KR102402598B1 - 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정 표시 장치, 유기 발광 표시 장치에서 층간에 배치되는 배선의 사이를 절연하고 개구율을 향상시키기 위해 감광성 유기 절연막이 사용되고 있다.
액정 표시 장치용 층간 절연막으로는 주로 아크릴계 절연막을 사용하고 있으나, 내열성 저하로 인한 가스 방출(outgassing)에 대한 문제점이 있다. 또한, 유기 발광 표시 장치용 층간 절연막 또는 화소 정의막으로는 폴리이미드계 물질이 사용되고 있으나, 감도, 접착력, 투과도 및 내열 변색성 등의 문제점이 있다.
또한 고해상도를 구현하기 위해 미세한 선폭의 배선 구현이 요구된다. 그러나 디스플레이 분야에 사용되고 있는 감광성 수지는 이러한 고해상도 구현이 어려운 실정이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 감도 및 해상도가 우수하여 고 해상도 표시 장치에 적용 가능한 포지티브 감광성 수지 조성물을 제공하는 것이다.
이러한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 포지티브 감광성 수지 조성물은 a) 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체; b-1) 옥심 계열 광산 발생제; b-2) 트리아진 계열 광산 발생제; c) 유기 염기; 및 d) 용매를 포함한다.
상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
상기 x는 0.1 내지 0.9이고, 상기 y는 0.0 내지 0.3이고, 상기 z는 0.1 내지 0.9일 수 있다.
상기 옥심 계열 광산 발생제는 3 내지 20 중량부를 포함하고, 상기 트리아진 계열 광산 발생제는 0.5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 공중합체는 100 중량부를 포함하고, 상기 유기 염기 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함할 수 있다.
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0일 수 있다.
상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0일 수 있다.
멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 절연 기판, 상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극, 상기 제1 전극 위에 위치하며, 상기 제1 전극을 일부 노출하는 화소 정의막, 상기 화소 정의막 위에 위치하는 유기 발광층, 및 상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하고, 상기 화소 정의막은 포지티브형 감광성 수지 조성물을 포함하며, 상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은 a) 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체; b-1) 옥심 계열 광산 발생제; b-2) 트리아진 계열 광산 발생제; c) 유기 염기; 및 d) 용매를 포함한다.
상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
상기 x는 0.1 내지 0.9이고, 상기 y는 0.0 내지 0.3이고, 상기 z는 0.1 내지 0.9일 수 있다.
상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은 상기 옥심 계열 광산 발생제는 3 내지 20 중량부를 포함하고, 상기 트리아진 계열 광산 발생제는 0.5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은 상기 공중합체는 100 중량부를 포함하고, 상기 유기 염기 0.1 내지 5 중량부를 포함하며, 고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함할 수 있다.
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0일 수 있다.
상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0일 수 있다.
멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 제1 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터, 상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극, 상기 화소 전극과 절연되어 위치하는 공통 전극, 상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판, 상기 제1 절연 기판 및 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고, 상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나는 포지티브형 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성되며, 상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은 a) 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체; b-1) 옥심 계열 광산 발생제; b-2) 트리아진 계열 광산 발생제; c) 유기 염기; 및 d) 용매를 포함한다.
상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
상기 x는 0.1 내지 0.9이고, 상기 y는 0.0 내지 0.3이고, 상기 z는 0.1 내지 0.9일 수 있다.
상기 포지티브 감광성 수지 조성물은 상기 옥심 계열 광산 발생제는 3 내지 20 중량부를 포함하고, 상기 트리아진 계열 광산 발생제는 0.5 내지 10 중량부를 포함할 수 있다.
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0일 수 있다.
이상과 같은 포지티브 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치는 감도, 해상도, 패턴 프로파일, 산포 등이 우수하고, 특히 라인 엣지 러프니스(Line Edge Roughness, LER)가 우수하다. 따라서 미세 패턴을 요하는 배선 전극의 형성에 사용할 수 있어 고해상도 표시 장치의 제공이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시부의 신호선의 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치의 일 화소의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소 배치도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부의 한 화소의 등가 회로도이다.
도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치의 일 화소의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시 장치의 일 화소 배치도이다.
도 5는 도 4의 V-V선을 따라 자른 단면도이다.
첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 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 경우뿐 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.
우선, 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물에 대해 살펴본다.
우선 본 발명의 일 실시예에 따른 포지티브 감광성 수지 조성물은 a) 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체, b-1) 옥심 계열 광산 발생제 1종 이상, b-2) 트리아진 계열 광산 발생제 1종 이상, c) 유기 염기, 및 d) 용매를 포함한다.
상기 화학식 1에서 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이다. 상기 x + y + z = 1이며, 상기 x는 0.1 내지 0.9이고, 상기 y는 0.0 내지 0.3이고, 상기 z는 0.1 내지 0.9일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물은 a) 공중합체는 100 중량부, b-1) 옥심 계열 광산 발생제는 3 내지 20 중량부, b-2) 트리아진 계열 광산 발생제는 0.5 내지 10 중량부, c) 유기 염기 0.1 내지 5 중량부, d) 고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함할 수 있다.
b-1) 옥심 계열 광산 발생제는 (Z)-4-methoxy-N-(tosyloxy) benzimidoyl cyanamide, (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy)-4-methoxybenzimidoyl cyanide, (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide, (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy)-3,4-dimethoxybenzimidoyl cyanide, (Z)-3,4-dimethoxy-N-(octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide, (Z)-N-(cyclohexylmethylsulfonyloxy)-4-methoxybenzimidoyl cyanide, (Z)-4-methoxy-N-(octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide 등일 수 있으며, 단독 또는 2 종 이상 혼합하여 사용할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 3 내지 20 중량부의 옥심 계열 광산 발생제를 포함하는데, 이는 옥심 계열 광산 발생제 함량이 3 중량부 미만이면 감도가 느려지고 해상도가 떨어지기 때문이다.
또한 옥심 계열 광산 발생제는 주흡광 파장이 380nm 이하이고 이로부터 발생된 산의 입자 크기는 분자량(Mw)이 150 이상이며 pH는 3.0 내지 4.0 범위이어야 한다.
옥심 계열 광산 발생제의 주 흡광 파장이 380nm 이상일 경우 해상도가 떨어지며, 발생된 산의 분자량이 150 미만일 경우 노광 후의 경시 안정성(PED)이 떨어지고 산포가 취약해지고, pH 3.0 이하일 경우 역시 안정성이 떨어지고 산포가 취약해지고, pH 4.0 이상일 경우 감도가 느려진다.
본 발명의 실시예에 사용되는 트리아진 계열 광산 발생제는 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-[2-(3,4-Dimethoxypheyl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine, 2-[2-(5-Methylfuran-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 등일 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 감광성 수지 조성물은 0.5 내지 10 중량부의 트리아진 계열 광산 발생제를 포함할 수 있다. 이는 트리아진 계열 광산 발생제 함량이 10 중량부 이상이면 테이퍼진 각도가 낮아지고 0.5 중량부 미만이면 웨이브 패턴 형성 및 라인 엣지 러프니스(Line Edge Roughness, LER)가 심해지기 때문이다.
트리아진 계열 광산 발생제는 주흡광 파장이 380nm 이상이고 이에 의해 발생된 산의 분자량(Mw)이 100 이하이며 pH가 2.0 내지 3.0 범위일 수 있다. 트리아진 계열 광산 발생제의 주 흡광 파장이 380nm 미만일 경우 반사광 흡광이 떨어져 웨이브 패턴 및 라인 엣지 러프니스 저하의 개선 효과가 없고, Mw100 이상일 경우 역시 웨이브 패턴 및 라인 엣지 러프니스의 개선 효과가 떨어지며, pH 2.0 이하일 경우 노광 후의 경시 안정성(PED)이 떨어지고 산포가 취약해지기 때문이다.
본 발명의 실시예에 사용되는 c) 유기 염기는 트리에틸아민, 트리이소부틸아민, 트리이소옥틸아민, 트리옥틸아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민, 벤질아민, 알릴아민, 에탄올아민, 트리부틸아민, 테트라부틸암모늄 하이드록시드, 테트라메틸암모늄 하이드록시드, 트리메틸설포늄 하이드록시드, 트리페닐설포늄 하이드록시드, 다이메틸도데실아민, 아닐린, 파라톨루이딘 등일 수 있으며, 단독 또는 2종 이상을 혼합하여 동시에 또는 단계적으로 사용할 수 있다.
또한 본 발명의 포지티브형 감광성 수지 조성물은 d) 용매를 포함하며, 상기 d)의 용매는 포지티브형 감광성 수지 조성물의 평탄성과 코팅얼룩을 발생하지 않게 하여 균일한 패턴 프로파일(pattern profile)을 형성한다.
상기 d)의 용매는 일례로써 프로필렌글리콜모노메틸에테르 아세테이트, 프로필렌글리콜에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필 에테르아세테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜에틸에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜프로필에테르프로피오네이트, 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜에틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 프로필렌글리콜부틸에테르, 디에틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디프로필렌글리콜디메틸에테르, 디부틸렌글리콜디메틸에테르, 및 디부틸렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜부틸에틸에테르, 트리에틸렌글리콜디메틸에테르, 트리에틸렌글리콜부틸메틸에테르, 디에틸렌글리콜터셔리부틸에테르, 테트라에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸헥실에테르, 디에틸렌글리콜메틸헥실에테르, 디프로필렌글리콜부틸메틸에테르, 디프로필렌글리콜에틸헥실에테르 및 디프로필렌글리콜메틸헥실에테르, 에틸에톡시프로피오네이트, 시클로헥사논, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르아세테이트, n-부틸아세테이트, 이소부틸아세테이트, 에틸렌글리콜 모노메틸아세테이트, 에틸렌글리콜 n-부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜 메틸에테르, 디프로필렌글리콜 n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 n-부틸에테르, 트리프로필렌글리콜 메틸에테르, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 디아세테이트, 3-에톡시프로피온산 메틸, 메탄올, 에탄올, 메틸셀로솔브모노메틸에테르, 에틸솔로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜 모노메틸에테르, 메틸에틸케톤, 4-하이드록시 4메틸 2-펜타논, 2-하이드록시 2-메틸프로피오네이트산 에틸 및 부틸아세테이트 셀로솔브일 수 있으며, 단독 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수 있다.
상기 d)의 용매는 포지티브형 감광성 수지 조성물의 고형분 함량이 50 내지90 중량%가 되도록 포함될 수 있다. 고형분 함량이 50 중량% 미만일 경우에는 코팅 두께가 얇아지고 균일도가 저하되며, 90 중량% 를 초과할 경우에는 코팅 두께가 두꺼워지고 코팅 시 코팅 장비에 무리를 줄 수 있기 때문이다.
본 발명의 실시예에 따른 표시 장치용 감광성 수지 조성물은 멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함할 수 있다.
상기 멜라민 가교제는 헥사메톡시메틸멜라민, 헥사메틸올멜라민 헥사메틸 에테르, 헥사부톡시메틸멜라민 등을 사용할 수 있다.
상기 실란 커플링제는 알파-메타아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 비닐트리아세톡시실란, 비닐트리메톡시실란, 알파-이소시아네이트프로필트리에톡시실란, 알파-글리시독시프로필트리메톡시실란, 베타-(3,4-에폭시 시클로 헥실)에틸트리메톡시실란 등을 사용할 수 있다.
이상에서 설명한 포지티브형 감광성 수지 조성물은 감도, 해상도 등의 물성이 우수하며, 특히 미세 패턴 구현에 유리할 수 있다.
이와 같은 포지티브형 감광성 수지 조성물은 하기와 같은 방법을 통해 패턴을 가지는 절연막, 패턴을 가지는 마스크 등으로 형성될 수 있다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 포지티브형 감광성 수지 조성물을 스핀 코팅, 슬릿 앤 스핀 코팅, 슬릿 코팅 또는 롤 코팅 방법으로 기판에 도포한다. 다음 진공에서 건조한 후 프리-베이크를 통해 용매를 제거하여 도포막을 형성한다. 이때, 상기 프리-베이크는 약 100 내지 120 ℃의 온도에서 1 내지 3분간 실시할 수 있다.
그리고 나서, 미리 준비된 패턴에 따라 가시광선, 자외선, 원자외선, 전자선 또는 엑스선을 상기 도포막에 조사하고, 현상액으로 현상하여 불필요한 부분을 제거함으로써 소정의 패턴을 형성한다.
또한, 상기 현상액으로 현상한 후 초순수로 약 30 내지 90 초간 세정하여 불필요한 부분을 제거하고 건조하여 패턴을 형성한다. 다시 상기 형성된 패턴에 자외선 등의 빛을 조사한 후, 패턴을 오븐과 같은 가열 장치를 사용하여 약 150 내지 400 ℃의 온도에서 약 30 내지 90 분간 가열 처리를 하면 최종 패턴을 얻을 수 있다.
이하에서는 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물을 포함하는 유기 발광 표시 장치에 대해 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치의 표시부의 신호선의 배치도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시부의 한 화소의 등가 회로도이고, 도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치의 한 화소의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 기판(100)의 제1 표시 영역(PA) 위에는 일 방향으로 뻗어 주사 신호를 전달하는 제1 신호선(121), 제1 신호선(121)과 교차하여 영상 신호를 전달하는 제2 신호선(171)이 형성되어 있다. 제1 신호선 및 제2 신호선은 각 화소와 연결되어 있으며, 화소는 제1 신호선 및 제2 신호선 이외에도 다른 신호가 인가되는 다양한 신호선(도시하지 않음)과 연결될 수 있다.
기판(100) 위에는 제1 표시 영역(PA) 외곽의 주변 영역(PB)에 위치하며 화소의 박막 트랜지스터를 제어하기 위한 구동부(510)가 위치한다. 구동부(510)는 IC칩으로 기판(100) 위에 실장되거나, 제1 표시 영역(PA)의 박막 트랜지스터와 함께 기판 위에 집적될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 도 2와 같은 등가 회로를 각각 포함하는 복수의 화소를 포함한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 복수의 신호선(121, 171)과 이들에 연결되어 있으며 대략 행렬(matrix)의 형태로 배열된 복수의 화소(PX)를 포함한다.
신호선은 게이트 신호(또는 주사 신호)를 전달하는 복수의 제1 신호선(121), 데이터 신호를 전달하는 복수의 제2 신호선(171) 및 구동 전압(Vdd)을 전달하는 복수의 제3 신호선(172)을 포함한다. 제1 신호선(121)은 대략 행 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행하고, 제2 신호선(171) 및 제3 신호선(172)은 제1 신호선(121)과 교차하여 열 방향으로 뻗어 있으며 서로가 거의 평행한다.
각 화소(PX)는 스위칭 박막 트랜지스터(switching thin film transistor)(Q2), 구동 박막 트랜지스터(driving thin film transistor)(Q1), 유지 축전기(storage capacitor)(Cst) 및 유기 발광 다이오드(organic light emitting diode, OLED)(70)를 포함한다.
스위칭 박막 트랜지스터(Q2)는 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 제1 신호선(121)에 연결되어 있고, 입력 단자는 제2 신호선(171)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 구동 박막 트랜지스터(Q1)에 연결되어 있다. 스위칭 박막 트랜지스터(Q2)는 제1 신호선(121)에 인가되는 주사 신호에 응답하여 제2 신호선(171)에 인가되는 데이터 신호를 구동 박막 트랜지스터(Q1)에 전달한다.
구동 박막 트랜지스터(Q1) 또한 제어 단자, 입력 단자 및 출력 단자를 가지는데, 제어 단자는 스위칭 박막 트랜지스터(Q2)에 연결되어 있고, 입력 단자는 제3 신호선(172)에 연결되어 있으며, 출력 단자는 유기 발광 소자(70)에 연결되어 있다. 구동 박막 트랜지스터(Q1)는 제어 단자와 출력 단자 사이에 걸리는 전압에 따라 그 크기가 달라지는 출력 전류(ILD)를 흘린다.
축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Q1)의 제어 단자와 입력 단자 사이에 연결되어 있다. 이 축전기(Cst)는 구동 박막 트랜지스터(Q1)의 제어 단자에 인가되는 데이터 신호를 충전하고 스위칭 박막 트랜지스터(Q2)가 턴 오프(turn-off)된 뒤에도 이를 유지한다.
유기 발광 소자(70)는 구동 박막 트랜지스터(Q1)의 출력 단자에 연결되어 있는 애노드(anode), 공통 전압(Vss)에 연결되어 있는 캐소드(cathode)를 가진다. 유기 발광 소자(70)는 구동 박막 트랜지스터(Q1)의 출력 전류(ILD)에 따라 세기를 달리하여 발광함으로써 영상을 표시한다.
도 3은 도 2의 유기 발광 표시 장치의 일 화소의 단면도이다. 도 3에서는 도 2의 제2 박막 트랜지스터(Q2) 및 유기 발광 소자(70)를 중심으로 적층 순서에 따라 상세히 설명한다. 이하에서는 제2 박막 트랜지스터(Q2)를 박막 트랜지스터라 한다.
도 3에 도시한 바와 같이, 유기 발광 표시 장치는 기판(100)을 포함하고, 기판(100) 위에는 버퍼층(120)이 위치한다.
버퍼층(120)은 질화 규소(SiNx)의 단일막 또는 질화 규소(SiNx)와 산화 규소(SiO2)가 적층된 이중막 구조로 형성될 수 있다. 버퍼층(120)은 불순물 또는 수분과 같이 불필요한 성분의 침투를 방지하면서 동시에 표면을 평탄화하는 역할을 한다.
버퍼층(120) 위에는 다결정 규소로 이루어진 반도체(135)가 위치한다.
반도체(135)는 채널 영역(1355), 채널 영역(1355)의 양측에 각각 형성된 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)을 포함한다. 반도체의 채널 영역(1355)은 불순물이 도핑되지 않은 다결정 규소, 즉 진성 반도체(intrinsic semiconductor)이다. 소스 영역(1356) 및 드레인 영역(1357)은 도전성 불순물이 도핑된 다결정 규소, 즉 불순물 반도체(impurity semiconductor)이다. 소스 영역(1356), 드레인 영역(1357)에 도핑되는 불순물은 p형 불순물 및 n형 불순물 중 어느 하나 일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소, 산화 규소 및 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물 중 적어도 하나를 포함한 단층 또는 복수층일 수 있다.
반도체(135) 위에는 게이트 전극(155)이 위치하고, 게이트 전극(155)은 채널 영역(1355)과 중첩한다.
게이트 전극(155)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
게이트 전극(155) 위에는 제1 층간 절연막(160)이 위치한다. 제1 층간 절연막(160)의 재질은 게이트 절연막(140)과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소, 산화 규소 또는 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물일 수 있으며, 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(160)과 게이트 절연막(140)에는 소스 영역(1356)과 드레인 영역(1357)을 각각 노출하는 소스 접촉 구멍(66)과 드레인 접촉 구멍(67)이 형성된다.
제1 층간 절연막(160) 위에는 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)이 위치한다. 소스 전극(176)은 접촉 구멍(66)을 통해서 소스 영역(1356)과 연결되어 있고, 드레인 전극(177)은 접촉 구멍(67)을 통해서 드레인 영역(1357)과 연결되어 있다.
소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 Al, Ti, Mo, Cu, Ni 또는 이들의 합금과 같이 저저항 물질 또는 부식이 강한 물질을 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다. 예를 들어, Ti/Cu/Ti, Ti/Ag/Ti, Mo/Al/Mo의 삼중층일 수 있다.
게이트 전극(155), 소스 전극(176) 및 드레인 전극(177)은 각각 도 2의 제어 전극, 입력 전극 및 출력 전극으로, 반도체(135)와 함께 박막 트랜지스터를 이룬다. 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 사이의 반도체(135)에 형성된다.
소스 전극(176)과 드레인 전극(177) 위에는 제2 층간 절연막(180)이 위치한다. 제2 층간 절연막(180)은 드레인 전극(177)을 노출하는 접촉 구멍(82)을 포함한다.
제2 층간 절연막(180)의 재질은 제1 층간 절연막과 마찬가지로 테트라에톡시실란(tetra ethyl ortho silicate, TEOS), 질화 규소, 산화 규소 또는 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물일 수 있으며, 단층 또는 복수층으로 형성할 수 있다.
제2 층간 절연막(180) 위에는 제1 전극(710)이 위치한다. 제1 전극(710)은 접촉 구멍(82)을 통해서 드레인 전극(177)과 전기적으로 연결되며, 제1 전극(710)은 도 2의 유기 발광 소자의 애노드 전극일 수 있다.
본 발명의 한 실시예에서는 제1 전극(710)과 드레인 전극(177) 사이에 층간 절연막을 형성하였으나, 제1 전극(710)은 드레인 전극(177)과 동일한 층에 형성할 수 있으며, 드레인 전극(177)과 일체형일 수 있다.
제1 전극(710) 위에 화소 정의막(190)이 위치한다. 화소 정의막(190)은 제1 전극(710)을 노출하는 개구부(95)를 가진다. 화소 정의막(190)은 폴리아크릴계(polyacrylates), 폴리이미드계(polyimides) 또는 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물와 실리카 계열의 무기물 등을 포함하여 이루어질 수 있다.
화소 정의막(190)의 개구부(95)에는 유기 발광층(720)이 위치한다.
유기 발광층(720)은 발광층과 정공 수송층(hole-injection layer, HIL), 정공 수송층(hole-transporting layer, HTL), 전자 수송층(electron-transporting layer, ETL) 및 전자 주입층(electron-injection layer, EIL) 중 하나 이상을 포함하는 복수층으로 형성된다.
유기 발광층(720)이 이들 모두를 포함할 경우 정공 주입층이 애노드 전극인 제1 전극(710) 위에 위치하고 그 위로 정공 수송층, 발광층, 전자 수송층, 전자 주입층이 차례로 적층될 수 있다.
이때, 발광층은 저분자 유기물 또는 PEDOT(Poly 3,4-ethylenedioxythiophene) 등의 고분자 유기물로 이루어질 수 있다. 발광층은 적색을 발광하는 적색 발광층, 녹색을 발광하는 녹색 발광층 및 청색을 발광하는 청색 발광층을 포함할 수 있으며, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층은 각각 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 형성되어 컬러 화상을 구현하게 된다.
또한, 발광층은 적색 발광층, 녹색 발광층 및 청색 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 모두 함께 적층하고, 각 화소별로 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수 있다. 다른 예로, 백색을 발광하는 백색 발광층을 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소 모두에 형성하고, 각 화소별로 각각 적색 색필터, 녹색 색필터 및 청색 색필터를 형성하여 컬러 화상을 구현할 수도 있다. 백색 발광층과 색필터를 이용하여 컬러 화상을 구현하는 경우, 적색 발광층, 녹색 발광층 및 발광층을 각각의 개별 화소 즉, 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소에 증착하기 위한 증착 마스크를 사용하지 않아도 된다.
또한, 백색 발광층은 백색광을 발광하는 하나의 발광층으로 형성될 수 있음은 물론이고, 복수 개의 서로 다른 색을 발광하는 발광층을 적층하여 백색을 발광할 수 있다. 예로, 적어도 하나의 옐로우 발광층과 적어도 하나의 청색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 시안 발광층과 적어도 하나의 적색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성, 적어도 하나의 마젠타 발광층과 적어도 하나의 녹색 발광층을 조합하여 백색 발광을 가능하게 한 구성 등도 포함할 수 있다.
화소 정의막(190) 및 유기 발광층(720) 위에는 제2 전극(730)이 위치한다.
제2 전극(730)은 유기 발광 소자의 캐소드 전극이 된다. 따라서 제1 전극(710), 유기 발광층(720) 및 제2 전극(730)은 유기 발광 소자(70)를 이룬다.
유기 발광 소자(70)가 빛을 방출하는 방향에 따라서 유기 발광 표시 장치는 전면 표시형, 배면 표시형 및 양면 표시형 중 어느 한 구조를 가질 수 있다.
다음, 제2 전극(730) 위에는 봉지 부재(260)가 위치한다.
봉지 부재(260)는 하나 이상의 유기층과 하나 이상의 무기층이 상호 교번하여 적층 형성될 수 있다. 무기층 또는 유기층은 각각 복수일 수 있다.
유기층은 고분자로 형성되며, 바람직하게는 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리이미드, 폴라카보네이트, 에폭시, 폴리에틸렌 및 폴리아크릴레이트 중 어느 하나로 형성되는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 더욱 바람직하게는, 상기 유기층은 폴리아크릴레이트로 형성될 수 있으며, 구체적으로는 디아크릴레이트계 모노머와 트리아크릴레이트계 모노머를 포함하는 모노머 조성물이 고분자화된 것을 포함한다. 모노머 조성물에 모노아크릴레이트계 모노머가 더 포함될 수 있다. 또한, 상기 모노머 조성물에 TPO와 같은 공지의 광개시제가 더욱 포함될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
무기층은 금속 산화물 또는 금속 질화물을 포함하는 단일막 또는 적층막일 수 있다. 구체적으로, 상기 무기층은 SiNx, Al2O3, SiO2, TiO2 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
봉지층 중 외부로 노출된 최상층은 유기발광소자에 대한 투습을 방지하기 위하여 무기층으로 형성될 수 있다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 유기 발광 표시 장치는 포지티브형 감광성 수지 조성물을 포함하는 절연막, 보호막 및 화소 정의막을 포함할 수 있다. 또한 박막 트랜지스터와 같은 패턴을 형성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 포지티브형 감광성 수지 조성물을 사용할 수도 있다.
또한, 본 명세서는 유기 발광 표시 장치에 사용되는 포지티브형 감광성 수지 조성물에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 어떠한 표시 장치에도 사용 가능함은 물론이다.
이하에서는 도 4 내지 도 5를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치를 살펴본다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치의 박막 트랜지스터 표시판은 투명한 유리 또는 플라스틱 등으로 이루어진 제1 절연 기판(110) 위에 게이트 전극(124)을 포함하는 게이트선(121)이 위치한다.
게이트 도전체는 알루미늄(Al)이나 알루미늄 합금 등 알루미늄 계열 금속, 은(Ag)이나 은 합금 등 은 계열 금속, 구리(Cu)나 구리 합금 등 구리 계열 금속, 몰리브덴(Mo)이나 몰리브덴 합금 등 몰리브덴 계열 금속, 크롬(Cr), 탄탈륨(Ta) 및 티타늄(Ti) 따위로 만들어질 수 있다.
게이트 도전체 위에는 질화규소(SiNx) 및/또는 산화규소(SiOx) 및/또는 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물 등으로 이루어지는 게이트 절연막(140)이 위치한다. 게이트 절연막(140)은 물리적 성질이 다른 적어도 두 개의 절연층을 포함하는 다층막 구조를 가질 수도 있다.
게이트 절연막(140) 위에는 반도체층(154)이 위치하고, 반도체층(154) 및 게이트 절연막(140) 위에는 소스 전극(173)과 드레인 전극(175)을 포함하는 데이터선(171)이 위치한다.
데이터선(171)은 다른 층 또는 외부 구동 회로와의 접속을 위한 넓은 끝 부분(도시하지 않음)을 포함한다. 데이터선(171)은 데이터 신호를 전달하며 주로 세로 방향으로 뻗어 게이트선(121)과 교차한다.
이 때, 데이터선(171)은 액정 표시 장치의 최대 투과율을 얻기 위해서 굽어진 형상을 갖는 제1 굴곡부를 가질 수 있으며, 굴곡부는 화소 영역의 중간 영역에서 서로 만나 V자 형태를 이룰 수 있다. 화소 영역의 중간 영역에는 제1 굴곡부와 소정의 각도를 이루도록 굽어진 제2 굴곡부를 더 포함할 수 있다.
소스 전극(173)은 데이터선(171)의 일부이고, 데이터선(171)과 동일선 상에 배치된다. 드레인 전극(175)은 소스 전극(173)과 나란하게 뻗도록 형성되어 있다. 따라서, 드레인 전극(175)은 데이터선(171)의 일부와 나란하다.
게이트 전극(124), 소스 전극(173) 및 드레인 전극(175)은 반도체층(154)과 함께 하나의 박막 트랜지스터(thin film transistor, TFT)를 이루며, 박막 트랜지스터의 채널(channel)은 소스 전극(173)과 드레인 전극(175) 사이의 반도체층(154)에 형성된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정 표시 장치는 데이터선(171)과 동일선 상에 위치하는 소스 전극(173)과 데이터선(171)과 나란하게 뻗어 있는 드레인 전극(175)을 포함하여, 데이터 도전체가 차지하는 면적을 넓히지 않고도 박막 트랜지스터의 폭을 넓힐 수 있게 되며, 이에 따라 액정 표시 장치의 개구율이 증가할 수 있다.
데이터선(171)을 포함하는 데이터 도전체는 몰리브덴, 크롬, 탄탈륨 및 티타늄 등 내화성 금속(refractory metal) 또는 이들의 합금으로 만들어지는 것이 바람직하며, 내화성 금속막(도시하지 않음)과 저저항 도전막(도시하지 않음)을 포함하는 다중막 구조를 가질 수 있다.
다중막 구조의 예로는 크롬 또는 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 상부막의 이중막, 몰리브덴(합금) 하부막과 알루미늄(합금) 중간막과 몰리브덴(합금) 상부막의 삼중막을 들 수 있다. 그러나 데이터선(171)과 드레인 전극(175)은 이 외에도 여러 가지 다양한 금속 또는 도전체로 만들어질 수 있다.
데이터 도전체(171, 173, 175), 게이트 절연막(140) 그리고 반도체층(154)의 노출된 부분 위에는 제1 보호막(180p)이 배치되어 있다. 제1 보호막(180p)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질, 일례로써 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물 등으로 이루어질 수 있다.
제2 보호막(180q)은 제1 보호막(180p) 위에 위치한다. 제2 보호막(180q)은 생략 가능하다.
제2 보호막(180q)은 색필터일 수 있다. 제2 보호막(180q)이 색필터인 경우, 제2 보호막(180q)은 기본색(primary color) 중 하나를 고유하게 표시할 수 있으며, 기본색의 예로는 적색, 녹색, 청색 등 삼원색 또는 황색(yellow), 청록색(cyan), 자홍색(magenta) 등을 들 수 있다. 도시하지는 않았지만, 색필터는 기본색 외에 기본색의 혼합색 또는 백색(white)을 표시하는 색필터를 더 포함할 수 있다.
제2 보호막(180q) 위에는 공통 전극(common electrode)(270)이 위치한다. 공통 전극(270)은 면형 형태로서, 기판(110) 전면 위에 통판으로 형성되어 있을 수 있고, 드레인 전극(175) 주변에 대응하는 영역에 배치되어 있는 개구부(도시하지 않음)를 가질 수 있다. 즉, 공통 전극(270)은 판 형태의 평면 형태를 가질 수 있다.
인접 화소에 위치하는 공통 전극(270)은 서로 연결되어, 표시 영역 외부에서 공급되는 일정한 크기의 공통 전압을 전달 받을 수 있다.
공통 전극(270) 위에는 제3 보호막(180r)이 위치한다. 제3 보호막(180r)은 유기 절연 물질 또는 무기 절연 물질, 일례로써 전술한 포지티브형 감광성 수지 조성물 등으로 이루어질 수 있다.
화소 전극(191)은 제3 보호막(180r) 위에 위치한다. 화소 전극(191)은 데이터선(171)의 제1 굴곡부 및 제2 굴곡부와 거의 나란한 굴곡변(curved edge)을 포함한다. 화소 전극(191)은 복수의 절개부를 가지며, 복수의 절개부에 의해 정의되는 복수의 슬릿을 포함한다.
제1 보호막(180p), 제2 보호막(180q), 그리고 제3 보호막(180r)에는 드레인 전극(175)을 드러내는 접촉 구멍(185)이 위치한다. 화소 전극(191)은 접촉 구멍(185)을 통해 드레인 전극(175)과 물리적, 전기적으로 연결되어 드레인 전극(175)으로부터 전압을 인가 받는다.
도시하지는 않았으나, 화소 전극(191)과 제3 보호막(180r) 위에는 배향막(alignment layer)이 도포되어 있다. 배향막은 수평 배향막일 수 있으며, 일정한 방향으로 러빙되어 있다.
이제 상부 표시판(200)에 대하여 설명한다.
절연 기판(210) 위에 차광 부재(220)가 위치하고, 평탄막(250)이 차광 부재(220) 위에 위치한다.
본 발명의 다른 실시예는 색필터가 하부 표시판에 위치하고, 차광 부재(220)가 상부 표시판에 위치하는 실시예를 설명하였으나, 이에 제한되지 않는다. 즉, 색필터와 차광 부재 모두 하부 표시판에 위치하거나, 색필터와 차광 부재 모두 상부 표시판에 위치하거나 색필터와 차광 부재의 위치가 변경될 수도 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 액정층(3)은 양의 유전율 이방성을 가지며, 구체적으로 전술한 양의 유전율 이방성을 가지는 액정 조성물을 포함할 수 있다. 액정층(3)의 액정 분자(31)는 전기장이 없는 상태에서 그 장축이 두 표시판(100, 200)의 표면에 대하여 수평하게 배향될 수 있다.
본 명세서는 공통 전극(270) 위에 화소 전극(191)이 위치하는 실시예에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 화소 전극(191)위에 공통 전극(270)이 위치하는 실시예도 가능함은 물론이다.
전술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 표시 장치는 포지티브형 감광성 수지 조성물을 포함하는 절연막 또는 보호막 등을 포함할 수 있다. 또한 박막 트랜지스터와 같은 패턴을 형성하기 위해 본 발명의 실시예에 따른 포지티브형 감광성 수지 조성물을 사용할 수도 있다.
또한, 본 명세서는 일 실시예에 따른 표시 장치에 사용되는 포지티브형 감광성 수지 조성물에 대해 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 어떠한 표시 장치에도 사용 가능함은 물론이다.
이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 포지티브형 감광성 수지 조성물과 비교예에 대해 살펴본다. 본 명세서는 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예를 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
실시예
1 (감광성 수지 조성물 제조)
하기 화학식 1-A의 광산 발생제에 의해 용해도가 증가하는 공중합체 100중량부에 대하여, 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-4-methoxy-N-(tosyloxy) benzimidoyl cyanamide 10중량부, 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 1 중량부, 유기 염기로 트리에틸아민 0.5중량부 및 상기 혼합물의 고형분 함량이 20 중량%가 되도록 프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트로 용해시킨 후, 0.1 ㎛의 밀리포아필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
2
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
3
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(3,4-Dimethoxypheyl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
4
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(5-Methylfuran-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
5
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy)-4-methoxybenzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
6
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
7
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-N-(cyclohexylsulfonyloxy)-3,4-dimethoxybenzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
8
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-3,4-dimethoxy-N-(octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
9
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-N-(cyclohexylmethylsulfonyloxy)-4-methoxybenzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
실시예
10
상기 실시예 2에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제로 (Z)-4-methoxy-N-(octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 2과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
1
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제를 사용하지 않은 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
2
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 0.3 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
3
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 10 중량부를 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
비교예
4
상기 실시예 1에서 감광성 수지 조성물 제조시 옥심 계열 광산 발생제를 사용하지 않고, 트리아진 계열 광산 발생제로 2-[2-(Furan-2-yl)ethenyl]-4,6-bis(trichloromethyl)-s-triazine 10 중량부 사용한 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 실시하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.
이상에서 설명한 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4의 감광성 수지 조성물에 대하여 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.
가) 감도 - 질화규소(SiNx)가 증착된 370㎝ X 470㎝ 글래스(glass) 기판 상에 슬릿코터를 사용하여 상기 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 내지 4에서 제조된 포지티브형 감광성수지 조성물 용액을 도포한 뒤, 0.5 torr까지 진공 건조 후 100 ℃로 90초간 핫플레이트 상에서 프리베이크하여 2.0 ㎛막을 형성하였다.
그 다음 폭이 2 ㎛ 인 패턴 마스크(pattern mask)를 사용하여 강도가 10 ㎽/㎠인 자외선을 노광기를 이용하여 조사하였다. 이후, 테트라메틸암모늄히드록시드 2.38 중량%의 수용액으로 23 ℃에서 70초간 현상하고 초순수로 60초간 세정하였다. SEM을 이용하여 선폭이 2.0 ㎛ 로 형성되는 노광량을 기준으로 감도를 측정하였다.
나) 웨이브 패턴 - 상기 가)의 감도 측정시 형성된 패턴(Pattern)막의 선 단면에 대해 웨이브 패턴 발생 유무를 확인하였다. 웨이브 패턴 발생시 ○, 미발생시 × 로 표시하였다.
다) 라인 엣지 러프니스 (Line Edge Roughness, LER) - 상기 가)의 감도 측정시 형성된 패턴(Pattern)막의 선폭을 상부에서 관찰하여 가장 큰 선폭과 가장 작은 선폭의 편차를 검사하였다. LER은 수치가 작을수록 우수하다. LER이 0.2㎛ 이상일 경우를 ×, 0.2㎛ ~ 0.1㎛ 인 경우를 △, 0.1㎛ 미만인 경우를 ○ 로 표시하였다.
라) 각도 (Taper Angle) - 상기 가)의 감도 측정시 형성된 패턴(Pattern)막의 단면의 테이퍼진 각도를 확인하였다. 상기 각도가 80도 이상일 경우 ○, 80도 내지 70도 일 경우 △, 70도 미만일 경우 × 로 표시하였다.
위의 표 1을 참조하면, 우선 비교예 3 및 4를 제외하고 실시예 1 내지 10 및 비교예 1 및 2는 거의 유사한 감도를 나타냄을 알 수 있었고, 비교예 1 및 2는 트리아진 계열 광산 발생제를 포함하지 않아 웨이브 패턴이 형성됨을 확인하였다.
다음, 라인 엣지 러프니스를 살펴본 결과, 역시 트리아진 계열 광산 발생제를 포함하지 않는 비교예 1 및 2가 라인 엣지 러프니스가 좋지 않음을 확인했다. 즉, 선폭 간 편차가 상당함을 확인할 수 있었다.
다음, 선폭에 대한 테이퍼진 각도를 살펴본 결과 옥심 계열 광산 발생제를 포함하지 않는 비교예 3 및 4는 테이퍼진 각도가 70도 미만으로 나타났다.
정리하면, 트리아진 계열 광산 발생제를 포함하지 않는 비교예들은 웨이브 패턴이 형성되거나 선폭 편차가 심하게 발생하였고, 옥심 계열 광산 발생제를 포함하지 않는 비교예들은 선폭의 테이퍼진 각도가 작게 형성되었다(70도 미만).
따라서, 본 발명의 실시예와 같이 트리아진 계열 광산 발생제 및 옥심 계열 광산 발생제를 모두 포함하는 포지티브형 감광성 수지 조성물은 감도뿐만 아니라 웨이브 패턴 형성 및 선폭 편차를 감소시키고, 선폭의 테이퍼진 각도를 높게 유지할 수 있다. 즉, 미세 패턴 구현이 용이하여 고해상도의 표시 장치를 제공할 수 있음을 알 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
121 : 제1 신호선 135 : 반도체
1355 : 채널 영역 1356 : 드레인 영역
140 : 게이트 절연막 155 : 게이트 전극
160 : 층간 절연막 171 : 제2 신호선
172 : 제3 신호선 176 : 소스 전극
177 : 드레인 전극 180 : 층간 절연막
1355 : 채널 영역 1356 : 드레인 영역
140 : 게이트 절연막 155 : 게이트 전극
160 : 층간 절연막 171 : 제2 신호선
172 : 제3 신호선 176 : 소스 전극
177 : 드레인 전극 180 : 층간 절연막
Claims (19)
- 제1항에서,
상기 x는 0.1 내지 0.9이고,
상기 y는 0.0 내지 0.3이고,
상기 z는 0.1 내지 0.9인 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물. - 삭제
- 제1항에서,
고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물. - 제1항에서,
상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물. - 제1항에 있어서,
멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물. - 절연 기판,
상기 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
상기 박막 트랜지스터와 연결된 제1 전극,
상기 제1 전극 위에 위치하며, 상기 제1 전극을 일부 노출하는 화소 정의막,
상기 화소 정의막 위에 위치하는 유기 발광층, 및
상기 유기 발광층 위에 위치하는 제2 전극을 포함하고,
상기 화소 정의막은 포지티브형 감광성 수지 조성물을 포함하며,
상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은
a) 100 중량부로 포함되며, 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체;
b-1) 3 내지 20 중량부로 포함되는 옥심 계열 광산 발생제;
b-2) 0.5 내지 10 중량부로 포함되는 트리아진 계열 광산 발생제;
c) 0.1 내지 5 중량부 포함되는 유기 염기; 및
d) 용매를 포함하는 유기 발광 표시 장치:
(화학식1)
상기 화학식 1에서, 상기 O-R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다. - 제8항에서,
상기 x는 0.1 내지 0.9이고,
상기 y는 0.0 내지 0.3이고,
상기 z는 0.1 내지 0.9인 유기 발광 표시 장치. - 삭제
- 제8항에서,
상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은,
고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제8항에서,
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 유기 발광 표시 장치. - 제8항에서,
상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 유기 발광 표시 장치. - 제8항에 있어서,
멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치. - 제1 절연 기판,
상기 제1 절연 기판 위에 위치하는 박막 트랜지스터,
상기 박막 트랜지스터와 연결된 화소 전극,
상기 화소 전극과 절연되어 위치하는 공통 전극,
상기 제1 절연 기판과 마주하는 제2 절연 기판,
상기 제1 절연 기판 및 상기 제2 절연 기판 사이에 위치하는 액정층을 포함하고,
상기 박막 트랜지스터 및 상기 화소 전극 중 적어도 하나는 포지티브형 감광성 수지 조성물을 사용하여 형성되며,
상기 포지티브형 감광성 수지 조성물은
a) 100 중량부로 포함되며,하기 화학식 1로 표시되는 공중합체;
b-1) 3 내지 20 중량부로 포함되는 옥심 계열 광산 발생제;
b-2) 0.5 내지 10 중량부로 포함되는 트리아진 계열 광산 발생제;
c) 0.1 내지 5 중량부 포함되는 유기 염기; 및
d) 용매를 포함하는 표시 장치:
(화학식 1)
상기 화학식 1에서, 상기 O-R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
- 제15항에서,
상기 x는 0.1 내지 0.9이고,
상기 y는 0.0 내지 0.3이고,
상기 z는 0.1 내지 0.9인 표시 장치. - 삭제
- 제15항에서,
상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 표시 장치. - 제15항에서,
상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 표시 장치.
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