TW201105711A - Liquid crystal polyimide, liquid crystal resin composite containing same, and resin film for semiconductor elements - Google Patents
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Description
201105711 六、發明說明: 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於2次元及3次元半導體元件的接黏層、層間 絕緣膜(鈍化膜)、表面保護膜(外塗膜)、及高密度安裝基板 用絕緣膜等所代表的半導體元件用樹脂膜、及其所用之液晶 性聚醯亞胺及含有其之液晶性樹脂組成物。 【先前技術】 近年來,隨著半導體元件之細微化或因3次元化造成的高 性能化,半導體元件有高消耗電力化的傾向。因此,在半導 體元件中易發生熱,且將發生的熱有效率予以放熱之技術的 重要性日漸增高。 以往,作為半導體元件中之表面保護膜和層間絕緣膜的半 導體元件用樹脂膜,已廣泛使用财熱性和機械特性等優異的 聚醯亞胺系樹脂(例如參照專利文獻1)。但是,此種聚醯亞 胺系樹脂中,熱傳導性大多不夠充分,且發生半導體元件高 性能化之步調持續落後的問題。 又,已有控制環氧樹脂之高次構造,則可大幅提高熱傳導 性的報告(例如參照專利文獻2)。但是,將環氧樹脂使用作 為半導體元件用樹脂膜之材料時,具有耐熱性不夠充分等問 題。 於是,例如嘗試有將具有液晶性的聚醯亞胺系樹脂,使用 於半導體元件用樹脂膜,以提高半導體元件用樹脂膜的熱傳 099114917 4 201105711 導性(例如參照專利文獻3〜5)。 [先前技術文獻] [專利文獻] 專利文獻1 :日本專利特開2008-231255號公報 專利文獻2 :日本專利4118691號 專利文獻3:日本專利特開平2-147631號公報 專利文獻4:日本專利特開平5-331282號公報 專利文獻5:曰本專利特開平6-16810號公報 【發明内容】 (發明所欲解決之問題) 但是,該等文獻中記載的聚醯亞胺系樹脂,表現液晶性的 溫度均較高。因此,在使用該聚醯亞胺系樹脂作為使用許多 耐熱性不夠充分之構材的接黏層和層間絕緣膜等所代表的 半導體元件用樹脂膜的材料之情況,具有難使半導體元件用 樹脂膜升溫至表現液晶的溫度,或者若升溫至可表現液晶性 之溫度’财對該半導體元剌樹賴以外之構材造成:何 影響之可能性等應用困難的問題。 本發明為鑑於此種問題而完成者,目的在於提供可在_ 溫的製程控制高次構造,亦即可表現液晶性的液晶性聚醯= 月女、及含有其之液晶性樹脂組成物、暨含有其之半導體_ 用樹脂膜。 = (解決問題之手段) 099114917 5 201105711 本案發明者等人經致力研究,結果發現,具有特定構造的 聚醯亞胺,在較低温下表現液晶性,遂完成本案。 本發明之要旨在於一種液晶性聚醯亞胺,其特徵為,至少 一部分含有下述式(I)所示之重複單位,且顯示液晶性。 [化1]
(上述式(I)中,A1及A2分別獨立為四羧酸單位的4價殘基, B1為下述式(II)所示之雙(胺基)聚矽氧烷單位的殘基 [化2]
Ql〇>vD
(上述式(II)中,R1〜R6分別獨立表示低級烷基,X為0〜10之 整數,D1表示伸烷基,y為0或1。Z1為-H、-CH3、-CF3、 -F、-CN、或-N〇2所示之基之任一者) C1為有機二胺的殘基) 於本發明中,較佳係上述式(I)中,A1或A2分別獨立為4 價苯核、4價萘核、4價茈核、4價環丁烷核、4價環戊烷核、 4價環己烷核、或下述式(III)所示之4價基之任一者。 [化3]
(式(III)中,E1為下述所示之二價基之任一者,m為0或1。 099114917 6 201105711 又,於下述式中,η為0或1。 [化4]
又,上述式(II)中,較佳係R1〜R6分別獨立為碳數1以上 且3以下之烷基,更佳係上述式(II)中,R1〜R6均為曱基。 又,上述液晶性聚醯亞胺較佳係升溫時的液晶轉換點為 260°C以下。 又,上述液晶性聚醯亞胺較佳係經由自下述式⑴所示之雙 (胺基)聚矽氧烷、 [化5]
(式⑴中,R11〜R16分別獨立表示低級烷基,X’為0〜10之整 數,D11表示伸烷基,y’為0或1。Z11為-H、-CH3、-CF3、 -F、-CN、或-N02所示基之任一者)、有機二胺與下述式(ii) 所示之酸二酐 [化6]
099114917 7 201105711 (式⑼中,A11為4價笨核、4斤 〈貝奈核、4價茈核、4價環丁 烧核、4價環戊烧核、4價環ρ 貝衣己燒環、或下述式(Hi)所示之4 價基之任一者。 [化7] (式(iii)中,E11為以下之下诚★ r建式所不之二價基,m,為〇或1 又,於下述式中,η’為〇或i [化8] ο <χ> 〇 〇 -α
所得之聚醯胺酸,而合成者。 又,本發明之其他要旨在於一種液晶性樹脂組成物,其特 徵為’含有液晶性聚醯亞胺。 又,液晶性樹脂組成物較佳係含有熱傳導性填充料。 上述液晶性樹脂組成物較佳係經由以260以下之溫度加 熱,而表現液晶性,且冷卻後於25°C下亦表示液晶構造者。 本發明之再其他要旨在於一種半導體元件用樹脂膜,其特 徵為’含有液晶性樹脂組成物。 本發明之其他要旨在於一種液晶性聚醯亞胺,其特徵為, 099114917 8 201105711 作成液晶化薄膜時的熱傳導率為〇.22W/m· κ以上。 上述液晶性聚醯亞胺之相轉變點較佳為26(TC以下。 又,本發明之要旨亦在於/種3次元半導體元件用層間絕 緣膜’其特彳玫為’含有液晶性聚醯亞胺,且表現液晶後的熱 傳導率為1.5W/m · Κ以上。 更且,亦在於一種半導體元件,其特徵為,含有上述3 次元半導體元件用層間絕緣膜。 (發明效果) 本發明之液晶性聚醯亞胺係由於其構造的至少一部分中 3有特疋之重複單位,故可在較低溫下表現液晶性。又,根 據此液晶性推測可作成熱傳導性優異者。因此,將此液晶性 聚醯亞胺例如使用於半導體元件用樹脂料之情況,不致對 半導體元件中的其他構材造成影響,可在較低溫下表現液晶 性’並可期待作成熱傳導性優異之膜。 【實施方式】 以下記載之例示物等,係本發明之實施態樣之-例(代表 例)’本發明只要不超過其要旨,並不限定於此等内容。 Α.液晶性聚酿亞胺 本發明之液晶性聚醯亞胺,係至少一 重複單位1畅液a性者_认#含有後述特定之 貝不液曰曰性者。此處,於判斷有無液曰 通常使用示差掃描熱量計(以下,亦稱為「DS日日,、, 微鏡(以下,亦稱為「腹」觀察偏光顯 099114917 L之测疋中,若在 9 201105711 4料升溫肖或降溫時、或升降溫時在臟圖表上無基線移 察見到及熱•發熱波峰’則其等對應於玻璃轉變點和 相轉4點’取得關於試料液晶相的資料。又,於p〇M觀察 中’右察見各式各樣模樣、亦即光學組織,則成為表現液晶 相亦即试料顯示液晶性的證據。 a作為至v部分含有特定之重複單位之本發明的液晶性 …胺可在較低溫下表現液晶性的理由,可列舉下述。 、a陡门刀子大致分成熔融(熱致變)液晶性聚合物和溶 :“文)液曰曰性聚合物2種。本發明之液晶性聚醯亞胺被分 類為主鏈型的㈣(熱致變)液晶性聚合物。此處,為了實現
Ha H聚合物’必須使聚合物中剛直的内消旋液晶元 (mesogen)基、與具有彎曲性的間隔⑽㈣基交互連結。此 处門I1同基的、f曲性愈南,則可期待以較短的間隔基長,得 到更低的液晶轉變溫度。作為間隔基,多使用亞甲基和氧亞 甲基(之重複構造)’已知石夕氧院基較亞曱基和氧亞甲基之彎 更门目此’主鍵中導人了聚碎氧炫基作為間隔基的聚 醯亞胺,相較於使用亞甲基和氧亞甲基(之重複構造)之情 況’(即使分子長度較短),村使液晶轉變點成為較低者。 又’於上述主鏈型液晶性聚合物中,内消旋液晶元基的配 向性與間隔基的料性(柔軟性)的平_常重要。例如,於 間隔基的㈣性職(間隔基的分子長度過短)之情況,由於 内消旋液晶元基難以在分子内移動,故㈣旋液晶元基難以 099114917 201105711 .、 μ隔基的筆曲性過剩(間 配向’難以表現液晶性。又,例如~ ε . ..1ί綠液晶元基彼此無法啦 隔基的分子長度過長)之情況,内 揮配向性,而難以表現液晶性。 〈構造> 本發明之液晶性聚醯亞胺,若裏少°卩刀3有下述式() •所示之重複單位者即可,該重複單#外’於構造中亦可含 有不相當於下述式(I)的重複單位。 [化9]
又,於本發明之液晶性聚醯亞胺中,^僅含有1種上述式 (I)所示之重複單位,亦可含有2穆以上不同之上述式⑴所 示之重複單位。 (關於式(I)中的Α1及Α2) 於上述式(I)中,Α1及Α2分別獨立爲四羧酸單位的4價殘 基。所謂四叛酸單位的4價殘基,彳系扣式⑴之四叛酸單位 中,與4個羰基結合的4價基。可為相同,亦可為 相異者。 Α1及Α2所示之基較佳係含有環構邊者,可為僅由餘和鍵 所構成者’亦可具有不飽和鍵。 具體而言,較佳係4價苯核、4價萘核、4價茈核、4俨 環丁烷核、4價環戊烷核、4價環己烷核、或下述式uv): 099114917 11 201105711 示之4價基之任一者。 另外,該等亦可具有取代基。作為取代基,只要不顯著損 害本發明效果則可為任意,作為該取代基之具體例,可列舉 -CH3及-CF3等之經取代或未取代之曱基;-CN基;-N02基; -F、-Cl、-Br等之鹵素基等。另外,在A1及A2所示基具有 取代基之情況,取代基數可為1個,亦可為2個以上。又, 在存在2個以上取代基之情況,該等可為相同基,亦可為不 同基。 [化 10]
上述式(III)中,m為0或1。 又,上述式(III)中,E1表示二價連結基,該連結基只要不 顯著損害本發明效果則可為任意,特佳係下述所示之二價基 之任一者。於下述式中,η為0或1。 [化 11]
CnF2n«M —c—
^n^2n+1 —c=c- •c=c— (C ^ Λ 0 CnH2n” 〇 - —S一 一 C— C— 〇 ^η^2η+Ί
作為上述中更佳者,由分子之剛直性和取得之容易度而 言,可列舉下述者。 099114917 12 201105711 [化 12]
€- -ο- 只要 又,上述Α1與四羧酸殘基之4個羰基的結合位置, 不顯者損害本發明效果則可為任意。 (關於式(I)中之B1) 上述式(I)中之B1 ’係下述铜所示之雙(胺基)聚 單位殘基。本發日种所敎「雙(胺基 賊 基」,係指式⑴中之雙(胺基)聚石夕氧燒單仇夕氧燒早值之殘 結基與2個氮原子結合之聚矽氣烷及力^伋中’具有經由連 表示。 ^ ’以下述式(II) [化 13] <3^1[。最如 乂下述式表示之基 另外,所謂連結基’係指上通式(ιι)中 [化 14]
上述式(II)中,X通常為0以L 上,較佳為!、 常為10以下,較佳為8以下、更佳為 、i以上。又,通 圍内,可兼顧良好之合成產率與人 以下。作成上述範 又,式(II)中,R1〜R6分別獨立表八液日日轉換溫度。 別為相異者,亦可僅—部分相|纟低、及&基’ Rl〜r6可分 且亦可為全部相同者。 099114917 13 201105711 此處,本發明所謂之低級烷基,係指碳數為4以下的烷基。 上述R1〜R6所示之低級烷基可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。 上述中尤其是R1〜R6之碳數通常為1以上,又通常為4 以下、更佳為3以下。特佳係R1〜R6均為曱基之情況。 又,式(II)中,D1表示伸烷基,式(II)中左右之D1通常為 相同者。D1可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。又,碳數通常 為1以上、較佳為2以上,通常為10以下、較佳為8以下、 更佳為6以下。 作為上述伸烷基,具體而言較佳係伸乙基、伸丁基、伸己 基、伸辛基等,其中以伸丁基、伸己基、或伸辛基為佳,由 合成之容易性方面而言,較佳係伸丁基、或伸己基。 上述式(II)中,y為0或1。在y為0之情況,表示無-0-所示之基。另外,通常上述式(II)中之左右的y表示相同數 目。 又,上述式(11)中,乙1為-11、-(:113、-0尸3、-卩、-0^、或-:^02 所示之基之任一者,通常左右之Z1表示相同之基。又,在 Z1為-H之情況,表示伸苯基未被取代。 Z1之結合位置,只要不顯著損害本發明之效果,則為任 一位置均可。 (關於上述式(I)中之C1) 式(I)中之C1為有機二胺的殘基。所謂有機二胺的殘基, 係指除去製造本發明之液晶性聚醯亞胺時所用之有機二胺 099114917 14 201105711 之胺部分的有機基。 C1所示之有機二胺的殘基,係以式H2N-Z-NH2之Z所示 之2價殘基。作為Z之較佳例,可列舉芳香族二胺之殘基 等。作為具體例,可列舉上述式(II)所示之基、伸苯基、二 伸苯基、伸萘基、或下述式(IV)所示之基。另外,C1所示之 殘基為式(Π)所示之基之情況,B1及C1可為相同。 [化 15]
(上述式(IV)中,R21表示碳數1以上且20以下之直鏈或分 支键狀之伸烧基、-S-、-0_ [化 16]
或-O-G’-O-(此處,G’表示伸苯基、或 [化Π]
所示之基。式中,m3表示0或1,E3表示-S-、-0-[化 18]
099114917 15 201105711 或碳數1以上、8以下之直鏈或分支鏈狀伸烷基)之任一者) 上述芳基核可經低級烷基、低烷氧基、或不損害本發明目 的及效果之其他基取代。 作為有機二胺之較佳例,可列舉下述者。 間-苯二胺、 對-苯二胺、 4,4’-二胺基二苯基丙烷、 4,4’-二胺基二苯基甲烷、 聯苯胺、 4,4’-二胺基二硫本、 4,4’-二胺基二苯石風、 4,4’-二胺基二苯醚、 1,5-二胺基萘、 3,3’-二曱基聯苯胺、 3,3’-二曱氧基聯苯胺、 2,4-雙(/5-胺基-第三丁基)曱苯、 雙(對-|8-胺基-第三丁基)苯醚、 雙(對-/3-曱基-鄰-胺戊基)苯、 1,3-二胺基-4-異丙基苯、 1,2-雙(3-胺基丙氧基)乙烷、 間-二曱苯二胺、 對-二曱苯二胺、 099114917 16 201105711 雙(4-胺基環己基)曱烷、 十亞甲基二胺、 3-甲基七亞曱基二胺、 4,4’-二曱基七亞曱基二胺、 2.11- 十二烷二胺、 2,2-二曱基丙二胺、 八亞曱基二胺、 3-甲氧基六亞曱基二胺、 2.5- 二曱基六亞曱基二胺、 2.5- 二曱基七亞曱基二胺、 3-曱基七亞曱基二胺、 5-曱基九亞甲基二胺、 1,4-環己烷二胺、 1.12- 十八烧二胺、 雙(3-胺丙基)硫、 N-甲基-雙(3-胺丙基)胺、 六亞曱基二胺、 七亞曱基二胺、 九亞曱基二胺等。 又,作為上述R21為-O-G’-O-所示之有機二胺之具體例, 可列舉下述者。 [化 19] 099114917 17 201105711
HiN nh2
HzN
NHi
HjN NH2
HzN
NH2 又,亦可列舉使上述式中之醚鍵經-S-、 [化 20] -Ι Ο Ο
II 一S-志 所取代者。 上述之有機二胺,係對使用其所製造之本發明之液晶性聚 醯亞胺賦予溶解性。製造本發明之液晶性聚醯亞胺時,上述 有機二胺可單獨使用1種、或以任意之比率及組合使用2 099114917 18 201105711 種以上。 <製造方法〉 上述液晶性聚醯亞胺之製造方法,若可為製造上述液晶性 聚醯亞胺之方法,只要不顯著損害本發明之目的,則包含公 知方法,並無特別限制。 於本發明中,特佳係經由下述式⑴所示之雙(胺基)聚矽氧 烧、與 [化 21] R13) R15 0) •O-S 卜-θά-D1 (式⑴中,R11〜R16分別獨立表示低級烷基,X’為〇〜10之整 數,D11表示伸烷基,y’為0或1。Z11為-H、-CH3、-CF3、 -F、-CN、或-N02所示基之任一者)、有機二胺與下述式(ii) 所示之酸二酐 [化 22] Ο 〇 °YAY°,> Ο 〇 (式(ii)中,A11為4價苯核、4價萘核、4價花核、4價環丁 烷核、4價環戊烷核、4價環己烷核、或下述式(iii)所示之4 價基之任一者。 [化 23]
099114917 19 201105711 (式(iii)中,E11為下述之下述式所示之二價基,m’為0或1。 又,於下述式中,η’為0或1。 [化 24]
Cn_H2n.*0 I c———
I 0—)) 之反應所合成的聚醯胺酸而合成者。藉此,可依高產率、且 輕易取得上述之液晶性聚醯亞胺。 以下,說明關於此方法,但取得本發明之液晶性聚醯亞胺 的方法並非限定於此。 (式(i)所示之雙(胺基)聚叾夕氧烧) 作為製造本發明之液晶性聚醯亞胺所用之雙(胺基)聚矽 氧烷、係以下述式(i)所示者。 [化 25]
(0 式⑴中,X’通常為0以上,較佳為1以上。又,通常為 10以下、較佳為8以下、更佳為6以下。經由設為上述範 圍内,則可兼顧良好之合成產率與合適的液晶轉換溫度。 上述式⑴中’ R11〜R16分別獨立表示低級烷基’ R11〜R16可 099114917 20 201105711 為分別相異者,亦可為一部分相異者, + , ^ •^亦可為全部相因
者。此處,本發明所謂之低級烷基,如 J
H ,為碳數4 IT 之烷基。R〜R16所示之低級烷基,可為 支鏈狀。 直鏈狀,亦可為分 上述中,尤其是R11〜R16之碳數通常為 i以上,通常為 以下、更佳為3以下。特佳為R11〜均 ‘、、、 π . _ _為甲基之情況。 又,D表示伸烷基,式⑴中之左右的 通常為相同者。 D11可為直鏈狀,亦可為分支鏈狀。又,啖數通常為丄、百 較佳為2以上,通常1〇以下、較佳為8 ^上、 从下、更佳為6以 下。作為上述伸烷基,具體而言,較佳為伸乙基、伸丁美 伸己基、伸辛基等,其中亦以伸丁基、伸己基、戋伸辛^為 佳’特別是由合成容易性方面而言,以伸丁 巷、或伸己基為 佳。 上述式⑴中’y’為〇或卜左右之y,通常表示相同數目。 又,上述式(〇 中,Z11 為 _H、_CH3、_CF3、、F、_CN、或叫 所示基之任一者’通常,左右之z11表示相同基。又,於^ 為-H之情況’表示伸苯基未被取代。
Zn之、结合位置,只要不顯著損害本翻之效果,則任何 位置均可° 另外,上述式⑴所示之雙(胺基)聚矽氧烷可為單獨使用i 種,亦可以任思之比率及組合使用2種以上。 於後述之細合反應中,作為上述式⑴所示之雙(胺基)聚矽 099114917 21 201105711 氧烧的使用量,係 之有機K料*錢(絲)料氧燒之料數與後述 常使用等莫耳M。彳,相對於式(ii)所*之酸二軒,通 (有機二胺)仁並非限定於此》 有機二胺,若於 目的,則無特顺㈣化°物〃要殘著損害本發明之 中關於c1項所^料此種有機二胺’可列舉上述式⑴ 氧烧亦可使用作③有機—胺。又’上述之雙(胺基)聚石夕 之比率及組合使用2種以上。蜀使用1種,或以任意 作為後述縮入5 雙购聚err有機二胺的使用量,如上述,上述 計,相對- 述之有機二胺之莫耳數合 限定於此。)“之H通常使料莫耳,但並非 又 基)聚同物質作為有機二胺及上述式(1)所示之雙(胺 草耳旦发凡之情况’其等比率係以上述雙(胺基)聚砂氧燒之 上里’、、、有機二胺之莫耳量之通常1倍以上、較佳為2倍以 =以更佳為4倍以上,又通常為1G_倍以下、較佳為1〇〇〇 倍以下、更再佳為500倍以下。經由設為上限值以下,則可 Λ 5物物性,經由設為下限值以上,則可兼顧較佳 °物物性與相轉變點的降低。 Α (式(Η)所示之酸二酐) 099114917 22 201105711 作為製造本發明之液晶性聚醯亞胺所用之酸二酐,係以下 述式(ii)所示者。 [化 26] 〇 〇 Ο 〇 式(ii)中,A11為4價苯核、4價萘核、4價茈核、4價環 丁烷核、4價環戊烷核、4價環己烷核、或下述式(iii)所示 之4價基之任一者。 [化 27]
式(iii)中,E11為下述之下述式所示之二價基,m’為0或1。 又,於下述式中,η’為0或1。 [化 28]
作為上述中更佳者,由分子之剛直性和取得之容易度而 言,可列舉下述者。 [化 29] 099114917 23 201105711 Ό- ~CO O O'i- ~i^ 異基 另外,A11所示之基,亦可具有取代基。作為取代臭 要不顯著損害本發明之效果則可為任意’作為該取代茂 體例,可列舉-CH3及-CF3等之經取代或未取代之曱武.” 基;-N〇2基;_F、_c卜_Br等之鹵素基等。另外,在^^等 具有取代基時,取代基數目可為1個,亦可為2個以上。 在取代基存在2個以上之情況,該等可為相同基,亦可為才 上述酸二酐可單獨使用1種,或可混合使用2種以上 (縮合反應) 本發明之液晶性聚醯亞胺,較佳係經由上述式(i)所示之飽 (胺基)聚矽氧烷、與有機二胺、與上述式(ii)所示 ^ %〜if所 得之聚醯胺酸而合成者。 具體而言’係將上述式⑴所示之雙(胺基)聚矽氧燒、 與*有 機二胺、與上述式(ii)所示之酸二酐反應,取得聚醯胺酸。 取知該聚酿胺酸時,例如將上述式(ii)所示之酸二肝、與雙 (胺基)聚發氧烷反應後,混合有機二胺並使其反應亦可,亦 可在式(ii)所示之酸二酐與有機二胺反應後,混合雙(胺基) 聚石夕氧燒並使其反應。又,亦可將式(ii)所示之酸二酐、與 雙(胺基)聚矽氧烷、與有機二胺全部混合反應。另外,於該 &應、中’視需要可使用有機溶劑和觸媒等。 099114917 24 201105711 取得上述聚醯胺酸的反應,通常以〇它以上進行,較佳為 10 C以上、更佳為20¾以上。又,通常為3〇〇〇c以下、較佳 為200 C以下、更佳為lOOt:以下、特佳為3〇。〇以下。藉此, 可提高產率’抑制副反應。 • 又,上述反應時之壓力並無特別限制,通常為〇.丨氣壓以 - 上、較佳為0.5氣壓以上、更佳為0.8氣壓以上。又,通常 為200氣壓以下、較佳為100氣壓以下、更佳為ι〇氣壓以 下。特佳為常壓。 又,作為上述反應之時間,通常為〇1小時以上、較佳為 0.5小時以上、更佳為丨小時以上,通常為48小時以下、較 佳為30小時以下、更佳為24小時以下。藉此,可有效率地 進行反應。 作為上述反應所用之有機溶劑,並無特別限制,可列舉例 如N,N-二甲基曱醯胺、N,N_:曱基乙醯胺、ν,ν·二乙基甲 酿胺、Ν,Ν-二乙基乙酿胺、Ν,Ν_二曱基甲氧基乙酿胺、二甲 基亞砜、Ν-甲基-2·吡咯啶酮、吡啶、二曱基碾、六甲基磷 • 醯胺、四亞曱基砜、苯酚、苯酚-水混合物、及二曱基四亞 - 曱基砜等。該等有機溶劑可單獨使用1種,且可以任意之比 率及組合使用2種以上。又,亦可將上述有機溶劑、與苯、 苯曱腈、二《号烷、/3-乙氧基乙基醋酸酯、丁醇丙酮、二甲苯、 甲苯、及環己酮等其他惰性溶劑混合使用。 將上述反應所仟之聚醯胺酸經由加熱予以酿亞胺化,或者 099114917 25 201105711 使用醯亞胺化劑等予以醯亞胺化,則可取得本發明之液晶性 聚醯亞胺。 經由加熱予以醯亞胺化,通常以loot:以上進行為佳’較 佳為l5〇°c以上、更佳為20CTC以上。又,通常為600°C以 下、較佳為500°C以下、更佳為400〇C以下。經由設為下限 值以上,則可提高由聚醯胺酸變換成聚醯亞胺的效率,且經 由設為上限值以上,則可抑制聚醯亞胺的分解。上述經由加 熱予以醯亞胺化中,可使將溫度階段性變化,並且予以加熱 而進行。 上述經由加熱予以醯亞胺化中,可在大氣壓下進行’且亦 可在氮環境氣體等惰性環境氣體下進行。 作為加熱方法並無特別限制,加熱時例如可使用熱板、烤 爐、熱塊、熱加壓器等、又,加熱時間通常為0.5小時以上、 幸父佳為1小時以上、更佳為1.5小時以上,通常為1〇小時 以下、較佳為8小時以下、更佳為6小時以下。 又作為酿亞胺化劑’通常使用胺化合物,且亦可併用用 以脫水的H #體而纟,可例示。比咬與醋酸酐的混合物 等,4等相對於上述聚醯胺酸’通常使用2莫耳倍以上、較 佳為5莫耳倍以上,通常為1_莫耳倍以下。 根據上述方法所得之聚醯亞胺’通常以結晶狀態取得,經 由升溫轉變至、为a 1 饮曰曰相,故在本發明中,通常,將該聚醯亞胺 、、、阳轉憂溫度(以下’亦稱為「相轉變點」)以上,取 099114917 26 201105711 得液晶性聚醯亞胺◊於本發明中’取得此液晶性的溫度較佳 為30°C以上’更佳為50°C以上’再更佳為60°C以上。又, 較佳為260°C以下,更佳為255°C以下,再更佳為250Ϊ以 下。 上述液晶轉變溫度係根據DSC所測定。 又,本發明之液晶性聚醯亞胺,係在轉變至液晶相後,將 溫度下降至常溫(通常25。〇時保有液晶區域結構者,即較佳 係冷卻後即使於25 C中仍具有液晶構造者。另外’在屬於 經由升溫表現液晶區域結構後,若慢慢冷卻則液晶區域結構 消失之組成時’有效的是進行急速冷卻’將液晶區域結構固 定的方法。急速冷卻較佳係依31/分鐘以上之冷卻速度進 行’較佳為5°C/分鐘以上,更佳為i(TC/分鐘以上。 (其他) 上述’雖然說明了關於至少一部分含有特定之重複單位的 液晶性聚醯亞胺,但經由使用本發明之液晶性聚醯亞胺,則 可取得作為液晶化薄膜時的熱傳導率為〇.22W/m.K以上 者。 另外,所謂作為液晶化薄膜時的熱傳導率,係指將液晶性 聚酿亞胺加熱作成等方相,在低於作成等方相溫度之低溫下 表現液晶性時的熱傳導率。 通常,樹脂的熱傳導率一般相較於金屬和陶瓷等為非常 低。樹脂的高熱傳導化有其極限,因此通常將高熱傳導性無 099114917 27 201105711 機填充料與樹脂複合化,藉此可使樹脂材料高熱傳導化。樹 脂的熱傳導率若較低,則為了高熱傳導化,必須加入大量無 機填充料,有成型性降低的傾向。於是,藉由提高樹脂的熱 傳導率,則可降低用於達成相同熱傳導率之無機填充料的體 積分率,並且連帶地提高複合材料的成型性。 於本發明中,若液晶性聚醯亞胺的熱傳導率為 0.22W/m · K以上,則在與無機填充料複合化作成液晶性樹 脂組成物時,可將無機填充料的份量減少至保持使用液晶性 樹脂組成物所成形之膜等之成型性的程度,而為較佳。 上述熱傳導率較佳為0.24以上,再佳為0.25以上。又, 熱傳導率可根據後述實施例所說明之方法等進行測定。 熱傳導率係與液晶性聚醯亞胺内之分子鏈的配向度有 關。於是,作為使液晶性聚醯亞胺達成上述熱傳導率的方 法,可列舉在液晶性聚醯亞胺内增加分子配向區域、並增加 高分子鏈之結晶區域的方法。具體而言,可列舉提高液晶性 聚醯亞胺之聚合物鏈所含之内消旋液晶元基部位的分率,或 於内消旋液晶元基部位導入提高内消旋液晶元基部位間之 相互作用的取代基,或導入誘發結晶化•液晶化的核劑,或 於結晶化·液晶化製程中,在控制其熱處理條件下,作出易 將内消旋液晶元基部位予以配向之條件的方法。 又,於液晶性聚醯亞胺中,相轉變點(經由加熱而熔融之 溫度(相轉變成等方相之溫度))為260°C以下為佳,較佳為 099114917 28 201105711 255°C以下、更佳為250^以下。又,相轉變黠軾佳為〇°C以 上。相轉變點之測定可根據DSC進行測定。 將液晶性聚醯亞胺、或後述之液晶性樹脂組成物進行加熱 成型時,以成型溫度低者較有利。本發明之液晶性聚醯亞胺 的成型溫度,若為可在其等方相的相轉變點附近、尤其是在 無鉛焊錫迴焊爐的上限溫度附近(260°c以下)進行成型’則 就生產性觀點而言屬較佳。 作為將液晶性聚醢亞胺之相轉變點設為上述值以下的方 法,可列舉例如控制液晶性聚醯亞胺之聚合物鏈中所含之内 消旋液晶元基部位與彎曲部位之平衡,並且於構成聚合物鏈 之構造中導入取代基,且控制為使分子鏈間的相立作用減弱 的方向。 B.液晶性樹脂組成物 本發明之液晶性樹脂組成物’係含有上述之液晶性聚醯亞 胺者,上述液晶性聚醯亞胺可為單獨使用丨種,亦可以任意 之比率及組合含有2種以上。 於本發明中,於液晶性樹脂組成物中,液晶性聚醢亞胺較 佳係含有i重量%以上,更佳為ω重量%以上,再更佳為 20重量%以上。又,通常為刚重量%以下、較佳為999 重量%以下、更佳為99.5重量%以下。經由設為下限值以 上,則液晶性樹脂組成物可作成在較低溫下表現液晶性者。 本發明之液晶性樹脂組成物,通常係經由升溫取得液晶性 099114917 29 201105711 方法等,與上述有關 維持液晶區域結構者 者,關於取得此液晶性之溫度等條件和 液晶性聚醯亞胺之表現液晶性及形成· 相同。 (其他之樹脂) 又,本發明之液晶性樹脂組成物 邛可含有上述液晶性 醯亞胺樹脂以外之樹脂。作為其他之樹脂,係與上述纩曰a 聚醯亞胺相溶之樹脂,若不顯著損害本發明效果 作為此種樹脂,可列舉上述以外之聚酿亞胺系樹脂和考氧 系樹脂、丙烯酸系樹脂、聚胺基曱酸酯系樹脂等。其可單獨 使用1種’或以任意之比率及組合使用2種以上。 其他之樹脂係相對於液晶性聚醯亞胺,通常使用重 量%以上、較佳為0.1重量%以上、更佳為i重量%以上。 又,通常為99重量%以下、較佳為95重量%以下更佳為 90重量%以下。藉由設為上限值以下,則可組成兼具液晶性 聚醯亞胺特性的樹脂系,且藉由設為下限值以上,則取得可 組成兼具其他樹脂特性之樹脂系的效果。 (熱傳導性填充料) 又,本發明之液晶性樹脂組成物較佳係含有熱傳導性填充 料。於本發明中,所謂熱傳導性填充料,係指整體之熱傳導 率為lW/m· K以上的填充料。熱傳導率可使用各種操作手 冊等所記載者。 099114917 30 201105711 作為熱傳導性填充料,可列舉氮化硼(BN)、氧化鋁 (Al2〇3)、氮化銘(A1N)、氮化石夕、二氧化石夕(si〇2)等但其 他以外的填充料亦可適合使用。 藉由熱傳導性填充料的混合,即使在液晶性聚醯亞胺之液 晶性未較大之情況,亦出現因液晶性聚醯亞胺之液晶區域結 構及熱傳導性填充料造成的高熱傳導性途徑,故全體可達成 高熱傳導化。又,藉由含有熱傳導性填充料,則亦可作成在 液晶性樹脂組成物中用於表現液晶性的熱處理溫度較低者。 作為液晶性樹脂組成物中熱傳導性填充料的含量,係相對 於上述液晶性聚醯亞胺,通常為丨重量%以上、較佳為5重 量%以上、更佳為1〇重量%以上。又,通常為99重量%以 下、較佳為95重量。/〇以下、更佳為%重量%以下。經由設 為下限值以上,射作錢傳導性良好者,又,經由設為上 限值以下’則可維持成形性。 (其他) 於本發明之液晶性樹脂組成物中,在不損害本發明之目的 及效果之範圍中,亦可含有各種添加劑等。作為添加劍之 y可歹j舉例如感光劑和增感齊1等。藉由含有感光劑和增感 劑等’在例如將樹脂組成物使用於半導體元件用樹脂膜等之 用途時’可使成膜製程簡便。 (用途) 本發明之液晶性樹脂組成物,可在較低溫下表現液晶性, 099114917 31 201105711 藉由此液晶性作成熱傳導性優異者。因此,例如可使用於後 述之半導體元件用樹脂膜、和熱傳導性印刷基板、放熱片等 用途。 又,上述液晶性樹脂組成物亦可為各種成型體、或加工成 薄膜、纖維狀者等,故可利用於各式各樣用途。 c·半導體元件用樹脂膜 本發明之半導體元件用樹脂膜,係含有上述之液晶性樹脂 組成物者。作為半導體元件用樹脂膜之用途,可列舉例如2 ••人元及3次元半導體元件的接黏層、層間絕緣膜(鈍化膜)、 表面保護膜(外敷膜)、及高密度安裝基板用絕緣膜等。 作為半導體元件用樹脂膜的形成方法,可列舉將上述液晶 性樹脂組成物經由加熱熔融再予以塗佈、硬化之方法、或將 上述之液晶性樹脂組成物進行加熱•加壓而予以成型的方 缶專又,亦可以分散器、網版印刷等進行塗佈和旋塗等。 作為此種半導體元件用樹脂膜的較佳膜厚,通常為Mm 以上、較佳為2μπι以上、更佳為3/xm以上。又,通常為兄私爪 以下、較佳為30/rni以下、更佳為25μηι以下。藉由設為上 迷下限值以上,可預測能作成具有高熱傳導性之膜。又,藉 由設為上限值以下,則可有效減低半導體元件的厚度。 〆又,尤其是,上述3次元半導體元件用層間絕緣膜,較佳 係於表現液晶後之熱傳導率為i 5W/m · κ以上。經由將3 次元半導體元件用層間絕緣膜的熱傳導率設為上述值以 099114917 32 201105711 上:則可㈣設収㈣3:欠元半賴元件㈣間絕緣膜之 半導體70件的放熱。作為上述熱傳導率較佳為18瓜· K以 上、更佳為2.2m· K:以上。又’表現液晶後之熱傳導率, 可根據後述實施例所說明之方法等進行測定。 上述3次S半導體$件用層間絕緣蘭熱傳導率,係盘液 •日日日㈣ϋ亞胺内之分子鏈的配向區域及無機填充料之二晶 區域的相互個有關1此,藉由依與無機填充料結晶表面 具=較強相互作用之方式對液晶性聚醯亞胺的聚合物鍵進 订刀子设計’或者依使無機填充料表面與聚合物鏈容易相互 仙之方式進行表面處理,則可提高液晶性聚醯亞胺之配向 區域與無機填充料之結晶區域的界面相互作用,可達成上述 值。 [實施例] 根據實施例進-步異體說明本發明,但本發明只要不超過 其要旨’則不限定於下列實施例之記載。 於下列之實施例中,測定紅外線、1H/13C、NMR測定、 • 偏光顯微鏡觀察、及熱分析(TG-DTA及DSC)中係使用下述 - 機器。 [測定機器] •紅外線(IR)分光光度計:堀場製作所FT-720
•巾/13〇 NMR 光譜:Bruker DPX 300S •偏光顯微鏡/熱台:〇LYMPUSBX51/LINKAMLTS-350(附 099114917 33 201105711 有溫度控制器) •熱分析(TG-DTA) : SII Nanotechnolgy EXSTAR TG/DTA 6300 •熱分析(DSC) : Perkin-ElmerDSC7(空冷) 又,於各實施例中,試藥係使用下述物質。 [試藥] 下述式所示之3,3 ’,4,4聯苯四羧酸二酐(BPDA)及下述式 所示之偏苯三酸二酐(PMDA)係於使用前進行昇華精製。N-曱基吼咯啶酮(NMP)、乙腈、曱苯係藉由蒸餾精製。其他試 藥和溶劑係將市售品未精製而供於使用。 [化 30]
[實施例1] <4-(3-丁烯氧基)硝基苯(1)之合成> 於4-硝基笨盼(0.423克;3.04毫莫耳)與碳酸鉀(i n克; 8·02毫莫耳)之乙腈(20毫升)溶液中,加入4-溴基-1-丁烯 (0.827克;6.13毫莫耳)’將混合物迴流反應π小時。反應 終了後,以矽藻土 Celite過濾溶液,並於減壓下濃縮過濾 液。將殘留扬以使用二氣甲烷之閃蒸塔層析予以精製,並將 流出液濃縮取得下述式所示之4-(3- 丁烯氧基)硝基苯 099114917 34 201105711 (1)(0.571克、產率97%、淡黃色狀之油)。 [化 31] ohQ-no,⑴ 對於所得之4-(3-丁烯氧基)硝基苯(1),進行測定之結果係 如下。 IR 測定結果:(NaCl),u (cm—1) : 2942.8(烷基 C-H), 1643.1(C=C), 1592.9(Ar C-C), 1508.1, 1334.5(-N02) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDCl3,5,ppm, 25°C) : 8.20(d,J=9.3, ArH, 2H), 6.95(d, J=9.0, ArH, 2H), 5.96-5.82(m,乙烯基質子,1H),5.23-5.12(m,乙烯基質子, 2H),4.11(t, J=6.6, -CH2-,2H),2.62-2.55(m,-CH2-,2H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,<5, ppm, 25〇C) : 164.1, 141.5, 133.7, 125.9, 117.7, 114.5, 68.1, 33.4 <1,7-雙(4-硝基苯氧基丁基)-1,1,3,3,5,5,7,7_八曱基四矽氧烷 (2b)之合成> 於上述4-(3-丁烯氧基)硝基苯⑴之溶液(4 27克;22.1毫 莫耳)中,加入溶解於20毫升曱苯的^^入了-八曱基 四矽氧烷(2.97克;9.98毫莫耳)、和卡爾斯泰德((:&1:11批句 觸媒(0.25毫升;鉑-二乙烯基四曱基二矽氧烷複合物的2% 一曱笨溶液)。將反應溶液於氮氣下加熱迴流2丨小時後,於 減壓下除去曱苯。將所得之物質以柱層析精製,取得下述式 099114917 35 201105711 所示之薄黃色油狀物質的1,7-雙(4-硝基苯氧基丁 基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四矽氧烷(21))(5克、產率75%)。 對於所得之1,7-雙(4-硝基苯氧基曱基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八 曱基四矽氧烷(2b),進行測定之結果如下。 [化 32]
IR 測定結果:(NaCl), 1^(011^):2958.3(烷基 C-H),1592.9(Ar C-C),1515.8, 1342.2(-N02),1261.2(Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13, 5, ppm, 25°〇 : 8.19(d, J=9.3, ArH, 4H), 6.93(d, J=9.3, ArH, 4H), 4.05(t, J=6.3, -CH2-, 4H), 1.89-1.80 (m, -CH2-5 4H), 1.57-1.47 (m, -CH2-, 4H), 0.63-0.57 (m, -CH2-5 4H), 0.09 (s, Si-CH3, 12H), 0.04 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,5, ppm, 25°C) : 164.4, 141.4, 126.0, 114.5, 68.6, 32.5, 19.8, 18.0, 1.34, 0.314 <1,7-雙(4-胺基苯氧基丁基)-1,1,3,3,5,5,7,7_八曱基四石夕氧烧 (3c)之合成〉 將2.26克之上述2b(3.38毫莫耳)與15毫升之10重量 %Pd/C醋酸乙酯溶液(0.0209克)混合,於室溫下,以氫環境 氣體攪拌2日。溶液以矽藻土 ceiite過濾後濃縮,取得下述 099114917 36 201105711 式所示之無色油狀物質之1,7-雙(4-胺基苯氧基丁 基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四石夕氧院(3幻(2.05克、產率 99%)。對於所得之1,7-雙(4-胺基苯氧基丁 基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(3c),進行測定之結果如 下。 [化 33]
IR 測定結果:(NaCl),y (cnr1) : 3359.4 (N-H),2958.3(烷基 C-H), 1623.8 (N-H), 1511.9 (Ar C-C), 1238.1 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 3〇〇mHz,CDC13,(5, ppm, 25。〇 : 6.74 (d,J=9.0, ArH,4H),6.63 (d,J=9.0, ArH,4H), 3.88 (t,J=6.3, -CH2-, 4H),3.39 (s,NH2, 2H),1.81-1.72 (m, -CH2-,4H),1.54-1.43 (m,-CH2-,4H),0.62-0.50 (m,-CH2-, 4H),0.08 (s,Si-CH3, 12H),0.04 (s,Si_CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,5, ppm, 25。〇 : 152.5, 139.9, 116.5, 115.8, 68.4, 33.1,19.9, 18.1,1.35, 0.334 <液晶性聚醯亞胺(6h)之合成> 將0.306克(0.502毫莫耳)之上述二胺(3C)溶解於2 $毫升 之NMP ’並於其中加入0.148克(0.503毫莫耳)之bpda, 將此溶液於室溫攪拌12小時。將所得之聚醯胺酸於氮氣下 099114917 37 201105711 邊鑄至玻璃板上,並以熱板進行階段性加熱(熱醯亞胺化), 最終於200°C中進行加熱取得混濁黃色之下述式所示的液 晶性聚醯亞胺(6h)的薄膜。對於所得之液晶性聚醯亞胺 (6h),進行測定之結果如下。 [化 34]
IR 測定結果:(Si 晶圓),uCcrn·1) : 1770(C=0),1712 (C=0), 1389 (C-N) <液晶性聚醯亞胺(6h)之熱分析及偏光顯微鏡觀察〉 由升溫/降溫速度10°C/分鐘之DSC的第二次掃描,取得 下列之吸熱波峰(Tm)及放熱波峰(Tc)。
Tml(結晶—液晶相轉變):222°C ; Tm2(液晶相—等方相轉 變):268°C/Tcl : 254°C ; Tc2 : 216°C ; Tc3 : 203°C 又,由240°C中之液晶性聚醯亞胺(6h)的偏光顯微鏡觀 察,觀察到來自液晶相的光學組織。該偏光顯微鏡觀察照片 示於圖1。另外,該照片的倍率為400倍。 [實施例2] <1,3-雙(4-硝基苯氧基丁基)-1,1,3,3-四曱基二矽氧烷(2a)之 合成> 根據與實施例1中之2b同樣之合成順序,經由4-(3-丁烯 099114917 38 201105711 氧基)硝基苯(1)與1,1,3,3-四甲基二矽氧烷的反應,取得下述 式所示之1,3-雙(4-硝基苯氧基丁基)_ι,ι,3,3-四曱基二矽氧 烷(2a)(黃色油狀液體(產率65%))。 對於1,3-雙(4-硝基苯氧基丁基)_U,3,3_四甲基二矽氧烷 (2a)進行測定之結果如下。 [化 35] 〇2ΝΌ~〇n〜(2〉 IR 測定結果:(NaCl),y (cm·1) : 2950.6 (烷基 C-H),1592.9 (Ar C-C), 1515.8, 1338.4 (-N02), 1265.1 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 3〇〇MHz,CDC13,PPm, 25 C) · 8.19 (d, J=9.0, ArH, 4H), 6.93 (d, J=9.3, ArH, 4H), 4.04 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 1.88-1.79 (m, -CH2-, 4H), 1.54-1.45 (m,-CH2-,4H),0.61-0.55 (m, -CH2-,4H),0.06 (s,
Si-CH3, 12H) 13C NMR測定結果:(測定條件75MHz,CDCl3,占,卯恥 25〇C) : 164.3, 141.4, 126.0, 114.5, 68.6,32.5,19.9,18.1,0.503 <u-雙(4-胺基苯氧基丁基)-mi四曱基二矽氧烷(3a)之 合成> 根據實施例1中之(3(〇同樣之合成順序,將上述(2a)還原, 取得下述式所U_雙(4_胺基苯氧基丁基)_u从四甲 基二矽氧烷(3a)(薄茶色油狀液體(產率98%)。對於所得之 099114917 39 201105711 1,3-雙(4-胺基笨氧基丁基卜^^四曱基二矽氧烷^幻進行 測定之結果如下。 [化 36] (3a) IR 測定結果:(NaCl),]; (cm·1) : 3355.5 (N-H),2950.6 (烧基 C-H), 1623.8 (N-H), 1511.9 (Ar C-C), 1238.1 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,5, ppm, 25。〇 : 6·74 (d,J=9.0, ArH,4H),6.63 (d,J=9.0, ArH,4H), 3.87 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 3.40 (s, NH2, 2H), 1.80-1.71(m, -CH2-, 4H), 1.54-1.42 (m, -CH2-, 4H), 0.61-0.53 (m, -CH2-, 4H), 0.05 (s, Si-CH3, 12H) 3C NMR 測定結杲:(測定條件 75MHz,CDCl3,ppm, 25 C). 152.5, 139.9, 116.5, 115.8, 68.4, 33.1,20.0, 18.3, 0.510 <液晶性聚醯亞胺(6f)之合成> 同實施例1中之(6h)處理,由上述㈣和BpDA,合成聚 醯月女酸’並將其在玻璃上麟後予以熱醯亞胺化,取得混濁 汽色之下述式所示之液晶性聚醯亞胺(6〇的薄膜。對於所得 之液晶性聚醯亞胺(6f),進行測定之結果如下。 [化 37]
099114917 201105711 IR 測定結果:(Si 晶圓),^011^):1770 (00),1712(00), 1389 (C-N) <液晶性聚醯亞胺(6 f)之熱分析及偏光顯微鏡觀察〉 由升溫/降溫速度10°C/分鐘之DSC的第二回掃描,取得 下列之吸熱波峰(Tm)及放熱波峰(Tc)。
Tml(結晶—液晶相轉變):253°C : Tm2(液晶相—液晶相轉 變):264°C ; Tm3(液晶相—等方相轉變):335°C/Tcl : 325 ; Tc2 : 236〇C 由320°C中之液晶性聚醯亞胺(6f)的偏光顯微鏡觀察,觀 察到來自液晶相的光學組織。該偏光顯微鏡觀察照片示於圖 2。另夕卜,該照片的倍率為400倍。 [實施例3] <液晶性聚醯亞胺(6c)之合成〉 同實施例2中之6f處理,由(3 c)和PMDA,合成聚醯胺酸, 並將其在玻璃上澆鑄後予以熱醯亞胺化,取得混濁黃色之下 述式所示之液晶性聚醢亞胺(6 c)的薄膜 [化 38]
<液晶性聚醯亞胺(6c)之熱分析及偏光顯微鏡觀察> 由升溫/降溫速度10°C分鐘之DSC的第2回掃描,取得吸 099114917 41 201105711 熱波峰(Tm)及放熱波峰(tc)。
Tml(結晶—液晶相轉變):236.8°c ; Tm2(液晶相—等方相 轉變):249.6°C/Tcl : 231.0°C ; Tc2 : 213.6X: 由250°C中之液晶性聚醯亞胺(6c)的偏光顯微鏡觀察,觀 察到來自液晶相的光學組織。該偏光顯微鏡觀察照片示於圖 3。另外,該照片的倍率為400倍。 [參考例1 ] <4-(5-己烯氧基)硝基苯(lb)之合成> 於4-硝基苯酚(2.79克;20_0毫莫耳)與碳酸钟(4.15克; 3(λ1毫莫耳)之乙腈(40毫升)溶液中,加入6-溴基-1-己烯 (4.01克;24.6毫莫耳)’將混合物迴流反應12小時。反應 終了後,以矽藻土 Celite過濾溶液,並於減壓下將濾液濃 縮。將殘留物以使用二氯曱烷之閃蒸塔層析精製,並將流出 液濃縮取得下述式所示之4-(5-己烯氧基)硝基苯(lb)(4.11 克、產率93%、淡黃色狀之油)。 [化 39] 〇-〇-n〇2 (lb) 對於所得之4-(5-己烯氧基)硝基苯(lb),進行測定之結果 如下。 IR 測定結果:(NaCl),v (cm·1) : 2942.8 (烧基 C-H),1639.2 (C=C), 1592.9 (Ar C-C), 1511.9, 1342.2 (-N02) 099114917 42 201105711 H NMR 測定結果··(測定條件 300mHz,CDC13,(5, ppm, 25°〇 : 8.19 (d, J=9.3, ArH, 2H), 6.94 (d, J=9.3, ArH, 2H), 5.89- 5.76 (m,乙烯基質子,1H),5.08-4.97 (m,乙烯基質子, 2H),4.06 (t,J=6.5, _CH2-,2H),2.14 (q,J=7.1,_CH2-,2H), 1.89- 1.80 (m,-CH2-, 2H),1.63-1.49 (m,-CH2-,2H) 13 C NMR測定結果:(測定條件75MHz,CDC13,占,ppm, 25°C) : 164.3, 141.4, 138.3, 126.0, 115.1,114.5, 68.8, 33.4, 28.5, 25.3 <1,7-雙(4-硝基苯氧基己基)-i,i,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷 (2d)之合成> 於溶解於10毫升曱苯之1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷 (1.53克;5.42毫莫耳)中,加入上述4-(5-已烯氧基)硝基苯 (lb) (3.32克;15.0毫莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(30滴;鉑_ 二乙烯基四甲基二矽氧烷複合物的2%二甲苯溶液)。將反應 溶液於氮氣下加熱迴流24小時後,於減壓下除去甲笨。將 所得之物質以使用二氣曱烷:己烷(4 : 6體積比)的管柱層析 精製,取得下述式所示之薄黃色油狀物質之1,7-雙(4-硝基 苯氧基己基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(2(1)(3.79克、產 率 97%) 對於所得之(2d),進行測定之結果如下。 [化 40] 099114917 43 201105711 02NH〇)~0^^^^Si'〇"Si^S1:〇*-Sl^^^^〇-^Q>-N02 () IR 測定結果:(NaCl),v (cm·1) : 2923.6 (烷基 C-H),1592.9 (Ar C-C), 1515.8, 1342.2 (-N02), 1261.2 (Si-C) 4 NMR測定結果:(測定條件300MHz,CDCI3,占,ppm, 25〇C) : 8.19 (d, J=9.3, ArH, 4H), 6.93 (d, J=9.3, ArH, 4H), 4.04 (t, J=6.5, -CH2-, 4H), 1.89-1.77 (m, -CH2-, 4H), 1.53-1.33 (m, -CH2-, 12H), 0.57-0.50 (m, -CH2-, 4H), 0.07 (s, Si-CH3, 12H), 0.04(s, S1-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,5, ppm, 25〇C) : 164.6, 141.9, 126.2, 114.8, 69.3, 33.4, 29.3, 26.0, 23.5, 18.6, 1.56, 0.57 <1,7-雙(4-胺苯氧基己基)-l,l,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷 (3d)之合成> 將2.71克之上述(2d)(3.73毫莫耳)與15毫升之1〇重量% Pd/C醋酸乙酯溶液(0.0150克)混合,室溫下,以氫環境氣體 揽拌2日。溶液以石夕藻土 Celite過濾後濃縮,取得下述式所 示之無色油狀物質之1,7-雙(4-胺苯氧基己 基)-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(3d) (2.47克、產率 99%)。對於所得之(3d),進行測定之結果如下。 [化 41] 〇 Sl 〇 Si 〇 099114917 44 201105711 IR 測定結果:(NaCl),u (cm·1) : 3359.4 (N-H),2923.6 (烷基 C-H),1623.8 (N-H),1511.9 (Ar C-C),1238.1 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 3〇〇MHz,CDC13,ppm, 25〇C) : 6.74 (d, J=9.3, ArH, 4H), 6.63 (d, J=8.7, ArH, 4H), 3.87 (t, J=6.6, -CH2-, 4H), 3.40 (s, NH2, 2H), 1.78-1.68 (m, -CH2-, 4H), 1.54-1.32 (m, -CH2-S 12H), 0.57-0.51 (m, -CH2-, 4H), 0.06 (s, Si-CH3, 12H), 0.〇4(s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz, CDC13,5,ppm, 25°C) : 152.5, 139.9, 116.5, 115.8, 68.8, 33.3, 29.5, 25.9, 23.3, 18.4, 1.36, 0.347 <聚醯亞胺(6d)之合成> [化 42]
將1.09克(1·64毫莫耳)之^-雙⑷胺基笨氧基己 基)_1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(3(1)溶解於82〇克之 ΝΜΡ,並於其中加入ο,3”克(1 64毫莫耳)之pMDA,並將 此溶液於室溫㈣12小時1得之聚醯胺酸於氮氣下麟 至玻璃板上’並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以2〇〇 c進仃加熱,取得上述式所示之聚醯亞胺(6句的薄膜。 對於所得之聚醯亞胺(6d),進行測定之結果如下。 IR 測定結果:(Si 晶圓),以Cm-1) : 29S8(燒基 C_H),1782 099114917 45 201105711 (〇0),1724 (〇〇),1400(C_N),1254 (Si-c),分析計算 C42H58N2 : C,59.54 ; H,6.90 ; N,3.31.實測:c,59 37 ; H, 6.80 ; N, 3.05 [參考例2] <4-(3-丁烯氧基)_2_甲基硝基苯(lc)之合成> 於3-曱基-4-硝基笨酚(3 〇5克;19 9毫莫耳)與碳酸鉀(4 27 克;30.9毫莫耳)之乙腈(5〇毫升)溶液中,加入4-溴基_1_丁 烯(4.02克;29.8毫莫耳),將混合物迴流反應12小時^將 殘留物,以使用二氣甲烷之閃蒸塔層析精製,並將流出液濃 縮取得下述式所示之4-(3-丁烯氧基)-2-甲基硝基苯(lc)(2.61 克、產率63%、淡黃色狀之油)。 [化 43] (lc) 對於所得之4-(3-丁烯氧基)-2-曱基硝基苯(lc),進行測定 之結果如下。 IR 測定結果:IR (NaCl),u (cm·1) : 2935 (烷基 C-H),1643 (C=C), 1581 (Ar C-C), 1512, 1338 (-N02) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,(5, ppm, 25。〇 : 8.08 (d, J=9.9, ArH,1H),6.81-6.78 (m,ArH,2H), 5.95-5.82 (m, vinyl proton, 1H), 5.22-5.11 (m, vinyl proton, 2H), 4.08 (t, 1=6.9, -CH2-, 2H), 2.62 (s, -CH3, 3H), 2.61-2.53 099114917 46 201105711 (m, -CH2-, 2H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz, CDC13,ppm, 25 C) : 162.5, 142.2, 137.2, 133.8, 127.7, 118.1,117.7, 112.3, 67.9, 33.5, 21.8 <1.7-雙[4-(3-甲基-4-;g肖基笨氧基)丁基]^,^,^八曱 基四石夕氧烧(2e)之合成> 於溶解於12毫升曱笨之1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四石夕氧烧 (1.44克’ 5.09毫莫耳)中,加入上述4_(3_丁烯氧基)_2_甲基 确基本(lc)(2,37克;U.4亳莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(2〇 乙晞基四曱基二石夕氡烧複合物的2%二曱笨溶 液)。將反應溶液於氮氣下加熱迴流24小時後,於減壓下除 去甲苯。將所得之物質以使用二氣曱I己烧(4:6體積比) 之管柱層析精製’取得下述式所示之薄黃色油狀物質之 又[4 (3_曱基_4_4基笨氧基)丁基]_1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四 石夕氧烧㈣α〇5克、產率86%)。 對於所得之⑽,進行測定之結果如下。 [化 44]
IR 測定結果:(NaCl) υ μ ^ ^ ^ (cm 3 : 2958.3 (烷基 C-H), 1581.3 (ArC-C), 1511.9 13m 38.4 (-N〇2),1257.36 (Si-C) 4 NMR測定結果:f、、目丨丨— (測疋條件 300MHz,CDC13,<5, ppm, 099114917 201105711 25 C) : 8.07 (d, J=9.3, ArH, 2H), 6.79-6.76 (m, ArH, 4H), 4.02 (t, J=6.5, -CH2-, 4H), 2.62 (s, -CH3, 6H), 1.87-1.78 (m, -CH2-, 4H), 1.57-1.46 (m, -CH2-, 4H), 0.63-0.57 (m, -CH2-, 4H), 0.09 (s, Si-CH3, 12H), 0.05(s, Si-CH3, 12H) 13C NMR測定結果:(測定條件75MHz, CDC13,占,ppm, 25°C) : 162.9, 142.1,137.2, 127.7, 118.0, 112.3, 68.4, 32.6, 21.9, 19.8, 18.0, 1.36, 0.329 元素分析測定結果:分析計算C3GH52N2: C, 51.69 ; H,7.52 ; N,4.02.實測:C, 51.52 ; Η, 7.28 ; N,3.83 <1,7-雙[4-(4-胺基-3-曱基苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5,7,7_八甲 基四矽氧烷(3e)之合成> 將2.62克之上述2e(3.76毫莫耳)與10毫升之1〇重量% Pd/C醋酸乙酯溶液(0.0230克)混合,室溫下,以氫環境氣體 攪拌2日。溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得下述式所 示之無色油狀物質之1,7-雙[4-(4-胺基-3-曱基苯氧基)丁 基]-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(36)(2.38克、產率 99%)。對於所得之(3e),進行測定之結果如下。 [化 45]
IR 測定結果:(NaCl),ν (cm·1) : 3363.3 (N-H),2935.1 (燒基 C-H), 1608.3 (N-H), 1504.2 (Ar C-C), 1238.1 (Si-C) 099114917 48 201105711 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,(5, ppm, 25。〇 : 6.67-6.60 (m. ArH,6H),3.87 (t,J=6.5, -CH2-,4H), 3.33 (s,NH2, 4H),2.15 (s,-CH3, 6H),1.81-1.71 (m,_CH2-, 4H),1.53-1.43 (m,-CH2_,4H),0.62-0.56 (m,-CH2-,4H),0.08 (s, Si-CH3, 12H), 0.04 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,ppm, 25°C) : 152.4, 138.1,124.1,117.4, 116.1, 113.1,68.4, 33.2, 20.0, 18.1,17.8, 1.36, 0.334 <聚醯亞胺(6e)之合成> [化 46]
丨» (6 β ) 將I.23克(I.93毫莫耳)之匕^雙㈣4胺基I甲基苯氧基) 丁基-1’1’3,3,5,5,7,7-八甲基四石夕氧院(3雜解於9 34克之 PMDA,並將 丽P ’並於其中加入(U2〇克(1 93毫莫耳)之 此溶液於室溫難12㈣。簡之親紐純氣下堯鑄 至玻璃板上’並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以謂 C進仃加熱,取得上述式所示之聚醯亞胺⑽的薄膜。 對於所得之聚酿亞胺(6e),進行測定之結果如下。 IR測定結果:(Si晶 (C=0), 1720 (C=〇), C40H54N2 : C, 58.65 ; 圓),P(cm_1) :2958(烷基 C-H),1774 1381 (<:·Ν),丨254 (Si-C),分析計算 H,6.64 ; N,3.42.實測:c,58.38 ; 099114917 49 201105711 H,6.65 ; N,3.06 [參考例3] 〈聚酿亞胺(6j)之合成> [化 47]
將0.896克(1.41毫莫耳)之 ^ (6j) 丁芙! M ,Ά(4_胺基·3-甲基笨氧基 土 ,,,,,5,7,7-八曱基四矽氧烷 猜’並於其t加入。 J解於7.41克之 .,^ ^ ^ 兄(1,41毫莫耳)之BPDA,並將 =於,12小時。所得之聚酿胺酸於氮氣下洗鎮 璃板上,並以熱板階段性加熱(_亞胺化),最終以删 C進订加熱’取得上述式所示之聚醯亞糊)的薄膜。 對於所得之聚酿亞胺⑽,進行測定之結果如下。 IR測定結果:(Si晶圓)r ! 圓),(cm ) . 2958(烧基 C-H),1774 (^=0), 1720 (C~〇) 13RUr , ),381(C-N),1254 (Si-C),分析計算 ^46Η58Ν2 : C, 61.71 ; H 6 · xt ^ ,6·53,N,3.13.實測:c,61.56 ; H,6.49 ; N,2.83 [參考例4] <U部·(4·"肖基苯氧基)丁针⑽-四甲基^氧烧㈣ 之合成〉 於溶解於3毫升甲苯之U,3,3_m基二料烧(〇.125 克;0.934毫莫耳)中,加人4_(3 t婦氧基臟苯(_克; 099114917 50 201105711 2.69毫莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(30滴;翻-二乙烯基四曱 基二矽氧烷複合物的2%二曱苯溶液)。將反應溶液於氮氣下 加熱迴流24小時後,於減壓下除去曱苯。將所得之物質以 使用二氯曱烷:己烷(4 : 6體積比)之管柱層析精製,取得下 述式所示之薄黃色油狀物質1,3-雙[4-(4-硝基苯氧基)丁 基]-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷(2&)(0.312克、產率65%)。 [化 48] IR 測定結果:(NaCl),v (cm-1) : 2950.6 (烷基 C-H),1592.9 (Ar C-C), 1515.8, 1338.4 (-N02), 1265.1 (Si-C) hNMR 測定結果:(300MHz, CDC13,(5,ppm,25°C) : 8.19 (d, J=9.0, ArH, 4H), 6.93 (d, J=9.3, ArH, 4H), 4.04 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 1.88-1.79 (m, -CH2-, 4H), 1.54-1.45 (m, -CH2-, 4H), 0.61-0.55 (m, -CH2-, 4H), 0.06 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(75MHz, CDC13,¢5,ppm,25°C): 164.3, 141.4, 126.0, 114.5, 68.6, 32.5, 19.9, 18.1,0.503,分析計算 C24H36N2 : C, 55.36 ; Η, 6.97 ; N,5_38,實測:C,55.10 ; H, 6.91 ; N, 5.23 <1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁基]-1,1,3,3-四曱基二矽氧烷(3a) 之合成> 將1,3-雙[4-(4-硝基苯氧基)丁基]-1,1,3,3-四曱基二矽氧烷 099114917 51 201105711 (2a)(1.35 克;3.38 毫莫耳)與 10 毫升之 10重量%?1(: (0.0393 克)醋酸乙酯溶液作成混合物,室溫下。以氫環境氣體攪拌 2曰。溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得無色油狀物質 (1.18 克、產率 98%)。 [化 49] h2n
、0〆 Ο
(3a) IR 測定結果:(NaCl),y (cm·1) : 3355.5 (N-H),2950.6 (烷基 C-H), 1623.8 (N-H), 1511.9 (Ar C-C), 1238.1 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(300MHz,CDC13, 6,ppm,25°C) : 6.74 (d, J=9.0, ArH, 4H), 6.63 (d, J=9.0, ArH, 4H), 3.87 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 3.40 (s, NH2, 4H), 1.80-1.71 (m, -CH2-, 4H), 1.54-1.42 (m, -CH2-,4H), 0.61-0.53 (m,-CH2-,4H),0.05 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(75MHz, CDC13, 6,ppm, 25°C) : 152.5, 139.9, 116.5, 115.8, 68.4, 33.1, 20.0, 18.3, 0.510 <聚醯亞胺(6a)之合成> [化 50]
將0.258克(0.561毫莫耳)之1,3-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁 099114917 52 201105711 基]-1,1,3,3-四甲基二矽氧烷溶解於2.15克之NMP,並於其 中加入0.122克(0.559毫莫耳)之PMDA,並將此溶液於室溫 攪拌12小時。所得之聚醯胺酸於氮氣下澆鑄至玻璃板上, 並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以200°C進行加熱 取付混濁之黃色聚醯亞胺(6a)的薄膜。 IR 測定結果:(Si 晶圓),u(cm-i) : 2954 (烷基 c-H),1782 (C=0),1724 (C=〇),1400 (C-N),1254 (Si-C),分析計算 C34H38N2 : C,63.52 ; Η,5·96 ; Ν, 4·36,實測:C,63.13 ; h 6.00 ; Ν, 4.16 [實施例4] 〇雙[4_(4-硝基苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5-六曱基三矽氧燒 (2c)之合成> 將溶解於20毫升曱苯之urns-六曱基三矽氧烷(2 1〇 克;10.1毫莫耳)中’加入4_(3_丁烯氧基)硝基苯(5 u克; 26.4毫莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(3〇滴;鉑-二乙烯基四甲 基二矽氧烷複合物的2%二曱苯溶液)。將反應溶液於氮氣下 加熱迴流24小時後,於減壓下除去曱苯。將所得之物質以 使用二氣曱烷:己烷(4: 6體積比)之管柱層析精製,取得下 述式所示之薄黃色油狀物質(5.68克、產率95%)。 [化 51] 099114917 201105711 IR 測定結果:(NaCl),v (cm·1) : 2954.4 (烷基 C-H), 1592.9(Ar C-C), 1515.8, 1338.4 (-N02), 1261.2 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(300MHz, CDC13,5 , ppm,25°C) : 8.19 (d, J=9.3, ArH, 4H), 6.93 (d, J=9.0, ArH, 4H), 4.04 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 1.89-1.80 (m, -CH2-, 4H), 1.57-1.46 (m, -CH2-, 4H), 0.62-0.57 (m, -CH2-, 4H), 0.08 (s, Si-CH3, 12H), 0.03(s, Si-CH3, 6H) 13C NMR 測定結果:(75MHz, CDC13, (5,ppm,25°C): 164.4, 141.4, 126.0, 114.5, 68.6, 32.5, 19.8, 18.0, 1.42, 0.315,分析 計算(:261142]^2:(:,52.49;11,7.12;凡4.71.實測:(:,52.88; H,6.95 ; N,4.71 <1,5-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5-六曱基三矽氧烷 (3b)之合成> 將1,5-雙[4-(4-硝苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5-六甲基三矽氧 烷(2.79克;4.69毫莫耳)(2c)與15毫升之10重量% Pd/C(0.0262克)醋酸乙酯溶液作成混合物,室溫下,以氫環 境氣體攪拌2曰。溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得無 色油狀物質之下述式所示之1,5-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁 基]-1,1,3,3,5,5-六曱基三矽氧烷(31))(2.48克、產率99%)。 [化 52] 099114917 54 201105711 IR 測定結果:(NaCl),v (cm·1) : 3359.4 (N-H), 2954.4 (烷基 C-H), 1623.8 (N-H), 1511.9 (Ar C-C), 1238.1 (Si-C) b NMR 測定結果:(300MHz,CDC13,(5,ppni,25°C ) : 6.74 (d, J=8.7, ArH, 4H), 6.63 (d, J=9.0, ArH, 4H), 3.87 (t, J=6.3, • -CH2-,4H),3.39 (s,NH2, 4H),1.81-1.71 (m,-CH2-,4H), • 1.54-1.43 (m,-CH2·,4H),0.61-0.55 (m,-CH2-,4H), 0.07 (s,
Si-CH3, 12H), 0.02(s} S1-CH3, 6H) 13C NMR 測定結果:(75MHz,CDC13,5,ppm,25。(:): 152.5, 139.9, 116.5, 115.7, 68.4, 33.1,19.9, 18.1,I.45, O.344 <液晶性聚醯亞胺(6b)之合成> [化 53]
(6 b) 將Ο.899克(1.68毫莫耳)之胺基苯氧基)丁 基]-1’1’3,3,5,5-六曱基二矽氧烷(313)溶解於715克之丽1), 並於其中加人G.366克(1.68毫莫耳)之pMDA,並將此溶液 於至/皿搜拌12小時。所得之聚酿胺酸於氮氣下洗鑄至玻璃 板上’並以熱階段性加熱(熱酿亞胺化),最終以聲c進行 加熱,取得混狀黃色液晶性聚醯亞胺(6b)的薄膜。 ,(cm-i): 2958(^^ C-H) 1782 (〇〇),Π24 (00),丨儀(C_N),1254 (si c),分析計算 C36H44N2 : C,60·30 ; H,6.19 ; N,3.91,實測:C,6〇11 ; H, 099114917 55 201105711 6.14 ; N, 3.75 [實施例5] <液晶性聚醯亞胺(6g)之合成> [化 54]
(6 g ) 將1.09克(2.04毫莫耳)之1,5-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁 基]-l,l,3,3,5,5-六甲基三矽氧烷(3b)溶解於9.54克之NMP, 並於其中加入0.599克(2.04毫莫耳)之BPDA,並將此溶液 於室溫攪拌12小時。所得之聚酿胺酸於氮氣下澆鑄至玻璃 板上,並以熱階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以200°C進行 加熱,取得混濁之黃色液晶性聚醯亞胺(6g)的薄膜。 IR 測定結果:(Si 晶圓),^(cm·1): 2954(烷基 C-H), 1770 (0=0),1716 (C=0),1389 (C-N),1254 (Si-C),分析計算 C40H42N2 : C,66.82 ; H,5.89 ; N,3.90,實測:C,66.58 ; H, 5.96 ; N, 3.74 [實施例6] <液晶性聚醯亞胺(6i)之合成> [化 55] 099114917 56 201105711
將0.994克(1.49毫莫耳)之1,7-雙[4-(4-胺基苯氧基)己 基]-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷(3幻溶解於9.54克之 NMP,並於其中加入0.439克(1.49毫莫耳)之BPDA,並將 此溶液於室溫攪拌12小時。所得之聚醯胺酸於氮氣下洗鑄 至玻璃板上,並以熱階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以2〇〇 °C進行加熱,取得混濁之黃色液晶性聚醯亞胺(6i)的薄膜。 IR 測定結果:(Si 晶圓)’ v (cm-i) ·· 2958(烷基 C_H),177〇 (00),1712 (C=0),1389 (C-N),1254 (Si-C),分析計算 C48H62N2 : C,62.44 ; H,6.77 ; N,3.03,實測:C,62.01 ; H, 6.65 ; N, 2.77 [結果] 將上述實施例1〜6、及參考例1〜4所得之聚醯亞胺的反應 途徑示於下述化學反應式。 099114917 57 201105711 [化 56]
6f · 3a + 4b 6b03b+4a 6g»3b + 4b 6c » 3c + 4a 6h_3c + 4b 6da3d + 4a 6( « Jd + 4b tie ·> 3c·*· 4a 6j«3cf-4b 〇 OR 6a a 3λ + 4» 6f · 3a + <a 將實施例1〜6、及參考例1〜4所得之聚醯亞胺的相轉變點 示於下述表1。 [表1] 聚酿亞胺 Ar R m n Tcr-lc 「t j 11 Tlc-lc 「。。」a T lc-i 「°C J a 實施例1 6h 4b H 4 3 203 216 254 實施例2 6f 4b H 4 1 236 C 325 實施例3 6c 4a H 4 3 214 c 231 參考例1 6d 4a H 6 3 _d ά 參考例2 _ 6e 4a ch3 4 3 e e e 參考例3 參考例 -—_ 6j 4b ch3 4 3 e e e 6a 4a H 4 1 b _b b 實施例4 6b 4a H 4 2 257 c 300 實施例5 6g 4b H 4 2 236 262 297 實施例6 6i 4b H 6 3 211 219 265 a示出以冷卻速度l〇°C/分鐘冷卻第2回時,根據DSC觀 察到的波峰溫度。 所明Tcr]c,係表示結晶相(crystal)-^液晶相(liquid crystal) 轉變溫度。 099114917 58 201105711 所謂Tlc-lc ’係表示液晶相—液晶相轉變溫度。 所明TiC-i ’係表示液晶相—等方相(iS〇tr〇piC phaSe)轉變溫 度。 b因轉變溫度超過330°C,故在POM未觀察到液晶相。 未觀察到液晶相—液晶相轉變溫度。 d未存在液晶相。(等方相—結晶相之轉變溫度Ti cr為第2 回降溫時258°c) 聚醯亞胺結晶(6e)第2回升溫時的物性:Tg=79[〇C ]、
Tc—117[ C]、Tm=179[ C];非晶質聚醢亞胺(6j)Tg=91[°C](Tg : 玻璃轉變溫度’ Tc :結晶化溫度,Tm :溶點) *表中之Ar、R'm、及n係對應於上述化學反應式中之Ar、 R、m、及 η 〇 *「-」表示未觀測到其轉移者。 *關於未示出液晶性的聚醯亞胺,因上述轉變點全部不存 在’故將觀測到之Tg等值示於上述。 [實施例7] <4-(3-丁烯氧基)-3-氟确基苯(id)之合成> 於2-氟-4-罐基苯紛(2.36克;151毫莫耳)與碳酸卸⑽ 克,20.1毫莫耳)之乙腈(4〇毫升)溶液中,加入4-溴小丁烯 (2.81克;20.4毫莫耳)’將混合物迴流反應16小時。反應 終了後’溶液以石夕藻土 Celite過濾,渡液於減壓下濃縮。ς 殘留物,以使用二氣甲燒之閃蒸塔層析精製,並將流出液濃 099114917 59 201105711 縮取得下述式所示之4你了烯氧基)·3_氟縣苯⑽、(2 57 克、產率81%、淡黃色狀之油)。 [化 57] (Id) 對於所付之4·(3_丁烯氣基)_3_氣硝基苯⑽,進行測定之 結果如下。 IR測疋結果.IR (NaCl),ρ:Μ%(烧基C H),⑹3 (〇〇, 1581(ArC-C),l5l2l338 (N〇2) H >iMR測定結果.(测定條件·ΜΗζ,CD% 即叫 饥):8勝8.01 (m,A出,1H),7.96 (dd,J=11.〇, 2.4, ArH, lH),7.〇2(t,JHArH,1H),5 96_5 94 (m,乙烯基質子,1H), 5.23-5.22 (m,乙烯基質子,2H),418 (t,J=66, _CH2_,2H), 2.66-2.59 (m,-CH2-,2H) C NMR測定結果:(測定條件75MHz,CDC13,ppm, 25 C) . 153.0 (d,J=5.0),⑸ 3 (d,J=234 2), 14〇 9 (d J=1〇]), 133.3,121.0 (d,J=3.5),118.1,1131 (d,J=2 4),112 4 (d, J=22.8), 69.1, 33.3 <i,7-雙[4-(2-氟基-4_硝基苯氧基)丁基]八曱 基四矽氧烷(2f)之合成> 將溶解於10毫升曱笨之1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四矽氧烷 099114917 60 201105711
-乙烯基四甲基〜砂氣燒複合物的2%二曱苯溶液將反應 溶液於氮氣下㈣· 24小時後,於減壓下除去f苯。將 ,加入4-(3-丁稀氧基)-3-|t硝基笨 )、和卡爾斯泰德觸媒(10滴;鉑_ 所得之物質以使用二氯 精製,取得下述式所示 氮曱烷:己烷(4: 6體積比)之管柱層析 示之薄黃色油狀物質1,7-雙[4-(2-氟-4- 石肖基苯氧基)丁基)^3,3,5,5,7,7-八甲基四石夕氧烧(2〇(2·46 克、產率90%)。 對於所得之(2f),進行測定之結果如下。
N〇2 (2 f ) [化 58] IR 測定結果:(NaCl),y (cm·1) : 2958(院基 C-H),1605 (Ar C-C), 1524, 1346 (-N02), 1257 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,5, ppm, 25。〇 : 8.05-8.01 (m,J=9.9, ArH, 2H),7.96 (dd,J=10.5, 2.4, ArH,2H),7.01 (t,J=7.8, ArH, 2H),4.13 (t,J=6.6, -CH2-,4H), 1.94-1.84(m,-CH2·,4H),1.6M.48 (m,-CH2-,4H), 0.63-0.58 (m, -CH2-, 4H), 0.08 (s, Si-CH3, 12H), 0.04(s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,<5, ppm, 25〇C): 153.2 (d, J=17.9), 151.4 (d, J=257. 1), 140.7 (d, J=6.8), 121.0 (d, J=4.0), 112.9 (d, J=2.1), 112.4 (d, J=23.0), 69.6, 32.4, 099114917 61 201105711 19.7, 18.0, 1.30, 0.291 <1,7-雙[4-(4·胺基-2-氟苯氧基)丁基]4 八曱基 四石夕氧烧(3 f)之合成> 將2.18克之上述(2f)(3.〇9毫莫耳)與1〇亳升之1〇重量% Pd/C(0.0233克)醋酸乙酯溶液混合,室溫下,以氫環境氣體 攪拌2日。溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得下述式所 示之無色油狀物質之丨,7-雙[4_(4_胺基_2_氟基苯氧基)丁 基]-1,1,3,3,5,5,7,7_八甲基四矽氧烷(3〇(198克、產率99%)。 對於所得之(3f),進行測定之結果如下。 [化 59] F H2N \ .〇.Sk〇^s\ : 、〇
F -NH2 (3 f ) IR 測定結果:(NaC1),以cm-i):3375(N_H), 2958 (烷基 C-H), 1639 (N-H), l589(Ar C-C), 1257 (Si-C) lH NMR 測定結果:(測定條件 300MHz, CDC13,ppm, 25 C) · 6 79 (t,J=9.0, ArH, 2H),6.44 (dd,J=12.6, 2.4, ArH, 2H), 6.37-6.33 (m> ArH? 2H), 3.94 (t, J=6.6, -CH2-, 4H), 3.49 (s, NH2, 4H), 1.83-1.73 (m, -CH2-5 4H), 1.55-1.44 (m, -CH2-, 4H),0.62-0.56 (m,-CH2-,4H),0.08 (s,Si-CH3, 12H),0.05(s, Si-CH3, 12H) C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz, CDC13, (5, ppm, 25 C) : 153.9 (d, J=244.2), 141.3 (d, J=9.3), 139.6 (d, J=11.3), 099114917 62 201105711 118.0 (d,J=2.6),110.5 (d,j=3.2) 19.8, 18.1, 1.31,0.284 104.2 (d,J=21.8),70,8, 33.1, <液晶性聚醯亞胺(6k)之合成〉 [化 60]
將⑽克⑽毫莫耳)之(3⑽解於δΐ9克之_6二 於其中加入0.366克(1·68毫莫耳)之pMDA,並將此溶液於 室溫授拌12小時。所得之聚_酸於氮氣下繞鑄i玻璃板
上,並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以2〇〇它進行 加熱,取得混濁之黃色液晶性聚醯亞胺(6k)的薄膜。 [實施例8] <4-(3-丁稀氧基)-2·氟硝基苯(ig)之合成〉 於3-氟-4-硝基苯酚(1.57克;1〇.〇毫莫耳)與碳酸鉀(2 〇9 克’ 15.1毫莫耳)之乙腈(25毫升)溶液中,加入4-漠-1-丁稀 (2.21克,16.0毫莫耳)’將混合物迴流反應整夜。反應終了 後’溶液以石夕藻土 Celite過渡,滤液於減壓下濃縮。將殘留 物,以使用二氣曱烷之管柱層析(溶劑、己烷:二氣甲烷=6 : 4)精製,並將流出液濃縮取得下述式所示之4-(3-丁稀氧 基)-2-氟硝基苯(lg)、(1.71克、產率81%、淡黃色狀之油)。 [化 61] 099114917 63 201105711 ·—〇2 (lg) 對於所得之4-(3-丁烯氧基)-2-氟基硝基苯(lg),進行測定 之結果如下。 IR 測定結果:(NaCl),以⑽·1) : 2947 (烷基 C-H),1643 (c=c),1612 (Ar C-C), 1520, 1346 (-N〇2) lH NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,ppm, 25°C) : 8.11-8.05 (m,ArH,1H),6.77-6.70 (m,ArH,2H), 5.93-5.8〇 (m,乙烯基質子,ih),5.22-5.12 (m,乙烯基質子, 2H),4.09 (t,j=6.9, -CH2·,2H),2.61-2.54 (m,-CH2-,2H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,ppm, 25〇C) : 164.8 (d, J=10.8), 157.6 (d, J=263.4), 133.4, 128.0 (d, J=1.9),118.0, 110.9 (d,J=4.0),103.9, 103.6, 68.6, 33.3 <1,7-雙[4-(3-氟-4-硝基苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基 四矽氧烷(2g)之合成> 將溶解於8毫升曱笨之1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四矽氧烷 (0.7〇5克;2·49毫莫耳)中,加入上述4-(3丁烯氧基)-2-氟 硝基苯(lg)(l.55克;7.34毫莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(1〇 滴;銘-二乙稀基四曱基二矽氧烷複合物的2〇/〇二曱苯溶 液)。將反應溶液於氮氣下加熱迴流24小時後,於減壓下除 去曱苯。將所得之物質以使用二氯曱烷:己烷(4 : 6體積比) 099114917 64 201105711 之管柱層析精製,取得下述式所示之薄黃色油狀物質之I?· 雙[4-(3-氣_4_确基苯氧基)丁基八曱基四矽 氧烷(2g)(1.66 克、產率 95°/〇)。 對於所付之(2g) ’進行測定之結果如下。 [化 62] Ο^ί
〇~^~^~ν〇2 F (2 g) IR 測定結果:(NaCl),p (cm]) : 2958 (烷基 C_H),1612 (Ar C-C),1520, 1346 (-N02),1257 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 3〇〇MHz,CDCl3,3 , ppm, 25°C) : 8.10-8.04 (m,ArH,2H),6.76-6.68 (m,ArH, 4H),4.03 (t,J=6.3, -CH2-,4H),1.89-1.79 (m,_CH2-,4H),1.56-1.46 (m, -CH2-,4H),0.62-0.57 (m,-CH2、4H), 0.08 (s,Si-CH3, 12H), 0.04(s, Si-CH3, 12H) C NMR 測疋結果.(測定條件 75MHz,CDCI3,(5,ppm, 25°C) : 165.1 (d, J=10.4), 157.6 (d, J=262.9), 128.0 (d, J=2.4), 110.9 (d, J=3.0), 103.8, 103.4, 69.1, 32.4, 19.8, 17.9, 1.34, 0.304 <1.7-雙[4-(4-胺基-3-氟苯氧基)丁基]4,13,3,5,5,7,7-八曱基 四矽氧烷(3g)之合成> 將1.66克之上述(2g) (2.35毫莫耳)與1〇毫升之1〇重量% 099114917 65 201105711
Pd/C (0.0275g)醋酸乙酯溶液混合,室溫下,以氫環境氣體 攪拌2日。溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得下述式所 示之無色油狀物質之1,7-雙[4-(4-胺基-3-氟苯氧基)丁 基]-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基四石夕氧烧(3§)(1.51克、產率 99%)。對於所得之(3g),進行測定之結果如下。 [化 63] (3g)
F IR 測定結果:(NaCl),u(cm-1) : 3371(N-H),2958 (烷基 C-H), 1639 (N-H), 1593 (Ar C-C), 1238 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13, ppm, 25°C) : 6.70 (t,J=8.4, ArH,2H),6.61 (dd,J=12.5, 2.4, ArH, 2H), 6.55-6.51 (m, ArH, 2H), 3.86 (t, 1=6.3, -CH2-, 4H), 3.41 (s, NH2, 4H), 1.81-1.72 (m, -CH2-, 4H), 1.54-1.43 (m, -CH2-, 4H), 0.62-0.56 (m, -CH2-, 4H), 0.08 (s, Si-CH3, 12H), 0.05(s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13, ppm, 25〇C) · 152.5 (d, J=9.3), 152.1 (d, J=237.6), 127.6 (d, J=13.6), 117.7 (d, J=5.0), 110.7 (d, J=3.5), 103.1 (d, J=21.6), 68.5, 32.9, 19.9, 18.1, 1.35, 0.332 <液晶性聚醯亞胺(6£)之合成〉 099114917 66 201105711 [化 64]
(6 1) 將1.083克(1.68毫莫耳)之(3g)溶解於8.19克之NMP,並 於其中加入0.366克(1.68毫莫耳)之pmDA,並將此溶液於 室溫攪拌12小時。所得之聚醯胺酸於氮氣下澆鑄至玻璃板 上’並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以2〇〇°c進行 加熱’取得混濁之黃色液晶性聚醯亞胺(61)的薄膜。 [實施例9] <4-(3-丁烯氧基)-3-氯硕基苯(lh)之合成> 於2-氣-4-硝基苯酚(2.60克;15.0毫莫耳)與碳酸鉀(2.74 克;19.8毫莫耳)之乙腈(40毫升)溶液中,加入4-溴-1-丁烯 (2.81克,20.4毫莫耳)’將混合物迴流反應整夜。反應終了 後,溶液以矽藻土 Celite過濾,濾液於減壓下濃縮。將殘留 物,以使用二氯甲烷之閃蒸塔層析精製,並將流出液濃縮取 得下述式所示之4-(3-丁烯氧基)-3-氯硝基苯(lh)、(2.32克、 產率68%、淡黃色狀之固體、熔點39-40。〇。 [化 65] N〇2 (lh) 對於所得之4-(3-丁烯氧基)-3-氣硝基苯(lh),進行測定之 099114917 67 201105711 結果如下。 IR 測定結果:(NaCl),u(cm-i) : 2958 (炫基 C_H), 1643 (C=C),1585(Ar C-C), 1512, 1342 (-NO) 咕NMR測定結果:(測定條件3〇〇MHz,CDCl3,占,ppm, 25°C) : 8.28 (d,J=2.7, ArH,1H),8.14 (dd, J=9.0, 2.7, ArH, 1H),6.97 (d,J=9.3, ArH,1H),5.99-5.85 (m,乙烯基質子, 1H),5.25-5.14 (m,乙烯基質子,2H),418 (t,J=6 6, _CIl2_, 2H),2.68-2.61 (m,-CH2-,2H) 13C NMR測定結果:(測定條件75MHz,CDCl3,占,ppm, 25。〇 : 159.6, 141.1,133.3, 126.0, 124.0, 123.5, 118.0, 111.8, 69.2, 33.2 <1,7-雙[4-(2-氣-4-硝基苯氧基)丁基卜^^入:八曱基 四矽氧烷(2h)之合成> 於溶解於7毫升甲苯之曱基四矽氧烷 (0.544克;1.92毫莫耳)中,加入上述4_(3_丁烯氧基)_3_氣 硝基苯(lh)(1.37克;6.02毫莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒(10 滴;鉑-二乙烯基四曱基二矽氧烷複合物的2%二曱苯溶 液)。將反應溶液於氮氣下加熱迴流24小時後,於減壓下除 去甲苯。將所得之物質以使用二氣曱烷:己烷(4: 6體積比) 之官柱層析精製’取得下述式所示之薄黃色油狀物質之丨,7_ 雙㈣之-氯冰石肖基笨氧基汀基^丄^^八曱基四矽 氧烧(2h)(1.24克、產率87%)。 099114917 68 201105711 對於所得之(2h),進行測定之結果如下。 [化 66]
CI
CI /si Ν〇2 (2 h) 〇2N~^~~^~〇 - IR 測定結果:(NaCl),u (cm·1) : 2958 (烷基 C-H), 1585 (Ar C-C), 1516, 1342(-N02), 1257 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,ppm, 25°C) : 8.26 (d,J=3.0, ArH,2H),8.12 (dd,J=9.3, 3.0, ArH, 2H), 6.96 (d, J=9.0, ArH, 2H), 4.13 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 1.95-1.86 (m, -CH2-, 4H). 1.62-1.52 (m, -CH2-, 4H), 0.64-0.59 (m, -CH2-, 4H), 0.09 (s, Si-CH3j 12H). 0.04 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,ppm, 25。〇 : 159.9, 141.1,126.1,124.1,123.5, 111.8, 69.7, 32.3, 19.8, 17.9, 1.33, 0.275 <1,7-雙[4-(4-胺基-2-氣苯氧基)丁基]-1,1,3,3,5,5,7,7-八曱基 . 四矽氧烷(3h)之合成> , 將0.936克之上述(2h) (1.38毫莫耳)與10毫升之10重量 % Pd/C (0.0469克)醋酸乙酯溶液混合,室溫下,以氫環境 氣體攪拌2日。溶液以矽藻土 cdite過濾後濃縮,取得下述 式所示之褐色油狀物質之丨,7_雙[4-(4-胺基-2-氣苯氧基)丁 基]_1,1,3,3,5,5,7,7-八甲基四矽氧烷(311)(0.860克、產率 099114917 69 201105711 99%)。對於所得之(3h),進行測定之結果如下。 [化 67] α
nh2 (3h) IR 測定結果:(NaCl),以咖·1) : 2958 (烷基 C-H),1624 (N-H), 1500(Ar C-C), 1257 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz, CDC13,(5, ppm, 25°C) : 6.76 (d,J=8.1,ArH,2H),6.74 (d,J=2.4, ArH,2H), 3.93 (t,J=6.3, -CH2-,4H),3.65 (s,NH2, 4H),1.85-1.76 (m, -CH2-, 4H), 1.58-1.47 (m, -CH2-5 12H), 0.63-0.57 (m, -CH2-, 4H), 0.08 (s, Si-CH3, 12H), 0.05 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz, CDC13, ppm, 25。〇 : 150.0, 140.6, 124.3, 117.5, 116.2, 114.6, 70.2, 33.0, 19.8, 18.1,1.36, 0.333 <液晶性聚醯亞胺(6m)之合成> [化 68]
(6 m) 將1.139克(1.68毫莫耳)之上述(3h)溶解於8.53克之 099114917 70 201105711 NMP ’並於其中加入0.366克(1.68毫莫耳)之PMDA,並將 此溶液於室溫攪拌12小時。所得之聚醯胺酸於氮氣下澆鑄 至玻璃板上’並以熱板階段性加熱(熱醯亞胺化),最終以200 c進行加熱’取得混濁之黃色液晶性聚醯亞胺(6111)的薄膜。 [實施例10] <液日日性聚醯亞胺(6n)之合成〉 除了將實施例7所用之PMDA變更成BPDA以外,同實 施例7進行處理,取得下述式所示之聚醯亞胺(6n)的薄骐。 [化 69]
[實施例11] <液晶性聚醯亞胺(6〇)之合成〉 除了將實施例9所用之PMDA變更成BPDA以外,同實 施例9處理’取得下述式所示之液晶性聚醯亞胺(6〇)的薄膜。 [化 70]
099114917 71 201105711 表2。另外,關於表2中之Ar、R1、及r2係對應於下述化 學式中的Ar、R1、及R2。 [化 71]
4a 4b [表2] 聚醯亞胺 Ar R1 R2 Tcr-lc 「。C」a Tlc-lc 「°C」a Tic-i 「°C」3 實施例7 6k 4a F H 216 _b 249 實施例8 61 4a H F 147 169 實施例9 6m 4a Cl H 208 222 實施例10 6n 4b F H 134 211 238 實施例11 6〇 4b Cl H 178 198 230 a轉變溫度係以DSC由1(TC/分鐘降溫時的波峰頂決定。 所謂b係表示未觀測到液晶相液晶相轉變。 所謂Tcr-lc,係表示結晶相(crystal)_^液晶相(Hquid crystal) 轉變溫度。 所謂Tlc-lc,係表示液晶相—液晶相轉變溫度。 所明Τ1(Μ ’係表示液晶相—等方相(丨⑽忭叩论phase)轉變溫 度。 [參考例5] <1,1,3’3,5,5,7,7,9,9,11,11_十二曱基六矽氧烧(1人)之合成> [化 72] 099114917 72 201105711 Η
声卜〇、? κ Ρ / Ο-Si H2SO4
、crs 丨、cra'cr 產率50%
如上述之流程,根據下述文獻,合成 1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-十二甲基六梦氧院(ία) (6.42 克、產 率 50%) 〇 文獻:Journal of Applied Polymer Science Vol. 108, 1901-1907(2008).(產率 82%) <1,11-雙[4-(4-硝基苯氧基)丁基]十 二曱基六矽氧烷(2A)之合成> 將溶解於5毫升甲苯之1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-十二曱基 六矽氧烷(1A)(0.647克;1.50毫莫耳)中,加入上述4_(3·丁 烯氧基)硝基苯(0.709克;3.67亳莫耳)、和卡爾斯泰德觸媒 (10滴,鉑-二乙烯基四甲基二石夕氧院複合物的2%二曱苯溶 液)。將反應溶液於氮氣下加熱迴流24小時後,於減壓下除 去甲苯。將所得之物質以使用二氯甲烷:己烷(4 : 6體積比) 之管柱層析精製,取得下述式所示之薄黃色油狀物質之 U1-雙[4-(4-硝基苯氧基)丁基+ 二曱基六矽氧烷(2A)(1.1S克、產率96%)。 對於所得之(2A),進行測定之結果如下。 [化 73] 099114917 73 201105711
IR 測定結果:(NaCl),i; (cm·1) : 2958 (烷基 C-H),1593 (Ar
(2A) C-C), 1516, 1342 (-N02), 1261 (Si-C) 4 NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13, ppm, 25〇C) · 8.18 (d, J=9.6, ArH, 4H), 6.93 (d, J=9.3, ArH, 4H), 4.05 (t,J=6.3,-CH2-,4H),1.89-1.80 (m,-CH2·,4H), 1.57-1.47 (m, -CH2-5 4H), 0.63-0.57 (m, -CH2-, 4H), 0.09 (s, Si-CH3, 12H), 0.06 (s, Si-CH3, 12H), 0.05 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75mHz,CDC13,ppm, 25°C) : 164.4, 141.4, 126.0, 114.5, 68.6, 32.6, 19.8, 18.0, 1.33, 1.25, 0.314 <1,11-雙[4-(4-月安基苯氧基)丁基hums + 二甲基六矽氧烷(3A)之合成> 將1.02克之上述(2A) (1 25毫莫耳)與1〇毫升之1〇重量% Pd/C(0.0203克)醋酸乙酯溶液混合,室溫下,以氫環境氣體 授摔2曰°溶液以矽藻土 Celite過濾後濃縮,取得下述式所 示之無色油狀物質之1,11-雙[4-(4-胺基苯氧基)丁 基]-1,1,3,3,5,5,7,7,9,9,11,11-十二曱基六石夕氧烧(3八)(0.943 克、產率99%)。對於所得之(3A),進行測定之結果如下。 [化 74] 099114917 74 201105711
IR 測定結果:(NaCl),: 3363 (N-H),2958 (烷基 C-H), 1624 (N-H), 1512 (Ar C-C), 1257 (Si-C) ^ NMR 測定結果:(測定條件 300MHz,CDC13,ppm, 25〇C) : 6.74 (d, J=9.0, ArH, 4H), 6.63 (d, J=8.7, ArH, 4H), 3.88 (t, J=6.3, -CH2-, 4H), 3.41 (s, NH2, 4H), 1.82-1.73 (m, -CH2>, 4H), 1.55-1.44(m, -CH2-, 12H), 0.63-0.57 (m, -CH2-, 4H),0.09 (s, Si-CH3, 12H),0.08 (s,Si-CH3, 12H), 0.06 (s, Si-CH3, 12H) 13C NMR 測定結果:(測定條件 75MHz,CDC13,ppm, 25°C) : 152.5, 139.9, 116.5, 115.8, 68.4, 33.1,19.9. 18.1,1.33, 1.23, 0.314 <聚醯亞胺(6A)之合成〉 將1.272克(1·68毫莫耳)之上述(3A)溶解於9.28克之 ΝΜΡ,並於其中加入〇 366克(1 68毫莫耳)之pMDA,並將 此溶液於室溫攪拌12小時。所得之聚醯胺酸於氮氣下澆鑄 至玻璃板上,並以熱板階段性加熱(熱酿亞胺化),最終以200 c進行加熱,取得混濁之黃色聚醯亞胺(6A)的薄膜。 [化 75] 099114917 75 201105711
(6 A) [參考例6] 〈聚醯亞胺(6B)之合成〉 除了將參考例5所用之PMDA變更成BPDA以外,同參考 例6進行處理,取得下述式所示之聚醯亞胺(6B)的薄膜。 [化 76]
(6 B) [評估] 對於上述實施例7〜11、參考例5及6所得之聚醯亞胺確 認液晶性,結果關於實施例7〜11所得之液晶性聚醯亞胺 (6k)、(6£)、(6m)、(6n)、及(6〇),確認顯示液晶性。另一方 面,對於(6A)及(6B),確認未顯示液晶性。認為其係因間隔 基的彎曲性過高(間隔基過長),故内消旋液晶元基未配向。 [熱傳導率之評估] 根據下述方法,進行液晶性聚醯亞胺薄膜之熱傳導率的評 估、及液晶性聚醯亞胺與氮化鋁組合時之熱傳導率的評估。 熱傳導率之評估係使用I Faces公司之I Faces Mobile lu,以 周期加熱法評估試料的熱擴散率,並且於此乘以試料的比重 099114917 76 201105711 和比熱,求出熱傳導率。 •測定液晶性聚醯亞胺薄膜的熱傳導率 於脫模PET薄膜上’塗佈實施例1之液晶性聚醢亞胺(6h) 合成攔中記載的聚醯胺酸,並將此樣品於大氣中,以加熱烤 爐於100°C加熱60分鐘、其次於150°c加熱60分鐘後,在 減壓下再保持30分鐘後,放冷至室溫,於脫模pet上取得 聚醯益胺薄膜(聚醯亞胺(6h)(膜厚1 〇7μηι)。評估由脫模pet 剝除薄膜所得之獨立膜厚度方向的熱傳導率,結果為 0.21W/m · K。將此薄膜放置在經脫模處理的載玻片上,且 於熱加壓器上升溫至280°C作成等方相並且保持10分鐘。 其後’降溫至240 C,保持30分鐘使液晶相表現後放冷至 室溫’於脫模玻璃上取得聚醯亞胺(6h)之液晶化薄膜。評估 由脫模玻璃剝除之獨立膜厚度方向的熱傳導率,結果為 〇.24W/m · K,確認其較液晶化前改善了熱傳導率。 •測定氮化鋁/聚醯亞胺複合物的熱傳導率 於MEK(2- 丁鲷)4.95克中,加入作為分散劑之 BYK-lll(BYKChem公司製)〇.〇5克並均勻混合。再加入5 0 克之氮化鋁(AIN ; Tokuyama H Grade),照射超音波則取得 均勻的A1N/MEK分散液(50重量%)。於乳鉢中加入15重量 %之實施例1之液晶性聚醯亞胺(6h)合成欄中記載的聚醢胺 酸溶液0.372克(〉谷劑NMP) ’於其中加入5〇重量% Ain分 散液0.278克和MEK0.08克並在乳鉢中均勻混合。將此膏 099114917 77 201105711 料在脫模PET薄膜上旋塗取得薄膜(旋塗條件:8〇〇rpmx5 秒鐘+2500rpmxl5秒鐘)。將此脫模PET上之樣品以80°C預 烘烤10分鐘,取得聚醯胺酸/A1N的複合薄膜。將此薄膜於 大氣中,以加熱烤爐於100°C加熱30分鐘、其次於15〇。〇加 熱30分鐘後,在減麼下再保持30分鐘後,放冷至室溫,於 脫模PET上取得聚醯亞胺/A1N的複合薄膜。由脫模pet剝 除樣品薄膜,取得獨立膜。藉TG-DTA測定,於複合薄膜中 之A1N的重量分率為76. 5重量%。評估此樣品薄膜的熱傳導 率,結果為1. 5W/m · K。 將此薄膜以二枚經脫模處理的載玻片夹持,於熱加壓機中 施加約IMPa的壓力,升溫至280〇c,並保持1〇分鐘。其 後,降溫至240C,保持30分鐘使液晶相表現後放冷至室 溫,在脫模玻璃間取得液晶性聚醯亞胺/A1N複合薄膜。評 估此複合薄膜之熱傳導率,結果為29W/m.K,察見其較 液晶化處理前顯著提高。另一方面,在溫度處理條件係以 280°C加熱1G分鐘,分賴放冷時(未觀液晶相之溫度 處理條件),其熱傳導率為2.0W/m · κ。確認因表現液晶而 表現複合物的熱傳導率。 (產業上之可利用性) 本發明之液晶性聚醯亞胺,由於在較低溫下顯示液晶性, 藉此可期待顯示高熱傳導性,故例如可適用於半導體元件 等’要求南熱傳導性,且可使用於應用了易受熱影響之構件 099114917 78 201105711 的元件的各種領域中。 另外,將2009年5月11曰申請之日本專利申請 2009-115031號及2009年11月13日申請之日本專利申請 2009-260493號之說明書、申請專利範圍、圖面以及摘要之 全部内容引用於此,併用作為本發明說明書之揭示。 【圖式簡單說明】 圖1為對本發明之實施例所得之液晶性聚醯亞胺(6h)以偏 光顯微鏡觀察時的觀察照片。 圖2為對本發明之實施例所得之液晶性聚醯亞胺(6f)以偏 光顯微鏡觀察時的觀察照片。 圖3為對本發明之實施例所得之液晶性聚醯亞胺(6c)以偏 光顯微鏡觀察時的觀察照片。 圖4為對本發明之實施例所用之化合物(3 b)以核磁共振分 光法(NMR)測定時之圖表,(A)為1HNMR之測定結果、(B) 為13C NMR之測定結果。 099114917 79
Claims (1)
- 201105711 七、申請專利範圍: 1.一種液晶性聚醯亞胺,其特徵為,至少一部分含有下述 式(I)所示之重複單位,且顯示液晶性; [化1](I) (上述式(I)中,A1及A2分別獨立為四羧酸單位的4價殘基, B1為下述式(II)所示之雙(胺基)聚矽氧烷單位的殘基; [化2]’hQt CD) (上述式(II)中,R1〜R6分別獨立表示低級烷基,X為0〜10之 整數,D1表示伸烷基,y為0或1 ; Z1為-H、-CH3、-CF3、 -F、-CN、或-N02所示之基之任一者;) C1為有機二胺的殘基)。 2.如申請專利範圍第1項之液晶性聚醯亞胺,其中,上述 式(I)中,A1或A2分別獨立為4價苯核、4價萘核、4價茈 核、4價環丁烷核、4價環戊烷核、4價環己烷核、或下述 式(III)所示之4價基之任一者; [化3](式(III)中,E1為下述所示之二價基之任一者,m為0或1 ; 099114917 80 201105711 又’於下述式中,η為〇或1; [化4]3. 如申請專利範圍第1或2項之液晶性聚醯亞胺’其中, 上述式(Π)中,R1〜R6分別獨立為碳數1以上且3以下之烷 基。 4. 如申請專利範圍第3項之液晶性聚醯亞胺,其中,上述 式(II)中’ R1〜R6均為曱基。 5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之液晶性聚醯亞 胺’其中’升溫時之液晶轉變溫度為26(TC以下。 6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之液晶性聚醯亞 胺’其中’其為經由自下述式(i)所示之雙(胺基)聚矽氧烷 [化5] (式⑴中’ R11〜Ri6分別獨立表示低級烷基,χ,為〇〜1〇之整 數,DU表示伸烷基,y’為0或1 ; Ζ11為-Η、-CH3、-CF3、 -F、-CN、或屮〇2所示基之任一者;)、有機二胺與下述式 099114917 81 (ii) 201105711 (ii)所示之醆二酐 [化6]、4價茈核、4價環丁 或下述式(iii)所示之4 (式⑼中’ A11為4價苯核、4價萘核 烷核、4價環戊烷核、4價環己烷環、 4貝基之任-者; [化7] (Πϊ) (式(m)中,EU為以下之下述式所示之二價基,m,為〇或i 又’於下述式中,η,為〇或1 ; [化8]所得之聚醯胺酸而合成。 々7·—種液晶性樹月旨組成物,其特徵為,含有申請專利範圍 第1至6項中任一項之液晶性聚醯亞胺。 8.如申請專利範圍第7項之液晶性樹脂組成物,其中,含 有熱傳導性填充料。 099114917 82 201105711 “』u利feiI第7或8項之液晶性樹脂組成物,其係 藉由以260C以下之溫度加熱,表現液晶性,且冷卻後於25 °C中亦顯示液晶構造。 種半導體元件用樹脂膜,其特徵為,含有中請專利 _ 圍第7至9項中任一項之液晶性樹脂組成物。 ' 11,種液晶性聚醯亞胺,其特徵為,成為液晶化薄膜時 的熱傳導率為〇.22W/m · K以上。 12. 如申請專利範圍第u項之液晶性聚醯亞胺,其中,相 轉變點為260°C以下。 13. —種3次元半導體元件用層間絕緣膜,其特徵為,含 有液晶性聚醯亞胺’且表現液晶後的熱傳導率為 K以上。 14. 一種半導體元件’其特徵為’含有申請專利範圍第13 項之3次元半導體元件用層間絕緣膜。 099114917 83
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