으며, 플렉서블한 소재가 바람직하게 사용될 수 있다. 예를 들면, 사이클로 올레핀 중합체(COP, cyclo olefine polymer), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET polyethyelene terepthalate), 폴리아크릴레이트(PAR, polyacrylate rubber), 폴리에테르이미드(PEI, polyether lmide), 폴리에틸렌나프탈레이트(PEN, poly(ethylene naphthalate)), 폴리페닐렌설파이드(PPS, polyphenylene sulfide), 폴리알릴레이트(polyallylate), 폴리이미드(PI, polyimide), 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(CAP, cellulose acetate propionate), 폴리에테르술폰(PES, polyethersulfone), 셀룰로오스 트리아세테이트(TAC, triacetate cellulose), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 사이클로 올레핀 공중합체(COC, cyclo olefine copolymer), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA, polymethyl methacrylate) 등을 들 수 있으며, 바람직하게는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethyelene terepthalate), 사이클로 올레핀 폴리머(COP, cyclo olefine polymer) 및 폴리이미드(PI, polyimide, 굴절율 1.72) 중 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 기재의 두께는 10 내지 100㎛, 바람직하게는 20 내지 50㎛일 수 있다.
광원(200)은 상기 기재(100)상에 형성된다. 상기 광원(200)은 화상표시장치에 영상을 표시하는데 필요한 광을 발생시키는 것으로, 예를 들어, 냉음극 형광램프(cold cathode fluorescent lamp, CCFL), 외부전극 형광램프(external electrode fluorescent lamp, EEFL), 평판 형광램프(flat fluorescent lamp, FFL), 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED), 발광 다이오드(light emitting diode, LED)일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 광원은 광원의 상부에 다양한 층이 도입될 수 있으며, 일례로 유기 발광 다이오드의 경우, 음극과 양극 사이에 발광층이 위치하는 형태로 구성되나, 유기 발광 다이오드의 신뢰성을 확보하기 위하여 박막 봉지공정(Thin Film Encapsulation)을 진행한다. 박막 봉지공정은 외부환경(수분, 공기 등)으로부터 OLED 소자를 보호하기 위한 목적으로 적용하며, 이에 따른 대표적인 구조는 무기층과 유기층을 반복적으로 형성한 구조로, 최상부층에는 SiOx 무기층이 위치할 수 있다.
광굴절층(300)은 상기 광원(200) 상에 형성된다. 상기 광굴절층(300)은 광원(200)과 후술할 색변환 잉크층(400) 사이에 형성되는 것을 특징으로 하며, 색변환 잉크층(400)을 형성함에 있어 잉크젯 공정특성을 향상시키고, 색변환 잉크층(400)에서 발생된 방출광 중 광원(200) 방향으로 향하는 광을 반사시켜 전체적인 휘도를 향상시키는 역할을 한다.
상기 광굴절층(300)의 막두께는 1.0㎛ 이하인 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 0.05 내지 0.8㎛, 더욱 바람직하게는 0.1 내지 0.3㎛일 수 있다. 광굴절층(300)의 막두께가 상기 범위를 만족하는 경우, 색변환 잉크층(400)에서 발생된 방출광 중 광원(200) 방향으로 향하는 광을 효과적으로 반사시켜 전체적인 휘도를 더욱 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
색변환 잉크층(400)은 상기 광굴절층(300)상에 형성된다. 상기 색변환 잉크층(400)은 광원(200)으로부터 입사된 빛의 파장을 다른 특정 파장의 빛으로 변환한다. 이와 같은 빛의 파장 변환을 위하여 색변환 잉크층(400)은 양자점을 포함하며, 상기 양자점은 광원으로부터의 빛을 녹색 또는 적색으로 변환하여 산란시킨다.
양자점을 포함하는 색변환 잉크층(400)은, 착색제를 포함하는 기존의 컬러필터와 달리, 색변환 효율을 고려하여 약 5㎛ 내지 15㎛의 두께로 형성될 필요가 있다. 이와 같이, 색변환 잉크층(400)의 두께가 두꺼워짐에 따라, 잉크젯 공정을 통해 색변환 잉크층(400)을 형성할 경우, 더 많은 양의 잉크를 젯팅해야하므로 공정특성이 저하되는 문제점이 있다. 또한, 색변환 잉크층(400)의 두께가 두꺼워질수록, 색변환 잉크층(400)이 하부층에 접촉하는 면적 대비 체적이 증가하게 되므로, 색변환 잉크층의 하부층에 대한 부착성이 저하되어 적층체로부터 색변환 잉크층(400)이 박리되는 문제점이 있다.
본 발명의 적층체는 광굴절층(300)의 표면에너지가 24.9 내지 43.3 dyne/㎝인 것을 특징으로 할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 28.8 내지 35.5 dyne/㎝일 수 있다. 광굴절층(300)의 표면에너지가 상기 범위를 갖도록 제어되는 경우, 잉크젯 공정을 통해 색변환 잉크층(400)을 형성함에 있어서, 보다 적은 양의 잉크를 사용하여 화소부를 모두 충진할 수 있어 공정속도를 향상시킬 수 있고, 젯팅 불량 등의 문제점을 방지할 수 있는 등 전반적으로 잉크젯 공정특성이 향상될 수 있으며, 형성된 색변환 잉크층(400)이 적층체로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.
한편, 양자점으로부터 산란된 빛은 양자점이 가진 특성상 모든 방향을 향해 산란되며, 이들 중 기재(100) 방향으로 산란된 빛을 반사 내지 굴절시켜 화상표시장치의 영상 표시에 기여할 수 있도록 한다면 광 이용 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 적층체는 광굴절층(300)이 색변환 잉크층(400)보다 더 작은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 광굴절층(300)이 색변환 잉크층(400)보다 0.3 이상 작은 굴절률을 가질 수 있다. 이와 같이 광굴절층(300)이 색변환 잉크층(400)보다 더 작은 굴절률을 가지는 경우, 색변환 잉크층의 양자점에 의해 산란된 빛 중 기재(100) 방향으로 산란된 빛을 반대 방향으로 반사 내지 굴절시킬 수 있으며, 이에 따라 화상표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
상기 색변환 잉크층(400)은 굴절률이 1.8 내지 2.0일 수 있다.
또한, 상기 광굴절층(300)은 굴절률이 1.33 내지 1.5일 수 있으며, 바람직하게는 1.33 내지 1.4일 수 있다. 광굴절층(300)의 굴절률이 상기 범위를 만족하는 경우 색변환 잉크층(400)보다 더 작은 굴절률을 가지도록 조절할 수 있으며, 이에 따라 화상표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
또한, 본 발명의 적층체는 광굴절층(300)과 색변환 잉크층(400)의 굴절률 차이(이하, '제1 굴절률 차이'라고 한다)가 광원(200)의 최상부층과 광굴절층(300)의 굴절률 차이(이하, '제2 굴절률 차이'라고 한다)보다 더 큰 것을 특징으로 한다. 제1 굴절률 차이가 제2 굴절률 차이가 보다 더 큰 경우, 전반사 각도가 개선되어 제품의 휘도가 개선되는 효과를 극대화 할 수 있으므로 바람직하다.
상기 광원(200)의 최상부층은 굴절률이 1.45 내지 1.55일 수 있으며, 바람직하게는 1.48 내지 1.52일 수 있다. 광원(200)의 최상부층의 굴절률이 상기 범위를 만족하는 경우, 광원(200)의 최상부층이 광굴절층(300)보다 더 큰 굴절률을 가지도록 조절할 수 있으므로 바람직하다.
격벽(500)은 색변환 잉크층을 채우기 위한 각 화소영역을 구획하는 둑과 같은 역할을 하며, 상기 기재(100)상에 광원(200)을 노출하는 개구부를 갖도록 형성된다.
위에서 설명한 바와 같이, 색변환 잉크층(400)은 변환 효율로 인하여 약 5㎛ 내지 15㎛의 막 두께로 형성될 필요가 있으므로, 격벽(500) 역시 약 5㎛ 내지 15㎛의 막 두께로 형성될 필요가 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층체를 설명하기 위한 단면도로, 광원(200)을 구비하는 기재(100), 상기 광원상에 형성된 광굴절층(300) 및 상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층(400)을 포함하고, 상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖도록 형성된 격벽(500)을 포함한다. 이 경우에도, 광굴절층(300)은 광원(200)의 최상부층과 맞닿는 구조를 갖는다. 따라서, 상기에서 설명된 제1 굴절률 차이 및 제2 굴절률 차이에 대한 설명은 해당 실시예의 구조에도 동일하게 적용될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 적층체에 있어서, 광원(200)은 도 4에서와 같이 기재(100)의 상부 면에 형성되는 구조일 수 있고, 도 5에서와 같이 기재 내에 구비되어 기재의 상부면과 광원의 상부면이 일치하는 구조일 수 있으며, 이는 광원의 구체적인 종류 등에 따라 적절히 선택될 수 있다.
광굴절층 형성용 조성물
상기 광굴절층(300)은 광굴절층 형성용 조성물로부터 형성되며, 상기 광굴절층 형성용 조성물은 산란 입자를 포함할 수 있다.
상기 산란 입자는 이 분야에 공지된 산란 입자를 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있으나, 예를 들어 Al2O3, SiO2, ZnO, ZrO2, BaTiO3, TiO2, Ta2O5, Ti3O5, ITO, IZO, ATO, ZnO-Al, Nb2O3, SnO 및 MgO로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 필요에 따라 아크릴레이트와 같은 불포화 결합을 갖는 화합물로 표면 처리된 재질도 사용 가능하며, 바람직하게는 저굴절 실리콘 입자 및 내부가 비어있는 중공 입자 중 하나 이상을 사용할 수 있다. 상기 중공 입자는 중공실리카 중공 이산화티탄, 금-알루미늄-이산화티타늄-폴리메타아크릴레이트 중공 입자 등을 사용할 수 있다.
상기 산란 입자의 함량은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 광굴절층 형성용 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.1 내지 50 중량%, 바람직하게는 0.5 내지 20 중량%로 포함될 수 있다. 상기 산란 입자가 상기 범위 내로 포함될 경우 광굴절층(300)의 굴절률을 목적하는 범위 내로 조절하는데 유리할 수 있다.
또한, 상기 광굴절층 형성용 조성물은 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 더 포함할 수 있다.
상기 바인더 수지는 아크릴계 수지, 실록산계 수지, 폴리이소프렌, 비닐계 수지, 에폭시계 수지, 우레탄계 수지, 셀룰로오스계 수지 및 페릴렌계 수지 등으로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 아크릴계 수지 및 실록산계 수지를 함께 포함하는 것일 수 있다.
상기 바인더 수지의 함량은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 광굴절층 형성용 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여, 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 상기 바인더 수지가 상기 범위 내로 포함될 경우 현상액에 대한 용해성이 충분하여 경화막 형성이 용이하며, 현상시에 노광부의 화소 부분의 막 감소가 방지되어 비노광부의 누락성이 양호해지므로 바람직하다.
상기 광중합성 화합물은, 광 및 후술할 광중합 개시제의 작용으로 중합할 수 있는 화합물로서, 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 예를 들면, 단관능 단량체, 2관능 단량체, 그 밖의 다관능 단량체 등을 들 수 있다.
상기 단관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면 노닐페닐카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시-3-페녹시프로필아크릴레이트, 2-에틸헥실카르비톨아크릴레이트, 2-히드록시에틸아크릴레이트, N-비닐피롤리돈 등을 들 수 있다.
상기 2관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 1,6-헥산디올디(메타)아크릴레이트, 에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 네오펜틸글리콜디(메타)아크릴레이트, 트리에틸렌글리콜디(메타)아크릴레이트, 비스페놀 A의 비스(아크릴로일옥시에틸)에테르, 3-메틸펜탄디올디(메타)아크릴레이트, 비스페녹시에탄올 플루오렌계 화합물 등을 들 수 있다.
상기 다관능 단량체의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 예를 들면, 트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드트리메틸올프로판트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 펜타에리스리톨테트라(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨트리(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨펜타(메타)아크릴레이트, 에톡실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 프로폭실레이티드디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트, 디펜타에리스리톨헥사(메타)아크릴레이트 등을 들 수 있다. 이들 중에서 2관능 이상의 다관능 단량체가 바람직하게 사용될 수 있다.
상기 광중합성 화합물의 시판되는 예로는 신나카무라사의 A9550, 일본화학㈜사의 KAYARAD DPHA, 켐톤사의 CHTH-2553 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
상기 광중합성 화합물의 함량은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 상기 광굴절층 형성용 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 20 내지 70 중량%, 바람직하게는 30 내지 60 중량%로 포함될 수 있다. 광중합성 화합물이 상기 범위 내로 포함될 경우 광굴절층의 강도나 평활성 측면에서 바람직하다.
상기 광중합 개시제는 이 분야에 공지된 광중합 개시제를 특별한 제한 없이 선택하여 사용할 수 있다. 예컨대 아세토페논계, 벤조페논계, 트리아진계, 티오크산톤계, 옥심계, 벤조인계, 비이미다졸계 화합물 등을 사용할 수 있다.
예를 들면, 상기 옥심계 화합물로는 o-에톡시카르보닐-α-옥시이미노-1-페닐프로판-1-온 등을 사용할 수 있으며, 시판품으로 Basf사의 OXE-01, OXE-02, OXE-03 등이 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 상기 광중합 개시제는 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 광중합 개시제의 함량은 감광성 수지 조성물 중 고형분 총 중량에 대하여 0.01 내지 10 중량%, 바람직하게는 0.01 내지 5 중량%로 포함될 수 있다. 광중합 개시제가 상기 범위 내로 포함되는 경우, 광중합 반응 속도가 적정하여 전체 공정 시간의 증가가 방지되고, 과반응에 의한 최종 경화막의 물성 저하를 방지할 수 있으므로 바람직하다.
상기 용제는 당 업계에서 사용되는 것을 특별한 제한 없이 사용할 수 있으며, 구체적으로 에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 에틸렌글리콜 모노에틸 에테르, 에틸렌글리콜 모노프로필에테르, 에틸렌글리콜 모노부틸에테르 등의 에틸렌글리콜 모노알킬에테르류, 디에틸렌글리콜 디메틸에테르, 디에틸렌글리콜 디에틸에테르, 디에틸렌글리콜 디프로필에테르, 디에틸렌글리콜 디부틸에테르 등의 디에틸렌글리콜 디알킬에테르류; 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트 등의 에틸렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜모노프로필에테르아세테이트, 등의 알킬렌글리콜 알킬에테르아세테이트류; 메톡시부틸아세테이트, 메톡시펜틸아세테이트 등의 알콕시알킬아세테이트류; 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메시틸렌 등의 방향족 탄화수소류; 메틸에틸케톤, 아세톤, 메틸아밀케톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논 등의 케톤류, 에탄올, 프로판올, 부탄올, 헥산올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜, 글리세린 등의 알코올류; 3-에톡시프로피온산에틸, 3-메톡시프로피온산메틸 등의에스테르류; γ-부티롤락톤 등의 환상 에스테르류 등을 들 수 있다.
상기 용제는 도포성 및 건조성면에서 바람직하게는 상기 용제 중에서 비점이 100℃ 내지 200℃인 유기 용제를 사용할 수 있고, 바람직하게는 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트를 사용할 수 있다.
상기 용제의 함량은, 특별히 한정되는 것은 아니나, 광굴절층 형성용 조성물 총 중량에 대하여 60 내지 90 중량%, 바람직하게는 70 내지 85 중량%로 포함될 수 있다. 상기 용제가 상기 함량 범위 내로 포함되는 경우, 롤 코터, 스핀 코터, 슬릿 앤드 스핀 코터, 슬릿 코터(다이 코터라고도 하는 경우가 있음), 잉크젯 등의 도포 장치로 도포했을 때 도포성이 양호해지는 효과를 제공하므로 바람직하다.
상기 광굴절층 형성용 조성물은 그 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 상기 첨가제는 사용자의 필요에 따라 더 포함될 수 있는 구성으로 그 종류를 본 발명에서 특별히 한정하는 것은 아니나, 예를 들면 광굴절층 형성용 조성물의 코팅성 또는 밀착성을 증진시키기 위한 밀착촉진제 또는 계면활성제 등을 들 수 있다.
상기 밀착촉진제는 기판과의 밀착성을 높이기 위하여 첨가될 수 있는 것으로서 카르복실기, 메타크릴로일기, 이소시아네이트기, 에폭시기 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택되는 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 상기 실란 커플링제는 트리메톡시실릴 벤조산, γ-메타크릴 옥시프로필 트리메톡시 실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐 트리메톡시실란, γ-이소시아네이트 프로필트리에톡시실란, γ-글리시독시 프로필 트리메톡시실란, β-(3,4-에폭시시클로헥실)에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있으며, 이것들은 단독 및 2종 이상 조합하여 사용할 수 있다.
상기 광굴절층 형성용 조성물이 상기 계면활성제를 포함하는 경우 코팅성이 보다 향상될 수 있는 이점이 있다. 예컨대 상기 계면활성제는 BM-1000, BM-1100(BM Chemie사 제), 프로라이드 FC-135/FC-170C/FC-430(스미토모 쓰리엠㈜ 제), SH-28PA/-190/SZ-6032(도레 시리콘㈜ 제), R-40, R-41, R-43, R-94, F-447, F-554, F-556(DIC사 제) 등의 불소계 계면활성제를 사용할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다.
색변환 잉크층 형성용 조성물
상기 색변환 잉크층(400)은 색변환 잉크층 형성용 조성물로부터 형성되며, 상기 색변환 잉크층 형성용 조성물은 양자점을 포함할 수 있다.
상기 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정한 색을 방출하는 입자상 물질일 수 있으며, 광 또는 전기에 의한 자극으로 발광할 수 있는 입자라면 특별히 한정되지 않으나, 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 있으며, 이들은 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 인듐포스파이드(InP)을 사용하였다.
상기 색변환 잉크층 형성용 조성물은 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 더 포함할 수 있으며, 상기 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제에 관한 설명은 상술한 광굴절층 형성용 조성물에서의 설명과 같다.
또한, 상기 색변환 잉크층 형성용 조성물은 그 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면 색변환 잉크층 형성용 조성물의 코팅성 또는 밀착성을 증진시키기 위한 밀착촉진제 또는 계면활성제 등을 들 수 있으며, 상기 밀착촉진제 및 계면활성제에 관한 설명은 상술한 광굴절층 형성용 조성물에서의 설명과 같다.
격벽 형성용 조성물
상기 격벽(500)은 격벽 형성용 조성물로부터 형성되며, 상기 격벽 형성용 조성물은 착색제를 포함할 수 있다.
상기 착색제는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, 백색 안료 및/또는 흑색 안료를 포함할 수 있다. 이와 같이, 백색 안료 및/또는 흑색 안료를 포함하는 격벽 형성용 조성물을 이용하여 격벽을 형성하는 경우, 흡광도는 낮추면서 투과율 및 반사율을 보다 향상시킬 수 있어 광효율이 우수한 이점이 있으므로 바람직하다.
상기 백색 안료는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, C.I. 피그먼트 화이트 4, 5, 6, 6:1, 7, 18, 18:1, 19, 20, 22, 25, 26, 27 및 28으로 이루어진 군으로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 C.I. 피그먼트 화이트 6을 포함할 수 있다.
상기 흑색 안료는 그 종류를 특별히 한정하는 것은 아니나, C.I. 피그먼트 블랙 1 및 7로부터 선택되는 1종 이상을 포함할 수 있고, 바람직하게는 C.I. 피그먼트 블랙 7을 포함할 수 있다.
상기 착색제는, 필요에 따라 상기 백색 안료 또는 흑색 안료 외의 다른 안료 또는 염료를 포함할 수 있다. 상기 안료는 당해 분야에서 일반적으로 사용되는 유기 안료 또는 무기 안료를 사용할 수 있으며, 상기 염료는 유기용제에 대한 용해성을 가지는 것이라면 제한 없이 사용할 수 있다.
본 발명에 따른 격벽 형성용 조성물은 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제를 더 포함할 수 있으며, 상기 바인더 수지, 광중합성 화합물, 광중합 개시제 및 용제에 관한 설명은 상술한 광굴절층 형성용 조성물에서의 설명과 같다.
또한, 상기 격벽 형성용 조성물은 그 목적을 저해하지 않는 범위 내에서 첨가제를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면 격벽 형성용 조성물의 코팅성 또는 밀착성을 증진시키기 위한 밀착촉진제, 계면활성제 또는 발액제 등을 들 수 있으며, 상기 밀착촉진제 및 계면활성제에 관한 설명은 상술한 광굴절층 형성용 조성물에서의 설명과 같다.
상기 발액제는 격벽의 표면에너지를 조절하기 위하여 첨가될 수 있는 것으로서, 불소계 내지 실리콘계 첨가제 등을 사용할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
적층체의 제조방법
본 발명은 기재상에 광원을 형성하는 단계; 상기 광원 상에 광굴절층을 형성하는 단계; 및 상기 광굴절층 상에 색변환 잉크층을 형성하는 단계를 포함하는 적층체의 제조방법을 제공한다.
또한, 본 발명에 따른 적층체의 제조방법은, 상기 기재상에 광원을 형성하는 단계 이후, 상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명에 따른 적층체의 제조방법은, 광굴절층의 표면에너지가 24.9 내지 43.3 dyne/㎝인 것을 특징으로 할 수 있으며, 더욱 바람직하게는 28.8 내지 35.5 dyne/㎝일 수 있다. 광굴절층(300)의 표면에너지가 상기 범위를 갖도록 제어되는 경우, 잉크젯 공정을 통해 색변환 잉크층(400)을 형성함에 있어서, 보다 적은 양의 잉크를 사용하여 화소부를 모두 충진할 수 있어 공정속도를 향상시킬 수 있고, 젯팅 불량 등의 문제점을 방지할 수 있는 등 전반적으로 잉크젯 공정특성이 향상될 수 있으며, 형성된 색변환 잉크층(400)이 적층체로부터 박리되는 것을 방지할 수 있으므로 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 적층체의 제조방법은, 상기 광굴절층(300)의 굴절률이 색변환 잉크층(400)의 굴절률보다 작은 것을 특징으로 할 수 있으며, 바람직하게는 0.3 이상 작은 굴절률을 가질 수 있다. 이와 같이 광굴절층(300)이 색변환 잉크층(400)보다 더 작은 굴절률을 가지는 경우, 색변환 잉크층의 양자점에 의해 산란된 빛 중 기재(100) 방향으로 산란된 빛을 반대 방향으로 반사 내지 굴절시킬 수 있으며, 이에 따라 화상표시장치의 휘도를 향상시킬 수 있으므로 바람직하다.
또한, 본 발명에 따른 적층체의 제조방법은, 광굴절층(300)과 색변환 잉크층(400)의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원(200)의 최상부층과 광굴절층(300)의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 것이 더욱 바람직하다. 제1 굴절률 차이가 제2 굴절률 차이가 보다 더 큰 경우, 전반사 각도가 개선되어 제품의 휘도가 개선되는 효과를 극대화 할 수 있으므로 바람직하다.
화상표시장치
본 발명의 다른 양태에 따른 화상표시장치는 전술한 적층체를 포함함으로써, 우수한 휘도를 가지고, 색변환 잉크층의 박리에 따른 불량이 없는 고품질의 화상표시장치를 제공할 수 있는 이점이 있다.
구체적으로, 상기 화상표시장치는 본 발명의 적층체 이외에도 광학 필름 등과 같이 통상적으로 화상표시장치에 포함될 수 있는 그 밖의 구성들을 포함할 수 있으며, 본 발명에서 이를 한정하지는 않는다.
상기 화상표시장치는 구체적으로, 액정 디스플레이(액정표시장치; LCD), 유기 EL 디스플레이(유기 EL 표시장치, OLED 및 QLED 포함), 무기 발광다이오드 (LED) 디스플레이, 액정 프로젝터, 게임용 표시장치, 휴대전화 등의 휴대단말용 표시장치, 디지털 카메라용 표시장치, 카 네비게이션용 표시장치 등의 표시장치 등을 들 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
이하, 본 발명을 실시예에 기초하여 더욱 상세하게 설명하지만, 하기에 개시되는 본 발명의 실시 형태는 어디까지 예시로써, 본 발명의 범위는 이들의 실시 형태에 한정되지 않는다. 본 발명의 범위는 특허청구범위에 표시되었고, 더욱이 특허 청구범위 기록과 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경을 함유하고 있다. 또한, 이하의 실시예, 비교예에서 함유량을 나타내는 "%" 및 "부"는 특별히 언급하지 않는 한 질량 기준이다.
<실시예>
합성예 1: 바인더 수지(B1)의 합성
교반기, 온도계 환류 냉각관, 적하 로트 및 질소 도입관을 구비한 플라스크를 준비하고, 한편, N-벤질말레이미드 15 중량부, 아크릴산 30 중량부, 사이클로헥실 메타크릴레이트 50 중량부, 메틸 메타크릴레이트 5 중량부, t-부틸퍼옥시-2-에틸헥사노에이트 4 중량부, 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(이하, PGMEA라고도 함) 40 중량부를 투입 후 교반 혼합하여 모노머 적하 로트를 준비하고, n-도데칸디올 6 중량부, PGMEA 24 중량부를 넣고 교반 혼합하여 연쇄이동제 적하 로트를 준비했다.
이후 플라스크에 PGMEA 395 중량부를 도입하고 플라스크내 분위기를 공기에서 질소로 치환한 후 교반하면서 플라스크의 온도를 90℃까지 승온하였다. 이어서 모노머 및 연쇄 이동제를 적하 로트로부터 적하를 개시했다. 적하는 90℃를 유지하면서 각각 2 시간 동안 진행하였고, 1 시간 후에 110℃로 승온하여 3 시간 유지한 뒤, 가스 도입관을 도입시켜, 산소/질소=5/95(v/v) 혼합 가스의 버블링을 개시하였다.
이어서, 글리시딜메타크릴레이트 20 중량부, 2,2'-메틸렌비스(4-메틸-6-t-부틸페놀) 0.4 중량부, 트리에틸아민 0.8 중량부를 플라스크 내에 투입하여 110℃에서 6 시간 반응을 계속하고, 그 후 실온까지 냉각하면서 중량평균분자량 3,800, 고형분 기준 산가가 83 ㎎KOH/g인 바인더 수지 B1을 얻었다.
바인더 수지의 중량평균분자량(Mw)의 측정은 GPC법을 이용하였으며, HLC-8120GPC(도소㈜ 제조) 장치를 사용하였다. 측정조건은 TSK-GELG4000HXL와 TSK-GELG2000HXL 컬럼을 직렬 연결하여 사용하였으며, 컬럼의 온도는 40℃로 하였다. 테트라히드로퓨란을 이동상 용매로 사용하였고, 1.0mL/분의 유속으로 흘려주며 측정하였다. 측정 시료의 농도는 0.6 중량%이며, 주입량은 50㎕이며, RI 검출기를 사용하여 분석하였다. 교정용 표준 물질로는 TSK STANDARD POLYSTYRENE F-40, F-4, F-1, A-2500, A-500(도소㈜ 제조)을 사용하였으며, 상기 조건으로 얻어진 알칼리 가용성 수지의 중량평균 분자량을 측정하였다.
제조예 1 및 2: 격벽 형성용 조성물의 제조
하기 표 1의 조성 및 함량에 따라 제조예 1 및 2의 격벽 형성용 조성물을 제조하였다.
| (단위: 중량부) | 제조예 1 | 제조예 2 |
| 착색제 PBK | 15.0 | - |
| 착색제 White6 | - | 15.0 |
| 바인더 수지 | 56.0 | 56.0 |
| 모노머 | 25.0 | 25.0 |
| 개시제 | 3.5 | 3.5 |
| 첨가제 | 0.2 | 0.2 |
| 발액제 | 0.3 | 0.3 |
| 용제 | 300 | 300 |
- PBK(Carbon black): C.I. 피그먼트 black 7 (MA100, 미쯔비시사 제조)
- White6(Pigment White 6): C.I. 피그먼트 White 6 (R-102, Dupont사 제조)
- 바인더: 합성예 1에 따른 바인더 수지 B1
- 모노머: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA, 일본화학(주)사 제)
- 개시제: IRGACURE OXE-03(BASF사 제)
- 첨가제: 실란커플링제(KBM-9007, 신에츠사 제)
- 발액제: 반응성발액제(RS-90, DIC사 제)
- 용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
제조예 3~5: 광굴절층 형성용 조성물의 제조
하기 표 2의 조성 및 함량에 따라 제조예 3 내지 5의 광굴절층 형성용 조성물을 제조하였으며, 각 조성물의 450㎚ 파장에서의 굴절률을 측정하였다.
| (단위: 중량부) | 제조예 3 | 제조예 4 | 제조예 5 |
| 산란 입자 | 5 | - | - |
| 바인더 수지 B1 | 47 | 47 | - |
| 바인더 수지 B2 | - | - | 45 |
| 모노머 C1 | 45 | 50 | - |
| 모노머 C2 | - | - | 52 |
| 개시제 | 2.7 | 2.7 | 2.7 |
| 첨가제 | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
| 용제 | 300 | 300 | 300 |
| 굴절률 | 1.33 | 1.52 | 1.65 |
- 산란 입자: 중공 실리카 (Tosoh Silica사 제)
- 바인더 수지 B1: 합성예 1에 따른 바인더 수지 B1
- 바인더 수지 B2: 실록산계 바인더 수지 (VINYL TERMINATED (35-45% TRIFLUOROPROPYLMETHYLSILOXANE)-DIMETHYLSILOXANE COPOLYMER)
- 모노머 C1: 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트(KAYARAD DPHA, 일본화학(주)사 제)
- 모노머 C2: Bisphenoxy Ethanol Fluorene계 모노머 (CHTH-2553, 켐톤사 제)
- 개시제: IRGACURE OXE-03(BASF사 제)
- 첨가제: 실란커플링제(KBM-9007, 신에츠사 제)
- 용제: 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트(PGMEA)
제조예 6: 색변환 잉크층 형성용 조성물의 제조
하기 표 3의 조성 및 함량에 따라 제조예 6의 색변환 잉크층 형성용 조성물을 제조하였다.
| (단위: 중량부) | 제조예 6 |
| 양자점 | 24.0 |
| 바인더 수지 | 38.5 |
| 모노머 | 31.0 |
| 개시제 | 5 |
| 첨가제 | 1.5 |
| 굴절률 | 1.85 |
- 양자점: InP/ZnS (파장 630㎚, FWHM= 35㎚, 나노시스사 제)
- 바인더 수지: 카도계 바인더 TSR-TB01 (굴절율 1.65, 타코마사 제)
- 모노머: 1,6-haxanediol diacrylate(HDDA)
- 개시제: IRGACURE OXE-03(BASF사 제)
- 첨가제: 실란커플링제(KBM-9007, 신에츠사 제)
실시예 1~45 및 비교예 1~19: 적층체의 제조
(1) 실시예 1~6 및 비교예 1~7
도 1과 같이 최대파장 450nm의 30mW 청색 광원(최상부층이 박막봉지공정을 통해 형성된 5000Å 두께의 SiOx 무기층, 굴절율 1.49)이 형성된 기재상에, 제조예 1에 따른 격벽 형성용 조성물을 이용하여 도 2와 같이 광원이 노출된 개구부를 갖도록 흑색 격벽(500)을 형성하였다. 형성된 격벽의 두께는 11㎛로 측정되었다.
이어서, 상기 개구부를 통해 노출된 광원상에 제조예 3 내지 5에 따른 광굴절층 형성용 조성물을 하기 표 4에 기재된 함량비로 혼합한 조성물을 잉크젯 방식으로 젯팅하고, 90℃에서 90초간 방치하여 용매를 제거하여 도 3과 같이 광굴절층(300)을 형성하였다. 형성된 광굴절층의 두께는 0.5㎛로 측정되었다.
그런 다음, 상기 형성된 광굴절층 상에 제조예 6에 따른 색변환 잉크층 형성용 조성물을 잉크젯 방식으로 젯팅하고, 365㎚ 파장을 사용하여 500mJ 노광공정을 진행하였다. 노광 공정을 통해 상기 색변환 잉크층 형성용 조성물의 광개시가 진행되어 경화가 일어나고, 도 4와 같이 색변환 잉크층(400)을 형성하여 실시예 1~6 및 비교예 1~7의 적층체를 제조하였다. 상기 형성된 색변환 잉크층의 두께는 10㎛ 굴절률은 1.85로 측정되었다.
(2) 실시예 7~12 및 비교예 8~14
제조예 1에 따른 격벽 형성용 조성물을 대신하여 제조예 2에 따른 격벽 형성용 조성물을 사용하여 백색 격벽을 형성한 것을 제외하고는 상기 (1)과 동일한 방법에 따라 실시예 7~12 및 비교예 8~14의 적층체를 제조하였다.
(3) 실시예 13~24 및 비교예 15~19
광굴절층 형성용 조성물에 불소계 첨가제인 R-40, R-43, F-447 및 F-556 (DIC사 제)를 하기 표 5에 기재된 함량으로 첨가하여 표면에너지를 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 10과 동일한 방법에 따라 실시예 13~24 및 비교예 15~19의 적층체를 제조하였다.
(4) 실시예 25~45
광굴절층 및 색변환 잉크층의 두께를 하기 표 8에 기재된 바에 따라 조절한 것을 제외하고는, 상기 실시예 8과 동일한 방법에 따라 실시예 25~45의 적층체를 제조하였다.
| 광굴절층 | 격벽 | |||
| 조성 | 함량비(중량%) | 굴절률 | ||
| 실시예 1 | 제조예 3/4/5 | 100/0/0 | 1.33 | 제조예 1 |
| 실시예 2 | 제조예 3/4/5 | 92.6/2.7/4.6 | 1.35 | 제조예 1 |
| 실시예 3 | 제조예 3/4/5 | 85.3/5.5/9.2 | 1.37 | 제조예 1 |
| 실시예 4 | 제조예 3/4/5 | 66.9/12.3/20.8 | 1.42 | 제조예 1 |
| 실시예 5 | 제조예 3/4/5 | 55.8/16.5/27.7 | 1.45 | 제조예 1 |
| 실시예 6 | 제조예 3/4/5 | 44.8/20.6/34.7 | 1.48 | 제조예 1 |
| 실시예 7 | 제조예 3/4/5 | 100/0/0 | 1.33 | 제조예 2 |
| 실시예 8 | 제조예 3/4/5 | 92.6/2.7/4.6 | 1.35 | 제조예 2 |
| 실시예 9 | 제조예 3/4/5 | 85.3/5.5/9.2 | 1.37 | 제조예 2 |
| 실시예 10 | 제조예 3/4/5 | 66.9/12.3/20.8 | 1.42 | 제조예 2 |
| 실시예 11 | 제조예 3/4/5 | 55.8/16.5/27.7 | 1.45 | 제조예 2 |
| 실시예 12 | 제조예 3/4/5 | 44.8/20.6/34.7 | 1.48 | 제조예 2 |
| 비교예 1 | (광굴절층 없음) | - | - | 제조예 1 |
| 비교예 2 | 제조예 3/4/5 | 33.7/24.7/41.6 | 1.51 | 제조예 1 |
| 비교예 3 | 제조예 3/4/5 | 26.4/27.4/46.2 | 1.53 | 제조예 1 |
| 비교예 4 | 제조예 3/4/5 | 19.0/30.2/50.8 | 1.55 | 제조예 1 |
| 비교예 5 | 제조예 3/4/5 | 11.6/32.9/55.5 | 1.57 | 제조예 1 |
| 비교예 6 | 제조예 3/4/5 | 0.6/37.0/62.4 | 1.60 | 제조예 1 |
| 비교예 7 | 제조예 3/4/5 | 0/0/100 | 1.65 | 제조예 1 |
| 비교예 8 | (광굴절층 없음) | - | - | 제조예 2 |
| 비교예 9 | 제조예 3/4/5 | 33.7/24.7/41.6 | 1.51 | 제조예 2 |
| 비교예 10 | 제조예 3/4/5 | 26.4/27.4/46.2 | 1.53 | 제조예 2 |
| 비교예 11 | 제조예 3/4/5 | 19.0/30.2/50.8 | 1.55 | 제조예 2 |
| 비교예 12 | 제조예 3/4/5 | 11.6/32.9/55.5 | 1.57 | 제조예 2 |
| 비교예 13 | 제조예 3/4/5 | 0.6/37.0/62.4 | 1.60 | 제조예 2 |
| 비교예 14 | 제조예 3/4/5 | 0/0/100 | 1.65 | 제조예 2 |
| 불소계 첨가제*(중량%) | 광굴절층의 표면에너지 (dyne/㎝) |
|
| 실시예 10 | - | 43.3 |
| 실시예 13 | R-40 (0.03) | 41.3 |
| 실시예 14 | R-40 (0.07) | 38.3 |
| 실시예 15 | R-40 (0.15) | 36.9 |
| 실시예 16 | R-40 (0.20) | 35.5 |
| 실시예 17 | R-43 (0.10) | 34.2 |
| 실시예 18 | R-43 (0.15) | 33.1 |
| 실시예 19 | R-43 (0.21) | 32.9 |
| 실시예 20 | F-447 (0.08) | 31.9 |
| 실시예 21 | F-447 (0.11) | 30.1 |
| 실시예 22 | F-447 (0.15) | 28.8 |
| 실시예 23 | F-447 (0.2) | 26.1 |
| 실시예 24 | F-447 (0.25) | 24.9 |
| 비교예 15 | F-556 (0.25) | 23.8 |
| 비교예 16 | F-556 (0.35) | 22.8 |
| 비교예 17 | F-556 (0.45) | 19.1 |
| 비교예 18 | F-556 (0.6) | 17.8 |
| 비교예 19 | F-556 (0.7) | 16.3 |
*불소계 첨가제 함량: 광굴절층 형성용 조성물 총 중량 대비
- 불소계 첨가제: R-40, R-43, F-447 및 F-556 (DIC사 제)
실험예
(1) 휘도 측정
상기 실시예 1~12, 25~45 및 비교예 1~14에 따른 적층체의 휘도를 측정(Digital Lux meter, Yato社)하였다. 상기 휘도는 총 100개(10개*10개)의 화소를 기준으로 측정하였으며, 그 결과를 하기 표 6 내지 표 8에 나타내었다.
(2) 잉크젯 공정특성 평가
상기 실시예 10, 13 내지 24 및 비교예 15 내지 19에 따른 적층체의 제조과정에서, 색변환 잉크층(즉, 하부층인 광굴절층의 상면)을 전부 충진하는데 필요한 색변환 잉크층 형성용 조성물의 방울 수를 측정하여(1 방울에 10 pico-liter로 설정), 아래 평가기준에 따라 잉크젯 공정특성을 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
<잉크젯 공정특성 평가기준>
◎: 1 내지 3 방울
○: 4 내지 6 방울
Δ: 7 내지 9 방울
Ｘ: 10 방울 이상
(3) 화소 박리성 평가
상기 실시예 10, 13 내지 24 및 비교예 15 내지 19에 따른 적층체에 대하여, JIS Z 1522(또는 ASTM D3359) 규격에 따른 니찌방 테이프(Nichiban Tape, 상품명)으로 화소 박리성을 평가하였다. 유실된 화소의 개수를 가로 100개, 세로 100개 총 1만개 기준으로 아래 평가기준에 따라 평가하였으며, 그 결과를 하기 표 9에 나타내었다.
<화소 박리성 평가기준>
◎: 유실된 화소의 개수가 1개 이하
○: 유실된 화소의 개수가 2개 이상 5개 이하
Δ: 유실된 화소의 개수가 6개 이상 50개 이하
Ｘ: 유실된 화소의 개수가 50개 초과
| 휘도(cd/㎟) | |
| 실시예 1 | 1.67 |
| 실시예 2 | 1.62 |
| 실시예 3 | 1.58 |
| 실시예 4 | 1.53 |
| 실시예 5 | 1.5 |
| 실시예 6 | 1.47 |
| 비교예 1 | 1.35 |
| 비교예 2 | 1.44 |
| 비교예 3 | 1.42 |
| 비교예 4 | 1.4 |
| 비교예 5 | 1.39 |
| 비교예 6 | 1.38 |
| 비교예 7 | 1.37 |
| 휘도(cd/㎟) | |
| 실시예 7 | 2.25 |
| 실시예 8 | 2.20 |
| 실시예 9 | 2.14 |
| 실시예 10 | 2.05 |
| 실시예 11 | 1.99 |
| 실시예 12 | 1.95 |
| 비교예 8 | 1.68 |
| 비교예 9 | 1.90 |
| 비교예 10 | 1.87 |
| 비교예 11 | 1.84 |
| 비교예 12 | 1.82 |
| 비교예 13 | 1.79 |
| 비교예 14 | 1.78 |
| 색변환 잉크층의 두께(㎛) | 광굴절층의 두께(㎛) | 휘도(cd/㎟) | |
| 실시예 8 | 10 | 0.5 | 2.20 |
| 실시예 25 | 10 | 0.4 | 2.24 |
| 실시예 26 | 10 | 0.3 | 2.31 |
| 실시예 27 | 10 | 0.2 | 2.35 |
| 실시예 28 | 10 | 0.1 | 2.35 |
| 실시예 29 | 10 | 0.05 | 2.25 |
| 실시예 30 | 10 | 0.6 | 2.19 |
| 실시예 31 | 10 | 0.7 | 2.11 |
| 실시예 32 | 10 | 0.8 | 2.01 |
| 실시예 33 | 10 | 0.9 | 1.88 |
| 실시예 34 | 10 | 1.0 | 1.78 |
| 실시예 35 | 5 | 0.05 | 1.74 |
| 실시예 36 | 5 | 0.1 | 1.87 |
| 실시예 37 | 5 | 0.2 | 1.86 |
| 실시예 38 | 5 | 0.3 | 1.82 |
| 실시예 39 | 5 | 0.4 | 1.75 |
| 실시예 40 | 5 | 0.5 | 1.72 |
| 실시예 41 | 5 | 0.6 | 1.70 |
| 실시예 42 | 5 | 0.7 | 1.65 |
| 실시예 43 | 5 | 0.8 | 1.64 |
| 실시예 44 | 5 | 0.9 | 1.57 |
| 실시예 45 | 5 | 1.0 | 1.53 |
| 잉크젯 공정특성 평가 | 화소 박리성 | |
| 실시예 10 | ○ | ◎ |
| 실시예 13 | ○ | ◎ |
| 실시예 14 | ○ | ◎ |
| 실시예 15 | ○ | ◎ |
| 실시예 16 | ◎ | ◎ |
| 실시예 17 | ◎ | ◎ |
| 실시예 18 | ◎ | ◎ |
| 실시예 19 | ◎ | ◎ |
| 실시예 20 | ◎ | ◎ |
| 실시예 21 | ◎ | ◎ |
| 실시예 22 | ◎ | ◎ |
| 실시예 23 | ○ | ◎ |
| 실시예 24 | ○ | ◎ |
| 비교예 15 | Δ | Δ |
| 비교예 16 | Δ | Δ |
| 비교예 17 | Ｘ | Ｘ |
| 비교예 18 | Ｘ | Ｘ |
| 비교예 19 | Ｘ | Ｘ |
상기 표 6 및 7을 참조하면, 광굴절층의 굴절률이 색변환 잉크층의 굴절률보다 0.3 이상 작은 실시예 1 내지 12의 적층체 모두 우수한 휘도를 나타내고 있으며, 특히 제조예 2에 따른 격벽 형성용 조성물을 이용한 백색 격벽이 형성된 실시예 7 내지 12의 적층체가 보다 우수한 휘도를 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
이에 반하여, 광굴절층의 굴절률과 색변환 잉크층의 굴절률 차이가 0.3 미만인 비교예 1 내지 14의 적층체는 휘도가 현저히 저하되는 점을 확인할 수 있다.
또한, 상기 표 8을 참조하면, 광굴절층의 막두께 변화에 따른 휘도의 변화를 확인할 수 있다. 즉, 광굴절층의 막두께가 1.0㎛ 이하인 경우 휘도가 향상되는 것을 확인할 수 있으며, 특히 광굴절층이 0.1 내지 0.3㎛의 막두께를 가질 때 가장 높은 휘도 향상의 효과를 확인할 수 있다.
한편, 실시예 35 내지 45는 색변환 잉크층의 두께가 5㎛로 얇아짐에 따라 휘도가 감소하는 결과를 보인다. 하지만 역시 광굴절층의 두께에 따라 휘도 변화가 확인되며, 특히 광굴절층이 0.1 내지 0.3㎛의 막두께를 가질 때 가장 높은 휘도 향상의 효과를 확인할 수 있다
또한, 상기 표 9를 참조하면, 광굴절층의 표면에너지가 24.9 내지 43.3 dyne/㎝ 범위를 만족하는 실시예 10, 13 내지 24의 적층체는 잉크젯 공정특성 및 화소 박리성 평가에서 모두 우수한 효과를 나타내고 있으며, 특히 광굴절층의 표면에너지가 28.8 내지 35.5 dyne/㎝ 범위를 만족하는 실시예 16 내지 22의 적층체는 보다 우수한 잉크젯 공정특성을 나타내고 있음을 확인할 수 있다.
이에 반하여, 광굴절층의 표면에너지가 24.9 dyne/㎝ 미만인 비교예 15 내지 19의 적층체는 잉크젯 공정특성 및 화소 박리성 평가 결과가 현저히 저하되는 점을 확인할 수 있다.
관련하여, 도 6은 본원 실시예 20에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진으로, 색변환 잉크층 형성용 조성물 2 방울에서 하부층인 광굴절층의 상면을 모두 충진하였음을 확인할 수 있다.
반면, 도 7은 본원 비교예 18에 대한 잉크젯 공정특성을 평가한 사진으로, 색변환 잉크층 형성용 조성물 8 방울에서도 하부층인 광굴절층의 상면을 절반 이상 충진하지 못하였음을 확인할 수 있다.
관련하여, 도 8은 본원 비교예 16에 대한 화소 박리성을 평가한 사진으로, 유실된 화소가 존재하는 부분을 확인할 수 있다. 이와 같이 화소부가 유실되는 경우, 화상표시장치의 화소 불량을 야기하기 때문에 리페어 공정을 통해 다시 화소부를 형성하는 추가 공정을 진행하여야 하는 문제점이 있다.
Claims (15)
- 기재;
상기 기재상에 형성된 광원;
상기 광원상에 형성된 광굴절층; 및
상기 광굴절층 상에 형성된 색변환 잉크층을 포함하고,
상기 광굴절층의 굴절률은 색변환 잉크층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며,
상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 광굴절층은 굴절률이 1.33 내지 1.5인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 광굴절층은 막두께가 1.0㎛ 이하인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 색변환 잉크층은 굴절률이 1.8 내지 2.0인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 광원의 최상부층은 굴절률이 1.45 내지 1.55인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 광굴절층은 표면에너지가 24.9 내지 43.3 dyne/㎝인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 색변환 잉크층의 두께는 5 내지 15 ㎛ 인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 광굴절층은 산란 입자를 포함하는 광굴절층 형성용 조성물로부터 형성되는 것인 적층체. - 청구항 8에 있어서,
상기 산란 입자는 중공 입자인 적층체. - 청구항 1에 있어서,
상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖도록 형성되는 격벽을 더 포함하는 것인 적층체. - 청구항 10에 있어서,
상기 격벽은 착색제, 바인더 수지, 광중합성 모노머, 광중합 개시제 및 용제를 포함하는 격벽 형성용 조성물로부터 형성되는 것인 적층체. - 청구항 11에 있어서,
상기 격벽 형성용 조성물은 발액제를 더 포함하는 것인 적층체. - 기재상에 광원을 형성하는 단계;
상기 광원 상에 광굴절층을 형성하는 단계; 및
상기 광굴절층 상에 색변환 잉크층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 광굴절층의 굴절률은 색변환 잉크층의 굴절률보다 0.3 이상 작으며,
상기 광굴절층과 색변환 잉크층의 굴절률 차이(제1 굴절률 차이)가 광원의 최상부층과 광굴절층의 굴절률 차이(제2 굴절률 차이)보다 더 큰 적층체의 제조방법. - 청구항 13에 있어서,
상기 기재상에 광원을 형성하는 단계 이후,
상기 기재상에 광원을 노출하는 개구부를 갖는 격벽을 형성하는 단계를 더 포함하는 것인 적층체의 제조방법. - 청구항 1의 적층체를 포함하는 화상표시장치.
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| KR20140093512A (ko) | 2013-01-18 | 2014-07-28 | 삼성디스플레이 주식회사 | 유기 발광 표시 장치의 제조 방법 및 이에 사용되는 잉크젯 프린트 장치 |
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