JP6648076B2 - Resin precursor, resin composition containing the same, resin film and method for producing the same, and laminate and method for producing the same - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、フレキシブルデバイスのための基板に用いられる、樹脂前駆体及びそれを含有する樹脂組成物、樹脂フィルム及びその製造方法、並びに、積層体及びその製造方法に関する。 The present invention relates to, for example, a resin precursor used for a substrate for a flexible device, a resin composition containing the same, a resin film and a method for producing the same, and a laminate and a method for producing the same.
一般に、高耐熱性が要求される用途には、樹脂フィルムとしてポリイミド(PI)樹脂のフィルムが用いられる。一般的なポリイミド樹脂は、芳香族二無水物と芳香族ジアミンとを溶液重合し、ポリイミド前駆体を製造した後、高温で閉環脱水させ、熱イミド化して、又は、触媒を用いて化学イミド化して、製造される高耐熱樹脂である。 Generally, for applications requiring high heat resistance, a polyimide (PI) resin film is used as the resin film. A general polyimide resin is obtained by solution polymerization of an aromatic dianhydride and an aromatic diamine to produce a polyimide precursor, followed by ring closure dehydration at a high temperature, thermal imidization, or chemical imidization using a catalyst. It is a high heat resistant resin to be manufactured.
ポリイミド樹脂は、不溶、不融の超耐熱性樹脂であり、耐熱酸化性、耐熱特性、耐放射線性、耐低温性、耐薬品性等に優れた特性を有している。このため、ポリイミド樹脂は、絶縁コーティング剤、絶縁膜、半導体、TFT−LCDの電極保護膜等の電子材料を含む広範囲な分野で用いられ、最近は、液晶配向膜のようなディスプレイ材料の分野で従来使用されていたガラス基板に代わり、その軽さ、柔軟性を利用した無色透明フレキシブル基板への採用も検討されている。 Polyimide resin is an insoluble and infusible super heat-resistant resin, and has excellent properties such as heat-resistant oxidation resistance, heat resistance, radiation resistance, low-temperature resistance, and chemical resistance. For this reason, polyimide resins are used in a wide range of fields including electronic materials such as insulating coatings, insulating films, semiconductors, and electrode protection films for TFT-LCDs, and recently, in the field of display materials such as liquid crystal alignment films. Instead of a glass substrate that has been conventionally used, adoption of a colorless and transparent flexible substrate utilizing its lightness and flexibility is also being studied.
しかしながら、一般的なポリイミド樹脂は、高い芳香環密度により、茶色又は黄色に着色し、可視光線領域での透過率が低く、透明性が要求される分野に用いることは困難であった。 However, a general polyimide resin is colored brown or yellow due to a high aromatic ring density, has a low transmittance in a visible light region, and is difficult to use in a field where transparency is required.
このようなポリイミドの透明性を向上する課題に対して、例えば非特許文献1には、特定の構造を含む酸二無水物と特定の構造を含むジアミンを用いることで、透過率及び色相の透明度を向上させたポリイミドが記載されている。更に、特許文献1〜4には、4,4−ビス(ジアミノジフェニル)スルホン(以下、4,4−DASとも記す)や3,3−ビス(ジアミノジフェニル)スルホン(以下、3,3−DASとも記す)と特定の構造を含む酸二無水物を用いることで、透過率及び色相の透明度を向上させたポリイミドが記載されている。 In order to solve the problem of improving the transparency of such a polyimide, for example, Non-Patent Document 1 discloses the use of an acid dianhydride having a specific structure and a diamine having a specific structure to improve transmittance and transparency of hue. Are described. Further, Patent Documents 1 to 4 disclose 4,4-bis (diaminodiphenyl) sulfone (hereinafter, also referred to as 4,4-DAS) and 3,3-bis (diaminodiphenyl) sulfone (hereinafter, 3,3-DAS). Also described is a polyimide having improved transmittance and hue transparency by using an acid dianhydride having a specific structure.
また、以下の特許文献6の実施例9,10には、特定の芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂環式ジアミン、ケイ素含有ジアミンを共重合することにより、高Tg、透明性、高密着性、低そり性を発現するポリイミドを生成しうるポリイミド前駆体が記載されている。
さらに、以下の特許文献7の実施例3及び、特許文献8の実施例3には、芳香族テトラカルボン酸二無水物、ビス(ジアミノジフェニル)スルホン及びケイ素含有ジアミンを共重合したポリイミド前駆体を、半導体保護用樹脂及び感光性樹脂組成物として用いることが記載されている。
Further, in Examples 9 and 10 of Patent Document 6 described below, a specific aromatic tetracarboxylic dianhydride, an alicyclic diamine, and a silicon-containing diamine are copolymerized to obtain high Tg, transparency, and high adhesion. A polyimide precursor capable of producing a polyimide exhibiting properties and low warpage is described.
Further, in Example 3 of Patent Document 7 and Example 3 of Patent Document 8 described below, a polyimide precursor obtained by copolymerizing aromatic tetracarboxylic dianhydride, bis (diaminodiphenyl) sulfone and silicon-containing diamine was used. It is described that it is used as a resin for semiconductor protection and a photosensitive resin composition.
しかし、公知の透明ポリイミドの物性特性は、例えば、半導体絶縁膜、TFT−LCD絶縁膜、電極保護膜、タッチパネル用ITO電極基板及びフレキシブルディスプレイ用耐熱性無色透明基板として用いるのに十分ではなかった。 However, the physical properties of known transparent polyimides are not sufficient to be used as, for example, semiconductor insulating films, TFT-LCD insulating films, electrode protective films, ITO electrode substrates for touch panels, and heat-resistant colorless transparent substrates for flexible displays.
例えば、フレキシブルディスプレイ用無色透明基板にポリイミド樹脂を用いる際には、サポートガラス(以下、支持体とも言う)上にポリイミド膜を形成し、そのポリイミド膜上に、通常、TFT素子を作製するために、無機膜を形成することがある。ポリイミドの線膨張係数(以下、CTEとも記す)が高い場合、無機膜又はサポートガラスとポリイミド膜とのCTEのミスマッチにより、ポリイミド膜と無機膜との間に残留応力が発生し、結果として、サポートガラスが反ってしまったり、TFT素子の性能が低下してしまったりするという問題がある。このため、サポートガラスの反りを改良するために、ポリイミドの残留応力を低くするという課題がある。特許文献1〜4に記載のポリイミドでは、残留応力が高く、フレキシブルディスプレイ用無色透明基板に適用した場合、サポートガラスが反ってしまう課題があった。 For example, when a polyimide resin is used for a colorless transparent substrate for a flexible display, a polyimide film is formed on a support glass (hereinafter, also referred to as a support), and a TFT element is usually formed on the polyimide film. And an inorganic film may be formed. When the coefficient of linear expansion of polyimide (hereinafter also referred to as CTE) is high, residual stress is generated between the polyimide film and the inorganic film due to the CTE mismatch between the inorganic film or the support glass and the polyimide film. There is a problem that the glass is warped or the performance of the TFT element is reduced. Therefore, there is a problem that the residual stress of the polyimide is reduced in order to improve the warpage of the support glass. The polyimides described in Patent Documents 1 to 4 have a high residual stress, and have a problem that the support glass is warped when applied to a colorless transparent substrate for a flexible display.
また、ポリイミド膜を作製するためには、例えばガラス基板の上に、ポリイミド前駆体を塗布し、該ポリイミド前駆体が塗布されたガラス基板を窒素ガスが導入されたオーブン炉に投入し、250℃〜400℃に加熱をすること(以下、キュア工程とも記す)が一般的に必要である。特許文献1〜4や非特許文献1に記載の透過率及び色相の、透明度を向上させたポリイミドにおいては、キュアの際のオーブン炉内の酸素濃度が高い場合、具体的には酸素濃度が100ppm以上である場合、YI値が上がったり、全光線透過率が下がったりするといった、酸素濃度依存性の課題があった。 In order to form a polyimide film, for example, a polyimide precursor is applied on a glass substrate, and the glass substrate on which the polyimide precursor is applied is placed in an oven furnace into which nitrogen gas is introduced, and heated at 250 ° C. It is generally necessary to heat to 400 ° C. (hereinafter also referred to as a curing step). In polyimides with improved transparency and transmittance and hue described in Patent Documents 1 to 4 and Non-Patent Document 1, when the oxygen concentration in the oven furnace during curing is high, specifically, the oxygen concentration is 100 ppm. In the case of the above, there is a problem of oxygen concentration dependency, such as an increase in the YI value and a decrease in the total light transmittance.
更に、フレキシブルディスプレイ用無色透明基板にポリイミド樹脂を用いる際には、ポリイミド膜の上部には、通常、フォトレジストを用いたフォトリソグラフィ工程によりTFT素子が作製される。フレキシブルディスプレイ用無色透明基板に用いられるポリイミド膜(以下、ポリイミド基板とも記す)は、この工程に含まれるフォトレジストを剥離する工程で使われる、フォトレジスト剥離液等の薬剤に曝されるために、これらの薬剤に耐薬品性を持つ必要がある。特許文献1に記載されたような、4,4−DASや3,3−DASと特定の構造を含む酸二無水物からなるポリイミドにおいては、フォトレジスト剥離工程時に、ポリイミド基板に微少なクラックが入ることでポリイミド基板が白濁し、全光線透過率が低下する現象が発生する等、耐薬品性の点で課題があった。 Further, when a polyimide resin is used for the colorless transparent substrate for a flexible display, a TFT element is usually formed on the polyimide film by a photolithography process using a photoresist. A polyimide film used for a colorless transparent substrate for a flexible display (hereinafter, also referred to as a polyimide substrate) is used in a step of removing a photoresist included in this step, because it is exposed to a chemical such as a photoresist stripping solution, These agents need to be chemically resistant. As described in Patent Document 1, in a polyimide composed of 4,4-DAS or 3,3-DAS and an acid dianhydride having a specific structure, minute cracks are formed on the polyimide substrate during a photoresist stripping step. There is a problem in terms of chemical resistance, such as a phenomenon in which the polyimide substrate becomes cloudy due to the entry and a phenomenon that the total light transmittance decreases.
特許文献5には、ポリイミドのガラス転移温度やヤング率を維持したまま、残留応力を低減する目的で柔軟なケイ素含有ジアミンをブロック共重合で導入することが記載されている。しかし、特許文献5の比較例4に記載のように、ケイ素含有ジアミンをブロックで共重合すると、特殊な溶媒の組み合わせを使用してポリイミド前駆体を溶解させない限り、シリコーン部分の相分離が進み、屈折率がそれぞれ異なる海島構造において、島部分の構造が大きくなることにより、膜が白濁し、全光線透過率が低下する。また、沸点の低い特殊な溶媒の組み合わせを利用する場合、ポリイミド前駆体溶液を基板に塗布した後に、室温で数時間放置をすると、ヘイズが発生し、塗膜が白濁する場合があり、放置時間を管理する必要があった。このように、ケイ素含有ジアミンをブロック共重合したポリイミドによって透明な熱硬化膜を作製するには、特殊な溶媒の組み合わせを使用して前駆体を溶解させた上、前駆体溶液を塗布した後の放置時間を管理することが必要であるという課題があった。 Patent Document 5 describes that a flexible silicon-containing diamine is introduced by block copolymerization for the purpose of reducing residual stress while maintaining the glass transition temperature and Young's modulus of polyimide. However, as described in Comparative Example 4 of Patent Document 5, when a silicon-containing diamine is copolymerized in a block, the phase separation of the silicone portion proceeds unless the polyimide precursor is dissolved using a combination of special solvents, In a sea-island structure having different refractive indices, the structure of the island portion becomes large, the film becomes cloudy, and the total light transmittance decreases. Also, when using a combination of special solvents having a low boiling point, after applying the polyimide precursor solution to the substrate, if left at room temperature for several hours, haze occurs, the coating film may become cloudy, leaving time Had to be managed. Thus, in order to produce a transparent thermosetting film using a polyimide obtained by block copolymerizing a silicon-containing diamine, a precursor is dissolved using a combination of special solvents, and then the precursor solution is applied. There was a problem that it was necessary to control the leaving time.
また、特許文献6の実施例9、10には、芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式ジアミン及びシリコーンジアミンを共重合して得られるポリイミド前駆体、及びそれから得られるポリイミドについて記載されている。しかし本発明者らが確認したところ、このポリアミドにおいては黄色度が高く、全光線透過率が低く、さらに黄色度及び透過率がポリイミド硬化時の酸素濃度により影響を受けやすいという課題があった(本願明細書比較例25参照)。 In Examples 9 and 10 of Patent Document 6, a polyimide precursor obtained by copolymerizing an aromatic tetracarboxylic dianhydride, an alicyclic diamine and a silicone diamine, and a polyimide obtained therefrom are described. I have. However, the present inventors have confirmed that this polyamide has a problem that the yellowness is high, the total light transmittance is low, and the yellowness and the transmittance are easily affected by the oxygen concentration at the time of curing the polyimide ( See Comparative Example 25 of the present specification).
そして、特許文献7、8には、(ジアミノジフェニル)スルホン、芳香族テトラカルボン酸二無水物、及びシリコーンジアミンを共重合して得られるポリイミド前駆体、及びそれから得られるポリイミドについて記載されている。しかし本発明者らが確認したところ、ポリイミド前駆体を合成する際に使用するケイ素基含有モノマー、多価カルボン誘導体、及びジアミン化合物の総質量に対する、ケイ素基含モノマーの質量割合が、特許文献7については少ないため、得られるポリイミドの残留応力が大きく、ディスプレイのプロセス上不適切であり、一方特許文献8については多いため、得られるポリイミドが白濁し、透明ディスプレイに用いるには不適切であるという課題があった(本願明細書比較例23,24参照)。 Patent Documents 7 and 8 describe polyimide precursors obtained by copolymerizing (diaminodiphenyl) sulfone, aromatic tetracarboxylic dianhydride, and silicone diamine, and polyimides obtained therefrom. However, the present inventors have confirmed that the mass ratio of the silicon-containing monomer relative to the total mass of the silicon-containing monomer, the polyvalent carboxylic derivative, and the diamine compound used when synthesizing the polyimide precursor is disclosed in Patent Document 7. Is small, the resulting polyimide has a large residual stress, which is unsuitable for the display process. On the other hand, the patent document 8 is large, so that the obtained polyimide becomes cloudy and is unsuitable for use in a transparent display. There was a problem (see Comparative Examples 23 and 24 in the specification of the present application).
本発明は、上記説明した問題点に鑑みてなされたものであり、特殊な溶媒の組み合わせを必要とすることなく透明な樹脂硬化物を与えることができ、かつ、無機膜との間に発生する残留応力が低く、耐薬品性に優れ、キュア工程時の酸素濃度によるYI値及び全光線透過率への影響が小さい樹脂硬化物を与えることができる、樹脂前駆体を提供することを目的とする。本発明はまた、該樹脂前駆体を含有する樹脂組成物、該樹脂組成物を硬化させた樹脂フィルム及びその製造方法、並びに、積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and can provide a transparent resin cured product without requiring a special combination of solvents, and is generated between the resin and an inorganic film. It is an object of the present invention to provide a resin precursor which has a low residual stress, has excellent chemical resistance, and can give a cured resin having a small influence on the YI value and the total light transmittance due to the oxygen concentration during the curing step. . Another object of the present invention is to provide a resin composition containing the resin precursor, a resin film obtained by curing the resin composition, a method for producing the same, and a laminate and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、特定構造の耐熱性樹脂前駆体が、特殊な溶媒の組み合わせを必要とすることなく透明な樹脂硬化物を形成でき、またそのような樹脂硬化物は、無機膜との間に発生する残留応力が低く、耐薬品性に優れ、キュア工程時の酸素濃度によるYI値や全光線透過率への影響が小さい樹脂硬化物であることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。すなわち、本発明は、以下の通りである。 The present inventors have conducted intensive studies to solve the above-mentioned problems, and as a result, a heat-resistant resin precursor having a specific structure can form a transparent cured resin without requiring a combination of special solvents, Such a cured resin has a low residual stress generated between the inorganic film and the resin, has excellent chemical resistance, and has a small influence on the YI value and the total light transmittance due to the oxygen concentration during the curing step. And found the present invention based on this finding. That is, the present invention is as follows.
[1] アミノ基及びアミノ基反応性基を含む重合成分を重合させて得られる樹脂前駆体であって、
該重合成分が、アミノ基及びアミノ基反応性基から選択される基を2つ以上有する多価化合物を含み、
該多価化合物がケイ素基含有化合物を含み、
該多価化合物が、下記式(1):
該樹脂前駆体が、下記一般式(2):
該ケイ素基含有化合物の量が該多価化合物の総質量基準で6質量%〜25質量%である、
該樹脂前駆体。
[2] 該アミノ基反応性基が、カルボキシル基、置換カルボキシル基及び酸無水物基からなる群から選択される1つ以上を含む、[1]に記載の樹脂前駆体。
[3] 該ケイ素基含有化合物が、下記一般式(3):
[4] 該一般式(3)において、L1及びL2が、それぞれ独立に、アミノ基又は酸無水物基であり、そしてkが0である、[3]に記載の樹脂前駆体。
[5] 該一般式(3)において、L1及びL2が共にアミノ基である、[4]に記載の樹脂前駆体。
[6] 該樹脂前駆体が、ユニット1及びユニット2を含有し、
該ユニット1が、少なくとも下記一般式(4);
で表される構造を有し、
該ユニット2が、下記一般式(5):
[7] 該ユニット1及び該ユニット2の合計量が、該樹脂前駆体の総質量基準で30質量%以上である、[6]に記載の樹脂前駆体。
[8] 該樹脂前駆体が、下記一般式(7):
[9] 該一般式(7)において、X3が、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンからアミノ基を除いた構造である残基である、[8]に記載の樹脂前駆体。
[10] 該ユニット1及び該ユニット2が、
ピロメリット酸二無水物(PMDA)及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と、
4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物(CHDA)、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(DSDA)、4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(TAHQ)、及び9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(BPAF)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と
の組み合わせである部位を、該ユニット1及び該ユニット2の酸二無水物由来部位の総量基準で60モル%以上の量で含む、[6]〜[9]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[11] 該R3及び該R4が、それぞれ独立に、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素基、又は炭素数6〜10の一価の芳香族炭化水素基である、[1]〜[10]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[12] 該R3及び該R4の少なくとも一部がフェニル基である、[1]〜[11]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[13] 該樹脂前駆体を不活性雰囲気下300〜500℃の条件で加熱硬化させて得られる樹脂が、−150℃〜0℃の領域の少なくとも1つのガラス転移温度及び150℃〜380℃の領域の少なくとも1つのガラス転移温度を有し、かつ0℃より大きく150℃より小さい領域においてガラス転移温度を有さない、[1]〜[12]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[14] ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)由来の部位を、該樹脂前駆体の酸二無水物由来部位の総量基準で20モル%以上含む、[1]〜[13]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[15] 一部がイミド化されている、[1]〜[14]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。
[16] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体と、下記一般式(8):
[17] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体、又は[16]に記載の前駆体混合物を含む、フレキシブルデバイス材料。
[18] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体の硬化物又は[16]に記載の前駆体混合物の硬化物である、樹脂フィルム。
[19] [1]〜[15]のいずれか1項に記載の樹脂前駆体又は[16]に記載の前駆体混合物と、溶媒と、を含有する、樹脂組成物。
[20] 該樹脂組成物を支持体の表面に展開した後、該樹脂組成物を窒素雰囲気下300℃〜500℃で加熱することによって該樹脂組成物に含まれる該樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂が示す20μm膜厚での黄色度が7以下である、[19]に記載の樹脂組成物。
[21] 該樹脂組成物を支持体の表面に展開した後、該樹脂組成物を窒素雰囲気下300℃〜500℃で加熱することによって該樹脂組成物に含まれる該樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂が示す10μm膜厚での残留応力が25MPa以下である、[19]又は[20]に記載の樹脂組成物。
[22] [19]〜[21]のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物である、樹脂フィルム。
[23] [19]〜[21]のいずれか1項に記載の樹脂組成物を支持体の表面上に展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱して該樹脂組成物に含まれる該樹脂前駆体をイミド化して樹脂フィルムを形成する工程と、
該樹脂フィルムを該支持体から剥離する工程と、
を含む、樹脂フィルムの製造方法。
[24] 支持体と、該支持体の表面上に形成された、[19]〜[21]のいずれか1項に記載の樹脂組成物の硬化物である樹脂膜とを含む、積層体。
[25] 支持体の表面上に、[19]〜[21]のいずれか1項に記載の樹脂組成物を展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱して該樹脂組成物に含まれる該樹脂前駆体をイミド化して樹脂膜を形成し、これにより該支持体及び該樹脂膜を含む積層体を得る工程と、
を含む、積層体の製造方法。
[26] ディスプレイ基板の製造に用いられるポリイミド樹脂膜であって、厚み20μmにおけるRthが20〜90nmである、ポリイミド樹脂膜。
[27] 支持体の表面上にポリイミド前駆体を含む樹脂組成物を展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱してポリイミド前駆体をイミド化して、[26]に記載のポリイミド樹脂膜を形成する工程と、
該ポリイミド樹脂膜上に素子を形成する工程と、
該素子が形成された該ポリイミド樹脂膜を該支持体から剥離する工程と
を含む、ディスプレイ基板の製造方法。
[1] A resin precursor obtained by polymerizing a polymerization component containing an amino group and an amino group-reactive group,
The polymerization component includes a polyvalent compound having two or more groups selected from an amino group and an amino group-reactive group,
The polyvalent compound contains a silicon group-containing compound,
The polyvalent compound has the following formula (1):
The resin precursor has the following general formula (2):
The amount of the silicon group-containing compound is 6% by mass to 25% by mass based on the total mass of the polyvalent compound;
The resin precursor.
[2] The resin precursor according to [1], wherein the amino group-reactive group includes at least one selected from the group consisting of a carboxyl group, a substituted carboxyl group, and an acid anhydride group.
[3] The silicon group-containing compound is represented by the following general formula (3):
[4] The resin precursor according to [3], wherein in the general formula (3), L 1 and L 2 are each independently an amino group or an acid anhydride group, and k is 0.
[5] The resin precursor according to [4], wherein in the general formula (3), L 1 and L 2 are both amino groups.
[6] The resin precursor contains a unit 1 and a unit 2,
The unit 1 has at least the following general formula (4);
Having a structure represented by
The unit 2 has the following general formula (5):
[7] The resin precursor according to [6], wherein the total amount of the unit 1 and the unit 2 is 30% by mass or more based on the total mass of the resin precursor.
[8] The resin precursor has the following general formula (7):
[9] The resin precursor according to [8], wherein in the general formula (7), X 3 is a residue having a structure obtained by removing an amino group from 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine. .
[10] The unit 1 and the unit 2
A site derived from one or more selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride (PMDA) and biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA);
4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (6FDA), cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride ( CHDA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (DSDA), 4,4'-biphenylbis (trimellitic acid monoester anhydride) (TAHQ), and 9,9 '-Bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride (BPAF) is combined with a site derived from one or more selected from the group consisting of The resin precursor according to any one of [6] to [9], which contains 60 mol% or more based on the total amount of the anhydride-derived sites.
[11] The R 3 and the R 4 are each independently a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms, [ 1] The resin precursor according to any one of [10].
[12] The resin precursor according to any one of [1] to [11], wherein at least a part of R 3 and R 4 is a phenyl group.
[13] A resin obtained by heating and curing the resin precursor under the condition of 300 to 500 ° C. in an inert atmosphere has a glass transition temperature of at least one in a region of −150 ° C. to 0 ° C. and a temperature of 150 ° C. to 380 ° C. The resin precursor according to any one of [1] to [12], which has at least one glass transition temperature in a region and does not have a glass transition temperature in a region greater than 0 ° C and smaller than 150 ° C.
[14] Any one of [1] to [13], wherein a site derived from biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA) is contained in an amount of 20 mol% or more based on the total amount of sites derived from acid dianhydride of the resin precursor. The resin precursor according to item.
[15] The resin precursor according to any one of [1] to [14], wherein a part is imidized.
[16] The resin precursor according to any one of [1] to [15], and the following general formula (8):
[17] A flexible device material comprising the resin precursor according to any one of [1] to [15] or the precursor mixture according to [16].
[18] A resin film which is a cured product of the resin precursor according to any one of [1] to [15] or a cured product of the precursor mixture according to [16].
[19] A resin composition comprising the resin precursor according to any one of [1] to [15] or the precursor mixture according to [16], and a solvent.
[20] After the resin composition is spread on the surface of a support, the resin precursor contained in the resin composition is imidized by heating the resin composition at 300 ° C. to 500 ° C. in a nitrogen atmosphere. The resin composition according to [19], wherein the obtained resin has a yellowness of 7 or less at a film thickness of 20 μm.
[21] After the resin composition is spread on the surface of a support, the resin precursor contained in the resin composition is imidized by heating the resin composition at 300 ° C. to 500 ° C. in a nitrogen atmosphere. The resin composition according to [19] or [20], wherein the obtained resin has a residual stress at a film thickness of 10 μm of 25 MPa or less.
[22] A resin film, which is a cured product of the resin composition according to any one of [19] to [21].
[23] a step of spreading the resin composition according to any one of [19] to [21] on a surface of a support;
Heating the support and the resin composition to imidize the resin precursor contained in the resin composition to form a resin film,
Peeling the resin film from the support,
A method for producing a resin film, comprising:
[24] A laminate comprising a support and a resin film formed on the surface of the support, which is a cured product of the resin composition according to any one of [19] to [21].
[25] a step of spreading the resin composition according to any one of [19] to [21] on a surface of a support;
Heating the support and the resin composition to imidize the resin precursor contained in the resin composition to form a resin film, thereby obtaining a laminate including the support and the resin film; and ,
A method for producing a laminate, comprising:
[26] A polyimide resin film used for manufacturing a display substrate, wherein the Rth at a thickness of 20 µm is 20 to 90 nm.
[27] a step of spreading a resin composition containing a polyimide precursor on the surface of the support;
Heating the support and the resin composition to imidize the polyimide precursor to form a polyimide resin film according to [26];
Forming an element on the polyimide resin film,
Removing the polyimide resin film on which the element is formed from the support.
本発明によれば、特殊な溶媒の組み合わせを必要とすることなく透明な樹脂硬化物を与えることができ、かつ、無機膜との間に発生する残留応力が低く、耐薬品性に優れ、キュア工程時の酸素濃度によるYI値及び全光線透過率への影響が小さい樹脂硬化物を与えることができる、樹脂前駆体が提供される。 According to the present invention, a transparent resin cured product can be provided without requiring a special solvent combination, and a low residual stress is generated between the resin and the inorganic film, the chemical resistance is excellent, and the curing is performed. There is provided a resin precursor capable of giving a cured resin having a small influence on a YI value and a total light transmittance by an oxygen concentration in a process.
以下、本発明の例示の実施の形態(以下、「実施の形態」と略記する。)について、詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。なお、本開示の式中の構造単位の繰り返し数は、特記がない限り、樹脂前駆体全体において当該構造単位が含まれ得る数を意図するに過ぎず、従って、ブロック構造等の特定の結合様式を意図するものではないことに留意すべきである。また、本開示で記載する特性値は、特記がない限り、[実施例]の項において記載する方法又はこれと同等であることが当業者に理解される方法で測定される値であることを意図する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention (hereinafter, abbreviated as “embodiments”) will be described in detail. It should be noted that the present invention is not limited to the following embodiments, and can be implemented with various modifications within the scope of the gist. The number of repeating structural units in the formula of the present disclosure is only intended to include the number of the structural units in the entire resin precursor unless otherwise specified, and therefore, a specific bonding mode such as a block structure. It should be noted that this is not intended. Unless otherwise specified, the characteristic values described in the present disclosure are values measured by a method described in the section of [Examples] or a method understood by those skilled in the art to be equivalent thereto. Intend.
<樹脂前駆体>
本発明の実施の形態に係る樹脂前駆体は、
アミノ基及びアミノ基反応性基を含む重合成分を重合させて得られる樹脂前駆体であって、
該重合成分が、アミノ基及びアミノ基反応性基から選択される基を2つ以上有する多価化合物を含み、
該多価化合物がケイ素基含有化合物を含み、
該多価化合物が、下記式(1):
該樹脂前駆体が、下記一般式(2):
該ケイ素基含有化合物の量が該多価化合物の総質量基準で6質量%〜25質量%である、
該樹脂前駆体を提供する。
<Resin precursor>
The resin precursor according to the embodiment of the present invention,
A resin precursor obtained by polymerizing a polymerization component containing an amino group and an amino group reactive group,
The polymerization component includes a polyvalent compound having two or more groups selected from an amino group and an amino group-reactive group,
The polyvalent compound contains a silicon group-containing compound,
The polyvalent compound has the following formula (1):
The resin precursor has the following general formula (2):
The amount of the silicon group-containing compound is 6% by mass to 25% by mass based on the total mass of the polyvalent compound;
The resin precursor is provided.
重合成分は、アミノ基及びアミノ基反応性基を含む。重合成分は、アミノ基及びアミノ基反応性基から選択される基を2つ以上有する多価化合物を含む。例えば、重合成分は、アミノ基を有する多価化合物と、アミノ基反応性基を有する多価化合物との混合物であっよく、又は、アミノ基及びアミノ基反応性基の両者を含む多価化合物を含んでよく、又はこれらの組合せであってよい。
本開示で、アミノ基反応性基とは、アミノ基に対する反応性を有する基を意図する。アミノ基反応性基としては、例えば、酸基(例えばカルボキシル基、酸無水物基、及び置換カルボキシル基(例えば酸エステル基、酸ハライド基等)等)、ヒドロキシ基、エポキシ基、及びメルカプト基が挙げられる。 酸基を含む化合物としては、例えば、ジカルボン酸、トリカルボン酸、テトラカルボン酸、及び、これらカルボン酸の、酸二無水物、酸エステル化物、酸クロライド等が挙げられる。従って、本実施の形態の樹脂前駆体は、ポリイミド前駆体であることができる。典型的な態様において、アミノ基反応性基は、カルボキシル基、置換カルボキシル基及び酸無水物基からなる群から選択される1つ以上を含む。好ましい態様において、アミノ基反応性基は、カルボキシル基、置換カルボキシル基及び酸無水物基からなる群から選択される1つ以上である。
The polymerization component contains an amino group and an amino group-reactive group. The polymerization component includes a polyvalent compound having two or more groups selected from an amino group and an amino group-reactive group. For example, the polymerization component may be a mixture of a polyvalent compound having an amino group and a polyvalent compound having an amino group-reactive group, or a polyvalent compound containing both an amino group and an amino group-reactive group. May be included, or a combination thereof.
In the present disclosure, an amino group-reactive group intends a group having reactivity to an amino group. Examples of the amino group-reactive group include an acid group (eg, a carboxyl group, an acid anhydride group, and a substituted carboxyl group (eg, an acid ester group, an acid halide group, etc.)), a hydroxy group, an epoxy group, and a mercapto group. No. Examples of the compound containing an acid group include dicarboxylic acids, tricarboxylic acids, tetracarboxylic acids, and acid dianhydrides, acid esters, and acid chlorides of these carboxylic acids. Therefore, the resin precursor of the present embodiment can be a polyimide precursor. In a typical embodiment, the amino group-reactive group comprises one or more selected from the group consisting of a carboxyl group, a substituted carboxyl group, and an anhydride group. In a preferred embodiment, the amino group-reactive group is one or more selected from the group consisting of a carboxyl group, a substituted carboxyl group, and an acid anhydride group.
多価化合物は、少なくとも、一般式(1)で表されるジアミンを含む。一般式(1)で表される化合物は、例えば、4,4−(ジアミノジフェニル)スルホン(以下、4,4−DASとも記す)、3,4−(ジアミノジフェニル)スルホン(以下、3,4−DASとも記す)、及び3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(以下、3,3−DASとも記す)からなる群から選ばれる1つ以上であることができる。 The polyvalent compound contains at least a diamine represented by the general formula (1). The compound represented by the general formula (1) includes, for example, 4,4- (diaminodiphenyl) sulfone (hereinafter, also referred to as 4,4-DAS), 3,4- (diaminodiphenyl) sulfone (hereinafter, 3,4 -DAS), and one or more selected from the group consisting of 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (hereinafter also referred to as 3,3-DAS).
多価化合物のうち少なくとも1つはケイ素基含有化合物である。一般式(2)で表される構造は、ケイ素基含有化合物に由来する。ケイ素基含有化合物の量は、多価化合物の質量基準で、6質量%〜25質量%(以下、この質量分率をケイ素基含有モノマー濃度とも言う)である。ケイ素基含有モノマー濃度は、6質量%以上であることが、樹脂膜と無機膜との間に発生する応力の低下効果や黄色度の低下効果を充分に得る観点から有利であり、7質量%以上であることが好ましく、8質量%以上であることがより好ましく、10質量%以上であることがさらに好ましい。一方ケイ素基含有モノマー濃度は25質量%以下であることが、得られるポリイミドが白濁することなく、透明性向上、黄色度低下の観点及び、良好な耐熱性を得る観点から有利であり、22質量%以下であることが好ましく、20質量%以下であることがさらに好ましい。耐薬品性、YI値、全光線透過率、複屈折率、残留応力及び光学特性の酸素依存性を全て良好とする観点から、ケイ素基含有モノマー濃度は10質量%以上20質量%以下であることが特に好ましい。 At least one of the polyvalent compounds is a silicon group-containing compound. The structure represented by the general formula (2) is derived from a silicon-containing compound. The amount of the silicon group-containing compound is 6% by mass to 25% by mass (hereinafter, this mass fraction is also referred to as the silicon group-containing monomer concentration) based on the mass of the polyvalent compound. The silicon group-containing monomer concentration of 6% by mass or more is advantageous from the viewpoint of sufficiently obtaining the effect of reducing the stress generated between the resin film and the inorganic film and the effect of reducing the yellowness, and is preferably 7% by mass. It is preferably at least 8 mass%, more preferably at least 8 mass%, further preferably at least 10 mass%. On the other hand, the silicon group-containing monomer concentration of 25% by mass or less is advantageous from the viewpoint of improving transparency, lowering yellowness, and obtaining good heat resistance without clouding the resulting polyimide. %, More preferably 20% by mass or less. From the viewpoint of improving the chemical resistance, the YI value, the total light transmittance, the birefringence, the residual stress, and the oxygen dependency of the optical characteristics, the concentration of the silicon-containing monomer should be 10% by mass or more and 20% by mass or less. Is particularly preferred.
一般式(2)において、複数存在するR3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜20の一価の有機基である。炭素数1〜20の一価の有機基としては、炭素数1〜20の一価の炭化水素基、炭素数1〜20のアミノ基、炭素数1〜20のアルコキシ基、エポキシ基等を挙げることができる。 In the general formula (2), a plurality of R 3 and R 4 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms. Examples of the monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms include a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group having 1 to 20 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms, and an epoxy group. be able to.
該炭素数1〜20の一価の炭化水素基としては、炭素数1〜20のアルキル基、炭素数3〜20のシクロアルキル基、炭素数6〜20のアリール基等が挙げられる。該炭素数1〜20のアルキル基としては、耐熱性と残留応力の観点から炭素数1〜10のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、t−ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。該炭素数3〜20のシクロアルキル基としては、上記観点から炭素数3〜10のシクロアルキル基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。該炭素数6〜20のアリール基としては、上記観点から炭素数6〜12のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。 Examples of the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. As the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is preferable from the viewpoint of heat resistance and residual stress, and specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, and a butyl group , An isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, a hexyl group and the like. As the cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable from the above viewpoint, and specific examples include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group. The aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms from the above viewpoint, and specific examples include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
該炭素数1〜20のアミノ基としては、アミノ基、置換したアミノ基(たとえば、ビス(トリアルキルシリル)アミノ基)等が挙げられる。 Examples of the amino group having 1 to 20 carbon atoms include an amino group and a substituted amino group (for example, a bis (trialkylsilyl) amino group).
該炭素数1〜20の一価のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、プロペニルオキシ基及びシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。 Examples of the monovalent alkoxy group having 1 to 20 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, a phenoxy group, a propenyloxy group, and a cyclohexyloxy group.
一般式(2)において、複数存在するR3及びR4は、それぞれ独立に、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素基、又は炭素数6〜10の一価の芳香族炭化水素基であることが、得られるポリイミド膜が高耐熱性と低残留応力とを兼ね備える観点から好ましい。この観点で、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素は、好ましくはメチル基であり、炭素数6〜10の芳香族基は、好ましくはフェニル基である。 In the general formula (2), a plurality of R 3 and R 4 are each independently a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or a monovalent aromatic hydrocarbon group having 6 to 10 carbon atoms. It is preferable that the base is a group from the viewpoint that the obtained polyimide film has both high heat resistance and low residual stress. In this respect, the monovalent aliphatic hydrocarbon having 1 to 3 carbon atoms is preferably a methyl group, and the aromatic group having 6 to 10 carbon atoms is preferably a phenyl group.
一般式(2)中のhは、3〜200の整数であり、好ましくは10〜200の整数、より好ましくは20〜150の整数、さらに好ましくは30〜100の整数、特に好ましくは35〜80の整数である。hが2以下であると、本開示の樹脂前駆体から得られるポリイミドの残留応力が悪化する(すなわち大きくなる)場合があり、hが200を超えると、樹脂前駆体と溶媒とを含むワニスを調製した際に、該ワニスが白濁したり、ポリイミドの機械強度が低下する等の問題が生じる場合がある。 H in the general formula (2) is an integer of 3 to 200, preferably an integer of 10 to 200, more preferably an integer of 20 to 150, further preferably an integer of 30 to 100, and particularly preferably 35 to 80. Is an integer. When h is 2 or less, the residual stress of the polyimide obtained from the resin precursor of the present disclosure may be deteriorated (that is, increased). When h exceeds 200, the varnish containing the resin precursor and the solvent may be used. When the varnish is prepared, problems such as clouding of the varnish and reduction of the mechanical strength of the polyimide may occur.
本実施の形態の樹脂前駆体においては、ケイ素基含有化合物が、下記一般式(3): In the resin precursor of the present embodiment, the silicon group-containing compound has the following general formula (3):
R2における炭素数1〜20の二価の有機基としては、メチレン基、炭素数2〜20のアルキレン基、炭素数3〜20のシクロアルキレン基、炭素数6〜20のアリーレン基等が挙げられる。該炭素数2〜20のアルキレン基としては、耐熱性、残留応力、コストの観点から炭素数2〜10のアルキレン基が好ましく、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。該炭素数3〜20のシクロアルキレン基としては、上記観点から炭素数3〜10のシクロアルキレン基が好ましく、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基等が挙げられる。その中でも上記観点から炭素数3〜20の二価の脂肪族炭化水素が好ましい。該炭素数6〜20のアリーレン基としては、上記観点から炭素数3〜20の芳香族基が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。 Examples of the divalent organic group having 1 to 20 carbon atoms in R 2 include a methylene group, an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, and an arylene group having 6 to 20 carbon atoms. Can be As the alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms is preferable from the viewpoint of heat resistance, residual stress and cost, and dimethylene, trimethylene, tetramethylene, pentamethylene, hexamethylene and the like. And the like. The cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms from the above viewpoint, and examples thereof include a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cycloheptylene group. Among them, a divalent aliphatic hydrocarbon having 3 to 20 carbon atoms is preferable from the above viewpoint. As the arylene group having 6 to 20 carbon atoms, an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms is preferable from the above viewpoint, and examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group.
一般式(3)において、R3及びR4は一般式(2)中のR3及びR4と同義であり、好ましい態様は一般式(2)について前述したとおりである。またR5は、炭素数1〜20の一価の有機基、すなわちR3及びR4と同義であり、好ましい態様はR3及びR4と同様である。 In general formula (3), R 3 and R 4 are the general formula (2) have the same meanings as R 3 and R 4, preferred embodiments are as described above for the general formula (2). R 5 has the same meaning as a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, that is, R 3 and R 4 , and preferred embodiments are the same as R 3 and R 4 .
一般式(3)において、L1、L2、及びL3は、それぞれ独立に、アミノ基、イソシアネート基、カルボキシル基、酸無水物基、酸エステル基、酸ハライド基、ヒドロキシ基、エポキシ基、又はメルカプト基である。 In the general formula (3), L 1 , L 2 , and L 3 each independently represent an amino group, an isocyanate group, a carboxyl group, an acid anhydride group, an acid ester group, an acid halide group, a hydroxy group, an epoxy group, Or a mercapto group.
アミノ基は、置換されてもよく、例えばビス(トリアルキルシリル)アミノ基等が挙げられる。L1、L2、及びL3がアミノ基である、一般式(3)で表される化合物の具体例としては、両末端アミノ変性メチルフェニルシリコーン(例えば信越化学社製の、X22−1660B−3(数平均分子量4,400)及びX22−9409(数平均分子量1,300))、両末端アミノ変性ジメチルシリコーン(例えば信越化学社製の、X22−161A(数平均分子量1,600)、X22−161B(数平均分子量3,000)及びKF8012(数平均分子量4,400);東レダウコーニング製のBY16−835U(数平均分子量900);並びにチッソ社製のサイラプレーンFM3311(数平均分子量1000))等が挙げられる。
L1、L2、及びL3がイソシアネート基である化合物の具体例としては、前記、両末端アミノ変性シリコーンとホスゲン化合物を反応して得られるイソシアネート変性シリコーン等が挙げられる。
The amino group may be substituted, and examples thereof include a bis (trialkylsilyl) amino group. Specific examples of the compound represented by the general formula (3) in which L 1 , L 2 , and L 3 are amino groups include amino-modified methylphenylsilicon at both ends (for example, X22-1660B- manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.). 3 (number average molecular weight 4,400) and X22-9409 (number average molecular weight 1,300)), amino-modified dimethyl silicone at both ends (for example, X22-161A (number average molecular weight 1,600) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), X22 -161B (number average molecular weight 3,000) and KF8012 (number average molecular weight 4,400); BY16-835U (number average molecular weight 900) manufactured by Toray Dow Corning; and Silaplane FM3311 (number average molecular weight 1000) manufactured by Chisso. ) And the like.
Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 and L 3 are isocyanate groups include the above-mentioned isocyanate-modified silicone obtained by reacting the amino-modified silicone with a phosgene compound at both ends.
L1、L2、及びL3がカルボキシル基である化合物の具体例としては、例えば信越化学社の、X22−162C(数平均分子量4,600)、東レダウコーニング製のBY16−880(数平均分子量6,600)等が挙げられる。 Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 , and L 3 are carboxyl groups include, for example, X22-162C (number average molecular weight 4,600) of Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., and BY16-880 (number average of Toray Dow Corning). Molecular weight 6,600).
L1、L2、及びL3が酸無水物基である化合物の具体例としては、下記式群: Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 and L 3 are an acid anhydride group include the following formula groups:
L1、L2、及びL3が酸無水物基である化合物の具体例としては、X22−168AS(信越化学製、数平均分子量1,000)、X22−168A(信越化学製、数平均分子量2,000)、X22−168B(信越化学製、数平均分子量3,200)、X22−168−P5−8(信越化学製、数平均分子量4,200)、DMS−Z21(ゲレスト社製、数平均分子量600〜800)等が挙げられる。 Specific examples of compounds in which L 1 , L 2 , and L 3 are acid anhydride groups include X22-168AS (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,000) and X22-168A (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight, X22-168B (Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,200), X22-168-P5-8 (Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 4,200), DMS-Z21 (Gerest, Average molecular weight of 600 to 800).
L1、L2、及びL3が酸エステル基である化合物の具体例としては、前記、L1、L2、及びL3がカルボキシル基又は酸無水物基である化合物とアルコールを反応させて得られる化合物等、が挙げられる。 As a specific example of the compound in which L 1 , L 2 and L 3 are an acid ester group, the compound in which L 1 , L 2 and L 3 are a carboxyl group or an acid anhydride group is reacted with an alcohol. And the resulting compounds.
L1、L2、及びL3が酸ハライド基である化合物の具体例としては、カルボン酸塩化物、カルボン酸フッ化物、カルボン酸臭化物、カルボン酸ヨウ化物、等が挙げられる。 Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 , and L 3 are an acid halide group include carboxylic acid chloride, carboxylic acid fluoride, carboxylic acid bromide, and carboxylic acid iodide.
L1、L2、及びL3がヒドロキシ基である化合物の具体例としては、KF−6000(信越化学製、数平均分子量900)、KF-6001(信越化学製、数平均分子量1,800)、KF−6002(信越化学製、数平均分子量3,200)、KF−6003(信越化学製、数平均分子量5,000)等が挙げられる。ヒドロキシ基を有する化合物は、カルボキシル基又は酸無水物基を有する化合物と反応すると考えられる。 Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 , and L 3 are hydroxy groups include KF-6000 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 900) and KF-6001 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,800) , KF-6002 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,200), KF-6003 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 5,000) and the like. A compound having a hydroxy group is considered to react with a compound having a carboxyl group or an acid anhydride group.
L1、L2、及びL3がエポキシ基である化合物の具体例としては、両末端エポキシタイプである、X22−163(信越化学製、数平均分子量400)、KF-105(信越化学製、数平均分子量980)、X22−163A(信越化学製、数平均分子量2,000)、X22−163B(信越化学製、数平均分子量3,500)、X22−163C(信越化学製、数平均分子量5,400);両末端脂環式エポキシタイプである、X22−169AS(信越化学製、数平均分子量1,000)、X22−169B(信越化学製、数平均分子量3,400);側鎖両末端エポキシタイプである、X22−9002(信越化学製、官能基当量5,000g/mol);等が挙げられる。エポキシ基を有する化合物は、ジアミンと反応すると考えられる。 Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 , and L 3 are epoxy groups include X22-163 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 400) and KF-105 (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) Number average molecular weight 980), X22-163A (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 2,000), X22-163B (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,500), X22-163C (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 5) X22-169AS (Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,000), X22-169B (Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,400), both terminal alicyclic epoxy type; X22-9002 (made by Shin-Etsu Chemical, functional group equivalent: 5,000 g / mol), which is an epoxy type; Compounds having an epoxy group are believed to react with the diamine.
L1、L2、及びL3がメルカプト基である化合物の具体例としては、X22−167B(信越化学製、数平均分子量3,400)、X22−167C(信越化学製、数平均分子量4,600)等が挙げられる。メルカプト基を有する化合物は、カルボキシル基又は酸無水物基を有する化合物と反応すると考えられる。 Specific examples of the compound in which L 1 , L 2 , and L 3 are mercapto groups include X22-167B (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 3,400) and X22-167C (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 4, 600) and the like. It is considered that the compound having a mercapto group reacts with the compound having a carboxyl group or an acid anhydride group.
L1、L2、及びL3は、樹脂前駆体の分子量向上の観点、又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から、それぞれ独立に、アミノ基又は酸無水物基であることが好ましく、さらに樹脂前駆体と溶媒とを含むワニスの白濁回避の観点、又はコストの観点から、それぞれ独立に、アミノ基であることがより好ましい。
又は、樹脂前駆体と溶媒とを含むワニスの白濁回避の観点、又はコストの観点から、L1及びL2が、それぞれ独立に、アミノ基又は酸無水物基であり、そしてkが0であることが好ましい。この場合、L1及びL2が共にアミノ基であることがより好ましい。
L 1 , L 2 , and L 3 are each independently preferably an amino group or an acid anhydride group, from the viewpoint of improving the molecular weight of the resin precursor, or from the viewpoint of heat resistance of the obtained polyimide, and furthermore, From the viewpoint of avoiding cloudiness of the varnish containing the precursor and the solvent, or from the viewpoint of cost, it is more preferable that the varnish is independently an amino group.
Or, from the viewpoint of avoiding cloudiness of the varnish containing the resin precursor and the solvent, or from the viewpoint of cost, L 1 and L 2 are each independently an amino group or an acid anhydride group, and k is 0. Is preferred. In this case, it is more preferable that both L 1 and L 2 are amino groups.
一般式(3)において、jの好ましい態様は、一般式(2)においてhについて前述したものと同様である。一般式(3)において、kは、0〜197の整数であり、好ましくは0〜100、さらに好ましくは0〜50、特に好ましくは0〜25である。kが197を超えると、樹脂前駆体と溶媒とを含むワニスを調製した際に、該ワニスが白濁する、等の問題が生じる場合がある。kが0である場合、樹脂前駆体の分子量向上の観点、又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から好ましい。kが0である場合、樹脂前駆体の分子量向上の観点、又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から、jが3〜200であることは有利である。 In formula (3), preferred embodiments of j are the same as those described above for h in formula (2). In the general formula (3), k is an integer of 0 to 197, preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50, and particularly preferably 0 to 25. When k exceeds 197, when a varnish containing a resin precursor and a solvent is prepared, problems such as the varnish becoming cloudy may occur. When k is 0, it is preferable from the viewpoint of improving the molecular weight of the resin precursor or from the viewpoint of the heat resistance of the obtained polyimide. When k is 0, it is advantageous that j is 3 to 200 from the viewpoint of improving the molecular weight of the resin precursor or the viewpoint of heat resistance of the obtained polyimide.
好ましい態様において、本開示の各式において、R3及びR4は、残留応力、コストの観点から、それぞれ独立に、炭素数1〜3の一価の脂肪族炭化水素基、又は炭素数6〜10の一価の芳香族炭化水素基である。又は、本開示の各式において、R3及びR4の一部は、耐熱性、残留応力の観点から、フェニル基であることが好ましい。 In a preferred embodiment, in each formula of the present disclosure, R 3 and R 4 are each independently a monovalent aliphatic hydrocarbon group having 1 to 3 carbon atoms or 6 to 6 carbon atoms from the viewpoint of residual stress and cost. And 10 monovalent aromatic hydrocarbon groups. Alternatively, in each formula of the present disclosure, a part of R 3 and R 4 is preferably a phenyl group from the viewpoint of heat resistance and residual stress.
好ましい態様において、多価化合物は、テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを含む。好ましい態様において、多価化合物は、テトラカルボン酸二無水物、ジカルボン酸、及びジアミンを含む。 In a preferred embodiment, the polyvalent compound contains a tetracarboxylic dianhydride and a diamine. In a preferred embodiment, the polyvalent compound includes a tetracarboxylic dianhydride, a dicarboxylic acid, and a diamine.
<テトラカルボン酸二無水物>
重合原料に含まれる多価化合物の例としてのテトラカルボン酸二無水物としては、具体的には、炭素数が8〜36の芳香族テトラカルボン酸二無水物、及び、炭素数が6〜36の脂環式テトラカルボン酸二無水物から選択される化合物が、YI値の低減と全光線透過率の観点から好ましい。
<Tetracarboxylic dianhydride>
As the tetracarboxylic dianhydride as an example of the polyvalent compound contained in the polymerization raw material, specifically, an aromatic tetracarboxylic dianhydride having 8 to 36 carbon atoms and a 6 to 36 carbon atoms Compounds selected from the alicyclic tetracarboxylic dianhydrides are preferred from the viewpoint of reducing the YI value and the total light transmittance.
さらに具体的には、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(以下、6FDAとも記す)、5−(2,5−ジオキソテトラヒドロ−3−フラニル)−3−メチル−シクロヘキセン−1,2ジカルボン酸無水物、ピロメリット酸二無水物(以下、PMDAとも記す)、1,2,3,4−ベンゼンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(以下、BTDAとも記す)、2,2’,3,3’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、BPDAととも記す)、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(以下、DSDAとも記す)、2,2’,3,3’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、メチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,1−エチリデン−4,4’−ジフタル酸二無水物、2,2−プロピリデン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,2−エチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,3−トリメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,4−テトラメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,5−ペンタメチレン−4,4’−ジフタル酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(以下、ODPAとも記す)、チオ−4,4’−ジフタル酸二無水物、スルホニル−4,4’−ジフタル酸二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)ベンゼン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,4−ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ベンゼン二無水物、1,3−ビス[2−(3,4−ジカルボキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン二無水物、1,4−ビス[2−(3,4−ジカルボキシフェニル)−2−プロピル]ベンゼン二無水物、ビス[3−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]メタン二無水物、2,2−ビス[3−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(以下、BPADAとも記す)、ビス(3,4−ジカルボキシフェノキシ)ジメチルシラン二無水物、1,3−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−1,1,3,3−テトラメチルジシロキサン二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,4,9,10−ペリレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸二無水物、1,2,7,8−フェナントレンテトラカルボン酸二無水物、エチレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(以下、CBDAとも記す)、シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,3,4−テトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物(以下、CHDAと記す)、3,3’,4,4’−ビシクロヘキシルテトラカルボン酸二無水物、カルボニル−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、メチレン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、1,2−エチレン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、1,1−エチリデン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、2,2−プロピリデン−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、オキシ−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、チオ−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、スルホニル−4,4’−ビス(シクロヘキサン−1,2−ジカルボン酸)二無水物、ビシクロ[2,2,2]オクト−7−エン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物、rel−[1S,5R,6R]−3−オキサビシクロ[3,2,1]オクタン−2,4−ジオン−6−スピロ−3’−(テトラヒドロフラン−2’,5’−ジオン)、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−ジカルボン酸無水物、エチレングリコール−ビス−(3,4−ジカルボン酸無水物フェニル)エーテル、4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(以下TAHQともいう)、9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(以下、BPAFともいう。)等が挙げられる。 More specifically, 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (hereinafter also referred to as 6FDA), 5- (2,5-dioxotetrahydro-3-furanyl) -3-methyl-cyclohexene -1,2 dicarboxylic anhydride, pyromellitic dianhydride (hereinafter also referred to as PMDA), 1,2,3,4-benzenetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-benzophenone Tetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as BTDA), 2,2 ′, 3,3′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride ( Hereinafter, also referred to as BPDA), 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (hereinafter, also referred to as DSDA), 2,2 ′, 3,3′-biphenyltet Carboxylic dianhydride, methylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,1-ethylidene-4,4'-diphthalic dianhydride, 2,2-propylidene-4,4'-diphthalic dianhydride Anhydride, 1,2-ethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-trimethylene-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,4-tetramethylene-4,4'-diphthalic Acid dianhydride, 1,5-pentamethylene-4,4′-diphthalic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride (hereinafter also referred to as ODPA), thio-4,4′-diphthalic acid Dianhydride, sulfonyl-4,4'-diphthalic dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) benzene dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenoxy) Benzene dianhydride, 1,4-bis (3,4-dical Xyphenoxy) benzene dianhydride, 1,3-bis [2- (3,4-dicarboxyphenyl) -2-propyl] benzene dianhydride, 1,4-bis [2- (3,4-dicarboxy) Phenyl) -2-propyl] benzene dianhydride, bis [3- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] methane dianhydride, bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] methane dianhydride 2,2-bis [3- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 2,2-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride ( Hereinafter also referred to as BPADA), bis (3,4-dicarboxyphenoxy) dimethylsilane dianhydride, 1,3-bis (3,4-dicarboxyphenyl) -1,1,3,3-tetramethyl Disiloxane dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid Dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-anthracenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,7,8-phenanthrenetetracarboxylic dianhydride , Ethylenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as CBDA), Pentanetetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,3,4-tetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride (hereinafter referred to as C DA), 3,3 ′, 4,4′-bicyclohexyltetracarboxylic dianhydride, carbonyl-4,4′-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, methylene-4, 4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 1,2-ethylene-4,4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 1,1-ethylidene- 4,4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, 2,2-propylidene-4,4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, oxy-4, 4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, thio-4,4'-bis (cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid) dianhydride, sulfonyl-4,4'-bis (cyclohexane − , 2-dicarboxylic acid) dianhydride, bicyclo [2,2,2] oct-7-ene-2,3,5,6-tetracarboxylic dianhydride, rel- [1S, 5R, 6R] -3 -Oxabicyclo [3,2,1] octane-2,4-dione-6-spiro-3 '-(tetrahydrofuran-2', 5'-dione), 4- (2,5-dioxotetrahydrofuran-3- Yl) -1,2,3,4-tetrahydronaphthalene-1,2-dicarboxylic anhydride, ethylene glycol-bis- (3,4-dicarboxylic anhydride phenyl) ether, 4,4′-biphenylbis (tri Meric acid monoester acid anhydride (hereinafter also referred to as TAHQ), 9,9'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride (hereinafter also referred to as BPAF). ) And the like.
その中でも、BTDA及びPMDAが、CTEの低減、耐薬品性の向上、ガラス転移温度(Tg)向上及び機械伸度向上の観点で好ましい。また、6FDA、ODPA及びBPADAが、黄色度の低下、複屈折率の低下及び機械伸度向上の観点で好ましい。また、BPDAが、残留応力の低減、黄色度の低下、複屈折率の低下、耐薬品性の向上、Tg向上及び機械伸度向上の観点で好ましい。また、CHDAが、残留応力の低減及び黄色度の低下の観点で好ましい。これらの中でも、高耐薬品性、高Tg及び低CTEを発現する強直構造のBPDAと、黄色度及び複屈折率が低い、6FDA、ODPA、及びCHDAからなる群から選ばれるテトラカルボン酸二無水物と、を組み合わせて使用することが、高耐薬品性、残留応力低下、黄色度低下、複屈折率の低下、及び、全光線透過率の向上の観点から好ましい。 Among them, BTDA and PMDA are preferred from the viewpoint of reducing CTE, improving chemical resistance, improving glass transition temperature (Tg), and improving mechanical elongation. Further, 6FDA, ODPA and BPADA are preferred from the viewpoints of a decrease in yellowness, a decrease in birefringence and an improvement in mechanical elongation. Further, BPDA is preferable from the viewpoints of reduction of residual stress, reduction of yellowness, reduction of birefringence, improvement of chemical resistance, improvement of Tg and improvement of mechanical elongation. Further, CHDA is preferred from the viewpoint of reducing residual stress and reducing yellowness. Among them, BPDA having a tonic structure exhibiting high chemical resistance, high Tg and low CTE, and tetracarboxylic dianhydride selected from the group consisting of 6FDA, ODPA, and CHDA having low yellowness and low birefringence. It is preferable to use a combination of and from the viewpoints of high chemical resistance, low residual stress, low yellowness, low birefringence, and improvement in total light transmittance.
中でも、上記効果に加えて、高伸度、耐薬品性の向上、及び、高ヤング率の観点から、BPDAに由来する部位が全酸二無水物由来の部位の20モル%以上であることが好ましく、50モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましく、100%であってもよい。 Among them, from the viewpoint of high elongation, improvement in chemical resistance, and high Young's modulus, in addition to the above effects, the site derived from BPDA is at least 20 mol% of the site derived from all acid dianhydrides. Preferably, it is more preferably 50 mol% or more, further preferably 80 mol% or more, and may be 100%.
<ジカルボン酸>
また、本実施の形態における樹脂前駆体は、性能を損なわない範囲で、上述のテトラカルボン酸二無水物に加えて、機械伸度の向上や、ガラス転移温度の向上、黄色度の低減といった性能を調整する目的で、ジカルボン酸を共重合させることによりポリアミド成分を導入することで、熱硬化膜をポリアミドイミドとすることもできる。そのようなジカルボン酸として、芳香環を有するジカルボン酸及び脂環式ジカルボン酸が挙げられ、特に、YI値の低減と全光線透過率の観点から、炭素数が8〜36の芳香族ジカルボン酸、及び炭素数が6〜34の脂環式ジカルボン酸からなる群から選択される少なくとも1つの化合物が好ましい。具体的には、イソフタル酸、テレフタル酸、4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ビフェニルジカルボン酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,3−ナフタレンジカルボン酸、1,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、4,4’−スルホニルビス安息香酸、3,4’−スルホニルビス安息香酸、3,3’−スルホニルビス安息香酸、4,4’−オキシビス安息香酸、3,4’−オキシビス安息香酸、3,3’−オキシビス安息香酸、2,2−ビス(4−カルボキシフェニル)プロパン、2,2−ビス(3−カルボキシフェニル)プロパン、2,2’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、3,3’−ジメチル−4,4’−ビフェニルジカルボン酸、2,2’−ジメチル−3,3’−ビフェニルジカルボン酸、9,9−ビス(4−(4−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−(3−カルボキシフェノキシ)フェニル)フルオレン、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)ビフェニル、3,3’−ビス(3―カルボキシフェノキシ)ビフェニル、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、4,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,4’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,3’−ビス(4−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、4,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,3’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−p−ターフェニル、3,4’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、3,3’−ビス(3−カルボキシフェノキシ)−m−ターフェニル、1,1−シクロブタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、1,2−シクロヘキサンジカルボン酸、4,4’−ベンゾフェノンジカルボン酸、1,3−フェニレン二酢酸、1,4−フェニレン二酢酸、及び、国際公開第2005/068535号パンフレットに記載の5−アミノイソフタル酸誘導体等が挙げられる。これらジカルボン酸をポリマーに実際に共重合させる場合には、塩化チオニル等から誘導される酸クロリド体や活性エステル体の形で使用してもよい。
<Dicarboxylic acid>
In addition, the resin precursor in the present embodiment, in addition to the above-mentioned tetracarboxylic dianhydride, as long as the performance is not impaired, improves the mechanical elongation, improves the glass transition temperature, and reduces the yellowness. The thermosetting film can be made into a polyamideimide by introducing a polyamide component by copolymerizing a dicarboxylic acid for the purpose of adjusting the temperature. Examples of such a dicarboxylic acid include a dicarboxylic acid having an aromatic ring and an alicyclic dicarboxylic acid, particularly, an aromatic dicarboxylic acid having 8 to 36 carbon atoms, from the viewpoint of reduction in YI value and total light transmittance. And at least one compound selected from the group consisting of alicyclic dicarboxylic acids having 6 to 34 carbon atoms. Specifically, isophthalic acid, terephthalic acid, 4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-biphenyldicarboxylic acid, 1,4-naphthalenedicarboxylic acid, 2,3- Naphthalenedicarboxylic acid, 1,5-naphthalenedicarboxylic acid, 2,6-naphthalenedicarboxylic acid, 4,4′-sulfonylbisbenzoic acid, 3,4′-sulfonylbisbenzoic acid, 3,3′-sulfonylbisbenzoic acid, 4,4'-oxybisbenzoic acid, 3,4'-oxybisbenzoic acid, 3,3'-oxybisbenzoic acid, 2,2-bis (4-carboxyphenyl) propane, 2,2-bis (3-carboxyphenyl ) Propane, 2,2′-dimethyl-4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenyldicarboxylic acid, 2,2′-dimethyl 3,3′-biphenyldicarboxylic acid, 9,9-bis (4- (4-carboxyphenoxy) phenyl) fluorene, 9,9-bis (4- (3-carboxyphenoxy) phenyl) fluorene, 4,4′- Bis (4-carboxyphenoxy) biphenyl, 4,4'-bis (3-carboxyphenoxy) biphenyl, 3,4'-bis (4-carboxyphenoxy) biphenyl, 3,4'-bis (3-carboxyphenoxy) biphenyl 3,3′-bis (4-carboxyphenoxy) biphenyl, 3,3′-bis (3-carboxyphenoxy) biphenyl, 4,4′-bis (4-carboxyphenoxy) -p-terphenyl, 4,4 '-Bis (4-carboxyphenoxy) -m-terphenyl, 3,4'-bis (4-carboxyphenoxy) -p-terphenyl 3,3'-bis (4-carboxyphenoxy) -p-terphenyl, 3,4'-bis (4-carboxyphenoxy) -m-terphenyl, 3,3'-bis (4-carboxyphenoxy) -m -Terphenyl, 4,4'-bis (3-carboxyphenoxy) -p-terphenyl, 4,4'-bis (3-carboxyphenoxy) -m-terphenyl, 3,4'-bis (3-carboxy) Phenoxy) -p-terphenyl, 3,3′-bis (3-carboxyphenoxy) -p-terphenyl, 3,4′-bis (3-carboxyphenoxy) -m-terphenyl, 3,3′-bis (3-carboxyphenoxy) -m-terphenyl, 1,1-cyclobutanedicarboxylic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 4,4′-ben Phenol Nji carboxylic acid, 1,3-phenylene diacetic acid, 1,4-phenylene diacetic acid, and include 5-aminoisophthalic acid derivatives such as described in WO 2005/068535 pamphlet. When these dicarboxylic acids are actually copolymerized into a polymer, they may be used in the form of an acid chloride derivative or an active ester derivative derived from thionyl chloride or the like.
これらの中でも、テレフタル酸がYI値の低減、Tgの向上の観点から特に好ましい。ジカルボン酸をテトラカルボン酸の代わりに使用する場合は、ジカルボン酸とテトラカルボン酸とを合わせた全体のモル数に対して、ジカルボン酸が50モル%以下であることが、耐薬品性の観点から好ましい。 Of these, terephthalic acid is particularly preferred from the viewpoint of reducing the YI value and improving Tg. When a dicarboxylic acid is used instead of a tetracarboxylic acid, the dicarboxylic acid content is preferably 50 mol% or less based on the total number of moles of the dicarboxylic acid and the tetracarboxylic acid, from the viewpoint of chemical resistance. preferable.
<ジアミン>
重合成分に含まれるジアミンは、一般式(1)で表されるジアミンを含む。一般式(1)で表されるジアミンは例えば後述のユニット1のジアミン由来部位を構成できる。樹脂前駆体において、一般式(1)で表されるジアミンに由来する部位は、ポリイミドフィルムの好適な黄色度、低複屈折、全光線透過率の向上、無機膜との間に生じる残留応力の低下、高Tg及び高破断強度を得る観点から、全ジアミン由来部位の20モル%以上であることが好ましく、50モル%以上であることがより好ましく、80モル%以上であることがさらに好ましい。
<Diamine>
The diamine contained in the polymerization component includes the diamine represented by the general formula (1). The diamine represented by the general formula (1) can constitute, for example, a diamine-derived site of unit 1 described below. In the resin precursor, the site derived from the diamine represented by the general formula (1) is suitable for the yellowness of the polyimide film, low birefringence, improvement of the total light transmittance, and residual stress generated between the polyimide film and the inorganic film. From the viewpoints of reduction, high Tg, and high breaking strength, it is preferably at least 20 mol%, more preferably at least 50 mol%, even more preferably at least 80 mol% of all diamine-derived sites.
また、ジアミンは、ケイ素数2〜100の二価のケイ素含有基を有するジアミン(以下、単にケイ素含有ジアミンとも記す)を含むことができる。ケイ素含有ジアミンとしては、例えば、下記一般式(9): Further, the diamine can include a diamine having a divalent silicon-containing group having 2 to 100 silicon atoms (hereinafter, also simply referred to as silicon-containing diamine). As the silicon-containing diamine, for example, the following general formula (9):
上記一般式(9)中のR2の好ましい構造として、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基及びフェニレン基等を挙げることができる。また、上記一般式(9)中のR3及びR4についての好適な例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基及びフェニル基等を挙げることができ、特に少なくとも一部がフェニル基であることが特に好ましい。 Preferred structures of R 2 in the general formula (9) include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group and a phenylene group. Preferable examples of R 3 and R 4 in the general formula (9) include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group and a phenyl group. Particularly preferred is a group.
上記一般式(9)で表される化合物としては、具体的には、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400)、X22−9409(数平均分子量1300))、両末端アミノ変性ジメチルシリコーン(信越化学社製:X22−161A(数平均分子量1600)、X22−161B(数平均分子量3000)、KF8021(数平均分子量4400)、東レダウコーニング製:BY16−835U(数平均分子量900)チッソ社製:サイラプレーンFM3311(数平均分子量1000))等が挙がられる。これらの中で、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイルが、耐薬品性向上及びTgの向上の観点から特に好ましい。 Specific examples of the compound represented by the general formula (9) include amine-modified methylphenylsilicone oil at both ends (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-1660B-3 (number average molecular weight 4400), X22-9409 (number Average molecular weight 1300)), amino-modified dimethyl silicone at both terminals (Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-161A (number average molecular weight 1600), X22-161B (number average molecular weight 3000), KF8021 (number average molecular weight 4400), manufactured by Toray Dow Corning : BY16-835U (number average molecular weight 900) manufactured by Chisso Corporation: Thyraplane FM3311 (number average molecular weight 1000). Among these, a methylphenyl silicone oil modified at both ends with amines is particularly preferable from the viewpoint of improving chemical resistance and Tg.
加えて、ジアミンは、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(以下、TFMBとも記す)、4,4’−(又は3,4’−、3,3’−、2,4’−)ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−(又は3,3’−)ジアミノジフェニルスルフォン、4,4’−(又は3,3’−)ジアミノジフェニルスルフィド、4,4’−ベンゾフェノンジアミン、3,3’−ベンゾフェノンジアミン、4,4’−ジ(4−アミノフェノキシ)フェニルスルフォン、4,4’−ジ(3−アミノフェノキシ)フェニルスルフォン、4,4’−ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2−ビス{4−(4−アミノフェノキシ)フェニル}プロパン、3,3’,5,5’−テトラメチル−4,4’−ジアミノジフェニルメタン、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)プロパン、2,2’,6,6’−テトラメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、2,2’,6,6’−テトラトリフルオロメチル−4,4’−ジアミノビフェニル、ビス{(4−アミノフェニル)−2−プロピル}1,4−ベンゼン、9,9−ビス(4−アミノフェニル)フルオレン、9,9−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)フルオレン、3,3’−ジメチルベンチジン、3,3’−ジメトキシベンチジン及び3,5−ジアミノ安息香酸等、2,6−ジアミノピリジン、2,4−ジアミノピリジン、ビス(4−アミノフェニル−2−プロピル)−1,4−ベンゼン、3,3’−ビス(トリフルオロメチル)−4,4’−ジアミノビフェニル(3,3’−TFDB)、2,2’−ビス[3(3−アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン(3−BDAF)、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(4−BDAF)、2,2’−ビス(3−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(3,3’−6F)、並びに、2,2’−ビス(4−アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン(4,4’−6F)からなる群から選ばれる1種以上を含んでもよい。これらジアミンは後述のユニット3のジアミン由来部位を構成できる。これらの中でも、1,4−シクロヘキサンジアミン、及びTFMBが、黄色度の低下、CTEの低下、YI値の低減の観点から最も好ましい。 In addition, diamines include 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine (hereinafter, also referred to as TFMB), 4,4'- (or 3,4'-, 3,3'-, 2,4'-). ) Diaminodiphenyl ether, 4,4 ′-(or 3,3 ′-) diaminodiphenylsulfone, 4,4 ′-(or 3,3 ′-) diaminodiphenylsulfide, 4,4′-benzophenonediamine, 3,3 ′ -Benzophenonediamine, 4,4'-di (4-aminophenoxy) phenylsulfone, 4,4'-di (3-aminophenoxy) phenylsulfone, 4,4'-bis (4-aminophenoxy) biphenyl, 1, 4-bis (4-aminophenoxy) benzene, 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene, 2,2-bis {4- (4-aminophenoxy) phenyl} Bread, 3,3 ', 5,5'-tetramethyl-4,4'-diaminodiphenylmethane, 2,2'-bis (4-aminophenyl) propane, 2,2', 6,6'-tetramethyl- 4,4′-diaminobiphenyl, 2,2 ′, 6,6′-tetratrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl, bis {(4-aminophenyl) -2-propyl} 1,4-benzene, 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene, 9,9-bis (4-aminophenoxyphenyl) fluorene, 3,3′-dimethylbenzidine, 3,3′-dimethoxybenzidine and 3,5-diamino 2,6-diaminopyridine, 2,4-diaminopyridine, bis (4-aminophenyl-2-propyl) -1,4-benzene, 3,3′-bis (trifluoromethyl -4,4'-diaminobiphenyl (3,3'-TFDB), 2,2'-bis [3 (3-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane (3-BDAF), 2,2'-bis [4 (4-aminophenoxy) phenyl] hexafluoropropane (4-BDAF), 2,2′-bis (3-aminophenyl) hexafluoropropane (3,3′-6F), and 2,2′-bis ( It may contain one or more members selected from the group consisting of 4-aminophenyl) hexafluoropropane (4,4′-6F). These diamines can constitute a diamine-derived site of the unit 3 described later. Among these, 1,4-cyclohexanediamine and TFMB are the most preferable from the viewpoint of a decrease in yellowness, a decrease in CTE, and a decrease in YI value.
樹脂前駆体は、より好ましくは、以下のユニット1及びユニット2を含む。
ユニット1は、少なくとも下記一般式(4);
で表される構造を有し、
該ユニット2は、下記一般式(5):
Unit 1 has at least the following general formula (4);
Having a structure represented by
The unit 2 has the following general formula (5):
一般式(4)及び(6)において、ジアミン由来部位は、例えば4,4−(ジアミノジフェニル)スルホン、3,4−(ジアミノジフェニル)スルホン、及び3,3−(ジアミノジフェニル)スルホンからなる群から選ばれる一つ以上のジアミンに由来することができる。一般式(4)及び(5)において、酸無水物由来部位は、それぞれ、四価の有機基X1(X1は上記定義の通り)を有する酸二無水物、及び四価の有機基X2(X2は上記定義の通り)を有する酸二無水物、に由来する。一般式(5)で表される構造におけるジアミン由来部位は、一般式(9)で表されるジアミノ(ポリ)シロキサンに由来する。 In the general formulas (4) and (6), the diamine-derived site is, for example, a group consisting of 4,4- (diaminodiphenyl) sulfone, 3,4- (diaminodiphenyl) sulfone, and 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone. From one or more diamines selected from In the general formulas (4) and (5), the acid anhydride-derived sites are respectively an acid dianhydride having a tetravalent organic group X 1 (X 1 is as defined above) and a tetravalent organic group X 2 (X 2 is as defined above). The diamine-derived site in the structure represented by the general formula (5) is derived from diamino (poly) siloxane represented by the general formula (9).
ユニット1及びユニット2は、耐熱性、YI値の低減と全光線透過率の観点から、
ピロメリット酸二無水物(PMDA)及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と、
4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物(CHDA)、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(DSDA)、4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(TAHQ)、及び9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(BPAF)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と
の組み合わせである部位を、ユニット1及びユニット2の酸二無水物由来部位の総量基準で、好ましくは60モル%以上、より好ましくは65モル%以上、更に好ましくは70モル%以上の量での量で含む。
Unit 1 and Unit 2 are heat-resistant, from the viewpoint of reduction of YI value and total light transmittance,
A site derived from one or more selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride (PMDA) and biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA);
4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (6FDA), cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride ( CHDA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (DSDA), 4,4'-biphenylbis (trimellitic acid monoester anhydride) (TAHQ), and 9,9 A site which is a combination with a site derived from one or more selected from the group consisting of '-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride (BPAF), It is preferably contained in an amount of 60 mol% or more, more preferably 65 mol% or more, and still more preferably 70 mol% or more, based on the total amount of the origin site.
本実施の形態に係る樹脂前駆体においては、ユニット1及びユニット2の合計質量が、樹脂前駆体の総質量基準で、30質量%以上であることが、YI値の低減、複屈折率の低減、Tgの向上の観点から好ましく、更に、70質量%以上が、複屈折率の低減の観点から好ましい。最も好ましくは100質量%である。 In the resin precursor according to the present embodiment, the total mass of the units 1 and 2 is 30% by mass or more based on the total mass of the resin precursor, which reduces the YI value and the birefringence. , And Tg, and more preferably 70% by mass or more from the viewpoint of reducing the birefringence. Most preferably, it is 100% by mass.
また、本実施の形態に係る樹脂前駆体は、必要に応じて、性能を損なわない範囲で、下記一般式(7):
ユニット3は、ジアミン由来部位が、4,4−DAS、3,4−DAS、3,3−DAS、及びケイ素含有ジアミンからなる群から選ばれる化合物以外のジアミンに由来する部位であるような構造である。 Unit 3 has a structure in which the diamine-derived site is a site derived from a diamine other than a compound selected from the group consisting of 4,4-DAS, 3,4-DAS, 3,3-DAS, and a silicon-containing diamine. It is.
ユニット3において、R1は、好ましくは水素原子であり。またX3は、耐熱性、YI値の低減と全光線透過率の観点から、好ましくは二価の芳香族基又は脂環式基である。またX4は、耐熱性、YI値の低減と全光線透過率の観点から、好ましくは二価の芳香族基又は脂環式基である。中でも、X3は、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジンからアミノ基を除いた構造である残基であることが好ましい。有機基X1、X2及びX4は、互いに、同一でもよく、異なっていてもよい。 In the unit 3, R 1 is preferably a hydrogen atom. X 3 is preferably a divalent aromatic group or an alicyclic group from the viewpoints of heat resistance, reduction of YI value and total light transmittance. X 4 is preferably a divalent aromatic group or an alicyclic group from the viewpoints of heat resistance, reduction of YI value and total light transmittance. Among them, X 3 is preferably a residue having a structure obtained by removing an amino group from 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine. The organic groups X 1 , X 2 and X 4 may be the same or different from each other.
本実施の形態に係る樹脂前駆体におけるユニット3の質量割合は、全樹脂構造中の80質量%以下、好ましくは70質量%以下であることが、YI値と全光線透過率の酸素依存性の低下の観点から好ましい。 The mass ratio of the unit 3 in the resin precursor according to the present embodiment is not more than 80% by mass, preferably not more than 70% by mass in the total resin structure, and is dependent on the oxygen dependence of the YI value and the total light transmittance. It is preferable from the viewpoint of reduction.
本実施の形態に係る樹脂前駆体は、該樹脂前駆体を不活性雰囲気下(例えば窒素又はアルゴンの雰囲気下)300〜500℃で加熱硬化させて得られる樹脂、又は該樹脂前駆体を不活性雰囲気下で350℃で加熱硬化させて得られる樹脂が、−150℃〜0℃の領域の少なくとも1つのガラス転移温度及び150℃〜380℃の領域の少なくとも1つのガラス転移温度を有し、かつ0℃より大きく150℃より小さい領域においてガラス転移温度を有さないことが好ましい。−150℃〜0℃の領域と、150℃〜380℃の領域とにガラス転移温度が存在することは、残留応力と、全光線透過率とのバランスを良好にする観点で好ましい。耐熱性の観点から、150℃〜380℃の領域にあるガラス転移温度は、200〜380℃の領域にあることがより好ましく、250〜380℃の領域にあることがさらに好ましい。樹脂前駆体が、後述のブロック1及びブロック2を有することは、このような樹脂前駆体の形成において有利である。 The resin precursor according to the present embodiment is obtained by heating and curing the resin precursor at 300 to 500 ° C. under an inert atmosphere (for example, under an atmosphere of nitrogen or argon) or an inert resin. A resin obtained by heating and curing at 350 ° C. in an atmosphere has at least one glass transition temperature in a region of −150 ° C. to 0 ° C. and at least one glass transition temperature in a region of 150 ° C. to 380 ° C .; It is preferable not to have a glass transition temperature in a region larger than 0 ° C. and smaller than 150 ° C. It is preferable that the glass transition temperature exists between the region of −150 ° C. to 0 ° C. and the region of 150 ° C. to 380 ° C. from the viewpoint of improving the balance between the residual stress and the total light transmittance. From the viewpoint of heat resistance, the glass transition temperature in the range of 150 to 380 ° C is more preferably in the range of 200 to 380 ° C, and still more preferably in the range of 250 to 380 ° C. The fact that the resin precursor has blocks 1 and 2 described below is advantageous in forming such a resin precursor.
本実施の形態に係る樹脂前駆体は、ユニット1を主とするブロック1、及びユニット2を主とするブロック2で構成されることが、耐熱性を向上する観点から好ましい。更に、樹脂前駆体は、前述のユニット3をブロック1に含んでいてもよい。これらのブロックは高分子鎖の中で交互でも順列に結合していてもよい。 The resin precursor according to the present embodiment is preferably composed of a block 1 mainly composed of the unit 1 and a block 2 mainly composed of the unit 2 from the viewpoint of improving heat resistance. Further, the resin precursor may include the unit 3 described above in the block 1. These blocks may be connected alternately or in a permutation in the polymer chain.
上述のブロック1は、本実施の形態の樹脂前駆体を加熱硬化させて得られるポリイミドにおいて、150〜380℃の範囲にTgを発現させるのに寄与する。従って、ブロック1は、上述のユニット1の繰り返しのみからなるブロックであることが好ましいが、目的とするTgを発現させることができる範囲において、該ユニット1以外のユニット3を含むことを排除しない。 The above-described block 1 contributes to the development of Tg in the range of 150 to 380 ° C in the polyimide obtained by heating and curing the resin precursor of the present embodiment. Therefore, it is preferable that the block 1 is a block consisting only of the repetition of the above-described unit 1. However, it does not exclude the inclusion of the unit 3 other than the unit 1 as long as the target Tg can be expressed.
同様に、上述のブロック2は、本実施の形態の樹脂前駆体を加熱硬化させて得られるポリイミドにおいて、−150〜0℃の範囲にTgを発現させるのに寄与する。従って、ブロック2は、上述のユニット2の繰り返しのみからなるブロックであることが好ましいが、目的とするTgを発現させることができる範囲において、該ユニット2以外のユニットを含むことを排除しない。 Similarly, the above-mentioned block 2 contributes to expressing Tg in the range of −150 to 0 ° C. in the polyimide obtained by heating and curing the resin precursor of the present embodiment. Therefore, it is preferable that the block 2 is a block consisting only of the repetition of the above-described unit 2, but it does not exclude the inclusion of a unit other than the unit 2 as long as the target Tg can be expressed.
ブロック1及びブロック2を有する樹脂前駆体において、ブロック1におけるユニット1及びユニット3の繰り返し数の和は、平均で、2〜500が好ましく、5〜300がより好ましく、10〜200が最も好ましい。また、ブロック2におけるユニット2の繰り返し数は、1分子あたりの平均で、1.1〜300が好ましく、1.1〜200がより好ましく、1.2〜100が最も好ましい。ブロック1におけるユニット1及びユニット3の繰り返し数の和が500以下で、かつ、ブロック2におけるユニット2の繰り返し数が300以下であることにより、該樹脂前駆体の溶媒に対する溶解性が良好となり好ましい。 In the resin precursor having block 1 and block 2, the sum of the number of repetitions of units 1 and 3 in block 1 is preferably 2 to 500, more preferably 5 to 300, and most preferably 10 to 200 on average. The number of repetitions of the unit 2 in the block 2 is preferably 1.1 to 300, more preferably 1.1 to 200, and most preferably 1.2 to 100, per molecule. When the sum of the number of repetitions of the units 1 and 3 in the block 1 is 500 or less and the number of repetitions of the unit 2 in the block 2 is 300 or less, the solubility of the resin precursor in the solvent is good, which is preferable.
ブロック1におけるユニット1及びユニット3の繰り返し数の和をブロック2におけるユニット2の繰り返し数で割った値で定義される比(以下、ユニット比とも記す)は、使用する原料の種類や分子量にもよるが、0.5〜100であることが好ましく、10〜50であることがより好ましい。前述のように、ブロック1及びブロック2を有する樹脂前駆体の硬化物であるポリイミドは、ブロック1に由来するガラス転移温度を150℃から380℃の領域Aに有し、ブロック2に由来するガラス転移温度を−150℃から0℃の領域Bに有し、該領域Aと該領域Bとの間の領域Cにはガラス転移温度を有さないという利点を有することができる。上述のユニット比の値が0.5以上である場合、硬化後のポリイミド樹脂の耐熱性が充分なものとなり好ましい。また100以下である場合、残留応力を低くすることができ好ましい。 The ratio defined by the sum of the number of repetitions of units 1 and 3 in block 1 divided by the number of repetitions of unit 2 in block 2 (hereinafter also referred to as unit ratio) depends on the type and molecular weight of the raw materials used. However, it is preferably 0.5 to 100, and more preferably 10 to 50. As described above, the polyimide which is a cured product of the resin precursor having the blocks 1 and 2 has the glass transition temperature derived from the block 1 in the region A of 150 ° C. to 380 ° C., and the glass derived from the block 2 It may have the advantage that it has a transition temperature in the region B from -150 ° C to 0 ° C, and the region C between the region A and the region B does not have a glass transition temperature. When the value of the unit ratio is 0.5 or more, the heat resistance of the cured polyimide resin is sufficient, which is preferable. When the ratio is 100 or less, the residual stress can be reduced, which is preferable.
一方、重合成分におけるケイ素基含有化合物として、高分子量シリコーン化合物(具体的には、平均分子量3000以上のシリコーン化合物)を用いる場合、上記のようなブロック共重合体を形成しなくても、得られるポリイミドが高いガラス転移温度を維持しつつ、無機膜との低い残留応力を発現しうる。高分子量のシリコーン化合物によれば、シリコーン単位自体が長鎖シロキサン構造をとっており、上記ブロック構造と同じ働きをすると考えられるからである。ここでシリコーン化合物が高分子量の場合、官能基濃度が低下するため、仕込みモル数が少なくても、上記高ガラス転移温度と低残留応力を発現しうる。 On the other hand, when a high molecular weight silicone compound (specifically, a silicone compound having an average molecular weight of 3000 or more) is used as the silicon group-containing compound in the polymerization component, it can be obtained without forming a block copolymer as described above. Polyimide can develop a low residual stress with the inorganic film while maintaining a high glass transition temperature. This is because, according to the high molecular weight silicone compound, the silicone unit itself has a long-chain siloxane structure and is considered to have the same function as the block structure. Here, when the silicone compound has a high molecular weight, the functional group concentration is reduced, so that even if the number of moles charged is small, the above high glass transition temperature and low residual stress can be exhibited.
例えば、高分子量シリコーン化合物がジアミンである場合には、樹脂前駆体は、(ジアミノジフェニル)スルホン由来の一般式(4)のユニット1とシリコーンジアミン由来の一般式(5)のユニット2との共重合体に加え、単独の(すなわちユニット2が共重合していない)ユニット1のポリイミド前駆体が存在するようなポリイミド前駆体混合物、すなわち、ブレンド物が生成する。 For example, when the high-molecular-weight silicone compound is a diamine, the resin precursor is formed by the combination of a unit 1 of the general formula (4) derived from (diaminodiphenyl) sulfone and a unit 2 of the general formula (5) derived from silicone diamine. A polyimide precursor mixture, ie, a blend, is formed in which there is a single (i.e., unit 2 is not copolymerized) polyimide precursor of unit 1 in addition to the polymer.
従って、本開示は、上述した本実施の形態の樹脂前駆体と、追加の樹脂前駆体(例えば上記のユニット1単独のポリイミド前駆体)とを含む前駆体混合物もまた包含する。ここで、該ユニット1単独のポリイミド前駆体の具体例としては、下記一般式(8): Accordingly, the present disclosure also includes a precursor mixture including the resin precursor of the present embodiment described above and an additional resin precursor (for example, the polyimide precursor of the unit 1 alone). Here, as a specific example of the polyimide precursor of the unit 1 alone, the following general formula (8):
一方、高分子量シリコーン化合物がジアミン以外である場合の例は、例えば、一般式(3)においてL1、L2、及びL3が、それぞれ独立に、酸無水物基、カルボキシル基、酸エステル基、酸ハライド基、ヒドロキシ基、エポキシ基、又はメルカプト基であるようなシリコーン化合物である。 On the other hand, when the high molecular weight silicone compound is other than a diamine, for example, L 1 , L 2 , and L 3 in the general formula (3) each independently represent an acid anhydride group, a carboxyl group, or an acid ester group. , An acid halide group, a hydroxy group, an epoxy group, or a mercapto group.
本実施の形態に係る樹脂前駆体において重合成分が高分子量シリコーン化合物を含む場合、該樹脂前駆体の硬化物であるポリイミドは、150℃〜380℃の領域におけるガラス転移温度を高く維持したままで、無機膜との間の残留応力を著しく低減できるという特異な特性を達成しうる。 When the polymer component in the resin precursor according to the present embodiment contains a high-molecular-weight silicone compound, the polyimide, which is a cured product of the resin precursor, maintains a high glass transition temperature in the region of 150 ° C to 380 ° C. In addition, the unique characteristic that the residual stress between the inorganic film and the inorganic film can be significantly reduced can be achieved.
本実施の形態に係る樹脂前駆体の数平均分子量は、3000〜1000000であることが好ましく、より好ましくは5000〜500000、さらに好ましくは7000〜300000、特に好ましくは10000〜250000である。該分子量が3000以上であることが、耐熱性や強度(例えば強伸度)を良好に得る観点で好ましく、1000000以下であることが、溶媒への溶解性を良好に得る観点、塗工等の加工の際に所望する膜厚にて滲み無く塗工できる観点で好ましい。高い機械伸度を得る観点からは、分子量は50000以上であることが好ましい。本開示で、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィを用い、標準ポリスチレン換算にて求められる値である。 The number average molecular weight of the resin precursor according to the present embodiment is preferably 3,000 to 1,000,000, more preferably 5,000 to 500,000, further preferably 7000 to 300,000, and particularly preferably 10,000 to 250,000. It is preferable that the molecular weight is 3,000 or more from the viewpoint of obtaining good heat resistance and strength (for example, high elongation), and it is preferable that the molecular weight be 1,000,000 or less, from the viewpoint of obtaining good solubility in a solvent, coating and the like. It is preferable from the viewpoint that a desired film thickness can be applied without bleeding during processing. From the viewpoint of obtaining high mechanical elongation, the molecular weight is preferably 50,000 or more. In the present disclosure, the number average molecular weight is a value determined by gel permeation chromatography in terms of standard polystyrene.
好ましい態様において、樹脂前駆体は、一部イミド化されていてもよい。 In a preferred embodiment, the resin precursor may be partially imidized.
本実施の形態の樹脂前駆体は、無色透明ポリイミド基板上にTFT素子装置を備えたディスプレイ製造工程に耐えうる耐熱性として高温側のガラス転移温度が150℃〜380℃を有し、かつ、無機膜との間の残留応力が10μm膜厚で25MPa以下であるようなポリイミド樹脂を形成しうる。また、より好適な態様においては、樹脂前駆体は、ガラス転移温度が240℃〜380℃で無機膜との間の残留応力が10μm膜厚で20MPa以下であるようなポリイミド樹脂を形成しうる。ポリイミド樹脂において、−150〜0℃にガラス転移温度が存在する場合、この温度は室温以下であるために、実際のディスプレイ製造工程で必要とされる耐熱性には影響を与えない。 The resin precursor of this embodiment has a glass transition temperature on the high temperature side of 150 ° C. to 380 ° C. as heat resistance that can withstand a display manufacturing process including a TFT element device on a colorless and transparent polyimide substrate, and has an inorganic property. It is possible to form a polyimide resin having a residual stress between the film and a film having a thickness of 10 μm and 25 MPa or less. In a more preferred embodiment, the resin precursor can form a polyimide resin having a glass transition temperature of 240 ° C. to 380 ° C. and a residual stress between the inorganic film and the inorganic film of 10 μm and 20 MPa or less. If the polyimide resin has a glass transition temperature between -150 and 0 ° C., since this temperature is below room temperature, it does not affect the heat resistance required in the actual display manufacturing process.
また、好ましい態様において、樹脂前駆体は以下の特性を有する。
樹脂前駆体を溶媒(たとえば、N−メチル−2−ピロリドン)に溶解して得られる溶液を支持体の表面に展開した後、該溶液を窒素雰囲気下300〜500℃(例えば350℃)で加熱(例えば1時間)することによって該樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂において、20μm膜厚での黄色度が7以下である。
樹脂前駆体を溶媒(たとえば、N−メチル−2−ピロリドン)に溶解して得られる溶液を支持体の表面に展開した後、該溶液を窒素雰囲気下300〜500℃(例えば350℃)で加熱(例えば1時間)することによって該樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂において、10μm膜厚での残留応力が25MPa以下である。
In a preferred embodiment, the resin precursor has the following characteristics.
After a solution obtained by dissolving the resin precursor in a solvent (eg, N-methyl-2-pyrrolidone) is developed on the surface of the support, the solution is heated at 300 to 500 ° C. (eg, 350 ° C.) in a nitrogen atmosphere. (For example, for 1 hour), the resin obtained by imidizing the resin precursor has a yellowness of 7 or less at a thickness of 20 μm.
After a solution obtained by dissolving the resin precursor in a solvent (eg, N-methyl-2-pyrrolidone) is developed on the surface of the support, the solution is heated at 300 to 500 ° C. (eg, 350 ° C.) in a nitrogen atmosphere. (For example, 1 hour), the resin obtained by imidizing the resin precursor has a residual stress of 25 MPa or less at a film thickness of 10 μm.
<樹脂前駆体の製造>
次に本実施の形態に係る樹脂前駆体の合成方法に関して説明する。例えば、本実施の形態に係る樹脂前駆体が前述のブロック1及びブロック2のような2つのブロックから構成されている場合、各ブロックに対応するポリイミド前駆体を別々に調製しておき、その後で両者を混合し、縮合反応に付すことにより、本実施の形態に係る樹脂前駆体を得ることができる。ここで両ブロックを縮合反応に付すことができるように、片方のブロックのポリイミド前駆体の末端基をカルボン酸にした場合には、他方のブロックのポリイミド前駆体の末端基はアミノ基になるようにする等、それぞれ原料のモル比、例えばテトラカルボン酸二無水物及びジアミンのモル比を調節する。この方法では、より好ましい完全なブロック性を有するポリイミド前駆体を合成することができる。
<Production of resin precursor>
Next, a method for synthesizing the resin precursor according to the present embodiment will be described. For example, when the resin precursor according to the present embodiment is composed of two blocks such as the above-described block 1 and block 2, polyimide precursors corresponding to each block are separately prepared, and thereafter, By mixing them and subjecting them to a condensation reaction, the resin precursor according to the present embodiment can be obtained. Here, so that both blocks can be subjected to the condensation reaction, when the terminal group of the polyimide precursor of one block is a carboxylic acid, the terminal group of the polyimide precursor of the other block is an amino group. For example, the molar ratio of the raw materials, for example, the molar ratio of tetracarboxylic dianhydride and diamine is adjusted. According to this method, a more preferable polyimide precursor having complete blocking properties can be synthesized.
一方、重合原料であるテトラカルボン酸二無水物がブロック1とブロック2との間で共通であり、ブロック1の原料として芳香族ジアミンを使い、ブロック2の原料として反応性が高いケイ素含有ジアミンを用いる場合には、両ジアミンの反応性差を利用した合成法が可能になる場合がある。例えば、あらかじめ調製したテトラカルボン酸ニ無水物に、芳香族ジアミンとケイ素含有ジアミンとを同時に加え、縮合反応に付すことによりある程度のブロック性を有するポリイミド前駆体を製造することができる。この方法では、完全なブロック性を有するブロック性ポリイミド前駆体を合成することはできないが、ブロック性を有するポリイミド前駆体を合成することができる。ここでブロック性を有するとは、加熱硬化後のポリイミド樹脂において、各ブロックに対応するガラス転移温度が観測されること、例えば、ポリイミド樹脂が、前述した領域Aと領域Bのそれぞれに4,4−(ジアミノジフェニル)スルホン、3,4−(ジアミノジフェニル)スルホン及び3,3−(ジアミノジフェニル)スルホンからなる群から選ばれる1つ以上とテトラカルボン酸無水物の重縮合体に由来するブロック1のガラス転移温度と、ケイ素含有ジアミンとテトラカルボン酸無水物との重縮合体に由来するブロック2のガラス転移温度とを、それぞれ示すことをいう。 On the other hand, the tetracarboxylic dianhydride as a polymerization raw material is common between the block 1 and the block 2, and an aromatic diamine is used as a raw material of the block 1, and a highly reactive silicon-containing diamine is used as a raw material of the block 2. When used, a synthesis method utilizing the difference in reactivity between the two diamines may be possible. For example, an aromatic diamine and a silicon-containing diamine are simultaneously added to a tetracarboxylic dianhydride prepared in advance and subjected to a condensation reaction to produce a polyimide precursor having a certain degree of blockability. In this method, a blockable polyimide precursor having complete blockability cannot be synthesized, but a blockable polyimide precursor can be synthesized. Here, having the block property means that a glass transition temperature corresponding to each block is observed in the polyimide resin after heat curing. For example, the polyimide resin has 4,4 in each of the above-described regions A and B. Block 1 derived from a polycondensate of one or more selected from the group consisting of-(diaminodiphenyl) sulfone, 3,4- (diaminodiphenyl) sulfone, and 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone and tetracarboxylic anhydride And the glass transition temperature of the block 2 derived from the polycondensate of the silicon-containing diamine and the tetracarboxylic anhydride.
上述のように、本実施の形態に係る樹脂前駆体は、該樹脂前駆体を加熱硬化させて得られるポリイミド樹脂が、高温側の領域Aと低温側の領域Bとにそれぞれガラス転移温度が認められる程度のブロック性を有することが有利であるが、この利点は、ポリイミド樹脂が完全なブロック性を有さなくても得ることが可能である。また、ブロック1及び2を有する樹脂前駆体による前述の利点は、該領域Aと該領域Bとの間の領域Cにガラス転移温度が認められなければ、ブロック1及びブロック2以外のユニットを含有していても得ることが可能である。 As described above, in the resin precursor according to the present embodiment, the polyimide resin obtained by heating and curing the resin precursor has glass transition temperatures in the high-temperature region A and the low-temperature region B, respectively. It is advantageous to have a certain degree of blocking, but this advantage can be obtained even if the polyimide resin does not have complete blocking. The above-mentioned advantage of the resin precursor having the blocks 1 and 2 is that if a glass transition temperature is not observed in the region C between the region A and the region B, a unit other than the blocks 1 and 2 is contained. It is possible to get it even if you do.
また、上述のようなポリアミド酸に、N,N−ジメチルホルムアミドジメチルアセタール又はN,N−ジメチルホルムアミドジエチルアセタールを加えて加熱することで、カルボン酸の一部、又は全部をエステル化することにより、樹脂前駆体と溶媒とを含む溶液の、室温保管時の粘度安定性を向上することもできる。これらエステル変性ポリアミド酸は、他に、上述のテトラカルボン酸無水物を予め酸無水物基に対して1当量の1価のアルコールと反応させた後、塩化チオニルやジシクロヘキシルカルボジイミド等の脱水縮合剤と反応させた後、ジアミンと縮合反応させることでも得ることができる。 Further, by adding N, N-dimethylformamide dimethyl acetal or N, N-dimethylformamide diethyl acetal to the above-mentioned polyamic acid and heating, a part or all of the carboxylic acid is esterified, The viscosity stability of the solution containing the resin precursor and the solvent when stored at room temperature can also be improved. These ester-modified polyamic acids are prepared by reacting the above-mentioned tetracarboxylic anhydride with one equivalent of a monohydric alcohol based on an acid anhydride group in advance, and then reacting with a dehydrating condensing agent such as thionyl chloride or dicyclohexylcarbodiimide. After the reaction, it can also be obtained by a condensation reaction with a diamine.
<樹脂組成物>
本発明の別の態様は、前述した樹脂前駆体又は前駆体混合物と、溶媒とを含有する、樹脂組成物を提供する。樹脂組成物は、典型的にはワニスである。
<Resin composition>
Another embodiment of the present invention provides a resin composition containing the above-described resin precursor or precursor mixture, and a solvent. The resin composition is typically a varnish.
より好ましい態様としては、樹脂組成物は、カルボン酸成分及びジアミン成分を、溶媒、例えば有機溶媒に溶解して反応させ、樹脂前駆体の一態様であるポリアミド酸及び溶媒を含有するポリアミド酸溶液として製造することができる。ここで、反応時の条件は、特に限定されないが、例えば、反応温度は−20〜150℃、反応時間は2〜48時間である。ケイ素基含有化合物の反応を十分に進めるために、120℃で30分程度の加熱が好ましい。また、反応時、アルゴンや窒素等の不活性雰囲気であることが好ましい。 As a more preferred embodiment, the resin composition is prepared by dissolving a carboxylic acid component and a diamine component in a solvent, for example, an organic solvent, and reacting the solution to obtain a polyamic acid solution containing a polyamic acid which is one embodiment of a resin precursor and a solvent. Can be manufactured. Here, the conditions during the reaction are not particularly limited. For example, the reaction temperature is −20 to 150 ° C., and the reaction time is 2 to 48 hours. In order to sufficiently promote the reaction of the silicon group-containing compound, heating at 120 ° C. for about 30 minutes is preferable. During the reaction, it is preferable to use an inert atmosphere such as argon or nitrogen.
また、溶媒は、ポリアミド酸を溶解する溶媒であれば、特に限定されない。公知の反応溶媒として、ジメチレングリコールジメチルエーテル(DMDG)、m−クレゾール、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、ジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルアセトアミド(DMAc)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、アセトン、ジエチルアセテート、エクアミドM100(商品名:出光興産社製)及びエクアミドB100(商品名:出光興産社製)から選ばれる1種以上の極性溶媒が有用である。このうち、好ましくは、NMP、DMAc、エクアミドM100及びエクアミドB100である。その他、テトラヒドロフラン(THF)、クロロホルムのような低沸点溶液、又は、γ−ブチロラクトンのような低吸収性溶媒を用いてもよい。 The solvent is not particularly limited as long as the solvent dissolves the polyamic acid. Known reaction solvents include dimethylene glycol dimethyl ether (DMDG), m-cresol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), dimethylformamide (DMF), dimethylacetamide (DMAc), dimethylsulfoxide (DMSO), acetone, diethyl One or more polar solvents selected from acetate, equamid M100 (trade name: manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) and equamid B100 (trade name: manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.) are useful. Of these, NMP, DMAc, equamid M100 and equamid B100 are preferred. In addition, a low-boiling solution such as tetrahydrofuran (THF) or chloroform, or a low-absorbing solvent such as γ-butyrolactone may be used.
また、本発明の樹脂組成物においては、得られるポリイミドがTFT等の素子を形成する際に、支持体と十分な密着性とを与えるために、樹脂前駆体100質量%に対してアルコキシシラン化合物を0.01〜2質量%を含有するような組成が好ましい。 Further, in the resin composition of the present invention, when the obtained polyimide forms an element such as a TFT, the alkoxysilane compound is used with respect to 100% by mass of the resin precursor in order to give sufficient adhesion to a support. Is preferably a composition containing from 0.01 to 2% by mass.
樹脂前駆体100質量%に対して、アルコキシシラン化合物の含有量が0.01質量%以上であることで、支持体との良好な密着性を得ることができ、またアルコキシシラン化合物の含有量が2質量%以下であることが、樹脂組成物の保存安定性の観点から好ましい。アルコキシシラン化合物の含有量は、樹脂前駆体に対して、0.02〜2質量%であることがより好ましく、0.05〜1質量%であることがさらに好ましく、0.05〜0.5質量%であることがさらに好ましく、0.1〜0.5質量%であることが特に好ましい。 When the content of the alkoxysilane compound is 0.01% by mass or more based on 100% by mass of the resin precursor, good adhesion to the support can be obtained, and the content of the alkoxysilane compound can be reduced. It is preferable that the content is 2% by mass or less from the viewpoint of storage stability of the resin composition. The content of the alkoxysilane compound is more preferably from 0.02 to 2% by mass, still more preferably from 0.05 to 1% by mass, and more preferably from 0.05 to 0.5% by mass, based on the resin precursor. %, More preferably 0.1 to 0.5% by mass.
アルコキシシラン化合物としては、3−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ビス(2−ヒドロキシエチル)−3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリブトキシシラン、γ−アミノエチルトリエトキシシラン、γ−アミノエチルトリメトキシシラン、γ−アミノエチルトリプロポキシシラン、γ−アミノエチルトリブトキシシラン、γ−アミノブチルトリエトキシシラン、γ−アミノブチルトリメトキシシラン、γ−アミノブチルトリプロポキシシラン、γ−アミノブチルトリブトキシシラン、等が挙げられ、また、これらは2種以上を併用して用いてもよい。 Examples of the alkoxysilane compound include 3-ureidopropyltriethoxysilane, bis (2-hydroxyethyl) -3-aminopropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and γ-aminopropyltriethoxysilane. Ethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltripropoxysilane, γ-aminopropyltributoxysilane, γ-aminoethyltriethoxysilane, γ-aminoethyltrimethoxysilane, γ-aminoethyltripropoxysilane , Γ-aminoethyltributoxysilane, γ-aminobutyltriethoxysilane, γ-aminobutyltrimethoxysilane, γ-aminobutyltripropoxysilane, γ-aminobutyltributoxysilane, and the like. These may be used in combination of two or more.
上述のワニスを作製した後、溶液を130〜200℃で5分〜2時間加熱することで、ポリマーが析出を起こさない程度にポリマーの一部を脱水イミド化してもよい。温度と時間とのコントロールにより、イミド化率は制御することができる。部分イミド化をすることで、樹脂前駆体溶液の室温保管時の粘度安定性を向上することができる。イミド化率の範囲としては、5%〜70%が溶液への樹脂前駆体の溶解性と溶液の保存安定性との観点から好ましい。 After preparing the varnish described above, the solution may be heated at 130 to 200 ° C. for 5 minutes to 2 hours to partially dehydrate and imidize the polymer to such an extent that the polymer does not precipitate. By controlling the temperature and time, the imidization ratio can be controlled. By performing partial imidization, the viscosity stability of the resin precursor solution during storage at room temperature can be improved. As the range of the imidation ratio, 5% to 70% is preferable from the viewpoint of the solubility of the resin precursor in the solution and the storage stability of the solution.
また、好ましい態様において、樹脂組成物は以下の特性を有する。
樹脂組成物を支持体の表面に展開した後、該樹脂組成物を窒素雰囲気下300℃〜500℃で加熱することによって(又は窒素雰囲気下350℃で加熱することによって)樹脂組成物に含まれる樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂が示す20μm膜厚での黄色度が7以下である。
樹脂組成物を支持体の表面に展開した後、該樹脂組成物を窒素雰囲気下300℃〜500℃で加熱することによって(又は窒素雰囲気下350℃で加熱することによって)樹脂組成物に含まれる樹脂前駆体をイミド化して得られる樹脂が示す10μm膜厚での残留応力が25MPa以下である。
In a preferred embodiment, the resin composition has the following characteristics.
After the resin composition is spread on the surface of the support, the resin composition is included in the resin composition by heating at 300 ° C. to 500 ° C. under a nitrogen atmosphere (or by heating at 350 ° C. under a nitrogen atmosphere). The resin obtained by imidizing the resin precursor has a yellowness of 7 or less at a film thickness of 20 μm.
After the resin composition is spread on the surface of the support, the resin composition is included in the resin composition by heating at 300 ° C. to 500 ° C. under a nitrogen atmosphere (or by heating at 350 ° C. under a nitrogen atmosphere). Residual stress at a film thickness of 10 μm of a resin obtained by imidizing a resin precursor is 25 MPa or less.
<樹脂フィルム>
本発明の別の態様は、前述の樹脂前駆体の硬化物、又は前述の前駆体混合物の硬化物、又は前述の樹脂組成物の硬化物である樹脂フィルムを提供する。
また、本発明の別の態様は、前述の樹脂組成物を支持体の表面上に展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱して該樹脂組成物に含まれる樹脂前駆体をイミド化して樹脂フィルムを形成する工程と、
該樹脂フィルムを該支持体から剥離する工程と、
を含む、樹脂フィルムの製造方法を提供する。
<Resin film>
Another embodiment of the present invention provides a resin film that is a cured product of the above-described resin precursor, a cured product of the above-described precursor mixture, or a cured product of the above-described resin composition.
Further, another aspect of the present invention is a step of developing the resin composition on the surface of the support,
Heating the support and the resin composition to imidize the resin precursor contained in the resin composition to form a resin film,
Peeling the resin film from the support,
And a method for producing a resin film.
樹脂フィルムの製造方法の好ましい態様においては、樹脂組成物として、酸二無水物成分及びジアミン成分を有機溶媒中に溶解して反応させて得られるポリアミド酸溶液を用いることができる。 In a preferred embodiment of the method for producing a resin film, a polyamic acid solution obtained by dissolving and reacting an acid dianhydride component and a diamine component in an organic solvent can be used as the resin composition.
ここで、支持体は、例えば、無アルカリガラス基板等のガラス基板のような無機基板であるが、特に限定されるものではない。 Here, the support is an inorganic substrate such as a glass substrate such as a non-alkali glass substrate, but is not particularly limited.
より具体的には、上述の樹脂組成物を、無機基板の主面上に形成された接着層上に展開及び乾燥し、不活性雰囲気下で300〜500℃の温度にて硬化して、樹脂フィルムを形成することができる。最後に、樹脂フィルムを支持体から剥離する。 More specifically, the resin composition described above is spread and dried on an adhesive layer formed on the main surface of the inorganic substrate, and cured at a temperature of 300 to 500 ° C. under an inert atmosphere to obtain a resin. A film can be formed. Finally, the resin film is peeled from the support.
ここで、展開方法としては、例えば、スピンコート、スリットコート及びブレードコートの公知の塗工方法が挙げられる。また、熱処理は、ポリアミド酸溶液を接着層上に展開した後に、主として脱溶媒を目的として300℃以下の温度で1分間〜300分間熱処理し、さらに窒素等の不活性雰囲気下で300℃〜550℃の温度で1分間〜300分間熱処理して樹脂前駆体をポリイミド化させる。従来の無色透明性ポリイミドフィルムを作製する場合には、YI値の低減と全光線透過率の観点から、オーブン内の酸素濃度を100ppm以下に管理する必要があるが、本実施の形態における樹脂前駆体によれば、500ppm以下の管理で十分である。YI値の低減、及び全光線透過率の向上の観点から、酸素濃度は、1000ppm以下であることが望ましい。 Here, examples of the spreading method include known coating methods such as spin coating, slit coating, and blade coating. After the polyamic acid solution is spread on the adhesive layer, the heat treatment is performed at a temperature of 300 ° C. or less for 1 minute to 300 minutes mainly for the purpose of removing the solvent, and further, at 300 ° C. to 550 in an inert atmosphere such as nitrogen. A heat treatment is performed at a temperature of 1 ° C. for 1 minute to 300 minutes to polyimide the resin precursor. When producing a conventional colorless and transparent polyimide film, it is necessary to control the oxygen concentration in the oven to 100 ppm or less from the viewpoint of reducing the YI value and the total light transmittance. According to the body, management of 500 ppm or less is sufficient. From the viewpoint of reducing the YI value and improving the total light transmittance, the oxygen concentration is desirably 1000 ppm or less.
また、本実施の形態に係る樹脂フィルムの厚さは、特に限定されず、10〜200μmの範囲であることが好ましく、より好ましくは10〜50μmである。 Further, the thickness of the resin film according to the present embodiment is not particularly limited, and is preferably in the range of 10 to 200 μm, and more preferably 10 to 50 μm.
本実施の形態に係る樹脂フィルムは、20μm膜厚での黄色度が7以下であることが好ましい。また、10μm膜厚で残留応力が25MPa以下であることが好ましい。特に、20μm膜厚での黄色度が7以下であり、かつ、10μm膜厚で残留応力が25MPa以下であることがさらに好ましい。このような特性は、例えば、本開示の樹脂前駆体を、窒素雰囲気下、300℃〜500℃、より特別には350℃でイミド化することにより良好に実現される。 The resin film according to the present embodiment preferably has a yellowness of 7 or less at a thickness of 20 μm. Further, it is preferable that the residual stress is 25 MPa or less at a film thickness of 10 μm. In particular, it is more preferable that the yellowness at a film thickness of 20 μm is 7 or less and the residual stress at a film thickness of 10 μm is 25 MPa or less. Such characteristics can be favorably realized, for example, by imidizing the resin precursor of the present disclosure at 300 ° C. to 500 ° C., more particularly 350 ° C. in a nitrogen atmosphere.
<積層体>
本発明の別の態様は、支持体と、該支持体の表面上に形成された、前述の樹脂組成物の硬化物である樹脂膜とを含む、積層体を提供する。
また本発明の別の態様は、支持体の表面上に、前述の樹脂組成物を展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱して該樹脂組成物に含まれる該樹脂前駆体をイミド化して樹脂膜を形成し、これにより該支持体及び該樹脂膜を含む積層体を得る工程と、
を含む、積層体の製造方法を提供する。
このような積層体は、例えば、前述の樹脂フィルムの製造方法と同様に形成した樹脂フィルムを、支持体から剥離しないことによって製造できる。
<Laminate>
Another embodiment of the present invention provides a laminate including a support and a resin film formed on the surface of the support, which is a cured product of the above-described resin composition.
Further, another aspect of the present invention, a step of spreading the resin composition on the surface of the support,
Heating the support and the resin composition to imidize the resin precursor contained in the resin composition to form a resin film, thereby obtaining a laminate including the support and the resin film; and ,
And a method for producing a laminate.
Such a laminate can be manufactured, for example, by not peeling a resin film formed in the same manner as the above-described method for manufacturing a resin film from a support.
この積層体は、例えば、フレキシブルデバイスの製造に用いられる。より具体的には、ポリイミド膜の上に半導体デバイスを形成し、その後、支持体を剥離してポリイミド膜からなるフレキシブル透明基板を具備するフレキシブルデバイスを得ることができる。
従って、本発明の別の態様は、前述の樹脂前駆体、又は前述の前駆体混合物を含む、フレキシブルデバイス材料を提供する。
This laminate is used, for example, for manufacturing a flexible device. More specifically, a semiconductor device is formed on a polyimide film, and then the support is peeled off to obtain a flexible device including a flexible transparent substrate made of the polyimide film.
Accordingly, another aspect of the present invention provides a flexible device material comprising the aforementioned resin precursor, or the aforementioned precursor mixture.
以上説明したように、本実施の形態に係る樹脂前駆体は、特定構造を有することにより、特殊な溶媒の組み合わせを必要とせずに、白濁しない樹脂フィルムを形成できる。また得られた樹脂フィルムの黄色度(YI値)と全光線透過率とが、キュア時の酸素濃度に依存することが少ない。また、樹脂フィルムと無機膜との間に発生する残留応力が低く、TFT作製工程に耐えうる実用的なガラス転移温度を有し、機械物性に優れ、フォトリソグラフィ工程に耐えうる耐薬品性がある。従って該樹脂前駆体は、フレキシブルディスプレイの透明基板における使用に適している。 As described above, the resin precursor according to the present embodiment has a specific structure, so that a resin film that does not become cloudy can be formed without requiring a special combination of solvents. Further, the yellowness (YI value) and the total light transmittance of the obtained resin film hardly depend on the oxygen concentration at the time of curing. In addition, the residual stress generated between the resin film and the inorganic film is low, has a practical glass transition temperature that can withstand the TFT manufacturing process, has excellent mechanical properties, and has chemical resistance that can withstand the photolithography process. . Therefore, the resin precursor is suitable for use in a transparent substrate of a flexible display.
さらに詳細に説明すると、フレキシブルディスプレイを形成する場合、ガラス基板を支持体として用いてその上にフレキシブル基板を形成し、その上にTFT等の形成を行う。TFTを基板上に形成する工程は、典型的には、150〜650℃の広い範囲の温度で実施されるが、実際に所望する性能具現のためには、主に250℃〜350℃付近で、無機物材料を用いて、TFT−IGZO(InGaZnO)酸化物半導体又はTFT(a−Si−TFT、poly−Si−TFT)を形成する。 More specifically, when a flexible display is formed, a flexible substrate is formed thereon using a glass substrate as a support, and a TFT or the like is formed thereon. The process of forming a TFT on a substrate is typically performed at a wide range of temperatures of 150 to 650 ° C., but for actual desired performance, mainly a temperature of about 250 to 350 ° C. Then, a TFT-IGZO (InGaZnO) oxide semiconductor or a TFT (a-Si-TFT, poly-Si-TFT) is formed using an inorganic material.
この際、フレキシブル基板とポリイミド膜とに生じる残留応力が高ければ、高温のTFT工程で膨張した後、常温冷却時に収縮する際、ガラス基板の反りや破損、フレキシブル基板のガラス基板からの剥離等の問題が生じる。一般的に、ガラス基板の熱膨張係数は樹脂に比較して小さいため、フレキシブル基板との間に残留応力が発生する。本実施の形態に係る樹脂フィルムは、この点を考慮して、フィルムの厚さ10μmを基準として、樹脂フィルムとガラスとの間に生じる残留応力が25MPa以下であることが好ましい。 At this time, if the residual stress generated in the flexible substrate and the polyimide film is high, the glass substrate expands in a high-temperature TFT process and then contracts when cooled at room temperature, causing warpage or breakage of the glass substrate, peeling of the flexible substrate from the glass substrate, or the like. Problems arise. Generally, since a glass substrate has a smaller coefficient of thermal expansion than a resin, a residual stress is generated between the glass substrate and the flexible substrate. In consideration of this point, the resin film according to the present embodiment preferably has a residual stress generated between the resin film and the glass of 25 MPa or less based on the thickness of the film of 10 μm.
また、本実施の形態に係る樹脂フィルムは、フィルムの厚さ20μmを基準として、黄色度が7以下であり、かつ、フィルムの厚さ20μmを基準として、紫外分光光度計で透過率を測定した場合、550nmでの透過率が85%以上であることが好ましい。また、熱硬化フィルムを作製する際に使用するオーブン内の酸素濃度依存性が少ない方が、安定的にYI値の低い樹脂フィルムを得るのに有利であり、500ppm以下の酸素濃度で、熱硬化フィルムのYI値が安定していることが好ましい。 In addition, the resin film according to the present embodiment had a yellowness of 7 or less based on the film thickness of 20 μm, and the transmittance was measured with an ultraviolet spectrophotometer based on the film thickness of 20 μm. In this case, the transmittance at 550 nm is preferably 85% or more. In addition, it is advantageous to obtain a resin film having a low YI value stably when the oxygen concentration in the oven used for producing the thermosetting film is small, and the thermosetting film is hardened at an oxygen concentration of 500 ppm or less. It is preferable that the YI value of the film is stable.
また、本実施の形態に係る樹脂フィルムは、フレキシブル基板を取り扱う際に破断強度に優れることにより、歩留まりを向上させる観点から、フィルムの厚さ20μmを基準として、機械伸度が30%以上であることがより好ましい。 In addition, the resin film according to the present embodiment has a mechanical elongation of 30% or more based on a film thickness of 20 μm from the viewpoint of improving the yield by improving the breaking strength when handling a flexible substrate and improving the yield. Is more preferable.
また、本実施の形態に係る樹脂フィルムは、TFT素子を作製する温度で樹脂基板の軟化が生じないために、ガラス転移温度は、250℃以上であることが好ましい。 The glass transition temperature of the resin film according to the present embodiment is preferably 250 ° C. or higher so that the resin substrate does not soften at the temperature at which the TFT element is manufactured.
また、本実施の形態に係る樹脂フィルムは、TFT素子を作製する際に使用するフォトリソグラフィ工程における、フォトレジスト剥離液に耐えうる耐薬品性を具備することが好ましい。 In addition, the resin film according to this embodiment preferably has chemical resistance enough to withstand a photoresist stripping solution in a photolithography step used for manufacturing a TFT element.
また、フレキシブルディスプレイの光取り出し方式には、TFT素子の表面側から光を取り出すトップ・エミッション方式と裏面側から光を取り出すボトム・エミッション方式の2種類がある。トップ・エミッション方式では、TFT素子が邪魔にならないため、開口率を上げやすいという特徴があり、ボトム・エミッション方式は位置合わせが容易で製造しやすいといった特徴がある。TFT素子が透明であればボトム・エミッション方式においても、開口率を向上することが可能となるため、大型有機ELフレキシブルディスプレイには製造が容易なボトム・エミッション方式が採用されることが期待されている。ボトム・エミッション方式に使用する無色透明樹脂基板に樹脂基板を用いる際には、視認する側に樹脂基板が来るため、光学的な等方性、つまり複屈折率に由来する厚み方向のレタデーション(Rth)が低いことが、画質の向上の観点から求められる。また、トップ・エミッション方式に使用する場合には、Rthが低いことは求められないが、両方式に共通に使えるという観点から、Rthが低い材料が好ましいとされている。具体的には、フィルムの厚さ20μmを基準として、200nm以下が好ましく、より好ましくは90nm以下が好ましく、更に好ましくは80nm以下が好ましく、特に好ましくは、50nm以下である。Rthが100nm以下、更に90nm以下であれば、トップ・エミッション型のフレキシブルディスプレイ用透明基板だけでなく、ボトム・エミッション型のフレキシブルディスプレイ用透明基板やタッチパネル用電極基板に適用する為の性能を満足している。 There are two types of light extraction methods for a flexible display, a top emission method for extracting light from the front side of the TFT element and a bottom emission method for extracting light from the back side. The top emission method has a feature that the aperture ratio is easily increased because the TFT element does not interfere, and the bottom emission method has a feature that alignment is easy and manufacturing is easy. If the TFT element is transparent, it is possible to improve the aperture ratio even in the bottom emission method, so it is expected that the bottom emission method that is easy to manufacture will be adopted for large organic EL flexible displays. I have. When a resin substrate is used as the colorless transparent resin substrate used for the bottom emission method, the resin substrate comes to the viewer's side, so that optical isotropicity, that is, retardation in the thickness direction derived from the birefringence (Rth ) Is required from the viewpoint of improving image quality. Further, when used in the top emission method, it is not required that the Rth is low, but from the viewpoint that it can be commonly used for both methods, it is considered that a material having a low Rth is preferable. Specifically, the thickness is preferably 200 nm or less, more preferably 90 nm or less, still more preferably 80 nm or less, and particularly preferably 50 nm or less, based on the film thickness of 20 μm. If Rth is 100 nm or less, and even 90 nm or less, it satisfies the performance to be applied to not only the top emission type flexible display transparent substrate but also the bottom emission type flexible display transparent substrate and the touch panel electrode substrate. ing.
本発明の別の態様は、ディスプレイ基板の製造に用いられるポリイミド樹脂膜であって、厚み20μmにおけるRthが20〜90nmである、ポリイミド樹脂膜を提供する。
また本発明の別の態様は、支持体の表面上にポリイミド前駆体を含む樹脂組成物を展開する工程と、
該支持体及び該樹脂組成物を加熱してポリイミド前駆体をイミド化して、前述のポリイミド樹脂膜を形成する工程と、
該ポリイミド樹脂膜上に素子を形成する工程と、
該素子が形成された該ポリイミド樹脂膜を該支持体から剥離する工程と
を含む、ディスプレイ基板の製造方法を提供する。
Another embodiment of the present invention provides a polyimide resin film used for manufacturing a display substrate, wherein the Rth at a thickness of 20 μm is 20 to 90 nm.
Further, another embodiment of the present invention, a step of developing a resin composition containing a polyimide precursor on the surface of the support,
Heating the support and the resin composition to imidize the polyimide precursor to form the polyimide resin film,
Forming an element on the polyimide resin film,
Stripping the polyimide resin film on which the element is formed from the support.
上記物性を満たす本実施の形態に係る樹脂フィルムは、既存のポリイミドフィルムが有する黄色により使用が制限された用途、特にフレキシブルディスプレイ用無色透明基板として好適に使用される。さらには、例えば、保護膜又はTFT−LCD等での散光シート及び塗膜(例えば、TFT−LCDのインターレイヤー、ゲイト絶縁膜、及び液晶配向膜)、タッチパネル用ITO基板、スマートフォン用カバーガラス代替樹脂基板等の無色透明性かつ、低複屈折が要求される分野でも使用可能である。液晶配向膜として本実施の形態に係るポリイミドを適用するとき、開口率の増加に寄与し、高コントラスト比のTFT−LCDの製造が可能である。 The resin film according to the present embodiment that satisfies the above-mentioned physical properties is suitably used for applications whose use is limited by the yellow color of existing polyimide films, particularly as a colorless transparent substrate for flexible displays. Further, for example, a light-scattering sheet and a coating film (for example, an interlayer of a TFT-LCD, a gate insulating film, and a liquid crystal alignment film) on a protective film or a TFT-LCD, an ITO substrate for a touch panel, and a cover glass substitute resin for a smartphone. It can also be used in fields where colorless transparency and low birefringence are required, such as substrates. When the polyimide according to the present embodiment is applied as a liquid crystal alignment film, it contributes to an increase in aperture ratio, and a TFT-LCD with a high contrast ratio can be manufactured.
本実施の形態に係る樹脂前駆体を用いて製造される樹脂フィルム及び積層体は、例えば、半導体絶縁膜、TFT−LCD絶縁膜、電極保護膜、及び、フレキシブルデバイスの製造に、特に基板として好適に利用することができる。ここで、フレキシブルデバイスとは、例えば、フレキシブルディスプレイ、フレキシブル太陽電池、フレキシブルタッチパネル電極基板、フレキシブル照明、及び、フレキシブルバッテリーを挙げることができる。 The resin film and the laminate manufactured using the resin precursor according to the present embodiment are, for example, preferably used as a substrate for manufacturing a semiconductor insulating film, a TFT-LCD insulating film, an electrode protection film, and a flexible device. Can be used for Here, the flexible device includes, for example, a flexible display, a flexible solar cell, a flexible touch panel electrode substrate, a flexible illumination, and a flexible battery.
以下、本発明について、実施例に基づきさらに詳述するが、これらは説明のために記述されるものであって、本発明の範囲が下記実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例における各種評価は次の通り行った。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples, but these are described for explanation, and the scope of the present invention is not limited to the following Examples.
Various evaluations in Examples and Comparative Examples were performed as follows.
(重量平均分子量の測定)
重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)にて、下記の条件により測定した。溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド(和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用)を用い、測定前に24.8mmol/Lの臭化リチウム一水和物(和光純薬工業社製、純度99.5%)及び63.2mmol/Lのリン酸(和光純薬工業社製、高速液体クロマトグラフ用)を加えたものを使用した。また、重量平均分子量を算出するための検量線は、スタンダードポリスチレン(東ソー社製)を用いて作成した。
(Measurement of weight average molecular weight)
The weight average molecular weight (Mw) was measured by gel permeation chromatography (GPC) under the following conditions. As a solvent, N, N-dimethylformamide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for high performance liquid chromatography) was used, and 24.8 mmol / L lithium bromide monohydrate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) before measurement. , Purity 99.5%) and 63.2 mmol / L phosphoric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., for high-performance liquid chromatography). The calibration curve for calculating the weight average molecular weight was created using standard polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation).
カラム:Shodex KD−806M(昭和電工社製)
流速:1.0mL/分
カラム温度:40℃
ポンプ:PU−2080Plus(JASCO社製)
検出器:RI−2031Plus(RI:示差屈折計、JASCO社製)
UV‐2075Plus(UV−VIS:紫外可視吸光計、JASCO社製)
Column: Shodex KD-806M (Showa Denko KK)
Flow rate: 1.0 mL / min Column temperature: 40 ° C
Pump: PU-2080Plus (manufactured by JASCO)
Detector: RI-2031Plus (RI: differential refractometer, manufactured by JASCO)
UV-2075Plus (UV-VIS: UV-visible absorption spectrometer, manufactured by JASCO)
(ケイ素基含有モノマー濃度)
ケイ素基含有モノマー濃度は、樹脂前駆体を合成する際に使用する、ケイ素基含有モノマー、多価カルボン酸又はその誘導体、ジアミン化合物、それぞれの質量を用いて、下記式から算出した。
ケイ素基含有モノマー濃度(%)=ケイ素基含有モノマー質量/
(ケイ素基含有モノマー質量+多価カルボン酸又はその誘導体の質量+ジアミン化合物質量)×100
(Silicon group-containing monomer concentration)
The silicon group-containing monomer concentration was calculated from the following formula using the masses of the silicon group-containing monomer, the polyvalent carboxylic acid or its derivative, and the diamine compound used when synthesizing the resin precursor.
Silicon group-containing monomer concentration (%) = mass of silicon group-containing monomer /
(Mass of silicon group-containing monomer + mass of polycarboxylic acid or derivative thereof + mass of diamine compound) x 100
(積層体及び単離フィルムの作製)
樹脂組成物をバーコーターで無アルカリガラス基板(厚さ0.7mm)に塗工し、室温で5分間〜10分間レベリングを行い、縦型キュアオーブン(光洋リンドバーグ社製、型式名VF−2000B)にて140℃にて60分間加熱し、さらに窒素雰囲気下で350℃にて60分間加熱し積層体を作製した。この際、熱風オーブン内の酸素濃度を、50ppm、100ppm、500ppmにそれぞれ調整し、YI値及び全光線透過率の酸素濃度依存性を調べた。積層体の樹脂組成物の膜厚は、20μmとした。350℃キュア(硬化処理)した後、積層体を室温に24時間静置し、樹脂フィルムをガラスから剥離し、フィルムを単離した。以下の黄色度、全光線透過率以外の評価は、熱風オーブン内の酸素濃度を100ppmに調整をして、350℃で60分間、キュアを行った樹脂フィルムをサンプルとして用いた。
(Preparation of laminate and isolated film)
The resin composition is applied to a non-alkali glass substrate (thickness 0.7 mm) with a bar coater, leveled at room temperature for 5 minutes to 10 minutes, and a vertical cure oven (manufactured by Koyo Lindberg Co., model name VF-2000B) And heated at 350 ° C. for 60 minutes under a nitrogen atmosphere to produce a laminate. At this time, the oxygen concentration in the hot air oven was adjusted to 50 ppm, 100 ppm, and 500 ppm, respectively, and the oxygen concentration dependence of the YI value and the total light transmittance was examined. The thickness of the resin composition of the laminate was 20 μm. After curing (hardening treatment) at 350 ° C., the laminate was allowed to stand at room temperature for 24 hours, the resin film was peeled off from the glass, and the film was isolated. Evaluations other than the following yellowness and total light transmittance were performed by adjusting the oxygen concentration in a hot-air oven to 100 ppm and curing the resin film at 350 ° C. for 60 minutes as a sample.
(引張伸度の評価)
350℃でキュアした、サンプル長5×50mm、厚み20μmの樹脂フィルムを引張り試験機(株式会社エーアンドディ製:RTG−1210)を用いて、速度100mm/minで引張り、引張伸度を測定した。
(Evaluation of tensile elongation)
A resin film cured at 350 ° C. and having a sample length of 5 × 50 mm and a thickness of 20 μm was pulled at a speed of 100 mm / min using a tensile tester (RTG-1210 manufactured by A & D Corporation), and the tensile elongation was measured. .
(黄色度、全光線透過率及びそのキュア時酸素濃度依存性)
オーブン内の酸素濃度をそれぞれ50ppm、100ppm、500ppmにそれぞれ調整し、350℃でキュアした、厚み20μmの樹脂フィルムを、日本電色工業(株)製(Spectrophotometer:SE600)にてD65光源を用い、黄色度(YI値)及び全光線透過率を測定した。
(Yellowness, total light transmittance and its oxygen concentration dependence during curing)
The oxygen concentration in the oven was adjusted to 50 ppm, 100 ppm, and 500 ppm, respectively, and the resin film cured at 350 ° C. and having a thickness of 20 μm was manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. (Spectrophotometer: SE600) using a D65 light source. Yellowness (YI value) and total light transmittance were measured.
(厚み方向レタデーション(Rth)の評価)
350℃でキュアした、厚み20μmの樹脂フィルムを、位相差複屈折測定装置(王子計測機器社製、KOBRA−WR)を用いて測定した。測定光の波長は589nmとした。
(Evaluation of thickness direction retardation (Rth))
The resin film cured at 350 ° C. and having a thickness of 20 μm was measured using a retardation birefringence measurement device (KOBRA-WR, manufactured by Oji Scientific Instruments). The wavelength of the measurement light was 589 nm.
(ガラス転移温度、線膨張係数の評価)
室温領域以上におけるガラス転移温度(Tg(1)と呼ぶ)及び線膨張係数(CTE)の測定に関しては、350℃でキュアした、サンプル長5×50mm、厚み20μmの樹脂フィルムを、島津製作所製熱機械分析装置(TMA−50)を用いて、熱機械分析により、荷重5g、昇温速度10℃/分、窒素雰囲気下(流量20ml/分)、温度50〜450℃の範囲における試験片伸びの測定を行い、その変曲点をガラス転移温度として求め、100〜250℃の耐熱性樹脂フィルムのCTEを求めた。
(Evaluation of glass transition temperature and coefficient of linear expansion)
Regarding the measurement of the glass transition temperature (referred to as Tg (1)) and the linear expansion coefficient (CTE) in the room temperature region or higher, a resin film having a sample length of 5 × 50 mm and a thickness of 20 μm cured at 350 ° C. was manufactured by Shimadzu Corporation. Using a mechanical analyzer (TMA-50), a thermomechanical analysis was performed to determine the elongation of the test piece at a load of 5 g, a heating rate of 10 ° C./min, under a nitrogen atmosphere (flow rate 20 ml / min), and a temperature of 50 to 450 ° C. The measurement was performed, the inflection point was determined as the glass transition temperature, and the CTE of the heat-resistant resin film at 100 to 250 ° C was determined.
室温領域以下におけるガラス転移温度(Tg(2)と呼ぶ)の測定に関しては上記の方法では不可能であるため、上記の樹脂フィルムを−150℃〜400℃の範囲で動的粘弾性測定装置(オリエンテック社製、RHEOVIBRON MODEL RHEO‐1021)によりEプライムの室温以下の温度領域での変曲点を測定し、その変曲点を低温でのガラス転移温度として求めた。 Since it is impossible to measure the glass transition temperature (referred to as Tg (2)) below the room temperature region by the above-described method, the above resin film is subjected to a dynamic viscoelasticity measuring device (−150 ° C. to 400 ° C.) The inflection point of the E prime in a temperature range of room temperature or lower was measured by RHEOVIBRON MODEL RHEO-1021 manufactured by Orientec Co., Ltd., and the inflection point was determined as a glass transition temperature at a low temperature.
(残留応力の評価)
残留応力測定装置(テンコール社製、型式名FLX−2320)を用いて、予め「反り量」を測定しておいた、厚み625μm±25μmの6インチシリコンウェハ上に、樹脂組成物をバーコーターにより塗布し、140℃にて60分間プリベークした後、縦型キュア炉(光洋リンドバーグ社製、型式名VF−2000B)を用いて、窒素雰囲気下、350℃1時間の加熱硬化処理を施し、硬化後膜厚10μmの樹脂膜のついたシリコンウェハを作製した。このウェハの反り量を前述の残留応力測定装置を用いて測定し、シリコンウェハと樹脂膜の間に生じた残留応力を評価した。
(Evaluation of residual stress)
Using a residual stress measuring device (manufactured by Tencor, model name FLX-2320), the resin composition was measured with a bar coater on a 6-inch silicon wafer having a thickness of 625 μm ± 25 μm in which the “warpage amount” was measured in advance. After applying and pre-baking at 140 ° C. for 60 minutes, heat curing treatment was performed at 350 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere using a vertical curing furnace (manufactured by Koyo Lindberg Co., model name: VF-2000B). A silicon wafer having a 10 μm-thick resin film was prepared. The amount of warpage of the wafer was measured using the above-described residual stress measuring device, and the residual stress generated between the silicon wafer and the resin film was evaluated.
(耐薬品性試験の評価)
350℃でキュアした、厚み20μmの樹脂フィルム片を室温のNMP層に浸し、10分ごとに引き上げ、イオン交換水で洗浄した後、フィルム表面を顕微鏡で観察し、熱硬化膜の表面にクラックが入る時間の評価を10分刻みで300分まで行った。
(Evaluation of chemical resistance test)
A 20 μm-thick resin film piece cured at 350 ° C. was immersed in an NMP layer at room temperature, pulled up every 10 minutes, washed with ion-exchanged water, observed with a microscope, and cracked on the surface of the thermosetting film. The entry time was evaluated every 10 minutes up to 300 minutes.
[実施例1]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら、NMP1000gを加え、3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(ジアミン1と規定する)を232.4g撹拌しながら加え、続いてピロメリット酸二無水物(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を218.12g加えて、室温で30分撹拌した。これを50℃に昇温し、12時間撹拌した後、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400))(ケイ素基含有ジアミンと規定する)105.6gをNMP298gに溶解し、滴下漏斗を使用して滴下して加えた。80℃に昇温し、1時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表1に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表4に示す。
[Example 1]
While introducing nitrogen gas, 1000 g of NMP was added to a 3 L separable flask with a stirring rod equipped with an oil bath, and 232.4 g of 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (defined as diamine 1) was added with stirring, Subsequently, 218.12 g of pyromellitic dianhydride (defined as tetracarboxylic anhydride 1) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This was heated to 50 ° C., stirred for 12 hours, and then amine-terminated methylphenylsilicone oil at both ends (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-1660B-3 (number average molecular weight 4400)) (defined as a silicon-containing diamine). 105.6 g was dissolved in 298 g of NMP and added dropwise using a dropping funnel. After heating to 80 ° C. and stirring for 1 hour, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent NMP solution of polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 1 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 4 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[実施例2〜33、49〜58]
実施例1と同様にして、ジアミン1、テトラカルボン酸無水物1、ケイ素基含有ジアミンの種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表1に記したものに変えて、実施例1と同様の操作を行ってワニスを得た。また、表1及び表2に示すNMP添加量は、最終的にワニスに含まれるNMPの総量を示し、ケイ素基含有ジアミンを希釈する298gのNMPを含んだ質量である。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表1、表2、表7に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表4、表5、表8に示す。以下に表1〜表6に記載した略式化合物名の正式な化合物名称を記す。
3,3−DAS:3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン
4,4−DAS:4,4−(ジアミノジフェニル)スルホン
3,4−DAS:3,4−(ジアミノジフェニル)スルホン
PMDA :ピロメリット酸二無水物
ODPA :4,4’−オキシジフタル酸二無水物
6FDA:4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物
BPDA :3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
CHDA :シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物
DSDA :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
BPADA :2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物
BPAF :9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物
TAHQ :4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)
BTDA :3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物
TPE−R :1,3−ビス(4−アミノフェノキシ) ベンゼン
CBDA :1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
FM3311:両末端アミン変性ジメチルシリコーンオイル(チッソ社製 サイラプレーンFM3311(数平均分子量1000))
TFMB:2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン
TACl:無水トリメリット酸クロリド
[Examples 2-33, 49-58]
In the same manner as in Example 1, the same operation as in Example 1 was performed, except that the types of diamine 1, tetracarboxylic anhydride 1, and silicon-containing diamine, and the added mass thereof were changed to those shown in Table 1, respectively. I went and got a varnish. Further, the amount of NMP added shown in Tables 1 and 2 indicates the total amount of NMP finally contained in the varnish, and is a mass containing 298 g of NMP for diluting the silicon group-containing diamine. The composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid are shown in Tables 1, 2 and 7, respectively. The test results of the film cured at 350 ° C. are shown in Tables 4, 5, and 8, respectively. The formal compound names of the abbreviated compound names described in Tables 1 to 6 are described below.
3,3-DAS: 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone 4,4-DAS: 4,4- (diaminodiphenyl) sulfone 3,4-DAS: 3,4- (diaminodiphenyl) sulfone PMDA: pyromellitic acid Dianhydride ODPA: 4,4'-oxydiphthalic dianhydride 6FDA: 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride BPDA: 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride CHDA: cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride DSDA: 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride BPADA: 2,2-bis [4- ( 3,4-Dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride BPAF: 9,9'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride Things TAHQ: 4,4'- biphenyl-bis (trimellitic acid monoester acid anhydride)
BTDA: 3,3 ', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride TPE-R: 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene CBDA: 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride Anhydride FM3311: Amine-modified dimethyl silicone oil at both ends (Silaplane FM3311 (number average molecular weight 1000, manufactured by Chisso))
TFMB: 2,2'-bis (trifluoromethyl) benzidine TACl: trimellitic anhydride chloride
[実施例34]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入し、NMP1274gを加え、4,4’−オキシジフタル酸二無水物(以下、ODPAと記す)(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を加え、撹拌しながら両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400))(ケイ素基含有ジアミンと規定する)105.6gをNMP298gに溶解したものを滴下漏斗を使用して滴下した。室温で1時間撹拌後、2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ベンジジン(以下、TFMBと記す)(ジアミン2と規定する)149.9gを撹拌しながら加え、引き続き、3,3−DASを116.2g撹拌しながら加え、室温で1時間撹拌した。引き続き、50℃に加温して、BPDA(テトラカルボン酸無水物2と規定する)を147.1g加えて12時間撹拌した。これを80℃に昇温し、4時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表5に示す。
[Example 34]
Nitrogen gas was introduced into a 3 L separable flask equipped with an oil bath and equipped with a stirring rod, 1274 g of NMP was added, and 4,4′-oxydiphthalic dianhydride (hereinafter referred to as ODPA) (defined as tetracarboxylic anhydride 1) Is added, and while stirring, 105.6 g of an amino-modified methylphenyl silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-1660B-3 (number average molecular weight: 4400)) (defined as a silicon-containing diamine) is dissolved in 298 g of NMP. This was dropped using a dropping funnel. After stirring at room temperature for 1 hour, 149.9 g of 2,2′-bis (trifluoromethyl) benzidine (hereinafter referred to as TFMB) (defined as diamine 2) is added with stirring, and 3,3-DAS is subsequently added. 116.2 g was added with stirring, and the mixture was stirred at room temperature for 1 hour. Subsequently, the mixture was heated to 50 ° C., 147.1 g of BPDA (defined as tetracarboxylic anhydride 2) was added, and the mixture was stirred for 12 hours. After the temperature was raised to 80 ° C. and stirred for 4 hours, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent NMP solution of polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 5 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[実施例35、39、40、44、45]
実施例34と同様にして、ジアミン1、ジアミン2、テトラカルボン酸無水物1、テトラカルボン酸無水物2の種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表2に記したものに変えて、実施例34と同様の操作を行ってワニスを得た。また、表2に示すNMP添加量は、最終的にワニスに含まれるNMPの総量を示し、ケイ素基含有ジアミンを希釈する298gのNMPを含んだ質量である。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表5に示す。
[Examples 35, 39, 40, 44, 45]
Example 34 In the same manner as in Example 34, the types of diamine 1, diamine 2, tetracarboxylic anhydride 1, and tetracarboxylic anhydride 2 and the added mass thereof were changed to those shown in Table 2, respectively. A varnish was obtained by performing the same operation as described above. The amount of NMP added shown in Table 2 indicates the total amount of NMP finally contained in the varnish, and is a mass containing 298 g of NMP for diluting the silicon group-containing diamine. Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 5 shows the test results of the films cured at 350 ° C.
[実施例36]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら、N−メチルピロリドン(以下、NMPと記す)1196gを加え、3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(ジアミン1と規定する)を232.4g撹拌しながら加え、50℃に加温した後、BPDA(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を147.1g加えて30分撹拌した。続いてODPA(テトラカルボン酸無水物2と規定する)を155.1g加えて8時間撹拌した後、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400))(ケイ素基含有ジアミンと規定する)105.6gをNMP298gに溶解し、滴下漏斗を使用して滴下して加えた。80℃に昇温し、1時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表5に示す。
[Example 36]
While introducing nitrogen gas, 1196 g of N-methylpyrrolidone (hereinafter referred to as NMP) was added to a 3 L separable flask equipped with a stir bar equipped with an oil bath, and 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (defined as diamine 1). Was added while stirring and heated to 50 ° C., and 147.1 g of BPDA (defined as tetracarboxylic anhydride 1) was added, followed by stirring for 30 minutes. Subsequently, 155.1 g of ODPA (defined as tetracarboxylic anhydride 2) was added, and the mixture was stirred for 8 hours, and then amine-modified methylphenylsilicone oil at both ends (Shin-Etsu Chemical: X22-1660B-3 (number average molecular weight 4400) )) 105.6 g (defined as silicon-containing diamine) was dissolved in 298 g of NMP and added dropwise using a dropping funnel. After heating to 80 ° C. and stirring for 1 hour, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent NMP solution of polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 5 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[実施例37、42、43、46、47]
実施例36と同様にして、ジアミン1、テトラカルボン酸無水物1、テトラカルボン酸無水物2の種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表2に記したものに変えて、実施例36と同様の操作を行ってワニスを得た。また、表2に示すNMP添加量は、最終的にワニスに含まれるNMPの総量を示し、ケイ素基含有ジアミンを希釈する298gのNMPを含んだ質量である。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表5に示す。
[Examples 37, 42, 43, 46, 47]
In the same manner as in Example 36, the types of diamine 1, tetracarboxylic anhydride 1, and tetracarboxylic anhydride 2 and the added mass thereof were changed to those shown in Table 2, and the same as in Example 36 was performed. The operation was performed to obtain a varnish. The amount of NMP added shown in Table 2 indicates the total amount of NMP finally contained in the varnish, and is a mass containing 298 g of NMP for diluting the silicon group-containing diamine. Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 5 shows the test results of the films cured at 350 ° C.
[実施例38]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら、NMP1200gを加え、3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(ジアミン1と規定する)を232.4g撹拌しながら加え、50℃に加温した後、テレフタル酸クロリド40.6g(その他モノマー成分と規定する)をγブチロラクトン200gに溶解した後、滴下して加えて30分撹拌した。続いてBPDA(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を235.4g加えて8時間撹拌した後、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400))(ケイ素基含有ジアミンと規定する)105.6gをNMP298gに溶解し、滴下漏斗を使用して滴下して加えた。80℃に昇温し、1時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸の溶液を得た。これに、NMPを1000g加えて希釈した後に、イオン交換水10Lに滴下しながら投入し、ポリアミドイミド前駆体の粉体を析出した後、ブフナー漏斗にて紛体を濾別した。この紛体を40℃で48時間真空乾燥した。こうして得られた紛体に1403gのNMPを加えて、ポリアミドイミド前駆体のNMP溶液を得た。ここでの組成及び得られたポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)を表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表5に示す。
[Example 38]
While introducing nitrogen gas, 1200 g of NMP was added to a 3 L separable flask with a stirring rod equipped with an oil bath, and 232.4 g of 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (defined as diamine 1) was added with stirring, After heating to 50 ° C., 40.6 g of terephthalic acid chloride (defined as other monomer component) was dissolved in 200 g of γ-butyrolactone, added dropwise, and stirred for 30 minutes. Subsequently, 235.4 g of BPDA (defined as tetracarboxylic anhydride 1) was added, and the mixture was stirred for 8 hours. Then, both ends amine-modified methylphenylsilicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-1660B-3 (number average molecular weight 4400) )) 105.6 g (defined as silicon-containing diamine) was dissolved in 298 g of NMP and added dropwise using a dropping funnel. After heating to 80 ° C. and stirring for 1 hour, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent polyamic acid solution. After adding 1000 g of NMP and diluting the mixture, the mixture was added dropwise to 10 L of ion-exchanged water while depositing the powder of the polyamideimide precursor, and the powder was filtered off with a Buchner funnel. The powder was vacuum dried at 40 ° C. for 48 hours. 1403 g of NMP was added to the powder thus obtained to obtain an NMP solution of a polyamideimide precursor. Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamideimide precursor. Table 5 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[実施例43,48]
実施例38と同様にして、ジアミン1、テトラカルボン酸無水物1、その他モノマー成分の種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表2に記したものに変えて、実施例38と同様の操作を行ってワニスを得た。また、表2に示すNMP添加量は、最終的にワニスに含まれるNMPの総量を示す。ここでの組成及び得られたポリアミドイミド前駆体の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表2に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表5に示す。
[Examples 43 and 48]
In the same manner as in Example 38, the same operation as in Example 38 was performed, except that the types of diamine 1, tetracarboxylic anhydride 1, and other monomer components, and the added mass thereof were changed to those shown in Table 2, respectively. I got a varnish. The NMP addition amount shown in Table 2 indicates the total amount of NMP finally contained in the varnish. Table 2 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamideimide precursor. Table 5 shows the test results of the films cured at 350 ° C.
[実施例59]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら、NMP1000gを加え、3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(ジアミン1と規定する)を248.30g撹拌しながら加え、続いてBPDA(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を275.13g加えて、室温で30分撹拌した。これを50℃に昇温し、12時間撹拌した後、両末端酸無水物変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−168−P5−B(数平均分子量4200))104.58gをNMP298gに溶解し、滴下漏斗を使用して滴下して加えた。80℃に昇温し、1時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表7に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表8に示す。
[Example 59]
To a 3 L separable flask with a stir bar equipped with an oil bath, while introducing nitrogen gas, 1000 g of NMP was added, and 248.30 g of 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (defined as diamine 1) was added with stirring. Subsequently, 275.13 g of BPDA (defined as tetracarboxylic anhydride 1) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. This was heated to 50 ° C. and stirred for 12 hours, and then 104.58 g of an acid anhydride-modified methylphenyl silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-168-P5-B (number average molecular weight 4200)) was NMP298 g. And added dropwise using a dropping funnel. After heating to 80 ° C. and stirring for 1 hour, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent NMP solution of polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 7 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 8 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[実施例60〜66]
実施例59と同様にして、ジアミン1、テトラカルボン酸無水物1、ケイ素基含有ジアミンの種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表1に記したものに変えて、実施例1と同様の操作を行ってワニスを得た。また、表1及び表2に示すNMP添加量は、最終的にワニスに含まれるNMPの総量を示し、ケイ素基含有ジアミンを希釈する298gのNMPを含んだ質量である。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表7に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表8に示す。
[Examples 60 to 66]
In the same manner as in Example 59, the same operation as in Example 1 was performed, except that the types of the diamine 1, the tetracarboxylic anhydride 1, and the silicon-containing diamine, and the added mass thereof were changed to those shown in Table 1, respectively. I went and got a varnish. Further, the amount of NMP added shown in Tables 1 and 2 indicates the total amount of NMP finally contained in the varnish, and is a mass containing 298 g of NMP for diluting the silicon group-containing diamine. Table 7 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 8 shows the test results of the films cured at 350 ° C.
[比較例1]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入しながら、NMP1065gを加え、3,3−(ジアミノジフェニル)スルホン(ジアミン1と規定する)を248.3g撹拌しながら加え、続いてピロメリット酸二無水物(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を218.12g加えて、室温で30分撹拌した。これを50℃に昇温し、12時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表3に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表6に示す。
[Comparative Example 1]
To a 3 L separable flask equipped with a stirring rod equipped with an oil bath, while introducing nitrogen gas, 1065 g of NMP was added, and 248.3 g of 3,3- (diaminodiphenyl) sulfone (defined as diamine 1) was added with stirring. Subsequently, 218.12 g of pyromellitic dianhydride (defined as tetracarboxylic anhydride 1) was added, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. After the temperature was raised to 50 ° C. and stirred for 12 hours, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a transparent NMP solution of polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 3 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 6 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[比較例2〜21]
比較例1と同様にして、ジアミン1、テトラカルボン酸無水物1の種類、及びそれらの添加質量をそれぞれ表3に記したものに変えて、比較例1と同様の操作を行ってワニスを得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)をそれぞれ表3に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果をそれぞれ表6に示す。
[Comparative Examples 2 to 21]
In the same manner as in Comparative Example 1, the varnish was obtained by performing the same operation as in Comparative Example 1 by changing the types of diamine 1 and tetracarboxylic anhydride 1 and the added mass thereof to those shown in Table 3, respectively. Was. Table 3 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 6 shows the test results of the films cured at 350 ° C.
[比較例22]
オイルバスを備えた撹拌棒付き3Lセパラブルフラスコに、窒素ガスを導入し、NMP1332gを加え、TFMB(ジアミン2と規定する)299.8gを撹拌しながら加え、BPDA294.2g(テトラカルボン酸無水物1と規定する)を加え、50℃に加温して、12時間撹拌した。これに、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイル(信越化学社製:X22−1660B−3(数平均分子量4400))(ケイ素基含有ジアミンと規定する)105.6gをNMP298gに溶解したものを滴下漏斗を使用して滴下した。滴下終了後、これを80℃に昇温し、1時間撹拌した後、オイルバスを外して室温に戻し、若干濁りのある不透明なポリアミド酸のNMP溶液(以下、ワニスとも記す)を得た。ここでの組成及び得られたポリアミド酸の重量平均分子量(Mw)を表3に示す。また、350℃キュアしたフィルムの試験結果を表6に示す。
[Comparative Example 22]
Nitrogen gas was introduced into a 3 L separable flask equipped with a stir bar equipped with an oil bath, 1332 g of NMP was added, 299.8 g of TFMB (defined as diamine 2) was added with stirring, and 294.2 g of BPDA (tetracarboxylic anhydride) was added. 1), heated to 50 ° C. and stirred for 12 hours. A dropping funnel was prepared by dissolving 105.6 g of NMP-modified methylphenyl silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd .: X22-1660B-3 (number average molecular weight: 4400)) (defined as a silicon-containing diamine) in 298 g of NMP. Was added dropwise. After the completion of the dropwise addition, the temperature was raised to 80 ° C., and the mixture was stirred for 1 hour. Then, the oil bath was removed and the temperature was returned to room temperature to obtain a slightly turbid NMP solution of opaque polyamic acid (hereinafter also referred to as varnish). Table 3 shows the composition and the weight average molecular weight (Mw) of the obtained polyamic acid. Table 6 shows the test results of the film cured at 350 ° C.
[比較例23]
ピロメリット酸無水物(PMDA)4. 3 6g (0.02モル)とBTDA25.78gをN-メチルー2-ピロリドン(NMP)240g に分散させ、ω‐ω′‐ビス‐(3‐アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン(平均分子量480)2.4gをジエチレングリコールジメチルエーテル(Dig)50g に溶解させて得られた溶液を少量ずつ滴下し、1時間撹拝して反応させた。このように、ジアミノシロキサンとテトラカルボン酸二無水物を反応させた後、1,3−ビス(4−アミノフェノキシ) ベンゼン(TPE−R)14.62g (0.05モル)、次いでさらに3,3DAS11.17gを少量ずつ粉体で添加した。
[Comparative Example 23]
4.36 g (0.02 mol) of pyromellitic anhydride (PMDA) and 25.78 g of BTDA are dispersed in 240 g of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), and ω-ω'-bis- (3-aminopropyl) polydimethyl is dispersed. A solution obtained by dissolving 2.4 g of siloxane (average molecular weight: 480) in 50 g of diethylene glycol dimethyl ether (Dig) was added dropwise little by little, and the mixture was stirred and reacted for 1 hour. After reacting the diaminosiloxane and the tetracarboxylic dianhydride in this way, 14.62 g (0.05 mol) of 1,3-bis (4-aminophenoxy) benzene (TPE-R), and then further 3,3DAS11. 17 g were added little by little as a powder.
[比較例24]
撹拌装置、滴下漏斗、温度計、コンデンサー及び窒素置換装置を付した1リットルのフラスコを冷水中に固定した。フラスコ内に窒素ガスにより置換した後、脱水精製したN‐メチル‐2‐ピロリドン(以下NMPと略記する)の500g、3,3′4,4′‐ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)の25.11g(0.0779モル)、3,3′‐ジアミノジフェニルスルホン(3,3−DAS)の15.48g(0.0623モル)及びω‐ω′‐ビス‐(3‐アミノプロピル)ポリジメチルシロキサン(分子量960)の14.96g(0.0159モル)を混合し、常法に従ってポリアミド酸溶液を得た。
[Comparative Example 24]
A 1-liter flask equipped with a stirrer, a dropping funnel, a thermometer, a condenser, and a nitrogen purge device was fixed in cold water. After the atmosphere in the flask was replaced with nitrogen gas, 500 g of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter abbreviated as NMP) dehydrated and purified, and 3,3′4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA) 25.11 g (0.0779 mol), 15.48 g (0.0623 mol) of 3,3′-diaminodiphenyl sulfone (3,3-DAS) and ω-ω′-bis- (3-aminopropyl) poly 14.96 g (0.0159 mol) of dimethylsiloxane (molecular weight: 960) was mixed to obtain a polyamic acid solution according to a conventional method.
[比較例25]
温度計、攪拌機、窒素導入管、冷却管を取り付けた300mLの4つ口フラスコにジアミン化合物として1,4−ジアミノシクロヘキサン2.87g(25.1mmol)と両末端アミノ変性メチルフェニルシリコーン(X22−1660B−3)3.42g(0.8mmol)とを添加した。次いで、フラスコ内を窒素置換した後、N,N−ジメチルアセトアミド58mlを加え均一になるまで攪拌した。得られた溶液に多価カルボン酸誘導体としてジフェニル−3,3’,4,4’-テトラカルボン酸二無水物(BPDA)8.71g(25.9mmol)を室温で加え、そのままの温度で24時間攪拌を続けて、組成物(ポリアミック酸溶液)を得た。
[Comparative Example 25]
In a 300 mL four-necked flask equipped with a thermometer, stirrer, nitrogen inlet tube, and cooling tube, 2.87 g (25.1 mmol) of 1,4-diaminocyclohexane as a diamine compound and amino-modified methylphenyl silicone at both ends (X22-1660B). -3) 3.42 g (0.8 mmol) were added. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen, 58 ml of N, N-dimethylacetamide was added and the mixture was stirred until it became uniform. 8.71 g (25.9 mmol) of diphenyl-3,3 ′, 4,4′-tetracarboxylic dianhydride (BPDA) as a polyvalent carboxylic acid derivative was added to the obtained solution at room temperature, and 24 hours at the same temperature. Stirring was continued for a time to obtain a composition (polyamic acid solution).
[比較例26]
温度計、攪拌機、窒素導入管、冷却管を取り付けた300mLの4つ口フラスコに(B)成分として4,4’−ジアミノ−2,2’−ビス(トリフルオロメチル)ビフェニル(以下「TFMB」ともいう。)7.85g(24.5mmol)と両末端アミノ変性メチルフェニルシリコーン(X22−9409)2.03g(1.6mmol)とを添加した。次いで、フラスコ内を窒素置換した後、N,N−ジメチルアセトアミド58mlを加え均一になるまで攪拌した。得られた溶液に(A)成分として1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物(以下「CBDA」ともいう。)5.12g(26.1mmol)を室温で加え、そのままの温度で24時間攪拌を続けて、組成物(ポリアミック酸溶液)を得た。
[Comparative Example 26]
As a component (B), 4,4′-diamino-2,2′-bis (trifluoromethyl) biphenyl (hereinafter “TFMB”) is placed in a 300 mL four-necked flask equipped with a thermometer, a stirrer, a nitrogen inlet tube, and a condenser tube. 7.85 g (24.5 mmol) and 2.03 g (1.6 mmol) of amino-modified methyl phenyl silicone (X22-9409) at both ends were added. Next, after the inside of the flask was replaced with nitrogen, 58 ml of N, N-dimethylacetamide was added and the mixture was stirred until it became uniform. 5.12 g (26.1 mmol) of 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride (hereinafter also referred to as “CBDA”) as a component (A) is added to the obtained solution at room temperature, and the temperature is maintained as it is. For 24 hours to obtain a composition (polyamic acid solution).
なお、表4〜6、表8に示すYI値及び全光線透過率は、オーブン内の酸素濃度をそれぞれ50ppm、100ppm、500ppmにそれぞれ調整したときの結果(50ppm/100ppm/500ppm)を示している。 The YI values and total light transmittance shown in Tables 4 to 6 and Table 8 show the results (50 ppm / 100 ppm / 500 ppm) when the oxygen concentration in the oven was adjusted to 50 ppm, 100 ppm, and 500 ppm, respectively. .
表4、5、8に示すように、実施例1〜66は、膜物性において、以下の条件を同時に満たすことが確認された。 As shown in Tables 4, 5, and 8, it was confirmed that Examples 1 to 66 simultaneously satisfied the following conditions in film physical properties.
(1)残留応力が25MPa以下
(2)黄色度が7以下であり、酸素濃度による影響が少ない
(3)室温温度以上の温度領域におけるガラス転移温度が250℃以上
(4)全光線透過率が88%以上であり、酸素濃度による影響が少ない
(5)引張伸度30%以上
(6)NMP耐薬品性試験30分以上
(7)NMP単独でワニスを作製しても、熱硬化膜が白濁することがないので全光線透過率が高い
(1) Residual stress is 25 MPa or less. (2) Yellowness is 7 or less, little affected by oxygen concentration. (3) Glass transition temperature is 250 ° C or more in a temperature range of room temperature or more. (4) Total light transmittance is (5) Tensile elongation of 30% or more (6) NMP chemical resistance test of 30 minutes or more (7) Even if a varnish is made with NMP alone, the thermosetting film becomes cloudy High total light transmittance
これらは、トップ・エミッション型のフレキシブルディスプレイ用透明基板に適用する為の性能を満足している。 These satisfies the performance to be applied to a transparent substrate for a top emission type flexible display.
実施例1〜33、36、37、41、42、46、47、53〜66は、複屈折に由来する膜厚方向のレタデーションRthが100nm以下(20〜90nm)であり、トップ・エミッション型のフレキシブルディスプレイ用透明基板だけでなく、ボトム・エミッション型のフレキシブルディスプレイ用透明基板やタッチパネル用電極基板に適用する為の性能を満足している。また、厚さ方向のレタデーションRthは、共重合モノマーとして、ケイ素基含有モノマーを使用していないポリイミド(比較例1〜22)とケイ素基含有モノマーを使用しているポリイミド(実施例1〜33)を比較すると、ケイ素基含有モノマーを使用しているポリイミドの方が、Rthが小さく、ケイ素基含有モノマーがポリイミドのRth低下に寄与していることが分かる。 In Examples 1 to 33, 36, 37, 41, 42, 46, 47, and 53 to 66, the retardation Rth in the film thickness direction derived from birefringence is 100 nm or less (20 to 90 nm), and the top emission type It satisfies the performance to be applied not only to transparent substrates for flexible displays, but also to bottom emission type transparent substrates for flexible displays and electrode substrates for touch panels. Further, the retardation Rth in the thickness direction is, as a copolymerization monomer, a polyimide not using a silicon group-containing monomer (Comparative Examples 1 to 22) and a polyimide using a silicon group-containing monomer (Examples 1 to 33). By comparison, it can be seen that the polyimide using the silicon group-containing monomer has a smaller Rth, and the silicon group-containing monomer contributes to the reduction of Rth of the polyimide.
これに対して、比較例1〜26は、残留応力、耐薬品性、引っ張り伸度が低く、YI値や全光線透過率がキュア時の酸素濃度に影響を受けて、悪化する。 On the other hand, in Comparative Examples 1 to 26, the residual stress, the chemical resistance, and the tensile elongation are low, and the YI value and the total light transmittance are deteriorated by being affected by the oxygen concentration at the time of curing.
この結果から、本発明に係る樹脂前駆体から得られる樹脂は、無色透明であると共に、無機膜との間に発生する残留応力が低く、さらに耐薬品性に優れ、キュア時の酸素濃度によるYI値や全光線透過率への影響が小さい樹脂フィルムであることが確認された。 From these results, the resin obtained from the resin precursor according to the present invention is colorless and transparent, has low residual stress generated between the resin and the inorganic film, is further excellent in chemical resistance, and has a YI value based on the oxygen concentration during curing. It was confirmed that the resin film had a small effect on the value and the total light transmittance.
なお、本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the above embodiment, and can be implemented with various modifications.
本発明は、例えば、半導体絶縁膜、TFT−LCD絶縁膜、電極保護膜、フレキシブルディスプレイの製造、タッチパネルITO電極用基板に、特に基板として好適に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be suitably used, for example, as a substrate for a semiconductor insulating film, a TFT-LCD insulating film, an electrode protective film, a flexible display, a substrate for a touch panel ITO electrode, and the like.
Claims (24)
前記重合成分が、アミノ基及びアミノ基反応性基から選択される基を2つ以上有する多価化合物を含み、
前記多価化合物がケイ素基含有化合物を含み、
前記多価化合物が、ピロメリット酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸二無水物、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物、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、2,2−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物、9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、及び4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)からなる群から選択される少なくとも1つの化合物であるテトラカルボン酸二無水物を含み、
前記多価化合物が、4,4’−ジアミノジフェニルスルホンを含み
前記樹脂前駆体が、前記ケイ素基含有化合物由来の下記一般式(2):
前記ケイ素基含有化合物の量が前記多価化合物の総質量基準で6質量%〜25質量%である、前記樹脂前駆体。 A polyimide resin precursor obtained by polymerizing a polymerization component containing an amino group and an amino group reactive group,
The polymerization component contains a polyvalent compound having two or more groups selected from an amino group and an amino group reactive group,
The polyvalent compound contains a silicon group-containing compound,
The polyvalent compound is pyromellitic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic dianhydride, 4,4 ′-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride, 3,3 ′, 4,4′- Biphenyltetracarboxylic dianhydride, cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 2,2-bis [ 4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] propane dianhydride, 9,9'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride and 4,4'-biphenylbis (trimellitic acid look-containing tetracarboxylic acid dianhydride is at least one compound selected from the group consisting of monoester acid anhydride),
The polyvalent compound contains 4,4′-diaminodiphenylsulfone, and the resin precursor is derived from the silicon-containing compound and has the following general formula (2):
The resin precursor, wherein the amount of the silicon group-containing compound is 6% by mass to 25% by mass based on the total mass of the polyvalent compound.
該ユニット1が、少なくとも下記一般式(4);
該ユニット2が、下記一般式(5):
前記一般式(4)におけるジアミン由来部位の少なくとも一部及び/又は前記一般式(6)におけるジアミン由来部位の少なくとも一部が4,4−(ジアミノジフェニル)スルホンに由来する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。 The resin precursor contains a unit 1 and a unit 2,
The unit 1 has at least the following general formula (4);
The unit 2 has the following general formula (5):
At least part of and / or diamines from sites in the general formula (6) of the diamine from the site in the general formula (4) is derived from 4,4 (diaminodiphenyl) sulfone, claim 1-3 The resin precursor according to any one of the above.
ピロメリット酸二無水物(PMDA)及びビフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と、
4,4’−オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、4,4’−(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物(6FDA)、シクロヘキサン−1,2,4,5−テトラカルボン酸二無水物(CHDA)、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(DSDA)、4,4’−ビフェニルビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)(TAHQ)、及び9,9’−ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物(BPAF)からなる群より選ばれる1つ以上に由来する部位と
の組み合わせである部位を、前記ユニット1及び前記ユニット2の酸二無水物由来部位の総量基準で60モル%以上の量で含む、請求項4〜7のいずれか1項に記載の樹脂前駆体。 The unit 1 and the unit 2 are:
A site derived from one or more selected from the group consisting of pyromellitic dianhydride (PMDA) and biphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA);
4,4'-oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 4,4 '-(hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride (6FDA), cyclohexane-1,2,4,5-tetracarboxylic dianhydride ( CHDA), 3,3 ', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (DSDA), 4,4'-biphenylbis (trimellitic acid monoester anhydride) (TAHQ), and 9,9 '-Bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride (BPAF) is combined with a site derived from one or more selected from the group consisting of The resin precursor according to any one of claims 4 to 7 , wherein the resin precursor is contained in an amount of 60 mol% or more based on the total amount of the anhydride-derived sites.
前記支持体及び前記樹脂組成物を加熱して前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂前駆体をイミド化して樹脂フィルムを形成する工程と、
前記樹脂フィルムを前記支持体から剥離する工程と、
を含む、樹脂フィルムの製造方法。 Spreading the resin composition according to any one of claims 18 to 20 on a surface of a support;
Heating the support and the resin composition to form a resin film by imidizing the resin precursor contained in the resin composition,
Peeling the resin film from the support,
A method for producing a resin film, comprising:
前記支持体及び前記樹脂組成物を加熱して前記樹脂組成物に含まれる前記樹脂前駆体をイミド化して樹脂膜を形成し、これにより前記支持体及び前記樹脂膜を含む積層体を得る工程と、
を含む、積層体の製造方法。 Spreading the resin composition according to any one of claims 18 to 20 on the surface of a support;
Heating the support and the resin composition to imidize the resin precursor contained in the resin composition to form a resin film, thereby obtaining a laminate including the support and the resin film; and ,
A method for producing a laminate, comprising:
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