KR20170072418A - 컬러 필터, 그 제조 방법, 및 컬러 필터를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
제1광을 방출하는 제1영역, 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 제2광을 방출하는 제2영역 및 상기 제2광보다 긴 제3광을 방출하는 제3영역으로 구분되는 컬러 필터로서, 2 이상의 양자점을 포함하는 제1층, 및 제1층의 적어도 어느 한 면에 형성되는 제2층을 포함하되, 제1층 및 제2층 각각은 적어도 제2영역 및 제3영역에 형성되는 컬러 필터와, 그 제조방법 및 컬러 필터를 포함하는 표시 장치가 제공된다.
Description
컬러 필터, 그 제조방법, 및 컬러 필터를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치(이하, LCD)는 액정을 통과한 편광빛(polarized light)이 흡수형 컬러 필터(color filter)를 통과하면서 색을 구현하는 표시 장치이다. LCD는 시야각이 좁고, 흡수형 컬러 필터의 낮은 광투과율로 인해 휘도가 낮아지는 문제가 있다. 이러한 컬러 필터를 자발광형(photoluminescent type)으로 바꾸는 경우 시야각이 넓어지고 휘도가 향상될 수 있을 것으로 기대된다.
양자점은 폴리머 호스트 매트릭스에 분산되어 복합체의 형태로 다양한 디스플레이 소자에 응용 가능하다. 양자점(Quantum Dot, QD)은 폴리머 또는 무기물의 호스트 매트릭스에 분산되어 발광 다이오드(LED) 등에서 광전환층으로 사용될 수 있다. 양자점은 콜로이드 합성 시 입자 크기를 비교적 자유롭게 조절할 수 있고 입자 크기도 균일하게 조절할 수 있다. 양자점이 10 nm 이하의 크기를 가지는 경우, 크기가 작아질수록 에너지 밴드갭(band gap)이 커지는 양자 제한효과가 현저해지고, 이에 따라 에너지 밀도가 증가한다. 양자점은 이론적 양자 효율(QY)이 100 % 이고 높은 색순도 (예컨대, 40 nm 이하의 반치폭)의 광을 방출할 수 있으므로 증가된 발광효율 및 향상된 색 재현성을 달성할 수 있어 이러한 양자점을 패턴화할 수 있다면 여러가지 표시 장치에 적용될 수 있을 것으로 보이고, 이 중에서도 LCD의 컬러 필터에 사용하는 경우 고품질의 자발광형 LCD 개발에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
다만, 이와 같은 자발광형 컬러 필터를 제조함에 있어서, 완성된 자발광형 컬러 필터의 광효율이 최초 설계된 이상적인 자발광형 컬러 필터의 광효율에 미치지 못하는 현상, 즉, 공정 중 광효율 저하 현상이 보고되고 있다. 이에 따라, 자발광형 컬러 필터의 제조 공정 중 광효율 저하를 최소화 할 수 있는 기술의 개발이 필요하다.
일 실시예는 광효율 저하를 최소화할 수 있는 컬러 필터에 관한 것이다.
다른 실시예는, 상기 컬러 필터를 제조하는 방법에 관한 것이다.
또 다른 실시예는, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
일 실시예에 따르면, 제1광을 방출하는 제1영역, 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 제2광을 방출하는 제2영역 및 상기 제2광보다 긴 제3광을 방출하는 제3영역으로 구분되는 컬러 필터로서, 2 이상의 양자점을 포함하는 제1층, 및 상기 제1층의 적어도 어느 한 면에 형성되는 제2층을 포함하되, 상기 제1층 및 상기 제2층 각각은 적어도 상기 제2영역 및 상기 제3영역에 형성되는 컬러 필터가 제공된다.
상기 제2층은 상기 제1광에 대한 투과율이 80 % 이상일 수 있다.
상기 제1광은 청색광일 수 있다.
상기 제2층의 두께는 상기 제1층의 두께의 10 % 내지 60 % 일 수 있다.
상기 제1층 및 상기 제2층 각각은 감광성 수지로 이루어질 수 있다.
상기 제1층은
금속 산화물 입자, 금속입자, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 광 확산제를 더 포함할 수 있다.
상기 양자점은, II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족- VI족 화합물, IV족 화합물, II족-III족-VI족 화합물, I족-II족-IV족-VI족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 양자점은, 상기 제2영역 상에 위치되되, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 상기 제2광을 방출하는 복수의 제1 양자점과, 상기 제3영역 상에 위치되되, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광 및 상기 제2광보다 긴 상기 제3광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함할 수 있다.
상기 제1영역은 투명체로 채워질 수 있다.
한편, 다른 일 실시예에 따르면, 상기의 컬러 필터를 제조하는 방법으로서, 기판 위에 상기 제1층을 형성하는 단계, 상기 제1층 위에 상기 제2층을 형성하여, 상기 기판 위에 상기 제1층과 상기 제2층으로 이루어진 적층체를 얻는 단계, 상기 적층체를 프리 베이크(pre-bake)하는 단계, 상기 적층체를 노광 및 현상하여 패터닝된 적층체를 얻는 단계 및, 상기 패터닝된 적층체를 포스트 베이크(post-bake)하는 단계를 포함하는 컬러 필터 제조 방법이 제공된다.
프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율을 제1 유지율이라 하면, 상기 제1 유지율의 비율은 70 % 이상 100 % 미만일 수 있다.
한편, 상기 컬러 필터 제조 방법은 상기 적층체를 에이징(aging)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제2 유지율이라 하면, 상기 제2 유지율은 85 % 이상 100 % 미만일 수 있다.
포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제3 유지율이라 하면, 상기 제3 유지율은 100 % 이상 120 % 미만일 수 있다.
한편, 또 다른 일 실시예에 의하면, 상기 컬러 필터를 포함하는 표시 장치로서, 제1방향으로 상기 제1광을 공급하는 광원, 상기 제1방향을 기준으로 상기 광원의 전방에 배치되는 제1기판, 상기 제1방향을 기준으로 상기 제1기판의 전방에 배치되는 상기 컬러 필터 및, 상기 제1방향을 기준으로 상기 컬러 필터의 전방에 배치되는 제2기판을 포함하되, 상기 컬러 필터는 상기 제1방향을 기준으로 상기 제1층이 상기 제2층의 전방에 위치되는 표시 장치가 제공된다.
상기 제1기판과 상기 컬러 필터 사이, 또는 상기 컬러 필터와 상기 제2기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함할 수 있다.
컬러 필터의 제조 공정 중 광효율 저하를 최소화할 수 있으며, 광효율이 우수한 컬러 필터를 제공할 수 있다.
상기 컬러 필터를 통해 액정 표시 장치의 소비 전력 대비 광효율 및 시야각을 모두 개선할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 컬러 필터에서, 제2층에 의한 광효율 저하 개선 효과를 개략적으로 나타낸 도면이고,
도 2는 도 1의 컬러 필터를 보다 상세히 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 컬러 필터를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 2는 도 1의 컬러 필터를 보다 상세히 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 컬러 필터를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
이하, 실시예에 대하여 본 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도면에서 여러 층 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다. 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 붙였다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서는, 우선 일 실시예에 따른 컬러 필터 중 제1층과 제2층이 형성된 일부분을 개략적으로 나타내고, 제1층과 제2층의 개략적인 구조로 인한 광효율 저하 개선 효과를 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 컬러 필터에서, 제2층에 의한 광효율 저하 개선 효과를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 컬러 필터(100)는 제1층(10)과, 제1층(10)의 적어도 어느 한 면에 형성된 제2층(20)을 포함하는 적층형 구조체이다. 제1층(10)은 2 이상의 양자점(11)을 포함하며, 양자점(11)은 제1층(10) 내에 분산되어 있다.
양자점(11)은 등방성(isotropic) 광 방사 특성을 가지므로, 광원으로부터 입사된 입사광을 받아 여기(excitation)되었다가 안정(ground) 상태로 되돌아 오면서 방사 방향으로 방사광을 방출할 수 있다. 이에 따라 양자점(11)을 포함하는 제1층(10)은 발광층으로 사용될 있다. 도 1에서 입사광의 진행 경로는 이중선 화살표로, 방사광의 진행 경로는 굵은선 화살표로 각각 표시되어 있다.
양자점(2)은 양자 구속 효과(quantum confinement effect)에 의해 불연속적인 에너지 밴드갭(energy band gap)을 가지므로, 양자점(2)은 입사광을 받아 일정한 파장 영역을 갖는 방사광을 방출하게 된다. 즉, 일 실시예의 제1층(10)은 2 이상의 양자점(2)을 포함하여, 다른 발광체를 포함하는 제1층에 비해 색순도가 높은 화상을 표시할 수 있다.
한편, 제1층(10)은 광 확산제(12)를 더 포함할 수 있다. 광 확산제(12)는 양자점(2)과 함께 제1층(10) 내에 분산되어 있을 수 있다. 광 확산제(12)는 입사광이 양자점(2)에 입사되도록 유도하거나, 양자점(2)으로부터 방출된 방사광이 제1층(10) 외부로 방출될 수 있도록 방사 방향을 유도할 수 있다. 이를 통해, 제1층(10)의 광효율 저하를 최소화 할 수 있다. 도 1에서 광 확산제에 의해 유도된 광의 진행 경로는 이점쇄선 화살표로 표시되어 있다.
제2층(20)은 제1층(10)의 일면, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 제1층(10) 중, 입사광이 입사되는 면에 형성될 수 있으나, 제1층(10)의 양면에 모두 형성될 수도 있다.
제2층(20)은 광학적으로 투명한 물질로 이루어질 수 있다. 제2층(20)은, 예를 들면 특정 파장 영역에 대한 투과도가 우수한 물질로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 도 1에 도시된 입사광이 500 nm 이하의 파장 영역을 갖는 청색광인 경우, 제2층(20)은 500 nm 이하의 파장 영역에 대한 광 투과율이 우수한 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2층(20)은 500 nm 이하의 파장 영역에 대한 광 투과율이 80 % 이상, 예를 들어 85 % 이상, 예를 들어 90 % 이상일 수 있다.
또한, 예를 들어, 제2층(20)은 제1층(10)과 유사한 굴절률을 가지도록 조절될 수 있다. 이에 따라, 제2층(20)으로 입사한 광이 제2층(20)으로부터 반사 또는 산란되는 경우를 최소화 할 수 있다. 즉, 제2층(20)과 제1층(10) 사이 경계면의 광학적 손실이 최소화될 수 있다.
일 실시예는, 도 1에 도시된 바와 같이 제2층(20)이 제1층(10) 상에 단일층(single layer)으로 형성될 수 있으나, 일 실시예가 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 2층 이상의 다층(multilayer)으로 형성될 수도 있다.
일 실시예에서, 제2층(20)은 양자점(11)의 등방성 광 방사 특성에 의하여 방사광 중에서도 광원 방향을 향해 되돌아가던 광 일부를 반사시켜 제2층(20)의 반대방향으로 진행 경로를 유도할 수 있다. 도 1에서, 방사광 중 제2층(20)에 의해 반사되는 반사광의 진행 경로는 일점쇄선 화살표로, 방사광 중 제2층(20)을 투과하여 광원을 향해 회귀하는 광의 진행 경로는 파선 화살표로 각각 표시되어 있다.
즉, 일 실시예에서와 같이 제2층(20)이 입사광이 제2층(20)이 제1층(10)과 광원 사이에 위치하는 경우, 양자점(11)의 등방성 광 발산 특성에 의하여 광원을 향해 회귀하던 방사광의 일부를 반사시켜 제1층(10)에 잔류시키거나, 제2층(20)의 반대방향으로 진행 경로를 유도하는 등의 방법을 통해 방사광의 광 리사이클링(light recycle)이 가능하다. 즉, 제2층(20)은 발광층인 제1층(10)의 광효율을 보상하는 광학 배리어(optical barrier)의 역할을 수행한다. 이에 따라, 광효율 저하를 최소화할 수 있는 컬러 필터를 제공할 수 있다.
한편, 제2층(20)의 두께는, 예를 들어 제1층(10)의 두께의 5% 이상 100% 이하, 예를 들어 10 % 이상 60 % 이하의 두께로 형성될 수 있다.
제2층(20)이 제1층(10)의 5 % 미만의 두께를 가질 경우, 제2층(20)에 의한 제1층(10) 광효율 저하 개선 효과가 미미한 편이고, 100 %를 초과하는 두께를 가질 경우, 제2층(20)에 의한 입사광의 광 손실이 커질 수 있으며, 제2층(20)의 두께가 상기 범위 내로 조절됨으로써, 제2층(20)에 의한 전술한 방사광의 광 리사이클링이 효율적으로 일어날 수 있다.
이하에서는 일 실시예의 컬러 필터(100) 중, 제1층(10)과 제2층(20)을 형성하는 재료에 대하여 설명한다.
한편, 일 실시예에서 제1층(10)과 제2층(20) 각각은 감광성 수지를 이용하여 형성된 감광성 물질일 수 있다. 이에 따라, 광 식각(photolithography) 방법을 이용하여 용이하게 컬러 필터(100)에 원하는 패턴을 형성할 수 있다.
일 실시예에서, 제1층(10)과 제2층(20)을 형성하는 감광성 수지는 공통적으로, 바인더, 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 광중합성 단량체, 광 개시제, 용매, 및 경화제를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 바인더는 카르복시기(-COOH)를 함유한 바인더일 수 있으며, 예를 들어 카르복시기 및 탄소-탄소 이중결합을 포함하는 제1 모노머와, 탄소-탄소 이중결합 및 소수성 잔기를 가지며 카르복시기를 포함하지 않는 제2 모노머를 포함하는 모노머 혼합물의 공중합체일 수 있다. 2 이상의 양자점들은 이와 같은 카르복시기 함유 바인더에 의해 제1층(10) 내에 분산(예를 들어, 서로 분리)되어 양자점-폴리머 복합체 구조를 형성한다.
제1 모노머는, 예를 들어 아크릴산, 메타크릴산, 말레산, 이타콘산, 푸마르산, 3-부테논산, 초산비닐, 안식향산 비닐 등의 카르본산 비닐 에스테르류 화합물 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다. 제1 모노머는 1종 이상의 화합물일 수 있다.
제2 모노머는, 예를 들어 스티렌, ?-메틸 스티렌, 비닐 톨루엔, 비닐 벤질 메틸 에테르 등의 알케닐 방향족 화합물; 메틸 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 부틸 아크릴레이트, 부틸 메타크릴레이트, 벤질 아크릴레이트, 벤질 메타크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 페닐 아크릴레이트, 페닐 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 에스테르류 화합물; 2-아미노 에틸 아크릴레이트, 2-아미노 에틸 메타크릴레이트, 2-디메틸 아미노 에틸 아크릴레이트, N-페닐말레이미드, N-벤질말레이미드, N-알킬말레이미드, 2-디메틸 아미노 에틸 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 아미노 알킬 에스테르류 화합물; 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트 등의 불포화 카르본산 글리시딜 에스테르류 화합물; 아크릴로 니트릴, 메타크릴로 니트릴 등의 시안화 비닐 화합물; 아크릴 아미드, 메타크릴 아미드 등의 불포화 아미드류 화합물을 들 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 제2 모노머로서, 1종 이상의 화합물이 사용될 수 있다.
광 개시제는 상기 광중합성 단량체들간의 광중합 반응을 개시한다. 일 실시예에서 광 개시제는 예를 들어, 트리아진계 화합물, 아세토페논계 화합물, 벤조페논계 화합물, 티오크산톤계 화합물, 벤조인계 화합물, 옥심계 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있으나, 일 실시예의 범위가 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
트리아진계 화합물의 예는, 2,4,6-트리클로로-s-트리아진, 2-페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(3', 4'-디메톡시 스티릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4'-메톡시 나프틸)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-메톡시 페닐)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(p-톨릴)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-비페닐-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 비스(트리클로로 메틸)-6-스티릴-s-트리아진, 2-(나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2-(4-메톡시 나프토-1-일)-4,6-비스(트리클로로 메틸)-s-트리아진, 2,4-트리클로로 메틸(피페로닐)-6-트리아진, 2,4-(트리클로로 메틸(4'-메톡시 스티릴)-6-트리아진을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 아세토페논계 화합물의 예는, 2,2'-디에톡시 아세토페논, 2,2'-디부톡시 아세토페논, 2-히드록시-2-메틸 프로피오페논, p-t-부틸 트리클로로 아세토페논, p-t-부틸 디클로로 아세토페논, 4-클로로 아세토페논, 2,2'-디클로로-4-페녹시 아세토페논, 2-메틸-1-(4-(메틸티오)페닐)-2-모폴리노 프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸 아미노-1-(4-모폴리노 페닐)-부탄-1-온 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 벤조페논계 화합물의 예는, 벤조페논, 벤조일 안식향산, 벤조일 안식향산 메틸, 4-페닐 벤조페논, 히드록시 벤조페논, 아크릴화 벤조페논, 4,4'-비스(디메틸 아미노)벤조페논, 4,4'-디클로로 벤조페논, 3,3'-디메틸-2-메톡시 벤조페논 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 티오크산톤계 화합물의 예는, 티오크산톤, 2-메틸 티오크산톤, 이소프로필 티오크산톤, 2,4-디에틸 티오크산톤, 2,4-디이소프로필 티오크산톤, 2-클로로 티오크산톤 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 벤조인계 화합물의 예는 벤조인, 벤조인 메틸 에테르, 벤조인 에틸 에테르, 벤조인 이소프로필 에테르, 벤조인 이소부틸 에테르, 벤질 디메틸 케탈 등을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 옥심계 화합물의 예는 2-(o-벤조일옥심)-1-[4-(페닐티오)페닐]-1,2-옥탄디온 및 1-(o-아세틸옥심)-1-[9-에틸-6-(2-메틸벤조일)-9H-카르바졸-3-일]에탄온을 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 광 개시제 이외에 카바졸계 화합물, 디케톤류 화합물, 설포늄 보레이트계 화합물, 디아조계 화합물, 비이미다졸계 화합물 등도 광 개시제로 사용이 가능하다.
일 실시예에서 감광성 조성물은 필요에 따라, 레벨링제, 커플링 등의 각종 첨가제를 더 포함할 수 있다. 첨가제의 함량은 특별히 제한되지 않으며, 감광성 조성물 및 이로부터 제조되는 패턴에 부정적인 영향을 주지 않는 범위 내에서 적절히 조절할 수 있다.
레벨링제는 필름의 얼룩이나 반점을 방지하고, 레벨링 특성향상을 위한 것으로, 구체적인 예는 아래의 예를 포함하나 이에 제한되지 않는다.
상기 불소계 레벨링제의 예로는, BM Chemie社의 BM-1000®, BM-1100® 등; 다이 닛폰 잉키 가가꾸 고교社의 메카팩 F 142D®, 동 F 172®, 동 F 173®, 동 F 183® 등; 스미토모 스리엠社의 프로라드 FC-135®, 동 FC-170C®, 동 FC-430®, 동 FC-431® 등; 아사히 그라스社의 사프론 S-112®, 동 S-113®, 동 S-131®, 동 S-141®, 동 S-145® 등; 도레이 실리콘社 의 SH-28PA®, 동-190®, 동-193®, SZ-6032®, SF-8428® 등의 시판품을 들 수 있다.
상기 레벨링제는 원하는 물성에 따라 용이하게 조절될 수 있다.
커플링제는, 기판과의 접착력을 높이기 위한 것으로, 실란계 커플링제를 들 수 있다. 실란계 커플링제의 구체적인 예로는, 비닐 트리메톡시실란, 비닐 트리스(2-메톡시에톡시실란), 3-글리시독시프로필 트리메톡시실란, 2-(3,4-에폭시 시클로헥실)에틸 트리메톡시실란, 3-클로로프로필 메틸디메톡시실란, 3-클로로프로필 트리메톡시실란, 3-메타크릴록시프로필 트리메톡시실란, 3-머캅토프로필 트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
일 실시예에서 용매는, 전술한 성분(바인더, 광중합성 단량체, 광개시제 및 첨가제) 및/또는 후술할 양자점(11)과 광 확산제(12)의 양을 고려하여 적절히 정한다.
즉, 감광성 수지는 고형분 (비휘발성분)을 제외한 나머지의 양으로 용매를 포함하며, 상기 용매는 조성물 내에 다른 성분들(예컨대, 바인더, 광중합성 단량체, 광 개시제, 첨가제 및/또는 후술할 양자점과 광 확산제)과의 친화성, 알칼리현상액과의 친화성, 및 끓는 점 등을 고려하여 적절히 선택할 수 있다. 상기 용매의 예는, 에틸 3-에톡시 프로피오네이트, 에틸렌글리콜, 디에틸렌글리콜, 폴리에틸렌글리콜 등의 에틸렌글리콜류; 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에테르 등의 글리콜에테르류; 에틸렌글리콜아세테이트, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트 등의 글리콜에테르아세테이트류; 프로필렌글리콜 등의 프로필렌글리콜류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜모노프로필에테르, 프로필렌모노부틸에테르, 프로필렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 프로필렌글리콜디에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르 등의 프로필렌글리콜에테르류; 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노에틸에테르아세테이트 등의 프로필렌글리콜에테르아세테이트류; Ｎ－메틸피롤리돈, 디메틸포름아미드, 디메틸아세트아미드 등의 아미드류; 메틸에틸케톤(MEK), 메틸이소부틸케톤(MIBK), 시클로헥사논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 솔벤트 나프타(solvent naphtha) 등의 석유류; 아세트산에틸, 아세트산부틸, 유산에틸 등의 에스테르류; 디에틸 에테르, 디프로필 에테르, 디부틸 에테르 등의 에테류 및 이들의 혼합물을 포함한다.
한편, 일 실시예에서 경화제는 싸이올계 경화제를 포함한다. 싸이올계 경화제는 광중합성 단량체의 탄소-탄소 이중결합과 반응하고, 광중합성 단량체를 1차적으로 열경화시키는 싸이올기를 분자 중에 하나 이상 가지는 화합물을 의미한다.
일 실시예에서 사용 가능한 싸이올계 경화제의 종류는, 분자 구조 중 하나 이상, 바람직하게는 두 개 이상의 싸이올이기를 가지는 것이라면 특별히 제한되지 않는다.
일 실시예에서는 상기 싸이올계 경화제로서, 에톡시화 트리메틸롤프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트), 트리메틸롤프로판 트리스(3-머캅토프로피오네이트)), 글리콜 디(3-머캅토프로피오네이트), 펜타에리쓰리톨 테트라(3-머캅토프로피오네이트), 4-머캅토메틸-3,6-디티아-1,8-옥탄디싸이올, 펜타에리쓰리톨 테트라키스(3-머캅토아세테이트), 트리메틸롤프로판 트리스(3-머캅토아세테이트), 4-t-부틸-1,2-벤젠디싸이올, 2-머캅토에틸술피드, 4,4'-티오디벤젠싸이올, 벤젠디싸이올, 글리콜 디머캅토아세테이트, 글리콜 디머캅토프로피오네이트 에틸렌 비스(3-머캅토프로피오네이트), 폴리에틸렌글리콜 디머캅토아세테이트, 및 폴리에틸렌 글리콜 디(3-머캅토프로피오네이트) 등을 들 수 있다.
싸이올계 경화제는, 후술할 프리 베이크(pre-bake) 등의 단계에서 감광성 수지를 1차적으로 열경화시키는 것 외에도, 예를 들어 전체 공정 진행 중 제1층 형성용 감광성 수지 내부 양자점들의 손상을 방지할 수도 있다.
한편, 제1층(10)을 형성하기 위한 감광성 수지의 경우, 상기 성분들에 더하여 전술한 양자점(11) 및 광 확산제(12)를 더 포함할 수 있다. 이와 같이 제1층(10)이 전술한 양자점(11)을 더 포함함으로써 발광 특성을 가지며, 광 확산제(12)를 더 포함함으로써 제1층(10)의 광효율 저하 개선 효과를 증가시킬 수 있다.
일 실시예에서, 양자점(11)은 특별히 제한되지 않으며, 공지되었거나 상업적으로 입수 가능한 양자점을 사용할 수 있다.
예를 들어, 양자점(11)은, II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족- VI족 화합물, IV족 화합물, II족-III-VI족 화합물, I족-II족-IV족-VI족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다.
상기 II-VI족 화합물은 CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, ZnO, HgS, HgSe, HgTe, MgSe, MgS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HgZnTe, MgZnSe, MgZnS 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 HgZnTeS, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe, HgZnSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 III-V족 화합물은 GaN, GaP, GaAs, GaSb, AlN, AlP, AlAs, AlSb, InN, InP, InAs, InSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; GaNP, GaNAs, GaNSb, GaPAs, GaPSb, AlNP, AlNAs, AlNSb, AlPAs, AlPSb, InNP, InNAs, InNSb, InPAs, InPSb, 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 GaAlNP, GaAlNAs, GaAlNSb, GaAlPAs, GaAlPSb, GaInNP, GaInNAs, GaInNSb, GaInPAs, GaInPSb, InAlNP, InAlNAs, InAlNSb, InAlPAs, InAlPSb 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 IV-VI족 화합물은 SnS, SnSe, SnTe, PbS, PbSe, PbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물; SnSeS, SnSeTe, SnSTe, PbSeS, PbSeTe, PbSTe, SnPbS, SnPbSe, SnPbTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 삼원소 화합물; 및 SnPbSSe, SnPbSeTe, SnPbSTe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 사원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 상기 I족-III-VI족 화합물의 예는, CuInSe2, CuInS2, CuInGaSe, CuInGaS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 I-II-IV-VI 족 화합물의 예는 CuZnSnSe, CuZnSnS를 포함하나 이에 제한되지 않는다. 상기 IV족 화합물은 Si, Ge 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 단원소 화합물; 및 SiC, SiGe 및 이들의 혼합물로 이루어진 군에서 선택되는 이원소 화합물로 이루어진 군에서 선택될 수 있다.
상기 이원소 화합물, 삼원소 화합물 또는 사원소 화합물은 균일한 농도로 입자 내에 존재하거나, 농도 분포가 부분적으로 다른 상태로 나누어져 동일 입자 내에 존재하는 것일 수 있다.
일 실시예에서는 하나의 양자점이 다른 양자점을 둘러싸는 코어/쉘 구조를 가질 수도 있다. 코어와 쉘의 계면은 쉘에 존재하는 원소의 농도가 중심으로 갈수록 낮아지는 농도 구배(gradient)를 가질 수 있다. 또한, 상기 양자점은 하나의 반도체 나노결정 코어와 이를 둘러싸는 다층의 쉘을 포함하는 구조를 가질 수도 있다. 이때 다층의 쉘 구조는 2층 이상의 쉘 구조를 가지는 것으로 각각의 층은 단일 조성 또는 합금 또는 농도 구배를 가질 수 있다.
또한, 상기의 양자점은 코어보다 쉘을 구성하는 물질 조성이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖고 있어, 양자 구속 효과가 효과적으로 나타나는 구조를 가질 수 있다. 다층의 쉘을 구성하는 경우도 코어에 가까운 쉘보다 코어의 바깥 쪽에 있는 쉘이 더 큰 에너지 밴드갭을 갖는 구조일 수 있으며, 이 때 양자점은 자외선 내지 적외선의 파장 범위를 가질 수 있다.
양자점은 약 10 % 이상, 예컨대, 약 30 % 이상, 약 50 % 이상, 약 60 % 이상, 약 70 % 이상, 또는 약 90 % 이상의 양자 효율(quantum efficiency)을 가질 수 있다.
또한, 표시 장치에서 색순도나 색재현성을 향상시키기 위한 방안으로, 양자점은 좁은 스펙트럼을 가질 수 있다. 상기 양자점은 약 45 nm 이하, 예를 들어 약 40 nm 이하, 또는 약 30 nm 이하의 발광 파장 스펙트럼의 반치폭을 가질 수 있다. 상기 범위에서 소자의 색순도나 색재현성을 향상시킬 수 있다.
양자점은 약 1 nm 내지 약 100 nm의 입경(구형이 아닌 경우 가장 먼 두 지점을 연결한 거리)을 가질 수 있다. 일 실시예에서 양자점은, 예를 들어 약 1 nm 내지 약 20 nm, 예를 들어, 2 nm (또는 3 nm) 내지 15 nm 의 입경(구형이 아닌 경우 가장 먼 두 지점을 연결한 거리)을 가질 수 있다.
한편 도 1에서는 양자점(11)의 형상을 편의 상 구형으로 표현하였으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 양자점의 형태는 해당 기술분야에서 일반적으로 사용하는 형태의 것으로 특별히 한정되지 않는다. 예컨대, 상기 양자점은 구형 외에도 피라미드형, 다중 가지형(multi-arm), 또는 입방체(cubic)의 나노입자, 나노튜브, 나노와이어, 나노섬유, 나노시트 형상을 가질 수 있다.
광 확산제(12)는, 전술한 바와 같이 제1층(10) 내부에서 입사광을 다양한 방향으로 널리 확산시켜 등방성 광 방사로 인한 제1층(10) 내부 광효율 저하를 최소화 할 수 있다. 광 확산제(12)는 알루미나, 실리카, 지르코니아, 티타늄 산화물 미립자, 산화아연 등의 무기 산화물 입자, 금, 은, 구리, 백금 등의 금속 입자 등을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.
이와 같이, 일 실시예에 따른 제1층(10)과 제2층(20)이 모두 상기와 같은 감광성 수지로 이루어진 감광성 물질이므로, 양자점(11)이 광중합성 작용기 (예컨대, (메타)아크릴레이트 등 탄소-탄소 이중결합)을 가지지 않는 경우에도 광 식각 방법을 통해 양자점-폴리머의 복합체로 이루어진 광 식각 패턴을 제조하기 용이하다. 또한, 양자점의 표면 처리 공정을 생략할 수 있으며, 후술할 현상(development) 공정 수행 시 유기 용매의 사용을 배제할 수 있다.
이하에서는 도 2를 참조하여 일 실시예의 컬러 필터(100)의 구체적인 구조를 설명한다.
도 2는 도 1의 컬러 필터를 보다 상세히 나타낸 도면이다.
일 실시예에서, 컬러 필터(100)는 제1광을 표시하는 제1영역(PX1), 제2광을 표시하는 제2영역(PX2) 및 제3광을 표시하는 제3영역(PX3)으로 구분될 수 있다. 각각의 영역은 차광 부재(403)에 의하여 구분되어 있다. 또한, 상기 제1영역(PX1) 내지 제3영역(PX3)은 소정의 규칙적인 배열을 이룬다. 예를 들어, 도 2의 좌측으로부터 우측방향으로, 순서대로 제1영역(PX1), 제3영역(PX3), 제2영역(PX2)이 배치된 배열을 하나의 단위 영역으로 볼 경우, 2 이상의 단위 영역이 규칙적으로 반복되는 배열을 이룰 수 있다. 또한, 이러한 단위 영역이 2차원적으로 반복되는, 예를 들면 행렬(matrix) 형상으로 반복되는 배열을 이룰 수 있다. 다만, 이러한 제1영역(PX1) 내지 제3영역(PX3)의 배열 순서나 배열 방향 등은 다양하게 설정될 수 있다.
일 실시예에서는 컬러 필터의 제1영역(PX1)이 제1광으로 청색광을, 제2영역(PX2)이 제2광으로 녹색광을, 제3영역(PX3)이 제3광으로 적색광을 각각 표시할 수 있다.
컬러 필터(100)는, 예를 들어 도 2에 도시된 바와 같은 제1광인 청색광을 공급받아 청색광, 녹색광, 적색광을 각각 표시할 수 있는 청색광 컬러 필터일 수 있다. 이에 따라, 제1층(10) 및 제2층(20)은 청색광을 표시하는 영역인 제1영역(PX1)에는 형성되지 않고, 제2영역(PX2) 및 제3영역(PX3)에만 각각 형성되어 있을 수 있다. 제1영역(PX1)은 투명체로 채워질 수 있다.
다만, 컬러 필터의 구동 방식 및 이에 따른 구성이 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 백색광 또는 자외선을 공급받아 청색광, 녹색광, 적색광을 각각 표시할 수 있는 컬러 필터일 수 있다. 이 경우, 제1층(10) 및 제2층(20)은 제1영역(PX1) 내지 제3영역(PX3) 각각에 형성되어 있을 수 있다.
이하에서는 편의 상, 청색광 컬러 필터의 경우를 예시로 하여 일 실시예에 따른 컬러 필터(100)를 설명하며, 제1영역(PX1)에 채워진 투명체를 청색 필터(10b)로, 제2영역(PX2)에 형성된 제1층을 녹색 필터(10g)로, 제2영역(PX2)에 형성된 제2층을 녹색 배리어층(20g)으로, 제3영역(PX3)에 형성된 제1층을 적색 필터(10r)로, 제3영역(PX3)에 형성된 제2층을 적색 배리어층(20r)으로 각각 지칭한다.
제1영역(PX1)은 청색 필터(10b)를 포함한다. 청색 필터(10b)는 양자점을 포함하지 않아, 입사광인 청색광을 그대로 방출시켜 표시할 수 있도록 투명체로 이루어질 수 있다.
투명체는 도 2에 도시된 바와 같이 제1영역(PX1)을 모두 메우도록 형성될 수 있으나, 실시예에 따라 다양한 높이, 크기 등을 가질 수 있다. 투명체는 청색광의 파장을 변환하지 않으면서 진행 방향만 변화시키는 산란 유도 입자들을 포함할 수도 있다. 한편, 투명체는 실시예에 따라 생략될 수도 있다. 이 경우, 제1영역(PX1)에는 중공이 형성될 수 있으며, 상기 중공이 청색 필터(10b)의 역할을 수행할 수 있다.
한편, 제1영역(PX1)에는 제2층(20)이 형성되어 있지 않을 수 있다. 이는 일례로 설명하는 청색광 컬러 필터의 경우 제2층(20)에 의한 광 리사이클링 효과를 기대하기 어렵기 때문이다. 다만, 일 실시예의 컬러 필터(100)가 백색 컬러 필터거나 자외선 컬러 필터라면, 전술한 투명체 대신 청색광을 방출하는 양자점을 포함하는 제1층과, 제1층의 광효율 저하를 최소화 하기 위한 제2층이 제1영역(PX1)에 형성되어 있을 수 있다.
제2영역(PX2)은 녹색 필터(10g) 및 녹색 배리어층(20g)을 포함한다. 녹색 필터(10g)는 입사광인 청색광을 받아 여기(excitation)되었다가 기저(ground) 상태로 안정되면서 녹색광을 방출하는 제1 양자점(11g)을 포함한다. 방출된 녹색광 중 일부는 녹색 배리어층(20g)으로부터 반사되어 진행 방향이 변경되며, 상기 반사광이 녹색 필터(10g) 외부로 방출되면서 녹색을 표시하게 되므로, 제2영역(PX2)에서 표시되는 녹색광의 광효율 저하를 최소화할 수 있다.
제3영역(PX3)은 적색 필터(10r) 및 적색 배리어층(20r)을 포함한다. 적색 필터(10r)는 입사광인 청색광을 받아 여기(excitation)되었다가 기저(ground) 상태로 안정되면서 적색광을 방출하는 제2 양자점(11r)을 포함한다. 방출된 적색광 중 일부는 적색 배리어층(20r)으로부터 반사되어 진행 방향이 변경되며, 상기 반사광이 적색 필터(10r) 외부로 방출되면서 적색을 표시하게 되므로, 제3영역(PX3)에서 표시되는 적색광의 광효율 저하를 최소화할 수 있다.
한편, 상기 제1 양자점(11g)과 제2 양자점(11r)은 서로 동일한 소재로 형성되되, 입사된 청색광을 서로 다른 파장인 녹색광과 적색광으로 각각 방출할 수 있도록, 서로 다른 크기를 가질 수 있다.
예를 들어, 제1 양자점(11g)은 제2 양자점(11r) 대비 작은 크기를 가질 수 있고, 이에 따라 중심 파장이 530±10 nm, 반치폭이 40~60 nm인, 비교적 높은 에너지를 갖는 녹색광을 방출할 수 있다. 이에 비해, 제2 양자점(11r)은 제1 양자점(11g) 대비 큰 크기를 가져 중심 파장이 625±10 nm, 반치폭이 40~60 nm인, 비교적 낮은 에너지를 갖는 적색광을 방출할 수 있다.
한편, 일 실시예에서는 청색광이 제1 양자점(11g) 또는 제2 양자점(11r)에 의해 녹색광 또는 적색광이 형성되고, 광 확산제(12) 및 기타 산란 유도 입자들에 의해 상기 형성된 광들이 각각 산란되어 외부로 방출되므로, 외부로 방출되는 빛의 진행 방향이 넓고 위치에 따라 빛의 계조가 변하지 않는다. 즉, 넓은 시야각을 갖는 컬러 필터(100)를 제공할 수 있다.
상기에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따른 컬러 필터(100)는 광학 배리어 역할을 수행하는 제2층(20)을 통해, 발광층이자 필터의 역할을 수행하는 제1층(10)의 광효율 저하를 최소화 할 수 있다.
이하에서는 도 3을 참조하여 도 2의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치의 구조를 설명한다. 일 실시예에서는 컬러 필터를 포함하는 표시 장치의 일례로 액정 표시 장치를 들어 설명하였으나, 일 실시예의 범위가 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 유기 발광 표시 장치나 발광 다이오드 등 다양한 표시 장치의 컬러 필터로 사용 가능하다.
도 3은 도 2의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 3을 참고하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 광원(200)과 하부 표시판(300) 및 상부 표시판(400)을 포함한다.
광원(200)은 도 3의 제1방향(D1) 전방을 향해 하부 표시판(300) 및 상부 표시판(400)으로 제1광을 공급할 수 있다. 광원(200)은 제1광을 발광할 수 있는 발광체를 포함할 수도 있다. 광원(200)에서 발광되는 제1광은 예컨대 가시광 영역의 광일 수 있으며 가시광 영역의 광 중 높은 에너지를 갖는 광, 예를 들어 청색광일 수 있다. 이를 통해 제1 광인 청색광을 하부 표시판(300)과 상부 표시판(400)으로 공급할 수 있다. 다만, 상기 제1광이 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 가시광 파장 영역 내의 청색광을 제외한 다른 광일 수도 있고, 자외선 파장 영역 내의 자외선일 수도 있다.
광원(200)은 발광체를 포함하는 발광부와, 발광된 청색광을 하부 표시판(300) 방향으로 공급하는 도광판을 포함할 수 있다. 발광부는 도광판 일측에 위치할 수도 있고, 도광판 하부면 아래에 위치할 수도 있다.
하부 표시판(300)은 투명한 유리, 플라스틱 등으로 이루어진 제1기판(301) 위에 박막 트랜지스터 등을 포함하는 배선층(303)이 형성되어 있다. 배선층(303)에는 게이트선, 유지 전압선, 게이트 절연막, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체, 보호막 등을 포함할 수 있으며, 박막 트랜지스터는 게이트선 및 데이터 선에 연결되어 있다. 한편, 배선층(303) 상에는 화소 전극(PE)이 형성되어 있다. 게이트선, 데이터선, 소스 전극, 드레인 전극, 반도체 및 화소 전극의 구조는 실시예에 따라서 다양할 수 있다.
게이트선과 유지 전압선은 서로 전기적으로 분리되어 있으며, 데이터선은 게이트선 및 유지 전압선과 절연 교차하고 있다. 게이트 전극, 소스 전극 및 드레인 전극은 각각 박막 트랜지스터의 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 구성한다. 드레인 전극은 화소 전극(304)과 전기적으로 연결되어 있다.
화소 전극(304)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 전계를 발생시켜 액정 분자의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다.
화소 전극(304) 위에는 배향막(501)이 형성되어 있다. 배향막(501)은 폴리 아믹산(polyamic acid), 폴리 실록산(polysiloxane) 또는 폴리 이미드(polyimide) 등의 액정 배향막으로써 일반적으로 사용되는 물질들 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 배향막(501)에 의해 액정층(500) 내부의 액정 분자를 초기 배열할 수 있다. 배향막(501)의 위치는 실시예에 따라 다양할 수 있다. 배향막(501)은 액정층(500)의 위, 아래 또는 도 3에 도시된 바와 같이 액정층(500)의 위와 아래에 모두 배치될 수도 있으며, 경우에 따라 생략될 수도 있다.
하부 표시판(300)과 상부 표시판(400) 사이에는 액정층(500)이 형성되어 있다. 액정층(500)의 두께는 예를 들어 5~6 ㎛로 형성될 수 있다. 액정층(500) 내부 액정 분자의 종류, 액정층(500)의 구동 방식 등은 실시예에 따라서 다양할 수 있다. 즉, 액정층(500)은 도 3에 도시된 바와 같이, 제1기판(301)과 컬러 필터(100) 사이에 배치될 수도 있고, 구동 방식에 따라서 제2기판(401)과 컬러 필터(100) 사이에 배치되도록 변경될 수도 있는 것이다.
한편, 제1기판(301)의 배면에는 제1편광판(302)이 부착되어 있다. 제1편광판(302)은 편광 소자와 보호층을 포함할 수 있으며, 보호층은 TAC(Tri-acetyl-cellulose)을 포함할 수 있다. 다만, 제1편광판(302)이 형성되는 위치는 제1기판(301)과 배선층(303)의 사이에 형성될 수도 있고, 하부 표시판(300) 내의 다른 위치에 형성될 수도 있다.
액정층(500) 상부에는 공통 전극(404)이 형성되어 있다. 공통 전극(404)은 인듐 주석 산화물(ITO) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)과 같은 투명한 도전 물질로 형성될 수 있으며, 전계를 발생시켜 액정 분자의 배열 방향을 제어하는 역할을 한다. 다만 공통 전극(404)의 위치는 실시예에 따라 다양할 수 있으며, 하부 표시판(300)에 위치될 수도 있다.
상부 표시판(400)은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제2기판 (401) 위에 제2편광판(402)이 형성되어 있다. 제2편광판(402)은 편광 소자와 보호층을 포함할 수 있으며, 보호층은 TAC(Tri-acetyl-cellulose)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서는 제2편광판(402)이 제2기판(401)의 위에 배치되었으나, 상부 표시판(400) 내의 다른 위치, 예를 들어 공통 전극(404)의 위 또는 제2기판(401)의 아래에 배치될 수 도 있으며, 생략될 수도 있다.
상기 제2기판(401)의 아래에는 전술한 컬러 필터(100)가 배치되어 있으며, 컬러 필터(100)는 전술한 바와 같이 차광 부재(403)에 의하여 제1영역(PX1) 내지 제3영역(PX3)이 각각 구획되어 있다.
차광 부재(403)는 빛을 투과시키지 않는 물질, 예를 들어 크롬(Cr), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 입자, 상기 금속 입자의 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 소재로 형성될 수 있다. 차광 부재(403)는 표시 장치(1000)의 빛샘 현상을 방지하고, 콘트라스트(contrast)를 향상시킨다. 차광 부재(403)는 도 3에 도시된 바와 같이 제2기판(401)의 아래에 형성되되, 일정 간격으로 이격되어 배치되어 있다.
일 실시예에서는 차광 부재(BM)에 의해 컬러 필터(100) 각각의 영역이 명확히 구획되므로, 어느 한 영역으로 입사된 광이 다른 영역을 침범하는 것을 차단할 수 있고, 이에 따라 표시 장치(1000)에 의해 표시되는 적색, 녹색, 청색 간의 혼색(color mixture)이 방지될 수 있다.
한편, 상기 컬러 필터(100)는 제1기판(301)의 전방에 배치되어 있다. 즉, 제1광의 공급 방향인 제1방향(D1)을 기준으로 볼 경우, 제1방향(D1) 전방을 따라 제1기판(301), 컬러 필터(100), 제2기판(401)이 순차적으로 광원의 전방에 배치되는 구조이다.
한편, 일 실시예에서는 컬러 필터(100)가 상부 표시판(400)에 배치될 수 있으나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니며, 표시 장치(1000)의 구동 방식에 따라 하부 표시판(300)에 배치될 수도 있다.
여기에서, 제1방향(D1)을 기준으로, 컬러 필터(100)는 제1층(10)이 제2층(20)의 전방에 오도록 배치된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(100)는 제1광이 제2층에 해당하는 녹색 배리어층(20g) 또는 적색 배리어층(20r)을 투과하여 제1층에 해당하는 녹색 필터(10g) 또는 적색 필터(10r)로 입사되도록 배치된 구조를 갖는다.
이와 같이, 제2층(20)을 투과하여 제1층(10)으로 제1광이 입사되도록 컬러 필터(100)의 배치 방향을 조절함으로써, 양자점의 등방성 광 방사에 의한 제1층(10)의 광효율 저하를 최소화할 수 있는 표시 장치(1000)를 제공할 수 있다.
한편, 감광성 소재로 구성된 컬러 필터(100)의 제조 공정에 있어서, 노광(exposure), 현상(development), 베이크(bake) 등의 광 식각 공정 수행 시마다 양자점의 광효율이 저하되는 현상이 보고되고 있다. 그러나, 전술한 일 실시예의 컬러 필터(100)의 경우, 광 식각 공정 중 필터층인 제1층(10) 위에 광학 배리어층인 제2층(20)을 형성한 적층체를 가공함으로써, 광 식각 공정 중 광효율의 저하가 최소화될 수 있는 컬러 필터를 제조할 수 있다.
이하에서는, 일 실시예에 따른 공정 중 광효율 저하가 최소화되는 컬러 필터를 제조하는 방법에 대하여 설명한다.
도 4는 도 2의 컬러 필터를 제조하는 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 4를 참조하면, 일 실시예에 따른 컬러 필터 제조 방법은 기판 위에 상기 제1층을 형성하는 단계(S01), 제1층 위에 제2층을 형성하여, 기판 위에 제1층과 제2층으로 이루어진 적층체를 얻는 단계(S02), 적층체를 프리 베이크(pre-bake)하는 단계(S03), 적층체를 노광 및 현상하여 패터닝된 적층체를 얻는 단계(S04), 패터닝된 적층체를 포스트 베이크(post-bake)하는 단계(S05) 및 적층체를 에이징(aging)하는 단계(S06)를 포함한다.
우선, 사전 준비 단계로서, 차광 부재가 형성된 기판을 준비하는 단계와, 제1층 형성용 감광성 수지 준비 단계 및 제2층 형성용 감광성 수지 준비 단계를 개별적으로 수행한다.
차광 부재가 형성된 기판을 준비하는 단계에서는, 유리, 플라스틱 등의 기판 위에 크롬(Cr), 은(Ag), 몰리브덴(Mo), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 탄탈륨(Ta) 등의 금속 입자, 상기 금속 입자의 산화물, 또는 이들의 조합을 포함하는 소재로 이루어진 차광 부재를 일정 간격으로 이격시켜 형성한다. 차광 부재간 이격된 공간은 추후 공정을 거쳐 제1영역 내지 제3영역이 된다.
제1층 형성용 감광성 수지 준비 단계에서는 표면에 소수성 유기 리간드를 포함하는 양자점 (적색 또는 녹색)의 클로로포름 분산액을 바인더와 혼합하여 양자점-바인더 분산액을 제조한다. 이때, 양자점들은 양자점-바인더 분산액 내에서 양자점이 균일하게 분산되어 있다.
이후, 상기 제조된 양자점-바인더 분산액에 광중합성 단량체, 광 개시제, 광 확산제, 용매 및 기타 첨가제 등을 혼합하여 제1층 형성용 감광성 수지를 제조한다.
제2층 형성용 감광성 수지 준비 단계에서는 광중합성 단량체, 광 개시제, 증감제, 광 확산제, 용매 및 기타 첨가제 등을 혼합하여 제2층 형성용 감광성 수지를 제조한다.
이후, 제1층 형성 단계(S01)에서는 준비된 제1층 형성용 감광성 수지를, 차광 부재가 형성된 기판 위에 스핀 코팅한다. 제1층 형성용 감광성 수지가 채워지는 영역은 표시 장치의 구동 방식에 따라 다양하며, 제1영역 내지 제3영역 중 일부에만 채워질 수 있다.
이후, 제2층 형성 단계(S02)에서는 상기 제1층 위로 준비된 제2층 형성용 감광성 수지를 스핀 코팅한다. 이에 따라, 기판 위에 제1층과 제2층이 순차 적층된 이중 층을 갖는 적층체를 얻을 수 있다.
이후, 프리 베이크 단계(S03)에서는 얻어진 적층체를 프리 베이크(pre-bake, PRB)하여 제1층과 제2층에 존재하는 습기를 제거한다. 프리베이크의 온도와 시간, 분위기 등 구체적인 조건은 알려져 있으며 적절히 선택할 수 있으며, 경우에 따라서는 생략될 수도 있다. 프리 베이크 단계를 거치면서 습기가 제거된 적층체는 제1층 내부 양자점이나 광 확산제의 분산된 상태가 달라지게 된다.
이후, 노광 및 현상(S04) 단계에서는 프리 베이크가 완료된 적층체를 소정의 패턴을 가지는 마스크 하에서 소정의 파장을 갖는 광에 노출시키는 노광을 수행한다. 노출하는 광의 파장 및 세기는 광 개시제의 종류와 함량, 양자점의 종류와 함량 등을 고려하여 선택할 수 있다. 이후 노광된 적층체를 이를 유기 용매 또는 알칼리 수용액 등으로 현상하는 단계를 거친다. 노광 및 현상이 완료된 적층체는 필름 중 상기 광이 노출되지 않은 부분이 용해됨으로써, 원하는 영역에 제1층과 제2층이 적층되도록 패터닝된 적층체를 얻을 수 있다.
다만, 노광 및 현상 단계를 거치면서 제1층 내부 양자점이나 광 확산제의 분산된 상태가 달라지거나, 노광 및 현상 진행 중 양자점 또는 확산제의 손실이 발생할 수 있어, 노광 및 현상 전과 비교할 때, 제1층의 광효율은 다소 감소하게 된다.
이후, 포스트 베이크(S05) 단계에서는 패터닝된 적층체를 패턴의 내크랙성 및 내용제성 향상을 위해, 예를 들어, 150 ℃ 내지 230 ℃의 온도에서 소정의 시간, 예를 들어, 10 분 이상 또는 20 분 이상 포스트 베이크(post-bake, POB)할 수 있다. 포스트 베이크가 수행됨에 따라 형성된 제1층의 물리적, 화학적 특성은 개선되지만, 지속적인 열이 가해짐에 따라 제1층 내부 양자점이나 광 확산제의 손실이 발생할 수 있으므로, 포스트 베이크 공정에 따라 제1층의 광효율은 다소 감소하게 된다.
이후, 에이징(S06) 단계에서는 포스크 베이크를 거친 적층체에 소정의 파장을 갖는 약한 세기의 광을 지속적으로 노출시켜, 적층체의 광학적 성질을 안정화시키는 과정을 수행한다. 에이징 단계에서 노출시키는 광의 파장과 세기, 노출 시간 등 구체적인 조건은 적절히 선택할 수 있으며, 경우에 따라서는 생략될 수도 있다. 에이징 단계는 적층체의 광학적 물성을 개선하기 위한 공정으로, 에이징 단계 수행에 따른 제1층의 광효율은 다소 개선된다.
한편, 상기 제1층 형성 단계(S01)로부터 에이징 단계(S06)까지를 하나의 단위 공정으로 볼 경우, 상기 단위 공정이 종료된 후, 전술한 컬러 필터의 제1영역 내지 제3영역이 모두 채워졌는지 여부를 판단하는 단계(S07)를 거쳐, 상기 제1영역 내지 제3영역이 모두 채워질 때까지 상기 단위 공정을 반복 수행할 수 있다.
다만, 일 실시예에서, 컬러 필터의 종류, 표시 장치의 구동 방식에 따라 상기 반복되는 단위 공정의 횟수는 달라질 수 있다. 예를 들어, 전술한 도 2에 도시된 컬러 필터(100)를 제조할 경우, 제1영역(PX1)은 투명체로 채워지므로, 제2영역(PX2) 또는 제3영역(PX3) 중 어느 하나를 제조한 후, 단위 공정을 1회만 반복하여 나머지 영역을 제조할 수 있다.
이상에서 살펴본 단계를 거쳐 제조된 컬러 필터는 공정 중 광효율 감소를 최소화할 수 있는데, 이는 모든 공정이 발광층인 제1층(10) 위에 보호층인 제2층(20)을 형성한 후 수행되므로, 프리 베이크 단계나 포스트 베이크 단계에서의 열 또는 노광 및 현상 단계에서의 용매 등으로부터 물리적, 화학적으로 제1층(10)을 보호할 수 있기 때문이다.
이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예들을 제시한다. 다만, 하기에 기재된 실시예들은 발명을 구체적으로 예시하거나 설명하기 위한 것에 불과하며, 이로써 발명의 범위가 제한되어서는 아니된다.
실시예
1:
[1] 양자점-바인더 분산액의 제조
표면에 소수성 유기 리간드로서, 올레산을 포함하는 양자점 (녹색) 50 g 을 포함하는 클로로포름 분산액을 바인더 (메타크릴산, 벤질 메타크릴레이트, 히드록시에틸메타크릴레이트, 및 스티렌의 4원 공중합체, 산가는 130 mg KOH/g, 각 단량체간의 비율로, 메타크릴산: 벤질메타크릴레이트 : 히드록시에틸메타크릴레이트 : 스티렌 = 61.5 % : 12 % : 16.3 % : 10.2 %) 용액 100 g (농도 30 wt%의 PGMEA) 과 혼합하여 양자점-바인더 분산액을 제조한다:
[2] 제1층 형성용 감광성 조성물의 제조
상기 [1] 에서 제조된 양자점 바인더 분산액에 광중합성 단량체로서 헥사아크릴레이트 100 g, 광 개시제로서 옥심에스테르 화합물 1 g, 광확산제로서 TiO2 30 g, 경화제로서 펜타에리쓰리톨 테트라(3-머캅토프로피오네이트) 10 g, 및 용매로서 PGMEA 300 g을 혼합하여 제1층 형성용 감광성 조성물을 제조한다.
[3] 제2층 형성용 감광성 조성물의 제조
광중합성 단량체로서 헥사아크릴레이트 100 g, 광 개시제로서 옥심에스테르 화합물 1 g, 경화제로서 펜타에리쓰리톨 테트라(3-머캅토프로피오네이트) 10 g, 및 용매로 PGMEA 300 g 을 혼합하여 제2층 형성용 감광성 조성물을 제조한다.
[4] 컬러 필터 제조
상기 [2]에서 제조된 제1층 형성용 감광성 조성물을 유리 기판에 스핀 코팅하고, [3]에서 제조된 제2층 형성용 감광성 조성물을 제1층 위에 스핀 코팅하여 기판, 제1층, 제2층 순으로 적층된 적층체 필름을 얻는다. 얻어진 필름을 100 ℃에서 프리 베이크를 수행한다. 프리 베이크된 적층체 필름에 소정의 패턴을 가지는 마스크 하에서 광(파장: 365 nm, 세기:100 mW)을 1초간 조사하고, 이를 수산화칼륨 수용액 (농도: 0.043 %)으로 50 초간 현상하여 패턴을 얻는다. 패턴이 형성된 적층체 필름을 180 ℃ 에서 30 분 간격으로 세 차례에 걸쳐 제1, 제2, 제3 포스트 베이크를 수행한다. 제3차 포스트 베이크가 완료 적층체 필름에 광(파장: 450 nm, 세기: 10 mW)을 24 시간 동안 조사하면서 에이징을 수행한다. 각 단계가 완료된 시점에서 각각 적층체 필름의 청색광 변환율과 청색광 흡수율을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
일 실시예에서 청색광 변환율은 적층체에 조사된 광량 대비 녹색광으로 변환된 광량을 나타낸 것이고, 청색광 흡수율은 적층체에 조사된 광량 대비 광원을 향해 회귀하지 않고 제1층 및 제2층에 잔류하는 광량을 나타낸 것이며, 청색광 변환율과 청색광 흡수율은 모두 광측정기(미놀타社 제조)를 통해 1 분 동안 광량을 측정한 결과를 나타낸 갓이다.
실시예
2:
실시예 1의 [1] 내지 [3]과 동일한 과정을 거쳐 제1층 형성용 감광성 조성물 및 제2층 형성용 감광성 조성물을 형성한 후, 실시예1의 [2]에서 제조된 제1층 형성용 감광성 조성물을 유리 기판에 스핀 코팅하고, 실시예1의 [3]에서 제조된 제2층 형성용 감광성 조성물을 제1층 위에 스핀 코팅하여 기판, 제1층, 제2층 순으로 적층된 적층체 필름을 얻는다. 얻어진 필름을 100 ℃에서 프리 베이크를 수행한다. 프리 베이크된 적층체 필름에 소정의 패턴을 가지는 마스크 하에서 광(파장: 365 nm 세기:100 mW)을 1초간 조사하고, 이를 수산화칼륨 수용액 (농도:0.043%) 으로 50 초간 현상하여 패턴을 얻는다. 이후, 프리 베이크를 생략하고, 현상된 적층체 필름에 바로 광(파장: 450 nm, 세기: 10 mW)을 24 시간 동안 조사하면서 에이징을 수행한다. 각 단계가 완료된 시점에서 각각 적층체 필름의 청색광 변환율과 청색광 흡수율을 측정하여, 그 결과를 표 2에 나타낸다.
비교예
:
실시예 1의 [1], [2]과 동일한 과정을 거쳐 제1층 형성용 감광성 조성물 을 형성한 후, 실시예 1의 [2]에서 제조된 제1층 형성용 감광성 조성물을 유리 기판에 스핀 코팅하여 기판 위에 제1층이 단일 층으로 적층된 필름을 얻는다. 얻어진 단일 층 필름에 실시예 1과 동일한 조건의 프리 베이크, 노광 및 현상, 제1, 제2, 제3 포스트 베이크를 수행한 후, 각 단계가 완료된 시점에서 단일 층 필름의 청색광 변환율과 청색광 흡수율을 측정하여, 그 결과를 표 1에 나타낸다.
표 1은 아래와 같다.
| 실시예 1 | 비교예 | ||
| 프리 베이크 (PRB) |
청색광 변환율(%) | 30 | 29 |
| 청색광 흡수율(%) | 82 | 74 | |
| 현상 및 노광 (EXP & DEV) |
청색광 변환율(%) | 28 | 26 |
| 청색광 흡수율(%) | 81 | 74 | |
| 제1 포스트 베이크 (POB1) |
청색광 변환율(%) | 24 | 19 |
| 청색광 흡수율(%) | 82 | 75 | |
| 제2 포스트 베이크 (POB2) |
청색광 변환율(%) | 21 | 17 |
| 청색광 흡수율(%) | 83 | 75 | |
| 제3 포스트 베이크 (POB3) |
청색광 변환율(%) | 22 | 15 |
| 청색광 흡수율(%) | 83 | 76 | |
| 에이징 (AGN) |
청색광 변환율(%) | 26 | ND |
| 청색광 흡수율(%) | 82 | ||
| POB1 / PRB | 80 | 65 | |
| POB2 / PRB | 70 | 58 | |
| POB3 / PRB | 73 | 51 | |
| AGN / PRB | 86 | ND | |
표 1에서, 비교예와 같은 단일층 필름의 경우 에이징을 진행하기 위해서는 보호층을 더 형성하는 등의 추가 공정을 진행해야 하므로, 비교예의 경우 에이징을 수행하지 않았으며, 비교예에서 에이징과 관련된 항목은 모두 ND(NO Data)로 기록한다.
또한, 표 1에서는 프리 베이크, 노광 및 현상 공정 및 에이징 공정을 반복 수행하는 대신, 광변환율 저하가 가장 크게 일어나는 구간인 포스트 베이크를 세 차례에 걸쳐 연속적으로 수행한다. 이를 통해, 제1 내지 제3영역에 각각 필터를 형성한다면 기판 위에 가장 처음 형성된 필터가 받을 수 있는 열적 환경과 유사한 환경을 조성할 수 있다.
표 1을 참조하면, 실시예1과 비교예 모두, 공정 초기 단계인 프리 베이크 단계에서는 청색광 변환율이 비슷하게 나타나나, 청색광 흡수율은 실시예 1이 8 % 가량 높음을 알 수 있다. 이는 비교예의 경우, 프리 베이크 단계에서부터 단일층인 제1층 내부 수분 등이 증발하면서 광효율이 저하되었음을 의미한다.
한편, 노광 및 현상이 진행되면서 화학적 환경에 의하여 실시예 1 및 비교예 모두 청색광 변환율이 저하된 것을 확인할 수 있으나, 비교예에 비해 실시예1의 청색광 변환율 저하가 더디게 일어나는 것을 확인할 수 있다.
한편, 비교예의 청색광 변환율은 제1 내지 제3 포스트 베이크를 거치면서 각각 7 %, 2 %, 1 % 단계적으로 감소하여, 포스트 베이크 전체적으로 볼 때 10 % 가량의 광효율 저하를 나타낸다. 이에 비해, 실시예 1은 제1 포스트 베이크에서 약 4 % 가량 청색광 변환율이 저하되고, 제2 포스트 베이크에서 약 3 % 저하되나, 제3 포스트 베이크에서는 약 1 % 상승하여 포스트 베이크 전체적으로 볼 때 6 % 가량의 청색광 변환율 저하가 일어남을 알 수 있다.
상기 표 1의 결과를 토대로 볼 때, 프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율을 제1 유지율이라 하면, 상기 제1 유지율의 비율은 70 % 이상 100 % 미만의 범위 내의 값을 가질 수 있음을 알 수 있다.
이와 비교하여, 단일층으로 형성된 비교예의 경우, 제1 유지율은 최대 65% 이하로 나타나는 것을 확인할 수 있다. 이를 통해, 제1층에 제2층을 더 형성한 실시예1의 적층체 구조가 열에 의한 광변환율 저하를 효율적으로 저지할 수 있음을 알 수 있다.
한편, 실시예 1의 경우, 에이징 과정을 진행하게 되면 제1층의 광 특성이 개선되어 제3 포스트 베이크 대비 4 % 가량의 광효율 상승 효과를 확인할 수 있다. 또한, 프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제2 유지율이라 하면, 실시예 1에서 상기 제2 유지율은 85 % 이상 100 % 미만의 범위 내의 값을 가질 수 있음을 알 수 있다.
이와 비교하여, 단일층으로 형성된 비교예는 에이징 공정을 수행하기 위하여 포스트 베이크 이후 단일층 위에 보호층 등을 형성하는 추가 공정을 수행해야 하므로, 공정 수가 증가하여 공정 효율 면에서 바람직하지 못함을 알 수 있다.
한편, 표 2는 아래와 같다.
| 실시예 2 | ||
| 프리 베이크 (PRB) |
청색광 변환율(%) | 31 |
| 청색광 흡수율(%) | 78 | |
| 현상 및 노광 (EXP & DEV) |
청색광 변환율(%) | 31 |
| 청색광 흡수율(%) | 78 | |
| 에이징 (AGN) |
청색광 변환율(%) | 36 |
| 청색광 흡수율(%) | 78 | |
| AGN / PRB | 86 | |
표 2를 참조하면, 실시예 2와 같이 포스트 베이크를 거치지 않고 노광 이후 바로 에이징을 수행한 적층체의 경우 보다 우수한 청색광 변환율을 나타냄을 알 수 있다.
예를 들어, 포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제3 유지율이라 하면, 상기 제3 유지율은 100 % 이상 120 % 미만의 범위를 가질 수 있다.
이를 통해, 포스트 베이크를 생략하고 바로 에이징을 진행하더라도 전술한 실시예 1과 유사한 광효율 향상 효과를 나타냄을 확인할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 일 실시예에 따른 컬러 필터는 발광층인 제1층에 배리어층인 제2층을 형성한 적층체를 형성한 후 광 식각 공정을 진행하므로, 제조 공정 중 광효율 저하를 최소화 할 수 있는 한편, 제조된 컬러 필터 및 이를 포함하는 표시 장치의 경우도, 제2층에 의한 광 리사이클링으로, 제1층의 광효율 향상 효과를 기대할 수 있다.
즉, 일 실시예에 따르면, 제조 공정에서 광효율 저하가 최소화 되며, 제조 후에도 광효율이 우수하게 유지되는 컬러 필터, 및 이를 포함하는 표시 장치가 제공될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리 범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구 범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것이다.
10: 제1층
11: 양자점
12: 광 확산제 20: 제2층
100: 컬러 필터 200: 광원
300: 하부 표시판 301: 제1기판
302: 제1편광판 303: 배선층
304: 화소 전극 400: 상부 표시판
401: 제2기판 402: 제2편광판
403: 차광 부재 404: 공통 전극
500: 액정층 501: 배향막
12: 광 확산제 20: 제2층
100: 컬러 필터 200: 광원
300: 하부 표시판 301: 제1기판
302: 제1편광판 303: 배선층
304: 화소 전극 400: 상부 표시판
401: 제2기판 402: 제2편광판
403: 차광 부재 404: 공통 전극
500: 액정층 501: 배향막
Claims (16)
- 제1광을 방출하는 제1영역, 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 제2광을 방출하는 제2영역 및 상기 제2광보다 긴 제3광을 방출하는 제3영역으로 구분되는 컬러 필터로서,
2 이상의 양자점을 포함하는 제1층, 및
상기 제1층의 적어도 어느 한 면에 형성되는 제2층을 포함하되,
상기 제1층 및 상기 제2층 각각은 적어도 상기 제2영역 및 상기 제3영역에 형성되는 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제2층은 상기 제1광에 대한 투과율이 80 % 이상인 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제1광은 청색광인 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제2층의 두께는 상기 제1층의 두께의 10 % 내지 60 % 인 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제1층 및 상기 제2층 각각은 감광성 수지로 이루어진 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제1층은
금속 산화물 입자, 금속입자, 및 이들의 조합으로부터 선택되는 광 확산제를 더 포함하는 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 양자점은, II족-VI족 화합물, III족-V족 화합물, IV족- VI족 화합물, IV족 화합물, II족-III족-VI족 화합물, I족-II족-IV족-VI족 화합물, 또는 이들의 조합을 포함하는 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 양자점은,
상기 제2영역 상에 위치되되, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광보다 긴 파장을 갖는 상기 제2광을 방출하는 복수의 제1 양자점과,
상기 제3영역 상에 위치되되, 상기 제1광을 흡수하여 상기 제1광 및 상기 제2광보다 긴 상기 제3광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 컬러 필터. - 제1항에서,
상기 제1영역은 투명체로 채워지는 컬러 필터. - 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 컬러 필터를 제조하는 방법으로서,
기판 위에 상기 제1층을 형성하는 단계,
상기 제1층 위에 상기 제2층을 형성하여, 상기 기판 위에 상기 제1층과 상기 제2층으로 이루어진 적층체를 얻는 단계,
상기 적층체를 프리 베이크(pre-bake)하는 단계,
상기 적층체를 노광 및 현상하여 패터닝된 적층체를 얻는 단계, 및
상기 패터닝된 적층체를 포스트 베이크(post-bake)하는 단계
를 포함하는 컬러 필터 제조 방법. - 제10항에서,
프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율을 제1 유지율이라 하면,
상기 제1 유지율의 비율은 70 % 이상 100 % 미만인 컬러 필터 제조 방법. - 제10항에서,
상기 적층체를 에이징(aging)하는 단계를 더 포함하는 컬러 필터 제조 방법. - 제12항에서,
프리 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제2 유지율이라 하면,
상기 제2 유지율은 85 % 이상 100 % 미만인 컬러 필터 제조 방법. - 제12항에서,
포스트 베이크된 상기 적층체의 광변환율에 대한 에이징된 상기 적층체의 광변환율의 비율을 제3 유지율이라 하면,
상기 제3 유지율은 100 % 이상 120 % 미만인 컬러 필터 제조 방법. - 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 컬러 필터를 포함하는 표시 장치로서,
제1방향으로 상기 제1광을 공급하는 광원,
상기 제1방향을 기준으로 상기 광원의 전방에 배치되는 제1기판,
상기 제1방향을 기준으로 상기 제1기판의 전방에 배치되는 상기 컬러 필터, 및
상기 제1방향을 기준으로 상기 컬러 필터의 전방에 배치되는 제2기판을 포함하되,
상기 컬러 필터는 상기 제1방향을 기준으로 상기 제1층이 상기 제2층의 전방에 위치되는 표시 장치. - 제15항에서,
상기 제1기판과 상기 컬러 필터 사이, 또는 상기 컬러 필터와 상기 제2기판 사이에 배치되는 액정층을 더 포함하는 표시 장치.
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