WO2016175627A1 - 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치 - Google Patents

표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치 Download PDF

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WO2016175627A1
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photosensitive resin
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photoacid generator
display device
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PCT/KR2016/004579
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박정민
이정수
김지현
박준홍
김병욱
윤혁민
여태훈
김동명
김진선
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주식회사 동진쎄미켐
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    • H10K59/12—Active-matrix OLED [AMOLED] displays
    • H10K59/123—Connection of the pixel electrodes to the thin film transistors [TFT]

Definitions

  • the present invention relates to a positive photosensitive resin composition for a display device and a display device including the same.
  • an acrylic insulating film is mainly used as an interlayer insulating film for a liquid crystal display device, there is a problem in outgassing due to deterioration of heat resistance.
  • a polyimide material is used as an interlayer insulating film or pixel defining layer for an organic light emitting display device, there are problems such as sensitivity, adhesive force, transmittance, and heat discoloration resistance.
  • An object of the present invention is to provide a positive photosensitive resin composition which is excellent in sensitivity and resolution and applicable to a high resolution display device.
  • Positive photosensitive resin composition according to an embodiment of the present invention for solving this problem is a) a copolymer represented by the formula (1); b-1) oxime series photoacid generators; b-2) triazine series photoacid generators; c) organic bases; And d) a solvent.
  • the x may be 0.1 to 0.9
  • the y may be 0.0 to 0.3
  • the z may be 0.1 to 0.9.
  • the oxime-based photoacid generator may include 3 to 20 parts by weight, and the triazine-based photoacid generator may include 0.5 to 10 parts by weight.
  • the copolymer may include 100 parts by weight, include 0.1 to 5 parts by weight of the organic base, and may include a solvent such that the solid content is 50 to 90% by weight.
  • the oxime-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or less and a pH of 3.0 to 4.0.
  • the triazine-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or more and a pH of 2.0 to 3.0.
  • It may further comprise a melamine crosslinking agent and a silane coupling agent.
  • An organic light emitting diode display includes an insulating substrate, a thin film transistor positioned on the insulating substrate, a first electrode connected to the thin film transistor, a pixel positioned on the first electrode, and partially exposing the first electrode.
  • the x may be 0.1 to 0.9
  • the y may be 0.0 to 0.3
  • the z may be 0.1 to 0.9.
  • the positive photosensitive resin composition may include 3 to 20 parts by weight of the oxime-based photoacid generator, and 0.5 to 10 parts by weight of the triazine-based photoacid generator.
  • the positive photosensitive resin composition may include 100 parts by weight of the copolymer, 0.1 to 5 parts by weight of the organic base, and may include a solvent such that a solid content of 50 to 90% by weight.
  • the oxime-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or less and a pH of 3.0 to 4.0.
  • the triazine-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or more and a pH of 2.0 to 3.0.
  • It may further comprise a melamine crosslinking agent and a silane coupling agent.
  • a display device in an exemplary embodiment of the present invention, includes a first insulating substrate, a thin film transistor positioned on the first insulating substrate, a pixel electrode connected to the thin film transistor, a common electrode positioned to be insulated from the pixel electrode, and the first insulating substrate. And a liquid crystal layer positioned between the second insulating substrate facing the first insulating substrate and the second insulating substrate, wherein at least one of the thin film transistor and the pixel electrode is formed using a positive photosensitive resin composition.
  • the positive photosensitive resin composition may include a) a copolymer represented by the following Chemical Formula 1; b-1) oxime series photoacid generators; b-2) triazine series photoacid generators; c) organic bases; And d) a solvent.
  • the x may be 0.1 to 0.9
  • the y may be 0.0 to 0.3
  • the z may be 0.1 to 0.9.
  • the positive photosensitive resin composition may include 3 to 20 parts by weight of the oxime-based photoacid generator, and 0.5 to 10 parts by weight of the triazine-based photoacid generator.
  • the oxime-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or less and a pH of 3.0 to 4.0.
  • the positive photosensitive resin composition as described above and a display device including the same have excellent sensitivity, resolution, pattern profile, dispersion, and the like, and particularly have excellent line edge roughness (LER). Accordingly, the present invention can be used to form a wiring electrode requiring a fine pattern, thereby providing a high resolution display device.
  • LER line edge roughness
  • FIG. 1 is a layout view of signal lines of a display unit of an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a display unit according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel of the organic light emitting diode display of FIG. 2.
  • FIG. 4 is a layout view of one pixel of a display device according to another exemplary embodiment.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V of FIG. 4.
  • the positive photosensitive resin composition according to an embodiment of the present invention is a) a copolymer represented by the following Chemical Formula 1, b-1) at least one oxime-based photoacid generator, b-2) at least one triazine-based photoacid generator C) an organic base and d) a solvent.
  • R 1 in Formula 1 is any one of acetal and ketal.
  • the x + y + z 1, the x may be 0.1 to 0.9, the y is 0.0 to 0.3, the z may be 0.1 to 0.9.
  • Positive type photosensitive resin composition for a display device a) the copolymer is 100 parts by weight, b-1) 3 to 20 parts by weight of the oxime-based photoacid generator, b-2) triazine-based photoacid generation
  • the agent may comprise 0.5 to 10 parts by weight, c) 0.1 to 5 parts by weight of organic base, and d) 50 to 90% by weight of solids content.
  • Oxime series photoacid generators are (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- (octylsulfulfon
  • the oxime-based photoacid generator has a main absorption wavelength of 380 nm or less, and the acid size generated therefrom should have a molecular weight (Mw) of 150 or more and a pH of 3.0 to 4.0.
  • the main absorption wavelength of the oxime-based photoacid generator is 380 nm or more, the resolution decreases, and when the generated acid has a molecular weight of less than 150, the stability over time (PED) after exposure decreases and the dispersion becomes weak. It becomes vulnerable, and sensitivity is slowed above pH 4.0.
  • the triazine-based photoacid generator used in the embodiment of the present invention is 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 Etc., it may be used alone or in combination of two or more.
  • the photosensitive resin composition according to the exemplary embodiment of the present invention may include 0.5 to 10 parts by weight of a triazine-based photoacid generator. This is because when the triazine-based photoacid generator content is 10 parts by weight or more, the tapered angle becomes low, and when the triazine series photoacid generator content is less than 0.5 parts by weight, wave pattern formation and line edge roughness (LER) become severe.
  • LER line edge roughness
  • the triazine-based photoacid generator may have a main absorption wavelength of 380 nm or more, and the acid generated by this may have a molecular weight (Mw) of 100 or less and a pH of 2.0 to 3.0.
  • Mw molecular weight
  • the main absorption wavelength of the triazine-based photoacid generator is less than 380 nm, the absorption of reflected light is reduced and the effect of reducing the wave pattern and line edge roughness is not improved, and when the Mw100 or more is used, the effect of improving the wave pattern and line edge roughness is also inferior. If the value is 2.0 or less, the stability over time (PED) after exposure decreases and the dispersion becomes weak.
  • the organic base used in the embodiment of the present invention is triethylamine, triisobutylamine, triisooctylamine, trioctylamine, diethanolamine, triethanolamine, benzylamine, allylamine, ethanolamine, tributylamine , Tetrabutylammonium hydroxide, tetramethylammonium hydroxide, trimethylsulfonium hydroxide, triphenylsulfonium hydroxide, dimethyldodecylamine, aniline, paratoluidine, and the like, alone or in combination of two or more thereof. It can be mixed or used simultaneously.
  • the positive photosensitive resin composition of the present invention includes d) a solvent, wherein the solvent of d) does not generate flatness and coating stain of the positive photosensitive resin composition to form a uniform pattern profile.
  • solvent d) examples include propylene glycol monomethyl ether acetate, propylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, propylene glycol methyl ether propionate, propylene glycol ethyl ether propionate, and propylene glycol propyl ether propionate.
  • the solvent of d) may be included so that the solid content of the positive photosensitive resin composition is 50 to 90% by weight. If the solid content is less than 50% by weight, the coating thickness is thinner and the uniformity is lowered. If the solid content is more than 90% by weight, the coating thickness is thick and the coating equipment may be overwhelmed during coating.
  • the photosensitive resin composition for a display device according to the exemplary embodiment of the present invention may further include a melamine crosslinking agent and a silane coupling agent.
  • melamine crosslinking agent hexamethoxymethylmelamine, hexamethylolmelamine hexamethyl ether, hexabutoxymethylmelamine and the like can be used.
  • the silane coupling agent is alpha-methacryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltriacetoxysilane, vinyltrimethoxysilane, alpha-isocyanatepropyltriethoxysilane, alpha-glycidoxypropyltrimethoxysilane, beta- (3,4-epoxy cyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, etc. can be used.
  • the positive photosensitive resin composition described above is excellent in physical properties such as sensitivity and resolution, and may be particularly advantageous for implementing a fine pattern.
  • Such a positive photosensitive resin composition may be formed of an insulating film having a pattern, a mask having a pattern, or the like through the following method.
  • the positive photosensitive resin composition according to the embodiment of the present invention is applied to a substrate by spin coating, slit and spin coating, slit coating or roll coating method. After drying in vacuo, the solvent was removed through pre-baking to form a coating film. In this case, the pre-baking may be performed for 1 to 3 minutes at a temperature of about 100 to 120 °C.
  • a predetermined pattern is formed by irradiating visible light, ultraviolet rays, far ultraviolet rays, electron beams or X-rays on the coating film according to a pattern prepared in advance, and developing with a developer to remove unnecessary portions.
  • the final pattern may be obtained by heating the pattern at a temperature of about 150 to 400 ° C. for about 30 to 90 minutes using a heating apparatus such as an oven.
  • FIG. 1 is a layout view of signal lines of a display unit of an organic light emitting diode display according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of one pixel of a display unit according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. It is sectional drawing of one pixel of a light emitting display device.
  • a first signal line 121 extending in one direction and crossing the first signal line 121 to transmit an image signal on the first display area PA of the substrate 100 to transmit a scan signal.
  • Two signal lines 171 are formed.
  • the first signal line and the second signal line are connected to each pixel, and the pixel may be connected to various signal lines (not shown) to which other signals are applied in addition to the first signal line and the second signal line.
  • a driver 510 is disposed on the substrate 100 in the peripheral area PB outside the first display area PA and controls the thin film transistor of the pixel.
  • the driving unit 510 may be mounted on the substrate 100 by an IC chip or integrated on the substrate together with the thin film transistor of the first display area PA.
  • the organic light emitting diode display according to the exemplary embodiment of the present invention includes a plurality of pixels each including the equivalent circuit of FIG. 2.
  • an organic light emitting diode display includes a plurality of signal lines 121 and 171 and a plurality of pixels PX connected to the plurality of signal lines 121 and 171 and arranged in a substantially matrix form. Include.
  • the signal line includes a plurality of first signal lines 121 for transmitting a gate signal (or a scan signal), a plurality of second signal lines 171 for transmitting a data signal, and a plurality of third signal lines 172 for transmitting a driving voltage Vdd. ).
  • the first signal line 121 extends substantially in the row direction and is substantially parallel to each other, and the second signal line 171 and the third signal line 172 extend in the column direction to cross the first signal line 121 and are substantially adjacent to each other. Parallel.
  • Each pixel PX includes a switching thin film transistor Q2, a driving thin film transistor Q1, a storage capacitor Cst, and an organic light emitting diode. , OLED) 70.
  • the switching thin film transistor Q2 has a control terminal, an input terminal, and an output terminal, and the control terminal is connected to the first signal line 121, the input terminal is connected to the second signal line 171, and the output terminal is It is connected to the driving thin film transistor Q1.
  • the switching thin film transistor Q2 transfers a data signal applied to the second signal line 171 to the driving thin film transistor Q1 in response to a scan signal applied to the first signal line 121.
  • the driving thin film transistor Q1 also has a control terminal, an input terminal, and an output terminal.
  • the control terminal is connected to the switching thin film transistor Q2, the input terminal is connected to the third signal line 172, and the output terminal is It is connected to the organic light emitting element 70.
  • the driving thin film transistor Q1 flows an output current I LD whose magnitude varies depending on the voltage applied between the control terminal and the output terminal.
  • the capacitor Cst is connected between the control terminal and the input terminal of the driving thin film transistor Q1.
  • the capacitor Cst charges the data signal applied to the control terminal of the driving thin film transistor Q1 and maintains it even after the switching thin film transistor Q2 is turned off.
  • the organic light emitting diode 70 has an anode connected to the output terminal of the driving thin film transistor Q1 and a cathode connected to the common voltage Vss.
  • the organic light emitting diode 70 displays an image by emitting light at different intensities according to the output current I LD of the driving thin film transistor Q1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of one pixel of the organic light emitting diode display of FIG. 2.
  • the second thin film transistor Q2 and the organic light emitting diode 70 of FIG. 2 will be described in detail according to the stacking order.
  • the second thin film transistor Q2 is referred to as a thin film transistor.
  • the organic light emitting diode display includes a substrate 100, and a buffer layer 120 is positioned on the substrate 100.
  • the buffer layer 120 may be formed as a single layer of silicon nitride (SiNx) or a double layer structure in which silicon nitride (SiNx) and silicon oxide (SiO 2 ) are stacked.
  • the buffer layer 120 serves to planarize a surface while preventing penetration of unnecessary components such as impurities or moisture.
  • the semiconductor 135 made of polycrystalline silicon is positioned on the buffer layer 120.
  • the semiconductor 135 includes a channel region 1355, a source region 1356 and a drain region 1357 formed on both sides of the channel region 1355, respectively.
  • the channel region 1355 of the semiconductor is polycrystalline silicon that is not doped with impurities, that is, an intrinsic semiconductor.
  • the source region 1356 and the drain region 1357 are polycrystalline silicon doped with conductive impurities, that is, an impurity semiconductor.
  • the impurities doped in the source region 1356 and the drain region 1357 may be either p-type impurities or n-type impurities.
  • the gate insulating layer 140 is positioned on the semiconductor 135.
  • the gate insulating layer 140 may be a single layer or a plurality of layers including at least one of tetra ethyl ortho silicate (TEOS), silicon nitride, silicon oxide, and the positive photosensitive resin composition described above.
  • TEOS tetra ethyl ortho silicate
  • silicon nitride silicon oxide
  • positive photosensitive resin composition described above.
  • the gate electrode 155 is positioned on the semiconductor 135, and the gate electrode 155 overlaps the channel region 1355.
  • the gate electrode 155 may be formed of a single layer or a plurality of layers of a low resistance material or a highly corrosion resistant material such as Al, Ti, Mo, Cu, Ni, or an alloy thereof.
  • the first interlayer insulating layer 160 is positioned on the gate electrode 155. Similar to the gate insulating layer 140, the material of the first interlayer insulating layer 160 may be tetra ethyl ortho silicate (TEOS), silicon nitride, silicon oxide, or the positive photosensitive resin composition described above. It can be formed in layers.
  • TEOS tetra ethyl ortho silicate
  • a source contact hole 66 and a drain contact hole 67 exposing the source region 1356 and the drain region 1357 are formed in the first interlayer insulating layer 160 and the gate insulating layer 140, respectively.
  • the source electrode 176 and the drain electrode 177 are positioned on the first interlayer insulating layer 160.
  • the source electrode 176 is connected to the source region 1356 through the contact hole 66, and the drain electrode 177 is connected to the drain region 1357 through the contact hole 67.
  • the source electrode 176 and the drain electrode 177 may form a low resistance material or a highly corrosion resistant material such as Al, Ti, Mo, Cu, Ni, or an alloy thereof in a single layer or a plurality of layers.
  • a highly corrosion resistant material such as Al, Ti, Mo, Cu, Ni, or an alloy thereof in a single layer or a plurality of layers.
  • it may be a triple layer of Ti / Cu / Ti, Ti / Ag / Ti, Mo / Al / Mo.
  • the gate electrode 155, the source electrode 176, and the drain electrode 177 are a control electrode, an input electrode, and an output electrode of FIG. 2, respectively, and form a thin film transistor together with the semiconductor 135.
  • a channel of the thin film transistor is formed in the semiconductor 135 between the source electrode 176 and the drain electrode 177.
  • the second interlayer insulating layer 180 is positioned on the source electrode 176 and the drain electrode 177.
  • the second interlayer insulating layer 180 includes a contact hole 82 exposing the drain electrode 177.
  • the material of the second interlayer insulating layer 180 may be tetra ethyl ortho silicate (TEOS), silicon nitride, silicon oxide, or the positive type photosensitive resin composition described above. It can be formed as.
  • TEOS tetra ethyl ortho silicate
  • silicon nitride silicon oxide
  • positive type photosensitive resin composition described above. It can be formed as.
  • the first electrode 710 is positioned on the second interlayer insulating layer 180.
  • the first electrode 710 is electrically connected to the drain electrode 177 through the contact hole 82, and the first electrode 710 may be an anode of the organic light emitting device of FIG. 2.
  • an interlayer insulating layer is formed between the first electrode 710 and the drain electrode 177, but the first electrode 710 may be formed on the same layer as the drain electrode 177, and the drain electrode It may be integral with 177.
  • the pixel defining layer 190 is positioned on the first electrode 710.
  • the pixel defining layer 190 has an opening 95 exposing the first electrode 710.
  • the pixel defining layer 190 may include polyacrylates, polyimides, or the above-described positive photosensitive resin composition, a silica-based inorganic material, or the like.
  • the organic emission layer 720 is positioned in the opening 95 of the pixel defining layer 190.
  • the organic light emitting layer 720 may include a light emitting layer, a hole-injection layer (HIL), a hole-transporting layer (HTL), an electron-transporting layer (ETL), and an electron-injection layer (ETL).
  • EIL is formed into a plurality of layers comprising at least one.
  • the hole injection layer may be disposed on the first electrode 710 which is the anode electrode, and the hole transport layer, the light emitting layer, the electron transport layer, and the electron injection layer may be sequentially stacked thereon.
  • the emission layer may be formed of a low molecular organic material or a polymer organic material such as poly 3,4-ethylenedioxythiophene (PEDOT).
  • the light emitting layer may include a red light emitting layer emitting red color, a green light emitting layer emitting green light, and a blue light emitting layer emitting blue light, and the red light emitting layer, the green light emitting layer, and the blue light emitting layer are formed on the red pixel, the green pixel, and the blue pixel, respectively.
  • the image will be implemented.
  • the light emitting layer may implement a color image by stacking a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a blue light emitting layer together on all of the red, green, and blue pixels, and forming a red color filter, a green color filter, and a blue color filter for each pixel.
  • a color image may be implemented by forming a white light emitting layer emitting white light in all of the red pixels, the green pixels, and the blue pixels, and forming the red color filter, the green color filter, and the blue color filter for each pixel.
  • a deposition mask for depositing a red light emitting layer, a green light emitting layer, and a light emitting layer on each individual pixel, that is, a red pixel, a green pixel, and a blue pixel.
  • the white light emitting layer may be formed of one light emitting layer for emitting white light, and may emit white light by stacking a light emitting layer for emitting a plurality of different colors. For example, a configuration in which at least one yellow light emitting layer and at least one blue light emitting layer enable white light emission, and a combination in which at least one cyan light emitting layer and at least one red light emitting layer enable white light emission, at least one magenta The light emitting layer and the at least one green light emitting layer may be combined with each other to enable white light emission.
  • the second electrode 730 is positioned on the pixel defining layer 190 and the organic emission layer 720.
  • the second electrode 730 becomes a cathode of the organic light emitting element. Accordingly, the first electrode 710, the organic emission layer 720, and the second electrode 730 form the organic light emitting element 70.
  • the organic light emitting diode display may have one of a front display type, a bottom display type, and a double-sided display type.
  • an encapsulation member 260 is positioned on the second electrode 730.
  • the encapsulation member 260 may be formed by alternately stacking one or more organic layers and one or more inorganic layers.
  • the inorganic layer or the organic layer may each be a plurality.
  • the organic layer is formed of a polymer, and may be a single film or a laminated film, preferably formed of any one of polyethylene terephthalate, polyimide, polycarbonate, epoxy, polyethylene, and polyacrylate. More preferably, the organic layer may be formed of polyacrylate, and specifically, includes a polymerized monomer composition including a diacrylate monomer and a triacrylate monomer. Monoacrylate monomer may be further included in the monomer composition. In addition, the monomer composition may further include a known photoinitiator such as TPO, but is not limited thereto.
  • TPO photoinitiator
  • the inorganic layer may be a single film or a laminated film containing a metal oxide or a metal nitride.
  • the inorganic layer may include any one of SiNx, Al 2 O 3 , SiO 2 , TiO 2 .
  • the top layer exposed to the outside of the encapsulation layer may be formed of an inorganic layer to prevent moisture permeation to the organic light emitting device.
  • the organic light emitting diode display according to the exemplary embodiment may include an insulating film, a protective film, and a pixel defining layer including the positive photosensitive resin composition.
  • a positive photosensitive resin composition according to an exemplary embodiment of the present invention may be used to form a pattern such as a thin film transistor.
  • FIGS. 4 to 5 a display device according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4 to 5.
  • the gate line 121 including the gate electrode 124 is positioned on the first insulating substrate 110 made of transparent glass or plastic.
  • the gate conductor may be aluminum-based metal such as aluminum (Al) or aluminum alloy, silver-based metal such as silver (Ag) or silver alloy, copper-based metal such as copper (Cu) or copper alloy, or molybdenum-based such as molybdenum (Mo) or molybdenum alloy It may be made of metal, chromium (Cr), tantalum (Ta) and titanium (Ti).
  • a gate insulating layer 140 made of silicon nitride (SiNx) and / or silicon oxide (SiOx) and / or the positive photosensitive resin composition described above is disposed on the gate conductor.
  • the gate insulating layer 140 may have a multilayer structure including at least two insulating layers having different physical properties.
  • the semiconductor layer 154 is positioned on the gate insulating layer 140, and the data line 171 including the source electrode 173 and the drain electrode 175 is positioned on the semiconductor layer 154 and the gate insulating layer 140.
  • the data line 171 includes a wide end portion (not shown) for connection with another layer or an external driving circuit.
  • the data line 171 transmits a data signal and mainly extends in the vertical direction to cross the gate line 121.
  • the data line 171 may have a first curved portion having a curved shape in order to obtain a maximum transmittance of the liquid crystal display, and the curved portions may meet each other in an intermediate region of the pixel area to form a V shape.
  • the middle region of the pixel region may further include a second curved portion bent to form a predetermined angle with the first curved portion.
  • the source electrode 173 is a part of the data line 171 and is disposed on the same line as the data line 171.
  • the drain electrode 175 is formed to extend in parallel with the source electrode 173. Therefore, the drain electrode 175 is parallel with a part of the data line 171.
  • the gate electrode 124, the source electrode 173, and the drain electrode 175 form a thin film transistor (TFT) together with the semiconductor layer 154, and a channel of the thin film transistor is a source electrode ( It is formed in the semiconductor layer 154 between the 173 and the drain electrode 175.
  • TFT thin film transistor
  • a liquid crystal display includes a source electrode 173 positioned on the same line as the data line 171 and a drain electrode 175 extending in parallel with the data line 171, thereby providing data conduction. It is possible to widen the width of the thin film transistor without increasing the area occupied by the sieve, thereby increasing the aperture ratio of the liquid crystal display.
  • the data conductor including the data line 171 is preferably made of a refractory metal such as molybdenum, chromium, tantalum and titanium, or an alloy thereof, and includes a refractory metal film (not shown) and a low resistance conductive film. It may have a multilayer structure including (not shown).
  • Examples of the multi-layer structure include a double layer of chromium or molybdenum (alloy) lower layer and an aluminum (alloy) upper layer, a triple layer of molybdenum (alloy) lower layer, aluminum (alloy) interlayer and molybdenum (alloy) upper layer.
  • the data line 171 and the drain electrode 175 may be made of various other metals or conductors.
  • the first passivation layer 180p is disposed on the exposed portions of the data conductors 171, 173, and 175, the gate insulating layer 140, and the semiconductor layer 154.
  • the first passivation layer 180p may be made of an organic insulating material or an inorganic insulating material, for example, the positive photosensitive resin composition described above.
  • the second passivation layer 180q is positioned on the first passivation layer 180p.
  • the second passivation layer 180q may be omitted.
  • the second passivation layer 180q may be a color filter.
  • the second passivation layer 180q may uniquely display one of the primary colors.
  • the primary colors include three primary colors such as red, green, blue, and yellow ( yellow, cyan, magenta and the like.
  • the color filter may further include a color filter displaying a mixed color of the primary colors or white in addition to the primary colors.
  • the common electrode 270 is positioned on the second passivation layer 180q.
  • the common electrode 270 has a planar shape, may be formed as a plate on the entire surface of the substrate 110, and may have an opening (not shown) disposed in a region corresponding to the periphery of the drain electrode 175. That is, the common electrode 270 may have a planar shape of a plate shape.
  • the common electrodes 270 positioned in adjacent pixels may be connected to each other to receive a common voltage having a predetermined magnitude supplied from outside the display area.
  • the third passivation layer 180r is positioned on the common electrode 270.
  • the third passivation layer 180r may be made of an organic insulating material or an inorganic insulating material, for example, the positive photosensitive resin composition described above.
  • the pixel electrode 191 is positioned on the third passivation layer 180r.
  • the pixel electrode 191 includes curved edges that are substantially parallel to the first curved portion and the second curved portion of the data line 171.
  • the pixel electrode 191 has a plurality of cutouts and includes a plurality of slits defined by the plurality of cutouts.
  • a contact hole 185 exposing the drain electrode 175 is disposed in the first passivation layer 180p, the second passivation layer 180q, and the third passivation layer 180r.
  • the pixel electrode 191 is physically and electrically connected to the drain electrode 175 through the contact hole 185 to receive a voltage from the drain electrode 175.
  • an alignment layer is coated on the pixel electrode 191 and the third passivation layer 180r.
  • the alignment layer may be a horizontal alignment layer and is rubbed in a predetermined direction.
  • the upper panel 200 will now be described.
  • the light blocking member 220 is positioned on the insulating substrate 210, and the flat film 250 is positioned on the light blocking member 220.
  • the color filter is positioned on the lower panel and the light blocking member 220 is positioned on the upper panel, but is not limited thereto. That is, both the color filter and the light blocking member may be positioned on the lower display panel, both the color filter and the light blocking member may be positioned on the upper display panel, or positions of the color filter and the light blocking member may be changed.
  • the liquid crystal layer 3 may have a positive dielectric anisotropy, and specifically, may include a liquid crystal composition having the above-described positive dielectric anisotropy.
  • the liquid crystal molecules 31 of the liquid crystal layer 3 may be oriented horizontally with respect to the surfaces of the two display panels 100 and 200 in the absence of an electric field.
  • the display device may include an insulating film or a protective film including the positive photosensitive resin composition.
  • a positive photosensitive resin composition according to an exemplary embodiment of the present invention may be used to form a pattern such as a thin film transistor.
  • the photosensitive resin composition was manufactured by the same method as Example 2, except that 10 parts by weight of (Z) -N- (cyclohexylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide was used as the oxime-based photoacid generator when preparing the photosensitive resin composition in Example 2. .
  • Photosensitive resin was prepared in the same manner as in Example 2 except that 10 parts by weight of (Z) -N- (cyclohexylsulfonyloxy) -3,4-dimethoxybenzimidoyl cyanide was used as the oxime-based photoacid generator in Example 2 A resin composition was prepared.
  • Example 2 When preparing the photosensitive resin composition in Example 2 was carried out in the same manner as in Example 2, except that 10 parts by weight of (Z) -3,4-dimethoxy-N- (octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide as an oxime-based photoacid generator The photosensitive resin composition was prepared.
  • the photosensitive resin composition was prepared by the same method as Example 2, except that 10 parts by weight of (Z) -N- (cyclohexylmethylsulfonyloxy) -4-methoxybenzimidoyl cyanide was used as the oxime-based photoacid generator when preparing the photosensitive resin composition in Example 2.
  • 10 parts by weight of (Z) -N- (cyclohexylmethylsulfonyloxy) -4-methoxybenzimidoyl cyanide was used as the oxime-based photoacid generator when preparing the photosensitive resin composition in Example 2.
  • the photosensitive resin was prepared in the same manner as in Example 2, except that 10 parts by weight of (Z) -4-methoxy-N- (octylsulfonyloxy) benzimidoyl cyanide was used as the oxime-based photoacid generator when preparing the photosensitive resin composition in Example 2.
  • the composition was prepared.
  • a photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the triazine-based photoacid generator was not used when preparing the photosensitive resin composition in Example 1.
  • Sensitivity-The positive photosensitive resin composition solution prepared in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 4 was prepared using a slit coater on a 370 cm x 470 cm glass substrate on which silicon nitride (SiNx) was deposited. After application, vacuum drying to 0.5 torr and then prebaked at 100 ° C. on a hot plate for 90 seconds to form a 2.0 ⁇ m film.
  • an ultraviolet ray having an intensity of 10 mW / cm 2 was irradiated using an exposure machine using a pattern mask having a width of 2 m. Thereafter, the solution was developed at 23 ° C. for 70 seconds with an aqueous solution of 2.38% by weight of tetramethylammonium hydroxide and washed with ultrapure water for 60 seconds. Sensitivity was measured based on the exposure amount in which the line width is formed to 2.0 micrometers using SEM.
  • LER Line Edge Roughness-The line width of the pattern film formed during the sensitivity measurement of a) was observed from the top to examine the deviation between the largest line width and the smallest line width. LER is better the smaller the value. (Circle) and the case where it is 0.2 micrometer-0.1 micrometer in the case where LER is 0.2 micrometer or more were represented by (triangle
  • Example 1 19mJ X ⁇ ⁇ Example 2 18mJ X ⁇ ⁇ Example 3 16mJ X ⁇ ⁇ Example 4 20mJ X ⁇ ⁇ Example 5 18mJ X ⁇ ⁇ Example 6 24mJ X ⁇ ⁇ Example 7 19mJ X ⁇ ⁇ Example 8 23mJ X ⁇ ⁇ Example 9 22mJ X ⁇ ⁇ Example 10 22mJ X ⁇ ⁇ Comparative Example 1 20mJ ⁇ X ⁇ Comparative Example 2 20mJ ⁇ ⁇ ⁇ Comparative Example 3 15 mJ X ⁇ X Comparative Example 4 35 mJ X ⁇ X
  • Comparative Examples 1 and 2 were found to have almost similar sensitivity, Comparative Examples 1 and 2 generated triazine-based photo-acid It was confirmed that the wave pattern was formed by not including the agent.
  • Comparative Examples 1 and 2 which also do not contain the triazine series photoacid generator, confirmed that the line edge roughness was not good. That is, it was confirmed that the deviation between the line width is significant.
  • the comparative examples that do not include the triazine-based photoacid generator have a wave pattern or the line width variation is severe, and the comparative examples that do not include the oxime-based photoacid generator have a small tapered angle of the line width ( Less than 70 degrees).
  • the positive photosensitive resin composition including both the triazine-based photoacid generator and the oxime-based photoacid generator as in the embodiment of the present invention reduces the wave pattern formation and line width variation as well as the sensitivity, and reduces the tapered angle of the line width. Can be kept high. That is, it can be seen that a fine pattern can be easily implemented to provide a high resolution display device.

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Abstract

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.

Description

표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물 및 이를 포함하는 표시 장치
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.
Figure PCTKR2016004579-appb-I000001
(화학식1)
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.
Figure PCTKR2016004579-appb-I000002
(화학식1)
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.
Figure PCTKR2016004579-appb-I000003
(화학식1)
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.
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.
Figure PCTKR2016004579-appb-I000004
(화학식1)
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 디프로필렌글리콜메틸헥실에테르일 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.
Figure PCTKR2016004579-appb-I000005
(화학식 1-A)
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.
감도 웨이브 패턴 라인엣지러프니스 각도
실시예 1 19mJ X △ ○
실시예 2 18mJ X ○ ○
실시예 3 16mJ X ○ △
실시예 4 20mJ X ○ ○
실시예 5 18mJ X ○ ○
실시예 6 24mJ X ○ ○
실시예 7 19mJ X ○ ○
실시예 8 23mJ X △ ○
실시예 9 22mJ X △ ○
실시예 10 22mJ X ○ △
비교예 1 20mJ ○ X ○
비교예 2 20mJ ○ △ ○
비교예 3 15mJ X ○ X
비교예 4 35mJ X ○ X
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.

Claims (19)

  1. a) 하기 화학식 1로 표시되는 공중합체;
    b-1) 옥심 계열 광산 발생제;
    b-2) 트리아진 계열 광산 발생제;
    c) 유기 염기; 및
    d) 용매를 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물:
    Figure PCTKR2016004579-appb-I000006
    (화학식1)
    상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
  2. 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.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 옥심 계열 광산 발생제는 3 내지 20 중량부를 포함하고,
    상기 트리아진 계열 광산 발생제는 0.5 내지 10 중량부를 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물.
  4. 제1항에서,
    상기 공중합체는 100 중량부를 포함하고,
    상기 유기 염기 0.1 내지 5 중량부를 포함하며,
    고형분 함량이 50 내지 90 중량%가 되도록 용매를 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물.
  5. 제1항에서,
    상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물.
  6. 제1항에서,
    상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물.
  7. 제1항에 있어서,
    멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함하는 표시 장치용 포지티브형 감광성 수지 조성물.
  8. 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 포함하는 유기 발광 표시 장치:
    Figure PCTKR2016004579-appb-I000007
    (화학식1)
    상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
  9. 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.
  10. 제8항에 있어서,
    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 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  11. 제8항에서,
    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 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  12. 제8항에서,
    상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 유기 발광 표시 장치.
  13. 제8항에서,
    상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 유기 발광 표시 장치.
  14. 제8항에 있어서,
    멜라민 가교제 및 실란 커플링제를 더 포함하는 유기 발광 표시 장치.
  15. 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 포함하는 표시 장치:
    Figure PCTKR2016004579-appb-I000008
    (화학식1)
    상기 화학식 1에서, 상기 R1은 아세탈 및 케탈 중 어느 하나이며, 상기 x + y + z = 1이다.
  16. 제15항에서,
    상기 x는 0.1 내지 0.9이고,
    상기 y는 0.0 내지 0.3이고,
    상기 z는 0.1 내지 0.9인 표시 장치.
  17. 제15항에 있어서,
    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 포함하는 표시 장치.
  18. 제15항에서,
    상기 옥심 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이하이고 pH가 3.0 내지 4.0인 표시 장치.
  19. 제15항에서,
    상기 트리아진 계열 광산 발생제는 주 흡광 파장이 380nm 이상이고 pH가 2.0 내지 3.0인 표시 장치.
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