일반기술

전유기 박막트랜지스터 절연체용 감광성 폴리아믹산 및 이로부터 제조된 폴리이미드 수지

*원리 및 구성본 발명은 전유기 박막 트랜지스터 절연체용 감광성 폴리아믹산과 이를 광경화하여 제조한 폴리이미드 수지에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 방향족 테트라카르복시산 이무수물과 감광성 방향족 디아민의 단량체를 중합반응시켜 폴리이미드계 수지를 제조함에 있어, 저극성 알킬기 함유 디아민 단량체를 필수 조성물질로서 함유시켜 용액중합 반응하여 제조한 것으로 광개시제 없이도 자체 광반응이 가능하고 표면의 극성이 제어되어 전유기 박막 트랜지스터의 절연체용 소재로서 유용한 효과가 있는 신규 감광성 폴리아믹산과 이를 광겨화하여 제조한 폴리이미드 수지에 관한 것이다.*배경폴리이미드 수지는 방향족 테트라카르복시산 또는 그 유도체와 방향족 디아민 또는 방향족 디이소시아네이트를 축중합 후 이미드화하여 제조되는 고내열 수지로서, 사용된 단량체의 종류에 따라 여러 가지의 분자구조를 가질 수 있다.이와 같은 폴리이미드 수지는 불용·불융의 초고내열성 수지로서 다음과 같은 특성을 가지고 있다: (1) 뛰어난 내열산화성 보유, (2) 사용 가능한 온도가 대단히 높으며, 장기 사용온도는 약 260 ℃이고, 단기 사용 온도는 480 ℃ 정도로 매우 우수한 내열특성 보유, (3) 뛰어난 전기화학적·기계적 특성 보유, (4) 내방사선성 및 저온특성 우수, (5) 고유 난연성 보유, (6) 내약품성 우수.상기와 같은 방향족 폴리이미드 수지는 우수한 내열특성을 보유하는 장점이 있지만, 반면에 높은 극성기 밀도로 인해 표면장력이 높으며, 박막트랜지스터용 절연체로 적용하기에는 낮은 유전 상수 등을 가지는 단점이 있으며 광경화에 의한 패턴의 형성이 용이하지 않은 단점을 가지고 있다.*제조방법 상의 특징본 발명의 발명자들은 ①특정의 감광성 기능기를 함유하는 방향족 디아민과 함께 ②저극성 알킬기를 함유한 디아민 단량체를 포함하는 혼합물을 ③특정의 테트라카르복실산 이무수물과 중합 반응하여 폴리아믹산을 제조하였으며, ④이로부터 제조된 감광성 폴리이미드 수지는 감광특성이 우수하여 자체 광반응에 광개시제 첨가 없이도 자외광 조사에 의해 미세패턴 형성이 가능할 뿐만 아니라 ⑤이로부터 제작된 전유기 트랜지스터 소자는 전계효과전하이동도가 뛰어남을 확인함으로써 본 발명을 완성하게 되었다. *특징 및 장점1)감광성 폴리아믹산을 광경화하여 제조한 폴리이미드 수지들은 380 ∼ 420 ℃의 높은 열분해온도, 3 ∼ 6의 유전상수 및 35 ∼ 45 dyne/cm 범위의 표면장력을 가지고 있음이 확인됨.2)본 발명에서 제조한 투명 감광성 폴리아믹산은 280 ∼ 310 nm 범위의 파장에서 100 ∼ 5,000 mJ의 광조사에 의해 10 ㎛까지 미세패턴 형성이 가능.3) 전유기 박막트랜지스터용 절연재로 사용되어 0.12 ∼ 1.20 ㎠/V·s의 전계효과전하이동도(field effect mobility)를 보유.4)감광성 절연재는 우수한 전기적 특성, 내화학약품성, 내열성 및 감광특성을 보유5)액정표시소자에 사용되는 전유기 트랜지스터용 절연체, 컬러 필터의 버퍼 코팅층 또는 유리 기판과 및 접촉 패널(touch panel)용 액정표시 소자의 고분자 격벽 재료로서의 응용이 가능.6)액정표시소자 제조의 복잡한 공정을 단축할 수 있는 효과가 있음.