KR102285023B1 - Precursor polymer containing benzyl alcohol group, insulation layer formed from the same and method of forming insulation layer using the same - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예들은 말단 캡핑기 및 링커기 중 적어도 하나로서 벤질알코올기를 포함하고, 폴리아믹산 또는 폴리히드록시 아마이드 구조를 갖는 전구체 고분자를 제공한다. 벤질알코올기의 가교에 의해 기계적 특성이 향상된 고분자 구조가 형성될 수 있다.Embodiments of the present invention provide a precursor polymer including a benzyl alcohol group as at least one of an end capping group and a linker group, and having a polyamic acid or polyhydroxy amide structure. A polymer structure with improved mechanical properties may be formed by crosslinking the benzyl alcohol group.

Description

벤질 알코올기 함유 전구체 고분자, 이로부터 형성된 절연막 및 이를 사용한 절연막 형성 방법{PRECURSOR POLYMER CONTAINING BENZYL ALCOHOL GROUP, INSULATION LAYER FORMED FROM THE SAME AND METHOD OF FORMING INSULATION LAYER USING THE SAME}A precursor polymer containing a benzyl alcohol group, an insulating film formed therefrom, and a method for forming an insulating film using the same

본 발명은 벤질 알코올기를 포함하는 전구체 고분자, 이로부터 형성된 절연막 및 이를 사용한 절연막 형성 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a precursor polymer containing a benzyl alcohol group, an insulating film formed therefrom, and a method for forming an insulating film using the same.

최근 반도체 소자, 디스플레이 장치 등의 전자 소자 분야에서, 패턴들의 임계 치수가 갈수록 감소하면서, 고해상도 구조가 구현되고 있다.In recent years, in the field of electronic devices such as semiconductor devices and display devices, as critical dimensions of patterns gradually decrease, a high-resolution structure is being implemented.

예를 들면, 반도체 소자에 포함되는 인터커넥션 라인, 비트 라인 등과 같은 배선들의 라인 앤 스페이스(L/S)가 감소하면서 높이도 감소함에 따라, 외부의 미소한 충격에도 상기 배선의 무너지거나 열 손상이 발생할 수 있다. 예를 들면, 상기 배선을 덮는 유기 절연막의 경화 온도가 증가하거나, 경화 수축이 발생하는 경우 배선 역시 손상될 수 있다.For example, as the line and space (L/S) of wirings included in a semiconductor device such as an interconnection line and a bit line decreases and the height also decreases, the wiring may collapse or thermally damaged even by a slight external impact. can occur For example, when the curing temperature of the organic insulating film covering the wiring increases or curing shrinkage occurs, the wiring may also be damaged.

또한, 최근 플렉시블 디스플레이 장치가 개발되면서 디스플레이 패널의 기판 또는 절연 구조를 유연성을 갖는 유기 절연막으로 형성하고 있다. 상기 유기 절연막 형성을 위한 고온 경화 공정 시 디스플레이 장치에 포함된 회로 구조들이 열 손상 될 수 있다.In addition, as a flexible display device has recently been developed, a substrate or an insulating structure of a display panel is formed of an organic insulating film having flexibility. During the high-temperature curing process for forming the organic insulating layer, circuit structures included in the display device may be thermally damaged.

상기 유기 절연막 소재로서 폴리이미드(polyimide) 또는 폴리벤족사졸(polybenzoxazole)이 채용되고 있으며, 상술한 배선, 기판 등의 열 손상 방지를 위해 저온 경화 공정이 수행될 필요가 있다. 따라서, 예를 들면 250℃ 이하의 저온 경화를 통해서도 원하는 탄성, 내화학성, 경도를 갖는 폴리이미드 또는 폴리벤족사졸 혹은 이의 전구체 구조가 적용될 필요가 있다.Polyimide or polybenzoxazole is employed as the material for the organic insulating film, and a low-temperature curing process needs to be performed in order to prevent thermal damage to the above-described wiring and substrate. Therefore, for example, it is necessary to apply a polyimide or polybenzoxazole or a precursor structure thereof having desired elasticity, chemical resistance, and hardness even through a low temperature curing of 250° C. or less.

예를 들면, 한국공개특허 제10-2016-0063715호는 수용성 폴리아믹산을 사용한 폴리이미드 제조 방법을 개시하고 있으나, 충분한 저온 경화 특성을 구현하기에는 한계가 있다.For example, Korean Patent Application Laid-Open No. 10-2016-0063715 discloses a polyimide manufacturing method using a water-soluble polyamic acid, but there is a limit in implementing sufficient low-temperature curing properties.

한국공개특허공보 제 10-2016-0063715호Korean Patent Publication No. 10-2016-0063715

본 발명의 일 과제는 향상된 경화성 및 신뢰성을 갖는 벤질 알코올기 함유 전구체 고분자를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a benzyl alcohol group-containing precursor polymer having improved curability and reliability.

본 발명의 일 과제는 상기 벤질 알코올기 함유 전구체 고분자로부터 형성되며 향상된 경화도 및 신뢰성을 갖는 절연막을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide an insulating film formed from the benzyl alcohol group-containing precursor polymer and having an improved degree of curing and reliability.

본 발명의 일 과제는 상기 벤질 알코올기 함유 전구체 고분자를 사용하여 절연막을 형성하는 방법을 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a method of forming an insulating film using the benzyl alcohol group-containing precursor polymer.

1. 말단 캡핑기 및 링커기 중 적어도 하나로서 벤질알코올기를 포함하고, 폴리아믹산 또는 폴리히드록시 아마이드 구조를 갖는 전구체 고분자.1. A precursor polymer comprising a benzyl alcohol group as at least one of an end capping group and a linker group, and having a polyamic acid or polyhydroxy amide structure.

2. 위 1에 있어서, 상기 벤질알코올기는 상기 링커기로 제공되며, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래하는 전구체 고분자:2. The precursor polymer according to 1 above, wherein the benzyl alcohol group is provided as the linker group, and is derived from a compound represented by the following formula (1):

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018000266276-pat00001
Figure 112018000266276-pat00001

(화학식 1중, Ar1은 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹임).(In Formula 1, Ar 1 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms).

3. 위 2에 있어서, 상기 벤질알코올기는 하기의 화학식 1-1 또는 1-2의 화합물로부터 유래하는, 전구체 고분자:3. The precursor polymer according to 2 above, wherein the benzyl alcohol group is derived from a compound of Formula 1-1 or 1-2 below:

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112018000266276-pat00002
Figure 112018000266276-pat00002

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112018000266276-pat00003
.
Figure 112018000266276-pat00003
.

4. 위 1에 있어서, 상기 벤질알코올기는 상기 말단 캡핑기로 제공되며, 하기의 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 유래하는 전구체 고분자:4. The precursor polymer according to 1 above, wherein the benzyl alcohol group is provided as the end capping group, and is derived from a compound represented by the following Chemical Formula 2:

[화학식 2] [Formula 2]

Figure 112018000266276-pat00004
Figure 112018000266276-pat00004

(화학식 2 중, Ar2는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹임).(In Formula 2, Ar 2 is an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms).

5. 위 4에 있어서, 상기 벤질알코올기는 하기의 화학식 2-1 내지 2-3의 화합물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로부터 유래하는, 전구체 고분자:5. The precursor polymer according to 4 above, wherein the benzyl alcohol group is derived from at least one selected from the group consisting of compounds of Formulas 2-1 to 2-3 below:

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112018000266276-pat00005
Figure 112018000266276-pat00005

[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112018000266276-pat00006
Figure 112018000266276-pat00006

[화학식 2-3][Formula 2-3]

Figure 112018000266276-pat00007
.
Figure 112018000266276-pat00007
.

6. 위 1에 있어서, 하기 화학식 3으로 표시되는 폴리아믹산 구조를 포함하는, 전구체 고분자:6. The precursor polymer according to the above 1, comprising a polyamic acid structure represented by the following formula (3):

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018000266276-pat00008
Figure 112018000266276-pat00008

(화학식 3중, Ar1 및 Ar2는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹이고, R1은 방향족기를 포함하는 2가의 유기기이고, R2는 방향족기를 포함하는 4가의 유기기이고, n1 및 n2는 각각 1 내지 10,000의 자연수임).(In Formula 3, Ar 1 and Ar 2 are aromatic hydrocarbon groups having 6 to 12 carbon atoms, R 1 is a divalent organic group including an aromatic group, R 2 is a tetravalent organic group including an aromatic group, n1 and n2 is a natural number from 1 to 10,000, respectively).

7. 위 6에 있어서, 폴리이미드 전구체로 제공되는 전구체 고분자.7. The precursor polymer according to the above 6, which is provided as a polyimide precursor.

8. 위 1에 있어서, 하기 화학식 4로 표시되는 폴리히드록시 아마이드 구조를 포함하는, 전구체 고분자:8. The precursor polymer according to the above 1, comprising a polyhydroxy amide structure represented by the following formula (4):

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112018000266276-pat00009
Figure 112018000266276-pat00009

(화학식 4중, Ar1 및 Ar2는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹이고, R3는 방향족기를 포함하는 4가의 유기기이고, R4는 방향족기를 포함하는 2가의 유기기이고, n1 및 n2는 각각 1 내지 10,000의 자연수임).(In Formula 4, Ar 1 and Ar 2 are an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms, R 3 is a tetravalent organic group including an aromatic group, R 4 is a divalent organic group including an aromatic group, n1 and n2 is a natural number from 1 to 10,000, respectively).

9. 위 8에 있어서, 폴리벤족사졸 전구체로 제공되는 전구체 고분자.9. The precursor polymer according to 8 above, which is provided as a polybenzoxazole precursor.

10. 위 1 내지 9 중 어느 한 항의 전구체 고분자를 포함하는 조성물을 기판 상에 코팅하여 도막을 형성하는 단계; 및10. Forming a coating film by coating the composition comprising the precursor polymer of any one of 1 to 9 on a substrate; and

상기 도막을 100 내지 200℃의 온도에서 경화하는 단계를 포함하는, 절연막 형성 방법.Including the step of curing the coating film at a temperature of 100 to 200 ℃, the insulating film forming method.

11. 위 1 내지 9중 어느 한 항의 전구체 고분자가 경화된 폴리이미드 구조 또는 폴리벤족사졸 구조를 포함하는 절연막.11. An insulating film comprising a polyimide structure or a polybenzoxazole structure in which the precursor polymer of any one of 1 to 9 above is cured.

12. 위 11에 있어서, 디스플레이 장치의 기판 또는 반도체 장치의 배선 보호막으로 사용되는 절연막.12. The insulating film according to 11 above, which is used as a substrate of a display device or a wiring protective film of a semiconductor device.

본 발명의 실시예들에 따른 전구체 고분자는 예를 들면, 폴리이미드 전구체 또는 폴리 벤족사졸 전구체로 제공되며 벤질알코올기를 전구체 고분자 말단에 또는 고분자의 반복단위 내에 포함할 수 있다.The precursor polymer according to embodiments of the present invention is provided as, for example, a polyimide precursor or a polybenzoxazole precursor, and may include a benzyl alcohol group at the end of the precursor polymer or in a repeating unit of the polymer.

상기 벤질알코올기는 경화 공정을 통해 추가 가교사이트로 제공되어 상기 전구체 고분자 내부에서 이미드화 또는 벤족사졸화 되는 동시에 고분자들끼리 네트워킹이 형성될 수 있다. 따라서, 상대적으로 저온에서 경화 공정이 수행되더라도 충분한 경화도, 경도 및 탄성과 같은 기계적 물성을 확보할 수 있다.The benzyl alcohol group may be provided as an additional cross-linking site through a curing process to be imidized or benzoxazole-formed inside the precursor polymer, and networking may be formed between the polymers. Therefore, even if the curing process is performed at a relatively low temperature, mechanical properties such as a sufficient degree of curing, hardness, and elasticity may be secured.

상기 전구체 고분자를 사용하여 반도체 장치 또는 디스플레이 장치에 적용되며, 저온 경화를 통해서도 향상된 경화도, 탄성, 내화학성을 갖는 절연막을 형성할 수 있다.It is applied to a semiconductor device or a display device using the precursor polymer, and an insulating film having an improved degree of curing, elasticity, and chemical resistance can be formed even through low-temperature curing.

본 발명의 실시예들은, 벤질알코올기를 함유하는 말단 캡핑기 또는 링커기를 포함하며 저온 경화 공정을 통해 폴리이미드 혹은 폴리벤족사졸 계열의 네트워크 구조를 형성할 수 있는 전구체 고분자를 제공한다. 또한, 상기 전구체 고분자를 사용하여 형성된 절연막 및 이의 형성방법이 제공된다.Embodiments of the present invention provide a precursor polymer that includes an end capping group or a linker group containing a benzyl alcohol group and capable of forming a polyimide or polybenzoxazole-based network structure through a low temperature curing process. In addition, an insulating film formed using the precursor polymer and a method for forming the same are provided.

이하, 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

<< 벤질benzyl 알코올기를alcohol group 함유하는 전구체 고분자> Precursor polymer containing>

본 출원에서 사용되는 용어 "전구체 고분자"는 중합체 구조를 가지면서 추가 가교 혹은 경화를 통해 다른 고분자 구조로 변환되는 전구체로서 제공되는 화합물을 의미할 수 있다. 본 발명의 실시예들을 통해 제공되는 전구체 고분자는 폴리이미드 혹은 폴리벤족사졸의 전구체로서 제공될 수 있다. As used herein, the term “precursor polymer” may refer to a compound that has a polymer structure and is provided as a precursor that is converted into another polymer structure through additional crosslinking or curing. The precursor polymer provided through the embodiments of the present invention may be provided as a precursor of polyimide or polybenzoxazole.

일부 실시예들에 있어서, 상기 전구체 고분자가 폴리이미드 전구체로 제공되는 경우, 상기 전구체 고분자는 폴리아믹산(polyamic acid) 구조를 포함할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 전구체 고분자가 폴리벤족사졸 전구체로 제공되는 경우, 상기 전구체 고분자는 폴리히드록시 아마이드(polyhydroxy amide) 구조를 포함할 수 있다.In some embodiments, when the precursor polymer is provided as a polyimide precursor, the precursor polymer may include a polyamic acid structure. In some embodiments, when the precursor polymer is provided as a polybenzoxazole precursor, the precursor polymer may include a polyhydroxy amide structure.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 전구체 고분자는 벤질 알코올기를 함유할 수 있다. 상기 벤질 알코올기는 상기 전구체 고분자의 말단 캡핑기 및/또는 링커기로 포함될 수 있다. In example embodiments, the precursor polymer may contain a benzyl alcohol group. The benzyl alcohol group may be included as an end capping group and/or a linker group of the precursor polymer.

상기 벤질 알코올기는 아민기를 포함할 수 있다. 상기 벤질 알코올기가 상기 전구체 고분자의 링커기로 포함되는 경우, 상기 벤질 알코올기는 상기 전구체 고분자의 반복 단위 내에 함유될 수 있다. 이 경우, 상기 벤질 알코올기는 벤질 알코올기 함유 디아민(diamine) 화합물로부터 유래될 수 있다.The benzyl alcohol group may include an amine group. When the benzyl alcohol group is included as a linker group of the precursor polymer, the benzyl alcohol group may be included in the repeating unit of the precursor polymer. In this case, the benzyl alcohol group may be derived from a benzyl alcohol group-containing diamine compound.

상기 벤질 알코올기 함유 디아민 화합물은 예를 들면, 하기의 화학식 1로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.The benzyl alcohol group-containing diamine compound may include, for example, a compound represented by Formula 1 below.

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112018000266276-pat00010
Figure 112018000266276-pat00010

화학식 1중, Ar1은 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹일 수 있다. 상기 방향족 탄화수소 그룹은 2개의 벤젠 링이 결합된 구조를 포함할 수도 있다.In Formula 1, Ar 1 may be an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. The aromatic hydrocarbon group may include a structure in which two benzene rings are bonded.

예를 들면, 상기 디아민 화합물은 하기의 화학식 1-1 또는 화학식 1-2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다. For example, the diamine compound may include a compound represented by the following Chemical Formula 1-1 or 1-2.

[화학식 1-1][Formula 1-1]

Figure 112018000266276-pat00011
Figure 112018000266276-pat00011

[화학식 1-2][Formula 1-2]

Figure 112018000266276-pat00012
Figure 112018000266276-pat00012

화학식 1-2의 경우, 바람직하게는 아민기들은 히드록실기와 메타(metha) 위치에 결합될 수 있다. 이 경우, 상기 디아민 화합물은 하기 화학식 1-2-1의 화합물을 포함할 수 있다.In the case of Formula 1-2, preferably, amine groups may be bonded to a hydroxyl group and a meta position. In this case, the diamine compound may include a compound of Formula 1-2-1 below.

[화학식 1-2-1][Formula 1-2-1]

Figure 112018000266276-pat00013
Figure 112018000266276-pat00013

상기 아민기들이 오쏘(ortho) 위치게 결합된 경우, 상기 디아민 화합물은 히드록실기와의 입체 장애로 실질적으로 전구체 고분자의 단량체들과의 반응에 참여하지 못할 수 있다. 상기 아민기들이 파라위치에 결합된 경우, 상기 디아민 화합물의 반응성이 지나치게 증가하여 상기 전구체 고분자의 단량체들의 중합 반응이 오히려 저해될 수 있다.When the amine groups are bonded in an ortho position, the diamine compound may not substantially participate in the reaction with the monomers of the precursor polymer due to steric hindrance with the hydroxyl group. When the amine groups are bonded to the para position, the reactivity of the diamine compound may be excessively increased, thereby inhibiting the polymerization reaction of the monomers of the precursor polymer.

상기 벤질 알코올기가 상기 전구체 고분자의 말단 캡핑기로 제공되는 경우, 상기 벤질 알코올기는 벤질 알코올기 함유 모노아민 화합물로부터 유래될 수 있다.When the benzyl alcohol group serves as an end capping group of the precursor polymer, the benzyl alcohol group may be derived from a benzyl alcohol group-containing monoamine compound.

예를 들면, 상기 벤질 알코올기 함유 모노아민 화합물은 하기 화학식 2로 표시될 수 있다.For example, the benzyl alcohol group-containing monoamine compound may be represented by Formula 2 below.

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112018000266276-pat00014
Figure 112018000266276-pat00014

화학식 2 중, Ar2는 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹일 수 있다. 바람직하게는 상기 모노아민 화합물은 하기 화학식 2-1 내지 2-3의 화합물들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In Formula 2, Ar 2 may be an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms. Preferably, the monoamine compound may include at least one of compounds represented by the following Chemical Formulas 2-1 to 2-3.

[화학식 2-1][Formula 2-1]

Figure 112018000266276-pat00015
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[화학식 2-2][Formula 2-2]

Figure 112018000266276-pat00016
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[화학식 2-3][Formula 2-3]

Figure 112018000266276-pat00017
Figure 112018000266276-pat00017

상기 벤질 알코올기가 상기 전구체 고분자의 말단 캡핑기로 제공되는 경우, 상기 벤질 알코올기 함유 모노아민 화합물은 상기 전구체 고분자의 분자량 조절제로서 작용할 수도 있다.When the benzyl alcohol group serves as an end capping group of the precursor polymer, the benzyl alcohol group-containing monoamine compound may act as a molecular weight regulator of the precursor polymer.

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 벤질 알코올기를 함유하는 전구체 고분자는 폴리아믹산 구조를 포함하는 폴리이미드 전구체로서 제공되며, 예를 들면 하기의 화학식 3으로 표시될 수 있다. 화학식 3에 표시된 바와 같이, 상기 벤질 알코올기는 전구체 고분자의 말단 캡핑기 및 링커기로서 각각 포함될 수 있다.In some exemplary embodiments, the precursor polymer containing a benzyl alcohol group is provided as a polyimide precursor including a polyamic acid structure, and may be represented by, for example, Chemical Formula 3 below. As shown in Formula 3, the benzyl alcohol group may be included as an end capping group and a linker group of the precursor polymer, respectively.

[화학식 3][Formula 3]

Figure 112018000266276-pat00018
Figure 112018000266276-pat00018

화학식 3중, Ar1 및 Ar2는 화학식 1 및 2에서 정의된 바와 같다. R2는 방향족기를 포함하는 4가의 유기기를 나타낼 수 있다. R1은 방향족기를 포함하는 2가의 유기기를 나타낼 수 있다. n1 및 n2는 반복수를 나타내는 자연수이다. 예를 들면, n1 및 n2는 1 내지 10,000의 자연수 일 수 있다.In Formula 3, Ar 1 and Ar 2 are as defined in Formulas 1 and 2. R 2 may represent a tetravalent organic group including an aromatic group. R 1 may represent a divalent organic group including an aromatic group. n1 and n2 are natural numbers representing the number of repetitions. For example, n1 and n2 may be natural numbers from 1 to 10,000.

n1으로 표시된 단위는 디아민 전구체 및 이산 무수물(diacid anhydride) 전구체가 서로 결합하여 생성된 아믹산 단위를 나타내며, n2로 표시된 단위는 벤질알코올기가 링커기로 결합된 아믹산 단위를 나타낼 수 있다.The unit represented by n1 represents an amic acid unit produced by bonding a diamine precursor and a diacid anhydride precursor to each other, and the unit represented by n2 may represent an amic acid unit in which a benzyl alcohol group is bonded to a linker group.

상기 디아민 전구체 및 이산 무수물 전구체로서 폴리이미드 혹은 폴리아믹산 합성을 위해 당해 기술분야에서 상용되는 화합물들을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.As the diamine precursor and diacid anhydride precursor, compounds commonly used in the art for synthesizing polyimide or polyamic acid may be used without particular limitation.

비제한적인 예로서 상기 디아민 전구체 및 상기 이산 무수물 전구체는 각각 하기의 화학식 3-1 및 화학식 3-2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.As a non-limiting example, the diamine precursor and the diacid anhydride precursor may include compounds represented by the following Chemical Formulas 3-1 and 3-2, respectively.

[화학식 3-1][Formula 3-1]

Figure 112018000266276-pat00019
Figure 112018000266276-pat00019

[화학식 3-2][Formula 3-2]

Figure 112018000266276-pat00020
Figure 112018000266276-pat00020

예를 들면, 이산 무수물 전구체가 상기 화학식 3-2의 화합물을 포함하는 경우, -CF3기가 전자 끌개 그룹으로 작용하여 디아민 전구체의 친핵성 공격을 촉진할 수 있다. 따라서, 낮은 온도에서도 용이하게 폴리아믹산 구조를 수득할 수 있다.For example, when the diacid anhydride precursor includes the compound of Formula 3-2, the -CF 3 group may act as an electron withdrawing group to promote nucleophilic attack of the diamine precursor. Therefore, it is possible to easily obtain a polyamic acid structure even at a low temperature.

일부 예시적인 실시예들에 있어서, 상기 벤질 알코올기를 함유하는 전구체 고분자는 폴리히드록시 아미드 구조를 포함하는 폴리벤족사졸 전구체로서 제공되며, 예를 들면 하기의 화학식 4으로 표시될 수 있다. 화학식 4에 표시된 바와 같이, 상기 벤질 알코올기는 전구체 고분자의 말단 캡핑기 및 링커기로서 각각 포함될 수 있다.In some exemplary embodiments, the precursor polymer containing a benzyl alcohol group is provided as a polybenzoxazole precursor having a polyhydroxy amide structure, and may be represented by, for example, Chemical Formula 4 below. As shown in Formula 4, the benzyl alcohol group may be included as an end capping group and a linker group of the precursor polymer, respectively.

[화학식 4][Formula 4]

Figure 112018000266276-pat00021
Figure 112018000266276-pat00021

화학식 4중, Ar1 및 Ar2는 화학식 1 및 2에서 정의된 바와 같다. R4는 방향족기를 포함하는 2가의 유기기를 나타낼 수 있다. R3은 방향족기를 포함하는 4가의 유기기를 나타낼 수 있다. n3 및 n4는 반복수를 나타내는 자연수이다. 예를 들면, n3 및 n4는 1 내지 10,000의 자연수 일 수 있다.In Formula 4, Ar 1 and Ar 2 are as defined in Formulas 1 and 2. R 4 may represent a divalent organic group including an aromatic group. R 3 may represent a tetravalent organic group including an aromatic group. n3 and n4 are natural numbers representing the number of repetitions. For example, n3 and n4 may be natural numbers from 1 to 10,000.

n3으로 표시된 단위는 디아미노알코올 전구체, 및 디카르복실산 전구체 혹은 디아실 할라이드 전구체가 서로 결합하여 생성된 히드록시 아마이드 단위를 나타내며, n4로 표시된 단위는 벤질알코올기가 링커기로 결합된 히드록시 아마이드 단위를 나타낼 수 있다.The unit denoted by n3 represents a hydroxy amide unit formed by bonding a diaminoalcohol precursor and a dicarboxylic acid precursor or a diacyl halide precursor to each other, and the unit denoted by n4 is a hydroxy amide unit in which a benzyl alcohol group is bonded to a linker group. can represent

상기 디아미노 알코올 전구체 및 디아실 할라이드 전구체로서 폴리히드록시 아마이드 및 폴리벤족사졸 합성을 위해 당해 기술분야에서 상용되는 화합물들을 특별한 제한없이 사용할 수 있다.As the diamino alcohol precursor and the diacyl halide precursor, compounds commonly used in the art for synthesizing polyhydroxy amide and polybenzoxazole may be used without particular limitation.

비제한적인 예로서 상기 디아미노 알코올 전구체 및 상기 디아실 할라이드 전구체는 각각 하기의 화학식 4-1 및 화학식 4-2로 표시되는 화합물을 포함할 수 있다.As a non-limiting example, the diamino alcohol precursor and the diacyl halide precursor may include compounds represented by the following Chemical Formulas 4-1 and 4-2, respectively.

[화학식 4-1][Formula 4-1]

Figure 112018000266276-pat00022
Figure 112018000266276-pat00022

[화학식 4-2][Formula 4-2]

Figure 112018000266276-pat00023
Figure 112018000266276-pat00023

화학식 3으로 표시된 전구체 고분자는 후속 열경화 공정을 통해 폴리이미드 구조로 변환될 수 있다. 예를 들면, 화학식 3의 n1 및 n2로 표시된 단위들 내에서 인접한 카르복실기 및 아민기 사이의 탈수 축합에 의해 이미드화 반응이 진행되어 폴리이미드 구조가 형성될 수 있다.The precursor polymer represented by Formula 3 may be converted into a polyimide structure through a subsequent thermal curing process. For example, an imidation reaction may proceed by dehydration condensation between adjacent carboxyl groups and amine groups within units represented by n1 and n2 of Formula 3 to form a polyimide structure.

화학식 4로 표시된 전구체 고분자는 후속 열경화 공정을 통해 폴리벤족사졸 구조로 변환될 수 있다. 예를 들면, 화학식 4의 n3 및 n4로 표시된 단위들 내에서 인접한 아마이드 그룹 및 히드록실 그룹 사이의 탈수 축합에 의해 옥사졸화 반응이 진행되어 폴리벤족사졸 구조가 형성될 수 있다.The precursor polymer represented by Formula 4 may be converted into a polybenzoxazole structure through a subsequent thermal curing process. For example, an oxazolation reaction may proceed by dehydration condensation between adjacent amide groups and hydroxyl groups within units represented by n3 and n4 of Formula 4 to form a polybenzoxazole structure.

상기 이미드화 반응 또는 옥사졸화 반응과 함께 벤질알코올기를 포함하는 말단 캡핑기 및 링커기들을 통해 서로 다른 전구체 고분자들끼리 네트워킹이 생성될 수 있다. 예들 들면, 말단 캡핑기들의 아릴링들 사이, 말단 캡핑기 및 링커기의 아릴링들 사이 및/또는 링커기들의 아릴링들 사이에서의 중합 반응에 의해 입체적인 가교가 생성될 수 있다.Networking may be generated between different precursor polymers through the end capping group and the linker group including the benzyl alcohol group together with the imidation reaction or the oxazolation reaction. For example, steric crosslinking may be generated by polymerization between aryl rings of end capping groups, between aryl rings of end capping groups and linker groups, and/or between aryl rings of linker groups.

이에 따라, 고분자 구조의 추가적인 가교 또는 네트워킹에 의해 경화도가 추가로 상승되며, 상대적으로 저온에서도 충분한 경화성 절연막이 형성될 수 있다.Accordingly, the degree of curing is further increased by additional crosslinking or networking of the polymer structure, and a sufficient curable insulating film can be formed even at a relatively low temperature.

<절연막 및 절연막의 형성 방법><Insulation film and method of forming insulating film>

본 발명의 실시예들은 상술한 전구체 고분자를 사용하여 형성된 절연막 및 절연막의 형성 방법을 제공한다.Embodiments of the present invention provide an insulating film formed using the above-described precursor polymer and a method of forming the insulating film.

본 출원에 사용된 용어 "절연막"은 층 구조 뿐만 아니라, 절연 패턴, 절연 기판을 포괄하는 의미로 사용된다. The term “insulating film” used in the present application is used to encompass not only the layer structure, but also the insulating pattern and the insulating substrate.

예시적인 실시예들에 따르면, 상기 벤질 알코올기 함유 전구체 고분자를 포함하는 절연막 코팅 조성물을 제조할 수 있다. According to exemplary embodiments, an insulating film coating composition including the benzyl alcohol group-containing precursor polymer may be prepared.

일부 실시예들에 있어서, 상기 절연막 코팅 조성물은 상기 화학식 3으로 표시되는 폴리이미드 전구체 고분자를 포함할 수 있다. 상기 폴리아미드 전구체 고분자는 화학식 1 또는 2로 표시되는 벤질알코올기 함유 디아민 및/또는 모노아민 화합물, 디아민 전구체 및 이산 무수물 전구체를 유기 용매에 혼합하고 용액 중합 반응을 유도하여 형성될 수 있다. In some embodiments, the insulating film coating composition may include the polyimide precursor polymer represented by Formula 3 above. The polyamide precursor polymer may be formed by mixing a benzyl alcohol group-containing diamine and/or monoamine compound represented by Formula 1 or 2, a diamine precursor, and a diacid anhydride precursor in an organic solvent and inducing a solution polymerization reaction.

일부 실시예들에 있어서, 상기 절연막 코팅 조성물은 상기 화학식 4로 표시되는 폴리벤족사졸 고분자를 포함할 수 있다. 상기 폴리아미드 전구체 고분자는 화학식 1 또는 2로 표시되는 벤질알코올기 함유 디아민 혹은 모노아민 화합물, 디아미노알코올 전구체 및 디아실 할라이드 전구체(또는 디카르복실산 전구체)를 유기 용매에 혼합하고 용액 중합 반응을 유도하여 형성될 수 있다. In some embodiments, the insulating film coating composition may include the polybenzoxazole polymer represented by Chemical Formula 4 above. The polyamide precursor polymer is prepared by mixing a benzyl alcohol group-containing diamine or monoamine compound represented by Formula 1 or 2, a diamino alcohol precursor, and a diacyl halide precursor (or dicarboxylic acid precursor) in an organic solvent, followed by a solution polymerization reaction. It can be formed by induction.

상기 유기 용매는 예를 들면, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노에틸 에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌 글리콜모노에틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜프로필에테르아세테이트, 1-메톡시-2-프로판올 아세테이트, 1-메톡시-2-프로판올, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 에틸 락테이트, 톨루엔, 자이렌, 메틸에틸케톤, 사이클로헥사논, 헵타논, γ-부티로 락톤, N-메틸-2-피롤리돈(NMP), m-크레졸 등을 포함 수 있다.The organic solvent is, for example, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, propylene glycol methyl ether. , Propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol propyl ether acetate, 1-methoxy-2-propanol acetate, 1-methoxy-2-propanol, diethylene glycol dimethyl ether, ethyl lactate, toluene, xylene, methyl ethyl ketone , cyclohexanone, heptanone, γ-butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), m-cresol, and the like may be included.

일부 실시예들에 있어서, 상기 절연막 코팅 조성물은 이미드화 혹은 옥사졸화 반응 촉진을 위한 촉매를 더 포함할 수도 있다. 예를 들면, 상기 촉매는 아세트산 무수물 (acetic anhydride), 피리딘(pyridine) 등과 같은 유기 아민, p-톨루엔술폰산(ptoluenesulfonic acid) 또는 히드록시 벤조산과 같은 유기산 계열 화합물을 포함할 수 있다. 상기 촉매가 포함되는 경우 화학적 이미드화(혹은 옥사졸화) 및 열 이미드화(혹은 옥사졸화)가 동시에 진행될 수 있다.In some embodiments, the insulating film coating composition may further include a catalyst for promoting imidization or oxazolation reaction. For example, the catalyst may include an organic amine such as acetic anhydride and pyridine, and an organic acid-based compound such as p-toluenesulfonic acid or hydroxybenzoic acid. When the catalyst is included, chemical imidization (or oxazolation) and thermal imidization (or oxazolation) may proceed simultaneously.

상기 절연막 코팅 조성물에 있어서, 상기 유기 용매에 혼합되는 총 전구체들 대비 상기 벤질알코올기 함유 전구체(상기 벤질알코올기 함유 모노아민 또는 디아민 화합물)의 당량비는 약 5 내지 10몰%일 수 있으며, 조성물 총 중량 중 유기 용매의 함량은 약 50 내지 95 중량%일 수 있다. 이 경우, 적절한 상기 폴리이미드 혹은 폴리벤족사졸의 분자량이 획득될 수 있으며, 조성물의 코팅성이 향상될 수 있다.In the insulating film coating composition, the equivalent ratio of the benzyl alcohol group-containing precursor (the benzyl alcohol group-containing monoamine or diamine compound) to the total precursors mixed in the organic solvent may be about 5 to 10 mol%, the total composition The content of the organic solvent by weight may be about 50 to 95% by weight. In this case, an appropriate molecular weight of the polyimide or polybenzoxazole may be obtained, and the coating property of the composition may be improved.

상기 절연막 코팅 조성물을 기판 상에 도포한 후, 열 경화 공정을 통해 폴리이미드 구조 또는 폴리벤족사졸 구조를 포함하는 절연막이 형성될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 상기 열 경화 공정은 250℃ 이하의 온도에서 수행되는 저온 경화 공정을 포함하며, 일부 실시예들에 있어서, 100 내지 200℃의 범위에서 수행될 수 있다.After the insulating film coating composition is applied on the substrate, an insulating film including a polyimide structure or a polybenzoxazole structure may be formed through a thermal curing process. According to exemplary embodiments, the thermal curing process may include a low temperature curing process performed at a temperature of 250° C. or less, and in some embodiments, may be performed in a range of 100 to 200° C.

상술한 바와 같이, 벤질알코올기를 통해 추가적인 고분자 네트워킹이 형성되므로 저온경화를 통해서도 충분한 경도 및 탄성을 갖는 절연막이 형성될 수 있다.As described above, since additional polymer networking is formed through the benzyl alcohol group, an insulating film having sufficient hardness and elasticity can be formed even through low-temperature curing.

예시적인 실시예들에 있어서, 상기 절연막은 디스플레이 장치의 박막 트랜지스터(TFT) 어레이 기판과 같은 플렉시블 특성을 갖는 유연 기판으로 활용될 수 있다. In example embodiments, the insulating layer may be used as a flexible substrate having flexible characteristics, such as a thin film transistor (TFT) array substrate of a display device.

예를 들면, 캐리어 기판 상에 상기 절연막 코팅 조성물을 코팅하여 예비 기판을 형성할 수 있다. 이후 상기 예비 기판에 대해 상술한 저온 경화 공정을 수행하여 상기 유연 기판을 형성할 수 있다.For example, a preliminary substrate may be formed by coating the insulating film coating composition on a carrier substrate. Thereafter, the flexible substrate may be formed by performing the above-described low-temperature curing process on the preliminary substrate.

이후, 상기 유연 기판 상에 TFT 어레이를 형성하고, 상기 TFT 어레이를 덮는 절연 구조를 형성한 후, 상기 캐리어 기판을 제거할 수 있다. 일부 실시예들에 있어서, 상기 캐리어 기판의 탈착 혹은 제거를 촉진하기 위해 상기 캐리어 기판 상에 상기 절연막 코팅 조성물을 도포하기 전에 희생층을 형성할 수도 있다.Thereafter, a TFT array is formed on the flexible substrate, an insulating structure covering the TFT array is formed, and the carrier substrate may be removed. In some embodiments, a sacrificial layer may be formed before applying the insulating film coating composition on the carrier substrate in order to facilitate detachment or removal of the carrier substrate.

일부 실시예들에 있어서, 상기 절연막은 반도체 장치의 층간 절연막 또는 배선 보호막 과 같은 절연 구조로 활용될 수 있다. 예를 들면, 상기 절연막 코팅 조성물이 배선이 형성된 반도체 소자의 기판 상에 코팅되고 경화 공정을 통해 폴리이미드 혹은 폴리벤족사졸을 포함하는 보호막이 형성될 수 있다.In some embodiments, the insulating layer may be used as an insulating structure such as an interlayer insulating layer or a wiring protection layer of a semiconductor device. For example, the insulating film coating composition may be coated on a substrate of a semiconductor device on which wiring is formed, and a protective film including polyimide or polybenzoxazole may be formed through a curing process.

일 실시예에 있어서, 상기 절연막 코팅 조성물은 광 개시제와 같은 광활성 제제를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 절연막 코팅 조성물은 감광성을 가질 수 있으며, 노광 및 현상 공정을 통해 패터닝될 수도 있다. 이 경우, 상기 절연막은 상기 배선을 선택적으로 덮도록 패터닝될 수도 있다.In one embodiment, the insulating film coating composition may further include a photoactive agent such as a photoinitiator. In this case, the insulating film coating composition may have photosensitivity, and may be patterned through exposure and development processes. In this case, the insulating layer may be patterned to selectively cover the wiring.

상기 광활성 제제는 G-라인, I-라인 등에 대하여 반응성을 갖는 디아조 나프타퀴논(diazo naphta quinone; DNQ) 혹은 나프토퀴논 디아자이드(naphtoquinone diazaide; NQD) 계열의 화합물일 수 있다.The photoactive agent may be a diazo naphta quinone (DNQ) or naphtoquinone diazaide (NQD)-based compound having reactivity with respect to G-line, I-line, and the like.

또한, 상기 절연막 코팅 조성물은 상기 전구체 고분자와 상기 광활성 제제로부터 유도된 광반응을 통해 가교될 수 있는 가교제를 더 포함할 수도 있다. 상기 가교제는 예를 들면, 디비닐아릴, 디비닐알칸, 프탈릭 무수물, 테트라하이드로프탈릭 무수물, 나딕 메틸 무수물, 클로로엔딕 무수물, 페놀-포름알데하이드, 헥사메틸렌테타민, 아릴 에폭사이드, 알킬 에폭사이드 등을 들 수 있다. 이들은 단독 또는 2종 이상이 조합되어 사용될 수 있다.In addition, the insulating film coating composition may further include a crosslinking agent capable of crosslinking through a photoreaction induced from the precursor polymer and the photoactive agent. The crosslinking agent is, for example, divinylaryl, divinylalkane, phthalic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, nadic methyl anhydride, chloroendic anhydride, phenol-formaldehyde, hexamethylenethetamine, aryl epoxide, alkyl epoxide side etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.

일부 실시예들에 있어서, 상기 절연막 코팅 조성물을 기판 상에 도포 후, 제1 베이킹(예를 들면, 소프트 베이킹) 공정이 수행될 수 있다. 이후, 노광 공정이 수행되고, 제2 베이킹(예를 들면, 노광 후 베이킹(PEB) 혹은 하드 베이킹) 공정이 수행되어 상기 절연막이 형성될 수 있다. In some embodiments, after the insulating film coating composition is applied on the substrate, a first baking (eg, soft baking) process may be performed. Thereafter, an exposure process may be performed, and a second baking process (eg, post-exposure baking (PEB) or hard baking) may be performed to form the insulating layer.

상기 제1 및 제2 베이킹 공정은 모두 250℃ 이하의 온도(예를 들면, 100 내지 200℃)에서 수행되는 저온 경화 공정일 수 있다.Both the first and second baking processes may be low-temperature curing processes performed at a temperature of 250° C. or less (eg, 100 to 200° C.).

상술한 바와 같이, 예시적인 실시예들에 따른 폴리이미드 또는 폴리벤족사졸 구조의 절연막은 저온 경화를 통해 형성되므로, 절연막의 경화 수축, 고온 경화에 따른 배선, TFT, 절연 구조의 기계적, 열적 손상을 억제할 수 있다.As described above, since the insulating film of the polyimide or polybenzoxazole structure according to the exemplary embodiments is formed through low-temperature curing, curing shrinkage of the insulating film, wiring, TFT, and mechanical and thermal damage to the insulating structure due to high-temperature curing are prevented. can be suppressed

이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 바람직한 실시예들 및 비교예를 포함하는 실험예를 제시하나, 이들 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐 첨부된 특허청구범위를 제한하는 것이 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 실시예에 대한 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연한 것이다.Hereinafter, experimental examples including preferred examples and comparative examples are presented to help the understanding of the present invention, but these examples are merely illustrative of the present invention and do not limit the appended claims, It is obvious to those skilled in the art that various changes and modifications to the embodiments are possible within the scope and spirit of the invention, and it is natural that such variations and modifications fall within the scope of the appended claims.

실시예Example and 비교예comparative example

하기에 기재된 바와 같이 전구체 혼합물 10중량부를 NMP 용제 90중량부에 용해시키고, 상온에서 10시간 동안 천천히 반응시켜 전구체 고분자가 용해된 절연막 코팅 조성물이 제조되었다. 중합체의 중량평균 분자량(Mw)은 겔 투과 크로마토그래피(GPC)를 활용한 폴리스티렌 환산 분자량으로 측정되었다.As described below, 10 parts by weight of the precursor mixture was dissolved in 90 parts by weight of the NMP solvent and reacted slowly at room temperature for 10 hours to prepare an insulating film coating composition in which the precursor polymer was dissolved. The weight average molecular weight (Mw) of the polymer was measured as a polystyrene equivalent molecular weight using gel permeation chromatography (GPC).

실시예Example 1: One: 폴리아믹산polyamic acid 구조의 폴리이미드 전구체 고분자의 합성 Synthesis of structural polyimide precursor polymer

Figure 112018000266276-pat00024
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(8: 1.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 12,500)
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Figure 112018000266276-pat00027
A precursor polymer (weight average molecular weight: 12,500) produced by polymerization of (8: 1.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예 2: 폴리아믹산 구조의 폴리이미드 전구체 고분자의 합성

Figure 112018000266276-pat00028
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Figure 112018000266276-pat00029
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(8: 1.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 11,800) Example 2: Synthesis of polyimide precursor polymer of polyamic acid structure
Figure 112018000266276-pat00028
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Figure 112018000266276-pat00029
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Figure 112018000266276-pat00031
A precursor polymer (weight average molecular weight: 11,800) produced by polymerization of (8: 1.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예Example 3: 3: 폴리히드록시polyhydroxy 아마이드amide 구조의 structural 폴리벤족사졸polybenzoxazole 전구체 고분자의 합성 Synthesis of precursor polymers

Figure 112018000266276-pat00032
,
Figure 112018000266276-pat00033
,
Figure 112018000266276-pat00034
,
Figure 112018000266276-pat00035
(8: 1.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 10,800)
Figure 112018000266276-pat00032
,
Figure 112018000266276-pat00033
,
Figure 112018000266276-pat00034
,
Figure 112018000266276-pat00035
Precursor polymer (weight average molecular weight: 10,800) produced by polymerization of (8: 1.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예Example 4: 4: 폴리히드록시polyhydroxy 아마이드amide 구조의 structural 폴리벤족사졸polybenzoxazole 전구체 고분자의 합성 Synthesis of precursor polymers

Figure 112018000266276-pat00036
,
Figure 112018000266276-pat00037
,
Figure 112018000266276-pat00038
,
Figure 112018000266276-pat00039
(8: 1.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 10,500)
Figure 112018000266276-pat00036
,
Figure 112018000266276-pat00037
,
Figure 112018000266276-pat00038
,
Figure 112018000266276-pat00039
A precursor polymer (weight average molecular weight: 10,500) produced by polymerization of (8: 1.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예Example 5: 5: 폴리아믹산polyamic acid 구조의 폴리이미드 전구체 고분자의 합성 Synthesis of structural polyimide precursor polymer

Figure 112018000266276-pat00040
,
Figure 112018000266276-pat00041
,
Figure 112018000266276-pat00042
(9.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 12,500)
Figure 112018000266276-pat00040
,
Figure 112018000266276-pat00041
,
Figure 112018000266276-pat00042
A precursor polymer (weight average molecular weight: 12,500) produced by polymerization of (9.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예Example 6: 6: 폴리히드록시polyhydroxy 아마이드amide 구조의 structural 폴리벤족사졸polybenzoxazole 전구체 고분자의 합성 Synthesis of precursor polymers

Figure 112018000266276-pat00043
,
Figure 112018000266276-pat00044
,
Figure 112018000266276-pat00045
(9.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 11,800)
Figure 112018000266276-pat00043
,
Figure 112018000266276-pat00044
,
Figure 112018000266276-pat00045
A precursor polymer (weight average molecular weight: 11,800) produced by polymerization of (9.6: 0.8: 10 molar ratio)

실시예Example 7: 7: 폴리히드록시polyhydroxy 아마이드amide 구조의 structural 폴리벤족사졸polybenzoxazole 전구체 고분자의 합성 Synthesis of precursor polymers

Figure 112018000266276-pat00046
,
Figure 112018000266276-pat00047
,
Figure 112018000266276-pat00048
,
Figure 112018000266276-pat00049
(8: 1.6 : 0.8 : 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 10,300 )
Figure 112018000266276-pat00046
,
Figure 112018000266276-pat00047
,
Figure 112018000266276-pat00048
,
Figure 112018000266276-pat00049
Precursor polymer (weight average molecular weight: 10,300) produced by polymerization of (8: 1.6: 0.8: 10 molar ratio)

비교예comparative example 1: One: 폴리아믹산polyamic acid 구조의 폴리이미드 전구체 고분자의 합성 Synthesis of structural polyimide precursor polymer

Figure 112018000266276-pat00050
,
Figure 112018000266276-pat00051
,
Figure 112018000266276-pat00052
(9.6 : 0.8: 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 12,100)
Figure 112018000266276-pat00050
,
Figure 112018000266276-pat00051
,
Figure 112018000266276-pat00052
A precursor polymer (weight average molecular weight: 12,100) produced by polymerization of (9.6: 0.8: 10 molar ratio)

비교예comparative example 2: 2: 폴리히드록시polyhydroxy 아마이드amide 구조의 structural 폴리벤족사졸polybenzoxazole 전구체 고분자의 합성 Synthesis of precursor polymers

Figure 112018000266276-pat00053
,
Figure 112018000266276-pat00054
,
Figure 112018000266276-pat00055
(9.6 : 0.8: 10 몰비율)의 중합반응으로 생성된 전구체 고분자(중량평균분자량: 11,900)
Figure 112018000266276-pat00053
,
Figure 112018000266276-pat00054
,
Figure 112018000266276-pat00055
Precursor polymer (weight average molecular weight: 11,900) produced by polymerization of (9.6: 0.8: 10 molar ratio)

실험예Experimental example

실시예 및 비교예들에 따른 절연막 코팅 조성물을 실리콘 웨이퍼 상에 스핀 코팅한 후, 200℃의 온도로 1시간 동안 경화하여 1,000 Å 두께의 폴리이미드 절연막을 형성하였다. 형성된 상기 폴리이미드 절연막에 대해 아래와 같이 물성을 평가하였으며, 결과는 하기의 표 1에 나타낸다.The insulating film coating compositions according to Examples and Comparative Examples were spin-coated on a silicon wafer, and then cured at a temperature of 200° C. for 1 hour to form a polyimide insulating film having a thickness of 1,000 Å. Physical properties of the formed polyimide insulating film were evaluated as follows, and the results are shown in Table 1 below.

(1) (One) 내용제성solvent resistance 평가 evaluation

실시예 및 비교예들의 폴리이미드 절연막을 NMP 용제 내에 침지한 후 85℃로 가열하면서 10시간 동안 방치하여 용제 처리 전/후의 절연막 외관 상의 변화를 확인하여 아래와 같이 평가하였다.The polyimide insulating films of Examples and Comparative Examples were immersed in NMP solvent and left for 10 hours while heating at 85° C. to check changes in the appearance of the insulating film before and after solvent treatment, and evaluated as follows.

<내용제성 판정><Determination of solvent resistance>

◎: 절연막 표면 외관 변화 없음◎: No change in the appearance of the insulating film surface

○: 절연막 표면 상에 일부 딤플(dimple) 관찰○: Observation of some dimples on the surface of the insulating film

△: 절연막 표면의 일부 손상, 박리 관찰됨△: Partial damage to the surface of the insulating film, peeling observed

×: 절연막의 두께가 전체적으로 감소됨×: the thickness of the insulating film is reduced as a whole

(2) 탄성률 평가(2) Elastic modulus evaluation

시마즈 제작소에서 제조한 오토 그래프 AGS-10kN을 사용하여, 크로스 헤드 스피드 100 mm/min, 척간 거리 50 mm, 필름 폭 10 mm로 폴리이미드 절연막의 인장 탄성률을 측정하였다Using Autograph AGS-10kN manufactured by Shimadzu Corporation, the tensile modulus of elasticity of the polyimide insulating film was measured at a crosshead speed of 100 mm/min, a distance between chucks of 50 mm, and a film width of 10 mm.

◎: 인장 탄성률 10GPa 이상(double-circle): Tensile modulus of elasticity 10 GPa or more

○: 인장 탄성률 8GPa 이상○: Tensile modulus of 8 GPa or more

△: 인장 탄성률 5 GPa 이상 및 8 GPa 미만△: tensile modulus of 5 GPa or more and less than 8 GPa

×: 인장 탄성률 5 GPa 미만x: Tensile modulus less than 5 GPa

내용제성solvent resistance 탄성률modulus of elasticity 실시예 1Example 1 실시예 2Example 2 실시예 3Example 3 실시예 4Example 4 실시예 5Example 5 실시예 6Example 6 실시예 7Example 7 비교예 1Comparative Example 1 비교예 2Comparative Example 2 ×× ××

표 1을 참조하면, 예시적인 실시예들에 따른 벤질알코올기가 함유된 실시예들에 전구체 고분자들의 경우 비교예들에 비해 현저히 향상된 내용제성 및 탄성률이 획득되었다. 상기 벤질알코올기 함유 그룹이 말단 캡핑기 및 링커기로 포함된 실시예 1 내지 4의 경우, 보다 향상된 탄성 특성이 구현되었다.Referring to Table 1, in the case of the precursor polymers in the examples containing the benzyl alcohol group according to the exemplary embodiments, significantly improved solvent resistance and elastic modulus were obtained compared to the comparative examples. In Examples 1 to 4 in which the benzyl alcohol group-containing group was included as an end capping group and a linker group, more improved elastic properties were realized.

Claims (12)

하기의 화학식 3으로 표시되는 폴리아믹산 구조 또는 하기의 화학식 4로 표시되는 폴리히드록시 아마이드 구조를 가지며,
하기의 화학식 1로 표시되는 화합물로부터 유래한 벤질알코올기를 포함하는 링커기 및 하기의 화학식 2로 표시되는 화합물로부터 유래한 벤질알코올기를 포함하는 말단 캡핑기를 포함하는, 전구체 고분자:
[화학식 1]
Figure 112021045122494-pat00065

[화학식 2]
Figure 112021045122494-pat00066

[화학식 3]
Figure 112021045122494-pat00067

[화학식 4]
Figure 112021045122494-pat00068

(화학식 1 내지 4 중, Ar1 및 Ar2는 각각 독립적으로 탄소수 6 내지 12의 방향족 탄화수소 그룹이며,
R1은 방향족기를 포함하는 2가의 유기기이고, R2는 방향족기를 포함하는 4가의 유기기이고, n1 및 n2는 각각 1 내지 10,000의 자연수이며,
R3는 방향족기를 포함하는 4가의 유기기이고, R4는 방향족기를 포함하는 2가의 유기기이고, n1 및 n2는 각각 1 내지 10,000의 자연수임).
It has a polyamic acid structure represented by the following formula (3) or a polyhydroxy amide structure represented by the following formula (4),
A precursor polymer comprising a linker group including a benzyl alcohol group derived from a compound represented by Formula 1 below and an end capping group including a benzyl alcohol group derived from a compound represented by Formula 2 below:
[Formula 1]
Figure 112021045122494-pat00065

[Formula 2]
Figure 112021045122494-pat00066

[Formula 3]
Figure 112021045122494-pat00067

[Formula 4]
Figure 112021045122494-pat00068

(In Formulas 1 to 4, Ar 1 and Ar 2 are each independently an aromatic hydrocarbon group having 6 to 12 carbon atoms,
R 1 is a divalent organic group containing an aromatic group, R 2 is a tetravalent organic group containing an aromatic group, n1 and n2 are each a natural number of 1 to 10,000,
R 3 is a tetravalent organic group including an aromatic group, R 4 is a divalent organic group including an aromatic group, and n1 and n2 are each a natural number of 1 to 10,000).
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 링커기는 하기의 화학식 1-1 또는 1-2의 화합물로부터 유래하는 벤질알코올기를 포함하는, 전구체 고분자:
[화학식 1-1]
Figure 112021045122494-pat00057

[화학식 1-2]
Figure 112021045122494-pat00058
.
The method according to claim 1, wherein the linker group comprises a benzyl alcohol group derived from a compound of Formula 1-1 or 1-2, the precursor polymer:
[Formula 1-1]
Figure 112021045122494-pat00057

[Formula 1-2]
Figure 112021045122494-pat00058
.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 말단 캡핑기는 하기의 화학식 2-1 내지 2-3의 화합물들로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나로부터 유래하는 벤질알코올기를 포함하는, 전구체 고분자:
[화학식 2-1]
Figure 112021045122494-pat00060

[화학식 2-2]
Figure 112021045122494-pat00061

[화학식 2-3]
Figure 112021045122494-pat00062
.
The precursor polymer according to claim 1, wherein the end capping group comprises a benzyl alcohol group derived from at least one selected from the group consisting of compounds of Formulas 2-1 to 2-3 below:
[Formula 2-1]
Figure 112021045122494-pat00060

[Formula 2-2]
Figure 112021045122494-pat00061

[Formula 2-3]
Figure 112021045122494-pat00062
.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 폴리이미드 전구체로 제공되는 전구체 고분자.
The precursor polymer according to claim 1, which is provided as a polyimide precursor.
삭제delete 청구항 1에 있어서, 폴리벤족사졸 전구체로 제공되는 전구체 고분자.
The precursor polymer according to claim 1, which is provided as a polybenzoxazole precursor.
청구항 1, 3, 5, 7 및 9 중 어느 한 항의 전구체 고분자를 포함하는 조성물을 기판 상에 코팅하여 도막을 형성하는 단계; 및
상기 도막을 100 내지 200℃의 온도에서 경화하는 단계를 포함하는, 절연막 형성 방법.
Forming a coating film by coating a composition comprising the precursor polymer of any one of claims 1, 3, 5, 7 and 9 on a substrate; and
Including the step of curing the coating film at a temperature of 100 to 200 ℃, the insulating film forming method.
청구항 1, 3, 5, 7 및 9 중 어느 한 항의 전구체 고분자가 경화된 폴리이미드 구조 또는 폴리벤족사졸 구조를 포함하는 절연막.
An insulating film comprising a polyimide structure or a polybenzoxazole structure in which the precursor polymer of any one of claims 1, 3, 5, 7 and 9 is cured.
청구항 11에 있어서, 디스플레이 장치의 기판 또는 반도체 장치의 배선 보호막으로 사용되는 절연막.The insulating film according to claim 11, which is used as a substrate of a display device or a wiring protective film of a semiconductor device.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229210A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Toray Ind Inc Resin composition

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2554046B2 (en) * 1985-10-25 1996-11-13 宇部興産株式会社 Soluble aromatic polyimide composition
US5304627A (en) * 1992-11-02 1994-04-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Polyimides containing pendent siloxane groups
KR101654431B1 (en) 2014-11-27 2016-09-05 연세대학교 원주산학협력단 Preparation method for polyimide blend from water soluble polyamic acid
KR102262746B1 (en) * 2015-01-30 2021-06-10 에스케이이노베이션 주식회사 Polyamic acid composition and polyimide substrate
KR102580455B1 (en) * 2015-12-31 2023-09-20 주식회사 동진쎄미켐 Polyimidepolymer composition, method for producing thereof and method for producing polyimide film using the same

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010229210A (en) * 2009-03-26 2010-10-14 Toray Ind Inc Resin composition

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