KR20200095745A - Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same - Google Patents
Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same Download PDFInfo
- Publication number
- KR20200095745A KR20200095745A KR1020190013487A KR20190013487A KR20200095745A KR 20200095745 A KR20200095745 A KR 20200095745A KR 1020190013487 A KR1020190013487 A KR 1020190013487A KR 20190013487 A KR20190013487 A KR 20190013487A KR 20200095745 A KR20200095745 A KR 20200095745A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- formula
- group
- diamine
- polyimide
- scheme
- Prior art date
Links
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 title claims abstract description 175
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 title claims description 110
- 239000002243 precursor Substances 0.000 title claims description 70
- -1 Diamine compound Chemical class 0.000 title description 19
- 150000004985 diamines Chemical class 0.000 claims abstract description 84
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 claims abstract description 19
- 125000000524 functional group Chemical group 0.000 claims abstract description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 83
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 58
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 52
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims description 50
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 49
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 39
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 36
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 31
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 23
- GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N ac1mqpva Chemical compound CC12C(=O)OC(=O)C1(C)C1(C)C2(C)C(=O)OC1=O GTDPSWPPOUPBNX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 claims description 17
- 125000000449 nitro group Chemical group [O-][N+](*)=O 0.000 claims description 17
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 claims description 16
- 230000009975 flexible effect Effects 0.000 claims description 16
- 125000001188 haloalkyl group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000005843 halogen group Chemical group 0.000 claims description 12
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 10
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims description 8
- 125000004438 haloalkoxy group Chemical group 0.000 claims description 8
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 claims description 8
- 229920005575 poly(amic acid) Polymers 0.000 claims description 8
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 6
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims description 6
- 125000003709 fluoroalkyl group Chemical group 0.000 claims description 5
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229920005591 polysilicon Polymers 0.000 claims description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000379 polymerizing effect Effects 0.000 claims description 3
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 abstract description 7
- 125000001997 phenyl group Chemical group [H]C1=C([H])C([H])=C(*)C([H])=C1[H] 0.000 abstract description 6
- 125000001424 substituent group Chemical group 0.000 abstract description 4
- XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 1,4-diphenylbenzene Chemical group C1=CC=CC=C1C1=CC=C(C=2C=CC=CC=2)C=C1 XJKSTNDFUHDPQJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 33
- 239000010408 film Substances 0.000 description 26
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 25
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 20
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 20
- 125000000962 organic group Chemical group 0.000 description 19
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 19
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 238000001294 liquid chromatography-tandem mass spectrometry Methods 0.000 description 16
- BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L potassium carbonate Chemical compound [K+].[K+].[O-]C([O-])=O BWHMMNNQKKPAPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 16
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 14
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 13
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 12
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 12
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 description 12
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 11
- 125000006158 tetracarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 11
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N bpda Chemical compound C1=C2C(=O)OC(=O)C2=CC(C=2C=C3C(=O)OC(C3=CC=2)=O)=C1 WKDNYTOXBCRNPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 10
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 10
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 10
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- 238000005191 phase separation Methods 0.000 description 9
- OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N Hydrazine Chemical compound NN OAKJQQAXSVQMHS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N Toluene Chemical compound CC1=CC=CC=C1 YXFVVABEGXRONW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000004440 column chromatography Methods 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 125000002950 monocyclic group Chemical group 0.000 description 8
- 229910000027 potassium carbonate Inorganic materials 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylformamide Chemical compound CN(C)C=O ZMXDDKWLCZADIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 6
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 6
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 6
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 6
- SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N N,N‐diethylformamide Chemical compound CCN(CC)C=O SUAKHGWARZSWIH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 5
- ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 1-Ethyl-2-pyrrolidinone Chemical compound CCN1CCCC1=O ZFPGARUNNKGOBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N Bromine atom Chemical compound [Br] WKBOTKDWSSQWDR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 4
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N boronic acid Chemical compound OBO ZADPBFCGQRWHPN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N bromine Substances BrBr GDTBXPJZTBHREO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052794 bromium Inorganic materials 0.000 description 4
- 150000001732 carboxylic acid derivatives Chemical class 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N ethylene glycol Natural products OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 125000001153 fluoro group Chemical group F* 0.000 description 4
- 230000009477 glass transition Effects 0.000 description 4
- 125000000623 heterocyclic group Chemical group 0.000 description 4
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 4
- YKOQQFDCCBKROY-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylpropanamide Chemical compound CCN(CC)C(=O)CC YKOQQFDCCBKROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002798 polar solvent Substances 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N triphenylphosphine Chemical compound C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 RIOQSEWOXXDEQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N (3S)-3-[[(2S)-2-[[(2S)-2-[5-[(3aS,6aR)-2-oxo-1,3,3a,4,6,6a-hexahydrothieno[3,4-d]imidazol-4-yl]pentanoylamino]-3-methylbutanoyl]amino]-3-(4-hydroxyphenyl)propanoyl]amino]-4-[1-bis(4-chlorophenoxy)phosphorylbutylamino]-4-oxobutanoic acid Chemical compound CCCC(NC(=O)[C@H](CC(O)=O)NC(=O)[C@H](Cc1ccc(O)cc1)NC(=O)[C@@H](NC(=O)CCCCC1SC[C@@H]2NC(=O)N[C@H]12)C(C)C)P(=O)(Oc1ccc(Cl)cc1)Oc1ccc(Cl)cc1 QFLWZFQWSBQYPS-AWRAUJHKSA-N 0.000 description 3
- ONBQEOIKXPHGMB-VBSBHUPXSA-N 1-[2-[(2s,3r,4s,5r)-3,4-dihydroxy-5-(hydroxymethyl)oxolan-2-yl]oxy-4,6-dihydroxyphenyl]-3-(4-hydroxyphenyl)propan-1-one Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](CO)O[C@H]1OC1=CC(O)=CC(O)=C1C(=O)CCC1=CC=C(O)C=C1 ONBQEOIKXPHGMB-VBSBHUPXSA-N 0.000 description 3
- UNILWMWFPHPYOR-KXEYIPSPSA-M 1-[6-[2-[3-[3-[3-[2-[2-[3-[[2-[2-[[(2r)-1-[[2-[[(2r)-1-[3-[2-[2-[3-[[2-(2-amino-2-oxoethoxy)acetyl]amino]propoxy]ethoxy]ethoxy]propylamino]-3-hydroxy-1-oxopropan-2-yl]amino]-2-oxoethyl]amino]-3-[(2r)-2,3-di(hexadecanoyloxy)propyl]sulfanyl-1-oxopropan-2-yl Chemical compound O=C1C(SCCC(=O)NCCCOCCOCCOCCCNC(=O)COCC(=O)N[C@@H](CSC[C@@H](COC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC)OC(=O)CCCCCCCCCCCCCCC)C(=O)NCC(=O)N[C@H](CO)C(=O)NCCCOCCOCCOCCCNC(=O)COCC(N)=O)CC(=O)N1CCNC(=O)CCCCCN\1C2=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C2CC/1=C/C=C/C=C/C1=[N+](CC)C2=CC=C(S([O-])(=O)=O)C=C2C1 UNILWMWFPHPYOR-KXEYIPSPSA-M 0.000 description 3
- ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 2-Butanone Chemical compound CCC(C)=O ZWEHNKRNPOVVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- NVKGJHAQGWCWDI-UHFFFAOYSA-N 4-[4-amino-2-(trifluoromethyl)phenyl]-3-(trifluoromethyl)aniline Chemical compound FC(F)(F)C1=CC(N)=CC=C1C1=CC=C(N)C=C1C(F)(F)F NVKGJHAQGWCWDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N Ethyl acetate Chemical compound CCOC(C)=O XEKOWRVHYACXOJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N Propylene glycol Chemical compound CC(O)CO DNIAPMSPPWPWGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 125000002723 alicyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 3
- 229940125904 compound 1 Drugs 0.000 description 3
- 229940125773 compound 10 Drugs 0.000 description 3
- 229940126142 compound 16 Drugs 0.000 description 3
- 229940125782 compound 2 Drugs 0.000 description 3
- 229940125898 compound 5 Drugs 0.000 description 3
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000001449 isopropyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])(*)C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- ZLVXBBHTMQJRSX-VMGNSXQWSA-N jdtic Chemical compound C1([C@]2(C)CCN(C[C@@H]2C)C[C@H](C(C)C)NC(=O)[C@@H]2NCC3=CC(O)=CC=C3C2)=CC=CC(O)=C1 ZLVXBBHTMQJRSX-VMGNSXQWSA-N 0.000 description 3
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 3
- 125000001624 naphthyl group Chemical group 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 3
- 125000003367 polycyclic group Chemical group 0.000 description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 3
- 238000011160 research Methods 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 125000000999 tert-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C(*)(C([H])([H])[H])C([H])([H])[H] 0.000 description 3
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 3
- ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethanol Chemical compound CCOCCO ZNQVEEAIQZEUHB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 4-Butyrolactone Chemical compound O=C1CCCO1 YEJRWHAVMIAJKC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N Diethyl ether Chemical compound CCOCC RTZKZFJDLAIYFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N Dimethoxyethane Chemical compound COCCOC XTHFKEDIFFGKHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N N,N-Dimethylacetamide Chemical compound CN(C)C(C)=O FXHOOIRPVKKKFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N N-Methylpyrrolidone Chemical compound CN1CCCC1=O SECXISVLQFMRJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N O-Xylene Chemical compound CC1=CC=CC=C1C CTQNGGLPUBDAKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N Pyridine Chemical compound C1=CC=NC=C1 JUJWROOIHBZHMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004618 QSPR study Methods 0.000 description 2
- 125000003277 amino group Chemical group 0.000 description 2
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 2
- 125000000732 arylene group Chemical group 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004956 cyclohexylene group Chemical group 0.000 description 2
- BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N cyclopentanone Chemical compound O=C1CCCC1 BGTOWKSIORTVQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 description 2
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 2
- 125000005567 fluorenylene group Chemical group 0.000 description 2
- 238000010528 free radical solution polymerization reaction Methods 0.000 description 2
- 230000007062 hydrolysis Effects 0.000 description 2
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N n,n-diethylacetamide Chemical compound CCN(CC)C(C)=O AJFDBNQQDYLMJN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000004108 n-butyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1.C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 NFHFRUOZVGFOOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UQPUONNXJVWHRM-UHFFFAOYSA-N palladium;triphenylphosphane Chemical compound [Pd].C1=CC=CC=C1P(C=1C=CC=CC=1)C1=CC=CC=C1 UQPUONNXJVWHRM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000000843 phenylene group Chemical group C1(=C(C=CC=C1)*)* 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 125000005570 polycyclic cycloalkylene group Chemical group 0.000 description 2
- 239000009719 polyimide resin Substances 0.000 description 2
- UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N prehnitene Chemical compound CC1=CC=C(C)C(C)=C1C UOHMMEJUHBCKEE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N sulfonyldimethane Chemical compound CS(C)(=O)=O HHVIBTZHLRERCL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N thionyl chloride Chemical compound ClS(Cl)=O FYSNRJHAOHDILO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000002023 trifluoromethyl group Chemical group FC(F)(F)* 0.000 description 2
- 239000008096 xylene Substances 0.000 description 2
- SZUVGFMDDVSKSI-WIFOCOSTSA-N (1s,2s,3s,5r)-1-(carboxymethyl)-3,5-bis[(4-phenoxyphenyl)methyl-propylcarbamoyl]cyclopentane-1,2-dicarboxylic acid Chemical compound O=C([C@@H]1[C@@H]([C@](CC(O)=O)([C@H](C(=O)N(CCC)CC=2C=CC(OC=3C=CC=CC=3)=CC=2)C1)C(O)=O)C(O)=O)N(CCC)CC(C=C1)=CC=C1OC1=CC=CC=C1 SZUVGFMDDVSKSI-WIFOCOSTSA-N 0.000 description 1
- GHYOCDFICYLMRF-UTIIJYGPSA-N (2S,3R)-N-[(2S)-3-(cyclopenten-1-yl)-1-[(2R)-2-methyloxiran-2-yl]-1-oxopropan-2-yl]-3-hydroxy-3-(4-methoxyphenyl)-2-[[(2S)-2-[(2-morpholin-4-ylacetyl)amino]propanoyl]amino]propanamide Chemical compound C1(=CCCC1)C[C@@H](C(=O)[C@@]1(OC1)C)NC([C@H]([C@@H](C1=CC=C(C=C1)OC)O)NC([C@H](C)NC(CN1CCOCC1)=O)=O)=O GHYOCDFICYLMRF-UTIIJYGPSA-N 0.000 description 1
- 125000000008 (C1-C10) alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 1,1,3,3-tetramethylurea Chemical compound CN(C)C(=O)N(C)C AVQQQNCBBIEMEU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 1,3-Dimethyl-2-imidazolidinon Chemical compound CN1CCN(C)C1=O CYSGHNMQYZDMIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 1,3-dioxane Chemical compound C1COCOC1 VDFVNEFVBPFDSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZIKLJUUTSQYGQI-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxy-2-(2-ethoxypropoxy)propane Chemical compound CCOCC(C)OCC(C)OCC ZIKLJUUTSQYGQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 1-ethoxypropan-2-ol Chemical compound CCOCC(C)O JOLQKTGDSGKSKJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 1-methoxypropan-2-ol Chemical compound COCC(C)O ARXJGSRGQADJSQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 2-(2-ethoxyethoxy)ethyl acetate Chemical compound CCOCCOCCOC(C)=O FPZWZCWUIYYYBU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxyethoxy)ethanol Chemical compound COCCOCCO SBASXUCJHJRPEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DRLRGHZJOQGQEC-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propyl acetate Chemical compound COC(C)COC(C)COC(C)=O DRLRGHZJOQGQEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 2-[2-(2-ethoxyethoxy)ethoxy]ethanol Chemical compound CCOCCOCCOCCO WFSMVVDJSNMRAR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethanol Chemical compound CCCCOCCO POAOYUHQDCAZBD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 2-butoxyethyl acetate Chemical compound CCCCOCCOC(C)=O NQBXSWAWVZHKBZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 2-ethoxyethyl acetate Chemical compound CCOCCOC(C)=O SVONRAPFKPVNKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DZLUPKIRNOCKJB-UHFFFAOYSA-N 2-methoxy-n,n-dimethylacetamide Chemical compound COCC(=O)N(C)C DZLUPKIRNOCKJB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PFCHFHIRKBAQGU-UHFFFAOYSA-N 3-hexanone Chemical compound CCCC(=O)CC PFCHFHIRKBAQGU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N Butyl acetate Natural products CCCCOC(C)=O DKPFZGUDAPQIHT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004971 Cross linker Substances 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N Malonic acid Chemical compound OC(=O)CC(O)=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N N-methylcaprolactam Chemical compound CN1CCCCCC1=O ZWXPDGCFMMFNRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- WREOTYWODABZMH-DTZQCDIJSA-N [[(2r,3s,4r,5r)-3,4-dihydroxy-5-[2-oxo-4-(2-phenylethoxyamino)pyrimidin-1-yl]oxolan-2-yl]methoxy-hydroxyphosphoryl] phosphono hydrogen phosphate Chemical compound O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](COP(O)(=O)OP(O)(=O)OP(O)(O)=O)O[C@H]1N(C=C\1)C(=O)NC/1=N\OCCC1=CC=CC=C1 WREOTYWODABZMH-DTZQCDIJSA-N 0.000 description 1
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 1
- 239000000370 acceptor Substances 0.000 description 1
- 125000004018 acid anhydride group Chemical group 0.000 description 1
- 238000002479 acid--base titration Methods 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 125000003172 aldehyde group Chemical group 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000003545 alkoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 150000004984 aromatic diamines Chemical class 0.000 description 1
- 238000007611 bar coating method Methods 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 230000001680 brushing effect Effects 0.000 description 1
- 238000004422 calculation algorithm Methods 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 125000002843 carboxylic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 description 1
- 229940125797 compound 12 Drugs 0.000 description 1
- 229940126543 compound 14 Drugs 0.000 description 1
- 229940125758 compound 15 Drugs 0.000 description 1
- 229940126214 compound 3 Drugs 0.000 description 1
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 239000012787 coverlay film Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 125000000753 cycloalkyl group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000006356 dehydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 229940028356 diethylene glycol monobutyl ether Drugs 0.000 description 1
- XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol monoethyl ether Chemical compound CCOCCOCCO XXJWXESWEXIICW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229940075557 diethylene glycol monoethyl ether Drugs 0.000 description 1
- SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N diglyme Chemical compound COCCOCCOC SBZXBUIDTXKZTM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000007606 doctor blade method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 125000003700 epoxy group Chemical group 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 1
- 229920002457 flexible plastic Polymers 0.000 description 1
- 125000004216 fluoromethyl group Chemical group [H]C([H])(F)* 0.000 description 1
- GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N hexamethylphosphoric triamide Chemical compound CN(C)P(=O)(N(C)C)N(C)C GNOIPBMMFNIUFM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N hexanoic acid Chemical compound CCCCCC(O)=O FUZZWVXGSFPDMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006358 imidation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N methyl(phenyl)silicon Chemical compound C[Si]C1=CC=CC=C1 LAQFLZHBVPULPL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- RLVGHTRVYWUWSH-UHFFFAOYSA-N n,n,2,2-tetramethylpropanamide Chemical compound CN(C)C(=O)C(C)(C)C RLVGHTRVYWUWSH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012454 non-polar solvent Substances 0.000 description 1
- 230000005693 optoelectronics Effects 0.000 description 1
- JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N oxolane-2,4-dione Chemical compound O=C1COC(=O)C1 JCGNDDUYTRNOFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 125000005004 perfluoroethyl group Chemical group FC(F)(F)C(F)(F)* 0.000 description 1
- XIPFMBOWZXULIA-UHFFFAOYSA-N pivalamide Chemical compound CC(C)(C)C(N)=O XIPFMBOWZXULIA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920001690 polydopamine Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N propan-1-ol Chemical compound CCCO BDERNNFJNOPAEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N pyridine Natural products COC1=CC=CN=C1 UMJSCPRVCHMLSP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011342 resin composition Substances 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 125000000542 sulfonic acid group Chemical group 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N triglyme Chemical compound COCCOCCOCCOC YFNKIDBQEZZDLK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013585 weight reducing agent Substances 0.000 description 1
- 230000037303 wrinkles Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C237/00—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups
- C07C237/28—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton
- C07C237/40—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton having the nitrogen atom of the carboxamide group bound to a carbon atom of a six-membered aromatic ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C231/00—Preparation of carboxylic acid amides
- C07C231/12—Preparation of carboxylic acid amides by reactions not involving the formation of carboxamide groups
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C237/00—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups
- C07C237/28—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton
- C07C237/46—Carboxylic acid amides, the carbon skeleton of the acid part being further substituted by amino groups having the carbon atom of at least one of the carboxamide groups bound to a carbon atom of a non-condensed six-membered aromatic ring of the carbon skeleton having carbon atoms of carboxamide groups, amino groups and at least three atoms of bromine or iodine, bound to carbon atoms of the same non-condensed six-membered aromatic ring
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
- C08G73/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing nitrogen with or without oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule, not provided for in groups C08G12/00 - C08G71/00
- C08G73/06—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
- C08G73/10—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08G73/1003—Preparatory processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J5/00—Manufacture of articles or shaped materials containing macromolecular substances
- C08J5/18—Manufacture of films or sheets
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
- C08J2379/00—Characterised by the use of macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing nitrogen with or without oxygen, or carbon only, not provided for in groups C08J2361/00 - C08J2377/00
- C08J2379/04—Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
- C08J2379/08—Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
Abstract
Description
본 발명은 신규 디아민 화합물, 이를 이용한 폴리이미드 전구체 및 폴리이미드 필름 에 관한 것이다.The present invention relates to a novel diamine compound, a polyimide precursor and a polyimide film using the same.
최근 디스플레이 분야에서 제품의 경량화 및 소형화가 중요시 되고 있으며, 현재 사용되고 있는 유리 기판의 경우 무겁고 잘 깨지며 연속공정이 어렵다는 한계가 있기 때문에 유리 기판을 대체하여 가볍고 유연하며 연속공정이 가능한 장점을 갖는 플라스틱 기판을 핸드폰, 노트북, PDA 등에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.In the recent display field, product weight reduction and miniaturization are becoming important, and the glass substrates currently used are heavy, brittle, and have limitations in that continuous processing is difficult, so a plastic substrate that has the advantage of being light, flexible and capable of continuous processing by replacing the glass substrate. Research is being actively carried out to apply to mobile phones, laptops, PDAs, etc.
특히, 폴리이미드(PI) 수지는 합성이 용이하고 박막형 필름을 만들 수 있으며 경화를 위한 가교기가 필요 없는 장점을 가지고 있어, 최근에 전자 제품의 경량 및 정밀화 현상으로 LCD, PDP 등 반도체 재료에 집적화 소재로 많이 적용되고 있으며, PI를 가볍고 유연한 성질을 지니는 플렉시블 디스플레이 기판(flexible plastic display board)에 사용하려는 많은 연구가 진행되고 있다.In particular, polyimide (PI) resins are easy to synthesize, can make thin films, and have the advantage of not requiring a crosslinker for curing, so they are integrated into semiconductor materials such as LCD and PDP due to the recent light weight and precision phenomenon of electronic products. It is widely applied, and many studies are being conducted to use PI for a flexible plastic display board having a light and flexible property.
상기 폴리이미드 수지를 필름화하여 제조한 것이 폴리이미드(PI) 필름이며, 일반적으로 폴리이미드 필름은 방향족 다이안하이드라이드와 방향족 디아민 또는 방향족 디이소시아네이트를 용액 중합하여 폴리아믹산 유도체 용액을 제조한 후, 이를 실리콘 웨이퍼나 유리 등에 코팅하고 열처리에 의해 경화시키는 방법으로 제조된다. The polyimide (PI) film is prepared by filming the polyimide resin, and in general, the polyimide film is solution-polymerized with an aromatic dianhydride and an aromatic diamine or an aromatic diisocyanate to prepare a polyamic acid derivative solution. It is manufactured by a method of coating on a silicon wafer or glass and curing by heat treatment.
고온 공정을 수반하는 플렉서블 디바이스는 고온에서의 내열성이 요구되는데, 특히 LTPS(low temperature polysilicon) 공정을 사용하는 OLED(organic light emitting diode) 디바이스의 경우 공정온도가 500℃에 근접하기도 한다. 그러나 이러한 온도에서는 내열성이 우수한 폴리이미드라 하더라도 가수분해에 의한 열분해가 일어나기 쉽다. 따라서, 플렉시블 디바이스 제조를 위해서는 고온공정에서도 가수분해에 의한 열분해가 일어나지 않는 우수한 내화학성 및 저장안정성을 나타낼 수 있는 폴리이미드 필름의 개발이 필요하다.Flexible devices involving a high-temperature process require heat resistance at high temperatures. In particular, in the case of an OLED (organic light emitting diode) device using a low temperature polysilicon (LTPS) process, the process temperature may approach 500°C. However, even at a polyimide having excellent heat resistance at this temperature, thermal decomposition by hydrolysis is likely to occur. Therefore, in order to manufacture a flexible device, it is necessary to develop a polyimide film capable of exhibiting excellent chemical resistance and storage stability that does not cause thermal decomposition by hydrolysis even in a high temperature process.
또한, 방향족 폴리이미드는 자외선 - 가시광선 영역에서 강한 흡광도를 갖는 방향족 폴리이미드는 옅은 황색에서 진한 갈색의 강한 착색이 나타나는데 이는 투명성 및 무색 특성이 기본 요구 사항인 광전자 영역(optoelectronics area)에서의 광범위한 적용을 제한한다. 방향족 폴리이미드 수지에서 착색이 나타나는 이유는 고분자 주쇄에서 교대 전자 도너(dianhydride)와 전자 억셉터(diamine) 사이 및 내부 분자 간 전하 전달 복합체(CT-complexes)를 형성하기 때문이다.In addition, aromatic polyimide has strong absorbance in the ultraviolet-visible range, and aromatic polyimide exhibits strong coloration from pale yellow to dark brown, which is widely applied in the optoelectronics area where transparency and colorless properties are basic requirements. Limit. The reason why coloration appears in the aromatic polyimide resin is that it forms charge transfer complexes (CT-complexes) between alternating electron donors (dianhydride) and electron acceptors (diamine) and between internal molecules in the polymer backbone.
이러한 문제를 해결하기 위해, 높은 유리전이온도(Tg)를 가지며 광학적으로 투명한 PI 필름의 개발을 위해, 기능기 도입, 부피가 큰 부착 펜던트 기, 플루오르화된 기능기 등을 고분자 주쇄로의 도입하거나, 유연한 단위 (-S-, -O-, -CH2- 등)의 도입하는 방법들이 연구되어 왔다.To solve this problem, in order to develop an optically transparent PI film having a high glass transition temperature (Tg), a functional group is introduced, a bulky attachment pendant group, a fluorinated functional group, etc. are introduced into the polymer main chain. , Methods of introducing flexible units (-S-, -O-, -CH 2 -, etc.) have been studied.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 물성이 향상된 폴리이미드를 제조할 수 있는 신규 디아민을 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a novel diamine capable of producing a polyimide with improved physical properties.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 물성이 개선된 폴리이미드 필름을 제조하기 위한 폴리이미드 전구체를 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a polyimide precursor for manufacturing a polyimide film with improved physical properties.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 상기 폴리이미드 전구체를 이용하는 폴리이미드 필름을 제공하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a polyimide film using the polyimide precursor.
또한, 본 발명은, 상기 폴리이미드 필름을 포함하는 플렉서블 디바이스 및 그 제조공정을 제공하는 것이다.Further, the present invention is to provide a flexible device comprising the polyimide film and a manufacturing process thereof.
본 발명의 과제를 해결하기 위해, 하기 화학식 1의 구조를 갖는 디아민을 제공한다.In order to solve the problem of the present invention, a diamine having a structure represented by the following formula (1) is provided.
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서,In Chemical Formula 1,
Z는 O, S, S-S, C(=O), -C(=O)O-, - OC(=O)- CH(OH), S(=O)2, CR'R", -C(=O)NH-, -NHC(=O)- 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 관능기 이며, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 탄소수 1 내지 10의 플루오로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고,Z is O, S, SS, C(=O), -C(=O)O-,-OC(=O)- CH(OH), S(=O) 2 , CR'R", -C( =O)NH-, -NHC(=O)-, and a functional group selected from the group consisting of a combination thereof, and R'and R" are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a carbon number of 1 to 10 It is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), a nitro group (-NO 2 ), and cyano A no group (-CN), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 4.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1의 디아민이 하기 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1 may be selected from compounds of Formulas 1-1 to 1-4 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Formulas 1-1 to 1-4, definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 할로게노알킬기 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a cyano group (-CN), an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and 1 to 4 carbon atoms. It may be one selected from a halogenoalkoxy group and a halogenoalkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-1의 디아민은 하기 반응식 1과 같은 반응으로 제조될 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1-1 may be prepared by the same reaction as in Scheme 1 below.
[반응식 1][Scheme 1]
상기 반응식 1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 1, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-2의 디아민은 하기 반응식 2와 같은 반응으로 제조될 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1-2 may be prepared by the same reaction as in Scheme 2 below.
[반응식 2][Scheme 2]
상기 반응식 2에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 2, definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-3의 디아민이 하기 반응식 3과 같은 반응으로 제조될 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1-3 may be prepared by the same reaction as in Scheme 3 below.
[반응식 3][Scheme 3]
상기 반응식 3에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 3, definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-4의 디아민이 하기 반응식 4와 같은 반응으로 제조될 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1-4 may be prepared by the same reaction as in Scheme 4 below.
[반응식 4][Scheme 4]
상기 반응식 4에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 4, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
본 발명의 다른 과제를 해결하기 위해,In order to solve other problems of the present invention,
1종 이상의 디아민 및 1종 이상의 산이무수물을 포함하는 중합성분을 중합시켜 얻어지는 폴리이미드 전구체로서,As a polyimide precursor obtained by polymerizing a polymerization component containing at least one diamine and at least one acid dianhydride,
상기 디아민이 상기 신규 디아민을 포함하는 것인 폴리이미드 전구체를 제공한다.The diamine provides a polyimide precursor containing the novel diamine.
본 발명은 또한, 폴리이미드 전구체를 이용하여 제조된 폴리이미드 필름을 제공한다.The present invention also provides a polyimide film manufactured using a polyimide precursor.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리이미드 필름은,According to an embodiment, the polyimide film,
상기 폴리이미드 전구체를 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물을 캐리어 기판 상에 도포하는 단계; 및Applying a polyimide precursor composition including the polyimide precursor onto a carrier substrate; And
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열 및 경화하는 단계를 포함하는 방법으로 제조되는 것일 수 있다.It may be prepared by a method including heating and curing the polyimide precursor composition.
일 실시예에 따르면, 면방향 굴절률이 1.73 이상이고, 두께 방향 굴절률이 1.53 이상일 수 있다.According to an embodiment, the refractive index in the surface direction may be 1.73 or more, and the refractive index in the thickness direction may be 1.53 or more.
일 실시예에 따르면, 열팽창계수(CTE)가 12 ppm/℃ 이하일 수 있다.According to an embodiment, the coefficient of thermal expansion (CTE) may be 12 ppm/°C or less.
본 발명은 또한, 폴리이미드 필름을 기판으로 포함하는 플렉서블 디바이스를 제공한다.The present invention also provides a flexible device comprising a polyimide film as a substrate.
본 발명은 또한, The present invention also
상기 폴리이미드 전구체를 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물을 캐리어 기판 상에 도포하는 단계;Applying a polyimide precursor composition including the polyimide precursor onto a carrier substrate;
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열하여 폴리아믹산을 이미드화함으로써 폴리이미드 필름을 형성하는 단계; Heating the polyimide precursor composition to imidize polyamic acid to form a polyimide film;
상기 폴리이미드 필름 상에 소자를 형성하는 단계; 및Forming a device on the polyimide film; And
상기 소자가 형성된 폴리이미드 필름을 상기 캐리어 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 플렉서블 디바이스의 제조공정을 제공한다.It provides a manufacturing process of a flexible device comprising the step of peeling the polyimide film formed with the device from the carrier substrate.
일 실시예에 따르면, 상기 제조공정이 LTPS(저온 폴리실리콘) 공정, ITO 공정 또는 Oxide 공정을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment, the manufacturing process may include an LTPS (low temperature polysilicon) process, an ITO process, or an oxide process.
본 발명은 벤젠 고리기 3개가 연결된 구조인 p-Terphenyl구조의 양쪽에 관능기에 의해 연결된 벤젠 고리를 포함하며, 상기 벤젠 고리들이 다양한 치환기로 치환된 구조를 갖는 신규 디아민을 개시한다. The present invention discloses a novel diamine having a structure in which three benzene ring groups are linked by a functional group on both sides of a p-Terphenyl structure, and the benzene rings are substituted with various substituents.
또한, 본 발명은 이러한 신규 디아민을 중합성분으로 포함함으로써, 향상된 물성을 갖는 폴리이미드 필름을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a polyimide film having improved physical properties by including such a novel diamine as a polymerization component.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.Since the present invention can apply various transformations and have various embodiments, specific embodiments are illustrated in the drawings and will be described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all conversions, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention. In the description of the present invention, when it is determined that a detailed description of known technologies related to the present invention may obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.
본 명세서에서 모든 화합물 또는 유기기는 특별한 언급이 없는 한 치환되거나 비치환된 것일 수 있다. 여기서, '치환된'이란 화합물 또는 유기기에 포함된 적어도 하나의 수소가 할로겐 원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 할로겐화알킬기, 탄소수 3 내지 30의 사이클로알킬기, 탄소수 6 내지 30의 아릴기, 하이드록시기, 탄소수 1 내지 10의 알콕시기, 카르복실산기, 알데히드기, 에폭시기, 시아노기, 니트로기, 아미노기, 술폰산기 및 이들의 유도체로 이루어진 군에서 선택되는 치환기로 대체된 것을 의미한다.In the present specification, all compounds or organic groups may be substituted or unsubstituted unless otherwise specified. Here,'substituted' means that at least one hydrogen contained in the compound or organic group is a halogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenated alkyl group, a cycloalkyl group having 3 to 30 carbon atoms, an aryl group having 6 to 30 carbon atoms, a hydroxyl group , Substituted with a substituent selected from the group consisting of alkoxy groups having 1 to 10 carbon atoms, carboxylic acid groups, aldehyde groups, epoxy groups, cyano groups, nitro groups, amino groups, sulfonic acid groups and derivatives thereof.
본 발명은 하기 화학식 1로 표시되는 디아민을 제공한다.The present invention provides a diamine represented by the following formula (1).
[화학식 1][Formula 1]
상기 화학식 1에 있어서,In Chemical Formula 1,
Z는 O, S, S-S, C(=O), -C(=O)O-, - OC(=O)- CH(OH), S(=O)2, CR'R", -C(=O)NH-, -NHC(=O)- 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 관능기이며, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 탄소수 1 내지 10의 플루오로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고,Z is O, S, SS, C(=O), -C(=O)O-,-OC(=O)- CH(OH), S(=O)2, CR'R", -C( =O)NH-, -NHC(=O)-, and a functional group selected from the group consisting of a combination thereof, and R'and R" are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a carbon number of 1 to 10 It is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기이다. R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), a nitro group (-NO 2 ), and cyano No group (-CN), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
바람직하게는, R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 할로게노알킬기 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있고,Preferably, R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a cyano group (-CN), an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and a halo having 1 to 4 carbon atoms. It may be at least one selected from a genoalkoxy group and a halogenoalkyl group having 1 to 5 carbon atoms,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 4.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1의 디아민이 하기 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the diamine of Formula 1 may be selected from compounds of Formulas 1-1 to 1-4 below.
[화학식 1-1][Formula 1-1]
[화학식 1-2][Formula 1-2]
[화학식 1-3][Formula 1-3]
[화학식 1-4][Formula 1-4]
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Formulas 1-1 to 1-4, definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-1의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the compound of Formula 1-1 may be selected from the following compounds.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-2의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the compound of Formula 1-2 may be selected from the following compounds.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-3의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the compound of Formula 1-3 may be selected from the following compounds.
일 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-4의 화합물은 하기 화합물 중에서 선택되는 것일 수 있다.According to an embodiment, the compound of Formula 1-4 may be selected from the following compounds.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 화학식 1-1의 디아민은 하기 반응식 1-1과 같은 반응으로 제조될 수 있다.According to a preferred embodiment, the diamine of Formula 1-1 may be prepared by the same reaction as in Reaction Formula 1-1.
[반응식 1-1][Scheme 1-1]
상기 반응식 1-1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 1-1, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
상기 화학식 1-2의 디아민은 하기 반응식 2-1과 같은 반응으로 제조될 수 있다.The diamine of Formula 1-2 may be prepared by the same reaction as in Reaction Formula 2-1.
[반응식 2-1][Scheme 2-1]
상기 반응식 2-1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 2-1, definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those of Formula 1.
상기 화학식 1-3의 디아민은 하기 반응식 3-1과 같은 반응으로 제조될 수 있다.The diamine of Formula 1-3 may be prepared by the same reaction as in Reaction Scheme 3-1.
[반응식 3-1][Reaction Scheme 3-1]
상기 반응식 3-1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 3-1, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
상기 화학식 1-4의 디아민은 하기 반응식 4-1과 같은 반응으로 제조될 수 있다.The diamine of Formula 1-4 may be prepared by the same reaction as in Reaction Formula 4-1.
[반응식 4-1][Reaction Scheme 4-1]
상기 반응식 4-1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1과 동일하다.In Reaction Scheme 4-1, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as in Formula 1.
일 실시예에 따르면, 상기 구조를 갖는 디아민을 사용하여 제조된 폴리이미드 전구체의 중량평균분자량은 45,000 g/mol 이상일 수 있으며, 바람직하게는 50,000 g/mol 이상일 수 있다. 분자량이 45,000 g/mol 미만인 경우 폴리이미드 반응성 저하로 인한 용액의 점도 저하가 발생하여 고형분 대비 점도가 낮아 용액 코팅 공정 및 최종 경화 공정시 필름 두께의 제어가 용이하지 않을 수 있다. 또한 분자량이 낮으면 기계적인 물성이 저하되어 필름 강도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있다.According to an embodiment, the weight average molecular weight of the polyimide precursor prepared using the diamine having the above structure may be 45,000 g/mol or more, and preferably 50,000 g/mol or more. When the molecular weight is less than 45,000 g/mol, the viscosity of the solution decreases due to the decrease in polyimide reactivity, and thus the viscosity is low relative to the solid content, so it may not be easy to control the film thickness during the solution coating process and the final curing process. In addition, when the molecular weight is low, mechanical properties may be deteriorated, resulting in a problem of lowering the film strength.
본 발명에 따른 폴리이미드 전구체는, 중합성분으로서 하기 화학식 2의 구조를 갖는 디아민 또는 산이무수물을 포함할 수 있다:The polyimide precursor according to the present invention may contain a diamine or an acid dianhydride having a structure of the following formula (2) as a polymerization component:
[화학식 2][Formula 2]
상기 화학식 2에 있어서,In Chemical Formula 2,
R5, R6는 각각 독립적으로 탄소수 1 ∼ 20 의 1 가의 유기기이고, 그리고 h 는 3∼ 200 의 정수이다.R5 and R6 are each independently a monovalent organic group having 1 to 20 carbon atoms, and h is an integer of 3 to 200.
보다 구체적으로, 상기 화학식 2의 화합물은 하기 화학식 2-1의 디아민 화합물일 수 있다.More specifically, the compound of Formula 2 may be a diamine compound of Formula 2-1.
[화학식 2-1][Formula 2-1]
상기 화학식 2-1에 있어서,In Formula 2-1,
R은 탄소수 1~10의 알킬기 또는 탄소수 6~24의 아릴기이고,R is a C1-C10 alkyl group or a C6-C24 aryl group,
p 및 q는 몰분율로서 p+q=100 일 때 p는 70~90, q는 10~30 이다. p and q are mole fractions, when p+q=100, p is 70 to 90 and q is 10 to 30.
상기 화학식 2의 화합물은 상기 중합성분의 총 중량에 대해 5 내지 50 중량% 로 포함될 수 있으며, 바람직하게는 전체 중합성분 총 중량에 대해 10 내지 20 중량%로 포함할 수 있다. The compound of Formula 2 may be included in an amount of 5 to 50% by weight based on the total weight of the polymerization component, and preferably may be included in an amount of 10 to 20% by weight based on the total weight of the polymerization component.
상기 화학식 2의 구조를 포함하는 중합성분이 총 중량에 대해 과도하게 첨가되면, 폴리이미드의 모듈러스(modulus)와 같은 기계적 특성이 저하될 수 있고, 막 강도가 감소함으로써, 공정상에서 필름이 찢어지는 등의 물리적 손상이 발생할 수 있다. 또한, 화학식 2의 구조를 갖는 디아민이 과도하게 첨가되는 경우, 상기 실록산 구조를 갖는 고분자로부터 유래되는 Tg가 나타날 수 있으며, 이로부터, 350℃ 이하의 낮은 공정온도에서 Tg가 나타나게 되어, 350℃ 이상의 무기막 증착 공정시 고분자의 유동현상으로 인해 필름표면에 주름이 발생하게 되어 무기막이 갈라지는 현상이 발생할 수 있다.When the polymerization component containing the structure of Formula 2 is excessively added to the total weight, mechanical properties such as modulus of the polyimide may be deteriorated, and film strength is reduced, such that the film tears in the process. Physical damage may occur. In addition, when the diamine having the structure of Formula 2 is excessively added, Tg derived from the polymer having the siloxane structure may appear, and from this, Tg appears at a low process temperature of 350°C or less, and thus, 350°C or more. During the inorganic film deposition process, wrinkles may occur on the film surface due to the flow phenomenon of the polymer, which may cause the inorganic film to crack.
일반적으로, 상기 화학식 2와 같은 실리콘 올리고머 구조를 포함하는 디아민 또는 산이무수물을 중합성분 중에 10 중량% 이상으로 포함하는 폴리이미드의 경우 잔류응력의 저감효과가 높아질 수 있고, 50중량% 보다 높은 조성에서는 Tg가 390℃ 보다 낮아져 내열성이 저하될 수 있다.In general, in the case of a polyimide containing 10% by weight or more of a diamine or an acid dianhydride having a silicone oligomer structure as shown in Formula 2 above in the polymerization component, the effect of reducing residual stress may be increased, and in a composition higher than 50% by weight, Since Tg is lower than 390°C, heat resistance may decrease.
반면, 본 발명에 따른 폴리이미드는 전체 중합성분에 대해 10 중량% 이상으로 실리콘 올리고머를 포함함에도 불구하고 Tg를 390℃ 이상으로 유지할 수 있다. 따라서, 유리전이온도를 390℃ 이상으로 유지하면서, 실리콘 올리고머 구조에 의한 잔류응력의 감소효과 또한 함께 얻을 수 있다.On the other hand, the polyimide according to the present invention can maintain the Tg at 390°C or higher, despite including the silicone oligomer at 10% by weight or more based on the total polymerization component. Therefore, while maintaining the glass transition temperature at 390°C or higher, the effect of reducing the residual stress due to the silicone oligomer structure can also be obtained.
상기 화학식 2의 구조를 갖는 디아민 또는 산이무수물에 포함된 실리콘 올리고머 구조의 분자량은 4000 g/mol 이상일 수 있으며, 여기서 분자량은 중량평균 분자량을 의미하며, 분자량 계산은 NMR분석 또는 산염기 적정법을 사용하여 아민 또는 이무수물과 같은 반응기의 당량을 계산하는 방식을 사용할 수 있다.The molecular weight of the silicone oligomer structure contained in the diamine or acid dianhydride having the structure of Formula 2 may be 4000 g/mol or more, where the molecular weight refers to the weight average molecular weight, and the molecular weight calculation is performed using NMR analysis or acid base titration method. A method of calculating the equivalent of the reactor such as amine or dianhydride can be used.
상기 화학식 2의 구조를 포함하는 실리콘 올리고머 구조의 분자량이 4000 g/mol 미만인 경우에는 내열성이 저하될 수 있으며, 예를 들면, 제조된 폴리이미드의 유리전이온도(Tg)가 저하되거나, 열팽창계수가 과도하게 증가할 수 있다.When the molecular weight of the silicone oligomer structure including the structure of Formula 2 is less than 4000 g/mol, heat resistance may be lowered, for example, the glass transition temperature (Tg) of the prepared polyimide may decrease, or the coefficient of thermal expansion It may increase excessively.
본 발명에 따르면, 폴리이미드 매트릭스 내에 분포되어 있는 실리콘 올리고머 도메인의 크기가 나노사이즈, 예를 들어 1nm~50nm, 또는 5nm~40nm, 또는 10nm~30nm로서 연속상을 가지므로 내열성과 기계적 물성을 유지하면서 잔류 응력을 최소화할 수 있다. 이와 같은 연속상을 가지지 않는 경우에는 잔류 응력 감소효과는 있을 수 있지만 내열성과 기계적 물성이 현저히 감소하여 공정에 이용하기가 곤란하다.According to the present invention, the size of the silicon oligomer domains distributed in the polyimide matrix is nano-sized, for example, 1 nm to 50 nm, or 5 nm to 40 nm, or 10 nm to 30 nm, thus maintaining a heat resistance and mechanical properties. Residual stress can be minimized. In the case of not having such a continuous phase, there may be a residual stress reduction effect, but heat resistance and mechanical properties are significantly reduced, making it difficult to use in the process.
여기서 실리콘 올리고머의 도메인은 실리콘 올리고머 구조를 갖는 폴리머가 분포하는 영역을 의미하며, 그 크기는 해당 영역을 둘러싸는 원의 직경을 지칭하는 것으로 한다. Here, the domain of the silicone oligomer means a region in which a polymer having a silicone oligomer structure is distributed, and its size refers to the diameter of a circle surrounding the region.
실리콘 올리고머 구조를 포함하는 부분(도메인)이 폴리이미드 매트릭스 내에 연속상으로 연결되어 있는 것이 바람직한데, 여기서 연속상이라는 것은 나노사이즈의 도메인이 균일하게 분포하고 있는 형상을 의미한다.It is preferable that the portion (domain) containing the silicone oligomer structure is connected in a continuous phase in the polyimide matrix, wherein the continuous phase means a shape in which nano-sized domains are uniformly distributed.
따라서, 본 발명은 고분자량을 갖는 실리콘 올리고머 임에도 불구하고, 폴리이미드 매트릭스 내에서 상분리 없이 균일하게 분포될 수 있어 헤이즈 특성이 저하되어 보다 투명한 특성을 갖는 폴리이미드를 얻을 수 있을 뿐만 아니라, 실리콘 올리고머 구조가 연속상으로 존재함으로 폴리이미드의 기계적 강도 및 스트레스 완화 효과를 보다 효율적으로 향상시켜 줄 수 있다. 이러한 특성으로부터, 본 발명에 따른 조성물은 열적 특성 및 광학적 특성뿐만 아니라, 코팅-경화 후 기판이 휘어지는 현상이 감소하여 평평한 폴리이미드 필름을 제공할 수 있다.Therefore, although the present invention is a silicone oligomer having a high molecular weight, it can be uniformly distributed without phase separation in the polyimide matrix, so that the haze property is lowered to obtain a polyimide having more transparent properties, as well as a silicone oligomer structure. Since is present in a continuous phase, the mechanical strength and stress relaxation effect of the polyimide can be more efficiently improved. From these properties, the composition according to the present invention can provide a flat polyimide film by reducing the phenomenon of substrate warping after coating-curing as well as thermal and optical properties.
본 발명은 실리콘 올리고머 구조를 폴리이미드 구조에 삽입함으로써, 폴리이미드의 모듈러스 강도를 적절히 향상시킬 수 있고 외력에 의한 스트레스 또한 완화시켜 줄 수 있다. 이때, 실리콘 올리고머 구조를 포함하는 폴리이미드는 극성을 나타낼 수 있으며, 실록산 구조를 포함하지 않는 폴리이미드 구조와 극성 차이로 인한 상분리가 발생할 수 있으며, 이로 인해 실록산 구조가 폴리이미드 구조 전반에 불균일하게 분포될 수 있다. 이 경우에는 실록산 구조에 의한 폴리이미드의 강도 향상 및 스트레스 완화 효과와 같은 물성 향상효과를 나타내기 어려울 뿐만 아니라, 상분리로 인해 헤이즈가 증가하여 필름의 투명성이 저하될 수 있다. 특히, 실록산 구조를 포함하는 디아민이 고분자량을 갖는 경우에 이로부터 제조된 폴리이미드는 그 극성이 더욱 극명하게 나타나, 폴리이미드 간의 상분리 현상이 보다 극명하게 나타날 수 있다. 이때, 저분자량의 구조를 갖는 실록산 디아민을 사용할 경우에는 스트레스 완화 등의 효과를 나타내기 위해서는 많은 양을 첨가하여야 하며, 이는 낮은 온도에서 Tg가 발생하는 등의 공정상의 문제가 발생시킬 수 있고, 이로 인해 폴리이미드 필름의 물리적 특성이 저하될 수 있다. 이에, 고분자량의 실록산 디아민을 첨가하는 경우에는 relaxation segment가 분자 내에 크게 형성될 수 있으며, 따라서 저분자량을 첨가하는 것에 비해 적은 함량으로도 효과적으로 스트레스 완화 효과를 나타낼 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 고분자량을 갖는 실록산 구조를 갖는 화학식 2의 화합물을 사용함으로써, 폴리이미드 매트릭스상에 상 분리 없이 보다 고르게 분포될 수 있다.In the present invention, by inserting the silicone oligomer structure into the polyimide structure, the modulus strength of the polyimide can be appropriately improved, and stress caused by external force can also be relieved. At this time, a polyimide containing a silicone oligomer structure may exhibit polarity, and phase separation may occur due to a polarity difference with a polyimide structure that does not include a siloxane structure, whereby the siloxane structure is unevenly distributed throughout the polyimide structure. Can be. In this case, it is not only difficult to exhibit a property improvement effect such as strength improvement and stress relaxation effect of the polyimide due to the siloxane structure, but also haze increases due to phase separation, so that the transparency of the film may be deteriorated. In particular, when a diamine containing a siloxane structure has a high molecular weight, the polarity of the polyimide prepared therefrom is more pronounced, and a phase separation phenomenon between the polyimides may be more pronounced. At this time, when using a siloxane diamine having a low molecular weight structure, a large amount must be added in order to exhibit an effect such as stress relaxation, which may cause process problems such as Tg occurring at a low temperature. Due to this, physical properties of the polyimide film may be deteriorated. Accordingly, when a high molecular weight siloxane diamine is added, a relaxation segment may be formed largely in the molecule, and thus a stress relaxation effect may be effectively exhibited even in a small amount compared to the addition of a low molecular weight. Accordingly, in the present invention, by using the compound of Formula 2 having a siloxane structure having a high molecular weight, it can be more evenly distributed on a polyimide matrix without phase separation.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리이미드 전구체를 중합하기 위해 사용되는 산이무수물은 테트라카르복실산 이무수물이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 상기 테트라카르복실산 이무수물로서, 분자내 방향족, 지환족, 또는 지방족의 4가 유기기, 또는 이들의 조합기로서, 지방족, 지환족 또는 방향족의 4가 유기기가 가교구조를 통해 서로 연결된 4가 유기기를 포함하는 테트라카르복실산 이무수물을 사용할 수 있다. 바람직하게는 일환식 또는 다환식 방향족, 일환식 또는 다환식 지환족, 또는 이들 중 둘 이상이 단일결합 또는 관능기로 연결된 구조를 갖는 산이무수물을 포함할 수 있다. 또는, 방향족, 지환족 등의 고리구조가 단독, 또는 접합(fused)된 복소환 고리 구조, 또는 단일결합으로 연결된 구조와 같은 강직(rigid)한 구조를 갖는 4가 유기기를 포함하는 것일 수 있다:According to one embodiment, the acid dianhydride used to polymerize the polyimide precursor may be a tetracarboxylic dianhydride. For example, as the tetracarboxylic dianhydride, intramolecular aromatic, alicyclic, Alternatively, as an aliphatic tetravalent organic group or a combination group thereof, a tetracarboxylic dianhydride containing a tetravalent organic group in which aliphatic, alicyclic or aromatic tetravalent organic groups are connected to each other through a crosslinked structure may be used. Preferably, it may include an acid dianhydride having a monocyclic or polycyclic aromatic, monocyclic or polycyclic alicyclic group, or a structure in which two or more of them are connected by a single bond or a functional group. Alternatively, it may include a tetravalent organic group having a rigid structure such as a single or fused heterocyclic ring structure, or a structure linked by a single bond:
[화학식 3a][Formula 3a]
[화학식 3b][Formula 3b]
[화학식 3c][Formula 3c]
[화학식 3d][Formula 3d]
[화학식 3e][Formula 3e]
상기 화학식 3a 내지 3e에서, R11 내지 R17 은 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴기에서 선택되는 것일 수 있고,In Formulas 3a to 3e, R 11 to R 17 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), and a nitro group (-NO2), a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl having 1 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
a1은 0 내지 2의 정수, a2는 0 내지 4의 정수, a3는 0 내지 8의 정수, a4 및 a5는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수, a6 및 a9는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수, 그리고 a7 및 a8은 각각 독립적으로 0 내지 7의 정수일 수 있으며,a1 is an integer of 0 to 2, a2 is an integer of 0 to 4, a3 is an integer of 0 to 8, a4 and a5 are each independently an integer of 0 to 3, a6 and a9 are each independently an integer of 0 to 3, And a7 and a8 may each independently be an integer of 0 to 7,
A11 및 A12는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -CR'R"-(이때, R' 및 R"은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기 등) 및 탄소수 1 내지 10의 할로알킬기(예를 들면, 트리플루오로메틸기 등)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임), -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, -S-, -SO-, -SO2-, -O[CH2CH2O]y-(y는 1 내지 44의 정수임), -NH(C=O)NH-, -NH(C=O)O-, 탄소수 6 내지 18의 일환식 또는 다환식의 시클로알킬렌기(예를 들면, 시클로헥실렌기 등), 탄소수 6 내지 18의 일환식 또는 다환식의 아릴렌기(예를 들면, 페닐렌기, 나프탈렌기, 플루오레닐렌기등), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. A 11 and A 12 are each independently a single bond, -O-, -CR'R"- (In this case, R'and R" are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, a methyl group, Ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, etc.), and a haloalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, trifluoromethyl group, etc.) , -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, -S-, -SO-, -SO 2 -, -O[CH 2 CH 2 O]y -(y is an integer of 1 to 44), -NH(C=O)NH-, -NH(C=O)O-, a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group having 6 to 18 carbon atoms (for example, Cyclohexylene group, etc.), a monocyclic or polycyclic arylene group having 6 to 18 carbon atoms (eg, a phenylene group, a naphthalene group, a fluorenylene group, etc.), and a combination thereof. .
또는, 상기 테트라카르복실산 이무수물은 하기 화학식 4a 내지 4n으로 이루어진 군으로부터 선택되는 4가 유기기를 포함하는 것일 수 있다.Alternatively, the tetracarboxylic dianhydride may include a tetravalent organic group selected from the group consisting of the following Chemical Formulas 4a to 4n.
상기 화학식 4a 내지 4n의 4가 유기기내 1 이상의 수소원자는 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴기에서 선택되는 치환체로 치환될 수 있다. 예를 들면, 상기 할로겐 원자는 플루오로(-F)일 수 있으며, 할로게노알킬기는 플루오로 원자를 포함하는 탄소수 1 내지 10의 플루오로알킬기로서, 플루오로메틸기, 퍼플루오로에틸기, 트리플루오로메틸기 등에서 선택되는 것일 수 있으며, 상기 알킬기는 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, t-부틸기, 펜틸기, 헥실기에서 선택되는 것일 수 있고, 상기 아릴기는 페닐기, 나프탈레닐기에서 선택되는 것 일 수 있으며, 보다 바람직하게는 플루오로원자 및 플로오로알킬기 등의 플루오로 원자를 포함하는 치환기일 수 있다.At least one hydrogen atom in the tetravalent organic group of Formulas 4a to 4n is a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), a nitro group ( -NO2), a cyano group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl having 1 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. For example, the halogen atom may be fluoro (-F), and the halogenoalkyl group is a fluoroalkyl group having 1 to 10 carbon atoms including a fluoro atom, and includes a fluoromethyl group, a perfluoroethyl group, and a trifluoro The alkyl group may be selected from a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group, and the aryl group may be selected from a phenyl group and a naphthalenyl group. It may be, and more preferably a substituent including a fluoro atom such as a fluoro atom and a fluoroalkyl group.
또는, 상기 테트라카르복실산 이무수물은, 방향족 고리 또는 지방족 구조가 각각의 고리구조가 강직(rigid)한 구조, 즉, 단일 고리 구조, 각각의 고리가 단일결합으로 결합된 구조 또는 각각의 고리가 직접적으로 연결된 복소환 구조를 포함하는 4가 유기기를 포함하는 것 일 수 있다.Alternatively, in the tetracarboxylic dianhydride, an aromatic ring or an aliphatic structure is a structure in which each ring structure is rigid, that is, a single ring structure, a structure in which each ring is bonded by a single bond, or each ring It may be one containing a tetravalent organic group containing a heterocyclic structure directly connected.
일 실시예에 따르면, 폴리이미드 전구체 중합시 상기 화학식 1디아민의 이외에 1종 이상의 디아민이 더 포함될 수 있으며, 예를 들면, 탄소수 6 내지 24의 일환식 또는 다환식 방향족 2가 유기기, 탄소수 6 내지 18의 일환식 또는 다환식 지환족 2가 유기기, 또는 이들 중 둘 이상이 단일결합이나 관능기로 연결된 구조를 포함하는 2가 유기기 선택되는 2가 유기기 구조를 포함하는 디아민을 포함할 수 있으며, 또는, 방향족, 지환족 등의 고리구조 화합물이 단독, 또는 접합(fused)된 복소환 고리 구조, 또는 단일결합으로 연결된 구조와 같은 강직(rigid)한 구조를 갖는 2가 유기기로부터 선택되는 것 일 수 있다.According to an embodiment, at the time of polymerization of the polyimide precursor, one or more diamines may be further included in addition to the formula 1 diamine, for example, a monocyclic or polycyclic aromatic divalent organic group having 6 to 24 carbon atoms, and 6 to carbon atoms. 18 monocyclic or polycyclic alicyclic divalent organic groups, or diamines containing a divalent organic group structure selected from a divalent organic group including a structure in which two or more of them are linked by a single bond or a functional group, , Or, selected from a divalent organic group having a rigid structure such as a single or fused heterocyclic ring structure, or a structure linked by a single bond Can be
예를 들면, 상기 디아민은, 하기 화학식 5a 내지 5e 로부터 선택되는 2가 유기기를 포함하는 것일 수 있다.For example, the diamine may include a divalent organic group selected from the following formulas 5a to 5e.
[화학식 5a][Formula 5a]
[화학식 5b][Formula 5b]
[화학식 5c][Formula 5c]
[화학식 5d][Formula 5d]
[화학식 5e][Formula 5e]
상기 화학식 5a 내지 5e에서,In the above formulas 5a to 5e,
R21 내지 R27은 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기, 탄소수 1 내지 10의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬, 탄소수 6 내지 20의 아릴기로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. R 21 to R 27 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), a nitro group (-NO 2 ), and cyano It may be selected from the group consisting of a no group, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl having 1 to 10 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms.
A21 및 A22는 각각 독립적으로 단일결합, -O-, -CR'R"-(이때, R' 및 R"은 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기(예를 들면, 메틸기, 에틸기, 프로필기, 이소프로필기, n-부틸기, tert-부틸기, 펜틸기 등) 및 탄소수 1 내지 10의 할로알킬기(예를 들면, 트리플루오로메틸기 등)로 이루어진 군으로부터 선택되는 것임), -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, -S-, -SO-, -SO2-, -O[CH2CH2O]y-(y는 1 내지 44의 정수임), -NH(C=O)NH-, -NH(C=O)O-, 탄소수 6 내지 18의 일환식 또는 다환식의 시클로알킬렌기(예를 들면, 시클로헥실렌기 등), 탄소수 6 내지 18의 일환식 또는 다환식의 아릴렌기(예를 들면, 페닐렌기, 나프탈렌기, 플루오레닐렌기등), 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며,A 21 and A 22 are each independently a single bond, -O-, -CR'R"- (herein, R'and R" are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, a methyl group, Ethyl group, propyl group, isopropyl group, n-butyl group, tert-butyl group, pentyl group, etc.), and a haloalkyl group having 1 to 10 carbon atoms (eg, trifluoromethyl group, etc.) , -C(=O)-, -C(=O)O-, -C(=O)NH-, -S-, -SO-, -SO 2 -, -O[CH 2 CH 2 O] y -(y is an integer of 1 to 44), -NH(C=O)NH-, -NH(C=O)O-, a monocyclic or polycyclic cycloalkylene group having 6 to 18 carbon atoms (for example, Cyclohexylene group, etc.), a monocyclic or polycyclic arylene group having 6 to 18 carbon atoms (for example, a phenylene group, a naphthalene group, a fluorenylene group, etc.), and a combination thereof. ,
b1은 0 내지 4의 정수이고, b2는 0 내지 6의 정수이며, b3은 0 내지 3의 정수이고, b4 및 b5는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이고, b7 및 b8은 각각 독립적으로 0내지 9의 정수이고, b6 및 b9는 각각 독립적으로 0 내지 3의 정수이다.b1 is an integer from 0 to 4, b2 is an integer from 0 to 6, b3 is an integer from 0 to 3, b4 and b5 are each independently integers from 0 to 4, and b7 and b8 are each independently 0 to 0 It is an integer of 9, and b6 and b9 are each independently an integer of 0-3.
예를 들면, 상기 디아민은 하기 화학식 6a 내지 6p 로부터 선택되는 2가 유기기를 포함하는 것일 수 있다.For example, the diamine may include a divalent organic group selected from the following formulas 6a to 6p.
또는, 상기 디아민은 방향족 고리 또는 지방족 구조가 강직(rigid)한 사슬구조를 형성하는 2가 유기기를 포함하는 것일 수 있으며, 예를 들면, 단일 고리 구조, 각각의 고리가 단일결합으로 결합된 구조 또는 각각의 고리가 직접적으로 접합(fused)된 복소환 고리 구조를 포함하는 2가 유기기 구조를 포함할 수 있다.Alternatively, the diamine may include a divalent organic group having an aromatic ring or an aliphatic structure forming a rigid chain structure, for example, a single ring structure, a structure in which each ring is bonded by a single bond, or Each ring may include a divalent organic group structure including a heterocyclic ring structure in which each ring is directly fused.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 테트라카르복실산 이무수물의 총 함량과 상기 디아민의 함량은, 1:1.1~1.1:1 몰비로 반응될 수 있으며, 바람직하게는, 반응성 향상 및 공정성 향상을 위해, 상기 테트라카르복실산 이무수물의 총 함량이 디아민에 비해 과량으로 반응되거나, 또는 디아민의 함량이 테트라카르복실산 이무수물의 총 함량에 비해 과량으로 반응되는 것이 바람직하다.According to an embodiment of the present invention, the total content of the tetracarboxylic dianhydride and the content of the diamine may be reacted in a molar ratio of 1:1.1 to 1.1:1, and preferably, for improving reactivity and improving fairness, It is preferable that the total content of the tetracarboxylic dianhydride is reacted in excess relative to the diamine, or that the content of diamine is reacted in excess relative to the total content of tetracarboxylic dianhydride.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 테트라카르복실산 이무수물의 총 함량과 디아민의 함량의 몰비는 1:0.98 내지 0.98:1, 바람직하게는 1:0.99 내지 0.99:1으로 반응되는 것이 바람직할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, it may be preferable that the molar ratio of the total content of the tetracarboxylic dianhydride and the content of diamine is 1:0.98 to 0.98:1, preferably 1:0.99 to 0.99:1. have.
산이무수물과 다이아민계 화합물의 중합 반응은, 용액 중합 등 통상의 폴리이미드 또는 그 전구체의 중합 방법에 따라 실시될 수 있다.The polymerization reaction of the acid dianhydride and the diamine-based compound may be carried out according to a conventional polymerization method of polyimide or a precursor thereof, such as solution polymerization.
폴리아믹산 중합반응시 사용가능한 유기용매로는, 감마-부티로락톤, 1,3-디메틸-2-이미다졸리디논, 메틸에틸케톤, 시클로헥사논, 시클로펜타논, 4-하이드록시-4-메틸-2-펜타논 등의 케톤류; 톨루엔, 크실렌, 테트라메틸벤젠 등의 방향족 탄화수소류; 에틸렌글리콜모노에틸에테르, 에틸렌글리콜모노메틸에테르, 에틸렌글리콜모노부틸에테르, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르, 디에틸렌글리콜모노메틸에테르, 디에틸렌글리콜모노부틸에테르, 프로필렌글리콜모노메틸에테르, 프로필렌글리콜모노에틸에테르, 디프로필렌글리콜디에틸에테르, 트리에틸렌글리콜모노에틸에테르 등의 글리콜에테르류(셀로솔브); 아세트산에틸, 아세트산부틸, 에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 에틸렌글리콜모노부틸에테르아세테이트, 디에틸렌글리콜모노에틸에테르아세테이트, 디프로필렌글리콜모노메틸에테르아세테이트, 에탄올, 프로판올, 에틸렌글리콜, 프로필렌글리콜, 카르비톨, 디메틸프로피온아마이드(dimethylpropionamide, DMPA), 디에틸프로피온아마이드(diethylpropionamide, DEPA), 디메틸아세트아미드(DMAc), N,N-디에틸아세트아미드, 디메틸포름아미드(DMF), 디에틸포름아미드(DEF), N-메틸피롤리돈(NMP), N-에틸피롤리돈(NEP), N,N-디메틸메톡시아세트아미드, 디메틸술폭사이드, 피리딘, 디메틸술폰, 헥사메틸포스포르아미드, 테트라메틸우레아, N-메틸카프로락탐, 테트라히드로퓨란, m-디옥산, P-디옥산, 1,2-디메톡시에탄, 비스(2-메톡시에틸)에테르, 1,2-비스(2-메톡시에톡시)에탄, 비스[2-(2-메톡시에톡시)]에테르, 에크아마이드(Equamide)M100, 에크아마이드(Equamide)B100 등일 수 있으며, 이들 중 1종 단독 또는 2종 이상의 혼합물이 사용될 수 있다.As organic solvents that can be used in the polyamic acid polymerization reaction, gamma-butyrolactone, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, cyclopentanone, 4-hydroxy-4- Ketones such as methyl-2-pentanone; Aromatic hydrocarbons such as toluene, xylene, and tetramethylbenzene; Ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether , Glycol ethers such as dipropylene glycol diethyl ether and triethylene glycol monoethyl ether (cellosolve); Ethyl acetate, butyl acetate, ethylene glycol monoethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether acetate, diethylene glycol monoethyl ether acetate, dipropylene glycol monomethyl ether acetate, ethanol, propanol, ethylene glycol, propylene glycol, carbitol, dimethyl Dimethylpropionamide (DMPA), diethylpropionamide (DEPA), dimethylacetamide (DMAc), N,N-diethylacetamide, dimethylformamide (DMF), diethylformamide (DEF), N -Methylpyrrolidone (NMP), N-ethylpyrrolidone (NEP), N,N-dimethylmethoxyacetamide, dimethylsulfoxide, pyridine, dimethylsulfone, hexamethylphosphoramide, tetramethylurea, N- Methylcaprolactam, tetrahydrofuran, m-dioxane, P-dioxane, 1,2-dimethoxyethane, bis(2-methoxyethyl)ether, 1,2-bis(2-methoxyethoxy)ethane , Bis[2-(2-methoxyethoxy)] ether, Equamide M100, Equamide B100, and the like, or a mixture of two or more of them may be used.
일 실시예에 따르면, 상기 중합성분을 중합하는 유기용매로서 25℃ 분배계수 LogP가 양수인 용매를 사용할 수 있다. LogP가 양수인 유기용매를 사용함에 따라 메틸페닐실리콘 올리고머가 10중량% 이상으로 포함되는 조성에서도 Tg를 390℃이상의 높은 온도로 유지할 수 있다.According to an embodiment, as an organic solvent for polymerizing the polymerization component, a solvent having a partition coefficient LogP of 25°C may be used. By using an organic solvent in which LogP is a positive number, even in a composition containing 10% by weight or more of methylphenylsilicone oligomer, Tg can be maintained at a high temperature of 390°C or more.
또한, 상기와 같은 분배계수가 양수인 유기용매는 플렉서블(flexible)한 폴리이미드 반복구조와 실리콘 올리고머와 같은 실록산 구조를 포함하는 폴리이미드 구조의 극성 차이로 인한 상분리로 인해 발생되는 백탁현상을 감소시킬 수 있다. 종래에는 이러한 상분리를 해결하기 위해 2종의 유기용매를 사용하였으나, 상기와 같은 유기용매를 사용하는 것 만으로도 백탁현상을 감소시킬 수 있어, 보다 투명한 폴리이미드 필름을 제조할 수 있다.In addition, the organic solvent having a positive partition coefficient as described above can reduce the clouding phenomenon caused by phase separation due to the polarity difference between a flexible polyimide repeating structure and a polyimide structure including a siloxane structure such as a silicone oligomer. have. Conventionally, two types of organic solvents have been used to solve the phase separation, but it is possible to reduce the clouding phenomenon by only using the organic solvent as described above, and thus a more transparent polyimide film can be prepared.
상기한 문제를 해결하기 위해 극성 용매와 비극성 용매를 혼합하여 사용하는 방법도 있으나, 극성 용매의 경우 휘발성이 높은 경향이 있으며, 따라서 제조공정상에서 미리 휘발되는 등의 문제가 발생할 수 있으며, 이 때문에 공정의 재현성이 저하되는 등의 문제가 발생할 수 있을 뿐만 아니라, 상분리 문제를 완전히 개선하지 못할 수 있어, 제조된 폴리이미드 필름의 헤이즈(Haze)가 높아져 투명도가 저하될 수 있다. In order to solve the above problem, there is also a method of mixing a polar solvent and a non-polar solvent, but polar solvents tend to have high volatility, and therefore, problems such as volatilization in advance during the manufacturing process may occur. Not only may a problem such as a decrease in reproducibility of the polyimide film, but also a problem such as a phase separation problem may not be completely improved, so that the haze of the manufactured polyimide film may increase, resulting in a decrease in transparency.
보다 구체적으로는 용매의 분자가 양쪽친매성을 갖는 구조를 포함하는 용매를 사용함으로써, 극성 용매를 사용함에 따른 공정상의 문제를 해결할 수 있을 뿐만 아니라, 양쪽친매성을 갖는 분자구조로 인해 1종류의 용매만을 사용하더라도 폴리이미드를 고르게 분포시킬 수 있어 상분리로 인한 문제를 해결하는데 매우 적합하며, 이로 인해 헤이즈(Haze) 특성이 현저히 개선된 폴리이미드를 제공할 수 있다.More specifically, by using a solvent containing a structure in which the molecule of the solvent has an amphiphilic structure, not only can the problem of the process caused by the use of a polar solvent be solved, but also one type of Even if only a solvent is used, the polyimide can be evenly distributed, which is very suitable for solving the problem due to phase separation, and thus, a polyimide having remarkably improved haze properties can be provided.
상기 분배계수 값이 양수인 경우에는 용매의 극성이 소수성임을 의미하는데, 본 발명자들의 연구에 따르면 분배계수 값이 양수인 특정 용매를 사용하여 폴리이미드 전구체 조성물을 제조하면, 에지백 현상이 개선되는 것을 알 수 있었다. 또한, 본 발명은 상기와 같이 Log P가 양수를 갖는 용매를 사용함으로써, 레벨링제와 같은 소재의 표면장력 및 도막의 평활성을 조절하는 첨가제를 사용하지 않고도 용액의 에지백 현상을 제어할 수 있으며, 이는 첨가제 등의 부가적인 첨가제를 사용하지 않으므로 최종 생성물에 저분자 물질이 함유되는 등의 품질 및 공정상의 문제를 제거할 수 있을 뿐만 아니라 보다 효율적으로 균일한 특성을 갖는 폴리이미드 필름을 형성할 수 있는 효과가 있다.When the partition coefficient value is positive, it means that the polarity of the solvent is hydrophobic.According to the research of the present inventors, it can be seen that when a polyimide precursor composition is prepared using a specific solvent with a positive partition coefficient value, the edge back phenomenon is improved. there was. In addition, in the present invention, by using a solvent having a positive log P as described above, it is possible to control the edge back phenomenon of the solution without using an additive that controls the surface tension of the material such as a leveling agent and the smoothness of the coating film. This does not use additional additives such as additives, so not only can the quality and process problems such as the low molecular weight substances contained in the final product be eliminated, but also the effect of forming a polyimide film having uniform properties more efficiently. There is.
예를 들면, 폴리이미드 전구체 조성물을 유리기판에 코팅하는 공정에 있어서, 경화시 또는 습도조건의 코팅액의 방치조건에서 코팅층의 수축으로 인한 에지백 현상이 발생할 수 있다. 이러한 코팅 용액의 에지백 현상은 필름의 두께의 편차를 초래할 수 있어, 이에 의한 필름의 내굴곡성의 부족으로 필름이 끊어지거나 컷팅시 모서리가 부스러지는 현상이 나타나 공정상의 작업성이 나쁘고 수율이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.For example, in a process of coating a polyimide precursor composition on a glass substrate, edge back phenomenon may occur due to shrinkage of the coating layer during curing or under conditions of leaving the coating liquid under a humidity condition. The edge-back phenomenon of the coating solution can cause variations in the thickness of the film, resulting in a phenomenon in which the film is broken due to the lack of bending resistance of the film or the edges are broken during cutting, resulting in poor workability in the process and a decrease in yield. Problems can arise.
또한, 기판상에 도포된 폴리이미드 전구체 조성물에 극성을 갖는 미세 이물질이 유입되는 경우, Log P가 음수인 극성의 용매를 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물에서는 상기 이물질이 갖는 극성에 의해 이물질의 위치를 기준으로 산발적인 코팅의 균열 또는 두께변화가 일어날 수 있으나, Log P가 양수인 소수성의 용매를 사용하는 경우에는 극성을 갖는 미세 이물질이 유입되는 경우에도 코팅의 균열로 인한 두께변화 등의 발생이 감소 또는 억제될 수 있다.In addition, when a fine foreign material having polarity is introduced into the polyimide precursor composition applied on the substrate, in the polyimide precursor composition containing a polar solvent having a negative log P, the position of the foreign material is based on the polarity of the foreign material. However, if a hydrophobic solvent with a positive log P is used, the occurrence of thickness change due to cracking of the coating may be reduced or suppressed even when fine foreign substances with polarity are introduced. Can be.
구체적으로, Log P가 양수인 용매를 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물은, 하기 식 1로 정의되는 에지백율(edge back ratio)이 0% 내지 0.1% 이하일 수 있다.Specifically, the polyimide precursor composition including a solvent in which Log P is a positive number may have an edge back ratio of 0% to 0.1% or less, defined by the following Equation 1.
[식 1][Equation 1]
에지백율(%) = [(A-B)/A]×100Edge white rate (%) = [(A-B)/A]×100
상기 식 1에 있어서,In Formula 1,
A: 기판 (100mm × 100mm) 상에 폴리이미드 전구체 조성물이 완전히 코팅된 상태에서의 면적이고,A: The area in a state where the polyimide precursor composition is completely coated on the substrate (100 mm × 100 mm),
B: 폴리이미드 전구체 조성물 또는 PI 필름이 코팅된 기판의 가장자리 끝단 에서부터 에지백 현상이 발생한 후의 면적이다.B: This is the area after the edge-back phenomenon occurs from the edge of the substrate coated with the polyimide precursor composition or PI film.
이러한 폴리이미드 전구체 조성물 및 필름의 에지백(edge back) 현상은 폴리이미드 전구체 조성물 용액을 코팅한 후 30분 이내에 발생될 수 있으며, 특히, 가장자리부터 말려 들어가기 시작함으로써 가장자리의 두께를 두껍게 만들 수 있다.Such an edge back phenomenon of the polyimide precursor composition and film may occur within 30 minutes after coating the polyimide precursor composition solution, and in particular, the thickness of the edge may be made thick by starting to roll from the edge.
본 발명에 따른 폴리이미드 전구체 조성물을 기판에 코팅한 후 10분 이상, 예를 들면 10분 이상, 예를 들면 40분 이상의 시간 동안 습도조건에서 방치한 후의 상기 코팅된 수지 조성물 용액의 에지백율이 0.1% 이하일 수 있으며, 예를 들면, 20 ~ 30℃의 온도에서, 40% 이상의 습도조건, 보다 구체적으로는 40% 내지 80% 범위의 습도조건, 즉, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 각각의 습도 조건에서, 예를 들면, 50%의 습도조건에서 10 내지 50분간 방치된 이후에도 0.1% 이하의 매우 작은 에지백율을 나타낼 수 있으며, 바람직하게는 0.05%, 보다 바람직하게는 거의 0%에 가까운 에지백율을 나타낼 수 있다.상기와 같은 에지백율은 경화 이후에도 유지되는 것이며, 예를 들면, 폴리이미드 전구체 조성물을 기판에 코팅한 후 10분 이상, 예를 들면 20 ~ 30℃의 온도에서, 40% 이상의 습도조건, 보다 구체적으로는 40% 내지 80% 범위의 습도조건, 즉, 40%, 50%, 60%, 70%, 80% 각각의 습도 조건에서, 예를 들면 50%의 습도조건에서 10 내지 50분간 방치한 후 경화된 폴리이미드 필름의 에지백율이 0.1% 이하일 수 있으며, 즉, 열처리에 의한 경화 공정에서도 에지백 현상이 거의 일어나지 않거나 없을 수 있으며, 구체적으로는, 0.05%, 보다 바람직하게는 거의 0%에 가까운 에지백율을 나타낼 수 있다.After coating the polyimide precursor composition according to the present invention on a substrate and leaving it in a humidity condition for 10 minutes or more, such as 10 minutes or more, such as 40 minutes or more, the edge white rate of the coated resin composition solution is 0.1 % Or less, for example, at a temperature of 20 to 30°C, a humidity condition of 40% or more, more specifically a humidity condition in the range of 40% to 80%, that is, 40%, 50%, 60%, 70% , In each humidity condition of 80%, for example, even after leaving for 10 to 50 minutes in a humidity condition of 50%, a very small edge white rate of 0.1% or less may be exhibited, preferably 0.05%, more preferably almost The edge white rate may be close to 0%. The edge white rate as described above is maintained even after curing, for example, 10 minutes or more after coating the polyimide precursor composition on the substrate, for example at a temperature of 20 to 30°C. In the humidity condition of 40% or more, more specifically, in the humidity condition in the range of 40% to 80%, that is, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, for example, 50% The edge-back ratio of the cured polyimide film after leaving it for 10 to 50 minutes in a humidity condition may be 0.1% or less, that is, hardly or no edge-back phenomenon may occur even in the curing process by heat treatment, specifically, 0.05% , More preferably, an edge rate close to 0% may be exhibited.
본 발명에 따른 폴리이미드 전구체 조성물은 이러한 에지백(edge back) 현상을 해결함으로써, 보다 균일한 특성을 갖는 폴리이미드 필름을 수득할 수 있어 제조공정의 수율을 보다 향상시킬 수 있다.By solving such an edge back phenomenon, the polyimide precursor composition according to the present invention can obtain a polyimide film having more uniform properties, thereby further improving the yield of the manufacturing process.
또한, 본 발명에 따른 용매의 밀도는 ASTM D1475의 표준측정방법으로 측정하였을 때, 1g/cm3 이하일 수 있으며, 밀도가 1 g/cm3 이상의 값을 갖는 경우에는 상대점도가 높아질 수 있어 공정상 효율성이 감소할 수 있다.In addition, the density of the solvent according to the present invention is ASTM as determined using the standard measurement method D1475, 1g / cm 3 can be less than a density of 1 g / If having a cm 3 or more values, it may increase the relative viscosity of the process the Efficiency can be reduced.
상기 LogP가 양수인 용매는, 예를 들면, N,N-디에틸아세트아마이드(N,Ndiethylacetamide,DEAc), N,N-디에틸포름아마이드(N,N-diethylformamide, DEF),N-에틸피롤리돈(N-ethylpyrrolidone, NEP), 디메틸프로피온아마이드(DMPA) 및 디에틸프로피온아마이드(DEPA) 중에서 선택되는 하나 이상일 수 있다.The solvent in which LogP is a positive number is, for example, N,N-diethylacetamide (DEAc), N,N-diethylformamide (N,N-diethylformamide, DEF), N-ethylpyrroly It may be at least one selected from don (N-ethylpyrrolidone, NEP), dimethylpropionamide (DMPA), and diethylpropionamide (DEPA).
상기 유기용매는 비점이 300℃ 이하일 수 있으며, 보다 구체적으로 분배계수 LogP 값은 0.01 내지 3, 또는 0.01 내지 2, 또는 0.1 내지 2 일 수 있다.The organic solvent may have a boiling point of 300° C. or less, and more specifically, a partition coefficient LogP value may be 0.01 to 3, or 0.01 to 2, or 0.1 to 2.
상기 분배계수는 ACD/Labs 사의 ACD/Percepta platform의 ACD/LogP module을 사용하여 계산될 수 있으며, ACD/LogP module은 분자의 2D 구조를 이용하여 QSPR(Quantitative Structure-Property Relationship) 방법론 기반의 알고리즘을 이용한다.The distribution coefficient can be calculated using the ACD/LogP module of the ACD/Percepta platform of ACD/Labs, and the ACD/LogP module uses an algorithm based on the QSPR (Quantitative Structure-Property Relationship) methodology using the 2D structure of the molecule. Use.
또한, 크실렌, 톨루엔과 같은 방향족 탄화수소를 더 사용할 수도 있으며, 또한 폴리머의 용해를 촉진시키기 위해서 상기 용매에 상기 용매 총량에 대하여 약 50 중량% 이하의 알칼리 금속염 또는 알칼리토류 금속염을 더 첨가할 수도 있다.Further, aromatic hydrocarbons such as xylene and toluene may be further used, and an alkali metal salt or alkaline earth metal salt of about 50% by weight or less based on the total amount of the solvent may be further added to the solvent in order to promote dissolution of the polymer.
또한, 폴리아믹산 또는 폴리이미드를 합성하는 경우 과잉의 폴리아미노기 또는 산무수물기를 불활성화하기위해서, 분자 말단을 디카본산무수물 또는 모노아민을 반응시켜, 폴리이미드의 말단을 봉지하는 말단 봉지제를더 첨가할 수 있다.In addition, in the case of synthesizing polyamic acid or polyimide, in order to inactivate excess polyamino group or acid anhydride group, the molecular end is reacted with dicarboxylic acid anhydride or monoamine, so that a terminal sealing agent that seals the end of the polyimide is further added. I can.
상기 테트라카르복실산 이무수물을 디아민과 반응시키는 방법은 용액 중합 등 통상의 폴리이미드 전구체 중합 제조방법에 따라 실시할 수 있으며. 구체적으로는, 디아민을 유기 용매 중에 용해시킨 후, 결과로 수득된 혼합용액에 테트라카르복실산 이무수물을 첨가하여 중합반응시킴으로써 제조될 수 있다.The method of reacting the tetracarboxylic dianhydride with diamine can be carried out according to a conventional polyimide precursor polymerization production method such as solution polymerization. Specifically, after dissolving the diamine in an organic solvent, it can be prepared by adding tetracarboxylic dianhydride to the resulting mixed solution to polymerize it.
상기 중합반응은 비활성 기체 또는 질소 기류 하에 실시될 수 있으며, 무수조건에서 실행될 수 있다.The polymerization reaction may be performed under an inert gas or nitrogen stream, and may be performed under anhydrous conditions.
또한, 상기 중합반응시 반응온도는 -20 내지 80℃, 바람직하게는 0 내지 80℃에서 실시될 수 있다. 반응온도가 너무 높을 경우 반응성이 높아져 분자량이 커질 수 있으며, 전구체 조성물의 점도가 상승함으로써 공정상으로 불리할 수 있다.In addition, the reaction temperature during the polymerization reaction may be carried out at -20 to 80 ℃, preferably 0 to 80 ℃. If the reaction temperature is too high, the reactivity may increase and the molecular weight may increase, and the viscosity of the precursor composition may increase, which may be disadvantageous in terms of the process.
상기한 제조방법에 따라 제조된 폴리아믹산 용액에 필름 형성 공정시의 도포성 등의 공정성을 고려하여 상기 조성물이 적절한 점도를 갖도록 하는 양으로 고형분을 포함하는 것이 바람직하다. It is preferable that the polyamic acid solution prepared according to the above-described manufacturing method contains solid content in an amount to allow the composition to have an appropriate viscosity in consideration of processability such as coating property during the film forming process.
상기 폴리아믹산을 포함하는 폴리이미드 전구체 조성물은 유기용매 중에 용해된 용액의 형태일 수 있으며, 이러한 형태를 갖는 경우, 예를 들어 폴리이미드 전구체를 유기용매 중에서 합성한 경우에는, 용액은 얻어지는 반응용액 그 자체여도 되고, 또는 이 반응 용액을 다른 용매로 희석한 것이어도 된다. 또, 폴리이미드 전구체를 고형 분말로서 얻은 경우에는, 이것을 유기 용매에 용해시켜 용액으로 한 것이어도 된다.The polyimide precursor composition containing the polyamic acid may be in the form of a solution dissolved in an organic solvent, and in the case of having such a form, for example, when the polyimide precursor is synthesized in an organic solvent, the solution is the obtained reaction solution. It may be itself, or the reaction solution may be diluted with another solvent. Moreover, when a polyimide precursor was obtained as a solid powder, you may melt|dissolve this in an organic solvent and make it a solution.
일 실시예에 따르면, 전체 폴리이미드 전구체의 함량이 8 내지 25 중량%가 되도록 유기용매를 첨가하여 조성물의 함량을 조절할 수 있으며, 바람직하게는 10 내지 25 중량%, 보다 바람직하게는 10 내지 20 중량% 이하로 조절할 수 있다.According to an embodiment, the content of the composition can be adjusted by adding an organic solvent so that the total polyimide precursor content is 8 to 25% by weight, preferably 10 to 25% by weight, more preferably 10 to 20% by weight. It can be adjusted below %.
또는, 상기 폴리이미드 전구체 조성물이 3,000cP 이상, 혹은 4,000cP 이상의 점도를 갖도록 조절하는 것일 수 있으며, 상기 폴리이미드 전구체 조성물의 점도는 10,000cP 이하, 바람직하게는 9,000cP 이하, 보다 바람직하게는 8,000cP 이하의 점도를 갖도록 조절하는 것이 바람직하다. 폴리이미드 전구체 조성물의 점도가 10,000cP를 초과할 경우 폴리이미드 필름 가공시 탈포의 효율성이 저하됨으로써, 공정상의 효율뿐만 아니라, 제조된 필름은 기포 발생으로 표면조도가 좋지 않아 전기적, 광학적, 기계적 특성이 저하될 수 있다. Alternatively, the polyimide precursor composition may be adjusted to have a viscosity of 3,000 cP or more, or 4,000 cP or more, and the viscosity of the polyimide precursor composition is 10,000 cP or less, preferably 9,000 cP or less, more preferably 8,000 cP It is preferable to adjust to have the following viscosity. When the viscosity of the polyimide precursor composition exceeds 10,000 cP, the efficiency of defoaming decreases during processing of the polyimide film, so that not only the process efficiency, but also the produced film has poor surface roughness due to the generation of air bubbles, resulting in poor electrical, optical, and mechanical properties. It may degrade.
이어서 상기 중합반응의 결과로 수득된 폴리이미드 전구체를 화학적 또는 열적 이미드화 방법을 이용해 이미드화 시킴으로써 투명 폴리이미드 필름을 제조할 수 있다. Subsequently, a transparent polyimide film may be prepared by imidizing the polyimide precursor obtained as a result of the polymerization reaction using a chemical or thermal imidization method.
일 실시예에 따르면, 폴리이미드 전구체 조성물을 캐리어 기판 상에 도포하는 단계; 및According to one embodiment, applying a polyimide precursor composition on a carrier substrate; And
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열 및 경화하는 단계를 포함하는 방법으로 폴리이미드 필름을 제조할 수 있다.A polyimide film may be prepared by a method including heating and curing the polyimide precursor composition.
이때, 상기 캐리어 기판으로는 유리, 금속기판 또는 플라스틱 기판 등이 특별한 제한 없이 사용될 수 있으며, 이 중에서도 폴리이미드 전구체에 대한 이미드화 및 경화공정 중 열 및 화학적 안정성이 우수하고, 별도의 이형제 처리 없이도, 경화 후 형성된 폴리이미드계 필름에 대해 손상 없이 용이하게 분리될 수 있는 유리 기판이 바람직할 수 있다.At this time, as the carrier substrate, glass, metal substrate, plastic substrate, etc. may be used without particular limitation. Among these, it has excellent thermal and chemical stability during the imidization and curing process for the polyimide precursor, and without a separate release agent treatment, A glass substrate that can be easily separated without damage to the polyimide-based film formed after curing may be desirable.
또, 상기 도포 공정은 통상의 도포 방법에 따라 실시될 수 있으며, 구체적으로는 스핀코팅법, 바코팅법, 롤코팅법, 에어-나이프법, 그라비아법, 리버스 롤법, 키스 롤법, 닥터 블레이드법, 스프레이법, 침지법 또는 솔질법 등이 이용될 수 있다. 이중에서도 연속 공정이 가능하며, 폴리이미드의 이미드화율을 증가시킬 수 있는 캐스팅법에 의해 실시되는 것이 보다 바람직할 수 있다.In addition, the coating process may be performed according to a conventional coating method, specifically, spin coating method, bar coating method, roll coating method, air-knife method, gravure method, reverse roll method, kiss roll method, doctor blade method, Spray method, immersion method or brushing method may be used. Among them, a continuous process is possible, and it may be more preferable to be carried out by a casting method capable of increasing the imidation rate of polyimide.
또, 상기 폴리이미드 전구체 조성물은 최종 제조되는 폴리이미드 필름이 디스플레이 기판용으로 적합한 두께를 갖도록 하는 두께 범위로 기판 위에 도포될 수 있다.In addition, the polyimide precursor composition may be applied on a substrate in a thickness range such that the polyimide film finally produced has a thickness suitable for a display substrate.
구체적으로는 10 내지 30㎛의 두께가 되도록 하는 양으로 도포될 수 있다. 상기 폴리이미드 전구체 조성물 도포 후, 경화 공정에 앞서 폴리이미드 전구체 조성물 내에 존재하는 용매를 제거하기 위한 건조공정이 선택적으로 더 실시될 수 있다.Specifically, it may be applied in an amount such that the thickness is 10 to 30㎛. After application of the polyimide precursor composition, a drying process for removing the solvent present in the polyimide precursor composition may be selectively performed prior to the curing process.
상기 건조공정은 통상의 방법에 따라 실시될 수 있으며, 구체적으로 140℃이하, 혹은 80℃ 내지 140℃의 온도에서 실시될 수 있다. 건조 공정의 실시 온도가 80℃ 미만이면 건조 공정이 길어지고, 140℃를 초과할 경우 이미드화가 급격히 진행되어 균일한 두께의 폴리이미드 필름 형성이 어렵다.The drying process may be performed according to a conventional method, and specifically, may be performed at a temperature of 140°C or less, or 80°C to 140°C. If the temperature of the drying process is less than 80°C, the drying process becomes longer, and if it exceeds 140°C, imidization proceeds rapidly, making it difficult to form a polyimide film of uniform thickness.
이어서, 상기 기판에 도포된 폴리이미드 전구체 조성물은 IR오븐, 열풍오븐이나 핫 플레이트 위에서 열처리되며, 이때, 상기 열처리 온도는 300 내지 500℃, 바람직하게는 320 내지 480℃ 온도범위일 수 있으며, 상기 온도범위 내에서 다단계 가열처리로 진행될 수도 있다. 상기 열처리 공정은 20분 내지 70분 동안 진행될 수 있으며, 바람직하게는 20분 내지 60분 정도의 시간 동안 진행될 수 있다.Subsequently, the polyimide precursor composition applied to the substrate is heat-treated on an IR oven, a hot air oven, or a hot plate, wherein the heat treatment temperature may be in the range of 300 to 500°C, preferably 320 to 480°C, and the temperature Within the range, it may be carried out in multi-stage heat treatment. The heat treatment process may be performed for 20 minutes to 70 minutes, and preferably 20 minutes to 60 minutes.
상기와 같이 제조된 폴리이미드 필름의 경화 직후 잔류응력은 40MPa 이하일 수 있으며, 상기 폴리이미드 필름을 상기 폴리이미드 필름을 25℃ 50% 습도 조건에서 3시간 방치한 후의 잔류응력 변화값이 5MPa 이하일 수 있다. The residual stress immediately after curing of the polyimide film prepared as described above may be 40 MPa or less, and the residual stress change value after leaving the polyimide film at 25° C. 50% humidity for 3 hours may be 5 MPa or less. .
상기 폴리이미드 필름의 황색도는 15 이하일 수 있으며, 바람직하게는 13 이하일 수 있다. 또한, 상기 폴리이미드 필름의 헤이즈(Haze)는 2이하일 수 있고, 바람직하게는 1 이하일 수 있다.The yellowness of the polyimide film may be 15 or less, and preferably 13 or less. In addition, the haze of the polyimide film may be 2 or less, and preferably 1 or less.
또한, 상기 폴리이미드 필름의 450 nm에서의 투과도는 75% 이상일 수 있으며, 550 nm에서의 투과도는 85% 이상 일 수 있고, 630 nm에서의 투과도는 90% 이상일 수 있다.Further, the transmittance at 450 nm of the polyimide film may be 75% or more, the transmittance at 550 nm may be 85% or more, and the transmittance at 630 nm may be 90% or more.
또한, 상기 폴리이미드 필름의 532nm에서의 면방향 굴절률은 1.73 이상일 수 있으며, 바람직하게는 1.74 이상일 수 있고, 두께 방향 굴절률은 1.53 이상, 바람직하게는 1.54 이상일 수 있다.In addition, the refractive index in the plane direction at 532 nm of the polyimide film may be 1.73 or more, preferably 1.74 or more, and the refractive index in the thickness direction may be 1.53 or more, preferably 1.54 or more.
상기 폴리이미드 필름은 내열성이 높을 수 있으며, 예를 들면, 질량감소가 1% 일어나는 열분해온도(Td_1%)가 500℃ 이상일 수 있다. The polyimide film may have high heat resistance, and for example, a thermal decomposition temperature (Td_1%) at which a mass reduction of 1% occurs may be 500°C or higher.
상기 폴리이미드 필름은 모듈러스가 3 내지 6 GPa일 수 있다. 상기 모듈러스(탄성율)이 0.1Gpa 미만이면, 필름의 강성이 낮아 외부 충격에 쉽게 깨지기 쉽고, 상기 탄성율이 6 GPa을 초과하면, 커버레이 필름의 강성은 우수하지만 충분한 유연성을 확보할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.The polyimide film may have a modulus of 3 to 6 GPa. If the modulus (modulus of elasticity) is less than 0.1 Gpa, the film has low rigidity and is easily fragile by external impact. If the modulus of elasticity exceeds 6 GPa, the coverlay film has excellent stiffness but cannot secure sufficient flexibility. I can.
또한, 상기 폴리이미드 필름의 연신율은 20% 이상이며, 바람직하게는 50% 이상이며, 인장강도가 130 MPa 이상, 바람직하게는 140 MPa이상일 수 있다.In addition, the polyimide film may have an elongation of 20% or more, preferably 50% or more, and a tensile strength of 130 MPa or more, preferably 140 MPa or more.
또한, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 온도변화에 따른 열안정성이 우수할 수 있으며, 예를 들면, 100℃ 내지 350℃ 온도범위에서 가열 및 냉각 공정을 n+1회 거친 후의 열팽창계수가 -10 내지 100 ppm/℃의 값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 -7 내지 90 ppm/℃의 값, 보다 바람직하게는 80 ppm/℃ 이하일 수 있다(이때, n은 0이상의 정수).In addition, the polyimide film according to the present invention may have excellent thermal stability according to temperature change, for example, the coefficient of thermal expansion after n+1 heating and cooling processes in a temperature range of 100°C to 350°C is -10 It may have a value of to 100 ppm/°C, preferably a value of -7 to 90 ppm/°C, more preferably 80 ppm/°C or less (here, n is an integer greater than or equal to 0).
예를 들면, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 12 ppm/℃ 이하의 CTE값을 가질 수 있으며, 바람직하게는 0 내지 12 ppm/℃의 값을 갖는 것일 수 있다. For example, the polyimide film according to the present invention may have a CTE value of 12 ppm/℃ or less, and preferably may have a value of 0 to 12 ppm/℃.
본 발명의 폴리이미드 필름은 열팽창율이 12ppm/℃ 이하로 낮기 때문에, 온도변화에 의한 필름의 팽창 및 수축 현상이 최소화될 수 있으며, 따라서, 이러한 팽창 및 수축 현상에 의해 발생할 수 있는 기판의 휨과 같은 현상을 감소시킴으로써 유리 기판과 박리되는 등의 공정상의 문제점을 최소화할 수 있다.Since the polyimide film of the present invention has a low thermal expansion coefficient of 12 ppm/°C or less, expansion and contraction of the film due to temperature change can be minimized, and thus, warpage of the substrate that may be caused by such expansion and contraction By reducing the same phenomenon, problems in the process such as peeling from the glass substrate can be minimized.
또한, 본 발명에 따른 폴리이미드 필름은 두께방향 위상차(Rth)가 -150nm 내지 +150nm의 값, 바람직하게는 -130nm 내지 +130nm을 가짐으로써 광학적 등방성을 나타낼 수 있어 시감성이 향상될 수 있다.In addition, the polyimide film according to the present invention may exhibit optical isotropy by having a retardation (Rth) in the thickness direction (Rth) of -150nm to +150nm, preferably -130nm to +130nm, thereby improving visibility.
일 실시예에 따르면, 상기 폴리이미드 필름은 캐리어 기판과의 접착력이 5 gf/in 이상일 수 있으며, 바람직하게는 10 gf/in 이상일 수 있다.According to an embodiment, the polyimide film may have an adhesive force of 5 gf/in or more with a carrier substrate, and preferably 10 gf/in or more.
또한, 본 발명은, In addition, the present invention,
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 캐리어 기판상에 도포하는 단계;Applying the polyimide precursor composition onto a carrier substrate;
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열하여 폴리아믹산을 이미드화함으로써 폴리이미드 필름을 형성하는 단계; Heating the polyimide precursor composition to imidize polyamic acid to form a polyimide film;
상기 폴리이미드 필름 상에 소자를 형성하는 단계; 및Forming a device on the polyimide film; And
상기 소자가 형성된 폴리이미드 필름을 상기 캐리어 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 플렉서블 디바이스의 제조공정을 제공한다.It provides a manufacturing process of a flexible device comprising the step of peeling the polyimide film formed with the device from the carrier substrate.
특히, 상기 플렉서블 디바이스의 제조공정은 LTPS(low temperature polysilicon) 공정, ITO 공정 또는 Oxide 공정을 포함할 수 있다. In particular, the manufacturing process of the flexible device may include a low temperature polysilicon (LTPS) process, an ITO process, or an oxide process.
예를 들면, 폴리이미드 필름상에 SiO2를 포함하는 차단층을 형성하는 단계;For example, forming a blocking layer containing SiO 2 on the polyimide film;
상기 차단층 상에 a-Si(Amorphous silicon)박막을 증착하는 단계;Depositing an a-Si (Amorphous Silicon) thin film on the blocking layer;
상기 증착된 a-Si박막을 450±50℃의 온도에서 열처리하는 탈수소 어닐링 단계; 및A dehydrogenation annealing step of heat-treating the deposited a-Si thin film at a temperature of 450±50°C; And
상기 a-Si 박막을 엑시머 레이저 등으로 결정화시키는 단계를 포함하는 LTPS 박막제조공정 이후, 레이저 박리 등으로 캐리어 기판과 폴리이미드 필름을 박리함으로써, LTPS층을 포함하는 플렉서블 디바이스를 얻을 수 있다.After the LTPS thin film manufacturing process including crystallizing the a-Si thin film with an excimer laser, a flexible device including an LTPS layer can be obtained by peeling a carrier substrate and a polyimide film by laser peeling or the like.
산화물 박막 공정은 실리콘을 이용한 공정에 비해 낮은 온도에서 열처리될 수 있으며, 예를 들면, ITO TFT공정의 열처리 온도는 240℃±50℃일 수 있고, Oxide TFT공정의 열처리 온도는 350℃±50℃일 수 있다.The oxide thin film process can be heat treated at a lower temperature than the process using silicon. For example, the heat treatment temperature of the ITO TFT process may be 240℃±50℃, and the heat treatment temperature of the oxide TFT process is 350℃±50℃. Can be
이하, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art to which the present invention pertains can easily practice. However, the present invention can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
<합성예 1><Synthesis Example 1>
하기 반응식 1-1과 같은 방법으로 화학식 1-1의 화합물을 제조하였다. A compound of Formula 1-1 was prepared in the same manner as in Scheme 1-1 below.
[반응식 1-1][Scheme 1-1]
구체적으로, 보로닉애시드를 포함한 출발물질과 브롬을 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고, 포타슘카보네이트 3당량을 물에 용해시켜서 같이 가열 교반시켰다. 촉매로 테트라키스팔라듐 트리페닐포스핀을 5mol% 사용하였다. TLC를 통해 반응을 확인하였다. 반응이 종료되면 유기층과 수층을 분리해 무수 마그네슘설페이트를 사용해 유기층의 수분을 제거하였다. 감압증류장치를 통해 용매를 증발시키고 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하여 화학식 1-ⅰ의 화합물을 제조하였다.Specifically, a starting material including boronic acid and a starting material including bromine were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 3 equivalents of potassium carbonate were dissolved in water, followed by heating and stirring. 5 mol% of tetrakispalladium triphenylphosphine was used as a catalyst. The reaction was confirmed through TLC. When the reaction was completed, the organic layer and the aqueous layer were separated, and moisture from the organic layer was removed using anhydrous magnesium sulfate. The solvent was evaporated through a vacuum distillation apparatus and purified through column chromatography to prepare a compound of Formula 1-i.
상기 카복실릭애시드를 포함하는 화학식 1-ⅰ의 화합물을 무수 톨루엔 용매에 용해시킨 후 티오닐클로라이드(SOCl2)를 천천히 적가하였다. 출발물질이 사라질 때까지 가열 교반한 후, 감압증류를 통해 용매를 제거하고 화학식 1-ⅱ의 화합물을 얻었다. After dissolving the compound of Formula 1-i including the carboxylic acid in anhydrous toluene solvent, thionyl chloride (SOCl 2 ) was slowly added dropwise. After heating and stirring until the disappearance of the starting material, the solvent was removed through distillation under reduced pressure to obtain a compound of Formula 1-ii.
상기 화학식 1-ⅱ의 화합물을 포함한 출발물질과 히드록시기 및 니트로기를 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고 포타슘카보네이트 2당량을 넣어 가열 교반시켜 화학식 1-ⅲ의 화합물을 제조하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료되면 물을 첨가해 염을 제거한다. 유기층은 무수 마그네슘설페이트를 사용해 수분을 제거하고, 감압 증류장치를 통해 용매를 증발시킨다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하였다.The starting material including the compound of Formula 1-ii and the starting material including a hydroxy group and a nitro group were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 2 equivalents of potassium carbonate were added and heated and stirred to prepare a compound of Formula 1-iii. The reaction is confirmed by TLC, and when the reaction is complete, water is added to remove the salt. The organic layer is dried using anhydrous magnesium sulfate, and the solvent is evaporated through a vacuum distillation apparatus. Purified through column chromatography.
니트로기를 포함한 화학식 1-ⅲ의 출발물질을 에탄올 용매에 넣고 Pd/C를 3wt% 첨가하였다. 이 후 하이드라진 10당량을 천천히 적가한 후 가열하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료된 후 상온으로 식혀 필터하였다. 얻어진 고체를 테트라히드로퓨란 용매에 완전히 용해시킨 후 셀라이트를 사용해 다시 필터하여 사용한 Pd/C를 제거하였다. 용매는 감압 증류장치를 통해 제거하고 얻어진 고체를 필터하여 화학식 1-1의 화합물을 얻었다.The starting material of Formula 1-iii including a nitro group was added to an ethanol solvent, and 3wt% of Pd/C was added. After that, 10 equivalents of hydrazine was slowly added dropwise and heated. The reaction was confirmed through TLC, and after the reaction was completed, it was cooled to room temperature and filtered. The obtained solid was completely dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and then filtered again using Celite to remove the Pd/C used. The solvent was removed through a vacuum distillation apparatus, and the obtained solid was filtered to obtain a compound of Formula 1-1.
<합성예 2><Synthesis Example 2>
하기 반응식 2-1와 같은 방법으로 화학식 1-2의 화합물을 제조하였다. A compound of Formula 1-2 was prepared in the same manner as in Scheme 2-1 below.
[반응식 2-1][Scheme 2-1]
구체적으로, 보로닉애시드를 포함한 출발물질과 브롬을 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고, 포타슘카보네이트 3당량을 물에 용해시켜서 같이 가열 교반시켰다. 촉매로 테트라키스팔라듐 트리페닐포스핀을 5mol% 사용하였다. TLC를 통해 반응을 확인하였다. 반응이 종료되면 유기층과 수층을 분리해 무수 마그네슘설페이트를 사용해 유기층의 수분을 제거하였다. 감압증류장치를 통해 용매를 증발시키고 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하여 화학식 2-ⅰ의 화합물을 제조하였다.Specifically, a starting material including boronic acid and a starting material including bromine were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 3 equivalents of potassium carbonate were dissolved in water, followed by heating and stirring. 5 mol% of tetrakispalladium triphenylphosphine was used as a catalyst. The reaction was confirmed through TLC. When the reaction was completed, the organic layer and the aqueous layer were separated, and moisture from the organic layer was removed using anhydrous magnesium sulfate. The solvent was evaporated through a vacuum distillation apparatus and purified through column chromatography to prepare a compound of Formula 2-i.
상기 카복실릭애시드를 포함하는 화학식 2-ⅰ의 화합물을 무수 톨루엔 용매에 용해시킨 후 티오닐클로라이드(SOCl2)를 천천히 적가하였다. 출발물질이 사라질 때까지 가열 교반한 후, 감압증류를 통해 용매를 제거하고 화학식 2-ⅱ의 화합물을 얻었다. After dissolving the compound of Formula 2-i including the carboxylic acid in anhydrous toluene solvent, thionyl chloride (SOCl 2 ) was slowly added dropwise. After heating and stirring until the disappearance of the starting material, the solvent was removed through distillation under reduced pressure to obtain a compound of Formula 2-ii.
상기 화학식 2-ⅱ의 화합물을 포함한 출발물질과 아민기 및 니트로기를 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고 포타슘카보네이트 2당량을 넣어 가열 교반시켜 화학식 2-ⅲ의 화합물을 제조하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료되면 물을 첨가해 염을 제거한다. 유기층은 무수 마그네슘설페이트를 사용해 수분을 제거하고, 감압 증류장치를 통해 용매를 증발시킨다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하였다.The starting material including the compound of Formula 2-ii and the starting material including an amine group and a nitro group were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 2 equivalents of potassium carbonate were added and heated and stirred to prepare a compound of Formula 2-iii. The reaction is confirmed by TLC, and when the reaction is complete, water is added to remove the salt. The organic layer is dried using anhydrous magnesium sulfate, and the solvent is evaporated through a vacuum distillation apparatus. Purified through column chromatography.
니트로기를 포함한 화학식 2-ⅲ의 출발물질을 에탄올 용매에 넣고 Pd/C를 3wt % 첨가하였다. 이 후 하이드라진 10당량을 천천히 적가한 후 가열하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료된 후 상온으로 식혀 필터하였다. 얻어진 고체를 테트라히드로퓨란 용매에 완전히 용해시킨 후 셀라이트를 사용해 다시 필터하여 사용한 Pd/C를 제거하였다. 용매는 감압 증류장치를 통해 제거하고 얻어진 고체를 필터하여 화학식 1-2의 화합물을 얻었다.The starting material of Formula 2-iii including a nitro group was added to an ethanol solvent, and 3wt% of Pd/C was added. After that, 10 equivalents of hydrazine was slowly added dropwise and heated. The reaction was confirmed through TLC, and after the reaction was completed, it was cooled to room temperature and filtered. The obtained solid was completely dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and then filtered again using Celite to remove the Pd/C used. The solvent was removed through a vacuum distillation apparatus, and the obtained solid was filtered to obtain a compound of Formula 1-2.
<합성예 3><Synthesis Example 3>
하기 반응식 3-1과 같은 방법으로 화학식 1-3의 화합물을 제조하였다. A compound of Formula 1-3 was prepared in the same manner as in Scheme 3-1 below.
[반응식 3-1][Reaction Scheme 3-1]
구체적으로, 보로닉애시드를 포함한 출발물질과 브롬을 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고, 포타슘카보네이트 3당량을 물에 용해시켜서 같이 가열 교반시켰다. 촉매로 테트라키스팔라듐 트리페닐포스핀을 5mol % 사용하였다. TLC를 통해 반응을 확인하였다. 반응이 종료되면 유기층과 수층을 분리해 무수 마그네슘설페이트를 사용해 유기층의 수분을 제거하였다. 감압증류장치를 통해 용매를 증발시키고 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하여 화학식 3-ⅰ의 화합물을 제조하였다.Specifically, a starting material including boronic acid and a starting material including bromine were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 3 equivalents of potassium carbonate were dissolved in water, followed by heating and stirring. Tetrakis palladium triphenylphosphine 5 mol% was used as a catalyst. The reaction was confirmed through TLC. When the reaction was completed, the organic layer and the aqueous layer were separated, and moisture from the organic layer was removed using anhydrous magnesium sulfate. The solvent was evaporated through a vacuum distillation apparatus and purified through column chromatography to prepare a compound of Formula 3-i.
상기 화학식 3-ⅰ의 화합물을 포함한 출발물질과 카복실릭애시드 및 니트로기를 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고 포타슘카보네이트 2당량을 넣어 가열 교반시켜 화학식 3-ⅱ의 화합물을 제조하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료되면 물을 첨가해 염을 제거한다. 유기층은 무수 마그네슘설페이트를 사용해 수분을 제거하고, 감압 증류장치를 통해 용매를 증발시킨다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하였다.The starting material including the compound of Formula 3-i and the starting material including carboxylic acid and nitro group were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 2 equivalents of potassium carbonate were added and heated and stirred to prepare a compound of Formula 3-ii. The reaction is confirmed by TLC, and when the reaction is complete, water is added to remove the salt. The organic layer is dried using anhydrous magnesium sulfate, and the solvent is evaporated through a vacuum distillation apparatus. Purified through column chromatography.
니트로기를 포함한 화학식 3-ⅱ의 화합물을 에탄올 용매에 넣고 Pd/C를 3wt % 첨가하였다. 이 후 하이드라진 10당량을 천천히 적가한 후 가열하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료된 후 상온으로 식혀 필터하였다. 얻어진 고체를 테트라히드로퓨란 용매에 완전히 용해시킨 후 셀라이트를 사용해 다시 필터하여 사용한 Pd/C를 제거하였다. 용매는 감압 증류장치를 통해 제거하고 얻어진 고체를 필터하여 화학식 1-3의 화합물을 얻었다.The compound of Formula 3-ii including a nitro group was added to an ethanol solvent, and 3wt% of Pd/C was added. After that, 10 equivalents of hydrazine was slowly added dropwise and heated. The reaction was confirmed through TLC, and after the reaction was completed, it was cooled to room temperature and filtered. The obtained solid was completely dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and then filtered again using Celite to remove the Pd/C used. The solvent was removed through a vacuum distillation apparatus, and the obtained solid was filtered to obtain a compound of Formula 1-3.
<합성예 4><Synthesis Example 4>
하기 반응식 4-1과 같은 방법으로 화학식 1-4의 화합물을 제조하였다. A compound of Formula 1-4 was prepared in the same manner as in Scheme 4-1 below.
[반응식 4-1][Reaction Scheme 4-1]
구체적으로, 보로닉애시드를 포함한 출발물질과 브롬을 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고, 포타슘카보네이트 3당량을 물에 용해시켜서 같이 가열 교반시켰다. 촉매로 테트라키스팔라듐 트리페닐포스핀을 5mol % 사용하였다. TLC를 통해 반응을 확인하였다. 반응이 종료되면 유기층과 수층을 분리해 무수 마그네슘설페이트를 사용해 유기층의 수분을 제거하였다. 감압증류장치를 통해 용매를 증발시키고 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하여 화학식 4-ⅰ의 화합물을 제조하였다.Specifically, a starting material including boronic acid and a starting material including bromine were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 3 equivalents of potassium carbonate were dissolved in water, followed by heating and stirring. Tetrakis palladium triphenylphosphine 5 mol% was used as a catalyst. The reaction was confirmed through TLC. When the reaction was completed, the organic layer and the aqueous layer were separated, and moisture from the organic layer was removed using anhydrous magnesium sulfate. The solvent was evaporated through a vacuum distillation apparatus and purified through column chromatography to prepare a compound of Formula 4-i.
상기 화학식 4-ⅰ의 화합물과 카복실릭애시드 및 니트로기를 포함한 출발물질을 테트라히드로퓨란 용매에 용해시키고 포타슘카보네이트 2당량을 넣어 가열 교반시켜 화학식 4-ⅱ의 화합물을 제조하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료되면 물을 첨가해 염을 제거한다. 유기층은 무수 마그네슘설페이트를 사용해 수분을 제거하고, 감압 증류장치를 통해 용매를 증발시킨다. 컬럼 크로마토그래피를 통해 정제하였다.The compound of Formula 4-i and a starting material including a carboxylic acid and a nitro group were dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and 2 equivalents of potassium carbonate were added and heated and stirred to prepare a compound of Formula 4-ii. The reaction is confirmed by TLC, and when the reaction is complete, water is added to remove the salt. The organic layer is dried using anhydrous magnesium sulfate, and the solvent is evaporated through a vacuum distillation apparatus. Purified through column chromatography.
니트로기를 포함한 화학식 4-ⅱ의 화합물을 에탄올 용매에 넣고 Pd/C를 3wt % 첨가하였다. 이 후 하이드라진 10당량을 천천히 적가한 후 가열하였다. 반응은 TLC를 통해 확인하고 반응이 종료된 후 상온으로 식혀 필터하였다. 얻어진 고체를 테트라히드로퓨란 용매에 완전히 용해시킨 후 셀라이트를 사용해 다시 필터하여 사용한 Pd/C를 제거하였다. 용매는 감압 증류장치를 통해 제거하고 얻어진 고체를 필터하여 화학식 1-4의 화합물을 얻었다.The compound of Formula 4-ii including a nitro group was added to an ethanol solvent, and 3wt% of Pd/C was added. After that, 10 equivalents of hydrazine was slowly added dropwise and heated. The reaction was confirmed through TLC, and after the reaction was completed, it was cooled to room temperature and filtered. The obtained solid was completely dissolved in a tetrahydrofuran solvent, and then filtered again using Celite to remove the Pd/C used. The solvent was removed through a vacuum distillation apparatus, and the obtained solid was filtered to obtain a compound of Formula 1-4.
<제조예 1><Production Example 1>
합성예 1의 방법으로 하기 화합물 1의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 1 was prepared by the method of Synthesis Example 1.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C34H22N4O4 (M+): 550.1641; found: 550.1644HR LC/MS/MS m/z calcd for C 34 H 22 N 4 O 4 (M+): 550.1641; found: 550.1644
<제조예 2><Production Example 2>
합성예 1의 방법으로 하기 화합물 2의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 2 was prepared by the method of Synthesis Example 1.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C36H32N2O4 (M+): 556.2362; found: 556.2364HR LC/MS/MS m/z calcd for C 36 H 32 N 2 O 4 (M+): 556.2362; found: 556.2364
<실시예 3><Example 3>
합성예 1의 방법으로 하기 화합물 3의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 3 was prepared by the method of Synthesis Example 1.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C37H31F3N2O4 (M+): 624.2236; found: 624.2240HR LC/MS/MS m/z calcd for C 37 H 31 F 3 N 2 O 4 (M+): 624.2236; found: 624.2240
<제조예 4><Production Example 4>
합성예 1의 방법으로 하기 화합물 4의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 4 was prepared by the method of Synthesis Example 1.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C37H22N6O4 (M+): 614.1703; found: 614.1705HR LC/MS/MS m/z calcd for C 37 H 22 N 6 O 4 (M+): 614.1703; found: 614.1705
<제조예 5><Production Example 5>
합성예 2의 방법으로 하기 화합물 5의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 5 was prepared by the method of Synthesis Example 2.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C36H34N4O2 (M+): 554.2682; found: 554.2683HR LC/MS/MS m/z calcd for C 36 H 34 N 4 O 2 (M+): 554.2682; found: 554.2683
<제조예 6><Production Example 6>
합성예 2의 방법으로 하기 화합물 6의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 6 was prepared by the method of Synthesis Example 2.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C33H26F2N4O2 (M+): 548.2024; found: 548.2027HR LC/MS/MS m/z calcd for C 33 H 26 F 2 N 4 O 2 (M+): 548.2024; found: 548.2027
<제조예 7><Production Example 7>
합성예 2의 방법으로 하기 화합물 7의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 7 was prepared by the method of Synthesis Example 2.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C36H22F12N4O2 (M+): 770.1551; found: 770.1554HR LC/MS/MS m/z calcd for C 36 H 22 F 12 N 4 O 2 (M+): 770.1551; found: 770.1554
<제조예 8><Production Example 8>
합성예 2의 방법으로 하기 화합물 8의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 8 was prepared by the method of Synthesis Example 2.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C33H24F4N4O2 (M+): 584.1835; found: 584.1837HR LC/MS/MS m/z calcd for C 33 H 24 F 4 N 4 O 2 (M+): 584.1835; found: 584.1837
<제조예 9><Production Example 9>
합성예 3의 방법으로 하기 화합물 9의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 9 was prepared by the method of Synthesis Example 3.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C32H22F2N2O4 (M+): 536.1548; found: 536.1550HR LC/MS/MS m/z calcd for C 32 H 22 F 2 N 2 O 4 (M+): 536.1548; found: 536.1550
<제조예 10><Production Example 10>
합성예 3의 방법으로 하기 화합물 10의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 10 was prepared by the method of Synthesis Example 3.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C34H21FN4O4 (M+): 568.1547; found: 568.1549HR LC/MS/MS m/z calcd for C 34 H 21 FN 4 O 4 (M+): 568.1547; found: 568.1549
<제조예 11><Production Example 11>
합성예 3의 방법으로 하기 화합물 11의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 11 was prepared by the method of Synthesis Example 3.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C36H20F12N2O4 (M+): 772.1231; found: 772.1234HR LC/MS/MS m/z calcd for C 36 H 20 F 12 N 2 O 4 (M+): 772.1231; found: 772.1234
<제조예 12><Production Example 12>
합성예 3의 방법으로 하기 화합물 12의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 12 was prepared by the method of Synthesis Example 3.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C33H22F4N2O4 (M+): 586.1516; found: 586.1518HR LC/MS/MS m/z calcd for C 33 H 22 F 4 N 2 O 4 (M+): 586.1516; found: 586.1518
<제조예 13><Production Example 13>
합성예 4의 방법으로 하기 화합물 13의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 13 was prepared by the method of Synthesis Example 4.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C34H24F6N4O2 (M+): 634.1803; found: 634.1806HR LC/MS/MS m/z calcd for C 34 H 24 F 6 N 4 O 2 (M+): 634.1803; found: 634.1806
<제조예 14><Production Example 14>
합성예 4의 방법으로 하기 화합물 14의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 14 was prepared by the method of Synthesis Example 4.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C33H26Cl2N4O2 (M+): 580.1433; found: 580.1434HR LC/MS/MS m/z calcd for C 33 H 26 Cl 2 N 4 O 2 (M+): 580.1433; found: 580.1434
<제조예 15><Production Example 15>
합성예 4의 방법으로 하기 화합물 15의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 15 was prepared by the method of Synthesis Example 4.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C34H22F2N6O2 (M+): 584.1772; found: 584.1775HR LC/MS/MS m/z calcd for C 34 H 22 F 2 N 6 O 2 (M+): 584.1772; found: 584.1775
<제조예 16><Production Example 16>
합성예 4의 방법으로 하기 화합물 16의 디아민을 제조하였다.Diamine of the following compound 16 was prepared by the method of Synthesis Example 4.
HR LC/MS/MS m/z calcd for C35H30Cl2N4O2 (M+): 608.1746; found: 608.1749HR LC/MS/MS m/z calcd for C 35 H 30 Cl 2 N 4 O 2 (M+): 608.1746; found: 608.1749
<비교예 1><Comparative Example 1>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 TFMB(2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine) 1.672mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 TFMB가 첨가된 용액에 BPDA 1.672mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 1.672 mol of TFMB (2,2'-Bis(trifluoromethyl)benzidine) was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which TFMB was added, 1.672 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<비교예 2><Comparative Example 2>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 BAPT 1.537 mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 BAPB가 첨가된 용액에 BPDA 1.537 mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 1.537 mol of BAPT was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which BAPB was added, 1.537 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 1><Example 1>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 1의 디아민 0.973mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 1의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.973 mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.973 mol of diamine of Compound 1 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 1 was added, 0.973 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 2><Example 2>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 2의 디아민 0.962mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 2의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.962mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.962 mol of diamine of Compound 2 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 2 was added, 0.962 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 3><Example 3>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 5의 디아민 0.965mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 5의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.965mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.965 mol of diamine of Compound 5 was added at the same temperature and dissolved while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 5 was added, 0.965 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 4><Example 4>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 8의 디아민 0.916mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 8의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.916mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.916 mol of diamine of Compound 8 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 8 was added, 0.916 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 5><Example 5>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 10의 디아민 0.942mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 10의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.942mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.942 mol of diamine of Compound 10 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 10 was added, 0.942 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 6><Example 6>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 11의 디아민 0.693 mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 11의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.693 mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc into a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.693 mol of diamine of Compound 11 was added at the same temperature and dissolved while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 11 was added, 0.693 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 7><Example 7>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 13의 디아민 0.844 mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 13의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.844 mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.844 mol of diamine of compound 13 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 13 was added, 0.844 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실시예 8><Example 8>
질소 기류가 흐르는 교반기 내에 유기용매 DEAc를 채운 후, 반응기의 온도를 25℃로 유지한 상태에서 상기 화합물 16의 디아민 0.880mol을 같은 온도에서 첨가하여 용해시켰다. 상기 화합물 16의 디아민이 첨가된 용액에 BPDA 0.880mol을 같은 온도에서 첨가하여 24시간동안 교반하여 폴리이미드 전구체 조성물을 얻었다.After filling the organic solvent DEAc in a stirrer through which a nitrogen stream flows, 0.880 mol of diamine of Compound 16 was added and dissolved at the same temperature while maintaining the temperature of the reactor at 25°C. To the solution to which the diamine of Compound 16 was added, 0.880 mol of BPDA was added at the same temperature and stirred for 24 hours to obtain a polyimide precursor composition.
<실험예 1> <Experimental Example 1>
실시예 1 내지 8 및 비교예 1, 2에서 제조된 각각의 폴리이미드 전구체 용액을 유리기판 상에 스핀 코팅하였다. 폴리이미드 전구체 용액이 도포된 유리 기판을 오븐에 넣고 5℃/min의 속도로 가열하였으며, 80℃에서 30분, 300℃에서 30분을 유지하여 경화 공정을 진행하여 폴리이미드 필름을 제조하였다. Each of the polyimide precursor solutions prepared in Examples 1 to 8 and Comparative Examples 1 and 2 was spin-coated on a glass substrate. The glass substrate coated with the polyimide precursor solution was placed in an oven and heated at a rate of 5°C/min, and the curing process was carried out by holding at 80°C for 30 minutes and 300°C for 30 minutes to prepare a polyimide film.
각각의 필름에 대한 물성을 측정하여 하기 표 1에 나타내었다.Table 1 shows the physical properties of each film.
<투과도><Transmittance>
투과도는 JIS K 7105에 의거하여 투과율계(모델명 HR-100, Murakami Color Research Laboratory 제조)로 450nm 파장에 대한 투과율을 측정하였다.The transmittance was measured for a wavelength of 450 nm with a transmittance meter (model name HR-100, manufactured by Murakami Color Research Laboratory) according to JIS K 7105.
<굴절률 측정> <Measurement of refractive index>
상기 제조된 폴리이미드 필름을 박리하여 프리즘커플러(SPA-3DR) 측정장비를 이용하여 532nm 파장에서 면방향 및 두께방향 굴절률을 측정하였다.The prepared polyimide film was peeled and the refractive indexes in the plane direction and the thickness direction were measured at a wavelength of 532 nm using a prism coupler (SPA-3DR) measuring equipment.
<유리전이온도(Tg) 및 열팽창계수(CTE)><Glass transition temperature (Tg) and coefficient of thermal expansion (CTE)>
필름을 5 x 20 mm 크기로 준비한 뒤 악세서리를 이용하여 시료를 로딩한다. 실제 측정되는 필름의 길이는 16mm로 동일하게 하였다. 필름을 당기는 힘을 0.02N으로 설정하고 100 내지 350℃ 온도 범위에서 5℃/min 의 승온 속도로 1차 승온 공정을 진행한 후, 350 내지 100℃의 온도 범위에서 4℃/min 의 냉각 속도로 냉각(cooling) 공정을 진행하여 열팽창 변화 양상을 TMA(TA 사의 Q400)로 측정하였다.After preparing the film to a size of 5 x 20 mm, the sample is loaded using an accessory. The length of the film actually measured was the same as 16 mm. After setting the film pulling force to 0.02N and performing the first heating process at a heating rate of 5°C/min in a temperature range of 100 to 350°C, a cooling rate of 4°C/min in a temperature range of 350 to 100°C. A cooling process was performed, and the change in thermal expansion was measured with TMA (Q400 manufactured by TA).
<열분해 온도(Td_1%) 측정><Measurement of pyrolysis temperature (Td_1%)>
열중량 분석 장치(TGA, TG-DTA2000)를 이용하여, 질소 중 승온 속도 10℃/분으로의 승온하면서 폴리이미드 필름의 초기 중량이 1% 감소했을 때의 온도를 측정하였다.Using a thermogravimetric analyzer (TGA, TG-DTA2000), the temperature was measured when the initial weight of the polyimide film decreased by 1% while increasing the temperature at a heating rate of 10°C/min in nitrogen.
표 1의 결과로부터, 본 발명에 따른 디아민을 포함하는 실시예 1 내지 8의 폴리이미드는 비교예 1및 2에 비해 두께방향 및 면방향의 굴절률이 높게 나타나는 것을 알 수 있다. From the results of Table 1, it can be seen that the polyimide of Examples 1 to 8 containing the diamine according to the present invention has a higher refractive index in the thickness direction and the surface direction than Comparative Examples 1 and 2.
일반적으로 고투과 폴리이미드 필름의 경우 굴절률이 n=1.65 이하 인데, 폴리이미드층으로 빛이 방출될 때, 상기 무기막을 포함하는 상부층의 굴절율(n=1.8 이상)과 폴리이미드층의 굴절률의 차이에 의해 방출 효율이 감소할 수 있다.In general, in the case of a high-transmission polyimide film, the refractive index is n=1.65 or less.When light is emitted to the polyimide layer, the difference between the refractive index of the upper layer including the inorganic layer (n=1.8 or more) and the refractive index of the polyimide layer The emission efficiency can be reduced.
본 발명에 따른 디아민을 포함하는 폴리이미드 필름은 내열성과 같은 물성특성을 최대한 유지시키면서, 면방향 및 두께방향 굴절률을 향상시킴으로써, 상부층과의 굴절률 차이를 줄여줌으로써 내부에서 소멸되는 빛의 양을 감소시킬 수 있어 플렉서블 디스플레이 소자에서 기판층으로의 빛 방출(bottom emission) 효율을 증대시킬 수 있다.The polyimide film containing the diamine according to the present invention can reduce the amount of light dissipated inside by reducing the difference in refractive index from the upper layer by improving the refractive index in the surface direction and the thickness direction while maintaining physical properties such as heat resistance as much as possible. As a result, the efficiency of the bottom emission from the flexible display device to the substrate layer can be increased.
또한, 본 발명의 폴리이미드 필름은 열팽창율이 12ppm/℃ 이하로 낮기 때문에, 온도변화에의한 필름의 팽창 및 수축 현상이 최소화시킴으로써, 유리 기판과 박리되는 등의 공정상의 문제점을 최소화할 수 있다.In addition, since the polyimide film of the present invention has a low thermal expansion coefficient of 12 ppm/℃ or less, expansion and contraction of the film due to temperature change can be minimized, thereby minimizing process problems such as peeling from the glass substrate. .
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시 양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. Since the specific parts of the present invention have been described in detail above, it is obvious to those skilled in the art that this specific technique is only a preferred embodiment, and the scope of the present invention is not limited thereby. something to do. Therefore, the substantial scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
Claims (15)
[화학식 1]
상기 화학식 1에 있어서,
Z는 O, S, S-S, C(=O), -C(=O)O-, - OC(=O)-, CH(OH), S(=O)2, CR'R", -C(=O)NH-, -NHC(=O)- 및 이들의 조합으로 이루어진 군에서 선택된 관능기 이며, 상기 R' 및 R"는 각각 독립적으로 수소원자, 탄소수 1 내지 10의 알킬기 및 탄소수 1 내지 10의 플루오로알킬기로 이루어진 군으로부터 선택되는 것이고,
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 하이드록실기(-OH), 티올기(-SH), 니트로기(-NO2), 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 10의 치환 또는 비치환의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 10의 할로게노알킬기, 탄소수 6 내지 20의 아릴기이고,
n1 내지 n5는 각각 독립적으로 0 내지 4의 정수이다.Diamine having the structure of Formula 1:
[Formula 1]
In Chemical Formula 1,
Z is O, S, SS, C(=O), -C(=O)O-,-OC(=O)-, CH(OH), S(=O)2, CR'R", -C (=O)NH-, -NHC(=O)-, and a functional group selected from the group consisting of a combination thereof, and R'and R" are each independently a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a carbon number of 1 to 10 It is selected from the group consisting of fluoroalkyl groups,
R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a hydroxyl group (-OH), a thiol group (-SH), a nitro group (-NO 2 ), and cyano A no group (-CN), a substituted or unsubstituted alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a halogenoalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, a halogenoalkyl group having 1 to 10 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms,
n1 to n5 are each independently an integer of 0 to 4.
상기 화학식 1의 디아민이 하기 화학식 1-1 내지 1-4의 화합물 중에서 선택되는 것인 디아민:
[화학식 1-1]
[화학식 1-2]
[화학식 1-3]
[화학식 1-4]
상기 화학식 1-1 내지 1-4에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 화학식 1에 대해 정의된 것과 동일하다.The method of claim 1,
The diamine of Formula 1 is selected from compounds of Formulas 1-1 to 1-4:
[Formula 1-1]
[Formula 1-2]
[Formula 1-3]
[Formula 1-4]
In Formulas 1-1 to 1-4, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those defined for Formula 1.
R1 내지 R5는 각각 독립적으로 -F, -Cl, -Br 및 -I로부터 선택되는 할로겐 원자, 시아노기(-CN), 탄소수 1 내지 5의 알킬기, 탄소수 1 내지 4의 할로게노알콕시기, 탄소수 1 내지 5의 할로게노알킬기 중에서 선택되는 하나 이상인 디아민.The method of claim 1,
R 1 to R 5 are each independently a halogen atom selected from -F, -Cl, -Br and -I, a cyano group (-CN), an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, a halogenoalkoxy group having 1 to 4 carbon atoms, One or more diamines selected from halogenoalkyl groups having 1 to 5 carbon atoms.
[반응식 1]
상기 반응식 1에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 제1항에서 화학식 1에 대해 정의된 것과 동일하다.A method of preparing a diamine of Formula 1-1 by a reaction such as the following Scheme 1:
[Scheme 1]
In Reaction Scheme 1, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those defined for Formula 1 in claim 1.
[반응식 2]
상기 반응식 2에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 제1항에서 화학식 1에 대해 정의된 것과 동일하다.A method of preparing a diamine of Formula 1-2 by a reaction such as the following Scheme 2:
[Scheme 2]
In Scheme 2, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those defined for Formula 1 in claim 1.
[반응식 3]
상기 반응식 3에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 제1항에서 화학식 1에 대해 정의된 것과 동일하다.A method of preparing a diamine of Formula 1-3 by a reaction as shown in Scheme 3 below:
[Scheme 3]
In Scheme 3, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those defined for Formula 1 in claim 1.
[반응식 4]
상기 반응식 4에 있어서, R1 내지 R5 및 n1 내지 n5의 정의는 제1항에서 화학식 1에 대해 정의된 것과 동일하다.A method of preparing a diamine of the following formula 1-4 by a reaction as shown in Scheme 4:
[Scheme 4]
In Scheme 4, the definitions of R 1 to R 5 and n1 to n5 are the same as those defined for Formula 1 in claim 1.
상기 디아민이 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 디아민을 포함하는 것인 폴리이미드 전구체.As a polyimide precursor obtained by polymerizing a polymerization component containing at least one diamine and at least one acid dianhydride,
The polyimide precursor that the diamine comprises the diamine of any one of claims 1 to 3.
상기 폴리이미드 필름은 면방향 굴절률이 1.73 이상이고, 두께 방향 굴절률이 1.53 이상인 폴리이미드 필름.The method of claim 9,
The polyimide film is a polyimide film having a refractive index of 1.73 or more in a surface direction and 1.53 or more in a thickness direction.
상기 폴리이미드 필름은 열팽창계수(CTE)가 12 ppm/℃ 이하인 폴리이미드 필름.The method of claim 9,
The polyimide film is a polyimide film having a coefficient of thermal expansion (CTE) of 12 ppm/℃ or less.
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열 및 경화하는 단계를 포함하는 폴리이미드 필름 제조 방법.Applying a polyimide precursor composition including the polyimide precursor according to claim 8 on a carrier substrate; And
A method for producing a polyimide film comprising heating and curing the polyimide precursor composition.
상기 폴리이미드 전구체 조성물을 가열하여 폴리아믹산을 이미드화함으로써 폴리이미드 필름을 형성하는 단계;
상기 폴리이미드 필름 상에 소자를 형성하는 단계; 및
상기 소자가 형성된 폴리이미드 필름을 상기 캐리어 기판으로부터 박리하는 단계를 포함하는 플렉서블 디바이스의 제조공정.Applying a polyimide precursor composition comprising the polyimide precursor of claim 8 on a carrier substrate;
Heating the polyimide precursor composition to imidize polyamic acid to form a polyimide film;
Forming a device on the polyimide film; And
A manufacturing process of a flexible device comprising the step of peeling the polyimide film on which the device is formed from the carrier substrate.
상기 제조공정이 LTPS(저온 폴리실리콘) 공정, ITO 공정 또는 Oxide 공정을 포함하는 것인 플렉서블 디바이스의 제조공정.
The method of claim 14,
The manufacturing process of a flexible device, wherein the manufacturing process includes an LTPS (low temperature polysilicon) process, an ITO process, or an oxide process.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190013487A KR102641764B1 (en) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020190013487A KR102641764B1 (en) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20200095745A true KR20200095745A (en) | 2020-08-11 |
KR102641764B1 KR102641764B1 (en) | 2024-02-27 |
Family
ID=72048104
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020190013487A KR102641764B1 (en) | 2019-02-01 | 2019-02-01 | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR102641764B1 (en) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112859517A (en) * | 2020-12-25 | 2021-05-28 | 吉林奥来德光电材料股份有限公司 | Photosensitive resin composition and application thereof |
CN113387817A (en) * | 2021-07-27 | 2021-09-14 | 中国科学院长春应用化学研究所 | Fluorine-containing aromatic diamine compound, preparation method thereof and colorless transparent polyimide film |
WO2022145950A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-07-07 | 코오롱인더스트리 주식회사 | Precursor, polymer, optical film comprising polymer, and display device comprising optical film |
CN115745831A (en) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 东华大学 | Indenyl-containing diamine and preparation method and application thereof, polyimide film and application thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009045537A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Akron Polymer Systems | Poly(aryletherimides) for negative birefringent films for lcds |
JP2015197973A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 新日鉄住金化学株式会社 | Method of manufacturing flexible electronic device |
KR20160023531A (en) * | 2013-06-26 | 2016-03-03 | 도레이 카부시키가이샤 | Polyimide precursor, polyimide, flexible substrate prepared therewith, color filter and production method thereof, and flexible display device |
KR20180023368A (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-07 | 주식회사 엘지화학 | Diamine compounds and preparation methhod thereof |
KR20180089274A (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 주식회사 엘지화학 | Polyimide and polyimide film for flexible display prepared therefrom |
-
2019
- 2019-02-01 KR KR1020190013487A patent/KR102641764B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2009045537A1 (en) * | 2007-10-04 | 2009-04-09 | Akron Polymer Systems | Poly(aryletherimides) for negative birefringent films for lcds |
KR20160023531A (en) * | 2013-06-26 | 2016-03-03 | 도레이 카부시키가이샤 | Polyimide precursor, polyimide, flexible substrate prepared therewith, color filter and production method thereof, and flexible display device |
JP2015197973A (en) * | 2014-03-31 | 2015-11-09 | 新日鉄住金化学株式会社 | Method of manufacturing flexible electronic device |
KR20180023368A (en) * | 2016-08-25 | 2018-03-07 | 주식회사 엘지화학 | Diamine compounds and preparation methhod thereof |
KR20180089274A (en) * | 2017-01-31 | 2018-08-08 | 주식회사 엘지화학 | Polyimide and polyimide film for flexible display prepared therefrom |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
비특허문헌 1 * |
비특허문헌 2 * |
비특허문헌 3 * |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN112859517A (en) * | 2020-12-25 | 2021-05-28 | 吉林奥来德光电材料股份有限公司 | Photosensitive resin composition and application thereof |
WO2022145950A1 (en) * | 2020-12-30 | 2022-07-07 | 코오롱인더스트리 주식회사 | Precursor, polymer, optical film comprising polymer, and display device comprising optical film |
CN113387817A (en) * | 2021-07-27 | 2021-09-14 | 中国科学院长春应用化学研究所 | Fluorine-containing aromatic diamine compound, preparation method thereof and colorless transparent polyimide film |
CN115745831A (en) * | 2022-11-21 | 2023-03-07 | 东华大学 | Indenyl-containing diamine and preparation method and application thereof, polyimide film and application thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR102641764B1 (en) | 2024-02-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6862652B2 (en) | High-strength transparent polyamide-imide and its manufacturing method | |
KR102641764B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
CN112204077B (en) | Polyimide precursor composition, polyimide film prepared by using same, substrate for display device, and optical device | |
KR102188949B1 (en) | Polyimide precursor and polyimide film manufactured by using same | |
KR20210151323A (en) | Polyimide film and preparation method thereof | |
KR102293180B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR102569792B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR102289812B1 (en) | A composition for preparing polyimide, and polyimide film and flexible device prepared by using same | |
TWI754196B (en) | Diamine compound, method of preparing the same, polyimide precursor, polyimide film, flexible device and preparation process thereof | |
KR102279081B1 (en) | Polyimide film and flexible device using same | |
KR20200088054A (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
JP2022522084A (en) | Diamine compound, and polyimide precursor and polyimide film using it | |
KR102224986B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR102577116B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR102247318B1 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR102224984B1 (en) | Diamine compound and polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR20200096070A (en) | Polyimide film, flexible substrate using same and flexible display comprising flexible substrate | |
KR102273077B1 (en) | Polyimide precursor and polyimide film manufactured by using same | |
JP7160459B2 (en) | Diamine compound, polyimide precursor and polyimide film using the same | |
KR20200096100A (en) | Polyimide precursor composition and polyimide film substrate for display device, and optical device prepared by using same | |
KR20200105405A (en) | Dianhydride compound, polyimide precursor and polyimide film prepared by using same | |
KR20200050639A (en) | Polyimide film for flexible substrate | |
KR20200050135A (en) | Polyimide precursor composition and polyimide film manufactured by using same |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |