JP2022115823A - Polyimide precursor and polyimide - Google Patents

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Abstract

To provide a polyimide film and a precursor thereof, from which a transparent polyimide having low coloration and high transmittance, which is optimal for a transparent substrate for a flexible device and a laminate for a wiring substrates, can be obtained.SOLUTION: In a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, the organic solvent has a yellowness YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less, and the polyimide precursor varnish has a yellowness (YI) of less than 5.0 and b* of less than 2.0. There is also provided a polyimide thereof.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、透明なポリイミド前駆体、及びポリイミドに関する。 The present invention relates to transparent polyimide precursors and polyimides.

液晶表示装置、有機EL装置等の表示装置やタッチパネルは、テレビのような大型ディスプレイや、携帯電話、パソコン、スマートフォンなどの小型ディスプレイをはじめ、各種のディスプレイの構成部材として使用される。
例えば、有機EL装置は、一般に支持基材であるガラス基板上に薄膜トランジスタ(TFT)を形成し、更にその上に電極、発光層及び電極を順次形成し、これらをガラス基板や多層薄膜等で気密封止して作られる。また、タッチパネルは、第1の電極が形成された第1のガラス基板と、第2の電極が形成された第2のガラス基板とを絶縁層(誘電層)を介して接合した構成となっている。
BACKGROUND ART Display devices such as liquid crystal display devices and organic EL devices and touch panels are used as components of various displays, including large displays such as televisions and small displays such as mobile phones, personal computers, and smart phones.
For example, in an organic EL device, a thin film transistor (TFT) is generally formed on a glass substrate, which is a support base material, and electrodes, a light emitting layer and electrodes are sequentially formed thereon. Made in a hermetic seal. Further, the touch panel has a structure in which a first glass substrate on which a first electrode is formed and a second glass substrate on which a second electrode is formed are joined via an insulating layer (dielectric layer). there is

つまり、これらの構成部材は、ガラス基板上にTFT、電極、発光層等、各種の機能層を形成した積層体である。このガラス基板を樹脂基板へと置き換えることにより、従来のガラス基板を用いた構成部材を、薄型化・軽量化・フレキシブル化することができる。これを利用して、フレキシブルディスプレイ等のフレキシブルデバイスを得ることが期待される。一方、樹脂はガラスと比較して寸法安定性、透明性、耐熱性、耐湿性、フィルムの強さ等が劣るため、種々の検討がなされている。 In other words, these constituent members are laminates in which various functional layers such as TFTs, electrodes, and light-emitting layers are formed on glass substrates. By replacing this glass substrate with a resin substrate, it is possible to reduce the thickness, weight, and flexibility of a component using a conventional glass substrate. Utilizing this, it is expected to obtain flexible devices such as flexible displays. On the other hand, since resins are inferior to glass in dimensional stability, transparency, heat resistance, moisture resistance, film strength, etc., various studies have been made.

こうした樹脂基板材料として、ポリイミドは、耐熱性や寸法安定性に優れることから有望な材料の一つであり、有機EL装置用基板、タッチパネル基板、カラーフィルター基板等の、透明性を必要とするフレキシブルデバイスへの適用が期待されている。 As such a resin substrate material, polyimide is one of the promising materials due to its excellent heat resistance and dimensional stability. Application to devices is expected.

フレキシブルデバイス向け透明ポリイミド基板は、ガラス基板を支持基材とし、この支持基材上に透明ポリイミドフィルムを形成し、次いで透明ポリイミドフィルム上に電子部品を実装後、支持基材を剥離することで得られる。 Transparent polyimide substrates for flexible devices are obtained by using a glass substrate as a supporting base material, forming a transparent polyimide film on this supporting base material, mounting electronic components on the transparent polyimide film, and peeling off the supporting base material. be done.

例えば、特許文献1は、キャリア基板から剥離して製造するフレキシブルデバイス用の含フッ素ポリイミド膜であって、ガラス転移温度が300℃以上、熱分解温度が500℃以上、熱膨張係数が20ppm/K以下であるものを開示する。しかし、透明性についての検討はなされていない。
特許文献2は、400nmにおける光透過率が89%以上である有機溶剤を使用することで、透明性の高いポリイミドフィルムを報告されている。しかし、溶剤を精製するために、煩雑な工程がかかるだけでなく、溶剤の光透過率が高くても、得られるポリイミドが着色することがあるので、溶剤の光透過率を高くすることだけでは、高透明のポリイミドを得るには不十分である。
For example, Patent Document 1 discloses a fluorine-containing polyimide film for flexible devices that is produced by peeling from a carrier substrate, and has a glass transition temperature of 300° C. or higher, a thermal decomposition temperature of 500° C. or higher, and a thermal expansion coefficient of 20 ppm/K. Disclose that: However, no consideration has been given to transparency.
Patent document 2 reports a highly transparent polyimide film by using an organic solvent having a light transmittance of 89% or more at 400 nm. However, purifying the solvent not only requires a complicated process, but even if the solvent has a high light transmittance, the resulting polyimide may be colored. , is insufficient to obtain highly transparent polyimides.

特開2012-040836号公報JP 2012-040836 A 特開2013-23597号公報JP 2013-23597 A

本発明の目的は、フレキシブルデバイスおよび配線基板用積層体用の透明基材に最適な低着色、高透過率を有する透明ポリイミドを得ることができるポリイミドフィルム及びその前駆体を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a polyimide film and its precursor from which a transparent polyimide having low coloration and high transmittance, which is optimal for transparent substrates for flexible devices and laminates for wiring boards, can be obtained.

本発明者らは、鋭意検討した結果、ポリイミド前駆体ワニスやポリイミドの調整、製造時に使用する有機溶剤に着目し、低着色度(YI)、色彩値L*, a*, b*について、特定の溶剤を使用することにより、低着色・高透過率のポリイミド前駆体ワニスやポリイミドを得ることができることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies, the present inventors focused on the polyimide precursor varnish and the organic solvent used in the preparation and production of the polyimide, and found that the low coloring degree (YI) and the color values L*, a*, b* were specified. The inventors have found that a polyimide precursor varnish or polyimide with low coloring and high transmittance can be obtained by using a solvent of the present invention.

すなわち、本発明は、ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスであって、前記有機溶剤の黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であり、前記ポリイミド前駆体ワニスの黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.0未満であることを特徴とするポリイミド前駆体ワニスである。 That is, the present invention provides a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the yellowness index YI of the organic solvent is 2.0 or less, b* is 1.0 or less, and the polyimide precursor A polyimide precursor varnish characterized in that the body varnish has a yellowness index (YI) of less than 5.0 and a b* of less than 2.0.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、有機溶剤の光路長1cm、400nm波長における光透過率が85%以上89%未満であることが好適である。
本発明のポリイミド前駆体ワニスは、有機溶剤が、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、及びγ-ブチロラクトンからなる群より選ばれる1種以上であることが好適である。
The polyimide precursor varnish of the present invention preferably has a light transmittance of 85% or more and less than 89% at a wavelength of 400 nm and an optical path length of 1 cm of the organic solvent.
In the polyimide precursor varnish of the present invention, the organic solvent is N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, and γ -It is preferably one or more selected from the group consisting of butyrolactone.

本発明は、ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスの製造方法であって、前記有機溶剤として、黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下である有機溶剤を使用し、黄色度YIが5.0未満であり、b*が2.0未満であるポリイミド前駆体ワニスを得ることを特徴とするポリイミド前駆体ワニスの製造方法である。 The present invention is a method for producing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the organic solvent has a yellowness index YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less. is used to obtain a polyimide precursor varnish having a yellowness index YI of less than 5.0 and b* of less than 2.0.

本発明は、ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスをイミド化してなるポリイミドであって、前記有機溶剤の黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であり、ポリイミドの黄色度YI(厚み10μm換算値)が30以下であり、全光透過率が80%以上であることを特徴とするポリイミドである。 The present invention provides a polyimide obtained by imidizing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the organic solvent has a yellowness YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less. , a polyimide having a yellowness YI (thickness 10 μm equivalent value) of 30 or less and a total light transmittance of 80% or more.

本発明は、ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスをイミド化してなるポリイミドの製造方法であって、前記有機溶剤として、黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下である有機溶剤を使用し、黄色度(厚み10μm換算値)が30以下であり、全光透過率が80%以上であるポリイミドを得ることを特徴とするポリイミドの製造方法である。 The present invention is a method for producing polyimide by imidizing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the organic solvent has a yellowness index YI of 2.0 or less and b* of 1.0. A polyimide production method characterized by using an organic solvent of 0 or less, obtaining a polyimide having a yellowness index (converted to a thickness of 10 μm) of 30 or less and a total light transmittance of 80% or more.

本発明は、上記ポリイミドを含むポリイミド層と、該ポリイミド層上に形成された機能層と、を備えることを特徴とするフレキシブルデバイスである。
本発明は、上記ポリイミドを含むポリイミド層と、該ポリイミド層の片面又は両面に金属層を有することを特徴とする配線基板用積層体である。
The present invention provides a flexible device comprising a polyimide layer containing the polyimide described above and a functional layer formed on the polyimide layer.
The present invention provides a wiring substrate laminate comprising a polyimide layer containing the polyimide described above and a metal layer on one or both sides of the polyimide layer.

本発明によれば、ポリイミド前駆体ワニスやポリイミドの調整、製造時に使用する有機溶剤に着目し、黄色度(YI)、色彩値L*, a*, b*について、特定の溶剤を使用することにより、低い着色、かつ高い光透過率のポリイミド前駆体ワニスやポリイミドを提供することを達成できたものである。 According to the present invention, attention is paid to the organic solvent used in the preparation and production of the polyimide precursor varnish and polyimide, and a specific solvent is used for yellowness (YI) and color values L *, a *, b *. As a result, it has been possible to provide a polyimide precursor varnish or polyimide with low coloring and high light transmittance.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含み、有機溶剤の黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であり、光路長1cm、400nm波長における光透過率が85%以上である。
本発明者らは、有機溶剤として、光透過率が89%以上の溶剤を使用した場合でも、得られるポリイミド前駆体やポリイミドは着色があり、光透過率が低いことが観察され、光透過率が高いことだけでは、高透明のポリイミド前駆体やポリイミドを得るために不十分であり、より有効なパラメータが存在することを検討し、本発明に到達したものである。その有効なパラメータは、黄色度(YI)、色彩値L*, a*, b*であり、特に、黄色度YI、及び色彩値b*がポリイミド前駆体ワニスやポリイミドの透明性に顕著に影響することを見出したものである。
The polyimide precursor varnish of the present invention contains a polyimide precursor and an organic solvent, the yellowness YI of the organic solvent is 2.0 or less, b * is 1.0 or less, and the optical path length is 1 cm and the light at a wavelength of 400 nm Transmittance is 85% or more.
The present inventors have observed that even when a solvent having a light transmittance of 89% or more is used as an organic solvent, the resulting polyimide precursor and polyimide are colored and have a low light transmittance. It is not enough to obtain a highly transparent polyimide precursor or polyimide, and the inventors have studied the existence of more effective parameters, and arrived at the present invention. Its effective parameters are yellowness (YI), color values L*, a*, b*, and in particular, yellowness YI and color value b* significantly affect the transparency of polyimide precursor varnishes and polyimides. I found out what to do.

本発明のポリイミド前駆体ワニスにおいては、有機溶剤として、黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であることが必須である。黄色度YI値、b*値のいずれか一方が、その条件を満たさない有機溶剤では、本発明の効果を発現できない。
有機溶剤の黄色度YIは、好ましくは1.90以下、より好ましくは1.50以下である。b*値は、好ましくは0.90以下、より好ましくは0.85以下である。
In the polyimide precursor varnish of the present invention, the organic solvent must have a yellowness index YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less. The effects of the present invention cannot be exhibited with an organic solvent that does not satisfy the condition for either the yellowness YI value or the b* value.
The yellowness index YI of the organic solvent is preferably 1.90 or less, more preferably 1.50 or less. The b* value is preferably 0.90 or less, more preferably 0.85 or less.

他の色彩値L*、a*については必須ではないものの、有機溶剤として、色彩値L*が、
好ましくは90.0以上、より好ましくは93.0以上のものから選択するとよい。本発明においては、L*値が97.0以下又は96.0以下の有機溶剤であっても好適に使用できる。有機溶剤として、色彩値a*が、好ましくは-0.10~-0.80、より好ましくは-0.20~-0.70のものから選択するとよい。
Although other color values L* and a* are not essential, as an organic solvent, the color value L* is
It is preferably 90.0 or higher, more preferably 93.0 or higher. In the present invention, even an organic solvent having an L* value of 97.0 or less or 96.0 or less can be suitably used. The organic solvent should be selected from those having a color value a* of preferably -0.10 to -0.80, more preferably -0.20 to -0.70.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、好ましくは、有機溶剤として、光路長1cm、400nm波長における光透過率が85%以上であればよく、光透過率が89%以上である必要は無い。光透過率が89%未満、88%未満又は87%未満の有機溶剤であっても、好適に使用できる。光透過率89%未満の有機溶剤であれば、煩雑な精製でなくても安易に製造できる点で好ましい。 The polyimide precursor varnish of the present invention preferably has a light transmittance of 85% or more at an optical path length of 1 cm and a wavelength of 400 nm as an organic solvent, and does not need to have a light transmittance of 89% or more. Even an organic solvent having a light transmittance of less than 89%, less than 88%, or less than 87% can be suitably used. An organic solvent having a light transmittance of less than 89% is preferable because it can be easily produced without complicated purification.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、好ましくは、有機溶剤として、純度が99.8%以上であればよく、純度が99.9%以上である必要は無い。純度が99.9%未満の有機溶剤であっても、好適に使用できる。純度99.9%未満の有機溶剤であれば、煩雑な精製でなくでも製造できる点で好ましい。 The polyimide precursor varnish of the present invention preferably has a purity of 99.8% or more as an organic solvent, and does not need to have a purity of 99.9% or more. Even an organic solvent with a purity of less than 99.9% can be suitably used. An organic solvent with a purity of less than 99.9% is preferable because it can be produced without complicated purification.

有機溶剤としては、上述した黄色度YI、色彩値を満足する限り、ポリイミド前駆体やポリイミドの調整、製造時に使用する各種の有機溶剤を使用できる。例えば、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N-エチル-2-ピロリドン(NEP)、ジメチルイミダゾリジノン(DMI)、又はγ-ブチロラクトン(GBL)などが挙げられる。これらを混合して使用することもできる。 As the organic solvent, various organic solvents used in preparation and production of polyimide precursors and polyimides can be used as long as they satisfy the above-mentioned yellowness index YI and color value. For example, N,N-dimethylacetamide (DMAC), N,N-dimethylformamide (DMF), N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-ethyl-2-pyrrolidone (NEP), dimethylimidazolidinone (DMI ), or γ-butyrolactone (GBL). A mixture of these can also be used.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.
0未満であることが必須である。黄色度YI値、b*値のいずれか一方が、その条件を満たさないポリイミド前駆体ワニスでは、所望のポリイミドを得ることができない。
ポリイミド前駆体ワニスの黄色度YIは、好ましくは4.00以下、より好ましくは3.00以下である。b*値は、好ましくは1.50以下、より好ましくは1.00以下である。
The polyimide precursor varnish of the present invention has a yellowness index (YI) of less than 5.0 and a b* of 2.0.
Must be less than 0. A desired polyimide cannot be obtained with a polyimide precursor varnish that does not satisfy the condition for either the yellowness YI value or the b* value.
The yellowness index YI of the polyimide precursor varnish is preferably 4.00 or less, more preferably 3.00 or less. The b* value is preferably 1.50 or less, more preferably 1.00 or less.

他の色彩値L*、a*については必須ではないものの、ポリイミド前駆体ワニスとして、色彩値L*が、好ましくは90.0以上、より好ましくは93.0以上のものから選択するとよい。本発明においては、L*値が97.0以下のポリイミド前駆体ワニスであっても好適に使用できる。ポリイミド前駆体ワニスとして、色彩値a*が、好ましくは-2.0~2.0、より好ましくは-1.0~1.0のものから選択するとよい。 Although the other color values L* and a* are not essential, the polyimide precursor varnish preferably has a color value L* of 90.0 or more, more preferably 93.0 or more. In the present invention, even a polyimide precursor varnish having an L* value of 97.0 or less can be suitably used. The polyimide precursor varnish should be selected from those having a color value a* of preferably -2.0 to 2.0, more preferably -1.0 to 1.0.

本発明のポリイミド前駆体は、下記一般式(1)で表される構造単位を有し、酸二無水物(A)に由来する構造単位とジアミン(B)に由来する構造単位を有する限り、広範に適用できる。

Figure 2022115823000001


ここで、Aは酸二無水物残基を示し、Bはジアミン残基を示す。 The polyimide precursor of the present invention has a structural unit represented by the following general formula (1), as long as it has a structural unit derived from an acid dianhydride (A) and a structural unit derived from a diamine (B). Widely applicable.
Figure 2022115823000001


Here, A represents an acid dianhydride residue and B represents a diamine residue.

原料としての酸二無水物及びジアミンの組合せは、芳香族酸二無水物/ 芳香族ジアミン、芳香族酸二無水物/脂肪族ジアミン、脂肪族酸二無水物/芳香族ジアミン、脂肪族酸二無水物/脂肪族ジアミンが挙げられるが、芳香族成分を含むことが好ましい。脂肪族成分を含む場合、脂環構造を有することが好ましい。耐熱性が要求される用途では、芳香族酸二無水物と芳香族ジアミンの組み合わせが好ましい。 Combinations of acid dianhydrides and diamines as raw materials include aromatic dianhydride/aromatic diamine, aromatic dianhydride/aliphatic diamine, aliphatic dianhydride/aromatic diamine, and aliphatic dianhydride. Anhydride/aliphatic diamines are included, but preferably contain an aromatic component. When containing an aliphatic component, it preferably has an alicyclic structure. A combination of an aromatic dianhydride and an aromatic diamine is preferred for applications requiring heat resistance.

酸二無水物としては、例えば、4,4’-(2,2’-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、4,4’-(2,2’-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、ナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,4,5-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、ナフタレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-1,2,5,6-テトラカルボン酸二無水物、4,8-ジメチル-1,2,3,5,6,7-ヘキサヒドロナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、2,6-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,7-ジクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-テトラクロロナフタレン-1,4,5,8-テトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-テトラクロロナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-p-テルフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)-プロパン二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)‐プロパン二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エーテル二無水物、ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、ビス(3.4-ジカルボキシフェニル)メタン二無水物、1,1-ビス(2,3-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、1,1-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)エタン二無水物、ペリレン-2,3,8,9-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-3,4,9,10-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-4,5,10,11-テトラカルボン酸二無水物、ペリレン-5,6,11,12-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,7,8-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,6,7-テトラカルボン酸二無水物、フェナンスレン-1,2,9,10-テトラカルボン酸二無水物、シクロペンタン-1,2,3,4-テトラカルボン酸二無水物、ピラジン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ピロリジン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、チオフェン-2,3,4,5-テトラカルボン酸二無水物、4,4’-オキシジフタル酸二無水物、(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(トリフルオロメチル)ピロメリット酸二無水物、ジ(ヘプタフルオロプロピル)ピロメリット酸二無水物、ペンタフルオロエチルピロメリット酸二無水物、ビス{3,5-ジ(トリフルオロメチル)フェノキシ}ピロメリット酸二無水物、2,2-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、2,2’,5,5’-テトラキス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシビフェニル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシジフェニルエーテル二無水物、5,5’-ビス(トリフルオロメチル)-3,3’,4,4’-テトラカルボキシベンゾフェノン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ベンゼン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}、トリフルオロメチルベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)トリフルオロメチルベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)テトラキス(トリフルオロメチル)ベンゼン二無水物、2,2-ビス{(4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)フェニル}ヘキサフルオロプロパン二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物、ビス{(トリフルオロメチル)ジカルボキシフェノキシ}ジフェニルエーテル二無水物、ビス(ジカルボキシフェノキシ)ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル二無水物などが挙げられる。これらの混合物であってもよい。 Acid dianhydrides include, for example, 4,4′-(2,2′-hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 4,4′-(2, 2'-Hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride, naphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene- 1,2,6,7-tetracarboxylic dianhydride, pyromellitic dianhydride, 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2′,3,3′- biphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,2',3 ,3'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3',4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1 ,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, naphthalene-1,2,6,7-tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexa Hydronaphthalene-1,2,5,6-tetracarboxylic dianhydride, 4,8-dimethyl-1,2,3,5,6,7-hexahydronaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid dianhydride, 2,6-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2,7-dichloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 2 ,3,6,7-tetrachloronaphthalene-1,4,5,8-tetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-tetrachloronaphthalene-2,3,6,7-tetracarboxylic dianhydride anhydride, 3,3′,4,4′-p-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2′,3,3′-p-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,3,3 ',4'-p-terphenyltetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis(2,3-dicarboxyphenyl)-propane dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl) -propane dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)ether dianhydride, bis(2,3-dicarboxyphenyl)methane dianhydride, bis(3.4-dicarboxyphenyl)methane dianhydride , 1,1-bis(2,3-dicarboxyphenyl)ethane dianhydride, 1,1-bis(3,4-dicarboxyphenyl) i) ethane dianhydride, perylene-2,3,8,9-tetracarboxylic dianhydride, perylene-3,4,9,10-tetracarboxylic dianhydride, perylene-4,5,10,11 -tetracarboxylic dianhydride, perylene-5,6,11,12-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,7,8-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,6, 7-tetracarboxylic dianhydride, phenanthrene-1,2,9,10-tetracarboxylic dianhydride, cyclopentane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, pyrazine-2,3, 5,6-tetracarboxylic dianhydride, pyrrolidine-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, thiophene-2,3,4,5-tetracarboxylic dianhydride, 4,4'- Oxydiphthalic dianhydride, (trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride, di(trifluoromethyl)pyromellitic dianhydride, di(heptafluoropropyl)pyromellitic dianhydride, pentafluoroethylpyromellitic dianhydride dianhydride, bis{3,5-di(trifluoromethyl)phenoxy}pyromellitic dianhydride, 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride, 5,5' -bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 2,2',5,5'-tetrakis(trifluoromethyl)-3,3',4,4 '-tetracarboxybiphenyl dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)-3,3',4,4'-tetracarboxydiphenyl ether dianhydride, 5,5'-bis(trifluoromethyl)- 3,3′,4,4′-Tetracarboxybenzophenone dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}benzene dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}, trifluoromethylbenzene dianhydride Anhydride, bis(dicarboxyphenoxy)trifluoromethylbenzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)benzene dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)tetrakis(trifluoromethyl)benzene dianhydride , 2,2-bis{(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)phenyl}hexafluoropropane dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}biphenyl dianhydride, bis{(trifluoromethyl ) dicarboxy phenoxy}bis(trifluoromethyl)biphenyl dianhydride, bis{(trifluoromethyl)dicarboxyphenoxy}diphenyl ether dianhydride, bis(dicarboxyphenoxy)bis(trifluoromethyl)biphenyl dianhydride and the like. A mixture of these may also be used.

好ましくは、4,4’-(2,2’-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、4,4’-オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、ピロメリット酸二無水物(PMDA)、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、4,4’-(2,2’-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、又は1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物である。
ただし、ポリイミド前駆体ワニスの黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.0未満である限り、これらに限定されない。
Preferably, 4,4'-(2,2'-hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride (6FDA), 4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), pyromellitic dianhydride (PMDA ), 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), 4,4′-(2,2′-hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride, or 1,2, It is 3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride.
However, as long as the yellowness index (YI) of the polyimide precursor varnish is less than 5.0 and b* is less than 2.0, it is not limited to these.

ジアミンとしては、例えば、2,2-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’ -ジメチル-4,4’ -ジアミノビフェニル、3,3’ -ジメチル-4,4’ -ジアミノビフェニル、4,4’ -ジアミノジフェニルエーテル、3,4’ -ジアミノジフェニルエーテル、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、4,6-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノメシチレン、4,4’ -メチレンジ-o-トルイジン、4,4’ -メチレンジ-2,6-キシリジン、4,4’ -メチレン-2,6-ジエチルアニリン、2,4-トルエンジアミン、4,4’ -ジアミノジフェニルプロパン、3,3’ -ジアミノジフェニルプロパン、4,4’ -ジアミノジフェニルエタン、3,3’ -ジアミノジフェニルエタン、4,4’ -ジアミノジフェニルメタン、3,3’ -ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]プロパン、4,4’ -ジアミノジフェニルスルフィド、3,3’ -ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’ -ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、ベンジジン、3,3’ -ジアミノビフェニル、3,3’ -ジメチル-4,4’ -ジアミノビフェニル、3,3’ -ジメトキシベンジジン、4,4’ -ジアミノ-p-テルフェニル、3,3’ -ジアミノ-p-テルフェニル、ビス(p-β-アミノ-t-ブチルフェニル)エーテル、ビス(p-β-メチル-δ-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(2-メチル-4-アミノペンチル)ベンゼン、p-ビス(1,3-ジメチル-5-アミノペンチル)ベンゼン、1,5-ジアミノナフタレン、2,6-ジアミノナフタレン、2,4-ビス(β-アミノ-t-ブチル)トルエン、2,4-ジアミノトルエン、m-キシレン-2,5-ジアミン、p-キシレン-2,5-ジアミン、m-キシリレンジアミン、p-キシリレンジアミン、5-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾイミダゾール、又はジアミノプロピルテトラメチルジシロキサンなどが挙げられる。これらの混合物であってもよい。 Examples of diamines include 2,2-bis(trifluoromethyl)benzidine, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis( 4-aminophenoxy)benzene, 2,2'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dimethyl-4,4'-diaminobiphenyl, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'- Diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, 4,6-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5-dimethyl-p-phenylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 4,4'-methylenedi-o -toluidine, 4,4'-methylenedi-2,6-xylidine, 4,4'-methylene-2,6-diethylaniline, 2,4-toluenediamine, 4,4'-diaminodiphenylpropane, 3,3' -diaminodiphenylpropane, 4,4'-diaminodiphenylethane, 3,3'-diaminodiphenylethane, 4,4'-diaminodiphenylmethane, 3,3'-diaminodiphenylmethane, 2,2-bis[4-(4- aminophenoxy)phenyl]propane, 4,4'-diaminodiphenyl sulfide, 3,3'-diaminodiphenyl sulfide, 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,3'-diaminodiphenyl ether, benzidine, 3,3'-diaminobiphenyl , 3,3′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, 3,3′-dimethoxybenzidine, 4,4′-diamino-p-terphenyl, 3,3′-diamino-p-terphenyl, bis( p-β-amino-t-butylphenyl)ether, bis(p-β-methyl-δ-aminopentyl)benzene, p-bis(2-methyl-4-aminopentyl)benzene, p-bis(1,3) -dimethyl-5-aminopentyl)benzene, 1,5-diaminonaphthalene, 2,6-diaminonaphthalene, 2,4-bis(β-amino-t-butyl)toluene, 2,4-diaminotoluene, m-xylene -2,5-diamine, p-xylene-2,5-diamine, m-xylylenediamine, p-xylylenediamine, 5-amino-2-(4-aminophenyl)benzimidazole, or diaminopropyltetramethyldiamine siloxane and the like. A mixture of these may also be used.

好ましくは、2,2-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(TFMB)、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン(APB)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン(TPE-R)、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、p-フェニレンジアミン(p-PDA)、4,6-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,4-ジアミノメシチレン、2,4-トルエンジアミン、m-フェニレンジアミン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、又は5-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾイミダゾールである。
ただし、ポリイミド前駆体ワニスの黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.0未満である限り、これらに限定されない。
Preferably, 2,2-bis(trifluoromethyl)benzidine (TFMB), 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene (APB), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene (TPE-R ), 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4′-diaminodiphenyl ether, p-phenylenediamine (p-PDA), 4,6-dimethyl-m-phenylenediamine, 2,5-dimethyl- p-phenylenediamine, 2,4-diaminomesitylene, 2,4-toluenediamine, m-phenylenediamine, 2,2′-dimethyl-4,4′-diaminobiphenyl, or 5-amino-2-(4-amino phenyl)benzimidazole.
However, as long as the yellowness index (YI) of the polyimide precursor varnish is less than 5.0 and b* is less than 2.0, it is not limited to these.

本発明のポリイミド前駆体ワニスは、例えば、ポリイミド前駆体の構造中にエーテル基を有するモノマー由来の構造単位が全モノマー由来の構造単位の10%以上、より好ましくは50%以上であるポリイミド前駆体に有用である。また、フッ素原子を有するモノマー由来の構造単位が全モノマー由来の構造単位の10%以上、より好ましくは50%以上であるポリイミド前駆体にも有用である。これらのような構造単位を有するポリイミド前駆体及びポリイミドフィルムは透明性に優れるため、本発明を構成する有機溶剤を使用した場合(つまり、ポリイミド前駆体の場合はポリイミド前駆体ワニスとした場合、ポリイミドフィルムの場合は前記ポリイミド前駆体ワニスをイミド化して得る場合)において、より優れた透明性を有するポリイミド前駆体ワニス及びポリイミドフィルムを得ることができる。
ただし、ポリイミド前駆体ワニスの黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.0未満である限り、これらに限定されない。
In the polyimide precursor varnish of the present invention, for example, structural units derived from a monomer having an ether group in the structure of the polyimide precursor account for 10% or more, more preferably 50% or more of the structural units derived from all monomers. useful for It is also useful for a polyimide precursor in which structural units derived from a monomer having a fluorine atom account for 10% or more, more preferably 50% or more of all monomer-derived structural units. Since polyimide precursors and polyimide films having such structural units are excellent in transparency, when using an organic solvent constituting the present invention (that is, in the case of polyimide precursors, when polyimide precursor varnish is used, polyimide In the case of a film obtained by imidizing the polyimide precursor varnish), a polyimide precursor varnish and a polyimide film having superior transparency can be obtained.
However, as long as the yellowness index (YI) of the polyimide precursor varnish is less than 5.0 and b* is less than 2.0, it is not limited to these.

本発明のポリイミド前駆体は、酸二無水物とジアミンとを0.9~1.1のモル比で使用し、有機溶剤中で重合する公知の方法によって製造することができる。例えば、窒素気流下、有機溶剤に原料モノマーとしての酸二無水物、ジアミンを加えて、室温~80℃で数時間~数日反応させることにより得られる。
モノマー合計量100重量部に対して、有機溶剤は、例えば200~1500重量部、好ましくは300~900重量部の範囲で使用するとよい。
The polyimide precursor of the present invention can be produced by a known method in which acid dianhydride and diamine are used at a molar ratio of 0.9 to 1.1 and polymerized in an organic solvent. For example, it can be obtained by adding an acid dianhydride and a diamine as raw material monomers to an organic solvent under a nitrogen stream and reacting them at room temperature to 80° C. for several hours to several days.
The organic solvent may be used in an amount of, for example, 200 to 1,500 parts by weight, preferably 300 to 900 parts by weight, per 100 parts by weight of the total amount of monomers.

本発明のポリイミドは、本発明のポリイミド前駆体ワニスをイミド化して得られる。イミド化は、熱イミド化法又は化学イミド化法により行うことができる。熱イミド化は、例えば、支持基材にポリイミド前駆体ワニスを製膜し、予備乾燥した後、室温~450℃程度の温度で熱処理することにより行われる。化学イミド化は、例えば、ポリイミド前駆体ワニスに公知の脱水剤及び/又は触媒を加え(例えば、脱水剤としては無水酢酸、触媒としてはピリジン、イソキノリン、Nメチルイミダゾール)、例えば30~60℃で化学的に脱水を行う。
熱イミド化の好ましい条件を例示する。ガラス、金属、樹脂などの任意の支持基材上に、ポリイミド前駆体組成物を、アプリケーターを用いて製膜し、150℃以下の温度で2~60分予備乾燥した後、溶剤除去、イミド化のために通常、室温~470℃程度の温度で10分~20時間程度、より好ましくは10分~4時間程度、熱処理することにより行われる。所望のポリイミドフィルムが得られる場合は、熱処理温度が280℃まででもよい。280℃~470℃の間に、必要な機械特性に応じて、熱処理温度を変更することも可能である。より好ましくは、製膜最高温度が340~460℃であれば、本発明を構成する有機溶剤が、本発明のポリイミド前駆体ワニス及びポリイミドの透明性に悪影響を与えにくく、その結果、本発明のポリイミドは、フィルムの透過率及び機械特性(CTE、引張強度、引張伸度、弾性率)のバランスに優れ好ましい。化学イミド化は、ポリイミド前駆体組成物(ポリアミド酸ともいう。)の溶液に脱水剤と触媒を加え、30~60℃で化学的に脱水を行う。代表的な脱水剤としては無水酢酸が例示され、触媒としてはピリジンが例示される。熱イミド化は、酸二無水物やジアミンの種類、溶剤の種類の組み合わせを選択すれば、イミド化が比較的短時間で完了し、予備加熱を含め熱処理は60分間以内で行うことも可能である。溶媒に溶解させたポリイミド前駆体組成物溶液として、製膜してもよい。
The polyimide of the present invention is obtained by imidating the polyimide precursor varnish of the present invention. Imidization can be performed by a thermal imidization method or a chemical imidization method. Thermal imidization is performed, for example, by forming a film of a polyimide precursor varnish on a supporting substrate, pre-drying it, and then heat-treating it at a temperature of about room temperature to 450°C. Chemical imidization, for example, adding a known dehydrating agent and / or catalyst to the polyimide precursor varnish (e.g., acetic anhydride as a dehydrating agent, pyridine, isoquinoline, N methylimidazole as a catalyst), for example, at 30 ~ 60 ° C. Chemical dehydration.
Preferred conditions for thermal imidization are illustrated. On any support substrate such as glass, metal, resin, the polyimide precursor composition is formed into a film using an applicator, pre-dried at a temperature of 150 ° C. or less for 2 to 60 minutes, then solvent removal, imidization. For this purpose, heat treatment is usually carried out at a temperature of about room temperature to about 470° C. for about 10 minutes to 20 hours, more preferably about 10 minutes to 4 hours. When a desired polyimide film is obtained, the heat treatment temperature may be up to 280°C. It is also possible to vary the heat treatment temperature between 280° C. and 470° C., depending on the mechanical properties required. More preferably, if the film formation maximum temperature is 340 to 460 ° C., the organic solvent constituting the present invention is less likely to adversely affect the transparency of the polyimide precursor varnish and polyimide of the present invention. Polyimide is preferable because of its excellent balance of film transmittance and mechanical properties (CTE, tensile strength, tensile elongation, elastic modulus). In chemical imidization, a dehydrating agent and a catalyst are added to a solution of a polyimide precursor composition (also called polyamic acid), and chemical dehydration is carried out at 30 to 60°C. Acetic anhydride is exemplified as a representative dehydrating agent, and pyridine is exemplified as a catalyst. Thermal imidization can be completed in a relatively short time by selecting a combination of acid dianhydride, diamine type, and solvent type, and heat treatment including preheating can be performed within 60 minutes. be. A film may be formed as a polyimide precursor composition solution dissolved in a solvent.

本発明のポリイミド前駆体及びポリイミドの重合度は、特に限定されないが、例えば、ポリイミド前駆体溶液のE型粘度計による測定する粘度として好ましくは500~100,000cP、より好ましくは1,000~15,000cPの範囲である。ポリイミド前駆体の分子量はGPC法によって求めることができる。ポリイミド前駆体として、例えば、数平均分子量(Mn)で15,000~250,000、重量平均分子量(Mw)で30,000~800,000の範囲である。ポリイミドの分子量も、そのポリイミド前駆体の分子量と同様な範囲にある。 The degree of polymerization of the polyimide precursor and polyimide of the present invention is not particularly limited. ,000 cP. The molecular weight of the polyimide precursor can be determined by the GPC method. As a polyimide precursor, for example, the number average molecular weight (Mn) is in the range of 15,000 to 250,000, and the weight average molecular weight (Mw) is in the range of 30,000 to 800,000. The molecular weights of polyimides are also in the same range as the molecular weights of their polyimide precursors.

本発明のポリイミド前駆体をイミド化して得られるポリイミドは、基準厚として厚み10μmのポリイミドフィルムの状態において(厚み10μm換算値)、ポリイミドの黄色度が30以下であり、20以下にもなり得る。全光透過率が80%以上であり、85%以上にもなり得る。 The polyimide obtained by imidizing the polyimide precursor of the present invention has a yellowness index of 30 or less, or even 20 or less, in the state of a polyimide film having a thickness of 10 μm as a reference thickness (converted value of 10 μm thickness). The total light transmittance is 80% or more, and can be 85% or more.

本発明のポリイミドは、500nmの光透過率が70%以上であり、83%以上にもなり得る一方、308nmの光透過率が1%以下であるものを提供できる。フレキシブルデバイスの製造において、フレキシブル基板にレーザー照射することにより、ポリイミドフィルム上に形成された素子等に損傷を与えることなく、支持基材を剥離でき、レーザーリフトオフ工法を好ましく適用できる。
支持基材としては、公知のものが用いることができ、例えば、ガラス、金属箔等の無機基材、さらにはポリイミド等の耐熱性樹脂フィルムを挙げることができる。
The polyimide of the present invention has a light transmittance of 70% or more at 500 nm, and can be as high as 83% or more, while providing a light transmittance of 1% or less at 308 nm. In the production of flexible devices, by irradiating the flexible substrate with a laser, the support substrate can be peeled off without damaging the elements formed on the polyimide film, and the laser lift-off method can be preferably applied.
As the supporting substrate, known substrates can be used, and examples thereof include inorganic substrates such as glass and metal foil, and heat-resistant resin films such as polyimide.

本発明のポリイミドは、熱膨張係数(CTE)も低く、例えば20ppm/K以下である。引張物性についても、引張強度が100Mpa以上、引張伸度が5%以上、弾性率10GPa以下を発現できる。 The polyimide of the present invention also has a low coefficient of thermal expansion (CTE), for example 20 ppm/K or less. As for tensile physical properties, a tensile strength of 100 Mpa or more, a tensile elongation of 5% or more, and an elastic modulus of 10 GPa or less can be expressed.

本発明のポリイミドは、透明ポリイミドとして、各種のフレキシブルデバイスに利用できる。本発明のポリイミドは、機能層付ポリイミドフィルムとして適する。ポリイミドフィルムは、複数層のポリイミドからなってもよい。
本発明のポリイミドは、そのポリイミド層上に、各種の機能層を形成して、積層体にすることができる。機能層の例を挙げると、液晶表示装置、有機EL表示装置、タッチパネル、液晶表示ディスプレイ、有機ELディスプレイ、カラーフィルター、電子ペーパーをはじめとする表示装置、更にはこれらの構成部品が挙げられる。ポリイミド層の片面又は両面に金属層を有する配線基板用積層体(CCL)としても有用である。
The polyimide of the present invention can be used as a transparent polyimide for various flexible devices. The polyimide of the present invention is suitable as a polyimide film with a functional layer. The polyimide film may consist of multiple layers of polyimide.
The polyimide of the present invention can be made into a laminate by forming various functional layers on the polyimide layer. Examples of the functional layer include liquid crystal display devices, organic EL display devices, touch panels, liquid crystal display displays, organic EL displays, color filters, display devices such as electronic paper, and components thereof. It is also useful as a wiring board laminate (CCL) having a metal layer on one or both sides of the polyimide layer.

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。実施例及び比較例で使用する材料の略号及び評価方法を示す。 EXAMPLES Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples. Abbreviations and evaluation methods for materials used in Examples and Comparative Examples are shown.

(酸二無水物)
・6FDA: 4,4’-(2,2’-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物
・ODPA:4,4’-オキシジフタル酸二無水物
・PMDA:ピロメリット酸無水物
・CBDA:1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
(ジアミン)
・TFMB: 2,2-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
・BY16-871:ジアミノプロピルテトラメチルジシロキサン(東レ・ダウコーニング製、アミン当量125g/mol)
・BAPS:ビス[4-(アミノフェノキシ)フェニル]スルホン
・AAPBI:5-アミノ-2-(4-アミノフェニル)ベンゾイミダゾール
(溶剤)
・表1に示すとおり、YI、L*、a*、b*、純度、光透過率(T)が各々異なる溶剤を使用した(S1~S10)。NMPは、N-メチル-2-ピロリドンである。DMACは、N,N-ジメチルアセトアミドである。
(Acid dianhydride)
・6FDA: 4,4′-(2,2′-hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride ・ODPA: 4,4′-oxydiphthalic dianhydride ・PMDA: pyromellitic anhydride ・CBDA: 1, 2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (diamine)
TFMB: 2,2-bis(trifluoromethyl)benzidine BY16-871: diaminopropyltetramethyldisiloxane (manufactured by Dow Corning Toray, amine equivalent 125 g/mol)
・BAPS: bis[4-(aminophenoxy)phenyl]sulfone ・AAPBI: 5-amino-2-(4-aminophenyl)benzimidazole (solvent)
・As shown in Table 1, solvents with different YI, L*, a*, b*, purity, and light transmittance (T) were used (S1 to S10). NMP is N-methyl-2-pyrrolidone. DMAC is N,N-dimethylacetamide.

[溶剤とワニスの光透過率、黄色度YI、L*、a*、b*]
SHIMADZU UV-3600分光光度計、光路長1cmの石英標準セルを用いて測定した。超純水をブランクとして、溶剤の400nmにおける光透過率を測定した。また、下記数式(1)で表される計算式に基づいてYI(黄色度)を算出した。

Figure 2022115823000002
式(1)において、X,Y,Zは、JIS Z 8722で規定する試験片の三刺激値である。
三刺激値X,Y,Zから色彩値のL*, a*, b*を求めた。
ここで、L*は明るさを表し、0に近いと黒、100に近いと白を表す。a*は緑~赤を表し、マイナスは緑、プラスは赤と表す。b*は青~黄と表し、マイナスは青、プラスは黄と表す。a*、b*共に数値が大きいほど強い色を表す。ワニスは固形分10~11wt%の状態に希釈した後測定した。 [Light transmittance of solvent and varnish, yellowness YI, L*, a*, b*]
Measured using a SHIMADZU UV-3600 spectrophotometer, quartz standard cell with 1 cm path length. Using ultrapure water as a blank, the light transmittance of the solvent at 400 nm was measured. Moreover, YI (yellowness index) was calculated based on the formula represented by the following formula (1).
Figure 2022115823000002
In formula (1), X, Y, and Z are the tristimulus values of the test piece specified by JIS Z8722.
Color values L*, a*, b* were obtained from the tristimulus values X, Y, Z.
Here, L* represents brightness, and when it is close to 0, it represents black, and when it is close to 100, it represents white. a* represents green to red, negative for green and positive for red. b* is expressed as blue-yellow, negative being blue and positive being yellow. The larger the value of both a* and b*, the stronger the color. The varnish was measured after dilution to a solids content of 10-11 wt%.

[フィルムの光透過率、黄色度YI、L*、a*、b*]
ポリイミドフィルム(50mm×50mm)をSHIMADZU UV-3600分光光度計にて、308nm及び500nmにおける光透過率(T@308、T@500)を求めた。
上記数式(1)で表される計算式に基づいてYI(黄色度)を算出した。
下記数式(2)によって、厚み10μmに換算した値YI(10)を算出した。

Figure 2022115823000003
数式(2)において、「厚み」は、各評価フィルムの実際の厚みである。
三刺激値X,Y,Zからから色彩値のL*, a*, b*を求めた。 [Light transmittance of film, yellowness index YI, L*, a*, b*]
A polyimide film (50 mm×50 mm) was measured for light transmittance (T@308, T@500) at 308 nm and 500 nm using a SHIMADZU UV-3600 spectrophotometer.
YI (yellowness index) was calculated based on the formula represented by the above formula (1).
A value YI(10) converted to a thickness of 10 μm was calculated by the following formula (2).
Figure 2022115823000003
In Equation (2), "thickness" is the actual thickness of each evaluation film.
Color values L*, a*, b* were obtained from tristimulus values X, Y, Z.

[全光線透過率(T.T.)]
ポリイミドフィルム(50mm×50mm)を、日本電色工業社製のHAZE METER NDH500にて、全光線透過率(T.T.)をJIS K7136に準拠して測定した。
[Total light transmittance (TT)]
A polyimide film (50 mm×50 mm) was measured for total light transmittance (TT) in accordance with JIS K7136 using HAZE METER NDH500 manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd.

[粘度]
粘度は、恒温水槽付のコーンプレート式粘度計(トキメック社製)にて、合成例で得られたポリアミド酸溶液について25℃で測定した。
[viscosity]
The viscosity of the polyamic acid solution obtained in Synthesis Example was measured at 25° C. using a cone-plate viscometer with a constant temperature water bath (manufactured by Tokimec).

[分子量Mw]
分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(東ソー株式会社製、商品名;HLC-8220GPC)により測定した。標準物質としてポリスチレンを用い、展開溶媒にはN,N-ジメチルアセトアミドを用いた。
[Molecular weight Mw]
The molecular weight was measured by gel permeation chromatography (manufactured by Tosoh Corporation, trade name: HLC-8220GPC). Polystyrene was used as a standard substance, and N,N-dimethylacetamide was used as a developing solvent.

[熱膨張係数(CTE)]
ポリイミドフィルム(3mm×15mm)を、熱機械分析(TMA/SS6100)装置にて30mNの荷重を加えながら一定の昇温速度(10℃/min)で30℃から450℃まで昇温し、それから、450℃から降温し、降温時における350℃から100℃までのポリイミドフィルムの伸び量(線膨張)から熱膨張係数を測定した。
[Coefficient of thermal expansion (CTE)]
A polyimide film (3 mm × 15 mm) is heated from 30 ° C. to 450 ° C. at a constant heating rate (10 ° C./min) while applying a load of 30 mN with a thermomechanical analysis (TMA / SS6100) device, and then, The temperature was lowered from 450.degree.

[引張試験]
ポリイミドフィルム(10mm×15mm)の試験片を準備し、テンシロン万能試験機(オリエンテック株式会社製、RTA-250)を用い、引張速度10mm/minでIPC-TM-650, 2.4.19に準じて引張試験を行い、引張伸度、引張強度、弾性率を算出した。
[Tensile test]
Prepare a test piece of polyimide film (10 mm × 15 mm), Tensilon universal testing machine (Orientec Co., Ltd., RTA-250) at a tensile speed of 10 mm / min according to IPC-TM-650, 2.4.19 A tensile test was performed to calculate the tensile elongation, tensile strength, and elastic modulus.

[純度]
純度は、ガスクロマトグラフ法で測定した。
[purity]
Purity was determined by gas chromatography.

使用した溶剤は、下記表1に示すとおりである(S1~S10)。 The solvents used are as shown in Table 1 below (S1 to S10).

Figure 2022115823000004
Figure 2022115823000004

実施例1
窒素気流下で、1000mlのセパラブルフラスコの中に、78.84gのTFMBを、765gの溶剤S1に溶解させた。次いで、9.50gのODPAと46.66gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド(PI)前駆体ワニス(粘稠な溶液)V1を得た。
Example 1
Under a nitrogen stream, 78.84 g of TFMB was dissolved in 765 g of solvent S1 in a 1000 ml separable flask. Then 9.50 g of ODPA and 46.66 g of PMDA were added. This solution is heated at 40 ° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to perform a polymerization reaction, and a polyimide (PI) precursor varnish having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more (viscous solution) V1 was obtained.

実施例2
窒素気流下で、2000mlのセパラブルフラスコの中に、169.88gのTFMBを、1700gの溶剤S1に溶解させた。次いで、49.29gのODPAと80.84gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド(PI)前駆体ワニス(粘稠な溶液)V2を得た。
Example 2
Under a nitrogen stream, 169.88 g of TFMB was dissolved in 1700 g of solvent S1 in a 2000 ml separable flask. Then 49.29 g ODPA and 80.84 g PMDA were added. This solution is heated at 40 ° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to perform a polymerization reaction, and a polyimide (PI) precursor varnish having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more (Viscous solution) V2 was obtained.

実施例3
窒素気流下で、100mlのセパラブルフラスコの中に、8.56gのTFMBを、85gの溶剤S2に溶解させた。次いで、2.07gのODPAと4.37gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド(PI)前駆体ワニス(粘稠な溶液)V3を得た。
Example 3
Under a nitrogen stream, 8.56 g of TFMB was dissolved in 85 g of solvent S2 in a 100 ml separable flask. Then 2.07 g ODPA and 4.37 g PMDA were added. This solution is heated at 40 ° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to perform a polymerization reaction, and a polyimide (PI) precursor varnish having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more (Viscous solution) V3 was obtained.

実施例4
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中に、25.48gのTFMBを、255gの溶剤S4に溶解させた。次いで、7.39gのODPAと12.13gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド(PI)前駆体ワニス(粘稠な溶液)V4を得た。
Example 4
Under a nitrogen stream, 25.48 g of TFMB was dissolved in 255 g of solvent S4 in a 300 ml separable flask. Then 7.39 g ODPA and 12.13 g PMDA were added. This solution is heated at 40 ° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to perform a polymerization reaction, and a polyimide (PI) precursor varnish having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more (Viscous solution) V4 was obtained.

実施例5
窒素気流下で、100mlのセパラブルフラスコの中に、3.02gのBY16-871を、70gの溶剤S3に溶解させた。次いで、この溶液に、9.04gのTFMBを加えた。10分間撹拌した後、17.93gの6FDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド前駆体ワニス(粘稠な溶液)V5を得た。
Example 5
Under a stream of nitrogen, 3.02 g of BY16-871 was dissolved in 70 g of solvent S3 in a 100 ml separable flask. To this solution was then added 9.04 g of TFMB. After stirring for 10 minutes, 17.93 g of 6FDA was added. This solution is heated at 40° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to carry out a polymerization reaction, resulting in a polyimide precursor varnish (viscous) having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more. solution) V5 was obtained.

実施例6
窒素気流下で、5000mlのセパラブルフラスコの中に、424.57gのTFMBを、4250gの溶剤S3に溶解させた。10分間撹拌した後、73.40gの6FDAと252.03gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万以上のポリイミド前駆体ワニス(粘稠な溶液)V6を得た。
Example 6
Under a nitrogen stream, 424.57 g of TFMB was dissolved in 4250 g of solvent S3 in a 5000 ml separable flask. After stirring for 10 minutes, 73.40 g of 6FDA and 252.03 g of PMDA were added. This solution is heated at 40° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to carry out a polymerization reaction, resulting in a polyimide precursor varnish (viscous) having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more. solution) V6 was obtained.

比較例1
窒素気流下で、300mlのセパラブルフラスコの中に、25.69gのTFMBを、4250gの溶剤S5に溶解させた。10分間撹拌した後、6.21gのODPAと13.10gのPMDAを加えた。この溶液を、40℃で30分間加熱し、内容物を溶解させ、その後、溶液を室温で30時間攪拌を続けて重合反応を行い、分子量(Mw)10万未満のポリイミド前駆体ワニス(粘稠な溶液)V7を得た。
Comparative example 1
Under a nitrogen stream, 25.69 g of TFMB was dissolved in 4250 g of solvent S5 in a 300 ml separable flask. After stirring for 10 minutes, 6.21 g ODPA and 13.10 g PMDA were added. This solution is heated at 40° C. for 30 minutes to dissolve the contents, and then the solution is stirred at room temperature for 30 hours to carry out a polymerization reaction. solution) V7 was obtained.

実施例7、8、比較例2~5
ジアミン、酸無水物、溶剤を、表2に示した配合組成に代えて、100mlのセパラブルフラスコを用い、溶剤を68g使用し、実施例1と同様に重合反応を行い、実施例7、8は分子量(Mw)10万以上、比較例2~5は分子量(Mw)10万未満のポリイミド前駆体ワニスを得た。
Examples 7 and 8, Comparative Examples 2-5
A 100 ml separable flask was used in place of the diamine, acid anhydride, and solvent having the composition shown in Table 2, and 68 g of the solvent was used to carry out the polymerization reaction in the same manner as in Example 1. Examples 7 and 8 obtained a polyimide precursor varnish having a molecular weight (Mw) of 100,000 or more, and Comparative Examples 2 to 5 having a molecular weight (Mw) of less than 100,000.

上記実施例1~8、比較例1~5の配合を、表2にまとめて示す。

Figure 2022115823000005
The formulations of Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 are summarized in Table 2.
Figure 2022115823000005

上記実施例1~8、比較例1~5で得られたポリイミド(PI)前駆体ワニスについて、光学物性を評価した。各PI前駆体ワニスをそれぞれ合成する際に使用した溶剤と同種の溶剤で希釈した。それから分光光度計でPI前駆体ワニスのYI、a*, b*、400nmでの光透過率を測定した。その結果を、表3に示す。 The optical properties of the polyimide (PI) precursor varnishes obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were evaluated. Each PI precursor varnish was diluted with a solvent of the same kind as the solvent used in synthesizing each. The YI, a*, b*, light transmittance at 400 nm of the PI precursor varnish was then measured with a spectrophotometer. The results are shown in Table 3.

さらに、上記実施例1~8、比較例1~5で得られたポリイミド(PI)前駆体ワニスを用い、これをポリイミド化して、光学物性を評価した。すなわち、各PI前駆体ワニスに、それぞれ合成する際に使用した溶剤と同種の溶剤を加えて、粘度が塗工しやすいように固形分を11±1wt%程度に希釈した上で、支持基材としての100μmのガラス基板上に、スピンコーターを用いて、イミド化後のポリイミド層の厚みが約10μmになるように塗工した。続いて、120℃で10分間の加熱で乾燥し溶剤除去を行った。次に、窒素雰囲気中で、一定の昇温速度(3~10℃/min)で室温から350~450℃の範囲まで昇温させ、更に1~30分間保持した。その後、窒素雰囲気中で室温に戻し、オーブンから取り出し、支持基材の上にポリイミド層を形成した。その後、支持基材を剥離し、各ポリイミド(PI)フィルムを得た。上記剥離は、形成されたポリイミド層だけを、カッターで切り口を1周作って、剥離する範囲を決めてから、ピンセットで支持基材から剥離することによって行った。
こうして得られた各ポリイミド(PI)フィルムについて、厚み、308nmと500nm波長における光透過率、全光線透過率、さらにはCTE、引張強度、引張伸度、弾性率を評価した。その結果を、表3に示す。
Further, the polyimide (PI) precursor varnishes obtained in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 to 5 were polyimideized and their optical properties were evaluated. That is, each PI precursor varnish is added with the same solvent as the solvent used for synthesis, and the solid content is diluted to about 11 ± 1 wt% so that the viscosity is easy to apply. A spin coater was used to coat a 100 μm glass substrate as the polyimide layer so that the thickness of the polyimide layer after imidization was about 10 μm. Subsequently, it was dried by heating at 120° C. for 10 minutes to remove the solvent. Next, in a nitrogen atmosphere, the temperature was raised from room temperature to a temperature range of 350 to 450° C. at a constant temperature elevation rate (3 to 10° C./min), and the temperature was maintained for 1 to 30 minutes. Then, it was returned to room temperature in a nitrogen atmosphere, taken out from the oven, and a polyimide layer was formed on the supporting substrate. After that, the supporting substrate was peeled off to obtain each polyimide (PI) film. The peeling was carried out by making a cut around the formed polyimide layer with a cutter, determining the peeling range, and then peeling it off from the support substrate with tweezers.
Each polyimide (PI) film thus obtained was evaluated for thickness, light transmittance at wavelengths of 308 nm and 500 nm, total light transmittance, CTE, tensile strength, tensile elongation, and elastic modulus. The results are shown in Table 3.

Figure 2022115823000006
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Figure 2022115823000007
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本発明のポリイミド前駆体ワニス及びポリイミドは、フレキシブルデバイスや配線基板用積層体用の透明材料として好適に利用できる。 The polyimide precursor varnish and polyimide of the present invention can be suitably used as transparent materials for flexible devices and wiring substrate laminates.

Claims (8)

ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスであって、前記有機溶剤の黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であり、前記ポリイミド前駆体ワニスの黄色度(YI)が5.0未満であり、b*が2.0未満であることを特徴とするポリイミド前駆体ワニス。 A polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the yellowness index YI of the organic solvent is 2.0 or less, b* is 1.0 or less, and the yellowness index of the polyimide precursor varnish ( A polyimide precursor varnish, characterized in that YI) is less than 5.0 and b* is less than 2.0. 有機溶剤の光路長1cm、400nm波長における光透過率が85%以上89%未満である請求項1に記載のポリイミド前駆体ワニス。 2. The polyimide precursor varnish according to claim 1, wherein the light transmittance of the organic solvent at a wavelength of 400 nm at an optical path length of 1 cm is 85% or more and less than 89%. 有機溶剤が、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、ジメチルイミダゾリジノン、及びγ-ブチロラクトンからなる群より選ばれる1種以上である請求項1又は2に記載のポリイミド前駆体ワニス。 1, wherein the organic solvent is selected from the group consisting of N,N-dimethylacetamide, N,N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, dimethylimidazolidinone, and γ-butyrolactone; 3. The polyimide precursor varnish according to claim 1 or 2, which is at least one species. ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスの製造方法であって、前記有機溶剤として、黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下である有機溶剤を使用し、黄色度YIが5.0未満であり、b*が2.0未満であるポリイミド前駆体ワニスを得ることを特徴とするポリイミド前駆体ワニスの製造方法。 A method for producing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein an organic solvent having a yellowness index YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less is used as the organic solvent, A process for producing a polyimide precursor varnish, characterized in that a polyimide precursor varnish having a yellowness index YI of less than 5.0 and b* of less than 2.0 is obtained. ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスをイミド化してなるポリイミドであって、前記有機溶剤の黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下であり、ポリイミドの黄色度(厚み10μm換算値)が30以下であり、全光透過率が80%以上であることを特徴とするポリイミド。 A polyimide obtained by imidizing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the yellowness index YI of the organic solvent is 2.0 or less, b* is 1.0 or less, and the polyimide has a yellow color A polyimide having a degree (thickness equivalent to 10 μm) of 30 or less and a total light transmittance of 80% or more. ポリイミド前駆体及び有機溶剤を含むポリイミド前駆体ワニスをイミド化してなるポリイミドの製造方法であって、前記有機溶剤として、黄色度YIが2.0以下であり、b*が1.0以下である有機溶剤を使用し、黄色度YI(厚み10μm換算値)が30以下であり、全光透過率が80%以上であるポリイミドを得ることを特徴とするポリイミドの製造方法。 A method for producing polyimide by imidizing a polyimide precursor varnish containing a polyimide precursor and an organic solvent, wherein the organic solvent has a yellowness index YI of 2.0 or less and b* of 1.0 or less. A process for producing a polyimide, comprising using an organic solvent to obtain a polyimide having a yellowness index YI (converted to a thickness of 10 μm) of 30 or less and a total light transmittance of 80% or more. 請求項5に記載のポリイミドを含むポリイミド層と、該ポリイミド層上に形成された機能層と、を備えることを特徴とするフレキシブルデバイス。 A flexible device comprising: a polyimide layer containing the polyimide according to claim 5; and a functional layer formed on the polyimide layer. 請求項5に記載のポリイミドを含むポリイミド層と、該ポリイミド層の片面又は両面に金属層を有することを特徴とする配線基板用積層体。 A laminate for a wiring board, comprising a polyimide layer containing the polyimide according to claim 5 and a metal layer on one or both sides of the polyimide layer.
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