JP6966726B2 - Acid dianhydride and its use - Google Patents

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Description

本発明は、新規な酸二無水物およびそのポリアミック酸及びポリイミドへの利用に関する。 The present invention relates to novel acid dianhydrides and their use in polyamic acids and polyimides.

近年、液晶ディスプレイや有機エレクトロルミネッセンスディスプレイ等のエレクトロニクスの急速な進歩に伴い、デバイスの薄型化や軽量化、更には、フレキシブル化が要求されるようになってきた。
これらのデバイスにおいては、ガラス基板上に様々な電子素子、例えば、薄膜トランジスタや透明電極等が形成されているが、このガラス材料を柔軟かつ軽量な樹脂材料に替えることで、デバイス自体の薄型化や軽量化、フレキシブル化が期待される。
そして、そのような樹脂材料の候補としてはポリイミドが注目を集めており、ポリイミドフィルムに関する種々の報告が従来よりなされている(例えば特許文献1,2参照)。
In recent years, with the rapid progress of electronics such as liquid crystal displays and organic electroluminescence displays, there has been a demand for devices to be thinner, lighter, and more flexible.
In these devices, various electronic elements such as thin film transistors and transparent electrodes are formed on a glass substrate. By replacing this glass material with a flexible and lightweight resin material, the device itself can be made thinner. It is expected to be lighter and more flexible.
Polyimide has been attracting attention as a candidate for such a resin material, and various reports on polyimide films have been made conventionally (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

特開昭60−188427号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 60-188427 特開昭58−208322号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 58-208322 国際公開2011/149018号パンフレットInternational Publication 2011/149018 Pamphlet

ところで、ポリイミド樹脂材料をディスプレイの基板として用いるとき、その樹脂材料が透明性に優れるだけでなく、要求性能の一つとしてリタデーション(Retardation)が低い材料であることが望ましい。
すなわち、リタデーション(位相差)とは、複屈折(直交する2つの屈折率の差)と膜厚との積をいうが、この数値、特に厚さ方向のリタデーションは視野角特性に影響する重要な数値である。大きなリタデーション値は、ディスプレイの表示品質の低下を招く原因となり得る(例えば特許文献3参照)。フレキシブルディスプレイ基板にあっても、高い柔軟性(可撓性)以外に、これらの特性も求められている。
By the way, when a polyimide resin material is used as a substrate for a display, it is desirable that the resin material not only has excellent transparency but also has low retardation as one of the required performances.
That is, the retardation (phase difference) is the product of birefringence (difference between two orthogonal refractive indexes) and the film thickness, and this numerical value, especially the retardation in the thickness direction, is important to affect the viewing angle characteristics. It is a numerical value. A large retardation value can cause deterioration of the display quality of the display (see, for example, Patent Document 3). Even in a flexible display substrate, these characteristics are required in addition to high flexibility (flexibility).

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、耐熱性、柔軟性及び透明性に優れるだけでなく、リタデーションが低いという特徴をも有するポリイミド膜を与えるポリアミック酸及びポリイミド、並びにポリアミック酸及びポリイミドの製造に用いる新規な酸二無水物を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and is a polyamic acid and a polyimide that gives a polyimide film having not only excellent heat resistance, flexibility and transparency but also low retardation. It is an object of the present invention to provide a novel acid dianhydride used for the production of polyamic acid and polyimide.

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、下記式(1−1)で表される酸二無水物化合物を、テトラシクロブタン酸二無水物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物と共に、2,2’−ジ(トリフルオロメチル)ベンジジン等の芳香族ジアミンと共重合させることで、有機溶媒に良好な溶解性を示すポリアミック酸及びポリイミドが得られること、及び当該ポリアミック酸及びポリイミドを有機溶媒に溶解させて得られる組成物(溶液)から、耐熱性、柔軟性及び透明性に優れるだけでなく、リタデーションが低いという特徴をも有するポリイミド膜が得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of diligent studies to solve the above problems, the present inventors have introduced an acid dianhydride compound represented by the following formula (1-1) into an alicyclic tetra such as tetracyclobutanoic acid dianhydride. By copolymerizing with aromatic diamine such as 2,2'-di (trifluoromethyl) benzidine together with carboxylic acid dianhydride, polyamic acid and polyimide showing good solubility in organic solvents can be obtained, and From the composition (solution) obtained by dissolving the polyamic acid and polyimide in an organic solvent, a polyimide film having not only excellent heat resistance, flexibility and transparency but also low retardation can be obtained. Find out and complete the present invention.

すなわち、本発明は、第1観点として、酸二無水物成分と、ジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸であって、
前記酸二無水物成分が下記式(1−1)で表される酸二無水物を含むことを特徴とする、ポリアミック酸に関する。

Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
第2観点として、前記ジアミン成分が式(A1)で表されるジアミンを含むことを特徴とする、第1観点に記載のポリアミック酸に関する。
Figure 0006966726
(式中、B2は、式(Y−1)〜式(Y−34)からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(式中、*は結合手を表す。)
第3観点として、前記酸二無水物成分が、更に式(C1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を含むことを特徴とする、第1観点又は第2観点に記載のポリアミック酸に関する。
Figure 0006966726
〔式中、B1は、式(X−1)〜式(X−12)からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。
Figure 0006966726
(式中、複数のRは、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、*は結合手を表す。)〕
第4観点として、第1観点乃至第3観点のうちいずれか一項に記載のポリアミック酸と、有機溶媒とを含むポリイミド膜形成用組成物に関する。
第5観点として、第4観点に記載のポリイミド膜形成用組成物を用いて形成されるポリイミド膜に関する。
第6観点として、第5観点に記載のポリイミド膜からなるフレキシブルデバイス用基板に関する。
第7観点として、第1観点乃至第3観点のうちいずれか一項に記載のポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミドに関する。
第8観点として、第7観点に記載のポリイミドと、有機溶媒とを含む膜形成用組成物に関する。
第9観点として、第8観点に記載の膜形成組成物を用いて形成されるポリイミド膜に関する。
第10観点として、第9観点に記載のポリイミド膜からなるフレキシブルデバイス用基板に関する。
第11観点として、式(1−1)で表されることを特徴とする酸二無水物に関する。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
第12観点として、式(1−2)で表されることを特徴とする、第11観点に記載の酸二無水物に関する。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、dおよびeは、前記と同じ意味を示す。)
第13観点として、式(1−3)で表されることを特徴とする、第12観点に記載の酸二無水物に関する。
Figure 0006966726
第14観点として、式(2−1)で表されることを特徴とするテトラカルボン酸に関する。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
第15観点として、式(2−2)で表されることを特徴とする、第14観点に記載のテトラカルボン酸に関する。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、dおよびeは、前記と同じ意味を示す。)
第16観点として、式(2−3)で表されることを特徴とする、第15観点に記載のテトラカルボン酸に関する。
Figure 0006966726
That is, the present invention is, as a first aspect, a polyamic acid obtained by reacting an acid dianhydride component with a diamine component.
The present invention relates to a polyamic acid, wherein the acid dianhydride component contains an acid dianhydride represented by the following formula (1-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
The second aspect relates to the polyamic acid according to the first aspect, wherein the diamine component contains a diamine represented by the formula (A1).
Figure 0006966726
(In the formula, B 2 represents any group selected from the group consisting of formulas (Y-1) to (Y-34).)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(In the formula, * represents a bond.)
As a third aspect, the polyamic acid according to the first aspect or the second aspect, wherein the acid dianhydride component further contains a tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (C1).
Figure 0006966726
[In the formula, B 1 represents any group selected from the group consisting of formulas (X-1) to (X-12).
Figure 0006966726
(In the equation, multiple Rs represent hydrogen atoms or methyl groups independently of each other, and * represents a bond.)]
As a fourth aspect, the present invention relates to a polyimide film forming composition containing the polyamic acid according to any one of the first aspect to the third aspect and an organic solvent.
As a fifth aspect, the present invention relates to a polyimide film formed by using the polyimide film forming composition according to the fourth aspect.
As a sixth aspect, the present invention relates to a substrate for a flexible device made of the polyimide film according to the fifth aspect.
As a seventh aspect, the present invention relates to a polyimide obtained by imidizing the polyamic acid according to any one of the first aspect to the third aspect.
As an eighth aspect, the present invention relates to a film-forming composition containing the polyimide according to the seventh aspect and an organic solvent.
A ninth aspect relates to a polyimide film formed by using the film forming composition as described in the eighth aspect.
As a tenth aspect, the present invention relates to a substrate for a flexible device made of the polyimide film according to the ninth aspect.
As an eleventh aspect, the present invention relates to an acid dianhydride, which is represented by the formula (1-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
As a twelfth aspect, it relates to the acid dianhydride according to the eleventh aspect, which is represented by the formula (1-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as described above.)
As a thirteenth aspect, it relates to the acid dianhydride according to the twelfth aspect, which is represented by the formula (1-3).
Figure 0006966726
As a fourteenth aspect, it relates to a tetracarboxylic acid represented by the formula (2-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
As a fifteenth aspect, it relates to the tetracarboxylic dian according to the fourteenth aspect, which is represented by the formula (2-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as described above.)
As the 16th aspect, it relates to the tetracarboxylic dian according to the 15th aspect, which is represented by the formula (2-3).
Figure 0006966726

本発明のポリアミック酸及びポリイミドは有機溶媒に良好な溶解性を示し、また該ポリアミック酸及びポリイミドは、耐熱性、柔軟性及び透明性に優れ、さらに低いリタデーションを実現できるポリイミド膜(樹脂薄膜)を形成できる。
また、本発明のポリイミド膜は、高い透明性(高い光線透過率、低い黄色度)、耐熱性及び低いリタデーションを示すことから、フレキシブルデバイス、特にフレキシブルディスプレイの基板として好適に用いることができる。
The polyamic acid and polyimide of the present invention show good solubility in organic solvents, and the polyamic acid and polyimide have excellent heat resistance, flexibility and transparency, and a polyimide film (resin thin film) capable of realizing lower retardation can be obtained. Can be formed.
Further, since the polyimide film of the present invention exhibits high transparency (high light transmittance, low yellowness), heat resistance and low retardation, it can be suitably used as a substrate for a flexible device, particularly a flexible display.

以下、本発明についてさらに詳しく説明する。
本発明に係るポリアミック酸は、下記式(1−1)で表される酸二無水物を含む酸二無水物成分と、ジアミン成分とを重縮合反応させて得られる。そして得られたポリアミック酸を、熱または触媒を用いた脱水閉環反応により、対応するポリイミドとすることができる。該ポリアミック酸のみならず該ポリイミドともに本発明の対象である。なお本発明のポリアミック酸は、下記式(1−1)で表される酸二無水物を含む酸二無水物成分とジアミン成分との反応生成物であり、また、本発明のポリイミドは前記ポリアミック酸のイミド化物である。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The polyamic acid according to the present invention is obtained by polycondensing a diamine component with an acid dianhydride component containing an acid dianhydride represented by the following formula (1-1). Then, the obtained polyamic acid can be obtained as a corresponding polyimide by a dehydration ring closure reaction using heat or a catalyst. Not only the polyamic acid but also the polyimide is the subject of the present invention. The polyamic acid of the present invention is a reaction product of an acid dianhydride component containing an acid dianhydride represented by the following formula (1-1) and a diamine component, and the polyimide of the present invention is the polyamic acid. It is an acid imidized product.

該式(1−1)で表される酸二無水物として、特に式(1−2)で表される酸二無水物が好ましく、中でも、耐熱性、柔軟性及び透明性に優れ、低リタデーションのポリイミド膜を再現性よく与えるポリアミック酸及び対応するポリイミドを得ることを考慮すると、好ましくは式(1−3)で表される酸二無水物である。

Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)As the acid dianhydride represented by the formula (1-1), the acid dianhydride represented by the formula (1-2) is particularly preferable, and among them, excellent heat resistance, flexibility and transparency, and low polyimide. In consideration of obtaining a polyamic acid and a corresponding polyimide that give the polyimide film of the above with good reproducibility, the acid dianhydride represented by the formula (1-3) is preferable.
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )

上記ハロゲン原子としては、フッ素原子、塩素原子、臭素原子等が挙げられる。
上記炭素原子数1乃至5のアルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n−プロピル基、イソプロピル基、n−ブチル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、n−ペンチル基、イソアミル基、ネオペンチル基、tert−アミル基、sec−イソアミル基及びシクロペンチル基等が挙げられる。
また炭素原子数1乃至5のアルコキシ基としては、メトキシ基、エトキシ基、n−プロポキシ基、イソプロポキシ基、n−ブトキシ基、イソブトキシ基、sec−ブトキシ基、tert−ブトキシ基、n−ペントキシ基、イソペントキシ基、ネオペントキシ基及びtert−ペントキシ基等が挙げられる。
Examples of the halogen atom include a fluorine atom, a chlorine atom, a bromine atom and the like.
Examples of the alkyl group having 1 to 5 carbon atoms include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group and an n-pentyl group. , Isoamyl group, neopentyl group, tert-amyl group, sec-isoamyl group, cyclopentyl group and the like.
Examples of the alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms include a methoxy group, an ethoxy group, an n-propoxy group, an isopropoxy group, an n-butoxy group, an isobutoxy group, a sec-butoxy group, a tert-butoxy group and an n-pentoxy group. , Isopentoxy group, neopentoxy group, tert-pentoxy group and the like.

本発明の上記式(1−1)〜(1−3)で表される酸二無水物は、それぞれ下記式(2−1)〜(2−3)で表されるテトラカルボン酸を脱水剤にて分子内で脱水させて得ることができる。

Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、d及びeは上記と同じ意味を表す。)The acid dianhydride represented by the above formulas (1-1) to (1-3) of the present invention is a dehydrating agent for the tetracarboxylic dianhydride represented by the following formulas (2-1) to (2-3), respectively. It can be obtained by dehydrating in the molecule.
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as above.)

具体的には、上記式(1−1)で表される酸二無水物は、一例として下記スキームで示されるように、有機溶媒中、9,10−[1,2]ベンゼノアントラセン−1,4−ジオール化合物(以下、ベンゼノアントラセンジオール化合物ともいう。)と、シクロヘキサントリカルボン酸ハロゲン化無水物を塩基または酸吸収剤の存在下で反応させて得ることができる[反応式1]。また反応後は溶媒を除去後、反応混合物を再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィ等の公知の手法を用いて精製し、目的物の酸二無水物を得ることができる。
また[反応式1]の反応物を加水分解し、中間体(9,10−[1,2]ベンゼノアントラセン−1,4−ジイル ビス(シクロヘキサントリカルボン酸エステル)化合物)(式(2−1)で表される化合物)を得[反応式2]、この中間体を脱水剤にて分子内で脱水させる[反応式3]ことでも得ることができる。
なお上記式(1−1)〜(1−3)で表される酸二無水物及びその中間体である上記式(2−1)〜(2−3)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)も本発明の対象である。

Figure 0006966726
(上記反応式中、Xはハロゲン原子を表し、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、d及びeは上記と同じ意味を表す。)Specifically, the acid dianhydride represented by the above formula (1-1) is, as an example, as shown in the following scheme, in an organic solvent, 9,10- [1,2] benzenoanthracene-1. , 4-diol compound (hereinafter, also referred to as benzenoanthracenediol compound) can be obtained by reacting cyclohexanetricarboxylic acid halide anhydride in the presence of a base or an acid absorber [Reaction Formula 1]. After the reaction, the solvent is removed, and then the reaction mixture is purified by a known method such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography, etc. to obtain the desired acid dianhydride.
Further, the reaction product of [Reaction formula 1] was hydrolyzed to form an intermediate (9,10- [1,2] benzenoanthracene-1,4-diylbis (cyclohexanetricarboxylic acid ester) compound) (formula (2-1). ) Is obtained [reaction formula 2], and this intermediate is dehydrated in the molecule with a dehydrating agent [reaction formula 3].
The acid dianhydride represented by the above formulas (1-1) to (1-3) and the cyclohexanetricarboxylic acid ester represented by the above formulas (2-1) to (2-3) which is an intermediate thereof ( (Tetracarboxylic acid compound) is also the subject of the present invention.
Figure 0006966726
(In the above reaction formula, X represents a halogen atom, and R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as above. .)

上記[反応式1]の反応において、ベンゼノアントラセンジオール化合物とシクロヘキサントリカルボン酸ハロゲン化無水物との仕込み比は、ベンゼノアントラセンジオール化合物1モルに対し、シクロヘキサントリカルボン酸ハロゲン化無水物2〜4モルが好ましい。
塩基としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジイソプロピルアミン、ジイソプロピルエチルアミン、N−メチルピペリジン、2,2,6,6−テトラメチル−N−メチルピペリジン、ピリジン、4−ジメチルアミノピリジン及びN−メチルモルホリン等の有機アミン類等の有機塩基が好適に用いられる。また、塩基の使用量は、シクロヘキサントリカルボン酸ハロゲン化無水物1モルに対して1モル以上であれば特に限定されるものではないが、通常1〜5モル程度であり、好ましくは1〜3モル程度である。
また、反応で副生する塩酸等の酸を中和するために、酸吸収剤を用いてもよい。酸吸収剤としては、プロピレンオキシド等のエポキシド類が挙げられる。酸吸収剤の使用量は、ベンゼノアントラセンジオール化合物1モルに対して2モル以上であれば特に限定されるものではないが、通常2〜10モル程度であり、好ましくは2〜4モル程度である。
有機溶媒としては、反応に影響を及ぼさない溶媒であれば特に限定されるものではないが、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFという)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcという)及びN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPという)等のアミド類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THFという)、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル及びジエチルエーテル等のエーテル類;2−ブタノン及び4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン類;アセトニトリル等のニトリル類並びにジメチルスルホキシド(以下、DMSOという)などを用いることができる。これらの溶媒は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、[反応式1]で直接目的物である酸二無水物(1−1)を精製し、取り出す場合は、溶媒中に水分が多く含まれると、エステルの加水分解が起こることから、溶媒は脱水溶媒を使用するか、もしくは、脱水してから使用することが好ましい。また、[反応式2]、[反応式3]を経由して目的物である酸二無水物(1−1)を取り出す場合は、脱水溶媒を使用してもしなくてもよい。
反応温度は、0〜200℃程度とすることができるが、20〜150℃が好ましい。
反応後は、溶媒を留去し、反応物を精製することで目的物である酸二無水物を得られる。この精製法は任意であり、再結晶、蒸留及びシリカゲルカラムクロマトグラフィ等公知の手法から適宜選択すればよい。また、精製時に使用する有機溶媒は、精製時に生成物と反応しない溶媒であれば特に限定されるものではなく、上記反応に使用する有機溶媒と同様である。
また、反応後の精製が難しい場合は、粗生成物のまま、加水分解し[反応式2]、テトラカルボン酸を得た後に脱水剤にて脱水環化させる[反応式3]ことで目的である酸二無水物を得ることもできる。
In the reaction of the above [Reaction Formula 1], the charging ratio of the benzenoanthracenediol compound and the cyclohexanetricarboxylic acid halide anhydride was 2 to 4 mol of the cyclohexanetricarboxylic acid halide anhydride with respect to 1 mol of the benzenoanthracenediol compound. Is preferable.
Examples of the base include organics such as trimethylamine, triethylamine, diisopropylamine, diisopropylethylamine, N-methylpiperidine, 2,2,6,6-tetramethyl-N-methylpiperidine, pyridine, 4-dimethylaminopyridine and N-methylmorpholine. Organic bases such as amines are preferably used. The amount of the base used is not particularly limited as long as it is 1 mol or more with respect to 1 mol of the cyclohexanetricarboxylic acid halogenated anhydride, but is usually about 1 to 5 mol, preferably 1 to 3 mol. Degree.
Further, an acid absorber may be used to neutralize an acid such as hydrochloric acid produced as a by-product in the reaction. Examples of the acid absorber include epoxides such as propylene oxide. The amount of the acid absorber used is not particularly limited as long as it is 2 mol or more with respect to 1 mol of the benzenoanthracenediol compound, but is usually about 2 to 10 mol, preferably about 2 to 4 mol. be.
The organic solvent is not particularly limited as long as it does not affect the reaction, but aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF), Amids such as N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAc) and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP); diethyl ether, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), 1,4-dioxane, 1, Use of ethers such as 2-dimethoxyethane, cyclopentylmethyl ether and diethyl ether; ketones such as 2-butanone and 4-methyl-2-pentanone; nitriles such as acetonitrile and dimethylsulfoxide (hereinafter referred to as DMSO). Can be done. These solvents may be used alone or in combination of two or more. When the acid dianhydride (1-1), which is the target product, is directly purified and taken out by [Reaction Formula 1], if the solvent contains a large amount of water, the ester is hydrolyzed, so that the solvent is used. It is preferable to use a dehydrating solvent or to use after dehydrating. Further, when the target acid dianhydride (1-1) is taken out via [Reaction formula 2] and [Reaction formula 3], a dehydration solvent may or may not be used.
The reaction temperature can be about 0 to 200 ° C, but is preferably 20 to 150 ° C.
After the reaction, the solvent is distilled off and the reaction product is purified to obtain the desired acid dianhydride. This purification method is arbitrary and may be appropriately selected from known methods such as recrystallization, distillation and silica gel column chromatography. Further, the organic solvent used at the time of purification is not particularly limited as long as it is a solvent that does not react with the product at the time of purification, and is the same as the organic solvent used for the above reaction.
If purification after the reaction is difficult, the crude product is hydrolyzed as it is [reaction formula 2], and after obtaining tetracarboxylic acid, it is dehydrated and cyclized with a dehydrating agent [reaction formula 3]. Certain acid dianhydrides can also be obtained.

一方、上記[反応式2]の反応は、式(1−1)で表される酸二無水物と水を混合すれば特に限定はないが、例えば[反応式1]で生成した式(1−1)を、水、場合によっては有機溶媒、酸あるいはアルカリを添加し、加熱還流して加水分解することにより、式(2−1)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)を得ることもできる。
水は、式(1−1)で表される酸二無水物に対して、通常2〜100質量倍、好ましくは2〜40質量倍、より好ましくは2〜6質量倍使用される。
また、上記の反応は有機溶媒を添加しても良い。有機溶媒としては、反応に影響を及ぼさない溶媒であれば特に限定されるものではないが、ベンゼン、トルエン及びキシレン等の芳香族炭化水素類;N,N−ジメチルホルムアミド(以下、DMFという)、N,N−ジメチルアセトアミド(以下、DMAcという)及びN−メチル−2−ピロリドン(以下、NMPという)等のアミド類;ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(以下、THFという)、1,4−ジオキサン、1,2−ジメトキシエタン、シクロペンチルメチルエーテル及びジエチルエーテル等のエーテル類;アセトン、酢酸エチル、2−ブタノン及び4−メチル−2−ペンタノンなどのケトン類;アセトニトリル等のニトリル類;並びにジメチルスルホキシド(以下、DMSOという)などを用いることができる。これらの溶媒は、単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いてもよい。なお、加水分解を効率よく進行させるためには、極性の高い溶媒が好ましく、例えばDMF、DMAc、NMP、THF、1,4−ジオキサン、ジエチルエーテル、アセトニトリル、アセトン及び酢酸エチル等が好ましい。
また、上記の反応は酸を添加してもよい。酸は特に限定されるものではないが、酸としては、リンモリブデン酸及びリンタングステン酸などのヘテロポリ酸;トリメチルボレート及びトリフェニルホスフィンなどの有機酸;塩酸、硫酸及びリン酸などの無機酸;蟻酸、酢酸、プロピオン酸及びp−トルエンスルホン酸などの炭化水素酸;並びにトリフルオロ酢酸などのハロゲン系炭化水素酸が挙げられる。好ましくは、塩酸、硫酸、酢酸及びp−トルエンスルホン酸が挙げられる。
酸は式(1−1)で表される酸二無水物に対して通常0〜100倍モル、好ましくは0.01〜10倍モル使用される。
また、本反応はアルカリ性水溶液を使用して加水分解をしてもよい。アルカリは特に限定されるものではないが、アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム及び炭酸リチウムなどのアルカリ金属類、水酸化マグネシウム及び水酸化カルシウム等のアルカリ土類金属類が挙げられる。なかでも好ましくは、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムが挙げられる。
アルカリの使用量は式(1−1)で表される酸二無水物に対して通常0〜100倍モル、好ましくは0.01〜10倍モル使用される。
反応温度は特に限定されないが、例えば−90〜200℃、好ましくは50〜130℃である。
反応時間は、通常、0.1ないし200時間、好ましくは0.5ないし100時間である。
On the other hand, the reaction of the above [reaction formula 2] is not particularly limited as long as the acid dianhydride represented by the formula (1-1) and water are mixed, but the reaction is, for example, the formula (1) produced by the [reaction formula 1]. A cyclohexanetricarboxylic acid ester (tetracarboxylic acid compound) represented by the formula (2-1) is hydrolyzed by adding water, and in some cases an organic solvent, an acid or an alkali to -1) and heating and refluxing. You can also get.
Water is usually used 2 to 100 times by mass, preferably 2 to 40 times by mass, and more preferably 2 to 6 times by mass with respect to the acid dianhydride represented by the formula (1-1).
In addition, an organic solvent may be added to the above reaction. The organic solvent is not particularly limited as long as it does not affect the reaction, but aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene and xylene; N, N-dimethylformamide (hereinafter referred to as DMF), Amids such as N, N-dimethylacetamide (hereinafter referred to as DMAc) and N-methyl-2-pyrrolidone (hereinafter referred to as NMP); diethyl ether, tetrahydrofuran (hereinafter referred to as THF), 1,4-dioxane, 1, Ethers such as 2-dimethoxyethane, cyclopentylmethyl ether and diethyl ether; ketones such as acetone, ethyl acetate, 2-butanone and 4-methyl-2-pentanone; nitriles such as acetonitrile; and dimethylsulfoxide (hereinafter DMSO). ) Etc. can be used. These solvents may be used alone or in combination of two or more. In order to promote the hydrolysis efficiently, a highly polar solvent is preferable, and for example, DMF, DMAc, NMP, THF, 1,4-dioxane, diethyl ether, acetonitrile, acetone, ethyl acetate and the like are preferable.
In addition, an acid may be added to the above reaction. The acid is not particularly limited, but examples of the acid include heteropolyacids such as phosphomolybdic acid and phosphotungstate; organic acids such as trimethylborate and triphenylphosphine; inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid and phosphoric acid; and formic acid. , Hydrocarbic acids such as acetic acid, propionic acid and p-toluenesulfonic acid; and halogenated hydrocarbon acids such as trifluoroacetic acid. Preferred are hydrochloric acid, sulfuric acid, acetic acid and p-toluenesulfonic acid.
The acid is usually used in an amount of 0 to 100 times by mole, preferably 0.01 to 10 times by mole, based on the acid dianhydride represented by the formula (1-1).
Further, this reaction may be hydrolyzed using an alkaline aqueous solution. The alkali is not particularly limited, but examples of the alkali include alkali metals such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate and lithium carbonate, magnesium hydroxide and calcium hydroxide. Alkaline earth metals can be mentioned. Of these, sodium hydroxide, potassium hydroxide and lithium hydroxide are preferable.
The amount of alkali used is usually 0 to 100 times mol, preferably 0.01 to 10 times mol, with respect to the acid dianhydride represented by the formula (1-1).
The reaction temperature is not particularly limited, but is, for example, −90 to 200 ° C., preferably 50 to 130 ° C.
The reaction time is usually 0.1 to 200 hours, preferably 0.5 to 100 hours.

また、上記[反応式3]の反応は、公知の方法を採用すればよく、特に制限はないが、例えば、[反応式2]で得た式(2−1)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)と脱水剤を溶剤中で混合することにより式(1−1)で表される酸二無水物を得ることができる。 Further, the reaction of the above [reaction formula 3] may adopt a known method and is not particularly limited, but for example, the cyclohexanetricarboxylic acid represented by the formula (2-1) obtained in [reaction formula 2]. An acid dianhydride represented by the formula (1-1) can be obtained by mixing an ester (tetracarboxylic acid compound) and a dehydrating agent in a solvent.

脱水剤としては、式(2−1)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)に脱水剤が接触することができるものであれば特に限定はないが、例えば、脱水は、無水酢酸、無水プロピオン酸、無水トリフルオロ酢酸等の脂肪族カルボン酸無水物、1,3−ジシクロヘキシルカルボジイミド、2−クロロ−1,3−ジメチルイミダゾリニウムクロリド等の脱水剤の存在下で実施することができる。また、炭素数が1〜3の低級カルボン酸無水物が好ましく、より好ましくは炭素数が1〜2の低級カルボン酸無水物が好ましく、中でも無水化後の除去がしやすく経済的に有利な点で無水酢酸が特に好ましい。 The dehydrating agent is not particularly limited as long as the dehydrating agent can come into contact with the cyclohexanetricarboxylic acid ester (tetracarboxylic acid compound) represented by the formula (2-1). For example, dehydration is anhydrous. Perform in the presence of an aliphatic carboxylic acid anhydride such as acetic acid, propionic anhydride or trifluoroacetic anhydride, and a dehydrating agent such as 1,3-dicyclohexylcarbodiimide, 2-chloro-1,3-dimethylimidazolinium chloride. Can be done. Further, a lower carboxylic acid anhydride having 1 to 3 carbon atoms is preferable, and a lower carboxylic acid anhydride having 1 to 2 carbon atoms is more preferable, and above all, it is easy to remove after anhydrousation, which is economically advantageous. Acetic anhydride is particularly preferred.

脱水剤の使用量は特に限定されないが、式(2−1)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)に対して、2〜50当量が好ましく、特に好ましくは4〜20当量である。2〜50当量であれば、十分に無水物化が行われ、かつ得られる式(1−1)で表される酸二無水物の溶解量が増加しすぎることなく、高い収率で式(1−1)で表される酸二無水物を析出させることができる。 The amount of the dehydrating agent used is not particularly limited, but is preferably 2 to 50 equivalents, particularly preferably 4 to 20 equivalents, relative to the cyclohexanetricarboxylic acid ester (tetracarboxylic acid compound) represented by the formula (2-1). be. If it is 2 to 50 equivalents, it is sufficiently anhydrated, and the dissolved amount of the acid dianhydride represented by the obtained formula (1-1) does not increase too much, and the formula (1) is obtained in high yield. The acid dianhydride represented by -1) can be precipitated.

上記反応は、反応に直接関与しない有機溶媒を用いることもできる。例えば、トルエン、キシレン等の炭化水素類、1,2−ジクロロエタン、1,2−ジクロロプロパン等のハロゲン化炭化水素類、更に1,4−ジオキサン等が挙げられる。 For the above reaction, an organic solvent that is not directly involved in the reaction can also be used. For example, hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as 1,2-dichloroethane and 1,2-dichloropropane, and further 1,4-dioxane and the like can be mentioned.

なお、式(2−1)で表されるシクロヘキサントリカルボン酸エステル(テトラカルボン酸化合物)を完全に溶解させて均一系で必ずしも無水物化反応させる必要はなく、不均一系で無水物化反応を実施してもよい。 It is not always necessary to completely dissolve the cyclohexanetricarboxylic acid ester (tetracarboxylic acid compound) represented by the formula (2-1) and carry out the anhydrous reaction in a homogeneous system, and carry out the anhydrous reaction in a heterogeneous system. You may.

反応における加熱の温度は、好ましくは30〜200℃、より好ましくは40〜180℃の範囲で行うとよく、反応温度が高いほど反応速度が向上する。このため使用溶媒の還流温度で実施するのが好ましい。 The heating temperature in the reaction is preferably in the range of 30 to 200 ° C., more preferably 40 to 180 ° C., and the higher the reaction temperature, the higher the reaction rate. Therefore, it is preferable to carry out at the reflux temperature of the solvent used.

また、反応時間は、使用する脱水剤の種類、温度等の条件に応じて適宜設定すればよいが、0.5〜20時間であることが好ましい。 The reaction time may be appropriately set according to conditions such as the type of dehydrating agent to be used and the temperature, but is preferably 0.5 to 20 hours.

上記の無水物化反応によって、使用した脱水剤に式(1−1)で表される酸二無水物が懸濁した懸濁液を得ることができる。無水物化反応の後は、得られた懸濁液をろ過することで式(1−1)で表される酸二無水物の粉末を回収できる。また、必要に応じて上記懸濁液を濃縮してもよい。
また、必要に応じて上記ろ取物を有機溶媒で洗浄してもよい。この洗浄溶媒は無水物と反応せず、目的の無水物の溶解度が低い溶媒であれば特に限定されないが、例えば、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、アセトニトリル、アセトン、クロロホルム、酢酸エチル、炭酸ジメチル等やこれらの混合溶媒などが挙げられる。中でも酢酸エチル、炭酸ジメチルが好ましい。
さらに、減圧乾燥等により脱水剤や溶媒を除去することで、高純度の式(1−1)で表される酸二無水物を得ることができる。また、必要により再結晶、蒸留、シリカゲルカラムクロマトグラフィ等公知の手法を用いて精製することでも、目的物である酸二無水物を得られる。
By the above dehydration reaction, a suspension in which the acid dianhydride represented by the formula (1-1) is suspended in the dehydrating agent used can be obtained. After the anhydrous reaction, the powder of the acid dianhydride represented by the formula (1-1) can be recovered by filtering the obtained suspension. In addition, the suspension may be concentrated if necessary.
Further, the filter may be washed with an organic solvent, if necessary. This washing solvent does not react with the anhydride and is not particularly limited as long as it is a solvent having a low solubility of the target anhydride, but for example, toluene, hexane, heptane, acetonitrile, acetone, chloroform, ethyl acetate, dimethyl carbonate and the like, and the like. Examples include the mixed solvent of. Of these, ethyl acetate and dimethyl carbonate are preferable.
Further, by removing the dehydrating agent and the solvent by drying under reduced pressure or the like, a high-purity acid dianhydride represented by the formula (1-1) can be obtained. Further, if necessary, purification using known methods such as recrystallization, distillation, silica gel column chromatography and the like can also obtain the desired acid dianhydride.

なお、本発明で得られる式(2−1)で表される酸二無水物は、文献未記載の新規化合物であり、上記のように、これから容易に式(1−1)で表される酸二無水物が製造できるなど種々の用途に使用できる。 The acid dianhydride obtained by the present invention and represented by the formula (2-1) is a novel compound not described in the literature, and as described above, it is easily represented by the formula (1-1). It can be used for various purposes such as the production of acid dianhydride.

また、本発明で用いるベンゼノアントラセンジオール化合物は、例えば、一例として下記スキームで示されるように、公知の方法に従い、有機溶媒中、アントラセン化合物と1,4−ベンゾキノン化合物とをDiels―Alder反応させて得られる9,10−[1,2]ベンゼノアントラセン−13,16(9H,10H)−ジオン化合物を酢酸溶媒中、47%臭化水素存在下、加熱条件で処理することで得ることができる。

Figure 0006966726
(上記スキーム中、R1、R2、R5、R6、R7、a、b及びeは上記と同じ意味を表す。)Further, in the benzenoanthracene diol compound used in the present invention, for example, as shown in the following scheme as an example, the anthracene compound and the 1,4-benzoquinone compound are subjected to Diels-Alder reaction in an organic solvent according to a known method. Can be obtained by treating the obtained 9,10- [1,2] benzenoanthracene-13,16 (9H, 10H) -dione compound in an acetate solvent in the presence of 47% hydrogen bromide under heating conditions. can.
Figure 0006966726
(In the above scheme, R 1 , R 2 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b and e have the same meanings as above.)

耐熱性、柔軟性及び透明性に優れるだけでなく、リタデーションが低いという特徴をも有するポリイミド膜を与えるポリアミック酸(及び対応するポリイミド)を再現性よく得る観点から、本発明のポリアミック酸(及び対応するポリイミド)の製造に用いる酸二無水物成分は、上記式(1−1)で表される酸二無水物に加え、好ましくは脂環式テトラカルボン酸二無水物を、より好ましくは下記式(C1)で表される酸二無水物を含む。

Figure 0006966726
〔式中、B1は、式(X−1)〜(X−12)からなる群から選ばれる4価の基を表す。
Figure 0006966726
(式中、複数のRは、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、*は結合手を表す。)〕The polyamic acid (and the corresponding polyimide) of the present invention can be obtained with good reproducibility, which gives a polyimide film having not only excellent heat resistance, flexibility and transparency but also low retardation. The acid dianhydride component used in the production of the polyimide) is preferably an alicyclic tetracarboxylic dianhydride, more preferably the following formula, in addition to the acid dianhydride represented by the above formula (1-1). Contains the acid dianhydride represented by (C1).
Figure 0006966726
[In the formula, B 1 represents a tetravalent group selected from the group consisting of formulas (X-1) to (X-12).
Figure 0006966726
(In the equation, multiple Rs represent hydrogen atoms or methyl groups independently of each other, and * represents a bond.)]

上記式(C1)で表される酸二無水物の中でも、式中のB1が前記式(X−1)、(X−2)、(X−4)、(X−5)、(X−6)、(X−7)、(X−8)、(X−9)、(X−11)および(X−12)で表される酸二無水物が好ましく、前記B1が前記式(X−1)、(X−2)、(X−6)、(X−11)および(X−12)で表される酸二無水物が特に好ましい。
また、本発明の効果を損なわない範囲において、前記酸二無水物成分には、上記式(1−1)で表される酸二無水物、上記式(C1)で表される酸二無水物以外の、その他の酸二無水物を用いてもよい。
Among the acid dianhydrides represented by the above formula (C1), B 1 in the formula is the above formulas (X-1), (X-2), (X-4), (X-5), (X). -6), (X-7), (X-8), (X-9), (X-11) and (X-12) are preferably acid dianhydrides, with B 1 being the formula. Acid dianhydrides represented by (X-1), (X-2), (X-6), (X-11) and (X-12) are particularly preferred.
Further, as long as the effect of the present invention is not impaired, the acid dianhydride component includes an acid dianhydride represented by the above formula (1-1) and an acid dianhydride represented by the above formula (C1). Other acid dianhydrides other than the above may be used.

上記酸二無水物成分において、本発明の上記式(1−1)で表される酸二無水物とともに脂環式テトラカルボン酸二無水物を用いる場合における、上記式(1−1)で表される酸二無水物と脂環式テトラカルボン酸二無水物との比率は、通常、上記式(1−1)で表される酸二無水物:脂環式テトラカルボン酸二無水物=1:0.5〜1:4である。このような範囲とすることで、高耐熱性、高柔軟性、高透明性、低リタデーションのポリイミドを与えるポリアミック酸を再現性よく得ることができる。 In the above acid dianhydride component, when the alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride is used together with the acid dianhydride represented by the above formula (1-1) of the present invention, it is represented by the above formula (1-1). The ratio of the acid dianhydride to be alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride is usually the acid dianhydride represented by the above formula (1-1): alicyclic tetracarboxylic acid dianhydride = 1. : 0.5 to 1: 4. Within such a range, a polyamic acid that gives polyimide with high heat resistance, high flexibility, high transparency, and low retardation can be obtained with good reproducibility.

耐熱性、柔軟性及び透明性に優れるだけでなく、リタデーションが低いという特徴をも有するポリイミド膜を与えるポリアミック酸(及び対応するポリイミド)を再現性よく得る観点から、本発明のポリアミック酸(及び対応するポリイミド)の製造に用いるジアミン成分は、好ましくは芳香族ジアミンを、より好ましくは下記式(A1)で表されるジアミンを含む。

Figure 0006966726
(式中、B2は、式(Y−1)〜式(Y−34)からなる群から選ばれる2価の基を表す。)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(式中、*は結合手を表す。)The polyamic acid (and the corresponding polyimide) of the present invention can be obtained with good reproducibility from the viewpoint of obtaining a polyamic acid (and the corresponding polyimide) that gives a polyimide film having not only excellent heat resistance, flexibility and transparency but also low retardation. The diamine component used for producing the polyimide) preferably contains an aromatic diamine, and more preferably a diamine represented by the following formula (A1).
Figure 0006966726
(In the formula, B 2 represents a divalent group selected from the group consisting of formulas (Y-1) to (Y-34).)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(In the formula, * represents a bond.)

上記式(A1)で表されるジアミンの中でも、式中のB2が前記式(Y−12)、(Y−13)、(Y−14)、(Y−15)、(Y−18)、(Y−27)、(Y−28)、(Y−30)および(Y−33)で表されるジアミンが好ましく、前記B2が前記式(Y−12)、(Y−13)、(Y−14)、(Y−15)および(Y−33)で表されるジアミンが特に好ましい。
また、本発明の効果を損なわない範囲において、前記ジアミン成分には、上記式(A1)で表されるジアミン以外の、その他のジアミン化合物を用いてもよい。
Among the diamines represented by the above formula (A1), B 2 in the formula is the above formula (Y-12), (Y-13), (Y-14), (Y-15), (Y-18). , (Y-27), (Y-28), (Y-30) and (Y-33) are preferable, and the B 2 is the above formula (Y-12), (Y-13),. Diamines represented by (Y-14), (Y-15) and (Y-33) are particularly preferred.
Further, as long as the effect of the present invention is not impaired, other diamine compounds other than the diamine represented by the above formula (A1) may be used as the diamine component.

高耐熱性、高柔軟性、高透明性、低リタデーションのポリイミド膜を与えるポリアミック酸(及び対応するポリイミド)を再現性よく得る観点から、本発明のポリアミック酸(及び対応するポリイミド)の製造に用いるジアミン成分中芳香族ジアミンの含有量は、好ましくは50mol%以上、より好ましくは60mol%以上、より一層好ましくは70モル%、さらに好ましくは80モル%、さらに一層好ましくは90モル%、最も好ましくは100モル%である。 Used in the production of the polyamic acid (and the corresponding polyimide) of the present invention from the viewpoint of obtaining a polyamic acid (and the corresponding polyimide) that gives a polyimide film having high heat resistance, high flexibility, high transparency, and low retardation with good reproducibility. The content of the aromatic diamine in the diamine component is preferably 50 mol% or more, more preferably 60 mol% or more, still more preferably 70 mol%, still more preferably 80 mol%, still more preferably 90 mol%, and most preferably. It is 100 mol%.

なお、上記酸二無水物成分として上記式(1−1)で表される酸二無水物と上記(C1)で表される酸二無水物とを用い、上記ジアミン成分として上記式(A1)で表されるジアミンを用いた場合、ポリアミック酸は下記式(4−1)で表されるモノマー単位と、下記式(4−2)で表されるモノマー単位とを有するものとなる。

Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、d、e、B1及びB2は、上記と同じ意味を表す。)The acid dianhydride represented by the above formula (1-1) and the acid dianhydride represented by the above (C1) are used as the acid dianhydride component, and the above formula (A1) is used as the diamine component. When the diamine represented by is used, the polyamic acid has a monomer unit represented by the following formula (4-1) and a monomer unit represented by the following formula (4-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d, e, B 1 and B 2 have the same meanings as above.)

本発明のポリアミック酸を得る方法は特に限定されるものではなく、前述の酸二無水物成分とジアミン成分とを公知の手法によって反応、重合させればよい。
ポリアミック酸を合成する際の酸二無水物成分のモル数とジアミン成分のモル数との比は、酸二無水物成分/ジアミン成分=0.8〜1.2である。
The method for obtaining the polyamic acid of the present invention is not particularly limited, and the above-mentioned acid dianhydride component and diamine component may be reacted and polymerized by a known method.
The ratio of the number of moles of the acid dianhydride component to the number of moles of the diamine component in synthesizing the polyamic acid is acid dianhydride component / diamine component = 0.8 to 1.2.

ポリアミック酸の合成に用いられる溶媒としては、例えば、m−クレゾール、N−メチル−2−ピロリドン(NMP)、N,N−ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N−ジメチルアセトアミド(DMAc)、N−メチルカプロラクタム、ジメチルスルホキシド(DMSO)、テトラメチル尿素、ピリジン、ジメチルスルホン、ヘキサメチルホスホルアミド及びγ−ブチロラクトンなどが挙げられる。これらは、単独で使用しても、混合して使用してもよい。さらに、ポリアミック酸を溶解しない溶媒であっても、均一な溶液が得られる範囲内で上記溶媒に加えて使用してもよい。
重縮合反応の温度は、−20〜150℃、好ましくは−5〜100℃の任意の温度を選択することができる。
Solvents used for the synthesis of polyamic acid include, for example, m-cresol, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylformamide (DMF), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N- Examples thereof include methylcaprolactam, dimethyl sulfoxide (DMSO), tetramethylurea, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoramide and γ-butyrolactone. These may be used alone or in combination. Further, even if the solvent does not dissolve the polyamic acid, it may be used in addition to the above solvent as long as a uniform solution can be obtained.
The temperature of the polycondensation reaction can be selected from any temperature of -20 to 150 ° C, preferably −5 to 100 ° C.

上述したポリアミック酸の重合反応により得られたポリアミック酸含有溶液は、そのまま、あるいは希釈もしくは濃縮した後、後述するポリイミド膜形成用組成物として使用することができる。また該ポリアミック酸含有溶液に、メタノール、エタノールなどの貧溶媒を加えてポリアミック酸を沈殿させて単離し、その単離したポリアミック酸を適当な溶媒に再溶解させてポリアミック酸含有溶液とし、これをポリイミド膜形成用組成物として使用することもできる。
ポリアミック酸含有溶液の希釈用溶媒並びに単離したポリアミック酸の再溶解用溶媒は、得られたポリアミック酸を溶解させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、m−クレゾール、2−ピロリドン、NMP、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、DMAc、DMF及びγ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
The polyamic acid-containing solution obtained by the above-mentioned polymerization reaction of polyamic acid can be used as it is, or after being diluted or concentrated, as a composition for forming a polyimide film described later. Further, a poor solvent such as methanol or ethanol is added to the polyamic acid-containing solution to precipitate the polyamic acid, and the isolated polyamic acid is redissolved in an appropriate solvent to prepare a polyamic acid-containing solution. It can also be used as a composition for forming a polyimide film.
The solvent for diluting the polyamic acid-containing solution and the solvent for redissolving the isolated polyamic acid are not particularly limited as long as they dissolve the obtained polyamic acid, and are, for example, m-cresol and 2-pyrrolidone. , NMP, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2-pyrrolidone, DMAc, DMF, γ-butyrolactone and the like.

また、単独ではポリアミック酸を溶解しない溶媒であっても、ポリアミック酸が析出しない範囲であれば上記溶媒に加えて使用することができる。その具体例としては、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル及び乳酸イソアミルエステルなどが挙げられる。 Further, even if the solvent does not dissolve the polyamic acid by itself, it can be used in addition to the above solvent as long as the polyamic acid does not precipitate. Specific examples thereof include ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, and 1-butoxy-2-propanol. , 1-Phenoxy-2-propanol, Propylene Glycol Monoacetate, Propylene Glycol Diacetate, Propylene Glycol-1-monomethyl Ether-2-acetate, Propylene Glycol-1-monoethyl Ether-2-acetate, Dipropylene Glycol, 2- Examples thereof include (2-ethoxypropoxy) propanol, lactic acid methyl ester, lactic acid ethyl ester, lactic acid n-propyl ester, lactic acid n-butyl ester and lactic acid isoamyl ester.

本発明のポリイミドは、上記説明したポリアミック酸を、加熱により脱水閉環(熱イミド化)するか、または公知の脱水閉環触媒を使用して化学的に閉環して得ることができる。
加熱による方法は、100〜300℃、好ましくは120〜250℃の任意の温度で行うことができる。
化学的に閉環する方法は、例えば、ピリジン、トリエチルアミン又は1−エチルピペリジンなどと、無水酢酸などとの存在下で行うことができ、この際の温度は、−20〜200℃の任意の温度を選択することができる。
The polyimide of the present invention can be obtained by dehydrating and ring-closing (thermal imidizing) the polyamic acid described above by heating, or by chemically closing the ring using a known dehydration and ring-closing catalyst.
The heating method can be carried out at any temperature of 100 to 300 ° C, preferably 120 to 250 ° C.
The method of chemically closing the ring can be carried out in the presence of, for example, pyridine, triethylamine or 1-ethylpiperidine and acetic anhydride, and the temperature at this time can be any temperature of -20 to 200 ° C. You can choose.

こうして得られる上記式(4−1)で表されるモノマー単位と上記記式(4−2)で表されるモノマー単位とを有するポリアミック酸から得られるポリイミドは、下記式(5−1)で表されるモノマー単位と下記式(5−2)で表されるモノマー単位とを有するものである。

Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、d、e、B1及びB2は、上記と同じ意味を表す。)The polyimide thus obtained from the polyamic acid having the monomer unit represented by the above formula (4-1) and the monomer unit represented by the above formula (4-2) is represented by the following formula (5-1). It has a monomer unit represented by the following formula (5-2) and a monomer unit represented by the following formula (5-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d, e, B 1 and B 2 have the same meanings as above.)

上述したポリアミック酸の閉環反応により得られたポリイミド含有溶液(以下、ポリイミド溶液ともいう)は、そのまま、あるいは希釈もしくは濃縮した後、後述する膜形成用組成物として使用することができる。また該ポリイミド含有溶液に、メタノール、エタノールなどの貧溶媒を加えてポリイミドを沈殿させてポリイミドを単離し、その単離したポリイミドを適当な溶媒に再溶解させ、これを後述する膜形成用組成物として使用することができる。
再溶解用溶媒は、得られたポリイミドを溶解させるものであれば特に限定されるものではなく、例えば、m−クレゾール、2−ピロリドン、NMP、N−エチル−2−ピロリドン、N−ビニル−2−ピロリドン、DMAc、DMF及びγ−ブチロラクトンなどが挙げられる。
The polyimide-containing solution (hereinafter, also referred to as a polyimide solution) obtained by the ring closure reaction of the polyamic acid described above can be used as it is, or after being diluted or concentrated, as a film-forming composition described later. Further, a poor solvent such as methanol or ethanol is added to the polyimide-containing solution to precipitate the polyimide to isolate the polyimide, and the isolated polyimide is redissolved in an appropriate solvent, which is described later in a film-forming composition. Can be used as.
The solvent for redissolution is not particularly limited as long as it dissolves the obtained polyimide, and is, for example, m-cresol, 2-pyrrolidone, NMP, N-ethyl-2-pyrrolidone, N-vinyl-2. -Pyrrolidone, DMAc, DMF and γ-butyrolactone and the like can be mentioned.

また、単独ではポリイミドを溶解しない溶媒であっても、ポリイミドが析出しない範囲であれば上記溶媒に加えて使用することができる。その具体例としては、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ、エチルカルビトール、ブチルカルビトール、エチルカルビトールアセテート、エチレングリコール、1−メトキシ−2−プロパノール、1−エトキシ−2−プロパノール、1−ブトキシ−2−プロパノール、1−フェノキシ−2−プロパノール、プロピレングリコールモノアセテート、プロピレングリコールジアセテート、プロピレングリコール−1−モノメチルエーテル−2−アセテート、プロピレングリコール−1−モノエチルエーテル−2−アセテート、ジプロピレングリコール、2−(2−エトキシプロポキシ)プロパノール、乳酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエステル、乳酸n−ブチルエステル及び乳酸イソアミルエステルなどが挙げられる。 Further, even if the solvent does not dissolve the polyimide by itself, it can be used in addition to the above solvent as long as the polyimide does not precipitate. Specific examples thereof include ethyl cellosolve, butyl cellosolve, ethyl carbitol, butyl carbitol, ethyl carbitol acetate, ethylene glycol, 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, and 1-butoxy-2-propanol. , 1-Phenoxy-2-propanol, Propylene Glycol Monoacetate, Propylene Glycol Diacetate, Propylene Glycol-1-monomethyl Ether-2-acetate, Propylene Glycol-1-monoethyl Ether-2-acetate, Dipropylene Glycol, 2- Examples thereof include (2-ethoxypropoxy) propanol, lactic acid methyl ester, lactic acid ethyl ester, lactic acid n-propyl ester, lactic acid n-butyl ester and lactic acid isoamyl ester.

なお本発明において、ポリアミック酸及び対応するポリイミドの数平均分子量は、得られる薄膜の柔軟性、強度等を向上させるという観点から、好ましくは5,000以上、より好ましくは7,000以上、より一層好ましくは10,000以上であり、また得られるポリアミック酸及び対応するポリイミドの溶解性を確保するという観点から、好ましくは200,000以下、より好ましくは100,000以下、より一層好ましくは50,000以下である。なお本明細書において、数平均分子量は、GPC(ゲル浸透クロマトグラフィー)装置によって測定し、ポリスチレン換算値として算出される値である。 In the present invention, the number average molecular weight of the polyamic acid and the corresponding polyimide is preferably 5,000 or more, more preferably 7,000 or more, and further, from the viewpoint of improving the flexibility, strength, etc. of the obtained thin film. It is preferably 10,000 or more, and is preferably 200,000 or less, more preferably 100,000 or less, still more preferably 50,000, from the viewpoint of ensuring the solubility of the obtained polyamic acid and the corresponding polyimide. It is as follows. In the present specification, the number average molecular weight is a value measured by a GPC (gel permeation chromatography) apparatus and calculated as a polystyrene-equivalent value.

[膜形成用組成物・ポリイミド膜形成用組成物]
上述の本発明のポリイミドと、有機溶媒とを含む膜形成用組成物、並びに、本発明のポリアミック酸と、有機溶媒とを含むポリイミド膜形成用組成物も本発明の対象である。ここで本発明の膜形成用組成物及びポリイミド膜形成用組成物は、均一なものであって、相分離は認められないものである。
[Membrane-forming composition / polyimide film-forming composition]
The above-mentioned composition for forming a film containing the polyimide of the present invention and an organic solvent, and the composition for forming a polyimide film containing the polyamic acid of the present invention and an organic solvent are also objects of the present invention. Here, the film-forming composition and the polyimide film-forming composition of the present invention are uniform and no phase separation is observed.

<有機溶媒>
本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物は、前記ポリイミド又はポリアミック酸に加えて、有機溶媒を含む。該有機溶媒は、特に限定されるものではなく、例えば、上記ポリアミック酸及びポリイミドの調製時に用いた反応溶媒の具体例と同様のものが挙げられる。より具体的には、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、N−エチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンなどが挙げられる。なお、有機溶媒は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、平坦性の高い膜を再現性よく得ることを考慮すると、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチル−2−ピロリドン、γ−ブチロラクトンが好ましい。
<Organic solvent>
The film-forming composition or the polyimide film-forming composition of the present invention contains an organic solvent in addition to the polyimide or the polyamic acid. The organic solvent is not particularly limited, and examples thereof include the same as the specific examples of the reaction solvent used in the preparation of the polyamic acid and the polyimide. More specifically, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, N-ethyl-2-pyrrolidone, γ- Butyrolactone and the like can be mentioned. As the organic solvent, one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
Among these, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone, and γ-butyrolactone are preferable in consideration of obtaining a highly flat film with good reproducibility.

本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物における固形分量の配合量は、通常0.5〜30質量%程度、好ましくは5〜25質量%程度である。固形分濃度が0.5質量%未満であると膜を作製する上において製膜効率が低くなり、また膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の粘度が低くなるため、表面が均一な塗膜を得られにくい。また固形分濃度が30質量%を超えると、膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の粘度が高くなりすぎて、やはり成膜効率の悪化や塗膜の表面均一性に欠ける虞がある。なおここでいう固形分量とは、有機溶媒以外の成分の総質量を意味し、液状のモノマー等であっても固形分として重量に含めるものとする。
なお膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の粘度は、作製する膜の厚み等を勘案し適宜設定するものではあるが、特に5〜50μm程度の厚さの膜を再現性よく得ること目的とする場合、通常、25℃で500〜50,000mPa・s程度、好ましくは1,000〜20,000mPa・s程度である。
The blending amount of the solid content in the film-forming composition or the polyimide film-forming composition of the present invention is usually about 0.5 to 30% by mass, preferably about 5 to 25% by mass. When the solid content concentration is less than 0.5% by mass, the film forming efficiency is low in forming the film, and the viscosity of the film forming composition or the polyimide film forming composition is low, so that the surface is uniform. It is difficult to obtain a coating film. Further, if the solid content concentration exceeds 30% by mass, the viscosity of the film-forming composition or the polyimide film-forming composition becomes too high, and there is a possibility that the film-forming efficiency deteriorates and the surface uniformity of the coating film is lacking. .. The solid content amount referred to here means the total mass of the components other than the organic solvent, and even a liquid monomer or the like is included in the weight as a solid content.
The viscosity of the film-forming composition or the polyimide film-forming composition is appropriately set in consideration of the thickness of the film to be produced, etc., but in particular, a film having a thickness of about 5 to 50 μm can be obtained with good reproducibility. For the purpose, it is usually about 500 to 50,000 mPa · s at 25 ° C., preferably about 1,000 to 20,000 mPa · s.

本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物には、加工特性や各種機能性を付与するために、その他に様々な有機又は無機の低分子又は高分子化合物を配合してもよい。例えば、触媒、消泡剤、レベリング剤、界面活性剤、染料、可塑剤、微粒子、カップリング剤、増感剤等を用いることができる。
なおその他成分を含む場合も含め、本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の固形分量において、上記ポリイミド又はポリアミック酸の割合は70〜100質量%とすることができる。
本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物は、上述の方法で得られたポリイミド又はポリアミック酸を上述の有機溶媒に溶解して得ることができるし、ポリイミド又はポリアミック酸の調製後の反応溶液に、所望により前記有機溶媒を更に加えたものとしてもよい。
In addition, various organic or inorganic small molecule or polymer compounds may be blended in the film-forming composition or the polyimide film-forming composition of the present invention in order to impart processing characteristics and various functionalities. .. For example, catalysts, defoamers, leveling agents, surfactants, dyes, plasticizers, fine particles, coupling agents, sensitizers and the like can be used.
The proportion of the polyimide or the polyamic acid can be 70 to 100% by mass in the solid content of the film-forming composition or the polyimide film-forming composition of the present invention, including the case where other components are contained.
The film-forming composition or the polyimide film-forming composition of the present invention can be obtained by dissolving the polyimide or polyamic acid obtained by the above-mentioned method in the above-mentioned organic solvent, and after preparation of the polyimide or polyamic acid. If desired, the organic solvent may be further added to the reaction solution of.

[膜]
以上説明した本発明の膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物を基材に塗布して乾燥・加熱することで有機溶媒を除去し、高い耐熱性と、高い透明性と、適度な柔軟性と、適度な線膨張係数とを有し、しかもリタデーションの小さい膜(ポリイミド膜)を得ることができる。
すなわち、基材上に塗布した上記膜形成用組成物(ポリイミド含有溶液)を加熱し、溶媒を蒸発させることで、ポリイミドを含む本発明の膜を得ることができ、該膜は、上記膜形成用組成物の固形分からなるものである。
あるいは、基材上に塗布した上記ポリイミド膜形成用組成物(ポリアミック酸含有溶液)を加熱し、溶媒を蒸発させつつイミド化反応をさせることで、ポリイミドを含む本発明の膜を得ることができ、該膜は上記ポリイミド膜形成用組成物の固形分からなり、該固形分中のポリアミック酸のイミド化物を含むものである
そして上記膜、すなわち上記ポリイミドを含有する膜(薄膜)も本発明の対象である。
[film]
The organic solvent is removed by applying the film-forming composition of the present invention or the polyimide film-forming composition described above to a substrate, drying and heating to remove organic solvents, resulting in high heat resistance, high transparency, and appropriate flexibility. It is possible to obtain a film (polyimide film) having properties and an appropriate coefficient of linear expansion and having a small retardation.
That is, the film of the present invention containing polyimide can be obtained by heating the film-forming composition (polyimide-containing solution) applied on the substrate and evaporating the solvent, and the film can be formed. It consists of the solid content of the composition for use.
Alternatively, the film of the present invention containing polyimide can be obtained by heating the above-mentioned polyimide film-forming composition (polyamic acid-containing solution) applied on a substrate and allowing an imidization reaction while evaporating the solvent. The film is composed of the solid content of the polyimide film-forming composition and contains an imidized polyamic acid in the solid content, and the film, that is, the film (thin film) containing the polyimide film is also an object of the present invention. ..

膜の製造に用いる基材としては、例えば、プラスチック(ポリカーボネート、ポリメタクリレート、ポリスチレン、ポリエステル、ポリオレフィン、エポキシ、メラミン、トリアセチルセルロース、ABS、AS、ノルボルネン系樹脂等)、金属、ステンレス鋼(SUS)、木材、紙、ガラス、シリコンウェハ及びスレート等が挙げられる。
特に、電子デバイスの基板材料として適用する場合においては、既存設備を利用することができるという観点から、適用する基材がガラス又はシリコンウェハであることが好ましく、また得られる膜が良好な剥離性を示すことからガラスであることがさらに好ましい。なお、適用する基材の線膨張係数としては塗工後の基材の反りの観点から、好ましくは35ppm/℃以下、より好ましくは30ppm/℃以下、より一層好ましくは25ppm/℃以下、さらに好ましくは、20ppm/℃以下である。
Examples of the base material used for producing the film include plastics (polycarbonate, polymethacrylate, polystyrene, polyester, polyolefin, epoxy, melamine, triacetyl cellulose, ABS, AS, norbornene-based resin, etc.), metals, and stainless steel (SUS). , Wood, paper, glass, silicon wafers, slate and the like.
In particular, when it is applied as a substrate material for an electronic device, it is preferable that the base material to be applied is a glass or silicon wafer from the viewpoint that existing equipment can be used, and the obtained film has good peelability. Therefore, it is more preferable to use glass. The coefficient of linear expansion of the applied base material is preferably 35 ppm / ° C. or less, more preferably 30 ppm / ° C. or less, still more preferably 25 ppm / ° C. or less, still more preferably, from the viewpoint of warping of the base material after coating. Is 20 ppm / ° C. or less.

基材への膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の塗布法は、特に限定されるものではないが、例えば、キャストコート法、スピンコート法、ブレードコート法、ディップコート法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法、インクジェット法、印刷法(凸版、凹版、平版、スクリーン印刷等)等が挙げられ、目的に応じてこれらを適宜用いることができる。 The method for applying the film-forming composition or the polyimide film-forming composition to the substrate is not particularly limited, but for example, a cast coating method, a spin coating method, a blade coating method, a dip coating method, or a roll coating method is used. A method, a bar coating method, a die coating method, an inkjet method, a printing method (relate plate, concave plate, lithographic plate, screen printing, etc.) and the like can be mentioned, and these can be appropriately used depending on the purpose.

加熱温度は、通常40〜500℃程度であるが、300℃以下が好ましい。300℃を超えると、得られる膜が脆くなり、特にディスプレイ基板用途に適した膜を得ることができない場合がある。
また、得られる膜の耐熱性と線膨張係数特性を考慮すると、塗布した膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物を40℃〜100℃で5分間〜2時間加熱した後に、そのまま段階的に加熱温度を上昇させ、最終的に175℃超〜280℃で30分〜2時間加熱することが望ましい。このように、溶媒を乾燥させる段階と分子配向を促進する段階の2段階以上の温度で加熱することにより、低熱膨張特性を発現させることができる。
特に、塗布した膜形成用組成物は、40℃〜100℃で5分間〜2時間加熱した後に、100℃超〜175℃で5分間〜2時間、次いで、175℃超〜280℃で5分〜2時間加熱することが好ましい。
また、ポリアミック酸を含有するポリイミド膜形成用組成物の場合には、塗膜を加熱し、溶媒を蒸発させつつイミド化反応をさせるべく、例えば、40〜100℃の範囲、100〜150℃の範囲、180〜300℃の範囲などにて段階的に加熱することができる。
加熱に用いる器具は、例えばホットプレート、オーブン等が挙げられる。加熱雰囲気は、空気下であっても窒素等の不活性ガス下であってもよく、また、常圧下であっても減圧下であってもよく、また加熱の各段階において異なる圧力を適用してもよい。
The heating temperature is usually about 40 to 500 ° C., but is preferably 300 ° C. or lower. If the temperature exceeds 300 ° C., the obtained film becomes brittle, and it may not be possible to obtain a film particularly suitable for display substrate applications.
Further, considering the heat resistance and the coefficient of linear expansion characteristics of the obtained film, the applied film-forming composition or polyimide film-forming composition is heated at 40 ° C. to 100 ° C. for 5 minutes to 2 hours, and then stepwise as it is. It is desirable to raise the heating temperature to 30 ° C to 280 ° C for 30 minutes to 2 hours. As described above, the low thermal expansion characteristic can be exhibited by heating at a temperature of two or more steps, that is, a step of drying the solvent and a step of promoting molecular orientation.
In particular, the applied film-forming composition is heated at 40 ° C. to 100 ° C. for 5 minutes to 2 hours, then heated at over 100 ° C. to 175 ° C. for 5 minutes to 2 hours, and then at 175 ° C. to 280 ° C. for 5 minutes. It is preferable to heat for ~ 2 hours.
Further, in the case of a composition for forming a polyimide film containing a polyamic acid, for example, in the range of 40 to 100 ° C. and 100 to 150 ° C., in order to heat the coating film and cause an imidization reaction while evaporating the solvent. It can be heated stepwise in a range, such as in the range of 180 to 300 ° C.
Examples of the appliance used for heating include a hot plate and an oven. The heating atmosphere may be under air or under an inert gas such as nitrogen, under normal pressure or under reduced pressure, and different pressures may be applied at each stage of heating. You may.

膜の厚さは、特にフレキシブルディスプレイ用の基板として用いる場合、通常1〜60μm程度、好ましくは5〜50μm程度であり、加熱前の塗膜の厚さを調整して所望の厚さの膜を形成する。
なおこのようにして形成された膜を基材から剥離する方法としては特に限定はなく、該膜を基材ごと冷却し、膜に切れ目を入れ剥離する方法やロールを介して張力を与えて剥離する方法等が挙げられる。
The thickness of the film is usually about 1 to 60 μm, preferably about 5 to 50 μm, particularly when used as a substrate for a flexible display, and the thickness of the coating film before heating is adjusted to obtain a film of a desired thickness. Form.
The method of peeling the film thus formed from the substrate is not particularly limited, and the film is cooled together with the substrate, a cut is made in the film and the film is peeled off, or tension is applied via a roll to peel the film. How to do it, etc.

そして、前記膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物から形成された膜からなるフレキシブルデバイス用基板、すなわち、前記膜形成用組成物又はポリイミド膜形成用組成物の硬化物(膜形成用組成物の固形分の硬化物)又はポリイミド膜形成用組成物の硬化物(ポリイミド膜形成用組成物の固形分中のポリアミック酸のイミド化物)からなる、フレキシブルデバイス用基板も、本発明の対象である。 Then, a substrate for a flexible device made of a film formed of the film-forming composition or the polyimide film-forming composition, that is, a cured product of the film-forming composition or the polyimide film-forming composition (film-forming composition). A substrate for a flexible device made of a cured product of a solid content of a product) or a cured product of a composition for forming a polyimide film (imimided product of a polyamic acid in the solid content of the composition for forming a polyimide film) is also an object of the present invention. be.

以下に実施例を挙げ、本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
なお、使用した試薬の略語は以下のとおりである
TH:トリプチセンヒドロキノン(9,10−ジヒドロ−9,10−[1,2]ベンゼノアントラセン−1,4−ジオール)
HTAC:無水核水添トリメリット酸クロリド(Hydrogenated trimellitic anhydride chloride)
TH−HTAC−CA:トリプチセンヒドロキノン HTACカルボン酸
TH−HTAC:トリプチセンヒドロキノン HTAC
THF:テトラヒドロフラン
CBDA:1,2,3,4−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物
TFMB:2,2’−ジ(トリフルオロメチル)ベンジジン
BODAxx:ビシクロ[2,2,2]オクタン−2,3,5,6−テトラカルボン酸二無水物
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
The abbreviations for the reagents used are as follows: TH: trypticene hydroquinone (9,10-dihydro-9,10- [1,2] benzenoanthracene-1,4-diol).
HTAC: Anhydrous Hydrogenated Trimellitic Acid Chloride
TH-HTAC-CA: Trypticene Hydroquinone HTAC Carboxylic Acid TH-HTAC: Trypticene Hydroquinone HTAC
THF: Tetrahydrofuran CBDA: 1,2,3,4-Cyclobutanetetracarboxylic dianhydride TFMB: 2,2'-di (trifluoromethyl) benzidine BODAxx: Bicyclo [2,2,2] octane-2,3 5,6-tetracarboxylic dianhydride

また試料の調製及び物性の分析及び評価に用いた装置及びその条件は、以下の通りである。
1)HPLC分析
カラム:Inertsil ODS−3、5μm、4.6mm×250mm
オーブン:40℃
検出波長:254nm
流速:1.0mL/分
溶離液:
TH−HTAC−CA:アセトニトリル/0.5%リン酸水溶液=50/50 サンプル注入量:5μL
TH−HTAC:アセトニトリル/0.5%リン酸水溶液=50/50 サンプル注入量:5μL※
※TH−HTACを溶離液で100倍に希釈し、70℃で1時間撹拌後、TH−HTAC−CAとして測定
2)1HNMR分析
装置:フーリエ変換型超伝導核磁気共鳴装置(FT−NMR)(INOVA−400(Varian社)400MHz
溶媒:DMSO−d6
内標準物質:テトラメチルシラン(TMS)
The equipment and conditions used for sample preparation and analysis and evaluation of physical properties are as follows.
1) HPLC analysis column: Inertsil ODS-3, 5 μm, 4.6 mm × 250 mm
Oven: 40 ° C
Detection wavelength: 254 nm
Flow rate: 1.0 mL / min Eluent:
TH-HTAC-CA: Acetonitrile / 0.5% aqueous phosphoric acid solution = 50/50 Sample injection amount: 5 μL
TH-HTAC: acetonitrile / 0.5% aqueous phosphoric acid solution = 50/50 Sample injection amount: 5 μL *
* TH-HTAC is diluted 100-fold with an eluent, stirred at 70 ° C. for 1 hour, and then measured as TH-HTAC-CA. 2) 1 HNMR analyzer: Fourier transform type superconducting nuclear magnetic resonance apparatus (FT-NMR) (INOVA-400 (Varian) 400MHz
Solvent: DMSO-d6
Internal standard substance: Tetramethylsilane (TMS)

[1]化合物の合成
<実施例1−1>(TH−HTAC−CAの合成)

Figure 0006966726
[1] Compound synthesis <Example 1-1> (Synthesis of TH-HTAC-CA)
Figure 0006966726

窒素雰囲気下、TH(30g)、HTAC(68.1g)をテトラヒドロフラン(THF、300g)に溶解し、5℃に冷却した。この溶液に、ピリジン(24.9g)とテトラヒドロフラン(90g)の混合溶液を30分間かけて滴下し、テトラヒドロフラン(30g)で溶液を洗いこんだ。19時間撹拌後、反応溶液を5℃に冷却し、水(1260g)を加え、25℃に昇温後、30分撹拌した。析出物をろ過後、水(90g)で3回洗浄し、得られたろ取物(121.4g)を70℃にて減圧乾燥し、TH−HTAC粗物を82.5g得た。
次にこのTH−HTAC粗物(82.5g)を、酢酸エチル(787g)及び0.5%リン酸水溶液(787g)の混合溶液に加え、この懸濁溶液を還流条件下(78℃)で6時間撹拌し、該粗物を完全溶解させた。この溶液を25℃まで冷却後、水層を除去した後、有機層に水(700g)を加え、30分間撹拌後、水層を除去した。得られた有機層を濃縮後、70℃にて減圧乾燥し、TH−HTAC−CA粗物を82.5g得た。このTH−HTAC−CA粗物(82.5g)をアセトニトリル(339g)に加え、70℃に昇温し1時間撹拌した後、5℃まで冷却した。析出物をろ過後、アセトニトリル(339g)で2回洗浄し、得られたろ取物を70℃にて減圧乾燥することでTH−HTAC−CA異性体混合物を37.9g得た(収率;53.0%(2Steps)、HPLC面百(保持時間;4.9min,5.1min,5.6min,6.2min,6.4min);96.5%)。
Under a nitrogen atmosphere, TH (30 g) and HTAC (68.1 g) were dissolved in tetrahydrofuran (THF, 300 g) and cooled to 5 ° C. A mixed solution of pyridine (24.9 g) and tetrahydrofuran (90 g) was added dropwise to this solution over 30 minutes, and the solution was washed with tetrahydrofuran (30 g). After stirring for 19 hours, the reaction solution was cooled to 5 ° C., water (1260 g) was added, the temperature was raised to 25 ° C., and the mixture was stirred for 30 minutes. After filtering the precipitate, the precipitate was washed 3 times with water (90 g), and the obtained filtrate (121.4 g) was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 82.5 g of a crude TH-HTAC.
Next, this crude TH-HTAC (82.5 g) is added to a mixed solution of ethyl acetate (787 g) and a 0.5% aqueous phosphoric acid solution (787 g), and this suspended solution is added under reflux conditions (78 ° C.). The crude product was completely dissolved by stirring for 6 hours. After cooling this solution to 25 ° C. and removing the aqueous layer, water (700 g) was added to the organic layer, and the mixture was stirred for 30 minutes and then the aqueous layer was removed. The obtained organic layer was concentrated and then dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 82.5 g of TH-HTAC-CA crude. The crude TH-HTAC-CA (82.5 g) was added to acetonitrile (339 g), the temperature was raised to 70 ° C., the mixture was stirred for 1 hour, and then cooled to 5 ° C. The precipitate was filtered, washed twice with acetonitrile (339 g), and the obtained filtrate was dried under reduced pressure at 70 ° C. to obtain 37.9 g of a TH-HTAC-CA isomer mixture (yield; 53). 9.0% (2 Steps), HPLC surface 100 (holding time; 4.9 min, 5.1 min, 5.6 min, 6.2 min, 6.4 min); 96.5%).

<実施例1−2>(TH−HTACの合成)
TH−HTAC−CA(37.9g)を無水酢酸(114g)に加え、還流条件下(130℃)にて30分間撹拌後、反応液を25℃に冷却した。析出物を窒素気流化でろ過後、ろ物を無水酢酸(38g)で洗浄した。得られた未乾燥のろ物にヘキサンを加え、130℃にて減圧乾燥しTH−HTACを31.0g得た。(収率;86.3%、HPLC面百(保持時間;4.9min,5.6min,6.4min);96.8%)。
この結晶は、1HNMR分析およびHPLCによる分析結果から、TH−HTAC異性体混合物(35.1:35.5:26.3)であることを確認した。
1HNMR(DMSO−d6、δppm):7.4(m,4H)、7.0(m,4H )、6.9(m,2H)、5.6(m,2H)、3.7(m,2H)、3.4(m,2H)、3.0(m,2H)、2.5(m,2H)、2.2−1.7(m,10H).
<Example 1-2> (Synthesis of TH-HTAC)
TH-HTAC-CA (37.9 g) was added to acetic anhydride (114 g), and the mixture was stirred under reflux conditions (130 ° C.) for 30 minutes, and then the reaction solution was cooled to 25 ° C. The precipitate was filtered through a nitrogen stream, and the filtrate was washed with acetic anhydride (38 g). Hexane was added to the obtained undried filtrate and dried under reduced pressure at 130 ° C. to obtain 31.0 g of TH-HTAC. (Yield; 86.3%, HPLC surface 100 (holding time; 4.9 min, 5.6 min, 6.4 min); 96.8%).
From the results of 1 HNMR analysis and analysis by HPLC, it was confirmed that this crystal was a TH-HTAC isomer mixture (35.1: 35.5: 26.3).
1 1 HNMR (DMSO-d6, δppm): 7.4 (m, 4H), 7.0 (m, 4H), 6.9 (m, 2H), 5.6 (m, 2H), 3.7 ( m, 2H), 3.4 (m, 2H), 3.0 (m, 2H), 2.5 (m, 2H), 2.2-1.7 (m, 10H).

[2]ポリイミドの製造
<実施例1−3 ポリイミド(III)の製造[TH−HTAC:CBDA:BODAxx:TFMB=10:40:50:100(モル比)]

Figure 0006966726
窒素注入/排出口を有しディーン・スターク装置及びメカニカルスターラーが取り付けられた250mL三口反応フラスコ内に、TFMB 6.4046g(0.02モル)を入れた。その後すぐにγ−ブチロラクトン(GBL)16.474gを加え、撹拌を開始した。TFMBが溶媒に完全に溶解した後、BODAxx 2.5g(0.01モル)をGBL 14.12gおよび1−エチルピペリジン 1.024gとともに加え、窒素雰囲気下で3時間、150℃に加熱した。その後、TH−HTAC 1.2932g(0.002モル)をGBL 7.06gとともに加え、窒素雰囲気下、140℃にて1時間反応させた。その後、反応混合物にCBDA 1.568g(0.008モル)、GBL 9.41gおよび1−エチルピペリジン 0.23gを加え、温度を180℃に上げて3時間反応させた。その後、固形分濃度が15質量%となるようにGBLを加えて反応混合物を希釈し、希釈した反応混合物を4時間さらに反応させ、その後、固形分濃度が12質量%となるようにGBLを加えた。
次いで、得られた反応混合物を500gのメタノール中に加えて30分間撹拌し、ろ過によって析出物であるポリイミドを回収した。この操作を3回繰り返した。
最後に、得られたポリイミド中のメタノール残渣を真空オーブンにより、120℃で8時間乾燥し、乾燥したポリイミド(III)を得た(10.5g、収率:95.1%)。[2] Production of Polyimide <Example 1-3 Production of Polyimide (III) [TH-HTAC: CBDA: BODAxx: TFMB = 10: 40: 50: 100 (molar ratio)]
Figure 0006966726
6.4046 g (0.02 mol) of TFMB was placed in a 250 mL three-port reaction flask with a nitrogen inlet / outlet and equipped with a Dean-Stark apparatus and a mechanical stirrer. Immediately after that, 16.474 g of γ-butyrolactone (GBL) was added, and stirring was started. After the TFMB was completely dissolved in the solvent, 2.5 g (0.01 mol) of BODAxx was added with 14.12 g of GBL and 1.024 g of 1-ethylpiperidine and heated to 150 ° C. for 3 hours under a nitrogen atmosphere. Then, 1.2932 g (0.002 mol) of TH-HTAC was added together with 7.06 g of GBL, and the mixture was reacted at 140 ° C. for 1 hour under a nitrogen atmosphere. Then, 1.568 g (0.008 mol) of CBDA, 9.41 g of GBL and 0.23 g of 1-ethylpiperidine were added to the reaction mixture, and the temperature was raised to 180 ° C. for 3 hours. Then, GBL is added so that the solid content concentration becomes 15% by mass to dilute the reaction mixture, the diluted reaction mixture is further reacted for 4 hours, and then GBL is added so that the solid content concentration becomes 12% by mass. rice field.
Then, the obtained reaction mixture was added to 500 g of methanol and stirred for 30 minutes, and the polyimide as a precipitate was recovered by filtration. This operation was repeated 3 times.
Finally, the methanol residue in the obtained polyimide was dried in a vacuum oven at 120 ° C. for 8 hours to obtain a dried polyimide (III) (10.5 g, yield: 95.1%).

[3]ポリイミド溶液(ワニス)の調製及びポリイミド膜の作製
室温にて、前記ポリイミド(III)3gを、固形分濃度が12質量%となるようにN−メチル−2−ピロリドン(NMP)に溶解し、得られたポリイミド溶液を、5μmのフィルターを用いて加圧ろ過した。
その後、ろ過したポリイミド溶液をガラス基板上に塗布し、大気下で、50℃で30分間、140℃で30分間、200℃で60分間、順次加熱し、透明のポリイミドの膜を得た。そして、得られたポリイミドの膜を機械的切断にて剥がし、評価試料とした。
[3] Preparation of polyimide solution (wanice) and preparation of polyimide film At room temperature, 3 g of the polyimide (III) is dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) so that the solid content concentration is 12% by mass. Then, the obtained polyimide solution was pressure-filtered using a 5 μm filter.
Then, the filtered polyimide solution was applied onto a glass substrate and heated in the atmosphere at 50 ° C. for 30 minutes, 140 ° C. for 30 minutes, and 200 ° C. for 60 minutes in sequence to obtain a transparent polyimide film. Then, the obtained polyimide film was peeled off by mechanical cutting and used as an evaluation sample.

上述の手順にて作製した薄膜(評価試料)の耐熱性及び光学特性、すなわち、50℃乃至200℃及び200℃乃至250℃における線熱膨張係数(CTE)、光線透過率(T400nm、T550nm)、5%重量減少温度(Td5%)、CIE b*値(黄色評価)、リタデーション(Rth、R0)並びに複屈折(Δn)に関して、下記手順に従いそれぞれ評価した。また、上記ポリイミドの数平均分子量及び重量平均分子量についても、下記手順に従い測定した。結果を表1に示す。The heat resistance and optical properties of the thin film (evaluation sample) prepared by the above procedure, that is, the coefficient of linear thermal expansion (CTE) at 50 ° C to 200 ° C and 200 ° C to 250 ° C, and the light transmittance (T 400 nm , T 550 nm). ), 5% weight loss temperature (Td 5% ), CIE b * value (yellow evaluation), retardation (R th , R 0 ) and birefringence (Δn) were evaluated according to the following procedure. In addition, the number average molecular weight and the weight average molecular weight of the polyimide were also measured according to the following procedure. The results are shown in Table 1.

1)CIE b値(CIE b*
CIE b値(CIE b*)は、日本電色工業(株)製 SA4000スペクトロメーターを用いて、室温にて、リファレンスを空気として、測定を行った。
2)光線透過率(透明性)(T400nm、T550nm
波長400nm及び550nmの光線透過率(T400nm、T550nm[%])は、(株)島津製作所 紫外可視分光光度計 UV−Visible 3600を用い、室温にて、リファレンスを空気として、測定を行った。
3)リタデーション(Rth、R0
厚さ方向リタデーション(Rth)及び面内リタデーション(R0)を、王子計測機器(株)製、KOBURA 2100ADHを用いて、室温にて測定した。
なお、厚さ方向リタデーション(Rth)及び面内リタデーション(R0)は以下の式にて算出される。
0=(Nx−Ny)×d=ΔNxy×d
th=[(Nx+Ny)/2−Nz]×d=[(ΔNxz×d)+(ΔNyz×d)/2
Nx、Ny:面内の直交する2つの屈折率(Nx>Ny、Nxを遅相軸、Nyを進相軸とも称する)
Nz:面に対して厚さ(垂直)方向の屈折率
d:膜厚
ΔNxy:面内の2つの屈折率の差(Nx−Ny)(複屈折)
ΔNxz:面内の屈折率Nxと厚さ方向の屈折率Nzの差(複屈折)
ΔNyz:面内の屈折率Nyと厚さ方向の屈折率Nzの差(複屈折)
4)線膨張係数(CTE)
各評価試料を幅5mm、長さ16mmのサイズにカットし、これをTAインスツルメンツ社製 TMA Q400を用いて、まず10℃/minで昇温して50℃乃至300℃まで加熱(第一加熱)し、次いで10℃/minで降温して30℃まで冷却した後に、10℃/minで昇温して30℃乃至410℃まで加熱(第二加熱)した際の、第二加熱の50℃乃至200℃、並びに200℃乃至250℃における線膨張係数(CTE[ppm/℃])の値を測定することで求めた。なお、第一加熱、冷却および第二加熱を通じて、荷重0.05Nを加えた。
5)5%重量減少温度(Td5%
5%重量減少温度(Td5%[℃])は、TAインスツルメンツ社製 TGA Q500を用い、窒素中、樹脂薄膜約5乃至10mgを50乃至800℃まで10℃/minで昇温して測定することで求めた。なお、150℃における重量を重量減少0%とした。
6)膜厚
得られた樹脂薄膜の膜厚は、(株)テクロック製 シックネスゲージにて測定した。
7)面内複屈折(Δn)
前述の<3)リタデーション>により得られた厚さ方向リタデーション(Rth)の値を用い、以下の式にて算出した。
ΔN=[Rth/d(フィルム膜厚)]/1000
8)数平均分子量(Mn)及び重量平均分子量(Mw)
数平均分子量(以下、Mnと略す)と重量平均分子量(以下、Mwと略す)は、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)製0.45μmのフィルタにてろ過したポリマー試料を、装置:昭和電工(株)製、Showdex GPC−101、カラム:KD803およびKD805、カラム温度:50℃、溶出溶媒:DMF、流量:1.5ml/分、検量線:標準ポリスチレン、の条件にて測定した。
1) CIE b value (CIE b * )
The CIE b value (CIE b * ) was measured using a SA4000 spectrometer manufactured by Nippon Denshoku Kogyo Co., Ltd. at room temperature and using the reference as air.
2) Light transmittance (transparency) (T 400nm , T 550nm )
The light transmittances (T 400 nm , T 550 nm [%]) at wavelengths of 400 nm and 550 nm were measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer UV-Visible 3600 manufactured by Shimadzu Corporation at room temperature with the reference as air. ..
3) Ritalization (R th , R 0 )
Thickness direction retardation (R th ) and in-plane retardation (R 0 ) were measured at room temperature using KOBURA 2100ADH manufactured by Oji Measuring Instruments Co., Ltd.
The thickness direction retardation (R th ) and the in-plane retardation (R 0 ) are calculated by the following formulas.
R 0 = (Nx−Ny) × d = ΔNxy × d
R th = [(Nx + Ny) /2-Nz] × d = [(ΔNxz × d) + (ΔNyz × d) / 2
Nx, Ny: Two orthogonal refractive indexes in the plane (Nx> Ny, Nx is also referred to as a slow axis, Ny is also referred to as a phase advance axis).
Nz: Refractive index in the thickness (perpendicular) direction with respect to the plane d: Film thickness ΔNxy: Difference between two refractive indexes in the plane (Nx-Ny) (birefringence)
ΔNxz: Difference between in-plane refractive index Nx and refractive index Nz in the thickness direction (birefringence)
ΔNyz: Difference between the in-plane refractive index Ny and the refractive index Nz in the thickness direction (birefringence)
4) Coefficient of linear expansion (CTE)
Each evaluation sample is cut into a size of 5 mm in width and 16 mm in length, and this is first heated at 10 ° C./min using TMA Q400 manufactured by TA Instruments and heated to 50 ° C. to 300 ° C. (first heating). Then, after lowering the temperature at 10 ° C./min and cooling to 30 ° C., the temperature is raised at 10 ° C./min and heated to 30 ° C. to 410 ° C. (second heating). It was determined by measuring the value of the coefficient of linear expansion (CTE [ppm / ° C.]) at 200 ° C. and 200 ° C. to 250 ° C. A load of 0.05 N was applied through the first heating, cooling and the second heating.
5) 5% weight loss temperature (Td 5% )
The 5% weight loss temperature (Td 5% [° C.]) is measured by raising the temperature of about 5 to 10 mg of the resin thin film in nitrogen to 50 to 800 ° C. at 10 ° C./min using TGA Q500 manufactured by TA Instruments. I asked for it. The weight at 150 ° C. was set to 0% weight loss.
6) Film thickness The film thickness of the obtained resin thin film was measured with a thickness gauge manufactured by Teclock Co., Ltd.
7) In-plane birefringence (Δn)
Using the value of the thickness direction retardation (R th ) obtained by the above-mentioned <3) retardation>, it was calculated by the following formula.
ΔN = [R th / d (film thickness)] / 1000
8) Number average molecular weight (Mn) and weight average molecular weight (Mw)
The number average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mn) and the weight average molecular weight (hereinafter abbreviated as Mw) are polymer samples filtered through a 0.45 μm filter made of polytetrafluoroethylene (PTFE). ), Showdex GPC-101, columns: KD803 and KD805, column temperature: 50 ° C., elution solvent: DMF, flow rate: 1.5 ml / min, calibration line: standard polystyrene.

Figure 0006966726
Figure 0006966726

表1に示すように、本発明の新規な酸二無水物を用いて作製したポリイミド膜は、厚さ方向のリタデーションRthは500nm未満の値、面内リタデーションR0が5未満といった非常に低い値を有する結果となった。また波長400nmにおける透過率(T400nm)と波長550nmにおける透過率(T550nm)、そして50℃−200℃におけるCTE値と200℃−250℃におけるCTE値が、それぞれ異なる値となった。そしてTd5%値に示すように高い耐熱性を有することが確認された。
本発明の新規な酸二無水物は、共役系を破壊し光伝送のためのより大きな自由体積をもたらす嵩高い構造によって特異な配列方向を有すると考えられ、そしてそのことがポリイミド膜において、透過率とリタデーション(位相差)に優れた性能をもたらすと考えられる。
このように、本発明の新規な酸二無水物を用いて製造したポリイミド膜は、高い透明性(高い光線透過率)及び耐熱性、そして低いリタデーションという特性を有し、すなわちフレキシブルディスプレイ基板のベースフィルムとして必要な要件を満たすものであり、フレキシブルディスプレイ基板のベースフィルムとして特に好適に用いることができることが期待できる。
As shown in Table 1, the polyimide film produced by using the novel acid dianhydride of the present invention has a very low retardation R th in the thickness direction of less than 500 nm and an in-plane retardation R 0 of less than 5. The result has a value. Further, the transmittance at a wavelength of 400 nm (T 400 nm ) and the transmittance at a wavelength of 550 nm (T 550 nm ), and the CTE value at 50 ° C.-200 ° C. and the CTE value at 200 ° C.-250 ° C. were different values. And it was confirmed that it had high heat resistance as shown in the Td 5% value.
The novel acid dianhydrides of the present invention are believed to have a unique alignment orientation due to the bulky structure that disrupts the conjugated system and provides a larger free volume for optical transmission, which is transmitted in the polyimide film. It is considered to bring excellent performance to rate and retardation (phase difference).
As described above, the polyimide film produced by using the novel acid dianhydride of the present invention has the characteristics of high transparency (high light transmittance), heat resistance, and low retardation, that is, the base of a flexible display substrate. It satisfies the requirements required as a film, and can be expected to be particularly suitably used as a base film for a flexible display substrate.

Claims (16)

酸二無水物成分と、ジアミン成分とを反応させて得られるポリアミック酸であって、
前記酸二無水物成分が下記式(1−1)で表される酸二無水物を含むことを特徴とする、ポリアミック酸。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
A polyamic acid obtained by reacting an acid dianhydride component with a diamine component.
A polyamic acid, wherein the acid dianhydride component contains an acid dianhydride represented by the following formula (1-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
前記ジアミン成分が、式(A1)で表されるジアミンを含むことを特徴とする、請求項1に記載のポリアミック酸。
Figure 0006966726
(式中、B2は、式(Y−1)〜式(Y−34)からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(式中、*は結合手を表す。)
The polyamic acid according to claim 1, wherein the diamine component contains a diamine represented by the formula (A1).
Figure 0006966726
(In the formula, B 2 represents any group selected from the group consisting of formulas (Y-1) to (Y-34).)
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
Figure 0006966726
(In the formula, * represents a bond.)
前記酸二無水物成分が、更に式(C1)で表されるテトラカルボン酸二無水物を含むことを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のポリアミック酸。
Figure 0006966726
〔式中、B1は、式(X−1)〜式(X−12)からなる群から選ばれるいずれかの基を表す。
Figure 0006966726
(式中、複数のRは、互いに独立して、水素原子またはメチル基を表し、*は結合手を表す。)〕
The polyamic acid according to claim 1 or 2, wherein the acid dianhydride component further contains a tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (C1).
Figure 0006966726
[In the formula, B 1 represents any group selected from the group consisting of formulas (X-1) to (X-12).
Figure 0006966726
(In the equation, multiple Rs represent hydrogen atoms or methyl groups independently of each other, and * represents a bond.)]
請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載のポリアミック酸と、有機溶媒とを含むポリイミド膜形成用組成物。 A polyimide film-forming composition containing the polyamic acid according to any one of claims 1 to 3 and an organic solvent. 請求項4に記載のポリイミド膜形成用組成物を用いて形成されるポリイミド膜。 A polyimide film formed by using the polyimide film forming composition according to claim 4. 請求項5に記載のポリイミド膜からなるフレキシブルデバイス用基板。 A substrate for a flexible device made of the polyimide film according to claim 5. 請求項1乃至請求項3のうちいずれか一項に記載のポリアミック酸をイミド化して得られるポリイミド。 A polyimide obtained by imidizing the polyamic acid according to any one of claims 1 to 3. 請求項7に記載のポリイミドと、有機溶媒とを含む膜形成用組成物。 A film-forming composition containing the polyimide according to claim 7 and an organic solvent. 請求項8に記載の膜形成組成物を用いて形成されるポリイミド膜。Polyimide film formed by using the film forming composition according to claim 8. 請求項9に記載のポリイミド膜からなるフレキシブルデバイス用基板。 A substrate for a flexible device made of the polyimide film according to claim 9. 式(1−1)で表されることを特徴とする酸二無水物。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
An acid dianhydride characterized by being represented by the formula (1-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
式(1−2)で表されることを特徴とする、請求項11に記載の酸二無水物。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、dおよびeは、前記と同じ意味を示す。)
The acid dianhydride according to claim 11, which is represented by the formula (1-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as described above.)
式(1−3)で表されることを特徴とする、請求項12に記載の酸二無水物。
Figure 0006966726
The acid dianhydride according to claim 12, which is represented by the formula (1-3).
Figure 0006966726
式(2−1)で表されることを特徴とするテトラカルボン酸。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4及びR5は、互いに独立して、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基または炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
6及びR7は、互いに独立して、水素原子、ハロゲン原子、炭素原子数1乃至5のアルキル基又は炭素原子数1乃至5のアルコキシ基を表し、
aおよびbは、互いに独立して、0〜4の整数を表し、
cおよびdは、互いに独立して、0〜9の整数を表し、
eは、0〜2の整数を表す。)
A tetracarboxylic acid represented by the formula (2-1).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 and R 5 independently represent a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
R 6 and R 7 independently represent a hydrogen atom, a halogen atom, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or an alkoxy group having 1 to 5 carbon atoms.
a and b represent integers from 0 to 4 independently of each other.
c and d represent integers 0-9 independently of each other.
e represents an integer of 0 to 2. )
式(2−2)で表されることを特徴とする、請求項14に記載のテトラカルボン酸。
Figure 0006966726
(式中、R1、R2、R3、R4、R5、R6、R7、a、b、c、dおよびeは、前記と同じ意味を示す。)
The tetracarboxylic dian according to claim 14, which is represented by the formula (2-2).
Figure 0006966726
(In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 , a, b, c, d and e have the same meanings as described above.)
式(2−3)で表されることを特徴とする、請求項15に記載のテトラカルボン酸。
Figure 0006966726
The tetracarboxylic dian according to claim 15, which is represented by the formula (2-3).
Figure 0006966726
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