JP7157859B2 - Electronic device manufacturing method - Google Patents

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Description

本発明は、ポリアミド酸、ポリアミド酸溶液、ポリイミド、およびポリイミド基板に関する。 The present invention relates to polyamic acids, polyamic acid solutions, polyimides, and polyimide substrates.

ディスプレイ、タッチパネル、太陽電池等の電子デバイスにおいて、薄型化、軽量化、およびフレキシブル化が要求されており、ガラス基板に代えて樹脂フィルム基板の利用が検討されている。 Electronic devices such as displays, touch panels, and solar cells are required to be thinner, lighter, and more flexible, and the use of resin film substrates instead of glass substrates is being investigated.

これらの電子デバイスの製造プロセスでは、基板上に、薄膜トランジスタ等の半導体等や電極等の電子素子が形成される。これらの素子の形成は高温プロセスを要するため、樹脂クフィルム基板に高い耐熱性が要求される。基板上に設けられる素子は一般に無機材料からなる。基板の線熱膨張係数と素子を構成する無機材料の線熱膨張係数とが大きく異なると、素子形成界面の応力等に起因して、基板の反りや素子の破壊が生じる場合がある。そのため、樹脂フィルム基板は、素子を構成する無機材料と同等の線熱膨張係数を有することが望まれる。液晶ディスプレイやボトムエミッション型の有機EL素子では、表示素子からの光が基板を透過して出射するため、樹脂フィルム基板には透明性が求められ、特に、可視光領域での光透過率が高いことが要求される。上記の理由により、電子デバイス用の樹脂フィルム基板材料には、高耐熱性、低熱膨張、および高透明性が求められる。 In the manufacturing process of these electronic devices, semiconductors such as thin film transistors and electronic elements such as electrodes are formed on substrates. Since the formation of these elements requires high-temperature processes, resin film substrates are required to have high heat resistance. Elements provided on the substrate are generally made of inorganic materials. If the coefficient of linear thermal expansion of the substrate and the coefficient of linear thermal expansion of the inorganic material forming the element are significantly different, the substrate may warp or the element may be destroyed due to stress or the like at the element formation interface. Therefore, the resin film substrate is desired to have a linear thermal expansion coefficient equivalent to that of the inorganic material forming the element. In liquid crystal displays and bottom-emission type organic EL devices, the light from the display device is emitted through the substrate, so the resin film substrate is required to be transparent, and in particular, has high light transmittance in the visible light region. is required. For the above reasons, resin film substrate materials for electronic devices are required to have high heat resistance, low thermal expansion, and high transparency.

電子デバイスの製造プロセスは、バッチタイプとロール・トゥ・ロールタイプに分けられる。樹脂フィルム基板は、ロール・トゥ・ロールプロセスにも適用できるが、ロール・トゥ・ロールプロセスによる電子デバイスの製造には、新たな設備が必要となることに加えて、ロール搬送に伴う新たな問題を克服しなければならない。一方、バッチプロセスでは、支持体上に樹脂溶液を塗布、乾燥してフィルム基板を形成し、その上に素子を形成すればよく、現行のガラス基板用プロセス設備を利用できるため、コスト面で優位である。 Electronic device manufacturing processes are divided into batch type and roll-to-roll type. Resin film substrates can also be applied to the roll-to-roll process, but the production of electronic devices by the roll-to-roll process requires new equipment and introduces new problems associated with roll transport. must be overcome. On the other hand, in the batch process, a film substrate is formed by coating a resin solution on a support, drying it, and then forming elements on it. Existing processing equipment for glass substrates can be used, so it is advantageous in terms of cost. is.

ガラスに匹敵する高耐熱性、低熱膨張、および高透明性を実現可能な樹脂材料として、耐熱性に優れるポリイミド系材料が検討されている。剛直な構造のモノマーや脂環式モノマーを用いたポリイミドは、透明性が高く、低熱膨張性を示すことが知られている(特許文献1、特許文献2)。また、ポリイミド前駆体としてのポリアミド酸にシリコーンオイルを添加してイミド化を行うことにより、得られるポリイミドフィルムが基材への高い密着性を示すことが知られている(特許文献3)。 As a resin material capable of achieving high heat resistance, low thermal expansion, and high transparency comparable to glass, polyimide-based materials with excellent heat resistance are being studied. Polyimides using monomers with rigid structures or alicyclic monomers are known to exhibit high transparency and low thermal expansion (Patent Documents 1 and 2). Further, it is known that the polyimide film obtained by adding silicone oil to polyamic acid as a polyimide precursor for imidization exhibits high adhesion to a substrate (Patent Document 3).

特開2012-041530号公報JP 2012-041530 A 特許第5660249号Patent No. 5660249 特開2015-229691号公報JP 2015-229691 A

ポリイミド基板をバッチプロセスに適用するためには、高耐熱性、低熱膨張、および高透明性に加えて、素子形成プロセスにおいて支持体として用いられるガラスとの適度の接着性を示し、かつ素子形成後にガラス支持体から容易に剥離できることが求められる。しかしながら、上記特許文献1~3に開示のポリイミド材料は、これらすべての要求特性を同時に満足することはできない。 In order to apply the polyimide substrate to the batch process, in addition to high heat resistance, low thermal expansion, and high transparency, it should exhibit moderate adhesiveness with the glass used as the support in the device formation process, and after device formation, It is required that it can be easily peeled off from the glass support. However, the polyimide materials disclosed in Patent Documents 1 to 3 cannot satisfy all of these required properties at the same time.

上記に鑑みて、本発明は、高耐熱性、低熱膨張性、および高透明性を有し、かつ、支持体であるガラスと適度な密着性を示すポリイミド、およびその前駆体としてのポリアミド酸の提供を目的とする。 In view of the above, the present invention provides polyimide having high heat resistance, low thermal expansion, and high transparency, and exhibiting moderate adhesion to glass as a support, and polyamic acid as its precursor. for the purpose of providing

本願発明者らは、ポリマー骨格中に剛直な構造および脂環構造を導入し、さらにシロキサン結合を有するモノマー成分を併用することにより、上記特性を満足するポリイミド、およびその前駆体としてのポリアミド酸が得られることを見出した。 The inventors of the present invention have introduced a rigid structure and an alicyclic structure into the polymer skeleton, and further used a monomer component having a siloxane bond in combination to produce a polyimide satisfying the above properties and a polyamic acid as a precursor thereof. I found what I got.

本発明のポリアミド酸は、一般式1で表される構成単位、および一般式2で表される構成単位を含有する。 The polyamic acid of the present invention contains a structural unit represented by general formula 1 and a structural unit represented by general formula 2.

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本発明のポリイミドは、一般式Iで表される構成単位、および一般式IIで表される構成単位を端有する。 The polyimide of the present invention has a structural unit represented by general formula I and a structural unit represented by general formula II.

Figure 0007157859000003
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一般式1および一般式IにおけるA、ならびに一般式2および一般式IIにおけるBは、いずれも4価の芳香族基である。一般式2および一般式IIにおいて、RおよびRは、それぞれ独立に2価の炭化水素基であり、nは1~5の整数である。 Both A in general formulas 1 and I and B in general formulas 2 and II are tetravalent aromatic groups. In General Formula 2 and General Formula II, R 1 and R 2 are each independently a divalent hydrocarbon group, and n is an integer of 1-5.

4価の芳香族基AおよびBは、いずれも芳香族テトラカルボン酸二無水物の残基であり、好ましくは、ビフェニル-3,3’,4,4’-テトライル基である。RおよびRは、それぞれ独立に、メチレン基、エチレン基、またはプロピレン基であることが好ましく、中でもプロピレン基であることが特に好ましい。nは1~3であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。 Each of the tetravalent aromatic groups A and B is a residue of an aromatic tetracarboxylic dianhydride, preferably a biphenyl-3,3',4,4'-tetrayl group. R 1 and R 2 are each independently preferably a methylene group, an ethylene group, or a propylene group, and particularly preferably a propylene group. n is more preferably 1 to 3, most preferably 1.

すなわち、本発明のポリアミド酸は、好ましくは、下記の式1Aで表される構成単位および下記の式2Cで表される構成単位を含有し、本発明のポリイミドは、好ましくは下記の式IAで表される構成単位および下記の式IICで表される構成単位を含有する。 That is, the polyamic acid of the present invention preferably contains a structural unit represented by Formula 1A below and a structural unit represented by Formula 2C below, and the polyimide of the present invention preferably comprises a structural unit represented by Formula IA below. and a structural unit represented by formula IIC below.

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本発明は、上記のポリイミドを含有するポリイミド基板に関する。例えば、上記のポリアミド酸と有機溶媒とを含有するポリアミド酸溶液を支持体上に塗布し、有機溶媒の除去およびポリアミド酸のイミド化を行うことにより、ポリイミド基板が得られる。このポリイミド基板は、支持体に密着積層されたポリイミド膜として形成される。ポリアミド酸溶液を塗布する支持体としては、例えばガラスが用いられる。 The present invention relates to a polyimide substrate containing the above polyimide. For example, a polyimide substrate can be obtained by applying a polyamic acid solution containing the above polyamic acid and an organic solvent onto a support, removing the organic solvent, and imidizing the polyamic acid. This polyimide substrate is formed as a polyimide film that is closely laminated to a support. Glass, for example, is used as the support on which the polyamic acid solution is applied.

本発明のポリアミド酸から得られるポリイミドは、高耐熱性、低熱膨張性、および高透明性に加えて、ガラス等の支持体への適度な密着性を有する。そのため、バッチプロセスにおいて支持体への適度な密着性が要求される電子デバイス用基板材料として好適である。 The polyimide obtained from the polyamic acid of the present invention has high heat resistance, low thermal expansion, high transparency, and moderate adhesion to supports such as glass. Therefore, it is suitable as a substrate material for electronic devices that requires appropriate adhesion to a support in a batch process.

[ポリアミド酸およびポリイミドの構造]
本発明のポリアミド酸は、以下の一般式1で表される構成単位および一般式2で表される構成単位を含む。
[Structure of polyamic acid and polyimide]
The polyamic acid of the present invention contains a structural unit represented by general formula 1 and a structural unit represented by general formula 2 below.

Figure 0007157859000009
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Figure 0007157859000010
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本発明のポリイミドは、以下の一般式Iで表される構成単位および一般式IIで表される構成単位を含み、例えば上記の構造1および構造2を有するポリアミド酸をイミド化することにより得られる。 The polyimide of the present invention contains a structural unit represented by the following general formula I and a structural unit represented by the general formula II, for example obtained by imidating a polyamic acid having the above structure 1 and structure 2 .

Figure 0007157859000011
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Figure 0007157859000012
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上記一般式1および上記一般式IにおけるA、ならびに上記一般式2および上記一般式IIにおけるBは、いずれも4価の芳香族基である。芳香族基は、単一の芳香族環を有するものでもよく、複数の芳香族環が結合したものでもよく、縮合多環でもよい。上記一般式2および上記一般式IIにおいて、RおよびRはそれぞれ独立に2価の炭化水素基であり、nは1~5の整数である。 Both A in the general formulas 1 and I and B in the general formulas 2 and II are tetravalent aromatic groups. The aromatic group may have a single aromatic ring, a combination of multiple aromatic rings, or a condensed polycyclic ring. In general formula 2 and general formula II above, R 1 and R 2 are each independently a divalent hydrocarbon group, and n is an integer of 1-5.

上記一般式1の構成単位および上記一般式2の構成単位を有するポリアミド酸をイミド化することにより、一般式Iの構成単位および一般式IIの構成単位を有するポリイミドが得られる。この構造を有するポリイミドは、ガラスとの密着性に優れるため、バッチプロセスでの樹脂フィルム基板の形成、およびフィルム基板上への素子の形成プロセスへの利用に適している。 By imidating the polyamic acid having the structural unit of general formula 1 and the structural unit of general formula 2, a polyimide having the structural unit of general formula I and the structural unit of general formula II is obtained. Since polyimide having this structure has excellent adhesion to glass, it is suitable for forming resin film substrates in a batch process and for forming elements on film substrates.

上記AおよびBは、好ましくは芳香族テトラカルボン酸二無水物の残基である。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-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、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が、これらに限定されるものではない。一般式1および一般式IにおけるAと、一般式2および一般式IIにおけるBとは、同一でもよく異なっていてもよい。 A and B above are preferably aromatic tetracarboxylic dianhydride residues. Examples of aromatic tetracarboxylic dianhydrides include pyromellitic dianhydride, 3,3′,4,4-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3′,4,4′-benzophenonetetracarboxylic dianhydride, anhydride, 2,3,3',4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, 3,3',4,4'-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride, 1,4,5,8-naphthalenetetra carboxylic dianhydride, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 4,4′-oxydiphthalic anhydride, 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'-sulfonyldi phthalic dianhydride, p-terphenyl-3,4,3′,4′-tetracarboxylic dianhydride, meta-terphenyl-3,3′,4,4′-tetracarboxylic dianhydride, 3, 3′,4,4′-diphenyl ether tetracarboxylic acid dianhydride and the like can be mentioned, but not limited to these. A in general formulas 1 and I and B in general formulas 2 and II may be the same or different.

高透明性かつ低線膨張係数のポリイミドを得られることから、Aは、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の残基(下記の化学式で表されるビフェニル-3,3’,4,4’-テトライル基)であることが特に好ましい。 A is a residue of 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride (biphenyl-3 , 3′,4,4′-tetrayl group) is particularly preferred.

Figure 0007157859000013
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すなわち、一般式1の構成単位は、下記の式1Aで表されるアミド酸構成単位であることが好ましく、一般式Iの構成単位は、下記の式IAで表されるイミド構成単位であることが好ましい。これらの構成単位は、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と1,4-シクロヘキサンジアミンとから得られる。 That is, the structural unit of general formula 1 is preferably an amic acid structural unit represented by formula 1A below, and the structural unit of general formula I is an imide structural unit represented by formula IA below. is preferred. These structural units are obtained from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1,4-cyclohexanediamine.

Figure 0007157859000014
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Figure 0007157859000015
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高透明性かつ低線膨張係数のポリイミドを得られることから、Bは、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物の残基であることが特に好ましい。すなわち、一般式2で表される構成単位は、下記の一般式2Aで表されるアミド酸構成単位であることが好ましく、一般式IIで表される構成単位は、下記の一般式IIAで表されるイミド構成単位であることが好ましい。これらの構成単位は、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物とシロキサン構造含有ジアミンとから得られる。 B is particularly preferably a residue of 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic acid dianhydride, since a polyimide having high transparency and a low coefficient of linear expansion can be obtained. That is, the structural unit represented by general formula 2 is preferably an amic acid structural unit represented by general formula 2A below, and the structural unit represented by general formula II is represented by general formula IIA below. is preferably an imide constitutional unit. These structural units are obtained from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and siloxane structure-containing diamine.

Figure 0007157859000016
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Figure 0007157859000017
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前述のように、AとBは同一でもよい。ポリイミドフィルムの高透明性と低線膨張係数とを同時に実現する観点から、AおよびBは、いずれもビフェニル-3,3’,4,4’-テトライル基であることが好ましい。 As mentioned above, A and B may be the same. Both A and B are preferably a biphenyl-3,3',4,4'-tetrayl group from the viewpoint of simultaneously realizing high transparency and a low coefficient of linear expansion of the polyimide film.

ポリアミド酸の重合時の反応性に優れ、かつポリイミドが低熱膨張性を示すことから、上記一般式2および上記一般式IIにおけるRおよびRは、それぞれ独立に、メチレン基、エチレン基、またはプロピレン基であることが好ましく、中でもプロピレン基であることが特に好ましい。ポリアミド酸が高い溶解性を示し、かつポリイミドフィルムが高透明性を示すことから、上記一般式2および上記一般式IIにおけるnは、1~5であることが好ましく、1~3であることがより好ましく、1であることが最も好ましい。 Since polyamic acid has excellent reactivity during polymerization and polyimide exhibits low thermal expansion, R 1 and R 2 in general formula 2 and general formula II are each independently a methylene group, an ethylene group, or A propylene group is preferred, and a propylene group is particularly preferred. Since the polyamic acid exhibits high solubility and the polyimide film exhibits high transparency, n in the general formula 2 and the general formula II is preferably 1 to 5, preferably 1 to 3. More preferably, 1 is most preferred.

すなわち、一般式2の構成単位は、下記の一般式2Bで表されるアミド酸構成単位であることが好ましく、一般式IIの構成単位は、下記の一般式IIBで表されるイミド構成単位であることが好ましい。これらの構成単位は、芳香族テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分としての1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンとから得られる。 That is, the structural unit of general formula 2 is preferably an amic acid structural unit represented by general formula 2B below, and the structural unit of general formula II is an imide structural unit represented by general formula IIB below. Preferably. These structural units are obtained from an aromatic tetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane as a diamine component.

Figure 0007157859000018
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Figure 0007157859000019
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前述のように、一般式2および一般式IIにおける4価の芳香族基Bはビフェニル-3,3’,4,4’-テトライル基であることが好ましい。したがって、一般式2の構成単位は、下記の式2Cで表されるアミド酸構成単位であることが特に好ましく、一般式IIの構成単位は、下記の式IICで表されるイミド構成単位であることが特に好ましい。これらの構成単位は、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物と1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンとから得られる。 As described above, the tetravalent aromatic group B in general formulas 2 and II is preferably a biphenyl-3,3',4,4'-tetrayl group. Therefore, the structural unit of general formula 2 is particularly preferably an amic acid structural unit represented by formula 2C below, and the structural unit of general formula II is an imide structural unit represented by formula IIC below. is particularly preferred. These structural units are obtained from 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride and 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane.

Figure 0007157859000020
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ポリイミドフィルムに、高耐熱性、低熱膨張性、高透明性、およびガラスとの適度な密着性を持たせる観点から、ポリイミド中の一般式Iで表される構成単位と一般式IIで表される構成単位との合計は、ポリイミド全量に対して、80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、95モル%以上が特に好ましい。一般式Iで表される構成単位と一般式IIで表される構成単位との合計を上記範囲とするためには、前駆体であるポリアミド酸中の一般式1で表される構成単位と一般式2で表される構成単位との合計が、ポリアミド酸全量に対して、80モル%以上であることが好ましく、90モル%以上であることがより好ましく、95モル%以上であることが特に好ましい。 From the viewpoint of giving the polyimide film high heat resistance, low thermal expansion, high transparency, and moderate adhesion to glass, the structural unit represented by general formula I in polyimide and general formula II are represented. The total amount with the structural units is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 95 mol% or more, relative to the total amount of the polyimide. In order to make the total of the structural units represented by the general formula I and the structural units represented by the general formula II within the above range, the structural units represented by the general formula 1 in the precursor polyamic acid and the general The total amount of the constituent units represented by formula 2 is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, and particularly 95 mol% or more, relative to the total amount of polyamic acid. preferable.

ポリイミドのモル数とは、ポリイミドを構成する全ジアミン由来の構成単位のモル数である。ポリアミド酸のモル数とは、ポリアミド酸を構成する全ジアミン由来構成単位のモル数である。ポリイミドおよびポリアミド酸は、ジアミン由来の構成単位と酸二無水物由来の構成単位を等モル有するため、ポリイミドおよびポリアミド酸では、全ジアミン由来の構成単位のモル数は、全酸二無水物由来の構成単位のモル数に等しい。 The number of moles of polyimide is the number of moles of structural units derived from all diamines constituting the polyimide. The number of moles of polyamic acid is the number of moles of all diamine-derived constitutional units constituting the polyamic acid. Since polyimide and polyamic acid have equimolar structural units derived from diamine and structural units derived from acid dianhydride, in polyimide and polyamic acid, the number of moles of structural units derived from all diamines is the number of moles derived from all acid dianhydrides. Equal to the number of moles of the building block.

高透明性および低熱膨張性に加えて、支持体との適度の密着性を有するポリイミドを得る観点から、ポリイミド中の一般式Iで表される構成単位のモル数Mと一般式IIで表される構成単位のモル数Mとの比M/Mは、95.0/5.0~99.9/0.1の範囲であることが好ましい。すなわち、本発明のポリイミドは、ジアミン成分の大半が1,4-シクロヘキサンジアミンであり、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン等のシロキサン構造含有ジアミンを少量含むことが好ましい。ジアミン成分に少量のシロキサン構造を導入することにより、ガラス等の支持体へのポリイミドの密着性が向上する傾向がある。そのため、支持体上にポリアミド酸溶液を塗布してイミド化したとき、ポリイミドと支持体との間の剥離または浮きを抑制できる。 In addition to high transparency and low thermal expansion, from the viewpoint of obtaining a polyimide having moderate adhesion to the support, the number of moles M A of the structural unit represented by general formula I in the polyimide and represented by general formula II The ratio M A /M B to the number of moles M B of the structural unit formed is preferably in the range of 95.0/5.0 to 99.9/0.1. That is, the polyimide of the present invention preferably contains 1,4-cyclohexanediamine as the major diamine component and contains a small amount of siloxane structure-containing diamine such as 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane. Introducing a small amount of siloxane structure into the diamine component tends to improve the adhesion of polyimide to a support such as glass. Therefore, when the polyamic acid solution is applied onto the support for imidization, peeling or lifting between the polyimide and the support can be suppressed.

シロキサン構造の含有量の増大に伴ってガラス等との密着性が向上する傾向がある。一方、密着性が過度に高いと、支持体からポリイミド膜の剥離が困難となったり、剥離時に寸法変化や不透明化を生じる場合がある。M/Mが95.0/5.0以上であれば、ポリイミド膜上に電子素子等を形成した後の支持体からのポリイミド膜の剥離を問題なく実施可能である。また、M/Mが95.0/5.0以上であれば、ポリイミド膜の低熱膨張特性および高透明性を維持できる。 Adhesion to glass tends to improve as the content of the siloxane structure increases. On the other hand, if the adhesion is excessively high, it may become difficult to peel the polyimide film from the support, or dimensional change or opacification may occur during peeling. When the M A /M B ratio is 95.0/5.0 or more, the polyimide film can be peeled off from the support after an electronic element or the like is formed on the polyimide film without any problem. Moreover, if M A /M B is 95.0/5.0 or more, the low thermal expansion characteristics and high transparency of the polyimide film can be maintained.

/Mは、96.0/4.0~99.8/0.2がより好ましく、97.0/3.0~99.7/0.3がさらに好ましく、98.0/2.0~99.6/0.4が特に好ましく、99.0/1.0~99.5/0.5が最も好ましい。 M A /M B is more preferably 96.0/4.0 to 99.8/0.2, more preferably 97.0/3.0 to 99.7/0.3, and 98.0/2 .0 to 99.6/0.4 are particularly preferred, and 99.0/1.0 to 99.5/0.5 are most preferred.

ポリイミド中の一般式Iで表される構成単位と一般式IIで表される構成単位との比率を上記範囲とするためには、前駆体であるポリアミド酸中の一般式1で表される構成単位のモル数mと一般式2で表される構成単位のモル数mとの比m/mが、95.0/5.0~99.9/0.1の範囲であることが好ましく、96.0/4.0~99.8/0.2がより好ましく、97.0/3.0~99.7/0.3がさらに好ましく、98.0/2.0~99.6/0.4が特に好ましく、99.0/1.0~99.6/0.4が最も好ましい。 In order to make the ratio of the structural unit represented by the general formula I and the structural unit represented by the general formula II in the above range, the structure represented by the general formula 1 in the precursor polyamic acid The ratio m A /m B of the number of moles m A of the unit to the number of moles m B of the structural unit represented by the general formula 2 is in the range of 95.0/5.0 to 99.9/0.1 is preferably 96.0/4.0 to 99.8/0.2, more preferably 97.0/3.0 to 99.7/0.3, 98.0/2.0 to 99.6/0.4 is particularly preferred and 99.0/1.0 to 99.6/0.4 is most preferred.

本発明のポリアミド酸およびポリイミドは、ゲルパーミレーションクロマトグラフィー(GPC)によるポリエチレンオキシド換算の重量平均分子量が、10,000~500,000であることが好ましく、20,000~300,000あることがより好ましく、30,000~200,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が10,000以上であれば、ポリアミド酸およびポリイミドを塗膜またはフィルムとすることが可能となる。一方、重量平均分子量が500,000以下であると、溶媒に対して十分な溶解性を示すため、表面が平滑で膜厚が均一な塗膜またはフィルムが得られやすい。 The polyamic acid and polyimide of the present invention preferably have a weight average molecular weight of 10,000 to 500,000, more preferably 20,000 to 300,000, in terms of polyethylene oxide by gel permeation chromatography (GPC). It is more preferably 30,000 to 200,000. If the weight average molecular weight is 10,000 or more, polyamic acid and polyimide can be used as coatings or films. On the other hand, if the weight-average molecular weight is 500,000 or less, it exhibits sufficient solubility in solvents, so that it is easy to obtain a coating or film having a smooth surface and a uniform thickness.

[ポリアミド酸およびポリイミドの合成]
上記の構造Iおよび構造IIを含むポリイミドは、公知の方法により得られる。ポリイミドは、ポリアミド酸やポリイミドエステル等の前躯体を経由する合成法、および前躯体を経由しない合成法により合成できる。モノマーの入手性および重合の簡便さから、前駆体としてのポリアミド酸のイミド化により、ポリイミドを合成することが好ましい。
[Synthesis of polyamic acid and polyimide]
Polyimides containing structure I and structure II above are obtained by known methods. A polyimide can be synthesized by a synthesis method involving a precursor such as polyamic acid or polyimide ester, and a synthesis method not involving a precursor. From the viewpoint of availability of monomers and ease of polymerization, it is preferable to synthesize polyimide by imidization of polyamic acid as a precursor.

上記の構造1および構造2を含むポリアミド酸は、有機溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを反応させることにより得られる。例えば、ジアミンを、有機溶媒中に溶解またはスラリー状に分散させて、ジアミン溶液とし、テトラカルボン酸二無水物を、有機溶媒に溶解もしくはスラリー状に分散させた溶液または固体の状態で、上記ジアミン溶液中に添加すればよい。テトラカルボン酸二無水物溶液中に、ジアミンを添加してもよい。ジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の溶解および反応は、アルゴン、窒素等の不活性ガス雰囲気中で実施することが好ましい。 A polyamic acid containing Structure 1 and Structure 2 above can be obtained by reacting a diamine with a tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent. For example, a diamine is dissolved or dispersed in an organic solvent in the form of a slurry to obtain a diamine solution, and a tetracarboxylic dianhydride is dissolved in an organic solvent or dispersed in the form of a slurry in a solution or a solid state, and the diamine It may be added into the solution. A diamine may be added to the tetracarboxylic dianhydride solution. The dissolution and reaction of diamine and tetracarboxylic dianhydride are preferably carried out in an inert gas atmosphere such as argon or nitrogen.

ポリアミド酸の合成においては、ジアミン成分全量のモル数と、テトラカルボン酸二無水物成分全量のモル数とを、実質上等モルに調整することが好ましい。複数種のジアミンおよび/または複数種のテトラカルボン酸二無水物を用いることにより、複数の構造を有するポリアミド酸が得られる。また、構造の異なるポリアミド酸をブレンドすることにより、構造の異なる複数種の構成単位を有するポリアミド酸を得ることもできる。 In synthesizing the polyamic acid, it is preferable to adjust the number of moles of the total amount of the diamine component and the number of moles of the total amount of the tetracarboxylic dianhydride component to be substantially equimolar. Polyamic acids having multiple structures can be obtained by using multiple types of diamines and/or multiple types of tetracarboxylic dianhydrides. Also, by blending polyamic acids with different structures, it is possible to obtain a polyamic acid having a plurality of structural units with different structures.

テトラカルボン酸二無水物として芳香族テトラカルボン酸二無水物を用い、ジアミンとして1,4-シクロヘキサンジアミンおよびシロキサン構造含有ジアミンを用いることにより、一般式1で表される構成単位および一般式2で表される構成単位を含有するポリアミド酸が得られる。芳香族テトラカルボン酸二無水物として3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用い、シロキサン構造含有ジアミンとして1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサンを用いることにより、式1Aで表されるアミド酸構成単位および式Cで表されるアミド酸構成単位を有するポリアミド酸が得られる。1,4-シクロヘキサンジアミンのモル数とシロキサン構造含有ジアミンのモル数の比を、95.0/5.0~99.9/0.1の範囲とすることにより、m/mが95.0/5.0~99.9/0.1の範囲のポリアミド酸が得られる。 By using an aromatic tetracarboxylic dianhydride as the tetracarboxylic dianhydride and using 1,4-cyclohexanediamine and a siloxane structure-containing diamine as the diamine, the structural unit represented by the general formula 1 and the general formula 2 A polyamic acid containing the represented structural unit is obtained. 3,3',4,4'-Biphenyltetracarboxylic dianhydride is used as the aromatic tetracarboxylic dianhydride , and 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane is used as the siloxane structure-containing diamine. By using, a polyamic acid having an amic acid constitutional unit represented by formula 1A and an amic acid constitutional unit represented by formula 2C is obtained. By setting the ratio of the number of moles of 1,4-cyclohexanediamine to the number of moles of the siloxane structure-containing diamine in the range of 95.0/5.0 to 99.9/0.1, m A /m B is 95. Polyamic acids ranging from .0/5.0 to 99.9/0.1 are obtained.

ポリアミド酸の合成反応に使用する有機溶媒は特に限定されない。有機溶媒は、使用するテトラカルボン酸二無水物およびジアミン類を溶解可能であり、かつ重合により生成するポリアミド酸を溶解可能であるものが好ましい。有機溶媒の具体例としては、テトラメチル尿素、N,N-ジメチルエチルウレア等のウレア系溶媒;ジメチルスルホキシド、ジフェニルスルホン、テトラメチルスルフォン等のスルホキシドまたはスルホン系溶媒;N,N-ジメチルアセトアミド(DMAC)、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N’-ジエチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、γ―ブチロラクトン等のエステル系溶媒;ヘキサメチルリン酸トリアミド等のアミド系溶媒;クロロホルム、塩化メチレン等のハロゲン化アルキル系溶媒;ベンゼン、トルエン等の芳香族炭化水素系溶媒;フェノール、クレゾール等のフェノール系溶媒;シクロペンタノン等のケトン系溶媒;テトラヒドロフラン、1,3-ジオキソラン、1,4-ジオキサン、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、p-クレゾールメチルエーテル等のエーテル系溶媒が挙げられる。必要に応じて2種以上の有機溶媒を組合せて用いてもよい。ポリアミド酸の溶解性および反応性を高めるために、ポリアミド酸の合成に使用する有機溶媒は、アミド系溶媒、ケトン系溶媒、エステル系溶媒およびエーテル系溶媒より選択されることが好ましく、特にDMF、DMAC、NMP等のアミド系溶媒が好ましい。 The organic solvent used in the polyamic acid synthesis reaction is not particularly limited. The organic solvent is preferably one capable of dissolving the tetracarboxylic dianhydride and diamines used and capable of dissolving polyamic acid produced by polymerization. Specific examples of the organic solvent include urea-based solvents such as tetramethylurea and N,N-dimethylethylurea; sulfoxide or sulfone-based solvents such as dimethylsulfoxide, diphenylsulfone, and tetramethylsulfone; N,N-dimethylacetamide (DMAC ), N,N-dimethylformamide (DMF), N,N'-diethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), ester solvents such as γ-butyrolactone; amide solvents such as hexamethylphosphoric acid triamide Alkyl halide solvents such as chloroform and methylene chloride; Aromatic hydrocarbon solvents such as benzene and toluene; Phenolic solvents such as phenol and cresol; Ketone solvents such as cyclopentanone; , 1,4-dioxane, dimethyl ether, diethyl ether, and p-cresol methyl ether. Two or more organic solvents may be used in combination if necessary. In order to increase the solubility and reactivity of the polyamic acid, the organic solvent used in synthesizing the polyamic acid is preferably selected from amide solvents, ketone solvents, ester solvents and ether solvents, particularly DMF, Amide solvents such as DMAC and NMP are preferred.

ポリアミド酸の合成反応の温度条件は、特に限定されない。ジアミンとテトラカルボン酸二無水物との反応が進行するにつれてポリアミド酸が生成し、反応液の粘度が上昇する。1,4-シクロヘキサンジアミン等の脂環式ジアミンを用いると、塩形成が起こる場合があるため、合成反応の温度を、必要に応じて50℃~150℃の範囲としてもよい。塩が溶解し、重合反応が進行しはじめた後は、ポリアミド酸の解重合による分子量低下を抑制するために、温度を80℃以下とすることが好ましく、0℃~50℃とすることがより好ましい。反応時間は10分~30時間の範囲で任意に設定すればよい。 The temperature conditions for the polyamic acid synthesis reaction are not particularly limited. As the reaction between the diamine and the tetracarboxylic dianhydride proceeds, polyamic acid is produced and the viscosity of the reaction solution increases. Since salt formation may occur when using cycloaliphatic diamines such as 1,4-cyclohexanediamine, the temperature of the synthesis reaction may be in the range of 50° C. to 150° C., if desired. After the salt has dissolved and the polymerization reaction has started to progress, the temperature is preferably 80° C. or less, more preferably 0° C. to 50° C., in order to suppress a decrease in molecular weight due to depolymerization of the polyamic acid. preferable. The reaction time may be arbitrarily set within the range of 10 minutes to 30 hours.

有機溶媒中でジアミンとテトラカルボン酸二無水物とを重合することにより、ポリアミド酸と有機溶媒とを含むポリアミド酸溶液が得られる。この重合溶液は、そのままポリアミド酸溶液として使用できる。また、重合溶液から溶媒の一部を除去したり、溶媒を添加することにより、ポリアミド酸の濃度および溶液の粘度を調整してもよい。添加する溶媒は、ポリアミド酸の重合に用いた溶媒と異なっていてもよい。また、重合溶液から溶媒を除去して得られた固体のポリアミド酸樹脂を溶媒に溶解してポリアミド酸溶液を調製してもよい。ポリアミド酸溶液の有機溶媒としては、ポリアミド酸の溶解性が高いものが好ましく、ポリアミド酸の合成に使用する有機溶媒として先に例示の有機溶媒を使用できる。中でも、DMF、DMAC、NMP等のアミド系溶媒が好ましい。 A polyamic acid solution containing a polyamic acid and an organic solvent is obtained by polymerizing a diamine and a tetracarboxylic dianhydride in an organic solvent. This polymerization solution can be used as it is as a polyamic acid solution. Also, the concentration of polyamic acid and the viscosity of the solution may be adjusted by removing part of the solvent from the polymerization solution or by adding a solvent. The solvent to be added may be different from the solvent used for polymerizing the polyamic acid. Alternatively, a solid polyamic acid resin obtained by removing the solvent from the polymerization solution may be dissolved in a solvent to prepare a polyamic acid solution. As the organic solvent for the polyamic acid solution, one having a high solubility of polyamic acid is preferable, and the organic solvents exemplified above can be used as the organic solvent used for synthesizing the polyamic acid. Among them, amide solvents such as DMF, DMAC and NMP are preferred.

ポリアミド酸を脱水閉環することにより、イミド化が行われる。脱水閉環は、共沸溶媒を用いた共沸法、熱的手法または化学的手法により行われる。溶液の状態でイミド化を行う場合は、イミド化剤および/または脱水触媒をポリアミド酸溶液に添加して、化学的イミド化を行うことが好ましい。イミド化剤は特に限定されないが、3級アミンを用いることが好ましく、中でも複素環式の3級アミンが好ましい。複素環式の3級アミンとしては、ピリジン、ピコリン、キノリン、イソキノリン、イミダゾール類等が挙げられる。脱水触媒としては、無水酢酸、プロピオン酸無水物、n-酪酸無水物、安息香酸無水物、トリフルオロ酢酸無水物、γ―バレロラクトン等が挙げられる。 Imidation is carried out by dehydration and ring closure of the polyamic acid. Dehydration ring closure is accomplished by azeotropic methods using azeotropic solvents, thermal methods or chemical methods. When imidization is performed in the state of solution, it is preferable to add an imidization agent and/or a dehydration catalyst to the polyamic acid solution to perform chemical imidization. Although the imidizing agent is not particularly limited, it is preferable to use a tertiary amine, and among these, a heterocyclic tertiary amine is preferable. Heterocyclic tertiary amines include pyridine, picoline, quinoline, isoquinoline, imidazoles and the like. Dehydration catalysts include acetic anhydride, propionic anhydride, n-butyric anhydride, benzoic anhydride, trifluoroacetic anhydride, γ-valerolactone and the like.

ポリアミド酸溶液から溶媒を除去してイミド化を行う場合は、加熱により脱水閉環を行う熱イミド化が好ましい。ポリアミド酸を加熱する方法は特に制限されないが、例えば、ガラス板、金属板、PET(ポリエチレンテレフタレート)等の支持体に、ポリアミド酸溶液を塗布した後、80℃~500℃の範囲内で熱処理を行えばよい。加熱時間は、脱水閉環を行うポリアミド酸溶液の処理量や加熱温度により異なるが、一般的には、処理温度が最高温度に達してから1分~5時間加熱を行うことが好ましい。ポリアミド酸溶液にイミド化剤および/または脱水触媒を加えて、上記のような方法で加熱してイミド化を行ってもよい。 When imidization is performed by removing the solvent from the polyamic acid solution, thermal imidization in which dehydration ring closure is performed by heating is preferred. The method of heating the polyamic acid is not particularly limited, but for example, after applying the polyamic acid solution to a support such as a glass plate, a metal plate, or PET (polyethylene terephthalate), heat treatment is performed within the range of 80 ° C. to 500 ° C. Do it. The heating time varies depending on the amount of the polyamic acid solution to be treated for dehydration ring closure and the heating temperature, but generally, it is preferable to perform heating for 1 minute to 5 hours after the treatment temperature reaches the maximum temperature. An imidization agent and/or a dehydration catalyst may be added to the polyamic acid solution, and imidization may be performed by heating in the above manner.

ポリアミド酸からポリイミドへのイミド化は、1~100%の任意の割合で行うことができ、一部がイミド化されたポリアミド酸を合成してもよい。ポリアミド酸からポリイミドへのイミド化が進行すると、有機溶媒への溶解性や溶液の粘度が変化する傾向がある。また、特定のイミド化率でイミド化を停止することは一般に容易ではない。溶液の塗布および乾燥によりフィルムを形成する場合は、溶液の粘度やチクソトロピーが膜厚の均一性に影響を及ぼす。そのため、プロセスの安定性を考慮すると、ポリアミド酸にはイミド化剤および脱水触媒を添加せずに、イミド化率が略ゼロの状態で支持体上への塗布を行い、支持体上での加熱により溶媒の除去およびイミド化を行うことが好ましい。 The imidization of polyamic acid into polyimide can be carried out at any ratio of 1 to 100%, and partially imidized polyamic acid may be synthesized. As the imidization of polyamic acid to polyimide proceeds, the solubility in organic solvents and the viscosity of the solution tend to change. Also, it is generally not easy to stop imidization at a specific imidization rate. When forming a film by applying and drying a solution, the viscosity and thixotropy of the solution affect the uniformity of the film thickness. Therefore, considering the stability of the process, the polyamic acid was coated on the support with an imidization rate of almost zero without adding an imidizing agent or a dehydration catalyst, and then heated on the support. Solvent removal and imidization are preferably carried out by

[ポリアミド酸およびポリイミドの用途]
ポリアミド酸およびポリイミドは、そのまま製品や部材の作製に用いてもよい。ポリアミド酸およびポリイミドに、熱硬化性成分、光硬化性成分、非重合性バインダー樹脂、染料、界面活性剤、レベリング剤、可塑剤、シランカップリング剤、微粒子、増感剤等を添加して組成物としてもよい。これらの任意成分の配合割合は、ポリイミドの固形分全体に対し、0.1重量%~95重量%の範囲であることが好ましい。なお、組成物の固形分とは有機溶媒以外の全成分であり、液状のモノマー成分も固形分に含まれる。
[Applications of polyamic acid and polyimide]
Polyamic acid and polyimide may be used as they are for production of products and members. Composition by adding thermosetting components, photocurable components, non-polymerizable binder resins, dyes, surfactants, leveling agents, plasticizers, silane coupling agents, fine particles, sensitizers, etc. to polyamic acid and polyimide. It can be a thing. The mixing ratio of these optional components is preferably in the range of 0.1% by weight to 95% by weight based on the total solid content of the polyimide. The solid content of the composition is all components other than the organic solvent, and liquid monomer components are also included in the solid content.

本発明のポリイミドは、透明性および耐熱性に優れるため、ガラス代替用途等の透明基板として使用可能であり、例えば、TFT基板、電極基板等の電子デバイス用基板への適用が期待できる。電子デバイスの中でも、液晶表示装置、有機EL素子、電子ペーパー、タッチパネル等の光透過性を必要とするデバイス用の基板としての使用が好ましい。本発明のポリイミドは、カラーフィルター、反射防止膜、ホログラム等の光学部材または建築材料や構造物の材料としても利用できる。本発明のポリイミドの表面に、金属酸化物や透明電極等の各種無機薄膜を形成していてもよい。無機薄膜は、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法およびイオンプレーティング法等のPVD法、ならびにCVD法等のドライプロセスにより形成される。 Since the polyimide of the present invention has excellent transparency and heat resistance, it can be used as a transparent substrate such as a substitute for glass, and can be expected to be applied to substrates for electronic devices such as TFT substrates and electrode substrates. Among electronic devices, it is preferably used as a substrate for devices requiring optical transparency, such as liquid crystal display devices, organic EL elements, electronic paper, and touch panels. The polyimide of the present invention can also be used as a color filter, an antireflection film, an optical member such as a hologram, or a building material or structural material. Various inorganic thin films such as metal oxides and transparent electrodes may be formed on the surface of the polyimide of the present invention. The inorganic thin film is formed by, for example, a sputtering method, a PVD method such as a vacuum deposition method and an ion plating method, and a dry process such as a CVD method.

[ポリイミド基板および電子デバイスの作製]
本発明のポリイミドは、耐熱性、低熱膨張性、および透明性に加えて、支持体との密着性が良いことから、バッチプロセスで製造される電子デバイスの基板として好ましく用いられる。バッチプロセスでは、支持体上にポリイミド膜(基板)を形成し、その上に素子を形成した後、素子が形成されたポリイミド基板を支持体から剥離することにより電子デバイスが得られる。
[Production of polyimide substrate and electronic device]
The polyimide of the present invention is preferably used as a substrate for electronic devices manufactured by a batch process because it has good adhesion to a support in addition to heat resistance, low thermal expansion and transparency. In the batch process, an electronic device is obtained by forming a polyimide film (substrate) on a support, forming elements thereon, and then peeling the polyimide substrate with the elements formed thereon from the support.

支持体上にポリアミド酸溶液を塗布し、加熱による乾燥およびイミド化を行うことにより、支持体上に密着積層されたポリイミド膜(ポリイミド基板)が得られる。ポリイミド基板の厚みは、1~200μm程度であり、5~100μm程度が好ましい。 A polyamic acid solution is applied onto a support, dried by heating, and imidized to obtain a polyimide film (polyimide substrate) adhered and laminated on the support. The thickness of the polyimide substrate is about 1 to 200 μm, preferably about 5 to 100 μm.

ポリアミド酸溶液を塗布する支持体としては、ガラス基板;SUS等の金属基板または金属ベルト;ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリエチレンナフタレート、トリアセチルセルロース等の樹脂フィルム等が挙げられる。現行のバッチタイプのデバイス製造プロセスに適応させるためには、支持体としてガラス基板を用いることが好ましい。 Examples of the support on which the polyamic acid solution is applied include glass substrates; metal substrates such as SUS or metal belts; resin films such as polyethylene terephthalate, polycarbonate, polyacrylate, polyethylene naphthalate, triacetyl cellulose, and the like. For compatibility with current batch-type device manufacturing processes, it is preferable to use a glass substrate as the support.

ガラス等の支持体にポリアミド酸溶液を塗布し、加熱すると、溶媒の蒸発とともにポリアミド酸のイミド化が始まり、有機溶媒およびイミド化(ポリアミド酸の脱水)により生成した水がポリアミド酸溶液から揮発する。このとき、一部の水および/または有機溶媒が揮発せずに、支持体とイミド化中の樹脂膜との間に滞留し、支持体と樹脂膜との界面での剥離の原因となる。支持体と樹脂膜との界面に滞留した水および/または有機溶媒は、その後、高温で加熱する工程において、ポリイミド膜を透過して排出され、剥離または浮きが生じた部分に気泡が残存する。このような気泡が生じると、ポリイミド基板上に素子を形成する際に不具合を生じる。特に、薄型化または小型化されたデバイスでは、細かい剥離または浮きでも、素子等の形成または実装に大きな影響を与える。 When the polyamic acid solution is applied to a support such as glass and heated, the imidization of the polyamic acid begins as the solvent evaporates, and the organic solvent and water generated by imidization (dehydration of polyamic acid) volatilize from the polyamic acid solution. . At this time, part of the water and/or organic solvent does not volatilize and remains between the support and the resin film during imidization, causing peeling at the interface between the support and the resin film. The water and/or organic solvent remaining at the interface between the support and the resin film is then discharged through the polyimide film in the step of heating at a high temperature, leaving air bubbles in the portions where peeling or floating occurs. The generation of such air bubbles causes problems when forming elements on the polyimide substrate. In particular, in thinned or miniaturized devices, even minute peeling or floating has a great influence on the formation or mounting of elements.

シロキサン構造を有する本発明のポリアミド酸およびポリイミドは、ガラスとの密着性が高いため、支持体上での溶媒の乾燥およびイミド化の際に、ガラス支持体と樹脂膜との界面への有機溶媒や水の滞留に起因する浮きや剥離が生じ難い。そのため、支持体上に密着積層されたポリイミド基板上への素子の形成や実装を正確に実施できる。また、ポリイミド中の脂環式構造(一般式I)とシロキサン構造(一般式II)との比率を調整することにより、素子を形成後のポリイミド基板の支持体からの剥離を容易に実施できる。 The polyamic acid and polyimide of the present invention having a siloxane structure have high adhesion to glass. It is difficult to cause floating or peeling due to stagnation of water or water. Therefore, it is possible to accurately form and mount elements on the polyimide substrate that is closely laminated on the support. Also, by adjusting the ratio of the alicyclic structure (general formula I) and the siloxane structure (general formula II) in the polyimide, the polyimide substrate can be easily peeled off from the support after forming the device.

支持体上に密着積層されたポリイミド膜(ポリイミド基板)は、支持体からの90°ピール強度が、0.08~5.00N/cmがあることが好ましく、0.09~4.00N/cmであることがより好ましく、0.10~3.5N/cmであることがさらに好ましい。上記の密着性を有する場合、素子の形成および実装プロセスにおいて剥離が生じ難く、かつ素子の形成および実装後の支持体からの剥離が容易である。90°ピール強度は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。 The polyimide film (polyimide substrate) adhered and laminated on the support preferably has a 90° peel strength from the support of 0.08 to 5.00 N/cm, more preferably 0.09 to 4.00 N/cm. and more preferably 0.10 to 3.5 N/cm. When the adhesive has the above-mentioned adhesion, it is difficult to cause delamination during the device formation and mounting processes, and the device can be easily detached from the support after device formation and mounting. The 90° peel strength can be measured by the method described in Examples below.

ポリイミド膜の透明性は、例えば、全光線透過率およびヘイズにより評価できる。ポリイミド膜の全光線透過率は、80%以上であることが好ましく、85%以上であることがより好ましい。ヘイズは、2.0%以下であることが好ましく、1.0%以下であることがより好ましい。ポリイミドは短波長側の光を吸収しやすい傾向があり、膜自体が黄色に着色することが多い。着色の少ない膜とするためには、ポリイミド膜の波長450nmでの光透過率は70%以上が好ましく、75%以上がより好ましい。本発明のポリイミドは、膜厚10μmの膜を形成した際の全光線透過率、ヘイズ、および波長450nmにおける光透過率が上記範囲であることが好ましい。 The transparency of the polyimide film can be evaluated, for example, by total light transmittance and haze. The total light transmittance of the polyimide film is preferably 80% or more, more preferably 85% or more. The haze is preferably 2.0% or less, more preferably 1.0% or less. Polyimide tends to absorb light on the short wavelength side, and the film itself is often colored yellow. In order to obtain a less colored film, the light transmittance of the polyimide film at a wavelength of 450 nm is preferably 70% or more, more preferably 75% or more. The polyimide of the present invention preferably has a total light transmittance, a haze, and a light transmittance at a wavelength of 450 nm when formed into a film having a thickness of 10 μm within the above ranges.

本発明のポリイミドを含むポリイミド基板は、線熱膨張が小さく、加熱前後の寸法安定性に優れる。ポリイミド膜の線熱膨張係数は、30ppm/K以下が好ましく、20ppm/K以下がより好ましい。線熱膨張係数は、後述の実施例に記載の方法により測定できる。本発明のポリイミドは、膜厚10μmの膜を形成した際の線熱膨張係数が上記範囲であることが好ましい。 A polyimide substrate containing the polyimide of the present invention has a small linear thermal expansion and excellent dimensional stability before and after heating. The coefficient of linear thermal expansion of the polyimide film is preferably 30 ppm/K or less, more preferably 20 ppm/K or less. The coefficient of linear thermal expansion can be measured by the method described in Examples below. The polyimide of the present invention preferably has a coefficient of linear thermal expansion within the above range when a film having a thickness of 10 μm is formed.

[ポリアミド酸溶液の調製]
<実施例1>
ステンレス製撹拌翼を備える撹拌機および窒素導入管を取り付けた500mLのガラス製セパラブルフラスコに、トランス-1,4-シクロヘキサンジアミン(CHDA)8.38g、およびN-メチル-2-ピロリドン(NMP)170.0gを仕込み、室温(23℃)で攪拌して溶解させた。CHDAの溶解を目視で確認した後、1,3-ビス(3-アミノプロピル)テトラメチルジシロキサン(PAM-E)を0.02g添加し、さらに撹拌した。この溶液に、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸無水物(BPDA)21.61gを加え、80℃で1時間加熱した後、室温で5時間攪拌して、ポリアミド酸溶液を得た。この反応溶液におけるジアミンおよびテトラカルボン酸二無水物の仕込み濃度は、反応溶液全量に対して15重量%であった。
[Preparation of polyamic acid solution]
<Example 1>
Trans-1,4-cyclohexanediamine (CHDA) 8.38 g and N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) were placed in a 500 mL glass separable flask equipped with a stirrer equipped with stainless steel stirring blades and a nitrogen inlet tube. 170.0 g was charged and dissolved by stirring at room temperature (23° C.). After visually confirming the dissolution of CHDA, 0.02 g of 1,3-bis(3-aminopropyl)tetramethyldisiloxane (PAM-E) was added and further stirred. To this solution, 21.61 g of 3,3′,4,4′-biphenyltetracarboxylic anhydride (BPDA) was added, heated at 80° C. for 1 hour, and then stirred at room temperature for 5 hours to form a polyamic acid solution. Obtained. The concentration of diamine and tetracarboxylic dianhydride charged in this reaction solution was 15% by weight with respect to the total amount of the reaction solution.

<実施例2>
CHDAの仕込み量を8.37g、PAM-Eの仕込み量を0.04g、BPDAの仕込み量を21.60gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 2>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.37 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.04 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.60 g.

<実施例3>
CHDAの仕込み量を8.36g、PAM-Eの仕込み量を0.06g、BPDAの仕込み量を21.59gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 3>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.36 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.06 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.59 g.

<実施例4>
CHDAの仕込み量を8.33g、PAM-Eの仕込み量を0.09g、BPDAの仕込み量を21.58gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 4>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.33 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.09 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.58 g.

<実施例5>
CHDAの仕込み量を8.30g、PAM-Eの仕込み量を0.13g、BPDAの仕込み量を21.56gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 5>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.30 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.13 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.56 g.

<実施例6>
CHDAの仕込み量を8.28g、PAM-Eの仕込み量を0.18g、BPDAの仕込み量を21.54gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 6>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.28 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.18 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.54 g.

<実施例7>
CHDAの仕込み量を8.06g、PAM-Eの仕込み量を0.54g、BPDAの仕込み量を21.40gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 7>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.06 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.54 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.40 g.

<実施例8>
CHDAの仕込み量を7.84g、PAM-Eの仕込み量を0.90g、BPDAの仕込み量を21.26gに変更したこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Example 8>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 7.84 g, the charged amount of PAM-E was changed to 0.90 g, and the charged amount of BPDA was changed to 21.26 g.

<比較例1>
CHDAの仕込み量を8.39gに変更し、PAM-Eを添加せずにBPDA21.61gを加えたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Comparative Example 1>
A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that the charged amount of CHDA was changed to 8.39 g and 21.61 g of BPDA was added without adding PAM-E.

<比較例2>
比較例1で合成したポリアミド酸溶液に、ポリアミド酸に対して0.1重量%のシランカップリング剤:γ―アミノプロピルトリエトキシシランを添加し、24時間撹拌して、アルコキシシラン変性ポリアミド酸溶液を調製した。
<Comparative Example 2>
To the polyamic acid solution synthesized in Comparative Example 1, 0.1% by weight of a silane coupling agent: γ-aminopropyltriethoxysilane was added to the polyamic acid, and the mixture was stirred for 24 hours to obtain an alkoxysilane-modified polyamic acid solution. was prepared.

<比較例3>
CHDAの仕込み量を8.36gに変更し、PAM-Eを添加せずに、BPDA21.31gと、9,9-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン酸二無水物(以下、BPAF)0.335gとを同時に加えたこと以外は、実施例1と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Comparative Example 3>
The charged amount of CHDA was changed to 8.36 g, and 21.31 g of BPDA and 9,9-bis(3,4-dicarboxyphenyl)fluoric acid dianhydride (hereinafter referred to as BPAF) were added without adding PAM-E. A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Example 1, except that 0.335 g was added at the same time.

<比較例4>
ステンレス製撹拌翼を備える撹拌機および窒素導入管を取り付けた500mLのガラス製セパラブルフラスコに、パラフェニレンジアミン(PDA)7.98gおよびNMP170.0gを仕込み、室温で攪拌して溶解させた。PDAの溶解を目視で確認した後、PAM-Eを0.19g添加し、さらに撹拌した。その後、BPDA21.83gを加え、溶解するまで50℃で攪拌した後、溶液の温度を約90℃に調整して攪拌を続けて溶液の粘度を下げ、23℃における粘度が28,800mPa・sであるポリアミド酸溶液を得た。
<Comparative Example 4>
7.98 g of paraphenylenediamine (PDA) and 170.0 g of NMP were charged into a 500 mL glass separable flask equipped with a stirrer equipped with a stainless steel stirring blade and a nitrogen inlet tube, and dissolved by stirring at room temperature. After visually confirming the dissolution of PDA, 0.19 g of PAM-E was added and further stirred. Then add 21.83 g of BPDA and stir at 50°C until dissolved, then adjust the temperature of the solution to about 90°C and continue stirring to reduce the viscosity of the solution until the viscosity at 23°C is 28,800 mPa s. A polyamic acid solution was obtained.

<比較例5>
ステンレス製撹拌翼を備える撹拌機および窒素導入管を取り付けた500mLのガラス製セパラブルフラスコに、CHDA8.34gおよびNMP170.0gを仕込み、室温で攪拌して溶解させた。CHDAの溶解を目視で確認した後、信越シリコーン製の反応性シリコーンオイル:KF-8010(アミン当量:430g/mol)を0.13g添加し、さらに撹拌した。この溶液に、BPDA21.53gを加え、80℃で1時間加熱し、その後冷却し、室温(23℃)で5時間攪拌して、ポリアミド酸溶液を得た。
<Comparative Example 5>
8.34 g of CHDA and 170.0 g of NMP were charged into a 500 mL glass separable flask equipped with a stirrer equipped with a stainless steel stirring blade and a nitrogen inlet tube, and dissolved by stirring at room temperature. After visually confirming the dissolution of CHDA, 0.13 g of Shin-Etsu Silicone's reactive silicone oil: KF-8010 (amine equivalent: 430 g/mol) was added and further stirred. 21.53 g of BPDA was added to this solution, heated at 80° C. for 1 hour, then cooled and stirred at room temperature (23° C.) for 5 hours to obtain a polyamic acid solution.

<比較例6>
CHDAの仕込み量を8.36g、BPDAの仕込み量を21.50gに変更し、反応性シリコーンオイルとして、KF-8010に代えて信越シリコーン製の反応性シリコーンオイル:X-22-168AS(酸無水物当量:500g/mol)0.15gを添加した。これらの変更点以外は、比較例5と同様にしてポリアミド酸溶液を得た。
<Comparative Example 6>
The charged amount of CHDA was changed to 8.36 g and the charged amount of BPDA was changed to 21.50 g, and as the reactive silicone oil, KF-8010 was replaced with Shin-Etsu Silicone's reactive silicone oil: X-22-168AS (acid anhydride physical equivalent: 500 g/mol) was added. A polyamic acid solution was obtained in the same manner as in Comparative Example 5 except for these changes.

[ポリアミド酸の評価]
<分子量>
表1の条件にて重量平均分子量(Mw)を求めた。
[Evaluation of polyamic acid]
<Molecular weight>
The weight average molecular weight (Mw) was obtained under the conditions shown in Table 1.

Figure 0007157859000022
Figure 0007157859000022

[ポリイミド膜の作製]
上記の実施例および比較例で得られたポリアミド酸溶液を、固形分濃度が10%になるようにNMPで希釈した。希釈した溶液を、バーコーターを用いて、150mm×150mmの無アルカリガラス板(コーニング社製 イーグルXG、厚さ0.7mm)上に、乾燥後の厚みが10μmになるように流延し、熱風オーブン内で80℃にて30分乾燥して、ガラス板上にポリアミド酸の塗膜を形成した。ガラス板とポリアミド酸塗膜との積層体を、窒素雰囲気下で、20℃から350℃まで5℃/分で昇温した後、350℃で1時間加熱して、塗膜のイミド化を行い、ポリイミド膜とガラスとの積層体を得た。比較例4のみ、乾燥後の厚みが20μmとなるようにポリアミド酸溶液の流延を行い、熱風オーブンでの乾燥温度を120℃とし、窒素雰囲気下で昇温速度7℃/分で450℃まで昇温を行った後、450℃で10分間加熱してイミド化を実施した。
[Preparation of polyimide film]
The polyamic acid solutions obtained in the above examples and comparative examples were diluted with NMP so that the solid content concentration was 10%. The diluted solution was cast on a 150 mm × 150 mm non-alkali glass plate (Eagle XG manufactured by Corning, thickness 0.7 mm) using a bar coater so that the thickness after drying was 10 µm, followed by heating with hot air. It was dried in an oven at 80° C. for 30 minutes to form a coating film of polyamic acid on the glass plate. A laminate of a glass plate and a polyamic acid coating film is heated from 20° C. to 350° C. at a rate of 5° C./min under a nitrogen atmosphere, and then heated at 350° C. for 1 hour to imidize the coating film. , a laminate of the polyimide film and the glass was obtained. Only in Comparative Example 4, the polyamic acid solution was cast so that the thickness after drying was 20 μm, the drying temperature in the hot air oven was 120 ° C., and the temperature was increased to 450 ° C. at a rate of 7 ° C./min under a nitrogen atmosphere. After raising the temperature, imidization was performed by heating at 450° C. for 10 minutes.

比較例1では、ガラスとポリイミド膜との間に多数の気泡が確認された。比較例1以外では、ポリイミド膜の剥離による気泡は確認されなかった。一方、実施例8では、ガラスとポリイミド膜との密着性が高く、ガラスから剥離することができなかったため、下記の物性評価は実施しなかった。 In Comparative Example 1, many air bubbles were confirmed between the glass and the polyimide film. Except for Comparative Example 1, air bubbles due to peeling of the polyimide film were not observed. On the other hand, in Example 8, the adhesion between the glass and the polyimide film was so high that the polyimide film could not be separated from the glass.

[ポリイミド膜の評価]
<ピール強度>
ガラス板とポリイミド膜との積層体を、23℃55%RHの環境下で24時間静置して調湿した後、ASTM D1876-01規格に従い、90°ピール強度を測定した。ポリイミド膜にカッターナイフにて10mm幅の切り込みを入れ、東洋精機製引張試験機(ストログラフVES1D)を用いて、23℃55%RH条件下、引張速度50mm/分、剥離長さ50mmにて90°ピール試験を実施し、剥離強度の平均値をピール強度とした。実施例6および実施例7では、ピール強度がロードセルの最大荷重(5.0N)を上回っていた。
[Evaluation of Polyimide Film]
<Peel strength>
A laminate of a glass plate and a polyimide film was allowed to stand in an environment of 23° C. and 55% RH for 24 hours for humidity conditioning, and then measured for 90° peel strength according to ASTM D1876-01. A cut of 10 mm width is made in the polyimide film with a cutter knife, and a tensile tester (Strograph VES1D) manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. is used, under conditions of 23 ° C. and 55% RH, a tensile speed of 50 mm / min, a peel length of 50 mm and a peel length of 90. A peel test was carried out, and the average value of the peel strength was taken as the peel strength. In Examples 6 and 7, the peel strength exceeded the maximum load (5.0 N) of the load cell.

<線熱膨張係数(CTE)>
線熱膨張係数の測定は、日立ハイテクサイエンス社製TMA/SS7100を用いて(サンプルサイズ:幅3mm×長さ10mm;膜厚を測定し、フィルムの断面積を算出)、荷重29.4mNとし、10℃/分で10℃から350℃まで一旦昇温させた後、40℃/分で降温させ、降温時の100~300℃における単位温度あたりの試料の歪の変化量から線膨張係数を求めた。
<Coefficient of linear thermal expansion (CTE)>
The coefficient of linear thermal expansion was measured using a TMA/SS7100 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd. (sample size: width 3 mm x length 10 mm; film thickness was measured and the cross-sectional area of the film was calculated) with a load of 29.4 mN. After the temperature was once raised from 10°C to 350°C at 10°C/min, the temperature was lowered at 40°C/min, and the coefficient of linear expansion was obtained from the amount of change in strain of the sample per unit temperature at 100 to 300°C during the temperature drop. rice field.

<光透過率>
日本分光社製紫外可視近赤外分光光度計(V-650)を用いて、200~800nmにおける光透過率を測定し、450nmの波長における光透過率をポリイミド膜の透過率とした。
<Light transmittance>
Using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (V-650) manufactured by JASCO Corporation, the light transmittance at 200 to 800 nm was measured, and the light transmittance at a wavelength of 450 nm was taken as the transmittance of the polyimide film.

<ポリイミド膜の全光線透過率(TT)およびヘイズ>
日本電色工業製の積分球式ヘイズメーター300Aにより、JIS K7105-1981記載の方法により測定した。
<Total light transmittance (TT) and haze of polyimide film>
Measured by the method described in JIS K7105-1981 using an integrating sphere type haze meter 300A manufactured by Nippon Denshoku Industries.

実施例および比較例のポリアミド酸重合時のモノマー仕込み量(酸二無水物およびジアミンのそれぞれのモル比)、ポリアミド酸の重量平均分子量および変性の有無、ポリイミド膜の膜厚、イミド化時のガラス板からの剥離の有無、ポリイミド膜のガラス板からのピール強度、ならびにポリイミド膜の特性の評価結果を、表2に示す。 Monomer charge amount (molar ratio of acid dianhydride and diamine) during polymerization of polyamic acid in Examples and Comparative Examples, weight average molecular weight of polyamic acid and presence/absence of modification, film thickness of polyimide film, glass during imidization Table 2 shows the evaluation results of the presence or absence of peeling from the plate, the peel strength of the polyimide film from the glass plate, and the properties of the polyimide film.

Figure 0007157859000023
Figure 0007157859000023

酸二無水物としてのBPDAとジアミンとしてのCHDAから得られた比較例1のポリアミド酸溶液は、ガラス板上への塗布後の熱イミド化の際にガラス板とポリイミド膜との間に多数の気泡が発生し、塗布面積の25%以上がガラス板から剥離していた。比較例1のポリアミド酸をシランカップリング剤により変性した比較例2では、比較例1に比べるとガラス板との密着性が向上していたが、ピール強度が小さく、密着性は十分といえるものではなかった。酸二無水物として、BPDAに1モル%のBPAFを添加した比較例3においても同様であった。 The polyamic acid solution of Comparative Example 1, obtained from BPDA as the dianhydride and CHDA as the diamine, formed a large number of polyacids between the glass plate and the polyimide film during thermal imidization after coating on the glass plate. Air bubbles were generated, and 25% or more of the coated area was peeled off from the glass plate. In Comparative Example 2 in which the polyamic acid of Comparative Example 1 was modified with a silane coupling agent, the adhesiveness to the glass plate was improved compared to Comparative Example 1, but the peel strength was small and the adhesiveness was sufficient. It wasn't. The same was true in Comparative Example 3 in which 1 mol % of BPAF was added to BPDA as an acid dianhydride.

モノマー成分に反応性シリコーンオイルを添加した比較例5および比較例6では、比較例1に比べるとガラス板との密着性が向上していたが、ピール強度が小さく、密着性は十分ではなかった。また、比較例5および比較例6では、得られたポリイミド膜の線熱膨張係数(CTE)が高く寸法安定性が劣っており、透明性が低下していた。 In Comparative Examples 5 and 6, in which reactive silicone oil was added to the monomer component, the adhesion to the glass plate was improved compared to Comparative Example 1, but the peel strength was small and the adhesion was not sufficient. . In addition, in Comparative Examples 5 and 6, the obtained polyimide films had a high coefficient of linear thermal expansion (CTE) and were inferior in dimensional stability and transparency.

ジアミン成分として、CHDAに加えてシロキサン構造を有するPAM-Eを用いた実施例1~8は、いずれもガラスに対して良好な密着性を示していた。CHDA/PAM-Eのモル数の比m/mが97/3~99.0/0.1である実施例1~7は、いずれも比較例1と同等の低CTEおよび高透明性を維持していた。CHDA/PAM-Eのモル数の比m/mが95/5である実施例8では、ポリイミド膜の特性評価を行っていないが、ガラス板上に形成されたポリイミド膜の目視では、実施例1~7と同様の透明性を有していた。また、実施例8は実施例7とポリアミド酸およびポリイミドの組成が類似であるため、実施例7と同様の低CTEおよび高透明性を維持していると推測される。CHDAに代えてPDAを用いた比較例4では、実施例1,2等と同等のピール強度を示したが、透明性(特に可視光短波長側)が大幅に低下しており、着色がみられた。 Examples 1 to 8 using PAM-E having a siloxane structure in addition to CHDA as a diamine component exhibited good adhesion to glass. Examples 1 to 7, in which the molar ratio m A /m B of CHDA/PAM-E is 97/3 to 99.0/0.1, have low CTE and high transparency equivalent to Comparative Example 1. was maintained. In Example 8 where the CHDA/PAM-E molar ratio m A /m B was 95/5, the properties of the polyimide film were not evaluated, but the polyimide film formed on the glass plate was visually observed. It had transparency similar to Examples 1-7. In addition, it is presumed that Example 8 maintains the same low CTE and high transparency as Example 7 because the compositions of polyamic acid and polyimide are similar to those of Example 7. Comparative Example 4, in which PDA was used instead of CHDA, exhibited peel strength equivalent to that of Examples 1 and 2, but the transparency (especially on the short wavelength side of visible light) was significantly reduced, and coloration was difficult. was taken.

実施例1~8では、PAM-Eの仕込み量の増加に伴ってピール強度が増加し、ガラスとの密着性が向上する傾向がみられた。ガラス板上にポリイミド膜を形成し、必要に応じてポリイミド膜上への素子の形成や実装を行った後に、ガラス板からポリイミド膜を剥離する際の剥離の容易性を考慮すると、シロキサン構造含有ジアミンの使用量は、ジアミン全量に対して5モル%以下が好ましく、1モル%以下が特に好ましいといえる。 In Examples 1 to 8, as the amount of PAM-E charged increased, the peel strength increased and the adhesion to glass tended to improve. Considering the ease of peeling the polyimide film from the glass plate after the polyimide film is formed on the glass plate and, if necessary, the elements are formed or mounted on the polyimide film, the siloxane structure-containing It can be said that the amount of diamine used is preferably 5 mol % or less, particularly preferably 1 mol % or less, relative to the total amount of diamine.

上記の実施例と比較例との対比から理解できるように、本発明のポリアミド酸は、ガラス支持体上への膜形成および加熱イミド化の際の加工性が良好であり、ガラス支持体との密着性に優れている。本発明のポリアミド酸のイミド化により得られるポリイミド膜は、100~300℃の高温領域においても低熱膨張性を有しており、かつ高透明性を有することから、ガラス代替の透明基板材料としての応用が期待できる。 As can be understood from the comparison between the above examples and comparative examples, the polyamic acid of the present invention has good processability during film formation on a glass support and thermal imidization, and is compatible with the glass support. Excellent adhesion. The polyimide film obtained by imidization of the polyamic acid of the present invention has low thermal expansion even in a high temperature range of 100 to 300 ° C. and has high transparency, so it can be used as a transparent substrate material as a substitute for glass. Application is expected.

Claims (6)

一般式1で表される構成単位および一般式2で表される構成単位を含有し、且つ一般式1で表される構成単位のモル数mと一般式2で表される構成単位のモル数mとの比m/mが97.0/3.0~99.9/0.1の範囲であるポリアミド酸と、有機溶媒とを含有するポリアミド酸溶液を支持体上に塗布し、前記有機溶媒の除去および前記ポリアミド酸のイミド化を行い、前記支持体上に密着積層されたポリイミド膜を形成し、前記ポリイミド膜の上に素子を形成した後、前記素子が形成された前記ポリイミド膜を前記支持体から剥離する、電子デバイスの製造方法であって、
前記一般式1で表される構成単位と前記一般式2で表される構成単位との合計は、前記ポリアミド酸全量に対して、80モル%以上である、電子デバイスの製造方法。
Figure 0007157859000024
Figure 0007157859000025
一般式1のAおよび一般式2のBはそれぞれ独立に4価の芳香族基であり;一般式2のRおよびRはそれぞれ独立に2価の炭化水素基であり;nは1~5の整数である。
Containing the structural unit represented by the general formula 1 and the structural unit represented by the general formula 2, and the number of moles of the structural unit represented by the general formula 1 m A and the mole of the structural unit represented by the general formula 2 A polyamic acid solution containing a polyamic acid having a ratio m A /m B to several m B ranging from 97.0/3.0 to 99.9/0.1 and an organic solvent is coated on a support. Then, the organic solvent is removed and the polyamic acid is imidized to form a polyimide film adhered and laminated on the support. After forming an element on the polyimide film, the element is formed. A method for manufacturing an electronic device, wherein the polyimide film is peeled from the support,
The method for producing an electronic device, wherein the total amount of the structural unit represented by the general formula 1 and the structural unit represented by the general formula 2 is 80 mol% or more with respect to the total amount of the polyamic acid.
Figure 0007157859000024
Figure 0007157859000025
A in General Formula 1 and B in General Formula 2 are each independently a tetravalent aromatic group; R 1 and R 2 in General Formula 2 are each independently a divalent hydrocarbon group; n is 1 to An integer of 5.
前記比m/mが、99.3/0.7~99.9/0.1の範囲である、請求項1に記載の電子デバイスの製造方法。 2. The method of manufacturing an electronic device according to claim 1, wherein the ratio m A /m B is in the range of 99.3/0.7 to 99.9/0.1. 前記ポリアミド酸は、構成単位として、前記一般式1で表される構成単位および前記一般式2で表される構成単位のみを含有する、請求項1または2に記載の電子デバイスの製造方法。 3. The method for producing an electronic device according to claim 1, wherein the polyamic acid contains only the structural units represented by the general formula 1 and the structural units represented by the general formula 2 as structural units. 前記一般式2で表される構成単位が式2Bで表される構成単位である、請求項1~3のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
Figure 0007157859000026
The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 3, wherein the structural unit represented by general formula 2 is a structural unit represented by formula 2B.
Figure 0007157859000026
前記一般式1で表される構成単位が式1Aで表される構成単位であり、前記一般式2で表される構成単位が式2Cで表される構成単位である、請求項1~4のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。
Figure 0007157859000027
Figure 0007157859000028
The structural unit represented by the general formula 1 is a structural unit represented by the formula 1A, and the structural unit represented by the general formula 2 is a structural unit represented by the formula 2C. A method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 3.
Figure 0007157859000027
Figure 0007157859000028
前記支持体がガラスである、請求項1~5のいずれか一項に記載の電子デバイスの製造方法。 The method for manufacturing an electronic device according to any one of claims 1 to 5, wherein the support is glass.
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