KR20160083190A - Low dielectirc insulating film and display device including the film - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 표시 장치에 사용되는 절연막에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유전상수 값이 낮으면서, 분산 특성 및 접착 특성이 우수한 절연막 및 이 절연막을 포함하는 표시 장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to an insulating film having a low dielectric constant value and excellent dispersion characteristics and adhesion characteristics, and a display device including the insulating film.
종래의 CRT를 대신하여 액정표시장치(LCD)나 유기발광소자(OLED)를 채택한 유기발광다이오드 표시장치와 같은 평판표시장치가 널리 보급되고 있다. 이들 평판표시장치에서 화상을 구현하기 위하여 통상적으로 박막 트랜지스터(Thin-Film Transistor, TFT)가 사용되는데, TFT 회로를 다른 소자로부터 보호하기 위하여 절연막이 사용된다. Flat panel display devices such as organic light emitting diode display devices employing a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting device (OLED) instead of the conventional CRT have been widely used. Thin-film transistors (TFTs) are typically used to implement images in these flat panel displays, and insulating films are used to protect the TFT circuits from other elements.
절연막의 정전 용량(capacitance)은 소재의 유전상수 값에 비례하고 두 전도체 사이의 거리, 즉 절연막의 두께에 반비례한다. 기생 정전 용량이 증가하면 이에 비례하여 RC 시간이 지연되고 이로 인하여 소자의 스위칭 속도를 떨어뜨릴 뿐만 아니라 소비 전력이 증가한다. 따라서 표시 소자의 전도체 사이에 형성되는 절연막으로 인하여 발생하는 기생 정전 용량을 감소시키기 위해서는 낮은 유전상수 값을 갖는 소자를 사용하거나 절연막의 두께를 증가시켜야 한다. 절연막에 사용되는 절연체로서 유전상수 값이 낮은 소재를 사용하면, 절연막의 두께가 얇더라도 기생 정전 용량이 증가하지 않으며, on/off ratio를 개선하여 TFT의 구동 특성을 향상시킬 수 있다. The capacitance of the insulating film is proportional to the dielectric constant of the material and is inversely proportional to the distance between the two conductors, that is, the thickness of the insulating film. As the parasitic capacitance increases, the RC time is delayed in proportion to this, which not only lowers the switching speed of the device but also increases the power consumption. Therefore, in order to reduce the parasitic capacitance caused by the insulating film formed between the conductors of the display element, it is necessary to use a device having a low dielectric constant value or to increase the thickness of the insulating film. When a material having a low dielectric constant value is used as an insulator used for an insulating film, the parasitic capacitance does not increase even if the thickness of the insulating film is thin, and the on / off ratio is improved to improve the driving characteristic of the TFT.
표시 장치의 TFT 회로를 보호하기 위한 보호층 또는 절연막의 소재로서 종래 산화실리콘(SiOx) 또는 질화실리콘(SiNx) 등의 무기계 소재가 사용되었다. 하지만 산화실리콘과 질화실리콘의 유전상수는 각각 3.9 내지 7.0으로 상대적으로 높다. 따라서 이러한 무기계 소재를 절연막으로 사용한 표시 장치에서는 많은 기생 정전 용량이 발생하여 소비 전력을 줄이는 데 한계가 있다. 더욱이 이들 무기계 소재를 표시 장치에 적용하려면 고온 공정과 진공 장비 등이 요구되고, 이에 따라 플라스틱 기판에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.
Conventionally, an inorganic material such as silicon oxide (SiOx) or silicon nitride (SiNx) has been used as a material of the protective layer or insulating film for protecting the TFT circuit of the display device. However, the dielectric constants of silicon oxide and silicon nitride are relatively high, 3.9 to 7.0, respectively. Therefore, in a display device using such an inorganic material as an insulating film, a large amount of parasitic capacitance is generated, which has a limitation in reducing power consumption. Further, in order to apply these inorganic materials to a display device, a high-temperature process and a vacuum equipment are required, which makes it difficult to apply the process to a plastic substrate.
따라서 최근에는 무기계 소재를 대신하여 유전율이 상대적으로 낮은 유기 소재를 절연막으로 사용하고 있다. 일반적으로 표시 장치의 유기 절연막 소재로서는 빛이나 전자선에 의해 화학 반응하는 감광성 화합물(photo active compound, PAC)이 개발되고 있다. 유기 절연막 소재로서 가장 널리 사용되는 물질이 포토 아크릴 바인더로서, 아크릴산으로부터 유도되는 열가소성 치환기를 갖는 선형 바인더이다. 하지만, 종래 유기 절연막 소재로 사용되었던 포토 아크릴 화합물은 선형 구조로서 분극률(polarization)의 상승을 야기하므로, 포토 아크릴 화합물의 유전상수 값은 대략 3.6 정도로 상대적으로 높다. Therefore, recently, an organic material having a relatively low dielectric constant is used as an insulating film instead of an inorganic material. Generally, a photoactive compound (PAC) which is chemically reacted by light or electron beam is being developed as an organic insulating film material of a display device. A material most widely used as an organic insulating film material is a photoacid binder, which is a linear binder having a thermoplastic substituent derived from acrylic acid. However, since the photoacrylic compound, which has been conventionally used as an organic insulating film material, has a linear structure and causes an increase in polarization, the dielectric constant value of the photoacrylic compound is relatively high, about 3.6.
또한, 포토 아크릴 화합물은 접착력이 취약하기 때문에, 유기 절연막으로 사용하는 경우, 포토 아크릴 화합물의 말단에 히드록시기(-OH)를 붙여 접착력을 보상한다. 하지만, 친수성 작용기인 히드록시기 내에 존재하는 비공유 전자쌍으로 인한 쌍극자 모멘트(dipole moment)가 증가하게 되고, 이로 인하여 분극률 상승을 초래하여 유전상수 값을 증가시킨다. 또한, 수분이 친수성 작용기인 히드록시기를 공격하여 누설전류가 발생하기 때문에, 유전상수 값이 상승한다는 문제점이 있다. In addition, since the photoacrylic compound has a weak adhesive force, when used as an organic insulating film, a hydroxyl group (-OH) is attached to the end of the photoacrylic compound to compensate the adhesive force. However, the dipole moment due to the pair of non-covalent electrons present in the hydrophilic functional group, hydroxyl group, increases, thereby increasing the polarization ratio and increasing the dielectric constant value. In addition, there is a problem that the dielectric constant value is increased because the moisture attacks a hydroxyl group which is a hydrophilic functional group to generate a leakage current.
따라서 감광성 아크릴 화합물을 유기 절연막으로 채택한 표시 장치에서, 소비 전력을 저감하기 위해서는 유기 절연막의 두께를 증가시켜 정전 용량을 감소시킬 수밖에 없다. 유기 절연막의 두께가 증가하기 때문에, 박형의 표시 장치에 적용되기에는 한계가 있다. 또한, 두꺼운 절연막을 채택하기 때문에, 접힘(folding)이나 굽힘(bending)에 한계가 있기 때문에, 플렉서블(flexible) 표시 장치에 사용되기 어렵다. Therefore, in a display device employing a photosensitive acrylic compound as an organic insulating film, in order to reduce power consumption, the thickness of the organic insulating film must be increased to decrease the capacitance. Since the thickness of the organic insulating film is increased, there is a limit to be applied to a thin display device. In addition, since a thick insulating film is adopted, it is difficult to use in a flexible display device because of limitations in folding and bending.
이에, 감광성 아크릴 화합물을 대신하여 유전상수 값이 낮은 유기 소재로서, 폴리실록산 수지를 유기 절연막 소재로 사용하고 있다. 폴리실록산 수지는 아크릴계 수지에 비하여 모듈러스 값이 높아서 접착력은 양호하지만, 폴리실록산 수지를 사용하여 유기 절연막을 제조하는 경우, 경화 공정에서 발생하는 수축 응력에 의하여 일정 두께 이상에서 크랙이 발생하기 쉽다. 특히, 폴리실록산 수지와 같은 강인성 소재를 사용하는 경우, 접힘 응력(folding stress)에 의하여 유기 절연막에 크랙이 발생할 수 있다. 이로 인하여 누설 전류가 발생할 수 있어서, 소자를 열화시켜 소자의 수명이 단축된다는 문제가 있다.
Therefore, polysiloxane resin is used as an organic insulating film material as an organic material having a low dielectric constant value instead of a photosensitive acrylic compound. The polysiloxane resin has a higher modulus value than the acrylic resin, so that the adhesive strength is good. However, when an organic insulating film is produced using a polysiloxane resin, cracks tend to occur at a thickness exceeding a certain thickness due to shrinkage stress generated in the curing process. In particular, when a tough material such as a polysiloxane resin is used, a crack may be generated in the organic insulating film due to folding stress. As a result, a leakage current may be generated, deteriorating the device, and shortening the lifetime of the device.
본 발명은 저유전율 및 강한 접착력의 확보라는 종래 기술이 해소하지 못한 문제점을 해결하기 위한 것이다. The present invention is intended to solve the problem that the conventional technique of securing a low dielectric constant and a strong adhesive force can not be solved.
본 발명의 목적은 유전율이 낮으며 분산성이 양호한 유기 절연막 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.It is an object of the present invention to provide an organic insulating film having a low dielectric constant and good dispersibility and a display device including the organic insulating film.
본 발명의 다른 목적은 소자의 소비 전력을 줄일 수 있는 유기 절연막 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다. It is another object of the present invention to provide an organic insulating film and a display device including the same that can reduce power consumption of the device.
본 발명의 다른 목적은 기재에 대한 접착성이 우수한 유기 절연막 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an organic insulating film having excellent adhesion to a substrate and a display device including the organic insulating film.
본 발명의 또 다른 목적은 공정성이 향상되고, 접힘(folding)이나 굽힘(bending) 특성이 양호한 유기 절연막 및 이를 포함하는 표시 장치를 제공하고자 하는 것이다.
It is still another object of the present invention to provide an organic insulating film having improved processability and good folding and bending properties and a display device including the organic insulating film.
전술한 목적을 가지는 본 발명의 일 측면에 따르면, 본 발명은 기공성 초분자가 측쇄에 도입되어 있는 바인더 수지를 포함하는 저유전 유기 절연막을 제공한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a low dielectric organic insulating film including a binder resin in which porous supramolecules are introduced into side chains.
예를 들어, 상기 바인더 수지는 (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. For example, the binder resin may be selected from the group consisting of (meth) acrylate resins, urethane resins, polysiloxane resins and copolymers thereof.
상기 기공성 초분자는 사이클로덱스트린, 쿠커비투릴(cucurbituril), 칼릭스아렌(calixarene), 폴리카프로락톤, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. The porous supramolecules may be selected from the group consisting of cyclodextrin, cucurbituril, calixarene, polycaprolactone, derivatives thereof, and combinations thereof.
본 발명의 다른 측면에 따르면, 본 발명은 다수의 신호 라인이 배열되는 제 1 기판, 상기 제 1 기판 상에 위치하는 박막트랜지스터, 상기 박막트랜지스터 상에 위치하는 유기 절연막, 및 상기 유기 절연막 상에 위치하는 제 1 전극을 포함하며, 상기 유기 절연막은 기공성 초분자가 측쇄에 도입되어 있는 바인더 수지를 포함하는 표시 장치를 제공한다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a thin film transistor including a first substrate on which a plurality of signal lines are arranged, a thin film transistor located on the first substrate, an organic insulating film located on the thin film transistor, Wherein the organic insulating film comprises a binder resin in which porous supramolecules are introduced into side chains.
예시적인 하나의 실시형태에서, 본 발명의 표시 장치는 상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 더욱 포함할 수 있다. In one exemplary embodiment, the display device of the present invention may further include a second substrate facing the first substrate, and a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate.
이때, 본 발명의 표시 장치는 상기 제 1 전극과 대응하여 다수의 개구부를 갖는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 보호층을 더욱 포함하며, 상기 보호층은 상기 유기 절연막과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. The display device of the present invention may further include a second electrode having a plurality of openings corresponding to the first electrode and a protective layer disposed between the first electrode and the second electrode, And may be made of the same material as the organic insulating film.
다른 예시적인 실시형태에서, 본 발명의 표시 장치는 상기 제 1 전극 상에 위치하는 뱅크층, 유기발광층 및 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극을 더욱 포함하며, 상기 뱅크층은 상기 유기 절연막과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
In another exemplary embodiment, the display device of the present invention further includes a bank layer located on the first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode facing the first electrode, And may be made of the same material.
본 발명의 유기 절연막은 기공 구조를 갖는 분자를 도입하여 박막의 밀도를 낮춤으로써, 유전상수 값을 낮아졌으며, 이러한 기공 구조의 분자가 바인더 수지에 화학적으로 결합, 도입되어 분산 특성이 양호하다. 따라서, 절연막 전체에 균일하게 낮은 유전상수 값을 확보할 수 있다는 이점을 갖는다. The organic insulating film of the present invention lowers the dielectric constant value by lowering the density of the thin film by introducing molecules having a pore structure, and molecules of such pore structure are chemically bonded to the binder resin and introduced therein, so that the dispersion characteristics are good. Therefore, it has an advantage that a low dielectric constant value can be uniformly ensured throughout the insulating film.
낮은 유전상수 값을 갖는 바인더 소재를 채택함으로써, 유기 절연막에서의 기생 정전용량이 감소하여, 표시 패널에 인가되는 전력의 로드를 줄일 수 있기 때문에, 소자의 소비 전력을 또한 낮출 수 있다. By adopting a binder material having a low dielectric constant value, the parasitic capacitance in the organic insulating film is reduced, and the load of the power applied to the display panel can be reduced, so that the power consumption of the device can be further reduced.
아울러, 본 발명의 바인더 소재는 기재에 대한 접착성이 우수할 뿐만 아니라, 낮은 유전상수 값으로 인하여 절연막의 두께를 감소시키더라도 충분히 낮은 유전율을 확보할 수 있다. 이처럼 절연막의 두께를 감소시킬 수 있기 때문에, 접힘이나 굽힘 특성이 요구되는 플렉서블(flexible) 표시 장치에 활용될 수 있다. 뿐만 아니라, 절연막의 패턴 공정에서 적은 광량으로도 원하는 패턴을 형성할 수 있어서 공정의 효율을 확보할 수 있다.
In addition, the binder material of the present invention is not only excellent in adhesion to a substrate, but also has a dielectric constant sufficiently low even if the thickness of the insulating film is reduced due to a low dielectric constant value. Since the thickness of the insulating film can be reduced in this manner, it can be utilized in a flexible display device requiring folding and bending properties. In addition, it is possible to form a desired pattern even with a small amount of light in the patterning process of the insulating film, thereby ensuring the efficiency of the process.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시형태에 따라 저유전 유기 절연막을 포함하는 표시 장치의 예로서, 액정표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 저유전 유기 절연막을 포함하는 표시 장치의 예로서 유기발광다이오드 표시장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 3a 내지 도 3c는 아크릴레이트계 바인더 수지로 제조된 유기 절연막에 대한 Cross-Cut tape test에 따라 기재로부터의 박리 여부를 촬영한 사진으로, 각각 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막, 기공성 초분자가 첨가되지 않은 유기 절연막 및 기공성 초분자가 단순 배합된 유기 절연막을 대상으로 한 것이다.
도 4a 내지 도 4c는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 수지로 제조된 유기 절연막에 대한 Cross-Cut tape test에 따라 기재로부터의 박리 여부를 촬영한 사진으로, 각각 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막, 기공성 초분자가 첨가되지 않은 유기 절연막 및 기공성 초분자가 단순 배합된 유기 절연막을 대상으로 한 것이다.
도 5a 내지 도 5c는 아크릴레이트계 수지로 제조된 유기 절연막에 대한 박리 강도(peel strength)를 측정한 결과를 도시한 그래프로서, 각각 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막, 기공성 초분자가 첨가되지 않은 유기 절연막, 및 기공성 초분자가 단순 배합된 유기 절연막을 대상으로 한 것이다.
도 6a 내지 도 6c는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 수지로 제조된 유기 절연막에 대한 박리 강도를 측정한 결과를 도시한 그래프로서, 각각 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막, 기공성 초분자가 첨가되지 않은 유기 절연막 및 기공성 초분자가 단순 배합된 유기 절연막을 대상으로 한 것이다.1 is a cross-sectional view schematically showing a liquid crystal display device as an example of a display device including a low dielectric organic insulating film according to an exemplary embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view schematically showing an organic light emitting diode display device as an example of a display device including a low dielectric organic insulating film according to another exemplary embodiment of the present invention.
3A to 3C are photographs showing peeling off from a substrate according to a cross-cut tape test on an organic insulating film made of an acrylate-based binder resin, wherein the porous supramolecules are each formed of an organic insulating film introduced into the binder resin, An organic insulating film not containing supramolecular superscripts, and an organic insulating film formed by simply mixing porous supramolecules.
4A to 4C are photographs showing peeling off from a substrate according to a cross-cut tape test on an organic insulating film made of a urethane acrylate polysiloxane-based resin. The organic insulating film, the organic insulating film, An organic insulating film not containing porous supramolecules, and an organic insulating film formed by simply mixing porous supramolecules.
FIGS. 5A to 5C are graphs showing the results of measurement of peel strength for an organic insulating film made of an acrylate-based resin, in which an organic insulating film in which porous supramolecules are introduced into a binder resin, An organic insulating film not added, and an organic insulating film formed by simply mixing the porous supramolecules.
6A to 6C are graphs showing the results of measurement of the peel strength of an organic insulating film made of a urethane acrylate polysiloxane-based resin, wherein an organic insulating film in which porous supramolecules are introduced into a binder resin, And an organic insulating film formed by simply mixing the porous supramolecules.
이하, 필요한 경우에 첨부하는 도면을 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings where necessary.
[저유전 유기 절연막][Low dielectric organic insulating film]
본 발명에 따른 저유전 유기 절연막은 기공성 초분자가 측쇄에 도입되어 있는 바인더 수지를 포함한다. The low dielectric organic insulating film according to the present invention includes a binder resin in which porous supramolecules are introduced into side chains.
예시적인 실시형태에서, 유기 절연막을 제조하기 위한 바인더 수지는 (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 적어도 1종 선택될 수 있다. 본 명세서에서 달리 정의하지 않는 한, 용어 "메타(아크릴레이트)"는 아크릴레이트와 (메트)아크릴레이트를 모두 포함하는 의미로 사용된다. 특히, 본 발명의 바인더 수지로서 우레탄 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 우레탄폴리실록산 수지 및 우레탄(메타)아크릴레이트폴리실록산 수지가 바람직할 수 있다. In an exemplary embodiment, the binder resin for producing the organic insulating film may be at least one selected from the group consisting of a (meth) acrylate resin, a urethane resin, a polysiloxane resin and a copolymer thereof. Unless defined otherwise herein, the term "meta (acrylate)" is used to mean both acrylate and (meth) acrylate. Particularly, urethane resin, urethane (meth) acrylate resin, urethane polysiloxane resin and urethane (meth) acrylate polysiloxane resin may be preferably used as the binder resin of the present invention.
(메타)아크릴레이트 수지를 단독으로 사용하는 경우에 접착력 향상을 위해서 히드록시기를 도입하면 유전상수 값이 증가한다. 하지만, 우레탄 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 우레탄폴리실록산 수지 및 우레탄(메타)아크릴레이트폴리실록산 수지를 사용하면, 히드록시기를 감소시킬 수 있으므로, 유전상수 값을 감소시킬 수 있는 이점이 있다. When a (meth) acrylate resin is used alone, the dielectric constant value increases when a hydroxy group is introduced to improve the adhesion. However, when a urethane resin, a urethane (meth) acrylate resin, a urethane polysiloxane resin and a urethane (meth) acrylate polysiloxane resin are used, the hydroxyl group can be reduced, and the dielectric constant value can be advantageously reduced.
예시적으로, (메타)아크릴레이트 수지에, 강인성(toughness)이 우수한 우레탄 수지 및/또는 폴리실록산 수지가 서로 공중합 되어 있는 바인더 수지를 사용함으로써, 유기 절연막의 강인성을 개선할 수 있으며, 기재에 대한 접착력을 개선함으로써 기재로부터의 박리를 방지할 수 있다. Illustratively, by using a binder resin in which a urethane resin and / or a polysiloxane resin having excellent toughness are copolymerized with (meth) acrylate resin, the toughness of the organic insulating film can be improved and the adhesion to the substrate The peeling from the substrate can be prevented.
특히, 우레탄 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 우레탄폴리실록산 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트폴리실록산 수지에 포함되어 있는 폴리우레탄은 히드록시기를 갖는 폴리올과 이소시아네이트기의 부가 중합 반응에 의해 형성되는 우레탄 결합과, 물과 이소시아네이트의 반응에 의해 형성되는 카바믹산(carbamic acid)으로부터 생성된 아민이 이소시아네이트와 반응하여 형성되는 우레아 결합을 가지고 있다. Particularly, the polyurethane contained in the urethane resin, the urethane (meth) acrylate resin, the urethane polysiloxane resin and the urethane (meth) acrylate polysiloxane resin has a urethane bond formed by the addition polymerization reaction of a polyol having a hydroxyl group and an isocyanate group , An amine formed from carbamic acid formed by the reaction of water with isocyanate has urea bond formed by reaction with isocyanate.
우레탄 프리폴리머(pre-polymer)를 합성하기 위하여 사용되는 폴리올에 의해 형성되는 소프트 세그먼트와, 이소시아네이트에 의해 형성되는 하드 세그먼트에 의하여 유연성(flexibility)이 조절될 수 있는 접착제를 얻을 수 있다. 뿐만 아니라, 우레탄 결합을 형성하기 위하여 우레탄 프리폴리머를 얻은 뒤, 습기 경화 공정을 진행하여, 접착력이 우수한 바인더 수지를 제조할 수 있는 이점이 있다.
A soft segment formed by the polyol used for synthesizing the urethane prepolymer and an adhesive capable of adjusting the flexibility by the hard segment formed by the isocyanate can be obtained. In addition, there is an advantage that a urethane prepolymer is obtained in order to form a urethane bond, and then a moisture hardening step is carried out to produce a binder resin having excellent adhesive strength.
바인더 수지는 해당 수지를 구성하는 모노머 및/또는 올리고머와 같은 경화성 성분으로부터의 광경화 공정, 습기 경화 공정 및 열경화 공정을 통하여 합성될 수 있다. 예를 들어, (메타)아크릴레이트 수지나 우레탄(메타)아크릴레이트 수지를 구성하는 폴리(메타)아크릴레이트는 탄소수 1~20의 알킬 (메타)아크릴레이트, 탄소수 2~20의 알케닐 (디)(메타)아크릴레이트, 탄소수 1~20의 알콕시 (디)(메타)아크릴레이트, 탄소수 1~20의 알콕시알킬 (메타)아크릴레이트, 알릴알콕시레이트; 탄소수 5~8의 사이클로알킬 (메타)아크릴레이트나 N-아크릴로일 모폴린(N-Acryloyl morphline) 등에서 1종 이상 선택되는 지환족 (메타)아크릴레이트; 에폭시 (메타)아크릴레이트, 아릴(메타)아크릴레이트 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있는 올리고머 및/또는 모노머이다. 이들 (메타)아크릴레이트 올리고머 및/또는 올리고머를 광경화시켜, 이들 모노머 및/또는 올리고머 사이의 가교결합을 형성함으로써 폴리(메타)아크릴레이트를 형성할 수 있다. The binder resin can be synthesized from a curable component such as a monomer and / or an oligomer constituting the resin through a photo-curing step, a moisture curing step and a heat curing step. For example, the poly (meth) acrylate constituting the (meth) acrylate resin or the urethane (meth) acrylate resin may be an alkyl (meth) acrylate having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl (di) (Meth) acrylate having 1 to 20 carbon atoms, alkoxy (di) (meth) acrylate having 1 to 20 carbon atoms, alkoxyalkyl (meth) acrylate having 1 to 20 carbon atoms, allyl alkoxylate; (Meth) acrylates selected from the group consisting of cycloalkyl (meth) acrylates having 5 to 8 carbon atoms and N-acryloyl morpholine; Acrylate, epoxy (meth) acrylate, aryl (meth) acrylate, and combinations thereof. Poly (meth) acrylate can be formed by photocuring these (meth) acrylate oligomers and / or oligomers to form crosslinks between these monomers and / or oligomers.
우레탄 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트 수지, 우레탄폴리실록산 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트폴리실록산 수지를 구성하는 우레탄 결합을 형성하기 위하여 폴리올과 디이소시아네이트를 반응시켜 얻어지는 우레탄 프리폴리머를 사용할 수 있다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위한 폴리올은 에틸렌옥사이드 또는 프로필렌옥사이드에 글리세린을 반응시킨 폴리올이나, 프로필렌글리콜, 테트라메틸렌글리콜, 에틸렌글리콜 폴리에테르와 같은 폴리에테르폴리올; 및/또는 폴리카프로락톤폴리올, 이염기산인 아디프산에 글리콜이나 트리올의 탈수축합반응에 의하여 얻어지는 폴리에스테르폴리올 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. 우레탄 프리폴리머를 합성하기 위한 디이소시아네이트 화합물은 톨루엔디이소시아네이트(TDI), 메틸렌디페닐메탄디이소시아네이트(MDI), 헥사메틸렌디이소시아네이트(HDI), 이소포론 디이소시아네이트(IPDI) 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. 이들 이소시아네이트와 폴리올을 반응시켜 우레탄 프리폴리머를 합성한 뒤, 수분 경화 공정을 진행하여 폴리우레탄 결합을 얻을 수 있다.
A urethane prepolymer obtained by reacting a polyol and a diisocyanate to form a urethane bond constituting a urethane resin, a urethane (meth) acrylate resin, a urethane polysiloxane resin and a urethane (meth) acrylate polysiloxane resin can be used. The polyol for synthesizing the urethane prepolymer may be a polyol obtained by reacting ethylene oxide or propylene oxide with glycerin, or a polyether polyol such as propylene glycol, tetramethylene glycol or ethylene glycol polyether; And / or polycaprolactone polyol, a polyester polyol obtained by dehydration condensation reaction of glycol or triol in adipic acid which is a dibasic acid, and the like. The diisocyanate compound for synthesizing the urethane prepolymer may be at least one selected from toluene diisocyanate (TDI), methylenediphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), isophorone diisocyanate (IPDI) . After reacting these isocyanates with a polyol to synthesize an urethane prepolymer, a polyurethane bond can be obtained by conducting a moisture curing process.
한편, 예를 들어 폴리실록산 수지, 우레탄(메타)아크릴레이트폴리실록산 수지, 및 우레탄폴리실록산수지를 구성하는 폴리실록산을 합성하기 위한 모노머는 실란올기를 함유하는 모노머 및/또는 실록산기를 함유하는 모노머를 포함한다. 실란올기를 함유하는 모노머 화합물은 (메타)아크릴레이트계 알콕시 실란과 같은 에틸렌성 불포화 알콕시 실란; 및/또는 (메타)아크릴레이트계 아세톡시실란이나 (메타)아크릴레이토프로필트리아세톡실란과 같은 에틸레성 불포화 아세톡시실란을 포함하는 에틸렌성 불포화 아실옥시실란을 포함한다. On the other hand, for example, the monomers for synthesizing the polysiloxane constituting the polysiloxane resin, the urethane (meth) acrylate polysiloxane resin, and the urethane polysiloxane resin include monomers containing a silanol group and / or monomers containing a siloxane group. The monomer compounds containing silanol groups include ethylenically unsaturated alkoxysilanes such as (meth) acrylate alkoxysilanes; And ethylenically unsaturated acyloxysilanes comprising ethylenically unsaturated acetoxysilane such as (meth) acrylate-based acetoxysilane or (meth) acrylatepropyltriacetoxysilane.
또한, 실록산기를 함유하는 모노머 화합물은 특히 선형 실록산기를 갖는 화합물을 포함한다. 예를 들어, 선형 실록산기를 갖는 모노머 화합물은 1~10개의 탄소수 1~10의 알킬기로 치환된 모노/디/트리/테트라/헥사/옥타 실록산; 1~4개의 탄소수 1~10의 알콕시기로 치환된 모노/디/트리/테트라 실록산; 탄소수 1~10개의 알킬알콕시실란, 비닐알콕시실란, 아미노알킬알콕시실란, 메타아크릴옥시기 또는 머캅토알킬기로 치환된 실란 등에서 1종 이상을 포함하지만, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. Further, the monomer compound containing a siloxane group particularly includes a compound having a linear siloxane group. For example, the monomeric compound having a linear siloxane group may be mono / di / tri / tetra / hexa / octasiloxane substituted with 1 to 10 alkyl groups of 1 to 10 carbon atoms; Mono / di / tri / tetrasiloxane substituted with 1 to 4 alkoxy groups of 1 to 10 carbon atoms; Alkyl alkoxy silane having 1 to 10 carbon atoms, vinyl alkoxy silane, aminoalkyl alkoxy silane, silane substituted with methacryloxy group or mercaptoalkyl group, and the like, but the present invention is not limited thereto.
폴리실록산을 합성하기 위한 모노머를 열경화 또는 광경화시켜 폴리실록산을 얻을 수 있다. 예시적으로, 폴리실록산을 구성하는 단위 유닛은 직선 형태로 연결되거나, 케이지(cage) 형태로 연결될 수 있다. 선택적으로, 폴리실록산은 실세스퀴옥산의 형태를 가질 수 있다.
The monomer for synthesizing the polysiloxane may be thermoset or photopolymerized to obtain a polysiloxane. Illustratively, the unit units constituting the polysiloxane may be connected in a linear form or in a cage form. Alternatively, the polysiloxane may have the form of silsesquioxane.
전술한 바인더 수지에 도입되는 기공성 초분자(Porous Ultra Molecule)는 내부의 비어 있는 공간을 가지고 있어서, 밀도가 매우 낮다. 내부의 비어 있는 공간으로 유전상수 값이 낮은 공기가 채워지기 때문에, 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지로 제조되는 유기 절연막은 유전율을 낮출 수 있다. Porous Ultra Molecule introduced into the above-mentioned binder resin has an empty space inside, so that the density is very low. The organic insulating film made of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced can lower the dielectric constant because the vacant space in the interior is filled with air having a low dielectric constant value.
다시 말하면, 본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지를 유기 절연막 소재로 사용함으로써, 유기 절연막의 밀도가 낮아진다. 이에 따라, 궁극적으로 유기 절연막의 분극률이 작아지므로, 유기 절연막의 유전상수 값을 낮출 수 있다. 예시적인 실시형태에서, 기공성 초분자는 예를 들어 직선 형태를 갖는 바인더 수지의 측쇄로 도입될 수 있다. 직선 형태를 갖는 바인더 수지의 측쇄로 기공성 초분자가 도입되면서 분극률의 상승을 억제할 수 있기 때문에, 유기 절연막의 유전상수 값을 더욱 낮출 수 있다. In other words, by using the binder resin into which the porous supramolecules are introduced according to the present invention as an organic insulating film material, the density of the organic insulating film is lowered. As a result, the dielectric constant of the organic insulating film can be lowered because the polarization ratio of the organic insulating film ultimately becomes smaller. In an exemplary embodiment, the porous supramolecules may be introduced into the side chains of a binder resin having, for example, a linear shape. The introduction of the porous supramolecules into the side chains of the binder resin having a straight line shape can suppress the increase of the polarization ratio and can further lower the dielectric constant value of the organic insulating film.
아울러, 기공성 초분자는 상당히 bulky한 분자이다. 따라서 기공성 초분자가 바인더 수지의 측쇄로 도입되면, bulky한 기공성 초분자로 인하여 기재에 대한 roughness가 증가하기 때문에, 기재에 대한 접착력을 더욱 향상시킬 수 있다.
In addition, porous supramolecules are fairly bulky molecules. Therefore, when the porous supramolecules are introduced into the side chains of the binder resin, the roughness of the substrate is increased due to the bulky supersaturated supramolecules, so that the adhesion to the substrate can be further improved.
또한, 기공성 초분자를 바인더 수지에 배합하는 경우에는 기공성 초분자를 바인더 수지에 균일하게 분산시키기 어렵다. 따라서, 기공성 초분자를 바인더 수지에 단순히 배합하여 제조되는 유기 절연막은 절연막 전체에 균일하게 낮은 유전상수 값을 가지지 못하는 문제가 있다. 반면, 본 발명의 기공성 초분자는 바인더 수지에 결합되어, 바인더 수지와 일체로 형성되므로, 분산성의 문제가 없다. 따라서, 본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지로 제조되는 유기 절연막은 절연막 전체에 균일하게 낮은 유전상수 값을 확보할 수 있다. In addition, when the porous supramolecules are blended in the binder resin, it is difficult to uniformly disperse the porous supramolecules in the binder resin. Therefore, the organic insulating film formed by simply blending the porous supramolecules with the binder resin has a problem that it can not have a uniform low dielectric constant value throughout the insulating film. On the other hand, since the porous supramolecules of the present invention are bonded to the binder resin and are formed integrally with the binder resin, there is no problem of dispersibility. Therefore, according to the present invention, the organic insulating film made of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced can secure a low dielectric constant value uniformly throughout the insulating film.
예시적인 실시형태로서, 기공성 초분자가 도입되어 있는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지는 하기 화학식 (Ⅰ)로 표시되는 반복 단위를 가질 수 있다. In an exemplary embodiment, the urethane acrylate polysiloxane-based binder resin into which the porous supramolecules are introduced may have a repeating unit represented by the following formula (I).
(화학식 (Ⅰ)에서 R1은 수소 또는 메틸기; R2 및 R3는 각각 독립적으로 치환 또는 비치환된 탄소수 1~20의 알킬렌, 치환 또는 비치환된 탄소수 4~20의 사이클로알킬렌, 및 치환 또는 비치환된 탄소수 6~20의 아릴렌으로 구성되는 군에서 선택됨; R4는 탄소수 1~20의 치환 또는 비치환된 알킬기, 탄소수 2~20의 알케닐기, 탄소수 1~20의 알콕시기, 탄소수 1~20의 아실기, 탄소수 4~20의 사이클로알킬기, 탄소수 6~20의 아릴기 및 탄소수 6~20의 아랄킬기로 구성되는 군에서 선택됨; x는 2~10000의 정수; A는 바인더 수지에 도입된 기공성 초분자)(I) wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 and R 3 are each independently a substituted or unsubstituted alkylene having 1 to 20 carbon atoms, a substituted or unsubstituted cycloalkylene having 4 to 20 carbon atoms, and Substituted or unsubstituted arylene having 6 to 20 carbon atoms, R 4 is selected from the group consisting of a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, A cycloalkyl group having 4 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms and an aralkyl group having 6 to 20 carbon atoms, x is an integer of 2 to 10000, A is an integer of 2 to 10,000, Lt; RTI ID = 0.0 > supramolecules &
예를 들어, 기공성 초분자는 바인더 수지 100 중량부에 대하여 5 ~ 100 중량부로 도입될 수 있다. 기공성 초분자의 함량이 바인더 수지에 대하여 100 중량부를 초과하면, 바인더 수지의 밀도가 지나치게 낮아져서 유기 절연막의 기계적 강도가 떨어질 수 있다. 반면, 기공성 초분자의 함량이 바인더 수지에 대하여 5 중량부 미만이면, 기공성 초분자의 도입에 따른 유전율 감소 및/또는 기재에 대한 접착력 향상이 미미할 수 있다.
For example, the porous supramolecule may be introduced in an amount of 5 to 100 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin. If the content of the porous supramolecules exceeds 100 parts by weight with respect to the binder resin, the density of the binder resin becomes excessively low and the mechanical strength of the organic insulating film may be lowered. On the other hand, if the content of the porous supramolecules is less than 5 parts by weight based on the binder resin, the decrease of the permittivity and / or the improvement of the adhesion to the substrate may be insignificant due to introduction of the porous supramolecules.
예시적인 실시형태에서, 바인더 수지의 측쇄에 도입되는 기공성 초분자는 사이클로덱스트린, 쿠커비투릴(cucurbituril), 칼릭스아렌(calixarene), 폴리카프로락톤, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. In an exemplary embodiment, the porous supramolecules introduced into the side chains of the binder resin are selected from the group consisting of cyclodextrin, cucurbituril, calixarene, polycaprolactone, derivatives thereof, and combinations thereof .
바인더 수지에 도입되는 예시적인 기공성 초분자의 하나인 사이클로덱스트린은 예를 들어 효소의 작용에 의하여 녹말(starch)과 같은 탄수화물로부터 얻어질 수 있는데, 탄수화물을 구성하는 당 고리(sugar ring)인 알파-D-글루코피라노사이드(α-D-glucopyranoside) 유닛이 1->4 연결되어 있다. 예를 들어, 본 발명에 따라 사용될 수 있는 사이클로덱스트린은 알파-D-글루코피라노사이드 단위 유닛이 5-8개인 것을 사용할 수 있다. 특히, 바람직하게는 기공성 초분자로서 사용 가능한 사이클로덱스트린은 α-사이클로덱스트린(6개의 당 고리로 구성), β-사이클로덱스트린(7개의 당 고리로 구성), γ-사이클로덱스트린(8개의 당 고리로 구성)이다. Cyclodextrins, one of the exemplary porous supramolecules introduced into the binder resin, can be obtained from carbohydrates, such as starch, by the action of enzymes, for example, the sugar ring alpha- D-glucopyranoside units are connected in the 1- to 4-positions. For example, cyclodextrins which can be used in accordance with the present invention can use 5-8 alpha-D-glucopyranoside unit units. Particularly, cyclodextrins preferably usable as porous supramolecules include α-cyclodextrin (composed of six sugar rings), β-cyclodextrin (composed of seven sugar rings), γ-cyclodextrin Configuration).
예시적인 실시형태에서, 본 발명에 따라 기공성 초분자로서 바인더 수지에 도입될 수 있는 사이클로덱스트린 및/또는 그 유도체는 하기 화학식 (Ⅱ)로 표시될 수 있다.In an exemplary embodiment, the cyclodextrin and / or its derivative that can be introduced into the binder resin as the porous supramolecule according to the present invention can be represented by the following formula (II).
(화학식 (Ⅱ)에서, R5 내지 R7은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 1~20의 아실기, 탄소수 3~10의 사이클로알킬기, 탄소수 1~20의 히드록시알킬기, 카르복시기, 또는 Sir1r2r3로 표시되는 규소 분자로서, r1, r2, r3는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 1~5의 알콕시기 또는 탄소수 6~20의 아릴기임; m은 단위 유닛의 개수로서 5 내지 8의 정수임)
(Wherein R 5 to R 7 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an acyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 20 carbon atoms , a carboxy group, or a silicon molecule represented by Si r1r2r3, r1, r2, r3 are each independently a hydrogen atom, an aryl group having 1 to 5 carbon atoms alkyl group, a C 1 -C 5 alkoxy group, or a 6 to 20 carbon atoms in the giim; m is And the number of unit units is an integer of 5 to 8)
다른 예시적인 실시형태에서, 바인더 수지의 측쇄로 도입되는 다른 기공성 초분자는 쿠커비투릴이다. 쿠커비투릴은 메틸렌 브릿지(-CH2-)로 연결되어 있는 글리코루릴(glycoruril, =C4H2N4O2=)로 구성되는 기공성 초분자이다. 쿠커비투릴은 구성 단위인 글리코루릴 단위의 개수(n)에 따라 쿠커비트[n]우릴로 명명된다. 본 발명에 따라 바인더 수지에 도입될 수 있는 쿠커비투릴은 글리코루릴 단위의 개수가 4-20인 쿠커비투릴이다(즉, 쿠커비트[4-20]우릴), 바람직하게는 글리코루릴 단위의 개수가 5-10인 쿠커비투릴이다(즉, 쿠커비트[5-10]우릴). In another exemplary embodiment, the other porous supramolecule introduced into the side chain of the binder resin is cucurbituril. Cucurbituril is a porous supramolecule composed of glycoryl (= C 4 H 2 N 4 O 2 =) linked by methylene bridge (-CH 2 -). Cucurbituril is named cooker bit [n] uril, depending on the number (n) of glycoluril units as constituent units. The cucurbiturils which can be introduced into the binder resin according to the present invention are cucurbiturils having 4-20 glycerol units (i.e., cooker bit [4-20] uryl), preferably the number of glycoluril units is 5-10 (Ie, Cooker Bits [5-10] us).
쿠커비투릴의 일예로서 쿠커비트[6]우릴은 다음과 같은 방법으로 합성할 수 있다. 먼저, 2분자의 우레아와 1분자의 다이알데하이드를 반응시켜 친핵성 첨가(nucleophilic addition)에 의하여 중간물인 글리코루릴을 얻고, 얻어진 중간물을 110℃ 이상의 온도에서 포름알데하이드와 축합반응시켜 쿠커비트[6]우릴을 합성할 수 있다. 축합반응의 온도를 낮춤으로써, 글리코루릴 단위 유닛의 개수가 상이한 다른 쿠커비투릴을 합성할 수 있다. As an example of a cucurbituril, cooker bit [6] can be synthesized in the following manner. First, two molecules of urea are reacted with one molecule of dialdehyde to obtain the intermediate glycolurilyl by nucleophilic addition, and the resulting intermediate is condensed with formaldehyde at a temperature of 110 ° C or higher to form Cooker Bits [6 ] Can be synthesized. By lowering the temperature of the condensation reaction, other cucurbiturils having different numbers of glycoluril unit units can be synthesized.
예시적으로, 쿠커비투릴 및/또는 그 유도체는 하기 화학식 (Ⅲ)으로 표시될 수 있다. Illustratively, the cucurbituril and / or its derivative may be represented by the following formula (III).
(화학식 (Ⅱ)에서, R8과 R9은 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~30의 알킬기, 탄소수 2~30의 알케닐기, 탄소수 2~30의 알키닐기, 탄소수 1~30의 알킬티오기, 탄소수 1~30의 알킬카르복실기, 탄소수 1~30의 하이드록시알킬기, 탄소수 1~30의 알킬실릴기, 탄소수 1~30의 알콕시기, 탄소수 1~30의 할로알킬기, 니트로기, 탄소수 1~30의 알킬아민기, 아민기, 탄소수 1~30의 아미노알킬기, 탄소수 5~30의 (헤테로)사이클로알킬기, 탄소수 6~15의 (헤테로)아릴기로 구성되는 군에서 선택됨; Y는 O, S 또는 NH임; n은 글리코루릴 단위 유닛의 개수로서, 4 내지 20의 정수, 바람직하게는 5 내지 10의 정수임)
(In the formula (II), R 8 and R 9 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkenyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkynyl group having 2 to 30 carbon atoms, an alkylthio group having 1 to 30 carbon atoms , An alkylcarboxyl group having 1 to 30 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkylsilyl group having 1 to 30 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 30 carbon atoms, a haloalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, a nitro group, (Hetero) aryl group having 6 to 15 carbon atoms, Y is O, S or NH (lower alkyl) amino group, amino group, aminoalkyl group having 1 to 30 carbon atoms, (hetero) cycloalkyl group having 5 to 30 carbon atoms, N is the number of the glycoluril unit units and is an integer of 4 to 20, preferably an integer of 5 to 10)
본 발명의 다른 예시적인 실시예에 따라 바인더 수지의 측쇄로 도입되는 기공성 초분자로 사용될 수 있는 화합물은 칼릭스아렌(calixarene) 및 그 유도체이다. 칼렉스아렌 화합물은 벤젠 고리를 포함한 술잔 형태의 거대고리(macrocyle) 또는 환형 올리고머 형태의 화합물이다. 칼릭스아렌은 히드록시기로 치환되어 있는 벤젠 화합물인 페놀, 레조시놀(resorcinol), 및 파이로갈롤(pyrogallol)과 알데하이드가 하이드록시알킬화 반응에 의하여 형성되는데, 히드록시기로 치환된 벤젠 고리가 메틸렌기를 브릿지로 하는 단위 유닛으로 구성된다. 이들 단위 유닛의 개수에 따라서, 칼릭스[p]아렌(p는 단위 유닛의 개수)로 명명된다. 예시적인 실시형태에서, 기공성 초분자로 사용되는 칼릭스아렌은 단위 유닛이 3~10개인 칼릭스아렌 또는 그 유도체이다(즉, 칼릭스[3~10]아렌 및 그 유도체). According to another exemplary embodiment of the present invention, the compounds that can be used as the porous supramolecules introduced into the side chains of the binder resin are calixarene and derivatives thereof. Carrexalan compounds are compounds in the form of macrocycles or cyclic oligomers in the form of a cup including benzene rings. Calixarene is formed by hydroxalkylation of phenol, resorcinol, pyrogallol, and aldehyde, which are benzene compounds substituted with hydroxy groups, in which a benzene ring substituted with a hydroxy group forms a bridge through a bridge As shown in Fig. Depending on the number of these unit units, the calix [p] arene (p is the number of unit units) is named. In an exemplary embodiment, the calixarene used as a porous supramolecule is calixarene or a derivative thereof having 3 to 10 unit units (i.e., calix [3-10] arene and its derivatives).
칼릭스아렌 화합물을 얻기 위하여 예를 들어 방향족 고리 성분으로서 1개의 히드록시기로 치환된 벤젠 화합물인 페놀을 사용하는 경우에는 포름알데하이드와 반응시켜, 축합 반응을 유도하여 합성될 수 있다. 반면, 히드록시기가 2개 또는 3개인 레조시놀이나 파이로갈릴을 방향족 고리 성분으로 사용하는 경우에는 일반적으로 아세트알데하이드와 같이 상대적으로 bulky한 알데하이드를 반응시켜 합성될 수 있다. 산 촉매(예를 들어, p-톨루엔술폰산) 또는 염기 촉매를 사용하여 방향족 고리 성분과 이들 알데하이드가 반응하면, 친전자성(electrophilic) 방향족 치환 반응이 일어나고, 물이 제거되면서 연속적인 방향족 치환 반응이 유도되는 축합 반응을 통하여 칼릭스아렌 화합물을 합성할 수 있다. When a phenol which is a benzene compound substituted with one hydroxy group as an aromatic ring component is used in order to obtain a calixarene compound, it can be synthesized by reacting with formaldehyde to induce a condensation reaction. On the other hand, when two or three hydroxy groups are used as the aromatic ring component, resorcinol and pyrogallol can be synthesized by reacting relatively bulky aldehydes such as acetaldehyde. When these aldehydes react with an aromatic ring component using an acid catalyst (for example, p-toluenesulfonic acid) or a base catalyst, an electrophilic aromatic substitution reaction takes place and successive aromatic substitution reactions And a calixarene compound can be synthesized through a condensation reaction induced.
예시적으로, 칼릭스아렌 및/또는 그 유도체는 하기 화학식 (Ⅳ)로 표시될 수 있다. Illustratively, the calixarene and / or its derivative can be represented by the formula (IV) below.
(화학식 (Ⅳ)에서, R10은 수소원자 또는 탄소수 1~20의 알킬기임; R11은 수소 원자, 탄소수 1~10의 알킬기, 탄소수 2~30의 아실기, 탄소수 3~10의 사이클로알킬기, 탄소수 1~20의 카르복시기, 탄소수 1~20의 에스테르기 또는 Sir1r2r3로 표시되는 규소 분자로서, r1, r2, r3는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 1~5의 알콕시기 또는 탄소수 6~20의 아릴기임; o는 단위 유닛의 개수로서 3 내지 7의 정수임)
(Wherein R 10 is a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, R 11 is a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an acyl group having 2 to 30 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, R1 , r2, and r3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or a silicon atom represented by a carboxyl group having 1 to 20 carbon atoms, an ester group having 1 to 20 carbon atoms, Or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, o is an integer of 3 to 7 in terms of the number of unit units)
본 발명에 따라 바인더 수지의 측쇄에 도입될 수 있는 다른 예시적인 기공성 초분자는 폴리카프로락톤 또는 그 유도체이다. 폴리카프로락톤은 생분해성 폴리에스테르 화합물로서, 헤테로 고리 화합물인 ε-카프로락톤을 촉매와 열을 사용하는 개환 중합(ring opening polymerization)에 의해 제조될 수 있다. 본 발명에 따라 바인더 수지에 기공성 초분자로 도입될 수 있는 폴리카프로락톤 유도체로서, 하기 화학식 (Ⅴ)로 표시되는 폴리카프로락톤 덴드리머(polycarprolactone dendrimer) 등을 예로 들 수 있다. Another exemplary porous supramolecule that can be incorporated into the side chains of the binder resin in accordance with the present invention is polycaprolactone or a derivative thereof. Polycaprolactone is a biodegradable polyester compound which can be prepared by ring opening polymerization using a catalyst and heat as a heterocyclic compound, epsilon -caprolactone. As the polycaprolactone derivative which can be introduced into the binder resin according to the present invention as a porous supramolecule, a polycaprolactone dendrimer represented by the following formula (V) is exemplified.
(화학식 (Ⅴ)에서, R12, R13, R14, R15는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~20의 알킬기, 탄소수 2~30의 아실기 또는 Sir1r2r3로 표시되는 규소 분자로서, r1, r2, r3는 각각 독립적으로 수소 원자, 탄소수 1~5의 알킬기, 탄소수 1~5의 알콕시기 또는 탄소수 6~20의 아릴기임; p는 2 내지 200의 정수임)
(Wherein R 12 , R 13 , R 14 and R 15 are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an acyl group having 2 to 30 carbon atoms or a silicon atom represented by Si r1r2r3 , , r2 and r3 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms, or an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and p is an integer of 2 to 200)
본 발명에 따른 저유전 유기 절연막은 기공성 초분자가 예를 들어 측쇄에 도입되어 있는 바인더 수지를 필수 성분으로 포함하며, 그 외에 다른 기능성 첨가제를 포함할 수 있다. 저유전 유기 절연막에 포함될 수 있는 기능성 첨가제로는 감광제, 염기성 성분, 계면활성제, 밀착성 개량제, 광안정제 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. The low-dielectric organic insulating film according to the present invention includes a binder resin in which porous supramolecules are introduced into side chains, for example, and may include other functional additives. The functional additive that can be included in the low dielectric organic insulating film may be selected from a photosensitive agent, a basic component, a surfactant, an adhesion improver, and a light stabilizer.
예를 들어, 본 발명의 유기 절연막에 감광제를 배합하여 유기 절연막에 감광성을 부여함으로써, 유기 절연막 위에 별도의 포토레지스트를 도포하여 패턴을 형성하였던 공정을 줄일 수 있으므로, 패턴 공정이 단순해지는 이점이 있을 수 있다. 패턴 작업과 관련해서, 유기 절연막 소재는 노광 후 알칼리 수용액 등의 적절한 현상액에 대한 용해성의 변화 특성을 이용한다. 유기 현상액을 사용하는 네거티브 타입과 달리 포지티브 타입은 알칼리 수용액을 현상액으로 사용할 수 있어서 작업성이 양호하고, 유기 절연막 형성 후에 박리액을 사용하여 용이하게 제거할 수 있는 이점이 있다. For example, by adding a photosensitizer to the organic insulating film of the present invention and imparting photosensitivity to the organic insulating film, the step of forming a pattern by applying a separate photoresist on the organic insulating film can be reduced, thereby simplifying the patterning process . Regarding the patterning operation, the organic insulating film material utilizes the property of change in solubility in an appropriate developer such as an aqueous alkali solution after exposure. Unlike the negative type in which an organic developer is used, the positive type has an advantage in that workability is good since an aqueous alkaline solution can be used as a developing solution, and can be easily removed by using a removing liquid after forming an organic insulating film.
예시적인 실시형태에서 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지와 배합될 수 있는 감광제는 임의의 감광제를 사용할 수 있다. 예시적으로, 감광제로서 광산발생제(Photoacid Generator, PAG) 계열의 감광제를 사용할 수 있다. 예를 들어, 광산발생제 계열의 감광제로는 디아조늄염계, 포스포늄염계, 술포늄염계, 요오드늄염계, 술포니디아조메탄계, N-술포닐옥시이미드계, 벤조인술포네이트계, 니트로벤질술포네이트계, 술폰계, 글리옥심계, 트리아진계 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 광산발생제를 사용할 수 있다. 특히 바람직하게는 디아조늄염계, 포스포늄염계, 술포늄염계, 요오드늄염계 및 이들의 조합에서 선택될 수 있는 오늄염계 광산발생제이다. In the exemplary embodiment, any photosensitizer that can be blended with the binder resin into which the porous supramolecules are introduced may be any photosensitizer. Illustratively, a photoacid generator (Photoacid Generator, PAG) type photosensitizer may be used as the photosensitizer. For example, as the photosensitizer of the photo acid generators, diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts, sulfonium diazomethane, N-sulfonyloxyimide, benzoin sulfonate, Benzyl sulfonate type, sulfone type, glyoxime type, triazine type, and combinations thereof. Particularly preferred are onium salt-based photoacid generators which can be selected from diazonium salts, phosphonium salts, sulfonium salts, iodonium salts and combinations thereof.
예를 들어, 광산발생제는 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 10 중량부, 바람직하게는 1 ~ 10 중량부의 비율로 배합될 수 있다. 광산발생제의 함량이 이보다 적으면 산 촉매 작용에 의한 화학적 변화가 일어나지 않아 감광 특성이 부여되기 어렵고, 이를 초과하면 코팅 작업에서 균일한 코팅이 어려워질 수 있을 뿐만 아니라 형성된 유기 절연막의 유전율이 상승할 우려가 있다.
For example, the photoacid generator may be blended in an amount of 0.1 to 10 parts by weight, preferably 1 to 10 parts by weight, based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. When the amount of the photoacid generator is less than the above range, chemical changes due to the acid catalysis do not occur and the photosensitive characteristics are hardly imparted. If the content is less than this range, uniform coating of the coating operation becomes difficult and the dielectric constant of the formed organic insulating film rises There is a concern.
염기성 화합물은 화학 증폭 레지스트로 사용되는 것 중에서 임의로 선택하여 사용할 수 있다. 사용 가능한 염기성 화합물은 알킬 아민; 지환족 아민; 피리딘, 이미다졸, 퀴놀린, 피라진, 피라졸, 피리다진, 퓨린, 피롤리딘, 피페리딘, 피페라진, 모르폴린 및 유도체와 같은 복소환식 아민; 제4급 암모늄히드록시; 카르복실산의 제4급 암모늄염 등에서 1종 이상 선택될 수 있다. 염기성 화합물은 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 1 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 염기성 화합물의 함량이 전술한 범위를 충족하는 경우, 충분한 내열성을 확보할 수 있고, 내용제성을 갖는 유기 절연막을 형성할 수 있다. The basic compound can be arbitrarily selected from those used as a chemically amplified resist. The basic compounds that can be used include alkyl amines; Alicyclic amines; Heterocyclic amines such as pyridine, imidazole, quinoline, pyrazine, pyrazole, pyridazine, purine, pyrrolidine, piperidine, piperazine, morpholine and derivatives; Quaternary ammonium hydroxy; Quaternary ammonium salts of carboxylic acids, and the like. The basic compound may be contained in an amount of 0.01 to 1 part by weight based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. When the content of the basic compound satisfies the above-mentioned range, sufficient heat resistance can be ensured and an organic insulating film having solvent resistance can be formed.
계면활성제는 코팅성 향상 및 결점 생성 방지를 위하여 추가되는 성분이다. 사용 가능한 계면활성제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 비이온성 계면활성제, 양이온성 계면활성제, 음이온성 계면활성제 및 실리콘 계면활성제 등을 1종 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 계면활성제는 저유전 유기 절연막 중에 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 5 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 계면활성제의 함량이 전술한 범위를 충족하는 경우, 기재와 저유전 유기 절연막 사이의 밀착성을 극대화할 수 있다. Surfactants are components added to improve coatability and prevent formation of defects. The kind of the surfactant that can be used is not particularly limited, and one or more of a nonionic surfactant, a cationic surfactant, an anionic surfactant, and a silicone surfactant may be used in combination. The surfactant may be contained in the low dielectric organic insulating film in a proportion of 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. When the content of the surfactant satisfies the above-described range, the adhesion between the substrate and the low-dielectric organic insulating film can be maximized.
밀착성 개량제는 기재가 되는 무기물, 예를 들면, 실리콘, 실리콘옥사이드, 실리콘나이트라이드 등의 실리콘 화합물, 금, 구리, 알루미늄 등의 금속과 유기 절연막과의 밀착성을 향상시키고, 기판과의 테이퍼각의 조정에도 유용하다. 밀착성 개량제의 종류는 특별히 한정되지 않으며 구체적인 예로는 실란 커플링제 또는 티올계 화합물를 들 수 있으며, 바람직하게는 실란 커플링제이다. The adhesion improver is a material which improves the adhesion between an inorganic substance serving as a substrate, for example, a silicon compound such as silicon, silicon oxide, or silicon nitride, a metal such as gold, copper, or aluminum and an organic insulating film, . The kind of the adhesiveness improver is not particularly limited, and specific examples include a silane coupling agent and a thiol-based compound, preferably a silane coupling agent.
실란 커플링제로서 카르복실기, (메타)아크릴로일기, 이소시아네이트기, 아미노기, 머캅토기, 비닐기 및 에폭시기로 이루어진 그룹에서 선택되는 적어도 1종 이상의 반응성 치환기를 갖는 실란 커플링제를 사용할 수 있다. 특히 기재와의 접착성이 좋은 에폭시기를 갖는 γ-글리시독시프로필트리메톡시실란 또는 γ-글리시독시프로필트리에톡시실란 및/또는 내화학성의 향상을 위해서 이소시아네이트기를 갖는 γ-이소시아네이토프로필트리에톡시실란이 사용될 수 있다. As the silane coupling agent, a silane coupling agent having at least one reactive substituent selected from the group consisting of a carboxyl group, a (meth) acryloyl group, an isocyanate group, an amino group, a mercapto group, a vinyl group and an epoxy group can be used. In particular, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane or γ-glycidoxypropyltriethoxysilane having an epoxy group having good adhesiveness to a substrate and / or γ-isocyanate having an isocyanate group Propyltriethoxysilane can be used.
밀착성 개량제는 저유전 유기 절연막 중에 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.1 ~ 20 중량부의 비율로 포함될 수 있다. 이에 따라, 특히 금속과 유기 절연막 사이의 밀착성 향상시키고 기판과의 테이퍼각 조정 효과를 극대화할 수 있다. The adhesion improver may be contained in the low dielectric organic insulating film in a proportion of 0.1 to 20 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. Thus, in particular, the adhesion between the metal and the organic insulating film can be improved, and the effect of adjusting the taper angle with the substrate can be maximized.
광안정제는 저유전 유기 절연막의 내광성을 개선시키는 성분이다. 광안정제의 종류는 특별히 한정되지 않으며, 구체적인 예로는 벤조트리아졸계, 트리아진계, 벤조페논계, 힌더드 아미노에테르(hindered aminoether)계, 힌더드아민계 화합물 등을 1종 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 저유전 유기 절연막 중에 광안정제는 예를 들어 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 0.01 ~ 5 중량부의 비율로 포함될 수 있는데, 이 범위에서 내광성 개선 효과가 크게 향상될 수 있다.
The light stabilizer is a component that improves the light resistance of the low dielectric organic insulating film. Examples of the light stabilizer include, but are not limited to, benzotriazole, triazine, benzophenone, hindered aminoether, hindered amine, and the like. have. The light stabilizer may be contained in the low dielectric organic insulating film in a proportion of, for example, 0.01 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. In this range, the effect of improving the light resistance can be greatly improved.
한편, 본 발명에 따른 저유전 유기 절연막은 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 및 필요에 따라 기타 첨가제가 배합된 성분들이 용매에 분산되어 있는 코팅 조성물로부터 제조될 수 있다. 코팅 조성물에 포함되는 용매는 알코올계, 에테르계, 에스테르계, 아세테이트계, 방향족 탄화수소계, 케톤계, 아미드계, 락톤계 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택될 수 있다. 예시적으로, 코팅 조성물 중에 용매는 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 100 중량부에 대하여 200 ~ 400 중량부의 비율로 첨가될 수 있다. 용매의 함량이 전술한 범위를 충족하면, 고형분의 함량 및 점도를 적절하게 유지할 수 있어서, 예를 들어 코팅 공정을 통하여 유기 절연막을 형성할 때 충분한 코팅 특성을 확보할 수 있다. Meanwhile, the low-dielectric organic insulating film according to the present invention can be manufactured from a coating composition in which components including a binder resin into which supersaturated supercritical particles and other additives are dispersed are dispersed in a solvent. The solvent contained in the coating composition may be selected from the group consisting of alcoholic, etheric, esteric, acetate, aromatic hydrocarbon, ketone, amide, lactone, and combinations thereof. Illustratively, the solvent in the coating composition may be added in a proportion of 200 to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the binder resin into which the porous supramolecules are introduced. When the content of the solvent satisfies the above-mentioned range, the content and viscosity of the solid content can be appropriately maintained, and sufficient coating properties can be ensured when the organic insulating film is formed, for example, through a coating process.
본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지로부터 저유전 유기 절연막을 제조하기 위한 공정을 설명한다. 우선, 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지와, 필요에 따라 기타 첨가제가 용매에 분산되어 있는 코팅 조성물을 기재 상에 코팅하고, 액상의 코팅 조성물을 소정의 온도에서 프리베이크(pre-bake)하여 용매를 증발시켜 유기 절연막을 형성한다. 이어서, 얻어진 유기 절연막을 노광 및 현상하여 패턴을 형성하고, 패턴이 형성된 유기 절연막을 포스트베이스(post-bake)하는 열처리함으로써, 표시 장치의 유기 절연막, 보호층 및/또는 뱅크층으로 형성할 수 있다. A process for producing a low-dielectric organic insulating film from a binder resin into which porous supramolecules are introduced according to the present invention will be described. First, a coating composition in which a binder resin into which porous supramolecules are introduced and, if necessary, other additives are dispersed in a solvent is coated on a substrate, and the liquid coating composition is pre-baked at a predetermined temperature, Is evaporated to form an organic insulating film. Then, the obtained organic insulating film can be formed into an organic insulating film, a protective layer, and / or a bank layer of a display device by exposing and developing the organic insulating film to form a pattern, and subjecting the organic insulating film having the pattern formed thereon to a post-bake heat treatment .
구체적으로, 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지 및 필요에 따라 기타 첨가제가 용매에 분산되어 있는 코팅 조성물을 적절한 기재에 코팅한다. 코팅 조성물이 코팅되는 기재는 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어 코팅 조성물은 유리 기판, 투명 플라스틱 기판, 실리콘 웨이퍼, 산화실리콘 웨이퍼 또는 질화실리콘 웨이퍼 등의 상부에 코팅될 수도 있으며, 또는 유리 또는 플라스틱과 같은 절연 기판 상에 형성된 소스/드레인 전극과 같은 금속층, 표시 장치 중에서 산화실리콘이나 질화실리콘으로 제조될 수 있는 보호층 또는 층간 절연막의 상부에 코팅될 수 있다. Specifically, a coating composition in which the binder resin into which the porous supramolecules are introduced and, if necessary, other additives are dispersed in a solvent is coated on a suitable substrate. The substrate to which the coating composition is coated is not particularly limited. For example, the coating composition may be coated on top of a glass substrate, a transparent plastic substrate, a silicon wafer, a silicon oxide wafer or a silicon nitride wafer, or a metal layer such as a source / drain electrode formed on an insulating substrate such as glass or plastic , A protective layer or an interlayer insulating film which may be made of silicon oxide or silicon nitride in the display device.
코팅 조성물을 적절한 기재 상에 코팅하는 방법은 중앙 적하 스핀법 등과 같은 스핀 코팅, 롤 코팅, 스프레이 코팅, 바 코팅, 토출 노즐식 코팅과 같은 슬릿 노즐을 이용한 슬릿 코팅 등의 방법을 이용할 수 있으며, 2가지 이상의 코팅 방법을 조합하여 코팅할 수 있다. 이때, 코팅된 막의 두께는 코팅 방법, 감광성 저유전 유기 절연막 조성물 중의 고형분의 농도, 점도 등에 따라 달라질 수 있지만, 건조 후에 막 두께가 0.5 ~ 10 ㎛가 되도록 도포할 수 있다.
As a method of coating the coating composition on a suitable substrate, a slit coating method using a slit nozzle such as a spin coating method, a roll coating method, a spray coating method, a bar coating method or a discharging nozzle method coating method such as a central dropping method can be used. A combination of two or more coating methods can be applied. At this time, the thickness of the coated film may vary depending on the coating method, the concentration of the solid content in the photosensitive low dielectric organic insulation film composition, the viscosity, and the like, but it can be applied so as to have a film thickness of 0.5 to 10 mu m after drying.
이어서, 기재 상에 코팅된 코팅 조성물에 대하여 프리베이크(pre-bake) 공정을 진행한다. 이 공정에 의하여 기재에 코팅된 코팅 조성물 중에 용매가 휘발되어 유동성이 없는 도막을 얻을 수 있다. 이 공정은 통상적으로 적절한 열을 가하여 용매를 휘발시키는데, 예를 들어 핫플레이트(hot plate) 가열의 경우에는 60 ~ 130℃에서 10 ~ 300 초간 수행될 수 있으며, 열 오븐을 사용하는 경우라면 60 ~ 140℃에서 20 ~ 500 초간 수행될 수 있다. The coating composition coated on the substrate is then subjected to a pre-bake process. By this process, the solvent is volatilized in the coating composition coated on the substrate, so that a coating film having no fluidity can be obtained. For example, in the case of heating a hot plate, it may be carried out at 60 to 130 ° C for 10 to 300 seconds. In the case of using a heat oven, Lt; RTI ID = 0.0 > 140 C < / RTI >
다음으로 선택적 노광 공정에서는 얻어진 유기 절연막을 노광 및 현상하여 패턴화한다. 예시적으로 노광 공정은 엑시머 레이저, 원자외선, 자외선, 가시광선, 전자선, X선 또는 g-선(파장 436 nm), h-선(파장 405 nm), i-선(파장 365 nm) 또는 이들의 혼합 광선을 조사하여 수행될 수 있다. 이를 위하여 프리베이크 공정이 완료된 유기 절연막 위에 마스크 얼라이너, 스테퍼, 스캐터 등의 노광 장비를 이용할 수 있다. 노광은 접촉식(contact), 근접식(proximity), 투영식(projection) 노광법 등으로 수행될 수 있다. 노광 에너지는 제조된 유기 절연막의 감도에 따라 결정되지만 보통 30 ~ 200 mJ/cm의 범위일 수 있다. Next, in the selective exposure step, the obtained organic insulating film is exposed and developed to be patterned. Exemplary exposure processes include excimer laser, deep ultraviolet, ultraviolet, visible, electron, X-ray or g-ray (wavelength 436 nm), h-line (wavelength 405 nm), i- And the like. For this purpose, exposure equipment such as a mask aligner, a stepper, and a scatterer can be used on the organic insulating film that has been pre-baked. The exposure may be performed by contact, proximity, projection exposure or the like. The exposure energy is determined depending on the sensitivity of the prepared organic insulating film, but may be in the range of usually 30 to 200 mJ / cm.
노광 공정이 완료된 후 유기 절연막이 코팅된 기재를 현상액에 침지(dip)하거나 현상액을 기재에 분사(spray)하여 노광 부위의 유기 절연막을 제거하여 원하는 패턴을 형성할 수 있다. 현상액으로는 알칼리성인 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 소듐실리케이트, 포타슘실리케이트 등의 무기 알칼리 화합물 또는 트리에틸아민, 트리에탄올아민, 테트라메틸암모늄하이드록사이드, 테트라에틸암모늄하이드록사이드 등의 유기 알칼리 수용액을 사용할 수 있다. 예시적으로 액정표시장치를 제조함에 있어서는 금속 오염, 금속 부식 등의 이유로 테트라메틸암모늄하이드록사이드를 0.1 ~ 10 중량부 수용액의 형태로 사용하며, 20 내지 30 ℃에서 30 내지 120 초간 현상한 뒤, 초순수로 60 내지 120 초간 세정하고 건조하는 것이 바람직하다. After the exposure process is completed, a substrate coated with an organic insulating film may be dipped in a developer, or a developer may be sprayed onto a substrate to remove an organic insulating film at an exposed portion to form a desired pattern. As the developer, an inorganic alkaline compound such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, sodium silicate and potassium silicate, which is alkaline, or an organic alkali aqueous solution such as triethylamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, Can be used. Illustratively, when manufacturing a liquid crystal display device, tetramethylammonium hydroxide is used in the form of an aqueous solution of 0.1 to 10 parts by weight for metal contamination and metal corrosion, developed at 20 to 30 ° C for 30 to 120 seconds, It is preferable to rinse with ultrapure water for 60 to 120 seconds and dry.
이어서, 패턴이 형성된 감광성 유기 절연막에 대하여 포스트베이크 공정을 수행한다. 핫플레이트나 오븐 등의 가열장치를 이용하여 포스트베이크 처리할 수 있다. 상기 포스트베이크 조건은 150~350 ℃에서 10~180 분간 수행할 수 있는데, 이를 통해 최종 패턴이 형성된 감광성 유기 절연막을 얻을 수 있다.
Next, a post-baking process is performed on the patterned photosensitive organic insulating film. Post-baking treatment can be performed using a heating apparatus such as a hot plate or an oven. The post-baking condition can be performed at 150 to 350 ° C for 10 to 180 minutes, thereby obtaining a photosensitive organic insulating film having a final pattern.
본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지를 유기 절연막 소재로 사용함으로써, 유기 절연막의 밀도가 낮아진다. 이에 따라, 궁극적으로 유기 절연막의 분극률이 작아지므로, 유기 절연막의 유전상수 값을 낮출 수 있다. 이로 인하여, 표시 소자의 기생 정전 용량을 줄일 수 있어서 표시 패널에 인가되는 로드를 감소시킬 수 있으므로, 표시 소자의 소비 전력을 저감할 수 있다. 유기 절연막의 두께가 얇더라도 충분히 낮은 유전상수 값을 확보할 수 있으므로, 유기 절연막의 패턴 과정에서 광량이 적게 필요하기 때문에 공정의 효율성을 증대시킬 수 있다. 또한, 얇은 유기 절연막을 채택함으로써, 접힘(folding)이나 굽힘(bending)에 의한 스트레스가 적기 때문에, 플렉서블(flexible) 표시 장치에도 활용될 수 있다. According to the present invention, by using the binder resin into which the porous supramolecules are introduced as an organic insulating film material, the density of the organic insulating film is lowered. As a result, the dielectric constant of the organic insulating film can be lowered because the polarization ratio of the organic insulating film ultimately becomes smaller. As a result, the parasitic capacitance of the display element can be reduced, and the load applied to the display panel can be reduced, so that the power consumption of the display element can be reduced. Even if the thickness of the organic insulating film is small, a sufficiently low dielectric constant value can be secured. Therefore, the efficiency of the process can be increased because a light amount is required in the process of patterning the organic insulating film. Further, by adopting a thin organic insulating film, stress due to folding or bending is small, so that it can be utilized in a flexible display device.
뿐만 아니라, 기공성 초분자가 바인더 수지의 측쇄에 도입됨으로써, roughness가 증가하여, 기재에 대한 접착력이 향상되었다. 따라서, 본 발명의 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지를 포함하는 저유전 유기 절연막은 표시 장치를 구성하는 소자에 견고하게 형성될 수 있다는 이점을 갖는다.
In addition, since the porous supramolecules are introduced into the side chains of the binder resin, the roughness is increased and the adhesion to the substrate is improved. Therefore, the low-dielectric organic insulating film containing the binder resin into which the porous supramolecules of the present invention are introduced has the advantage that it can be firmly formed on the elements constituting the display device.
[표시 장치][Display device]
본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지로 제조되는 유기 절연막은 낮은 유전상수 값을 갖는다. 따라서, 본 발명에 따른 저유전 유기 절연막은 박막트랜지스터(TFT)가 형성되는 표시 장치의 유기 절연막, 보호층 및/또는 뱅크층을 구성할 수 있다. 이러한 표시 장치의 비제한적인 예로는 액정표시장치(LCD) 또는 유기발광표시자치를 들 수 있다. 도 1은 예시적으로 프린지 필드 스위칭 모드 액정표시장치를 개략적으로 도시하고 있다. According to the present invention, an organic insulating film made of a binder resin into which porous supramolecules are introduced has a low dielectric constant value. Accordingly, the low dielectric organic insulating film according to the present invention can constitute an organic insulating film, a protective layer and / or a bank layer of a display device in which a thin film transistor (TFT) is formed. Non-limiting examples of such a display device include a liquid crystal display (LCD) or an organic light emitting display device. FIG. 1 schematically shows a fringe field switching mode liquid crystal display as an example.
도 1에 도시한 것과 같이, 액정표시장치(100)는 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)이 대향적으로 마주하고 있으며, 이들 기판(101, 102) 사이에 액정층(110)이 개재되어 있다. 제 1 기판(101)과 제 2 기판(102)은 플라스틱 또는 유리로 제조될 수 있으며, 제 1 기판(101)의 상부에 다수의 전극 및 배선이 적층된다. 1, the
제 1 기판(101)의 상부에 적층되는 다수의 전극 및 배선에 대해서 보다 구체적으로 살펴보면, 제 1 기판(101)의 상부에 일방향으로 다수의 게이트 배선(미도시)이 연장되어 있으며, 이러한 다수의 게이트 배선(미도시)과 교차하여 다수의 화소영역(P)을 정의하며 제 2 방향으로 다수의 데이터 배선(170)이 형성되어 있다. 게이트 배선(미도시)의 일단에 연결되어 비표시 영역에 게이트패드(미도시)가 형성되고, 데이터 배선(170)의 일단에 연결되어 비표시 영역에 데이터패드(미도시)가 형성된다.
More specifically, a plurality of gate wirings (not shown) extend in one direction on an upper portion of the
다수의 화소영역(P) 각각에는 게이트 전극(122)과, 게이트 절연막(124)과, 액티브층(126a) 오믹콘택층(126b)을 포함하는 반도체층(126)과, 소스 및 드레인 전극(132, 134)으로 이루어지는 박막트랜지스터(Tr)가 형성되어 있다. 게이트 전극(122)은 게이트 배선(미도시)에 연결되며, 제 1 기판(101) 상에 형성된다. 게이트 배선(미도시)과 게이트 전극(122) 상에, 무기 절연물질, 예를 들어 산화실리콘(SiOx)이나 질화실리콘(SiNx)와 같은 무기 절연물질로 이루어지는 게이트 절연막(124)이 형성된다. The
게이트 절연막(124) 상에는 순수 비정질 실리콘으로 이루어지는 액티브층(126a)과, 액티브층(126a) 상에 형성되며 액티브층(126a)의 중앙을 노출시키고 불순물 비정질 실리콘으로 이루어지는 오믹콘택층(126b)이 형성되어 있다. 액티브층(126a)과 오믹콘택층(126b)은 반도체층(126)을 이룬다.An
반도체층(126) 상에는 서로 이격하여 액티브층(126a)의 중앙을 노출시키는 소스 및 드레인 전극(132, 134))이 형성되어 있다. 소스 전극(132)은 반도체층(126) 상에 위치하며 데이터 배선(170)에서 연장되며, 드레인 전극(134)은 반도체층(126) 상에서 소스 전극(132)과 이격하여 위치한다. 박막트랜지스터(Tr)는 스위칭 영역(TrA)에 위치하고 있다.
Source and
또한, 게이트 절연막(124) 상에는 제 2 방향을 따라 연장되는 데이터 배선(170)이 게이트 배선(미도시)과 교차하여 형성되고 있다. 데이터 배선(170)은 화소영역(P)에 위치하는 박막트랜지스터(Tr)의 소스 전극(132)으로부터 연장된다. 한편, 도면으로 표시하지는 않았으나, 하나의 예시적인 실시형태에서, 게이트 절연막(124) 상에는 공통배선(미도시)이 데이터 배선(170)에 평행한 제 2 방향을 따라 형성되어, 게이트 배선(미도시)과 교차하고 있다. 대안적인 실시형태에서, 공통배선(미도시)은 게이트 배선(미도시)과 평행하게 게이트 배선(미도시)과 동일층에 형성될 수도 있다. On the
한편, 데이터 배선(170), 소스 전극(132), 드레인 전극(134) 및 공통배선(미도시)을 덮는 제 1 보호층(128)이 형성된다. 이 제 1 보호층(128)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(134)을 노출시키는 드레인 콘택홀(135)이 형성되어 있다. 이 제 1 보호층(128)은 유기 절연막일 수 있는데, 본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지로 제조되는 저유전 유기 절연막으로 구성될 수 있다. 제 1 보호층(164)은 화소전극(140)을 형성하는 과정에서 오믹콘택층(126b)이 손상되는 것을 방지한다. On the other hand, a
또한, 각각의 화소영역(P)에는 박막트랜지스터(Tr)의 드레인 전극(134)과 드레인 콘택홀(135)을 통해 접촉하여 전기적으로 연결되는 제 1 전극으로서의 화소전극(140)이 본 발명의 유기 절연막으로 구성될 수 있는 제 1 보호층(128) 상에 형성되어 있다. 화소전극(140)은 투명 도전성 물질로 이루어지며, 각각의 화소영역(P) 내에서 판 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 투명 도전성 물질은 인듐-틴-옥사이드(indium-tin-oxide; ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(indium-zinc-oxide; IZO)일 수 있다. 도면으로 도시하지 않았지만, 제 1 보호층(128) 상부의 비-표시영역에는 화소전극(140)과 동일한 투명 도전성 소재로 제조되는 게이트 패드 전극 및 데이터 패드 전극이 형성되는데, 게이트패드 전극은 게이트패드 콘택홀(미도시)을 통하여 게이트패드에 전기적으로 연결되고, 데이터패드 전극은 데이터패드 콘택홀(미도시)을 통하여 데이터패드에 전기적으로 연결된다. The
화소전극(140) 상부에는 제 2 보호층(129)이 형성되어 있다. 이 제 2 보호층(129)은 유기 절연막일 수 있으며, 전술한 제 1 보호층(128)과 마찬가지로 본 발명에 따른 저유전 유기 절연막으로 구성될 수 있다. A
한편, 제 2 보호층(129) 상에는 상기 판 형태의 화소전극(140)과 중첩하며 다수의 슬릿 형태의 홀(개구부, 152)을 갖는 공통전극(150)이 형성되어 있다. 화소전극(140)과 마찬가지로 제 2 전극으로서의 공통전극(150)은 인듐-틴-옥사이드(ITO) 또는 인듐-징크-옥사이드(IZO)와 같은 투명 도전성 물질로 제조될 수 있다. 공통전극(150)은 다수의 화소영역(P)이 형성된 표시영역 전면에 형성된다. 판 형태의 제 1 전극일 수 있는 화소전극(140)과 개구부(152)를 갖는 제 2 전극일 수 있는 공통전극(150) 사이에 전압이 인가되면, 프린지 필드(fringe field)가 형성되어 액정이 구동됨으로써, 투과 효율이 향상되고 고품질의 영상이 표시된다. On the other hand, a
도면으로 도시하지는 않았으나 컬러 필터 기판을 구성하는 제 2 기판(102)의 하부에는 각각의 화소영역(P)에 대응되는 개구부를 갖는 차광부재인 블랙매트릭스가 형성되고, 블랙매트릭스의 하부와 블랙매트릭스의 개구부를 통하여 노출된 제 2 기판(102)의 하부에는 컬러필터층이 형성된다. 컬러필터층(미도시)은 화소영역(P)에 대응되는 적, 녹, 청 컬러필터를 포함한다. Although not shown in the drawings, a black matrix, which is a light shielding member having an opening corresponding to each pixel region P, is formed below the
또한, 컬러필터층(미도시)과 액정층(110) 사이에는 컬러필터층(미도시)의 보호 및 표면을 평탄화하기 위하여 폴리이미드, 폴리아크릴레이트, 폴리우레탄 등과 같은 소재의 오버코트층(미도시)이 더 형성될 수 있다.
An overcoat layer (not shown) of a material such as polyimide, polyacrylate, or polyurethane is formed between the color filter layer (not shown) and the
전술한 것과 같이 본 발명의 유기 절연막은 유전상수 값이 낮기 때문에, 이 유기 절연막으로 형성될 수 있는 제 1 보호층(128) 및/또는 제 2 보호층(129)에서의 기생 정전 용량 값이 감소되므로 소비 전력을 저감할 수 있다. 뿐만 아니라, 낮은 유전율로 인하여 본 발명의 저유전 유기 절연막으로부터 구성되는 제 1 보호층(128) 및/또는 2 보호층(129)의 두께를 얇게 하여도 무방하다. 따라서, 어레이 기판의 박형화를 도모할 수 있게 되고, 낮은 광량에 의해서도 이들 보호층(128, 129)에 대한 미세한 패턴 작업이 가능하다. 또한, 굽힘 및 접힘에 대한 스트레스가 덜하기 때문에, 플렉서블 표시 장치로 활용될 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지를 포함하는 유기 절연막은 기재에 대한 접착력이 향상되었다. 따라서, 본 발명의 유기 소재를 적용한 유기 절연막을 제 1 보호층(128) 및/또는 제 2 보호층(129)으로 사용하면, 강한 충격에 의해서도 이들 보호층(128, 129)이 기재로부터 박리되지 않고 기재에 견고하게 부착될 수 있는 이점을 갖는다.
As described above, since the organic insulating film of the present invention has a low dielectric constant value, the parasitic capacitance value in the first
한편, 본 발명에 따른 유기 절연막은 유기발광다이오드 표시장치의 층간 절연막, 보호층 및/또는 뱅크층과 같은 절연막의 소재로 활용될 수 있다. 도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시형태에 따라 유기 절연막을 포함하는 유기발광다이오드 표시장치(200)를 개략적으로 도시하고 있다. Meanwhile, the organic insulating layer according to the present invention can be utilized as a material of an insulating layer such as an interlayer insulating layer, a protective layer, and / or a bank layer of an organic light emitting diode display device. 2 schematically shows an organic light emitting
도 2에 도시한 것과 같이, 본 발명의 예시적인 실시형태에 따른 유기발광다이오드 표시장치(200)는 표시 영역(DR)과 표시 영역(DR) 주변에 비표시 영역(NDR)이 정의되어 있으며, 제 1 기판(201)과 제 2 기판(202)이 소정 간격 이격되어 마주하고 있다. 유기발광다이오드 표시장치(200)를 구성하는 제 1 기판(201) 및/또는 제 2 기판(202)은 유리 또는 플렉서블(flexible) 플라스틱으로 형성될 수 있다. 2, in the organic light emitting
예를 들어, 제 1 기판(201) 및 제 2 기판(202)은 폴리이미드(polyimide), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리에테르이미드(polyetherimide, PEI) 및/또는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethyeleneterepthalate, PET) 소재로 제조될 수 있다. 이러한 플라스틱 소재를 채택하여 플렉서블(flexible) 기판으로 응용될 수 있다. For example, the
유리 또는 플라스틱 기판일 수 있는 제 1 기판(201)의 표시 영역(DR)을 구성하는 각각의 화소영역에 스위칭 박막트랜지스터(미도시)와, 구동 박막트랜지스터(DTr)와, 유기발광다이오드(E)를 포함하는 유기발광소자(210)가 위치한다. 이때, 제 1 기판(201)과 유기발광소자(210)의 인캡슐레이션을 위하여, 제 2 기판(202)이 접착제 또는 충진성 실링재(290)를 통하여, 제 1 기판(201)에 대향적으로 합착된다. (Not shown), a driving thin film transistor DTr, and an organic light emitting diode E in each pixel region constituting the display region DR of the
제 1 기판(201)의 상부에는 다수의 전극, 신호 배선 및 층으로 구성되는 유기발광소자(210)가 형성되는데, 이에 대해서 구체적으로 살펴본다. 제 1 기판(201)의 표시 영역(DR)의 각각의 화소영역에 반도체층(226)이 형성된다. 반도체층(226)은 실리콘으로 이루어지며 중앙부의 채널을 이루는 액티브 영역(226a)과, 액티브 영역(226a)의 양측으로 고농도의 불순물이 도핑된 소스 및 드레인 영역(226b, 226c)으로 구성된다. An organic
이러한 반도체층(226)의 상부에 게이트 절연막(224)이 형성된다. 표시 영역(DR) 내의 각각의 화소영역에는 게이트 절연막(224)의 상부로 반도체층(226)의 액티브 영역(226a)에 대응하여 게이트 전극(222)과, 일방향으로 연장하는 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있다. A
특히, 게이트 전극(262)과 게이트 배선(미도시)의 상부 전면에 제 1 보호층(228)이 형성되어 있다. 제 1 보호층(228)은 유기 절연막일 수 있으며, 본 발명에 따른 유기 절연막으로 구성될 수 있다. 제 1 보호층(228)과 그 하부의 게이트 절연막(264)은 반도체층(226)의 중앙을 구성하는 액티브 영역(226a)의 양측에 위치한 소스 및 드레인 영역(226b, 226c)을 각각 노출시키는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(227a, 227b)을 갖는다. In particular, a
도면으로 도시하지는 않았으나, 반도체층 콘택홀(227a, 227b)을 포함하는 제 1 보호층(228) 상에는 게이트 배선(미도시)과 교차하며, 화소 영역을 정의하며 금속 물질로 이루어진 데이터 배선(미도시)과, 이와 이격하여 전원 배선(미도시)이 형성된다. 선택적으로, 전원 배선(미도시)은 게이트 배선(미도시)이 형성되어 있는 게이트 절연막(224) 상에 게이트 배선(미도시)과 이격하여 평행하게 형성될 수 있다.
Although not shown in the figure, on the
또한, 표시 영역(DR)에는 제 1, 2 반도체층 콘택홀(227a, 227b)을 포함하는 제 1 보호층(228) 상에 서로 이격하며, 제 1, 2 반도체층 콘택홀(227a, 267b)을 통해 노출된 소스 및 드레인영역(226b, 226c)과 각각 접촉하는 소스 및 드레인 전극(232, 234)이 형성되어 있다. The first and second semiconductor
소스 및 드레인 전극(232, 234)과, 이들 전극(232, 234)과 접촉하는 소스 및 드레인 영역(226b, 226c)을 포함하는 반도체층(226)과, 반도체층(226) 상부에 형성된 게이트 절연막(224) 및 게이트 전극(222)은 구동 박막트랜지스터(DTr)를 구성한다. 도면으로 나타내지 않았으나, 게이트배선(미도시)과 교차하여 화소 영역을 정의하는 데이터 배선이 형성된다. 또한, 스위칭 박막트랜지스터(미도시)는 구동 박막트랜지스터(DTr)와 동일한 구조로서, 구동 박막트랜지스터(DTr)와 연결된다. A
도 2에서는 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)의 형태로서, 반도체층(226)이 폴리실리콘으로 이루어진 탑 게이트(Top gate) 타입을 예로 도시하였으나, 반도체층이 순수 및 불순물의 비정질실리콘으로 이루어진 바텀 게이트(Bottom gate) 타입으로 형성될 수도 있다. 2, the top gate type in which the
표시 영역(DR)의 구동 박막트랜지스터(DTr) 및 스위칭 박막트랜지스터(미도시)를 포함한 제 1 기판(201)의 전면에 제 2 보호층(229)이 형성된다. 제 2 보호층(229)에는 드레인 콘택홀(235)이 형성되는데, 드레인 콘택홀(235)을 통하여 유기발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(252)이 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(234)과 전기적으로 접촉할 수 있다. 제 2 보호층(229)은 예를 들어 평탄한 표면을 가질 수 있도록 유기 절연 소재로 형성될 수 있는데, 본 발명에 따른 유기 절연막으로 형성될 수 있다.
The second
한편, 본 발명에 따른 유기 절연막으로 구성될 수 있는 제 2 보호층(229) 상부의 실질적으로 화상을 표시하는 영역에는 유기발광다이오드(E)를 구성하는 제 1 전극(252), 유기발광층(254) 및 제 2 전극(256)이 순차적으로 형성된다. 제 1 전극(252)은 구동 박막트랜지스터(DTr)의 드레인 전극(234)과 연결된다.The
예시적으로, 제 1 전극(252)은 애노드(anode) 전극으로서, 일함수 값이 비교적 높은 물질인 인듐-틴-옥사이드(ITO)를 사용할 수 있다. 한편, 제 2 전극(256)은 캐소드(cathode) 전극일 수 있으며, 비교적 일함수 값이 낮은 물질인 알루미늄(Al) 또는 알루미늄 합금(AlNd)으로 이루어진다.Illustratively, the
제 1 전극(252)와 제 2 전극(256) 사이에 적층되는 유기발광층(254)은 발광 물질로 이루어진 단일층으로 구성될 수 있다. 대안적인 실시형태에서, 유기발광층(254)을 정공주입층(hole injection layer, HIL), 정공수송층(hole transporting layer, HTL), 발광층(emitting material layer, EML), 전자수송층(electron transporting layer, ETL) 및 전자주입층(electron injection layer, EIL)의 다중층으로 구성하여 발광 효율을 극대화할 수 있다. The organic
따라서, 유기발광소자(210)에서 선택된 색 신호에 따라 제 1 전극(252)과 제 2 전극(256)으로 소정의 전압이 인가되면, 제 1 전극(252)으로부터 주입된 정공과 제 2 전극(256)으로부터 인가된 전자가 유기발광층(254)으로 수송되어, 엑시톤(exciton)을 이루고, 이러한 엑시톤이 여기상태에서 기저상태로 천이될 때 빛이 발생되어 가시광선의 형태로 방출된다. 이때, 하부 발광 타입인 경우, 발광된 빛은 투명한 제 1 전극(252)을 통과하여 외부로 나가게 되므로, 유기발광소자(210)는 임의의 화상을 구현하게 된다.
Accordingly, when a predetermined voltage is applied to the
한편, 제 1 전극(252)은 각각의 화소영역별로 형성되는데, 각 화소영역 별로 형성된 제 1 전극(252) 사이에는 뱅크층(bank, 253)이 위치한다. 뱅크층(253)은 유기 절연막 형태일 수 있으며, 본 발명에 따른 유기 절연막이 뱅크층(253)을 구성할 수 있다. 예를 들어, 뱅크층(253)은 각각의 화소를 둘러싸는 형태로 제 1 전극(252)의 테두리와 중첩되도록 형성되며, 표시 영역(DR) 전체적으로 다수의 개구부를 갖는 격자 형태를 이룰 수 있다. 즉, 뱅크층(253)은 제 1 기판(201) 전체적으로 격자 구조의 매트릭스 타입으로 형성되며, 뱅크층(253)을 각각의 화소영역별 경계부로 하여 제 1 전극(252)이 화소영역 별로 분리된 구조로 형성된다. The
선택적으로, 유기발광소자(210)의 전면으로 패시베이션층(280)이 형성될 수 있다. 제 2 전극(256)만으로는 유기발광층(254) 내부로의 수분 침투를 완전히 억제할 수 없기 때문에, 유기발광소자(210)의 전면으로 패시베이션층(280)을 형성함으로써 유기발광다이오드(E), 특히 유기발광층(254)으로의 수분 침투를 억제할 수 있다. Alternatively, the
하나의 예시적인 실시형태에서 패시베이션층(280)은 산화실리콘 또는 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재로 구성되는 단층 구조일 수 있다. 다른 예시적인 실시형태에서, 패시베이션층(280)은 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재를 이용하여 제 2 전극(256)의 상부에 적층되는 제 1 무기층 (미도시)과, 올레핀계 수지, 에폭시 수지, 플루오로 수지, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리실록산과 같은 고분자 소재를 이용하여 제 1 무기층(미도시)의 상부에 적층되는 유기층(미도시)과, 산화실리콘이나 질화실리콘과 같은 무기 절연 소재를 이용하여 유기층(미도시)의 상부에 적층되는 제 2 무기층(미도시)과 같은 다층 구조를 가질 수 있다.In one exemplary embodiment, the
제 2 실시형태에 따른 표시 장치(200)에서도 저유전율이 확보된 유기 절연막이 제 1 보호층(228), 제 2 보호층(229) 및/또는 뱅크층(253)을 구성할 수 있다. 따라서 유기발광소자(210)에서의 소비 전력을 저감할 수 있고, 제 1 보호층(228), 제 2 보호층(229) 및/또는 뱅크층(253)의 두께를 얇게 할 수 있으므로 소형화 추세에 부합할 수 있다. 특히 제 1 보호층(228)의 패턴을 형성할 때, 적은 광량으로도 충분히 미세한 패턴이 가능하기 때문에, 고화질의 표시 장치에 적용될 수 있으며, 굽힘 및 접힘에 대한 스트레스가 덜하기 때문에 플렉서블 표시 장치로 활용될 수 있다. In the
또한, 본 발명에 따라 기공성 초분자가 도입된 바인더 수지를 포함하는 유기 절연막은 기재에 대한 접착력이 향상되었다. 따라서, 본 발명의 유기 소재를 적용한 유기 절연막을 제 1 보호층(228), 제 2 보호층(229) 및/또는 뱅크층(253)으로 사용하면, 강한 충격에 의해서도 이들 보호층(228, 229) 및/또는 뱅크층(253)이 기재로부터 박리되지 않고 기재에 견고하게 부착될 수 있는 이점을 갖는다.
Further, according to the present invention, the organic insulating film including the binder resin into which the porous supramolecules are introduced has improved adhesion to a substrate. Therefore, when the organic insulating film to which the organic material of the present invention is applied is used as the first
이하, 예시적인 실시예를 참조하면서 본 발명을 보다 상세하게 설명하지만, 본 발명이 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다.
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to exemplary embodiments, but the present invention is not limited to the technical idea described in the embodiments.
실시예Example 1: One: 기공성Porosity 초분자를Superscript 도입한 Introduced 아크릴레이트계Acrylate series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
기공성 초분자로서 쿠커비투릴이 도입된 아크릴레이트계 유기 절연막을 제조하였다.
An acrylate-based organic insulating film having cucurbituril introduced as porous supramolecules was prepared.
실시예Example 2: 2: 기공성Porosity 초분자를Superscript 도입한 Introduced 우레탄아크릴레이트폴리실록산계Urethane acrylate polysiloxane series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
기공성 초분자로서 쿠커비투릴이 도입된 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 유기 절연막을 제조하였다.
A urethane acrylate polysiloxane-based organic insulating film having cucurbituril introduced therein as a porous supramolecule was prepared.
비교예Comparative Example 1: One: 기공성Porosity 초분자를Superscript 첨가하지 않은 Non-added 아크릴레이트계Acrylate series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
실시예 1과 비교해서 기공성 초분자를 첨가하지 않고, 아크릴레이트계 바인더 수지만을 사용한 것을 제외하고 실시예 1의 절차를 반복하여 아크릴계 유기 절연막을 제조하였다.
The procedures of Example 1 were repeated except that the supersaturated superscripts were not added and only the acrylate-based binder was used to prepare an acrylic organic insulating film.
비교예Comparative Example 2: 2: 기공성Porosity 초분자를Superscript 배합한 Blended 아크릴레이트계Acrylate series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
실시예 1과 비교해서 기공성 초분자를 아크릴레이트계 바인더 수지에 단순히 배합한 것을 제외하고, 실시예 1의 절차를 반복하여 아크릴계 유기 절연막을 제조하였다.
The procedures of Example 1 were repeated, except that the porous supramolecules were simply blended with the acrylate-based binder resin as compared with Example 1 to prepare an acrylic-based organic insulating film.
비교예Comparative Example 3: 3: 기공성Porosity 초분자를Superscript 첨가하지 않은 Non-added 우레탄아크릴레이트폴리실록산계Urethane acrylate polysiloxane series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
실시예 2와 비교해서, 기공성 초분자를 첨가하지 않고 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지만을 사용한 것을 제외하고, 실시예 2의 절차를 반복하여 유기 절연막을 제조하였다.
The procedure of Example 2 was repeated, except that the urea acrylate polysiloxane binder was used instead of the supersaturated supramolecules to prepare an organic insulating film.
비교예Comparative Example 4: 4: 기공성Porosity 초분자를Superscript 배합한 Blended 우레탄아크릴레이트폴리실록산계Urethane acrylate polysiloxane series 유기 절연막 제조 Organic insulating film manufacturing
실시예 2와 비교해서, 기공성 초분자를 첨가하지 않고 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지에 기공성 초분자를 단순 배합한 것을 제외하고, 실시예 2의 절차를 반복하여 유기 절연막을 제조하였다.
As compared with Example 2, the procedure of Example 2 was repeated except that the porous supramolecules were not added and the porous supramolecules were simply blended in the urethane acrylate polysiloxane-based binder resin to prepare an organic insulating film.
실험예Experimental Example 1: 유전율 측정 1: Measurement of dielectric constant
위 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 유기 절연막에 대한 정전 용량을 측정하여 해당 유기 절연막의 유전율을 측정하였다. 정전 용량을 측정하는 다음 식을 이용하여 각각의 감광성 유기 절연막에 대한 유전율을 측정하였다. The capacitance of each of the organic insulating films prepared in the above Examples and Comparative Examples was measured and the dielectric constant of the organic insulating film was measured. The dielectric constant of each photosensitive organic insulating film was measured using the following equation for measuring the capacitance.
식에서 C는 정전 용량을 나타내고, εs는 각각의 유기 절연막 소재의 유전상수를 나타내고, ε0은 자유공간에서의 유전상수로서, 8.854 ×10-2이다. d는 도전체 사이의 거리로서, 유기 절연막의 두께이다. 하부 전극으로 몰리브덴 도트 패턴 전극을 사용하였으며, 상부 전극으로 알루미늄 스퀘어 패턴 전극을 사용하였다. 본 실험예에 따라 측정한 각각의 감광성 유기 절연막에 대한 유전율 측정 결과는 하기 표 1에 표시되어 있다. 기공성 초분자를 바인더 수지에 도입하면, 기공성 초분자가 도입되지 않은 경우 및 기공성 초분자를 바인더 수지와 단순히 혼합한 경우와 비교해서 유전율이 크게 저하되었음을 확인하였다.
In the equation, C represents a capacitance, ε s represents a dielectric constant of each organic insulating film material, and ε 0 is a dielectric constant in free space of 8.854 × 10 -2 . and d is the distance between the conductors, which is the thickness of the organic insulating film. A molybdenum dot pattern electrode was used as the lower electrode, and an aluminum square pattern electrode was used as the upper electrode. The dielectric constant measurement results of the respective photosensitive organic insulating films measured according to this Experimental Example are shown in Table 1 below. It was confirmed that when the porous supramolecules were introduced into the binder resin, the permittivity was greatly lowered when the porous supramolecules were not introduced and when the porous supramolecules were simply mixed with the binder resin.
실험예Experimental Example 2: 접착력 테스트 2: Adhesion test
실시예 및 비교예에서 제조된 유기 절연막을 대상으로 접착력을 측정하였다. 먼저, 각각의 유기 절연막의 기재에 대한 접착력의 유의미한 차이를 알아보기 위하여, Cross-Cut Tape test를 수행하였다. 630 nm 두께의 글라스 기판에 각각의 유기 절연막을 3 ㎛의 두께로 도포하고, 유기 절연막 상부에 티타늄막을 0.5 ㎛의 두께로 증착하여 샘플을 제작하였다. 2 atm, 120℃, 상대습도 100% 조건에서 pressure cooker test(PCT)를 수행하였다. 샘플에 대하여 각각 6시간씩 4회 반복하여 총 24시간 진행하였다. Cross-Cut Tape test를 수행하기 위하여, 커터(cutter)를 이용하여 각 샘플을 2 mm 등간격으로 5 x 5 사각 패턴을 형성하였다. 3M 투명 양면 테이프를 시편에 붙였다가 뗀 후 그 양상을 반복하여 비교하였다. The adhesive strengths of the organic insulating films prepared in Examples and Comparative Examples were measured. First, a cross-cut tape test was conducted to investigate the significant difference in adhesive strength of the respective organic insulating films to the substrate. Each organic insulating film was coated to a thickness of 3 탆 on a glass substrate having a thickness of 630 nm and a titanium film was deposited to a thickness of 0.5 탆 on the organic insulating film to prepare a sample. Pressure cooker test (PCT) was performed at 2 atm, 120 ° C and 100% relative humidity. The samples were repeated 4 times for 6 hours each for a total of 24 hours. In order to perform the cross-cut tape test, each sample was formed with a 5 x 5 square pattern at equal intervals of 2 mm using a cutter. 3M transparent double-sided tape was attached to the specimen, and the pattern was repeated.
도 3a는 아크릴레이트계 바인더 수지에 기공성 초분자를 도입한 유기 절연막(실시예 1), 도 3b는 아크릴레이트계 바인더 수지만을 사용한 유기 절연막(비교예 1), 도 3c는 아크릴레이트계 바인더 수지에 기공성 분자를 단순 혼합한 유기 절연막(비교예 2)에 대한 Cross-Cut tape 테스트 결과를 나타낸다. 또한, 도 4a는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지에 기공성 초분자를 도입한 유기 절연막(실시예 2), 도 4b는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지만을 사용한 유기 절연막(비교예 3), 도 3c는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지에 기공성 분자를 단순 혼합한 유기 절연막(비교예 4)에 대한 Cross-Cut tape 테스트 결과를 나타낸다. 측정 결과는 하기 표 1에도 표시되어 있다. 실시예에 따라 바인더 수지에 기공성 초분자를 도입한 유기 절연막이 글라스 기판에서 박리되지 않았으나, 비교예에 따라 단순히 바인더 수지만을 사용하거나 기공성 초분자를 단순 배합한 경우에는 유기 절연막이 테이프 부착 및 탈착 2회부터 글라스 기판의 계면에서 박리되었음을 확인하였다. FIG. 3B is an organic insulating film using only an acrylate-based binder (Comparative Example 1); FIG. 3C is a view showing an example of an acrylate-based binder resin Shows a cross-cut tape test result for an organic insulating film (Comparative Example 2) in which porous molecules are simply mixed. 4A is an organic insulating film (Example 2) in which porous supramolecules are introduced into a urethane acrylate polysiloxane-based binder resin, FIG. 4B is an organic insulating film (Comparative Example 3) using only urethane acrylate polysiloxane- Shows a cross-cut tape test result for an organic insulating film (Comparative Example 4) in which a porous molecule is simply mixed with a urethane acrylate polysiloxane-based binder resin. The measurement results are also shown in Table 1 below. According to the embodiment, the organic insulating film in which the porous supramolecules are introduced into the binder resin is not peeled off from the glass substrate. However, according to the comparative example, when only the binder is used or when the porous supramolecules are simply blended, It was confirmed that the glass substrate was peeled from the interface between the glass substrate and the glass substrate.
계속해서, 실시예 및 비교예에서 각각 제조된 유기 절연막을 대상으로 박리 테스트를 통한 박리 강도를 측정하였다. 630 nm 두께의 글라스 기판에 각각의 유기 절연막을 3 ㎛의 두께로 도포하고, 각각의 유기 절연막이 글라스 기판으로부터 박리될 때의 강도를 측정하였다. Subsequently, the peeling strengths of the organic insulating films prepared in Examples and Comparative Examples were measured by peeling test. Each organic insulating film was applied to a 630 nm thick glass substrate to a thickness of 3 mu m, and the strength of each organic insulating film when peeling from the glass substrate was measured.
도 5a는 아크릴레이트계 바인더 수지에 기공성 초분자를 도입한 유기 절연막(실시예 1), 도 5b는 아크릴레이트계 바인더 수지만을 사용한 유기 절연막(비교예 1), 도 5c는 아크릴레이트계 바인더 수지에 기공성 분자를 단순 혼합한 유기 절연막(비교예 2)에 대한 박리 강도를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 또한, 도 6a는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지에 기공성 초분자를 도입한 유기 절연막(실시예 2), 도 6b는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지만을 사용한 유기 절연막(비교예 3), 도 6c는 우레탄아크릴레이트폴리실록산계 바인더 수지에 기공성 분자를 단순 혼합한 유기 절연막(비교예 4)에 대한 박리 강도를 측정한 결과를 도시한 그래프이다. 측정 결과는 하기 표 1에도 표시되어 있다. 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막의 강도가 크게 증가하여, 기공성 초분자가 바인더 수지에 도입된 유기 절연막은 기재에 대한 접착력이 크게 향상되었음을 확인하였다. 5A is an organic insulating film (Comparative Example 1) using only acrylate-based binder resin, FIG. 5C is an organic insulating film containing an acrylate-based binder resin (Comparative Example 2) obtained by simply mixing the porous molecules with the organic insulating film (Comparative Example 2). 6A is an organic insulating film (Example 2) in which porous supramolecules are introduced into a urethane acrylate polysiloxane-based binder resin, FIG. 6B is an organic insulating film (Comparative Example 3) using only urethane acrylate polysiloxane- Is a graph showing the results of measuring the peel strength for an organic insulating film (Comparative Example 4) in which a porous molecule was simply mixed with a urethane acrylate polysiloxane-based binder resin. The measurement results are also shown in Table 1 below. It was confirmed that the strength of the organic insulating film introduced into the binder resin of the porous supramolecules greatly increased and the adhesion of the organic insulating film introduced into the binder resin of the porous supramolecules was greatly improved.
(아크릴 수지에 기공성 초분자 도입)Example 1
(Introduction of porous supramolecules into acrylic resin)
(우레탄아크릴실록산 수지에 기공성 초분자 도입Example 2
(Introduction of supersaturated supramolecules into urethane acrylsiloxane resin
(아크릴 수지에 기공성 초분자 단순 배합)Comparative Example 2
(Simple compounding of supersaturated supramolecules in acrylic resin)
(우레탄아크릴실록산 수지에 기공성 초분자 단순 배합)Comparative Example 4
(Simple compounding of supersaturated supramolecules in urethane acrylic siloxane resin)
상기에서는 본 발명의 예시적인 실시형태 및 실시예에 기초하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명이 전술한 실시형태 및 실시예에 기재된 기술사상으로 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 전술한 실시형태 및 실시예를 토대로 다양한 변형과 변경을 용이하게 추고할 수 있다. 하지만, 본 발명의 권리범위는 이러한 변형과 변경을 포함한다는 사실은 첨부하는 청구의 범위를 통하여 더욱 분명해질 것이다.
Although the present invention has been described based on the exemplary embodiments and examples of the present invention, the present invention is not limited to the technical ideas described in the above-described embodiments and examples. Those skilled in the art will appreciate that various modifications and changes may be made without departing from the scope of the present invention. It will be apparent, however, that the scope of the present invention includes all such variations and modifications as come within the scope of the appended claims.
100, 200: 표시 장치 101, 201: 제 1 기판
102, 202: 제 2 기판 110: 액정층
122, 222: 게이트 전극 124, 224: 게이트 절연막
126, 226: 반도체층 128, 228: 제 1 보호층
129, 229: 제 2 보호층 132, 232: 소스 전극
134, 234: 드레인 전극 140: 화소전극
150: 공통전극 210: 유기발광소자
252: 제 1 전극 253: 뱅크층
254: 유기발광층 256: 제 2 전극
280: 패시베이션층 Tr: 박막트랜지스터
TrA: 스위칭 영역 P: 화소영역
DR: 표시 영역 NDR: 비표시 영역
DTr: 구동 박막트랜지스터 E: 유기발광다이오드100, 200:
102, 202: second substrate 110: liquid crystal layer
122, 222:
126, 226:
129, 229:
134, 234: drain electrode 140: pixel electrode
150: common electrode 210: organic light emitting element
252: first electrode 253: bank layer
254: organic light emitting layer 256: second electrode
280: Passivation layer Tr: Thin film transistor
TrA: switching region P: pixel region
DR: Display area NDR: Non-display area
DTr: driving thin film transistor E: organic light emitting diode
Claims (9)
And a binder resin in which the porous supramolecules are introduced into side chains.
상기 바인더 수지는 (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 저유전 유기 절연막.
The method according to claim 1,
Wherein the binder resin is selected from the group consisting of a (meth) acrylate resin, a urethane resin, a polysiloxane resin and a copolymer thereof.
상기 기공성 초분자는 사이클로덱스트린, 쿠커비투릴(cucurbituril), 칼릭스아렌(calixarene), 폴리카프로락톤, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 저유전 유기 절연막.
The method according to claim 1,
Wherein the porous supramolecules are selected from the group consisting of cyclodextrin, cucurbituril, calixarene, polycaprolactone, derivatives thereof, and combinations thereof.
상기 제 1 기판 상에 위치하는 박막트랜지스터;
상기 박막트랜지스터 상에 위치하는 유기 절연막; 및
상기 유기 절연막 상에 위치하는 제 1 전극을 포함하며,
상기 유기 절연막은 기공성 초분자가 측쇄에 도입되어 있는 바인더 수지를 포함하는 표시 장치.
A first substrate on which a plurality of signal lines are arranged;
A thin film transistor located on the first substrate;
An organic insulating film located on the thin film transistor; And
And a first electrode located on the organic insulating film,
Wherein the organic insulating film comprises a binder resin in which porous supramolecules are introduced into side chains.
상기 바인더 수지는 (메타)아크릴레이트 수지, 우레탄 수지, 폴리실록산 수지 및 이들의 공중합체로 구성되는 군에서 선택되는 표시 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the binder resin is selected from the group consisting of a (meth) acrylate resin, a urethane resin, a polysiloxane resin, and a copolymer thereof.
상기 기공성 초분자는 사이클로덱스트린, 쿠커비투릴(cucurbituril), 칼릭스아렌(calixarene), 폴리카프로락톤, 이들의 유도체 및 이들의 조합으로 구성되는 군에서 선택되는 표시 장치.
5. The method of claim 4,
Wherein the porous supramolecules are selected from the group consisting of cyclodextrin, cucurbituril, calixarene, polycaprolactone, derivatives thereof, and combinations thereof.
상기 제 1 기판에 대향하는 제 2 기판과, 상기 제 1 기판과 상기 제 2 기판 사이에 개재되는 액정층을 더욱 포함하는 표시 장치.
The method according to any one of claims 4 to 6,
A second substrate facing the first substrate, and a liquid crystal layer interposed between the first substrate and the second substrate.
상기 제 1 전극과 대응하여 다수의 개구부를 갖는 제 2 전극과, 상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극 사이에 위치하는 보호층을 더욱 포함하며, 상기 보호층은 상기 유기 절연막과 동일한 물질로 이루어지는 표시 장치.
8. The method of claim 7,
A second electrode having a plurality of openings corresponding to the first electrode, and a protective layer disposed between the first electrode and the second electrode, wherein the protective layer is formed of a material Device.
상기 제 1 전극 상에 위치하는 뱅크층, 유기발광층 및 상기 제 1 전극과 대향하는 제 2 전극을 더욱 포함하며,
상기 뱅크층은 상기 유기 절연막과 동일한 물질로 이루어지는 표시 장치.The method according to any one of claims 4 to 6,
A bank layer located on the first electrode, an organic light emitting layer, and a second electrode facing the first electrode,
Wherein the bank layer is made of the same material as the organic insulating film.
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