KR102261232B1 - Polyimide resin and negative type photosensitive resin composition comprising same - Google Patents

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Abstract

본 발명은 화학식 1의 구조를 포함하는 폴리이미드 수지, 이를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물 및 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전자 소자에 관한 것이다. The present invention relates to an electronic device including a polyimide resin having the structure of Formula 1, a negative photosensitive resin composition including the same, and an organic insulating film or photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition.

Description

폴리이미드 수지 및 이를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물{POLYIMIDE RESIN AND NEGATIVE TYPE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION COMPRISING SAME} Polyimide resin and a negative photosensitive resin composition comprising the same {POLYIMIDE RESIN AND NEGATIVE TYPE PHOTOSENSITIVE RESIN COMPOSITION COMPRISING SAME}

본 출원은 2018년 07월 20일에 한국특허청에 제출된 한국 특허 출원 제 10-2018-0085003호의 출원일의 이익을 주장하며, 그 내용 전부는 본 명세서에 포함된다.This application claims the benefit of the filing date of Korean Patent Application No. 10-2018-0085003 filed with the Korean Intellectual Property Office on July 20, 2018, the entire contents of which are incorporated herein by reference.

본 발명은 감광성 수지 조성물에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 용해도가 우수하고, 현상시 팽윤이 없는 네거티브형 폐환 폴리이미드 수지 및 이를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물에 관한 것이다.The present invention relates to a photosensitive resin composition, and more particularly, to a negative-type ring-closed polyimide resin having excellent solubility and no swelling during development, and a negative photosensitive resin composition comprising the same.

감광성 수지는 각종 정밀 전자ㆍ정보 산업제품 생산에 실용화된 대표적인 기능성 고분자 재료로서, 현재 첨단 기술 산업, 특히 반도체 및 디스플레이의 생산에 중요하게 이용되고 있다. 일반적으로 감광성 수지는 광조사에 의하여 단시간내에 분자 구조의 화학적 변화가 일어나 특정 용매에 대한 용해도, 착색, 경화 등의 물성의 변화가 생기는 고분자 화합물을 의미한다. 감광성 수지를 이용하면 미세정밀 가공이 가능하고, 열반응 공정에 비하여 에너지 및 원료를 크게 절감할 수 있으며, 작은 설치 공간에서 신속하고 정확하게 작업을 수행할 수 있어서, 첨단 인쇄 분야, 반도체 생산, 디스플레이 생산, 광경화 표면 코팅 재료 등의 각종 정밀 전자ㆍ정보 산업 분야에서 다양하게 사용되고 있다.Photosensitive resin is a representative functional polymer material that has been put to practical use in the production of various precision electronic and information industrial products, and is currently being used importantly in the high-tech industry, especially in the production of semiconductors and displays. In general, a photosensitive resin refers to a polymer compound in which a change in physical properties such as solubility in a specific solvent, coloration, and curing occurs due to chemical change in molecular structure within a short period of time by irradiation with light. By using photosensitive resin, micro-precision processing is possible, energy and raw materials can be greatly reduced compared to thermal reaction processes, and work can be performed quickly and accurately in a small installation space, leading to advanced printing, semiconductor production, and display production. , photocurable surface coating materials, etc., are widely used in various precision electronic and information industries.

이러한 감광성 수지는 크게 네거티브형 및 포지티브형으로 나눌 수 있는데, 네거티브형의 감광성 수지는 광조사된 부분이 현상액에 불용화하는형이고, 포지티브형의 감광성 수지는 광조사된 부분이 현상액에 가용화되는형이다. These photosensitive resins can be largely divided into negative and positive types. The negative photosensitive resin is a type in which the light-irradiated portion is insolubilized in the developer, and the positive type photosensitive resin is a type in which the light-irradiated portion is solubilized in the developer. to be.

네거티브형 감광성 수지에 사용되는 폴리머는 선택적인 노광 후, 노광된 부분은 현상액에 대하여 용해도가 높아야 하고, 비노광된 부분은 현상액에 대하여 용해도가 적거나 없어야 하는 요건이 요구된다. 이와 같은 요건은 정밀 전자. 정보 산업 분야에서 극히 미세한 패턴 형성이 가능하도록 더욱 더 많이 요구된다. The polymer used for the negative photosensitive resin is required to have high solubility in the developer solution for the exposed portion after selective exposure, and low or no solubility for the unexposed portion in the developer solution. These requirements are for precision electronics. In the field of information industry, there is a greater demand for extremely fine pattern formation.

한국 출원 공개 제2006-0020650호Korean Patent Application Publication No. 2006-0020650

Keun-byoung Yoon 등, Methacryloyl기를 함유한 가용성 폴리이미드의 합성과 감광 특성, J. Korean Ind. Eng. Chem, Vol. 17, No. 2, April 2006, 217-222Keun-byoung Yoon et al., Synthesis and photosensitivity properties of soluble polyimides containing methacryloyl groups, J. Korean Ind. Eng. Chem, Vol. 17, No. 2, April 2006, 217-222

본 발명은 네거티브형 감광성 조성물을 이용하여 패턴 형성시, 현상 과정에서 평윤 현상이 없고, 융해도가 우수한 폐환 구조의 폴리이미드 및 이를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물을 제공하고자 한다. An object of the present invention is to provide a polyimide having a ring-closed structure having excellent solubility and no flattening during pattern formation using a negative photosensitive composition, and a negative photosensitive resin composition comprising the same.

또한, 본 발명은 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전자 소자를 제공하기 위한 것이다. Another object of the present invention is to provide an electronic device including an organic insulating film or a photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition.

본 발명의 일 실시상태는 하기 화학식 1의 구조를 포함하는 폴리이미드 수지를 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention provides a polyimide resin comprising a structure of the following formula (1).

[화학식 1][Formula 1]

Figure 112019074182208-pat00001
Figure 112019074182208-pat00001

상기 화학식 1에 있어서, In Formula 1,

X는 4가 유기기이고, X is a tetravalent organic group,

Y는 2가 내지 6가 유기기이며, Y is a divalent to hexavalent organic group,

R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 또는 광중합성 불포화기를 포함하는 C1-C10의 유기기이며, m1, m2, k1 및 k2는 각각 0 또는 1이며, 0 ≤ m1+m2+k1+k2 ≤ 2이고, R 3 To R 6 Are the same as or different from each other and each independently hydrogen; Or a C1-C10 organic group including a photopolymerizable unsaturated group, m 1 , m 2 , k 1 and k 2 are each 0 or 1, 0 ≤ m 1 +m 2 +k 1 +k 2 ≤ 2,

L1은 2가 유기기로서, 방향족기, 지방족기 또는 방향족기와 지방족기의 조합이고, 적어도 하나의 탄소가 C(=O), SO2, NR, S, 또는 O로 대체될 수 있고, R은 아릴기 또는 알킬기이며, L1은 할로겐기, 수산기, 카르복실기, 티올기, 술폰산기 또는 알킬기로 치환될 수 있고, L 1 is a divalent organic group, an aromatic group, an aliphatic group, or a combination of an aromatic group and an aliphatic group, at least one carbon may be replaced with C(=O), SO 2 , NR, S, or O, R is an aryl group or an alkyl group, L 1 may be substituted with a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group, a sulfonic acid group or an alkyl group,

R1은 -S-, -O-, -CO2- 또는 -SO2-이고, R 1 is -S-, -O-, -CO 2 - or -SO 2 -,

R2는 하기 화학식 2로 표시된다. R 2 is represented by the following formula (2).

[화학식 2][Formula 2]

Figure 112019074182208-pat00002
Figure 112019074182208-pat00002

상기 화학식 2에 있어서, R7은 수소; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, p는 1 내지 10의 정수이고, In Formula 2, R 7 is hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, p is an integer of 1 to 10,

상기 화학식 1의 *은 폴리이미드 수지의 주쇄 또는 말단기에 연결되는 부위이고, 화학식 2의 *는 R1에 연결되는 부위이며, n은 1 이상의 정수이다. * in Formula 1 is a site connected to the main chain or terminal group of the polyimide resin, * in Formula 2 is a site connected to R 1 , and n is an integer of 1 or more.

본 발명의 또 하나의 실시상태는 상기 폴리이미드 수지; 광경화형 다관능 아크릴 화합물; 및 광중합개시제를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물을 제공한다. Another exemplary embodiment of the present invention is the polyimide resin; photocurable polyfunctional acrylic compound; And it provides a negative photosensitive resin composition comprising a photoinitiator.

또한, 본 발명의 또 하나의 실시상태는 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전자 소자를 제공한다.In addition, another exemplary embodiment of the present invention provides an electronic device including an organic insulating film or a photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition.

본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 감광성 수지 조성물을 이용하여 패턴 형성시 선택적 노광 후 현상하는 과정에서도 폴리이미드 수지가 팽윤되지 않고 용해도가 우수하다. 또한, 본 명세서에 기재된 실시상태들에 따르면, 기존의 포지티브 감광성 폴리이미드보다 낮은 광량으로 디스플레이 장치에 사용되는 기판에 대하여 높은 접착성을 나타내며, 우수한 기계적 물성을 가지면서도 초미세화된 패턴을 형성할 수 있는 감광성 수지 조성물 및 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전자 소자를 제공할 수 있다.According to the exemplary embodiments described herein, the polyimide resin does not swell and has excellent solubility even in the process of developing a pattern after selective exposure when forming a pattern using the photosensitive resin composition. In addition, according to the embodiments described in the present specification, it exhibits high adhesion to a substrate used in a display device with a lower light quantity than the conventional positive photosensitive polyimide, and can form an ultra-fine pattern while having excellent mechanical properties. It is possible to provide an electronic device comprising a photosensitive resin composition and an organic insulating film or photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition.

도 1은 실시예 1에 의하여 형성된 라인 패턴을 나타낸 것이다.
도 2는 실시예 1에 의하여 형성된 홀 패턴의 사진을 나타낸 것이다.
1 shows a line pattern formed according to Example 1. As shown in FIG.
2 shows a photograph of a hole pattern formed in Example 1. FIG.

이하 본 발명의 구체적인 구현예에 따른 폴리이미드 수지, 감광성 수지 조성물 및 전기 소자에 대하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, a polyimide resin, a photosensitive resin composition, and an electric device according to specific embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명의 일 실시상태는 상기 화학식 1의 단위 및 상기 화학식 2의 말단기를 포함하는 폴리이미드 수지를 제공한다. An exemplary embodiment of the present invention provides a polyimide resin including the unit of Formula 1 and the terminal group of Formula 2 above.

본 발명자들은 상기 특정의 구조의 폴리이미드 수지를 포함하는 감광성 수지가 반도체 장치 또는 디스플레이 장치에 사용되는 기판, 예를 들어, Au, Cu, Ni, Ti 등의 금속 기판이나 SiO2, SiNx 등의 무기질 기판에 대하여 높은 밀착성, 접착성을 구현할 수 있고, 우수한 내열성, 또는 내약품성 등의 향상된 기계적 물성을 가지며, 초미세화된 패턴을 용이하게 형성할 수 있다는 점을 실험을 통하여 확인하고 발명을 완성하였다. The present inventors found that the photosensitive resin containing the polyimide resin of the specific structure is a substrate used in a semiconductor device or a display device, for example, a metal substrate such as Au, Cu, Ni, Ti, or an inorganic material such as SiO 2 , SiNx Through experiments, it was confirmed through experiments that high adhesion and adhesion to the substrate can be realized, and improved mechanical properties such as excellent heat resistance or chemical resistance can be formed, and an ultra-fine pattern can be easily formed, and the invention was completed.

특히, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은 고온의 열경화 공정(이미드화 공정)이 필수적인 폴리이미드 전구체를 사용하지 않고, 저온에서 용액 공정이 가능한 폴리이미드 수지를 사용함으로써 고온의 이미드화 공정을 생략할 수 있다. In particular, the negative photosensitive resin composition does not use a polyimide precursor, which requires a high temperature thermosetting process (imidization process), but uses a polyimide resin capable of a solution process at a low temperature, thereby omitting the high temperature imidization process. have.

또한, 본 발명자들은 기존의 폴리이미드로서 폐환 구조의 폴리이미드의 측쇄에 광중합성 불포화기를 결합한 구조의 사용하는 경우, 현상(development)시 측쇄가 폐환됨으로 인하여 팽윤되거나 용해도가 감소하는 현상이 발생하는 것을 밝혀내었다. 또한, 폐환 폴리이미드와 광중합성 다관능기를 갖는 모노머를 함께 사용하는 경우, 폴리머 자체가 광중합성기를 가지고 있지 않기 때문에 노광에 의한 경화 과정에서 고에너지가 발생하여 정밀한 패턴화가 어렵고 공정비용이 증가하는 문제가 있음을 밝혀내었다. 추가로, 폐환 폴리이미드의 산무수물 폐환 구조를 개환한 후, 개환된 위치에 광중합성 기(R)를 붙임으로써 폴리아믹에스테르 구조(poly amic ester type)의 도입이 시도되고 있으나, 이는 폐환시 광중합성 기(R)이 탈리하여 치수안정성이 불안하고 가스가 발생하는 문제가 있음을 밝혀내었다. In addition, the present inventors have found that when a structure in which a photopolymerizable unsaturated group is bonded to a side chain of a polyimide having a ring-closed structure is used as a conventional polyimide, swelling or a decrease in solubility occurs due to cyclization of the side chain during development. found out In addition, when a ring closure polyimide and a monomer having a photopolymerizable polyfunctional group are used together, high energy is generated in the curing process by exposure because the polymer itself does not have a photopolymerizable group, which makes precise patterning difficult and increases the process cost. revealed that there is In addition, an attempt is made to introduce a polyamic ester type by attaching a photopolymerizable group (R) to the ring-opened position after ring-opening the acid anhydride ring-closed structure of the ring-closed polyimide, but this is It was found that the synthesis group (R) was detached and there was a problem of unstable dimensional stability and generation of gas.

Figure 112019074182208-pat00003
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그러나, 전술한 본 발명의 실시상태에 따른 상기 폴리이미드 수지는 말단기 중 R2 부분에 광중합성 불포화 기를 포함하는 화학식 2의 구조를 포함함으로써, 현상시에도 말단기가 주쇄 또는 이에 결합된 측쇄와 폐환 반응을 일으키지 않으므로, 현상시 팽윤 현상이 일어나지 않는다. However, the polyimide resin according to the embodiment of the present invention described above includes the structure of Formula 2 including a photopolymerizable unsaturated group in the R 2 portion of the terminal groups, so that the terminal group is ring closed with the main chain or a side chain bonded thereto even during development. Since no reaction occurs, swelling does not occur during development.

상기 폴리이미드 수지는 말단기에 미반응 수산기(OH), 카르복실기(COOH), 티올기 또는 술폰산기를 포함할 수 있으며, 이와 같은 기들은 우수한 용해도를 제공할 수 있다. The polyimide resin may include an unreacted hydroxyl group (OH), a carboxyl group (COOH), a thiol group, or a sulfonic acid group in the terminal group, and such groups may provide excellent solubility.

일 예에 따르면, 상기 폴리이미드 수지는 상기 화학식 2의 R2를 당량기준 5~30% 로 포함할 수 있다. 예컨대, 아민 말단기를 포함하는 경우 무수물 대비, 무수물 말단기를 포함하는 경우 아민 대비 5~30% 로 포함될 수 있다. According to an example, the polyimide resin may include R 2 of Formula 2 in an equivalent amount of 5 to 30%. For example, in the case of including an amine end group, it may be included in an amount of 5 to 30% relative to the anhydride, and in the case of including an anhydride end group, 5 to 30% of the amine.

일 실시상태에 따르면 상기 화학식 1에서 X는 4가의 유기기라면 특별히 한정되지 않으며, 예컨대 4가 방향족 유기기, 4가 지방족 유기기 또는 방향족기와 지방족기가 서로 연결된 4가 유기기일 수 있으며, 적어도 하나의 탄소가 C(=O), SO2, NR, S, 또는 O로 대체될 수 있고, R은 아릴기 또는 알킬기이다. X로는 구체적으로 하기 구조식들이 있다. According to an exemplary embodiment, X in Formula 1 is not particularly limited as long as it is a tetravalent organic group, for example, a tetravalent aromatic organic group, a tetravalent aliphatic organic group, or a tetravalent organic group in which an aromatic group and an aliphatic group are connected to each other. A carbon may be replaced by C(=O), SO 2 , NR, S, or O, and R is an aryl group or an alkyl group. X specifically has the following structural formulas.

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상기 화학식 1 에 있어서, Y는 2가 내지 6가 유기기로서, 2가 내지 6가 방향족 유기기, 2가 내지 6가 지방족 유기기, 또는 방향족기와 지방족기가 서로 연결된 2가 내지 6가 유기기일 수 있으며, 적어도 하나의 탄소가 C(=O), SO2, NR, S, 또는 O로 대체될 수 있고, R은 아릴기 또는 알킬기이며, Y는 할로겐기, 수산기, 카르복실기, 티올기, 술폰산기 또는 알킬기로 치환될 수 있다. 구체적으로

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로는 하기 구조식들이 있다. In Formula 1, Y is a divalent to hexavalent organic group, and may be a divalent to hexavalent aromatic organic group, a divalent to hexavalent aliphatic organic group, or a divalent to hexavalent organic group in which an aromatic group and an aliphatic group are connected to each other. and at least one carbon may be replaced by C (=O), SO 2 , NR, S, or O, R is an aryl group or an alkyl group, Y is a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group, a sulfonic acid group Or it may be substituted with an alkyl group. Specifically
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has the following structural formulas.

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상기 구조식들 중 Z의 예로는 하기 구조식들이 있다. Among the structural formulas, examples of Z include the following structural formulas.

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상기 구조들과 같이 m1+m2+k1+k2가 1 또는 2로서, OH 또는 COOH기를 포함하는 경우, 상기 화학식 2의 구조가 폴리이미드 수지의 말단 뿐만 아니라 측쇄에도 존재하여 감광성 막 형성시 표면 상태를 개선하는데 유리하다.As in the above structures, when m 1 +m 2 +k 1 +k 2 is 1 or 2 and contains an OH or COOH group, the structure of Formula 2 is present in the side chain as well as the terminal of the polyimide resin to form a photosensitive film It is advantageous for improving the surface condition of the city.

상기 화학식 1에 있어서, L1은 2가 유기기로서, 방향족기, 지방족기 또는 방향족기와 지방족기의 조합이고, 적어도 하나의 탄소가 C(=O), SO2, NR, S, 또는 O로 대체될 수 있고, R은 아릴기 또는 알킬기이며, L1은 할로겐기, 수산기, 카르복실기, 티올기, 술폰산기 또는 알킬기로 치환될 수 있다. 여기서 방향족기는 C6-C20의 아릴렌기일 수 있고, 지방족기는 C1 내지 C20의 알킬렌기, 또는 C3 내지 C20의 시클로알킬렌기일 수 있다. 상기 아릴렌기로는 페닐렌기 등이 있다. 상기 할로겐기로는 F 등이 있다.In Formula 1, L 1 is a divalent organic group, an aromatic group, an aliphatic group, or a combination of an aromatic group and an aliphatic group, and at least one carbon is C (=O), SO 2 , NR, S, or O may be replaced, R is an aryl group or an alkyl group, and L 1 may be substituted with a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group, a sulfonic acid group or an alkyl group. Here, the aromatic group may be a C6-C20 arylene group, and the aliphatic group may be a C1 to C20 alkylene group, or a C3 to C20 cycloalkylene group. Examples of the arylene group include a phenylene group. Examples of the halogen group include F.

일 실시상태에 따르면, L1은 페닐렌기일 수 있다.According to an exemplary embodiment, L 1 may be a phenylene group.

일 실시상태에 따르면, 상기 화학식 1의 구조는 하기 화학식 11 또는 12로 표시될 수 있다. According to an exemplary embodiment, the structure of Formula 1 may be represented by Formula 11 or 12 below.

[화학식 11][Formula 11]

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[화학식 12][Formula 12]

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상기 화학식 11 및 12에 있어서, L2는 2가 유기기이고, 나머지 치환기는 전술한 바와 같다.
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In Formulas 11 and 12, L 2 is a divalent organic group, and the remaining substituents are the same as described above.

일 예에 따르면, L2는 알킬렌 또는 아릴렌일 수 있으며, 구체적으로 C1 내지 C12의 알킬렌 또는 페닐렌일 수 있다. According to one example, L 2 may be alkylene or arylene, specifically C1 to C12 alkylene or phenylene.

일 실시상태에 따르면, R1은 -S-, -O- 또는 -CO2-이다. According to an exemplary embodiment, R 1 is -S-, -O-, or -CO 2 -.

일 실시상태에 따르면, R1은 -S-이다. According to an exemplary embodiment, R 1 is -S-.

일 실시상태에 따르면, R1은 -O-이다. According to an exemplary embodiment, R 1 is -O-.

일 실시상태에 따르면, R1은 -CO2-이다. According to an exemplary embodiment, R 1 is —CO 2 —.

일 실시상태에 따르면, L2는 페닐렌이다. According to an exemplary embodiment, L 2 is phenylene.

일 실시상태에 따르면, 상기 폴리이미드 수지는 상기 화학식 1로 표시되는 단위를 2종 이상 포함할 수 있으며, 필요에 따라 화학식 1의 단위 이외의 단위를 더 포함할 수 있다. 다만, 상기 폴리이미드 수지는 상기 화학식 1의 단위를 50 몰% 이상 포함하는 것이 바람직하다. According to an exemplary embodiment, the polyimide resin may include two or more types of units represented by the formula (1), and may further include units other than the units of the formula (1) if necessary. However, it is preferable that the polyimide resin contains 50 mol% or more of the unit of Formula 1 above.

상기 폴리이미드 수지의 타말단도 상기 화학식 2의 말단을 가질 수도 있고, 상기 폴리이미드 제조시 사용되는 디아민 또는 이무수물을 말단기로 가질 수도 있다. The other end of the polyimide resin may also have the end of Chemical Formula 2, and may have a diamine or dianhydride used in the preparation of the polyimide as a terminal group.

일 실시상태에 따르면, 상기 폴리이미드 수지는 1,000 내지 500,000, 바람직하게는 5,000 내지 200,000의 중량평균 분자량을 가질 수 있다. 상기 중량평균 분자량이 1,000 미만인 경우에는 상기 폴리이미드 공중합체를 적용시 원하는 코팅성 및 기계적 물성의 구현이 어려울 수 있으며, 500,000 초과인 경우에는 현상액에 대한 용해성이 낮아져 감광성 재료로서 적용이 어려워질 수 있다. 중량평균 분자량은 겔 투과 크로마토그래피 즉, GPC에 의해 측정된 값일 수 있다. According to an exemplary embodiment, the polyimide resin may have a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000, preferably 5,000 to 200,000. If the weight average molecular weight is less than 1,000, it may be difficult to implement the desired coating properties and mechanical properties when the polyimide copolymer is applied, and if it exceeds 500,000, the solubility in the developer is lowered, so that it may be difficult to apply as a photosensitive material. . The weight average molecular weight may be a value measured by gel permeation chromatography, that is, GPC.

상기 폴리이미드 수지는 이무수물 화합물과 디아민 화합물을 이용하여 제조할 수 있으며, 폴리이미드를 구성하는 재료 및 중합 방법은 당기술분야에 알려져 있는 것들을 사용할 수 있다. 다만, 상기 화학식 1의 말단기를 갖도록 하기 위하여, 폴리이미드 중합시 수산기, 카르복실기, 티올기 및 술폰산기에서 선택되는 기를 적어도 하나 갖고, 1개의 무수물기 또는 1개의 아민기를 갖는 화합물을 사용함으로써 수산기, 카르복실기, 티올기 및 술폰산기에서 선택되는 기를 적어도 하나 갖는 폴리이미드를 제조할 수 있으며, 여기에 이소시아네이트계 화합물을 반응시킴으로써 상기 화학식 1의 말단기를 제조할 수 있다. The polyimide resin may be prepared using a dianhydride compound and a diamine compound, and materials and polymerization methods for constituting the polyimide may be those known in the art. However, in order to have a terminal group of Formula 1, a compound having at least one group selected from a hydroxyl group, a carboxyl group, a thiol group and a sulfonic acid group during polymerization of the polyimide, and one anhydride group or one amine group, by using a compound having a hydroxyl group, A polyimide having at least one group selected from a carboxyl group, a thiol group and a sulfonic acid group may be prepared, and the terminal group of Formula 1 may be prepared by reacting an isocyanate-based compound thereto.

본 발명의 또 하나의 실시상태는 상기 폴리이미드 수지; 광경화형 다관능 아크릴 화합물; 및 광중합개시제를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물을 제공한다. 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은 용매를 더 포함할 수 있다. 필요에 따라, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은 에폭시 수지를 더 포함할 수 있다. Another exemplary embodiment of the present invention is the polyimide resin; photocurable polyfunctional acrylic compound; And it provides a negative photosensitive resin composition comprising a photoinitiator. The negative photosensitive resin composition may further include a solvent. If necessary, the negative photosensitive resin composition may further include an epoxy resin.

상기 일 구현예의 네거티브형 감광성 수지 조성물에서 광경화형 다관능 아크릴 화합물은 분자내에 광경화가 가능한 아크릴 구조가 적어도 2 이상 존재하는 화합물로, 구체적으로는 아크릴레이트계 화합물, 폴리에스테르아크릴레이트계 화합물, 폴리우레탄아크릴레이트계 화합물, 에폭시아크릴레이트계 화합물 및 카프로락톤 변성 아크릴레이트계 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 1종 이상의 아크릴 화합물을 포함할 수 있다. In the negative photosensitive resin composition of the embodiment, the photocurable   polyfunctional   acrylic compound is a compound having at least two photocurable acrylic structures in a molecule, specifically, an acrylate-based compound, a polyester acrylate-based compound, and a polyurethane It may include at least one acrylic compound selected from the group consisting of an acrylate-based compound, an epoxy acrylate-based compound, and a caprolactone-modified acrylate-based compound.

예컨대, 상기 아크릴레이트계 화합물로는 펜타에리트리톨트리아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨펜타아크릴레이트 등의 히드록시기 함유 아크릴레이트계 화합물; 폴리에틸렌글리콜디아크릴레이트, 또는 폴리프로필렌글리콜디아크릴레이트 등의 수용성 아크릴레이트계 화합물을 들 수 있고, 상기 폴리에스테르아크릴레이트계 화합물로는 트리메틸올프로판트리아크릴레이트, 펜타에리트리톨테트라아크릴레이트, 또는 디펜타에리트리톨헥사아크릴레이트 등을 들 수 있다. 또, 상기 폴리우레탄아크릴레이트계 화합물로는 상기 히드록시기 함유 아크릴레이트계 화합물의 이소시아네이트 변성물 등을 들 수 있으며, 상기 에폭시아크릴레이트계 화합물로는 비스페놀 A 디글리시딜에테르, 수소 첨가 비스페놀 A 디글리시딜에테르 또는 페놀 노볼락 에폭시 수지의 (메트)아크릴산 부가물 등을 들 수 있고, 상기 카프로락톤 변성 아크릴레이트계 화합물로는 카프로락톤 변성 디트리메틸올프로판테트라아크릴레이트, ε-카프로락톤 변성 디펜타에리트리톨의 아크릴레이트, 또는 카프로락톤 변성 히드록시피발산네오펜틸글리콜에스테르디아크릴레이트 등을 들 수 있다. For example, as the acrylate-based compound, a hydroxyl group-containing acrylate-based compound such as pentaerythritol triacrylate or dipentaerythritol pentaacrylate; and a water-soluble acrylate compound such as polyethylene glycol diacrylate or polypropylene glycol diacrylate, and examples of the polyester acrylate compound include trimethylolpropane triacrylate, pentaerythritol tetraacrylate, or di Pentaerythritol hexaacrylate etc. are mentioned. In addition, examples of the polyurethane acrylate compound include isocyanate-modified products of the hydroxyl group-containing acrylate compound. Examples of the epoxy acrylate compound include bisphenol A diglycidyl ether and hydrogenated bisphenol A diglyceride. (meth)acrylic acid adduct of cydyl ether or phenol novolak epoxy resin, etc. are mentioned, The caprolactone-modified acrylate-based compound includes caprolactone-modified ditrimethylolpropane tetraacrylate, ε-caprolactone-modified dipenta The acrylate of erythritol, caprolactone-modified hydroxypivalic acid neopentyl glycol ester diacrylate, etc. are mentioned.

또한, 상기 일 구현예의 네거티브형 감광성 수지 조성물에서 에폭시 수지는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치에 사용 되는 기판에 대하여 높은 밀착성, 접착성을 나타내도록 도와주는 역할을 할 수 있으며, 에폭시 수지는 저온 경화 공정이 가능하므로, 공정의 경제성도 제고할 수 있는 특징이 있다. In addition, in the negative photosensitive resin composition of the embodiment, the epoxy resin may serve to help exhibit high adhesion and adhesion to a substrate used for a semiconductor device or a display device, and the epoxy resin may be subjected to a low-temperature curing process Therefore, there is a characteristic that can also improve the economic feasibility of the process.

이러한 에폭시 수지로는 예를 들어, 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 브롬화 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, N-글리시딜형 에폭시 수지, 비스페놀 A의 노볼락형 에폭시 수지, 비크실레놀형 에폭시 수지, 비페놀형 에폭시 수지, 킬레이트형 에폭시 수지, 글리옥살형 에폭시 수지, 아미노기 함유 에폭시 수지, 고무 변성 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 페놀릭형 에폭시 수지, 디글리시딜프탈레이트 수지, 헤테로시클릭 에폭시 수지, 테트라글리시딜크실레노일에탄 수지, 실리콘 변성 에폭시 수지 및 ε-카프로락톤 변성 에폭시 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상을 포함할 수 있으며, 바람직하게는 액상형 N-글리시딜 에폭시 수지를 포함할 수 있다. Examples of the epoxy resin include bisphenol A epoxy resin, hydrogenated bisphenol A epoxy resin, brominated bisphenol A epoxy resin, bisphenol F epoxy resin, bisphenol S epoxy resin, novolak epoxy resin, phenol furnace Volak type epoxy resin, cresol novolak type epoxy resin, N-glycidyl type epoxy resin, bisphenol A novolak type epoxy resin, bixylenol type epoxy resin, biphenol type epoxy resin, chelate type epoxy resin, glyoxal type epoxy Resin, amino group-containing epoxy resin, rubber-modified epoxy resin, dicyclopentadiene phenolic type epoxy resin, diglycidyl phthalate resin, heterocyclic epoxy resin, tetraglycidyl xylenoyl ethane resin, silicone-modified epoxy resin and ε- It may include at least one selected from the group consisting of caprolactone-modified epoxy resins, and preferably may include a liquid N-glycidyl epoxy resin.

또, 상기 일 구현예의 네거티브형 감광성 수지 조성물에서 광중합개시제(photo-initiator)로는 감광성 수지 조성물에 통상적으로 사용될 수 있는 것으로 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으며, 사용되는 자외선의 파장을 고려하여 광중합개시제를 적절하게 선택할 수 있다. 이러한 광중합개시제로는, 예를 들어 아세토페논계 화합물, 비이미다졸계 화합물, 트리아진계 화합물, 옥심계 화합물 또는 이들의 혼합물을 사용할 수 있다. In addition, as the photo-initiator in the negative photosensitive resin composition of the embodiment, as long as it is known to be commonly used in the photosensitive resin composition, it may be used without any particular limitation, and in consideration of the wavelength of ultraviolet light used, the photo-initiator may be used. can be appropriately selected. As the photopolymerization initiator, for example, an acetophenone-based compound, a biimidazole-based compound, a triazine-based compound, an oxime-based compound, or a mixture thereof may be used.

상기 광중합개시제의 구체적인 예로, 2-히드록시-2-메틸-1-페닐프로판-1-온, 1-(4-이소프로필페닐)-2-히드록시-2-메틸프로판-1-온, 4-(2-히드록시에톡시)-페닐-(2-히드록시-2-프로필)케톤, 1-히드록시시클로헥실페닐케톤, 벤조인메틸 에테르, 벤조인에틸 에테르, 벤조인이소부틸 에테르, 벤조인부틸 에테르, 2,2-디메톡시-2-페닐아세토페논, 2-메틸-(4-메틸티오)페닐-2-몰폴리노-1-프로판-1-온, 2-벤질-2-디메틸아미노-1-(4-몰폴리노페닐)-부탄-1-온, 또는 2-메틸-1-[4-(메틸티오)페닐]-2-몰폴리노프로판-1-온 등의 아세토페논계(acetophenone) 화합물; 2,2-비스(2-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라키스(3,4,5-트리메톡시페닐)-1,2'-비이미다졸, 2,2'-비스(2,3-디클로로페닐)-4,4',5,5'-테트라페닐 비이미다졸, 또는 2,2'-비스(o-클로로페닐)-4,4,5,5'-테트라페닐-1,2'-비이미다졸 등의 비이미다졸계(biimidazole) 화합물; 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉산, 1,1,1,3,3,3-헥사플로로이소프로필-3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오네이트, 에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 2-에폭시에틸-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 시클로헥실-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 벤질-2-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}아세테이트, 3-{클로로-4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피오닉 산, 3-{4-[2,4-비스(트리클로로메틸)-s-트리아진-6-일]페닐티오}프로피온아미드, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진, 2,4-비스(트리클로로메틸)-6-(1-p-디메틸아미노페닐)-1,3,-부타디에닐-s-트리아진, 또는 2-트리클로로메틸-4-아미노-6-p-메톡시스티릴-s-트리아진 등의 트리아진계 화합물; 및 일본 시바사의 CGI-242, CGI-124 등의 옥심계 화합물 등을 들 수 있다.Specific examples of the photopolymerization initiator include 2-hydroxy-2-methyl-1-phenylpropan-1-one, 1-(4-isopropylphenyl)-2-hydroxy-2-methylpropan-1-one, 4 -(2-hydroxyethoxy)-phenyl-(2-hydroxy-2-propyl) ketone, 1-hydroxycyclohexylphenyl ketone, benzoinmethyl ether, benzoinethyl ether, benzoinisobutyl ether, benzoin Inbutyl ether, 2,2-dimethoxy-2-phenylacetophenone, 2-methyl-(4-methylthio)phenyl-2-morpholino-1-propan-1-one, 2-benzyl-2-dimethyl Acetophen, such as amino-1-(4-morpholinophenyl)-butan-1-one, or 2-methyl-1-[4-(methylthio)phenyl]-2-morpholinopropan-1-one acetophenone compounds; 2,2-bis(2-chlorophenyl)-4,4',5,5'-tetraphenyl biimidazole, 2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4,4',5,5' -tetrakis (3,4,5-trimethoxyphenyl) -1,2'-biimidazole, 2,2'-bis (2,3-dichlorophenyl) -4,4',5,5'- Biimidazole compounds such as tetraphenyl biimidazole or 2,2'-bis(o-chlorophenyl)-4,4,5,5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole ; 3-{4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}propionic acid, 1,1,1,3,3,3-hexafluoroisopropyl -3-{4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}propionate, ethyl-2-{4-[2,4-bis(trichloro methyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}acetate, 2-epoxyethyl-2-{4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio }acetate, cyclohexyl-2-{4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}acetate, benzyl-2-{4-[2,4-bis (trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}acetate, 3-{chloro-4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio }propionic acid, 3-{4-[2,4-bis(trichloromethyl)-s-triazin-6-yl]phenylthio}propionamide, 2,4-bis(trichloromethyl)-6- p-methoxystyryl-s-triazine, 2,4-bis(trichloromethyl)-6-(1-p-dimethylaminophenyl)-1,3,-butadienyl-s-triazine, or triazine-based compounds such as 2-trichloromethyl-4-amino-6-p-methoxystyryl-s-triazine; and oxime-based compounds such as CGI-242 and CGI-124 manufactured by Shiba in Japan.

그리고, 상기 일 구현예에 따른 네거티브형 감광성 수지 조성물은 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 광경화형 다관능 아크릴 화합물 10 내지 50 중량부, 광중합개시제는 0.1 내지 10 중량부를 포함할 수 있다. 상기 조성물은 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 에폭시 수지 10 내지 100 중량부를 더 포함할 수 있다. In addition, the negative photosensitive resin composition according to the exemplary embodiment may include 10 to 50 parts by weight of the photocurable polyfunctional acrylic compound and 0.1 to 10 parts by weight of the photoinitiator based on 100 parts by weight of the polyimide resin. The composition may further include 10 to 100 parts by weight of an epoxy resin based on 100 parts by weight of the polyimide resin.

그리고, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은 이미다졸계 화합물, 포스핀계 화합물 및 3급 아민 화합물로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 경화 촉진제를 더 포함할 수 있다. 상기 이미다졸계 화합물은 예를 들어, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-히드록시메틸이미다졸일 수 있으며, 포스핀계 화합물은 예를 들어, 트리페닐포스핀, 디페닐포스핀, 페닐포스핀, 테트라페닐포스포니움 테트라페닐보레이트 일 수 있고, 상기 3급 아민 화합물은 예를 들어, 디시안디아미드, 벤질디메틸아민, 4-(디메틸아미노)-N,N-디메틸벤질아민, 4-메톡시-N,N-디메틸벤질아민, 4-메틸-N,N-디메틸벤질아민 일 수 있다. 이러한 경화 촉진제는 상기 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다. In addition, the negative photosensitive resin composition may further include one or more curing accelerators selected from the group consisting of an imidazole-based compound, a phosphine-based compound, and a tertiary amine compound. The imidazole-based compound may be, for example, 2-phenylimidazole, 2-phenyl-4-methylimidazole, or 2-phenyl-4-methyl-5-hydroxymethylimidazole, and a phosphine-based compound. may be, for example, triphenylphosphine, diphenylphosphine, phenylphosphine, tetraphenylphosphonium tetraphenylborate, and the tertiary amine compound is, for example, dicyandiamide, benzyldimethylamine, 4 -(dimethylamino)-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methoxy-N,N-dimethylbenzylamine, 4-methyl-N,N-dimethylbenzylamine. The curing accelerator may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide resin.

한편, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물은 용매, 접착력 증진제, 계면 활성제, 소포제, 레벨링제, 겔 방지제 또는 이들의 혼합물 등을 더 포함할 수 있다. Meanwhile, the negative photosensitive resin composition may further include a solvent, an adhesion promoter, a surfactant, an antifoaming agent, a leveling agent, an anti-gelling agent, or a mixture thereof.

상기 용매로는 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 유기 용매를 별 다른 제한 없이 사용할 수 있으나, 바람직하게는 에틸아세테이트, 부틸아세테이트, 디에틸렌글리콜디메틸에테르, 디에틸렌글리콜디메틸에틸에테르, 메틸메톡시프로피오네이트, 에틸에톡시프로피오네이트(EEP), 에틸락테이트, 프로필렌글리콜메틸에테르아세테이트(PGMEA), 프로필렌글리콜메틸에테르, 프로필렌글리콜프로필에테르, 메틸셀로솔브아세테이트, 에틸셀로솔브아세테이트, 디에틸렌글리콜메틸아세테이트, 디에틸렌글리콜에틸아세테이트, 아세톤, 메틸이소부틸케톤, 시클로헥사논, 디메틸포름아미드(DMF), N,N-디메틸아세트아미드(DMAc), N-메틸-2-피롤리돈(NMP), ν-부티로락톤(GBL), 디에틸에테르, 에틸렌 글리콜디메틸에테르, 다이글라임(Diglyme), 테트라하이드로퓨란(THF), 메탄올, 에탄올, 프로판올, 이소-프로판올, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 디에틸렌글리콜메틸에테르, 디에틸렌글리콜에틸에테르, 디에틸렌글리콜메틸에틸에테르, 디프로필렌글리콜메틸에테르, 톨루엔, 크실렌, 헥산, 헵탄 및 옥탄 중에서 선택된 용매를 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 유기 용매는 상기 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 100 중량부 내지 400 중량부로 포함될 수 있다. As the solvent, an organic solvent known to be used in the negative photosensitive resin composition may be used without any particular limitation, but preferably ethyl acetate, butyl acetate, diethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ethyl ether, methyl Methoxy propionate, ethyl ethoxy propionate (EEP), ethyl lactate, propylene glycol methyl ether acetate (PGMEA), propylene glycol methyl ether, propylene glycol propyl ether, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate , Diethylene glycol methyl acetate, diethylene glycol ethyl acetate, acetone, methyl isobutyl ketone, cyclohexanone, dimethylformamide (DMF), N,N-dimethylacetamide (DMAc), N-methyl-2-pyrrol Don (NMP), ν-butyrolactone (GBL), diethyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diglyme, tetrahydrofuran (THF), methanol, ethanol, propanol, iso-propanol, methyl cello Solve, ethyl cellosolve, diethylene glycol methyl ether, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol methyl ethyl ether, dipropylene glycol methyl ether, toluene, xylene, hexane, heptane and octane alone or in combination with two solvents The above can be mixed and used. The organic solvent may be included in an amount of 100 parts by weight to 400 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide resin.

또, 상기 접착력 증진제로는 에폭시, 카르복실기 또는 이소시아네이트 등의 작용기를 갖는 실란 커플링제를 사용할 수 있으며, 이의 구체적인 예로는 트리메톡시실릴 벤조산(trimethoxysilyl benzoic acid), 트리에톡시실릴벤조산(triethoxysilyl benzoic acid), 감마-이소시아네이토프로필트리메톡시실란(γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane), 감마-이소시아네이토프로필트리에톡시실란(γ-isocyanatopropyltriethoxysilane), 감마-글리시독시프로필트리메톡시실란(γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane), 감마-글리시독시프로필트리에톡시실란(γ-Glycidoxypropyltriethoxysilane) 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 이러한 접착력 증진제는 상기 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 10 중량부로 포함될 수 있다.In addition, as the adhesion promoter, a silane coupling agent having a functional group such as epoxy, carboxyl group or isocyanate may be used, and specific examples thereof include trimethoxysilyl benzoic acid, triethoxysilyl benzoic acid, etc. , γ-isocyanatopropyltrimethoxysilane, γ-isocyanatopropyltriethoxysilane, γ-Glycidoxypropyltrimethoxysilane , gamma-glycidoxypropyltriethoxysilane, or a mixture thereof. The adhesion promoter may be included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide resin.

그리고, 상기 계면활성제로는 감광성 수지 조성물에 사용될 수 있는 것으로 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용 가능하나, 불소계 계면활성제 또는 실리콘계 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하다. 이러한 계면활성제는 상기 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 0.1 내지 5 중량부로 포함될 수 있다.In addition, the surfactant can be used without any particular limitation as long as it is known to be usable in the photosensitive resin composition, but it is preferable to use a fluorine-based surfactant or a silicone-based surfactant. The surfactant may be included in an amount of 0.1 to 5 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide resin.

한편, 발명의 다른 구현예에 따르면, 상기 일 구현예의 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전기 소자가 제공될 수 있다. Meanwhile, according to another embodiment of the present invention, an electric device including an organic insulating film or a photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition of the embodiment may be provided.

상기 유기 절연막 또는 감광성 패턴은 특정 구조의 폴리이미드와, 광 경화가 가능한 아크릴 작용기를 2 이상 포함하는 아크릴 화합물을 포함하여, 반도체 장치 또는 디스플레이 장치에 사용되는 기판, 예를 들어 Au, Cu, Ni, Ti 등의 금속 기판이나 SiO2, SiNx 등의 무기질 기판에 대하여 높은 밀착성을 구현할 수 있으면서도, 우수한 내열성, 절연성 또는 내약품성 등의 향상된 기계적 물성을 가질 수 있다. The organic insulating film or the photosensitive pattern includes a polyimide having a specific structure and an acrylic compound including two or more photocurable acrylic functional groups, and a substrate used in a semiconductor device or a display device, for example Au, Cu, Ni, High adhesion to a metal substrate such as Ti or an inorganic substrate such as SiO 2 , SiNx may be realized, and improved mechanical properties such as excellent heat resistance, insulation or chemical resistance may be obtained.

따라서, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전기 소자는, 고해상도, 고감도 등의 우수한 성능을 구현할 수 있고 우수한 필름 특성 및 높은 기계적 물성을 나타낼 수 있을 뿐만 아니라, 우수한 내열 특성, 예를 들어, 장기간 사용하거나 또는 고온 조건에서 장시간 노출되더라도 유기 절연막 또는 감광성 패턴의 밀착성이 저하되지 않고 견고하게 유지될 수 있는 특성을 구현할 수 있다. Therefore, the electric device including the organic insulating film or the photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition can realize excellent performance such as high resolution and high sensitivity, and exhibit excellent film properties and high mechanical properties, as well as excellent heat resistance properties. , for example, even when used for a long period of time or exposed for a long time in high temperature conditions, it is possible to implement a characteristic that the adhesion of the organic insulating film or the photosensitive pattern is not deteriorated and can be firmly maintained.

상기 유기 절연막은 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 각종 절연막, 예들 들어, 층간 절연막, 표면보호막, 기판 전극보호층 버퍼 코트막 또는 패시베이션막 등을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 전기 소자는 반도체 장치 또는 디스플레이 장치의 각종 부품을 포함할 수 있다. The organic insulating layer may include various insulating layers of a semiconductor device or a display device, for example, an interlayer insulating layer, a surface protection layer, a substrate electrode protection layer, a buffer coating layer, or a passivation layer. In addition, the electric device may include various components of a semiconductor device or a display device.

한편, 상기 유기 절연막 또는 감광성 패턴은, 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물을 지지 기판 위에 도포하고 건조하여 수지막을 형성하는 단계; 상기 수지막을 노광하는 단계; 상기 노광된 수지막을 현상액으로 현상하는 단계 및 상기 현상된 감광성 수지막을 가열 처리하는 단계를 통하여 형성될 수 있다. On the other hand, the organic insulating film or the photosensitive pattern, coating the negative photosensitive resin composition on a support substrate and drying to form a resin film; exposing the resin film; It may be formed through the steps of developing the exposed resin film with a developer and heat-treating the developed photosensitive resin film.

상기 네거티브형 감광성 수지 조성물을 이용하면, 유리, 실리콘웨이퍼 등의 기판 상에 패턴화된 감광성 수지막을 용이하게 형성할 수 있는데, 이때 상기 네거티브형 감광성 수지 조성물을 도포하는 방법으로는 스핀 코팅(spin coating), 바 코팅(bar coating), 스크린 프린팅(screen printing) 등을 이용할 수 있다. If the negative photosensitive resin composition is used, a patterned photosensitive resin film can be easily formed on a substrate such as glass or a silicon wafer. In this case, a method of applying the negative photosensitive resin composition is spin coating (spin coating). ), bar coating, screen printing, etc. may be used.

상기 감광성 수지막의 형성 과정에서 사용될 수 있는 지지 기판은 전자 통신 분야나 반도체 또는 디스플레이 관련 분야에서 통상적으로 사용되는 것을 알려진 것이면 별 다른 제한 없이 사용 가능하나, 그 구체적인 예로 실리콘 웨이퍼, 유리 기판, 금속 기판, 세라믹 기판, 고분자 기판 등을 들 수 있다. The supporting substrate that can be used in the process of forming the photosensitive resin film can be used without any particular limitation as long as it is known to be commonly used in the field of electronic communication, semiconductor, or display. A ceramic substrate, a polymer substrate, etc. are mentioned.

상기 도포 이후의 건조 과정에서는, 50℃ 내지 150℃에서 1 분 내지 20 분 정도 전가열(prebaking)하여 용매를 휘발시킴으로서, 전가열막(prebaked film)을 형성할 수 있다. 상기 건조 온도가 너무 낮으면 잔류하는 용매의 양이 너무 많아져서 현상 시 비노광 영역에도 막 손실이 일어나 잔막이 낮아질 수 있고, 상기 건조 온도가 너무 높으면 경화반응이 촉진되어 비노광 영역이 현상되지 않을 수 있다. In the drying process after the application, the solvent is volatilized by prebaking at 50° C. to 150° C. for about 1 to 20 minutes, thereby forming a prebaked film. If the drying temperature is too low, the amount of the remaining solvent is too large, resulting in film loss in the non-exposed area during development, and the remaining film may be lowered. If the drying temperature is too high, the curing reaction is accelerated and the unexposed area may not be developed. can

상기 수지막을 노광하는 단계에서는 가공하고자 하는 패턴이 형성된 포토마스크를 이용하여 200~500nm 파장의 자외선 또는 가시 광선을 조사할 수 있고, 조사시 노광량은 10 mJ/㎠ 내지 4,000 mJ/㎠ 이 바람직하다. 노광 시간도 특별히 한정되는 것이 아니고, 사용되는 노광 장치, 조사 광선의 파장 또는 노광량에 따라 적절히 변화시킬 수 있으며, 구체적으로 노광 시간은 5~250초의 범위내에서 변화시킬 수 있다. In the step of exposing the resin film, ultraviolet or visible light having a wavelength of 200 to 500 nm may be irradiated using a photomask having a pattern to be processed, and the exposure amount is preferably 10 mJ/cm 2 to 4,000 mJ/cm 2 . The exposure time is also not particularly limited, and may be appropriately changed depending on the exposure apparatus used, the wavelength of the irradiated light, or the exposure amount. Specifically, the exposure time may be changed within the range of 5 to 250 seconds.

상기 감광성 수지막의 형성 단계에서는 반도체 또는 디스플레이 생산 단계에서 사용 가능한 것으로 통상적으로 알려진 알칼리성 수계 현상액을 별 다른 제한 없이 사용할 수 있다. In the step of forming the photosensitive resin film, an alkaline aqueous developer generally known to be usable in the step of producing a semiconductor or display may be used without any particular limitation.

본 발명을 하기의 실시예에서 보다 상세하게 설명한다. 단, 하기의 실시예는 본 발명을 예시하는 것일 뿐, 본 발명의 내용이 하기의 실시예에 의하여 한정되는 것은 아니다. The present invention will be described in more detail in the following examples. However, the following examples only illustrate the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following examples.

합성예 1Synthesis Example 1

교반기, 온도조절장치, 질소가스 주입장치, 딘-스탁 증류장치(dean-stark distillation) 및 냉각기가 설치된 3구 플라스크에 질소를 통과시키면서, 2,2'-비스(3-아미노-4-하이도록시페닐)헥사플루오로프로판[2,2'-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)-hexafluoropropane](BisAPAF) 16.02g(43.75 mmol)을 GBL(gamma butyroloactone) 60g에 녹였다. 그리고 상기 용액에 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-Oxydiphthalic anhydride)(ODPA) 10.58g(34.12mmol)과 트리멜리틱 무수물 3.67g (19.25mmol)을 첨가한 후, 4시간 교반하였다. 이후, 톨루엔 20g, GBL 20g, 아세트산무수물(aceticanhydride) 0.84g, 아닐린(aniline) 2.12g을 첨가하고, 반응온도를 160℃로 승온하고 5시간동안 딘-스탁 증류장치를 통해 물을 제거한 후 20시간 반응하였다. 반응종료 후 SPI-1, 104g을 얻었다. 얻어진 SPI-1 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.20 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-1을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 14,000으로 나타났다. While passing nitrogen through a three-necked flask equipped with a stirrer, temperature control device, nitrogen gas injection device, dean-stark distillation and a cooler, 2,2'-bis(3-amino-4-) Cyphenyl) hexafluoropropane [2,2'-Bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) -hexafluoropropane] (BisAPAF) 16.02 g (43.75 mmol) was dissolved in GBL (gamma butyroloactone) 60 g. Then, 10.58 g (34.12 mmol) of 4,4'-Oxydiphthalic anhydride (ODPA) and 3.67 g (19.25 mmol) of trimellitic anhydride were added to the solution, followed by 4 hours. stirred. Thereafter, 20 g of toluene, 20 g of GBL, 0.84 g of aceticanhydride, and 2.12 g of aniline were added, the reaction temperature was raised to 160° C., and water was removed through a Dean-Stark distillation apparatus for 5 hours for 20 hours. reacted. After completion of the reaction, SPI-1, 104 g was obtained. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-1, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.20 equivalents per hydroxyl group (-OH) in the polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-1. The molecular weight of the polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 14,000.

합성예 2Synthesis Example 2

상기 합성예 1에서 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-Oxydiphthalic anhydride)(ODPA) 대신 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물[4,4-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride] (6FDA) 15.16g (34.12mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-3을 제조하였다. 얻어진 SPI-3 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.21 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-2을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 16,000으로 나타났다.In Synthesis Example 1, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride [4,4-( hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride] (6FDA) 15.16 g (34.12 mmol) was used to prepare polyimide resin SPI-3 in the same manner. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-3, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.21 equivalents per hydroxyl group (-OH) in the polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-2. The molecular weight of this polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 16,000.

합성예 3Synthesis Example 3

상기 합성예 1에서 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-Oxydiphthalic anhydride)(ODPA) 대신 바이페닐테트라카르복실릭 이무수물(Biphenyltetracarboxylic dianhydride)(BPDA) 10.04g (34.12mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-4을 제조하였다. 얻어진 SPI-4 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.25 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-3을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 15,000으로 나타났다.In Synthesis Example 1, instead of 4,4'-Oxydiphthalic anhydride (ODPA), 10.04 g (34.12 mmol) of biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) was used. A polyimide resin SPI-4 was prepared in the same manner except that it was used. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-4, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.25 equivalents per hydroxyl group (-OH) in the polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-3. The molecular weight of the polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 15,000.

합성예 4 Synthesis Example 4

상기 합성예 1에서 트리멜리틱 무수물 대신 1,2-시클로헥산 무수물(1,2-cyclohexanedicaroxylic anhydride)(CHA) 3.69g (19.25 mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-2를 제조하였다. 얻어진 SPI-2 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.23 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-4를 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해측정하였으며, 중량평균 분자량은 13,000으로 나타났다.Polyimide resin SPI-2 was prepared in the same manner as in Synthesis Example 1, except that 3.69 g (19.25 mmol) of 1,2-cyclohexanedicaroxylic anhydride (CHA) was used instead of trimellitic anhydride. prepared. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-2, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.23 equivalents per hydroxyl group (-OH) in the polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-4. The molecular weight of this polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 13,000.

합성예 5Synthesis Example 5

상기 합성예 1에서 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-Oxydiphthalic anhydride)(ODPA) 대신 4,4'-(헥사플루오로이소프로필리덴)디프탈산 무수물[4,4-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride] (6FDA) 19.43g (43.75mmol)을 사용하고, 2,2'-비스(3-아미노-4-하이도록시페닐)헥사플루오로프로판[2,2'-Bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)-hexafluoropropane](BisAPAF)의 함량을 16.02g (43.75 mmol) 대신 13.46g(36.75 mmol)으로 사용하고, 트리멜리틱 무수물 대신 4-아미노페놀 1.53g(14.00mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-5를 제조하였다. 얻어진 SPI-5 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.23 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-5를 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 12,000으로 나타났다.In Synthesis Example 1, 4,4'-(hexafluoroisopropylidene)diphthalic anhydride [4,4-( hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride] (6FDA) 19.43 g (43.75 mmol) was used, and 2,2'-bis (3-amino-4-hydroxyphenyl) hexafluoropropane [2,2'-Bis (3- The content of amino-4-hydroxyphenyl)-hexafluoropropane] (BisAPAF) was 13.46 g (36.75 mmol) instead of 16.02 g (43.75 mmol), and 1.53 g (14.00 mmol) of 4-aminophenol was used instead of trimellitic anhydride. Except that, polyimide resin SPI-5 was prepared in the same manner. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-5, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.23 equivalents per hydroxyl group (-OH) in polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-5. The molecular weight of the polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 12,000.

합성예 6Synthesis Example 6

상기 합성예 5에서 4-아미노페놀(4-aminophenol)대신 4-아미노벤젠싸이올 (4-aminobenzenthiol) 1.75g(14.00mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-6를 제조하였다. 얻어진 SPI-6 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.23 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-6을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 13,000으로 나타났다.Polyimide resin SPI-6 was prepared in the same manner as in Synthesis Example 5, except that 1.75 g (14.00 mmol) of 4-aminobenzenethiol was used instead of 4-aminophenol. . After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-6, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.23 equivalents per hydroxyl group (-OH) in the polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-6. The molecular weight of this polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 13,000.

합성예 7Synthesis Example 7

상기 합성예 5에서 4-아미노페놀(4-aminophenol)대신 N-(4-아미노페닐)말레이미드(N-(4-aminophenyl)maleimide) 2.63g(14.00mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-7을 제조하였다. 얻어진 SPI-7 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.23 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-7을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 13,000으로 나타났다.In Synthesis Example 5, in the same manner except that 2.63 g (14.00 mmol) of N- (4-aminophenyl) maleimide was used instead of 4-aminophenol (4-aminophenol). A polyimide resin SPI-7 was prepared. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-7, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.23 equivalents per hydroxyl group (-OH) in polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-7. The molecular weight of this polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 13,000.

합성예 8Synthesis Example 8

상기 합성예 5에서 4-아미노페놀(4-aminophenol)대신 4-에틸아닐린(4-ethylanilne) 1.64g(14.00mmol)을 사용한 것을 제외하고는 동일한 방법으로 폴리이미드 수지 SPI-8을 제조하였다. 얻어진 SPI-8 100g을 2-아크릴레이트옥시에틸 이소시아네이트(2-acryloyloxyetyl isocyanate) 3g(21 mmol)을 천천히 첨가한 후 반응 온도를 60℃로 승온하고, 12시간 교반하였다. 1H-NMR 분석결과 폴리이미드에 있는 수산기(-OH) 당 평균 0.23 당량이 AOI로 치환된 것으로 계산된 SPI-A-8을 얻었다. 이러한 폴리이미드 수지의 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 12,000으로 나타났다.Polyimide resin SPI-8 was prepared in the same manner as in Synthesis Example 5, except that 1.64 g (14.00 mmol) of 4-ethylaniline was used instead of 4-aminophenol. After slowly adding 3 g (21 mmol) of 2-acryloyloxyetyl isocyanate to 100 g of the obtained SPI-8, the reaction temperature was raised to 60° C., and the mixture was stirred for 12 hours. As a result of 1H-NMR analysis, an average of 0.23 equivalents per hydroxyl group (-OH) in polyimide was substituted with AOI to obtain SPI-A-8. The molecular weight of the polyimide resin was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 12,000.

합성예 9Synthesis Example 9

2,2'-비스(트리플루오로메틸)-4,4'-다이아미노비페닐(TFMB) 1mol을 디에틸포름아마이드(DEF) 80g에 녹이고, 여기에 4,4'-옥시디프탈산 이무수물(4,4'-Oxydiphthalic anhydride)(ODPA) 1.1mol 를 첨가하고 디에틸포름아마이드(DEF) 50g에 넣어 50℃에서 24시간 중합하여 폴리아믹산을 포함하는 용액을 제조하였다. 상기 제조한 용액에 톨루엔 40g을 넣고 딘-스탁 증류장치(dean-stark distillation)를 통해 물을 제거할 수 있도록 설치한 후, 180℃에서 12시간 환류시켰다. 상기 제조된 폴리이미드 용액을 메탄올(methanol) 용매로 침전을 생성시킨 다음 건조 후, 건조 된 폴리이미드를 디에틸포름아마이드(DEF) 50g에 녹인 다음 2-메타크릴옥시에틸 이소시아네이트(2-Methacryloyloxyethyl isocyanate) 3mol를 첨가하고 디에틸포름아마이드(DEF) 30g을 넣어 상온에서 24시간 반응시킨 후, 메탄올에 침전을 생성시켜 건조하여 PI-M-1을 얻었다. 분자량은 디메틸포름아마이드(DMF)용매 하에서 GPC(Gel Permeation Chromtography)를 통해 측정하였으며, 중량평균 분자량은 17,000으로 나타났다.Dissolve 1 mol of 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl (TFMB) in 80 g of diethylformamide (DEF), and 4,4'-oxydiphthalic dianhydride 1.1 mol of (4,4'-Oxydiphthalic anhydride) (ODPA) was added, put into 50 g of diethylformamide (DEF), and polymerized at 50° C. for 24 hours to prepare a solution containing polyamic acid. 40 g of toluene was added to the prepared solution and installed to remove water through a Dean-Stark distillation, followed by refluxing at 180° C. for 12 hours. The prepared polyimide solution was precipitated with a methanol solvent, and then dried. Then, the dried polyimide was dissolved in 50 g of diethylformamide (DEF) and then 2-methacryloyloxyethyl isocyanate (2-Methacryloyloxyethyl isocyanate) 3 mol was added, and 30 g of diethylformamide (DEF) was added and reacted at room temperature for 24 hours, and then a precipitate was formed in methanol and dried to obtain PI-M-1. The molecular weight was measured through Gel Permeation Chromtography (GPC) in a dimethylformamide (DMF) solvent, and the weight average molecular weight was found to be 17,000.

실시예 1Example 1

합성예 1의 폴리이미드 수지 SPI-A-1 10.0g, 광중합개시제인 Irgacure 369 (Ciba Specialty chemical사) 0.45g, 및 광경화형 다관능 아크릴 화합물 카야라드 DPHA(Nippon Kayaku 사) 2.0g을 유기용매 MEDG(Diethyleneglycol methyethyl ether) 20g에 녹인 후, DC-190(Toray Dow Corning사) 0.05g을 혼합하고 실온에서 1시간 동안 교반하였다. 교반 종료 후, 얻어진 결과물을 세공 0.45㎛인 필터로 여과하여 감광성 수지 조성물을 제조하였다.10.0 g of polyimide resin SPI-A-1 of Synthesis Example 1, 0.45 g of Irgacure 369 (Ciba Specialty chemical) as a photoinitiator, and 2.0 g of photocurable polyfunctional acrylic compound Kayarrad DPHA (Nippon Kayaku) as an organic solvent MEDG After dissolving in 20 g of (Diethyleneglycol methyethyl ether), 0.05 g of DC-190 (Toray Dow Corning) was mixed and stirred at room temperature for 1 hour. After the stirring was completed, the obtained resultant was filtered through a filter having a pore size of 0.45 μm to prepare a photosensitive resin composition.

실시예 2Example 2

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-2 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-2 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

실시예 3Example 3

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-3 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-3 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

실시예 4Example 4

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-5 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-5 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

실시예 5Example 5

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-6 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-6 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 1Comparative Example 1

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-4 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다.A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-4 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 2Comparative Example 2

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 우레탄 아크릴 작용기를 도입하지 않은 SPI-1 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-1 without introducing a urethane acrylic functional group was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 3Comparative Example 3

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 우레탄 아크릴 작용기를 도입하지 않은 SPI-2 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-2 without introducing a urethane acrylic functional group was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 4Comparative Example 4

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-7 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-7 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 5Comparative Example 5

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 SPI-A-8 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of SPI-A-8 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

비교예 6Comparative Example 6

실시예 1에서 폴리이미드 수지 SPI-A-1 대신에 PI-M-1 10g을 사용한 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 방법으로 감광성 수지 조성물을 제조하였다. A photosensitive resin composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that 10 g of PI-M-1 was used instead of the polyimide resin SPI-A-1 in Example 1.

실험예: 감광성 수지막의 감광성 실험Experimental Example: Photosensitivity test of photosensitive resin film

상기 실시예 및 비교예에서 얻어진 감광성 수지 조성물을 800 rpm 내지 1,200 rpm의 스핀 코팅 방식을 이용하여 10 cm x 10 cm 유리기판 위에 도포한 후, 120℃온도에서 2분간 건조하여 5 ㎛ 두께의 감광성 수지막이 형성된 기판을 얻었다. 그리고, 미세 패턴이 형성된 마스크를 이용하여 브로드밴드 얼라이너(Broadband aligner) 노광 장치에서 40mJ/㎠의 에너지로 노광하였다. 이후, 노광된 유리기판을 2.38중량% 테트라메틸 암모늄 수산화 수용액에서 100초간 현상하고 초순수로 세척한 후, 질소 하에서 건조하여 상기 감광성 수지막에 패턴을 형성하였다. 그리고, 노광되어 남아있는 막의 두께를 알파 스텝을 이용하여 측정하였다. The photosensitive resin composition obtained in Examples and Comparative Examples was coated on a 10 cm x 10 cm glass substrate using a spin coating method of 800 rpm to 1,200 rpm, and then dried at 120° C. for 2 minutes to have a thickness of 5 μm. A substrate on which a film was formed was obtained. Then, using a mask on which a fine pattern was formed, exposure was performed at an energy of 40 mJ/cm 2 in a broadband aligner exposure apparatus. Thereafter, the exposed glass substrate was developed in a 2.38 wt% aqueous solution of tetramethyl ammonium hydroxide for 100 seconds, washed with ultrapure water, and dried under nitrogen to form a pattern on the photosensitive resin film. Then, the thickness of the exposed film was measured using the alpha step.

감광성 수지막의 3 ㎛ 이하의 직경을 갖는 미세 홀(hole) 패턴의 구현 유무를 평가하였다. 코팅 후나 현상 후의 표면 상태는 광학 현미경으로 관찰시 핀홀이나 크랙이 없고, AFM(Atomic Force Microscope)를 이용하여 측정한 표면의 균일도가 0.5 nm 이하인 경우 상으로 평가하였고, 그 외에는 하로 평가하였다. 홀 패턴 구현은 직경 3㎛ 이하의 홀이 형성된 경우에는 가능, 잔막이 남거나 미현상으로 인하여 패턴 미형성된 경우 불량으로 평가하였다. Whether or not a fine hole pattern having a diameter of 3 μm or less was implemented in the photosensitive resin film was evaluated. The state of the surface after coating or development was measured using an AFM (Atomic Force Microscope) without pinholes or cracks when observed with an optical microscope. When the uniformity of the surface was 0.5 nm or less, it was evaluated as high, otherwise, it was evaluated as low. The implementation of the hole pattern was evaluated as possible when a hole having a diameter of 3 μm or less was formed, and as poor when a residual film was left or the pattern was not formed due to non-development.

측정 결과를 하기 표 1에 나타내었다. 도 1에 실시예 1에 의하여 형성된 라인 패턴을 나타내었다. 도 2에는 실시예 1에 의하여 형성된 직경 3 ㎛ 이하의 홀 패턴이 선명하게 형성되었음을 나타내는 사진이다. The measurement results are shown in Table 1 below. 1 shows a line pattern formed according to Example 1. 2 is a photograph showing that a hole pattern having a diameter of 3 μm or less formed in Example 1 is clearly formed.

감광성 특성 평가Evaluation of photosensitive properties 코팅 후
표면상태
after coating
surface condition
현상 후
표면상태
after development
surface condition
직경 3㎛ 이하의 홀 패턴 구현Realization of hole patterns with a diameter of 3㎛ or less
실시예 1Example 1 Prize Prize 가능possible 실시예 2Example 2 Prize Prize 가능possible 실시예 3Example 3 Prize Prize 가능possible 실시예 4Example 4 Prize Prize 가능possible 실시예 5Example 5 Prize Prize 가능possible 비교예 1Comparative Example 1 Prize Prize 불량bad 비교예 2Comparative Example 2 Prize ha 불량bad 비교예 3Comparative Example 3 Prize ha 불량bad 비교예 4Comparative Example 4 Prize Prize 불량bad 비교예 5Comparative Example 5 Prize Prize 불량bad 비교예 6Comparative Example 6 Prize Prize 불량bad

비교예 1은 측쇄에만 화학식 2의 말단기를 갖는 것으로서, 표면상태는 양호 하였으나 직경 3 ㎛ 이하의 홀 패턴 구현 상태가 불량하였다. 비교예 2 및 3은 측쇄 또는 말단 어디에도 화학식 2의 구조를 포함하지 않는 것으로서, 현상시 팽윤 현상과 용해도가 낮아 현상 후 표면상태가 나빴을 뿐만 아니라, 3 ㎛ 이하의 직경의 홀 패턴 구현 상태가 불량하였다. 비교예 4 내지 6은 측쇄에 화학식 2의 말단기를 가지며 말단에 광경화기를 가지는 것으로서, 표면 상태는 양호하였으나 직경 3 ㎛ 이하의 홀 패턴 구현 상태가 불량하였다. 특히, 비교예 6은 광경화 후 알칼리 가용성기의 부족으로 현상액에 현상되지 않았다. 반면, 실시예 1 내지 5에서는 코팅 후 및 현상 후의 표면 상태가 우수했을 뿐만 아니라, 3 ㎛ 이하의 직경의 홀 패턴 구현이 가능하였다. Comparative Example 1 had a terminal group of Chemical Formula 2 only in the side chain, and had a good surface state, but a poor hole pattern implementation state with a diameter of 3 μm or less. Comparative Examples 2 and 3 did not include the structure of Formula 2 at either the side chain or the terminal, and not only had a poor surface condition after development due to low swelling and solubility during development, but also poor implementation of hole patterns with a diameter of 3 μm or less. did. Comparative Examples 4 to 6 have a terminal group of Chemical Formula 2 in a side chain and a photocurable group at the terminal, and have good surface conditions, but poor implementation of hole patterns with a diameter of 3 μm or less. In particular, Comparative Example 6 was not developed in the developer due to the lack of alkali-soluble groups after photocuring. On the other hand, in Examples 1 to 5, the surface state after coating and after development was excellent, and it was possible to implement hole patterns with a diameter of 3 μm or less.

Claims (9)

하기 화학식 11 또는 12의 구조를 포함하는 폴리이미드 수지:
[화학식 11]
Figure 112020135412035-pat00038

[화학식 12]
Figure 112020135412035-pat00039

상기 화학식 11 및 12에 있어서,
X는 4가 유기기이고,
Y는 2가 내지 4가 유기기이며,
R3 내지 R6는 서로 같거나 상이하고 각각 독립적으로 수소; 또는 광중합성 불포화기를 포함하는 C1-C10의 유기기이며, m1, m2, k1 및 k2는 각각 0 또는 1이며, 0 ≤ m1+m2+k1+k2 ≤ 2이고,
L2는 2가 유기기이고,
R1은 -S-, -O-, -CO2- 또는 -SO2-이고,
R2는 하기 화학식 2로 표시되며,
[화학식 2]
Figure 112020135412035-pat00033

상기 화학식 2에 있어서,
R7은 수소; 또는 탄소수 1 내지 4의 알킬기이고, p는 1 내지 10의 정수이고,
상기 화학식 1의 *은 폴리이미드 수지의 주쇄 또는 말단기에 연결되는 부위이고, 화학식 2의 *는 R1에 연결되는 부위이며, n은 1 이상의 정수이다.
A polyimide resin comprising the structure of Formula 11 or 12:
[Formula 11]
Figure 112020135412035-pat00038

[Formula 12]
Figure 112020135412035-pat00039

In Formulas 11 and 12,
X is a tetravalent organic group,
Y is a divalent to tetravalent organic group,
R 3 To R 6 Are the same as or different from each other and each independently hydrogen; Or a C1-C10 organic group including a photopolymerizable unsaturated group, m 1 , m 2 , k 1 and k 2 are each 0 or 1, 0 ≤ m 1 +m 2 +k 1 +k 2 ≤ 2,
L 2 is a divalent organic group,
R 1 is -S-, -O-, -CO 2 - or -SO 2 -,
R 2 is represented by the following formula (2),
[Formula 2]
Figure 112020135412035-pat00033

In Formula 2,
R 7 is hydrogen; Or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, p is an integer of 1 to 10,
* in Formula 1 is a site connected to the main chain or terminal group of the polyimide resin, * in Formula 2 is a site connected to R 1 , and n is an integer of 1 or more.
삭제delete 청구항 1에 있어서, R1은 -S-, -O- 또는 -CO2-인 것인 폴리이미드 수지.The polyimide resin according to claim 1, wherein R 1 is -S-, -O- or -CO 2 -. 청구항 1에 있어서, L2는 페닐렌인 것인 폴리이미드 수지.The polyimide resin according to claim 1, wherein L 2 is phenylene. 청구항 1에 있어서, 상기 폴리이미드 수지는 중량평균분자량이 1,000 내지 500,000인 것인 폴리이미드 수지. The polyimide resin according to claim 1, wherein the polyimide resin has a weight average molecular weight of 1,000 to 500,000. 청구항 1 및 3 내지 5 중 한 항에 따른 폴리이미드 수지; 광경화형 다관능 아크릴 화합물; 및 광중합개시제를 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물. The polyimide resin according to any one of claims 1 and 3 to 5; photocurable polyfunctional acrylic compound; And a negative photosensitive resin composition comprising a photoinitiator. 청구항 6에 있어서, 유기 용매를 더 포함하는 네거티브형 감광성 수지 조성물.The negative photosensitive resin composition according to claim 6, further comprising an organic solvent. 청구항 6에 있어서, 상기 폴리이미드 수지 100 중량부에 대하여 상기 광경화형 다관능 아크릴 화합물은 10 내지 50 중량부, 상기 광중합개시제는 0.1 내지 10 중량부로 포함되는 것인 네거티브형 감광성 수지 조성물. The negative photosensitive resin composition of claim 6, wherein the photocurable polyfunctional acrylic compound is included in an amount of 10 to 50 parts by weight, and the photopolymerization initiator is included in an amount of 0.1 to 10 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyimide resin. 청구항 6에 따른 네거티브형 감광성 수지 조성물로부터 형성된 유기 절연막 또는 감광성 패턴을 포함하는 전자 소자.
An electronic device comprising an organic insulating film or a photosensitive pattern formed from the negative photosensitive resin composition according to claim 6 .
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