JP6388125B2

JP6388125B2 - ディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法及びディスプレイ基板用樹脂薄膜形成用組成物

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Publication number: JP6388125B2
Application number: JP2014557494A
Authority: JP
Inventors: 隆行田村
Original assignee: Nissan Chemical Corp
Current assignee: Nissan Chemical Corp
Priority date: 2013-01-16
Filing date: 2014-01-16
Publication date: 2018-09-12
Anticipated expiration: 2034-01-16
Also published as: WO2014112558A1; TWI657114B; JPWO2014112558A1; TW201443155A; CN104918983A; CN107254046A; CN110256671A; KR20150107765A; KR20190112183A

Description

本発明は、ディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法及びディスプレイ基板用樹脂薄膜形成用組成物に関する。

近年、有機エレクトロルミネッセンス（以下、有機ＥＬともいう。）ディスプレイや液晶ディスプレイなどの表示装置の分野においては、超薄化、軽量化、フレキシブル化といった要求がますます高まり、基板材料として柔軟な樹脂材料が注目されている。
一方、高精細ディスプレイにはアクティブマトリックス駆動のパネルが使用されており、その製造プロセスにおいて、マトリックス状の画素電極に加えて、薄膜アクティブ素子を含むアクティブマトリックス層を形成するには、２００℃以上、場合によっては３００℃以上もの高温処理が必要となる。
それゆえ、ディスプレイの基板材料としてガラスの代わりに樹脂材料を用いるにあたり、該樹脂材料には高い耐熱性が求められる。
この点、ポリベンゾオキサゾールが高い耐熱性を有することが知られており、基板材料への適用を検討したポリベンゾオキサゾールからなるフィルムやその製造方法についての報告がなされている（特許文献１〜４）。

国際公開２００１／３４６７９号パンフレット特開２００１−３４８４２８号公報国際公開２００６／１２６４５４号パンフレット特開２００４−２３１８７５号公報

しかし、特に、フレキシブルディスプレイの量産プロセスに適した、簡便に調製できる原料を用いるディスプレイの基材向けのフィルム等の製造方法や、そのような原料については十分な報告がなされていなかった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、簡便に調製できる樹脂薄膜形成用組成物を用いて、フレキシブルディスプレイの製造プロセスにおける高温処理に耐え得る耐熱性、適度な柔軟性及びガラス基板からの良好な剥離性を有する樹脂薄膜を与える製造方法と、そのような樹脂薄膜形成用組成物を提供することを目的とする。
なお、ここでいう適度な柔軟性とは、自己支持性があり且つ９０度に曲げても割れない程度の高い柔軟性をいう。また、剥離性とは、樹脂薄膜が形成された基体から樹脂薄膜自身が自然に脱落することがなく、但し外部からの力によって容易に剥離できる程度の、量産プロセスに用いるのに十分な基体との密着性を有することを意味する。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討を重ねた結果、特定の芳香族二無水物と、特定の芳香族ジアミンとから誘導される骨格を少なくとも６０モル％以上含むポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物を、ガラス基板上に塗布して加熱することによって、ディスプレイの基板として用いるのに特に適した樹脂薄膜を製造し得ることを見出し、本発明を完成させた。
なお、特許文献４には、ポリイミドを用いたフィルムの製造方法は開示されているが、本発明の所定のポリアミック酸を含むディスプレイ基板用樹脂薄膜形成用組成物やこれを用いた製造方法、その製造方法から得られる樹脂薄膜が特にディスプレイ基板に用いるのに適した特性を有することについては一切開示されていない。
すなわち、本発明は、
１．下記式（１−１）で表される重量平均分子量が５，０００以上であるポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物を基体に塗布し、加熱する段階を含むことを特徴とするディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法、

〔式（１−１）中、Ａｒ^１は、下記式（２）又は式（３）

（式（２）及び式（３）中、星印及び波線印は結合手を示し、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つはカルボキシ基と結合する。）で表される４価の基を表し、
Ａｒ^２は、下記式（４−１）、式（４−２）又は式（５）

（式（４−１）、式（４−２）及び式（５）中、星印及び波線印は結合手を示し、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つはヒドロキシ基と結合する。）で表される４価の基を表し、ｍは、繰り返し単位の数を表し、正の整数である。〕
２．前記ポリアミック酸が、下記式（１−２）で表される、１．に記載の製造方法、

｛式（１−２）中、Ｘは、下記式（６）乃至式（８）のいずれかで表される２価の基を表し、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びｍは、前記と同じ意味を表す。

〔式（６）乃至式（８）中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表し、Ｙは、下記式（９）又は式（１０）で表される１価の基を表し、ｎは、芳香環に結合するＹの数を表し、１〜３の整数であり、星印は結合手を示す。

（式（９）及び式（１０）中、Ｒ^５〜Ｒ^８は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数６〜２０のアリール基を表し、星印は結合手を示す。）〕｝
３．前記基体が、ガラス基体である、１．又は２．に記載の製造方法、
４．前記加熱が、段階的に加熱温度を上昇させて行われることを特徴とする、１．〜３．のいずれかに記載の製造方法、
５．段階的に加熱温度を上昇させる手順が、５０℃〜１００℃で５分間〜２時間加熱、１００℃超〜２００℃で５分間〜２時間加熱、２００℃超〜３７５℃で５分間〜２時間加熱、そして３７５℃超〜５００℃で３０分〜４時間加熱の順に行われる、４．に記載の製造方法、
６．１．〜５．のいずれかに記載の製造方法から得られるディスプレイ基板用樹脂薄膜、
７．６．のディスプレイ基板用樹脂薄膜からなるフレキシブルディスプレイ基板、
８．下記式（１−１）で表される重量平均分子量が５，０００以上であるポリアミック酸を含むディスプレイ基板用樹脂薄膜形成用組成物、

〔式（１−１）中、Ａｒ^１は、下記式（２）又は式（３）

（式（４−１）、式（４−２）及び式（５）中、星印及び波線印は結合手を示し、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つはヒドロキシ基と結合する。）で表される４価の基を表し、ｍは、繰り返し単位の数を表し、正の整数である。〕
９．前記ポリアミック酸が、下記式（１−２）で表される、８．に記載のディスプレイ基板用樹脂薄膜形成用組成物

（式（９）及び式（１０）中、Ｒ^５〜Ｒ^８は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数６〜２０のアリール基を表し、星印は結合手を示す。）〕｝
を提供する。

樹脂薄膜を基板として用いたフレキシブルディスプレイは、耐熱性の点で優れた材料であるガラス基体の上に樹脂薄膜を形成する工程、該樹脂薄膜の上にアクディブマトリックス層等を高温度下で順次形成する工程、その後、そのアクディブマトリックス層等が形成された樹脂薄膜をガラス基体から剥離する工程によって製造される。
本発明の製造方法によれば、高い耐熱性及び良好な柔軟性を有し、ガラスとの良好な剥離性を示す樹脂薄膜を製造でき、また該製造方法で使用する本発明の樹脂薄膜形成用組成物は、フレキシブルディスプレイの製造における低コスト化や製造プロセスの簡略化、歩留向上等に寄与し得る。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明の製造方法では、下記式（１−１）で表される重量平均分子量が５，０００以上であるポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物を使用する。

前記式（１−１）中、ｍは、繰り返し単位の数を表し、正の整数である。
またＡｒ^１は、下記式（２）又は式（３）で表される４価の基を表す。

式（２）及び式（３）中、星印及び波線印は結合手を示し、各ベンゼン環の間にある単結合は、ベンゼン環の任意の位置にあることを意味する。例えば、式（２）で表される４価の基は、２つのベンゼン環が式（２−１）乃至式（２−３）のいずれかの態様で結合してなる基を含む。

また、式（２）及び式（３）中、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つは、式（１−１）中のＡｒ^１に結合するカルボキシ基と結合する。例えば、Ａｒ^１が、式（２−１）で表される基である場合、式（１−１）中のカルボキシ基は、式（Ａ）乃至式（Ｃ）のいずれかの態様でＡｒ^１に結合する。

式（２）又は式（３）で表される基の例としては、式（２−１）乃至式（２−３）、式（３−１）又は式（３−２）で表される基等が挙げられる。

とりわけ、高い柔軟性を有する樹脂薄膜を再現性よく製造することを考慮すると、Ａｒ^１は式（２−１）又は式（３−１）で表される基が好ましく、原料である酸二無水物の入手容易性を考慮すると、式（２−１）で表される基がより好ましい。

前記式（１−１）中、Ａｒ^２は、下記式（４−１）、式（４−２）又は式（５）で表される４価の基を表す。

式（４−１）、式（４−２）及び式（５）中、星印及び波線印は結合手を示し、式（５）中、２つのベンゼン環の間にある単結合は、上述と同じように、ベンゼン環の任意の位置にあることを意味する。

式（４−１）、式（４−２）及び式（５）中、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つは、式（１−１）中のＡｒ^２に結合するヒドロキシ基と結合する。例えば、Ａｒ^２が、式（４−２）で表される基である場合、式（１−１）のヒドロキシ基は、式（Ｄ）乃至式（Ｆ）のいずれかの態様でＡｒ^２に結合する。

とりわけ、原料であるジアミンの入手容易性を考慮すると、Ａｒ^２は下記式（４−１）で表される基又は下記式（５−１）で表される基が好ましく、高い柔軟性を有する樹脂薄膜を再現性よく製造することを考慮すると、式（５−１）で表される基がより好ましい。

本発明では、前記式（１−１）で表されるポリアミック酸として、両末端に不飽和結合を有する、下記式（１−２）で表されるポリアミック酸を用いることで、より高い柔軟性とより高い耐熱性を有する樹脂薄膜を製造できる。

式（１−２）中、Ｘは、下記式（６）乃至式（８）のいずれかで表される２価の基を表し、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びｍは、前記と同じ意味を示す。

式（６）中、Ｙは、下記式（９）又は式（１０）で表される１価の基を表し、星印は結合手を示す。

式（９）及び式（１０）中、Ｒ^５〜Ｒ^８は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数６〜２０のアリール基を表す。

炭素原子数６〜２０のアリール基としては、フェニル基、１−ナフチル基、２−ナフチル基、１−アントリル基、２−アントリル基、９−アントリル基、１−フェナントリル基、２−フェナントリル基、３−フェナントリル基、４−フェナントリル基、９−フェナントリル基等が挙げられる。

Ｒ^５〜Ｒ^８は、ポリアミック酸の有機溶媒への溶解性を高めることを考慮すると、水素原子又は炭素原子数１４以下のアリール基であることが好ましく、水素原子又は炭素原子数１０以下のアリール基であることがより好ましく、水素原子又はフェニル基であることがより一層好ましい。また、Ｒ^５〜Ｒ^７のうち少なくとも１つが水素原子であることが好ましく、２つの基が水素原子であることがより好ましい。

式（６）中、ｎは、芳香環に結合するＹの数を表し、１〜３の整数であるが、１又は２であることが好ましい。なお、ｎが２以上である場合、複数あるＹは、全て同一であってもよく異なっていてもよい。

式（７）及び式（８）中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表す。

炭素原子数１〜２０のアルキル基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよく、例えば、メチル基、エチル基、ｎ−プロピル基、イソプロピル基、ｎ−ブチル基、イソブチル基、ｓ−ブチル基、ｔ−ブチル基、ｎ−ペンチル基、ｎ−ヘキシル基、ｎ−ヘプチル基、ｎ−オクチル基、ｎ−ノニル基、ｎ−デシル基等の炭素原子数１〜２０の直鎖又は分岐鎖状アルキル基；シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基、シクロヘプチル基、シクロオクチル基、シクロノニル基、シクロデシル基、ビシクロブチル基、ビシクロペンチル基、ビシクロヘキシル基、ビシクロヘプチル基、ビシクロオクチル基、ビシクロノニル基、ビシクロデシル基等の炭素原子数３〜２０の環状アルキル基等が挙げられる。

Ｒ^１〜Ｒ^４は、ポリアミック酸の有機溶媒への溶解性を高めることを考慮すると、水素原子又は炭素原子数１０以下のアルキル基であることが好ましく、水素原子又は炭素原子数４以下のアルキル基であることがより好ましく、水素原子又はメチル基であることがより一層好ましい。また、Ｒ^１及びＲ^２と、Ｒ^３及びＲ^４のうちそれぞれ１つの基は水素原子であることが好ましい。

本発明で用いるポリアミック酸は、下記式（１）で表される繰り返し単位を、ポリアミック酸を構成する繰り返し単位の全体に基いて、少なくとも６０モル％、好ましくは７０モル％以上、より好ましくは８０モル％以上、より一層好ましくは９０モル％、含有する。このようなポリアミック酸を用いることで、ディスプレイ基板に適した高耐熱性を有する樹脂薄膜を再現性よく製造できる。

（式中、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びｍは、前記と同じ意味を表す。）
ポリアミック酸の重量平均分子量の下限値は、得られる薄膜の耐熱性を維持することを考慮すると、５，０００以上、好ましくは１０，０００以上、より好ましくは１５，０００以上、より一層好ましくは２０，０００以上、である。一方、本発明で用いるポリアミック酸の重量平均分子量の上限値は、通常２，０００，０００以下であるが、ワニスの粘度が過度に高くなることを抑制することや柔軟性の高い樹脂薄膜を再現性よく製造すること等を考慮すると、好ましくは１，０００，０００以下、より好ましくは２００，０００以下である。

本発明で用いるポリアミック酸は、前記式（１）で表される繰り返し単位以外にも、他の繰り返し単位を含んでもよいが、そのような繰り返し単位の含有量は、ポリアミック酸を構成する繰り返し単位の全体に基いて４０モル％未満である必要があり、３０モル％未満であることが好ましく、２０モル％未満であることがより好ましく、１０モル％未満であることがより一層好ましい。

本発明において使用する前記式（１−１）で表されるポリアミック酸は、下記式（１１）で表されるジアミンと、下記式（１２）で表される酸二無水物とを反応させることで、得ることができる。

（式中、Ａｒ^１及びＡｒ^２は、前記と同じ意味を示す。）

式（１１）で表されるジアミン及び式（１２）で表される酸二無水物は、市販品を用いてもよく、公知の方法によって合成したものを用いてもよい。
式（１１）で表されるジアミンとしては、４，６−ジアミノレソルシノール、３，３’−ジヒドロキシベンジジン、３，３’−ジアミノ−４，４’−ジヒドロキシビフェニル等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
式（１２）で表される酸二無水物としては、４，４’−ビフタル酸無水物、３，３’−ビフタル酸無水物、３，４’−ビフタル酸無水物、１，１’：４’，１”−テルベンゼン−３，３”，４，４”−テトラカルボン酸二無水物、１，１’：３’，１”−テルベンゼン−３，４，３”，４”−テトラカルボン酸二無水物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。

また、本発明で使用する前記式（１−２）で表されるポリアミック酸は、前記式（１１）で表されるジアミンと、前記式（１２）で表される酸二無水物と、前記式（１３）乃至式（１５）のいずれかで表される酸無水物（以下、末端封止材ともいう）とを反応させることで、得ることができる。

（式中、Ｒ^１〜Ｒ^４、Ｙ及びｎは、前記と同じ意味を示す。）

式（１３）乃至式（１５）で表される酸無水物は、市販品を用いてもよく、公知の方法によって合成したものを用いてもよい。
式（１３）で表される酸無水物としては、３−ビニルフタル酸無水物、４−ビニルフタル酸無水物、４−フェニルエチニルフタル酸無水物、４−エチニルフタル酸無水物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
式（１４）で表される酸無水物としては、５―ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物、メチル−５−ノルボルネン−２，３−ジカルボン酸無水物が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
式（１５）で表される酸無水物としては、無水マレイン酸、シトラコン酸無水物等が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。

上記反応において、前記式（１１）で表されるジアミンと前記式（１２）乃至式（１５）で表される酸無水物（酸二無水物及び酸無水物）の仕込み比（モル比）は、合成しようとするポリアミック酸の分子量等を勘案して適宜設定するものではあるが、ジアミン１に対して、通常、酸無水物０．６〜１．４程度とすることができ、好ましくは０．８〜１．２程度である。

上記反応は溶媒中で行うことが好ましく、使用する溶媒を使用する場合、その種類は、反応に悪影響を及ぼさないものであれば、各種溶媒を用いることができる。
具体例としては、ｍ−クレゾール、２−ピロリドン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、Ｎ−エチル−２−ピロリドン、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、３−メトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−エトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−プロポキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−イソプロポキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−ｓｅｃ−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、３−ｔｅｒｔ−ブトキシ−Ｎ，Ｎ−ジメチルプロピルアミド、γ−ブチロラクトン等のプロトン性溶剤等が挙げられる。これらは単独で又は２種類以上を組み合わせて使用してもよい。

反応温度は、用いる溶媒の融点から沸点までの範囲で適宜設定すればよく通常０〜１００℃程度であるが、得られるポリアミック酸のイミド化を防いでポリアミック酸単位の高含有量を維持するためには、好ましくは０〜７０℃程度であり、より好ましくは０〜６０℃程度であり、より一層好ましくは０〜５０℃程度である。
反応時間は、反応温度や原料物質の反応性に依存するため一概に規定できないが、通常１〜１００時間程度である。
反応終了後は、常法に従って後処理をし、目的とするポリアミック酸を単離する。

本発明の製造方法では、単離したポリアミック酸を溶媒に溶解又は分散させることで得られるワニスを、樹脂薄膜形成用組成物として使用する。特に、平坦性の高い薄膜を再現性よく製造することを考慮すると、ポリアミック酸は溶媒に溶解していることが好ましい。

また、上記反応で得られたポリアミック酸を含む反応溶液は、そのまま、又は、希釈若しくは濃縮して、ワニスである樹脂薄膜形成用組成物として本発明の製造方法に用いることもできる。
希釈、溶解又は分散に用いる溶媒は、ポリアミック酸を溶解又は分散させるものであれば特に限定されない。そのような溶媒としては、上記反応の反応溶媒の具体例と同様のものが挙げられ、それらは、単独で又は２種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、平坦性の高い樹脂薄膜を再現性よく得ることを考慮すると、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、１，３−ジメチル−２−イミダゾリジノンが好ましい。

ワニス（樹脂薄膜形成用組成物）の総質量に対するポリアミック酸の濃度（固形分濃度）は、作製する薄膜の厚みやワニス粘度等を勘案して適宜設定するものではあるが、通常０．５〜３０質量％程度、好ましくは５〜２５質量％程度である。
また、ワニスの粘度も、作製する薄膜の厚み等勘案し適宜設定するものではあるが、特に５〜５０μｍ程度の厚さの樹脂薄膜を再現性よく得ること目的とする場合、通常、２５℃で５００〜５０，０００ｍＰａ・ｓ程度、好ましくは１，０００〜２０，０００ｍＰａ・ｓ程度である。

本発明の製造方法で用いる樹脂薄膜形成用組成物は、架橋剤（以下、架橋性化合物ともいう。）を含むことができる。架橋剤の含有量は、通常、ポリアミック酸１００質量部に対して、２０質量部程度以下である。
前記架橋性化合物としては、例えばエポキシ基を２個以上含有する化合物、アミノ基の水素原子がメチロール基、アルコキシメチル基又はその両方で置換された基を有する、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体又はグリコールウリルなどが挙げられるが、これらに限定されない。

以下に、架橋性化合物の具体例を挙げるが、これに限定されない。
エポキシ基を２個以上含有する化合物としては、エポリードＧＴ−４０１、エポリードＧＴ−４０３、エポリードＧＴ−３０１、エポリードＧＴ−３０２、セロキサイド２０２１、セロキサイド３０００（以上、（株）ダイセル製）等のシクロヘキセン構造を有するエポキシ化合物；エピコート１００１、エピコート１００２、エピコート１００３、エピコート１００４、エピコート１００７、エピコート１００９、エピコート１０１０、エピコート８２８（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製（現：三菱化学（株）製、ｊＥＲ（登録商標）シリーズ））等のビスフェノールＡ型エポキシ化合物；エピコート８０７（ジャパンエポキシレジン（株）製）等のビスフェノールＦ型エポキシ化合物；エピコート１５２、エピコート１５４（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製（現：三菱化学（株）製、ｊＥＲ（登録商標）シリーズ））、ＥＰＰＮ２０１、ＥＰＰＮ２０２（以上、日本化薬（株）製）等のフェノールノボラック型エポキシ化合物；ＥＣＯＮ−１０２、ＥＣＯＮ−１０３Ｓ、ＥＣＯＮ−１０４Ｓ、ＥＣＯＮ−１０２０、ＥＣＯＮ−１０２５、ＥＣＯＮ−１０２７（以上、日本化薬（株）製）、エピコート１８０Ｓ７５（ジャパンエポキシレジン（株）（現：三菱化学（株）製、ｊＥＲ（登録商標）シリーズ）製）等のクレゾールノボラック型エポキシ化合物；Ｖ８０００−Ｃ７（ＤＩＣ（株）製）等のナフタレン型エポキシ化合物；デナコールＥＸ−２５２（ナガセケムテックス（株）製）、ＣＹ１７５、ＣＹ１７７、ＣＹ１７９、アラルダイトＣＹ−１８２、アラルダイトＣＹ−１９２、アラルダイトＣＹ−１８４（以上、ＢＡＳＦ社製）、エピクロン２００、エピクロン４００（以上、ＤＩＣ（株）製）、エピコート８７１、エピコート８７２（以上、ジャパンエポキシレジン（株）製（現：三菱化学（株）製、ｊＥＲ（登録商標）シリーズ））、ＥＤ−５６６１、ＥＤ−５６６２（以上、セラニーズコーティング（株）製）等の脂環式エポキシ化合物；デナコールＥＸ−６１１、デナコールＥＸ−６１２、デナコールＥＸ−６１４、デナコールＥＸ−６２２、デナコールＥＸ−４１１、デナコールＥＸ−５１２、デナコールＥＸ−５２２、デナコールＥＸ−４２１、デナコールＥＸ−３１３、デナコールＥＸ−３１４、デナコールＥＸ−３１２（以上、ナガセケムテックス（株）製）等の脂肪族ポリグリシジルエーテル化合物が挙げられる。

アミノ基の水素原子がメチロール基、アルコキシメチル基又はその両方で置換された基を有する、メラミン誘導体、ベンゾグアナミン誘導体又はグリコールウリルとしては、トリアジン環１個当たりメトキシメチル基が平均３．７個置換されているＭＸ−７５０、トリアジン環１個当たりメトキシメチル基が平均５．８個置換されているＭＷ−３０（以上、（株）三和ケミカル製）；サイメル３００、サイメル３０１、サイメル３０３、サイメル３５０、サイメル３７０、サイメル７７１、サイメル３２５、サイメル３２７、サイメル７０３、サイメル７１２等のメトキシメチル化メラミン；サイメル２３５、サイメル２３６、サイメル２３８、サイメル２１２、サイメル２５３、サイメル２５４等のメトキシメチル化ブトキシメチル化メラミン；サイメル５０６、サイメル５０８等のブトキシメチル化メラミン；サイメル１１４１のようなカルボキシ基含有メトキシメチル化イソブトキシメチル化メラミン；サイメル１１２３のようなメトキシメチル化エトキシメチル化ベンゾグアナミン；サイメル１１２３−１０のようなメトキシメチル化ブトキシメチル化ベンゾグアナミン；サイメル１１２８のようなブトキシメチル化ベンゾグアナミン；サイメル１１２５−８０のようなカルボキシ基含有メトキシメチル化エトキシメチル化ベンゾグアナミン；サイメル１１７０のようなブトキシメチル化グリコールウリル；サイメル１１７２のようなメチロール化グリコールウリル（以上、三井サイアナミッド（株）製（現：日本サイテックインダストリーズ（株））等が挙げられる。

なお、前記式（１−１）で表されるポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物は、ディスプレイ基板として用いる樹脂薄膜を製造するのに特に適しており、この樹脂薄膜形成用組成物も本発明の対象である。

本発明の製造方法では、上記説明した樹脂薄膜形成用組成物を基体に塗布する。
基体としては、例えば、プラスチック（ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、エポキシ、メラミン、トリアセチルセルロース、ＡＢＳ、ＡＳ、ノルボルネン系樹脂等）、金属、木材、紙、ガラス、スレート等が挙げられるが、得られる樹脂薄膜が良好な剥離性を示すことから、ガラス基体が最適である。

用いるガラス基体は、樹脂薄膜形成用組成物を塗布する面の全部又は一部がガラスであればよいが、得られる薄膜が良好な剥離性を示すことから、塗布面全部がガラスであるガラス基板等のガラス基体を用いることが好ましい。

塗布する方法は、特に限定されるものではないが、例えば、キャストコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、印刷法（凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等）等が挙げられる。

本発明の製造方法では、基体に塗布した樹脂薄膜形成用組成物を加熱する段階を含む。加熱に用いる器具は、例えばホットプレート、オーブン等が挙げられる。

加熱温度は、５００℃以下であることが必要である。加熱温度が５００℃以上となると、得られる樹脂薄膜が脆くなり、ディスプレイ基板用途に適した樹脂薄膜を製造することができない
また、得られる樹脂薄膜の耐熱性を高めることを考慮すると、塗布した樹脂薄膜形成用組成物の加熱温度を、段階的に温度を上昇させて行うこと、例えば５０℃〜１００℃で５分間〜２時間加熱した後に、そのまま段階的に加熱温度を上昇させて最終的に３７５℃超〜５００℃で３０分〜４時間加熱することが望ましい

特に、塗布した樹脂薄膜形成用組成物を５０℃〜１００℃で５分間〜２時間加熱した後に、１００℃超〜２００℃で５分間〜２時間加熱、次いで２００℃超〜３７５℃で５分間〜２時間加熱、最後に３７５℃超〜５００℃で３０分〜４時間加熱の順に、段階的に加熱温度を上昇させることが好ましく、５０℃〜１００℃で５分間〜２時間加熱した後に、１００℃超〜２００℃で５分間〜２時間加熱、次いで２００℃超〜３７５℃で５分間〜２時間加熱、更に３７５℃超〜４２５℃で１５分〜２時間加熱、最後に４２５℃超〜５００℃で１５分〜２時間加熱の順に、段階的に加熱温度を上昇させる手順により、加熱することがより好ましい。

加熱をする際の雰囲気は、空気下であっても不活性ガス下であってもよく、また、常圧下であっても減圧下であってもよい。

樹脂薄膜の厚さは、特にフレキシブルディスプレイ用の基板として用いる場合、通常１〜６０ｍ程度、好ましくは５〜５０μｍ程度であり、加熱前の塗膜の厚さを調整して所望の厚さの樹脂薄膜を形成する。

以上説明した製造方法は、ディスプレイ基板のベースフィルムとして必要な各条件を満たす樹脂薄膜を製造するのに特に適しており、その方法で得られた樹脂薄膜は、ディスプレイ基板のベースフィルム（すなわち、フレキシブルディスプレイ基板）として使用するのに最適である。

以下、実施例を挙げて、本発明をより具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。なお、酸二無水物、ジアミンおよび末端封止材（無水物）は、全て東京化成工業（株）製のものを用いた。
［１］実施例で用いる略記号
＜酸二無水物＞
ＰＭＤＡ：ピロメリット酸無水物
ＢＰＤＡ：４，４’−ビフタル酸無水物
ＢｚＤＡ：３，３’，４，４’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
ＯＤＰＡ：４，４’−オキシジフタル酸無水物
ＰＳＤＡ：３，３’，４，４’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
＜ジアミン＞
ＨＡＢ：３，３’−ジヒドロキシベンジジン
ＰＤＡ：ｐ−フェニレンジアミン
＜末端封止剤＞
ＰＥＰＡ：４−フェニルエチニルフタル酸無水物
４ＥＰＡ：４−エチニルフタル酸無水物
＜溶剤＞
ＮＭＰ：Ｎ−メチル−２−ピロリドン

［２］数平均分子量及び重量平均分子量の測定
ポリマーの重量平均分子量（以下、Ｍｗと略す。）と分子量分布は、日本分光（株）製ＧＰＣ装置（Ｓｈｏｄｅｘ［登録商標］カラムＳＢ８０３ＨＱ及びＳＢ８０４ＨＱ）を用い、溶出溶媒としてジメチルホルムアミドを流量０．９ｍＬ／分、カラム温度４０℃の条件で測定した。なお、Ｍｗはポリスチレン換算値とした。

［３］樹脂薄膜形成用組成物の製造
＜実施例１＞
ＨＡＢ３４．３ｇ（０．１６モル）をＮＭＰ７２０ｇに溶解し、ＢＰＤＡ４５．７ｇ（０．１６モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは１５１，８００、分子量分布は２．５であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜実施例２＞
ＨＡＢ１．５８ｇ（０．００７３モル）をＮＭＰ２１．３ｇに溶解し、ＢＰＤＡ２．１０ｇ（０．００７１モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で１時間撹拌後、ＰＥＰＡ０．０７２４ｇ（０．０００２９モル）を添加し、さらに２３時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは９４，８００、分子量分布は２．１であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜実施例３＞
ＨＡＢ２．０８ｇ（０．００９６モル）をＮＭＰ２０．０ｇに溶解し、ＢＰＤＡ２．６９ｇ（０．００９１モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で１時間撹拌後、ＰＥＰＡ０．２３８ｇ（０．０００９６モル）を添加し、さらに２３時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは３８，５００、分子量分布は１．９であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜実施例４＞
ＨＡＢ２．１１ｇ（０．００９７モル）をＮＭＰ２０．０ｇに溶解し、ＢＰＤＡ２．７２ｇ（０．００９３モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で１時間撹拌後、４ＥＰＡ０．１６８ｇ（０．０００９７モル）を添加し、さらに２３時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは３８，１００、分子量分布は１．９であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例１＞
ＰＤＡ０．９５５ｇ（０．００８８モル）をＮＭＰ２１．５ｇに溶解し、ＢＰＤＡ２．５５ｇ（０．００８６モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは３７，０００、分子量分布は２．８であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例２＞
ＨＡＢ１．２６ｇ（０．００５８モル）をＮＭＰ２２．５ｇに溶解し、ＰＭＤＡ１．２４ｇ（０．００５７モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは１４６，３００、分子量分布は２．７であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例３＞
ＨＡＢ１．５２ｇ（０．００７０モル）をＮＭＰ２１．３ｇに溶解し、ＢｚＤＡ２．２３ｇ（０．００６９モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは１２６，０００、分子量分布は２．６であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例４＞
ＨＡＢ１．５６ｇ（０．００７２モル）をＮＭＰ２１．３ｇに溶解し、ＯＤＰＡ２．１９ｇ（０．００７１モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは５４，８００、分子量分布は３．５であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例５＞
ＨＡＢ１．４３ｇ（０．００６６モル）をＮＭＰ２１．３ｇに溶解し、ＰＳＤＡ２．３２ｇ（０．００６５モル）を添加した後、窒素雰囲気下、２３℃で２４時間反応させた。得られたポリマーのＭｗは６５，４００、分子量分布は２．８であった。この反応溶液をそのまま樹脂薄膜形成用組成物として樹脂薄膜の製造に用いた。

＜比較例６＞
実施例１で得られた樹脂薄膜形成用組成物（ワニス）を、窒素雰囲気下、１７０℃で３時間加熱したところ、不溶物が析出してしまい、平坦性の高い薄膜を得るのに適した均一なワニスを得ることはできなかった。

［４］樹脂薄膜の製造
＜実施例５＞
実施例１で得られた樹脂薄膜形成用組成物をドクターブレードでガラス基板上に塗布し、９０℃で２０分間、空気中でベークを行い、続いて１２０℃で２０分間、続いて１８０℃で２０分間、続いて２４０℃で２０分間、続いて３００℃で２０分間、続いて４００℃で６０分間、窒素雰囲気下で順次段階的に温度を上昇させながらベークを行って樹脂薄膜を作製した。

＜実施例６〜８＞
実施例１で得られた樹脂薄膜形成用組成物の代わりに、実施例２〜４で得られた樹脂薄膜形成用組成物を用いた以外は、実施例５と同様の方法で樹脂薄膜を作製した。

＜実施例９〜１２＞
４００℃６０分間の加熱処理の後に、更に４５０℃で６０分間の加熱処理をした以外は、実施例５〜８と同様の方法で樹脂薄膜を作製した。

＜比較例７〜１１＞
実施例１で得られた樹脂薄膜形成用組成物の代わりに、比較例１〜５で得られた樹脂薄膜形成用組成物を用いた以外は、実施例５と同様の方法で樹脂薄膜を作製した。

＜比較例１２＞
４００℃６０分間の加熱処理の後に、更に４５０℃で６０分間の加熱処理をした以外は、比較例７と同様の方法で樹脂薄膜を作製した。

［５］樹脂薄膜の耐熱性、剥離性及び柔軟性の評価
実施例５〜１２および比較例７〜１２の樹脂薄膜の評価を、以下の方法で行った。薄膜は、各評価のためにそれぞれ作製した。
結果を表１に示す。なお、膜厚は、剥離性及び柔軟性評価に用いた樹脂薄膜のものである。また、比較例８の樹脂薄膜については、剥離性評価及び柔軟性の評価のみを行った。

＜剥離性及び柔軟性評価＞
各樹脂薄膜をガラス基板から剥離する際の剥がし易さを評価した。剥離性の評価は、ガラス基板上に形成した樹脂薄膜にカッターナイフを用いて短冊状に切り込みを入れ、その短冊状のフィルムがガラス基板から容易に剥離できるか否かを確認することで行い、フィルムとガラス基板との間にナイフを挿入すること引っかかりなくファイルを剥離できた場合を良好、それ以外の場合を不良とした。
また、剥離した樹脂薄膜の柔軟性を評価した。柔軟性の評価は、剥離した樹脂薄膜を手で曲げたり引っ張ったりしたときの薄膜の壊れやすさ（クラック、ひび、破れ等）を目視で確認することで行い、手で９０度に曲げても引っ張っても破壊されなかった場合を良好、それ以外の場合を不良とした。

＜耐熱性評価＞
各樹脂薄膜の５％質量減少温度（Ｔｄ５％(℃）)を測定した。測定は、ＴＧ−ＤＴＡ（ブルカーエイエックスエス社製、ＴＧ／ＤＴＡ２０００ＳＡ）を用いて行った（昇温レート：毎分１０℃で５０℃から８００℃まで）。

表１に示される通り、比較例７及び１２の樹脂薄膜はガラス基板との適度な密着性を有しておらず、剥離性評価において良好な結果が得られなかった。特に、比較例７の樹脂薄膜は、ガラス基板から自然に剥がれてしまい、ディスプレイの製造プロセスにおける基板用樹脂薄膜として適していなかった。
また、比較例８〜１１の樹脂薄膜は、良好な剥離性を示したものの、手で折り曲げることで容易に壊れてしまい、また比較例７、９〜１２の樹脂薄膜は、実施例５〜１２の樹脂薄膜と比較して、耐熱性が劣った。
一方、実施例５〜１２の樹脂薄膜は、良好な剥離性と適度な柔軟性を示すだけでなく、高い耐熱性を有していた。特に、実施例９〜１２の樹脂薄膜の５％重量減少温度は６２０℃付近であり、これらの薄膜が極めて高い耐熱性を有するという結果が得られた。

以上の実施例の結果より、前記式（１−１）で表される重量平均分子量が５，０００以上であるポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物を用いた本発明の製造方法によれば、ディスプレイ基板に用いるのに特に適した樹脂薄膜を得ることが可能となり、また、そのような樹脂薄膜形成用組成物が、ディスプレイ基板として用いる樹脂薄膜の製造に特に適していることがわかる。

Claims

下記式（１−１）で表される重量平均分子量が５，０００以上であるポリアミック酸を含む樹脂薄膜形成用組成物を基体に塗布し、段階的に加熱温度を上昇させて加熱する段階を含むことを特徴とするディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法において、
段階的に加熱温度を上昇させる手順が、５０℃〜１００℃で５分間〜２時間加熱、１００℃超〜２００℃で５分間〜２時間加熱、２００℃超〜３７５℃で５分間〜２時間加熱、そして３７５℃超〜５００℃で３０分〜４時間加熱の順に行われる、ディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法。

〔式（１−１）中、Ａｒ^１は、下記式（２）又は式（３）

（式（２）及び式（３）中、星印及び波線印は結合手を示し、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つはカルボキシ基と結合する。）で表される４価の基を表し、
Ａｒ^２は、下記式（４−１）、式（４−２）又は式（５）

（式（４−１）、式（４−２）及び式（５）中、星印及び波線印は結合手を示し、星印が付された２つの結合手のうちの１つ及び波線印が付された２つの結合手のうちの１つはヒドロキシ基と結合する。）で表される４価の基を表し、ｍは、繰り返し単位の数を表し、正の整数である。〕
前記ポリアミック酸が、下記式（１−２）で表される、請求項１に記載の製造方法。

｛式（１−２）中、Ｘは、下記式（６）乃至式（８）のいずれかで表される２価の基を表し、Ａｒ^１、Ａｒ^２及びｍは、前記と同じ意味を表す。

〔式（６）乃至式（８）中、Ｒ^１〜Ｒ^４は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数１〜２０のアルキル基を表し、Ｙは、下記式（９）又は式（１０）で表される１価の基を表し、ｎは、芳香環に結合するＹの数を表し、１〜３の整数であり、星印は結合手を示す。

（式（９）及び式（１０）中、Ｒ^５〜Ｒ^８は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素原子数６〜２０のアリール基を表し、星印は結合手を示す。）〕｝
前記基体が、ガラス基体である、請求項１又は請求項２に記載の製造方法。