JP6459152B2 - ディスプレイ基板用樹脂組成物、ディスプレイ基板用樹脂薄膜及びディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法 - Google Patents
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Description
しかしながら、ポリイミドをディスプレイ基板の材料として用いるには、ガラスの線膨張係数(約3〜8ppm/K程度)に近い値が必要となるが、大半のポリイミドは60〜80ppm/K程度の線膨張係数を有するため、ディスプレイの基板材料に適さない。
それゆえ、ポリイミドの耐熱性を活かしつつ、好適な線膨張係数特性を実現するためには、適切な分子設計が必要となる。
なお、ここでいう適度な柔軟性とは、樹脂薄膜が、自己支持性があって、かつ、90度若しくはそれに近い角度に曲げても割れない程度の高い柔軟性をいう。
<1> 下記の式(1−1)及び式(1−2)で表される構造単位を少なくとも50モル%含有するポリアミック酸であって、重量平均分子量が5000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組成物。
[式中、
Ar1は、下記式(2)の2価の基を表し、
Ar2は、下記式(3)の2価の基を表し、
Ar3は、下記式(4)の4価の基を表し、かつ
n1、n2は、各繰り返し単位の数を示し、n1/n2=1.7〜8.2の条件を満たす]。
<3> 前記<1>または<2>において、前記ポリアミック酸が、式(1−1)及び式(1−2)で表される構造単位を少なくとも80モル%含有するのがよい。
<6> 前記<5>のディスプレイ基板用樹脂薄膜を備える、画像表示装置。
<8> 前記<5>のディスプレイ基板用樹脂薄膜を用いることを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
それゆえ、本発明のディスプレイ基板用樹脂組成物を用いることで、ディスプレイの軽量化やコンパクト化だけでなく、原材料費の低減や製造効率の向上によるディスプレイの低価格化等も図ることが可能となる。
本発明のディスプレイ基板用樹脂組成物は、前記したように、式(1−1)及び式(1−2)で表される構造単位を少なくとも50モル%含有するポリアミック酸であって、その重量平均分子量が5000以上であるポリアミック酸を含むものである。
得ることができる。
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種以上を組み合わせて使用してもよい。
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。
希釈や濃縮に用いる溶媒は、特に限定されるものではなく、例えば、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。
ここで、ワニスの粘度は、市販の液体の粘度測定用粘度計を使用して、例えば、JIS K7117−2に記載の手順を参照して、ワニス温度25℃の条件にて測定することができる。好ましくは、粘度計としては、円錐平板型(コーンプレート型)回転粘度計を使用し、好ましくは同型の粘度計で標準コーンロータとして1°34‘×R24を使用して、ワニス温度25℃の条件にて測定することができる。このような回転粘度計としては、例えば、東機産業株式会社製TVE−25Hが挙げられる。
また、得られる樹脂薄膜の耐熱性と線膨張係数特性を考慮すると、塗布した樹脂組成物を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〜450℃で30分〜4時間加熱することが望ましい。
特に、塗布した樹脂組成物は、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、次いで、200℃超〜375℃で5分間〜2時間、最後に375℃超〜450℃で30分〜4時間加熱することが好ましい。
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。
本実施例で使用する略号は以下のとおりである。
<無水物>
PMDA: ピロメリット酸無水物
<アミン>
pPDA: p−フェニレンジアミン
TPDA: 4,4”−ジアミノ−p−ターフェニル
<溶剤>
NMP: N−メチル−2−ピロリドン
<実施例1>
pPDA 0.825g(0.00763モル)とTPDA 0.271g(0.00104モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.854g(0.00850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重量平均分子量(Mw)は89,000、分子量分布(Mw/Mn)は9.3であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
また、ワニス溶液の粘度は、東機産業株式会社製コーンプレート型回転粘度計TVE−25Hを用いて測定した(ワニス温度25℃)。
pPDA 0.799g(0.00739モル)とTPDA 0.313g(0.00120モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.837g(0.00842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86,600、分子量分布は9.4であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.724g(0.00670モル)とTPDA 0.436g(0.00167モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.790g(0.00821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82,600、分子量分布は9.7であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.665g(0.00615モル)とTPDA 0.533g(0.00205モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.752g(0.00803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93,300、分子量分布は8.7であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.608g(0.00562モル)とTPDA 0.627g(0.00241モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.716g(0.00787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85,700、分子量分布は9.6であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.553g(0.00511モル)とTPDA 0.716g(0.00275モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.681g(0.00771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91,100、分子量分布は9.5であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.852g(0.00788モル)とTPDA 0.228g(0.00088モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.871g(0.00858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92,100、分子量分布は9.7であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.500g(0.00462モル)とTPDA 0.803g(0.00308モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.647g(0.00755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112,000、分子量分布は9.1であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
pPDA 0.991g(0.00916モル)をNMP 22.05gに溶解し、PMDA 1.959g(0.00898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79,100、分子量分布は9.9であった。この溶液をディスプレイ基板用樹脂組成物とした。
<樹脂薄膜1(実施例)>
実施例1で得られたディスプレイ基板用樹脂組成物をワニスとして使用し、塗布厚300μmのドクターブレードを用いてシリコンウエハ基板上に塗布し、空気下、90℃で、20分間ベークした後、窒素雰囲気下にて、オーブン内で120℃、30分間、続いて180℃、20分間、続いて240℃、20分間、続いて300℃、20分間、続いて400℃、20分間、続いて450℃、60分間、ベークを行って樹脂薄膜を作製した。
実施例1で得られたディスプレイ基板用樹脂組成物の代わりに、それぞれ樹脂薄膜2〜6(実施例)及び比較例1〜3で得られたディスプレイ基板用樹脂組成物をワニスとして用いた以外は、樹脂薄膜1と同様の方法によって、各樹脂薄膜を作製した。
得られた樹脂薄膜の評価を、以下の方法に従って行った。なお、薄膜は、各評価試験のためにそれぞれ作製した。
樹脂薄膜の膜厚を、株式会社ミツトヨ製マイクロメータを用いて測定した。
樹脂被膜の耐熱性評価のために、樹脂薄膜の1%質量減少温度(Td1%(℃))と5%質量減少温度(Td5%(℃))を測定した。測定は、ブルカー・エイエックスエス株式会社製TG/DTA2000SAを用いて行った(昇温レート:毎分10℃で50℃から800℃まで)。
樹脂薄膜の線膨張係数の測定は、株式会社島津製作所製TMA−60(昇温レート:毎分5℃で50℃から560℃まで)を用いて測定した(試験片:幅4mm、長さ12mm、荷重:3.0g)。なお、線膨張係数は、100℃〜400℃と400℃〜500℃の各温度領域での平均値を示した。
樹脂薄膜の引張強度を測定した。測定は、株式会社島津製作所製AUTOGRAPH/AGS−Xを用いて、室温下(25±2℃)で引張試験を行った(試験片サイズ:50mm×10mm×0.013−0.016mm、チャック間隔:20mm、引張速度:5mm/min)。なお、結果における各値は、測定4回の平均値を示した。
Claims (8)
- 前記式(1−1)及び式(1−2)において、n1およびn2が、n1/n2=2.1〜6.0の条件を満たす、請求項1に記載のディスプレイ基板用樹脂組成物。
- 前記ポリアミック酸が、式(1−1)及び式(1−2)で表される構造単位を少なくとも80モル%含有する、請求項1または2に記載のディスプレイ基板用樹脂組成物。
- 溶剤に溶解されてなる、請求項1〜3のいずれか一項に記載のディスプレイ基板用樹脂組成物。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のディスプレイ基板用樹脂組成物を用いて作製される、ディスプレイ基板用樹脂薄膜。
- 請求項5に記載のディスプレイ基板用樹脂薄膜を備える、画像表示装置。
- 請求項1〜4のいずれか一項に記載のディスプレイ基板用樹脂組成物を用いることを特徴とする、ディスプレイ基板用樹脂薄膜の製造方法。
- 請求項5に記載のディスプレイ基板用樹脂薄膜を用いることを特徴とする、画像表示装置の製造方法。
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