JPH07228839A - ポリイミドワニス - Google Patents

ポリイミドワニス

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JPH07228839A
JPH07228839A JP32024594A JP32024594A JPH07228839A JP H07228839 A JPH07228839 A JP H07228839A JP 32024594 A JP32024594 A JP 32024594A JP 32024594 A JP32024594 A JP 32024594A JP H07228839 A JPH07228839 A JP H07228839A
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JP
Japan
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polyimide
lactic acid
polyimide varnish
varnish
precursor
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Application number
JP32024594A
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English (en)
Inventor
Motoaki Ishikawa
元明 石川
Masato Mishina
誠人 三科
Yoshihiro Tsuruoka
義博 鶴岡
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Nissan Chemical Corp
Original Assignee
Nissan Chemical Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 ポリイミド及び/又はポリイミド前駆体を溶
解した溶液を基板上に塗布し、電気・電子素子用の絶縁
膜・保護膜等として用いられるポリイミド塗膜形成用
の、樹脂ワニスにおいて、平滑なポリイミド塗膜を形成
することが出来る樹脂ワニスの提供。 【構成】 ポリイミド及び/又はポリイミド前駆体を有
機溶媒に溶解し、該溶液を支持基板上に塗布し、加熱処
理を施して、支持基板上にポリイミド塗膜を形成するの
に使用されるポリイミドワニスにおいて、有機溶媒の5
〜60重量%が、一般式[I] 【化4】 (式中、R1 、R2 はそれぞれ独立して水素、炭素数1
以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルケ
ニル基を表す)で表される乳酸誘導体(例えば乳酸n−
ブチルエステル等)であることを特徴とするポリイミド
ワニス。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリイミドワニスに関
するものであり、さらに詳しくは、ポリイミド及び/又
はポリイミド前駆体を有機溶媒に溶解し、該溶解液を支
持基板上に塗布し、加熱処理を施して、支持基板上に平
滑なポリイミド塗膜を形成することが出来るポリイミド
ワニスに関するものである。
【0002】
【従来の技術】ポリイミドはその特徴である高い機械的
強度、耐熱性、耐溶剤性のために、電気・電子分野にお
ける保護材料、絶縁材料として広く用いられている。具
体的には、半導体用の絶縁膜として用いる場合には、配
線加工されたシリコン支持基板上に1〜10μmのポリ
イミド塗膜を形成させたり、液晶配向膜として用いる場
合には、透明電極付きの透明支持基板上に0.05〜
0.2μmのポリイミド塗膜を形成させるなど、各種支
持基板上に薄いポリイミド塗膜を形成させて用いるのが
一般的である。この様なポリイミド塗膜を形成させるに
は、ポリイミド又はポリイミド前駆体を適当な有機溶媒
に溶解させて得たポリイミドワニスを、スピンコート、
オフセット印刷、グラビア印刷などの方法で支持基板上
に塗布し、加熱処理を施すことが一般的である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ポリイミド塗膜を基板
上に形成する場合、平滑な膜を形成するためには塗布後
の溶液の流動性が重要である。塗膜表面の凹凸を溶液が
流動することによって平滑にするからである。しかしな
がら、現在ポリイミドの溶媒として使用されているもの
は表面張力が大きく、流動性はあまり良くない。また、
特公平4−81167には、溶液の表面張力を低下させ
るため、ブチルセロソルブを添加する方法が挙げられて
いるが、ブチルセロソルブには毒性が指摘されており、
使用上あまり好ましくない。
【0004】本発明の目的は、ポリイミド及び/又はポ
リイミド前駆体を溶解した溶液を基板上に塗布し、電気
・電子素子用の絶縁膜・保護膜或いは液晶配向膜等とし
て用いられるポリイミド塗膜形成するポリイミドワニス
において、平滑なポリイミド塗膜を形成することが出来
るポリイミドワニスの提供にある。
【0005】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、ポリイ
ミド及び/又はポリイミド前駆体を有機溶媒に溶解し、
該溶液を支持基板上に塗布し、加熱処理を施して、支持
基板上にポリイミド塗膜を形成するのに使用されるポリ
イミドワニスにおいて、有機溶媒の5〜60重量%が、
一般式[I]
【0006】
【化2】
【0007】(式中、R1 、R2 ははそれぞれ独立して
水素、炭素数1以上5以下のアルキル基、炭素数1以上
5以下のアルケニル基を表す)で表される乳酸誘導体を
含有することを特徴とするポリイミドワニスに関するも
のである。本発明の一般式[I]で表される乳酸誘導体
を添加することにより、ポリイミドワニスを支持基板に
対して均一かつ平坦に塗布することが可能である。
【0008】本発明のポリイミドワニスに用いられるポ
リイミド及び/又はポリイミド前駆体は特に限定されな
い。通常は、テトラカルボン酸誘導体と1級ジアミンを
反応、重合させてポリイミド前駆体とし、閉環イミド化
してポリイミドとするのが一般的である。本発明のポリ
イミド及び/又はポリイミド前駆体を得るために使用さ
れるテトラカルボン酸誘導体の具体例を挙げると、ピロ
メリット酸、2,3,6,7−ナフタレンテトラカルボ
ン酸、1,2,5,6−ナフタレンテトラカルボン酸、
1,4,5,8−ナフタレンテトラカルボン酸、2,
3,6,7−アントラセンテトラカルボン酸、1,2,
5,6−アントラセンテトラカルボン酸、3,3′,
4,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、2,3,
3′,4′−ビフェニルテトラカルボン酸、ビス(3,
4−ジカルボキシフェニル) エーテル、3,3′,4,
4′−ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ビス(3,4
−ジカルボキシフェニル) スルホン、ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル) メタン、2,2−ビス(3,4−
ジカルボキシフェニル) プロパン、1,1,1,3,
3,3−ヘキサフルオロ−2,2−ビス(3,4−ジカ
ルボキシフェニル) プロパン、ビス(3,4−ジカルボ
キシフェニル) ジメチルシラン、ビス(3,4−ジカル
ボキシフェニル) ジフェニルシラン、2,3,4,5−
ピリジンテトラカルボン酸、2,6−ビス(3,4−ジ
カルボキシフェニル) ピリジンなどの芳香族テトラカル
ボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカルボン
酸ジ酸ハロゲン化物、1,2,3,4−シクロブタンテ
トラカルボン酸、1,2,3,4−シクロペンタンテト
ラカルボン酸、1,2,4,5−シクロヘキサンテトラ
カルボン酸、2,3,5−トリカルボキシシクロペンチ
ル酢酸、3,4−ジカルボキシ−1,2,3,4−テト
ラヒドロ−1−ナフタレンコハク酸などの脂環式テトラ
カルボン酸及びこれらの二無水物並びにこれらのジカル
ボン酸ジ酸ハロゲン化物、1,2,3,4−ブタンテト
ラカルボン酸などの脂肪族テトラカルボン酸及びこれら
の二無水物並びにこれらのジカルボン酸ジ酸ハロゲン化
物などが挙げられる。
【0009】又、本発明のポリイミド及び/又はポリイ
ミド前駆体を得るために使用されるジアミンの具体例を
挙げれば、p−フェニレンジアミン、m−フェニレンジ
アミン、2,5−ジアミノトルエン、2,6−ジアミノ
トルエン、4,4′−ジアミノビフェニル、3,3′−
ジメチル−4,4′- ジアミノビフェニル、3,3′−
ジメトキシ−4,4′- ジアミノビフェニル、ジアミノ
ジフェニルメタン、ジアミノジフェニルエーテル、2,
2−ジアミノジフェニルプロパン、ビス(3,5−ジエ
チル−4−アミノフェニル) メタン、ジアミノジフェニ
ルスルホン、ジアミノベンゾフェノン、ジアミノナフタ
レン、1,4-ビス (4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,
4−ビス(4−アミノフェニル) ベンゼン、9,10−
ビス(4−アミノフェニル) アントラセン、1,3−ビ
ス (4−アミノフェノキシ) ベンゼン、4,4′- ビス
(4−アミノフェノキシ) ジフェニルスルホン、2,2
−ビス〔4−(4−アミノフェノキシ) フェニル〕プロ
パン、2,2−ビス (4−アミノフェニル) ヘキサフル
オロプロパン、2,2−ビス〔4−(4−アミノフェノ
キシ) フェニル] ヘキサフルオロプロパンなどの芳香族
ジアミン、ビス (4−アミノシクロヘキシル) メタン、
ビス (4−アミノ−3−メチルシクロヘキシル) メタン
などの脂環式ジアミン及びテトラメチレンジアミン、ヘ
キサメチレンジアミンなどの脂肪族ジアミン、更には一
般式[II]
【0010】
【化3】
【0011】(式中、nは1から10の整数を表す)で
表されるジアミノシロキサン等が挙げられる。テトラカ
ルボン酸誘導体とジアミンを反応、重合させポリイミド
前駆体とするが、この際用いるテトラカルボン酸誘導体
としてはテトラカルボン酸二無水物を用いるのが一般的
である。テトラカルボン酸二無水物とジアミンのモル数
の比は0.8 から1.2 であることが好ましい。通常の重縮
合反応同様、このモル比が1に近いほど生成する重合体
の重合度は大きくなる。
【0012】重合度が小さすぎるとポリイミド塗膜の強
度が不十分であり、又、重合度が大きすぎるとポリイミ
ド塗膜形成時の作業性が悪くなる場合がある。従って本
反応における生成物の重合度は、ポリイミド前駆体溶液
の還元粘度換算で0.05〜5.0dl/g(温度30
℃のN−メチルピロリドン中、濃度0.5g/dl)と
するのが好ましい。
【0013】テトラカルボン酸二無水物とジアミンとを
反応、重合させる方法は、特に限定されるものではな
く、一般にはN−メチルピロリドン、N,N−ジメチル
アセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド等の有機
極性溶媒中にジアミンを溶解し、その溶液中にテトラカ
ルボン酸二無水物を添加、反応させてポリイミド前駆体
を合成する。その際の反応温度は−20から150℃、
好ましくは−5から100℃の任意の温度を選択するこ
とができる。
【0014】ポリイミドは、一般にイミド化後有機溶媒
に不溶になる場合が多い。そこで、ポリイミド前駆体を
有機溶媒に溶解してワニスを調製し、このワニスを支持
基板に塗布した後、基板上で加熱処理を行いイミド化し
て、支持基板上にポリイミド塗膜を形成させる方法が一
般的である。この際、基板上で加熱イミド化させる温度
は100〜400℃の任意の温度を採用できるが、特に
150〜350℃の範囲が好ましい。
【0015】一方、ポリイミドが溶媒に溶解する場合に
は、ポリイミド前駆体をイミド化し、得られたポリイミ
ドを有機溶媒に溶解してワニスを調製し、このワニスを
支持基板に塗布した後、基板を加熱処理して溶媒を揮発
させ、支持基板上にポリイミド塗膜を形成させる方法を
採ることもできる。この際、ポリイミド前駆体をイミド
化する方法としては、溶液中で加熱により脱水閉環させ
る方法が採用される。この加熱脱水による閉環温度は、
100から350℃、好ましくは120から250℃の
任意の温度を選択できる。
【0016】又、ポリイミド前駆体をポリイミドに転化
する他の方法としては、公知の脱水閉環触媒を使用して
化学的に閉環することもできる。本発明のポリイミドワ
ニスは、上記のポリイミド及び/又はポリイミド前駆体
を有機溶媒に溶解したワニスよりなり、更に、このワニ
スを構成する有機溶媒の5〜60重量%、好ましくは1
0〜50重量%が、一般式[I]で表される乳酸誘導体
でなければならない。
【0017】乳酸誘導体の具体例を挙げれば、乳酸メチ
ルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n−プロピルエ
ステル、乳酸n−ブチルエステル、乳酸イソアミルエス
テル、などが挙げられ、特に乳酸n−ブチルエステルが
好ましい。これらの乳酸誘導体は、本発明のポリイミド
ワニスを構成する全溶媒量の5重量%以上なければ、塗
膜の平滑化に対する効果が十分ではない。又、これらの
乳酸誘導体は、通常、単独ではこのポリイミド及び/又
はポリイミド前駆体を溶解させないため、全溶媒量の6
0重量%を超えると、ポリマーの析出などが起こり、ワ
ニスの安定性が低下するため好ましくない。
【0018】又、本発明のポリイミドワニスを構成する
全溶媒のうち、上記乳酸誘導体以外の溶媒は、ポリイミ
ド及び/又はポリイミド前駆体を溶解するものであれ
ば、特に限定されない。その例としては2−ピロリド
ン、N−メチルピロリドン、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、ヘキサメチルホスホルアミド、γ−ブチロラク
トンなどが挙げられる。
【0019】その他、単独ではこのポリイミド及び/又
はポリイミド前駆体を溶解させない溶媒であっても溶解
性を損なわない範囲であれば、上記溶媒に加えても構わ
ない。これらのポリイミド及び/又はポリイミド前駆体
を上記溶媒に溶解してポリイミドワニスとする方法は、
特に限定されない。
【0020】例えば、上記のポリイミド及び/又はポリ
イミド前駆体の反応・重合溶液をそのまま用いても良
く、又、生成したポリイミド及び/又はポリイミド前駆
体を大過剰の水、メタノールのごとき貧溶媒中に投入
し、沈殿回収した後、上記溶媒に再溶解して用いても良
い。ポリイミドワニス中の樹脂分の量は、ワニスの使用
目的により異なり特に限定されないが、例えば、液晶配
向膜の場合は2〜15重量%で、絶縁膜の場合は5〜3
0重量%である。
【0021】又、最終的に形成されたポリイミド塗膜と
支持基板の密着性を更に向上させる目的で、本発明のポ
リイミドワニスの成分の一つとして、カップリング剤な
どの添加剤を加えることも可能である。本発明のポリイ
ミドワニスは、支持基板上に塗布し、加熱処理をするこ
とにより、支持基板上に均一膜厚のポリイミド塗膜を形
成し、電気・電子素子の絶縁膜、保護膜、更には液晶表
示素子の配向膜として使用することができる。
【0022】この際の塗布方法は、特に限定されるもの
ではないが、スピンコート、ロールコート、オフセット
印刷、グラビア印刷などが一般的である。ポリイミド塗
膜を形成させるための加熱処理温度は、ポリイミドワニ
スがポリイミド前駆体溶液である場合は、ポリイミド前
駆体をポリイミドに転化させるための温度が必要であ
り、100から350℃、好ましくは120から250
℃の任意の温度を選択できる。又、ポリイミドワニスが
ポリイミド溶液である場合の加熱処理温度は、溶媒が蒸
発すればよく、通常は80から150℃で充分である。
【0023】ポリイミド塗膜を形成させるための支持基
板は、ポリイミド塗膜を使用する用途に応じて適宜選択
することができる。例えば、半導体素子用絶縁膜、保護
膜の場合には各種配線加工されたシリコン基板であり、
液晶配向膜の場合には、透明電極付きのガラス、又は、
プラスチックフィルムなどである。
【0024】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
【0025】実施例1 2,2− [4−(4−アミノフェノキシ) フェニル] プ
ロパン41.0g(0.1モル)、及び1,2,3,4
−シクロブタンテトラカルボン酸二無水物19.2g
(0.098モル) をN−メチルピロリドン(以下、N
MPと略す)340g中、室温で10時間反応させ、ポ
リイミド前駆体溶液を調製した。得られたポリイミド前
駆体の還元粘度(ηsp/c)は、1.02dl/g
(0.5重量%NMP溶液、30℃) であった。
【0026】この溶液12gにNMP12g、乳酸n-ブ
チルエステル6gを添加し、樹脂分を6%として透明電
極付きガラス基板にフレキソ印刷し、180℃で乾燥し
硬化させた。得られた塗膜は凹凸のない平滑な膜であっ
た。
【0027】比較例1 実施例1で調製したポリイミド前駆体溶液12gをNM
P18gを添加して樹脂分を6%として透明電極付きガ
ラス基板にフレキソ印刷して180℃で乾燥し硬化させ
た。得られた塗膜は表面に細かい凹凸及びはじきがみら
れ平滑な膜が得られなかった。
【0028】実施例2 実施例1で調整したポリイミド前駆体溶液12gに乳酸
n−ブチルエステル6gを添加し、樹脂分を12%とし
て透明電極付きガラス基板に2000rpmでスピンコ
ートし、180℃で乾燥硬化させることにより、厚さ約
3μmのポリイミド塗膜を得た。得られた塗膜は凹凸の
ない平滑な膜であった。
【0029】比較例2 実施例1で調製したポリイミド前駆体溶液12gをNM
P3gを添加して樹脂分を12%として透明電極付きガ
ラス基板に2000rpmでスピンコートし、180℃
で乾燥硬化させることにより、厚さ約3μmのポリイミ
ド塗膜を得た。得られた塗膜は表面に細かい凹凸がみら
れ平滑な膜が得られなかった。
【0030】
【発明の効果】本発明のポリイミドワニスは、各種支持
基板上に塗布、加熱処理を施すことによりポリイミド塗
膜を形成させ、電気・電子素子用の絶縁膜・保護膜或い
は液晶配向膜等として使用するものであり、凹凸のない
平滑な塗膜を形成することができる。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリイミド及び/又はポリイミド前駆体
    を有機溶媒に溶解し、該溶液を支持基板上に塗布し、加
    熱処理を施して、支持基板上にポリイミド塗膜を形成す
    るのに使用されるポリイミドワニスにおいて、有機溶媒
    の5〜60重量%が、一般式[I] 【化1】 (式中、R1 、R2 はそれぞれ独立して水素、炭素数1
    以上5以下のアルキル基、炭素数1以上5以下のアルケ
    ニル基を表す)で表される乳酸誘導体であることを特徴
    とするポリイミドワニス。
  2. 【請求項2】 一般式[I]で表される乳酸誘導体が乳
    酸メチルエステル、乳酸エチルエステル、乳酸n-プロピ
    ルエステル、乳酸n-ブチルエステル、乳酸イソアミルエ
    ステルの中から選ばれる少なくとも一種の乳酸誘導体で
    ある請求項1記載のポリイミドワニス。
  3. 【請求項3】 一般式[I]で表される乳酸誘導体が乳
    酸n−ブチルエステルである請求項2のポリイミドワニ
    ス。
  4. 【請求項4】 ポリイミドワニスが液晶配向膜形成用で
    ある請求項1記載のポリイミドワニス。
  5. 【請求項5】 ポリイミドワニス中の樹脂分が2〜15
    重量%である請求項4のポリイミドワニス。
  6. 【請求項6】 ポリイミドワニスが絶縁膜形成用である
    請求項1記載のポリイミドワニス。
  7. 【請求項7】 ポリイミドワニス中の樹脂分が5〜30
    %である請求項6のポリイミドワニス。
JP32024594A 1993-12-24 1994-12-22 ポリイミドワニス Pending JPH07228839A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH07310035A (ja) * 1994-05-13 1995-11-28 Daimler Benz Ag 加熱により変色する塗料

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07310035A (ja) * 1994-05-13 1995-11-28 Daimler Benz Ag 加熱により変色する塗料
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