JP2019116563A - Solution for coating glass substrate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ポリイミド（ＰＩ）前駆体であるポリアミック酸（ＰＡＡ）を含有する塗工用溶液に関するものであり、この塗工用溶液はガラス基板に適用される。 The present invention relates to a coating solution containing polyamic acid (PAA), which is a polyimide (PI) precursor, and the coating solution is applied to a glass substrate.
従来、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、および電子ペーパー等の電子デバイスの分野では、主としてガラス基板上に電子素子を形成したものが用いられているが、ガラス基板は剛直であり、可撓性に欠けるため、フレキシブルになりにくいという問題がある。 Conventionally, in the field of electronic devices such as liquid crystal displays (LCDs), plasma display panels (PDPs), flat panel displays (FPDs) such as organic EL displays (OLEDs), and electronic paper, electronic elements are mainly formed on a glass substrate However, since the glass substrate is rigid and lacks flexibility, there is a problem that it is difficult to be flexible.
そこで、フレキシブル性を有するＰＩフィルムをフレキシブル基板として用いる方法が提案されている。すなわち、ＰＩの前駆体であるＰＡＡ溶液を塗工、乾燥、熱硬化することによりガラス基板上に形成されたＰＩフィルムを利用することが提案されている。すなわち、ガラス基板上に積層されたＰＡＡ塗膜を、乾燥、熱硬化してＰＩフィルムを形成し、しかる後、その表面に電子素子を形成後、最後にＰＩフィルムをガラス基板から剥離することにより、フレキシブル基板とする。前記ＰＡＡ溶液としては、ＰＡＡの構成成分として、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物（ＢＰＤＡ）およびｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）を用いたＰＡＡ（以下、「ＢＰＤＡ／ＰＤＡ」と略記することがある）が、良好な耐熱性と寸法安定性の観点から多用されている。例えば、特許文献１には、重量平均分子量が７２０００のＢＰＤＡ／ＰＤＡを用いた固形分濃度が１５質量％のＰＡＡ溶液が例示されている。また、特許文献１には、重量平均分子量が２７００００のＢＰＤＡ／ＰＤＡを用いた固形分濃度が１０質量％のＰＡＡ溶液が例示されている。これらのＰＡＡ溶液は、固形分濃度が低いため、ＰＡＡ溶液を塗工、乾燥、熱硬化した際、形成されたＰＩフィルムにゆず肌が発生することがあった。すなわち、生産性をあげるために、乾燥時間や熱硬化時間を短縮するとこのゆず肌が発生しやすく、この観点から、ゆず肌問題への対応が必要であった。ここで、ゆず肌とは、ＰＩフィルム表面に生じる欠陥のことであり、目視で確認することができる。また、従来、開示されたＰＡＡ溶液では、十分な厚み均一性を確保することも難しかった。なお、上記文献で開示された例での、ＰＡＡ塗膜の、乾燥および熱硬化時間の合計は、いずれの場合も１２０分を超えており、表面の良好なＰＩフィルムを得るために、長時間を要している。 Then, the method of using PI film which has flexibility as a flexible substrate is proposed. That is, it has been proposed to use a PI film formed on a glass substrate by coating, drying and heat curing a PAA solution which is a precursor of PI. That is, the PAA coating film laminated on the glass substrate is dried and thermally cured to form a PI film, and after forming an electronic element on the surface, the PI film is finally peeled off from the glass substrate , Flexible substrate. As the PAA solution, PAA using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid anhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (PDA) as constituent components of PAA (hereinafter “BPDA / PDA” Sometimes abbreviated as “(1)”, but it is frequently used from the viewpoint of good heat resistance and dimensional stability. For example, Patent Document 1 exemplifies a PAA solution having a solid content concentration of 15% by mass using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 72000. Patent Document 1 exemplifies a PAA solution having a solid content concentration of 10% by mass using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 270,000. Since these PAA solutions have a low solid content concentration, when the PAA solution is applied, dried, and thermally cured, there are cases where the skin of the formed PI film has a wrinkled surface. That is, when the drying time and the heat curing time are shortened to improve the productivity, the strain is easily generated. From this point of view, it is necessary to cope with the problem of the strain. Here, the skin of the eyelid is a defect which occurs on the surface of the PI film, and can be visually confirmed. In addition, it was also difficult to ensure sufficient thickness uniformity with the conventionally disclosed PAA solution. In addition, the sum total of drying and heat-setting time of the PAA coating film in the example disclosed in the above document exceeds 120 minutes in any case, and in order to obtain a good PI film on the surface, it takes a long time It takes
このような問題を解決するため、特許文献３には、重量平均分子量が７００００のＢＰＤＡ／ＰＤＡを用いた固形分濃度が２０質量％のＰＡＡ溶液が例示されており、このＰＡＡ溶液の２５℃における溶液粘度は１．１Ｐａ・ｓと記載されている。 In order to solve such a problem, Patent Document 3 exemplifies a PAA solution having a solid content concentration of 20% by mass using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 70000, and this PAA solution at 25 ° C. The solution viscosity is stated as 1.1 Pa · s.
しかしながら、特許文献３に記載された高濃度のＰＡＡ溶液であっても、前記したゆず肌の発生や厚みが不均一になるという問題を解決することは困難であった。なお、このようなＰＡＡ溶液であっても、乾燥および熱硬化時間の合計は、９０分を超えていた。 However, even with the high-concentration PAA solution described in Patent Document 3, it has been difficult to solve the above-mentioned problem of the occurrence of uneven skin and uneven thickness. In addition, even if it is such PAA solution, the sum total of drying and heat-curing time was over 90 minutes.
そこで、本発明は前記課題を解決するものであって、ＰＡＡ塗膜を、乾燥、熱硬化する際、これらの工程に要する時間を短縮しても、ゆず肌発生を発生させることなく均一な厚みのＰＩフィルムを得ることができる、ガラス基板への塗工用溶液の提供を目的とする。 Therefore, the present invention is to solve the above-mentioned problems, and even when the PAA coating film is dried and thermally cured, even if the time required for these steps is shortened, uniform thickness can be obtained without causing generation of wrinkles. It is an object of the present invention to provide a solution for coating on a glass substrate which can obtain a PI film of
前記課題を解決するために鋭意研究した結果、ＰＡＡ溶液組成および特性を特定のものとすることにより、前記課題が解決されることを見出し、本発明の完成に至った。 As a result of earnestly researching in order to solve the said subject, it turned out that the said subject is solved by making PAA solution composition and characteristic into a specific thing, and came to completion of this invention.
本発明は下記を趣旨とするものである。
ＰＡＡとアミド系溶媒とからなるガラス基板への塗工用溶液であって、以下を特徴とするガラス基板への塗工用溶液。
１）ＰＡＡの構成成分が、ＢＰＤＡおよびＰＤＡである。
２）ＰＡＡの固形分濃度が、溶液質量に対し、１６質量％以上、２５質量％以下である。
３）２５℃での溶液粘度が、２Ｐａ・ｓ以上、２００Ｐａ・ｓ以下である。
The present invention is as follows.
It is a solution for coating to the glass substrate which consists of PAA and an amide system solvent, Comprising: The solution for coating to the glass substrate characterized by the following.
1) The components of PAA are BPDA and PDA.
2) The solid content concentration of PAA is 16% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the solution mass.
3) The solution viscosity at 25 ° C. is 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.
本発明のＰＡＡ溶液を用いることにより、ＰＡＡ塗膜を熱硬化する際、乾燥や熱硬化の時間を短縮しても、ゆず肌を発生させることなく均一な厚みのＰＩフィルムを得ることができる。従い、このＰＡＡ溶液は、電子素子が形成されたＰＩフィルムからなるフレキシブル基板製造用の溶液として好適に用いることができる。 By using the PAA solution of the present invention, it is possible to obtain a PI film having a uniform thickness without causing a sore skin even when the PAA coating film is thermally cured, even if the drying or thermal curing time is shortened. Accordingly, this PAA solution can be suitably used as a solution for producing a flexible substrate consisting of a PI film on which an electronic device is formed.
以下、本発明を詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.
本発明のＰＡＡ溶液は、ガラス基板上に塗工される。ガラス基板としては、例えば、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等からなる基板を用いることができ、これらのなかで、無アルカリガラス基板を好ましく用いることができる。これらのガラス基板は、シランカップリング剤処理等公知の表面処理がなされていてもよい。 The PAA solution of the present invention is coated on a glass substrate. As the glass substrate, for example, a substrate made of soda lime glass, borosilicate glass, non-alkali glass or the like can be used, and among these, non-alkali glass substrates can be preferably used. These glass substrates may be subjected to known surface treatment such as silane coupling agent treatment.
前記ガラス基板の厚みとしては、０．３〜５．０ｍｍが好ましい。厚みが０．３ｍｍより薄いと基板のハンドリング性が低下することがある。また、厚みが５．０ｍｍより厚いと生産性が低下することがある。 As thickness of the said glass substrate, 0.3-5.0 mm is preferable. If the thickness is less than 0.3 mm, the handleability of the substrate may be reduced. In addition, if the thickness is greater than 5.0 mm, productivity may be reduced.
本発明のＰＡＡ溶液は 原料となるＢＰＤＡとＰＤＡとを、アミド溶媒中で重合反応させて得られる。 このようにして得られたＰＡＡ溶液は、ＢＰＤＡ／ＰＤＡ固形分濃度が、溶液質量に対し、１６質量％以上、２５質量％以下、でありであることが必要であり、１８質量％以上、２２質量％以下とすることが好ましい。１８質量％未満では生産性が低下するという問題があり、２２質量％を超えると塗工性（塗膜のレベリング性）が低下し、十分な厚み均一性を得ることが難しくなる場合がある。 The PAA solution of the present invention is obtained by polymerizing BPDA as a raw material and PDA in an amide solvent. The PAA solution thus obtained needs to have a BPDA / PDA solid content concentration of 16% by mass or more and 25% by mass or less based on the solution mass, and 18% by mass or more, 22 It is preferable to set it as mass% or less. If it is less than 18% by mass, there is a problem that the productivity is lowered, and if it is more than 22% by mass, the coatability (leveling property of the coating film) may be lowered and it may be difficult to obtain sufficient thickness uniformity.
また、ＰＡＡの溶液粘度は、２Ｐａ・ｓ以上、２００Ｐａ・ｓ以下であることが必要であり、３Ｐａ・ｓ以上、５０Ｐａ・ｓ以下とすることが好ましい。このようにすることにより、乾燥時間や熱硬化時間が短縮されても、ゆず肌の発生を防止することができる。ここで、溶液粘度の数値は、トキメック社製、ＤＶＬ−ＢＩＩ型デジタル粘度計（Ｂ型粘度計）を用い、２５℃における回転粘度を測定することにより得られる。なお、溶液粘度が、２００Ｐａ・ｓを超えると、塗工が困難になることがある。また、溶液粘度が、２Ｐａ・ｓ未満になると、十分な厚み均一性を得ることが難しくなる場合がある。 Moreover, the solution viscosity of PAA needs to be 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less, and preferably 3 Pa · s or more and 50 Pa · s or less. By doing so, it is possible to prevent the generation of the skin with a strain even if the drying time and the heat curing time are shortened. Here, the numerical value of the solution viscosity can be obtained by measuring the rotational viscosity at 25 ° C. using a DVL-BII digital viscometer (B-type viscometer) manufactured by Tokimec. When the solution viscosity exceeds 200 Pa · s, coating may be difficult. If the solution viscosity is less than 2 Pa · s, it may be difficult to obtain sufficient thickness uniformity.
ＰＡＡの溶液粘度および固形分濃度を、前記のような範囲とするためには、溶媒中で、ＢＰＤＡとＰＤＡとを反応させる際、ＢＰＤＡおよびＰＤＡの仕込み量を所定固形分濃度とした上で、例えば、ＢＰＤＡの使用量をＰＤＡのモル量に対し、０．１〜３モル％過剰に用いればよい。 In order for the solution viscosity and solid content concentration of PAA to be in the above range, when BPDA and PDA are reacted in a solvent, the amounts of BPDA and PDA are adjusted to a predetermined solid content concentration, For example, the amount of BPDA used may be used in an excess of 0.1 to 3 mol% with respect to the molar amount of PDA.
ＢＰＤＡとＰＤＡとを反応させる際の溶媒に制限はないが、アミド系溶媒を用いることが好ましい。アミド系溶媒の具体例としては、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）等を挙げることができる。これらの溶媒は、単独または混合物として用いることができる。これらの中で、ＮＭＰ、ＤＭＡｃ、およびそれらの混合物が好ましい。 There is no limitation on the solvent for reacting BPDA with PDA, but it is preferable to use an amide-based solvent. Specific examples of the amide solvent include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc) and the like. These solvents can be used alone or as a mixture. Of these, NMP, DMAc, and mixtures thereof are preferred.
ＰＡＡ溶液を製造する際の反応温度としては、−３０〜７０℃が好ましく、−１５〜６０℃がより好ましい。またこの反応において、モノマーおよび溶媒の添加順序は特に制限はなく、いかなる順序でもよい。 As reaction temperature at the time of manufacturing a PAA solution, -30-70 degreeC is preferable and -15-60 degreeC is more preferable. In this reaction, the order of addition of the monomer and the solvent is not particularly limited, and may be any order.
本発明のＰＡＡ溶液は、前記のようにして得られたＰＡＡ溶液に、アルコキシシラン化合物を、ＰＡＡ質量に対し、５ｐｐｍ超、１００ｐｐｍ未満配合することが好ましい。また、アルコシキシラン化合物の分子量は、１００以上、３００以下とすることが好ましい。このようなアルコシキシラン化合物としては、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、２−（３，４−エポキシシクロヘキシル）エチルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、３−グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、ｐ−スチリルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、３−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、３−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、Ｎ−２−（アミノエチル）−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−アミノプロピルトリエトキシシラン、３−トリエトキシシリル−Ｎ−（１，３−ジメチル−ブチリデン）プロピルアミン、Ｎ−フェニル−３−アミノプロピルトリメトキシシラン、３−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、３−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、３−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等、およびそれらの混合物を挙げることができる。これらの中で、３−アミノプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＭＳ）、３−アミノプロピルトリエトキシシラン（ＡＰＥＳ）、およびそれらの混合物が好ましい。アルコシキシラン化合物の配合量と分子量とを、前記のようにすることにより、ＰＡＡ塗膜を熱硬化する際、昇温速度を速めてもガラス基板への密着性を十分に確保することができ、かつ熱硬化後は、ガラス基板からＰＩフィルムとして容易に剥離することができる。 The PAA solution of the present invention is preferably blended with an alkoxysilane compound in an amount of more than 5 ppm and less than 100 ppm based on the mass of PAA in the PAA solution obtained as described above. The molecular weight of the alkoxysilane compound is preferably 100 or more and 300 or less. As such alkoxysilane compounds, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxy Propyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane , 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimeth Sisilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl-) Butylidene) propylamine, N-phenyl-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-ureidopropyltriethoxysilane, 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane, 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, 3-isocyanatopropyltriethoxysilane, etc. And mixtures thereof. Among these, 3-aminopropyltrimethoxysilane (APMS), 3-aminopropyltriethoxysilane (APES), and mixtures thereof are preferred. By setting the blending amount and the molecular weight of the alkoxysilane compound as described above, the adhesion to the glass substrate can be sufficiently secured even when the temperature rising rate is increased when the PAA coating film is thermally cured. And, after thermosetting, it can be easily peeled off from the glass substrate as a PI film.
本発明のＰＡＡ溶液には、他の重合体が本発明の効果を損なわない範囲で添加されていてもよい。 Other polymers may be added to the PAA solution of the present invention as long as the effects of the present invention are not impaired.
本発明のＰＡＡ溶液は、ガラス基板に塗布、乾燥、熱硬化することにより、ＰＡＡ塗膜をＰＩフィルムに変換して積層体とし、しかる後、この表面に電子素子を形成し、最後にＰＩフィルムをガラス基板から剥離することにより、フレキシブル基板とすることができる。 The PAA solution of the present invention is applied to a glass substrate, dried, and thermally cured to convert the PAA coating film into a PI film to form a laminate, after which an electronic element is formed on this surface, and finally the PI film By peeling from the glass substrate, a flexible substrate can be obtained.
ガラス基板へのＰＡＡ溶液の塗布の方法としては、テーブルコータ、ディップコータ、バーコータ、スピンコータ、ダイコータ、スプレーコータ等公知の方法を用い、連続式またはバッチ式で塗布することができる。 The PAA solution can be applied to a glass substrate continuously or batchwise using a known method such as a table coater, dip coater, bar coater, spin coater, die coater, spray coater or the like.
乾燥および熱硬化に際しては、通常の熱風乾燥器、赤外線ランプ等を用いることができる。乾燥温度としては、４０℃〜１５０℃とすることが好ましく、乾燥時間としては、５〜３０分程度とすることが好ましい。 In the drying and heat curing, a conventional hot air dryer, an infrared lamp, etc. can be used. The drying temperature is preferably 40 ° C. to 150 ° C., and the drying time is preferably about 5 to 30 minutes.
乾燥後の塗膜を、段階的に昇温し、ＰＡＡ塗膜を、熱硬化することが好ましい。熱硬化に際しては、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気化で行うことが好ましい。熱硬化の際の昇温速度は、１℃／分〜１５℃／分で行うことが好ましく、３℃／分〜１０℃／分で行くことがより好ましい。昇温の際の最終到達温度は、３５０℃以上、５００℃以下とすることが好ましい。 It is preferable to raise the temperature of the coating after drying stepwise and heat cure the PAA coating. The heat curing is preferably performed in an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. It is preferable to carry out by 1 degree C / min-15 degrees C / min, and, as for the temperature rising rate in the case of thermosetting, it is more preferable to go by 3 degrees C / min-10 degrees C / min. It is preferable to make the final temperature reached at the time of temperature rising into 350 degreeC or more and 500 degrees C or less.
前記のようにして得られた積層体は、ポリイミド被膜の表面に電子素子を形成後、当該ポリイミド被膜をガラス基板から容易に剥離することができるので、電子デバイスの製造に有用である。 The laminate obtained as described above is useful for manufacturing an electronic device because the polyimide film can be easily peeled off from the glass substrate after forming the electronic device on the surface of the polyimide film.
ガラス基板からの剥離後のＰＩフィルムの厚みは、１μｍ以上、５０μｍ以下とすることが好ましく、１０μｍ以上、３０μｍ以下とすることがより好ましい。 本発明のＰＡＡ溶液を用いた場合は、厚みが、例えば２０μｍという比較的厚い場合であっても、ゆず肌を発生せることなくＰＩフィルムを得ることができる。なお、前記したアルコキシシラン化合物をＰＡＡ溶液に配合するに際しては、その配合量は、求められるＰＩフィルムの厚みに応じて、調整することが好ましい。すなわち、ＰＩフィルムの厚みが薄いほど、配合量を低くすることが好ましい。また、ＰＩフィルムの厚みが厚いほど、配合量を高くすることが好ましい。また、このようにすることにより、ガラス基板への密着性と、ガラス基板からの剥離性とをより十分に確保することができる。 The thickness of the PI film after peeling from the glass substrate is preferably 1 μm or more and 50 μm or less, and more preferably 10 μm or more and 30 μm or less. When the PAA solution of the present invention is used, even if the thickness is relatively thick, for example, 20 μm, it is possible to obtain a PI film without causing a sore skin. In addition, when mix | blending the above-mentioned alkoxysilane compound to PAA solution, it is preferable to adjust the compounding quantity according to the thickness of PI film calculated | required. That is, as the thickness of the PI film is thinner, it is preferable to lower the blending amount. Moreover, it is preferable to make compounding quantity high, so that the thickness of PI film is thick. Moreover, by doing in this way, the adhesiveness to a glass substrate and the releasability from a glass substrate are more fully securable.
電子素子としては、従来電子デバイスの分野で用いられているあらゆる電子素子が使用可能である。電子素子の形成方法は、ポリイミド被膜（フィルム）をフレキシブル基板として用いる電子デバイスの分野で公知の方法を採用することができる。 As the electronic device, any electronic device conventionally used in the field of electronic devices can be used. As a method of forming an electronic element, a method known in the field of electronic devices using a polyimide film (film) as a flexible substrate can be adopted.
電子デバイスとしては、例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＬＥＤ）等のフラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）、電子ペーパー等のフレキシブルデバイスが挙げられる。 Examples of the electronic device include a flexible device such as a flat panel display (FPD) such as a liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), an organic EL display (OLED) and the like, and an electronic paper.
以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明するが、これらの実施例によって限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.
＜実施例１＞
ガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、ＰＤＡ（０．６００モル）と脱水したＮＭＰ（重合溶媒）を投入して攪拌し、ＰＤＡを溶解した。この溶液をジャケットで３０℃以下に冷却しながら、ＢＰＤＡ（０．６１２モル）を徐々に加えた後、６０℃で１００分重合反応させることにより、２５℃における溶液粘度が、７５Ｐａ・ｓで、ＰＡＡ固形分濃度が２０質量％のＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ａ−１）を得た。次に、厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス基板（２０ｃｍ角）の表面上に、Ａ−１をテーブルコータにより塗布し、４５℃で１０分、７０℃で５分、１５０℃で５分乾燥後、窒素ガス気流下、５℃／分の昇温速度で４５０℃まで昇温することより、ＰＡＡ塗膜を熱硬化した。乾燥に要した時間は２０分、熱硬化に要した時間は６０分であり、合計８０分という短い時間で、ガラス基板上に厚み約２０μｍという比較的厚いＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であり、その表面には、ゆず肌は発生していなかった。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％未満であり、良好な厚み均一性が確認された。なお、厚みむらの測定は、得られたＰＩフィルムの任意の１０点の厚みを測定し、その平均値からの乖離率を算出することにより行った。
Example 1
In a glass reaction vessel, PDA (0.600 mol) and dehydrated NMP (polymerization solvent) were charged under nitrogen atmosphere and stirred to dissolve PDA. BPDA (0.612 mol) is gradually added while cooling this solution to 30 ° C. or less with a jacket, and then the polymerization reaction is carried out at 60 ° C. for 100 minutes, and the solution viscosity at 25 ° C. is 75 Pa · s, PAA solid content concentration obtained PAA solution with 20 mass%. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (A-1). Next, A-1 is applied by a table coater on the surface of an alkali-free glass substrate (20 cm square) having a thickness of 0.7 mm, and dried at 45 ° C. for 10 minutes, 70 ° C. for 5 minutes, and 150 ° C. for 5 minutes The PAA coating film was thermally cured by raising the temperature to 450 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min under a nitrogen gas flow. The time required for drying is 20 minutes, the time required for heat curing is 60 minutes, and a laminate having a relatively thick PI film with a thickness of about 20 μm formed on a glass substrate is obtained in a short time of 80 minutes in total. The This PI film was tough, and on the surface, no yuzu skin was generated. In addition, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level was less than ± 2%, and good thickness uniformity was confirmed. In addition, the measurement of thickness nonuniformity was performed by measuring thickness of arbitrary 10 points | pieces of obtained PI film, and calculating the divergence rate from the average value.
＜実施例２＞
ＢＰＤＡの使用量を０．６０６モルとし、固形分濃度を１８質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、９２０Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８５ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ａ−２）を得た。Ａ−２を用い、実施例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２２μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であり、その表面には、ゆず肌は発生していなかった。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％未満であり、良好な厚み均一性が確認された。
Example 2
A PAA solution having a solution viscosity of 920 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.606 mol and the solid content concentration was 18 mass%. A uniform PAA solution (A-2) was obtained by adding 85 ppm APES with respect to PAA mass to this PAA solution, and stirring. In the same manner as in Example 1 using A-2, a laminate in which a PI film having a thickness of about 22 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, and on the surface, no yuzu skin was generated. In addition, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level was less than ± 2%, and good thickness uniformity was confirmed.
＜実施例３＞
ＢＰＤＡの使用量を０．６１５モルとし、固形分濃度を２２質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、５．３Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、６０ｐｐｍのＡＰＭＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ａ−３）を得た。Ａ−３を用い、実施例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約１８μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であり、その表面には、ゆず肌は発生していなかった。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％未満であり、良好な厚み均一性が確認された。
Example 3
A PAA solution having a solution viscosity of 5.3 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.615 mol and the solid content concentration was 22 mass%. . To this PAA solution, 60 ppm of APMS was added relative to the mass of PAA, and stirring was performed to obtain a uniform PAA solution (A-3). In the same manner as in Example 1 using A-3, a laminate in which a PI film having a thickness of about 18 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, and on the surface, no yuzu skin was generated. In addition, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level was less than ± 2%, and good thickness uniformity was confirmed.
＜比較例１＞ Comparative Example 1
ＢＰＤＡの使用量を０．６２８モルとしたこと以外は、実施例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、１．８Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−１）を得た。Ｂ−１を用い、実施例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。 A PAA solution having a solution viscosity of 1.8 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.628 mol. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-1). In the same manner as in Example 1 using B-1, a laminate in which a PI film having a thickness of about 20 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
＜比較例２＞
固形分濃度を１５質量％としたこと以外は、実施例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、８．２Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−２）を得た。Ｂ−２を用い、実施例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。
Comparative Example 2
A PAA solution having a solution viscosity of 8.2 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid content concentration was changed to 15% by mass. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-2). In the same manner as in Example 1 using B-2, a laminate in which a PI film of about 20 μm in thickness was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
＜比較例３＞
固形分濃度を３０質量％とし、ＢＰＤＡの使用量を０．６２８モルとしたこと以外は、実施例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、２５０Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−３）を得た。Ｂ−３を用い、実施例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムこのＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。
Comparative Example 3
A PAA solution having a solution viscosity of 250 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid content concentration was 30 mass% and the amount of BPDA used was 0.628 mol. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-3). In the same manner as in Example 1 using B-3, a laminate in which a PI film having a thickness of about 20 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
実施例で示したように、本発明のＰＡＡ溶液を用いることにより、得られるＰＩフィルムの厚みが比較的厚い場合であっても、乾燥、熱硬化時間の合計時間が８０分という短い時間で、その表面にゆず肌を発生させることなく均一な厚みのＰＩフィルムが得られる。 As shown in the examples, by using the PAA solution of the present invention, even if the thickness of the obtained PI film is relatively thick, the total time of drying and heat curing time is as short as 80 minutes, A PI film of uniform thickness can be obtained without generating a skin of the skin on the surface.
本発明のＰＡＡ溶液を用いて得られるＰＩフィルムには、ゆず肌が発生せず、厚みが均一なので、電子素子が形成されたＰＩフィルムからなるフレキシブル基板製造用の溶液として好適に用いることができる。
The PI film obtained by using the PAA solution of the present invention does not generate wrinkles and has a uniform thickness, so it can be suitably used as a solution for producing a flexible substrate comprising a PI film on which an electronic element is formed. .
本発明は下記を趣旨とするものである。
ＰＡＡとアミド系溶媒とからなるガラス基板への塗工用溶液であって、以下を特徴とする
ガラス基板への塗工用溶液。
１）ＰＡＡの構成成分が、ＢＰＤＡおよびＰＤＡである。
２）ＰＡＡの固形分濃度が、溶液質量に対し、１６質量％以上、２５質量％以下である。
３）２５℃での溶液粘度が、３Ｐａ・ｓ以上、５０Ｐａ・ｓ以下である。
The present invention is as follows.
It is a solution for coating to the glass substrate which consists of PAA and an amide system solvent, Comprising: The solution for coating to the glass substrate characterized by the following.
1) The components of PAA are BPDA and PDA.
2) The solid content concentration of PAA is 16% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the solution mass.
3) The solution viscosity at 25 ° C. is 3 Pa · s or more and 50 Pa · s or less.
また、ＰＡＡの溶液粘度は、３Ｐａ・ｓ以上、５０Ｐａ・ｓ以下とすることが必要である。このようにすることにより、乾燥時間や熱硬化時間が短縮されても、ゆず肌の発生を防止することができる。ここで、溶液粘度の数値は、トキメック社製、ＤＶＬ−ＢＩＩ型デジタル粘度計（Ｂ型粘度計）を用い、２５℃における回転粘度を測定することにより得られる。なお、溶液粘度が、２００Ｐａ・ｓを超えると、塗工が困難になることがある。また、溶液粘度が、２Ｐａ・ｓ未満になると、十分な厚み均一性を得ることが難しくなる場合がある。
In addition, the solution viscosity of PAA needs to be 3 Pa · s or more and 50 Pa · s or less. By doing so, it is possible to prevent the generation of the skin with a strain even if the drying time and the heat curing time are shortened. Here, the numerical value of the solution viscosity can be obtained by measuring the rotational viscosity at 25 ° C. using a DVL-BII digital viscometer (B-type viscometer) manufactured by Tokimec. When the solution viscosity exceeds 200 Pa · s, coating may be difficult. If the solution viscosity is less than 2 Pa · s, it may be difficult to obtain sufficient thickness uniformity.
＜参考例１＞
ガラス製反応容器に、窒素雰囲気下、ＰＤＡ（０．６００モル）と脱水したＮＭＰ（重合溶媒）を投入して攪拌し、ＰＤＡを溶解した。この溶液をジャケットで３０℃以下に冷却しながら、ＢＰＤＡ（０．６１２モル）を徐々に加えた後、６０℃で１００分重合反応させることにより、２５℃における溶液粘度が、７５Ｐａ・ｓで、ＰＡＡ固形分濃度が２０質量％のＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ａ−１）を得た。次に、厚み０．７ｍｍの無アルカリガラス基板（２０ｃｍ角）の表面上に、Ａ−１をテーブルコータにより塗布し、４５℃で１０分、７０℃で５分、１５０℃で５分乾燥後、窒素ガス気流下、５℃／分の昇温速度で４５０℃まで昇温することより、ＰＡＡ塗膜を熱硬化した。乾燥に要した時間は２０分、熱硬化に要した時間は６０分であり、合計８０分という短い時間で、ガラス基板上に厚み約２０μｍという比較的厚いＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であり、その表面には、ゆず肌は発生していなかった。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％未満であり、良好な厚み均一性が確認された。なお、厚みむらの測定は、得られたＰＩフィルムの任意の１０点の厚みを測定し、その平均値からの乖離率を算出することにより行った。
Reference Example 1
In a glass reaction vessel, PDA (0.600 mol) and dehydrated NMP (polymerization solvent) were charged under nitrogen atmosphere and stirred to dissolve PDA. BPDA (0.612 mol) is gradually added while cooling this solution to 30 ° C. or less with a jacket, and then the polymerization reaction is carried out at 60 ° C. for 100 minutes, and the solution viscosity at 25 ° C. is 75 Pa · s, PAA solid content concentration obtained PAA solution with 20 mass%. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (A-1). Next, A-1 is applied by a table coater on the surface of an alkali-free glass substrate (20 cm square) having a thickness of 0.7 mm, and dried at 45 ° C. for 10 minutes, 70 ° C. for 5 minutes, and 150 ° C. for 5 minutes The PAA coating film was thermally cured by raising the temperature to 450 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min under a nitrogen gas flow. The time required for drying is 20 minutes, the time required for heat curing is 60 minutes, and a laminate having a relatively thick PI film with a thickness of about 20 μm formed on a glass substrate is obtained in a short time of 80 minutes in total. The This PI film was tough, and on the surface, no yuzu skin was generated. In addition, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level was less than ± 2%, and good thickness uniformity was confirmed. In addition, the measurement of thickness nonuniformity was performed by measuring thickness of arbitrary 10 points | pieces of obtained PI film, and calculating the divergence rate from the average value.
＜実施例１＞
ＢＰＤＡの使用量を０．６１５モルとし、固形分濃度を２２質量％としたこと以外は、参考例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、５．３Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、６０ｐｐｍのＡＰＭＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ａ−３）を得た。Ａ−３を用い、参考例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約１８μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であり、その表面には、ゆず肌は発生していなかった。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％未満であり、良好な厚み均一性が確認された。
Example 1
A PAA solution having a solution viscosity of 5.3 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.615 mol and the solid content concentration was 22 mass%. . To this PAA solution, 60 ppm of APMS was added relative to the mass of PAA, and stirring was performed to obtain a uniform PAA solution (A-3). In the same manner as in Reference Example 1 using A-3, a laminate in which a PI film having a thickness of about 18 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, and on the surface, no yuzu skin was generated. In addition, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level was less than ± 2%, and good thickness uniformity was confirmed.
ＢＰＤＡの使用量を０．６２８モルとしたこと以外は、参考例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、１．８Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−１）を得た。Ｂ−１を用い、参考例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。
A PAA solution having a solution viscosity of 1.8 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.628 mol. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-1). In the same manner as in Reference Example 1 using B-1, a laminate in which a PI film having a thickness of about 20 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
＜比較例２＞
固形分濃度を１５質量％としたこと以外は、参考例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、８．２Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−２）を得た。Ｂ−２を用い、参考例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。
Comparative Example 2
A PAA solution having a solution viscosity at 25 ° C. of 8.2 Pa · s was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the solid content concentration was changed to 15% by mass. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-2). In the same manner as in Reference Example 1 using B-2, a laminate in which a PI film having a thickness of about 20 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
＜比較例３＞
固形分濃度を３０質量％とし、ＢＰＤＡの使用量を０．６２８モルとしたこと以外は、参考例１と同様にして、２５℃における溶液粘度が、２５０Ｐａ・ｓのＰＡＡ溶液を得た。このＰＡＡ溶液に、ＰＡＡ質量に対し、８０ｐｐｍのＡＰＥＳを加えて、攪拌することにより、均一なＰＡＡ溶液（Ｂ−３）を得た。Ｂ−３を用い、参考例１と同様にして、ガラス基板上に厚み約２０μｍのＰＩフィルムが形成された積層体を得た。このＰＩフィルムこのＰＩフィルムは強靭であったが、その表面には、ゆず肌が発生していた。また厚みむらを測定したところ、厚みむらレベルは、±２％を超えており、厚み均一性は不十分であった。
Comparative Example 3
A PAA solution having a solution viscosity of 250 Pa · s at 25 ° C. was obtained in the same manner as in Reference Example 1 except that the solid content concentration was 30 mass% and the amount of BPDA used was 0.628 mol. To this PAA solution, 80 ppm of APES with respect to the mass of PAA was added and stirred to obtain a uniform PAA solution (B-3). In the same manner as in Reference Example 1 using B-3, a laminate in which a PI film having a thickness of about 20 μm was formed on a glass substrate was obtained. This PI film This PI film was tough, but on the surface, it had skin that had developed. Further, when thickness unevenness was measured, the thickness unevenness level exceeded ± 2%, and the thickness uniformity was insufficient.
Claims (1)
１）ＰＡＡの構成成分が、３，３′，４，４′−ビフェニルテトラカルボン酸無水物（ＢＰＤＡ）およびｐ−フェニレンジアミン（ＰＤＡ）である。
２）ＰＡＡの固形分濃度が、溶液質量に対し、１６質量％以上、２５質量％以下である。
３）２５℃での溶液粘度が、２Ｐａ・ｓ以上、２００Ｐａ・ｓ以下である。
It is a solution for coating to the glass substrate which consists of a polyamic acid (PAA) and an amide system solvent, Comprising: The solution for coating to the glass substrate characterized by the following.
1) The components of PAA are 3,3 ', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid anhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (PDA).
2) The solid content concentration of PAA is 16% by mass or more and 25% by mass or less with respect to the solution mass.
3) The solution viscosity at 25 ° C. is 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.
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