JP2022127547A - Polyimide precursor composition and polyimide film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a precursor composition that makes it possible to produce a polyimide film having excellent light transmittance, mechanical properties, linear thermal expansion coefficients and pyrolysis resistance, and a polyimide film obtained from the precursor composition.
SOLUTION: A polyimide precursor composition contains a polyimide precursor having a repeat unit represented by formula (I), an imidazole compound in an amount of more than 0.01 mol to 2 mol or less relative to 1 mol of the repeat unit of the polyimide precursor, and a solvent.
SELECTED DRAWING: None
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Description

本発明は、例えばフレキシブルデバイスの基板等の電子デバイス用途に好適に使用されるポリイミド前駆体組成物および耐熱分解性が向上したポリイミドフィルムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a polyimide precursor composition and a polyimide film having improved thermal decomposition resistance, which are suitably used for electronic device applications such as flexible device substrates.

ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、電気特性、寸法安定性などに優れていることから、電気・電子デバイス分野、半導体分野などの分野で広く使用されてきた。一方、近年、高度情報化社会の到来に伴い、光通信分野の光ファイバーや光導波路等、表示装置分野の液晶配向膜やカラーフィルター用保護膜等の光学材料の開発が進んでいる。特に表示装置分野で、ガラス基板の代替として軽量でフレキシブル性に優れたプラスチック基板の検討や、曲げたり丸めたりすることが可能なディスプレイの開発が盛んに行われている。 Polyimide films have been widely used in fields such as electric/electronic devices and semiconductors due to their excellent heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, electrical properties, dimensional stability, and the like. On the other hand, in recent years, with the advent of an advanced information society, the development of optical materials such as optical fibers and optical waveguides in the field of optical communication, and liquid crystal alignment films and protective films for color filters in the field of display devices is progressing. In the field of display devices in particular, studies on plastic substrates that are lightweight and excellent in flexibility as an alternative to glass substrates and development of displays that can be bent or rolled are being actively pursued.

液晶ディスプレイや有機ELディスプレイなどのディスプレイでは、各ピクセルを駆動するためのTFT等の半導体素子が形成される。このため、基板には耐熱性や寸法安定性が要求される。ポリイミドフィルムは、耐熱性、耐薬品性、機械的強度、電気特性、寸法安定性などに優れていることから、ディスプレイ用途の基板として有望である。 In displays such as liquid crystal displays and organic EL displays, semiconductor elements such as TFTs are formed for driving each pixel. Therefore, the substrate is required to have heat resistance and dimensional stability. Polyimide films have excellent heat resistance, chemical resistance, mechanical strength, electrical properties, dimensional stability, and the like, and are therefore promising substrates for display applications.

ポリイミドは、一般に黄褐色に着色しているため、バックライトを備えた液晶ディスプレイなどの透過型デバイスでの使用には制限があったが、近年になって、機械的特性、熱的特性に加えて光透過性に優れたポリイミドフィルムが開発されており、ディスプレイ用途の基板としてさらに期待が高まっている(特許文献1~3参照)。 Polyimide is generally colored in yellowish brown, which limits its use in transmissive devices such as liquid crystal displays equipped with a backlight. Polyimide films with excellent light transmittance have been developed, and expectations are rising for use as substrates for display applications (see Patent Documents 1 to 3).

特許文献4~8には、単結合で結合した2つのノルボルナン環(ビシクロ[2.2.1]ヘプタン環)構造を有するテトラカルボン酸二無水物を含むモノマー成分から得られたポリイミドフィルムが開示されている。 Patent Documents 4 to 8 disclose a polyimide film obtained from a monomer component containing a tetracarboxylic dianhydride having two norbornane ring (bicyclo[2.2.1]heptane ring) structures bonded by a single bond. It is

国際公開第2012/011590号公報International Publication No. 2012/011590 国際公開第2013/179727号公報International Publication No. 2013/179727 国際公開第2014/038715号公報International Publication No. 2014/038715 国際公開2017/030019号公報International publication 2017/030019 国際公開2019/163703号公報International Publication No. 2019/163703 特開2018-44180号公報JP 2018-44180 A 国際公開2018/051888号公報International publication 2018/051888 特開2019-137828号公報JP 2019-137828 A

TFT(thin film transistor)としては、アモルファスシリコンTFT(a-Si TFT)、低温ポリシリコンTFT(LTPS TFT)、高温ポリシリコンTFT、酸化物TFTなどが知られている。比較的低温で成膜可能とされるアモルファスシリコンTFTでも、300℃~400℃の成膜温度が必要である。特に、電荷移動度の大きい半導体層の形成には高温成膜が有利である。しかしながら、ポリイミドフィルムの耐熱分解性が不十分な場合、例えばTFT形成工程において、ポリイミドの分解等に伴うアウトガスにより、ポリイミドフィルムとバリア膜との間に膨れが生じたり、製造装置を汚染したりすることがある。フレキシブル電子デバイス用基板としては、高温で安定な材料、即ちプロセス温度において耐熱分解性に優れ、ガス発生が極めて小さいフィルムが好ましい。プロセスマージンの観点からも、熱分解(開始)温度が高いフィルムが好ましい。 Known TFTs (thin film transistors) include amorphous silicon TFTs (a-Si TFTs), low temperature polysilicon TFTs (LTPS TFTs), high temperature polysilicon TFTs, and oxide TFTs. A film formation temperature of 300° C. to 400° C. is required even for an amorphous silicon TFT, which can be formed at a relatively low temperature. In particular, high-temperature deposition is advantageous for forming a semiconductor layer with high charge mobility. However, if the polyimide film has insufficient thermal decomposition resistance, for example, in the TFT formation process, outgassing due to decomposition of the polyimide causes swelling between the polyimide film and the barrier film, or contamination of the manufacturing equipment. Sometimes. As the flexible electronic device substrate, a material that is stable at high temperatures, that is, a film that is excellent in thermal decomposition resistance at the process temperature and generates extremely little gas is preferable. Also from the viewpoint of process margin, a film having a high thermal decomposition (starting) temperature is preferable.

また、フレキシブル電子デバイスの製造工程では、加熱と冷却(放冷)が繰り返されることから、フレキシブル電子デバイス用基板としては、線熱膨張係数(CTE)が十分に小さい熱的特性に優れたポリイミドフィルムが好ましい。 In addition, since heating and cooling (cooling) are repeated in the manufacturing process of flexible electronic devices, a polyimide film with a sufficiently small coefficient of linear thermal expansion (CTE) and excellent thermal properties can be used as a substrate for flexible electronic devices. is preferred.

前記特許文献4~8には、光透過性と耐熱性が優れたポリイミドを提供することが目的であると記載されている。光透過性、機械的特性を満足できる範囲で有しながら、十分に小さい線熱膨張係数と耐熱分解性を同時に高いレベルで満たすポリイミドフィルムは開示されていない。例えば、特許文献6では耐熱性をガラス転移温度(Tg)により評価しているが、耐熱分解性に優れたポリイミドフィルムの開示はない。従って、例えばフレキシブル電子デバイス用基板として最適な、耐熱分解性に優れたポリイミドフィルムの実現が強く求められている。 Patent Documents 4 to 8 state that the object is to provide a polyimide having excellent light transmittance and heat resistance. There is no disclosure of a polyimide film that satisfies both a sufficiently small coefficient of linear thermal expansion and thermal decomposition resistance at a high level while having light transmittance and mechanical properties within a satisfactory range. For example, Patent Document 6 evaluates heat resistance by the glass transition temperature (Tg), but does not disclose a polyimide film having excellent thermal decomposition resistance. Accordingly, there is a strong demand for realization of a polyimide film excellent in thermal decomposition resistance, which is optimal for flexible electronic device substrates, for example.

本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであり、線熱膨張係数が十分に小さく、かつ光透過性および機械的特性に優れ、加えて、特に耐熱分解性に優れたポリイミドフィルムを製造できる前駆体組成物、およびこの前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the conventional problems, and provides a polyimide film having a sufficiently small linear thermal expansion coefficient, excellent optical transparency and mechanical properties, and particularly excellent thermal decomposition resistance. It is an object of the present invention to provide a precursor composition that can be produced and a polyimide film obtained from this precursor composition.

本出願の主要な開示事項をまとめると、以下のとおりである。
1. 繰り返し単位が下記一般式(I)で表されるポリイミド前駆体、
前記ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、0.01モル超から2モル以下の範囲の量で含有される少なくとも1種のイミダゾール化合物、および
溶媒
を含有することを特徴とするポリイミド前駆体組成物。
A summary of the main disclosures of this application follows.
1. A polyimide precursor whose repeating unit is represented by the following general formula (I),
At least one imidazole compound contained in an amount ranging from more than 0.01 mol to 2 mol or less per 1 mol of repeating units of the polyimide precursor, and a polyimide precursor characterized by containing a solvent. Composition.

Figure 2022127547000001

(一般式I中、Xは4価の脂肪族基または芳香族基であり、Yは2価の脂肪族基または芳香族基であり、RおよびRは互いに独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基または炭素数3~9のアルキルシリル基であり、但し、Xの70モル%以上が、式(1-1):
Figure 2022127547000001

(In general formula I, X 1 is a tetravalent aliphatic or aromatic group, Y 1 is a divalent aliphatic or aromatic group, R 1 and R 2 are independently hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkylsilyl group having 3 to 9 carbon atoms, provided that 70 mol % or more of X 1 is represented by formula (1-1):

Figure 2022127547000002
で表される構造であり、Yの70モル%以上が、式(D-1)および/または(D-2):
Figure 2022127547000002
wherein 70 mol% or more of Y 1 is the formula (D-1) and/or (D-2):

Figure 2022127547000003
で表される構造である。)
Figure 2022127547000003
It is a structure represented by )

2. 前記イミダゾール化合物が、1,2-ジメチルイミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、イミダゾールおよびベンゾイミダゾールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする上記項1に記載のポリイミド前駆体組成物。 2. Item 1 above, wherein the imidazole compound is at least one selected from the group consisting of 1,2-dimethylimidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, imidazole and benzimidazole. Polyimide precursor composition according to.

3. Xの90モル%以上が、前記式(1-1)で表される構造であることを特徴とする上記項1または2に記載のポリイミド前駆体組成物。 3. 3. The polyimide precursor composition as described in item 1 or 2 above, wherein 90 mol % or more of X 1 has a structure represented by the formula (1-1).

4. このポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムが、515℃以上の5%重量減少温度を示すことを特徴とする上記項1~3のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。 4. 4. The polyimide precursor composition as described in any one of items 1 to 3 above, wherein a polyimide film obtained from this polyimide precursor composition exhibits a 5% weight loss temperature of 515° C. or higher.

5. このポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムが、20ppm/K以下の線熱膨張係数を有することを特徴とする上記項1~4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。 5. 5. The polyimide precursor composition as described in any one of items 1 to 4 above, wherein the polyimide film obtained from this polyimide precursor composition has a linear thermal expansion coefficient of 20 ppm/K or less.

6. 上記項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルム。 6. A polyimide film obtained from the polyimide precursor composition according to any one of items 1 to 5 above.

7. 上記項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムと、
基材と
を有することを特徴とするポリイミドフィルム/基材積層体。
7. A polyimide film obtained from the polyimide precursor composition according to any one of the above items 1 to 5;
A polyimide film/substrate laminate, comprising: a substrate.

8. 前記基材が、ガラス基板である上記項7に記載の積層体。 8. 8. The laminate according to item 7, wherein the substrate is a glass substrate.

9. (a)上記項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物を、基材上に塗布する工程、および
(b)前記基材上で前記ポリイミド前駆体を加熱処理し、前記基材上にポリイミドフィルムを積層する工程
を有するポリイミドフィルム/基材積層体の製造方法。
9. (a) applying the polyimide precursor composition according to any one of the above items 1 to 5 onto a substrate; and (b) heat-treating the polyimide precursor on the substrate, A method for producing a polyimide film/substrate laminate comprising the step of laminating a polyimide film on a substrate.

10. 前記基材が、ガラス基板である上記項9に記載の製造方法。 10. 10. The manufacturing method according to item 9, wherein the substrate is a glass substrate.

11. (a)上記項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物を、基材上に塗布する工程、
(b)前記基材上で前記ポリイミド前駆体を加熱処理し、前記基材上にポリイミドフィルムが積層されたポリイミドフィルム/基材積層体を製造する工程、
(c)前記積層体のポリイミドフィルム上に、導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層を形成する工程、および
(d)前記基材と前記ポリイミドフィルムとを剥離する工程
を有するフレキシブル電子デバイスの製造方法。
11. (a) a step of applying the polyimide precursor composition according to any one of the above items 1 to 5 onto a substrate;
(b) heat-treating the polyimide precursor on the substrate to produce a polyimide film/substrate laminate in which a polyimide film is laminated on the substrate;
(c) forming at least one layer selected from a conductor layer and a semiconductor layer on the polyimide film of the laminate; and (d) separating the base material and the polyimide film. How the device is manufactured.

12. 前記基材が、ガラス基板である上記項11に記載の製造方法。 12. 12. The manufacturing method according to item 11, wherein the substrate is a glass substrate.

本発明によれば、線熱膨張係数が十分に小さく、光透過率、機械的特性および耐熱分解性に優れたポリイミドフィルムを製造することが可能なポリイミド前駆体組成物およびこの前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムを提供することができる。 According to the present invention, a polyimide precursor composition having a sufficiently small linear thermal expansion coefficient and capable of producing a polyimide film having excellent light transmittance, mechanical properties and thermal decomposition resistance, and from this precursor composition A resulting polyimide film can be provided.

さらに本発明の一態様によれば、前記ポリイミド前駆体組成物を使用して得られるポリイミドフィルム、およびポリイミドフィルム/基材積層体を提供することができる。さらに本発明の異なる一態様によれば、前記ポリイミド前駆体組成物を使用するフレキシブル電子デバイスの製造方法、およびフレキシブル電子デバイスを提供することができる。 Furthermore, according to one aspect of the present invention, it is possible to provide a polyimide film and a polyimide film/substrate laminate obtained using the polyimide precursor composition. Furthermore, according to another aspect of the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a flexible electronic device using the polyimide precursor composition, and a flexible electronic device.

本出願において、「フレキシブル(電子)デバイス」とは、デバイス自身がフレキシブルであることを意味し、通常、基板上で半導体層(素子としてトランジスタ、ダイオード等)が形成されてデバイスが完成する。「フレキシブル(電子)デバイス」は、従来のFPC(フレキシブルプリント配線板)上にICチップ等の「硬い」半導体素子が搭載された例えばCOF(Chip On Film)等のデバイスと区別される。但し、本願の「フレキシブル(電子)デバイス」を動作または制御するために、ICチップ等の「硬い」半導体素子をフレキシブル基板上に搭載したり、電気的に接続したりして、融合して使用することは何ら問題がない。好適に使用されるフレキシブル(電子)デバイスとしては、液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、および電子ペーパー等の表示デバイス、太陽電池、およびCMOS等の受光デバイスを挙げることができる。 In this application, the term "flexible (electronic) device" means that the device itself is flexible, and the device is usually completed by forming semiconductor layers (elements such as transistors and diodes) on a substrate. A "flexible (electronic) device" is distinguished from a device such as a COF (Chip On Film) in which a "hard" semiconductor element such as an IC chip is mounted on a conventional FPC (Flexible Printed Circuit Board). However, in order to operate or control the "flexible (electronic) device" of the present application, "hard" semiconductor elements such as IC chips are mounted on the flexible substrate, electrically connected, and used in combination There is nothing wrong with doing Suitable flexible (electronic) devices include display devices such as liquid crystal displays, organic EL displays, and electronic papers, and light receiving devices such as solar cells and CMOS.

以下に、本発明のポリイミド前駆体組成物について説明し、その後、フレキシブル電子デバイスの製造方法について説明する。 The polyimide precursor composition of the present invention will be described below, and then the method for producing a flexible electronic device will be described.

<<ポリイミド前駆体組成物>>
ポリイミドフィルムを形成するためのポリイミド前駆体組成物は、ポリイミド前駆体、イミダゾール化合物および溶媒を含有する。ポリイミド前駆体およびイミダゾール化合物はどちらも溶媒に溶解している。
<<polyimide precursor composition>>
A polyimide precursor composition for forming a polyimide film contains a polyimide precursor, an imidazole compound and a solvent. Both the polyimide precursor and the imidazole compound are dissolved in a solvent.

ポリイミド前駆体は、下記一般式(I): The polyimide precursor has the following general formula (I):

Figure 2022127547000004
(一般式I中、Xは4価の脂肪族基または芳香族基であり、Yは2価の脂肪族基または芳香族基であり、RおよびRは互いに独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基または炭素数3~9のアルキルシリル基である。)
で表される繰り返し単位を有する。特に好ましくは、RおよびRが水素原子であるポリアミック酸である。XおよびYが脂肪族基である場合、脂肪族基は好ましくは脂環構造を有する基である。
Figure 2022127547000004
(In general formula I, X 1 is a tetravalent aliphatic or aromatic group, Y 1 is a divalent aliphatic or aromatic group, R 1 and R 2 are independently hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, or an alkylsilyl group having 3 to 9 carbon atoms.)
It has a repeating unit represented by Particularly preferred are polyamic acids in which R 1 and R 2 are hydrogen atoms. When X 1 and Y 1 are aliphatic groups, the aliphatic group is preferably a group having an alicyclic structure.

ポリイミド前駆体中の全繰り返し単位中、Xは、好ましくは70モル%以上が、以下の式(1-1)で示される構造、即ち2,2’-ビノルボルナン-5,5’,6,6’-テトラカルボン酸二無水物(以下、必要によりBNBDAと略す。)に由来する構造である。 Of all the repeating units in the polyimide precursor, preferably 70 mol% or more of X 1 has a structure represented by the following formula (1-1), that is, 2,2'-vinorbornane-5,5',6 ,6′-tetracarboxylic dianhydride (hereinafter abbreviated as BNBDA if necessary).

Figure 2022127547000005
Figure 2022127547000005

ポリイミド前駆体中の全繰り返し単位中、Yは、好ましくは70モル%以上が、以下の式(D-1)および/または(D-2)で示される構造、即ち、4,4’-ジアミノベンズアニリド(必要によりDABANと略す)に由来する構造である。 In all repeating units in the polyimide precursor, preferably 70 mol% or more of Y 1 is a structure represented by the following formulas (D-1) and/or (D-2), that is, 4,4'- It is a structure derived from diaminobenzanilide (abbreviated as DABAN if necessary).

Figure 2022127547000006
Figure 2022127547000006

このようなポリイミド前駆体を含有する組成物を使用することで、線熱膨張係数が十分に小さく、かつ光透過性および機械的特性に優れ、加えて、特に耐熱分解性に優れたポリイミドフィルムを製造することができる。 By using a composition containing such a polyimide precursor, a polyimide film having a sufficiently small coefficient of linear thermal expansion, excellent optical transparency and mechanical properties, and particularly excellent thermal decomposition resistance can be obtained. can be manufactured.

ポリイミド前駆体について、一般式(I)中のXおよびYを与えるモノマー(テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、その他成分)により説明し、続いて製造方法を説明する。 The polyimide precursor will be explained by the monomers (tetracarboxylic acid component, diamine component, and other components) that give X 1 and Y 1 in the general formula (I), and then the production method will be explained.

本明細書において、テトラカルボン酸成分は、ポリイミドを製造する原料として使用されるテトラカルボン酸、テトラカルボン酸二無水物、その他テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等のテトラカルボン酸誘導体を含む。特に限定されるわけではないが、製造上、テトラカルボン酸二無水物を使用することが簡便であり、以下の説明ではテトラカルボン酸成分としてテトラカルボン酸二無水物を用いた例を説明する。また、ジアミン成分は、ポリイミドを製造する原料として使用される、アミノ基(-NH)を2個有するジアミン化合物である。 As used herein, the tetracarboxylic acid component means a tetracarboxylic acid, a tetracarboxylic dianhydride, and other tetracarboxylic acid silyl esters, tetracarboxylic acid esters, tetracarboxylic acid chlorides, and the like, which are used as raw materials for producing polyimide. Contains carboxylic acid derivatives. Although not particularly limited, it is convenient to use a tetracarboxylic dianhydride in terms of production, and in the following explanation, an example using a tetracarboxylic dianhydride as a tetracarboxylic acid component will be described. Also, the diamine component is a diamine compound having two amino groups (--NH 2 ), which is used as a raw material for producing polyimide.

また、本明細書において、ポリイミドフィルムは、(キャリア)基材上に形成されて積層体の中に存在するもの、および基材を剥離した後のフィルムの両方を意味する。また、ポリイミドフィルムを構成している材料、即ちポリイミド前駆体組成物を加熱処理して(イミド化して)得られた材料を、「ポリイミド材料」という場合がある。 Also, in this specification, the polyimide film means both the one formed on the (carrier) substrate and present in the laminate, and the film after peeling off the substrate. Moreover, the material which comprises the polyimide film, ie, the material obtained by heat-processing (imidating) the polyimide precursor composition, may be called "polyimide material."

<Xおよびテトラカルボン酸成分>
前述のとおり、ポリイミド前駆体中の全繰り返し単位中、Xは、好ましくは70モル%以上が式(1-1)で示される構造であり、より好ましくは80モル%以上、さらにより好ましくは90モル%以上、最も好ましくは95モル%以上(100モル%も非常に好ましい)が式(1-1)で示される構造である。Xとして式(1-1)の構造を与えるテトラカルボン酸二無水物は2,2’-ビノルボルナン-5,5’,6,6’-テトラカルボン酸二無水物(BNBDA)である。
<X 1 and tetracarboxylic acid component>
As described above, in the total repeating units in the polyimide precursor, preferably 70 mol% or more of X 1 is a structure represented by formula (1-1), more preferably 80 mol% or more, even more preferably 90 mol % or more, most preferably 95 mol % or more (100 mol % is also highly preferred) is a structure represented by formula (1-1). The tetracarboxylic dianhydride that gives the structure of formula (1-1) as X 1 is 2,2′-vinorbornane-5,5′,6,6′-tetracarboxylic dianhydride (BNBDA).

本発明において、Xとして、式(1-1)で示される構造以外の4価の脂肪族基または芳香族基(「その他のX」と略称する)を、本発明の効果を損なわない範囲の量で含有することができる。即ち、テトラカルボン酸成分は、BNBDAに加えてその他のテトラカルボン酸誘導体を、本発明の効果を損なわない範囲の量で含有することができる。その他のテトラカルボン酸誘導体の量は、テトラカルボン酸成分100モル%に対して、30モル%未満、より好ましくは20モル%未満、さらにより好ましくは10モル%未満(0モル%も好ましい)である。 In the present invention, X 1 is a tetravalent aliphatic group or aromatic group (abbreviated as “other X 1 ”) other than the structure represented by formula (1-1), without impairing the effects of the present invention. It can be contained in a range of amounts. That is, the tetracarboxylic acid component can contain, in addition to BNBDA, other tetracarboxylic acid derivatives in amounts that do not impair the effects of the present invention. The amount of the other tetracarboxylic acid derivative is less than 30 mol%, more preferably less than 20 mol%, still more preferably less than 10 mol% (0 mol% is also preferable) with respect to 100 mol% of the tetracarboxylic acid component. be.

「その他のX」が芳香族環を有する4価の基である場合、炭素数が6~40の芳香族環を有する4価の基が好ましい。 When “other X 1 ” is a tetravalent group having an aromatic ring, it is preferably a tetravalent group having an aromatic ring and having 6 to 40 carbon atoms.

芳香族環を有する4価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。 Examples of the tetravalent group having an aromatic ring include the following.

Figure 2022127547000007
(式中、Zは直接結合、または、下記の2価の基:
Figure 2022127547000007
(Wherein, Z 1 is a direct bond or the following divalent group:

Figure 2022127547000008
のいずれかである。ただし、式中のZは、2価の有機基、Z3、はでそれぞれ独立にアミド結合、エステル結合、カルボニル結合であり、Zは芳香環を含む有機基である。)
Figure 2022127547000008
is either However, Z2 in the formula is a divalent organic group, Z3 and Z4 are each independently an amide bond, an ester bond and a carbonyl bond, and Z5 is an organic group containing an aromatic ring. )

としては、具体的には、炭素数2~24の脂肪族炭化水素基、炭素数6~24の芳香族炭化水素基が挙げられる。 Z 2 specifically includes an aliphatic hydrocarbon group having 2 to 24 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms.

としては、具体的には、炭素数6~24の芳香族炭化水素基が挙げられる。 Z 5 specifically includes an aromatic hydrocarbon group having 6 to 24 carbon atoms.

芳香族環を有する4価の基としては、得られるポリイミドフィルムの高耐熱性と高光透過性を両立できるので、下記のものが特に好ましい。 As the tetravalent group having an aromatic ring, the following groups are particularly preferred because they can achieve both high heat resistance and high light transmittance of the resulting polyimide film.

Figure 2022127547000009
(式中、Zは直接結合、または、へキサフルオロイソプロピリデン結合である。)
Figure 2022127547000009
(In the formula, Z 1 is a direct bond or a hexafluoroisopropylidene bond.)

ここで、得られるポリイミドフィルムの高耐熱性、高光透過性、低線熱膨張係数を両立できるので、Zは直接結合であることがより好ましい。 Here, it is more preferable that Z1 is a direct bond, since the obtained polyimide film can achieve both high heat resistance, high light transmittance, and a low coefficient of linear thermal expansion.

加えて好ましい基として、上記式(9)において、Zが下式(3A): In addition, as a preferred group, in the above formula (9), Z 1 is the following formula (3A):

Figure 2022127547000010
で表されるフルオレニル含有基である化合物が挙げられる。Z11およびZ12はそれぞれ独立に、好ましくは同一で、単結合または2価の有機基である。Z11およびZ12としては、芳香環を含む有機基が好ましく、例えば式(3A1):
Figure 2022127547000010
and a compound that is a fluorenyl-containing group represented by: Z 11 and Z 12 are each independently, preferably the same, a single bond or a divalent organic group. Z 11 and Z 12 are preferably organic groups containing an aromatic ring, such as formula (3A1):

Figure 2022127547000011
(Z13およびZ14は、互いに独立に単結合、-COO-、-OCO-または-O-であり、ここでZ14がフルオレニル基に結合した場合、Z13が-COO-、-OCO-または-O-でZ14が単結合の構造が好ましく;R91は炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基であり、好ましくはメチルであり、nは0~4の整数であり、好ましくは1である。)
で表される構造が好ましい。
Figure 2022127547000011
(Z 13 and Z 14 are each independently a single bond, -COO-, -OCO- or -O-, where when Z 14 is bonded to a fluorenyl group, Z 13 is -COO-, -OCO- or -O- and Z 14 is preferably a single bond structure; R 91 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, preferably methyl; n is an integer of 0 to 4, preferably 1.)
A structure represented by is preferred.

が芳香族環を有する4価の基である一般式(I)の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、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、4-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラン-3-イル)-1,2,3,4-テトラヒドロナフタレン-1,2-ジカルボン酸、ピロメリット酸、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸、4,4’-オキシジフタル酸、ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)スルホン、m-ターフェニル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸、p-ターフェニル-3,4,3’,4’-テトラカルボン酸、ビスカルボキシフェニルジメチルシラン、ビスジカルボキシフェノキシジフェニルスルフィド、スルホニルジフタル酸や、これらのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。Xがフッ素原子を含有する芳香族環を有する4価の基である一般式(I)の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、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や、これのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。さらに、好ましい化合物として、(9H-フルオレン-9,9-ジイル)ビス(2-メチル-4,1-フェニレン)ビス(1,3-ジオキソ-1,3-ジヒドロイソベンゾフラン-5-カルボキシレート)が挙げられる。テトラカルボン酸成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the tetracarboxylic acid component that gives the repeating unit of general formula (I) in which X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring include 2,2-bis(3,4-dicarboxyphenyl)hexafluoropropane , 4-(2,5-dioxotetrahydrofuran-3-yl)-1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic acid, pyromellitic acid, 3,3′,4,4′-benzophenone Tetracarboxylic acid, 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic acid, 4,4'-oxydiphthalic acid, bis(3,4-dicarboxy phenyl)sulfone, m-terphenyl-3,4,3′,4′-tetracarboxylic acid, p-terphenyl-3,4,3′,4′-tetracarboxylic acid, biscarboxyphenyldimethylsilane, bisdi Carboxyphenoxydiphenyl sulfide, sulfonyldiphthalic acid, and their derivatives such as tetracarboxylic dianhydrides, tetracarboxylic acid silyl esters, tetracarboxylic acid esters and tetracarboxylic acid chlorides. Examples of tetracarboxylic acid components that give repeating units of general formula (I), wherein X 1 is a tetravalent group having an aromatic ring containing a fluorine atom, include 2,2-bis(3,4-dicarboxy phenyl)hexafluoropropane and its derivatives such as tetracarboxylic dianhydride, tetracarboxylic acid silyl ester, tetracarboxylic acid ester and tetracarboxylic acid chloride. Furthermore, as a preferred compound, (9H-fluorene-9,9-diyl)bis(2-methyl-4,1-phenylene)bis(1,3-dioxo-1,3-dihydroisobenzofuran-5-carboxylate) is mentioned. The tetracarboxylic acid component may be used alone or in combination of multiple types.

「その他のX」が脂環構造を有する4価の基である場合、炭素数が4~40の脂環構造を有する4価の基が好ましく、少なくとも一つの脂肪族4~12員環、より好ましくは脂肪族4員環または脂肪族6員環を有することがより好ましい。好ましい脂肪族4員環または脂肪族6員環を有する4価の基としては、下記のものが挙げられる。 When "other X 1 " is a tetravalent group having an alicyclic structure, it is preferably a tetravalent group having an alicyclic structure having 4 to 40 carbon atoms, at least one aliphatic 4- to 12-membered ring, More preferably, it has an aliphatic 4-membered ring or an aliphatic 6-membered ring. Preferred tetravalent groups having an aliphatic 4-membered ring or an aliphatic 6-membered ring include the following.

Figure 2022127547000012
(式中、R31~R38は、それぞれ独立に直接結合、または、2価の有機基である。R41~R47、およびR71~R73は、それぞれ独立に式:-CH-、-CH=CH-、-CHCH-、-O-、-S-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。R48は芳香環もしくは脂環構造を含む有機基である。)
Figure 2022127547000012
(Wherein, R 31 to R 38 are each independently a direct bond or a divalent organic group. R 41 to R 47 and R 71 to R 73 are each independently of the formula: —CH 2 — , —CH═CH—, —CH 2 CH 2 —, —O—, and —S— R 48 is an organic ring containing an aromatic or alicyclic structure base.)

31、R32、R33、R34、R35、R36、R37、R38としては、具体的には、直接結合、または、炭素数1~6の脂肪族炭化水素基、または、酸素原子(-O-)、硫黄原子(-S-)、カルボニル結合、エステル結合、アミド結合が挙げられる。 Specifically, R 31 , R 32 , R 33 , R 34 , R 35 , R 36 , R 37 and R 38 are a direct bond, an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 6 carbon atoms, or Oxygen atom (--O--), sulfur atom (--S--), carbonyl bond, ester bond and amide bond.

48として芳香環を含む有機基としては、例えば、下記のものが挙げられる。 Examples of the organic group containing an aromatic ring as R 48 include the following.

Figure 2022127547000013
(式中、Wは直接結合、または、2価の有機基であり、n11~n13は、それぞれ独立に0~4の整数を表し、R51、R52、R53は、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン基、水酸基、カルボキシル基、またはトリフルオロメチル基である。)
Figure 2022127547000013
(Wherein, W 1 is a direct bond or a divalent organic group, n 11 to n 13 each independently represent an integer of 0 to 4, R 51 , R 52 and R 53 each independently is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a trifluoromethyl group.)

としては、具体的には、直接結合、下記の式(5)で表される2価の基、下記の式(6)で表される2価の基が挙げられる。 Specific examples of W 1 include a direct bond, a divalent group represented by the following formula (5), and a divalent group represented by the following formula (6).

Figure 2022127547000014
(式(6)中のR61~R68は、それぞれ独立に直接結合または前記式(5)で表される2価の基のいずれかを表す。)
Figure 2022127547000014
(R 61 to R 68 in formula (6) each independently represent either a direct bond or a divalent group represented by formula (5) above.)

脂環構造を有する4価の基としては、得られるポリイミドの高耐熱性、高光透過性、低線熱膨張係数を両立できるので、下記のものが特に好ましい。 As the tetravalent group having an alicyclic structure, the following groups are particularly preferable because the obtained polyimide can have both high heat resistance, high light transmittance, and a low coefficient of linear thermal expansion.

Figure 2022127547000015
Figure 2022127547000015

が脂環構造を有する4価の基である式(I)の繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分としては、例えば、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸、イソプロピリデンジフェノキシビスフタル酸、シクロヘキサン-1,2,4,5-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-3,3’,4,4’-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-2,3,3’,4’-テトラカルボン酸、[1,1’-ビ(シクロヘキサン)]-2,2’,3,3’-テトラカルボン酸、4,4’-メチレンビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(プロパン-2,2-ジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-オキシビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-チオビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-スルホニルビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(ジメチルシランジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、4,4’-(テトラフルオロプロパン-2,2-ジイル)ビス(シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸)、オクタヒドロペンタレン-1,3,4,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、6-(カルボキシメチル)ビシクロ[2.2.1]ヘプタン-2,3,5-トリカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸、ビシクロ[2.2.2]オクタ-5-エン-2,3,7,8-テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカン-3,4,7,8-テトラカルボン酸、トリシクロ[4.2.2.02,5]デカ-7-エン-3,4,9,10-テトラカルボン酸、9-オキサトリシクロ[4.2.1.02,5]ノナン-3,4,7,8-テトラカルボン酸、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸、(4arH,8acH)-デカヒドロ-1t,4t:5c,8c-ジメタノナフタレン-2c,3c,6c,7c-テトラカルボン酸、(4arH,8acH)-デカヒドロ-1t,4t:5c,8c-ジメタノナフタレン-2t,3t,6c,7c-テトラカルボン酸、デカヒドロ-1,4-エタノ-5,8-メタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸、テトラデカヒドロ-1,4:5,8:9,10-トリメタノアントラセン-2,3,6,7-テトラカルボン酸や、これらのテトラカルボン酸二無水物、テトラカルボン酸シリルエステル、テトラカルボン酸エステル、テトラカルボン酸クロライド等の誘導体が挙げられる。テトラカルボン酸成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the tetracarboxylic acid component that gives the repeating unit of formula (I) in which X 1 is a tetravalent group having an alicyclic structure include 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic acid, isopropylidene diphenoxybis phthalic acid, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic acid, [1,1'-bi(cyclohexane)]-3,3',4,4'-tetracarboxylic acid, [1,1'-bi (cyclohexane)]-2,3,3′,4′-tetracarboxylic acid, [1,1′-bi(cyclohexane)]-2,2′,3,3′-tetracarboxylic acid, 4,4′- methylenebis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4'-(propane-2,2-diyl)bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4'-oxybis(cyclohexane-1,2 -dicarboxylic acid), 4,4′-thiobis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-sulfonylbis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-(dimethylsilanediyl) Bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), 4,4′-(tetrafluoropropane-2,2-diyl)bis(cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid), octahydropentalene-1,3,4 ,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.1]heptane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, 6-(carboxymethyl)bicyclo[2.2.1]heptane-2,3,5 -tricarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]octane-2,3,5,6-tetracarboxylic acid, bicyclo[2.2.2]oct-5-ene-2,3,7,8-tetracarboxylic acid acid, tricyclo[4.2.2.02,5]decane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid, tricyclo[4.2.2.02,5]dec-7-ene-3,4, 9,10-tetracarboxylic acid, 9-oxatricyclo[4.2.1.02,5]nonane-3,4,7,8-tetracarboxylic acid, norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone- α′-spiro-2″-norbornane 5,5″,6,6″-tetracarboxylic acid, (4arH,8acH)-decahydro-1t,4t:5c,8c-dimethanonaphthalene-2c,3c, 6c,7c-tetracarboxylic acid, (4arH,8acH)-decahydro-1t,4t: 5c,8c-dimethanonaphthalene-2t,3t,6c,7c-tetracarboxylic acid, decahydro-1,4-ethano-5, 8-methanonaphthalene-2 ,3,6,7-tetracarboxylic acid, tetradecahydro-1,4:5,8:9,10-trimethanoanthracene-2,3,6,7-tetracarboxylic acid and these tetracarboxylic acid di Derivatives such as anhydrides, tetracarboxylic acid silyl esters, tetracarboxylic acid esters, and tetracarboxylic acid chlorides are included. The tetracarboxylic acid component may be used alone or in combination of multiple types.

<Yおよびジアミン成分>
前述のとおり、ポリイミド前駆体中の全繰り返し単位中、Yは、好ましくは70モル%以上が式(D-1)および/または(D-2)で示される構造であり、より好ましくは80モル%以上、さらにより好ましくは90モル%以上(100モル%も好ましい)が、式(D-1)および/または(D-2)で示される構造である。Yとして式(D-1)、式(D-2)の構造を与えるジアミン化合物は、4,4’-ジアミノベンズアニリド(略称:DABAN)である。
< Y1 and diamine component>
As described above, in the total repeating units in the polyimide precursor, preferably 70 mol% or more of Y 1 is a structure represented by formula (D-1) and/or (D-2), more preferably 80 At least 90 mol %, even more preferably at least 90 mol % (100 mol % is also preferred) are structures represented by formulas (D-1) and/or (D-2). The diamine compound that gives the structures of the formulas (D-1) and (D-2) as Y 1 is 4,4′-diaminobenzanilide (abbreviation: DABAN).

本発明において、Yとして、式(D-1)および(D-2)で示される構造以外の2価の脂肪族基または芳香族基(「その他のY」と略称する)を、本発明の効果を損なわない範囲の量で含有することができる。即ち、ジアミン成分は、DABANに加えてその他のジアミン化合物を、本発明の効果を損なわない範囲の量で含有することができる。その他のジアミン化合物の量は、ジアミン成分100モル%に対して、30モル%以下(好ましくは30モル%未満)、より好ましくは20モル%以下(好ましくは20モル%未満)、さらにより好ましくは10モル%以下(好ましくは10モル%未満)(0モル%も好ましい)である。 In the present invention, Y 1 is a divalent aliphatic group or aromatic group (abbreviated as “other Y 1 ”) other than the structures represented by formulas (D-1) and (D-2). It can be contained in an amount within a range that does not impair the effects of the invention. That is, the diamine component can contain other diamine compounds in addition to DABAN in amounts that do not impair the effects of the present invention. The amount of the other diamine compound is 30 mol% or less (preferably less than 30 mol%), more preferably 20 mol% or less (preferably less than 20 mol%), still more preferably with respect to 100 mol% of the diamine component. It is 10 mol % or less (preferably less than 10 mol %) (0 mol % is also preferred).

本発明の好ましい一態様において、Yにおける式(D-1)および/または(D-2)の構造の割合が、100モル%未満である。この場合、その他のYとして、式(G-1): In a preferred embodiment of the present invention, the proportion of structures of formula (D-1) and/or (D-2) in Y 1 is less than 100 mol%. In this case, as the other Y 1 , the formula (G-1):

Figure 2022127547000016
(式中、mは0~3を表し、n1およびn2はそれぞれ独立に0~4の整数を表し、BおよびBはそれぞれ独立に、炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン基または炭素数1~6のフルオロアルキル基よりなる群から選択される1種を表し、Xはそれぞれ独立に、直接結合、または式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-で表される基よりなる群から選択される1種を表す。但し、前記式(D-1)および(D-2)は除く。)
で表される構造を含むことが好ましい。
Figure 2022127547000016
(Wherein, m represents 0 to 3, n1 and n2 each independently represent an integer of 0 to 4, B 1 and B 2 each independently represent an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group or a carbon represents one selected from the group consisting of fluoroalkyl groups of numbers 1 to 6, and each X is independently a direct bond or represented by the formula: -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO- represents one selected from the group consisting of the group consisting of, excluding the above formulas (D-1) and (D-2).)
It preferably contains a structure represented by

mは好ましくは0、1または2、n1およびn2は好ましくは0または1、BおよびBは、好ましくはメチル基またはトリフルオロメチル基である。例えば、m=0でn1=0の構造、m=1でXが直接結合または-COO-、-OCO-で、n1=n2=0または1の構造、m=2でXが直接結合または-COO-、-OCO-である構造などがあげられる。特に好ましい構造は、m=1で、Xが直接結合であるものである。 m is preferably 0, 1 or 2, n1 and n2 are preferably 0 or 1, B 1 and B 2 are preferably a methyl group or a trifluoromethyl group. For example, a structure where m = 0 and n1 = 0, m = 1 and X is a direct bond or -COO-, -OCO-, a structure where n1 = n2 = 0 or 1, m = 2 and X is a direct bond or - Structures such as COO- and -OCO- are exemplified. A particularly preferred structure is that where m=1 and X is a direct bond.

式(G-1)の構造は、好ましくはYの0モル%超30モル%以下、さらに好ましくは5モル%超30モル%以下の割合で含まれる。式(G-1)の構造を含むことで、破断強度などの機械的特性および光学特性を改善することができる。式(G-1)の構造としては、式(B-1)および/または(B-2): The structure of formula (G-1) is contained in Y 1 in a proportion of preferably more than 0 mol % and 30 mol % or less, more preferably more than 5 mol % and 30 mol % or less. By including the structure of formula (G-1), mechanical properties such as breaking strength and optical properties can be improved. Structures of formula (G-1) include formulas (B-1) and/or (B-2):

Figure 2022127547000017
で表される構造が挙げられる。
また、Yとして式(D-1)、式(D-2)および式(G-1)以外の「その他のY」を10モル%以下(0モル%も好ましい)の割合で含有してもよい。
Figure 2022127547000017
The structure represented by is mentioned.
In addition, as Y 1 , “other Y 1 ” other than formula (D-1), formula (D-2) and formula (G-1) is contained at a ratio of 10 mol% or less (preferably 0 mol%) may

式(G―1)以外の「その他のY」が芳香族環を有する2価の基である場合、炭素数が6~40、更に好ましくは炭素数が6~20の芳香族環を有する2価の基が好ましい。 When “other Y 1 ” other than formula (G-1) is a divalent group having an aromatic ring, it has an aromatic ring having 6 to 40 carbon atoms, more preferably 6 to 20 carbon atoms. Divalent groups are preferred.

芳香族環を有する2価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。但し、式(G-1)に包含されるものは除かれる。 Examples of the divalent group having an aromatic ring include the following. However, those included in formula (G-1) are excluded.

Figure 2022127547000018
(式中、Wは直接結合、または、2価の有機基であり、n11~n13は、それぞれ独立に0~4の整数を表し、R51、R52、R53は、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン基、水酸基、カルボキシル基、またはトリフルオロメチル基である。)
Figure 2022127547000018
(Wherein, W 1 is a direct bond or a divalent organic group, n 11 to n 13 each independently represent an integer of 0 to 4, R 51 , R 52 and R 53 each independently is an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group, or a trifluoromethyl group.)

としては、具体的には、直接結合、下記の式(5)で表される2価の基、下記の式(6)で表される2価の基が挙げられる。 Specific examples of W 1 include a direct bond, a divalent group represented by the following formula (5), and a divalent group represented by the following formula (6).

Figure 2022127547000019
Figure 2022127547000019

Figure 2022127547000020
(式(6)中のR61~R68は、それぞれ独立に直接結合または前記式(5)で表される2価の基のいずれかを表す。)
Figure 2022127547000020
(R 61 to R 68 in formula (6) each independently represent either a direct bond or a divalent group represented by formula (5) above.)

ここで、得られるポリイミドの高耐熱性、高光透過性、低線熱膨張係数を両立できるので、Wは、直接結合、または 式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-で表される基よりなる群から選択される1種であることが特に好ましい。また、Wが、R61~R68が直接結合、または 式:-NHCO-、-CONH-、-COO-、-OCO-で表される基よりなる群から選択される1種である前記式(6)で表される2価の基のいずれかであることも特に好ましい。但し、-NHCO-または-CONH-が選択されるときは、式(D-1)または式(D-2)と異なるように、「その他のY」が選択される。 Here, since the obtained polyimide can have both high heat resistance, high light transmittance, and a low linear thermal expansion coefficient, W 1 is a direct bond or a formula: -NHCO-, -CONH-, -COO-, -OCO- One selected from the group consisting of groups represented by is particularly preferred. In addition, W 1 is one selected from the group consisting of groups represented by the formulas: -NHCO-, -CONH-, -COO-, and -OCO-, wherein R 61 to R 68 are direct bonds. Any one of the divalent groups represented by formula (6) is also particularly preferred. However, when —NHCO— or —CONH— is selected, “other Y 1 ” is selected unlike formula (D-1) or formula (D-2).

加えて好ましい基として、上記式(4)において、Wが下式(3B): In addition, as a preferable group, in the above formula (4), W 1 is represented by the following formula (3B):

Figure 2022127547000021
で表されるフルオレニル含有基である化合物が挙げられる。Z11およびZ12はそれぞれ独立に、好ましくは同一で、単結合または2価の有機基である。Z11およびZ12としては、芳香環を含む有機基が好ましく、例えば式(3B1):
Figure 2022127547000021
and a compound that is a fluorenyl-containing group represented by: Z 11 and Z 12 are each independently, preferably the same, a single bond or a divalent organic group. Z 11 and Z 12 are preferably organic groups containing aromatic rings, such as formula (3B1):

Figure 2022127547000022
(Z13およびZ14は、互いに独立に単結合、-COO-、-OCO-または-O-であり、ここでZ14がフルオレニル基に結合した場合、Z13が-COO-、-OCO-または-O-でZ14が単結合の構造が好ましく;R91は炭素数1~4のアルキル基またはフェニル基であり、好ましくはフェニルであり、nは0~4の整数であり、好ましくは1である。)
で表される構造が好ましい。
Figure 2022127547000022
(Z 13 and Z 14 are each independently a single bond, -COO-, -OCO- or -O-, where when Z 14 is bonded to a fluorenyl group, Z 13 is -COO-, -OCO- or -O- and Z 14 is preferably a single bond; R 91 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms or a phenyl group, preferably phenyl; n is an integer of 0 to 4, preferably 1.)
A structure represented by is preferred.

別の好ましい基として、上記式(4)において、Wがフェニレン基である化合物、即ちターフェニルジアミン化合物が挙げられ、特にすべてパラ結合である化合物が好ましい。 Another preferred group is a compound in which W1 is a phenylene group in the above formula (4), that is, a terphenyldiamine compound, and particularly preferred is a compound in which all are para bonds.

別の好ましい基として、上記式(4)において、Wが式(6)の最初のフェニル環1個の構造において、R61およびR62が2,2-プロピリデン基である化合物が挙げられる。 Another preferred group includes compounds in which R 61 and R 62 are 2,2-propylidene groups in the structure of formula (4) above where W 1 is the first phenyl ring of formula (6).

さらに別の好ましい基として、上記式(4)において、Wが次の式(3B2): As still another preferred group, in the above formula (4), W 1 is represented by the following formula (3B2):

Figure 2022127547000023
で表される化合物が挙げられる。
Figure 2022127547000023
The compound represented by is mentioned.

が芳香族環を有する2価の基である一般式(I)の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、p-フェニレンジアミン、m-フェニレンジアミン、ベンジジン、3,3’-ジアミノ-ビフェニル、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、m-トリジン、3,4’-ジアミノベンズアニリド、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、N,N’-p-フェニレンビス(p-アミノベンズアミド)、4-アミノフェノキシ-4-ジアミノベンゾエート、ビス(4-アミノフェニル)テレフタレート、ビフェニル-4,4’-ジカルボン酸ビス(4-アミノフェニル)エステル、p-フェニレンビス(p-アミノベンゾエート)、ビス(4-アミノフェニル)-[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジカルボキシレート、[1,1’-ビフェニル]-4,4’-ジイルビス(4-アミノベンゾエート)、4,4’-オキシジアニリン、3,4’-オキシジアニリン、3,3’-オキシジアニリン、p-メチレンビス(フェニレンジアミン)、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-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、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、4,4’-ビス(3-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-アミノフェニル)スルホン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス((アミノフェノキシ)フェニル)プロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン、ビス(4-(4-アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、ビス(4-(3-アミノフェノキシ)ジフェニル)スルホン、オクタフルオロベンジジン、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジクロロ-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジフルオロ-4,4’-ジアミノビフェニル、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-メチルアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-エチルアミノ-1,3,5-トリアジン、2,4-ビス(4-アミノアニリノ)-6-アニリノ-1,3,5-トリアジンが挙げられる。Yがフッ素原子を含有する芳香族環を有する2価の基である一般式(I)の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、2,2’-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)ヘキサフルオロプロパンが挙げられる。加えて好ましいジアミン化合物として、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、4,4’-(((9H-フルオレン-9,9-ジイル)ビス([1,1’-ビフェニル]-5,2-ジイル))ビス(オキシ))ジアミン、[1,1’:4’,1”-ターフェニル]-4,4”-ジアミン、4,4’-([1,1’-ビナフタレン]-2,2’-ジイルビス(オキシ))ジアミンが挙げられる。ジアミン成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of diamine components that give repeating units of general formula (I) wherein Y 1 is a divalent group having an aromatic ring include p-phenylenediamine, m-phenylenediamine, benzidine, 3,3′-diamino- biphenyl, 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine, 3,3′-bis(trifluoromethyl)benzidine, m-tolidine, 3,4′-diaminobenzanilide, N,N′-bis(4- aminophenyl)terephthalamide, N,N'-p-phenylenebis(p-aminobenzamide), 4-aminophenoxy-4-diaminobenzoate, bis(4-aminophenyl)terephthalate, biphenyl-4,4'-dicarboxylic acid bis(4-aminophenyl)ester, p-phenylenebis(p-aminobenzoate), bis(4-aminophenyl)-[1,1′-biphenyl]-4,4′-dicarboxylate, [1,1 '-biphenyl]-4,4'-diylbis(4-aminobenzoate), 4,4'-oxydianiline, 3,4'-oxydianiline, 3,3'-oxydianiline, p-methylenebis(phenylene diamine), 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene, 1,3-bis(3-aminophenoxy)benzene, 1,4-bis(4-aminophenoxy)benzene, 4,4′-bis(4 -aminophenoxy)biphenyl, 4,4'-bis(3-aminophenoxy)biphenyl, 2,2-bis(4-(4-aminophenoxy)phenyl)hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl ) hexafluoropropane, bis(4-aminophenyl)sulfone, 3,3′-bis(trifluoromethyl)benzidine, 3,3′-bis((aminophenoxy)phenyl)propane, 2,2′-bis(3 -amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane, bis(4-(4-aminophenoxy)diphenyl)sulfone, bis(4-(3-aminophenoxy)diphenyl)sulfone, octafluorobenzidine, 3,3'-dimethoxy -4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-dichloro-4,4'-diaminobiphenyl, 3,3'-difluoro-4,4'-diaminobiphenyl, 2,4-bis(4-aminoanilino)- 6-amino-1,3,5-triazine, 2,4-bis(4-aminoanilino)-6-methylamino-1,3,5-triazine, 2,4-bis(4-aminoanilino) -6-ethylamino-1,3,5-triazine, 2,4-bis(4-aminoanilino)-6-anilino-1,3,5-triazine. Examples of the diamine component that gives the repeating unit of general formula (I), wherein Y 1 is a divalent group having an aromatic ring containing a fluorine atom, include 2,2′-bis(trifluoromethyl)benzidine, 3 ,3′-bis(trifluoromethyl)benzidine, 2,2-bis[4-(4-aminophenoxy)phenyl]hexafluoropropane, 2,2-bis(4-aminophenyl)hexafluoropropane, 2,2 '-bis(3-amino-4-hydroxyphenyl)hexafluoropropane. In addition, preferred diamine compounds include 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene, 4,4′-(((9H-fluorene-9,9-diyl)bis([1,1′-biphenyl]-5 ,2-diyl))bis(oxy))diamine, [1,1′:4′,1″-terphenyl]-4,4″-diamine, 4,4′-([1,1′-binaphthalene] -2,2'-diylbis(oxy))diamines. A diamine component may be used individually and can also be used in combination of multiple types.

「その他のY」が脂環構造を有する2価の基である場合、炭素数が4~40の脂環構造を有する2価の基が好ましく、少なくとも一つの脂肪族4~12員環、より好ましくは脂肪族6員環を有することが更に好ましい。 When “other Y 1 ” is a divalent group having an alicyclic structure, it is preferably a divalent group having an alicyclic structure having 4 to 40 carbon atoms, at least one aliphatic 4- to 12-membered ring, More preferably, it has an aliphatic 6-membered ring.

脂環構造を有する2価の基としては、例えば、下記のものが挙げられる。 Examples of divalent groups having an alicyclic structure include the following.

Figure 2022127547000024
(式中、V、Vは、それぞれ独立に直接結合、または、2価の有機基であり、n21~n26は、それぞれ独立に0~4の整数を表し、R81~R86は、それぞれ独立に炭素数1~6のアルキル基、ハロゲン基、水酸基、カルボキシル基、またはトリフルオロメチル基であり、R91、R92、R93は、それぞれ独立に 式:-CH-、-CH=CH-、-CHCH-、-O-、-S-で表される基よりなる群から選択される1種である。)
Figure 2022127547000024
(Wherein, V 1 and V 2 are each independently a direct bond or a divalent organic group, n 21 to n 26 each independently represent an integer of 0 to 4, R 81 to R 86 each independently represents an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen group, a hydroxyl group, a carboxyl group or a trifluoromethyl group; R 91 , R 92 and R 93 each independently represent the formula: —CH 2 —, It is one selected from the group consisting of groups represented by -CH=CH-, -CH 2 CH 2 -, -O- and -S-.)

、Vとしては、具体的には、直接結合および前記の式(5)で表される2価の基が挙げられる。 Specific examples of V 1 and V 2 include a direct bond and a divalent group represented by formula (5) above.

脂環構造を有する2価の基としては、得られるポリイミドの高耐熱性、低線熱膨張係数を両立できるので、下記のものが特に好ましい。 As the divalent group having an alicyclic structure, the following groups are particularly preferable because they can achieve both high heat resistance and a low coefficient of linear thermal expansion of the resulting polyimide.

Figure 2022127547000025
脂環構造を有する2価の基としては、中でも、下記のものが好ましい。
Figure 2022127547000025
Among the divalent groups having an alicyclic structure, the following are preferred.

Figure 2022127547000026
Figure 2022127547000026

が脂環構造を有する2価の基である一般式(I)の繰り返し単位を与えるジアミン成分としては、例えば、1,4-ジアミノシクロへキサン、1,4-ジアミノ-2-メチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-エチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-プロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソプロピルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-n-ブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-イソブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-sec-ブチルシクロヘキサン、1,4-ジアミノ-2-tert-ブチルシクロヘキサン、1,2-ジアミノシクロへキサン、1,3-ジアミノシクロブタン、1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン、ジアミノビシクロヘプタン、ジアミノメチルビシクロヘプタン、ジアミノオキシビシクロヘプタン、ジアミノメチルオキシビシクロヘプタン、イソホロンジアミン、ジアミノトリシクロデカン、ジアミノメチルトリシクロデカン、ビス(アミノシクロへキシル)メタン、ビス(アミノシクロヘキシル)イソプロピリデン、6,6’-ビス(3-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダン、6,6’-ビス(4-アミノフェノキシ)-3,3,3’,3’-テトラメチル-1,1’-スピロビインダンが挙げられる。ジアミン成分は、単独で使用してもよく、また複数種を組み合わせて使用することもできる。 Examples of the diamine component that gives the repeating unit of general formula (I) wherein Y 1 is a divalent group having an alicyclic structure include 1,4-diaminocyclohexane and 1,4-diamino-2-methylcyclohexane. , 1,4-diamino-2-ethylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-propylcyclohexane, 1,4-diamino-2-isopropylcyclohexane, 1,4-diamino-2-n-butylcyclohexane, 1 ,4-diamino-2-isobutylcyclohexane, 1,4-diamino-2-sec-butylcyclohexane, 1,4-diamino-2-tert-butylcyclohexane, 1,2-diaminocyclohexane, 1,3-diamino Cyclobutane, 1,4-bis(aminomethyl)cyclohexane, 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, diaminobicycloheptane, diaminomethylbicycloheptane, diaminooxybicycloheptane, diaminomethyloxybicycloheptane, isophoronediamine, diaminotricyclohexane Decane, diaminomethyltricyclodecane, bis(aminocyclohexyl)methane, bis(aminocyclohexyl)isopropylidene, 6,6'-bis(3-aminophenoxy)-3,3,3',3'-tetramethyl -1,1′-spirobiindane, 6,6′-bis(4-aminophenoxy)-3,3,3′,3′-tetramethyl-1,1′-spirobiindane. A diamine component may be used individually and can also be used in combination of multiple types.

前記一般式(I)で表される繰り返し単位を与えるテトラカルボン酸成分およびジアミン成分として、脂環式以外の脂肪族テトラカルボン酸類(特に二無水物)および/または脂肪族ジアミン類のいずれも使用することができるが、その含有量は、テトラカルボン酸成分およびジアミン成分の合計100モル%に対して、好ましくは30モル%未満、より好ましくは20モル%未満、さらに好ましくは10モル%未満(0%を含む)であることが好ましい。 As the tetracarboxylic acid component and the diamine component that give the repeating unit represented by the general formula (I), any of aliphatic tetracarboxylic acids (especially dianhydrides) other than alicyclic and/or aliphatic diamines is used. However, the content is preferably less than 30 mol%, more preferably less than 20 mol%, and still more preferably less than 10 mol% ( including 0%).

「その他のY」として、式(4)で表される構造、具体的化合物としては、p-フェニレンジアミン、3,3’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン、m-トリジン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル等のジアミン化合物を含有させることにより、得られるポリイミドフィルムの光透過性を改善できる場合がある。また、「その他のY」として、式(3B)で表される構造、具体的化合物としては、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン等のジアミン化合物を含有させることにより、Tgの向上や膜厚方向の位相差(リターデーション)を低下させることができる場合がある。 “Other Y 1 ” has a structure represented by formula (4), and specific compounds include p-phenylenediamine, 3,3′-bis(trifluoromethyl)benzidine, m-tolidine, 4,4′. -By including a diamine compound such as bis(4-aminophenoxy)biphenyl, the light transmittance of the resulting polyimide film may be improved. In addition, the structure represented by the formula (3B) as the “other Y 1 ”, and specific compounds such as 9,9-bis(4-aminophenyl)fluorene and other diamine compounds are included to increase Tg. In some cases, the film thickness can be improved and the retardation in the film thickness direction can be reduced.

ポリイミド前駆体は、上記テトラカルボン酸成分とジアミン成分から製造することができる。本発明に用いられるポリイミド前駆体(前記式(I)で表される繰り返し単位の少なくとも1種を含むポリイミド前駆体)は、R及びRが取る化学構造によって、
1)ポリアミド酸(R及びRが水素)、
2)ポリアミド酸エステル(R及びRの少なくとも一部がアルキル基)、
3)4)ポリアミド酸シリルエステル(R及びRの少なくとも一部がアルキルシリル基)、
に分類することができる。そして、ポリイミド前駆体は、この分類ごとに、以下の製造方法により容易に製造することができる。ただし、本発明で使用されるポリイミド前駆体の製造方法は、以下の製造方法に限定されるものではない。
A polyimide precursor can be produced from the above tetracarboxylic acid component and diamine component. The polyimide precursor used in the present invention (polyimide precursor containing at least one repeating unit represented by the formula (I)) is
1) Polyamic acid (R 1 and R 2 are hydrogen),
2) polyamic acid ester (at least part of R 1 and R 2 is an alkyl group),
3) 4) polyamic acid silyl ester (at least a portion of R 1 and R 2 are alkylsilyl groups),
can be classified into Polyimide precursors can be easily produced by the following production methods for each of these classifications. However, the method for producing the polyimide precursor used in the present invention is not limited to the following production method.

1)ポリアミック酸
ポリイミド前駆体は、溶媒中でテトラカルボン酸成分としてのテトラカルボン酸二無水物とジアミン成分とを略等モル、好ましくはテトラカルボン酸成分に対するジアミン成分のモル比[ジアミン成分のモル数/テトラカルボン酸成分のモル数]が好ましくは0.90~1.10、より好ましくは0.95~1.05の割合で、例えば120℃以下の比較的低温度でイミド化を抑制しながら反応することによって、ポリイミド前駆体溶液として好適に得ることができる。
1) Polyamic acid A polyimide precursor is prepared by mixing a tetracarboxylic acid dianhydride as a tetracarboxylic acid component and a diamine component in a solvent in approximately equimolar amounts, preferably the molar ratio of the diamine component to the tetracarboxylic acid component number/moles of tetracarboxylic acid component] is preferably from 0.90 to 1.10, more preferably from 0.95 to 1.05. It can be suitably obtained as a polyimide precursor solution by reacting while.

限定するものではないが、より具体的には、有機溶剤または水にジアミンを溶解し、この溶液に攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。上記製造方法でのジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序は、ポリイミド前駆体の分子量が上がりやすいため、好ましい。また、上記製造方法のジアミンとテトラカルボン酸二無水物の添加順序を逆にすることも可能であり、析出物が低減することから、好ましい。溶媒として水を使用する場合は、1,2-ジメチルイミダゾール等のイミダゾール類、あるいはトリエチルアミン等の塩基を、生成するポリアミック酸(ポリイミド前駆体)のカルボキシル基に対して、好ましくは0.8倍当量以上の量で、添加することが好ましい。 Although not limited, more specifically, diamine is dissolved in an organic solvent or water, and tetracarboxylic dianhydride is gradually added to this solution while stirring, and the temperature is adjusted to 0 to 120°C, preferably 5 A polyimide precursor is obtained by stirring in the range of ~80°C for 1 to 72 hours. When the reaction is carried out at 80° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced. The order of addition of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride in the above production method is preferable because the molecular weight of the polyimide precursor tends to increase. In addition, it is possible to reverse the order of addition of the diamine and the tetracarboxylic dianhydride in the production method described above, which is preferable because the precipitates are reduced. When water is used as a solvent, imidazoles such as 1,2-dimethylimidazole, or a base such as triethylamine, with respect to the carboxyl group of the polyamic acid to be generated (polyimide precursor), preferably 0.8 equivalents It is preferable to add in the above amount.

2)ポリアミック酸エステル
テトラカルボン酸二無水物を任意のアルコールと反応させ、ジエステルジカルボン酸を得た後、塩素化試薬(チオニルクロライド、オキサリルクロライドなど)と反応させ、ジエステルジカルボン酸クロライドを得る。このジエステルジカルボン酸クロライドとジアミンを-20~120℃、好ましくは-5~80℃の範囲で1~72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。また、ジエステルジカルボン酸とジアミンを、リン系縮合剤や、カルボジイミド縮合剤などを用いて脱水縮合することでも、簡便にポリイミド前駆体が得られる。
2) Polyamic Acid Ester A tetracarboxylic acid dianhydride is reacted with any alcohol to obtain a diester dicarboxylic acid, which is then reacted with a chlorinating reagent (thionyl chloride, oxalyl chloride, etc.) to obtain a diester dicarboxylic acid chloride. The diester dicarboxylic acid chloride and diamine are stirred at −20 to 120° C., preferably −5 to 80° C. for 1 to 72 hours to obtain a polyimide precursor. When the reaction is carried out at 80° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced. A polyimide precursor can also be easily obtained by subjecting a diester dicarboxylic acid and a diamine to dehydration condensation using a phosphorus-based condensing agent, a carbodiimide condensing agent, or the like.

この方法で得られるポリイミド前駆体は、安定なため、水やアルコールなどの溶剤を加えて再沈殿などの精製を行うこともできる。 Since the polyimide precursor obtained by this method is stable, it can be purified by reprecipitation by adding a solvent such as water or alcohol.

3)ポリアミック酸シリルエステル(間接法)
あらかじめ、ジアミンとシリル化剤を反応させ、シリル化されたジアミンを得る。必要に応じて、蒸留等により、シリル化されたジアミンの精製を行う。そして、脱水された溶剤中にシリル化されたジアミンを溶解させておき、攪拌しながら、テトラカルボン酸二無水物を徐々に添加し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。
3) Polyamic acid silyl ester (indirect method)
A diamine and a silylating agent are reacted in advance to obtain a silylated diamine. If necessary, the silylated diamine is purified by distillation or the like. Then, the silylated diamine is dissolved in the dehydrated solvent, and tetracarboxylic dianhydride is gradually added while stirring, and the Stirring for ~72 hours gives the polyimide precursor. When the reaction is carried out at 80° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced.

4)ポリアミック酸シリルエステル(直接法)
1)の方法で得られたポリアミック酸溶液とシリル化剤を混合し、0~120℃、好ましくは5~80℃の範囲で1~72時間攪拌することで、ポリイミド前駆体が得られる。80℃以上で反応させる場合、分子量が重合時の温度履歴に依存して変動し、また熱によりイミド化が進行することから、ポリイミド前駆体を安定して製造できなくなる可能性がある。
4) Polyamic acid silyl ester (direct method)
The polyamic acid solution obtained by method 1) and the silylating agent are mixed and stirred at 0 to 120° C., preferably 5 to 80° C. for 1 to 72 hours to obtain a polyimide precursor. When the reaction is carried out at 80° C. or higher, the molecular weight fluctuates depending on the temperature history during polymerization, and imidization proceeds due to heat, so there is a possibility that the polyimide precursor cannot be stably produced.

3)の方法、及び4)の方法で用いるシリル化剤として、塩素を含有しないシリル化剤を用いることは、シリル化されたポリアミック酸、もしくは、得られたポリイミドを精製する必要がないため、好適である。塩素原子を含まないシリル化剤としては、N,O-ビス(トリメチルシリル)トリフルオロアセトアミド、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが挙げられる。フッ素原子を含まず低コストであることから、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ヘキサメチルジシラザンが特に好ましい。 Using a chlorine-free silylating agent as the silylating agent used in method 3) and method 4) eliminates the need to purify the silylated polyamic acid or the resulting polyimide. preferred. The chlorine atom-free silylating agent includes N,O-bis(trimethylsilyl)trifluoroacetamide, N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide and hexamethyldisilazane. N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide and hexamethyldisilazane are particularly preferred because they do not contain fluorine atoms and are low in cost.

また、3)の方法のジアミンのシリル化反応には、反応を促進するために、ピリジン、ピペリジン、トリエチルアミンなどのアミン系触媒を用いることができる。この触媒はポリイミド前駆体の重合触媒として、そのまま使用することができる。 In the silylation reaction of diamine in method 3), an amine-based catalyst such as pyridine, piperidine, and triethylamine can be used to promote the reaction. This catalyst can be used as it is as a polymerization catalyst for the polyimide precursor.

ポリイミド前駆体を調製する際に使用する溶媒は、水や、例えばN,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、ジメチルスルホキシド等の非プロトン性溶媒が好ましく、原料モノマー成分と生成するポリイミド前駆体が溶解すれば、どんな種類の溶媒であっても問題はなく使用できるので、特にその構造には限定されない。溶媒として、水や、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチルピロリドン、N-エチル-2-ピロリドン等のアミド溶媒、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、ε-カプロラクトン、α-メチル-γ-ブチロラクトン等の環状エステル溶媒、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等のカーボネート溶媒、トリエチレングリコール等のグリコール系溶媒、m-クレゾール、p-クレゾール、3-クロロフェノール、4-クロロフェノール等のフェノール系溶媒、アセトフェノン、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン、スルホラン、ジメチルスルホキシドなどが好ましく採用される。さらに、その他の一般的な有機溶剤、即ちフェノール、o-クレゾール、酢酸ブチル、酢酸エチル、酢酸イソブチル、プロピレングリコールメチルアセテート、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、2-メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブアセテート、ブチルセロソルブアセテート、テトラヒドロフラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、ジブチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、メチルイソブチルケトン、ジイソブチルケトン、シクロペンタノン、シクロへキサノン、メチルエチルケトン、アセトン、ブタノール、エタノール、キシレン、トルエン、クロルベンゼン、ターペン、ミネラルスピリット、石油ナフサ系溶媒なども使用できる。なお、溶媒は、複数種を組み合わせて使用することもできる。 Solvents used in preparing the polyimide precursor include water and, for example, N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, 1,3 -Aprotic solvents such as dimethyl-2-imidazolidinone and dimethyl sulfoxide are preferred, and any type of solvent can be used without any problem as long as the raw material monomer components and the polyimide precursor to be formed dissolve. The structure is not limited. Solvents include water, amide solvents such as N,N-dimethylformamide, N,N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone , γ-caprolactone, ε-caprolactone, α-methyl-γ-butyrolactone and other cyclic ester solvents, ethylene carbonate, propylene carbonate and other carbonate solvents, triethylene glycol and other glycol solvents, m-cresol, p-cresol, 3 Phenolic solvents such as -chlorophenol and 4-chlorophenol, acetophenone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, sulfolane, dimethylsulfoxide and the like are preferably employed. In addition, other common organic solvents, namely phenol, o-cresol, butyl acetate, ethyl acetate, isobutyl acetate, propylene glycol methyl acetate, ethyl cellosolve, butyl cellosolve, 2-methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve acetate, butyl cellosolve acetate, tetrahydrofuran. , dimethoxyethane, diethoxyethane, dibutyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, methyl isobutyl ketone, diisobutyl ketone, cyclopentanone, cyclohexanone, methyl ethyl ketone, acetone, butanol, ethanol, xylene, toluene, chlorobenzene, turpene, mineral spirits, petroleum Naphtha-based solvents and the like can also be used. In addition, a solvent can also be used in combination of multiple types.

ポリイミド前駆体の製造では、特に限定されないが、ポリイミド前駆体の固形分濃度(ポリイミド換算質量濃度)が例えば5~45質量%となるような濃度でモノマーおよび溶媒を仕込んで反応を行う。 The production of the polyimide precursor is not particularly limited, but the reaction is carried out by charging the monomers and the solvent at a concentration such that the solid content concentration (polyimide conversion mass concentration) of the polyimide precursor is, for example, 5 to 45% by mass.

ポリイミド前駆体の対数粘度は、特に限定されないが、30℃での濃度0.5g/dLのN-メチル-2-ピロリドン溶液における対数粘度が0.2dL/g以上、より好ましくは0.3dL/g以上、特に好ましくは0.4dL/g以上であることが好ましい。対数粘度が0.2dL/g以上では、ポリイミド前駆体の分子量が高く、得られるポリイミドの機械強度や耐熱性に優れる。 The logarithmic viscosity of the polyimide precursor is not particularly limited, but the logarithmic viscosity in N-methyl-2-pyrrolidone solution having a concentration of 0.5 g/dL at 30° C. is 0.2 dL/g or more, more preferably 0.3 dL/ g or more, particularly preferably 0.4 dL/g or more. When the logarithmic viscosity is 0.2 dL/g or more, the molecular weight of the polyimide precursor is high, and the obtained polyimide is excellent in mechanical strength and heat resistance.

<イミダゾール化合物>
ポリイミド前駆体組成物は、少なくとも1種類のイミダゾール化合物を含有する。イミダゾール化合物は、イミダゾール骨格を有する化合物であれば特に限定されず、例えば1,2-ジメチルイミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、イミダゾールおよびベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミド前駆体組成物の保存安定性の観点では、2-フェニルイミダゾールおよびベンゾイミダゾールが好ましい。イミダゾール化合物は、複数の化合物を組み合わせて使用してもよい。
<Imidazole compound>
The polyimide precursor composition contains at least one imidazole compound. The imidazole compound is not particularly limited as long as it has an imidazole skeleton, and examples thereof include 1,2-dimethylimidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, imidazole and benzimidazole. From the viewpoint of storage stability of the polyimide precursor composition, 2-phenylimidazole and benzimidazole are preferred. The imidazole compound may be used in combination of multiple compounds.

ポリイミド前駆体組成物中のイミダゾール化合物の含有量は、添加効果とポリイミド前駆体組成物の安定性のバランスを考慮して適宜選ぶことができる。イミダゾール化合物の量は、好ましくは、ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、0.01モル超から2モル以下である。イミダゾール化合物の添加は、光透過率、線熱膨張係数および/または機械的特性の改善に効果があり、一方、イミダゾール化合物の含有量が多すぎると、ポリイミド前駆体組成物の保存安定性が悪くなる場合がある。 The content of the imidazole compound in the polyimide precursor composition can be appropriately selected in consideration of the balance between the effect of addition and the stability of the polyimide precursor composition. The amount of the imidazole compound is preferably from more than 0.01 mol to 2 mol or less with respect to 1 mol of repeating units of the polyimide precursor. Addition of an imidazole compound is effective in improving light transmittance, coefficient of linear thermal expansion and/or mechanical properties. may become.

イミダゾール化合物の含有量は、いずれも繰り返し単位1モルに対して、より好ましくは0.02モル以上、さらにより好ましくは0.025モル以上、さらにより好ましくは0.05モル以上であり、またより好ましくは1.5モル以下、さらにより好ましくは1.2モル以下、さらにより好ましくは1.0以下、さらにより好ましくは0.8モル以下、最も好ましくは0.6以下である。 The content of the imidazole compound is more preferably 0.02 mol or more, still more preferably 0.025 mol or more, still more preferably 0.05 mol or more, and more preferably 0.05 mol or more per 1 mol of the repeating unit. It is preferably 1.5 mol or less, still more preferably 1.2 mol or less, even more preferably 1.0 mol or less, still more preferably 0.8 mol or less, and most preferably 0.6 mol or less.

<ポリイミド前駆体組成物の配合>
本発明で使用されるポリイミド前駆体組成物は、少なくとも1種のポリイミド前駆体と、少なくとも1種の上記のイミダゾール化合物と、溶媒を含む。
<Formulation of Polyimide Precursor Composition>
The polyimide precursor composition used in the present invention comprises at least one polyimide precursor, at least one imidazole compound as described above, and a solvent.

溶媒としては、ポリイミド前駆体を調製する際に使用する溶媒として説明した前述のものを使用することができる。通常は、ポリイミド前駆体を調製する際に使用した溶媒をそのままで、即ちポリイミド前駆体溶液のままで使用することができるが、必要により希釈または濃縮して使用してもよい。イミダゾール化合物は、ポリイミド前駆体組成物中に溶解して存在している。ポリイミド前駆体の濃度は、特に限定されないが、ポリイミド換算質量濃度(固形分濃度)で通常5~45質量%である。ここで、ポリイミド換算質量とは、繰り返し単位の全てが完全にイミド化されたとしたときの質量である。 As the solvent, those mentioned above as the solvent used in preparing the polyimide precursor can be used. Generally, the solvent used in preparing the polyimide precursor can be used as it is, that is, as the polyimide precursor solution, but if necessary, it may be used after being diluted or concentrated. The imidazole compound is present dissolved in the polyimide precursor composition. Although the concentration of the polyimide precursor is not particularly limited, it is usually 5 to 45% by mass in terms of polyimide mass concentration (solid content concentration). Here, the polyimide conversion mass is the mass when all repeating units are completely imidized.

本発明のポリイミド前駆体組成物の粘度(回転粘度)は、特に限定されないが、E型回転粘度計を用い、温度25℃、せん断速度20sec-1で測定した回転粘度が、0.01~1000Pa・secが好ましく、0.1~100Pa・secがより好ましい。また、必要に応じて、チキソ性を付与することもできる。上記範囲の粘度では、コーティングや製膜を行う際、ハンドリングしやすく、また、はじきが抑制され、レベリング性に優れるため、良好な被膜が得られる。 The viscosity (rotational viscosity) of the polyimide precursor composition of the present invention is not particularly limited. · sec is preferable, and 0.1 to 100 Pa·sec is more preferable. In addition, thixotropy can be imparted as necessary. When the viscosity is within the above range, handling is easy during coating or film formation, repelling is suppressed, and leveling is excellent, so that a good film can be obtained.

本発明のポリイミド前駆体組成物は、必要に応じて、化学イミド化剤(無水酢酸などの酸無水物や、ピリジン、イソキノリンなどのアミン化合物)、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー(シリカ等の無機粒子など)、染料、顔料、シランカップリング剤などのカップリング剤、プライマー、難燃材、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤(流動補助剤)などを含有することができる。 The polyimide precursor composition of the present invention contains, if necessary, a chemical imidizing agent (an acid anhydride such as acetic anhydride, an amine compound such as pyridine or isoquinoline), an antioxidant, an ultraviolet absorber, a filler (such as silica). inorganic particles, etc.), dyes, pigments, coupling agents such as silane coupling agents, primers, flame retardants, antifoaming agents, leveling agents, rheology control agents (fluidity aids), and the like.

ポリイミド前駆体組成物の調製は、前述のとおりの方法で得られたポリイミド前駆体溶液に、イミダゾール化合物またはイミダゾール化合物の溶液を加えて混合することで調製することができる。イミダゾール化合物の存在下でテトラカルボン酸成分とジアミン成分を反応させてもよい。 The polyimide precursor composition can be prepared by adding and mixing an imidazole compound or a solution of an imidazole compound to the polyimide precursor solution obtained by the method as described above. A tetracarboxylic acid component and a diamine component may be reacted in the presence of an imidazole compound.

<<ポリイミド前駆体組成物の用途およびフィルム物性>>
本発明のポリイミド前駆体組成物を使用してポリイミドおよびポリイミドフィルムを製造することができる。製造方法は特に限定されず、公知のイミド化の方法いずれも好適に適用することができる。得られるポリイミドの形態は、フィルム、ポリイミドフィルムと他の基材との積層体、コーティング膜、粉末、ビーズ、成型体、発泡体などを好適に挙げることができる。
<<Applications and Film Properties of Polyimide Precursor Composition>>
Polyimides and polyimide films can be produced using the polyimide precursor composition of the present invention. The production method is not particularly limited, and any known imidization method can be suitably applied. Forms of the obtained polyimide include films, laminates of polyimide films and other substrates, coating films, powders, beads, moldings, foams, and the like.

用途にもよるが、ポリイミドフィルムの厚さは、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは5μm以上であり、例えば250μm以下、好ましくは150μm以下、より好ましくは100μm以下、さらにより好ましくは50μm以下である。 Depending on the application, the thickness of the polyimide film is preferably 1 µm or more, more preferably 2 µm or more, still more preferably 5 µm or more, for example 250 µm or less, preferably 150 µm or less, more preferably 100 µm or less, and even more preferably 100 µm or less. is 50 μm or less.

本発明のポリイミドフィルムは、光透過性、機械的特性、熱的特性および耐熱性に優れている。ここで「耐熱性」としては、相変化(ガラス転移温度や溶融温度などが指標となる)に関するものと、熱分解(重量減少が指標となる)に関するものがある。両者は異なる現象であるため、直接的な関係はない。本発明のポリイミドおよびポリイミドフィルムは、ガラス転移温度(Tg)と耐熱分解性の両方において優れており、特に耐熱分解性において従来のポリイミドに比べて優れている。 The polyimide film of the present invention is excellent in light transmittance, mechanical properties, thermal properties and heat resistance. Here, "heat resistance" is related to phase change (indicated by glass transition temperature, melting temperature, etc.) and thermal decomposition (indicated by weight reduction). Since the two are different phenomena, they are not directly related. The polyimide and polyimide film of the present invention are excellent in both glass transition temperature (Tg) and thermal decomposition resistance, and particularly superior to conventional polyimides in thermal decomposition resistance.

ポリイミドフィルム(またはこれを構成するポリイミド)の耐熱分解性の評価は、フレキシブル電子デバイス等の製造工程に要求される特性に基づいて設定することができる。例えば、ポリイミドフィルムの5%重量減少温度で評価することができる。5%重量減少温度は、好ましくは515℃以上、より好ましくは517℃以上、さらにより好ましくは520℃以上である。5%重量減少温度が「好ましい範囲」にある場合は、耐熱分解性が明確に向上した材料として、「さらにより好ましい範囲」にある場合は、耐熱分解性向上が非常に向上した材料として、「さらにより好ましい範囲」にある場合は、耐熱分解性向上が格段に向上した材料として認識される。5%重量減少温度が2,3℃向上するだけでも、プロセスマージンが向上するので、フレキシブル電子デバイスの安定した製造に有利である。 Evaluation of the thermal decomposition resistance of the polyimide film (or the polyimide that constitutes it) can be set based on the properties required in the manufacturing process of flexible electronic devices and the like. For example, it can be evaluated by the 5% weight loss temperature of the polyimide film. The 5% weight loss temperature is preferably 515°C or higher, more preferably 517°C or higher, and even more preferably 520°C or higher. When the 5% weight loss temperature is in the "preferred range", it is considered as a material with clearly improved thermal decomposition resistance. If it is within the "further more preferable range", it is recognized as a material with remarkably improved thermal decomposition resistance. Even if the 5% weight loss temperature is improved by only a few degrees Celsius, the process margin is improved, which is advantageous for stable production of flexible electronic devices.

ポリイミドフィルム(またはこれを構成するポリイミド)の耐熱分解性の評価は、一定の高温に一定時間保持したときの重量減少率で評価することもできる。例えば不活性雰囲気下、400℃~420℃の範囲から選ばれる適切な温度に、2~6時間から選ばれる適切な時間保持して、重量減少率を求めることで評価できる。 The thermal decomposition resistance of a polyimide film (or the polyimide that constitutes it) can also be evaluated by the weight loss rate when held at a constant high temperature for a certain period of time. For example, it can be evaluated by holding at an appropriate temperature selected from the range of 400° C. to 420° C. for an appropriate time selected from 2 to 6 hours under an inert atmosphere and determining the weight loss rate.

本発明のポリイミドフィルムは極めて低い線熱膨張係数を有する。本発明の一実施形態において、厚さ10μmのフィルムで測定したとき、ポリイミドフィルムの150℃から250℃までの線熱膨張係数(CTE)は、好ましくは20ppm/K以下、より好ましくは20ppm未満、さらにより好ましくは15ppm/K以下、さらにより好ましくは11ppm/K以下、最も好ましくは10ppm/K以下である。 The polyimide film of the present invention has an extremely low coefficient of linear thermal expansion. In one embodiment of the present invention, the coefficient of linear thermal expansion (CTE) of the polyimide film from 150° C. to 250° C. is preferably 20 ppm/K or less, more preferably less than 20 ppm, when measured on a 10 μm thick film, Even more preferably 15 ppm/K or less, still more preferably 11 ppm/K or less, and most preferably 10 ppm/K or less.

本発明の一実施形態においては、ポリイミドフィルム(またはこれを構成するポリイミド)のガラス転移温度(Tg)は、好ましくは390℃以上、より好ましくは400℃以上、さらにより好ましくは410℃以上、さらにより好ましくは415℃以上、さらにより好ましくは420℃以上、さらにより好ましくは425℃以上、さらにより好ましくは430℃以上、さらにより好ましくは435℃以上、最も好ましくは440℃以上である。 In one embodiment of the present invention, the glass transition temperature (Tg) of the polyimide film (or the polyimide constituting it) is preferably 390° C. or higher, more preferably 400° C. or higher, still more preferably 410° C. or higher, and More preferably 415° C. or higher, still more preferably 420° C. or higher, still more preferably 425° C. or higher, still more preferably 430° C. or higher, even more preferably 435° C. or higher, most preferably 440° C. or higher.

本発明の一実施形態において、厚さ10μmのフィルムで測定したとき、ポリイミドフィルムの400nm光透過率は、好ましくは70%以上、より好ましくは73%以上、より好ましくは75%以上、さらにより好ましくは80%以上である。また、厚さ10μmのフィルムで測定したとき、ポリイミドフィルムの黄色度(YI)は、好ましくは6.0以下、より好ましくは5.0以下、さらにより好ましくは4.0以下、さらにより好ましくは3.2以下、さらにより好ましくは3.0以下、最も好ましくは2.7以下である。 In one embodiment of the present invention, the 400 nm light transmittance of the polyimide film is preferably 70% or higher, more preferably 73% or higher, more preferably 75% or higher, even more preferably when measured on a 10 μm thick film. is 80% or more. Further, when measured with a film having a thickness of 10 μm, the yellowness index (YI) of the polyimide film is preferably 6.0 or less, more preferably 5.0 or less, even more preferably 4.0 or less, and even more preferably 3.2 or less, even more preferably 3.0 or less, and most preferably 2.7 or less.

さらに本発明の一実施形態において、ポリイミドフィルムの破断伸度は、厚さ10μmのフィルムで測定したとき、好ましくは4%以上、より好ましくは7%以上である。 Furthermore, in one embodiment of the present invention, the elongation at break of the polyimide film is preferably 4% or more, more preferably 7% or more when measured with a film having a thickness of 10 μm.

また、本発明の異なる好ましい一実施形態においては、ポリイミドフィルムの破断強度は好ましくは150MPa以上、より好ましくは170MPa以上、さらにより好ましくは180MPa以上、さらにより好ましくは200MPa以上、さらにより好ましくは210MPa以上である。破断強度は、例えば5~100μm程度の膜厚のフィルムから得られる値を用いることができる。 In another preferred embodiment of the present invention, the breaking strength of the polyimide film is preferably 150 MPa or more, more preferably 170 MPa or more, still more preferably 180 MPa or more, still more preferably 200 MPa or more, and still more preferably 210 MPa or more. is. As the breaking strength, for example, a value obtained from a film having a thickness of about 5 to 100 μm can be used.

ポリイミドフィルムについての以上の好ましい特性は、同時に満たされることが特に好ましい。 It is particularly preferred that the above desirable properties for the polyimide film are satisfied at the same time.

ポリイミドフィルムは公知の方法で製造することができる。代表的な方法は基材上にポリイミド前駆体組成物を流延塗布し、その後、基材上で加熱イミド化してポリイミドフィルムを得る方法である。この方法については、ポリイミドフィルム/基材積層体の製造に関連して後述する。また、基材上にポリイミド前駆体組成物を流延塗布し加熱乾燥して自己支持性フィルムを製造後、自己支持性フィルムを基材から剥がし、例えばテンターでフィルムを保持してフィルムの両面から脱ガス可能な状態で加熱イミド化してポリイミドフィルムを得ることもできる。 A polyimide film can be manufactured by a well-known method. A typical method is a method in which a polyimide precursor composition is cast-coated on a base material, and then heat-imidated on the base material to obtain a polyimide film. This method is described below in connection with the production of polyimide film/substrate laminates. Alternatively, after producing a self-supporting film by casting and coating the polyimide precursor composition on the substrate and drying it by heating, the self-supporting film is peeled off from the substrate, for example, the film is held by a tenter, and both sides of the film are A polyimide film can also be obtained by thermal imidization in a degassable state.

<<ポリイミドフィルム/基材積層体、およびフレキシブル電子デバイスの製造>>
本発明のポリイミド前駆体組成物を用いて、ポリイミドフィルム/基材積層体を製造することができる。ポリイミドフィルム/基材積層体は、(a)ポリイミド前駆体組成物を、基材上に塗布する工程、(b)前記基材上で前記ポリイミド前駆体を加熱処理し、前記基材上にポリイミドフィルムが積層された積層体(ポリイミドフィルム/基材積層体)を製造する工程により製造することができる。本発明のフレキシブル電子デバイスの製造方法は、前記工程(a)および工程(b)で製造されたポリイミドフィルム/基材積層体を使用し、さらなる工程、即ち(c)前記積層体のポリイミドフィルム上に、導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層を形成する工程、および(d)前記基材と前記ポリイミドフィルムとを剥離する工程を有する。
<<Manufacturing of polyimide film/substrate laminate and flexible electronic device>>
A polyimide film/substrate laminate can be produced using the polyimide precursor composition of the present invention. The polyimide film/substrate laminate includes the steps of: (a) applying a polyimide precursor composition onto a substrate; (b) heat-treating the polyimide precursor on the substrate; It can be produced by a process for producing a laminate (polyimide film/substrate laminate) in which films are laminated. The method for producing a flexible electronic device of the present invention uses the polyimide film/substrate laminate produced in steps (a) and (b) above, and further steps (c) on the polyimide film of the laminate. (2) forming at least one layer selected from a conductor layer and a semiconductor layer; and (d) separating the base material and the polyimide film.

まず、工程(a)において、ポリイミド前駆体組成物を基材上に流延し、加熱処理によりイミド化および脱溶媒することによってポリイミドフィルムを形成し、基材とポリイミドフィルムとの積層体(ポリイミドフィルム/基材積層体)を得る。 First, in step (a), a polyimide precursor composition is cast on a substrate, imidized and desolvated by heat treatment to form a polyimide film, and a laminate of the substrate and the polyimide film (polyimide A film/substrate laminate) is obtained.

基材としては、耐熱性の材料が使用され、例えばセラミック材料(ガラス、アルミナ等)、金属材料(鉄、ステンレス、銅、アルミニウム等)、半導体材料(シリコン、化合物半導体等)等の板状またはシート状基材、または耐熱プラスチック材料(ポリイミド等)等のフィルムまたはシート状基材が使用される。一般に、平面且つ平滑な板状が好ましく、一般に、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス、サファイアガラス等のガラス基板;シリコン、GaAs、InP、GaN等の半導体(化合物半導体を含む)基板;鉄、ステンレス、銅、アルミニウム等の金属基板が使用される。 As the base material, a heat-resistant material is used. For example, a plate-like or A sheet-like base material, or a film or sheet-like base material such as a heat-resistant plastic material (such as polyimide) is used. In general, a flat and smooth plate shape is preferable, and glass substrates such as soda lime glass, borosilicate glass, alkali-free glass, and sapphire glass are generally used; semiconductor substrates such as silicon, GaAs, InP, and GaN (including compound semiconductors); Metal substrates such as iron, stainless steel, copper, and aluminum are used.

基材としては特にガラス基板が好ましい。ガラス基板は、平面、平滑且つ大面積のものが開発されており容易に入手できる。ガラス基板等の板状基材の厚さは限定されないが、取り扱い易さの観点から、例えば20μm~4mm、好ましくは100μm~2mmである。また板状基材の大きさは、特に限定されないが、1辺(長方形のときは長辺)が、例えば100mm程度~4000mm程度、好ましくは200mm程度~3000mm程度、より好ましくは300mm程度~2500mm程度である。 A glass substrate is particularly preferable as the substrate. Glass substrates that are flat, smooth, and have a large area have been developed and are readily available. The thickness of the plate-like substrate such as a glass substrate is not limited, but from the viewpoint of ease of handling, it is, for example, 20 μm to 4 mm, preferably 100 μm to 2 mm. The size of the plate-like substrate is not particularly limited, but one side (long side in the case of a rectangle) is, for example, about 100 mm to 4000 mm, preferably about 200 mm to 3000 mm, more preferably about 300 mm to 2500 mm. is.

これらのガラス基板等の基材は、表面に無機薄膜(例えば、酸化ケイ素膜)や樹脂薄膜が形成されたものであってもよい。 These substrates such as glass substrates may have an inorganic thin film (for example, a silicon oxide film) or a resin thin film formed thereon.

ポリイミド前駆体組成物の基材上への流延方法は特に限定されないが、例えばスリットコート法、ダイコート法、ブレードコート法、スプレーコート法、インクジェットコート法、ノズルコート法、スピンコート法、スクリーン印刷法、バーコーター法、電着法などの従来公知の方法が挙げられる。 The method of casting the polyimide precursor composition onto the substrate is not particularly limited, and examples thereof include slit coating, die coating, blade coating, spray coating, inkjet coating, nozzle coating, spin coating, and screen printing. method, bar coater method, electrodeposition method, and other conventionally known methods.

工程(b)において、基材上でポリイミド前駆体組成物を加熱処理し、ポリイミドフィルムに転換し、ポリイミドフィルム/基材積層体を得る。加熱処理条件は、特に限定されないが、例えば50℃~150℃の温度範囲で乾燥した後、最高加熱温度として例えば150℃~600℃であり、好ましくは200℃~550℃、より好ましくは250℃~500℃で処理することが好ましい。 In step (b), the polyimide precursor composition is heat-treated on the substrate to convert it into a polyimide film to obtain a polyimide film/substrate laminate. The heat treatment conditions are not particularly limited. For example, after drying in a temperature range of 50°C to 150°C, the maximum heating temperature is, for example, 150°C to 600°C, preferably 200°C to 550°C, more preferably 250°C. It is preferred to process at ~500°C.

ポリイミドフィルムの厚さは、好ましくは1μm以上、より好ましくは2μm以上、さらに好ましくは5μm以上である。厚さが1μm未満である場合、ポリイミドフィルムが十分な機械的強度を保持できず、例えばフレキシブル電子デバイス基板として使用するとき、応力に耐えきれず破壊されることがある。また、ポリイミドフィルムの厚さは、好ましくは100μm以下、より好ましくは50μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。ポリイミドフィルムの厚さが厚くなると、フレキシブルデバイスの薄型化が困難となってしまうことがある。フレキシブルデバイスとして十分な耐性を保持しながら、より薄膜化するには、ポリイミドフィルムの厚さは、好ましくは2~50μmである。 The thickness of the polyimide film is preferably 1 μm or more, more preferably 2 μm or more, and even more preferably 5 μm or more. If the thickness is less than 1 μm, the polyimide film cannot maintain sufficient mechanical strength, and when used as a flexible electronic device substrate, for example, it may not withstand stress and break. Also, the thickness of the polyimide film is preferably 100 μm or less, more preferably 50 μm or less, and even more preferably 20 μm or less. When the thickness of the polyimide film increases, it may become difficult to reduce the thickness of the flexible device. The thickness of the polyimide film is preferably 2 to 50 μm in order to make it thinner while maintaining sufficient resistance as a flexible device.

本発明においてポリイミドフィルム/基材積層体は反りが小さいことが好ましい。測定の詳細は、特許第6798633号公報に記載されている。一実施形態において、ポリイミドフィルムの特性を、ポリイミドフィルム/シリコン基板(ウェハ)積層体におけるポリイミドフィルムとシリコン基板間の残留応力で評価した場合、残留応力は好ましくは27MPa未満である。但し、ポリイミドフィルムは、乾燥状態で23℃に置かれているものとする。 In the present invention, it is preferable that the polyimide film/substrate laminate has a small warpage. Details of the measurement are described in Japanese Patent No. 6798633. In one embodiment, the residual stress is preferably less than 27 MPa when the properties of the polyimide film are evaluated in terms of residual stress between the polyimide film and the silicon substrate in the polyimide film/silicon substrate (wafer) laminate. However, the polyimide film is assumed to be placed at 23° C. in a dry state.

ポリイミドフィルム/基材積層体中のポリイミドフィルムは、表面に樹脂膜や無機膜などの第2の層を有していてもよい。即ち、基材上にポリイミドフィルムを形成した後、第2の層を積層して、フレキシブル電子デバイス基板を形成してもよい。少なくとも無機膜を有することが好ましく、特に水蒸気や酸素(空気)等のバリア層として機能するものが好ましい。水蒸気バリア層としては、例えば、窒化ケイ素(SiN)、酸化ケイ素(SiO)、酸窒化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化チタン(TiO)、酸化ジルコニウム(ZrO)等の金属酸化物、金属窒化物および金属酸窒化物からなる群より選択される無機物を含む無機膜が挙げられる。一般に、これらの薄膜の成膜方法としては、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティングなどの物理的蒸着法と、プラズマCVD法、触媒化学気相成長法(Cat-CVD法)などの化学蒸着法(化学気相成長法)などが知られている。この第2の層は、複数層とすることもできる。 The polyimide film in the polyimide film/substrate laminate may have a second layer such as a resin film or an inorganic film on its surface. That is, after forming a polyimide film on a substrate, a second layer may be laminated to form a flexible electronic device substrate. It preferably has at least an inorganic film, and particularly preferably one that functions as a barrier layer against water vapor, oxygen (air), or the like. Examples of water vapor barrier layers include silicon nitride (SiN x ), silicon oxide (SiO x ), silicon oxynitride (SiO x N y ), aluminum oxide (Al 2 O 3 ), titanium oxide (TiO 2 ), and zirconium oxide. Inorganic films containing inorganic substances selected from the group consisting of metal oxides such as (ZrO 2 ), metal nitrides and metal oxynitrides. In general, methods for forming these thin films include physical vapor deposition methods such as vacuum vapor deposition, sputtering, and ion plating, and chemical vapor deposition such as plasma CVD and catalytic chemical vapor deposition (Cat-CVD). method (chemical vapor deposition method) and the like are known. This second layer can also be multi-layered.

第2の層が複数層である場合には樹脂膜と無機膜を複合することも可能であり、例えば、ポリイミドフィルム/基材積層体中のポリイミドフィルム上にバリア層/ポリイミド層/バリア層の3層構造を形成する例などが挙げられる。 When the second layer has a plurality of layers, it is possible to combine a resin film and an inorganic film. Examples include forming a three-layer structure.

工程(c)では、工程(b)で得られたポリイミド/基材積層体を使用して、ポリイミドフィルム(ポリイミドフィルム表面に無機膜などの第2の層を積層したものを含む)上に、導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層を形成する。これらの層は、ポリイミドフィルム(第2の層を積層したものを含む)上に直接形成してもよいし、デバイスに必要な他の層を積層した上に、つまり間接的に形成してもよい。 In step (c), using the polyimide/substrate laminate obtained in step (b), on a polyimide film (including a second layer such as an inorganic film laminated on the surface of the polyimide film), At least one layer selected from a conductor layer and a semiconductor layer is formed. These layers may be formed directly on the polyimide film (including the lamination of the second layer) or may be formed indirectly on the lamination of the other layers required for the device. good.

導電体層および/または半導体層は、目的とする電子デバイスが必要とする素子および回路に合わせて適切な導電体層および(無機、有機)半導体層が選択される。本発明の工程(c)において、導電体層および半導体層の少なくとも1つを形成する場合、無機膜を形成したポリイミドフィルム上に導電体層および半導体層の少なくとも1つを形成することも好ましい。 As the conductor layer and/or the semiconductor layer, an appropriate conductor layer and (inorganic or organic) semiconductor layer are selected according to the elements and circuits required by the intended electronic device. When forming at least one of the conductor layer and the semiconductor layer in the step (c) of the present invention, it is also preferable to form at least one of the conductor layer and the semiconductor layer on the polyimide film on which the inorganic film is formed.

導電体層および半導体層は、ポリイミドフィルム上の全面に形成されたもの、ポリイミドフィルム上の一部分に形成されたものの両方を包含する。本発明は、工程(c)の後にただちに工程(d)に移行しても良いし、工程(c)において導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層を形成した後、さらにデバイス構造を形成してから、工程(d)に移行してもよい。 The conductor layer and the semiconductor layer include both those formed on the entire surface of the polyimide film and those formed on a part of the polyimide film. In the present invention, step (d) may be performed immediately after step (c), or after forming at least one layer selected from a conductor layer and a semiconductor layer in step (c), the device structure is further formed. After forming, the step (d) may be performed.

フレキシブルデバイスとしてTFT液晶ディスプレイデバイスを製造する場合には、例えば必要により無機膜を全面に形成したポリイミドフィルムの上に、例えば金属配線、アモルファスシリコンやポリシリコンによるTFT、透明画素電極を形成する。TFTは、例えば、ゲート金属層、アモルファスシリコン膜などの半導体層、ゲート絶縁層、画素電極に接続する配線等を含む。この上に、さらに液晶ディスプレイに必要な構造を、公知の方法によって形成することも出来る。また、ポリイミドフィルムの上に、透明電極とカラーフィルターを形成してもよい。 When manufacturing a TFT liquid crystal display device as a flexible device, for example, a metal wiring, a TFT made of amorphous silicon or polysilicon, and a transparent pixel electrode are formed on a polyimide film on which an inorganic film is formed on the entire surface if necessary. A TFT includes, for example, a gate metal layer, a semiconductor layer such as an amorphous silicon film, a gate insulating layer, wiring connected to a pixel electrode, and the like. On top of this, a structure necessary for a liquid crystal display can also be formed by a known method. Also, a transparent electrode and a color filter may be formed on the polyimide film.

有機ELディスプレイを製造する場合には、例えば必要により無機膜を全面に形成したポリイミドフィルムの上に、例えば透明電極、発光層、正孔輸送層、電子輸送層等に加えて必要によりTFTを形成することができる。 When manufacturing an organic EL display, for example, a transparent electrode, a light-emitting layer, a hole-transporting layer, an electron-transporting layer, etc. are formed on a polyimide film on which an inorganic film is formed on the entire surface if necessary, and a TFT is formed as necessary. can do.

本発明において好ましいポリイミドフィルムは耐熱性、靱性等各種特性に優れるので、デバイスに必要な回路、素子、およびその他の構造を形成する手法は特に制限されない。 Since the polyimide film preferred in the present invention is excellent in various properties such as heat resistance and toughness, there are no particular restrictions on the method of forming the circuits, elements and other structures necessary for the device.

次に工程(d)おいて、基材とポリイミドフィルムとを剥離する。剥離方法は、外力を加えることによって物理的に剥離するメカニカル剥離法でもよいし、基材面からレーザ光を照射して剥離する所謂レーザ剥離法でもよい。 Next, in step (d), the substrate and the polyimide film are separated. The peeling method may be a mechanical peeling method of physically peeling by applying an external force, or a so-called laser peeling method of peeling by irradiating a laser beam from the substrate surface.

基材を剥離した後のポリイミドフィルムを基板とする(半)製品に、さらにデバイスに必要な構造または部品を形成または組み込んでデバイスを完成する。 A device is completed by forming or incorporating a structure or parts necessary for the device into a (semi-) product using the polyimide film after peeling off the base material as a substrate.

尚、フレキシブル電子デバイスの異なる製造方法として、上記工程(b)によりポリイミドフィルム/基材積層体を製造後、ポリイミドフィルムを剥離し、上記工程(c)のように、ポリイミドフィルム上に導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層および必要な構造を形成して、ポリイミドフィルムを基板とする(半)製品を製造することもできる。 As a different method for producing a flexible electronic device, after producing a polyimide film/substrate laminate in the above step (b), the polyimide film is peeled off, and a conductor layer is formed on the polyimide film as in the above step (c). and a semiconductor layer and a necessary structure to form a (semi-) product using a polyimide film as a substrate.

以下、実施例及び比較例によって本発明を更に説明する。尚、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be further described below with reference to examples and comparative examples. In addition, the present invention is not limited to the following examples.

以下の各例において評価は次の方法で行った。 Evaluation was performed in each of the following examples by the following methods.

<ポリイミドフィルムの評価>
[400nm光透過率]
紫外可視分光光度計/V-650DS(日本分光製)を用いて、膜厚約10μmのポリイミド膜の400nmにおける光透過率を測定した。
[黄色度(YI)]
紫外可視分光光度計/V-650DS(日本分光製)を用いて、ASTEM E313の規格に準拠して、ポリイミドフィルムのYIを測定した。光源はD65、視野角は2°とした。
<Evaluation of polyimide film>
[400 nm light transmittance]
A UV-visible spectrophotometer/V-650DS (manufactured by JASCO Corporation) was used to measure the light transmittance at 400 nm of a polyimide film having a thickness of about 10 μm.
[Yellowness index (YI)]
Using a UV-visible spectrophotometer/V-650DS (manufactured by JASCO Corporation), the YI of the polyimide film was measured according to the ASTEM E313 standard. The light source was D65 and the viewing angle was 2°.

[弾性率、破断伸度、破断強度]
膜厚約10μmのポリイミドフィルムをIEC450規格のダンベル形状に打ち抜いて試験片とし、ORIENTEC社製TENSILONを用いて、チャック間長30mm、引張速度2mm/分で、初期の弾性率、破断伸度、破断強度を測定した。
[Elastic modulus, elongation at break, strength at break]
A polyimide film with a film thickness of about 10 μm was punched into a dumbbell shape of IEC 450 standard to make a test piece, and a TENSILON manufactured by ORIENTEC was used at a chuck distance of 30 mm and a tensile speed of 2 mm / min. Strength was measured.

[線熱膨張係数(CTE)、ガラス転移温度(Tg)]
膜厚約10μmのポリイミドフィルムを幅4mmの短冊状に切り取って試験片とし、TMA/SS6100 (エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製)を用い、チャック間長15mm、荷重2g、昇温速度20℃/分で500℃まで昇温した。得られたTMA曲線から、150℃から250℃までの線熱膨張係数を求めた。また、変曲点からガラス転移温度(Tg)を求めた。
[Coefficient of linear thermal expansion (CTE), glass transition temperature (Tg)]
A polyimide film having a film thickness of about 10 μm was cut into a strip of 4 mm in width to obtain a test piece, and TMA/SS6100 (manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd.) was used, with a chuck length of 15 mm, a load of 2 g, and a heating rate of 20 ° C./ The temperature was raised to 500°C in minutes. A linear thermal expansion coefficient from 150° C. to 250° C. was obtained from the obtained TMA curve. Also, the glass transition temperature (Tg) was obtained from the inflection point.

[5%重量減少温度]
膜厚約10μmのポリイミドフィルムを試験片とし、TAインスツルメント社製 熱量計測定装置(Q5000IR)を用い、窒素気流中、昇温速度10℃/分で25℃から600℃まで昇温した。得られた重量曲線から、150℃の重量を100%として5%重量減少温度を求めた。
[5% Weight Loss Temperature]
A polyimide film having a thickness of about 10 μm was used as a test piece, and the temperature was raised from 25° C. to 600° C. at a rate of 10° C./min in a nitrogen stream using a calorimeter (Q5000IR) manufactured by TA Instruments. From the obtained weight curve, the 5% weight loss temperature was determined with the weight at 150° C. as 100%.

<原材料>
以下の各例で使用した原材料の略称、純度等は、次のとおりである。
<Raw materials>
Abbreviations, purities, etc. of raw materials used in the following examples are as follows.

[ジアミン成分]
DABAN: 4,4’-ジアミノベンズアニリド
PPD: p-フェニレンジアミン
BAPB: 4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル
TFMB: 2,2’-ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
m-TD: m-トリジン
4,4-ODA: 4,4’-ジアミノジフェニルエーテル
[Diamine component]
DABAN: 4,4'-diaminobenzanilide PPD: p-phenylenediamine BAPB: 4,4'-bis(4-aminophenoxy)biphenyl TFMB: 2,2'-bis(trifluoromethyl)benzidine m-TD: m -Tolidine 4,4-ODA: 4,4'-diaminodiphenyl ether

[テトラカルボン酸成分]
BNBDA: 2,2’-ビノルボルナン-5,5’,6,6’-テトラカルボン酸二無水物
CpODA: ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2”-ノルボルナン-5,5”,6,6”-テトラカルボン酸二無水物
PMDA-H: シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物
[Tetracarboxylic acid component]
BNBDA: 2,2'-vinorbornane-5,5',6,6'-tetracarboxylic dianhydride CpODA: norbornane-2-spiro-α-cyclopentanone-α'-spiro-2″-norbornane- 5,5″,6,6″-tetracarboxylic dianhydride PMDA-H: Cyclohexanetetracarboxylic dianhydride

[イミダゾール化合物]
2-Pz:2-フェニルイミダゾール
1,2-DMz:1,2-ジメチルイミダゾール
[Imidazole compound]
2-Pz: 2-phenylimidazole 1,2-DMz: 1,2-dimethylimidazole

[溶媒]
NMP: N-メチル-2-ピロリドン
[solvent]
NMP: N-methyl-2-pyrrolidone

表1-1にテトラカルボン酸成分とジアミン成分、表1-2にイミダゾール化合物の構造式を記す。 Table 1-1 shows the tetracarboxylic acid component and the diamine component, and Table 1-2 shows the structural formula of the imidazole compound.

Figure 2022127547000027
Figure 2022127547000027

Figure 2022127547000028
Figure 2022127547000028

<実施例1>
[ポリイミド前駆体組成物の調製]
窒素ガスで置換した反応容器中にDABAN 2.27g(0.010モル)を入れ、N-メチル-2-ピロリドンを、仕込みモノマー総質量(ジアミン成分とカルボン酸成分の総和)が16質量%となる量の32.11gを加え、50℃で1時間攪拌した。この溶液にBNBDA 3.34g(0.010モル)を徐々に加えた。70℃で4時間撹拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体溶液を得た。
<Example 1>
[Preparation of polyimide precursor composition]
2.27 g (0.010 mol) of DABAN was placed in a reaction vessel purged with nitrogen gas, and N-methyl-2-pyrrolidone was added so that the total mass of the charged monomers (the sum of the diamine component and the carboxylic acid component) was 16% by mass. amount of 32.11 g was added and stirred at 50° C. for 1 hour. 3.34 g (0.010 mol) of BNBDA was slowly added to this solution. After stirring at 70° C. for 4 hours, a uniform and viscous polyimide precursor solution was obtained.

イミダゾール化合物として2-フェニルイミダゾールを、4倍質量のN-メチル-2-ピロリドンに溶解して2-フェニルイミダゾールの固形分濃度が20質量%の均一な溶液を得た。ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対してイミダゾール化合物の量が0.5モルとなるように、イミダゾール化合物の溶液と、上で合成したポリイミド前駆体溶液を混合し、室温で3時間攪拌し、均一で粘稠なポリイミド前駆体組成物を得た。 2-Phenylimidazole as an imidazole compound was dissolved in four times the mass of N-methyl-2-pyrrolidone to obtain a uniform solution having a solid concentration of 20% by mass of 2-phenylimidazole. The imidazole compound solution and the polyimide precursor solution synthesized above are mixed so that the amount of the imidazole compound is 0.5 mol with respect to 1 mol of the repeating unit of the polyimide precursor, and the mixture is stirred at room temperature for 3 hours, A homogeneous and viscous polyimide precursor composition was obtained.

[ポリイミドフィルムの製造]
ガラス基板として、6インチのコーニング社製のEagle-XG(登録商標)(500μm厚)を使用した。ガラス基板上にポリイミド前駆体組成物をスピンコーターにより塗布し、窒素雰囲気下(酸素濃度200ppm以下)で、そのままガラス基板上で室温から440℃まで加熱して熱的にイミド化を行い、ポリイミドフィルム/基材積層体を得た。積層体を40℃の水(例えば温度20℃~100℃の範囲)につけてガラス基板からポリイミドフィルムを剥離し、乾燥後、ポリイミドフィルムの特性を評価した。ポリイミドフィルムの膜厚は約10μmである。評価結果を表2に示す。
[Manufacturing of polyimide film]
A 6-inch Corning Eagle-XG (registered trademark) (500 μm thick) was used as a glass substrate. A polyimide precursor composition is applied onto a glass substrate by a spin coater, and under a nitrogen atmosphere (oxygen concentration of 200 ppm or less), the glass substrate is heated from room temperature to 440° C. to thermally imidize, thereby forming a polyimide film. / A substrate laminate was obtained. The laminate was immersed in water at 40° C. (eg, temperature range of 20° C. to 100° C.) to separate the polyimide film from the glass substrate, and after drying, the properties of the polyimide film were evaluated. The film thickness of the polyimide film is about 10 μm. Table 2 shows the evaluation results.

<実施例2~17>
実施例1において、テトラカルボン酸成分、ジアミン成分およびイミダゾール化合物を、表2および表3に示す化合物および量(モル比)に変更した以外は、実施例1と同様にしてポリイミド前駆体組成物を得た。その後、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを製造してフィルム物性を評価した。
<Examples 2 to 17>
A polyimide precursor composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that the tetracarboxylic acid component, diamine component and imidazole compound in Example 1 were changed to the compounds and amounts (molar ratios) shown in Tables 2 and 3. Obtained. Thereafter, a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the film were evaluated.

<比較例1> (BNBDA/DABAN イミダゾールなし)
イミダゾール化合物を添加しなかったこと以外は、実施例1と同様にしてポリイミド前駆体組成物を調製した。その後、実施例1と同様に加熱イミド化したが、フィルム物性を評価できる強度を有するフィルムが得られなかった。
<Comparative Example 1> (BNBDA/DABAN without imidazole)
A polyimide precursor composition was prepared in the same manner as in Example 1, except that no imidazole compound was added. After that, heat imidization was carried out in the same manner as in Example 1, but a film having a strength sufficient to evaluate the physical properties of the film could not be obtained.

<比較例2> (BNBDA/DABAN+ODA イミダゾールなし)
イミダゾール化合物を添加しなかったこと以外は、実施例2と同様にしてポリイミド前駆体組成物を調製した。その後、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを製造してフィルム物性を評価した。結果を表4に示すとおり、400nm光透過率および線熱膨張係数が劣っていた。
<Comparative Example 2> (BNBDA/DABAN+ODA without imidazole)
A polyimide precursor composition was prepared in the same manner as in Example 2, except that no imidazole compound was added. Thereafter, a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the film were evaluated. As the results are shown in Table 4, the 400 nm light transmittance and linear thermal expansion coefficient were inferior.

<比較例3> (CpODA/DABAN)
テトラカルボン酸成分をCpODAに変更して、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを得た。ポリイミド前駆体組成物の組成および製膜時の最高加熱温度は表4に示すとおりである。実施例と比較例3との比較から、BNBDAを使用することで耐熱分解性が向上することが確かめられた。
<Comparative Example 3> (CpODA/DABAN)
A polyimide film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the tetracarboxylic acid component was changed to CpODA. Table 4 shows the composition of the polyimide precursor composition and the maximum heating temperature during film formation. From the comparison between Example and Comparative Example 3, it was confirmed that the use of BNBDA improved the thermal decomposition resistance.

<比較例4>
実施例16において、テトラカルボン酸成分中のPMDA-Hを表4中に示す量に変更した以外は、実施例16と同様にしてポリイミド前駆体組成物を得た。その後、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを製造してフィルム物性を評価した。
<Comparative Example 4>
A polyimide precursor composition was obtained in the same manner as in Example 16, except that the amount of PMDA-H in the tetracarboxylic acid component was changed to the amount shown in Table 4. Thereafter, a polyimide film was produced in the same manner as in Example 1, and the physical properties of the film were evaluated.

Figure 2022127547000029
Figure 2022127547000029

Figure 2022127547000030
Figure 2022127547000030

Figure 2022127547000031
Figure 2022127547000031

本発明は、フレキシブル電子デバイス、例えば液晶ディスプレイ、有機ELディスプレイ、および電子ペーパー等の表示デバイス、太陽電池およびCMOS等の受光デバイスの製造に好適に適用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably applied to the manufacture of flexible electronic devices, for example, display devices such as liquid crystal displays, organic EL displays and electronic papers, and light receiving devices such as solar cells and CMOS.

本発明のポリイミド前駆体組成物は、必要に応じて、酸化防止剤、紫外線吸収剤、フィラー(シリカ等の無機粒子など)、染料、顔料、シランカップリング剤などのカップリング剤、プライマー、難燃材、消泡剤、レベリング剤、レオロジーコントロール剤(流動補助剤)などを含有することができる。
The polyimide precursor composition of the present invention may optionally contain antioxidants , ultraviolet absorbers, fillers (inorganic particles such as silica), dyes, pigments, coupling agents such as silane coupling agents, primers, Flame retardants, antifoaming agents, leveling agents, rheology control agents (fluidity aids) and the like can be contained.

Claims (12)

繰り返し単位が下記一般式(I)で表されるポリイミド前駆体、
前記ポリイミド前駆体の繰り返し単位1モルに対して、0.01モル超から2モル以下の範囲の量で含有される少なくとも1種のイミダゾール化合物、および
溶媒
を含有することを特徴とするポリイミド前駆体組成物。
Figure 2022127547000032

(一般式I中、Xは4価の脂肪族基または芳香族基であり、Yは2価の脂肪族基または芳香族基であり、RおよびRは互いに独立して、水素原子、炭素数1~6のアルキル基または炭素数3~9のアルキルシリル基であり、但し、Xの70モル%以上が、式(1-1):
Figure 2022127547000033
で表される構造であり、Yの70モル%以上が、式(D-1)および/または(D-2):
Figure 2022127547000034
で表される構造である。)
A polyimide precursor whose repeating unit is represented by the following general formula (I),
At least one imidazole compound contained in an amount ranging from more than 0.01 mol to 2 mol or less per 1 mol of repeating units of the polyimide precursor, and a polyimide precursor characterized by containing a solvent. Composition.
Figure 2022127547000032

(In general formula I, X 1 is a tetravalent aliphatic or aromatic group, Y 1 is a divalent aliphatic or aromatic group, R 1 and R 2 are independently hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms or an alkylsilyl group having 3 to 9 carbon atoms, provided that 70 mol % or more of X 1 is represented by formula (1-1):
Figure 2022127547000033
wherein 70 mol% or more of Y 1 is the formula (D-1) and/or (D-2):
Figure 2022127547000034
It is a structure represented by )
前記イミダゾール化合物が、1,2-ジメチルイミダゾール、1-メチルイミダゾール、2-メチルイミダゾール、2-フェニルイミダゾール、イミダゾールおよびベンゾイミダゾールからなる群より選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする請求項1に記載のポリイミド前駆体組成物。 1. The imidazole compound is at least one selected from the group consisting of 1,2-dimethylimidazole, 1-methylimidazole, 2-methylimidazole, 2-phenylimidazole, imidazole and benzimidazole. Polyimide precursor composition according to. の90モル%以上が、前記式(1-1)で表される構造であることを特徴とする請求項1または2に記載のポリイミド前駆体組成物。 3. The polyimide precursor composition according to claim 1, wherein 90 mol % or more of X 1 is a structure represented by the formula (1-1). このポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムが、515℃以上の5%重量減少温度を示すことを特徴とする請求項1~3のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。 The polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 3, wherein a polyimide film obtained from this polyimide precursor composition exhibits a 5% weight loss temperature of 515°C or higher. このポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムが、20ppm/K以下の線熱膨張係数を有することを特徴とする請求項1~4のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。 5. The polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 4, wherein a polyimide film obtained from this polyimide precursor composition has a linear thermal expansion coefficient of 20 ppm/K or less. 請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルム。 A polyimide film obtained from the polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 5. 請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物から得られるポリイミドフィルムと、
基材と
を有することを特徴とするポリイミドフィルム/基材積層体。
A polyimide film obtained from the polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 5,
A polyimide film/substrate laminate, comprising: a substrate.
前記基材が、ガラス基板である請求項7に記載の積層体。 The laminate according to claim 7, wherein the base material is a glass substrate. (a)請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物を、基材上に塗布する工程、および
(b)前記基材上で前記ポリイミド前駆体を加熱処理し、前記基材上にポリイミドフィルムを積層する工程
を有するポリイミドフィルム/基材積層体の製造方法。
(a) applying the polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 5 onto a substrate; and (b) heat-treating the polyimide precursor on the substrate, A method for producing a polyimide film/substrate laminate comprising the step of laminating a polyimide film on a substrate.
前記基材が、ガラス基板である請求項9に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 9, wherein the base material is a glass substrate. (a)請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物を、基材上に塗布する工程、
(b)前記基材上で前記ポリイミド前駆体を加熱処理し、前記基材上にポリイミドフィルムが積層されたポリイミドフィルム/基材積層体を製造する工程、
(c)前記積層体のポリイミドフィルム上に、導電体層および半導体層から選ばれる少なくとも1つの層を形成する工程、および
(d)前記基材と前記ポリイミドフィルムとを剥離する工程
を有するフレキシブル電子デバイスの製造方法。
(a) applying the polyimide precursor composition according to any one of claims 1 to 5 onto a substrate;
(b) heat-treating the polyimide precursor on the substrate to produce a polyimide film/substrate laminate in which a polyimide film is laminated on the substrate;
(c) forming at least one layer selected from a conductor layer and a semiconductor layer on the polyimide film of the laminate; and (d) separating the base material and the polyimide film. How the device is manufactured.
前記基材が、ガラス基板である請求項11に記載の製造方法。
The manufacturing method according to claim 11, wherein the base material is a glass substrate.
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