CN103221483B - 树脂组合物、绝缘膜、膜形成方法及电子部件 - Google Patents

树脂组合物、绝缘膜、膜形成方法及电子部件 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种树脂组合物,含有聚合物和有机溶剂,所述聚合物具有选自下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元中的至少一个的结构单元(i),所述有机溶剂为选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂以及酰胺系溶剂中的至少一种。

Description

树脂组合物、绝缘膜、膜形成方法及电子部件
技术领域
本发明涉及树脂组合物、绝缘膜、膜形成方法及电子部件。
背景技术
近年来信息技术的发展惊人,随着信息器件的轻薄短小化的趋势,透明树脂作为光学材料用于各种用途。作为代表性的透明树脂,可举出PMMA、聚碳酸酯等。这些PMMA、聚碳酸酯虽然透明性优异,但玻璃化温度低,耐热性不够,因而难以在要求高耐热性的用途中使用。
而伴随着技术的进步,工程塑料的用途扩展,要求耐热性、机械强度优异且透明性优异的聚合物。
作为耐热性、机械强度优异且透明性优异的聚合物,提出了使9,9-双(4-羟基苯基)芴、各种双酚类和2,6-二卤化苯甲腈反应而得到的芳香族聚醚(专利文献1和2)。
专利文献
专利文献1:日本特开2007-246629号公报
专利文献2:日本特开平2-45526号公报
发明内容
然而,含有这些芳香族聚醚的树脂组合物有时形成膜时与基板的润湿性差(凹陷(はじき))、所得膜产生白浊、皲裂。而且,由于在上述现有技术文献中使用卤化烃作为成膜时的溶剂,因此对环境的负荷大,有时由成膜中溶剂的分解而导致形成的膜质量较差。
本发明是鉴于上述问题点而完成的,目的在于,提供能够形成与基板的润湿性优异、难以产生白浊、皲裂的膜的树脂组合物及使用该组合物的膜形成方法。而且目的在于,通过使用非卤素系溶剂而提高对人体的安全性,并且减少由成膜中溶剂的分解而导致的膜质降低。
本发明人为了解决上述课题而深入研究,结果发现,利用含有特定芳香族聚醚系聚合物(I)和特定溶剂(Ⅱ)的树脂组合物,能够实现上述课题,从而完成了本发明。
即,本发明提供以下[1]~[15]。
[1]一种树脂组合物,含有聚合物和有机溶剂,所述聚合物具有选自下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元中的至少一个的结构单元(i),所述有机溶剂为选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂以及酰胺系溶剂中的至少一种。
(式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,a~d各自独立地表示0~4的整数。)
(式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示卤原子、碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,g和h各自独立地表示0~4的整数,m表示0或1。其中,m为0时,R7不为氰基。)
[2]根据[1]所述的树脂组合物,其中,上述有机溶剂含有选自酮系溶剂、酯系溶剂和醚系溶剂中的至少一种有机溶剂、以及酰胺系溶剂。
[3]根据[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,酮系溶剂是碳原子数4~10的酮类。
[4]根据[1]~[3]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述酯系溶剂是碳原子数3~10的酯类。
[5]根据[1]~[4]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述醚系溶剂是碳原子数3~10的醚类。
[6]根据[1]~[5]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述酰胺系溶剂是碳原子数3~10的酰胺类。
[7]根据[1]~[6]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述有机溶剂含有相对于全部有机溶剂100质量份为5~95质量份的酰胺系溶剂。
[8]根据[1]~[7]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述树脂组合物中的聚合物浓度为3~40质量%。
[9]根据[1]~[8]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述聚合物进一步具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少一个的结构单元(ii)。
(式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,e和f各自独立地表示0~4的整数,n表示0或1。)
(式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。)
[10]根据[9]所述的树脂组合物,其中,在上述聚合物中,上述结构单元(i)与上述结构单元(ii)的摩尔比为50:50~100:0。
[11]根据[1]~[10]中任一项所述的树脂组合物,其中,上述聚合物通过凝胶渗透色谱(GPC)测得的聚苯乙烯换算的重均分子量为5000~500000。
[12]根据[1]~[11]中任一项所述的树脂组合物,用于选自绝缘膜形成用、半导体元件用、显示元件用以及保护膜形成用中的至少1种用途。
[13]一种绝缘膜,由[1]~[11]中任一项所述的树脂组合物获得。
[14]一种膜形成方法,包含将[1]~[12]中任一项所述的树脂组合物涂布在基板上而形成涂膜的工序、和从该涂膜中除去上述有机溶剂而获得膜的工序。
[15]一种电子部件,具有[13]所述的绝缘膜、或者由[14]所述的膜形成方法得到的膜。
根据本发明,能够对环境负荷少、安全地形成在形成膜时与基板的润湿性良好、难以产生白浊、皲裂的膜,并且能够减少由成膜中溶剂的分解而导致的膜质降低。
而且,根据本发明,能够提供耐热性、电特性和力学强度平衡良好并优异的绝缘膜及电子部件。
附图说明
图1是表示使用本发明的绝缘膜的安装(电路)基板的一例的截面概略图。
图2是表示使用本发明的绝缘膜的安装(电路)基板的一例的截面概略图。
具体实施方式
《树脂组合物》
本发明的树脂组合物含有具有特定结构的聚合物(I)、和选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂以及酰胺系溶剂中的至少一种的有机溶剂(Ⅱ)。
本发明的树脂组合物由于含有上述聚合物(I)和有机溶剂(Ⅱ),因此耐热性和光透射性等优异,利用该组合物,能够对人体、环境负荷少、并安全容易地形成白浊、皲裂少的均匀膜。尤其是利用本发明的树脂组合物,能够形成从薄膜到厚膜的膜质特性优异的膜,由于形成膜时与基板的润湿性良好,因此能够形成平坦性优异的膜,尤其是能够形成膜质特性优异的薄膜。
由含有上述聚合物(I)而成的树脂组合物得到的(绝缘)膜的耐热性、力学强度以及电特性等平衡良好且优异。因此,该组合物很适合用于半导体元件、显示元件以及安装基板等的制造。而且,由含有聚合物(I)而成的树脂组合物得到的(绝缘)膜除上述特性优异以外,在γ-丁内酯等聚酰亚胺不良溶剂中显示出可溶性,因此该组合物很适合用于制造以下保护膜,所述保护膜保护具有由聚酰亚胺形成的栅极绝缘膜的有机薄膜晶体管的电极等元件。
<聚合物(I)>
聚合物(I)具有选自下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元中的至少一个的结构单元(i)。
上述聚合物(I)由于耐热性和光透射性等优异,因此能够很适合用作导光板、偏振片、显示器用膜、光盘用膜、透明导电性膜、波导板、印刷布线基板等膜的原料。尤其适合用作必需薄膜形成的各种膜电容器、绝缘膜、保护膜的原料。
上述聚合物(1)由于具有结构单元(i),因此形成玻璃化温度在230~350℃范围的芳香族聚醚。由含有这种聚合物的树脂组合物得到的(绝缘)膜具有优异的耐热性和电特性。
上述式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团。a~d各自独立地表示0~4的整数,优选为0或1,更优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出碳原子数1~12的1价烃基、以及含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的1价有机基团等。
作为碳原子数1~12的1价烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的烃基、碳原子数3~12的脂环式烃基以及碳原子数6~12的芳香族烃基等。
作为上述碳原子数1~12的直链或支链的烃基,优选为碳原子数1~8的直链或支链的烃基,更优选为碳原子数1~5的直链或支链的烃基。
作为上述碳原子数1~12的直链或支链的烃基的优选的具体例,可举出甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、正己基以及正庚基。
作为上述碳原子数3~12的脂环式烃基,优选碳原子数3~8的脂环式烃基,更优选碳原子数3或4的脂环式烃基。
作为碳原子数3~12的脂环式烃基的优选的具体例,可举出环丙基、环丁基、环戊基以及环己基等环烷基;环丁烯基、环戊烯基以及环己烯基等环烯基。该脂环式烃基的键合部位可以是脂环上的任一碳原子。
作为上述碳原子数6~12的芳香族烃基,可举出苯基、联苯基以及萘基等。该芳香族烃基的键合部位可以是芳香族环上的任一碳原子。
作为含有氧原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子以及氧原子构成的有机基团,其中,可优选举出由醚键、羰基或酯键与烃基构成的总碳原子数1~12的有机基团等。
作为具有醚键的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数1~12的烷氧基、碳原子数2~12的烯氧基、碳原子数2~12的炔氧基、碳原子数6~12的芳氧基以及碳原子数2~12的烷氧基烷基等。具体而言,可举出甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙基氧基、丁氧基、苯氧基、丙烯基氧基、环己基氧基、甲氧基甲基等。
另外,作为具有羰基的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数2~12的酰基等。具体而言,可举出乙酰基、丙酰基、异丙酰基以及苯甲酰基等。
作为具有酯键的总碳原子数1~12的有机基团,可举出碳原子数2~12的酰氧基等。具体而言,可举出乙酰氧基、丙酰氧基、异丙酰氧基以及苯甲酰氧基等。
作为含有氮原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子以及氮原子构成的有机基团,具体而言,可举出氰基、咪唑基、三唑基、苯并咪唑基以及苯并三唑基等。
作为含有氧原子和氮原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子、碳原子、氧原子以及氮原子构成的有机基团,具体而言,可举出唑基、二唑基、苯并唑基以及苯并二唑基等。
作为上述式(1)中的R1~R4,优选为碳原子数1~12的1价烃基,更优选为碳原子数1~12的直链或支链烃基或者碳原子数6~12的芳香族烃基,进一步优选为甲基或苯基。
上述式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示卤原子、碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,m表示0或1。其中,m为0时,R7不为氰基。g和h各自独立地表示0~4的整数,优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出与上述式(1)中的碳原子数1~12的1价有机基团相同的有机基团等。
对于上述聚合物(I),从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述结构单元(1)与上述结构单元(2)的摩尔比(其中,两者(结构单元(1)+结构单元(2))的总计为100。)优选为结构单元(1):结构单元(2)=50:50~100:0,更优选为结构单元(1):结构单元(2)=70:30~100:0,进一步优选为结构单元(1):结构单元(2)=80:20~100:0。
此处,力学特性是指聚合物的拉伸强度、断裂伸长率以及拉伸弹性模量等性质。
另外,上述聚合物(I)还可进一步具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少1个的结构单元(ii)。若上述聚合物(I)具有这样的结构单元(ii),则由含有该聚合物(I)的组合物而得的膜的力学特性提高,所以优选。
上述式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,n表示0或1。e和f各自独立地表示0~4的整数,优选为0。
作为碳原子数1~12的1价有机基团,可举出与上述式(1)中的碳原子数1~12的1价有机基团相同的有机基团等。
作为碳原子数1~12的2价有机基团,可举出碳原子数1~12的2价烃基、碳原子数1~12的2价卤代烃基、含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价有机基团、以及含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价卤代有机基团等。
作为碳原子数1~12的2价烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基、碳原子数3~12的2价脂环式烃基以及碳原子数6~12的2价芳香族烃基等。
作为碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基,可举出亚甲基、亚乙基、三亚甲基、异亚丙基、五亚甲基、六亚甲基以及七亚甲基等。
作为碳原子数3~12的2价脂环式烃基,可举出亚环丙基、亚环丁基、亚环戊基以及亚环己基等亚环烷基;亚环丁烯基、亚环戊烯基以及亚环己烯基等亚环烯基等。该脂环式烃基的键合部位可以是脂环上的任一碳原子。
作为碳原子数6~12的2价芳香族烃基,可举出亚苯基、亚萘基以及亚联苯基等。该芳香族烃基的键合部位可以是芳香族环上的任一碳原子。
作为碳原子数1~12的2价卤代烃基,可举出碳原子数1~12的直链或支链的2价卤代烃基、碳原子数3~12的2价卤代脂环式烃基以及碳原子数6~12的2价卤代芳香族烃基等。
作为碳原子数1~12的直链或支链的2价卤代烃基,可举出二氟亚甲基、二氯亚甲基、四氟亚乙基、四氯亚乙基、六氟三亚甲基、六氯三亚甲基、六氟异亚丙基以及六氯异亚丙基等。
作为碳原子数3~12的2价卤代脂环式烃基,可举出在上述碳原子数3~12的2价脂环式烃基中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为碳原子数6~12的2价卤代芳香族烃基,可举出在上述碳原子数6~12的2价芳香族烃基中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的有机基团,可举出由氢原子和碳原子与氧原子和/或氮原子构成的有机基团,优选举出具有醚键、羰基、酯键和/或酰胺键、以及烃基的总碳原子数1~12的2价有机基团等。
作为含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价卤代有机基团,具体而言,可举出在含有选自氧原子和氮原子中的至少1种原子的碳原子数1~12的2价有机基团中例示的基团的至少一部分的氢原子被氟原子、氯原子、溴原子或碘原子取代而得的基团等。
作为上述式(3)中的Z,优选单键、-O-、-SO2-、>C=O或碳原子数1~12的2价有机基团,更优选单键、碳原子数1~12的2价烃基或碳原子数1~12的2价卤代烃基。作为碳原子数1~12的2价烃基,优选碳原子数1~12的直链或支链的2价烃基或碳原子数3~12的2价脂环式烃基。作为碳原子数1~12的2价卤代烃基,优选碳原子数1~12的直链或支链的2价卤代烃基。
上述式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。应予说明,m为0时,R7不为氰基。
对于上述聚合物(I),从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述结构单元(i)与上述结构单元(ii)的摩尔比(其中,两者((i)+(ii))的总计为100)优选为(i):(ii)=50:50~100:0,更优选为(i):(ii)=70:30~100:0,进一步优选为(i):(ii)=80:20~100:0。
此处,力学特性是指聚合物的拉伸强度、断裂伸长率以及拉伸弹性模量等性质。
从光学特性、耐热性以及力学特性的观点出发,上述聚合物(I)优选含有全部结构单元中70摩尔%以上的上述结构单元(i)和上述结构单元(ii),更优选含有全结构单元中95摩尔%以上的上述结构单元(i)和上述结构单元(ii)。
〔聚合物(I)的合成方法〕
上述聚合物(I)例如可通过使含有选自下述式(5)表示的化合物(以下也称为“化合物(5)”。)和下述式(7)表示的化合物(以下也称为“化合物(7)”。)中的至少一个化合物的成分(以下也称为“(A)成分”。)、与含有下述式(6)表示的化合物的成分(以下也称为“(B)成分”。)反应而得到。
上述式(5)中,X独立地表示卤原子,优选为氟原子。
上述式(7)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与上述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,X独立地与上述式(5)中的X定义相同。其中,m为0时,R7不为氰基。
上述式(6)中,Ra独立地表示氢原子、甲基、乙基、乙酰基、甲磺酰基或三氟甲基磺酰基,这些之中优选为氢原子。应予说明,式(6)中,R1~R4和a~d各自独立地与上述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同。
作为上述化合物(5),具体而言,可举出2,6-二氟苯甲腈、2,5-二氟苯甲腈、2,4-二氟苯甲腈、2,6-二氯苯甲腈、2,5-二氯苯甲腈、2,4-二氯苯甲腈以及它们的反应性衍生物。特别是,从反应性和经济性等观点出发,优选使用2,6-二氟苯甲腈和2,6-二氯苯甲腈。这些化合物也可组合2种以上使用。
作为上述式(6)表示的化合物(以下也称为“化合物(6)”。),具体而言,可举出9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴、9,9-双(3,5-二苯基-4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3,5-二甲基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-环己基苯基)芴以及它们的反应性衍生物等。在上述化合物中,优选使用9,9-双(4-羟基苯基)芴、9,9-双(4-羟基-3-甲基苯基)芴和9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴。这些化合物也可组合2种以上使用。
作为上述化合物(7),具体而言,可举出4,4’-二氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯砜、2,4’-二氟二苯甲酮、2,4’-二氟二苯砜、2,2’-二氟二苯甲酮、2,2’-二氟二苯砜、3,3’-二硝基-4,4’-二氟二苯甲酮、3,3’-二硝基-4,4’-二氟二苯砜、4,4’-二氯二苯甲酮、4,4’-二氯二苯砜、2,4’-二氯二苯甲酮、2,4’-二氯二苯砜、2,2’-二氯二苯甲酮、2,2’-二氯二苯砜、3,3’-二硝基-4,4’-二氯二苯甲酮、以及3,3’-二硝基-4,4’-二氯二苯砜等。其中,优选为4,4’-二氟二苯甲酮、4,4’-二氟二苯砜和4,4’-二氯二苯砜。这些化合物也可组合2种以上使用。
选自化合物(5)和化合物(7)中的至少一个化合物优选在(A)成分100摩尔%中含有80摩尔%~100摩尔%,更优选含有90摩尔%~100摩尔%。
另外,成分(B)优选根据需要而含有下述式(8)表示的化合物。优选在成分(B)100摩尔%中含有50摩尔%~100摩尔%的化合物(6),更优选含有80摩尔%~100摩尔%,进一步优选含有90摩尔%~100摩尔%。
上述式(8)中,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与上述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同,Ra独立地与上述式(6)中的Ra定义相同。
作为上述式(8)表示的化合物,可举出对苯二酚、间苯二酚、2-苯基对苯二酚、4,4’-联苯酚、3,3’-联苯酚、4,4’-二羟基二苯砜、3,3’-二羟基二苯砜、4,4’-二羟基二苯甲酮、3,3’-二羟基二苯甲酮、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷以及它们的反应性衍生物等。这些化合物也可组合2种以上使用。
在上述化合物中,从反应性和力学特性、溶解性的观点出发,优选间苯二酚、4,4’-联苯酚、2,2-双(4-羟基苯基)丙烷、1,1-双(4-羟基苯基)环己烷、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,从反应性和力学特性的观点出发,优选使用4,4’-联苯酚。
更具体而言,上述聚合物(I)可通过以下所示方法(I’)合成。
方法(I’):在有机溶剂中使成分(B)与碱金属化合物反应,得到成分(B)的碱金属盐后,使得到的碱金属盐与成分(A)反应。另外,也可以通过在成分(A)的存在下进行成分(B)与碱金属化合物的反应,从而使成分(B)的碱金属盐与成分(A)反应。
作为反应中使用的碱金属化合物,可举出锂、钾以及钠等碱金属;氢化锂、氢化钾以及氢化钠等氢化碱金属;氢氧化锂、氢氧化钾以及氢氧化钠等氢氧化碱金属;碳酸锂、碳酸钾以及碳酸钠等碱金属碳酸盐;碳酸氢锂、碳酸氢钾以及碳酸氢钠等碱金属碳酸氢盐等。这些可1种或组合2种以上使用。
碱金属化合物以碱金属化合物中的金属原子的量相对于上述成分(B)中的全部的-O-Ra通常为1~3倍当量、优选为1.1~2倍当量、进一步优选为1.2~1.5倍当量的量使用。
另外,作为反应中使用的有机溶剂,可使用N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二甲基甲酰胺、N-甲基-2-吡咯烷酮、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、γ-丁内酯、环丁砜、二甲基亚砜、二乙基亚砜、二甲基砜、二乙基砜、二异丙基砜、二苯砜、二苯醚、二苯甲酮、二烷氧基苯(烷氧基的碳原子数1~4)以及三烷氧基苯(烷氧基的碳原子数1~4)等。在这些溶剂中,特别优选使用N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、环丁砜、二苯砜以及二甲基亚砜等介电常数高的极性有机溶剂。这些可以使用1种或组合2种以上使用。
并且,进行上述反应时,可进一步使用苯、甲苯、二甲苯、己烷、环己烷、辛烷、氯苯、二烷、四氢呋喃、苯甲醚以及苯乙醚等与水共沸的溶剂。这些可1种或组合2种以上使用。
对于成分(A)和成分(B)的使用比例,使(A)成分和(B)成分的总计为100摩尔%时,(A)成分优选为45摩尔%~55摩尔%,更优选为50摩尔%~52摩尔%,进一步优选为超过50摩尔%且52摩尔%以下,(B)成分优选为45摩尔%~55摩尔%,更优选为48摩尔%~50摩尔%,进一步优选为48摩尔%以上且小于50摩尔%。
另外,反应温度优选为60℃~250℃,更优选为80℃~200℃的范围。反应时间优选为15分钟~100小时,更优选为1小时~24小时的范围。
〔聚合物(I)的物性等〕
上述聚合物(I)通过差示扫描量热测定(DSC,升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)优选为230~350℃,更优选为240~330℃,进一步优选为250~300℃。
上述聚合物(I)的玻璃化温度使用例如Rigaku公司制8230型DSC测定装置(升温速度20℃/分钟)测定。
对于上述聚合物(I),用TOSOH制HLC-8220型GPC装置(柱:TSKgelα-M,洗脱溶剂:四氢呋喃(以下也称为“THF”。)测定而得的聚苯乙烯换算的重均分子量(Mw)优选为5000~500,000,更优选为15,000~400,000,进一步优选为30,000~300,000。
对于上述聚合物(I),用热重量分析法(TGA)测定的热分解起始温度优选为400℃以上,更优选为425℃以上,进一步优选为450℃以上。
另外,5%重量减少温度优选为450℃以上,进一步优选为500℃以上。
<有机溶剂(Ⅱ)>
本发明的树脂组合物中使用的有机溶剂(Ⅱ)含有选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂中的至少一种有机溶剂。
作为上述有机溶剂(Ⅱ),可以是选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂中的一种有机溶剂,也可以是选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂中的二种以上混合溶剂。
本发明的树脂组合物由于含有上述有机溶剂(Ⅱ),因此将该组合物涂布在基板上形成涂膜时与该基板的润湿性优异。另外,利用该组合物,能够对人体、环境负荷少、安全容易地形成白浊、皲裂少的均匀的膜。并且,若使用上述有机溶剂(Ⅱ),则难以引起将该组合物成膜时由溶剂的分解导致的膜质降低,所以优选。
通过使用上述有机溶剂(Ⅱ),与以往使用的二氯甲烷相比较,能够形成与基板的润湿性优异、难以产生白浊、皲裂的膜。另外,通过使用非卤素系溶剂,能够提高对人体的安全性,并且使由成膜中溶剂的分解导致的膜质降低减少。
上述酮系溶剂对减少得到的膜白浊是有效的。
作为上述酮系溶剂,优选为碳原子数4~10的酮类,从沸点和成本等观点出发,更优选碳原子数4~6的酮类。作为优选的酮系溶剂,具体而言,可举出甲基乙基酮、甲基正丙基酮、甲基异丙基酮、二乙基酮、甲基正丁基酮、甲基异丁基酮、甲基仲丁基酮、甲基叔丁基酮等二烷基酮类、环戊酮、环己酮、环庚酮等环状酮类等。这些之中,优选甲基乙基酮和环己酮,更优选环己酮。这些可以使用1种或者组合2种以上使用。
上述酯系溶剂对减少得到的膜白浊是有效的。
作为上述酯系溶剂,优选为碳原子数3~10的酯类,更优选碳原子数3~6的酯类。作为优选的酯系溶剂,可举出乙酸乙酯、乙酸丙酯、乙酸异丙酯、乙酸丁酯等烷基酯类、乙酸1-甲氧基-2-丙酯等烷氧基烷基酯类、β-丙内酯、α-甲基-γ-丁内酯、γ-丁内酯、δ-己内酯、γ-戊内酯等环状酯类等。这些之中,优选γ-丁内酯。这些可以使用1种或者组合2种以上使用。
作为上述酰胺系溶剂,优选原子数3~10的酰胺类,更优选碳原子数3~6的酰胺类。作为优选的酰胺系溶剂,可举出N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N,N-二戊基乙酰胺、N,N-二叔丁基乙酰胺等烷基酰胺类、N,N-二甲氧基丙基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺等烷氧基烷基酰胺类、1,3-二甲基-2-咪唑啉酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等环状酰胺类等。这些之中,从涂装性、经济性观点出发,优选N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基-2-吡咯烷酮。这些可以使用1种或者组合2种以上使用。
单独使用酰胺系溶剂作为上述有机溶剂(Ⅱ)时,具有能够使溶剂的回收再利用、回收所涉及的设备简单化的优点。
上述醚系溶剂与上述酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂相比较,溶剂分解少,因此含有醚系溶剂的树脂组合物是成膜具有优异膜质的膜所优选的。
作为醚系溶剂,优选碳原子数3~10的醚类,更优选碳原子数3~7的醚类。作为优选的醚系溶剂,具体而言,可举出乙二醇、二乙二醇等单或二烷基醚类、二烷、四氢呋喃等环状醚类、苯甲醚等芳香族醚类等。这些之中,优选苯甲醚和四氢呋喃。这些可以使用1种或者组合2种以上使用。
对于本发明的树脂组合物中使用的有机溶剂(Ⅱ),从减少形成膜时的凹陷、得到的膜白浊等观点出发,上述的溶剂之中优选含有选自酮系溶剂、酯系溶剂和醚系溶剂中的至少一种有机溶剂、以及酰胺系溶剂的混合溶剂,作为上述混合溶剂,更优选含有环状酮系溶剂和酰胺系溶剂、或者含有醚系溶剂和酰胺系溶剂。
使用上述混合溶剂作为上述有机溶剂(Ⅱ)时,优选含有相对于全部有机溶剂100质量份为5~95质量份的酰胺系溶剂,更优选含有10~90质量份,进一步优选含有30~70质量份。通过使酰胺系溶剂的含量为上述范围内,能够提高得到的膜的均质性(平滑性)。
此外,在本发明中,“全部有机溶剂”是指本发明的树脂组合物所含有的全部有机溶剂。
另外,使用上述混合溶剂作为上述有机溶剂(Ⅱ)时,相对于全部有机溶剂100质量份,酮系溶剂、酯系溶剂以及醚系溶剂的总计使用量优选为5~95质量份,更优选为10~90质量份,进一步优选为30~70质量份。通过使酮系、酯系以及醚系溶剂的总计使用量为上述范围内,能够进一步减少成膜时膜的白浊。另外,以上述范围含有酮系、酯系以及醚系溶剂的树脂组合物能够作为基板上的薄膜形成用树脂组合物有用地使用。
一般在制作具有自支撑性的膜时,使用粘度(浓度)高的树脂组合物,另一方面,在基板上形成薄膜膜时,使用粘度(浓度)低的树脂组合物。在薄膜形成时,由于树脂组合物低粘度化而存在在基板上涂装该组合物时产生凹陷的问题,但通过使用以上述范围含有酮系、酯系以及醚系溶剂的树脂组合物,能够形成凹陷少的良好膜质的薄膜。
<树脂组合物>
对于上述树脂组合物,优选通过以下方法制备:从与由上述方法(I')得到的聚合物(I)反应中使用的溶剂的混合物中,将聚合物(I)以固体成分的形式分离(精制)后,在上述有机溶剂(Ⅱ)再溶解。此外,上述方法(I')中,使用上述有机溶剂(Ⅱ)作为反应中使用的溶剂时,也可以将作为除去了从与由方法(I')得到的聚合物(I)反应中使用的溶剂的混合物中副生成的盐的溶液本发明的树脂组合物。
对于将上述聚合物(I)以固体成分的形式分离(精制)的方法,例如可通过使聚合物(I)再沉淀于甲醇等聚合物(I)的不良溶剂中,然后过滤,接着进行减压干燥等来进行。
本发明的树脂组合物的粘度由聚合物(I)的分子量、浓度所决定,但通常为500~50,000mPa·s,优选为700~30,000mPa·s。若聚合物组合物的粘度在上述范围,则成膜中的组合物的滞留性优异,容易进行膜厚的调整,所以容易进行膜的形成。
另外,由本发明的树脂组合物形成薄膜时,该组合物的粘度通常为500~10,000mPa·s,优选为700~5,000mPa·s。
本发明中的薄膜作为一般的解释是指膜厚25μm以下、自支撑性不充分的膜。该薄膜一般是指在基板上形成的膜。
使上述聚合物(I)溶解而得的聚合物组合物中的聚合物浓度优选以树脂组合物的粘度为上述范围的方式调节,由聚合物(I)的分子量所决定,但通常为3~40质量%,优选为5~25质量%。若聚合物组合物中的聚合物(I)的浓度在上述范围,则可薄膜化,不易产生针孔,能够形成表面平滑性优异的膜。
另外,由本发明的树脂组合物形成薄膜时,该组合物中的聚合物浓度通常为3~30重量%,优选为5~20重量%。
可使聚合物组合物中进一步含有抗老化剂,通过含有抗老化剂,能够使得到的基材的耐久性进一步提高。
作为抗老化剂,可优选举出受阻酚系化合物。
作为可在本发明中使用的受阻酚系化合物,可举出三乙二醇-双[3-(3-叔丁基-5-甲基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,6-己二醇-双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、2,4-双-(正辛硫基)-6-(4-羟基-3,5-二-叔丁基苯胺基)-3,5-三嗪、季戊四醇四[3-(3,5-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、1,1,3-三[2-甲基-4-[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酰氧基]-5-叔丁基苯基]丁烷、2,2-硫代-二亚乙基双[3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]、十八烷基-3-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯、N,N-六亚甲基双(3,5-二-叔丁基-4-羟基-氢化肉桂酰胺)、1,3,5-三甲基-2,4,6-三(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)苯、三-(3,5-二-叔丁基-4-羟基苄基)-异氰脲酸酯、以及3,9-双[2-〔3-(3-叔丁基-4-羟基-5-甲基苯基)丙酰氧基〕-1,1-二甲基乙基]-2,4,8,10-四氧杂螺[5.5]十一烷等。
在上述聚合物组合物中配合抗老化剂时,上述抗老化剂的配合量相对于上述聚合物(I)100重量份优选为0.01~10重量份。
《膜》
本发明的膜(film)由上述树脂组合物形成。作为上述膜,可举出绝缘膜。
<膜形成方法>
作为上述膜形成方法,可举出包含将上述树脂组合物涂布在基板上形成涂膜的工序、和接着从该涂膜中除去上述有机溶剂的工序的方法。
作为将上述树脂组合物涂布于基板上形成涂膜的方法,可举出辊涂法、凹版涂布法、旋涂法以及使用刮刀的方法等。
涂膜的厚度没有特别限定,例如为0.1~250μm,优选为2~150μm,更优选为5~125μm。
作为上述基板,可举出聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜、硅晶片、玻璃晶片、玻璃基板以及SUS板等。特别是使用上述树脂组合物时,可在硅晶片、玻璃晶片、玻璃基板以及SUS板上形成与树脂、溶剂亲和性低的薄膜。
另外,对于从涂膜上除去上述有机溶剂的工序,具体而言,可通过对涂膜进行加热而进行。通过加热涂膜,能够使该涂膜中的有机溶剂蒸发而除去。上述加热的条件只要可将有机溶剂蒸发即可,可以根据基板、聚合物适当决定,例如加热温度优选为30℃~300℃,更优选为40℃~250℃,进一步优选为50℃~230℃。而作为加热时间,优选为10分钟~5小时。
应予说明,加热也可通过两个阶段以上进行。具体而言,在30~80℃的温度下干燥10分钟~2小时后,在100~250℃下进一步加热10分钟~2小时等。另外,还可根据需要,在减压下进行干燥。
加热气氛没有特别限制,但优选为大气下或非活性气体气氛下等,特别优选为非活性气体气氛下。作为非活性气体,从着色性的观点出发,可举出氮、氩、氦等,优选为氮。
另外,对于上述干燥,可以对每个基板使形成于上述基板上的涂膜干燥,但从不影响基板的性质观点出发,优选一定程度干燥后(例如,通过上述二个阶段以上进行加热时,一个阶段的加热后),将在上述基板上形成的涂膜从基板剥离,然后干燥。
并且,优选包含对除去了溶剂的涂膜进行煅烧的煅烧工序。制造膜时,通过含有煅烧工序,从而能够得到热收缩率小的膜。
进行上述煅烧时,可以对每个基板将形成于上述基板的涂膜进行煅烧,但从不影响基板的性质的观点出发,优选将在上述基板上形成的涂膜从基板剥离,然后进行煅烧。应予说明,对于除去有机溶剂的方法,虽然可通过煅烧工序来进行,但也可以在煅烧工序之前,另外包括除去有机溶剂的工序。对从基板剥离的涂膜进行煅烧时,优选包括在将涂膜从基板剥离之前,预先将有机溶剂从涂膜除去的工序。
上述煅烧工序优选在特定的温度下进行,煅烧温度优选为210℃~350℃,更优选为220℃~330℃,进一步优选为230℃~320℃。煅烧时间优选为10分钟~5小时。
煅烧气氛没有特别限制,优选为大气下或非活性气体气氛下等,特别优选为非活性气体气氛下。
作为非活性气体,从着色性的观点出发,可举出氩、氦等,优选为氮。
得到的膜可从基板剥离而使用,或可以根据使用的基板的种类、用途而不剥离直接使用。
上述膜的厚度根据所希望的用途进行适当地选择,优选为0.05~250μm,更优选为2~150μm,进一步优选为10~125μm。
〔膜的物性等〕
上述膜通过Rigaku公司制8230型DSC测定装置(升温速度20℃/分钟)测得的玻璃化温度(Tg)优选为230~350℃,更优选为240~330℃,进一步优选为250~300℃。
若上述膜具有这样的玻璃化温度,则能够在高温下进行在该膜上形成电极、半导体层时的加热或热处理,所以能够容易地制造可靠性特别高的半导体元件。
另外,上述膜的厚度为20μm的情况下,基于JIS K7105透明度试验法的总光线透射率优选为85%以上,更优选为88%以上。总光线透射率可使用雾度计SC-3H(Suga Test公司制)来测定。
上述膜的透射率在这样的范围,由此具有特别高的光透射性。
上述膜的厚度为20μm的情况下,YI值(黄色指数)优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。YI值可使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器来测定。通过使YI值在这样的范围内,能够得到不易着色的膜。
另外,上述膜的厚度为20μm的情况下,采用热风干燥机在大气中230℃下进行1小时加热后的YI值(加热后YI值)优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。通过使YI值在这样的范围内,即使在高温下也能够得到不易着色的膜。
上述膜对波长633nm的光具有优选为1.55~1.75、更优选为1.60~1.70的折射率。折射率可使用棱镜耦合器2010型号(Metricon公司制)来测定。
上述膜优选拉伸强度为50~200MPa,更优选为80~150MPa。拉伸强度可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述膜优选断裂伸长率为5~100%,更优选为15~100%。断裂伸长率可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述膜优选拉伸弹性模量为2.5~4.0GPa,更优选为2.7~3.7GPa。拉伸弹性模量可使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制)来测定。
上述膜的湿度膨胀系数优选为15ppm/%RH以下,更优选为12ppm/%RH以下。湿度膨胀系数可使用MA(SII Nano Technology公司制,TMA-SS6100)湿度控制选项来测定。
若膜的膨胀系数在上述范围,则表示膜的尺寸稳定性(环境可靠性)高,因此可以进一步很好地用于导光板、偏振片、显示器用膜、光盘用膜、透明导电性膜、波导板、印刷布线基板等。
作为上述膜优选的用途,可举出半导体元件、薄膜晶体管型液晶显示元件等显示元件,磁头元件、集成电路元件、固体摄像元件、安装基板等电子部件中使用的绝缘膜、保护膜以及各种电容器用的膜。为了将一般以层状配置的布线之间绝缘,在这些电子部件上设置层间绝缘膜、平坦化绝缘膜、表面保护用绝缘膜(罩面膜、钝化膜等),可优选使用上述膜作为这些绝缘膜。
另外,上述膜可作为导光板、偏振片、显示器用膜、光盘用膜、透明导电性膜、波导板、印刷布线基板等膜优选使用。
<绝缘膜>
本发明的树脂组合物优选用于绝缘膜形成。
上述绝缘膜由于含有上述聚合物(I),因此耐热性、力学强度和电特性等平衡良好地优异。
特别是上述绝缘膜的耐热性等优异、介电常数低,因此,能够防止与半导体元件等电子部件的微细化相伴的布线间电容器容量(寄生电容)的形成,即使直接应用于现有的电子部件的制造工艺中,也能防止介电常数的增加,能够很好地用于高频电路。
作为将上述绝缘膜用于安装(电路)基板的例子,可举出如图1和图2所示的安装(电路)基板。
对于图1所示的安装(电路)基板,例如在基板1上以图案状形成金属垫片2后,使用上述树脂组合物以图案状形成绝缘膜3,接着,以图案状形成金属布线4,由此获得。另外,对于图2所示的安装(电路)基板,例如进一步使用上述树脂组合物在图1所示的安装基板的金属布线上形成绝缘膜5,由此获得。
上述绝缘膜的厚度根据所希望的用途适当选择,优选为0.05~100μm,更优选为0.5~50μm。
上述绝缘膜的Tg、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、湿度膨胀系数以及折射率的优选值与上述膜的Tg、拉伸强度、断裂伸长率、拉伸弹性模量、湿度膨胀系数以及折射率的优选值相同。
对于上述绝缘膜,使用Seiko Instruments公司制SSC-5200型TMA测定装置而测定的线膨胀系数优选为80ppm/K以下,更优选为75ppm/K以下。
上述绝缘膜的介电常数优选为2.0~4.0,更优选为2.3~3.5,进一步优选为2.5~3.2。介电常数可使用HP(株)制的4284A型LCR计测定。若介电常数在上述范围,则将上述绝缘膜用于电子部件时,能够防止由与半导体元件等电子部件微细化相伴的布线间电容器容量(寄生电容)的形成而导致的信号传送延迟、消耗电力的增加。因此,上述绝缘膜可特别适合用于高频电路。
上述绝缘膜的厚度为30μm的情况下,基于JIS K7105透明度试验法的总光线透射率优选为85%以上,更优选为88%以上。总光线透射率可使用雾度计SC-3H(Suga Test公司制)来测定。
上述绝缘膜的厚度为30μm的情况下,波长400nm下的光线透射率优选为70%以上,更优选为75%以上,进一步优选为80%以上。波长400nm下的光线透射率可使用紫外·可见分光光度计V-570(JASCO公司制)来测定。
上述绝缘膜的厚度为30μm的情况下,YI值优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。YI值可使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器测定。
上述绝缘膜的厚度为30μm的情况下,采用热风干燥机在大气中230℃下进行1小时加热后的YI值优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。
<半导体元件>
本发明的树脂组合物优选用于形成半导体元件。
作为上述半导体元件,可举出有机薄膜晶体管等。
上述半导体元件可通过将上述绝缘膜配设、粘接在所希望的位置等而制造,另外,也可以将上述树脂组合物涂布在所希望的位置、在形成绝缘膜同时制造半导体元件。
上述有机薄膜晶体管优选在基板上具有(a)有机半导体膜、(b)栅极电极、(c)源极电极、(d)漏电极以及(e)栅极绝缘膜。
作为上述基板,没有特别限制,例如可举出由聚碳酸酯、聚酰亚胺、聚对苯二甲酸乙二醇酯、脂环式烯烃聚合物等构成的具有柔软性的树脂制基板、由石英、钠钙玻璃、无机碱玻璃等构成的玻璃基板、硅晶片等硅基板等。
作为构成上述(a)有机半导体膜的有机半导体材料,没有特别限制,例如可举出π共轭系材料。作为π共轭系材料,例如可举出
聚吡咯、聚(N-取代吡咯)、聚(3-取代吡咯)、聚(3,4-二取代吡咯)等聚吡咯类;
聚噻吩、聚(3-取代噻吩)、聚(3,4-二取代噻吩)、聚苯并噻吩等聚噻吩类;
聚(对苯撑乙烯)等聚(对苯撑乙烯)类;
聚苯胺、聚(N-取代苯胺)、聚(3-取代苯胺)、聚(2,3-二取代苯胺)等聚苯胺类;
聚乙炔、聚二乙炔等聚乙炔类;
聚戊二烯等聚戊二烯类;
聚对苯撑等聚对苯撑类;
并四苯、并五苯、并六苯等聚并苯类;
铜酞菁、氯或氟取代铜酞菁等金属酞菁类;
单层碳纳米管(SWNT)等碳纳米管类;
部花青色素、半菁色素等色素类;等。
这些π共轭系材料中,可优选使用聚噻吩类、聚苯胺类、聚乙炔类、聚并苯类、金属酞菁类。
形成上述有机半导体膜的方法可使用公知的方法,例如可举出真空蒸镀法、分子束外延生长法、离子团束法、低能量离子束法、离子镀法、化学气相生长法(CVD)、溅射法、等离子体聚合法、电解聚合法、化学聚合法、喷雾涂布法、旋涂法、刮刀涂布法、浸渍涂布法、铸造法、辊涂法、棒涂法、模涂法、朗缪尔布洛杰特(Langmuir-Blodgett,LB)法。
上述有机半导体膜的膜厚优选为1μm以下,更优选为单一分子层的厚度~400nm。
对于上述有机薄膜晶体管,作为构成(b)栅极电极、(c)源极电极和(d)漏电极的导电性材料,例如可举出铂、金、银、镍、铬、铜、铁、锡、锑、铅、钽、铟、钯、碲、铼、铱、铝、钌、锗、钼、钨、氧化锡-锑、氧化铟-锡(ITO)、掺杂氟的氧化锌、锌、碳、石墨、玻璃碳、银糊料、碳糊料、铍、镁、钙、钪、钛、锰、锆、镓、铌、钠-钾合金、镁/铜混合物、镁/银混合物、镁/铝混合物、镁/铟混合物、铝/氧化铝混合物、锂/铝混合物。
作为电极的形成方法,可举出使用含有上述导电性材料的溶液、糊料、油墨、分散液等涂布液形成的方法;由以上述导电性材料为原料利用蒸镀、溅射等方法形成的导电性薄膜,使用光刻法、剥离法、金属掩膜法等形成电极的方法;通过热转印、喷墨等在铝、铜等金属箔上形成抗蚀剂进行蚀刻的方法等。
对于上述电极,具体而言,可通过以下方式形成:通过直接喷墨法将导电性聚合物的溶液或分散液、含有金属微粒的分散液等以图案状涂布;由这些溶液、分散液形成涂装膜,通过石版印刷法、激光烧蚀法等将该涂装膜图案化。并且也可使用以下方法:通过凸版、凹版、平版、网版印刷等印刷法,将导电性聚合物、含有金属微粒的导电性油墨、导电性糊料等图案化。
电极的厚度没有特别限制,但优选为20~500nm,更优选为50~200nm。
作为上述(e)栅极绝缘膜,优选使用由本发明的树脂组合物形成的绝缘膜。形成上述栅极绝缘膜的方法可采用公知的方法,例如可举出通过喷雾涂布法、旋涂法、刮刀涂布法、浸渍涂布法、铸造法、辊涂法、棒涂法、模涂法等湿式法将本发明的树脂组合物涂布在栅极电极上进行干燥的方法。在本发明中,栅极绝缘膜的膜厚优选为20nm~1μm,更优选为80nm~500nm。若使用上述绝缘膜作为上述有机薄膜晶体管的栅极绝缘膜,则能够获得开启时的电流小、有机薄膜晶体管的开/关比高的有机薄膜晶体管。
<显示元件>
本发明的树脂组合物优选用于显示元件形成,具体而言,可作为用于显示器驱动的薄膜晶体管的有机绝缘膜形成用涂布型材料使用。作为上述有机绝缘膜形成用材料,以往使用氮化硅等无机材料,但利用本发明的树脂组合物,则可减少有机绝缘膜的制造成本、设备投资,由于能够不使用真空装置地成膜,因此能够以少的能源形成有机绝缘膜。而且,利用本发明的树脂组合物,能够以低温将有机绝缘膜成膜,因此在使用树脂制基板作为基板的挠性显示器时扩展了该基板的选择项。
<保护膜>
本发明的树脂组合物可用作使用聚酰亚胺、聚苯并唑等耐热性绝缘材料的安装工艺材料。例如可用作使用聚酰亚胺作为栅极绝缘膜时的保护膜形成用的材料。上述保护膜可保护具有由聚酰亚胺、聚苯并唑等耐热性绝缘材料构成的栅极绝缘膜的有机薄膜晶体管的电极等元件,在安装该有机薄膜晶体管时要求能够容易除去。保护膜所要求的特性与上述绝缘膜的特性基本上相同,作为树脂所要求的特性,优选与聚酰亚胺、聚苯并唑相称的热分解温度和对聚酰亚胺、聚苯并唑等不良溶剂显示出可溶性。通过对该溶剂显示出可溶性,例如可用作具有由聚酰亚胺、聚苯并唑等耐热性绝缘材料构成的栅极绝缘膜的有机薄膜晶体管用的保护膜。作为上述聚酰亚胺的不良溶剂,可优选举出环己酮、γ-丁内酯、乙酸1-甲氧基-2-丙酯、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基乙酰胺、3-甲氧基-N,N-二甲基丙酰胺、3-正丁氧基-N,N-二甲基丙酰胺。
《电子部件》
本发明的电子部件具有上述膜和/或绝缘膜。作为上述电子部件,可举出半导体元件、薄膜晶体管型液晶显示元件等显示元件、磁头元件、集成电路元件、固体摄像元件、安装基板等。为了将一般以层状配置的布线间绝缘,在这些电子部件上设置层间绝缘膜、平坦化绝缘膜、表面保护用绝缘膜(罩面膜、钝化膜等),作为这些绝缘膜,可优选使用上述绝缘膜。而且,上述膜也可用于制作这些电子部件时的保护膜。
实施例
以下,通过实施例具体说明本发明。
(1-1)重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)
由下述合成例得到的聚合物的重均分子量(Mw)和数均分子量(Mn)通过使用TOSOH制HLC-8220型GPC装置(柱:TSKgelα-M,洗脱溶剂:THF)来测定。
(1-2)玻璃化温度(Tg)
由下述实施例1-1~1-9和比较例1-1~1-2得到的评价用膜的玻璃化温度(玻璃化温度)通过使用Rigaku公司制8230型DSC测定装置,以升温速度20℃/min来测定。
(1-3)光学特性
对于由下述实施例1-1~1-9和比较例1-1~1-2得到的评价用膜,基于JIS K7105透明度试验法测定总光线透射率(Tt)和Haze。具体而言,使用Suga Test公司制雾度计SC-3H型雾度计测定。将结果示于表1。
(1-4)外观等
·“皲裂”和“白浊”通过总光线透射率、Haze进行评价。
·对于“凹陷”,作为外观通过目视观察膜表面的干涉不均匀,定量则使用下述式,通过评价膜厚(膜厚偏差)进行。3%以下为合格。将膜厚偏差的结果示于表1。
(膜厚10点测定的最大值-膜厚10点测定的最小值)/(膜厚10点测定的平均值)×100
此外,对于膜厚10点测定,在下述实施例1-1~1-9和比较例1-1~1-2中得到的评价用膜的长轴方向,以等间隔确定10点的测定点,使用DEKTAK3PROFILER(Veeco公司制),测定膜厚。
在本发明中,“凹陷”是指组合物对基板的润湿性差的情况,使用对基板的润湿性差的组合物时,若将该组合物涂布于基板而成膜,则膜厚偏差大,即获得平坦性较差的膜。因此,本发明中将“膜厚偏差”用作“凹陷”的评价基准。
·“残留溶胶”由热重量分析TG/DTA进行评价。以10℃/分钟将下述实施例1-1~1-9和比较例1-1~1-2中得到的评价用膜从25℃升温到350℃,将重量减少量作为残留溶胶量。评价使用理学电机株式会公司制TG-8120。将结果示于表1。
·“膜厚下限”以如下方式评价。以1μm为下限目标,将下述实施例1-1~1-8中得到的薄膜形成用组合物旋涂在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟,从而获得膜。以得到的膜的、采用与上述“凹陷”评价中的膜厚偏差相同的方法测定的膜厚偏差为±2%以内时的膜厚为下限膜厚。下限膜厚的数值越小,表示越能够形成膜质均匀的薄膜。
(合成例1)
在2L的四口烧瓶中添加4,4'-二氯二苯砜(以下也称为“DCDPS”。)72.51g(0.2525mol)、9,9-双(4-羟基苯基)芴(以下也称为“BPFL”。)70.08g(0.2000mol)、2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷16.81g(0.0500mol)、碳酸钾41.46g(0.3000mol)、N,N-二甲基乙酰胺(以下也称为“DMAc”。)640g以及甲苯160g。接着,在四口烧瓶中安装带有温度计、搅拌机、氮导入管的三路活塞,安装Dean-Stark管和冷却管。
接着,在烧瓶内进行氮置换后,使得到的溶液在140℃下反应3小时,将生成的水从Dean-Stark管随时除去。确认不再有水生成后,缓缓地将温度升温至160℃,保持该温度反应5小时。
冷却至室温(25℃)后,用滤纸除去生成的盐,将滤液投入甲醇使其再沉淀,利用过滤分离滤物(残渣)。将得到的滤物在60℃下真空干燥一夜,得到白色粉末(聚合物)(收量133g、收率94%)。得到的聚合物的重均分子量为97000,数均分子量为32000。
(合成例2)
用2,6-二氟苯甲腈(以下也称为“DFBN”。)35.12g(0.2525mol)代替DCDPS,除此之外,与合成例1同样地进行,得到目标聚合物。得到的聚合物的重均分子量为85000,数均分子量为30000。
(合成例3)
用9,9-双(3-甲基-4-羟基苯基)芴85.15g(0.2250mol)和4,4'-联苯酚4.66g(0.0250mol)代替BPFL和2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷,除此之外,与合成例2同样地进行,得到目标聚合物。得到的聚合物的重均分子量为89000,数均分子量为30000。
[实施例1-1]
使合成例1中得到的聚合物溶解于以70:30的重量比含有N-甲基-2-吡咯烷酮(以下也称为“NMP”。)和甲基乙基酮(以下也称为“MEK”。)的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。该评价用膜的玻璃化温度为250℃。
[实施例1-2]
使合成例1中得到的聚合物溶解于以70:30的重量比含有NMP和环己酮(以下也称为“CHN”。)的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[实施例1-3]
使合成例1中得到的聚合物溶解于以50:50的重量比含有NMP和CHN的有机溶剂中,获得聚合物浓度10质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[实施例1-4]
使合成例1中得到的聚合物溶解于以70:30的重量比含有NMP和γ-丁内酯(以下也称为“g-BL”。)的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[实施例1-5]
使合成例2中得到的聚合物溶解于以50:50的重量比含有NMP和CHN的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。该评价用膜的玻璃化温度为285℃。
[实施例1-6]
使合成例3中得到的聚合物溶解于以50:50的重量比含有NMP和CHN的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。该评价用膜的玻璃化温度为251℃。
[实施例1-7]
使合成例3中得到的聚合物溶解于以50:50的重量比含有NMP和苯甲醚的有机溶剂中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[实施例1-8]
使合成例3中得到的聚合物溶解于NMP中,获得聚合物浓度7.5质量%的膜形成用组合物和聚合物浓度5质量%的薄膜形成用组合物。使用旋涂机将得到的树脂组合物涂布在硅晶片上,70℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[实施例1-9]
使合成例3中得到的聚合物溶解于THF中,获得聚合物浓度7.5质量%的树脂组合物。使用旋涂机将该组合物涂布在硅晶片上,30℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[比较例1-1]
使合成例3中得到的聚合物溶解于二氯甲烷(以下也称为“DCM”。)中,获得聚合物浓度7.5质量%的膜形成用组合物。使用旋涂机将该组合物涂布在硅晶片上,30℃下干燥30分钟,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[比较例1-2]
使合成例3中得到的聚合物溶解于DCM中,获得聚合物浓度7.5质量%的膜形成用组合物。使用旋涂机将该组合物涂布在硅晶片上,30℃下干燥24小时,接着100℃下干燥30分钟而形成膜后,从硅晶片剥离。然后,将膜固定在金属框上,进一步230℃下干燥2小时,获得膜厚20μm的评价用膜。
[表1]
可知由含有选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂中的至少一种有机溶剂的组合物形成的膜的Haze、膜厚偏差值小。而且可知,由含有环状酮系溶剂和酰胺系溶剂作为溶剂的组合物、或者含有醚系溶剂和酰胺系溶剂作为溶剂的组合物形成的膜的Haze、膜厚偏差值特别小。
并且,通过使用混合溶剂,特别是含有NMP和环己酮的混合溶剂,得到的膜均匀性优异。另一方面,单独含有NMP作为溶剂的组合物由于易于在基板上凹陷,因而难以由该组合物形成薄膜。
(2-1)结构分析
由下述实施例和比较例得到的聚合物的结构分析利用IR(ATR法,FT-IR,6700,NICOLET公司制)进行。
(2-2)重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)以及分子量分布(Mw/Mn)
由下述实施例和比较例得到的聚合物的重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)以及分子量分布(Mw/Mn)通过使用TOSOH制HLC-8220型GPC装置(柱:TSKgelα-M,洗脱溶剂:THF)来测定。
(2-3)玻璃化温度(Tg)
由下述实施例和比较例得到的聚合物或膜的玻璃化温度通过使用Rigaku公司制8230型DSC测定装置,以升温速度20℃/min来测定。
(2-3’)热分解温度
对由下述实施例和比较例得到的聚合物的热分解温度,利用热重量分析法(TGA:氮气氛下,升温速度10℃/分钟,5%重量减少温度)进行测定。
(2-4)机械强度
对由下述实施例和比较例得到的膜的室温下的拉伸强度、断裂伸长率以及拉伸弹性模量,使用拉伸试验机5543(INSTRON公司制),基于JIS K7127进行测定。
(2-5)环境稳定性
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的线膨胀系数,使用SeikoInstruments公司制SSC-5200型TMA测定装置进行测定。将得到的膜升温到一次膜的Tg-20℃后,以3℃/min降温,由此时的200~100℃下的斜率算出线膨胀系数。
对由下述实施例和比较例得到的评价用膜的湿度膨胀系数,使用MA(SII Nano Technology公司制,TMA-SS6100)湿度控制选项,在下述条件下,实施测定。
湿度条件:从40%RH至70%RH,每10%RH,变更湿度(拉伸法:加重5g),温度:23℃
(2-6)介电常数
使用HP(株)制的4284A型LCR计,测定由下述实施例和比较例得到的膜的介电常数。应与说明,测定条件如下。频率:100MHz,气氛:大气下室温,电极:直径5mm蒸镀有铝的电极(带有保护电极)
(2-7)吸水率
将由下述实施例和比较例得到的膜切成3片3cm×4cm的大小,减压干燥下180℃下干燥8小时。测定膜的质量后,使膜于25℃下在蒸馏水中浸渍24小时。拭去浸渍后膜表面的水滴,由浸渍前后的质量变化算出吸水率(%)。
(2-8)光学特性
对于由下述实施例和比较例得到的用膜,以JIS K7105透明度试验法为基准测定总光线透射率和黄色指数(YI值)。具体而言,使用SugaTest公司制雾度计SC-3H测定膜的总光线透射率,使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器测定YI值(加热前YI)。
另外,对由下述实施例和比较例得到的膜,采用热风干燥机在大气中230℃下进行1小时加热后,使用Suga Test公司制SM-T型色彩测定器测定测定YI值(加热后YI)。此外,测定以JIS K7105条件为基准进行。
对由实施例和比较例得到的膜的波长400nm的光线透射率,使用紫外·可视分光光度计V-570(JASCO公司制)进行测定,得到的膜的折射率通过使用棱镜耦合器2010型号(Metricon公司制)来测定。应说明的是,折射率使用波长633nm进行测定。
(2-9)g-BL溶解性
作为使用由实施例和比较例得到的膜作为保护膜时的指标,以如下方式评价该膜在属于聚酰亚胺不良溶剂的g-BL中的溶解性。
将由实施例和比较例得到的膜于80℃下在g-BL中浸渍1小时,膜完全溶解的评价为“○”,不溶或有溶解残留的为“×”。
(2-10)膜表面均匀性
以Ra值(nm)来评价由实施例2-1~2-4得到的膜和表面测定用膜的表面均匀性。评价以JIS B0601为基准进行。
[实施例2-1]
<聚合物的合成>
在3L的四口烧瓶中添加(A)成分:2,6-二氟苯甲腈(以下,也称为“DFBN”。)35.12g(0.253mol)、(B)成分:9,9-双(4-羟基苯基)芴(以下,也称为“BPFL”。)70.08g(0.200mol)、间苯二酚(以下,也称为“RES”。)5.51g(0.050mol)、碳酸钾41.46g(0.300mol)、N,N-二甲基乙酰胺(以下,也称为“DMAc”。)443g以及甲苯111g。接着,在四口烧瓶中安装带有温度计、搅拌机、氮导入管的三路活塞,安装Dean-Stark管和冷却管。
接着,在烧瓶内进行氮置换后,使得到的溶液在140℃下反应3小时,将生成的水从Dean-Stark管随时除去。认为不再有水生成后,缓缓地将温度升温至160℃,保持该温度反应6小时。
冷却至室温(25℃)后,用滤纸除去生成的盐,将滤液投入甲醇使其再沉淀,利用过滤分离滤物(残渣)。将得到的滤物在60℃下真空干燥一夜,得到白色粉末(聚合物)(收量95.67g、收率95%)。
将得到的聚合物的物性示于表2。进行得到的聚合物的结构分析和重均分子量的测定。结果是红外吸收光谱的特性吸收为3035cm-1(C-H伸缩)、2229cm-1(CN)、1574cm-1、1499cm-1(芳香环骨架吸收)、1240cm-1(-O-),重均分子量为130,000。
<膜>
接着,使得到的聚合物再溶解于DMAc,得到聚合物浓度20质量%的聚合物组合物。使用刮刀将该聚合物组合物涂布于由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的基板上,在70℃下干燥30分钟,接着在100℃下干燥30分钟制成涂膜后,从PET基板剥离。其后,将涂膜固定在金属架上,然后在230℃下煅烧2小时,得到膜厚30μm的膜。
将得到的膜的物性示于表2。
另外,使用以下组合物:使得到聚合物再溶解于以70:30的重量比含有DMAc和CHN的混合溶剂中代替再溶解于DMAc中,除此之外,通过与上述<膜>中记载的方法相同的方法,形成膜厚30μm的表面测定用膜。
<有机薄膜晶体管的制作>
将得到的聚合物再溶解于DMAc中,获得聚合物浓度5质量%的树脂组合物。在玻璃基板(2cm×2cm×1mm)上,在真空条件(1×10-2Pa以下)下、室温下蒸镀铝膜,形成膜厚0.2μm的栅极电极。使用旋涂机以3000ppm的转速在形成有栅极电极的基板上涂布上述树脂组合物30秒钟,使溶剂蒸发后,在氮气下、230℃下加热30分钟,形成膜厚约200nm的栅极绝缘膜。
在该栅极绝缘膜上以如下条件蒸镀并五苯,真空度:低于1×10-2Pa,基板温度:室温,蒸镀温度:180℃,蒸镀速度:0.05nm/s,形成膜厚约50nm的有机半导体膜。用金属掩膜覆盖该有机半导体膜,以如下条件蒸镀金:真空度:低于1×10-2Pa,基板温度:室温,形成膜厚约200nm的源极电极和漏电极(宽度(W)=5mm、长度(L)=20~70μm),得到底部栅极型的有机薄膜晶体管。
对得到的有机薄膜晶体管评价电特性。将得到的有机薄膜晶体管的物性示于表2。电特性使用半导体试验器((株)アドバンテスト,R6425)进行评价。对于有机薄膜晶体管开启时的电流,低于1.0×10-9A/cm2时为“○”,1.0×10-9A/cm2以上时为“×”。而对于有机薄膜晶体管的开/关比,低于104时为“×”,104以上时为“○”。
[实施例2-2]
使用2,2-双(4-羟基苯基)丙烷11.41g(0.050mol)代替RES,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物、膜、表面测定用膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-3]
作为(B)成分,使用BPFL78.84g(0.225mol)和2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷8.41g(0.025mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物、膜、表面测定用膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-4]
作为(B)成分,使用9,9-双(3-苯基-4-羟基苯基)芴125.65g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物、膜、表面测定用膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-5]
作为(B)成分,使用BPFL87.60g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物、膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-6]
作为(B)成分,使用BPFL78.84g(0.225mol)和1,1-双(4-羟基苯基)环己烷6.71g(0.025mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物、膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-7]
作为(A)成分,使用DFBN28.10g(0.202mol)和4,4-二氟二苯甲酮11.02g(0.051mol)代替DFBN35.12g,除此之外,与实施例2-5同样地进行。将得到的聚合物、膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-8]
将(A)成分的配合量变更为DFBN17.56g(0.126mol)和4,4-二氟二苯甲酮27.55g(0.126mol),除此之外,与实施例2-7同样地进行。将得到的聚合物、膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[实施例2-9]
作为(A)成分,使用4,4-二氟二苯基砜(DFDS)63.56g(0.250mol)代替DFBN35.12g,除此之外,与实施例2-5同样地进行。将得到的聚合物、膜和有机薄膜晶体管的物性示于表2。
[比较例2-1]
作为(B)成分,使用2,2-双(4-羟基苯基)-1,1,1,3,3,3-六氟丙烷84.06g(0.250mol)代替BPFL70.08g和RES5.51g,除此之外,与实施例2-1同样地进行。将得到的聚合物和膜的物性示于表2。
[比较例2-2]
使用帝人(株)制的聚萘二甲酸乙二醇酯膜:TEONEX,评价通过与实施例2-1相同的方法进行(膜厚125μm)。将膜的物性示于表2。
[比较例2-3]
在安装有温度计、搅拌机、氮导入管、以及冷却管的300mL的四口烧瓶中,添加2,2-双[4-(4-氨基苯氧基)苯基]丙烷9.70g(23.6mmol)。接着,在烧瓶内进行氮置换后,加入N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)(60ml)搅拌至均匀。在得到的溶液中,在室温下加入2,3,5-三羧基环戊基乙酸二酐5.30g(23.6mmol),在该温度下持续搅拌12小时使其反应,得到含有聚酰胺酸的溶液。
在得到的含有聚酰胺酸的溶液中,加入NMP(75ml)进行稀释后,加入吡啶(7.5ml)和乙酸酐(6.7ml),在110℃下搅拌6小时进行酰亚胺化。其后,冷却至室温后,投入到大量的甲醇中,通过过滤分离滤物。将得到的滤物在60℃下真空干燥一夜,得到白色粉末(聚合物)(收量13.5g,收率95.3%)。
接着,使得到的聚合物再溶解于DMAc,得到20质量%的树脂溶液。使用刮刀(100μm间隙)将该树脂溶液涂布于PET基板上,在100℃下干燥30分钟,接着在150℃下干燥60分钟制成膜后,从PET基板剥离。其后,将膜进一步在150℃、减压下干燥3小时,得到膜厚30μm的膜。评价通过与实施例2-1同样的方法进行。将结果示于表2。
表2
由上述结果可知,由本发明的树脂组合物得到的绝缘膜的耐热性、电特性优异。而且可知由含有混合溶剂的组合物形成的膜的膜表面均匀性优异。因此本发明的树脂组合物可很好地用作绝缘膜形成用、半导体元件用、栅极绝缘膜形成用、显示元件用的树脂组合物。而且,本发明的树脂组合物除这些特性以外,在属于聚酰亚胺不良溶剂的g-BL中溶解性优异,所以很好地用作具有由聚酰亚胺形成的栅极绝缘膜的有机薄膜晶体管的保护膜用的树脂组合物。
符号说明
1:  基板
2:  金属垫片
3:  绝缘膜
4:  金属布线
5:  绝缘膜

Claims (15)

1.一种树脂组合物,含有聚合物和有机溶剂,所述聚合物具有结构单元i,该结构单元i为下述X或Y,所述有机溶剂为选自醚系溶剂、酮系溶剂、酯系溶剂和酰胺系溶剂中的至少一种,
X:下述式(1)表示的结构单元,
Y:下述式(1)表示的结构单元和下述式(2)表示的结构单元,
式(1)中,R1~R4各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,a~d各自独立地表示0~4的整数,
式(2)中,R1~R4和a~d各自独立地与所述式(1)中的R1~R4和a~d定义相同,Y表示单键、-SO2-或>C=O,R7和R8各自独立地表示卤原子、碳原子数1~12的1价有机基团或硝基,g和h各自独立地表示0~4的整数,m表示0或1,其中,m为0时,R7不为氰基。
2.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述有机溶剂含有选自酮系溶剂、酯系溶剂和醚系溶剂中的至少一种有机溶剂、以及酰胺系溶剂。
3.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述酮系溶剂是碳原子数4~10的酮类。
4.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述酯系溶剂是碳原子数3~10的酯类。
5.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述醚系溶剂是碳原子数3~10的醚类。
6.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述酰胺系溶剂是碳原子数3~10的酰胺类。
7.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述有机溶剂含有相对于全部有机溶剂100质量份为5~95质量份的酰胺系溶剂。
8.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物中的聚合物浓度为3~40质量%。
9.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚合物进一步具有选自下述式(3)表示的结构单元和下述式(4)表示的结构单元中的至少一个的结构单元ii,
式(3)中,R5和R6各自独立地表示碳原子数1~12的1价有机基团,Z表示单键、-O-、-S-、-SO2-、>C=O、-CONH-、-COO-或碳原子数1~12的2价有机基团,e和f各自独立地表示0~4的整数,n表示0或1,
式(4)中,R7、R8、Y、m、g以及h各自独立地与所述式(2)中的R7、R8、Y、m、g以及h定义相同,R5、R6、Z、n、e以及f各自独立地与所述式(3)中的R5、R6、Z、n、e以及f定义相同。
10.根据权利要求9所述的树脂组合物,其中,在所述聚合物中,所述结构单元i与所述结构单元ii的摩尔比为50:50~100:0。
11.根据权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述聚合物通过凝胶渗透色谱GPC测得的聚苯乙烯换算的重均分子量为5000~500000。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的树脂组合物,用于选自绝缘膜形成用、半导体元件用、显示元件用以及保护膜形成用中的至少1种用途。
13.一种绝缘膜,由权利要求1~11中任一项所述的树脂组合物获得。
14.一种膜形成方法,包含将权利要求1~11中任一项所述的树脂组合物涂布在基板上而形成涂膜的工序、和从该涂膜中除去所述有机溶剂而获得膜的工序。
15.一种电子部件,具有权利要求13所述的绝缘膜。
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