JPH03287543A - ラクトンイミド共重合体の製造方法及び表面平坦な基板の製造方法 - Google Patents
ラクトンイミド共重合体の製造方法及び表面平坦な基板の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
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Description
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野〕
本発明は電子材料として有用なラクトンイミド共重合体
の製造方法及びラクトンイミド共重合体の塗膜を形成さ
せることにより表面の平坦な基板を製造する方法に関す
る。
の製造方法及びラクトンイミド共重合体の塗膜を形成さ
せることにより表面の平坦な基板を製造する方法に関す
る。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕ポリイ
ミド樹脂は耐熱性、電気特性等に優れているため、電子
機器分野に於ける保護材料あるいは絶縁材料として広く
用いられている。
ミド樹脂は耐熱性、電気特性等に優れているため、電子
機器分野に於ける保護材料あるいは絶縁材料として広く
用いられている。
この様な用途に於いてはしばしば凹凸のある基板の表面
の平坦化を目的として使われることがある。ポリイミド
コーテイング材は一般にポリイミド前駆体であるポリア
ミド酸ないし低分子量ポリイミドが溶媒に溶解したもの
である。これを基板上に塗布し、焼成することにより溶
媒を揮散せしめるとともに、ポリイミド前駆体がポリア
ミド酸であるときはこれを脱水環化させ、比較的低分子
量のポリイミドを高分子量化して不溶性のポリイミド樹
脂に転化させることにより、塗膜を形成することができ
る。この際、溶媒の揮散とともにワニスの粘度は上昇し
、流動性を失なう。その後も溶媒の揮散及び生成した水
の蒸発は続くため、流動性を失なった時点での膜厚に比
例した膜減り(膜厚減少)が起こる。従って流動性喪失
時点では基板上の膜は平坦であっても焼成完了時では膜
を含めた基板の表面の凹凸はある程度なくなっていると
は言え、平坦な表面からは程遠いものであった。
の平坦化を目的として使われることがある。ポリイミド
コーテイング材は一般にポリイミド前駆体であるポリア
ミド酸ないし低分子量ポリイミドが溶媒に溶解したもの
である。これを基板上に塗布し、焼成することにより溶
媒を揮散せしめるとともに、ポリイミド前駆体がポリア
ミド酸であるときはこれを脱水環化させ、比較的低分子
量のポリイミドを高分子量化して不溶性のポリイミド樹
脂に転化させることにより、塗膜を形成することができ
る。この際、溶媒の揮散とともにワニスの粘度は上昇し
、流動性を失なう。その後も溶媒の揮散及び生成した水
の蒸発は続くため、流動性を失なった時点での膜厚に比
例した膜減り(膜厚減少)が起こる。従って流動性喪失
時点では基板上の膜は平坦であっても焼成完了時では膜
を含めた基板の表面の凹凸はある程度なくなっていると
は言え、平坦な表面からは程遠いものであった。
上記の如く、従来の技術では実用的に有用な表面の平坦
な基板は得られないことが多かった。本発明の目的はポ
リイミド系樹脂の膜で表面の平坦化された基板及び凹凸
のある基板の上面に平坦な表面を形成することのできる
ポリイミド系重合体の各製造方法を提供することである
。
な基板は得られないことが多かった。本発明の目的はポ
リイミド系樹脂の膜で表面の平坦化された基板及び凹凸
のある基板の上面に平坦な表面を形成することのできる
ポリイミド系重合体の各製造方法を提供することである
。
本発明の第1の態様は、分子中にアミノ基を有するポリ
イミド又はその前駆体が下記一般式(1)で示されるラ
クトン類の少くとも1種を含む溶媒中に溶解された溶液
を50〜250℃に加熱することを特徴とするラクトン
イミド共重合体の製造方法である。
イミド又はその前駆体が下記一般式(1)で示されるラ
クトン類の少くとも1種を含む溶媒中に溶解された溶液
を50〜250℃に加熱することを特徴とするラクトン
イミド共重合体の製造方法である。
(ただし式(1)に於いて、Rは独立に水素原子又は炭
素数1〜12個の同一または異種のアルキル基、アリー
ル基、アラルキル基もしくはアルコキシ基を表わし、m
は3≦m≦5の整数である。)本発明の第2の態様は分
子中にアミノ基を有するポリイミド又はその前駆体が前
記一般式(1)で示されるラクトン類の少なくとも1種
を含む溶液中に溶解された溶液を凹凸のある基板上に塗
布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を形成させるこ
とを特徴とする表面の平坦な基板の製造方法である。
素数1〜12個の同一または異種のアルキル基、アリー
ル基、アラルキル基もしくはアルコキシ基を表わし、m
は3≦m≦5の整数である。)本発明の第2の態様は分
子中にアミノ基を有するポリイミド又はその前駆体が前
記一般式(1)で示されるラクトン類の少なくとも1種
を含む溶液中に溶解された溶液を凹凸のある基板上に塗
布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を形成させるこ
とを特徴とする表面の平坦な基板の製造方法である。
本発明の第3の態様は分子中にアミノ基を有するポリイ
ミド又はその前駆体が前記一般式(1)で示されるラク
トン類の少くとも1種を含む溶液中に溶解された溶液を
50〜250℃に加熱することにより得られるラクトン
イミド共重合体と前記式(1)で示されるラクトン類の
少くとも1種′を含む溶媒とからなる溶液を凹凸のある
基板上に塗布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を形
成させることを特徴とする表面の平坦な基板の製造方法
である。
ミド又はその前駆体が前記一般式(1)で示されるラク
トン類の少くとも1種を含む溶液中に溶解された溶液を
50〜250℃に加熱することにより得られるラクトン
イミド共重合体と前記式(1)で示されるラクトン類の
少くとも1種′を含む溶媒とからなる溶液を凹凸のある
基板上に塗布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を形
成させることを特徴とする表面の平坦な基板の製造方法
である。
本発明の第4の態様は分子中にアミノ基を有するポリイ
ミド又はその前駆体が前記一般式(1)で示されるラク
トン類の少くとも1種を含む溶液中に溶解されてなる組
成物である。
ミド又はその前駆体が前記一般式(1)で示されるラク
トン類の少くとも1種を含む溶液中に溶解されてなる組
成物である。
前記凹凸のある基板としては、半導体、カラーフィルタ
ー:電子材料用のガラス板、シリコンウェハー、セラミ
ック板、銅版、アルミニウム板等の下地の一部をエツチ
ングするか、もしくは下地上に下地と同一材料もしくは
異なった材料をマウントするか、又はそれらの組合せに
より形成された凹凸のある板がある。
ー:電子材料用のガラス板、シリコンウェハー、セラミ
ック板、銅版、アルミニウム板等の下地の一部をエツチ
ングするか、もしくは下地上に下地と同一材料もしくは
異なった材料をマウントするか、又はそれらの組合せに
より形成された凹凸のある板がある。
本発明の方法で使用される原料について説明する。
前記した分子中にアミノ基を有するポリイミド又はその
前駆体とは如何なる方法で台底したちのでも使用するこ
とができるがテトラカルボン酸二無水物やトリカルボン
酸無水物等のカルボン酸無水物とジアミン又はトリアミ
ン等の多価アミンを前記カルボン酸無水物に対して前記
アミンが過剰の状態で有機溶媒中で反応を行なう公知の
方法で容易に合成することができる。
前駆体とは如何なる方法で台底したちのでも使用するこ
とができるがテトラカルボン酸二無水物やトリカルボン
酸無水物等のカルボン酸無水物とジアミン又はトリアミ
ン等の多価アミンを前記カルボン酸無水物に対して前記
アミンが過剰の状態で有機溶媒中で反応を行なう公知の
方法で容易に合成することができる。
本発明で用いることのできるテトラカルボン酸二無水物
として次の化合物を挙げることができるが必ずしもこれ
らに限られるものではない。
として次の化合物を挙げることができるが必ずしもこれ
らに限られるものではない。
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、2゜2’ 、3.3
’ −ビフェニル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’ −ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、2,3゜3′ 4′ −ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、2.2’ 、3.
3’ −ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−エーテルニ無
水物、ビス(3゜4−ジカルボキシフェニル)−スルホ
ンニ無水物、1.2,5.6−ナフタリンテトラカルボ
ン酸二無水物、2,3,6.7−ナフタリンテトラカル
ボン酸二無水物、2.2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)テトラフロロブロバンニ無水物等の芳香族テ
トラカルボン酸二無水物;シクロブタンテトラカルボン
酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無
水物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,2,3
.4−テトラカルボキシブタンニ無水物等の脂肪族テト
ラカルボン酸二無水物等。
ェニルテトラカルボン酸二無水物、2゜2’ 、3.3
’ −ビフェニル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’ −ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸二無水物、2,3゜3′ 4′ −ベンゾ
フェノンテトラカルボン酸二無水物、2.2’ 、3.
3’ −ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、
ビス(3,4−ジカルボキシフェニル)−エーテルニ無
水物、ビス(3゜4−ジカルボキシフェニル)−スルホ
ンニ無水物、1.2,5.6−ナフタリンテトラカルボ
ン酸二無水物、2,3,6.7−ナフタリンテトラカル
ボン酸二無水物、2.2−ビス(3,4−ジカルボキシ
フェニル)テトラフロロブロバンニ無水物等の芳香族テ
トラカルボン酸二無水物;シクロブタンテトラカルボン
酸二無水物、メチルシクロブタンテトラカルボン酸二無
水物等の脂環式テトラカルボン酸二無水物;1,2,3
.4−テトラカルボキシブタンニ無水物等の脂肪族テト
ラカルボン酸二無水物等。
本発明で用いることのできる多価アミンとして次の化合
物を挙げることが出来るが必ずしもこれらに限定される
ものではない。
物を挙げることが出来るが必ずしもこれらに限定される
ものではない。
4.4′ −ジアミノジフェニルエーテル、4゜4′
−ジアミノジフェニルメタン、414′ −ジアミノジ
フェニルスルホン、3.3’ −ジアミノジフェニル
スルホン、4.4’ −ジアミノジフェニルスルフィ
ド、4.4’ −ジ(メタ−アミノフェノキシ)ジフ
ェニルスルホン、4.4’ −ジ(パラ−アミノフェ
ノキシ)ジフェニルスルホン、オルト−フェニレンジア
ミン、メタ−フェニレンジアミン、バラ−フェニレンジ
アミン、ベンジジン、3.3’ −ジアミノベンゾフ
ェノン、4゜4′−ジアミノベンゾフェノン、4.4’
−ジアミノジフェニル−2,2′−プロパン、1.
5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン
、3.4’ −シフミノジフェニルエーテル、44′
〜ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2.2−
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)へキサ
フロロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ
)ベンゼン、13−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1.3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン
、4゜41−ジアミノ−3,37−ジエチル−5,5′
−ジメチルジフエニルメタン、4.4’ −ジアミノ
−3,3’ 55’ −テトラメチルジフェニル
メタン、1.4−ジアミノトルエン、メタ−キシリレン
ジアミン、22′ −ジメチルベンジジン等の芳香族ジ
アミン;トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、4.4−ジメチルへブタ
メチレンジアミン、2.11−ドデカンジアミン等脂肪
族ジアミン;ビス(p−アミノフェノキシ)ジメチルシ
ラン、14−ビス(3−アミノプロピルジメチルシリル
)ベンゼン等のシリコン系ジアミン;1,4−ジアミノ
シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メ
タン、イソホロンジアミン等の脂環式ジアミン;アセト
グアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類;1,
2.4−トリアミノベンゼン等の三価アミン、3.3’
44’ −テトラアミノビフェニル等の四価アミン;
等のポリシロキサン基を含むジアミン等。
−ジアミノジフェニルメタン、414′ −ジアミノジ
フェニルスルホン、3.3’ −ジアミノジフェニル
スルホン、4.4’ −ジアミノジフェニルスルフィ
ド、4.4’ −ジ(メタ−アミノフェノキシ)ジフ
ェニルスルホン、4.4’ −ジ(パラ−アミノフェ
ノキシ)ジフェニルスルホン、オルト−フェニレンジア
ミン、メタ−フェニレンジアミン、バラ−フェニレンジ
アミン、ベンジジン、3.3’ −ジアミノベンゾフ
ェノン、4゜4′−ジアミノベンゾフェノン、4.4’
−ジアミノジフェニル−2,2′−プロパン、1.
5−ジアミノナフタレン、1,8−ジアミノナフタレン
、3.4’ −シフミノジフェニルエーテル、44′
〜ビス(4−アミノフェノキシ)ビフェニル、2.2−
ビス(4−(4−アミノフェノキシ)フェニル)へキサ
フロロプロパン、1,4−ビス(4−アミノフェノキシ
)ベンゼン、13−ビス(4−アミノフェノキシ)ベン
ゼン、1.3−ビス(3−アミノフェノキシ)ベンゼン
、4゜41−ジアミノ−3,37−ジエチル−5,5′
−ジメチルジフエニルメタン、4.4’ −ジアミノ
−3,3’ 55’ −テトラメチルジフェニル
メタン、1.4−ジアミノトルエン、メタ−キシリレン
ジアミン、22′ −ジメチルベンジジン等の芳香族ジ
アミン;トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミ
ン、ヘキサメチレンジアミン、4.4−ジメチルへブタ
メチレンジアミン、2.11−ドデカンジアミン等脂肪
族ジアミン;ビス(p−アミノフェノキシ)ジメチルシ
ラン、14−ビス(3−アミノプロピルジメチルシリル
)ベンゼン等のシリコン系ジアミン;1,4−ジアミノ
シクロヘキサン、ビス(4−アミノシクロヘキシル)メ
タン、イソホロンジアミン等の脂環式ジアミン;アセト
グアナミン、ベンゾグアナミン等のグアナミン類;1,
2.4−トリアミノベンゼン等の三価アミン、3.3’
44’ −テトラアミノビフェニル等の四価アミン;
等のポリシロキサン基を含むジアミン等。
次に前記式(1)で示されるラクトン類の具体例を以下
に示す。
に示す。
ラクトン化合物としてはRがすべて水素基であるδ−バ
レロラクトン、ε−カプロラクトン、ζ−エナントラク
トン等があげられ、ε−カプロラクトンおよびその置換
体が特に好適に使用できる。置換カプロラクトンの具体
例としてはモノメチル−ε−カプロラクトン、モノエチ
ル−ε−カプロラクトン、モノプロピル−ε−カプロラ
クトン、°モノイソプロピルーε−カプロラクトンおよ
びモノブチル−ε−カプロラクトン等のモノアルキル置
換体または同種もしくは異種の置換基を有するジアルキ
ル−ε−カプロラクトンもしくはトリアルキル−ε−カ
プロラクトン等があげられる。
レロラクトン、ε−カプロラクトン、ζ−エナントラク
トン等があげられ、ε−カプロラクトンおよびその置換
体が特に好適に使用できる。置換カプロラクトンの具体
例としてはモノメチル−ε−カプロラクトン、モノエチ
ル−ε−カプロラクトン、モノプロピル−ε−カプロラ
クトン、°モノイソプロピルーε−カプロラクトンおよ
びモノブチル−ε−カプロラクトン等のモノアルキル置
換体または同種もしくは異種の置換基を有するジアルキ
ル−ε−カプロラクトンもしくはトリアルキル−ε−カ
プロラクトン等があげられる。
更にδ−バレロラクトンおよびζ−エナントラクトン等
のアルキル置換体も本発明の方法により所望の共重合体
とすることができる。
のアルキル置換体も本発明の方法により所望の共重合体
とすることができる。
本発明の方法で使用される溶媒として、前記ラクトン類
が使用されるが、その一部を下記溶媒に・置き換えるこ
とも可能である。
が使用されるが、その一部を下記溶媒に・置き換えるこ
とも可能である。
N−メチル−2−ピロリドン、N、N−ジメチルアセト
アミド、N、N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ヘキサメチル
ホスホルアミド、メチルホルムアミド、N−アセチル−
2−ピロリドン、2−メトキシエタノール、2−エトキ
シエタノール、2−ブトキシェタノール、ジエチレング
リコール七ツメチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモツプチルエ
ーテル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、クレゾ
ール、γ−ブチロラクトーン、イソホロン、N、N、−
ジエチルアセトアミド、N、N−ジエチルホルムアミド
、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、テトラヒド
ロフラン、N−アセチル−2−ピロリドン、N−メチル
−ε−カプロラクタム、テトラヒドロチオフェンジオキ
シド(スルフオラン(sulpholane) )次に
反応方法について説明する。
アミド、N、N−ジメチルホルムアミド、ジメチルスル
ホキシド、テトラメチル尿素、ピリジン、ヘキサメチル
ホスホルアミド、メチルホルムアミド、N−アセチル−
2−ピロリドン、2−メトキシエタノール、2−エトキ
シエタノール、2−ブトキシェタノール、ジエチレング
リコール七ツメチルエーテル、ジエチレングリコールモ
ノエチルエーテル、ジエチレングリコールモツプチルエ
ーテル、シクロペンタノン、シクロヘキサノン、クレゾ
ール、γ−ブチロラクトーン、イソホロン、N、N、−
ジエチルアセトアミド、N、N−ジエチルホルムアミド
、N、N−ジメチルメトキシアセトアミド、テトラヒド
ロフラン、N−アセチル−2−ピロリドン、N−メチル
−ε−カプロラクタム、テトラヒドロチオフェンジオキ
シド(スルフオラン(sulpholane) )次に
反応方法について説明する。
本発明で使用されるラクトンイミド共重合体を得るため
にはアミノ基を有するポリイミド又はその前駆体を合威
しなければならない。
にはアミノ基を有するポリイミド又はその前駆体を合威
しなければならない。
これは公知の方法により、前記溶媒中で前記カルボン酸
無水物と多価アミンとの組合せで、カルボン酸無水物に
対するアミンの量を当量より過剰に用い、0〜200℃
の温度で反応を行なうことにより容易に合成することが
できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンを代表
としてとりあげ、これらの一般式を各々(I[)及び(
III)で示し、本発明で言う分子中にアミノ基を有す
るポリイミド又はその前駆体の製造について以下に説明
する。
無水物と多価アミンとの組合せで、カルボン酸無水物に
対するアミンの量を当量より過剰に用い、0〜200℃
の温度で反応を行なうことにより容易に合成することが
できる。テトラカルボン酸二無水物及びジアミンを代表
としてとりあげ、これらの一般式を各々(I[)及び(
III)で示し、本発明で言う分子中にアミノ基を有す
るポリイミド又はその前駆体の製造について以下に説明
する。
co c。
/% 1/’%
ORO
co c。
(I[)
(I[)及び(m)式の化合物をテトラカルボン酸無水
物に対してアミン過剰で反応させると次の式(IV)に
示す化合物が得られる。
物に対してアミン過剰で反応させると次の式(IV)に
示す化合物が得られる。
ただし、nは任意の正の整数を表わす。
この際反応温度が高くなるとアミド酸の一部又は全部が
イミドに変換される (式(V))この反応の過程で公
知のイミド化促進剤を添加することによって、常温てイ
ミド化反応を行なうことも可能である。
イミドに変換される (式(V))この反応の過程で公
知のイミド化促進剤を添加することによって、常温てイ
ミド化反応を行なうことも可能である。
テトラカルボン酸二無水物と多価アミンの反応の場合、
これらのカルボン酸無水物とアミンの比率を等ダラム当
量に近付けるにつれ得られるアミノ基を有するポリイミ
ド又はその前駆体中iこ置けるアミノ基濃度が低下し、
次のラクトンとの反応が進行しにくくなる。逆にアミン
を大過剰にすると得られるラクトンイミド共重合体の分
子量が低下し好ましくない。従って、20/19≦(ア
ミンのダラム当量)/(カルボン酸無水物のダラム当量
)≦2/1の範囲が特に好ましいが、この範囲に限定さ
れるものではない。
これらのカルボン酸無水物とアミンの比率を等ダラム当
量に近付けるにつれ得られるアミノ基を有するポリイミ
ド又はその前駆体中iこ置けるアミノ基濃度が低下し、
次のラクトンとの反応が進行しにくくなる。逆にアミン
を大過剰にすると得られるラクトンイミド共重合体の分
子量が低下し好ましくない。従って、20/19≦(ア
ミンのダラム当量)/(カルボン酸無水物のダラム当量
)≦2/1の範囲が特に好ましいが、この範囲に限定さ
れるものではない。
ここで用いられる溶媒は通常のポリイミド合成の反応溶
媒を使用することができるが前記ラクトンを使用しても
よい。
媒を使用することができるが前記ラクトンを使用しても
よい。
次にアミノ基を有するポリイミド又はその前駆体と式(
1)で示されるラクトンとの反応について説明する。説
明の便宜上式(V)を下記の式(Vl)のように略記す
る。
1)で示されるラクトンとの反応について説明する。説
明の便宜上式(V)を下記の式(Vl)のように略記す
る。
H−X−NH・・・・・・ (Vl)これとラクト
ンの反応により生成するラクトンイミド共重合体の一般
式を以下に示す(■)。
ンの反応により生成するラクトンイミド共重合体の一般
式を以下に示す(■)。
H[0CHR−(CR2)−−CO) 、2X−Nll
(CO−(CR2)、−CIIR−0) 、I8こ
こにpl及び、2は正の整数である。
・・・、。
(CO−(CR2)、−CIIR−0) 、I8こ
こにpl及び、2は正の整数である。
・・・、。
(VIA)
反応は前述したラクトンを含む溶媒中50〜250℃で
数分〜20時間で行なわれる。反応温度は低いほど反応
速度は小さく、また高いほど反応速度は大になるが、あ
まり急激な反応を行なうと、均一な生成物が得られ難く
好ましくない。従って70〜150℃位の反応塩度が特
に好ましい。
数分〜20時間で行なわれる。反応温度は低いほど反応
速度は小さく、また高いほど反応速度は大になるが、あ
まり急激な反応を行なうと、均一な生成物が得られ難く
好ましくない。従って70〜150℃位の反応塩度が特
に好ましい。
溶媒中にラクトンは30モル%以上に存在することが好
ましいが、実用的な反応速度を得るためには50モル%
以上が特に好ましい。
ましいが、実用的な反応速度を得るためには50モル%
以上が特に好ましい。
以上述べてきた様にアミノ基を有するポリイミド又はそ
の前駆体の合成反応とラクトンイミド共重合体の反応を
別々に行なうことも可能であるが、これとは別にラクト
ンを含む溶媒中にテトラカルボン酸二無水物と多価アミ
ンを后解させ、比較的反応温度を高く保つこと(例えば
80〜250℃)により前記二種類の反応を一挙に行な
うこともてきる。この様にして本発明の方法て使用する
ラクトンイミド共重合体を得ることができる。
の前駆体の合成反応とラクトンイミド共重合体の反応を
別々に行なうことも可能であるが、これとは別にラクト
ンを含む溶媒中にテトラカルボン酸二無水物と多価アミ
ンを后解させ、比較的反応温度を高く保つこと(例えば
80〜250℃)により前記二種類の反応を一挙に行な
うこともてきる。この様にして本発明の方法て使用する
ラクトンイミド共重合体を得ることができる。
次に凹凸のある基板の平坦化法について述べる。
本発明の方法により合成されたラクトンイミド共重合体
を含む溶液はそのまま、又は濃縮もしくは希釈して使用
することができる。溶媒としては反応溶媒と同一のもの
を使用することができるが、異なるものを使用してもよ
い。
を含む溶液はそのまま、又は濃縮もしくは希釈して使用
することができる。溶媒としては反応溶媒と同一のもの
を使用することができるが、異なるものを使用してもよ
い。
全溶媒中の前記ラクトン類の合計(複数のラクトン類を
使用する場合)は30モル%以上が好ましいが、50モ
ル%以上が特に好ましい。
使用する場合)は30モル%以上が好ましいが、50モ
ル%以上が特に好ましい。
溶液中のラクトンイミド共重合体の濃度は小さ過ぎると
得られる塗膜の厚みが薄くなり過ぎ、大き過ぎると溶液
の流動性が低下して実用的ではない。従って3〜40重
量%が好ましい。
得られる塗膜の厚みが薄くなり過ぎ、大き過ぎると溶液
の流動性が低下して実用的ではない。従って3〜40重
量%が好ましい。
この様にして本発明で使用するラクトンイミド共重合体
塗布液を得ることができる。このように、予めラクトン
イミド共重合体を作っておく方法をとれば後述のあらか
じめラクトンイミド共重合体を作っておかない方法に較
べ、最終的に得られる硬化膜中のラクトンセグメント含
量を大にてきイミドに較べてラクトンの方がはるかに安
価なことから経済効果が大きい。一方前述したラクトン
イミド共重合体を合成する際の原料である分子中のアミ
ノ基を有するポリイミド又はその前駆体もそのままで同
様に本発明で使用する塗布液として使用することもでき
る。この際の溶媒の組成及びポリマー濃度はラクトンイ
ミド共重合体塗布液調製の場合と同様である。
塗布液を得ることができる。このように、予めラクトン
イミド共重合体を作っておく方法をとれば後述のあらか
じめラクトンイミド共重合体を作っておかない方法に較
べ、最終的に得られる硬化膜中のラクトンセグメント含
量を大にてきイミドに較べてラクトンの方がはるかに安
価なことから経済効果が大きい。一方前述したラクトン
イミド共重合体を合成する際の原料である分子中のアミ
ノ基を有するポリイミド又はその前駆体もそのままで同
様に本発明で使用する塗布液として使用することもでき
る。この際の溶媒の組成及びポリマー濃度はラクトンイ
ミド共重合体塗布液調製の場合と同様である。
この様にして得られた塗布液を凹凸のある基板上に公知
の方法(例えばスピンコード、ディッピングあるいは印
刷等)により塗布した後、100〜300℃で数分〜数
時間加熱することにより、ラクトンイミド共重合体の塗
膜が形成され、凹凸のある基板の表面は平坦化される。
の方法(例えばスピンコード、ディッピングあるいは印
刷等)により塗布した後、100〜300℃で数分〜数
時間加熱することにより、ラクトンイミド共重合体の塗
膜が形成され、凹凸のある基板の表面は平坦化される。
このときの反応はポリマー中のアミノ基又は水酸基の活
性水素による溶媒中のラクトン類に対する付加開環重合
とアミド酸の脱水によるイミド化反応が同時に進行する
ことである。いずれの塗布液を使用しても塗膜を形成す
るラクトンイミドの化学構造の一般式は式(IV)のア
ミド酸からスタートした場合下記式(■)に示すことが
できる。
性水素による溶媒中のラクトン類に対する付加開環重合
とアミド酸の脱水によるイミド化反応が同時に進行する
ことである。いずれの塗布液を使用しても塗膜を形成す
るラクトンイミドの化学構造の一般式は式(IV)のア
ミド酸からスタートした場合下記式(■)に示すことが
できる。
また、本発明の方法で得られたラクトンイミド、共重合
体硬化物は220℃以上の耐熱性を有し、滑らかな表面
とほぼポリイミドと同様の表面硬度と電気特性を有して
いるため、以上の様な平坦化法を用いることにより、半
導体の各種保護膜、絶縁膜、カラーフィルター保護膜等
の表面を平坦化することができる。本発明の方法により
得られるラクトンイミド共重合体の他の応用分野として
、電子機器、通信機器、重電機器等の各種部品類が考え
られ、液晶用配向膜の分野にも好適に使用される。
体硬化物は220℃以上の耐熱性を有し、滑らかな表面
とほぼポリイミドと同様の表面硬度と電気特性を有して
いるため、以上の様な平坦化法を用いることにより、半
導体の各種保護膜、絶縁膜、カラーフィルター保護膜等
の表面を平坦化することができる。本発明の方法により
得られるラクトンイミド共重合体の他の応用分野として
、電子機器、通信機器、重電機器等の各種部品類が考え
られ、液晶用配向膜の分野にも好適に使用される。
以下に、実施例及び比較例によって本発明を更に具体的
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではないことは勿論である。
に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定さ
れるものではないことは勿論である。
参考例1(塗布液1の調製)
1リツトルのセパラブルフラスコに、撹拌装置、温度計
、コンデンサー及び窒素置換装置を付し、フラスコ内を
窒素で置換した後、精製したε−カプロラクトン500
.を加え、ついで2.2ビスC4−<4−アミノフェノ
キシ)フェニル〕へキサフロロプロパン102.78g
(0,198モル)及びジメチルシクロブタンテトラ
カルボン酸二無水物22.22g(0,0991モル)
を添加し、20〜30℃で10時間撹拌を続は均一な溶
液を得た。この段階では反応温度が低いため、ε−カプ
ロラクトンは反応せず、ポリイミド前駆体ができている
。
、コンデンサー及び窒素置換装置を付し、フラスコ内を
窒素で置換した後、精製したε−カプロラクトン500
.を加え、ついで2.2ビスC4−<4−アミノフェノ
キシ)フェニル〕へキサフロロプロパン102.78g
(0,198モル)及びジメチルシクロブタンテトラ
カルボン酸二無水物22.22g(0,0991モル)
を添加し、20〜30℃で10時間撹拌を続は均一な溶
液を得た。この段階では反応温度が低いため、ε−カプ
ロラクトンは反応せず、ポリイミド前駆体ができている
。
この溶液の回転粘度は320PSであった。これを平坦
化試験用の塗布液1とする。ここで回転粘度とはE型粘
度計(株式会社東京計器製VISCONrCEMD(商
標))を使用して温度25℃で測定した粘度である(以
下同じ)。
化試験用の塗布液1とする。ここで回転粘度とはE型粘
度計(株式会社東京計器製VISCONrCEMD(商
標))を使用して温度25℃で測定した粘度である(以
下同じ)。
参考例2〜4(塗布液2〜4の調製)
溶媒、テトラカルボン酸二無水物及びジアミンの種類及
び添加量を変えた以外は塗布液1の場合と同様にして調
製した。
び添加量を変えた以外は塗布液1の場合と同様にして調
製した。
その結果を第1表に示す。
第 1
表
実施例1(塗布液5)
塗布液1調製のときと同一の装置を用い、フラスコ内を
窒素で置換した後、精製したε−カプロラクトン300
.及びN、N−ジメチルアセトアミド200gを加え、
ついで3.3’、44’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物46,26tr (0,157モル)及び44
′ −ジアミノジフェニルエーテル41.98g (0
,210モル)を添加し、20〜30℃で5時間、続い
て70℃で10時間撹拌を続け、回転粘度が280CP
Sの均一な溶液を得た。この溶液を塗布液5とする。溶
液中のポリマー(ポリイミドラクトン共重合体)を赤外
線吸収スペクトルにより分析したところポリマー中に含
まれるε−カプロラクトンセグメントは15重量%てあ
った。
窒素で置換した後、精製したε−カプロラクトン300
.及びN、N−ジメチルアセトアミド200gを加え、
ついで3.3’、44’−ビフェニルテトラカルボン酸
二無水物46,26tr (0,157モル)及び44
′ −ジアミノジフェニルエーテル41.98g (0
,210モル)を添加し、20〜30℃で5時間、続い
て70℃で10時間撹拌を続け、回転粘度が280CP
Sの均一な溶液を得た。この溶液を塗布液5とする。溶
液中のポリマー(ポリイミドラクトン共重合体)を赤外
線吸収スペクトルにより分析したところポリマー中に含
まれるε−カプロラクトンセグメントは15重量%てあ
った。
実施例2(塗布液6)
実施例1と同様にε−カプロラクトン500g。
2.2ビスC4−C4−アミノフェノキシ)フェニル〕
へキサフロロプロパン87.84K(0,169モル)
及びシクロブタンテトラカルボン酸二無水物22.16
g (0,113モル)を添加し、20〜30℃で5時
間、続いて60℃で3時間撹拌を続け、回転粘度が52
0 CPSの均一な溶液を得た。この溶液を塗布液6と
する。溶液中のポリマー(ポリイミドラクトン共重合体
)を赤外線吸収スペクトルにより分析したところ、ポリ
マー中に含まれるε−カプロラクトンセグメントは14
重量%てあった。
へキサフロロプロパン87.84K(0,169モル)
及びシクロブタンテトラカルボン酸二無水物22.16
g (0,113モル)を添加し、20〜30℃で5時
間、続いて60℃で3時間撹拌を続け、回転粘度が52
0 CPSの均一な溶液を得た。この溶液を塗布液6と
する。溶液中のポリマー(ポリイミドラクトン共重合体
)を赤外線吸収スペクトルにより分析したところ、ポリ
マー中に含まれるε−カプロラクトンセグメントは14
重量%てあった。
実施例3〜7、比較例1
平坦性を知る目安として次の様な実験を行なった。塗布
液1〜6をスライドガラス上にスピンコートシ、これを
ホットプレート上でプリベーク(90℃、30分間)を
行なうことにより溶媒を含んだままガラス上のワニスの
流動性を失なわしめた後、塗膜の膜厚を測定しくtl
:約2μ前後に設定)、次いでこれをオーブン中ボスト
ベークを行ない(220℃、2時間)硬化膜を形成せし
めた後、膜厚を測定した(t2)。この様にして(t2
/l’ )が大きいほど、すなわちボストベーク前後の
膜減りが小さいほど、凹凸のある基板上に塗膜を形成せ
しめた場合に平坦性のよい塗膜が得られることになる。
液1〜6をスライドガラス上にスピンコートシ、これを
ホットプレート上でプリベーク(90℃、30分間)を
行なうことにより溶媒を含んだままガラス上のワニスの
流動性を失なわしめた後、塗膜の膜厚を測定しくtl
:約2μ前後に設定)、次いでこれをオーブン中ボスト
ベークを行ない(220℃、2時間)硬化膜を形成せし
めた後、膜厚を測定した(t2)。この様にして(t2
/l’ )が大きいほど、すなわちボストベーク前後の
膜減りが小さいほど、凹凸のある基板上に塗膜を形成せ
しめた場合に平坦性のよい塗膜が得られることになる。
何故ならば基板上に塗布されたワニスはプリベークによ
り流動性を失なった後、その時点での膜厚に比例した揮
発分がボストベークにより失なわれるからである。この
関係を第1図に示す。この図において1は塗膜、2は凹
凸のある基板を示す。
り流動性を失なった後、その時点での膜厚に比例した揮
発分がボストベークにより失なわれるからである。この
関係を第1図に示す。この図において1は塗膜、2は凹
凸のある基板を示す。
第1図(a)はプリベーク後の縦断面図を示す。
第1図(b)はt2/ t’が小さい場合のボストベー
ク後の縦断面図を示す。
ク後の縦断面図を示す。
第1図(C)はt2/ t’が大きい場合のボストベー
ク後の縦断面図を示す。
ク後の縦断面図を示す。
塗布液1〜6にっきtl、2’2
t、t/l’及
びポストベーク後の塗膜中のε−カプロラクトンセグメ
ントの重量%を12表に実施例及び比較例として示す。
ントの重量%を12表に実施例及び比較例として示す。
第2表
*)塗布液3が比較例1になっているのは、この塗布液
を調製するために加えたジアミンよりもラトラカルボン
酸二無水物がモル数において多いため、生成したポリイ
ミド前駆体分子中にアミノ基が存在しないためである。
を調製するために加えたジアミンよりもラトラカルボン
酸二無水物がモル数において多いため、生成したポリイ
ミド前駆体分子中にアミノ基が存在しないためである。
この表から明らかな様に本発明の方法によるとt2/l
Iが大きい。すなわち本発明は凹凸のある基板の平坦化
に有効な方法である。
Iが大きい。すなわち本発明は凹凸のある基板の平坦化
に有効な方法である。
本発明の方法は凹凸のある基板の平坦化に有効であるば
かりでなく、本発明の方法により得られたラクトンイミ
ド共重合体硬化膜は多くの用途に対して十分の耐熱性と
平滑な表面とほぼポリイミドと同等の電気特性を有して
いるため、各種電子材料とて、好適に使用される。
かりでなく、本発明の方法により得られたラクトンイミ
ド共重合体硬化膜は多くの用途に対して十分の耐熱性と
平滑な表面とほぼポリイミドと同等の電気特性を有して
いるため、各種電子材料とて、好適に使用される。
また本発明の方法により、あらかじめ塗布液中にラクト
ンイミド共重合体を合成しておくことにより、最終硬化
膜中のラクトンセグメントの濃度を大とすることができ
、経済的効果が大きい。
ンイミド共重合体を合成しておくことにより、最終硬化
膜中のラクトンセグメントの濃度を大とすることができ
、経済的効果が大きい。
第1図は基板上に塗布された塗膜のプリベーク後及びポ
ストベーク後の凹凸の様子を示す前記基板及び前記塗膜
の縦断面図である。 (a)はプリベーク後、(b)はt2/ t”が小さい
時のポストベーク後、(C)はt2/ t’が大きい時
のポストベーク後を夫々示す。 これらの図において、1は塗膜、2は凹凸のある基板を
示す。 第1図
ストベーク後の凹凸の様子を示す前記基板及び前記塗膜
の縦断面図である。 (a)はプリベーク後、(b)はt2/ t”が小さい
時のポストベーク後、(C)はt2/ t’が大きい時
のポストベーク後を夫々示す。 これらの図において、1は塗膜、2は凹凸のある基板を
示す。 第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)分子中にアミノ基を有するポリイミド又はその前
駆体が下記一般式( I )で示されるラクトン類の少な
くとも1種を含む溶媒中に溶解された溶液を50〜25
0℃に加熱することを特徴とするラクトンイミド共重合
体の製造方法。 ▲数式、化学式、表等があります▼・・・・・・( I
) (ただし式( I )に於いて、Rは独立に水素原子又は
炭素数1〜12個の同一または異種のアルキル基、アリ
ール基、アラルキル基もしくはアルコキシ基を表わし、
mは3≦m≦5の整数である。)(2)分子中にアミノ
基を有するポリイミド又はその前駆体が請求項1に記載
の一般式( I )で示されるラクトン類の少なくとも1
種を含む溶液中に溶解された溶液を凹凸のある基板上に
塗布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を形成させる
ことを特徴とする表面の平坦な基板の製造方法。 (3)分子中にアミノ基を有するポリイミド又はその前
駆体が請求項1記載の一般式( I )で示されるラクト
ン類の少なくとも1種を含む溶液中に溶解された溶液を
50〜250℃に加熱することにより得られるラクトン
イミド共重合体と前記式( I )で示されるラクトン類
の少なくとも1種を含む溶媒とからなる溶液を凹凸のあ
る基板上に塗布し、100〜300℃に加熱し、塗膜を
形成させることを特徴とする表面の平坦な基板の製造方
法。 (4)分子中にアミノ基を有するポリイミド又はその前
駆体が請求項1に記載の一般式( I )で示されるラク
トン類の少なくとも1種を含む溶液中に溶解されてなる
組成物。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2088251A JPH03287543A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | ラクトンイミド共重合体の製造方法及び表面平坦な基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2088251A JPH03287543A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | ラクトンイミド共重合体の製造方法及び表面平坦な基板の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03287543A true JPH03287543A (ja) | 1991-12-18 |
Family
ID=13937646
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2088251A Pending JPH03287543A (ja) | 1990-04-04 | 1990-04-04 | ラクトンイミド共重合体の製造方法及び表面平坦な基板の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03287543A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5422148A (en) * | 1992-12-07 | 1995-06-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
-
1990
- 1990-04-04 JP JP2088251A patent/JPH03287543A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5422148A (en) * | 1992-12-07 | 1995-06-06 | Sharp Kabushiki Kaisha | Liquid crystal display device |
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