JP2010018776A - ポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置 - Google Patents
ポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置 Download PDFInfo
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Abstract
【課題】ポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置を提供。
【解決手段】アルコキシフェニルトリアルコキシシラン、アルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、アルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及びアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを有機溶媒／水の混合溶媒の中で酸または塩基触媒を使用して共重合して製造されたポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用したポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用した有機電界発光表示装置。
【選択図】なし
【解決手段】アルコキシフェニルトリアルコキシシラン、アルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、アルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及びアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを有機溶媒／水の混合溶媒の中で酸または塩基触媒を使用して共重合して製造されたポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用したポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用した有機電界発光表示装置。
【選択図】なし
Description
本発明は、ポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置に関し、機械的強度及び平坦化性に優れており、フォトレジストを使用せずに直接光を照射することによって、ポジティブトーンパターニング（ｐｏｓｉｔｉｖｅ ｔｏｎｅ ｐａｔｔｅｒｎｉｎｇ）が可能な薄膜を製造することができるポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置に関する。
一般に、有機電界発光表示装置を製造するにあたって薄膜トランジスタのソース／ドレーン電極を保護するために、このソース／ドレーン上にアクリル系の平坦化膜を使用する。しかし、アクリル系の平坦化膜は、硬度が弱いため、電極を完璧に保護することができない問題点があり、電極とアクリル系の平坦化膜との間に無機膜であるシリコーン窒化膜をさらに蒸着して使用している。これにより、工程が複雑になり、製造コストが上昇するなどの問題点が発生することがある。
上記問題点を解決するために、有機系のアクリル膜の代わりに強度及び温度特性に優れたシリコーン系の有機無機複合膜であるＳＯＧ（ｓｉｌｉｃｏｎ ｏｎ ｇｌａｓｓ）を使用しようとする試みが続いて来た。しかし、現在まで開発されたＳＯＧは、直接光によるフォトパターン工程が不可能なことから、フォトリソグラフィ工程を利用してパターンを形成するためには追加のフォトレジスト（Ｐｈｏｔｏ Ｒｅｓｉｓｔ：ＰＲ）を塗布し、これを露光、現像し、フォトレジストパターンを形成した後、フォトレジストパターンをマスクにしてＳＯＧを乾式あるいは湿式エッチングすることによって、パターンを形成している。
しかし、上記したように、フォトレジストを利用してパターンを形成する方法は、フォトレジスト塗布工程、露光工程、現像工程、ストリップ工程などの様々な複雑な工程を必要とするため、工程が複雑になるだけでなく、製造収率が低くなる短所がある。
本発明は、上記した従来技術の諸問題点を解決するためになされたもので、機械的強度及び平坦化性に優れており、フォトレジストを使用せずに直接光を照射することによって、ポジティブトーンパターニングが可能な薄膜を製造することができるポリシルセスキオキサン共重合体、その製造方法、これを利用するポリシルセスキオキサン共重合体薄膜、及びこれを利用する有機電界発光表示装置を提供する。
本発明は、下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを共重合して製造された、ポリシルセスキオキサン共重合体を提供する。
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを共重合して製造された、ポリシルセスキオキサン共重合体を提供する。
本発明は、下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを有機溶媒／水の混合溶媒の中で酸または塩基触媒を使用して共重合する、ポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法を提供する。
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを有機溶媒／水の混合溶媒の中で酸または塩基触媒を使用して共重合する、ポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法を提供する。
また、本発明は、前記ポリシルセスキオキサン共重合体に光酸発生剤を含んで製造された、ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を提供する。
また、本発明は、基板と；前記基板上に位置し、半導体層、ゲート電極、ゲート絶縁膜、及びソース／ドレーン電極を含む薄膜トランジスタと；前記薄膜トランジスタ上に位置し、前記ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を含む平坦化膜と；前記平坦化膜上に位置し、前記ソースまたはドレーン電極と電気的に連結される第１電極、発光層を有する有機膜層、及び第２電極を含む有機電界発光素子と；を含む、有機電界発光表示装置を提供する。
本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体を利用して製造された薄膜は、機械的強度及び平坦化性に優れており、フォトレジストを使用せずに直接光を照射することによってポジティブトーンパターニングが可能である。
本発明の上記目的と技術的構成及びそれによる作用効果に関する詳しい事項は、本発明の好ましい実施例を示している図面を参照した以下の詳細な説明によって明確に理解されるだろう。図面において、層及び領域の長さ、厚さなどは、便宜のために誇張されて表現されることがある。また、明細書全般にわたって同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。
＜実施例１＞ポリシルセスキオキサン共重合体の製造
１．ポリシルセスキオキサン二元共重合体の製造
還流器が設置されている反応容器に下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体を添加する。化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び化学式５の単量体のモル比率は、５０乃至１００％：０超過乃至５０％になるように添加することができる。
１．ポリシルセスキオキサン二元共重合体の製造
還流器が設置されている反応容器に下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体を添加する。化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び化学式５の単量体のモル比率は、５０乃至１００％：０超過乃至５０％になるように添加することができる。
上記化学式５の単量体は、上記化学式１乃至４の単量体に比べて反応可能な作用基が多いため、共重合反応時に架橋化密度が高い。そのため、上記化学式５を使用する共重合の場合には、酸または塩基触媒を使用するゾル−ゲル重合反応時に高分子の分子量を速く増加させ、化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体を単一重合させる場合によく起きる分子内の縮合反応に比べて分子間の縮合反応速度を増加させることができる。したがって、ポリシルセスキオキサン共重合体の形成時に上記化学式５の単量体を使用する場合、低い分子量の環状のシルセスキオキサンの形成が最小化されることができ、形成されるポリシルセスキオキサン共重合体は、無定形の構造に変わることができる。その結果、上記ポリシルセスキオキサン共重合体を利用して製造された膜は、高い密度と機械的強度を有することができるようになる。
次に、上記反応容器に有機溶媒を添加する。上記有機溶媒は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び上記化学式５の単量体を含む全体単量体の濃度が２５乃至３５ｗｔ％になるように添加することができる。上記有機溶媒は、メチルイソブチルケトン、アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｆｕｒａｎ：ＴＨＦ）、トルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート（ｐｒｏｐｙｌｅｎｅ ｇｌｙｃｏｌ ｍｅｔｈｙｌ ｅｔｈｅｒ ａｃｅｔａｔｅ）及びアルコールよりなる群から選択されることができる。
次に、上記反応容器に水及び触媒を添加する。上記水は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び上記化学式５の単量体を含む全体単量体１モル当たり１乃至１０モルの比率で添加することができる。
上記触媒は、酸触媒または塩基触媒であってもよい。上記酸触媒は、塩酸（ＨＣｌ）または硫酸（Ｈ２ＳＯ４）であってもよく、上記塩基触媒は、水酸化カリウム（ＫＯＨ）または水酸化テトラブチルアンモニウム（［ＣＨ３（ＣＨ２）３］４ＮＯＨ）であってもよい。上記触媒は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び上記化学式５の単量体を含む全体単量体１モル当たり０．０１乃至０．１モルの比率で添加することができる。上記触媒は、塩基触媒であることが好ましいが、塩基触媒を使用する場合には、酸触媒を使用した場合に比べて反応時間が経過するにつれて共重合体の重量平均分子量が大幅に上昇することができ、上記共重合体を利用して製造された膜が優れた熱安定性と機械的強度を示す。また、塩基触媒を使用して製造されたポリシルセスキオキサン共重合体は、有機溶媒には溶解されるが、水には溶解されない性質を有する。
次に、上記物質が混合された反応容器を室温乃至８０℃の温度で６乃至２４時間反応させることができる。
本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体の形成時に単量体の比率、反応温度、反応時間、触媒などの量を調節し、Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量及び分子量を調節することができる。上記Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量によって分子量が調節されるが、重量平均分子量は、９００〜３００００であることが好ましく、このとき、Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量は、０乃至５０％であることが好ましい。重量平均分子量が９００〜３００００であり、上記Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量が０乃至５０％であるとき、上記ポリシルセスキオキサン共重合体を利用して形成された薄膜に光を照射してポジティブトーンパターニングを行う場合、現像液に対する溶解性が良い。
２．ポリシルセスキオキサン三元共重合体の製造
上記実施例１の１によるポリシルセスキオキサン二元共重合体を利用して製造される膜の接着特性を改善させるために極性の作用基を有する、一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨまたは一般式２（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＣＯＯＨで表示される単量体をさらに含むことができる。このとき、上記一般式１及び２において上記Ｒ１及びＲ２は、水素またはアルキル基であり、ｎは、０乃至１０である。上記極性の作用基を有する一般式１または一般式２の単量体は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び上記化学式５の単量体を含む全体単量体に対して０乃至５０ｗｔ％の重量比を有するように添加されることができる。
上記実施例１の１によるポリシルセスキオキサン二元共重合体を利用して製造される膜の接着特性を改善させるために極性の作用基を有する、一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨまたは一般式２（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＣＯＯＨで表示される単量体をさらに含むことができる。このとき、上記一般式１及び２において上記Ｒ１及びＲ２は、水素またはアルキル基であり、ｎは、０乃至１０である。上記極性の作用基を有する一般式１または一般式２の単量体は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び上記化学式５の単量体を含む全体単量体に対して０乃至５０ｗｔ％の重量比を有するように添加されることができる。
下記で特に言及されることを除いて上記実施例を参照する。
次に、上記実施例と同様に、化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体、上記化学式５の単量体、及び上記一般式１または一般式２の単量体を含む反応容器に有機溶媒を添加する。上記有機溶媒は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体、上記化学式５の単量体、及び上記一般式１または一般式２の単量体を含む全体単量体の濃度が２５乃至３５ｗｔ％になるように添加することができる。
次に、上記反応容器に水及び触媒を添加する。上記水は、上記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体、上記化学式５の単量体、及び上記一般式１または一般式２の単量体を含む全体単量体１モル当たり１乃至１０モルの比率で添加することができ、上記触媒は、上記全体単量体１モル当たり０．０１乃至０．１モルの比率で添加することができる。
次に上記物質が混合された反応容器を室温乃至８０℃の温度で６乃至２４時間反応させることができる。
本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体の形成時に単量体の比率、反応温度、反応時間、触媒などの量を調節し、Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量及び分子量を調節することができる。上記Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量によって分子量が調節されるが、重量平均分子量は、９００〜３００００であることが好ましく、このとき、Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量は、０乃至５０％であることが好ましい。重量平均分子量が９００〜３００００であり、上記Ｓｉ−ＯＨ末端基の含量が０乃至５０％であるとき、上記ポリシルセスキオキサン共重合体を利用して形成された薄膜に光を照射してポジティブトーンパターニングを行う場合、現像液に対する溶解性が良い。
＜実施例２＞ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜の製造
上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体に光酸発生剤及び有機溶媒を混合し、基板上にコーティングすることによって、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を製造することができる。
上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体に光酸発生剤及び有機溶媒を混合し、基板上にコーティングすることによって、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を製造することができる。
上記光酸発生剤は、スイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＣＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｉｒｅｓ、アリルビストリクロロメチルトリアジン、またはｎ−ペルフルオロブテインスルホニルナフタレンイミドを使用することができる。上記光酸発生剤は、上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の１乃至３０ｗｔ％になるように混合することができる。上記光酸発生剤が可視光で作用しないように光を遮断した状態で混合することが好ましい。
上記有機溶媒は、メチルイソブチルケトン、アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、トルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及びアルコールよりなる群から選択された１つを使用することができる。上記有機溶媒は、上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の１０乃至３０ｗｔ％になるように混合することができる。上記有機溶媒に上記二元共重合体または三元共重合体及び上記光酸発生剤を溶解することは、室温で行うことができる。
次に、上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体、光酸発生剤、及び有機溶媒の混合によって製造された溶液を基板上にスピンコーティングし、１００乃至１３０℃で１乃至３分間ベーキングし、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を製造する。
本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜をＡＦＭ（Ａｔｏｍｉｃ Ｆｏｒｃｅ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：原子間力顕微鏡）を利用して粗さ値を測定した結果、１ナノメートル以下の値を示し、９５％以上の平坦度を確保することができる。また、ナノインデンターを利用して上記薄膜の硬度を測定した結果、１ＧＰａ以上の優秀な硬度を示し、外部の衝撃によるスクラッチに対して強い耐性を示す。
＜実施例３＞ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜のパターニング
上記実施例２によって製造されたポリシルセスキオキサン共重合体薄膜に光を照射し、露光工程を進行する。上記露光工程は、中心波長が２４０乃至４５０ｎｍであるＵＶを１乃至５分間照射することができる。次に、１００乃至１３０℃で１乃至３分間ベーキングすることができる。
上記実施例２によって製造されたポリシルセスキオキサン共重合体薄膜に光を照射し、露光工程を進行する。上記露光工程は、中心波長が２４０乃至４５０ｎｍであるＵＶを１乃至５分間照射することができる。次に、１００乃至１３０℃で１乃至３分間ベーキングすることができる。
続いて、上記薄膜を現像液を利用して現像する。上記現像液は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ｔｅｔｒａｍｅｔｈｙｌａｍｍｏｎｉｕｍ ｈｙｄｒｏｘｉｄｅ、ＴＭＡＨ）であってもよい。
上記薄膜に光を照射すれば、上記薄膜に添加された光酸発生剤が酸を発生させ、発生した酸によって上記共重合体のフェニル誘導体のうちアルコキシ基またはアルコキシカルボニル基がヒドロキシ基またはカルボキシ酸基に変わり、現像液に対する溶解性質が不溶性から可溶性に変わる。したがって、光が照射された上記薄膜を現像すれば、光の照射された部分が除去されるため、ポジティブトーンパターニングが可能になる。次に、ＤＩ ｗａｔｅｒでリンスし、２２０乃至２４０℃で３０乃至６０分間熱処理することができる。
＜実施例４＞ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を含む有機電界発光表示装置の製造
図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明の実施例２によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を含む有機電界発光表示装置を製造する工程を示す図である。
図１Ａ乃至図１Ｃは、本発明の実施例２によるポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を含む有機電界発光表示装置を製造する工程を示す図である。
まず、図１Ａを参照すれば、絶縁ガラスまたはプラスチックのような透明な基板１００上にバッファー層１１０を形成する。上記バッファー層１１０は、上記基板１００に侵透する水気または不純物の拡散を防止したり、結晶化のときに熱の伝達速度を調節することによって、後続工程で形成される多結晶シリコーン層の結晶化が良好に行われることができるようにする役目をし、シリコーン酸化膜、シリコーン窒化膜またはこれらの多重層よりなることができる。
次に、上記バッファー層１１０上にＰＥＣＶＤ（Ｐｌａｓｍａ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：プラズマ化学気相堆積法）またはＬＰＣＶＤ（Ｌｏｗ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：低圧化学気相堆積法）などの蒸着方法を使用して非晶質シリコーン層を形成し、これを結晶化し、パターニングし、半導体層１２０を形成する。このとき、上記非晶質シリコーン層を結晶化する方法としては、ＳＰＣ（Ｓｏｌｉｄ Ｐｈａｓｅ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ：固相結晶化法）、ＳＬＳ（Ｓｅｑｕｅｎｔｉａｌ Ｌａｔｅｒａｌ Ｓｏｌｉｄｉｆｉｃａｔｉｏｎ：連続横方向固相化法）、ＥＬＡ（Ｅｘｃｉｍｅｒ Ｌａｓｅｒ Ａｎｎｅａｌｉｎｇ：エキシマレーザーアニーリング法）、ＭＩＣ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ：金属誘起結晶化法）、ＭＩＬＣ（Ｍｅｔａｌ Ｉｎｄｕｃｅｄ Ｌａｔｅｒａｌ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ：金属誘起横方法結晶化法）、及びＳＧＳ（Ｓｕｐｅｒ Ｇｒａｉｎ Ｓｉｌｉｃｏｎ：ＳＧＳ法）よりなる群から選択された１つを使用することができる。
次に、上記基板１００の全面にゲート絶縁膜１３０を形成する。上記ゲート絶縁膜１３０は、シリコーン酸化膜、シリコーン窒化膜またはこれらの二重層で形成することができる。
次に、上記半導体層１２０のチャンネル領域と対応する領域にゲート電極１４０を形成する。上記ゲート電極１４０は、アルミニウム（Ａｌ）またはアルミニウム−ネオジウム（Ａｌ−Ｎｄ）のようなアルミニウム合金の単一層や、クロム（Ｃｒ）またはモリブデン（Ｍｏ）合金の上にアルミニウム合金が積層された多重層で形成することができる。
次に、上記ゲート電極１４０を含む上記基板１００の全面に層間絶縁膜１５０を形成する。
次に、上記層間絶縁膜１５０及び上記ゲート絶縁膜１３０の一定領域をエッチングし、コンタクトホールを形成し、上記コンタクトホールを介して上記半導体層１２０のソース／ドレーン領域に電気的に連結されるソース／ドレーン電極１６１、１６２を形成する。
次に、図１Ｂを参照すれば、上記基板１００の全面に平坦化膜１７０を形成する。本実施例では、上記平坦化膜１７０を上記実施例２と同様に、上記実施例１によって製造されたポリシルセスキオキサン二元共重合体または三元共重合体に光酸発生剤及び有機溶媒を混合し、上記基板１００上にスピンコーティングして形成する。
次に、上記平坦化膜１７０内に上記ソースまたはドレーン電極の一部を露出させるビアホールを形成する。一般的に、上記平坦化膜上にフォトレジストパターンを形成し、これを利用したフォトリソグラフィ工程によってビアホールを形成するが、本実施例では、フォトレジストパターンを形成せずに、上記実施例３と同様に、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜に形成された上記平坦化膜１７０に直接光を照射し、現像することによって、ビアホールを形成する。さらに詳しくは、ビアホールを形成する部分に光が照射されるように上記平坦化膜１７０上にマスク１７５を位置させ、上記平坦化膜１７０に光を照射した後、現像液で現像し、ＤＩ ｗａｔｅｒでリンスする。
図１Ｃを参照すれば、上記平坦化膜１７０を現像すれば、上記光が照射された部分の上記平坦化膜１７０が除去され、上記平坦化膜１７０内にビアホール１８０が形成される。したがって本発明によれば、従来のようにフォトレジストを使用してパターニングせずに、簡単に露光及び現象工程だけでビアホールの形成が可能なので、工程が簡素化される利点がある。
また、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜は、ポジティブトーンパターニングが可能なので、上記平坦化膜１７０において上記ビアホール１８０が形成された部分は、順テーパー形状を有することができる。上記ビアホール１８０が形成された部分で上記平坦化膜１７０が逆テーパー形状を有するようになれば、後続する第１電極の形成時に、上記ビアホール１８０内で上記第１電極の短絡が発生することができる。しかし、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜は、ポジティブトーンパターニングが可能なので、上記ビアホール１８０が形成された部分で上記平坦化膜１７０が順テーパー形状を有するように形成することができ、第１電極の短絡を防止することができ、これにより、平坦化膜材料として利用するに適している。また、ポジティブトーンパターニングで上記ビアホール１８０を形成することができるので、ネガチブトンパターニングに比べて露光面積が少ないため、工程時間と不良率を減少させることができる長所もある。
これに加えて、上記実施例２から分かるように、上記ポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜は、１ナノメートル以下の粗さ値を示し、９５％以上の平坦度を確保することができ、１ＧＰａ以上の優秀な硬度を示すので、上記ポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜で上記平坦化膜１７０を形成する場合、下部の上記ソース／ドレーン電極１６１、１６２を効率的に保護することができ、平坦化特性をも満足させることができる。
次に、上記平坦化膜１７０上に上記ソース／ドレーン電極１６１、１６２のうちいずれか１つに連結される第１電極１９０を形成する。上記第１電極１９０は、上記ビアホール１８０内に位置し、上記ビアホール１８０によって露出された上記ソース／ドレーン電極１６１、１６２のうちいずれか１つに当接し、上記平坦化膜１７０上に延長形成される。上記第１電極１９０は、アノードで形成することができ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ：インジウムスズ酸化物）またはＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ：インジウム亜鉛酸化物）を使用することができる。
次に、上記第１電極１９０上に上記第１電極１９０の一定領域を露出させる開口部が形成された画素定義膜２００を形成する。上記画素定義膜２００は、有機膜または無機膜で形成することができる。
次に、上記開口部を介して露出された上記第１電極１９０上に有機膜層２１０を形成する。上記有機膜層２１０は、発光層を含み、正孔注入層、正孔輸送層、正孔抑制層、電子輸送層、電子注入層、及び電子抑制層よりなる群から選択された１つ以上の層をさらに含むことができる。
次に、上記基板１００の全面に第２電極２２０を形成する。上記第２電極２２０は、カソードで形成することができ、仕事関数の低いＭｇ、Ａｇ、Ａｌ、Ｃａ及びこれらの合金で形成することができる。
本実施例では、本発明のポリシルセスキオキサン共重合体を利用した薄膜を利用して有機電界発光表示装置の平坦化膜を形成することについて説明したが、これに限定されず、上記薄膜を利用して有機電界発光表示装置に含まれる他の膜を形成することも可能である。
以下、本発明の理解を助けるために好ましい実験例を提示する。但し、下記の実験例は、本発明の理解を助けるためのものに過ぎず、本発明が下記の実験例に限定されるものではない。
＜実験例１＞
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式１においてＲがメチル基であり、Ｒ１がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−ブトキシフェニルトリメトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＴＭＳ）単量体と、上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体をそれぞれモル比率１００％：０％、９５％：５％、及び９０％：１０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記２つの単量体の濃度が３０ｗｔ％になるように添加した。次に、酸触媒として塩酸溶液を上記２つの単量体と上記塩酸溶液のうち塩酸のモル比が１：０．０３になるように添加し、水を上記２つの単量体と上記水及び上記塩酸溶液中の水のモル比が１：５になるように添加した。また、６０℃の温度で６時間及び１５時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン二元共重合体を得た。上記それぞれの二元共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表１に示した。
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式１においてＲがメチル基であり、Ｒ１がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−ブトキシフェニルトリメトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＴＭＳ）単量体と、上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体をそれぞれモル比率１００％：０％、９５％：５％、及び９０％：１０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記２つの単量体の濃度が３０ｗｔ％になるように添加した。次に、酸触媒として塩酸溶液を上記２つの単量体と上記塩酸溶液のうち塩酸のモル比が１：０．０３になるように添加し、水を上記２つの単量体と上記水及び上記塩酸溶液中の水のモル比が１：５になるように添加した。また、６０℃の温度で６時間及び１５時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン二元共重合体を得た。上記それぞれの二元共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表１に示した。
上記表１を参照すれば、化学式１の単量体であるｔＢＰＴＭＳと化学式５の単量体であるＢＴＥＳＥを共重合する場合、化学式１の単量体であるｔＢＰＴＭＳを単一重合する合成例１の場合より重量平均分子量が増加したことが分かり、ＢＴＥＳＥのモル比率が増加するにつれて重量平均分子量も小幅で増加する傾向を示すことが分かる。但し、酸触媒下では、反応時間による重量平均分子量の変化が大きくないことが分かる。
＜実験例２＞
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式１においてＲがメチル基であり、Ｒ１がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−トキシフェニルトリメトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＴＭＳ）単量体と、上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体をそれぞれモル比率１００％：０％、９５％：５％、及び９０％：１０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記２つの単量体の濃度が３０ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化カリウム溶液を上記２つの単量体と上記水酸化カリウム溶液のうち水酸化カリウムのモル比が１：０．０３になるように添加し、水を上記２つの単量体と上記水及び上記水酸化カリウム溶液中の水のモル比が１：５になるように添加した。また、６０℃の温度で４時間、６時間、１０時間及び２４時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン二元共重合体を得た。上記それぞれの二元共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表２に示した。
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式１においてＲがメチル基であり、Ｒ１がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−トキシフェニルトリメトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｔｒｉｍｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＴＭＳ）単量体と、上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体をそれぞれモル比率１００％：０％、９５％：５％、及び９０％：１０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記２つの単量体の濃度が３０ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化カリウム溶液を上記２つの単量体と上記水酸化カリウム溶液のうち水酸化カリウムのモル比が１：０．０３になるように添加し、水を上記２つの単量体と上記水及び上記水酸化カリウム溶液中の水のモル比が１：５になるように添加した。また、６０℃の温度で４時間、６時間、１０時間及び２４時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン二元共重合体を得た。上記それぞれの二元共重合体の重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表２に示した。
上記表２を参照すれば、化学式１の単量体であるｔＢＰＴＭＳと化学式５の単量体であるＢＴＥＳＥを共重合する場合、化学式１の単量体であるｔＢＰＴＭＳを単一重合する合成例６の場合より重量平均分子量が増加したことが分かる。塩基触媒下では、ＢＴＥＳＥのモル比率が増加することによる重量平均分子量の増加幅が酸触媒の場合よりさらに大いことが分かり、反応時間の増加による重量平均分子量の増加幅も酸触媒の場合よりさらに大きいことが分かる。また、塩基触媒下でｔＢＰＴＭＳとＢＴＥＳＥを共重合する場合には、１０時間の反応時間内にｔＢＰＴＭＳを単一重合する場合より５乃至１０倍程度の重量平均分子量を増加させることができ、反応時間を顕著に減少させることができることを確認することができる。
上記表１及び表２の結果を参照すれば、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体の製造時に、酸触媒よりは塩基触媒を使用することがさらに好ましいことを確認することができる。
＜実験例３＞
上記実験例２において合成例８及び合成例１１によって製造された二元共重合体それぞれに光酸発生剤としてスイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＧＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｒｉｅｓを上記共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の６ｗｔ％になるように添加し、有機溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶媒を上記共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の２０ｗｔ％になるように反応容器に注入して反応させた。反応後に上記溶液を基板上にスピンコーティングして７５０ｎｍの厚さで形成し、１２０℃で２分間ベーキングした。ＡＦＭを利用してそれぞれの薄膜の粗さを測定した。
上記実験例２において合成例８及び合成例１１によって製造された二元共重合体それぞれに光酸発生剤としてスイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＧＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｒｉｅｓを上記共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の６ｗｔ％になるように添加し、有機溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶媒を上記共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の２０ｗｔ％になるように反応容器に注入して反応させた。反応後に上記溶液を基板上にスピンコーティングして７５０ｎｍの厚さで形成し、１２０℃で２分間ベーキングした。ＡＦＭを利用してそれぞれの薄膜の粗さを測定した。
図２Ａ及び図２Ｂは、それぞれの薄膜に対するＡＦＭイメージである。図２Ａは、上記実験例２の合成例８による薄膜であるが、粗さは、０．８７５ｎｍとして測定され、図２Ｂは、上記実験例２の合成例１１による薄膜であるが、粗さは、０．４８９ｎｍとして測定された。上記２つの薄膜が共に１ｎｍ以下の粗さ値を示し、表面特性に優れており、９５％以上の平坦化度を確保する可能性があることを確認することができる。これは、アクリル樹脂などの平坦化度と類似な水準である。また、上記結果によれば、重量平均分子量の増加するほど粗さ値が減少することを確認することができる。
＜実験例４＞
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式２においてＲがエチル基、Ｒ２がエチレン基、Ｒ３がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−ブトキシフェニルメティルトリエトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｅｔｈｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＭＴＥＳ）単量体：上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体：接着特性を改善させるために一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨにおいてＲ１がエチル基であり、ｎが０であるトリエトキシシリルフェノール（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｈｅｎｏｌ）単量体をそれぞれモル比率５０％：２５％：２５％、６０％：２０％：２０％、６５％：２５％：１０％、及び４０％：３０％：３０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記３つの単量体の濃度が２５ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化テトラブチルアムウムを上記３つの単量体と上記水酸化テトラブチルアンモニウムのモル比が１：０．１になるように添加し、水を上記３つの単量体と上記水のモル比が１：４になるように添加した。また、６０℃の温度で１０時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン三元共重合体を得た。上記それぞれの三元共重合体の水平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表３に示した。
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式２においてＲがエチル基、Ｒ２がエチレン基、Ｒ３がｔｅｒｔ−ブチル基であるｔｅｒｔ−ブトキシフェニルメティルトリエトキシシラン（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｐｈｅｎｙｌｅｔｈｙｌｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌａｎｅ：ｔＢＰＭＴＥＳ）単量体：上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体：接着特性を改善させるために一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨにおいてＲ１がエチル基であり、ｎが０であるトリエトキシシリルフェノール（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｈｅｎｏｌ）単量体をそれぞれモル比率５０％：２５％：２５％、６０％：２０％：２０％、６５％：２５％：１０％、及び４０％：３０％：３０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記３つの単量体の濃度が２５ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化テトラブチルアムウムを上記３つの単量体と上記水酸化テトラブチルアンモニウムのモル比が１：０．１になるように添加し、水を上記３つの単量体と上記水のモル比が１：４になるように添加した。また、６０℃の温度で１０時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン三元共重合体を得た。上記それぞれの三元共重合体の水平均分子量（Ｍｎ）及び重量平均分子量（Ｍｗ）を測定し、その結果を下記表３に示した。
次に、上記それぞれの固体状態の三元共重合体に光酸発生剤としてスイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＧＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｒｉｅｓを上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の６ｗｔ％になるように添加し、有機溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶媒を上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の２５ｗｔ％になるように反応容器に注入して反応させた。反応後に上記溶液を基板上に３０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして７５０ｎｍ厚さで形成し、１００℃で１分間ベーキングした。ＡＦＭを利用して上記合成例１５による薄膜の粗さを測定した。
図３は、合成例１５による薄膜のＡＦＭイメージである。図３を参照すれば、上記合成例１５による薄膜の粗さ値は、０．０６６５１ｎｍとして測定され、表面特性が非常に優れていることを確認することができる。また、上記実験例２と比較すれば、一般式１の単量体の添加によって薄膜の粗さ値が顕著に改善したことを確認することができる。
次に、それぞれの薄膜に１辺の大きさがそれぞれ５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、及び５０μｍである正方形形状を有し、中心波長が３６５ｎｍであるＵＶを照射して上記薄膜を露光し、１１０℃で２分間ベーキングした。続いて、上記薄膜をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）２．３８ｗｔ％水溶液に２０秒間浸漬して現像し、上記薄膜をＤＩ ｗａｔｅｒで２０秒間リンスし、２３０℃で６０分間熱処理した。
図４Ａ乃至図４Ｃは、上記薄膜がポジティブトーンパターニングされた結果を示す写真である。図４Ａ乃至図４Ｃを参照すれば、図４Ａは、上記薄膜でレーザーの照射を受けた領域が除去され、１辺の大きさが５μｍである正方形、図４Ｂは、１辺の大きさが１０μｍである正方形、図４Ｃは、１辺の大きさがそれぞれ２０μｍ及び５０μｍである正方形形状で上記薄膜がポジティブトーンパターニングされたことを確認することができる。
上記実験例４において、ｔＢＰＭＴＥＳ：ＢＴＥＳＥ：トリエトキシシリルフェノール単量体のモル比率が４０％：３０％：３０％の場合、ナノインデンターを利用して薄膜の硬度を測定した結果、２．３９６ＧＰａであり、弾性係数を測定した結果、５８．２３９Ｇｐａであった。ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程に耐えるために通常要求される硬度が１ＧＰａ程度であるが、上記薄膜の場合、従来と比較して硬度が約２．４倍と顕著に上昇したことを確認することができる。
＜実験例５＞
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式２においてＲがエチル基であり、Ｒ２がメチレン基、Ｒ３がｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ）基である単量体：上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体：接着特性を改善させるために一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨにおいてＲ１がエチル基であり、ｎが０であるトリエトキシシリルフェノール（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｈｅｎｏｌ）単量体をモル比率４０％：３０％：３０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記３つの単量体の濃度が２５ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化テトラブチルアンモニウムを上記３つの単量体と上記水酸化テトラブチルアンモニウムのモル比が１：０．１になるように添加し、水を上記３つの単量体と上記水のモル比が１：４になるように添加した。また、６０℃の温度で１０時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン三元共重合体を得た。上記三元共重合体の数平均分子量及び重量平均分子量を測定した結果、数平均分子量は、８４００であり、重量平均分子量は、１２０００であった。次に、上記それぞれの固体状態の三元共重合体に光酸発生剤としてスイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＧＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｒｉｅｓを上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の６ｗｔ％になるように添加し、有機溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶媒を上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の２５ｗｔ％になるように反応容器に注入して反応させた。反応後に上記溶液を基板上に３０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして７５０ｎｍ厚さで形成し、１００℃で１分間ベーキングした。
還流器が設置されている反応容器に窒素ガスを連結し、１気圧の圧力雰囲気を形成した。上記化学式２においてＲがエチル基であり、Ｒ２がメチレン基、Ｒ３がｔｅｒｔ−ブトキシカルボニル（ｔｅｒｔ−ｂｕｔｏｘｙｃａｒｂｏｎｙｌ）基である単量体：上記化学式５においてＺ１乃至Ｚ６がエトキシ基であり、Ａ１がエチレン基であるビス（トリエトキシシリル）エタン（ｂｉｓ（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌ）ｅｔｈａｎｅ：ＢＴＥＳＥ）単量体：接着特性を改善させるために一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨにおいてＲ１がエチル基であり、ｎが０であるトリエトキシシリルフェノール（ｔｒｉｅｔｈｏｘｙｓｉｌｙｌｐｈｅｎｏｌ）単量体をモル比率４０％：３０％：３０％になるように上記反応容器に添加した。次に、溶媒としてテトラヒドロフラン（ＴＨＦ）を上記３つの単量体の濃度が２５ｗｔ％になるように添加した。次に、塩基触媒として水酸化テトラブチルアンモニウムを上記３つの単量体と上記水酸化テトラブチルアンモニウムのモル比が１：０．１になるように添加し、水を上記３つの単量体と上記水のモル比が１：４になるように添加した。また、６０℃の温度で１０時間反応させた。上記反応後にすべての溶媒を除去し、固体状態のポリシルセスキオキサン三元共重合体を得た。上記三元共重合体の数平均分子量及び重量平均分子量を測定した結果、数平均分子量は、８４００であり、重量平均分子量は、１２０００であった。次に、上記それぞれの固体状態の三元共重合体に光酸発生剤としてスイスＣｉｂａ社のＣｉｂａ ＩＲＧＡＣＵＲＥ １ＸＸ ｓｅｒｉｅｓを上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の６ｗｔ％になるように添加し、有機溶媒としてプロピレングリコールメチルエーテルアセテート溶媒を上記三元共重合体及び上記光酸発生剤の全体重量の２５ｗｔ％になるように反応容器に注入して反応させた。反応後に上記溶液を基板上に３０００ｒｐｍで３０秒間スピンコーティングして７５０ｎｍ厚さで形成し、１００℃で１分間ベーキングした。
図５は、実験例５による薄膜のＡＦＭイメージである。図５を参照すれば、上記実験例５による薄膜の粗さ値は、０．２ｎｍとして測定され、表面特性に優れていることを確認することができる。また、ナノインデンターを利用して上記実験例５による薄膜の硬度を測定した結果、１．３３５ＧＰａであり、弾性係数を測定した結果、５３．９６３Ｇｐａであった。ＣＭＰ（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ）工程に耐えるために通常要求される硬度が１ＧＰａ程度であるが、上記実験例５による薄膜の場合、従来と比較して硬度が上昇したことを確認することができる。
次に、上記薄膜にそれぞれ正方形形状または直線形状を有し、中心波長が３６５ｎｍの波長を有するＵＶを照射して上記薄膜を露光し、１１０℃で２分間ベーキングした。続いて、上記薄膜をテトラメチルアンモニウムヒドロキシド（ＴＭＡＨ）２．３８ｗｔ％水溶液に２０秒間浸漬して現像し、上記薄膜をＤＩ ｗａｔｅｒで２０秒間リンスし、２３０℃で６０分間熱処理した。
図６Ａ乃至図６Ｂは、上記薄膜がポジティブトーンパターニングされた結果を示す写真である。図６Ａを参照すれば、正方形形状でポジティブトーンパターニングが施されたことを確認することができる。また、図６Ｂを参照すれば、直線形状のレーザーが照射された部分は除去され、レーザーが照射されていない薄い実線部分は残され、ポジティブトーンパターニングが施されたことを確認することができる。
したがって、本発明によるポリシルセスキオキサン共重合体を利用して形成された薄膜は、機械的強度及び平坦化性に優れており、フォトレジストを使用せずに直接光を照射することによって、ポジティブトーンパターニングが可能である。また、上記薄膜を利用して有機電界発光表示装置の平坦化膜を形成すれば、下部のソース／ドレーン電極（１６１、１６２）を効率的に保護することができ、上記平坦化膜内にビアホールを形成するときに工程を単純化させることもできる。
１００ 基板
１１０ バッファー層
１２０ 半導体層
１３０ ゲート絶縁膜
１４０ ゲート電極
１５０ 層間絶縁膜
１６１、１６２ ソース／ドレーン電極
１７０ 平坦化膜
１７５ マスク
１８０ ビアホール
１９０ 第１電極
２００ 画素定義膜
２１０ 有機膜層
２２０ 第２電極
１１０ バッファー層
１２０ 半導体層
１３０ ゲート絶縁膜
１４０ ゲート電極
１５０ 層間絶縁膜
１６１、１６２ ソース／ドレーン電極
１７０ 平坦化膜
１７５ マスク
１８０ ビアホール
１９０ 第１電極
２００ 画素定義膜
２１０ 有機膜層
２２０ 第２電極
Claims (19)
- 下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを共重合して製造された、ポリシルセスキオキサン共重合体。
- 一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨまたは一般式２（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＣＯＯＨ（前記Ｒ１及びＲ２は、水素またはアルキル基であり、ｎは、０乃至１０である）で表示される単量体をさらに含んで共重合して製造された、請求項１に記載のポリシルセスキオキサン共重合体。
- 前記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び前記化学式５の単量体は、５０以上乃至１００％未満：０超過乃至５０％未満のモル比率で含まれた、請求項１または２に記載のポリシルセスキオキサン共重合体。
- 前記一般式１または一般式２の単量体は、前記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び前記化学式５の単量体を含む全体単量体に対して０超過乃至５０ｗｔ％の重量比を有するように含まれた、請求項２または３に記載のポリシルセスキオキサン共重合体。
- 前記ポリシルセスキオキサン共重合体は、９００乃至３００００の重量平均分子量を有する、請求項１から４のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体。
- 下記化学式１で表示されるアルコキシフェニルトリアルコキシシラン、下記化学式２で表示されるアルコキシフェニルアルキルトリアルコキシシラン、下記化学式３で表示されるアルコキシカルボニルフェニルトリアルコキシシラン及び下記化学式４で表示されるアルコキシカルボニルフェニルアルキルトリアルコキシシランよりなる群から選択されたいずれか１つの単量体と、
下記化学式５で表示される両端に反応サイトを有するα、ω−ビストリアルコキシシリル化合物単量体とを有機溶媒／水の混合溶媒の中で酸または塩基触媒を使用して共重合する、ポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び前記化学式５の単量体に、一般式１（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＯＨまたは一般式２（Ｒ１Ｏ）３−Ｓｉ−Ｃ６Ｈ４−（ＣＲ２）ｎ−ＣＯＯＨ（前記Ｒ１及びＲ２は、水素またはアルキル基であり、ｎは、０乃至１０である）で表示される単量体をさらに含んで共重合する、請求項６に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び前記化学式５の単量体は、５０以上乃至１００％未満：０超過乃至５０％未満のモル比率で含む、請求項６または７に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記一般式１または一般式２の単量体は、前記化学式１乃至４のうちいずれか１つの単量体及び前記化学式５の単量体を含む全体単量体に対して０超過乃至５０ｗｔ％の重量比を有するように含む、請求項７または８に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記有機溶媒は、全体単量体の濃度が２５乃至３５ｗｔ％になるように含む、請求項６から９のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記有機溶媒は、メチルイソブチルケトン、アセトン、クロロホルム、テトラヒドロフラン、トルエン、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート及びアルコールよりなる群から選択される、請求項６から１０のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記水は、全体単量体１モル当たり１乃至１０モルの比率で含む、請求項６から１１のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記触媒は、全体単量体１モル当たり０．０１乃至０．１モルの比率で含む、請求項６から１２のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 前記触媒は、塩基触媒であり、水酸化カリウム（ＫＯＨ）または水酸化テトラブチルアンモニウム（［ＣＨ３（ＣＨ２）３］４ＮＯＨ）である、請求項６から１３のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体の製造方法。
- 請求項１から５のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体に光酸発生剤を含んで製造された、ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜。
- 前記光酸発生剤は、アリルビストリクロロメチルトリアジン及びｎ−ペルフルオロブテインスルホニルナフタレンイミドよりなる群から選択される、請求項１５に記載のポリシルセスキオキサン共重合体薄膜。
- 前記光酸発生剤は、前記ポリシルセスキオキサン共重合体及び前記光酸発生剤の全体重量の１乃至３０ｗｔ％になるように含まれた、請求項１５または１６に記載のポリシルセスキオキサン共重合体薄膜。
- 前記ポリシルセスキオキサン共重合体薄膜は、テトラメチルアンモニウムヒドロキシドの現像液に対してポジティブトーンパターニングが可能である、請求項１５から１７のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体薄膜。
- 基板と、
前記基板上に位置し、半導体層、ゲート電極、ゲート絶縁膜、及びソース／ドレーン電極を含む薄膜トランジスタと、
前記薄膜トランジスタ上に位置し、請求項１５から１８のいずれか１項に記載のポリシルセスキオキサン共重合体薄膜を含む平坦化膜と、
前記平坦化膜上に位置し、前記ソースまたはドレーン電極に電気的に連結される第１電極、発光層を有する有機膜層、及び第２電極を含む有機電界発光素子と、を含む、有機電界発光表示装置。
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