JP2020075513A - Method of manufacturing flexible polyimide 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 a polyamic acid (PAA) that is a polyimide (PI) precursor, and this 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 flat panel displays (FPD) such as liquid crystal displays (LCD), plasma display panels (PDP), organic EL displays (OLED), and electronic devices such as 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 hard 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。 Therefore, a method of using a flexible PI film as a flexible substrate has been proposed. That is, it has been proposed to use a PI film formed on a glass substrate by applying a PAA solution which is a precursor of PI, coating, drying and thermosetting. That is, a PAA coating film laminated on a glass substrate is dried and heat-cured to form a PI film, after which an electronic element is formed on the surface, and finally the PI film is peeled off from the glass substrate. , Flexible substrate. As the PAA solution, PAA using 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic anhydride (BPDA) and p-phenylenediamine (PDA) as constituents of PAA (hereinafter, referred to as “BPDA / PDA”). Is sometimes abbreviated as ")", but is often used from the viewpoint of good heat resistance and dimensional stability. For example, Patent Document 1 exemplifies a PAA solution using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 72000 and a solid content concentration of 15% by mass. Further, Patent Document 1 exemplifies a PAA solution using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 270000 and a solid content concentration of 10% by mass. Since these PAA solutions have a low solid content concentration, when the PAA solution was applied, dried, and heat-cured, the formed PI film sometimes had tan skin. That is, if the drying time or the heat curing time is shortened in order to improve the productivity, this yuzu skin is likely to occur, and from this viewpoint, it is necessary to deal with the yuzu skin problem. Here, the yuzu skin is a defect that occurs on the surface of the PI film and can be visually confirmed. Further, it has been difficult to secure sufficient thickness uniformity with the disclosed PAA solution. In addition, in the examples disclosed in the above documents, the total time of drying and heat curing of the PAA coating film was more than 120 minutes, and in order to obtain a PI film having a good surface, a long time was required. Is needed.
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 mass% using BPDA / PDA having a weight average molecular weight of 70,000, and the PAA solution at 25 ° C. The solution viscosity is described 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 was difficult to solve the above-mentioned problems of the occurrence of orange peel skin and uneven thickness. Even with such a PAA solution, the total time of drying and heat curing exceeded 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 when drying and thermosetting a PAA coating film, even if the time required for these steps is shortened, a uniform thickness is obtained without the occurrence of orange peel skin. The purpose of the present invention is to provide a solution for coating a glass substrate, which is capable of obtaining the PI film.
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 intensive research to solve the above problems, it was found that the above problems can be solved by making the PAA solution composition and characteristics specific, and the present invention has been completed.
本発明は下記を趣旨とするものである。
ガラス基板に、塗工用溶液を塗布、乾燥、熱硬化して、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイパネル、有機ＥＬディスプレイ、および電子ペーパーから選ばれる電子デバイスを形成するためのフレキシブルポリイミド基板を製造するに際し、以下を特徴とする塗工用溶液を用い、かつ熱硬化を段階的に昇温することにより行い、その昇温速度を、１℃／分〜１５℃／分で行うことを特徴とするフレキシブルポリイミド基板の製造方法。
１）ＰＡＡとアミド系溶媒とからなり、ＰＡＡの構成成分として、ＢＰＤＡおよびＰＤＡが用いられている。
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。
４）溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）が用いられている。
The present invention has the following gist.
When manufacturing a flexible polyimide substrate for forming an electronic device selected from a liquid crystal display, a plasma display panel, an organic EL display, and electronic paper by applying a coating solution to a glass substrate, drying, and heat curing. A flexible polyimide characterized by using a coating solution characterized by the following and performing thermosetting stepwise by raising the temperature at a heating rate of 1 ° C / min to 15 ° C / min. Substrate manufacturing method.
1) It consists of PAA and an amide solvent, and BPDA and PDA are used as constituents of PAA.
2) The solid content concentration of PAA is 16% by mass or more and 25% by mass or less based on the mass of the solution.
3) The solution viscosity at 25 ° C. is 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.
4) N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is used as a solvent.
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, when the PAA coating film is heat-cured, a PI film having a uniform thickness can be obtained even if the drying or heat-curing time is shortened without causing orange peel. Therefore, this PAA solution can be suitably used as a solution for manufacturing a flexible substrate made of a PI film on which electronic elements are 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, the non-alkali glass substrate can be preferably used. These glass substrates may be subjected to a known surface treatment such as a 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。 The thickness of the glass substrate is preferably 0.3 to 5.0 mm. If the thickness is less than 0.3 mm, the handling property of the substrate may deteriorate. Further, if the thickness is more than 5.0 mm, the productivity may decrease.
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 and PDA, which are raw materials, 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 with respect to the mass of the solution, and 18% by mass or more, 22% by mass or more. It is preferable that the content is not more than mass%. If it is less than 18% by mass, there is a problem that the productivity is lowered, and if it exceeds 22% by mass, the coatability (leveling property of the coating film) is 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。 The solution viscosity of PAA needs to be 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less, and is preferably 3 Pa · s or more and 50 Pa · s or less. By doing so, even if the drying time or the heat curing time is shortened, it is possible to prevent the occurrence of orange peel skin. Here, the numerical value of the solution viscosity is obtained by measuring the rotational viscosity at 25 ° C. using a DVL-BII type digital viscometer (B type viscometer) manufactured by Tokimec. If 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 to adjust the solution viscosity and solid content concentration of PAA to the above ranges, when reacting BPDA and PDA in a solvent, after setting the charged amounts of BPDA and PDA to a predetermined solid content concentration, For example, the amount of BPDA used may be 0.1 to 3 mol% in excess 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。 The solvent for reacting BPDA and PDA is not limited, but an amide solvent is preferably used. 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。 The reaction temperature for producing the PAA solution is preferably −30 to 70 ° C., more preferably −15 to 60 ° C. In addition, 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。 In the PAA solution of the present invention, the PAA solution obtained as described above 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 addition, the molecular weight of the alkoxy compound is preferably 100 or more and 300 or less. Examples of such an alkoxysilane compound include vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxysilane, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldimethoxysilane, 3-glycidoxysilane. Propyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, p-styryltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane , 3-methacryloxypropylmethyldiethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 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, and the like, and mixtures thereof. be able to. Of 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, it is possible to sufficiently secure the adhesion to the glass substrate even when the heating rate is increased when the PAA coating film is thermally cured. After heat curing, 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 within a range that does not impair the effects of the present invention.
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 heat-cured to convert the PAA coating film into a PI film to form a laminate, and then an electronic element is formed on this surface, and finally the PI film. By peeling off 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。 As a method of applying the PAA solution to the glass substrate, known methods such as a table coater, a dip coater, a bar coater, a spin coater, a die coater and a spray coater can be used, and the application can be performed continuously or batchwise.
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。 For drying and heat curing, a normal hot air dryer, an infrared lamp or the like 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 heat the PAA coating film by heating the coating film after drying stepwise. The heat curing is preferably performed in an atmosphere of an inert gas such as nitrogen or argon. The rate of temperature increase during thermosetting is preferably 1 ° C./min to 15 ° C./min, more preferably 3 ° C./min to 10 ° C./min. The final temperature at the time of heating is preferably 350 ° C. or higher and 500 ° C. or lower.
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 the production of electronic devices, because the polyimide coating can be easily peeled off from the glass substrate after the electronic element is formed on the surface of the polyimide coating.
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 peeled 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, a PI film can be obtained without causing orange peel even if the thickness is relatively thick, for example, 20 μm. When the above-mentioned alkoxysilane compound is blended in the PAA solution, the blending amount is preferably adjusted according to the required thickness of the PI film. That is, it is preferable that the thinner the PI film is, the lower the compounding amount is. Further, it is preferable that the thicker the PI film, the higher the blending amount. Further, by doing so, it is possible to more sufficiently secure the adhesiveness to the glass substrate and the releasability from the glass substrate.
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 element, any electronic element conventionally used in the field of electronic devices can be used. As a method for 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 liquid crystal display (LCD), a plasma display panel (PDP), a flat panel display (FPD) such as an organic EL display (OLED), and a flexible device such as 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 nitrogen atmosphere, PDA (0.600 mol) and dehydrated NMP (polymerization solvent) were placed in a glass reaction vessel and stirred to dissolve PDA. While cooling this solution to 30 ° C. or lower with a jacket, BPDA (0.612 mol) was gradually added, and a polymerization reaction was carried out at 60 ° C. for 100 minutes to give a solution viscosity at 25 ° C. of 75 Pa · s, A PAA solution having a PAA solid content concentration of 20 mass% was obtained. A uniform PAA solution (A-1) was obtained by adding 80 ppm of APES to the PAA solution based on the mass of PAA and stirring the mixture. Then, A-1 was coated on the surface of a non-alkali glass substrate (20 cm square) having a thickness of 0.7 mm by a table coater and dried at 45 ° C. for 10 minutes, 70 ° C. for 5 minutes, and 150 ° C. for 5 minutes. The PAA coating film was heat-cured by raising the temperature to 450 ° C. at a heating rate of 5 ° C./min in a nitrogen gas stream. The time required for drying was 20 minutes and the time required for heat curing was 60 minutes, and in a short time of 80 minutes in total, a laminate having a relatively thick PI film of about 20 μm formed on a glass substrate was obtained. It was This PI film was tough, and no yuzu skin was generated on its surface. When the thickness unevenness was measured, the level of thickness unevenness was less than ± 2%, confirming good thickness uniformity. The thickness unevenness was measured by measuring the thickness of any 10 points of the obtained PI film and calculating the deviation rate from the average value.
＜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 at 25 ° C. of 5.3 Pa · s 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% by mass. .. A uniform PAA solution (A-3) was obtained by adding 60 ppm of APMS to the PAA solution based on the mass of PAA and stirring the mixture. Using A-3, in the same manner as in Example 1, a laminated body 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 no yuzu skin was generated on its surface. When the thickness unevenness was measured, the level of thickness unevenness was less than ± 2%, confirming good thickness uniformity.
＜比較例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。
<Comparative Example 1>
A PAA solution having a solution viscosity at 25 ° C. of 1.8 Pa · s was obtained in the same manner as in Example 1 except that the amount of BPDA used was 0.628 mol. A uniform PAA solution (B-1) was obtained by adding 80 ppm of APES to the PAA solution with respect to the mass of PAA and stirring the mixture. Using B-1, in the same manner as in Example 1, a laminate having a PI film with a thickness of about 20 μm formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on its surface, yuzu skin was generated. When the 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 at 25 ° C. of 8.2 Pa · s was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid content concentration was 15% by mass. A uniform PAA solution (B-2) was obtained by adding 80 ppm of APES to the PAA solution based on the mass of PAA and stirring the mixture. Using B-2, in the same manner as in Example 1, a laminate having a PI film having a thickness of about 20 μm formed on a glass substrate was obtained. This PI film was tough, but on its surface, yuzu skin was generated. Further, when the 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 at 25 ° C. of 250 Pa · s was obtained in the same manner as in Example 1 except that the solid content concentration was 30% by mass and the amount of BPDA used was 0.628 mol. A uniform PAA solution (B-3) was obtained by adding 80 ppm of APES to the PAA solution based on the mass of PAA and stirring the mixture. Using B-3, in the same manner as in Example 1, a laminated body 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 its surface, yuzu skin was generated. When the 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 when the obtained PI film is relatively thick, the total time of drying and heat curing is as short as 80 minutes, A PI film having a uniform thickness can be obtained without causing orange peel 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。
Since the PI film obtained by using the PAA solution of the present invention does not cause orange peel and has a uniform thickness, it can be suitably used as a solution for producing a flexible substrate composed of a PI film having an electronic element formed thereon. ..
Claims (1)
１）ポリアミック酸（ＰＡＡ）とアミド系溶媒とからなり、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およびｐ−フェニレンジアミンが用いられている。
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。
４）溶媒として、Ｎ−メチル−２−ピロリドンが用いられている。
When manufacturing a flexible polyimide substrate for forming an electronic device selected from a liquid crystal display, a plasma display panel, an organic EL display, and electronic paper by applying a coating solution to a glass substrate, drying, and heat curing. A flexible polyimide characterized by using a coating solution characterized by the following and performing thermosetting stepwise by raising the temperature at a heating rate of 1 ° C / min to 15 ° C / min. Substrate manufacturing method.
1) It consists of polyamic acid (PAA) and an amide solvent, and 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic acid anhydride and p-phenylenediamine are used as constituents of PAA.
2) The solid content concentration of PAA is 16% by mass or more and 25% by mass or less based on the mass of the solution.
3) The solution viscosity at 25 ° C. is 2 Pa · s or more and 200 Pa · s or less.
4) N-methyl-2-pyrrolidone is used as a solvent.
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