JP6754607B2 - Alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, laminate and flexible device manufacturing method - Google Patents

Alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, laminate and flexible device manufacturing method Download PDF

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Description

本発明は、アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液、および、前駆体溶液、積層体並びにフレキシブルデバイスの製造方法に関する。 The present invention relates to an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution and a method for producing a precursor solution, a laminate, and a flexible device.

薄く、軽量で自由に曲げたり折りたたんだりでき、割れにくいフレキシブルデバイスとしては、フレキシブルディスプレイを始めとした様々なデバイスへの応用が考えられている。このようなフレキシブルデバイスの生産方法には様々な選択肢があるが、効率的に大量生産する方法として、ガラス基板上にポリイミド樹脂層を形成した積層体を用いて通常のガラス基板用プロセスでフレキシブルデバイスを生産することが提案されている(特許文献1、非特許文献1)。この積層体を用いるプロセスでは、最終段階でポリイミド樹脂層をガラス基板から分離しポリイミドを基材としたフレキシブルデバイスを得る。 As a flexible device that is thin, lightweight, freely bendable and foldable, and hard to break, application to various devices such as flexible displays is considered. There are various options for producing such a flexible device, but as a method for efficient mass production, a flexible device is used in a normal glass substrate process using a laminate in which a polyimide resin layer is formed on a glass substrate. It has been proposed to produce (Patent Document 1, Non-Patent Document 1). In the process using this laminate, the polyimide resin layer is separated from the glass substrate at the final stage to obtain a flexible device based on polyimide.

積層体のポリイミド層には、ガラス基板との線膨張係数の差が小さいことや高い耐熱性、表面の平滑性が求められる。一般的なポリイミドの線膨張係数はガラスよりも大きいため、好適な材料は自然と限られたものになる。例えば、特許文献2には、無機基板上に、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミン、及び4,4”ジアミノパラテルフェニルから得られるポリイミド前駆体の溶液を流延し、熱イミド化して積層体を得る方法が記載されている。一方で、特定構造のポリイミド前駆体溶液には、基板からポリイミド樹脂層が剥離しやすかったり、貯蔵安定性が低かったりするという問題があった。この問題を解決するために、例えば、アミン末端のポリアミド酸にアミノ基を有するアルコキシシランを添加してアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液とすることで厚膜でも剥離することなく製膜でき、室温で安定的に保管できるポリアミド酸溶液などが開発されてきた(特許文献3)。 The polyimide layer of the laminated body is required to have a small difference in linear expansion coefficient from that of a glass substrate, high heat resistance, and surface smoothness. Since the coefficient of linear expansion of general polyimide is larger than that of glass, suitable materials are naturally limited. For example, Patent Document 2 describes a polyimide precursor obtained from 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, paraphenylenediamine, and 4,4 "diaminoparaterphenyl" on an inorganic substrate. A method is described in which the solution of the above is cast and thermally imidized to obtain a laminate. On the other hand, in the polyimide precursor solution having a specific structure, the polyimide resin layer is easily peeled off from the substrate and the storage stability is high. In order to solve this problem, for example, an alkoxysilane having an amino group is added to an amine-terminal polyamic acid to prepare an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, so that even a thick film can be peeled off. A polyamic acid solution or the like that can form a film and can be stably stored at room temperature has been developed (Patent Document 3).

特表2007−512568公報Special Table 2007-512568 Publication 特開2012−35583号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-35583 国際公開2014/123045号パンフレットInternational Publication 2014/123045 Pamphlet

真下錠司、フレキシブルデバイス実用化のための常温接合,剥離技術について、機能材料2015年6月号4〜18頁掲載、シーエムシー出版(2015)Makoto Locker, Room Temperature Joining and Peeling Technology for Practical Use of Flexible Devices, Functional Materials June 2015, pp. 4-18, CMC Publishing (2015)

しかしながら、本発明者らは特許文献3のポリアミド酸溶液を用いた場合でも、室温で1ヶ月を超えるような貯蔵に耐えられず、粘度低下を起こすことを見出した。 However, the present inventors have found that even when the polyamic acid solution of Patent Document 3 is used, it cannot withstand storage for more than one month at room temperature and causes a decrease in viscosity.

本発明は、上記の背景を鑑みてなされたものであり、厚膜でも剥離することなく製膜でき、室温で安定的に保管できるポリイミド前駆体溶液、及び、その前駆体溶液の製造方法、フレキシブルデバイスの生産に好適に用いることのできるポリイミド樹脂と無機基板との積層体の製造方法、積層体を用いたフレキシブルデバイスの製造方法、具体的には1〜20ppm/℃の線膨張係数を有するポリイミド樹脂と無機基板との積層体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 background, and a polyimide precursor solution that can form a thick film without peeling and can be stably stored at room temperature, a method for producing the precursor solution, and flexibility. A method for manufacturing a laminate of a polyimide resin and an inorganic substrate that can be suitably used for device production, a method for manufacturing a flexible device using the laminate, specifically, a polyimide having a linear expansion coefficient of 1 to 20 ppm / ° C. It is an object of the present invention to provide a method for producing a laminate of a resin and an inorganic substrate.

鋭意検討の結果、上記課題が、アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸とパラフェニレンジアミンを主成分とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体と溶媒を含有するアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液であって、
前記ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド化し、85〜70%がアミド酸であることを特徴とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液により解決できることを見出した。
As a result of diligent studies, the above-mentioned problems were solved with an alkoxysilane compound containing an amino group, an alkoxysilane-modified polyimide precursor containing 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid and paraphenylenediamine as main components, and a solvent. An alkoxysilane-modified polyimide precursor solution containing
It has been found that this can be solved by an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution characterized in that 15 to 30% of the polyimide precursor is imidized and 85 to 70% is amic acid.

すなわち、本発明に係るポリイミド前駆体溶液は以下の構成をなす。
1).アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体と溶媒を含有するアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液であって、
前記ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド化し、85〜70%がアミド酸であることを特徴とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液。
That is, the polyimide precursor solution according to the present invention has the following constitution.
1). Alkoxysilane compound containing an amino group, alkoxysilane-modified polyimide precursor containing 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and paraphenylenediamine as main components, and alkoxysilane-modified solvent. It is a polyimide precursor solution
An alkoxysilane-modified polyimide precursor solution characterized in that 15 to 30% of the polyimide precursor is imidized and 85 to 70% is amic acid.

2).前記アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の水分は、2000ppm以上5000ppm以下であることを特徴とする1)に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液。 2). The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to 1), wherein the water content of the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is 2000 ppm or more and 5000 ppm or less.

3).前記溶媒の主成分がアミド系溶媒であることを特徴とする1)または2)に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液。 3). The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to 1) or 2), wherein the main component of the solvent is an amide-based solvent.

4).前記アルコキシシラン化合物の添加量は、前記アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液中に含まれるポリイミド前駆体の重量を100重量部とした場合に、0.01〜0.50重量部である1)〜3)のいずれか1項に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液。 4). The amount of the alkoxysilane compound added is 0.01 to 0.50 parts by weight when the weight of the polyimide precursor contained in the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is 100 parts by weight 1) to 3 The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to any one of ().

5).アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物と、3,3’,4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするポリアミド酸を溶媒中で反応させることにより得られるアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液のポリイミド前駆体の一部をイミド化することにより、
前記ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド環であり、85〜70%がアミド酸とすることを特徴とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の製造方法。
5). An alkoxysilane compound obtained by reacting an amino group-containing alkoxysilane compound with 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and a polyamic acid containing paraphenylenediamine as a main component in a solvent. By imidizing a part of the polyimide precursor of the modified polyimide precursor solution,
A method for producing an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, wherein 15 to 30% of the polyimide precursor is an imide ring and 85 to 70% is an amic acid.

6).1)〜4)のいずれか1項に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を無機基板上に流延し、熱イミド化することを特徴とするポリイミドフィルムと無機基板との積層体の製造方法。 6). A method for producing a laminate of a polyimide film and an inorganic substrate, which comprises casting the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to any one of 1) to 4) onto an inorganic substrate and thermally imidizing the solution. ..

7).前記ポリイミドフィルムの線膨張係数が1〜20ppm/℃である6)記載の積層体の製造方法。 7). The method for producing a laminate according to 6), wherein the polyimide film has a coefficient of linear expansion of 1 to 20 ppm / ° C.

8).前記無機基板の厚みが、0.4〜5.0mmであり、
前記ポリイミドフィルムの厚みが、5〜50μmである6)または7)に記載の積層体の製造方法。
8). The thickness of the inorganic substrate is 0.4 to 5.0 mm.
The method for producing a laminate according to 6) or 7), wherein the thickness of the polyimide film is 5 to 50 μm.

9). 1)〜4)のいずれか1項に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液をイミド化して得られるポリイミドフィルム上に電子素子を形成することを特徴とするフレキシブルデバイスの製造方法。 9). A method for producing a flexible device, which comprises forming an electronic element on a polyimide film obtained by imidizing the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to any one of 1) to 4).

本発明によれば、厚膜でも剥離することなく製膜でき、室温で安定的に保管できるポリイミド前駆体溶液、及びフレキシブルデバイスの生産に好適に用いることのできるポリイミド樹脂と無機基板との積層体の製造方法、積層体を用いたフレキシブルデバイスの製造方法、具体的には1〜20ppm/℃の線膨張係数を有するポリイミド樹脂と無機基板との積層体の製造方法を提供することができる。 According to the present invention, a polyimide precursor solution that can form a thick film without peeling and can be stably stored at room temperature, and a laminate of a polyimide resin and an inorganic substrate that can be suitably used for the production of flexible devices. A method for producing a flexible device using a laminate, specifically, a method for producing a laminate of a polyimide resin having a linear expansion coefficient of 1 to 20 ppm / ° C. and an inorganic substrate can be provided.

以下に本発明について詳細に説明するが、これらは本発明の一態様であり、本発明はこれらの内容に限定されない。 The present invention will be described in detail below, but these are aspects of the present invention, and the present invention is not limited to these contents.

<ポリアミド酸中のアミド酸部位のイミド基への変換>
ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド化し、85〜70%がアミド酸であることを特徴とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液(以下、単に「溶液」ともいう)について説明する。ポリイミド前駆体の15〜30%及び85〜70%の%は、モル%を意味する。
通常、ポリイミド前駆体は一般式(I)で表されるように、ポリアミド酸からなる構造を有しているが、本発明のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液のポリイミド前駆体は、ポリアミド酸の一部が一般式(II)のようにイミド化し、イミド環になっており、残りが一般式(III)のようなアミド酸である。
言い換えると、本発明のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体は、一般式(II)の構造を15〜30%、一般式(III)の構造を85〜70%有する。
<Conversion of amic acid moiety in polyamic acid to imide group>
An alkoxysilane-modified polyimide precursor solution (hereinafter, also simply referred to as “solution”), wherein 15 to 30% of the polyimide precursor is imidized and 85 to 70% is amic acid will be described. 15-30% and 85-70%% of the polyimide precursor means mol%.
Normally, the polyimide precursor has a structure composed of a polyamic acid as represented by the general formula (I), but the polyimide precursor of the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution of the present invention is one of the polyamic acids. The part is imidized as in the general formula (II) to form an imide ring, and the rest is the amic acid as in the general formula (III).
In other words, the alkoxysilane-modified polyimide precursor of the present invention has a structure of the general formula (II) of 15 to 30% and a structure of the general formula (III) of 85 to 70%.

Figure 0006754607
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Figure 0006754607
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(但し、Xは4価の有機基、Yは2価の有機基または、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物の残基)
イミド化率を15%以上にすることで、加水分解を抑制し室温で安定的に保管するが可能となる。一方で、イミド化率が30%以上となると、アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液が増粘を起こすため好ましくない。この増粘は、アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体の溶解性の低下によるものと考えられる。
(However, X is a tetravalent organic group, Y is a residue of an alkoxysilane compound having a divalent organic group or an amino group)
By setting the imidization rate to 15% or more, hydrolysis can be suppressed and stable storage at room temperature becomes possible. On the other hand, when the imidization ratio is 30% or more, the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution causes thickening, which is not preferable. This thickening is considered to be due to a decrease in the solubility of the alkoxysilane-modified polyimide precursor.

本発明のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液は、いくつかの方法で得ることが可能である。例えば、ポリアミド酸を重合後70〜100℃程度で1〜24時間加熱処理(クッキング)を行うことでアミド酸部位の一部を熱イミド化させることができる。加熱操作を行うとアミド酸の解離、及び系中の水との反応による酸無水物の失活を促進し分子量低下も同時に起こるが、温度と時間の両方を変化させることで、任意のイミド化率のポリイミド前駆体を得ることが可能となる。 The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution of the present invention can be obtained by several methods. For example, a part of the amic acid moiety can be thermally imidized by heat-treating (cooking) the polyamic acid at about 70 to 100 ° C. for 1 to 24 hours after the polymerization. The heating operation promotes the dissociation of amic acid and the deactivation of acid anhydride due to the reaction with water in the system, and the molecular weight decreases at the same time, but by changing both the temperature and time, any imidization occurs. It is possible to obtain a polyimide precursor of a ratio.

他にも、無水酢酸など脱水剤を一定量添加する方法や、イミド結合を含むモノマー(テトラカルボン酸二無水物、ジアミン)を一定割合で共重合する方法もある。 In addition, there is also a method of adding a certain amount of a dehydrating agent such as acetic anhydride, and a method of copolymerizing a monomer containing an imide bond (tetracarboxylic dianhydride, diamine) at a constant ratio.

始めに挙げたクッキングによりイミド化させる方法は水が副生するのみであり量産化する上では簡便であり好ましい。 The method of imidization by cooking mentioned at the beginning is preferable because it only produces water as a by-product and is convenient for mass production.

<アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液>
アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液は、アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物とポリアミド酸を溶液中で反応させることにより得られる。また、ポリアミド酸は芳香族ジアミンと芳香族テトラカルボン酸二無水物とを溶媒中で反応させることで得られる。
<Alkoxysilane-modified polyimide precursor solution>
The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is obtained by reacting an amino group-containing alkoxysilane compound with a polyamic acid in the solution. In addition, polyamic acid is obtained by reacting an aromatic diamine with an aromatic tetracarboxylic dianhydride in a solvent.

ポリアミド酸の原料及び重合方法については後述するが、本発明では、貯蔵安定性を向上させる目的からポリアミド酸末端がカルボキシル基よりもアミノ基で占められている比率を高い方が好ましい。 The raw material and polymerization method of the polyamic acid will be described later, but in the present invention, it is preferable that the polyamic acid terminal is occupied by an amino group rather than a carboxyl group for the purpose of improving storage stability.

アミノ基を有するアルコキシシラン化合物による変性は、ポリアミド酸が溶媒に溶解したポリアミド酸溶液に、アミノ基を有するアルコキシシラン化合物を添加し、反応させることで行われる。アミノ基を有するアルコキシシラン化合物としては、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、2−アミノフェニルトリメトキシシラン、3−アミノフェニルトリメトキシシラン等があげられる。 Modification with an alkoxysilane compound having an amino group is carried out by adding an alkoxysilane compound having an amino group to a polyamic acid solution in which polyamic acid is dissolved in a solvent and reacting the mixture. Examples of the alkoxysilane compound having an amino group include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-aminopropylmethyldiethoxysilane, and 3-aminopropylmethyldimethoxysilane. , 3- (2-Aminoethyl) aminopropyltrimethoxysilane, 3-phenylaminopropyltrimethoxysilane, 2-aminophenyltrimethoxysilane, 3-aminophenyltrimethoxysilane and the like.

これらのアミノ基を含有するアルコキシシラン化合物のポリアミド酸100重量部に対する配合割合は、0.01〜0.50重量部であることが好ましく、0.01〜0.05重量部であることがより好ましく、ワニス保管時の粘度変化を抑制する点から0.01〜0.03重量部であることがさらに好ましい。 The blending ratio of the alkoxysilane compound containing these amino groups to 100 parts by weight of polyamic acid is preferably 0.01 to 0.50 parts by weight, more preferably 0.01 to 0.05 parts by weight. It is preferably 0.01 to 0.03 parts by weight from the viewpoint of suppressing a change in viscosity during storage of the varnish.

アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物の配合割合を0.01重量部以上とすることで、無機基板に対する剥離抑制効果は十分に発揮される。アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物の配合割合が0.50重量部以下であるとポリアミド酸の分子量が十分に保たれるため、脆化などの問題が生じない。さらに0.05重量部以下であると、アルコキシシラン化合物を添加後の粘度変化も小さくなる。また、未反応分が多い場合には、徐々にポリアミド酸と反応して粘度が低下したり、アルコキシシラン同士で縮合してゲル化したりする。アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物の添加量を必要最低限に抑えることで、基板からポリイミドフィルムの剥離は抑制しながらもワニス保管時には減粘やゲル化などの余計な副反応を抑制することができる。 By setting the blending ratio of the alkoxysilane compound containing an amino group to 0.01 parts by weight or more, the effect of suppressing peeling on the inorganic substrate is sufficiently exhibited. When the blending ratio of the alkoxysilane compound containing an amino group is 0.50 parts by weight or less, the molecular weight of the polyamic acid is sufficiently maintained, so that problems such as embrittlement do not occur. Further, when it is 0.05 parts by weight or less, the change in viscosity after the addition of the alkoxysilane compound becomes small. In addition, when there is a large amount of unreacted component, it gradually reacts with the polyamic acid to reduce the viscosity, or the alkoxysilanes condense with each other to gel. By suppressing the amount of the alkoxysilane compound containing an amino group added to the minimum necessary, it is possible to suppress the peeling of the polyimide film from the substrate while suppressing unnecessary side reactions such as viscosity reduction and gelation during varnish storage. it can.

末端の大部分がアミノ基であるポリアミド酸にアミノ基を含むアルコキシシラン化合物を添加すると、ポリアミド酸溶液の粘度が下がる。発明者らは、これはポリアミド酸中のアミド結合が解離した際に再生した酸無水物基とアルコキシシラン化合物のアミノ基が反応し、変性反応が進行するとともに、ポリアミド酸の分子量が低下するためだと推定している。反応温度は、酸二無水物基と水との反応を抑制しつつ変性反応が進行しやすくなることから、0℃以上80℃以下であることが好ましく、20℃以上60℃以下であることがより好ましい。 Addition of an alkoxysilane compound containing an amino group to a polyamic acid having a majority of terminals having an amino group lowers the viscosity of the polyamic acid solution. The inventors have stated that this is because the acid anhydride group regenerated when the amide bond in the polyamic acid is dissociated reacts with the amino group of the alkoxysilane compound, the modification reaction proceeds, and the molecular weight of the polyamic acid decreases. I presume that. The reaction temperature is preferably 0 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and preferably 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower, because the modification reaction easily proceeds while suppressing the reaction between the acid dianhydride group and water. More preferred.

ポリアミド酸の種類や濃度にもよるが、酸無水物の濃度が小さいため変性反応は遅く、反応温度が低いと粘度が一定となるまでに5日程度要する場合がある。ポリアミド酸の種類や溶媒が異なる場合には反応温度ごとに時間ごとの粘度変化を記録し、適当な反応温度を選択すれば良い。 Although it depends on the type and concentration of the polyamic acid, the denaturation reaction is slow because the concentration of the acid anhydride is small, and if the reaction temperature is low, it may take about 5 days for the viscosity to become constant. When the type and solvent of the polyamic acid are different, the viscosity change with time may be recorded for each reaction temperature, and an appropriate reaction temperature may be selected.

このようにして、一部の末端をアルコキシシランに変性することで、無機基板上に塗った場合に加熱時のポリイミドフィルムの剥離(デラミ、発泡)を抑制できる。 By modifying a part of the end to alkoxysilane in this way, it is possible to suppress peeling (delamination, foaming) of the polyimide film during heating when it is applied on an inorganic substrate.

<ポリアミド酸の原料>
ポリアミド酸の原料にはテトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分が用いられる。前述のように、イミド化率が15〜30%となるようにイミド結合を含むテトラカルボン酸成分又はジアミン成分を用いても良い。
<Raw material for polyamic acid>
A tetracarboxylic dianhydride component and a diamine component are used as raw materials for the polyamic acid. As described above, a tetracarboxylic acid component or a diamine component containing an imide bond may be used so that the imidization rate is 15 to 30%.

1〜20ppm/℃の線膨張係数を有するポリイミドフィルムと無機基板との積層体を得るためには、テトラカルボン酸二無水物成分としては3,3’,4,4'−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物(以下、BPDAと略記することもある。)を主成分とすることが好ましく、ジアミン成分としては下記式(1)を主成分とする芳香族ジアミンを用いることが好ましい。 In order to obtain a laminate of a polyimide film having a linear expansion coefficient of 1 to 20 ppm / ° C. and an inorganic substrate, the tetracarboxylic dianhydride component is 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride. It is preferable to use an anhydride (hereinafter, sometimes abbreviated as BPDA) as a main component, and as a diamine component, it is preferable to use an aromatic diamine having the following formula (1) as a main component.

Figure 0006754607
Figure 0006754607

(式中nは、1〜3の任意の数である)
式(1)の芳香族ジアミンは、パラフェニレンジアミン(以下PDAと略記することもある。)、4,4’−ジアミノベンジジン、及び4,4”−ジアミノパラテルフェニル(以下、DATPと略記することもある。)である。これらの芳香族ジアミンの中でも、入手性の良いことからPDAが好ましい。
(N in the formula is an arbitrary number from 1 to 3)
The aromatic diamine of the formula (1) is paraphenylenediamine (hereinafter, also abbreviated as PDA), 4,4'-diaminobenzidine, and 4,4 "-diaminoparaterphenyl (hereinafter, abbreviated as DATP). Of these aromatic diamines, PDA is preferable because of its good availability.

芳香族テトラカルボン酸二無水物は、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とすることが好ましい。3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と、直線性の高い芳香族ジアミンとを含むアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体を用いることで、低いCTEなどのフレキシブルデバイス基板に好適な特性を付与することができる。 The aromatic tetracarboxylic dianhydride is preferably 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride. Suitable for flexible device substrates such as low CTE by using an alkoxysilane-modified polyimide precursor containing 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and highly linear aromatic diamine. Characteristics can be imparted.

さらに、本発明の特性を損なわない範囲で、PDA、4,4’−ジアミノベンジジン、及びDATP以外の芳香族テトラカルボン酸二無水物を用いても良いし、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物以外の芳香族ジアミンを用いても良い。例えば、次の芳香族テトラカルボン酸二無水物や芳香族ジアミンを、ポリアミド酸の原料全体に対してそれぞれ5モル%以下併用しても良い。芳香族テトラカルボン酸二無水物としては、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’−ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’−ビフェニル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、1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、4,4’−オキシジフタル酸無水物、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、9,9’−ビス[4−(3,4−ジカルボキシフェノキシ)フェニル]フルオレン二無水物、3,3′,4,4′−ビフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、2,3,5,6−ピリジ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、4,4′−スルホニルジフタル酸二無水物、パラテルフェニル−3,4,3’,4’−テトラカルボン酸二無水物、メタテルフェニル−3,3’,4,4’−テトラカルボン酸二無水物、3,3′,4,4′−ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。上記酸二無水物の芳香環には、アルキル基置換および/またはハロゲン置換された部位を有していても良い。芳香族ジアミンとしては、4,4’−ジアミノジフェニルエーテル、3,4’−ジアミノジフェニルエーテル、4,4’−ジアミノジフェニルスルホン、1,5−(4‐アミノフェノキシ)ペンタン、1,3−ビス(4‐アミノフェノキシ)−2,2−ジメチルプロパン、2,2−ビス(4−アミノフェノキシフェニル)プロパン、ビス[4−(4−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン及びビス[4−(3−アミノフェノキシ)フェニル]スルホン等が挙げられる。 Further, aromatic tetracarboxylic dianhydrides other than PDA, 4,4'-diaminobenzidine, and DATP may be used as long as the characteristics of the present invention are not impaired, or 3,3', 4,4'. -Aromatic diamines other than biphenyltetracarboxylic dianhydride may be used. For example, the following aromatic tetracarboxylic dianhydrides and aromatic diamines may be used in combination of 5 mol% or less with respect to the total raw material of the polyamic acid. Examples of the aromatic tetracarboxylic dianhydride include pyromellitic dianhydride, 3,3', 4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, 2,3,3', 4'-biphenyltetracarboxylic acid. Dihydride, 3,3', 4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic Acid dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-oxydiphthalic acid dianhydride, 9,9-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride, 9,9'-bis [4- (3,4-dicarboxyphenoxy) phenyl] fluorene dianhydride, 3,3', 4,4'-biphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, 2,3,5 6-pyridinetetracarboxylic dianhydride, 3,4,9,10-perylenetetracarboxylic dianhydride, 4,4'-sulfonyldiphthalic acid dianhydride, paraterphenyl-3,4,3', 4'-tetracarboxylic dianhydride, metaterphenyl-3,3', 4,4'-tetracarboxylic dianhydride, 3,3', 4,4'-diphenyl ether tetracarboxylic dianhydride, etc. Can be mentioned. The aromatic ring of the acid dianhydride may have an alkyl group-substituted and / or halogen-substituted site. Examples of the aromatic diamine include 4,4'-diaminodiphenyl ether, 3,4'-diaminodiphenyl ether, 4,4'-diaminodiphenyl sulfone, 1,5- (4-aminophenoxy) pentane, and 1,3-bis (4). -Aminophenoxy) -2,2-dimethylpropane, 2,2-bis (4-aminophenoxyphenyl) propane, bis [4- (4-aminophenoxy) phenyl] sulfone and bis [4- (3-aminophenoxy) Phenyl] sulfone and the like.

<ポリアミド酸の重合方法>
本発明に用いるポリアミド酸は、溶液重合により製造可能である。すなわち、原料である1種または2種以上のテトラカルボン酸二無水物成分、及び1種または2種以上のジアミン成分を使用し、有機極性溶媒中で重合してポリイミド前駆体であるポリアミド酸溶液を得る。
<Polymeric acid polymerization method>
The polyamic acid used in the present invention can be produced by solution polymerization. That is, a polyamic acid solution which is a polyimide precursor by polymerizing in an organic polar solvent using one or more tetracarboxylic dianhydride components and one or two or more diamine components which are raw materials. To get.

テトラカルボン酸二水物類の総モル数を、芳香族ジアミン類の総モル数で除したモル比は、好ましくは0.980以上1.000未満であり、より好ましくは0.995以上0.998以下である。モル比を1.000未満とすることでポリアミド酸末端がアミノ基で占められる割合が酸無水物基で占められる割合よりも高くなり、貯蔵安定性を改善することができる。この効果は、モル比を小さくすることでさらに改善するが、0.998以下では大幅には改善しない。一方で、強靭なポリイミドフィルムを得るためにはモル比を1.000に近づけ十分に分子量を高める必要がある。モル比が0.980以上であれば、丈夫なポリイミドフィルムが得られる。また、好ましくはモル比を0.998以上として、保管時やイミド化時の分子量低下に備えるべきである。 The molar ratio obtained by dividing the total number of moles of tetracarboxylic acid dihydrogens by the total number of moles of aromatic diamines is preferably 0.980 or more and less than 1.000, and more preferably 0.995 or more and 0. It is 998 or less. By setting the molar ratio to less than 1.000, the ratio of the polyamic acid terminal occupied by the amino group becomes higher than the ratio occupied by the acid anhydride group, and the storage stability can be improved. This effect is further improved by reducing the molar ratio, but is not significantly improved below 0.998. On the other hand, in order to obtain a tough polyimide film, it is necessary to bring the molar ratio close to 1.000 and sufficiently increase the molecular weight. When the molar ratio is 0.980 or more, a durable polyimide film can be obtained. In addition, the molar ratio should be preferably 0.998 or more to prepare for a decrease in molecular weight during storage or imidization.

ポリアミド酸を合成するための好ましい溶媒は、アミド系溶媒すなわちN,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、などである。これら溶媒を適宜選択して用いることによって、ポリアミド酸溶液の特性、及び、無機基板上でイミド化した後のポリイミドフィルムの特性を制御することができる。上記溶媒は、主成分がアミド系溶媒であることが好ましい。例えば溶媒全体の重量を100重量部とした場合にアミド系溶媒の重量が50〜100重量部であることが好ましく、70〜100重量部であることがより好ましい。 Preferred solvents for synthesizing polyamic acid are amide solvents such as N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, etc. Is. By appropriately selecting and using these solvents, the characteristics of the polyamic acid solution and the characteristics of the polyimide film after imidization on the inorganic substrate can be controlled. The main component of the solvent is preferably an amide-based solvent. For example, when the total weight of the solvent is 100 parts by weight, the weight of the amide solvent is preferably 50 to 100 parts by weight, more preferably 70 to 100 parts by weight.

本発明者らの検討では、溶媒にN,N−ジメチルアセトアミドを用いた場合には、ポリアミド酸の貯蔵安定性が悪くなり、ポリイミドフィルムの線膨張係数は高くなる。溶媒にN−メチル−2−ピロリドンを用いた場合には、ポリアミド酸溶液の貯蔵安定性が高く、ポリイミドフィルムの線膨張係数はより低くなる。貯蔵安定性に関してはN−メチル−2−ピロリドンを用いた方がより優れた特性が得られるが、線膨張係数等の特性に関してはどちらか一方が優れている訳ではない。例えば、ポリイミドフィルムがより硬いことが好ましいならばN−メチル−2−ピロリドンを用い、ポリイミドフィルムが柔らかいことが好ましいならばN,N−ジメチルアセトアミドを用いる等のような目的とする用途ごとに好適な溶媒を選択するべきである。 In the study by the present inventors, when N, N-dimethylacetamide was used as the solvent, the storage stability of the polyamic acid was deteriorated, and the coefficient of linear expansion of the polyimide film was increased. When N-methyl-2-pyrrolidone is used as the solvent, the storage stability of the polyamic acid solution is high, and the coefficient of linear expansion of the polyimide film is lower. Although better properties can be obtained by using N-methyl-2-pyrrolidone in terms of storage stability, one of them is not superior in terms of properties such as the coefficient of linear expansion. For example, if it is preferable that the polyimide film is harder, N-methyl-2-pyrrolidone is used, and if it is preferable that the polyimide film is soft, N, N-dimethylacetamide is used. Solvent should be selected.

反応装置には、反応温度を制御するための温度調整装置を備えていることが好ましい。ポリアミド酸を重合する際の反応温度として0℃以上80℃以下が好ましく、さらに、20℃以上60℃以下であることが、重合の逆反応であるアミド結合の解離を抑制し、しかもポリアミド酸の粘度が上昇しやすいことから好ましい。 It is preferable that the reaction device is provided with a temperature control device for controlling the reaction temperature. The reaction temperature when polymerizing the polyamic acid is preferably 0 ° C. or higher and 80 ° C. or lower, and further, 20 ° C. or higher and 60 ° C. or lower suppresses the dissociation of the amide bond, which is the reverse reaction of the polymerization, and moreover, the polyamic acid. It is preferable because the viscosity tends to increase.

また、本発明では重合後にイミド化率の調整を目的としてクッキングすることが好ましい。温度と時間を調整することでイミド化率が15〜30%(ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド環)であるポリイミド前駆体を得ることが出来る。温度として70〜100℃が好ましく、85〜100℃がより好ましい。70℃より低い温度では、イミド化にかかる時間が非常に長くなるため好ましくない。100℃より高い温度ではイミド化や分子量低下が非常に早く進み、時間で調整することが難しくなるため、好ましくない。85℃以上100℃以下であるとクッキング時間の調整でイミド化を目標とする数値にすることができるため、より好ましい。高粘度の系では加熱や冷却に10分以上時間を要することが珍しくないため、時間としては微調整が1〜24時間であることが好ましい。前述の通り、加熱処理をおこなうことでアミド酸の解離、及び系中の水との反応による酸無水物の失活も促進されるため、予めその後の操作に適した粘度とイミド化率を同時に達成にするためにテトラカルボン酸二水物類と芳香族ジアミン類のモル比は検討しておくことが好ましい。重合反応とクッキングは分けて行うことが好ましいが、最初から反応温度を70〜100℃にして重合反応とクッキングを一括して行うことも可能である。 Further, in the present invention, it is preferable to cook after polymerization for the purpose of adjusting the imidization ratio. By adjusting the temperature and time, a polyimide precursor having an imidization ratio of 15 to 30% (15 to 30% of the polyimide precursor is an imide ring) can be obtained. The temperature is preferably 70 to 100 ° C, more preferably 85 to 100 ° C. A temperature lower than 70 ° C. is not preferable because the imidization takes a very long time. At a temperature higher than 100 ° C., imidization and molecular weight reduction proceed very quickly, making it difficult to adjust with time, which is not preferable. It is more preferable that the temperature is 85 ° C. or higher and 100 ° C. or lower because the imidization target value can be obtained by adjusting the cooking time. In a high-viscosity system, it is not uncommon for heating and cooling to take 10 minutes or more, so the time is preferably 1 to 24 hours for fine adjustment. As described above, the heat treatment promotes the dissociation of the amic acid and the deactivation of the acid anhydride due to the reaction with water in the system. Therefore, the viscosity and imidization rate suitable for the subsequent operation are simultaneously obtained in advance. To achieve this, it is preferable to examine the molar ratio of tetracarboxylic acid dihydrates to aromatic diamines. It is preferable to carry out the polymerization reaction and cooking separately, but it is also possible to carry out the polymerization reaction and cooking at once by setting the reaction temperature to 70 to 100 ° C. from the beginning.

ポリアミド酸溶液中のポリアミド酸の重量%は、有機溶媒中にポリアミド酸が5〜30重量%、好ましくは8〜25重量%、更に好ましくは、10〜20重量%溶解されているのが、未溶解原料の異常重合に起因するゲル化を抑制し、しかも、ポリアミド酸の粘度が上昇しやすいことから好ましい。 As for the weight% of the polyamic acid in the polyamic acid solution, 5 to 30% by weight, preferably 8 to 25% by weight, and more preferably 10 to 20% by weight of the polyamic acid is not yet dissolved in the organic solvent. It is preferable because it suppresses gelation caused by abnormal polymerization of the dissolution raw material and the viscosity of the polyamic acid tends to increase.

<アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の水分>
前記アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液中の水分は、2000ppm以上5000ppm以下であることが好ましい。水分が5000ppm以下であれば貯蔵安定性向上の効果が十分に発揮されるため好ましい。溶液中の水分は、原料由来と作業環境由来に分けることができる。水分を減らすために様々な方法があるが、余分な工程や過剰な設備を用いて必要以上に減らすことも、コストアップになるため好ましくない。分子構造と濃度に依存するが、本発明ではポリイミド前駆体がイミド化することで相当量の水が生成する。例えば、BPDAとPDAからなる固形分濃度15%のポリアミド酸溶液が30%イミド化すると溶液の水分量は約4000ppm増加する。それ以下に水分を減らすためにはコストアップが伴うため好ましくない。
<Moisture of alkoxysilane-modified polyimide precursor solution>
The water content in the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is preferably 2000 ppm or more and 5000 ppm or less. When the water content is 5000 ppm or less, the effect of improving storage stability is sufficiently exhibited, which is preferable. Moisture in the solution can be divided into those derived from raw materials and those derived from the working environment. There are various methods for reducing the water content, but it is not preferable to reduce the water content more than necessary by using extra processes or excessive equipment because it increases the cost. Although it depends on the molecular structure and concentration, in the present invention, imidization of the polyimide precursor produces a considerable amount of water. For example, when a polyamic acid solution consisting of BPDA and PDA having a solid content concentration of 15% is imidized by 30%, the water content of the solution increases by about 4000 ppm. It is not preferable to reduce the water content to less than that because the cost increases.

水分を減らす方法として、原料の保管を厳密に行って水分の混入を避け、反応雰囲気を乾燥空気、乾燥窒素等で置換することが効果的である。更に減圧下で処理しても良い。 As a method of reducing the water content, it is effective to strictly store the raw materials to avoid mixing of the water content and replace the reaction atmosphere with dry air, dry nitrogen or the like. Further, the treatment may be performed under reduced pressure.

<アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の流延・熱イミド化>
ポリイミドフィルムと無機基板とからなる積層体は、前述したアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を、無機基板上に流延し、熱イミド化することで製造することができる。
<Spreading and thermal imidization of alkoxysilane-modified polyimide precursor solution>
The laminate composed of the polyimide film and the inorganic substrate can be produced by casting the above-mentioned alkoxysilane-modified polyimide precursor solution on the inorganic substrate and thermally imidizing it.

無機基板としては、ガラス基板や各種金属基板があげられるが、ガラス基板が好適である。ガラス基板には、ソーダライムガラス、ホウ珪酸ガラス、無アルカリガラス等が使用されている。特に、薄膜トランジスタの製造工程では無アルカリガラスが一般的に使用されているため、無機基板としては無アルカリガラスがより好ましい。用いる無機基板の厚みとしては、0.4〜5.0mmが好ましい。無機基板が0.4mmより薄いと無機基板のハンドリングが困難になるため、好ましくない。また、無機基板が5.0mmより厚いと基板の熱容量が大きくなり加熱・冷却工程での生産性が低下するため好ましくない。 Examples of the inorganic substrate include a glass substrate and various metal substrates, but a glass substrate is preferable. Soda lime glass, borosilicate glass, non-alkali glass and the like are used for the glass substrate. In particular, since non-alkali glass is generally used in the manufacturing process of the thin film transistor, non-alkali glass is more preferable as the inorganic substrate. The thickness of the inorganic substrate used is preferably 0.4 to 5.0 mm. If the inorganic substrate is thinner than 0.4 mm, it becomes difficult to handle the inorganic substrate, which is not preferable. Further, if the inorganic substrate is thicker than 5.0 mm, the heat capacity of the substrate increases and the productivity in the heating / cooling process decreases, which is not preferable.

溶液の流延方法としては、公知の方法を用いることができる。例えば、グラビアコート法、スピンコート法、シルクスクリーン法、ディップコート法、バーコート法、ナイフコート法、ロールコート法、ダイコート法等の公知の流延方法を挙げることが出来る。 As a method of spreading the solution, a known method can be used. For example, known casting methods such as a gravure coating method, a spin coating method, a silk screen method, a dip coating method, a bar coating method, a knife coating method, a roll coating method, and a die coating method can be mentioned.

アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液としては、前述の反応液をそのまま用いても良いが、必要に応じて溶媒を除去あるいは加えても良い。ポリイミド前駆体溶液に用いることができる溶媒としては、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、1,3−ジメチル−2−イミダゾリジノン、の他に、例えば、ジメチルスルホキシド、ヘキサメチルホスホリド、アセトニトリル、アセトン、テトラヒドロフランが挙げられる。また、補助溶剤として、キシレン、トルエン、ベンゼン、ジエチレングリコールエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、1,2−ビス−(2−メトキシエトキシ)エタン、ビス(2−メトキシエチル)エーテル、ブチルセロソルブ、ブチルセロソルブアセテート、プロピレングリコールメチルエーテル、及び、プロピレングリコールメチルエーテルアセテートを併用してもかまわない。 As the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, the above-mentioned reaction solution may be used as it is, or the solvent may be removed or added as needed. Solvents that can be used in the polyimide precursor solution include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, and others. For example, dimethyl sulfoxide, hexamethylphospholide, acetonitrile, acetone, tetrahydrofuran can be mentioned. In addition, as auxiliary solvents, xylene, toluene, benzene, diethylene glycol ethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, 1,2-bis- (2-methoxyethoxy) ethane, bis (2-methoxyethyl) ether, butyl cellosolve, butyl cellosolve acetate, propylene glycol methyl Ether and propylene glycol methyl ether acetate may be used in combination.

ポリイミド前駆体溶液には、必要に応じてイミド化触媒、無機微粒子等を加えても良い。 An imidization catalyst, inorganic fine particles and the like may be added to the polyimide precursor solution, if necessary.

イミド化触媒としては、3級アミンを用いることが好ましい。3級アミンとしては複素環式の3級アミンが更に好ましい。複素環式の3級アミンの好ましい具体例としては、ピリジン、2,5−ジエチルピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリンなどを挙げることができる。イミド化剤の使用量は、ポリイミド前駆体の反応部位に対して0.01〜2.00当量、特に0.02〜1.20当量であることが好ましい。イミド化触媒が0.01当量より少ない場合は、触媒の効果が十分に得られないため、好ましくない。2.00当量より多い場合は、反応に関与しない触媒の割合が増えるため、費用の面で好ましくない。 It is preferable to use a tertiary amine as the imidization catalyst. As the tertiary amine, a heterocyclic tertiary amine is more preferable. Preferred specific examples of the heterocyclic tertiary amine include pyridine, 2,5-diethylpyridine, picoline, quinoline, isoquinoline and the like. The amount of the imidizing agent used is preferably 0.01 to 2.00 equivalents, particularly 0.02 to 1.20 equivalents, relative to the reaction site of the polyimide precursor. If the amount of the imidization catalyst is less than 0.01 equivalent, the effect of the catalyst cannot be sufficiently obtained, which is not preferable. If it is more than 2.00 equivalents, the proportion of catalysts not involved in the reaction increases, which is not preferable in terms of cost.

無機微粒子としては、微粒子状の二酸化ケイ素(シリカ)粉末、酸化アルミニウム粉末等の無機酸化物粉末、及び微粒子状の炭酸カルシウム粉末、リン酸カルシウム粉末等の無機塩粉末を挙げることができる。本発明の分野ではこれらの無機微粒子の粗大な粒が次工程以降での欠陥の原因となる可能性があるため、これらの無機微粒子は、均一に分散されることが好ましい。 Examples of the inorganic fine particles include fine particle silicon dioxide (silica) powder, inorganic oxide powder such as aluminum oxide powder, and inorganic salt powder such as fine particle calcium carbonate powder and calcium phosphate powder. In the field of the present invention, since the coarse particles of these inorganic fine particles may cause defects in the next step and thereafter, it is preferable that these inorganic fine particles are uniformly dispersed.

熱イミド化は、脱水閉環剤等を作用させずに加熱だけでイミド化反応を進行させる方法である。このときの加熱温度、及び、加熱時間は適宜決めることができ、例えば、以下のようにすれば良い。先ず、溶剤を揮発させるため、温度100〜200℃で3〜120分加熱する。加熱雰囲気は空気下、減圧下、又は窒素等の不活性ガス中で行うことができる。また、加熱装置としては、熱風オーブン、赤外オーブン、真空オーブン、ホットプレート等の公知の装置を用いることができる。次に、さらにイミド化を進めるため、温度200〜500℃で3分〜300分加熱する。この時の加熱条件は低温から徐々に高温にするのが好ましい。また、最高温度は300〜500℃の範囲が好ましい。最高温度が300℃より低いと、熱イミド化が進行しにくくなり、得られたポリイミドフィルムの力学特性が悪化するため、好ましくない。最高温度が500℃より高いと、ポリイミドの熱劣化が進行し、特性が悪化するため好ましくない。 Thermal imidization is a method in which the imidization reaction proceeds only by heating without the action of a dehydration ring closure agent or the like. The heating temperature and the heating time at this time can be appropriately determined, and may be, for example, as follows. First, in order to volatilize the solvent, it is heated at a temperature of 100 to 200 ° C. for 3 to 120 minutes. The heating atmosphere can be carried out under air, under reduced pressure, or in an inert gas such as nitrogen. Further, as the heating device, a known device such as a hot air oven, an infrared oven, a vacuum oven, or a hot plate can be used. Next, in order to further promote imidization, the mixture is heated at a temperature of 200 to 500 ° C. for 3 to 300 minutes. The heating conditions at this time are preferably from low temperature to gradually high temperature. The maximum temperature is preferably in the range of 300 to 500 ° C. If the maximum temperature is lower than 300 ° C., thermal imidization is difficult to proceed and the mechanical properties of the obtained polyimide film are deteriorated, which is not preferable. If the maximum temperature is higher than 500 ° C., the thermal deterioration of the polyimide progresses and the characteristics deteriorate, which is not preferable.

従来のポリアミド酸溶液を用いた場合は、ポリアミド酸の種類や厚み、無機基板の種類や表面状態、及び加熱時に加熱条件、加熱方法によっては、加熱処理の際に無機基板よりポリイミドフィルムが自然に剥離しやすい。しかし、アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を用いれば、自然剥離を抑制し、プロセスウィンドウを大きく広げることができる。 When a conventional polyamic acid solution is used, depending on the type and thickness of the polyamic acid, the type and surface condition of the inorganic substrate, the heating conditions during heating, and the heating method, the polyimide film naturally becomes more natural than the inorganic substrate during the heat treatment. Easy to peel off. However, if an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is used, spontaneous peeling can be suppressed and the process window can be greatly expanded.

ポリイミドフィルムの厚みは、5〜50μmであることが好ましく、更に好ましくは10〜50μmである。
ポリイミドフィルムの厚みが5μm以上であれば、基板フィルムとして必要な機械強度が確保できる。また、ポリイミドフィルムの厚みが50μm以下だと、加熱条件の調整だけで、ポリイミドフィルムと無機基板の積層体を自然剥離せずに得ることができる。
ポリイミドフィルムの厚みが5μm以下だと、基板フィルムとして必要な機械強度の確保が困難になるため、好ましくない。ポリイミドフィルムの厚みが50μm以上だと、前述した自然剥離等で積層体を安定して得ることが困難になるため、好ましくない。本発明により得られた積層体は、貯蔵安定性・プロセス整合性に優れており、公知の液晶パネル用薄膜トランジスタプロセスによるフレキシブルデバイスの製造に好適に用いることができる。
The thickness of the polyimide film is preferably 5 to 50 μm, more preferably 10 to 50 μm.
When the thickness of the polyimide film is 5 μm or more, the mechanical strength required for the substrate film can be secured. Further, when the thickness of the polyimide film is 50 μm or less, the laminate of the polyimide film and the inorganic substrate can be obtained without spontaneous peeling only by adjusting the heating conditions.
If the thickness of the polyimide film is 5 μm or less, it becomes difficult to secure the mechanical strength required for the substrate film, which is not preferable. If the thickness of the polyimide film is 50 μm or more, it becomes difficult to stably obtain the laminate due to the above-mentioned natural peeling or the like, which is not preferable. The laminate obtained by the present invention is excellent in storage stability and process consistency, and can be suitably used for manufacturing a flexible device by a known thin film transistor process for liquid crystal panels.

このようにポリイミド前駆体の溶液を無機基板上に流延し、熱イミド化することによって、さらにポリイミド前駆体骨格に特定の構造を選択することで線膨張係数が1〜20ppm/℃であるポリイミドフィルムと無機基板とからなる積層体を得ることができる。そしてこの積層体を用いることで、優れた特性を有するフレキシブルデバイスを得ることができる。 A polyimide having a linear expansion coefficient of 1 to 20 ppm / ° C. is obtained by casting a solution of the polyimide precursor on an inorganic substrate and thermally imidizing it, and further selecting a specific structure for the polyimide precursor skeleton. A laminate composed of a film and an inorganic substrate can be obtained. Then, by using this laminated body, a flexible device having excellent characteristics can be obtained.

<電子素子形成・剥離>
本発明の積層体を用いることで、優れた特性を有するフレキシブルデバイスを得ることができる。すなわち、本発明の積層体のポリイミドフィルム上に、電子素子を形成し、その後、該ポリイミドフィルムを無機基板から剥離することでフレキシブルデバイスを得ることができる。さらに、上記工程は、既存の無機基板を使用した生産装置をそのまま使用できるという利点があり、フラットパネルディスプレイ、電子ペーパーなどの電子デバイスの分野で有効に使用でき、大量生産にも適している。無機基板から剥離する方法には、公知の方法を用いることができる。例えば、手で引き剥がしても良いし、駆動ロール、ロボット等の機械装置を用いて引き剥がしても良い。更には、無機基板とポリイミドフィルムの間に剥離層を設ける方法でも良い。また、例えば、多数の溝を有する無機基板上に酸化シリコン膜を形成し、エッチング液を浸潤させることによって剥離する方法、及び無機基板上に非晶質シリコン層を設けレーザー光によって分離させる方法を挙げることが出来る。
<Electronic element formation / peeling>
By using the laminate of the present invention, a flexible device having excellent characteristics can be obtained. That is, a flexible device can be obtained by forming an electronic element on the polyimide film of the laminate of the present invention and then peeling the polyimide film from the inorganic substrate. Further, the above process has an advantage that a production device using an existing inorganic substrate can be used as it is, can be effectively used in the field of electronic devices such as flat panel displays and electronic paper, and is also suitable for mass production. A known method can be used as a method for peeling from the inorganic substrate. For example, it may be peeled off by hand, or it may be peeled off using a mechanical device such as a drive roll or a robot. Further, a method of providing a release layer between the inorganic substrate and the polyimide film may be used. Further, for example, a method of forming a silicon oxide film on an inorganic substrate having a large number of grooves and peeling it off by infiltrating the etching solution, and a method of providing an amorphous silicon layer on the inorganic substrate and separating it by laser light. Can be mentioned.

本発明のフレキシブルデバイスは、ポリイミドフィルムが優れた耐熱性と低線膨張係数を有しており、また軽量性、耐衝撃性に優れるだけでなく、反りが改善されたという優れた特性を有している。特に反りに関しては、無機基板と同等の低線膨張係数を有するポリイミドフィルムを無機基板上に直接、流延、積層する方法を採用することにより、反りが改善されたフレキシブルデバイスを得ることができる。 In the flexible device of the present invention, the polyimide film has excellent heat resistance and a low coefficient of linear expansion, and not only is excellent in light weight and impact resistance, but also has excellent characteristics that warpage is improved. ing. In particular, with regard to warpage, a flexible device having improved warpage can be obtained by adopting a method of directly casting and laminating a polyimide film having a low linear expansion coefficient equivalent to that of an inorganic substrate on an inorganic substrate.

以下、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。ただし、本発明は、これらの実施例によって限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で実施形態の変更が可能である
(特性の評価方法)
(水分)
容量滴定カールフィッシャー水分計 890タイトランド(メトロームジャパン株式会社製)を用いて、JIS K0068の容量滴定法に準じて溶液中の水分を測定した。ただし、滴定溶剤中に樹脂が析出する場合は、アクアミクロンGEX(三菱化学株式会社製)とN−メチルピロリドンの1:4の混合溶液を滴定溶剤として用いた。
Hereinafter, the present invention will be specifically described based on examples. However, the present invention is not limited to these examples, and the embodiments can be changed without departing from the spirit of the present invention (characteristic evaluation method).
(moisture)
Volumetric Titration Using a Karl Fischer Moisture Analyzer 890 Tightland (manufactured by Metrohm Japan Ltd.), the water content in the solution was measured according to the volumetric titration method of JIS K0068. However, when the resin was precipitated in the titration solvent, a 1: 4 mixed solution of Aquamicron GEX (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation) and N-methylpyrrolidone was used as the titration solvent.

(粘度)
粘度計 RE−215/U(東機産業株式会社製)を用い、JIS K7117−2:1999に準じて粘度を測定した。付属の恒温槽を23.0℃に設定し、測定温度は常に一定にした。
(viscosity)
The viscosity was measured according to JIS K7117-2: 1999 using a viscometer RE-215 / U (manufactured by Toki Sangyo Co., Ltd.). The attached constant temperature bath was set to 23.0 ° C, and the measurement temperature was always constant.

(ポリイミド前駆体のイミド化率)
アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体のイミド化率は1H−NMR測定により求めた。試料を重ジメチルスルホキシド(DMSO−d6)に溶解させ、VARIAN社製VNMR600により、1H−NMRスペクトルを得た。7〜9ppm付近は芳香族1H由来のピーク(A)であり、10〜11ppmはアミド結合由来のピーク(B)である。すべてがアミド結合であるポリアミド酸であるとき積分比は原料であるテトラカルボン酸二無水物類と芳香族ジアミン類から求めることができるので、以下の式からポリイミド前駆体のイミド化率は求められる。
[イミド化率](%)=100−[ポリアミド酸であるときの積分比]×[ピーク(B)の積分値]/[ピーク(A)の積分値]×100
(Immidization rate of polyimide precursor)
The imidization rate of the alkoxysilane-modified polyimide precursor was determined by 1 H-NMR measurement. The sample was dissolved in deuterated dimethyl sulfoxide (DMSO-d 6 ), and 1 H-NMR spectrum was obtained by 1 H-NMR spectrum by VNMR 600 manufactured by VARIAN. Near 7~9ppm is an aromatic 1 H-derived peak (A), 10~11ppm is the peak derived from an amide bond (B). When all are polyamic acids having an amide bond, the integral ratio can be obtained from the raw materials tetracarboxylic dianhydride and aromatic diamines, so the imidization rate of the polyimide precursor can be obtained from the following formula. ..
[Immidization rate] (%) = 100- [Integral ratio when polyamic acid] x [Integral value of peak (B)] / [Integral value of peak (A)] x 100

(線膨張係数)
線膨張係数は、エスアイアイ・ナノテクノロジー株式会社製TMA/SS7100を用い、引張荷重法による熱機械分析で評価した。実施例のポリイミド積層体からポリイミド層を剥がして、10mm×3mmの試料を作製し、長辺に29.4mNの荷重を加え、10℃/minで20℃から500℃まで一旦昇温させた後、20℃まで冷却し、さらに500℃まで10℃/minで昇温したときの、2回目の昇温時の100℃〜300℃の範囲における単位温度あたりの試料の歪の変化量を線膨張係数とした。
(Coefficient of linear expansion)
The coefficient of linear expansion was evaluated by thermomechanical analysis by the tensile load method using TMA / SS7100 manufactured by SII Nanotechnology Co., Ltd. The polyimide layer was peeled off from the polyimide laminate of the example to prepare a sample of 10 mm × 3 mm, a load of 29.4 mN was applied to the long side, and the temperature was once raised from 20 ° C. to 500 ° C. at 10 ° C./min. Linear expansion of the amount of change in sample strain per unit temperature in the range of 100 ° C to 300 ° C at the time of the second temperature rise when the temperature is cooled to 20 ° C and further raised to 500 ° C at 10 ° C / min. It was used as a coefficient.

[合成例1]
<ポリアミド酸溶液の製造>
アンカー型攪拌翼、低圧蒸気で加熱できるジャケットおよび、窒素導入管を備えた容積200LのSUS304製反応槽に、N−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPと称することがある)を122.16kg入れ、パラフェニレンジアミン(以下、PDAと称することがある)を6.230kg、4,4'‐ジアミノジフェニルエーテル(以下、ODAと称することがある)を0.093kg加え、10.00kgのNMPで側面に付着した原料を洗い流し、溶液を50.0℃に加熱しながら窒素を20L/分でフローさせた窒素雰囲気下で30分間攪拌した。
[Synthesis Example 1]
<Manufacturing of polyamic acid solution>
122.16 kg of N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter sometimes referred to as NMP) is placed in a 200 L SUS304 reaction tank equipped with an anchor type stirring blade, a jacket that can be heated with low pressure steam, and a nitrogen introduction tube. , Para-phenylenediamine (hereinafter, sometimes referred to as PDA) (6.23 kg), 4,4'-diaminodiphenyl ether (hereinafter, sometimes referred to as ODA), 0.093 kg, and 10.00 kg of NMP on the side surface. The adhered raw material was washed away, and the solution was stirred for 30 minutes in a nitrogen atmosphere in which nitrogen was flowed at 20 L / min while heating the solution at 50.0 ° C.

原料が均一に溶解したことを確認した後、BPDA17.000kgを加え、原料が完全に溶解するまで窒素雰囲気下で10分間攪拌しながら、溶液の温度を約85℃に調整した。粘度を確認しながら85℃の温度で7時間50分加熱と撹拌を続け、粘度19.0Pa・sを示す粘調なポリイミド前駆体溶液を得た。 After confirming that the raw materials were uniformly dissolved, 17.000 kg of BPDA was added, and the temperature of the solution was adjusted to about 85 ° C. while stirring for 10 minutes in a nitrogen atmosphere until the raw materials were completely dissolved. While checking the viscosity, heating and stirring were continued at a temperature of 85 ° C. for 7 hours and 50 minutes to obtain a viscous polyimide precursor solution having a viscosity of 19.0 Pa · s.

なお、このポリイミド前駆体溶液におけるジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の仕込み濃度は全反応液に対して15重量%であり、テトラカルボン酸二無水物の総モル数を、ジアミンの総モル数で除したモル比は、0.995である。ポリアミド酸の分子量を測定したところMw=67000であった。 The concentration of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride in this polyimide precursor solution was 15% by weight based on the total reaction solution, and the total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride was changed to the total number of moles of the diamine. The molar ratio divided by is 0.995. When the molecular weight of the polyamic acid was measured, it was Mw = 67000.

<アルコキシシラン化合物による変性>
この反応溶液を水浴で速やかに冷却し、溶液の温度を約50℃に調整した。次に、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(以下、γ―APSと称することがある)の1%NMP溶液を1.17kg加え、2時間攪拌した。なお、この反応におけるアルコキシシラン化合物成分の配合割合は、ポリアミド酸100重量部に対して0.050重量部である。
<Modification with alkoxysilane compound>
The reaction solution was rapidly cooled in a water bath and the temperature of the solution was adjusted to about 50 ° C. Next, 1.17 kg of a 1% NMP solution of 3-aminopropyltriethoxysilane (hereinafter sometimes referred to as γ-APS) was added, and the mixture was stirred for 2 hours. The blending ratio of the alkoxysilane compound component in this reaction is 0.050 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid.

[実施例1]
合成例1で得られたポリアミド酸(アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体)溶液にアクリル系レベリング剤 DISPARON LF−1980(楠本化成製)の1%NMP溶液を0.47kg加え、さらに固形分濃度が13.1重量%となるようにNMPを加えた希釈した。この様にして、粘度が7290mPa・sであり水分が2700ppmであるアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を得た。この試料の1H−NMRスペクトルを測定したところ、ピーク(B)の積分値]/[ピーク(A)の積分値]は0.1649であった。ポリアミド酸であるときの積分比は0.1996であるため、イミド化率は17%であった。得たれた溶液を密栓したガラス瓶で23℃55%RHの環境に31日間保管して再度粘度を測定すると7580mPa・s(+4.0%)になっていた。
[Example 1]
To the polyamic acid (alkoxysilane-modified polyimide precursor) solution obtained in Synthesis Example 1, 0.47 kg of a 1% NMP solution of an acrylic leveling agent DISPARON LF-1980 (manufactured by Kusumoto Kasei) was added, and the solid content concentration was 13. It was diluted with NMP so as to be 1% by weight. In this way, an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution having a viscosity of 7290 mPa · s and a water content of 2700 ppm was obtained. When the 1 H-NMR spectrum of this sample was measured, the [integral value of peak (B)] / [integral value of peak (A)] was 0.1649. Since the integral ratio when using polyamic acid was 0.1996, the imidization ratio was 17%. The obtained solution was stored in a tightly closed glass bottle in an environment of 23 ° C. and 55% RH for 31 days, and the viscosity was measured again and found to be 7580 mPa · s (+ 4.0%).

<ポリイミド積層体の製造>
得られたポリイミド前駆体酸溶液を、両辺150mm、厚さ0.7mmの正方形の無アルカリガラス板(コーニング社製 イーグルXG)上にバーコーターで乾燥後の厚みが20μmになるように流延し、熱風オーブン内で120℃にて30分乾燥した。その後、かかる無アルカリガラス板を、窒素雰囲気下で20℃から180℃まで4℃/分で昇温し、30分保持し、さらに450℃まで4℃/分で昇温し、450℃で10分間加熱した。これにより、ポリイミド層の厚みが20μmのポリイミド積層体を得た。得られた積層体を観察するとポリイミドフィルムと無アルカリガラス板との間に気泡や浮きは観察されず、加熱中に自然に剥離することはなかった。無アルカリガラス板からポリイミドフィルムを引き剥がすことが可能であった。ポリイミドフィルムの評価結果について表1に示す。
<Manufacturing of polyimide laminate>
The obtained polyimide precursor acid solution was poured on a square non-alkali glass plate (Eagle XG manufactured by Corning Inc.) having both sides of 150 mm and a thickness of 0.7 mm so that the thickness after drying was 20 μm with a bar coater. , Dryed in a hot air oven at 120 ° C. for 30 minutes. Then, the alkali-free glass plate is heated from 20 ° C. to 180 ° C. at 4 ° C./min under a nitrogen atmosphere, held for 30 minutes, further heated to 450 ° C. at 4 ° C./min, and 10 at 450 ° C. Heated for minutes. As a result, a polyimide laminate having a polyimide layer thickness of 20 μm was obtained. When observing the obtained laminate, no bubbles or floats were observed between the polyimide film and the non-alkali glass plate, and the laminate did not spontaneously peel off during heating. It was possible to peel off the polyimide film from the non-alkali glass plate. Table 1 shows the evaluation results of the polyimide film.

[合成例2]
<ポリアミド酸溶液の製造>
ポリテトラフルオロエチレン製シール栓付き攪拌器、攪拌翼、および、窒素導入管を備えた容積2Lのガラス製セパラブルフラスコに、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)を850.0g入れ、PDAを40.0g、ODAを0.6g加え、溶液を油浴で50.0℃に加熱しながら窒素雰囲気下で30分間攪拌した。
[Synthesis Example 2]
<Manufacturing of polyamic acid solution>
850.0 g of N, N-dimethylacetamide (DMAc) was placed in a 2 L glass separable flask equipped with a stirrer with a polytetrafluoroethylene seal stopper, a stirring blade, and a nitrogen introduction tube, and 40 PDA was added. 0.0 g and 0.6 g of ODA were added, and the solution was stirred in a nitrogen atmosphere for 30 minutes while heating to 50.0 ° C. in an oil bath.

原料が均一に溶解したことを確認した後、BPDA109.4gを加え、原料が完全に溶解するまで窒素雰囲気下で10分間攪拌しながら、溶液の温度を約80℃に調整した。さらに粘度を確認しながら80℃の温度で2時間30分加熱と撹拌を続け、23℃で粘度106.4Pa・sを示す粘調なポリアミド酸溶液を得た。 After confirming that the raw materials were uniformly dissolved, 109.4 g of BPDA was added, and the temperature of the solution was adjusted to about 80 ° C. while stirring for 10 minutes in a nitrogen atmosphere until the raw materials were completely dissolved. Further, while checking the viscosity, heating and stirring were continued at a temperature of 80 ° C. for 2 hours and 30 minutes to obtain a viscous polyamic acid solution having a viscosity of 106.4 Pa · s at 23 ° C.

なお、このポリアミド酸溶液におけるジアミン化合物およびテトラカルボン酸二無水物の仕込み濃度は全反応液に対して15重量%であり、テトラカルボン酸二無水物の総モル数を、ジアミンの総モル数で除したモル比は、0.998である。ポリアミド酸の分子量を測定したところMw=129000であった。 The concentration of the diamine compound and the tetracarboxylic dianhydride in this polyamic acid solution was 15% by weight based on the total reaction solution, and the total number of moles of the tetracarboxylic dianhydride was calculated as the total number of moles of the diamine. The divided molar ratio is 0.998. When the molecular weight of the polyamic acid was measured, it was Mw = 129000.

<アルコキシシラン化合物による変性>
この反応溶液を水浴で速やかに冷却し、溶液の温度を約50℃に調整した。次に、3−アミノプロピルトリエトキシシラン(以下、γ―APSと称することがある)の1%DMAc溶液を7.5g加え、2時間攪拌した。なお、この反応におけるアルコキシシラン化合物成分の配合割合は、ポリアミド酸100重量部に対して0.050重量部である。
<Modification with alkoxysilane compound>
The reaction solution was rapidly cooled in a water bath and the temperature of the solution was adjusted to about 50 ° C. Next, 7.5 g of a 1% DMAc solution of 3-aminopropyltriethoxysilane (hereinafter sometimes referred to as γ-APS) was added, and the mixture was stirred for 2 hours. The blending ratio of the alkoxysilane compound component in this reaction is 0.050 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyamic acid.

[比較例1]
合成例2で得られたアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液に固形分濃度が11.7重量%となるようにDMAcを加えた希釈した。この様にして、粘度が13470mPa・sであり水分が1100ppmであるアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を得た。この試料の1H−NMRスペクトルを測定したところ、ピーク(B)の積分値]/[ピーク(A)の積分値]は0.1786であった。ポリアミド酸であるときの積分比は0.1994であるため、イミド化率は10%であった。
[Comparative Example 1]
The alkoxysilane-modified polyimide precursor solution obtained in Synthesis Example 2 was diluted by adding DMAc so that the solid content concentration was 11.7% by weight. In this way, an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution having a viscosity of 13470 mPa · s and a water content of 1100 ppm was obtained. When the 1 H-NMR spectrum of this sample was measured, the [integral value of peak (B)] / [integral value of peak (A)] was 0.1786. Since the integral ratio when using polyamic acid was 0.1994, the imidization ratio was 10%.

得たれた溶液を密栓したガラス瓶で23℃55%RHの環境に31日間保管して再度粘度を測定すると12100mPa・s(−10.2%)になっていた。得られた溶液を用いて、実施例1と同様にしてポリイミド積層体を得た。これにより、ポリイミド層の厚みが20μmのポリイミド積層体を得た。得られた積層体を観察するとポリイミドフィルムと無アルカリガラス板との間に気泡や浮きは観察されず、加熱中に自然に剥離することはなかった。無アルカリガラス板からポリイミドフィルムを引き剥がすことが可能であった。ポリイミドフィルムの評価結果について表1に示す。 When the obtained solution was stored in a tightly closed glass bottle in an environment of 23 ° C. and 55% RH for 31 days and the viscosity was measured again, it was 12100 mPa · s (-10.2%). Using the obtained solution, a polyimide laminate was obtained in the same manner as in Example 1. As a result, a polyimide laminate having a polyimide layer thickness of 20 μm was obtained. When observing the obtained laminate, no bubbles or floats were observed between the polyimide film and the non-alkali glass plate, and the laminate did not spontaneously peel off during heating. It was possible to peel off the polyimide film from the non-alkali glass plate. Table 1 shows the evaluation results of the polyimide film.

Figure 0006754607
Figure 0006754607

上記の通り、イミド化率の高い実施例1で粘度変化が小さくなり、貯蔵安定性が改善している。 As described above, in Example 1 having a high imidization rate, the change in viscosity is small and the storage stability is improved.

Claims (5)

アミノ基を含有するアルコキシシラン化合物と、3,3’,4,4’−ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とパラフェニレンジアミンを主成分とするポリアミド酸を溶媒中で反応させることにより得られるアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液のポリイミド前駆体の結合部位の一部をイミド化することにより、
前記ポリイミド前駆体の15〜30%がイミド環であり、85〜70%がアミド酸とし、
前記アルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液のポリイミド前駆体の結合部位の一部をイミド化する温度が、85〜100℃であり、
前記溶媒の主成分がN−メチル−2−ピロリドンであることを特徴とするアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の製造方法。
Alkoxysilane obtained by reacting an amino group-containing alkoxysilane compound with 3,3', 4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride and a polyamic acid containing paraphenylenediamine as a main component in a solvent. By imidizing a part of the bonding site of the polyimide precursor of the modified polyimide precursor solution,
15 to 30% of the polyimide precursor is an imide ring, and 85 to 70% is an amic acid .
The temperature at which a part of the binding site of the polyimide precursor of the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution is imidized is 85 to 100 ° C.
A method for producing an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution, wherein the main component of the solvent is N-methyl-2-pyrrolidone .
請求項1に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の製造方法によって得られたアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液を無機基板上に流延し、熱イミド化することを特徴とするポリイミドフィルムと無機基板との積層体の製造方法。 A polyimide film and an inorganic substrate, characterized in that the alkoxysilane-modified polyimide precursor solution obtained by the method for producing an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to claim 1 is cast on an inorganic substrate and thermally imidized. Method of manufacturing a laminate with. 前記ポリイミドフィルムの線膨張係数が1〜20ppm/℃である請求項2に記載の積層体の製造方法。 The method for producing a laminate according to claim 2 , wherein the polyimide film has a coefficient of linear expansion of 1 to 20 ppm / ° C. 前記無機基板の厚みが、0.4〜5.0mmであり、
前記ポリイミドフィルムの厚みが、5〜50μmである請求項2または3に記載の積層体の製造方法。
The thickness of the inorganic substrate is 0.4 to 5.0 mm.
The method for producing a laminate according to claim 2 or 3 , wherein the thickness of the polyimide film is 5 to 50 μm.
請求項1に記載のアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液の製造方法によって得られたアルコキシシラン変性ポリイミド前駆体溶液をイミド化して得られるポリイミドフィルム上に電子素子を形成することを特徴とするフレキシブルデバイスの製造方法。 A flexible device characterized in that an electronic element is formed on a polyimide film obtained by imidizing an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution obtained by the method for producing an alkoxysilane-modified polyimide precursor solution according to claim 1. Production method.
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