JP7438869B2 - Display devices, polyimide films for display devices, polyimide films and polyimide precursors - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置を形成する支持基材として用いるポリイミドフィルム及びそれを用いた表示装置等に関するものである。 The present invention relates to a polyimide film used as a support base material for forming a display device, and a display device using the same.

テレビのような大型ディスプレイや、携帯電話、パソコン、スマートフォンなどの小型ディスプレイをはじめ、各種のディスプレイ用途に使用される有機EL装置は、一般に支持基材であるガラス基板上に薄膜トランジスタ(以下、TFT)を形成し、さらにその上に電極、発光層及び電極を順次形成し、これらをガラス基板や多層薄膜等で気密封止して作られる。有機EL装置の構造には、支持基材であるガラス基板側から光を取り出すボトムエミッション構造と、支持基材であるガラス基板とは逆側から光を取り出すトップエミッション構造とが有り、用途により使い分けられている。また、構造上、外光がそのまま通過する構造も取れるため、TFTなどの電子素子が外部から透けて見える透明構造も提案されている。いずれも透明性のある電極や基板材料の選定により実現できる。 Organic EL devices used for various display applications, including large displays such as televisions and small displays such as mobile phones, personal computers, and smartphones, generally consist of thin film transistors (hereinafter referred to as TFTs) on a glass substrate, which is a supporting base material. It is made by forming an electrode, a light-emitting layer, and an electrode in sequence thereon, and then hermetically sealing these with a glass substrate, a multilayer thin film, or the like. The structure of organic EL devices includes a bottom emission structure that extracts light from the side of the glass substrate that is the support base material, and a top emission structure that extracts light from the side opposite to the glass substrate that is the support base material, which can be used depending on the application. It is being Further, since it is possible to have a structure that allows outside light to pass through as is, transparent structures have also been proposed through which electronic elements such as TFTs can be seen from the outside. Both can be realized by selecting transparent electrodes and substrate materials.

加えて、このような有機EL装置の支持基材を従来のガラス基板から樹脂へと置き換えることにより、薄型・軽量・フレキシブル化でき、有機EL装置の用途を更に広げることができる。しかしながら、樹脂は一般にガラスと比較して寸法安定性、透明性、耐熱性、耐湿性、フィルムの強さ等に劣るため、種々の検討がなされている。 In addition, by replacing the conventional glass substrate with a resin as the supporting base material of such an organic EL device, it can be made thinner, lighter, and more flexible, and the applications of the organic EL device can be further expanded. However, since resins are generally inferior to glass in dimensional stability, transparency, heat resistance, moisture resistance, film strength, etc., various studies have been made.

例えば、特許文献1は、フレキシブルディスプレー用プラスチック基板として有用なポリイミド、及びその前駆体に係る発明に関し、特定構造のポリイミド前駆体溶液を無機基板上に流延し、乾燥およびイミド化して得られるポリイミドフィルムと無機基板とからなる積層体を開示しており、光透過率が高いことと、アウトガスが少ないことを報告している。しかしながら、ここで得られるポリイミドの熱膨張係数(CTE)は、いずれも40ppm/Kを超えるため、ガラス基板の熱膨張係数との差が大きいため、有機EL基板は反りが発生し、デバイス形成後、剥離やクラックが発生するなど、形状安定性に優れた有機EL装置を得るのが難しくなる。 For example, Patent Document 1 relates to an invention related to polyimide useful as a plastic substrate for flexible displays and its precursor, and relates to a polyimide obtained by casting a polyimide precursor solution with a specific structure onto an inorganic substrate, drying it, and imidizing it. It discloses a laminate consisting of a film and an inorganic substrate, and reports that it has high light transmittance and little outgassing. However, the coefficient of thermal expansion (CTE) of the polyimide obtained here exceeds 40 ppm/K, so there is a large difference between the coefficient of thermal expansion and that of the glass substrate, so the organic EL substrate will warp, and after device formation. , peeling and cracking occur, making it difficult to obtain an organic EL device with excellent shape stability.

また、特許文献2は、キャリア基板から剥離して製造する表示デバイス、受光デバイスなどのフレキシブルデバイス基板形成用のポリイミド前駆体樹脂組成物に係る発明に関し、300℃以上のガラス転移温度と20ppm/K以下の熱膨張係数を示すことが記載されている。しかしながら、熱処理時間が1時間以上と長くかかり、生産性が低い問題がある。 Further, Patent Document 2 relates to an invention related to a polyimide precursor resin composition for forming flexible device substrates such as display devices and light receiving devices manufactured by peeling from a carrier substrate, and has a glass transition temperature of 300° C. or higher and 20 ppm/K. It is described that it exhibits the following thermal expansion coefficient. However, there is a problem that the heat treatment takes a long time of one hour or more, and the productivity is low.

更に、特許文献3は、厚さ20-200μmのガラスフィルムとポリイミド樹脂層を有し、前記ポリイミド樹脂層は、熱膨張係数が10ppm/K以下であって、波長500nmにおける光透過率が80%以上の透明可撓性積層体を提供することが記載されている。この透明可撓性積層体は、耐熱性やガスバリア性にも優れ、ディスプレイ装置におけるフレキシブル基板や太陽電池における透明基板へ好適に使用できるものである。しかしながら、有機ELフレキシブルディスプレー表示装置、有機EL照明表示装置のような、支持体基板上に樹脂基板を形成し、更に樹脂基板上に表示素子を搭載したうえで、樹脂基板を表示素子ごと剥離する製造工程を有するものでは、特に樹脂基板の強度が必要になるため、これらの用途へ適用するためには、更なる改善が必要と考えられる。 Furthermore, Patent Document 3 has a glass film with a thickness of 20 to 200 μm and a polyimide resin layer, and the polyimide resin layer has a thermal expansion coefficient of 10 ppm/K or less and a light transmittance of 80% at a wavelength of 500 nm. It is described that the above transparent flexible laminate is provided. This transparent flexible laminate has excellent heat resistance and gas barrier properties, and can be suitably used for flexible substrates in display devices and transparent substrates in solar cells. However, in organic EL flexible display devices and organic EL lighting display devices, a resin substrate is formed on a support substrate, a display element is further mounted on the resin substrate, and then the resin substrate is peeled off together with the display element. Since the resin substrate requires particularly strong strength in the case of a manufacturing process, further improvement is considered to be necessary in order to apply it to these uses.

上記以外にも支持基材にフレキシブルな樹脂を用いて、軽量化を図る試みがなされており、例えば、特許文献4では、透明性の高い、低熱膨張係数に優れたポリイミドを支持基材に適用した有機EL装置が提案されている。しかしながら、これらに記載されているポリイミドフィルムは、熱膨張係数が依然大きく、また、アウトガスが多く、工程上ではデバイス汚染などが懸念される。 In addition to the above, attempts have been made to reduce weight by using flexible resins for the support base material. For example, in Patent Document 4, polyimide with high transparency and excellent low coefficient of thermal expansion is used as the support base material. An organic EL device has been proposed. However, the polyimide films described in these documents still have a large coefficient of thermal expansion and produce a large amount of outgassing, so there is concern about device contamination during the process.

ところで、有機EL装置は、水分に対する耐性が弱く、水分により発光層であるEL素子の特性が低下する。そこで、支持基材として樹脂を用いる場合には、有機EL装置内への水分や酸素の侵入を防ぐため、吸湿率が低い樹脂が好まれる。一般に、有機EL基板としては、酸化珪素や窒化珪素に代表される無機系材料が使用されており、これらの熱膨張係数(CTE)は、通常、0~10ppm/Kである。これに対して、一般に透明ポリイミドは、60ppm/K程度のCTEであるため、単に透明ポリイミドを有機EL装置の支持基材に適用しようとすると、熱応力によって反りやクラックが生じたり、剥離したりするなどの問題が発生してしまうことがある。 By the way, organic EL devices have low resistance to moisture, and moisture deteriorates the characteristics of the EL element, which is a light emitting layer. Therefore, when using a resin as the supporting base material, a resin with a low moisture absorption rate is preferred in order to prevent moisture and oxygen from entering the organic EL device. Generally, inorganic materials such as silicon oxide and silicon nitride are used as organic EL substrates, and the coefficient of thermal expansion (CTE) of these materials is usually 0 to 10 ppm/K. On the other hand, transparent polyimide generally has a CTE of about 60 ppm/K, so if transparent polyimide is simply applied to the supporting base material of an organic EL device, it may warp, crack, or peel due to thermal stress. Problems such as this may occur.

また、ディスプレイ用途に必要となるTFTの形成には、一般に400℃程度に達するアニール工程が必要である。支持基材としてガラス基板を用いる場合には特に問題にならなかったが、支持基材として樹脂を用いる場合には、TFTの熱処理温度に対する耐熱性と寸法安定性とを備えていることが必要になる。因みに、照明用の有機EL装置ではTFTを必要としない場合があるが、支持基材と隣接する透明電極の成膜温度を上げることによって透明電極の抵抗値を下げ、有機EL装置の消費電力を減らすことが可能になるため、照明用途の場合にも支持基材に耐熱性が求められることは同様である。そして、このような透明電極として、一般にはITOなどの金属酸化物が用いられており、これらのCTEは0~10ppm/Kであることから、クラックや剥離の問題を回避するためには同程度のCTEを有する樹脂が必要になる。 Furthermore, the formation of TFTs required for display applications generally requires an annealing process that reaches approximately 400°C. This was not a particular problem when a glass substrate was used as the support base material, but when a resin was used as the support base material, it was necessary to have heat resistance and dimensional stability against the TFT heat treatment temperature. Become. Incidentally, organic EL devices for lighting may not require TFTs, but by increasing the film formation temperature of the transparent electrode adjacent to the supporting base material, the resistance value of the transparent electrode can be lowered and the power consumption of the organic EL device can be reduced. Therefore, support substrates are similarly required to have heat resistance in the case of lighting applications. Metal oxides such as ITO are generally used as such transparent electrodes, and their CTE is 0 to 10 ppm/K, so in order to avoid cracking and peeling problems, the same level of CTE is required. A resin with a CTE of .

また、有機EL表示装置でカラー表示を行うためには、赤(R)緑(G)青(B)の三原色を発光できる材料を、それぞれシャドウマスクを用いて色毎に蒸着することにより行われているが、この方法では、シャドウマスクの製作が非常に難しく、高価であるという課題が存在する。また、シャドウマスクの製作上、高精細化や大型化が困難である。これらの課題に対し、白色発光の有機ELにカラーフィルターを組み合わせることでカラー表示する有機EL表示装置が提案されているが、カラーフィルターの形成のためには、230℃以上に達するレジストの熱処理が一般に必要であり、特に、レジストからのアウトガスを低減するためには、300℃以上の熱処理が好ましいとされている。このような高温の熱処理が行われる場合には、TFT基板とカラーフィルター基板との熱膨張係数、湿度膨張係数が不整合であると、温度、湿度の変化により、それぞれの基板の寸法変化に差が生じ、表示装置のそりや基板間での剥離の原因となるといった問題が発生する。このため、カラーフィルターの支持基材として樹脂を用いる場合には、レジストの熱処理温度における耐熱性とTFT基板と同等の寸法安定性を備えていることが必要になる。TFTの支持基材とカラーフィルターの支持基材を同一の材料とすることにより、これらの問題を解決することができる。 In addition, in order to perform color display with an organic EL display device, materials that can emit the three primary colors of red (R), green (G), and blue (B) are deposited for each color using a shadow mask. However, this method has the problem that producing a shadow mask is extremely difficult and expensive. Furthermore, in manufacturing a shadow mask, it is difficult to increase the definition and size. To address these issues, an organic EL display device that displays color by combining a white-emitting organic EL with a color filter has been proposed, but in order to form the color filter, heat treatment of the resist that reaches temperatures of 230°C or higher is required. Generally necessary, and in particular, heat treatment at 300° C. or higher is considered preferable in order to reduce outgassing from the resist. When such high-temperature heat treatment is performed, if the thermal expansion coefficients and humidity expansion coefficients of the TFT substrate and color filter substrate are mismatched, changes in temperature and humidity will cause differences in the dimensional changes of each substrate. This causes problems such as warping of the display device and peeling between the substrates. Therefore, when using a resin as a support base material for a color filter, it is necessary to have heat resistance at the heat treatment temperature of the resist and dimensional stability equivalent to that of a TFT substrate. These problems can be solved by using the same material for the supporting base material of the TFT and the supporting base material of the color filter.

また、ポリイミドフィルムは一般的には黄褐色に着色しているため、ポリイミドフィルム中に微小な異物が混入していた場合、肉眼あるいは外観検査装置での発見が困難であるといった問題がある。特にポリイミドと色が近い金属の錆などの異物の発見は極めて困難である。ポリイミドフィルム中に異物が存在すると、その表面に形成されるガスバリア層の欠陥や電極間のショートなどが発生し、不良の原因となる。この点、透明性を備えたポリイミドフィルムを用いることにより、異物の発見が容易になり、歩留りの低下防止に寄与できることから、表示装置の機能としては支持基材に透明性が必要とされない電子ペーパー等の表示装置においても、透明性を備えたポリイミドフィルムを支持基材として用いることは有用である。因みに、ガラスの可視光領域での透過率は一般に90%程度であり、樹脂を支持基材にする場合には、これにできるだけ近づける必要がある。有機ELの発光層から出る光の波長が主に440nmから780nmであることから、有機EL装置に用いられる支持基材としてはこの波長領域での平均の透過率が少なくとも80%以上であることが求められる。加えて、支持基材を形成する樹脂自体についても耐湿性を備えているのが望ましい。 Furthermore, since polyimide films are generally colored yellow-brown, there is a problem in that if minute foreign matter is mixed into the polyimide film, it is difficult to detect it with the naked eye or with a visual inspection device. In particular, it is extremely difficult to detect foreign substances such as rust on metals that are similar in color to polyimide. The presence of foreign matter in a polyimide film causes defects in the gas barrier layer formed on its surface, short circuits between electrodes, and other causes of defects. In this regard, by using a transparent polyimide film, it is easier to find foreign substances and contribute to preventing a decrease in yield, so electronic paper that does not require transparency in the supporting base material for the display device function. It is also useful to use a transparent polyimide film as a supporting base material in display devices such as the above. Incidentally, the transmittance of glass in the visible light region is generally about 90%, and when using resin as a support base material, it is necessary to make it as close to this as possible. Since the wavelength of light emitted from the light emitting layer of organic EL is mainly from 440 nm to 780 nm, the supporting base material used in organic EL devices should have an average transmittance of at least 80% in this wavelength range. Desired. In addition, it is desirable that the resin itself forming the supporting base material also has moisture resistance.

また、フィルムを無機基板から引き剥がすときには、一定以上のフィルムの機械強度・伸度などの力学特性が必要であり、特に、引き裂き伝播抵抗が小さいと、剥離するときに、フィルムが破断してしまう問題がある。そのため、支持基材として用いられるフィルムには高い引き裂き伝播抵抗が求められている。 In addition, when peeling a film from an inorganic substrate, it is necessary for the film to have mechanical properties such as mechanical strength and elongation above a certain level. In particular, if the tear propagation resistance is low, the film will break when peeled. There's a problem. Therefore, films used as supporting base materials are required to have high tear propagation resistance.

この点、フィルムを無機基板から引き剥がす方法がいろいろ提案されているが(特許文献5及び6)、工程が煩雑で、コストがかかるものが多いばかりか、フィルムの破断を抑制するという点は着目されていない。また、特許文献7では、ポリイミドフィルムからなる支持基材上にガスバリア層を備えた表示装置であって、ポリイミドフィルムは、440nmから780nmの波長領域での透過率が80%以上、及び熱膨張係数が15ppm/K以下であり、かつ、ガスバリア層との熱膨張係数の差が10ppm/K以下であることを特徴とする表示装置を開示している。これは、薄型・軽量・フレキシブル化が可能であって、熱応力によるクラックや剥離の問題がなく、寸法安定性に優れ、しかも、製造工程での不具合を防止して、長寿命で良好な素子特性を示すことができるものである。しかしながら、表示装置の製造工程において、例えば、上記ポリイミドフィルムを無機基板から引き剥がす際に、上記ポリイミドフィルムの破断を抑制するという点では着目されておらず、製造工程の歩留まり改善という点では、更なる改善が望まれる。 In this regard, various methods have been proposed for peeling off the film from the inorganic substrate (Patent Documents 5 and 6), but many of them involve complicated processes and are costly, and the point of suppressing film breakage has not been focused on. It has not been. Further, Patent Document 7 discloses a display device including a gas barrier layer on a support base material made of a polyimide film, and the polyimide film has a transmittance of 80% or more in a wavelength range from 440 nm to 780 nm, and a thermal expansion coefficient. Discloses a display device characterized in that the thermal expansion coefficient is 15 ppm/K or less, and the difference in thermal expansion coefficient between the gas barrier layer and the gas barrier layer is 10 ppm/K or less. It can be made thin, lightweight, and flexible, has no problems with cracking or peeling due to thermal stress, has excellent dimensional stability, and prevents defects in the manufacturing process, resulting in a long-life and good-quality device. It is something that can show characteristics. However, in the manufacturing process of display devices, for example, no attention has been paid to suppressing the breakage of the polyimide film when peeling it off from the inorganic substrate, and no further attention has been paid to improving the yield of the manufacturing process. Further improvements are desired.

以上の点を考慮すると、表示装置用の支持基材を、ガラス基板から樹脂基板に置き換えるにあたっては、少なくとも低CTE、耐熱性、透明性、及び高い引き裂き伝播抵抗を同時に満足できる必要があるが、これらを全て満たすことができる樹脂基板は存在していなかった。 Considering the above points, when replacing a glass substrate with a resin substrate as a support base material for a display device, it is necessary to simultaneously satisfy at least low CTE, heat resistance, transparency, and high tear propagation resistance. There was no resin substrate that could satisfy all of these requirements.

特開2012-40836号公報Japanese Patent Application Publication No. 2012-40836 特開2010-202729号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-202729 特開2013-163304号公報Japanese Patent Application Publication No. 2013-163304 WO2013/146460号パンフレットWO2013/146460 pamphlet 特開2011-65173号公報Japanese Patent Application Publication No. 2011-65173 特願2011-142168号公報Patent Application No. 2011-142168 WO2013/191180号パンフレットWO2013/191180 pamphlet

そこで、本発明者らは上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことには、所定の繰返し構造単位を含んだポリイミドからなるポリイミドフィルムを用い、さらに、それらの構造単位の比率を特定することにより、低CTE、耐熱性、透明性、及び高引き裂き伝播抵抗を同時に満足できるポリイミドフィルム及びこれを備えた表示装置が得られることを見出し、本発明を完成した。 Therefore, the present inventors conducted intensive research to solve the above problem, and surprisingly, they used a polyimide film made of polyimide containing predetermined repeating structural units. It was discovered that by specifying the ratio, a polyimide film that can simultaneously satisfy low CTE, heat resistance, transparency, and high tear propagation resistance, and a display device equipped with the same, could be obtained, and the present invention was completed.

したがって、本発明の目的は、有機ELディスプレイ、有機EL照明、電子ペーパー、タッチパネル等の表示装置を形成する支持基材として適した、低CTE、耐熱性、低吸湿性、強度及び透明性を兼ね備えるポリイミドフィルムを提供することにある。 Therefore, an object of the present invention is to have a material that has low CTE, heat resistance, low moisture absorption, strength, and transparency and is suitable as a support base material for forming display devices such as organic EL displays, organic EL lighting, electronic paper, and touch panels. Our objective is to provide polyimide films.

また、本発明の目的のもう一つは、上記ポリイミドフィルムを支持基材として用いた表示装置を提供することにある。本発明の表示装置は、製造過程において、樹脂基板が破損しにくいため、デバイス形成工程、それからその後の無機基板から剥離する工程内で破れにくく、生産性が高い。 Another object of the present invention is to provide a display device using the above polyimide film as a supporting base material. In the display device of the present invention, since the resin substrate is not easily damaged during the manufacturing process, it is not easily torn during the device formation process and the subsequent process of peeling from the inorganic substrate, resulting in high productivity.

すなわち、本発明は、ポリイミド前駆体またはポリイミドの溶液を無機基板上に流延し、熱処理を行うことでポリイミドフィルムを形成し、さらに前記ポリイミドフィルムの上に表示素子を搭載し、前記無機基板から前記ポリイミドフィルムを表示素子ごと剥離することにより得られる表示装置であって、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上、熱膨張係数が40ppm/K以下、引き裂き伝播抵抗が1.3mN/μm以上であることを特徴とする表示装置に関する。 That is, the present invention forms a polyimide film by casting a polyimide precursor or a solution of polyimide onto an inorganic substrate and performing heat treatment, further mounting a display element on the polyimide film, and then distributing the polyimide from the inorganic substrate. A display device obtained by peeling the polyimide film together with the display element, wherein the polyimide film has a glass transition temperature of 300°C or higher, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or higher, and a total light transmission in a film thickness of 30 μm or less. The present invention relates to a display device having a coefficient of thermal expansion of 80% or more, a coefficient of thermal expansion of 40 ppm/K or less, and a tear propagation resistance of 1.3 mN/μm or more.

また、前記表示装置は、前記ポリイミドフィルムを構成するポリイミド成分が下記式(1)及び(2)で表される構造単位からなることが好ましい。 Further, in the display device, the polyimide component constituting the polyimide film preferably consists of structural units represented by the following formulas (1) and (2).

Figure 0007438869000001
Figure 0007438869000001

Figure 0007438869000002
当該式(1)及び(2)において、Xは単結合または-C-もしくは-O-を含む置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40 である。
Figure 0007438869000002
In the formulas (1) and (2), X is a single bond or a substituent containing -C- or -O-. However, m/(m+n)=0.11 to 0.40.

また、前記表示装置は、上記Xが単結合または下記式(3)、(4)もしくは(5)で表わされる二価の置換基であることが好ましい。 Further, in the display device, it is preferable that the X is a single bond or a divalent substituent represented by the following formula (3), (4), or (5).

Figure 0007438869000003
Figure 0007438869000003

Figure 0007438869000004
Figure 0007438869000004

Figure 0007438869000005
Figure 0007438869000005

また、前記表示装置は、前記ポリイミドフィルムの吸湿率が0.8wt%以下であることが好ましい。 Further, in the display device, it is preferable that the polyimide film has a moisture absorption rate of 0.8 wt% or less.

また、前記表示装置は、タッチパネルであることが好ましい。 Further, it is preferable that the display device is a touch panel.

また、本発明は、ポリイミド前駆体またはポリイミドの溶液を無機基板上に流延し、熱処理を行うことでポリイミドフィルムを形成し、さらに前記ポリイミドフィルムの上に表示素子を搭載し、前記無機基板から前記ポリイミドフィルムを表示素子ごと剥離することにより得られる表示装置用のポリイミドフィルムであって、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上、熱膨張係数が40ppm/K以下、引き裂き伝播抵抗が1.3mN/μm以上であることを特徴とする表示装置用のポリイミドフィルムに関する。 Further, the present invention provides a method in which a polyimide film is formed by casting a polyimide precursor or a solution of polyimide onto an inorganic substrate and performing heat treatment, and further, a display element is mounted on the polyimide film, and a display element is mounted on the polyimide film. A polyimide film for a display device obtained by peeling the polyimide film together with the display element, the polyimide film having a glass transition temperature of 300°C or higher, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or higher, and a film thickness of 30 μm or less. The present invention relates to a polyimide film for display devices, which has a total light transmittance of 80% or more, a thermal expansion coefficient of 40 ppm/K or less, and a tear propagation resistance of 1.3 mN/μm or more.

さらに、本発明は、重量平均分子量10万~40万であって、かつ、下記式(1)及び(2)で表される構造単位からなることを特徴とするポリイミド及びポリイミド前駆体に関する。

Figure 0007438869000006
Figure 0007438869000007
ここで、当該式(1)及び(2)において、Xは単結合または下記式(4)で表される置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40である。
Figure 0007438869000008
Furthermore, the present invention relates to a polyimide and a polyimide precursor having a weight average molecular weight of 100,000 to 400,000 and comprising structural units represented by the following formulas (1) and (2).
Figure 0007438869000006
Figure 0007438869000007
Here, in the formulas (1) and (2), X is a single bond or a substituent represented by the following formula (4). However, m/(m+n)=0.11 to 0.40.
Figure 0007438869000008

本発明のポリイミドフィルムは、低熱膨張性でありながら、可視領域における透過率が高くて透明性に優れ、また、寸法安定性に優れて、耐熱性が高く、しかも、吸湿率が小さく、強度が高く、生産性が高い。そのため、有機ELディスプレイ、有機EL照明、電子ペーパー、タッチパネル等の表示装置用の支持基材として、好適に使用することができる。
また、本発明の表示装置は、製造過程において、樹脂基板が破損しにくいため、生産性が高い。
The polyimide film of the present invention has low thermal expansion, high transmittance in the visible region, excellent transparency, excellent dimensional stability, high heat resistance, low moisture absorption, and high strength. high and highly productive. Therefore, it can be suitably used as a support base material for display devices such as organic EL displays, organic EL lighting, electronic paper, and touch panels.
Furthermore, the display device of the present invention has high productivity because the resin substrate is less likely to be damaged during the manufacturing process.

以下、本発明を更に説明する。
本発明の表示装置は、ポリイミド前駆体またはポリイミドの溶液を無機基板上に流延し、熱処理を行うことでポリイミドフィルムを形成し、さらに前記ポリイミドフィルムの上に表示素子を搭載し、前記無機基板から前記ポリイミドフィルムを表示素子ごと剥離することにより得られる表示装置であって、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上、熱膨張係数が40ppm/K以下、引き裂き伝播抵抗が2.0mN/μm以上である。
The present invention will be further explained below.
In the display device of the present invention, a polyimide film is formed by casting a polyimide precursor or a solution of polyimide onto an inorganic substrate and performing heat treatment, and further, a display element is mounted on the polyimide film, and a polyimide film is formed on the inorganic substrate. A display device obtained by peeling off the polyimide film together with the display element, wherein the polyimide film has a glass transition temperature of 300°C or higher, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or higher, and a total light beam of 30 μm or less in film thickness. The transmittance is 80% or more, the thermal expansion coefficient is 40 ppm/K or less, and the tear propagation resistance is 2.0 mN/μm or more.

ポリイミドフィルムは、原料のジアミンと酸無水物とを溶媒の存在下で重合し、ポリイミド前駆体の溶液とした後、これを無機基板上に流延し、熱処理によりイミド化することによって製造することができる。または、ポリイミドの溶液を無機基板上に流延し、熱処理によりイミド化することによって製造することができる。
ポリイミドフィルムの分子量は、原料のジアミンと酸無水物のモル比を変化させることで主に制御可能であるが、通常、そのモル比は1:1である。必要に応じて、0.985~1.025まで調整することができる。分子量Mw(重量平均分子量)の範囲としては、80,000以上が好ましい。また、80,000から400,000の範囲に調整することがより好ましい。さらに好ましくは、100,000を超え400,000以下、さらに一層好ましくは、120,000から400,000以下の範囲に調整する。ここで、分子量Mwは、GPC(Gel Permeation Chromatography)により測定及び算出したポリスチレン換算の分子量である。
Polyimide film is produced by polymerizing the raw materials diamine and acid anhydride in the presence of a solvent to form a polyimide precursor solution, then casting this onto an inorganic substrate and imidizing it by heat treatment. I can do it. Alternatively, it can be manufactured by casting a polyimide solution onto an inorganic substrate and imidizing it by heat treatment.
The molecular weight of the polyimide film can be controlled mainly by changing the molar ratio of the raw materials diamine and acid anhydride, and usually the molar ratio is 1:1. It can be adjusted from 0.985 to 1.025 as needed. The range of molecular weight Mw (weight average molecular weight) is preferably 80,000 or more. Further, it is more preferable to adjust it to a range of 80,000 to 400,000. More preferably, it is adjusted to a range of more than 100,000 and less than 400,000, even more preferably from 120,000 to less than 400,000. Here, the molecular weight Mw is a polystyrene-equivalent molecular weight measured and calculated by GPC (Gel Permeation Chromatography).

前記ポリイミド前駆体の溶液は、先ず、ジアミンを有機溶媒に溶解させた後、その溶液に酸二無水物を加え、ポリイミド前駆体であるポリアミド酸を製造する。有機溶媒としては、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド、n-メチルピロリジノン、2-ブタノン、ジグライム、キシレン、ブチロラクトン、トリエチレングリコールジメチルエーテル等が挙げられ、これらを1種若しくは2種以上併用して使用することもできる。 The solution of the polyimide precursor is prepared by first dissolving a diamine in an organic solvent, and then adding an acid dianhydride to the solution to produce a polyamic acid, which is a polyimide precursor. Examples of organic solvents include dimethylacetamide, dimethylformamide, n-methylpyrrolidinone, 2-butanone, diglyme, xylene, butyrolactone, triethylene glycol dimethyl ether, etc., and these may be used alone or in combination of two or more. can.

得られたポリイミド前駆体の溶液を無機基板に流延する際、ポリイミド前駆体の濃度や分子量の調整により、当該溶液の粘度は500~70000cpsの範囲とすることが好ましい。より好ましくは2000~20000cpsである。 When the obtained polyimide precursor solution is cast onto an inorganic substrate, the viscosity of the solution is preferably in the range of 500 to 70,000 cps by adjusting the concentration and molecular weight of the polyimide precursor. More preferably 2,000 to 20,000 cps.

また、樹脂溶液の塗布面となる基体や基材の表面に対して適宜表面処理を施した後に、流延を行ってもよい。上記において、乾燥条件は150℃以下で2~10分、また、イミド化のための熱処理は130~360℃程度の温度で2~60分程度行うことが適当である。流延の方法は、公知の方法を用いることができるが、好ましくはスピンコート法、コータ法である。 Alternatively, the casting may be performed after appropriately surface-treating the surface of the substrate or base material, which will be the surface to which the resin solution is applied. In the above, it is appropriate that the drying conditions are 150° C. or lower for 2 to 10 minutes, and the heat treatment for imidization is performed at a temperature of about 130 to 360° C. for about 2 to 60 minutes. As the casting method, a known method can be used, but preferably a spin coating method or a coater method is used.

続く熱処理によるイミド化の工程は、加熱脱水による熱イミド化の他、ポリイミド前駆体に脱水剤と触媒を加えて反応させることによる化学イミド化を用いて行うこともできる。熱イミド化の場合、加熱温度は90~360℃であることが好ましい。一方、化学イミド化の場合、加熱温度は50~250℃であることが好ましい。なお、ポリイミドの溶液を無機基板上に流延し、熱処理によりポリイミドフィルムを形成する際は、溶液中の溶剤を揮発させる程度の温度で良く、100~250℃であることが好ましい。 The subsequent step of imidization by heat treatment can be carried out not only by thermal imidization by thermal dehydration but also by chemical imidization by adding a dehydrating agent and a catalyst to the polyimide precursor and causing the mixture to react. In the case of thermal imidization, the heating temperature is preferably 90 to 360°C. On the other hand, in the case of chemical imidization, the heating temperature is preferably 50 to 250°C. Note that when a polyimide solution is cast onto an inorganic substrate and a polyimide film is formed by heat treatment, the temperature may be sufficient to volatilize the solvent in the solution, and is preferably 100 to 250°C.

無機基板は、公知の基板を制限なく使用できるが、平滑、高耐熱及び寸法変化率が少ないという理由から、ガラス、SUS、アルミが好ましく、より好ましくはガラスである。 As the inorganic substrate, any known substrate can be used without limitation, but glass, SUS, and aluminum are preferable, and glass is more preferable because of its smoothness, high heat resistance, and low dimensional change rate.

上記熱処理によって、無機基板上に30μm以下の膜厚における全光線透過率(本発明では、380nmから780nmの波長領域での透過率を意味する。)が、80%以上のポリイミドフィルムが得られるが、特に上記熱処理における昇温時の最高加熱温度(最高到達温度)より20℃低い温度から最高到達温度までの高温加熱温度域での加熱時間(以下、高温保持時間という。)を60分以内とすることが好ましい。この高温保持時間が60分を超えると、工程の生産効率が悪くなることと、着色等によってポリイミドフィルムの透明性が低下する可能性がある。透明性を維持するためには高温保持時間は短い方が良いが、時間が短すぎると熱処理の効果が十分に得られない可能性がある。最適な高温保持時間は、加熱方式、基材の熱容量、ポリイミドフィルムの厚み等によって異なるが、0.5分以上120分以下とすることが好ましい。より好ましくは、0.5分以上60分以内である。 By the above heat treatment, a polyimide film having a total light transmittance (in the present invention, means transmittance in a wavelength range of 380 nm to 780 nm) of 80% or more at a film thickness of 30 μm or less can be obtained on an inorganic substrate. In particular, the heating time (hereinafter referred to as high-temperature holding time) in the high-temperature heating temperature range from a temperature 20°C lower than the maximum heating temperature (maximum achieved temperature) to the maximum achieved temperature during temperature increase in the above heat treatment (hereinafter referred to as high-temperature holding time) is within 60 minutes. It is preferable to do so. If this high temperature holding time exceeds 60 minutes, the production efficiency of the process may deteriorate and the transparency of the polyimide film may decrease due to coloring or the like. In order to maintain transparency, the shorter the high temperature holding time, the better; however, if the holding time is too short, the effect of heat treatment may not be sufficiently obtained. The optimum high temperature holding time varies depending on the heating method, heat capacity of the base material, thickness of the polyimide film, etc., but is preferably 0.5 minutes or more and 120 minutes or less. More preferably, the time is 0.5 minutes or more and 60 minutes or less.

また、上記熱処理によって得られるポリイミドフィルムは、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上であり、かつ、ガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、熱膨張係数が40ppm/K以下及び引き裂き伝播抵抗が1.3mN/μm以上である。
全光線透過率が80%未満である場合は、表示素子として有機EL素子を用いた場合、有機ELの発光層から出る光(波長が主に380nmから780nmである。)がポリイミドフィルムを十分透過しない。そのため、例えば、ボトムエミッション構造の場合、前記発光層からの発光を十分取出すことができない。より好ましくは、全光線透過率は85%以上である。また、表示素子としてタッチパネル用の透明導電膜を用いた場合、十分な視認性を担保するという理由から、全光線透過率は85%以上である。
また、前記ポリイミドフィルムは、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上であれば、その膜厚は制限されないが、好ましくは5~30μm、より好ましくは10~20μmである。
In addition, the polyimide film obtained by the above heat treatment has a total light transmittance of 80% or more at a film thickness of 30 μm or less, a glass transition temperature of 300°C or more, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or more, and a thermal expansion. The coefficient is 40 ppm/K or less and the tear propagation resistance is 1.3 mN/μm or more.
When the total light transmittance is less than 80%, when an organic EL element is used as a display element, the light emitted from the organic EL light emitting layer (wavelength is mainly from 380 nm to 780 nm) is sufficiently transmitted through the polyimide film. do not. Therefore, for example, in the case of a bottom emission structure, light emission from the light emitting layer cannot be sufficiently extracted. More preferably, the total light transmittance is 85% or more. Further, when a transparent conductive film for a touch panel is used as a display element, the total light transmittance is 85% or more to ensure sufficient visibility.
Further, the thickness of the polyimide film is not limited as long as it has a total light transmittance of 80% or more at a thickness of 30 μm or less, but it is preferably 5 to 30 μm, more preferably 10 to 20 μm.

また、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度は300℃以上である。好ましくは330℃以上であり、より好ましくは350℃以上である。カラス転移温度が300℃未満であると、表示素子の搭載時の熱により、ポリイミドフィルムが変形する恐れがある。 Further, the glass transition temperature of the polyimide film is 300°C or higher. Preferably it is 330°C or higher, more preferably 350°C or higher. If the glass transition temperature is less than 300° C., the polyimide film may be deformed by heat during mounting of the display element.

また、前記ポリイミドフィルムの5%熱分解温度(Td5%)は530℃以上である。530℃未満であると、TFT、透明導電膜等の表示素子の搭載時の熱により、ポリイミドフィルムが一部分解してしまう恐れがある。より好ましくは、530℃における重量減少率が3%以下である。 Further, the 5% thermal decomposition temperature (Td5%) of the polyimide film is 530°C or higher. If the temperature is lower than 530° C., there is a risk that the polyimide film may partially decompose due to the heat generated when display elements such as TFTs and transparent conductive films are mounted. More preferably, the weight loss rate at 530°C is 3% or less.

また、前記の通り、ポリイミドフィルムの熱膨張係数は40ppm/K以下であるが、好ましくは-10ppm/K~40ppm/Kの間である。-10ppm/K未満であると、または、40ppm/Kを超えると、表示素子の搭載時の熱応力により、表示装置に反りやクラックが生じたり、剥離したりするなどの問題が発生してしまうことがある。より好ましくは0ppm/K~30ppm/Kである。 Further, as described above, the thermal expansion coefficient of the polyimide film is 40 ppm/K or less, preferably between -10 ppm/K and 40 ppm/K. -If it is less than 10 ppm/K, or if it exceeds 40 ppm/K, problems such as warping, cracking, or peeling of the display device will occur due to thermal stress when the display element is mounted. Sometimes. More preferably it is 0 ppm/K to 30 ppm/K.

また、前記ポリイミドフィルムの引き裂き伝播抵抗は、1.3mN/μm以上である。1.3mN/μm未満であると、例えば、ポリイミドフィルム上に表示素子を搭載し、無機基板からポリイミドフィルムを引きはがす工程等において、ポリイミドフィルムが破断する恐れがある。より好ましい範囲は1.5mN/μm以上である。さらに好ましい範囲は2.0mN/μm以上である。 Further, the tear propagation resistance of the polyimide film is 1.3 mN/μm or more. If it is less than 1.3 mN/μm, there is a risk that the polyimide film will break, for example, in the process of mounting a display element on the polyimide film and peeling off the polyimide film from the inorganic substrate. A more preferable range is 1.5 mN/μm or more. A more preferable range is 2.0 mN/μm or more.

また、有機EL装置及びタッチパネル装置では、前記装置内への水分の吸着を防ぐため、支持基材の低吸湿性が好まれる。そのため、前記ポリイミドフィルムは、吸湿率が0.8wt%以下であることが好ましい。より好ましくは、0.6wt%以下である。また、吸湿率が0.8wt%以下であると、TFT搭載時、又は透明導電膜の積層時に膨れ、発泡などが起こらずに、表示装置としての信頼性が向上する。 Furthermore, in organic EL devices and touch panel devices, it is preferable that the supporting base material has low hygroscopicity in order to prevent moisture from being adsorbed into the device. Therefore, it is preferable that the polyimide film has a moisture absorption rate of 0.8 wt% or less. More preferably, it is 0.6 wt% or less. Further, when the moisture absorption rate is 0.8 wt % or less, no swelling or foaming occurs when mounting a TFT or laminating a transparent conductive film, and the reliability as a display device is improved.

また、上記のような性能を満たすポリイミドフィルムは、該ポリイミドフィルムを構成するポリイミド成分が、上記式(1)及び(2)で表される構造単位からなることが好ましい。 Further, in a polyimide film that satisfies the above-mentioned performance, it is preferable that the polyimide component constituting the polyimide film consists of structural units represented by the above formulas (1) and (2).

上記式(2)において、Xは単結合または-C-もしくは-O-を含む置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40 である。より好ましくは0.12~0.40であり、さらに好ましくは0.15~0.40である。
ここで、-C-を含む置換基とは、例えば、-CO-、-C(CF-、-C(CH-が挙げられる。より好ましくは、上記式(3)または(5)で表わされる置換基である。
また、-O-を含む置換基は、例えば、-O-Ph-O-、-O-Ph-Ph-O-、-O-、-O-Ph-C(CF-Ph-O-が挙げられる。ここで、Phはフェニレン基のことである。より好ましくは、上記式(3)または(4)で表わされる置換基である。
In the above formula (2), X is a single bond or a substituent containing -C- or -O-. However, m/(m+n)=0.11 to 0.40. More preferably 0.12 to 0.40, still more preferably 0.15 to 0.40.
Here, examples of the substituent containing -C- include -CO-, -C(CF 3 ) 2 -, and -C(CH 3 ) 2 -. More preferred is a substituent represented by the above formula (3) or (5).
Furthermore, substituents containing -O- are, for example, -O-Ph-O-, -O-Ph-Ph-O-, -O-, -O-Ph-C(CF 3 ) 2 -Ph-O - is mentioned. Here, Ph is a phenylene group. More preferred is a substituent represented by the above formula (3) or (4).

ここで、上記式(1)の構造単位は主に低熱膨張性と高耐熱性等の性質を向上させ、また、上記式(2)の構造単位は高透明性、引き裂き伝播抵抗を向上させるのに有効である。そのため、m/(m+n)が0.11より小さいと、熱膨張係数が大きく、ガラス転移温度が低くなり、TFTを搭載する工程に耐えられなくなる傾向にある。より好ましいのは0.20以上である。一方、0.40を超えると、引き裂き伝播が低くなり、例えば、ポリイミドフィルム上に表示素子を搭載し、無機基板からポリイミドフィルムを引きはがす工程等において、ポリイミドフィルムが破断しやすくなる傾向にある。また、透明性が低下する傾向にある。 Here, the structural unit of formula (1) above mainly improves properties such as low thermal expansion and high heat resistance, and the structural unit of formula (2) above mainly improves properties such as high transparency and tear propagation resistance. It is effective for Therefore, if m/(m+n) is smaller than 0.11, the coefficient of thermal expansion will be large, the glass transition temperature will be low, and the material will tend to be unable to withstand the process of mounting a TFT. More preferably, it is 0.20 or more. On the other hand, when it exceeds 0.40, tear propagation becomes low, and the polyimide film tends to be easily broken, for example, in the process of mounting a display element on a polyimide film and peeling off the polyimide film from an inorganic substrate. Furthermore, transparency tends to decrease.

高分子量の樹脂を得るために、本発明では、酸無水物とジアミンのモル比は0.985~1.025の範囲で調整することが好ましく、より好ましくは1.000~1.020の範囲である。さらに好ましいのは1.002~1.015である。それ以外のモル比では、分子量が低くなり、引き裂き伝播抵抗が小さくなる。 In order to obtain a high molecular weight resin, in the present invention, the molar ratio of acid anhydride and diamine is preferably adjusted in the range of 0.985 to 1.025, more preferably in the range of 1.000 to 1.020. It is. More preferred is 1.002 to 1.015. At other molar ratios, the molecular weight will be low and the tear propagation resistance will be low.

また、上記ポリイミドフィルムは、滑り性の向上、熱伝導性の向上などの目的で、例えばシリカ、アルミナ、窒化ホウ素、窒化アルミニウムなどの無機微粒子を添加しても良い。 Furthermore, inorganic fine particles such as silica, alumina, boron nitride, and aluminum nitride may be added to the polyimide film for the purpose of improving slipperiness and thermal conductivity.

また、上記ポリイミドフィルムは、複数層のポリイミドからなるようにしてもよい。単層の場合には、3μm~50μmの厚みを有するようにするのがよい。一方、複数層の場合においては、主たるポリイミド層が上記の厚みを有するポリイミドフィルムであれば良い。ここで主たるポリイミド層とは、複数層のポリイミドの中で、厚みが最も大きな比率を占めるポリイミド層を指し、好適にはその厚みを3μm~50μmにするのがよく、さらに好ましくは4μm~30μmである。 Further, the polyimide film may be made of multiple layers of polyimide. In the case of a single layer, it is preferable to have a thickness of 3 μm to 50 μm. On the other hand, in the case of multiple layers, it is sufficient if the main polyimide layer is a polyimide film having the above-mentioned thickness. Here, the main polyimide layer refers to a polyimide layer having the largest thickness among multiple polyimide layers, and preferably has a thickness of 3 μm to 50 μm, more preferably 4 μm to 30 μm. be.

上記熱処理が完了した後に、前記ポリイミドフィルム上に表示素子を搭載する。ここで、表示素子の種類は特に制限しないが、液晶表示装置、有機EL表示装置、電子ペーパーをはじめとする表示装置、及び、カラーフィルター等の表示装置の構成部品も含んでいる。また、有機EL照明装置、タッチパネル装置、ITO等が積層された導電性フィルム、水分や酸素等の浸透を防止するガスバリアフィルム、フレキシブル回路基板の構成部品などを含めた、前記表示装置に付随して使用される各種機能装置も包含される。すなわち、本発明で言う表示素子とは、液晶表示装置、有機EL表示装置、及びカラーフィルター等の構成部品のみならず、有機EL照明装置、タッチパネル装置、有機EL表示装置の電極層もしくは発光層、ガスバリアフィルム、接着フィルム、薄膜トランジスタ(TFT)、液晶表示装置の配線層もしくは透明導電層等の、1種又は2種以上を組み合わせたものも含めている。 After the heat treatment is completed, a display element is mounted on the polyimide film. Here, the type of display element is not particularly limited, but includes display devices such as liquid crystal display devices, organic EL display devices, electronic paper, and component parts of display devices such as color filters. In addition, the display devices include organic EL lighting devices, touch panel devices, conductive films laminated with ITO, etc., gas barrier films that prevent penetration of moisture, oxygen, etc., components of flexible circuit boards, etc. The various functional devices used are also included. That is, the display element referred to in the present invention includes not only component parts such as a liquid crystal display device, an organic EL display device, and a color filter, but also an organic EL lighting device, a touch panel device, an electrode layer or a light emitting layer of an organic EL display device, It also includes one or a combination of two or more of gas barrier films, adhesive films, thin film transistors (TFTs), wiring layers of liquid crystal display devices, transparent conductive layers, and the like.

また、表示素子の形成方法は、表示素子(例えば、有機EL表示装置の場合は、バリア層、TFT、ITO、有機EL発光層、カラーフィルター層が挙げられ、また、タッチパネルの場合は、透明導電膜、メタルメッシュ等の電極層が挙げられる。)に応じて、適宜、形成条件が設定されるが、一般的には金属等をポリイミドフィルム上に成膜した後、必要に応じて所定の形状にパターニングしたり、熱処理したりするなど、公知の方法を用いて得ることができる。すなわち、これら表示素子を形成するための手段については特に制限されず、例えば、スパッタリング、蒸着、CVD、印刷、露光、浸漬など、適宜選択されたものであり、必要な場合には真空チャンバー内などでこれらのプロセス処理を行うようにしてもよい。そして、無機基板とポリイミドフィルムとを分離するのは、各種プロセス処理を経て表示素子を形成した直後であってもよく、ある程度の期間で無機基板と一体にしておき、例えば表示装置として利用する直前に分離して取り除くようにしてもよい。 In addition, the method for forming a display element includes forming a display element (for example, in the case of an organic EL display device, a barrier layer, TFT, ITO, an organic EL light emitting layer, and a color filter layer), and in the case of a touch panel, a transparent conductive layer. Formation conditions are set as appropriate depending on the electrode layer such as a film, metal mesh, etc.), but in general, after forming a film of metal etc. on a polyimide film, it is formed into a predetermined shape as necessary. It can be obtained using known methods such as patterning or heat treatment. That is, the means for forming these display elements is not particularly limited, and may be appropriately selected, such as sputtering, vapor deposition, CVD, printing, exposure, or dipping, and if necessary, may be formed in a vacuum chamber, etc. These processes may be performed in the following manner. The inorganic substrate and the polyimide film may be separated immediately after forming the display element through various processes, or may be integrated with the inorganic substrate for a certain period of time, for example, immediately before being used as a display device. It may be separated and removed separately.

上記表示素子を搭載した後に、無機基板からポリイミドフィルムを表示素子ごと剥離する。無機基板からポリイミドフィルムを剥離する際に、ポリイミドフィルムが延伸されると、リタデーションが大きくなる。このため、剥離の際にポリイミドフィルムにかかる応力が小さくなるように剥離する方法が好ましい。 After mounting the display element, the polyimide film is peeled off from the inorganic substrate together with the display element. When a polyimide film is stretched when peeled from an inorganic substrate, retardation increases. For this reason, it is preferable to use a method of peeling such that the stress applied to the polyimide film during peeling is reduced.

ポリイミドフィルムの延伸を防止するためには、無機基板に他の層を形成し、その上にそれからポリイミドを形成させ、その上に表示素子を搭載した後に、ポリイミドフィルムを当該他の層及び表示素子ごと剥離し、剥離に必要な応力を当該他の層に分散する方法が好ましい。特にポリイミドフィルムが薄い場合に効果的である。この場合、当該他の層を含めて、本発明のポリイミドフィルムとみなす。他の層を形成する方法の例としては、粘着剤による樹脂フィルムや金属箔の張り合わせ、塗布、蒸着等が挙げられる。 In order to prevent stretching of the polyimide film, after forming another layer on the inorganic substrate, then forming polyimide on it, and mounting the display element thereon, the polyimide film is attached to the other layer and the display element. Preferred is a method in which the entire layer is peeled off and the stress necessary for peeling is distributed to the other layer. This is particularly effective when the polyimide film is thin. In this case, the polyimide film including the other layers is considered to be the polyimide film of the present invention. Examples of methods for forming other layers include laminating a resin film or metal foil with an adhesive, coating, vapor deposition, and the like.

さらに、基材からのポリイミドフィルムの剥離を容易にし、延伸を防止する方法として、公知の他の方法も適用できる。例えば、特表2007-512568公報では、ガラス上にポリイミド等の黄色フィルムを形成、次いでこの黄色フィルム上に薄膜電子素子を形成した後、ガラスを通して黄色フィルムの底面にUVレーザー光を照射することにより、ガラスと黄色フィルムを剥離することが可能であることを開示している。この方法によれば、UVレーザー光によりポリイミドフィルムがガラスから分離されるため、剥離の際に応力が全く発生せず、本発明の剥離プロセスとして好ましい方法の一つである。しかしながら、黄色フィルムと異なり、透明プラスチックはUVレーザー光を吸収しないため、アモルファスシリコンのような吸収/剥離層をあらかじめフィルムの下に設ける必要があることも開示されている。 Furthermore, other known methods can also be applied to facilitate the peeling of the polyimide film from the base material and prevent stretching. For example, in Japanese Patent Publication No. 2007-512568, a yellow film of polyimide or the like is formed on glass, a thin film electronic element is formed on this yellow film, and then UV laser light is irradiated through the glass to the bottom of the yellow film. , discloses that it is possible to peel a yellow film from glass. According to this method, since the polyimide film is separated from the glass by UV laser light, no stress is generated during peeling, and this method is one of the preferred peeling processes of the present invention. However, it is also disclosed that unlike the yellow film, the transparent plastic does not absorb UV laser light, so an absorbing/release layer such as amorphous silicon must be provided beforehand under the film.

また、特表2012―511173公報では、UVレーザー光の照射によりガラスとポリイミドフィルムの剥離を行なうためには、300~410nmのスペクトルの範囲内のレーザーを用いることが開示されている。因みに、剥離方法としては、ガラス側からレーザーを照射して、表示部を備えた樹脂基材をガラスから分離する方法、剥離層をガラス基板に塗布して形成した後、剥離層の上にポリイミド樹脂を塗布し、有機EL表示装置の製造工程が完了した後に剥離層からポリイミドフィルム層を剥離する方法、無機層の表面のカップリング剤処理を行なった後、UV照射等によりこのカプリング剤のパターン化処理を行ない、剥離強度が異なる良好接着部分と易剥離部分をもつ積層体を形成し、それから剥離する方法などが挙げられる。 Furthermore, Japanese Patent Publication No. 2012-511173 discloses that a laser within the spectrum range of 300 to 410 nm is used to peel a polyimide film from glass by irradiation with UV laser light. Incidentally, the peeling method is to irradiate a laser from the glass side to separate the resin base material with the display part from the glass, or to form a peeling layer by applying it to the glass substrate, and then applying polyimide on top of the peeling layer. After applying a resin and completing the manufacturing process of an organic EL display device, the polyimide film layer is peeled off from the release layer, and after the surface of the inorganic layer is treated with a coupling agent, the pattern of this coupling agent is formed by UV irradiation, etc. For example, a method of forming a laminate having a good adhesion part and an easily peelable part with different peel strengths by carrying out a chemical treatment, and then peeling it off.

有機EL装置の発光層から出る光の波長が主に440nmから780nmであることから、有機EL装置に用いられる支持基材としては、この波長領域での平均透過率が少なくとも80%以上であることが求められる。一方、上記で述べたUVレーザー光の照射により、ガラスとポリイミドフィルムの剥離を行なう場合、UVレーザー光の波長での透過率が高いと、吸収/剥離層をフィルムの下に設ける必要があり、このことにより生産性が低下する。吸収/剥離層を設けることなく、剥離を行なうためには、ポリイミドフィルム自体がレーザー光を十分に吸収する必要があり、ポリイミドフィルムの400nmでの透過率は、好ましくは60%以下であり、さらに好ましくは40%以下である。 Since the wavelength of light emitted from the light emitting layer of an organic EL device is mainly from 440 nm to 780 nm, the supporting base material used for the organic EL device must have an average transmittance of at least 80% in this wavelength range. is required. On the other hand, when peeling glass and polyimide film by irradiation with UV laser light as described above, if the transmittance at the wavelength of UV laser light is high, it is necessary to provide an absorption/release layer under the film. This reduces productivity. In order to perform peeling without providing an absorption/release layer, the polyimide film itself must absorb laser light sufficiently, and the transmittance of the polyimide film at 400 nm is preferably 60% or less, and Preferably it is 40% or less.

また、有機EL装置内やタッチパネル装置内への水分や酸素の侵入を防ぐため、前記ポリイミドフィルムにガスバリア層を形成しても良い。この場合、ガスバリア層を含めて、本発明のポリイミドフィルムとみなす。単体のポリイミドフィルムに形成しても良く、ガラス、金属箔などの基材とポリイミドフィルムの積層体に形成しても良い。ガスバリア層は公知のものを使用できるが、酸素や水蒸気等に対するバリア性を備えたガスバリア層として、酸化珪素、酸化アルミニウム、炭化珪素、酸化炭化珪素、炭化窒化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素等の無機酸化物膜が好適に例示され、1種類の組成のみで構成されてもよいし、2種類以上の組成を混同させた膜を選択してもよい。 Further, a gas barrier layer may be formed on the polyimide film to prevent moisture and oxygen from entering the organic EL device or the touch panel device. In this case, the polyimide film including the gas barrier layer is considered to be the polyimide film of the present invention. It may be formed as a single polyimide film, or as a laminate of a polyimide film and a base material such as glass or metal foil. Any known gas barrier layer can be used, but silicon oxide, aluminum oxide, silicon carbide, silicon oxide carbide, silicon carbonitride, silicon nitride, silicon nitride oxide, etc. can be used as a gas barrier layer with barrier properties against oxygen, water vapor, etc. An inorganic oxide film is preferably exemplified, and may be composed of only one type of composition, or a film having a mixture of two or more types of composition may be selected.

以下、実施例等に基づいて本発明の内容をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の範囲に限定されるものではない。 Hereinafter, the content of the present invention will be explained in more detail based on Examples, etc., but the present invention is not limited to the scope of these Examples.

先ず、ポリイミドを合成する際のモノマーや溶媒の略語、及び、実施例中の各種物性の測定方法とその条件について以下に示す。 First, the abbreviations of monomers and solvents used in synthesizing polyimide, and the methods and conditions for measuring various physical properties in Examples are shown below.

TFMB:2,2'-ビス(トリフルオロメチル)-4,4'-ジアミノビフェニル
PMDA:ピロメリット酸二無水物
DMAc:N,N-ジメチルアセトアミド
6FDA:2,2'-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)ヘキサフルオロプロパン二無水物
ODPA:4,4'-オキシジフタル酸2無水物
BPADA:2,2’-ビス(4-(3,4-ジカルボキシフェノキシ)プロパン酸二無水物)
BPDA:3,3',4,4'-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物
m-TB:2,2’-ジメチルベンジジン
TPE-R:1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン
支持体基板:ガラス基板(コーニング社製、0.7mm厚)
溶媒:ジメチルアセトアミド(DMAc)
TFMB: 2,2'-bis(trifluoromethyl)-4,4'-diaminobiphenyl PMDA: Pyromellitic dianhydride DMAc: N,N-dimethylacetamide 6FDA: 2,2'-bis(3,4- dicarboxyphenyl)hexafluoropropane dianhydride ODPA: 4,4'-oxydiphthalic dianhydride BPADA: 2,2'-bis(4-(3,4-dicarboxyphenoxy)propanoic dianhydride)
BPDA: 3,3',4,4'-biphenyltetracarboxylic dianhydride m-TB: 2,2'-dimethylbenzidine TPE-R: 1,3-bis(4-aminophenoxy)benzene support substrate: Glass substrate (made by Corning, 0.7mm thick)
Solvent: dimethylacetamide (DMAc)

[熱膨張係数(CTE)]
3mm×15mmのサイズのポリイミドフィルムを、SEIKO製の熱機械分析(TMA)装置TMA100にて5.0gの荷重を加えながら一定の昇温速度(20℃/min)で30℃から280℃までに昇温して、それから30℃までに降温して、この温度範囲で引張り試験を行い、250℃から100℃への温度変化に対するポリイミドフィルムの伸び量から熱膨張係数(ppm/K)を測定した。
[Coefficient of thermal expansion (CTE)]
A polyimide film with a size of 3 mm x 15 mm was heated from 30 °C to 280 °C at a constant heating rate (20 °C/min) while applying a load of 5.0 g using a SEIKO thermomechanical analysis (TMA) device TMA100. The temperature was raised, then lowered to 30°C, a tensile test was conducted in this temperature range, and the coefficient of thermal expansion (ppm/K) was measured from the amount of elongation of the polyimide film with respect to the temperature change from 250°C to 100°C. .

[引き裂き伝播抵抗]
ポリイミドフィルム(63.5mm×50mm)の試験片を準備し、試験片に長さ12.7mmの切り込みを入れ、東洋精機製の軽荷重引裂き試験機を用いて室温で測定した。測定した引き裂き伝播抵抗値は、単位厚み当たりの抵抗値(mN/μm)として表した。
[Tear propagation resistance]
A test piece of polyimide film (63.5 mm x 50 mm) was prepared, a cut with a length of 12.7 mm was made in the test piece, and the test piece was measured at room temperature using a light load tear tester manufactured by Toyo Seiki. The measured tear propagation resistance value was expressed as a resistance value per unit thickness (mN/μm).

[ガラス転移温度Tg]
ポリイミドフィルム(10mm×22.6 mm)をティーエイ・インスツリメント・ジャパン製の動的粘弾性測定(DMA)装置RSA3にて20℃から500℃まで5℃/分で昇温させたときの動的粘弾性を測定し、ガラス転移温度Tg(tanδ極大値)を求めた。
[Glass transition temperature Tg]
The behavior of polyimide film (10 mm x 22.6 mm) when heated from 20°C to 500°C at a rate of 5°C/min using a dynamic rheological analysis (DMA) device RSA3 manufactured by TA Instruments Japan. The glass transition temperature Tg (tan δ maximum value) was determined.

[光透過率]
ポリイミドフィルム(50mm×50mm)をU4000形分光光度計にて、440nmから780nmにおける光透過率の平均値を求めた。
[Light transmittance]
The average light transmittance of a polyimide film (50 mm x 50 mm) from 440 nm to 780 nm was determined using a U4000 spectrophotometer.

[全光線透過率]
ポリイミドフィルム(5cm角)を、日本電色工業製のHAZE METER NDH-5000を用いて、全光線透過率の測定を行った。
[Total light transmittance]
The total light transmittance of the polyimide film (5 cm square) was measured using HAZE METER NDH-5000 manufactured by Nippon Denshoku Kogyo.

[熱分解温度(Td5%)]
窒素雰囲気下で10~20mgの重さのポリイミドフィルムを、SEIKO製の熱重量分析(TG)装置TG/DTA6200にて一定の速度で30℃から550℃まで昇温させたときの重量変化を測定し、重量減少率が5%の時の温度を熱分解温度とした。また、上記温度範囲において重量減少率が5%に達しなかった場合は、530℃以上の任意の温度及び当該温度における重量減少率を記載した。
[Thermal decomposition temperature (Td5%)]
Measure the weight change when a polyimide film weighing 10 to 20 mg is heated at a constant rate from 30°C to 550°C under a nitrogen atmosphere using a SEIKO thermogravimetric analysis (TG) device TG/DTA6200. The temperature at which the weight loss rate was 5% was defined as the thermal decomposition temperature. In addition, if the weight loss rate did not reach 5% in the above temperature range, any temperature of 530° C. or higher and the weight loss rate at that temperature were described.

[吸湿率]
ポリイミドフィルム(4cm×20cm)を、120℃で2時間乾燥した後、23℃/50%RHの恒温恒湿機で24時間静置し、その前後の重量変化から次式により求めた。
吸湿率(%)=[(吸湿後重量-乾燥後重量)/乾燥後重量]×100
[Moisture absorption rate]
After drying a polyimide film (4 cm x 20 cm) at 120°C for 2 hours, it was left to stand for 24 hours in a constant temperature and humidity machine at 23°C/50% RH, and the weight change before and after was determined by the following formula.
Moisture absorption rate (%) = [(weight after moisture absorption - weight after drying) / weight after drying] x 100

[剥離性]
ポリイミドフィルムを破断・破れがなく支持体基板から剥離できる場合は○と判断した。また、剥離する過程で、破断・破れが発生し、剥離できなくなる場合は×と判断した。
[Releasability]
If the polyimide film could be peeled off from the support substrate without breakage or tearing, it was judged as ○. In addition, if breakage or tearing occurs during the peeling process and peeling becomes impossible, it was judged as "×".

[湿度膨張係数(CHE)]
ポリアミド酸の溶液を、塗工する前に、DMAcを加えて粘度を約10000cPに調整した。それから、18μmの厚さの銅箔上にアプリケーターを用いて乾燥後の膜厚が約10μmとなるように塗布し、50~130℃で2~60分間乾燥した後、更に130℃から360℃までに30分をかけて熱処理を行い、銅箔上にポリイミド層を形成して、積層体を得た。この積層体を25cm×25cmのサイズに切り出し、銅箔側にエッチングレジスト層を設けて、これを一辺が30cmの正方形の四辺に10cm間隔で直径1mmの点が16箇所配置するパターンに形成した。エッチングレジスト開孔部の露出部分をエッチングし、16箇所の銅箔残存点を有するCHE測定用ポリイミドフィルムを得た。このフィルムを120℃で2時間乾燥した後、23℃/30%RH、23℃/50%RH及び23℃/70%の環境下でそれぞれ24時間静置し、各環境下における銅箔点間の寸法変化からCHE(ppm/%RH)を求めた。なお、寸法変化は二次元測長機により測定した。
[Humidity expansion coefficient (CHE)]
The viscosity of the polyamic acid solution was adjusted to about 10,000 cP by adding DMAc before coating. Then, it was applied onto a copper foil with a thickness of 18 μm using an applicator so that the film thickness after drying was about 10 μm, dried at 50 to 130°C for 2 to 60 minutes, and then heated from 130°C to 360°C. Heat treatment was performed for 30 minutes to form a polyimide layer on the copper foil to obtain a laminate. This laminate was cut into a size of 25 cm x 25 cm, an etching resist layer was provided on the copper foil side, and this was formed into a pattern in which 16 points with a diameter of 1 mm were arranged at 10 cm intervals on the four sides of a square with sides of 30 cm. The exposed portion of the etching resist opening was etched to obtain a polyimide film for CHE measurement having 16 copper foil remaining points. After drying this film at 120°C for 2 hours, it was left to stand for 24 hours in environments of 23°C/30% RH, 23°C/50% RH, and 23°C/70%. CHE (ppm/%RH) was determined from the dimensional change. Note that the dimensional change was measured using a two-dimensional length measuring machine.

[反り]
銅箔とポリイミドフィルムの積層体を10cm×10cmのサイズに切り出し、フラットな場所に置き、積層体の反りの状況を判断した。反りが1mm未満のものは○とし、1mm以上3mm未満のものは△とし、5mm以上のものは×とした。
[warp]
A laminate of copper foil and polyimide film was cut into a size of 10 cm x 10 cm, placed on a flat place, and the degree of warpage of the laminate was determined. If the warpage was less than 1 mm, it was marked as ○, if it was 1 mm or more and less than 3 mm, it was marked as Δ, and if it was 5 mm or more, it was marked as ×.

[重量平均分子量Mw]
重量平均分子量MwはGPC装置(東ソー社製TOSOHHLC-8220GPC)にて測定及び算出した。カラムは東ソー社製Tskgel GMHHR-M ×2連を使用した。標準サンプルはポリスチレンであり、検出器の種類はRIである。溶媒はDMAc系展開溶媒を用いた。
[Weight average molecular weight Mw]
The weight average molecular weight Mw was measured and calculated using a GPC device (TOSOHHLC-8220GPC manufactured by Tosoh Corporation). The column used was Tskgel GMHHR-M x 2, manufactured by Tosoh Corporation. The standard sample is polystyrene and the detector type is RI. A DMAc-based developing solvent was used as the solvent.

[合成例1]
(ポリアミド酸A)
窒素気流下で、500mlのセパラブルフラスコの中で攪拌しながらTFMB25.907を溶剤200gのDMAcに溶解させた。次いで、この溶液にPMDA14.0gとODPA5.019gを加えた。酸無水物とジアミンのモル比を1.005とした。その後、固形分が15wt%になるように、55gのDMAcを追加した。その後、溶液を室温で5時間攪拌を続けて重合反応を行い、一昼夜保持した。粘稠な無色のポリアミド酸溶液が得られ、高重合度のポリアミド酸Aが生成されていることが確認された。ポリアミド酸Aにおけるモノマーの重量組成を表1に示す。
[Synthesis example 1]
(Polyamic acid A)
TFMB25.907 was dissolved in 200 g of DMAc as a solvent while stirring in a 500 ml separable flask under a nitrogen stream. Next, 14.0 g of PMDA and 5.019 g of ODPA were added to this solution. The molar ratio of acid anhydride and diamine was set to 1.005. Thereafter, 55 g of DMAc was added so that the solid content was 15 wt%. Thereafter, the solution was continuously stirred at room temperature for 5 hours to carry out a polymerization reaction, and was maintained overnight. A viscous colorless polyamic acid solution was obtained, and it was confirmed that polyamic acid A with a high degree of polymerization was produced. Table 1 shows the weight composition of the monomers in polyamic acid A.

[合成例2~16]
(ポリアミド酸B~P)
表1~表3に示した組成とした以外は、合成例1と同じ方法で合成例2~16に係るポリアミド酸B~Pを得た。ポリアミド酸EのMwは、211,596であった。また、ポリアミド酸NのMwは、195,170であった。
[Synthesis examples 2 to 16]
(Polyamic acid B to P)
Polyamic acids B to P according to Synthesis Examples 2 to 16 were obtained in the same manner as Synthesis Example 1 except that the compositions shown in Tables 1 to 3 were used. Mw of polyamic acid E was 211,596. Moreover, Mw of polyamic acid N was 195,170.

[実施例1]
上記で得られたポリアミド酸A溶液に、DMAcを加えて、粘度が5000cPになるように希釈した。厚み0.5mm、10mm角のガラス基板上にアプリケーターを用いて熱処理後の膜厚が約25μmとなるように塗布し、30分をかけて90℃から360℃まで昇温させ、ガラス基板上にポリイミドを形成し、積層体Aを得た。次に、ポリイミドフィルムをガラス基板から剥離し、無色のポリイミドフィルムAを得た。得られたポリイミドフィルムAと積層体Aとについて、各種評価を行った結果を表4に示す。
なお、湿度膨張係数(CHE)及び反りの評価については、それぞれ上述の[湿度膨張係数(CHE)]及び[反り]に記載の手順に従って行った。評価結果を表4に示す。
[Example 1]
DMAc was added to the polyamic acid A solution obtained above to dilute it to a viscosity of 5000 cP. It was applied onto a 0.5 mm thick, 10 mm square glass substrate using an applicator so that the film thickness after heat treatment would be approximately 25 μm, and the temperature was raised from 90°C to 360°C over 30 minutes, and then the film was placed on the glass substrate. Polyimide was formed to obtain a laminate A. Next, the polyimide film was peeled off from the glass substrate to obtain a colorless polyimide film A. Table 4 shows the results of various evaluations performed on the obtained polyimide film A and laminate A.
Note that the evaluation of the humidity expansion coefficient (CHE) and warpage was performed according to the procedures described in the above-mentioned [Humidity expansion coefficient (CHE)] and [warp], respectively. The evaluation results are shown in Table 4.

[実施例4並びに参考例2、3、5、6及び7
ポリアミド酸Aの代わりに、ポリアミド酸B~Gを用いたこと以外は、実施例1と同じ方法で実施例4並びに参考例2、3、5、6及び7に係る積層体B~G及びポリイミドフィルムB~Gを作製した。評価結果を同様に表4に示す。
[Example 4 and Reference Examples 2, 3 , 5, 6 and 7 ]
Example 4, and laminates B to G and Reference Examples 2, 3 , 5, 6, and 7 were prepared in the same manner as in Example 1 , except that polyamic acids B to G were used instead of polyamic acid A. Polyimide films B to G were produced. The evaluation results are also shown in Table 4.

[参考例8、9、11]
ポリアミド酸Aの代わりに、ポリアミド酸C、E又はNをそれぞれ用い、且つ熱処理後の膜厚が約10μmとなるように塗布した以外は、実施例1と同じ方法で、参考例8に係る積層体C-2及びポリイミドフィルムC-2、参考例9に係る積層体E-2及びポリイミドE-2、並びに参考例11に係る積層体N及びポリイミドフィルムNを作製した。評価結果を同様に表4及び6にそれぞれ示す。
[Reference Examples 8, 9, 11]
The laminated layer according to Reference Example 8 was prepared in the same manner as in Example 1, except that polyamic acid C, E, or N was used instead of polyamic acid A, and the film was coated so that the film thickness after heat treatment was about 10 μm. A laminate E-2 and a polyimide film C-2, a laminate E-2 and a polyimide E-2 according to Reference Example 9, and a laminate N and a polyimide film N according to Reference Example 11 were produced. The evaluation results are also shown in Tables 4 and 6, respectively.

[参考例12]
ポリアミド酸Aの代わりにポリアミド酸Oを用い、且つ熱処理後の膜厚が約8μmとなるように塗布した以外は、実施例1と同じ方法で、参考例12に係る積層体O及びポリイミドフィルムOを作製した。評価結果を同様に表6に示す。
[Reference example 12]
Laminate O and polyimide film O according to Reference Example 12 were prepared in the same manner as in Example 1, except that polyamic acid O was used instead of polyamic acid A and the film thickness after heat treatment was about 8 μm. was created. The evaluation results are also shown in Table 6.

[実施例10]
上記実施例1と同様にして、積層体Aを得て、更に前記積層体Aのポリイミド面にカラーフィルター層を形成した。続いて、前記カラーフィルター層が形成されたポリイミドをガラスから剥離し、ポリイミドフィルムAをフレキシブル基板に用いたカラーフィルター基板を得た。カラーフィルター基板の製造工程において、積層体の反りは1mm未満であった。また、ポリイミドはガラスからきれいに剥離できた。また、得られたカラーフィルター基板においてフレキシブル基板の破損は見られなかった。
[Example 10]
A laminate A was obtained in the same manner as in Example 1 above, and a color filter layer was further formed on the polyimide surface of the laminate A. Subsequently, the polyimide on which the color filter layer was formed was peeled off from the glass to obtain a color filter substrate using polyimide film A as a flexible substrate. In the manufacturing process of the color filter substrate, the warpage of the laminate was less than 1 mm. Moreover, the polyimide could be peeled cleanly from the glass. Moreover, no damage to the flexible substrate was observed in the obtained color filter substrate.

[比較例1~6]
ポリアミド酸Aの代わりに、ポリアミド酸H~Mを用いた以外は、実施例1と同じ方法で比較例1~6に係る積層体H~M及びポリイミドフィルムH~Mを作製した。評価結果を表5に示す。
[Comparative Examples 1 to 6]
Laminated bodies H to M and polyimide films H to M according to Comparative Examples 1 to 6 were produced in the same manner as in Example 1, except that polyamic acids H to M were used instead of polyamic acid A. The evaluation results are shown in Table 5.

[比較例7~8]
ポリアミド酸Aの代わりに、ポリアミド酸P又はIを用い、且つ熱処理後の膜厚が約10μmとなるように塗布した以外は、実施例1と同じ方法で、比較例7に係る積層体P及びポリイミドフィルムP並びに比較例8に係る積層体I-2及びポリイミドフィルムI-2を作製した。評価結果を表6に示す。
[Comparative Examples 7-8]
Laminated bodies P and Comparative Example 7 were prepared in the same manner as in Example 1, except that polyamic acid P or I was used instead of polyamic acid A, and the film thickness after heat treatment was about 10 μm. Polyimide film P, laminate I-2 and polyimide film I-2 according to Comparative Example 8 were produced. The evaluation results are shown in Table 6.

Figure 0007438869000009
Figure 0007438869000009

Figure 0007438869000010
Figure 0007438869000010

Figure 0007438869000011
Figure 0007438869000011

Figure 0007438869000012
※ 重量減少率が5%に達しなかった。なお、カッコ内の数値は、表に記載の温度における重量減少率を表す。
Figure 0007438869000012
* Weight reduction rate did not reach 5%. Note that the numbers in parentheses represent the weight loss rate at the temperatures listed in the table.

Figure 0007438869000013
※重量減少率が5%に達しなかった。なお、カッコ内の数値は、表に記載の温度における重量減少率を表す。
Figure 0007438869000013
*The weight reduction rate did not reach 5%. Note that the numbers in parentheses represent the weight loss rate at the temperatures listed in the table.

Figure 0007438869000014
Figure 0007438869000014

表4及び6に示したとおり、本発明の条件を満たした実施例1及び並びに参考例2、3、5、6、7、8、9、11及び12に係るポリイミドフィルムは、耐熱性を保持したままで、透明性に優れ、反りも小さく、フィルムが丈夫で、きれいに支持体基板から剥離できるものであった。従って、このようなポリイミドフィルムは、有機ELディスプレイ、有機EL照明、電子ペーパー等の表示装置を形成する支持基材として、好適に使用できる。
一方、表5及び6に示したとおり、本発明の条件を満たさない比較例1~8に係るポリイミドフィルムからなるものは、熱膨張係数が大きくガラスとの積層体は反りが大きく、フィルムが脆くて、きれいにガラス基板から剥離することができずに、表示装置を形成するポリイミドフィルムとして適さないものであった。
As shown in Tables 4 and 6, the polyimide films of Examples 1 and 4 and Reference Examples 2, 3, 5, 6, 7, 8, 9, 11, and 12 that met the conditions of the present invention had heat resistance. The film had excellent transparency, little warping, was strong, and could be peeled off cleanly from the support substrate while retaining its properties. Therefore, such a polyimide film can be suitably used as a supporting base material for forming display devices such as organic EL displays, organic EL lighting, and electronic paper.
On the other hand, as shown in Tables 5 and 6, those made of polyimide films according to Comparative Examples 1 to 8 that do not meet the conditions of the present invention have a large coefficient of thermal expansion, and the laminate with glass has a large warp and the film is brittle. Therefore, the polyimide film could not be peeled cleanly from the glass substrate and was not suitable as a polyimide film for forming a display device.

Claims (4)

ポリイミドフィルムの上に表示素子を搭載してなる表示装置であって、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上、熱膨張係数が40ppm/K以下、引き裂き伝播抵抗が1.3mN/μm以上、吸湿率が0.6wt%以下であり、当該ポリイミドフィルムを構成するポリイミド成分が重量平均分子量10万~40万であって、下記式(1)及び(2)で表される構造単位からなることを特徴とする表示装置。
Figure 0007438869000015

Figure 0007438869000016

式(1)及び(2)において、Xは下記式(4)で表される置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40である。
Figure 0007438869000017
A display device comprising a display element mounted on a polyimide film, wherein the polyimide film has a glass transition temperature of 300°C or higher, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or higher, and a total light transmittance at a film thickness of 30 μm or less. is 80% or more, the thermal expansion coefficient is 40 ppm/K or less, the tear propagation resistance is 1.3 mN/μm or more, the moisture absorption is 0.6 wt% or less, and the polyimide component constituting the polyimide film has a weight average molecular weight of 100,000. 400,000 and is characterized by comprising structural units represented by the following formulas (1) and (2).
Figure 0007438869000015

Figure 0007438869000016

In formulas (1) and (2), X is a substituent represented by formula (4) below. However, m/(m+n)=0.11 to 0.40.
Figure 0007438869000017
前記表示装置がタッチパネルであることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。 The display device according to claim 1, wherein the display device is a touch panel. ポリイミドフィルムの上に表示素子を搭載してなる表示装置用のポリイミドフィルムであって、前記ポリイミドフィルムのガラス転移温度が300℃以上、5%熱分解温度が530℃以上、30μm以下の膜厚における全光線透過率が80%以上、熱膨張係数が40ppm/K以下、引き裂き伝播抵抗が1.3mN/μm以上、吸湿率が0.6wt%以下であり、当該ポリイミドフィルムを構成するポリイミド成分が重量平均分子量10万~40万であって、下記式(1)及び(2)で表される構造単位からなることを特徴とする表示装置用のポリイミドフィルム。
Figure 0007438869000018

Figure 0007438869000019

式(1)及び(2)において、Xは下記式(4)で表される置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40である。
Figure 0007438869000020
A polyimide film for a display device comprising a display element mounted on a polyimide film, wherein the polyimide film has a glass transition temperature of 300°C or higher, a 5% thermal decomposition temperature of 530°C or higher, and a film thickness of 30 μm or less. The total light transmittance is 80% or more, the thermal expansion coefficient is 40 ppm/K or less, the tear propagation resistance is 1.3 mN/μm or more, the moisture absorption is 0.6 wt% or less, and the polyimide component constituting the polyimide film is A polyimide film for display devices, having an average molecular weight of 100,000 to 400,000 and comprising structural units represented by the following formulas (1) and (2).
Figure 0007438869000018

Figure 0007438869000019

In formulas (1) and (2), X is a substituent represented by formula (4) below. However, m/(m+n)=0.11 to 0.40.
Figure 0007438869000020
重量平均分子量10万~40万であって、下記式(1)及び(2)で表される構造単位からなり、熱イミド化によって得られることを特徴とするポリイミド。
Figure 0007438869000021

Figure 0007438869000022

式(1)及び(2)において、Xは下記式(4)で表される置換基である。ただし、m/(m+n)=0.11~0.40である。
Figure 0007438869000023
A polyimide having a weight average molecular weight of 100,000 to 400,000, consisting of structural units represented by the following formulas (1) and (2), and obtained by thermal imidization .
Figure 0007438869000021

Figure 0007438869000022

In formulas (1) and (2), X is a substituent represented by formula (4) below. However, m/(m+n)=0.11 to 0.40.
Figure 0007438869000023
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