WO2018143314A1 - ポリイミド前駆体組成物 - Google Patents

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WO2018143314A1
WO2018143314A1 PCT/JP2018/003319 JP2018003319W WO2018143314A1 WO 2018143314 A1 WO2018143314 A1 WO 2018143314A1 JP 2018003319 W JP2018003319 W JP 2018003319W WO 2018143314 A1 WO2018143314 A1 WO 2018143314A1
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group
formula
bond
polyimide
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PCT/JP2018/003319
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国宏 野田
博樹 千坂
大 塩田
伸一 小松
亜紗子 京武
Original Assignee
東京応化工業株式会社
Jxtgエネルギー株式会社
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08GMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G73/00Macromolecular 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
    • C08G73/06Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain of the macromolecule
    • C08G73/10Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08KUse of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00Use of organic ingredients
    • C08K5/16Nitrogen-containing compounds
    • C08K5/34Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring
    • C08K5/3442Heterocyclic compounds having nitrogen in the ring having two nitrogen atoms in the ring
    • C08K5/3445Five-membered rings
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L79/00Compositions 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 C08L61/00 - C08L77/00
    • C08L79/04Polycondensates having nitrogen-containing heterocyclic rings in the main chain; Polyhydrazides; Polyamide acids or similar polyimide precursors
    • C08L79/08Polyimides; Polyester-imides; Polyamide-imides; Polyamide acids or similar polyimide precursors

Definitions

  • the present invention relates to a polyimide precursor composition containing a polyimide resin precursor component, a method for producing a polyimide film using the polyimide precursor composition, and a permanent film.
  • Polyimide resin has excellent heat resistance, mechanical strength, insulation, and low dielectric constant characteristics. For this reason, the polyimide resin is widely used as an insulating material and a protective material in various elements and electrical / electronic components such as an electronic substrate such as a multilayer wiring board.
  • Such an alicyclic polyimide is obtained by a reaction between an alicyclic tetracarboxylic dianhydride and an alicyclic diamine, or a reaction between an alicyclic tetracarboxylic dianhydride and an aromatic diamine. And three types of resins obtained by the reaction of aromatic tetracarboxylic dianhydride and alicyclic diamine.
  • alicyclic polyimides obtained by combining alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and aromatic diamines are easy to increase in molecular weight because general synthetic methods for wholly aromatic polyimides can be applied as they are. . Therefore, in recent years, alicyclic polyimides obtained by combining alicyclic tetracarboxylic dianhydrides and aromatic diamines among alicyclic polyimides have attracted attention. Then, alicyclic polyimides using monocyclic, bicyclocyclic, tricyclocyclic, tetracyclocyclic or spirocyclic alicyclic tetracarboxylic dianhydrides have been studied.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and is a polyimide precursor composition that is excellent in transparency, has excellent mechanical properties such as tensile strength, and provides a film containing an alicyclic polyimide resin. And a method for producing a polyimide film using the polyimide precursor composition, and a permanent film having excellent transparency and mechanical properties such as tensile strength and including an alicyclic polyimide resin. Objective.
  • the present inventors selected from a monomer component containing a diamine compound having a predetermined structure and an alicyclic tetracarboxylic dianhydride having a predetermined structure, and a polyamic acid containing an alicyclic skeleton having a predetermined structure.
  • the above-mentioned problem is solved by using a polyimide precursor composition in which a resin precursor component (B), an imidazole compound (A) having a predetermined structure, and a solvent (S) are blended,
  • the present invention has been completed. Specifically, the present invention provides the following.
  • the first aspect of the present invention contains an imidazole compound (A), a resin precursor component (B), and a solvent (S),
  • the imidazole compound (A) is represented by the following formula (0):
  • R 2 is an aromatic group which may have a substituent
  • R 30 is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 40 carbon atoms
  • R 4 is A halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, or an organic group
  • n is an integer of 0 to 3.
  • R b1 , R b2 , and R b3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the second aspect of the present invention is a forming step of forming a coating film comprising the polyimide precursor composition according to the first aspect; And a ring-closing step of ring-closing the polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film by heating the coating film.
  • the third aspect of the present invention includes an imidazole compound (A) and a polyimide resin
  • the imidazole compound (A) is represented by the following formula (0):
  • R 2 is an aromatic group which may have a substituent
  • R 30 is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 40 carbon atoms
  • R 4 is A halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, or an organic group
  • n is an integer of 0 to 3.
  • a compound represented by The polyimide resin has the following formula (b3): (In formula (b3), R b1 , R b2 , and R b3 are each independently one type selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond, and m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • a permanent film which is a resin in which a polyamic acid (B-III) having a repeating unit represented by
  • the fourth aspect of the present invention is a polyimide film formed by curing the polyimide precursor composition according to the first aspect.
  • a fifth aspect of the present invention includes an imidazole compound (A) and a polyimide resin
  • the imidazole compound (A) is represented by the following formula (0):
  • R 2 is an aromatic group which may have a substituent
  • R 30 is a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 40 carbon atoms
  • R 4 is A halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, or an organic group
  • n is an integer of 0 to 3.
  • a compound represented by The polyimide resin is represented by the following formula (b3): (In formula (b3), R b1 , R b2 , and R b3 are each independently one type selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond, and m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • a polyimide film which is a resin in which a polyamic acid (B-III) having a repeating unit represented by
  • a polyimide precursor composition that is excellent in transparency, has good mechanical properties such as tensile strength, and provides a film containing an alicyclic polyimide resin, and the polyimide precursor composition are used. It is possible to provide a method for producing a polyimide film, and a permanent film having excellent transparency and mechanical properties such as tensile strength and containing an alicyclic polyimide resin.
  • the polyimide precursor composition which is the first aspect of the present invention contains an imidazole compound (A), a resin precursor component (B), and a solvent (S).
  • A imidazole compound
  • B resin precursor component
  • S solvent
  • essential or optional components contained in the polyimide precursor composition will be described in order.
  • the imidazole compound (A) is represented by the following formula (0).
  • R 2 is an aromatic group which may have a substituent
  • R 30 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 40 carbon atoms.
  • R 4 is A halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, or an organic group, and n is an integer of 0 to 3. is there.)
  • R 2 is an aromatic group that may have a substituent.
  • the aromatic group that may have a substituent may be an aromatic hydrocarbon group that may have a substituent, or an aromatic heterocyclic group that may have a substituent.
  • the kind of the aromatic hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the aromatic hydrocarbon group may be a monocyclic aromatic group, a group formed by condensation of two or more aromatic hydrocarbon groups, or two or more aromatic hydrocarbon groups. May be a group formed by bonding by a single bond.
  • a phenyl group, a naphthyl group, a biphenylyl group, an anthryl group, and a phenanthrenyl group are preferable.
  • the type of the aromatic heterocyclic group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the aromatic heterocyclic group may be a monocyclic group or a polycyclic group.
  • a pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, an isoxazolyl group, an isothiazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, and a benzoimidazolyl group are preferable.
  • Examples of the substituent that the phenyl group, polycyclic aromatic hydrocarbon group, or aromatic heterocyclic group may have include a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, and a nitroso group. , Sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonate group, amino group, ammonio group, and organic group.
  • the plurality of substituents may be the same or different.
  • the organic group examples include an alkyl group, an alkenyl group, a cycloalkyl group, a cycloalkenyl group, an aryl group, and an aralkyl group.
  • This organic group may contain a bond or substituent other than a hydrocarbon group such as a hetero atom in the organic group.
  • the organic group may be linear, branched or cyclic. This organic group is usually monovalent, but can be a divalent or higher organic group when a cyclic structure is formed.
  • the two substituents bonded on the adjacent carbon atom may be bonded to form a cyclic structure.
  • the cyclic structure include an aliphatic hydrocarbon ring and an aliphatic ring containing a hetero atom.
  • the bond contained in the organic group is not particularly limited as long as the effect of the present invention is not impaired.
  • the organic group may include a bond containing a hetero atom such as an oxygen atom, a nitrogen atom, or a silicon atom.
  • the bond containing a hetero atom that the organic group may have, from the viewpoint of heat resistance of the compound represented by the formula (0), an ether bond, a thioether bond, a carbonyl bond, a thiocarbonyl bond, a carboxylic acid ester bond, Carboxylic acid amide bond, amino bond (—NR—: R represents a hydrogen atom or a monovalent organic group) urethane bond, imino bond (—N ⁇ C (—R) —, —C ( ⁇ NR) —: R Represents a hydrogen atom or a monovalent organic group), a carbonate bond, a sulfonyl bond, or a sulfinyl bond.
  • the type of substituent other than the hydrocarbon group is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • substituents other than hydrocarbon groups include halogen atoms, hydroxyl groups, mercapto groups, sulfide groups, cyano groups, isocyano groups, cyanato groups, isocyanato groups, thiocyanato groups, isothiocyanato groups, silyl groups, silanol groups, alkoxy groups.
  • Alkoxycarbonyl group amino group, monoalkylamino group, dialkylaluminum group, monoarylamino group, diarylamino group, carbamoyl group, thiocarbamoyl group, nitro group, nitroso group, carboxylate group, acyl group, acyloxy group, sulfino Group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphonate group, alkyl ether group, alkenyl ether group, alkyl thioether group, alkenyl thioether group, aryl ether group, aryl thioether group and the like.
  • the hydrogen atom contained in the substituent may be substituted with a hydrocarbon group. Further, the hydrocarbon group contained in the substituent may be linear, branched, or cyclic.
  • Examples of the substituent that the phenyl group, polycyclic aromatic hydrocarbon group, or aromatic heterocyclic group has include an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, an aryl group having 1 to 12 carbon atoms, and 1 carbon atom. Preferred are an alkoxy group having 12 or less, an aryloxy group having 1 to 12 carbon atoms, an arylamino group having 1 to 12 carbon atoms, and a halogen atom.
  • R 2 is preferably a phenyl group, a furyl group, or a thienyl group, each of which may have a substituent, from the viewpoint of the effect of the present invention.
  • R 30 represents a hydrogen atom or a monovalent substituent having 1 to 40 carbon atoms.
  • the monovalent substituent for R 30 is not particularly limited, but may have 1 to 40 carbon atoms which may have a substituent. Examples thereof include the following alkyl groups or ⁇ -conjugated groups having 4 to 40 carbon atoms which may have a substituent.
  • alkyl groups or ⁇ -conjugated groups may have include a carboxy group, an alkyloxycarbonyl group, an alkyl group, an aryl group, a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, and a silanol group.
  • R 30 is preferably an alkyl group which may have a substituent, and more preferably a monovalent group represented by the following formula (0-1). (In Formula (0-1), R 1 is a hydrogen atom or an alkyl group, R 3 is an alkylene group which may have a substituent, and * is a bond.)
  • R 1 represents a hydrogen atom or an alkyl group.
  • the alkyl group may be a linear alkyl group or a branched alkyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 10 or less, and particularly preferably 1 or more and 5 or less.
  • alkyl group suitable as R 1 include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, a sec-butyl group, a tert-butyl group, an n-pentyl group, Isopentyl, tert-pentyl, n-hexyl, n-heptyl, n-octyl, 2-ethyl-n-hexyl, n-nonyl, n-decyl, n-undecyl, n-dodecyl Group, n-tridecyl group, n-tetradecyl group, n-pentadecyl group, n-hexadecyl group, n-heptadecyl group, n-octadecyl group, n-n-n-
  • R 3 represents an alkylene group which may have a substituent.
  • the substituent which the alkylene group may have is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. Specific examples of the substituent that the alkylene group may have include a hydroxyl group, an alkoxy group, an amino group, a cyano group, and a halogen atom.
  • the alkylene group may be a linear alkylene group or a branched alkylene group, and a linear alkylene group is preferred.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 20 or less, more preferably 1 or more and 10 or less, still more preferably 1 or more and 5 or less, and particularly preferably a methylene group.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group does not include the carbon atom of the substituent that is bonded to the alkylene group.
  • the alkoxy group as a substituent bonded to the alkylene group may be a linear alkoxy group or a branched alkoxy group.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group as a substituent is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 1 or more and 3 or less.
  • the amino group as a substituent bonded to the alkylene group may be a monoalkylamino group or a dialkylamino group.
  • the alkyl group contained in the monoalkylamino group or dialkylamino group may be a linear alkyl group or a branched alkyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group contained in the monoalkylamino group or dialkylamino group is not particularly limited, but is preferably 1 or more and 10 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 1 or more and 3 or less.
  • alkylene group suitable as R 3 include methylene group, ethane-1,2-diyl group, n-propane-1,3-diyl group, n-propane-2,2-diyl group, n-butane.
  • R 4 is a halogen atom, a hydroxyl group, a mercapto group, a sulfide group, a silyl group, a silanol group, a nitro group, a nitroso group, a sulfonate group, a phosphino group, a phosphinyl group, a phosphonate group, or an organic group.
  • N is an integer of 0 or more and 3 or less. When n is 2 or 3, the plurality of R 4 may be the same or different from each other.
  • R 4 is an organic group
  • the organic group is the same as the organic group that the aromatic group may have as a substituent for R 2 .
  • R 4 is an organic group
  • the organic group is preferably an alkyl group, an aromatic hydrocarbon group, or an aromatic heterocyclic group.
  • alkyl group a linear or branched alkyl group having 1 to 8 carbon atoms is preferable, and a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, and an isopropyl group are more preferable.
  • aromatic hydrocarbon group a phenyl group, a naphthyl group, a biphenylyl group, an anthryl group, and a phenanthrenyl group are preferable, a phenyl group and a naphthyl group are more preferable, and a phenyl group is particularly preferable.
  • a pyridyl group, a furyl group, a thienyl group, an imidazolyl group, a pyrazolyl group, an oxazolyl group, a thiazolyl group, an isoxazolyl group, an isothiazolyl group, a benzoxazolyl group, a benzothiazolyl group, and a benzoimidazolyl group are preferable.
  • a furyl group and a thienyl group are more preferable.
  • R 4 is an alkyl group
  • the bonding position of the alkyl group on the imidazole ring is preferably any of the 2-position, 4-position, and 5-position, and more preferably the 2-position.
  • R 4 is an aromatic hydrocarbon group or an aromatic heterocyclic group
  • the bonding position of these groups on imidazole is preferably the 2-position.
  • a compound represented by the following formula (0-1-1) is preferable from the viewpoint of excellent effects of the present invention, and is represented by the formula (0-1-1).
  • a compound in which R 30 is the above formula (0-1) is more preferable.
  • R 30 , R 4 , and n are the same as in Formula (0), and R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are each independently , Hydrogen atom, halogen atom, hydroxyl group, mercapto group, sulfide group, silyl group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonate group, amino group An ammonio group or an organic group.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 is preferably a group other than a hydrogen atom. It is preferable in terms of solvent solubility.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are organic groups, the organic group is the same as the organic group that R 2 in Formula (0) has as a substituent.
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are preferably a hydrogen atom from the viewpoint of solubility of the imidazole compound in a solvent.
  • R 5 , R 6 , R 7 , R 8 , and R 9 are preferably the following substituent, and R 9 is particularly preferably the following substituent.
  • R 9 is the following substituent
  • R 5 , R 6 , R 7 and R 8 are preferably hydrogen atoms.
  • -O-R 10 R 10 is a hydrogen atom or an organic group.
  • R 10 is an organic group
  • the organic group is the same as the organic group that R 2 in Formula (0) has as a substituent.
  • R 10 is preferably an alkyl group, more preferably an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, particularly preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and most preferably a methyl group.
  • R 30 , R 4 , and n are the same as in the formula (0), and R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 are Independently, hydrogen atom, hydroxyl group, mercapto group, sulfide group, silyl group, silanol group, nitro group, nitroso group, sulfino group, sulfo group, sulfonate group, phosphino group, phosphinyl group, phosphono group, phosphonate group, amino group, Ammonio group or organic group.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 is preferably a group other than a hydrogen atom.
  • R 11 , R 12 , R 13 , R 14 , and R 15 is represented by the aforementioned —O—R 10. It is preferable that R 15 is a group represented by —O—R 10 .
  • R 15 is a group represented by —O—R 10
  • R 11 , R 12 , R 13 , and R 14 are preferably hydrogen atoms.
  • the method for synthesizing the compound represented by the above formula (0) is not particularly limited.
  • the halogen-containing carboxylic acid derivative represented by the following formula (I) and the imidazole compound represented by the following formula (II) are reacted according to a conventional method to perform imidazolylation, whereby the above formula (0) Can be synthesized.
  • R 2 , R 30 , R 4 and n are the same as in formula (0).
  • Hal is a halogen atom.
  • the content of the imidazole compound (A) in the polyimide precursor composition is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • Content of an imidazole compound (A) is 1 mass part or more, for example with respect to 100 mass parts of below-mentioned resin precursor components (B), and although an upper limit is not specifically limited, For example, it is 60 mass parts or less.
  • the content of the imidazole compound (A) is more preferably 5 parts by mass or more and 50 parts by mass or less, and particularly preferably 10 parts by mass or more and 40 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin precursor component (B).
  • the resin precursor component (B) includes a predetermined diamine component (BI) and norbornane-2-spiro- ⁇ -cycloalkanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′-represented by the following formula (b2)
  • R b1 , R b2 , and R b3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • R b1 , R b2 , and R b3 are each independently one type selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom
  • R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond
  • m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the monomer component includes the diamine component (BI), norbornane-2-spiro- ⁇ -cycloalkanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′. -Norbornane-5,5 ′′, 6,6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride (B-II) (hereinafter also referred to as “tetracarboxylic dianhydride (B-II)”). .
  • B-II tetracarboxylic dianhydride
  • essential or optional components that the monomer component may contain will be described.
  • the diamine component (BI) includes a diamine compound (BIa) having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond in the same molecule.
  • a diamine compound (BIa) having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond in the same molecule.
  • the diamine compound (B-Ia) one type may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • the ratio of the mass of the diamine compound (BI) to the mass of the diamine component (BI) is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 50% by mass or more, and 70% by mass. The above is particularly preferable.
  • a bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond may be contained in the diamine compound (B-Ia) at a position to be a side chain in the resulting polyimide resin. You may contain in the position used as the principal chain in the polyimide resin to produce
  • diamine compound (B-Ia) is 4,4′-diaminodiphenylsulfone, 4,4′-diaminobenzanilide, 4-aminophenyl-4-aminobenzoate, etc.
  • sulfone bond carboxylic acid A bond selected from an ester bond and a carboxylic acid amide bond is included in the diamine compound (B-Ia) at a position to be a main chain in the polyimide resin to be formed.
  • the diamine compound (B-Ia) is 2-phenylcarbamoyl-1,4-phenylenediamine, 2-benzoylamino-1,4-phenylenediamine, 2-phenoxycarbonyl-1,4-phenylenediamine, 2-benzoyl.
  • the bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond is a diamine compound (B- In Ia), it is contained in a position to be a side chain in the produced polyimide resin.
  • a bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond is preferably included in the diamine compound (B-Ia) at a position to be a main chain in the polyimide resin to be formed.
  • Such a diamine compound (B-Ia) corresponds to a compound represented by the following formula (1).
  • H 2 N—R F 1 —NH 2 (1) (In Formula (1), R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond.)
  • the portion other than the sulfone bond, the carboxylic acid ester bond, and the carboxylic acid amide bond may be an aromatic group or an aliphatic group.
  • the aliphatic group may be a linear group, a branched group, a cyclic group, or a group having a combination of these structures.
  • the portion other than the sulfone bond, the carboxylic acid ester bond, and the carboxylic acid amide bond may be a hydrocarbon group and includes a hetero atom other than a carbon atom and a hydrogen atom. May be.
  • R F1 is at least one selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond because the reactivity of the monomer component is good and it is easy to form a polyimide resin having excellent mechanical properties. It is preferably composed of a species bond and an aromatic group.
  • the aromatic group may be an arylene group (aromatic hydrocarbon group) or a heteroarylene group (aromatic heterocyclic group).
  • R F1 in formula (1) is composed of a bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond, and an arylene group
  • the total number of carbon atoms is preferably 12 or more and 40 or less, more preferably 12 or more and 30 or less, and particularly preferably 12 or more and 25 or less.
  • the heat resistance of the resulting polyimide resin tends to decrease.
  • the solubility of the resulting polyimide resin in the solvent tends to be reduced.
  • a diamine compound represented by the formula (1) As a diamine compound represented by the formula (1), the following formula (b1a): (In Formula (b1a), R F10 to R F12 are divalent hydrocarbon groups which may have a substituent, and Z b is independently a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, or a carboxylic acid amide bond. is there.) And a compound represented by the following formula (b1b): (In Formula (b1b), R F13 and R F14 are divalent hydrocarbon groups which may have a substituent, and Z b is a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, or a carboxylic acid amide bond. .) The compound represented by these is preferable.
  • Examples of the compound represented by the formula (b1a) include the following formula (b1-1): (In formula (b1-1), R F10 to R F12 are divalent hydrocarbon groups which may have a substituent, and Z is independently an oxygen atom or NH.) The compound represented by these is preferable.
  • Examples of the compound represented by the formula (b1b) include the following formula (b1-2): (In Formula (b1-2), R F13 and R F14 are divalent hydrocarbon groups which may have a substituent, and Z is an oxygen atom or NH.) The compound represented by these is preferable.
  • R F10 to R F14 in formula (b1a), formula (b1b), formula (b1-1), and formula (b1-2) are divalent hydrocarbon groups that may have a substituent.
  • R F10 to R F14 are each independently at least one of the groups represented by the following formulas (3) to (6). Preferably it is a seed.
  • R 11 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chloro atom, a bromo atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and fluorine having 1 to 5 carbon atoms.
  • Q represents a 9,9-fluorenylidene group, or a group represented by the formula: —C 6 H 4 —, —CONH—C 6 H 4 —.
  • the group represented by —C 6 H 4 — may be an o-phenylene group, an m-phenylene group, a p-phenylene group, or an m-phenylene group. And a p-phenylene group are preferred, and a p-phenylene group is more preferred.
  • R 11 in the formulas (3) to (6) is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, an ethyl group, or a trifluoromethyl group from the viewpoint of heat resistance of the resulting polyimide resin, and a trifluoromethyl group Is more preferable.
  • Q in the formula (6) is a 9,9-fluorenylidene group, —C 6 H 4 —, —O—C 6 from the viewpoint of the balance between the heat resistance of the resulting polyimide resin and the solubility in a solvent.
  • a group represented by the formula (5) or the formula (6) is more preferable because it is easy to obtain a polyimide resin having more excellent heat resistance.
  • the group represented by 6) is particularly preferred.
  • R F10 to R F14 are more preferably groups represented by the following formulae.
  • R F11 , R F12 and R F13 groups represented by the following formulas are particularly preferable.
  • Preferable examples of the compound represented by the formula (b1a) include the following compounds.
  • Preferable examples of the compound represented by the above formula (b1b) include the following compounds.
  • the above diamine component (BI) is only a diamine compound (BI) having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond in the same molecule. Or a combination of two or more of the above diamine compounds (B-Ia), or a diamine compound (B-Ia) and a diamine compound other than the diamine compound (B-Ia) (B Preferred is a mixture with -Ic).
  • the diamine compound (B-Ia) is as described above, and the diamine compound (B-Ib) is selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond in the diamine compound (B-Ia).
  • a diamine compound represented by the formula (b1a) is preferable, and a diamine compound represented by the formula (b1-1) is more preferable.
  • the combination containing two or more diamine compounds (B-Ia) includes two or more diamine compounds represented by the formula (b1a) or two or more diamine compounds represented by the formula (b1b). Or a combination including two or more diamine compounds represented by the formula (b1b) is more preferable, and a combination including two or more diamine compounds represented by the formula (b1b) is more preferable.
  • R F2 is a divalent organic group that is a group other than R F1 described above.
  • R F2 is a group other than R F1 . That is, R F2 is a divalent organic group having no sulfone bond, carboxylic acid ester bond, or carboxylic acid amide bond.
  • R F2 in formula (7) is preferably at least one of the groups represented by the following formulas (8) to (11).
  • R 11 represents a hydrogen atom, a fluorine atom, a chloro atom, a bromo atom, a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and fluorine having 1 to 5 carbon atoms.
  • Q ′ represents a 9,9-fluorenylidene group, or a group represented by the formula: —C 6 H 4 —, —O—C 6 H 4.
  • R 11 in the formulas (8) to (11) is preferably a hydrogen atom, a fluorine atom, a methyl group, an ethyl group, or a trifluoromethyl group, from the viewpoint of heat resistance of the resulting polyimide resin. Is more preferable.
  • Q ′ in the formula (11) is a 9,9-fluorenylidene group, —C 6 H 4 —, —O—C from the viewpoint of the balance between the heat resistance of the resulting polyimide resin and the solubility in a solvent.
  • 6 H 4 —O—, —O—, —C (CH 3 ) 2 —, —CH 2 —, or —O—C 6 H 4 —C (CH 3 ) 2 —C 6 H 4 —O— is preferred.
  • -O-C 6 H 4 -O- or -O- is particularly preferred.
  • Preferred examples of the compound represented by the formula (7) include 4,4′-diaminodiphenylmethane, 3,3′-diaminodiphenylmethane, 4,4′-diaminodiphenylethane, and 3,3′-diaminodiphenylethane.
  • the diamine component (BI) is a mixture of the diamine compound (B-Ia) described above and a diamine compound (B-Ic) other than the diamine compound (B-Ia), the diamine component (BI)
  • the ratio of the mass of the diamine compound (B-Ic) to the mass of is preferably 10% by mass or more, more preferably 20% by mass or more, further preferably 50% by mass or more, and particularly preferably 70% by mass or more.
  • the diamine compound (B-Ia) to be mixed with the diamine compound (B-Ic) is preferably a diamine compound represented by the formula (b1a) and / or a diamine compound represented by the formula (b1b). It is more preferable that it is a diamine compound represented by b1b).
  • the mixing molar ratio ((b1b) :( B-Ic)) is The ratio is preferably 1:99 to 99: 1, more preferably 5:95 to 80:20, and still more preferably 10:90 to 70:30.
  • the content of the diamine component (BI) in the monomer component is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the content of the diamine component (BI) in the monomer component is such that the amount of the tetracarboxylic dianhydride component described later is 0.2 mol or more and 2 mol or less with respect to 1 mol of the diamine component (BI).
  • the amount is preferable, and an amount that is 0.3 mol or more and 1.2 mol or less is more preferable.
  • the tetracarboxylic dianhydride component essentially includes tetracarboxylic dianhydrides (B-II), and other tetracarboxylic dianhydrides (B-II) other than the tetracarboxylic dianhydrides (B-II) described below.
  • An acid dianhydride is optionally included.
  • Tetracarboxylic dianhydride component includes tetracarboxylic dianhydrides (B-II) described below.
  • Tetracarboxylic dianhydrides (B-II) are represented by norbornane-2-spiro- ⁇ -cycloalkanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′ -norbornane-5,5 ′ represented by the following formula (b2): ', 6,6''-tetracarboxylic dianhydrides.
  • R b1 , R b2 , and R b3 each independently represent one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom, m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the alkyl group that can be selected as R b1 in formula (b2) is an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group exceeds 10, the heat resistance of the resulting polyimide resin tends to decrease.
  • the number of carbon atoms is preferably 1 or more, 6 or less, more preferably 1 or more and 5 or less, and even more preferably 1 or more and 4 or less from the viewpoint of easily obtaining a polyimide resin excellent in heat resistance. 1 to 3 is particularly preferable.
  • R b1 is an alkyl group, the alkyl group may be linear or branched.
  • R b1 in formula (b2) a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms is more preferable independently from the viewpoint that the obtained polyimide resin is excellent in heat resistance.
  • R b1 in formula (b2) is a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group or an isopropyl group. More preferred is a hydrogen atom or a methyl group.
  • a plurality of R b1 in the formula (b2) are preferably the same group because the tetracarboxylic dianhydrides (B-II) can be easily purified.
  • M in the formula (b2) represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the value of m exceeds 12, purification of the tetracarboxylic dianhydride components (B-II) is difficult.
  • the upper limit of m is preferably 5, and more preferably 3.
  • the lower limit of m is preferably 1, and more preferably 2.
  • M in the formula (b2) is particularly preferably 2 or 3.
  • the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that can be selected as R b2 and R b3 in the formula (b2) is the same as the alkyl group having 1 to 10 carbon atoms that can be selected as R b1 .
  • R b2 and R b3 are each a hydrogen atom or 1 to 10 carbon atoms (preferably 1 to 6 carbon atoms, more preferably, from the viewpoint of easy purification of tetracarboxylic dianhydrides (B-II). Is preferably 1 or more and 5 or less, more preferably 1 or more and 4 or less, and particularly preferably 1 or more and 3 or less), and particularly preferably a hydrogen atom or a methyl group.
  • Examples of tetracarboxylic dianhydrides (B-II) represented by the formula (b2) include norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′ -norbornane-5, 5 ′′, 6,6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride (also known as “norbornane-2-spiro-2′-cyclopentanone-5′-spiro-2 ′′ -norbornane-5,5 ′′, 6 , 6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride ”), methylnorbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′-(methylnorbornane) -5,5 ′′, 6,6 '' -Tetracarboxylic dianhydride, norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclohexanone- ⁇ '-spiro-2 ''-norbornane-5,
  • the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) is represented by the following formula (b2-1) from the viewpoint of adjusting film properties, thermophysical properties, mechanical properties, optical properties, and electrical properties: (In the formula (b2-1), R b1, R b2, R b3, m have the same meanings as R b1, R b2, R b3 , m in the formula (b2).) Compound (B-IIa) represented by the following formula (b2-2): (In the formula (b2-2), R b1, R b2, R b3, m have the same meanings as R b1, R b2, R b3 , m in the formula (b2).) And the total amount of compound (B-IIa) and compound (B-IIb) is 30 with respect to the total number of moles of tetracarboxylic dianhydride. It is preferably at least mol%.
  • (B-IIa) represented by the formula (b2-1) is a formula in which two norbornane groups are in trans configuration and the carbonyl group of cycloalkanone is in the endo configuration with respect to each of the two norbornane groups. It is an isomer of tetracarboxylic dianhydride represented by (b2) (trans-endo-endo).
  • the compound (B-IIb) represented by the formula (b2-2) two norbornane groups are in cis configuration, and the carbonyl group of cycloalkanone is in the endo configuration with respect to each of the two norbornane groups.
  • tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (b2) (cis-endo-endo).
  • the manufacturing method of the tetracarboxylic dianhydride containing such an isomer in the above ratio is not particularly limited, and a known method can be appropriately employed. For example, it is described in International Publication No. 2014/034760. These methods may be appropriately adopted.
  • the monomer component may contain other tetracarboxylic dianhydrides other than tetracarboxylic dianhydrides (B-II), as will be described later. Tetracarboxylic dianhydrides (B-II) and tetracarboxylic dianhydrides relative to the total amount of tetracarboxylic dianhydride components, which is the sum of the amount of other tetracarboxylic dianhydrides (The ratio of the amount of B-II) is typically 1% by mass or more, 5% by mass or more, 10% by mass or more, 30% by mass or more, 50% by mass or more, 70% by mass or more, 90% by mass or more. The higher the ratio in this order, the better, and the most preferable is 100% by mass.
  • the quantitative relationship between the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component is as described above.
  • the monomer component includes tetracarboxylic dianhydrides (B-II) and other tetracarboxylic dianhydrides other than tetracarboxylic dianhydrides (B-II) as long as the object of the present invention is not impaired. May be included.
  • tetracarboxylic dianhydrides include butanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride, 1,2,3,4-cyclopentane.
  • Tetracarboxylic dianhydride 2,3,5-tricarboxycyclopentyl acetic acid dianhydride, 3,5,6-tricarboxynorbornane-2-acetic acid dianhydride, 2,3,4,5-tetrahydrofuran tetracarboxylic acid Dianhydride, 1,3,3a, 4,5,9b-hexahydro-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3-dione 1,3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-5-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -naphtho [1,2-c] -furan-1,3- Dione, 1 3,3a, 4,5,9b-Hexahydro-8-methyl-5- (tetrahydro-2,5-dioxo-3-furanyl) -n
  • a compound represented by the following formula (Si-1) may be used as another resin precursor component.
  • the compound represented by the formula (Si-1) By adding the compound represented by the formula (Si-1), the total light transmittance and haze of the obtained polyimide film can be improved.
  • R b11 and R b12 each independently represent a single bond or a methylene group, an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, or An arylene group having 6 to 20 carbon atoms;
  • R b13 , R b14 and R b15 each independently represent a monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms, an amino group having 1 to 20 carbon atoms, or a group represented by —O—R b16 (R b16 is a hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms) or an organic group containing one or more epoxy groups having 2 to 20 carbon atoms;
  • the alkylene group having 2 to 20 carbon atoms in R b11 and R b12 is preferably an alkylene group having 2 to 10 carbon atoms from the viewpoint of heat resistance and residual stress.
  • the cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms from the above viewpoint, and examples thereof include a cyclobutylene group, a cyclopentylene group, a cyclohexylene group, and a cycloheptylene group.
  • the arylene group having 6 to 20 carbon atoms is preferably an aromatic group having 3 to 20 carbon atoms from the above viewpoint, and examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group.
  • the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms in R b13 , R b14 and R b15 is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms from the viewpoint of heat resistance and residual stress.
  • Specific examples include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a tert-butyl group, a pentyl group, and a hexyl group.
  • the cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms from the above viewpoint, and specific examples include a cyclopentyl group and a cyclohexyl group.
  • the aryl group having 6 to 20 carbon atoms is preferably an aryl group having 6 to 12 carbon atoms from the above viewpoint, and specific examples include a phenyl group, a tolyl group, and a naphthyl group.
  • Examples of the amino group having 1 to 20 carbon atoms include an amino group and a substituted amino group (for example, a bis (trialkylsilyl) amino group).
  • Examples of the group represented by —O—R b16 include a methoxy group, an ethoxy group, a propoxy group, an isopropyloxy group, a butoxy group, a phenoxy group, a tolyloxy group, a naphthyloxy group, a propenyloxy group (for example, an allyloxy group), and Examples include a cyclohexyloxy group.
  • R b13 , R b14 and R b15 are preferably a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a phenyl group.
  • the amino group in L b1 , L b2 and L b3 may be substituted, and examples thereof include a bis (trialkylsilyl) amino group.
  • L b1 , L b2 and L b3 are amino groups, compounds represented by the following formula (Si-2) are preferred.
  • R b11 to R b14 are the same as described above.
  • l is an integer of 3 to 50.
  • the compound represented by the formula (Si-2) include both-terminal amino-modified methylphenyl silicones (for example, X-22-1660B-3 (number average molecular weight 4,400) and X— 22-9409 (number average molecular weight 1,300)), amino-modified dimethyl silicone at both ends (for example, X-22-161A (number average molecular weight 1,600), X-22-161B (number average molecular weight, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)) 3,000) and KF8012 (number average molecular weight 4,400); BY16-835U (number average molecular weight 900) manufactured by Toray Dow Corning; and Silaplane FM3311 (number average molecular weight 1000) manufactured by Chisso Corporation).
  • both terminal amine-modified methyl phenyl silicone oils are particularly preferable from the viewpoints of improving chemical resistance and Tg.
  • L b1 , L b2 and L b3 are isocyanate groups
  • examples of the compound in which L b1 , L b2 and L b3 are isocyanate groups include the above-mentioned isocyanate-modified silicones obtained by reacting both terminal amino-modified silicones with phosgene compounds.
  • Specific examples of the compound in which L b1 , L b2 and L b3 are carboxyl groups include X-22-162C (number average molecular weight 4,600) manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., BY16-880 (manufactured by Toray Dow Corning) Average molecular weight 6,600) and the like.
  • L b1 , L b2 and L b3 are acid anhydride groups
  • phthalic anhydride groups and maleic anhydride groups are preferred.
  • Specific examples include X-22-168AS (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 1,000), X-22-168A (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 2,000), X-22-168B (manufactured by Shin-Etsu Chemical). , Number average molecular weight 3,200), X-22-168-P5-8 (manufactured by Shin-Etsu Chemical, number average molecular weight 4,200), DMS-Z21 (manufactured by Gerest, number average molecular weight 600 to 800).
  • L b1 , L b2 and L b3 are carboxylic acid ester groups
  • the compound in which L b1 , L b2 and L b3 are carboxyl groups or acid anhydride groups is reacted with an alcohol.
  • the resulting compound is reacted with an alcohol.
  • Specific examples of the compound in which L b1 , L b2 and L b3 are carboxylic acid halide groups include carboxylic acid chlorides, carboxylic acid fluorides, carboxylic acid bromides, carboxylic acid iodides, and the like.
  • L b1 , L b2 and L b3 are organic groups containing one or more epoxy groups having 2 to 20 carbon atoms
  • X-22-163 Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • the compound having an epoxy group is considered to react with diamine.
  • Specific examples of compounds in which L b1 , L b2 and L b3 are mercapto groups include X-22-167B (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average molecular weight 3,400), X-22-167C (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., number average) Molecular weight 4,600) and the like.
  • a compound having a mercapto group is considered to react with a compound having a carboxyl group or an acid anhydride group.
  • L b1 , L b2 and L b3 are each independently an amino group or an acid anhydride group, Independently, it is more preferably an amino group.
  • L b1 and L b2 when k 0.
  • j is an integer of 3 to 200, preferably an integer of 10 to 200, more preferably an integer of 20 to 150, still more preferably an integer of 30 to 100, particularly Preferably it is an integer from 35 to 80.
  • k is an integer of 0 to 197, preferably 0 to 100, more preferably 0 to 50, and particularly preferably 0 to 25.
  • k 0 is preferable.
  • j 3 or more and 200 or less from the viewpoint of improving the molecular weight of the resin precursor or the heat resistance of the resulting polyimide.
  • the content of the compound represented by the formula (Si-1) may be appropriately adjusted within a range of 0.1 mol or more and 5 mol or less with respect to 1 mol of the tetracarboxylic dianhydride component, for example.
  • the polyimide precursor composition may contain polyamic acid (B-III) as the resin precursor component (B).
  • the polyamic acid has a repeating unit represented by the following formula (b3).
  • the repeating unit represented by the formula (b3) is a reaction between the diamine compound represented by the above formula (1) and the tetracarboxylic dianhydride (B-II) represented by the above formula (b2). And generate by.
  • R b1 , R b2 , and R b3 are each independently one type selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom
  • R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond
  • m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the prepolyamic acid (B-III) has the following formula (b3-1): (In the formula (b3-1), R b1 , R b2 , R b3 , and m are the same as those in the formula (b3) described above, and R F3 represents a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond.
  • R F3 in formula (b3-1) represents at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond among the divalent organic groups corresponding to R F1 described above. It is a divalent organic group having two or more.
  • R F2 in formula (b3-2) is as described above.
  • the polyamic acid (B-III) is represented by the following formula (b3-3) as a repeating unit represented by the above formula (b3) or a repeating unit represented by the above formula (b3-1):
  • R b1 , R b2 , R b3 , and m are the same as the above-described formula (b3)
  • R F10 to R F12 , and Z are the above-described formula (b1-1).
  • R F10 to R F12 in formula (b3-3) are as described above.
  • R F15 and R F16 in the formula (b3-4) are preferably the same groups as R F11 and R F12 described above.
  • the method for producing the polyamic acid is not particularly limited.
  • the polyamic acid is typically produced by reacting the aforementioned diamine component (BI) with the tetracarboxylic dianhydride component in the aforementioned ratio.
  • the ratio of the diamine component (BI) and the tetracarboxylic dianhydride component is the same as the ratio of the diamine component (BI) and the tetracarboxylic dianhydride component described for the monomer component. It is the same.
  • the reaction between the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component (BI) is usually performed in an organic solvent.
  • the organic solvent used in the reaction of the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component (BI) can dissolve the diamine component (BI) and the tetracarboxylic dianhydride component, and the diamine component
  • the organic solvent is not particularly limited as long as it does not react with (BI) and the tetracarboxylic dianhydride component.
  • An organic solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • organic solvent used for the reaction between the tetracarboxylic dianhydride and the diamine component (BI) for example, a solvent (S) described later can be preferably used.
  • a solvent (S) described later can be preferably used.
  • these organic solvents N-methyl-2-pyrrolidone, N, N-dimethylacetamide, N, N-diethylacetamide, N, N-dimethylformamide are preferred because of the solubility of the resulting polyamic acid in the solvent (S).
  • Nitrogen-containing polar solvents such as N, N-diethylformamide, N-methylcaprolactam, and N, N, N ′, N′-tetramethylurea are preferred.
  • the organic solvent is, for example, a total of the mass of the tetracarboxylic dianhydride component and the mass of the diamine component (BI) is 0.1% by mass or more and 50% by mass or less, preferably An amount that is 10% by mass or more and 30% by mass or less is used.
  • a basic compound is further added to the organic solvent from the viewpoint of improving the reaction rate and obtaining a polyamic acid having a high degree of polymerization. Also good.
  • a basic compound is not particularly limited, and examples thereof include triethylamine, tetrabutylamine, tetrahexylamine, 1,8-diazabicyclo [5.4.0] -undecene-7, pyridine, isoquinoline, ⁇ -picoline, 1 -Methyl piperidine and the like.
  • the amount of such a base compound used is preferably 0.001 equivalents or more and 10 equivalents or less, more preferably 0.01 equivalents or more and 0.1 equivalents or less, per 1 equivalent of the tetracarboxylic dianhydride component.
  • the reaction temperature at the time of reacting the tetracarboxylic dianhydride component and the diamine component (BI) is not particularly limited as long as the reaction proceeds satisfactorily, but is preferably 0 ° C. or higher and 100 ° C. or lower, preferably 15 ° C. or higher. 30 degrees C or less is still more preferable.
  • the reaction is preferably performed in an inert gas atmosphere.
  • the reaction time is not particularly limited, but is preferably 10 hours to 48 hours, for example.
  • the polyimide precursor composition according to the present invention contains a solvent (S).
  • the polyimide precursor composition may be a paste containing a solid or a solution as long as it can form a film.
  • the polyimide precursor composition is preferably a solution from the viewpoint of easily forming a uniform and smooth film.
  • a solvent can be used individually or in mixture of 2 or more types.
  • the type of the solvent (S) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • suitable solvents (S) include N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N, N-dimethylacetamide (DMAc), N, N-dimethylisobutyramide, N, N-diethylacetamide, N, N -Dimethylformamide (DMF), N, N-diethylformamide, N-methylcaprolactam, 1,3-dimethyl-2-imidazolidinone (DMI), pyridine, and N, N, N ', N'-tetramethylurea
  • Nitrogen-containing polar solvents such as (TMU); lactone polar solvents such as ⁇ -propiolactone, ⁇ -butyrolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -valerolactone, ⁇ -caprolactone, and ⁇ -caprolactone; dimethyl sulfoxide; hexamethyl Phosphoric
  • the solvent also contains a compound represented by the following formula (S1).
  • R S1 and R S2 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms
  • R S3 represents the following formula (S1-1) or the following formula (S1-2): It is group represented by these.
  • R S4 is a hydrogen atom or a hydroxyl group
  • R S5 and R S6 are each independently an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • R S7 and R S8 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (S1) when R S3 is a group represented by the formula (S1-1) include N, N, 2-trimethylpropionamide, N-ethyl, N , 2-dimethylpropionamide, N, N-diethyl-2-methylpropionamide, N, N, 2-trimethyl-2-hydroxypropionamide, N-ethyl-N, 2-dimethyl-2-hydroxypropionamide, and N, N-diethyl-2-hydroxy-2-methylpropionamide and the like.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (S1) when R S3 is a group represented by the formula (S1-2) include N, N, N ′, N′-tetramethylurea, N , N, N ′, N′-tetraethylurea and the like.
  • particularly preferred compounds are N, N, 2-trimethylpropionamide and N, N, N ′, N′-tetramethylurea.
  • the boiling point of N, N, 2-trimethylpropionamide at atmospheric pressure is 175 ° C.
  • the boiling point of N, N, N ′, N′-tetramethylurea at atmospheric pressure is 177 ° C.
  • N, N, 2-trimethylpropionamide and N, N, N ′, N′-tetramethylurea have a relatively low boiling point among solvents capable of dissolving the monomer component and the polyamic acid.
  • a polyimide precursor composition containing a solvent (S) containing at least one selected from N, N, 2-trimethylpropionamide and N, N, N ′, N′-tetramethylurea is used.
  • S solvent
  • the solvent hardly remains in the polyimide film to be formed, and the resulting polyimide film is less likely to be lowered in tensile elongation.
  • N, N, 2-trimethylpropionamide and N, N, N ′, N′-tetramethylurea are SVHC (which are substances of concern in the REACH regulations in the EU (European Union). (Substance of Very High Concern, a substance of high concern).
  • the content of the compound represented by the formula (S1) in the solvent (S) is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the ratio of the compound represented by the formula (S1) to the mass of the solvent is typically preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, particularly preferably 90% by mass or more, and 100% by mass. Is most preferred.
  • the content of the solvent (S) in the polyimide precursor composition is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the content of the solvent (S) in the polyimide precursor composition is appropriately adjusted according to the solid content in the polyimide precursor composition. Solid content in a polyimide precursor composition is 1 mass% or more and 80 mass% or less, for example, 5 mass% or more and 70 mass% or less are preferable, and 10 mass% or more and 60 mass% or less are more preferable.
  • the polyimide precursor composition according to the present invention may contain other components in addition to the above components as long as the object of the present invention is not impaired.
  • other components include base generator components, polymerizable components such as monomers, surfactants, plasticizers, viscosity modifiers, antifoaming agents, and colorants.
  • the polyimide precursor composition according to the present invention includes one or more silicon-containing compounds selected from the group consisting of silicon-containing resins, silicon-containing resin precursors, and silane coupling agents. You may go out.
  • the silicon-containing resin include siloxane resin and polysilane.
  • the silicon-containing resin precursor include a silane compound that serves as a raw material monomer for a siloxane resin or polysilane.
  • the adhesion between the polyimide resin formed using the polyimide precursor composition or the polyimide precursor composition and the object to be coated is good. This effect is remarkable when the material of the coated body is glass. Since it can adhere to a to-be-coated body, the process margin of polyimide film formation improves. Further, when the polyimide precursor composition contains a silicon-containing compound, the UV laser exposure amount is increased in order to improve the releasability of the polyimide film from the coated body or the support during the UV laser peeling process described later. Even in this case, cloudiness and browning at the time of peeling are easily suppressed.
  • the silicon-containing compound is added to the polyimide precursor composition, and the amount of the silicon-containing compound used when adding the silicon-containing additive is determined by the polyimide film formed using the polyimide precursor composition. It is determined appropriately according to the application. For example, when the laser peeling process described later is not provided, it is preferable that the polyimide film and the support such as a substrate have a lower adhesiveness so that the polyimide film can be easily peeled from the support. In this case, it is preferable that the silicon-containing compound is not added to the polyimide precursor composition, or the addition amount of the silicon-containing compound to the polyimide precursor composition is small.
  • a silicon-containing composition is positively added to the polyimide precursor composition to improve the adhesion of the polyimide precursor composition to the film or the support of the polyimide film. Is preferred.
  • siloxane resin polysilane
  • silane coupling agent silane coupling agent
  • the siloxane resin is not particularly limited as long as it is a resin that is soluble in the solvent (S).
  • the siloxane resin may be a siloxane resin obtained by hydrolyzing and condensing a silane compound composition containing at least one silane compound selected from silane compounds described below.
  • siloxane resin for example, a siloxane resin obtained by hydrolytic condensation of at least one selected from silane compounds represented by the following formula (c1) is preferably used.
  • R c1 represents a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, an aryl group, or an aralkyl group
  • R c2 represents an alkyl group or a phenyl group
  • p represents an integer of 2 or more and 4 or less.
  • the alkyl group as R c1 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, and more preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. It is an alkyl group.
  • the alkenyl group as R c1 is preferably a linear or branched alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms, more preferably a linear or branched alkenyl group having 2 to 4 carbon atoms. It is.
  • R c1 is an aryl group or an aralkyl group
  • the aryl group contained in these groups is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • Preferable examples of the aryl group and the aralkyl group include groups represented by the following formulae.
  • R c3 is a hydrogen atom; a hydroxyl group; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group, or a propoxy group; a hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a propyl group.
  • R c3 ′ is an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group.
  • R c1 is an aryl group or an aralkyl group
  • R c1 is an aryl group or an aralkyl group
  • benzyl group phenethyl group, phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, biphenylyl group, fluorenyl group, pyrenyl group and the like.
  • the number of benzene rings contained in the aryl group or aralkyl group is preferably 1 or more and 3 or less.
  • the productivity of the siloxane resin is good, and the volatilization during firing is suppressed due to an increase in the degree of polymerization of the siloxane resin. For this reason, formation of a polyimide film is easy.
  • the aryl group or aralkyl group may have a hydroxyl group as a substituent.
  • the alkyl group as R c2 is preferably a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group as R c2 is particularly preferably 1 or 2 from the viewpoint of hydrolysis rate.
  • the silane compound (i) when p in the formula (c1) is 4 is represented by the following formula (c2).
  • R c4 , R c5 , R c6 and R c7 each independently represent the same alkyl group or phenyl group as R c2 above.
  • the silane compound (ii) when p in the formula (c1) is 3 is represented by the following formula (c3).
  • R c8 represents a hydrogen atom, the same alkyl group, aryl group or aralkyl group as R c1 above.
  • R c9 , R c10 , and R c11 each independently represent the same alkyl group or phenyl group as R c2 above.
  • the silane compound (iii) when p in the formula (c1) is 2 is represented by the following formula (c4).
  • R c12 and R c13 represent a hydrogen atom, the same alkyl group, aryl group or aralkyl group as R c1 above.
  • R c14 and R c15 each independently represent the same alkyl group or phenyl group as R c2 .
  • silane compound (i) examples include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane, tetrapentyloxysilane, tetraphenyloxysilane, trimethoxymonoethoxysilane, dimethoxydiethoxysilane, and triethoxy.
  • silane compound (ii) include Trimethoxysilane, triethoxysilane, tripropoxysilane, tripentyloxysilane, triphenyloxysilane, dimethoxymonoethoxysilane, diethoxymonomethoxysilane, dipropoxymonomethoxysilane, dipropoxymonoethoxysilane, dipentyloxylmonomethoxysilane , Dipentyloxymonoethoxysilane, dipentyloxymonopropoxysilane, diphenyloxylmonomethoxysilane, diphenyloxymonoethoxysilane, diphenyloxymonopropoxysilane, methoxyethoxypropoxysilane, monopropoxydimethoxysilane, monopropoxydiethoxysilane, monobutoxydimethoxy Silane, monopentyloxydiethoxysilane, monophenyloxydiethoxysilane, etc.
  • Hydrosilane compound Methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltripropoxysilane, methyltripentyloxysilane, methyltriphenyloxysilane, methylmonomethoxydiethoxysilane, methylmonomethoxydipropoxysilane, methylmonomethoxydipentyloxysilane, methylmono Methylsilane compounds such as methoxydiphenyloxysilane, methylmethoxyethoxypropoxysilane, and methylmonomethoxymonoethoxymonobutoxysilane; Ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, ethyltripropoxysilane, ethyltripentyloxysilane, ethyltriphenyloxysilane, ethylmonomethoxydiethoxysilane, ethylmonomethoxydipropoxy
  • silane compound (iii) include Dimethoxysilane, diethoxysilane, dipropoxysilane, dipentyloxysilane, diphenyloxysilane, methoxyethoxysilane, methoxypropoxysilane, methoxypentyloxysilane, methoxyphenyloxysilane, ethoxypropoxysilane, ethoxypentyloxysilane, and ethoxyphenyloxy Hydrosilane compounds such as silane; Methyldimethoxysilane, methylmethoxyethoxysilane, methyldiethoxysilane, methylmethoxypropoxysilane, methylmethoxypentyloxysilane, methylethoxypropoxysilane, methyldipropoxysilane, methyldipentyloxysilane, methyldiphenyloxysilane, methylmethoxyphenyloxysilane Methyl hydro
  • the silane compound represented, for example by a following formula (c5) may be sufficient.
  • R c20 O q R c18 3-q Si—R c17 —Si (OR c21 ) r R c19 3-r
  • R c17 represents a divalent polycyclic aromatic group.
  • R c18 and R c19 are monovalent groups directly connected to a silicon atom, and represent a hydrogen atom, an alkyl group, an alkenyl group, and an aryl group, as in R c1 in the above formula (c1), and are the same or different. It may be.
  • R c20 and R c21 represent a hydrogen atom, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, or a butyl group, and may be the same or different.
  • q and r are each independently an integer of 1 or more and 3 or less.
  • a polycyclic aromatic group is a group in which two or more rings containing two or more aromatic rings are condensed, two or more rings containing two or more aromatic rings are a single bond or a divalent linking group. May be groups bonded to each other.
  • the partial structure in the polycyclic aromatic group may include a non-aromatic ring.
  • Specific examples of the divalent linking group include an alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, —CO—, —CS—, —O—, —S—, —NH—, —N ⁇ N—, —CO.
  • the polycyclic aromatic group may be a hydrocarbon group and may contain one or more heteroatoms. Examples of heteroatoms include N, S, O, and P.
  • the number of rings contained in the polycyclic aromatic group is preferably an integer of 2 to 5, and more preferably an integer of 2 to 4.
  • the polycyclic aromatic group may have a substituent.
  • substituents examples include a hydroxyl group, an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, a halogen atom, a nitro group, an amino group, a cyano group, and 2 to 6 carbon atoms.
  • the following aliphatic acyl groups are exemplified.
  • alkoxy groups such as methoxy group, ethoxy group, butoxy group and propoxy group
  • alkyl groups such as methyl group, ethyl group, butyl group and propyl group are preferable.
  • the number of substituents is not particularly limited.
  • the number of substituents is typically preferably an integer of 1 to 6, and more preferably an integer of 1 to 3.
  • divalent polycyclic aromatic group examples include naphthalene, biphenyl, terphenyl, anthracene, phenanthrene, anthraquinone, pyrene, carbazole, N-methylcarbazole, N-ethylcarbazole, Nn-propylcarbazole, N -N-butylcarbazole, dibenzofuran, dibenzothiophene, dibenzothiophene-5,5-dioxide, fluorene, 9,9-dimethylfluorene, 9,9-diethylfluorene, 9,9-di-n-propylfluorene, 9,9 -Groups obtained by removing two hydrogen atoms bonded to an aromatic ring from a polycyclic aromatic compound selected from the group consisting of -di-n-butylfluorene and fluorenone.
  • a siloxane resin can be obtained by hydrolytic condensation of the silane compound described above according to a conventional method.
  • the mass average molecular weight of the siloxane resin is preferably 300 or more and 30000 or less, and more preferably 500 or more and 10,000 or less.
  • a siloxane resin having a mass average molecular weight within such a range is blended in the polyimide precursor composition, the film-forming property is excellent, and the peeling property of the polyimide film from the substrate is improved in the peeling step, and white turbidity is suppressed.
  • the polyimide film to be formed is laser peeled, the polyimide film is easily peeled off with lower energy.
  • siloxane resin obtained by hydrolytic condensation of the silane compound described above include a siloxane resin having a structural unit represented by the following formula (C-1).
  • the number of carbon atoms per one silicon atom is two or more.
  • R c22 is an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group
  • R c23 is hydrogen, an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group
  • s is 0 or 1.
  • the alkyl group, aryl group, or aralkyl group in R c22 and R c23 is the same as the alkyl group, aryl group, or aralkyl group in the aforementioned formula (c1).
  • the alkyl group is preferably an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an i-propyl group, an n-butyl group, and a tert-butyl group.
  • Examples of the aryl group and aralkyl group include benzyl group, phenethyl group, phenyl group, naphthyl group, anthracenyl group, phenanthryl group, biphenyl group, fluorenyl group, and pyrenyl group.
  • aryl group and aralkyl group specifically, a group having the following structure is preferable.
  • R c24 is a hydrogen atom; a hydroxyl group; an alkoxy group such as a methoxy group, an ethoxy group, a butoxy group, or a propoxy group; a hydrocarbon group such as a methyl group, an ethyl group, a butyl group, or a propyl group ; Is an alkylene group such as a methylene group, an ethylene group, a propylene group, or a butylene group.
  • the said aromatic hydrocarbon group should just have said Rc24 in the at least 1 aromatic ring in this aromatic hydrocarbon group, and may have multiple. In the case of having a plurality of R c24 s , these R c24s may be the same or different.
  • R c22 is a group having a structure represented by the following formula (R c22 -a) or (R c22 -b), and (R 22 -b) is particularly preferred.
  • s is preferably 0.
  • the siloxane resin has a silsesquioxane skeleton.
  • the siloxane resin is more preferably a ladder-type silsesquioxane.
  • the structural unit (unit skeleton) represented by the formula (C-1) preferably has an atomic ratio of 2 to 15 carbon atoms with respect to one silicon atom.
  • the siloxane resin may have two or more types of structural units represented by the formula (C-1).
  • a siloxane resin having different structural units represented by the formula (C-1) may be mixed.
  • the siloxane resin having two or more types of structural units represented by the formula (C-1) is specifically represented by structural units represented by the following formulas (C-1-1) to (C-1-3). Siloxane resin.
  • the polysilane is not particularly limited as long as it is soluble in the solvent (S), and the structure of the polysilane is not particularly limited.
  • the polysilane may be linear, branched, network, or cyclic, but a linear or branched chain structure is preferred.
  • Suitable polysilanes include, for example, at least one unit represented by the following formulas (C-2) and (C-3), and include the following formulas (C-4), (C-5) and (C And polysilane optionally containing at least one unit selected from units represented by C-6).
  • Such a polysilane essentially has a silanol group or an alkyl group bonded to a silicon atom.
  • R c26 and R c27 each represents a hydrogen atom, an organic group, or a silyl group.
  • R c28 represents a hydrogen atom or an alkyl group. When R c28 is an alkyl group, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms is preferable, and a methyl group and an ethyl group are more preferable.
  • the organic groups include hydrocarbon groups such as alkyl groups, alkenyl groups, cycloalkyl groups, cycloalkenyl groups, aryl groups, aralkyl groups, alkoxy groups, alkenyloxy groups, cycloalkoxy groups, cyclo An alkenyloxy group, an aryloxy group, an aralkyloxy group, etc. are mentioned. Among these groups, an alkyl group, an aryl group, and an aralkyl group are preferable.
  • Suitable examples of the alkyl group, the aryl group, and the aralkyl group are the same as those in the case where R c1 in the above formula (c1) is an alkyl group, an aryl group, or an aralkyl group.
  • R c26 and R c27 are silyl groups
  • examples of the silyl group include Si 1-10 silanyl groups (Si 1-6 silanyl group, etc.) such as silyl group, disiranyl group, and trisilanyl group.
  • the polysilane preferably contains the following units (C-7) to (C1-10).
  • a, b, and c are each preferably 10 or more and 500 or less, and more preferably 10 or more and 100 or less.
  • the structural unit in each unit may be included randomly in the unit or may be included in a block state.
  • polysilanes containing a combination of a silanol group, an alkyl group, an aryl group or an aralkyl group, each bonded to a silicon atom are preferred. More specifically, each is bonded to a silicon atom, a polysilane containing a combination of a silanol group, a methyl group, and a benzyl group, and each silanol group and a methyl group bonded to a silicon atom, A polysilane containing a combination with a phenyl group is preferably used.
  • the mass average molecular weight of the polysilane is preferably from 100 to 100,000, more preferably from 500 to 50,000, and particularly preferably from 1,000 to 30,000.
  • silane coupling agent binds or interacts with various components contained in the polyimide precursor composition via an alkoxy group and / or a reactive group bonded to a silicon atom, and a surface of a support such as a substrate. Or join. For this reason, the adhesiveness to the support bodies, such as a board
  • the silane coupling agent is not particularly limited.
  • Preferable examples of the silane coupling agent include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, n-butyltrimethoxy Monoalkyltrialkoxysilanes such as silane and n-butyltriethoxysilane; dialkyldialkoxysilanes such as dimethyldimethoxysilane and dimethyldiethoxysilane; monophenyltrialkoxysilanes such as phenyltrimethoxysilane and phenyltriethoxysilane; diphenyldimethoxy Diphenyl dialkoxysilanes such as silane and diphenyldiethoxysilane; monovinyltrialkoxysi
  • Amide group-containing trialkoxysilane is a reaction of amino group-containing trialkoxysilane with carboxylic acid, acid chloride, dicarboxylic acid anhydride, or tetracarboxylic acid anhydride, or contains carboxyl group, acid chloride group, or acid anhydride group Obtained by reaction of trialkoxysilane and amine.
  • an amide group-containing trialkoxy obtained by a reaction between an amino group-containing trialkoxysilane and a dicarboxylic acid anhydride or a tetracarboxylic acid anhydride, or obtained by a reaction between an acid anhydride group-containing trialkoxysilane and an amine.
  • Alkoxysilane is preferred.
  • examples of the amino group-containing tri (or di) alkoxysilane include the same compounds as the amino group-containing tri (or di) alkoxysilane described above.
  • dicarboxylic acid anhydride examples include succinic anhydride, cyclohexane dicarboxylic acid anhydride, 4-methyl-cyclohexane dicarboxylic acid anhydride, 5-methyl-cyclohexane dicarboxylic acid anhydride, bicycloheptane dicarboxylic acid anhydride, 7-oxabicyclo Heptanedicarboxylic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, adipic anhydride, phthalic anhydride, (3-trimethoxysilylpropyl) succinic anhydride, (3-tri And polybasic acid anhydrides such as ethoxysilylpropyl) succinic anhydride.
  • tetracarboxylic acid anhydride examples include pyromellitic dianhydride, 3,3 ′, 4,4′-biphenyltetracarboxylic dianhydride, and 2,3,3 ′, 4′-biphenyltetracarboxylic acid.
  • Acid dianhydride 2,2 ', 3,3'-biphenyltetracarboxylic dianhydride, p-phenylenebis (trimellitic acid monoester anhydride), 1,2,5,6-naphthalenetetracarboxylic acid Examples include dianhydrides, 2,3,6,7-naphthalenetetracarboxylic dianhydride, 3,3′-oxydiphthalic dianhydride, and 4,4′-oxydiphthalic dianhydride. These may be used alone or in combination of two or more.
  • examples of the acid anhydride group-containing trialkoxysilane include the same compounds as the acid anhydride group-containing trialkoxysilane described above.
  • examples of the amine include ammonia, methylamine, ethylamine, propylamine, isopropylamine, butylamine, tert-butylamine, pentylamine, hexylamine, 2-ethylhexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, undecylamine, dodecylamine Amine, tetradecylamine, hexadecylamine, 1-aminooctadecane, aniline, benzylamine, cyclopropylamine, cyclobutylamine, cyclopentylamine, cyclohexylamine, cycloheptylamine
  • the amide group-containing trialkoxysilane may be a compound obtained by reacting an acid dianhydride and an amino group-containing trialkoxysilane.
  • an acid dianhydride represented by the following formula is preferable.
  • R 19 represents a single bond, an oxygen atom, a sulfur atom, a carbonyl group, or an alkylene group having 1 to 5 carbon atoms.
  • the amino group-containing trialkoxysilane to be reacted with the acid dianhydride represented by the above formula is the same as the compounds mentioned for the amino group-containing trialkoxysilane.
  • Preferred specific examples of the reaction product are listed below.
  • amide group-containing trialkoxysilane 2- (3-trimethoxysilylpropyl) succinic acid monophenylamide, 3- (3-trimethoxysilylpropyl) succinic acid monophenylamide, 2- (3-triethoxysilyl) is preferable.
  • silane coupling agents amino group-containing trialkoxysilanes and ketimine silanes or amide bond-containing trialkoxysilanes whose amino groups are protected with aldehydes are preferred. These silane coupling agents may be used alone or in combination of two or more.
  • a compound represented by the following formula (c6) is also preferably used as a silane coupling agent.
  • R c29 is an alkoxy group
  • R c30 is an alkyl group
  • d is an integer of 1 to 3
  • R c31 is an alkylene group
  • Y is —NH—, —O -Or -S-
  • R c32 is a single bond or an alkylene group
  • X is a nitrogen-containing heteroaryl group which may have a substituent and may be monocyclic or polycyclic
  • the ring bonded to —Y—R c32 — is a nitrogen-containing 6-membered aromatic ring
  • —Y—R c32 — is bonded to the carbon atom in the nitrogen-containing 6-membered aromatic ring.
  • R c29 represents an alkoxy group.
  • the number of carbon atoms of the alkoxy group is preferably 1 or more and 6 or less, more preferably 1 or more and 4 or less, and particularly preferably 1 or 2 from the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent.
  • Preferred examples of R c29 include methoxy group, ethoxy group, n-propoxy group, isopropoxy group, n-butoxy group, isobutoxy group, sec-butoxy group, tert-butoxy group, n-pentyloxy group, and n A hexyloxy group.
  • these alkoxy groups a methoxy group and an ethoxy group are preferable.
  • the silanol group produced by hydrolysis of Rc29 which is an alkoxy group, reacts with the surface of the substrate, etc., so that the polyimide film formed using the polyimide precursor composition adheres to the surface of the support such as the substrate. Is easy to improve.
  • d is preferably 3 from the viewpoint of easily improving the adhesion of the polyimide film to the surface of a support such as a substrate.
  • R c30 represents an alkyl group.
  • the number of carbon atoms of the alkyl group is preferably 1 or more and 12 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 1 or 2 from the viewpoint of the reactivity of the silane coupling agent.
  • Specific examples of preferred R c30 include methyl group, ethyl group, n-propyl group, isopropyl group, n-butyl group, isobutyl group, sec-butyl group, tert-butyl group, n-pentyl group, and n-hexyl group. N-heptyl group, n-octyl group, n-nonyl group, n-decyl group, n-undecyl group, and n-dodecyl group.
  • R c31 represents an alkylene group.
  • the number of carbon atoms of the alkylene group is preferably 1 or more and 12 or less, more preferably 1 or more and 6 or less, and particularly preferably 2 or more and 4 or less.
  • R c31 include methylene group, 1,2-ethylene group, 1,1-ethylene group, propane-1,3-diyl group, propane-1,2-diyl group, propane-1,1- Diyl group, propane-2,2-diyl group, butane-1,4-diyl group, butane-1,3-diyl group, butane-1,2-diyl group, butane-1,1-diyl group, butane- 2,2-diyl group, butane-2,3-diyl group, pentane-1,5-diyl group, pentane-1,4-diyl group, hexane-1,6-diyl group, heptane-1,7- Examples include diyl group, octane-1,8-diyl group, nonane-1,9-diyl group, decane-1,10-diyl group, undecane-1,11-diyl
  • Y is —NH—, —O— or —S—, preferably —NH—. Since the bond represented by —CO—NH— is less susceptible to hydrolysis than the bond represented by —CO—O— or —CO—S—, the compound in which Y is —NH— When the polyimide precursor composition contained as a ring agent is used, a polyimide film having excellent adhesion to a support such as a substrate can be formed.
  • R c32 is a single bond or an alkylene group, and preferably a single bond.
  • a preferred example in the case where R c32 is an alkylene group is the same as R c31 .
  • X is a nitrogen-containing heteroaryl group which may have a substituent and may be monocyclic or polycyclic, and the ring bonded to —Y—R c32 — in X is a nitrogen-containing 6-membered aromatic ring; —Y—R c32 — is bonded to a carbon atom in the nitrogen-containing 6-membered aromatic ring.
  • the reason is unknown, but when a polyimide precursor composition containing such a compound having X as a silane coupling agent is used, a polyimide film having excellent adhesion to a support such as a substrate can be formed.
  • the heteroaryl group may be a group in which a plurality of single rings are condensed, or may be a group in which a plurality of single rings are bonded via a single bond.
  • the number of rings contained in the polycyclic heteroaryl group is preferably 1 or more and 3 or less.
  • the ring condensed or bonded to the nitrogen-containing 6-membered aromatic ring in X may or may not contain a hetero atom, and may be an aromatic ring or an aromatic ring. It does not have to be a ring.
  • Examples of the substituent that X which is a nitrogen-containing heteroaryl group may have include an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, an alkoxy group having 1 to 6 carbon atoms, and an alkyl group having 2 to 6 carbon atoms.
  • An acid group, a carboxyl group, a halogen atom, etc. are mentioned.
  • the number of substituents X has is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired.
  • the number of substituents X has is preferably 5 or less, more preferably 3 or less.
  • the plurality of substituents may be the same or different.
  • X examples include groups represented by the following formula.
  • a group of the following formula is more preferable as X.
  • the silicon-containing compounds described above may be used alone or in combination of two or more.
  • the content of the silicon-containing compound described above in the polyimide precursor composition is, for example, 0.01% by mass to 20% by mass, and 0.1% by mass to 20% by mass with respect to the solid content of the composition.
  • the content is preferably 0.5% by mass or more and 15% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 10% by mass or less.
  • the method for preparing the polyimide precursor composition is not particularly limited.
  • the resin precursor component (B) at least one selected from the group consisting of the above-mentioned various monomer components and polyamic acid, a solvent (S), an imidazole compound (A), and the above-described other components as necessary.
  • a polyimide resin precursor composition can be prepared by blending the components.
  • both a monomer component and a polyamic acid may be blended. Usually, it is sufficient to blend only the monomer component or only the polyamic acid. It is possible to synthesize a ring-forming polymer after blending a monomer component as the component (B) in that the molecular weight of the polyamic acid can be increased in the presence of the imidazole compound (A) as described later. preferable. Moreover, it is preferable to mix
  • the polyamic acid is preferably formed in the presence of the imidazole compound (A).
  • the resulting composition is also included.
  • the order of blending (adding) each component is not particularly limited.
  • the blending of the imidazole compound (A) may be before or after the blending of the resin precursor component (B), or may be simultaneous with the blending of the resin precursor component (B). .
  • the manufacturing method of the polyimide film which is the 2nd aspect of this invention is the coating process by forming the coating process which consists of a polyimide precursor composition which is the 1st aspect of this invention, and a coating film.
  • each step will be described.
  • the above-described polyimide precursor composition is applied to the surface of the object to be coated to form a coating film made of the polyimide precursor composition.
  • the coating method include a dipping method, a spray method, a bar coating method, a roll coating method, a spin coating method, a curtain coating method, and a die coating.
  • the thickness of the coating film is not particularly limited. Typically, the thickness of the coating film is, for example, from 0.1 ⁇ m to 1000 ⁇ m, preferably from 2 ⁇ m to 100 ⁇ m, and more preferably from 3 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the thickness of the coating film can be appropriately controlled by adjusting the coating method and the solid content concentration and viscosity of the polyimide precursor composition.
  • the film After forming the coating film, the film may be heated for the purpose of removing the solvent (S) in the coating film before moving to the ring closing step.
  • the heating temperature and the heating time are not particularly limited as long as the components contained in the polyimide precursor composition are not thermally deteriorated or decomposed.
  • the coating film may be heated under reduced pressure.
  • the polyamic acid derived from the resin precursor component (B) in the coating film is closed by heating the coating film formed in the forming step.
  • a monomer component is blended as the resin precursor component (B)
  • formation of a polyamic acid having a repeating unit represented by the following formula (b3) as a main component and an increase in the molecular weight proceed by heating. .
  • R b1 , R b2 , and R b3 are each independently one type selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, and a fluorine atom
  • R F1 is a divalent organic group having at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond
  • m represents an integer of 0 or more and 12 or less.
  • the polyamic acid formed from such a monomer component is subsequently closed in a ring closing step and changed to a polyimide resin.
  • a polyamic acid is blended as the resin precursor component (B)
  • the ring is similarly closed and changed to a polyimide resin.
  • the polyamic acid derived from the resin precursor component (B) is changed to a polyimide resin.
  • a film containing polyimide resin is formed.
  • the heating temperature is set to, for example, 100 ° C. or more and 500 ° C. or less, preferably 120 ° C. or more and 350 ° C. or less, more preferably 150 ° C. or more and 350 ° C. or less.
  • the atmosphere in the heated system may be an oxygen-containing atmosphere such as the air, or an inert atmosphere such as a nitrogen atmosphere, a reduced pressure, or a vacuum.
  • an inert atmosphere is preferable in terms of transparency of the polyimide film.
  • the oxygen concentration is preferably low, for example, 1000 ppm or less, preferably 300 ppm or less, more preferably 100 ppm or less, and even more preferably 10 ppm or less.
  • the resin precursor component (B) when heating the resin precursor component (B) at a high temperature, consumption of a large amount of energy and deterioration of the processing equipment over time at a high temperature may be promoted. For this reason, it is also preferable to heat the resin precursor component (B) at a lower temperature (sometimes referred to as “low temperature baking”).
  • the upper limit of the temperature at which the resin precursor component (B) is heated is, for example, 220 ° C. or less, preferably 200 ° C. or less, more preferably 180 ° C. or less, still more preferably 160 ° C. or less, and even more preferably 150 It can be made below °C. Even in the case of heating at such a relatively low temperature, in the present invention, the polyimide resin can be sufficiently generated by heating in a relatively short time.
  • the heating time depends on the composition, thickness, etc. of the coating film, but the lower limit is, for example, 0.5 hours, preferably 1 hour, more preferably 1.5 hours, and the upper limit is, for example, 4 hours, preferably
  • the heating time can be 3 hours, more preferably 2.5 hours, and the heating time can also be applied to heating at 130 ° C. to 150 ° C., typically 140 ° C., for example.
  • the heating rate depends on the heating method, the size, capacity and performance of the apparatus, but is 100 ° C./min or less, preferably 50 ° C./min or less, more preferably 20 ° C./min or less, more preferably 10 ° C./min. It is as follows.
  • the high molecular weight of the polyamic acid can be increased by low-temperature baking, and preferably the high molecular weight can be increased without significantly widening the molecular weight distribution.
  • the high molecular weight of the polyamic acid by low-temperature baking is suitable in that the high molecular weight of the formed polyamic acid is promoted particularly when a monomer component is blended as the resin precursor component (B).
  • the imidazole compound (A) usually remains. For this reason, the high molecular weight of polyamic acid advances by the effect
  • the polyimide precursor composition of the present invention contains the imidazole compound (A), the polyimide film is superior in tensile strength and elongation at break than conventional polyimide films even by heating at such a relatively low temperature. Can be obtained.
  • the imidazole compound (A) is considered to act as a catalyst.
  • the resulting polyimide film is considered to be excellent in mechanical properties because of excellent tensile elongation.
  • the heating of the coating film is also referred to as stepwise heating (“step baking”) in which heating at a temperature higher than the heating temperature in low temperature baking (sometimes referred to as “high temperature baking”) is performed after low temperature baking. ) May be performed.
  • the high temperature baking can be set to, for example, 500 ° C. or less, preferably 450 ° C. or less, more preferably 420 ° C. or less, and further preferably 400 ° C. or less as the upper limit of the heating temperature. , Preferably 250 ° C. or higher, more preferably 300 ° C. or higher, further preferably 350 ° C. or higher, and even more preferably 380 ° C. or higher.
  • the heating time in the high-temperature baking depends on the composition and thickness of the coating film, but the lower limit is, for example, 10 minutes or longer, preferably about 20 minutes or longer, and may be 1 hour or longer as necessary.
  • the heating time can be, for example, 4 hours, preferably 3 hours, more preferably 2.5 hours, and the heating time is also applied when heating at, for example, 390 ° C. to 410 ° C., typically 400 ° C. be able to.
  • the cooling method after high-temperature baking may be either natural cooling or forced cooling, may be directly cooled with air, nitrogen or a mixture of air and nitrogen with adjusted oxygen concentration, or indirectly cooled with cooling water or air. May be.
  • a nitrogen or air-nitrogen mixture having a low oxygen concentration In order to obtain a polyimide film with excellent transparency, it is preferable to use a nitrogen or air-nitrogen mixture having a low oxygen concentration.
  • the air or oxygen concentration May be cooled using a high air nitrogen mixture.
  • the cooling rate may be small when nitrogen or an air-nitrogen mixture having a low oxygen concentration is used, and is 100 ° C./min or less, preferably 50 It is 10 ° C./min or less, more preferably 5 ° C./min or less.
  • the imidazole compound (A) may remain in the film.
  • the imidazole compound (A) may be decomposed and further sublimated by high-temperature baking, so that the imidazole compound (A) substantially remains in the film. Absent. Even in a polyimide film formed by baking at a high temperature, a decomposition product (for example, the following formula (1′-2)) from the component (A) reacts with the component (B), and the polyamic acid is closed. It may be contained in the permanent film by bonding with a part of the resulting polyimide resin.
  • the polyimide film produced by the second aspect, the permanent film of the third aspect, and the polyimide film of the fourth or fifth aspect contain the component (A), the imide ring and / or the oxazole ring
  • bonds with a part of containing polymer shall also be included.
  • R 1 to R 4 are the same as R 1 to R 4 , and n is an integer of 0 or more and 3 or less.
  • low temperature baking may be omitted.
  • the high molecular weight of the polyamic acid can be advanced in the presence of the imidazole compound (A), so that it is sufficiently high without performing low-temperature baking.
  • a molecular weight polyimide resin can be obtained.
  • the conversion to the polyimide resin can be performed to a degree sufficient to solve the problems of the present invention even by low-temperature baking.
  • the ring-closing reaction can be substantially completed by substantially eliminating the unclosed structure.
  • a part of the unclosed ring structure may remain after low-temperature baking.
  • the ring closure reaction can be substantially completed.
  • a polyimide film obtained using the polyimide precursor composition according to the present invention may be peeled off using a UV laser or the like.
  • the polyimide film obtained using the polyimide precursor composition according to the present invention is a film containing a polyimide resin excellent in transparency and mechanical properties such as tensile strength. Therefore, such a polyimide film is suitable for applications that require excellent tensile strength, for example.
  • Such applications include, for example, electronic circuit board members, semiconductor devices, lithium ion battery members, solar cell members, fuel cell members, gas separation membrane members, motor windings, engine peripheral members, paints, optical components, heat dissipation bases and Examples include electromagnetic shielding base materials, adhesives and sealants in surge parts, insulating materials, substrate materials, protective materials, etc., and can be used as an alternative to glass used in display materials, for example, In addition to automobile reflectors, it is also suitable for flexible films for displays, low moisture permeable membranes, and the like.
  • the permanent film of the third aspect of the present invention contains the above-mentioned imidazole compound (A) and a polyimide resin in which a polyamic acid mainly composed of the repeating unit represented by the above formula (b3) is closed.
  • the permanent film is a film formed on or between parts constituting a product, and is a generic name for films that remain even after the product is completed.
  • the permanent film can be suitably obtained by the method for producing a polyimide film according to the second aspect of the present invention described above.
  • the permanent film of the present invention contains an imidazole compound (A) and is excellent in tensile strength and elongation at break even if it is a film formed at a relatively low temperature.
  • the permanent film of the present invention can be used, for example, as a permanent film for a liquid crystal element or an organic EL element, and is suitable as a permanent film for an organic EL element.
  • a permanent film an insulating film, a planarizing film, or the like is preferable.
  • a fourth aspect of the present invention relates to a polyimide film obtained using the polyimide precursor composition of the first aspect.
  • the polyimide film of the fourth aspect is not limited to a film used as a permanent film.
  • the method for producing the polyimide film of the fourth aspect is not particularly limited as long as it is a method using the polyimide precursor composition of the first aspect.
  • the polyimide film of the fourth aspect is preferably produced by the method for producing a polyimide film according to the second aspect.
  • the thickness direction retardation (Rth) measured at a wavelength of 590 nm has a thickness of 10 ⁇ m. It is preferably a polyimide film (polyimide film) of ⁇ 1000 nm to 1000 nm (more preferably ⁇ 500 nm to 500 nm, more preferably ⁇ 250 nm to 250 nm).
  • the “retardation in the thickness direction (Rth)” of the polyimide film of the fourth aspect is the refractive index (589 nm) of each polyimide film measured as described below, using the product name “AxoScan” manufactured by AXOMETRICS as a measuring device. ) Is input to the measuring device, and the retardation in the thickness direction of the polyimide film is measured using light with a wavelength of 590 nm under the conditions of temperature: 25 ° C. and humidity: 40%. Based on the measured value of retardation (measured value by automatic measurement (automatic calculation) of the measuring device), it can be obtained by converting into a retardation value per 10 ⁇ m of film thickness.
  • the size of the polyimide film of the measurement sample is not particularly limited as long as it is larger than the photometric part ( ⁇ diameter: about 1 cm) of the stage of the measuring instrument.
  • the length is 76 mm
  • the width is 52 mm
  • the thickness is 13 ⁇ m. It is preferable.
  • the value of “refractive index of the polyimide film (589 nm)” used for the measurement of retardation (Rth) in the thickness direction is an unstretched film made of the same type of polyimide as the polyimide forming the polyimide film to be measured for retardation. After the film is formed, the unstretched film is used as a measurement sample (in the case where the film to be measured is an unstretched film, the film can be used as it is as a measurement sample).
  • a refractive index measuring device (trade name “NAR-1T SOLID” manufactured by Atago Co., Ltd.) as a measuring device, using a light source of 589 nm, at a temperature condition of 23 ° C., in the in-plane direction (thickness direction and Can be obtained by measuring the refractive index for light of 589 nm in the vertical direction. Since the measurement sample is unstretched, the refractive index in the in-plane direction of the film is constant in any direction in the plane, and by measuring the refractive index, the intrinsic refractive index of the polyimide can be measured.
  • the intrinsic refractive index (589 nm) of polyimide is measured using an unstretched film, and the obtained measurement value is used for the measurement of retardation (Rth) in the thickness direction described above.
  • the size of the polyimide film of the measurement sample is not particularly limited as long as it is a size that can be used in the refractive index measurement device, and may be 1 cm square (1 cm in length and width) and 13 ⁇ m in thickness.
  • a fifth aspect of the present invention is a polyimide film containing the above-mentioned imidazole compound (A) and a polyimide resin in which a polyamic acid composed of a repeating unit represented by the above formula (b2) is closed.
  • the polyimide film of the fifth aspect is not limited to a film used as a permanent film.
  • the method for producing the polyimide film of the fifth aspect is not particularly limited as long as the polyimide film contains a predetermined component.
  • the polyimide film of the fifth aspect typically includes a polyamic acid composed of a repeating unit represented by the above-described formula (b2), or a resin precursor component selected so that the polyamic acid is generated ( Using the polyimide precursor composition of the first aspect containing B), it is produced by the method for producing a polyimide film according to the second aspect.
  • Example 1 ⁇ Preparation of tetracarboxylic dianhydride> According to the method described in Synthesis Example 1, Example 1 and Example 2 of International Publication No. 2011/099518, tetracarboxylic dianhydride (CpODA: norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclohexane represented by the following formula: Pentanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′ -norbornane-5,5 ′′, 6,6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride) was prepared.
  • CpODA norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclohexane represented by the following formula: Pentanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′ -norbornane-5,5 ′′, 6,6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride
  • a polyimide precursor composition obtained as described above on a glass substrate (large slide glass, trade name “S9213” manufactured by Matsunami Glass Industry Co., Ltd., length: 76 mm, width 52 mm, thickness 1.3 mm), The coating film was formed by spin coating so that the thickness of the coating film after heat curing was 13 ⁇ m.
  • the glass substrate on which the coating film was formed was placed on a hot plate at 60 ° C. and allowed to stand for 2 hours, and the solvent was removed from the coating film by evaporation. After removing the solvent, the glass substrate on which the coating film was formed was put into an inert oven in which nitrogen was flowing at a flow rate of 3 L / min.
  • the obtained polyimide-coated glass was immersed in hot water at 90 ° C., and the polyimide film was peeled off from the glass substrate to obtain a polyimide film (76 mm long, 52 mm wide, 13 ⁇ m thick film).
  • the coefficient of thermal expansion of the polyimide film is desirably 20 ppm / K or less.
  • a thermal expansion coefficient exceeds the upper limit, peeling is likely to occur due to thermal history when combined with a metal or an inorganic material having a thermal expansion coefficient range of 5 ppm / K or more and 20 ppm / K or less.
  • such a polyimide film has a coefficient of thermal expansion of ⁇ 20 ppm / from the viewpoint of sufficiently suppressing the occurrence of peeling due to thermal history and further improving the dimensional stability.
  • thermo expansion coefficient it is more preferably K or more and 20 ppm / K or less, and further preferably 0 ppm / K or more and 15 ppm / K or less.
  • a thermal expansion coefficient is less than the lower limit, peeling or curling tends to occur easily.
  • the following values are employ
  • thermomechanical analyzer (trade name “TMA8310” manufactured by Rigaku) was used as a measuring device, under a nitrogen atmosphere, in a tensile mode (49 mN), ascending.
  • required in this way is employ
  • tensile strength (unit: MPa) and elongation at break (unit:%) of the polyimide film (thickness: 13 ⁇ m) were measured according to the following method.
  • the size of the polyimide film is 75 mm long, the distance between tabs is 57 mm, the length of the parallel part is 30 mm, the radius of the shoulder is 30 mm, Width: 10 mm, width of central parallel part: 5 mm, thickness: 13 ⁇ m, dumbbell-shaped test piece (except for the thickness of 13 ⁇ m, in accordance with the standard of JIS K7139 type A22 (scale test piece)) Were prepared as measurement samples. Next, using a Tensilon type universal testing machine (model number “UCT-10T” manufactured by A & D Co., Ltd.), the width between the gripping tools is 57 mm and the width of the gripping part is 10 mm (full width at the end).
  • a tensile test is performed by pulling the measurement sample under the conditions of load full scale: 0.05 kN, test speed: 1 mm / min to 300 mm / min, and the value of tensile strength is obtained. It was.
  • the above test is a test based on JIS K7162 (issued in 1994). The case where the value of the tensile strength was 100 MPa or more was judged as ⁇ , and the case where it was less than 100 MPa was judged as x.
  • Tg glass transition temperature
  • the value of total light transmittance (unit:%) and haze (turbidity: HAZE) were measured using JIS K7361 using the product name “Haze Meter NDH-5000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. as a measuring device. 1 (issued in 1997).
  • the value of yellowness (YI) is obtained by performing measurement in accordance with ASTM E313-05 (issued in 2005) using a product name “Spectral Color Meter SD6000” manufactured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. as a measuring device. Asked.
  • the refractive index (refractive index with respect to light of 589 nm) of the polyimide film is 1 cm square (vertical and horizontal 1 cm) from the polyimide film (unstretched film) produced in the same manner as the method employed in each example and each comparative example.
  • a film having a thickness of 13 ⁇ m was cut out and used as a measurement sample, a refractive index measurement device (trade name “NAR-1T SOLID” manufactured by Atago Co., Ltd.) was used as a measurement device, a 589 nm light source was used, and a temperature condition of 23 ° C.
  • the refractive index (inherent refractive index of polyimide) in the in-plane direction (direction perpendicular to the thickness direction) with respect to 589 nm light was measured.
  • Examples 2 to 11 and Comparative Example 1 In Examples 2 to 9, it is possible to use the diamine component (B-1) which is equimolar to DABAN used in Example 1 and contains the diamine compound of the type and molar ratio (mol%) shown in Table 1. Otherwise, a polyimide precursor composition was obtained in the same manner as in Example 1. That is, the mass of imidazole compound A1 described in Table 2 with respect to a total of 100 parts by mass of the solution of the polyamic acid obtained by the same method as described in “Preparation of polyamic acid” and the solvent described in Table 2. Part was added.
  • Example 10 and Example 11 the tetracarboxylic dianhydride containing tetracarboxylic dianhydride having the type and molar ratio (mol%) shown in Table 1 is equimolar to CpODA used in Example 1.
  • B-1 diamine component that is equimolar to DABAN used in Example 1 and contains a diamine compound of the type and molar ratio (mol%) shown in Table 1. Otherwise, a polyimide precursor composition was obtained in the same manner as in Example 1.
  • Comparative Example 1 a polyimide precursor composition was obtained in the same manner as in Example 1 except that the imidazole compound as the component (A) was not used.
  • a polyimide film was formed in the same manner as in Example 1 using the polyimide precursor composition of each Example and Comparative Example. About the obtained polyimide film, like Example 1, thermal expansion coefficient, tensile strength, glass transition temperature of polyimide resin, total light transmittance, haze (turbidity), yellowness (YI), Thickness direction retardation (Rth) was measured. These evaluation results are shown in Table 2.
  • tetracarboxylic dianhydride in Table 1 is as follows.
  • CpODA Norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ ′-spiro-2 ′′ -norbornane-5,5 ′′, 6,6 ′′ -tetracarboxylic dianhydride
  • 6FDA 4,4′- (2,2-hexafluoroisopropylidene) diphthalic anhydride
  • DSDA 3,3 ′, 4,4′-diphenylsulfone tetracarboxylic dianhydride
  • PMDA pyromellitic anhydride BPDA: 3,3 ′, 4 4′-Biphenyltetracarboxylic dianhydride
  • diamine compounds in Table 1 are as follows.
  • 3ATFMB N, N′-di (3-aminophenylcarbonyl) -2,2′-ditrifluoromethyl-4,4′-diaminobiphenyl
  • FDA 9,9-bis (4-aminophenyl) fluorene
  • 4,4 ′ -DDS 4,4'-diaminodiphenyl sulfone
  • 3'-DDS 3,3'-diaminodiphenyl sulfone
  • TFMB 2,2'-bis (trifluoromethyl) -4,4'-diaminobiphenyl
  • the imidazole compound having a predetermined structure represented by the formula (1) is included as the component (A), and at least one bond selected from a sulfone bond, a carboxylic acid ester bond, and a carboxylic acid amide bond
  • a polyimide film having high total light transmittance (transparency) and good tensile strength is formed.
  • the polyimide precursor composition does not contain the imidazole compound having the predetermined structure represented by the formula (1) as the component (A), a polyimide film excellent in transparency and tensile strength is formed. It is difficult to do.

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Abstract

透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む膜を与える、ポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物を用いるポリイミド膜の製造方法と、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む永久膜とを提供すること。 所定の構造のジアミン化合物と、所定の構造の脂環式テトラカルボン酸二無水物とを含むモノマー成分、及び、所定の構造の脂環式骨格を含むポリアミド酸から選択される、樹脂前駆体成分(B)と、所定の構造のイミダゾール化合物(A)と、溶剤(S)とを配合したポリイミド前駆体組成物を用いる。

Description

ポリイミド前駆体組成物
 本発明は、ポリイミド樹脂の前駆体成分を含有するポリイミド前駆体組成物、当該ポリイミド前駆体組成物を用いるポリイミド膜の製造方法、及び永久膜に関する。
 ポリイミド樹脂は、優れた耐熱性、機械的強度、及び絶縁性や、低誘電率等の特性を有する。このため、ポリイミド樹脂は、種々の素子や、多層配線基板等の電子基板のような電気・電子部品において、絶縁材や保護材として広く使用されている。
 また、優れた機械的特性や耐熱性を有することから、従来から宇宙・航空用途等の先端産業において、全芳香族ポリイミド(例えば、商品名「カプトン」)が使用されている。このような全芳香族ポリイミドは、芳香族テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの反応により合成される。例えば、前述のカプトンについては、その耐熱性(ガラス転移温度(Tg):410℃)が、耐熱性高分子の中でも最高クラスであることが知られている(非特許文献1を参照)。
 しかしながら、このような全芳香族ポリイミドは、芳香環系のテトラカルボン酸二無水物ユニットと芳香環系のジアミンユニットとの間で電荷移動(CT)に起因して、褐色を呈する。このため、全芳香族ポリイミドの透明性が必要とされる光学用途等の用途への適用は困難であった。
 そのため、光学用途等に使用可能なポリイミドを製造するために、CTが生じることがなく光透過性が高い脂環式のポリイミドの研究が進められてきた。
 このような脂環式ポリイミドとしては、脂環式テトラカルボン酸二無水物と脂環式ジアミンとの反応により得られる樹脂、脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとの反応により得られる樹脂、及び芳香族テトラカルボン酸二無水物と脂環式ジアミンとの反応により得られる樹脂の3種が挙げられる。
 しかしながら、このような脂環式ポリイミドの中でも脂環式ジアミンを用いて得られるポリイミドは、高分子量化が困難であった。脂環式ジアミンの塩基性は、芳香族ジアミンの塩基性よりも100倍以上高い。このため、脂肪族ジアミンと芳香族ジアミンとは、重合挙動が全く異なる。その結果、脂肪族ジアミンを用いる場合、重合時の生成した塩の沈殿により、高分子量化が進行しにくい。
 一方、脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを組み合わせて得られる脂環式ポリイミドは、一般的な全芳香族ポリイミドの合成手法がそのまま適用できるため、高分子量化が容易である。そのため、近年では、脂環式ポリイミドの中でも、脂環式テトラカルボン酸二無水物と芳香族ジアミンとを組み合わせて得られる脂環式ポリイミドが注目されている。そして、単環式、ビシクロ環式、トリシクロ環式、テトラシクロ環式又はスピロ環式の脂環式テトラカルボン酸二無水物を用いた脂環式ポリイミドが検討されてきた。
エンジニアリングプラスチック、共立出版、1987年発行、p88 Macromolecules、27巻、1994年発行、p1117
 しかし、脂環式ポリイミドからなる膜を形成する場合は、透明性に優れる膜が得られる一方で、引張強度等の機械的特性が良好な膜を得にくい問題があった。引張強度等の機械的特性は、膜において重要な機械的特性である。
 このため、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好な脂環式ポリイミド樹脂を含む膜を与える、ポリイミド前駆体組成物が求められている。
 本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む膜を与える、ポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物を用いるポリイミド膜の製造方法と、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む永久膜とを提供することを目的とする。
 本発明者らは、所定の構造のジアミン化合物と、所定の構造の脂環式テトラカルボン酸二無水物とを含むモノマー成分、及び、所定の構造の脂環式骨格を含むポリアミド酸から選択される、樹脂前駆体成分(B)と、所定の構造のイミダゾール化合物(A)と、溶剤(S)とを配合したポリイミド前駆体組成物を用いることにより上記の課題が解決されることを見出し、本発明を完成するに至った。具体的には、本発明は以下のものを提供する。
 本発明の第一の態様は、イミダゾール化合物(A)と、樹脂前駆体成分(B)と、溶剤(S)とを含有し、
 イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014
(式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
で表される化合物であり、
 樹脂前駆体成分(B)が、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に1つ以上有するジアミン化合物(B-Ia)を含むジアミン成分(B-I)と、下記式(b2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015
(式(b2)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種を示し、mは0以上12以下の整数を示す。)
で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類(B-II)とを含有するモノマー成分、及び下記式(b3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(B-III)からなる群より選択される少なくとも1つである、ポリイミド前駆体組成物である。
 本発明の第二の態様は、第一の態様にかかるポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成する形成工程と、
 塗膜を加熱することにより塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる閉環工程と、を含む、ポリイミド膜の製造方法である。
 本発明の第三の態様は、イミダゾール化合物(A)と、ポリイミド樹脂と、を含み、
 イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
(式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
で表される化合物であり、
 ポリイミド樹脂が、下記式(b3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸(B-III)が閉環した樹脂である、永久膜である。
 本発明の第四の態様は、第一の態様にかかるポリイミド前駆体組成物を硬化させてなるポリイミド膜である。
 本発明の第五の態様は、イミダゾール化合物(A)と、ポリイミド樹脂と、を含み、
 イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
(式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
で表される化合物であり、
 ポリイミド樹脂が下記式(b3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸(B-III)が閉環した樹脂である、ポリイミド膜である。
 本発明によれば、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む膜を与える、ポリイミド前駆体組成物と、当該ポリイミド前駆体組成物を用いるポリイミド膜の製造方法と、透明性に優れ、引張強度等の機械的特性が良好であり、且つ脂環式ポリイミド樹脂を含む永久膜とを提供することができる。
≪ポリイミド前駆体組成物≫
 本発明の第一の態様であるポリイミド前駆体組成物は、イミダゾール化合物(A)と、樹脂前駆体成分(B)と、溶剤(S)とを含有する。
 以下、ポリイミド前駆体組成物に含まれる、必須又は任意の成分について順に説明する。
<イミダゾール化合物(A)>
 イミダゾール化合物(A)は、下記式(0)で表される。ポリイミド前駆体組成物が、イミダゾール化合物(A)を含有することにより、ポリイミド前駆体組成物を用いて、透明性及び引張強度等の機械的特性に優れるポリイミド膜を形成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021
(式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基を示す。Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
 式(0)中、Rは、置換基を有してもよい芳香族基である。置換基を有してもよい芳香族基は、置換基を有してもよい芳香族炭化水素基でもよく、置換基を有してもよい芳香族複素環基でもよい。
 芳香族炭化水素基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族炭化水素基は、単環式の芳香族基であってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が縮合して形成された基であってもよく、2以上の芳香族炭化水素基が単結合により結合して形成された基であってもよい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、フェナンスレニル基が好ましい。
 芳香族複素環基の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。芳香族複素環基は、単環式基であってもよく、多環式基であってもよい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましい。
 フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有してもよい置換基としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、及び有機基が挙げられる。フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が複数の置換基を有する場合、当該複数の置換基は、同一であっても異なっていてもよい。
 芳香族基が有する置換基が有機基である場合、当該有機基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、及びアラルキル基等が挙げられる。この有機基は、該有機基中にヘテロ原子等の炭化水素基以外の結合や置換基を含んでいてもよい。また、この有機基は、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれでもよい。この有機基は、通常は1価であるが、環状構造を形成する場合等には、2価以上の有機基となり得る。
 芳香族基が隣接する炭素原子上に置換基を有する場合、隣接する炭素原子上に結合する2つの置換基はそれが結合して環状構造を形成してもよい。環状構造としては、脂肪族炭化水素環や、ヘテロ原子を含む脂肪族環が挙げられる。
 芳香族基が有する置換基が有機基である場合に、当該有機基に含まれる結合は本発明の効果が損なわれない限り特に限定されない。当該有機基は、酸素原子、窒素原子、珪素原子等のヘテロ原子を含む結合を含んでいてもよい。ヘテロ原子を含む結合の具体例としては、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、カルボン酸エステル結合、カルボン酸アミド結合、ウレタン結合、イミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:Rは水素原子又は有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合、アゾ結合等が挙げられる。
 有機基が有してもよいヘテロ原子を含む結合としては、式(0)で表される化合物の耐熱性の観点から、エーテル結合、チオエーテル結合、カルボニル結合、チオカルボニル結合、カルボン酸エステル結合、カルボン酸アミド結合、アミノ結合(-NR-:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)ウレタン結合、イミノ結合(-N=C(-R)-、-C(=NR)-:Rは水素原子又は1価の有機基を示す)、カーボネート結合、スルホニル結合、スルフィニル結合が好ましい。
 有機基が炭化水素基以外の置換基である場合、炭化水素基以外の置換基の種類は本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。炭化水素基以外の置換基の具体例としては、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シアノ基、イソシアノ基、シアナト基、イソシアナト基、チオシアナト基、イソチオシアナト基、シリル基、シラノール基、アルコキシ基、アルコキシカルボニル基、アミノ基、モノアルキルアミノ基、ジアルキルアルミ基、モノアリールアミノ基、ジアリールアミノ基、カルバモイル基、チオカルバモイル基、ニトロ基、ニトロソ基、カルボキシラート基、アシル基、アシルオキシ基、スルフィノ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、アルキルエーテル基、アルケニルエーテル基、アルキルチオエーテル基、アルケニルチオエーテル基、アリールエーテル基、アリールチオエーテル基等が挙げられる。上記置換基に含まれる水素原子は、炭化水素基によって置換されていてもよい。また、上記置換基に含まれる炭化水素基は、直鎖状、分岐鎖状、及び環状のいずれでもよい。
 フェニル基、多環芳香族炭化水素基、又は芳香族複素環基が有する置換基としては、炭素原子数1以上12以下のアルキル基、炭素原子数1以上12以下のアリール基、炭素原子数1以上12以下のアルコキシ基、炭素原子数1以上12以下のアリールオキシ基、炭素原子数1以上12以下のアリールアミノ基、及びハロゲン原子が好ましい。
 Rとしては、本発明の効果の点で、それぞれ置換基を有してもよいフェニル基、フリル基、チエニル基が好ましい。
 式(0)中、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基を示す。R30が炭素原子数1以上40以下の1価の置換基となる場合、R30の1価の置換基としては、特に限定されないが、置換基を有してもよい炭素原子数1以上40以下のアルキル基、又は置換基を有してもよい炭素原子数4以上40以下のπ共役基が挙げられる。これらのアルキル基又はπ共役基が有していてもよい置換基としては、カルボキシ基、アルキルオキシカルボニル基、アルキル基、アリール基、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基等が挙げられる。R30としては、置換基を有していてもよいアルキル基が好ましく、下記式(0-1)で表される1価の基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022
(式(0-1)中、Rは水素原子又はアルキル基であり、Rは、置換基を有してもよいアルキレン基である。*は結合手である。)
 式(0-1)中、Rは水素原子又はアルキル基である。Rがアルキル基である場合、当該アルキル基は、直鎖アルキル基であっても、分岐鎖アルキル基であってもよい。当該アルキル基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上20以下が好ましく、1以上10以下がより好ましく、1以上5以下が特に好ましい。
 Rとして好適なアルキル基の具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、イソペンチル基、tert-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、2-エチル-n-ヘキシル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、n-ドデシル基、n-トリデシル基、n-テトラデシル基、n-ペンタデシル基、n-ヘキサデシル基、n-ヘプタデシル基、n-オクタデシル基、n-ノナデシル基、及びn-イコシル基が挙げられる。
 式(0-1)中、Rは、置換基を有してもよいアルキレン基である。アルキレン基が有していてもよい置換基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。アルキレン基が有していてもよい置換基の具体例としては、水酸基、アルコキシ基、アミノ基、シアノ基、及びハロゲン原子等が挙げられる。アルキレン基は、直鎖アルキレン基であっても、分岐鎖アルキレン基であってもよく、直鎖アルキレン基が好ましい。アルキレン基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上20以下が好ましく、1以上10以下がより好ましく、1以上5以下がさらに好ましく、メチレン基が特に好ましい。なお、アルキレン基の炭素原子数には、アルキレン基に結合する置換基の炭素原子を含まない。
 アルキレン基に結合する置換基としてのアルコキシ基は、直鎖アルコキシ基であっても、分岐鎖アルコキシ基であってもよい。置換基としてのアルコキシ基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上10以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、1以上3以下が特に好ましい。
 アルキレン基に結合する置換基としてのアミノ基は、モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基は、直鎖アルキル基であっても分岐鎖アルキル基であってもよい。モノアルキルアミノ基又はジアルキルアミノ基に含まれるアルキル基の炭素原子数は特に限定されないが、1以上10以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、1以上3以下が特に好ましい。
 Rとして好適なアルキレン基の具体例としては、メチレン基、エタン-1,2-ジイル基、n-プロパン-1,3-ジイル基、n-プロパン-2,2-ジイル基、n-ブタン-1,4-ジイル基、n-ペンタン-1,5-ジイル基、n-ヘキサン-1,6-ジイル基、n-ヘプタン-1,7-ジイル基、n-オクタン-1,8-ジイル基、n-ノナン-1,9-ジイル基、n-デカン-1,10-ジイル基、n-ウンデカン-1,11-ジイル基、n-ドデカン-1,12-ジイル基、n-トリデカン-1,13-ジイル基、n-テトラデカン-1,14-ジイル基、n-ペンタデカン-1,15-ジイル基、n-ヘキサデカン-1,16-ジイル基、n-ヘプタデカン-1,17-ジイル基、n-オクタデカン-1,18-ジイル基、n-ノナデカン-1,19-ジイル基、及びn-イコサン-1,20-ジイル基が挙げられる。
 式(0)中、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。nが2又は3である場合、複数のRは、それぞれ同一であっても異なっていてもよい。
 Rが有機基である場合、当該有機基は、Rについて、芳香族基が置換基として有していてもよい有機基と同様である。
 Rが有機基である場合、有機基としては、アルキル基、芳香族炭化水素基、及び芳香族複素環基が好ましい。アルキル基としては、炭素原子数1以上8以下の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、及びイソプロピル基がより好ましい。芳香族炭化水素基としては、フェニル基、ナフチル基、ビフェニリル基、アンスリル基、及びフェナンスレニル基が好ましく、フェニル基、及びナフチル基がより好ましく、フェニル基が特に好ましい。芳香族複素環基としては、ピリジル基、フリル基、チエニル基、イミダゾリル基、ピラゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾチアゾリル基、及びベンゾイミダゾリル基が好ましく、フリル基、及びチエニル基がより好ましい。
 Rがアルキル基である場合、アルキル基のイミダゾール環上での結合位置は、2位、4位、5位のいずれも好ましく、2位がより好ましい。Rが芳香族炭化水素基及び芳香族複素環基である場合、これらの基のイミダゾール上での結合位置は、2位が好ましい。
 上記式(0)で表される化合物の中では、本発明の効果に優れる点から、下記式(0-1-1)で表される化合物が好ましく、式(0-1-1)で表され、R30が上記式(0-1)である化合物がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
(式(0-1-1)中、R30、R、及びnは、式(0)と同様であり、R、R、R、R、及びRは、それぞれ独立に、水素原子、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、又は有機基である。)
 式(0-1-1)中、R、R、R、R、及びRのうち少なくとも1つは水素原子以外の基であることが好ましい。溶剤溶解性等の点で好ましい。
 R、R、R、R、及びRが有機基である場合、当該有機基は、式(0)におけるRが置換基として有する有機基と同様である。R、R、R、及びRは、イミダゾール化合物の溶媒に対する溶解性の点から水素原子であるのが好ましい。
 中でも、R、R、R、R、及びRのうち少なくとも1つは、下記置換基であることが好ましく、Rが下記置換基であるのが特に好ましい。Rが下記置換基である場合、R、R、R、及びRは水素原子であるのが好ましい。
 -O-R10
(R10は水素原子又は有機基である。)
 R10が有機基である場合、当該有機基は、式(0)におけるRが置換基として有する有機基と同様である。R10としては、アルキル基が好ましく、炭素原子数1以上8以下のアルキル基がより好ましく、炭素原子数1以上3以下のアルキル基が特に好ましく、メチル基が最も好ましい。
 上記式(0-1-1)で表される化合物の中では、下記式(0-1-1-1)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
(式(0-1-1-1)において、R30、R、及びnは、式(0)と同様であり、R11、R12、R13、R14、及びR15は、それぞれ独立に、水素原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルフィノ基、スルホ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホノ基、ホスホナト基、アミノ基、アンモニオ基、又は有機基である。)
 式(0-1-1-1)中、R11、R12、R13、R14、及びR15のうち少なくとも1つは水素原子以外の基であることが好ましい。
 式(0-1-1-1)で表される化合物の中でも、R11、R12、R13、R14、及びR15のうち少なくとも1つが、前述の-O-R10で表される基であることが好ましく、R15が-O-R10で表される基であるのが特に好ましい。R15が-O-R10で表される基である場合、R11、R12、R13、及びR14は水素原子であるのが好ましい。
 上記式(0)で表される化合物の合成方法は特に限定されない。例えば、下記式(I)で表されるハロゲン含有カルボン酸誘導体と、下記式(II)で表されるイミダゾール化合物とを、常法に従って反応させてイミダゾリル化を行うことによって、上記式(0)で表される化合物を合成することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
(式(I)及び式(II)中、R、R30、R及びnは、式(0)と同様である。式(I)において、Halはハロゲン原子である。)
 式(0)で表される化合物の好適な具体例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026
 ポリイミド前駆体組成物における、イミダゾール化合物(A)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。イミダゾール化合物(A)の含有量は、後述の樹脂前駆体成分(B)100質量部に対して、例えば1質量部以上であり、上限は特に限定されないが、例えば60質量部以下である。イミダゾール化合物(A)の含有量は、樹脂前駆体成分(B)100質量部に対して、5質量部以上50質量部以下がより好ましく、10質量部以上40質量部以下が特に好ましい。かかる範囲の量のイミダゾール化合物(A)を用いることにより、透明性と、引張強度等の機械的特性に優れるポリイミド膜を形成しやすい。
<樹脂前駆体成分(B)>
 樹脂前駆体成分(B)は、所定のジアミン成分(B-I)と、下記式(b2)で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類(B-II)とを含有するモノマー成分、及び下記式(b3)で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(B-III)からなる群より選択される少なくとも1つである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
(式(b2)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種を示し、mは0以上12以下の整数を示す。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
 以下、モノマー成分と、ポリアミド酸とについて説明する。
〔モノマー成分〕
 樹脂前駆体成分(B)が、モノマー成分を含有する場合、当該モノマー成分は、ジアミン成分(B-I)と、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類(B-II)(以下、「テトラカルボン酸二無水物(B-II)」とも記す。)とを含む。
 以下、モノマー成分が含んでいてもよい、必須又は任意の成分について説明する。
(ジアミン成分(B-I))
 ジアミン成分(B-I)は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に1つ以上有するジアミン化合物(B-Ia)を含む。ジアミン化合物(B-Ia)は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 ジアミン成分(B-I)の質量に対する、ジアミン化合物(B-Ia)の質量の比率は、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、70質量%以上が特に好ましい。
 スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合は、ジアミン化合物(B-Ia)中において、生成するポリイミド樹脂中の側鎖となる位置に含まれていてもよいし、生成するポリイミド樹脂中の主鎖となる位置に含まれていてもよい。
 例えば、ジアミン化合物(B-Ia)が、4,4’-ジアミノジフェニルスルホン、4,4’-ジアミノベンズアニリド、及び4-アミノフェニル-4-アミノベンゾエート、等である場合、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合は、ジアミン化合物(B-Ia)において、生成するポリイミド樹脂中の主鎖となる位置に含まれる。
 また、ジアミン化合物(B-Ia)が、2-フェニルカルバモイル-1,4-フェニレンジアミン、2-ベンゾイルアミノ-1,4-フェニレンジアミン、2-フェノキシカルボニル-1,4-フェニレンジアミン、2-ベンゾイルオキシ-1,4-フェニレンジアミン、2-フェニルスルホニル-1,4-フェニレンジアミン等である場合、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合は、ジアミン化合物(B-Ia)において、生成するポリイミド樹脂中の側鎖となる位置に含まれる。
 スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合は、ジアミン化合物(B-Ia)において、生成するポリイミド樹脂中の主鎖となる位置に含まれるのが好ましい。
 かかるジアミン化合物(B-Ia)は、下記式(1)で表される化合物に相当する。
N-RF1-NH・・・(1)
(式(1)中、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基である。)
 式(1)中、RF1としての2価の有機基において、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合以外の部分は、芳香族基であっても脂肪族基であってもよい。脂肪族基については、直鎖状の基であっても、分岐鎖状の基であっても、環式基であっても、これらの構造を組み合わせて有する基であってもよい。
 RF1としての2価の有機基における、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合以外の部分は、炭化水素基であってもよく、炭素原子及び水素原子以外のヘテロ原子を含んでいてもよい。
 RF1としては、モノマー成分の反応性が良好であることや、機械的特性に優れるポリイミド樹脂を形成しやすいことから、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合と、芳香族基とから構成されるのが好ましい。芳香族基は、アリーレン基(芳香族炭化水素基)であってもよく、ヘテロアリーレン基(芳香族複素環基)であってもよい。
 式(1)中のRF1が、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合と、アリーレン基とからなる場合、RF1に含まれる1又は2以上のアリーレン基の炭素原子数の総数は、12以上40以下が好ましく、12以上30以下がより好ましく、12以上25以下が特に好ましい。
 アリーレン基の炭素原子数の総数が40を超えると、得られるポリイミド樹脂の耐熱性が低下する傾向がある。アリーレン基の炭素原子数が12未満であると、得られるポリイミド樹脂の溶媒に対する溶解性が低下する傾向がある。
 式(1)で表されるジアミン化合物としては、下記式(b1a):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000029
(式(b1a)中、RF10~RF12は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zは独立にスルホン結合、カルボン酸エステル結合、又はカルボン酸アミド結合である。)
で表される化合物と、下記式(b1b):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000030
(式(b1b)中、RF13、及びRF14は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zはスルホン結合、カルボン酸エステル結合、又はカルボン酸アミド結合である。)
で表される化合物とが好ましい。
 式(b1a)で表される化合物としては、下記式(b1-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000031
(式(b1-1)中、RF10~RF12は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zは独立に酸素原子又はNHである。)
で表される化合物が好ましい。
 式(b1b)で表される化合物としては、下記式(b1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000032
(式(b1-2)中、RF13、及びRF14は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zは酸素原子又はNHである。)
で表される化合物が好ましい。
 式(b1a)、式(b1b)、式(b1-1)、及び式(b1-2)中のRF10~RF14は置換基を有してもよい2価の炭化水素基である。得られるポリイミド樹脂の耐熱性と、溶媒への溶解性とのバランスの観点から、RF10~RF14は、それぞれ独立に下記式(3)~(6)で表される基のうちの少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000033
(式(3)~(6)中、R11は、水素原子、フッ素原子、クロロ原子、ブロモ原子、水酸基、炭素原子数1以上5以下のアルキル基、及び炭素原子数1以上5以下のフッ素化アルキル基よりなる群から選択される1種を示す。式(6)中、Qは、9,9-フルオレニリデン基、又は、式:-C-、-CONH-C-NHCO-、-NHCO-C-CONH-、-O-C-CO-C-O-、-OCO-C-COO-、-OCO-C-C-COO-、-OCO-、-O-、-S-、-CO-、-CONH-、-SO-、-C(CF-、-C(CH-、-CH-、-O-C-C(CH-C-O-、-O-C-C(CF-C-O-、-O-C-SO-C-O-、-C(CH-C-C(CH-、-O-C-C-O-、及び-O-C-O-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
 式(3)~(6)の定義の説明において、-C-で表される基は、o-フェニレン基でも、m-フェニレン基でも、p-フェニレン基でもよく、m-フェニレン基、及びp-フェニレン基が好ましく、p-フェニレン基がより好ましい。
 式(3)~(6)中のR11としては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の観点から、水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル基、又はトリフルオロメチル基が好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。
 式(6)中のQとしては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性と、溶媒への溶解性とのバランスの観点から、9,9-フルオレニリデン基、-C-、-O-C-O-、-O-、-C(CH-、-CH-、-O-C-C(CH-C-O-、又は-CONH-が好ましく、-O-C-O-又は-O-が特に好ましい。
 式(3)~(6)で表される基の中では、より耐熱性に優れるポリイミド樹脂を得やすい点から、式(5)又は式(6)で表される基がより好ましく、式(6)で表される基が特に好ましい。
 上記のRF10~RF14としては、下記式で表される基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000034
 上記の基の中でも、RF10~RF14としては、下記式で表される基がより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000035
 上記の基の中でも、RF11、RF12、及びRF13としては、下記式で表される基が特に好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000036
 上記式(b1a)で表される化合物の好適な例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000037
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000038
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000039
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000040
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000041
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000042
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000043
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000044
 上記の式(b1b)で表される化合物の好適な例としては、以下の化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000045
 上記のジアミン成分(B-I)は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に2つ以上有するジアミン化合物(B-Ib)のみからなるか、上記のジアミン化合物(B-Ia)を2種以上含む組み合わせのみからなるか、上記のジアミン化合物(B-Ia)と、上記のジアミン化合物(B-Ia)以外のジアミン化合物(B-Ic)との混合物であるのが好ましい。
 ジアミン化合物(B-Ia)については前述の通りであり、ジアミン化合物(B-Ib)については、ジアミン化合物(B-Ia)のうちスルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される結合を2つ以上有する化合物であり、具体的には式(b1a)で表されるジアミン化合物が好ましく、式(b1-1)で表されるジアミン化合物がより好ましい。
 上記のジアミン化合物(B-Ia)を2種以上含む組み合わせとしては、式(b1a)で表されるジアミン化合物を2種以上含むか、又は式(b1b)で表されるジアミン化合物を2種以上含むか、式(b1a)と式(b1b)で表される各ジアミン化合物の組み合わせとして2種以上含む組み合わせが好ましく、式(b1b)で表されるジアミン化合物を2種以上含む組み合わせがより好ましい。
 上記のジアミン化合物(B-Ia)以外のジアミン化合物(B-Ic)としては、下記式(7)で表される化合物が好ましい。
N-RF2-NH・・・(7)
(式(7)中、RF2は、前述のRF1以外の基である2価の有機基である。)
 式(7)において、RF2は、RF1以外の基である。つまり、RF2は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合をいずれも有さない2価の有機基である。
 式(7)中のRF2としては、下記式(8)~(11)で表される基のうちの少なくとも1種であることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000046
(式(8)~(11)中、R11は、水素原子、フッ素原子、クロロ原子、ブロモ原子、水酸基、炭素原子数1以上5以下のアルキル基、及び炭素原子数1以上5以下のフッ素化アルキル基よりなる群から選択される1種を示す。式(11)中、Q’は、9,9-フルオレニリデン基、又は、式:-C-、-O-C-CO-C-O-、-O-、-S-、-CO-、-C(CF-、-C(CH-、-CH-、-O-C-C(CH-C-O-、-O-C-C(CF-C-O-、-C(CH-C-C(CH-、-O-C-C-O-、及び-O-C-O-で表される基よりなる群から選択される1種を示す。)
 式(8)~(11)の定義の説明において、-C-で表される基は、o-フェニレン基でも、m-フェニレン基でも、p-フェニレン基でもよく、m-フェニレン基、及びp-フェニレン基が好ましく、p-フェニレン基がより好ましい。
 式(8)~(11)中のR11としては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性の観点から、水素原子、フッ素原子、メチル基、エチル基、又はトリフルオロメチル基が好ましく、トリフルオロメチル基がより好ましい。
 式(11)中のQ’としては、得られるポリイミド樹脂の耐熱性と、溶媒への溶解性とのバランスの観点から、9,9-フルオレニリデン基、-C-、-O-C-O-、-O-、-C(CH-、-CH-、又は-O-C-C(CH-C-O-が好ましく、-O-C-O-又は-O-が特に好ましい。
 式(7)で表される化合物の好適な具体例としては、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、3,3’-ジアミノジフェニルメタン、4,4’-ジアミノジフェニルエタン、3,3’-ジアミノジフェニルエタン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、3,3’-ジアミノジフェニルエーテル、2,2-ビス(4-アミノフェノキシフェニル)プロパン、1,3-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、1,3-ビス(3-アミノフェノキシ)ベンゼン、2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノベンゾフェノン、3,3’-ジアミノベンゾフェノン、9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-メチルフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-クロロフェニル)フルオレン、9,9-ビス(4-アミノ-3-フルオロフェニル)フルオレン、p-ジアミノベンゼン、m-ジアミノベンゼン、o-ジアミノベンゼン、4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジアミノビフェニル、2,2’-ジアミノビフェニル、3,4’-ジアミノビフェニル、2,6-ジアミノナフタレン、1,4-ジアミノナフタレン、1,5-ジアミノナフタレン、4,4’-[1,3-フェニレンビス(1-メチル-エチリデン)]ビスアニリン、4,4’-[1,4-フェニレンビス(1-メチル-エチリデン)]ビスアニリン、2,2’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、3,3’-ジメチル-4,4’-ジアミノビフェニル、4,4’-ジアミノジフェニルスルフィド、1,4-ビス(4-アミノフェノキシ)ベンゼン、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、1,3’-ビス(4-アミノフェノキシ)-2,2-ジメチルプロパン、2,2-ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-ヒドロキシフェニル)-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(3-アミノ-4-メチルフェニル)-ヘキサフルオロプロパン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)-ヘキサフルオロプロパン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、3,3’,5,5’-テトラメチルベンジジン、1,5-ビス(4-アミノフェノキシ)ペンタン、4,4’’-ジアミノ-p-テルフェニル、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]ケトン等が挙げられる。
 ジアミン成分(B-I)が、上述のジアミン化合物(B-Ia)と、ジアミン化合物(B-Ia)以外のジアミン化合物(B-Ic)との混合物である場合、ジアミン成分(B-I)の質量に対する、ジアミン化合物(B-Ic)の質量の比率は、10質量%以上が好ましく、20質量%以上がより好ましく、50質量%以上がさらに好ましく、70質量%以上が特に好ましい。ジアミン化合物(B-Ic)と混合するジアミン化合物(B-Ia)は、式(b1a)で表されるジアミン化合物及び/又は式(b1b)で表されるジアミン化合物であることが好ましく、式(b1b)で表されるジアミン化合物であることがより好ましい。ジアミン成分(B-I)が、式(b1b)で表されるジアミン化合物とジアミン化合物(B-Ic)との混合物である場合の混合モル比((b1b):(B-Ic))は、1:99~99:1が好ましく、5:95~80:20がより好ましく、10:90~70:30がさらに好ましい。
 モノマー成分中のジアミン成分(B-I)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。
 モノマー成分中のジアミン成分(B-I)の含有量は、後述するテトラカルボン酸二無水物成分の量がジアミン成分(B-I)1モルに対して0.2モル以上2モル以下である量が好ましく、0.3モル以上1.2モル以下である量がより好ましい。
 なお、テトラカルボン酸二無水物成分には、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)が必須に含まれ、後述するテトラカルボン酸二無水物類(B-II)以外のその他のテトラカルボン酸二無水物が任意に含まれる。
(テトラカルボン酸二無水物成分)
 テトラカルボン酸二無水物成分は、以下に説明するテトラカルボン酸二無水物類(B-II)を含む。テトラカルボン酸二無水物類(B-II)は、下記式(b2)で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000047
(式(b2)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種を示し、mは0以上12以下の整数を示す。)
 式(b2)中のRb1として選択され得るアルキル基は、炭素原子数が1以上10以下のアルキル基である。アルキル基の炭素原子数が10を超える場合、得られるポリイミド樹脂の耐熱性が低下しやすい。Rb1がアルキル基である場合、その炭素原子数は、耐熱性に優れるポリイミド樹脂を得やすい点から、1以上6以下が好ましく、1以上5以下がより好ましく、1以上4以下がさらに好ましく、1以上3以下が特に好ましい。
 Rb1がアルキル基である場合、当該アルキル基は直鎖状でも分岐鎖状でもよい。
 式(b2)中のRb1としては、得られるポリイミド樹脂が耐熱性に優れる点から、それぞれ独立に、水素原子又は炭素原子数1以上10以下のアルキル基がより好ましい。テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の入手や精製が容易である点から、式(b2)中のRb1は、水素原子、メチル基、エチル基、n-プロピル基又はイソプロピル基がより好ましく、水素原子又はメチル基が特に好ましい。
 式(b2)中の複数のRb1は、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の精製が容易であることから、同一の基であるのが好ましい。
 式(b2)中のmは0以上12以下の整数を示す。mの値が12超である場合、テトラカルボン酸二無水物成分類(B-II)の精製が困難である。
 テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の精製が容易である点から、mの上限は5が好ましく、3がより好ましい。
 テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の化学的安定性の点から、mの下限は1が好ましく、2がより好ましい。
 式(b2)中のmは、2又は3が特に好ましい。
 式(b2)中のRb2、及びRb3として選択され得る炭素原子数1以上10以下のアルキル基は、Rb1として選択され得る炭素原子数1以上10以下のアルキル基と同様である。
 Rb2、及びRb3は、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の精製が容易である点から、水素原子、又は炭素原子数1以上10以下(好ましくは1以上6以下、より好ましくは1以上5以下、さらに好ましくは1以上4以下、特に好ましくは1以上3以下)のアルキル基であるのが好ましく、水素原子又はメチル基であるのが特に好ましい。
 式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物類(B-II)としては、例えば、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロペンタノン-5’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物(別名「ノルボルナン-2-スピロ-2’-シクロヘキサノン-6’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物」)、メチルノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘキサノン-α’-スピロ-2’’-(メチルノルボルナン)-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロプロパノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロブタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロヘプタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロオクタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロノナノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロウンデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロドデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロトリデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロテトラデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタデカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロペンタノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物、ノルボルナン-2-スピロ-α-(メチルシクロヘキサノン)-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
 また、式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物としては、フィルム特性、熱物性、機械物性、光学特性、電気特性の調整の観点から、下記式(b2-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000048
(式(b2-1)中、Rb1、Rb2、Rb3、mは、式(b2)中のRb1、Rb2、Rb3、mと同義である。)
で表される化合物(B-IIa)及び下記式(b2-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000049
(式(b2-2)中、Rb1、Rb2、Rb3、mは、式(b2)中のRb1、Rb2、Rb3、mと同義である。)
で表される化合物(B-IIb)のうちの少なくとも1種を含有し、且つ、テトラカルボン酸二無水物の総モル数に対する化合物(B-IIa)及び化合物(B-IIb)の総量が30モル%以上であるのが好ましい。
 式(b2-1)で表される(B-IIa)は、2つのノルボルナン基がトランス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である(trans-endo-endo)。
 式(b2-2)で表される化合物(B-IIb)は、2つのノルボルナン基がシス配置し且つ該2つのノルボルナン基のそれぞれに対してシクロアルカノンのカルボニル基がエンドの立体配置となる式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物の異性体である(cis-endo-endo)。
 なお、このような異性体を上記比率で含有するテトラカルボン酸二無水物の製造方法も特に制限されず、公知の方法を適宜採用することができ、例えば、国際公開第2014/034760号に記載の方法等を適宜採用してもよい。
 モノマー成分は、後述するように、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)以外のその他のテトラカルボン酸二無水物を含んでいてもよい。
 テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の量と、その他のテトラカルボン酸二無水物の量との合計であるテトラカルボン酸二無水物成分の総量に対する、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)の量の比率は、典型的には1質量%以上であり、5質量%以上、10質量%以上、30質量%以上、50質量%以上、70質量%以上、90質量%以上の比率が、この順で比率が高いほど好ましく、100質量%が最も好ましい。
 テトラカルボン酸二無水物成分と、ジアミン成分との量関係は、前述の通りである。
(その他のテトラカルボン酸二無水物)
 モノマー成分は、本発明の目的を阻害しない範囲で、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)とともに、テトラカルボン酸二無水物類(B-II)以外のその他のテトラカルボン酸二無水物を含んでいてもよい。
 その他のテトラカルボン酸二無水物類の好適な例としては、ブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロブタンテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-シクロペンタンテトラカルボン酸二無水物、2,3,5-トリカルボキシシクロペンチル酢酸二無水物、3,5,6-トリカルボキシノルボルナン-2-酢酸二無水物、2,3,4,5-テトラヒドロフランテトラカルボン酸二無水物、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-5-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、1,3,3a,4,5,9b-ヘキサヒドロ-8-メチル-5-(テトラヒドロ-2,5-ジオキソ-3-フラニル)-ナフト[1,2-c]-フラン-1,3-ジオン、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロフラル)-3-メチル-3-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.2]-オクト-7-エン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、ビシクロ[2.2.1]-ヘプタン-2,3,5,6-テトラカルボン酸二無水物、(4H,8H)-デカハイドロ-1,4:5,8-ジメタノナフタレン-2,3,6,7-テトラカルボン酸二無水物、ペンタシクロ[9.2.1.14,7.02,10.03,8]-ペンタデカン-5,6,12,13-テトラカルボン酸二無水物等の脂肪族又は脂環式テトラカルボン酸二無水物;ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物、1,4,5,8-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジフェニルエーテルテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-ジメチルジフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、3,3’,4,4’-テトラフェニルシランテトラカルボン酸二無水物、1,2,3,4-フランテトラカルボン酸二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルフィド二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルスルホン二無水物、4,4’-ビス(3,4-ジカルボキシフェノキシ)ジフェニルプロパン二無水物、3,3’,4,4’-パーフルオロイソプロピリデンジフタル酸二無水物、4,4’-(2,2-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、ビス(フタル酸)フェニルホスフィンオキサイド二無水物、p-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、m-フェニレン-ビス(トリフェニルフタル酸)二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルエーテル二無水物、ビス(トリフェニルフタル酸)-4,4’-ジフェニルメタン二無水物等の芳香族テトラカルボン酸二無水物等が挙げられる。
 なお、芳香族テトラカルボン酸二無水物を使用する場合は、形成される膜の着色を防止するため、その使用量は形成される膜が十分な透明性を有することが可能となるような範囲内で適宜変更されるのが好ましい。
 その他の樹脂前駆体成分として、下記式(Si-1)で表される化合物を用いてもよい。式(Si-1)で表される化合物を添加することで、得られるポリイミドフィルムの全光線透過率及びヘイズを改善させることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000050
[式(Si-1)中、Rb11及びRb12は、それぞれ独立に、単結合又はメチレン基、炭素原子数2以上20以下のアルキレン基、炭素原子数3以上20以下のシクロアルキレン基、又は炭素原子数6以上20以下のアリーレン基等であり;
b13、Rb14及びRb15は、それぞれ独立に、炭素原子数1以上20以下の一価の炭化水素基、炭素原子数1以上20以下のアミノ基、-O-Rb16で表される基(Rb16は炭素原子数1以上20以下の炭化水素基)、又は炭素原子数2以上20以下の1以上のエポキシ基を含む有機基であり;
b1、Lb2及びLb3は、それぞれ独立に、アミノ基、イソシアネート基、カルボキシル基、酸無水物基、カルボン酸エステル基、カルボン酸ハライド基、ヒドロキシ基、炭素原子数2以上20以下の1以上のエポキシ基を含む有機基、又はメルカプト基であり;
jは、3以上200以下の整数であり、kは、0以上197以下の整数である。]
 式(Si-1)中、Rb11及びRb12における、炭素原子数2以上20以下のアルキレン基としては、耐熱性、残留応力の観点から炭素原子数2以上10以下のアルキレン基が好ましく、ジメチレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ペンタメチレン基、ヘキサメチレン基等が挙げられる。
 炭素原子数3以上20以下のシクロアルキレン基としては、上記観点から炭素原子数3以上10以下のシクロアルキレン基が好ましく、シクロブチレン基、シクロペンチレン基、シクロヘキシレン基、シクロヘプチレン基等が挙げられる。炭素原子数6以上20以下のアリーレン基としては、上記観点から炭素原子数3以上20以下の芳香族基が好ましく、フェニレン基、ナフチレン基等が挙げられる。
 式(Si-1)中、Rb13、Rb14及びRb15における炭素原子数1以上20以下のアルキル基としては、耐熱性と残留応力の観点から炭素原子数1以上10以下のアルキル基が好ましく、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基等が挙げられる。
 炭素原子数3以上20以下のシクロアルキル基としては、上記観点から炭素原子数3以上10以下のシクロアルキル基が好ましく、具体的には、シクロペンチル基、シクロヘキシル基等が挙げられる。
 炭素原子数6以上20以下のアリール基としては、上記観点から炭素原子数6以上12以下のアリール基が好ましく、具体的には、フェニル基、トリル基、ナフチル基等が挙げられる。
 炭素原子数1以上20以下のアミノ基としては、アミノ基、置換したアミノ基(例えば、ビス(トリアルキルシリル)アミノ基)等が挙げられる。
 -O-Rb16で表される基としては、メトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロピルオキシ基、ブトキシ基、フェノキシ基、トリルオキシ基、ナフチルオキシ基、プロペニルオキシ基(例えば、アリルオキシ基)、及びシクロヘキシルオキシ基等が挙げられる。
 中でも、Rb13、Rb14及びRb15として、好ましくは、メチル基、エチル基、プロピル基、フェニル基である。
 式(Si-1)中、Lb1、Lb2及びLb3における、アミノ基は、置換されていてもよく、例えばビス(トリアルキルシリル)アミノ基等が挙げられる。Lb1、Lb2及びLb3がアミノ基である場合、以下の式(Si-2)で表される化合物が好ましい。
[式(Si-2)中、Rb11~Rb14は前記と同様である。lは3以上50以下の整数である。]
 式(Si-2)で表される化合物の具体例としては、両末端アミノ変性メチルフェニルシリコーン(例えば信越化学社製の、X-22-1660B-3(数平均分子量4,400)及びX-22-9409(数平均分子量1,300))、両末端アミノ変性ジメチルシリコーン(例えば信越化学社製の、X-22-161A(数平均分子量1,600)、X-22-161B(数平均分子量3,000)及びKF8012(数平均分子量4,400);東レダウコーニング製のBY16-835U(数平均分子量900);並びにチッソ社製のサイラプレーンFM3311(数平均分子量1000))等が挙げられる。これらの中で、両末端アミン変性メチルフェニルシリコーンオイルが、耐薬品性向上及びTgの向上の観点から特に好ましい。
 Lb1、Lb2及びLb3がイソシアネート基である化合物の具体例としては、前記、両末端アミノ変性シリコーンとホスゲン化合物を反応して得られるイソシアネート変性シリコーン等が挙げられる。
 Lb1、Lb2及びLb3がカルボキシル基である化合物の具体例としては、例えば信越化学社の、X-22-162C(数平均分子量4,600)、東レダウコーニング製のBY16-880(数平均分子量6,600)等が挙げられる。
 Lb1、Lb2及びLb3が酸無水物基である場合、フタル酸無水物基やマレイン酸無水物基が好ましい。具体例としては、X-22-168AS(信越化学製、数平均分子量1,000)、X-22-168A(信越化学製、数平均分子量2,000)、X-22-168B(信越化学製、数平均分子量3,200)、X-22-168-P5-8(信越化学製、数平均分子量4,200)、DMS-Z21(ゲレスト社製、数平均分子量600以上800以下)等が挙げられる。
 Lb1、Lb2及びLb3がカルボン酸エステル基である場合の化合物の具体例としては、前記Lb1、Lb2及びLb3がカルボキシル基又は酸無水物基である化合物とアルコールを反応させて得られる化合物等、が挙げられる。
 Lb1、Lb2及びLb3がカルボン酸ハライド基である化合物の具体例としては、カルボン酸塩化物、カルボン酸フッ化物、カルボン酸臭化物、カルボン酸ヨウ化物、等が挙げられる。
 Lb1、Lb2及びLb3が炭素原子数2以上20以下の1以上のエポキシ基を含む有機基である化合物の具体例としては、両末端エポキシタイプである、X-22-163(信越化学製、数平均分子量400)、KF-105(信越化学製、数平均分子量980)、X-22-163A(信越化学製、数平均分子量2,000)、X-22-163B(信越化学製、数平均分子量3,500)、X-22-163C(信越化学製、数平均分子量5,400);両末端脂環式エポキシタイプである、X-22-169AS(信越化学製、数平均分子量1,000)、X-22-169B(信越化学製、数平均分子量3,400);側鎖両末端エポキシタイプである、X-22-9002(信越化学製、官能基当量5,000g/mol);等が挙げられる。エポキシ基を有する化合物は、ジアミンと反応すると考えられる。
 Lb1、Lb2及びLb3がメルカプト基である化合物の具体例としては、X-22-167B(信越化学製、数平均分子量3,400)、X-22-167C(信越化学製、数平均分子量4,600)等が挙げられる。メルカプト基を有する化合物は、カルボキシル基又は酸無水物基を有する化合物と反応すると考えられる。
 中でも、樹脂前駆体の分子量向上の観点、又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から、Lb1、Lb2及びLb3が、それぞれ独立に、アミノ基又は酸無水物基であることが好ましく、それぞれ独立に、アミノ基であることがより好ましい。k=0の場合のLb1及びLb2の好適な組み合わせも同様である。
 式(Si-1)中、jは、3以上200以下の整数であり、好ましくは10以上200以下の整数、より好ましくは20以上150以下の整数、さらに好ましくは30以上100以下の整数、特に好ましくは35以上80以下の整数である。上記範囲とすることでポリイミド前駆体組成物の白濁を抑制し、得られるポリイミドフィルムの機械的強度が維持される。
 式(Si-1)中、kは、0以上197以下の整数であり、好ましくは0以上100以下、さらに好ましくは0以上50以下、特に好ましくは0以上25以下である。上記範囲とすることで、kが197以下であると、樹脂前駆体と溶媒とを含むポリイミド前駆体組成物を調製した際に、ポリイミド前駆体組成物の白濁が抑制される。樹脂前駆体の分子量向上又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から好ましくは、k=0である。kが0である場合、樹脂前駆体の分子量向上の観点、又は得られるポリイミドの耐熱性の観点から、jが3以上200以下であることが好ましい。
 式(Si-1)で表される化合物の含有量は、例えば、テトラカルボン酸二無水物成分1モルに対して、0.1モル以上5モル以下の範囲で適宜調製すればよい。
〔ポリアミド酸(B-III)〕
 ポリイミド前駆体組成物は、樹脂前駆体成分(B)として、ポリアミド酸(B-III)を含んでいてもよい。ポリアミド酸は、下記式(b3)で表される繰り返し単位を有する。式(b3)で表される繰り返し単位は、前述の式(1)で表されるジアミン化合物と、前述の式(b2)で表されるテトラカルボン酸二無水物類(B-II)の反応とによって生成する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000052
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
 前ポリアミド酸(B-III)は、下記式(b3-1):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000053
(式(b3-1)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前述の式(b3)と同様であり、RF3は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を2つ以上有する2価の有機基である。)
で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(B-IIIa)であるか、
 前述の式(b3)で表される繰り返し単位と、下記式(b3-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000054
(式(b3-2)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前述の式(b3)と同様であり、RF2は、前述のRF1以外の2価の有機基である。)
で表される繰り返し単位とを有するポリアミド酸(B-IIIb)であるのが好ましい。
 式(b3-1)中のRF3は、前述のRF1に相当する2価の有機基のうちスルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を2つ以上有する2価の有機基である。
 式(b3-2)中のRF2については、前述した通りである。
 また、ポリアミド酸(B-III)は、前述の式(b3)で表される繰り返し単位、又は前述の式(b3-1)で表される繰り返し単位として下記式(b3-3):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000055
(式(b3-3)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前述の式(b3)と同様であり、RF10~RF12、及びZは前述の式(b1-1)と同様である。)
で表される繰り返し単位を含むか、
 前述の式(b3)で表される繰り返し単位として、下記式(b3-4):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000056
(式(b3-4)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前述の式(b3)と同様であり、RF15、及びRF16は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Z’は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合である。)
で表される繰り返し単位を含むのが好ましい。
 式(b3-3)中のRF10~RF12は前述の通りである。式(b3-4)中のRF15及びRF16としては、前述のRF11及びRF12と同様の基が好ましい。
 ポリアミド酸の製造方法は特に限定されない。ポリアミド酸は、典型的には前述のジアミン成分(B-I)と、テトラカルボン酸二無水物成分とを前述の比率で反応させることにより製造される。
 ポリアミド酸を合成する際の、ジアミン成分(B-I)及びテトラカルボン酸二無水物成分の比率は、モノマー成分について説明したジアミン成分(B-I)とテトラカルボン酸二無水物成分の比率と同様である。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分(B-I)との反応は、通常、有機溶剤中で行われる。テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分(B-I)との反応に使用される有機溶剤は、ジアミン成分(B-I)及びテトラカルボン酸二無水物成分を溶解させることができ、ジアミン成分(B-I)及びテトラカルボン酸二無水物成分と反応しない有機溶剤であれば特に限定されない。有機溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 テトラカルボン酸二無水物とジアミン成分(B-I)との反応に用いる有機溶剤としては、例えば、後述の溶剤(S)を好ましく用いることができる。
 かかる有機溶剤の中では、生成するポリアミド酸の溶剤(S)への溶解性から、N-メチル-2-ピロリドン、N,N-ジメチルアセトアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレア等の含窒素極性溶剤が好ましい。
 ポリアミド酸合成時に、有機溶剤は、例えば、テトラカルボン酸二無水物成分の質量とジアミン成分(B-I)の質量の合計が、反応液中0.1質量%以上50質量%以下、好ましくは10質量%以上30質量%以下である量を用いる。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分(B-I)とを反応させる際には、反応速度向上と高重合度のポリアミド酸を得るという観点から、有機溶媒中に塩基化合物をさらに添加してもよい。
 このような塩基性化合物としては特に制限されないが、例えば、トリエチルアミン、テトラブチルアミン、テトラヘキシルアミン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]-ウンデセン-7、ピリジン、イソキノリン、α-ピコリン、1-メチルピペリジン等が挙げられる。
 このような塩基化合物の使用量は、テトラカルボン酸二無水物成分1当量に対して、0.001当量以上10当量以下が好ましく、0.01当量以上0.1当量以下がより好ましい。
 テトラカルボン酸二無水物成分とジアミン成分(B-I)とを反応させる際の反応温度は、反応が良好に進行する限り、特に制限されないが、0℃以上100℃以下が好ましく、15℃以上30℃以下がさらに好ましい。反応は、不活性ガス雰囲気下で行われるのが好ましい。反応時間も特に制限されないが、例えば、10時間以上48時間以下が好ましい。
<溶剤(S)>
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物は、溶剤(S)を含有する。ポリイミド前駆体組成物は、膜を形成可能である限り、固体を含むペーストであってもよく、溶液であってもよい。均質で平滑な膜を形成しやすい点で、ポリイミド前駆体組成物は溶液であるのが好ましい。溶剤は単独で又は2種以上を混合して用いることができる。
 溶剤(S)の種類は、本発明の目的を阻害しない範囲で、特に限定されない。好適な溶剤(S)の例としては、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N,N-ジメチルアセトアミド(DMAc)、N,N-ジメチルイソブチルアミド、N,N-ジエチルアセトアミド、N,N-ジメチルホルムアミド(DMF)、N,N-ジエチルホルムアミド、N-メチルカプロラクタム、1,3-ジメチル-2-イミダゾリジノン(DMI)、ピリジン、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)等の含窒素極性溶剤;β-プロピオラクトン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、γ-カプロラクトン、及びε-カプロラクトン等のラクトン系極性溶剤;ジメチルスルホキシド;ヘキサメチルホスホリックトリアミド;アセトニトリル;乳酸エチル、及び乳酸ブチル等の脂肪酸エステル類;ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、メチルセルソルブアセテート、及びエチルセルソルブアセテート、グライム等のエーテル類;ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶媒が挙げられる。
 溶剤は、また、下記式(S1)で表される化合物を含むのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000057
(式(S1)中、RS1及びRS2は、それぞれ独立に炭素原子数1以上3以下のアルキル基であり、RS3は下記式(S1-1)又は下記式(S1-2):
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000058
で表される基である。式(S1-1)中、RS4は、水素原子又は水酸基であり、RS5及びRS6は、それぞれ独立に炭素原子数1以上3以下のアルキル基である。式(S1-2)中、RS7及びRS8は、それぞれ独立に水素原子、又は炭素原子数1以上3以下のアルキル基である。)
 式(S1)で表される化合物のうち、RS3が式(S1-1)で表される基である場合の具体例としては、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、N-エチル,N,2-ジメチルプロピオンアミド、N,N-ジエチル-2-メチルプロピオンアミド、N,N,2-トリメチル-2-ヒドロキシプロピオンアミド、N-エチル-N,2-ジメチル-2-ヒドロキシプロピオンアミド、及びN,N-ジエチル-2-ヒドロキシ-2-メチルプロピオンアミド等が挙げられる。
 式(S1)で表される化合物のうち、RS3が式(S1-2)で表される基である場合の具体例としては、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア、N,N,N’,N’-テトラエチルウレア等が挙げられる。
 式(S1)で表される化合物の例のうち、特に好ましい化合物としては、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアが好ましい。N,N,2-トリメチルプロピオンアミドの大気圧下での沸点は175℃であって、N,N,N’,N’-テトラメチルウレアの大気圧下での沸点は177℃である。このように、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアは、モノマー成分及びポリアミド酸を溶解可能な溶媒の中では比較的沸点が低い。
 このため、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアから選択される少なくとも1種を含む溶剤(S)を含有するポリイミド前駆体組成物を用いると、ポリイミド膜形成時の加熱において、生成するポリイミド膜中に溶剤が残存しにくく、得られるポリイミド膜の引張伸度の低下等を招きにくい。
 さらに、N,N,2-トリメチルプロピオンアミド、及びN,N,N’,N’-テトラメチルウレアは、EU(欧州連合)でのREACH規則において、有害性が懸念される物質であるSVHC(Substance of Very High Concern、高懸念物質)に指定されていないように、有害性が低い物質である点でも有用である。
 溶剤(S)中の、式(S1)で表される化合物の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。溶剤の質量に対する式(S1)で表される化合物の比率は、典型的には、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましく、90質量%以上が特に好ましく、100質量%であるのが最も好ましい。
 ポリイミド前駆体組成物中の溶剤(S)の含有量は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。ポリイミド前駆体組成物中の溶剤(S)の含有量は、ポリイミド前駆体組成物中の固形分含有量に応じて適宜調整される。ポリイミド前駆体組成物中の固形分含有量は、例えば、1質量%以上80質量%以下であり、5質量%以上70質量%以下が好ましく、10質量%以上60質量%以下がより好ましい。
<その他の成分>
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物は、本発明の目的を阻害しない範囲で、上記成分以外にその他の成分を含んでいてもよい。その他の成分の例としては、塩基発生剤成分、モノマー等の重合性成分、界面活性剤、可塑剤、粘度調整剤、消泡剤、及び着色剤等が挙げられる。
<ケイ素含有化合物>
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物は、以上説明した成分に加えて、ケイ素含有樹脂、ケイ素含有樹脂前駆体、及びシランカップリング剤からなる群より選択される1種以上のケイ素含有化合物を含んでいてもよい。ケイ素含有樹脂としては、例えばシロキサン樹脂又はポリシランが挙げられる。ケイ素含有樹脂前駆体としては、例えばシロキサン樹脂又はポリシランの原料モノマーとなるシラン化合物が挙げられる。
 ポリイミド前駆体組成物が、ケイ素含有化合物を含む場合、ポリイミド前駆体組成物又はポリイミド前駆体組成物を用いて形成されるポリイミド樹脂と、被塗布体との密着性が良好である。この効果は、被塗布体の材質がガラスである場合に顕著である。被塗布体に密着させることができるので、ポリイミド膜形成のプロセスマージンが向上する。また、ポリイミド前駆体組成物がケイ素含有化合物を含むと、後述のUVレーザーによる剥離工程の際、被塗布体又は支持体からのポリイミド膜の剥離性を向上させるためにUVレーザーの露光量を高くした場合でも、剥離時の白濁や褐色化が抑制されやすい。
 なお、ケイ素含有化合物をポリイミド前駆体組成物に添加するか否かや、ケイ素含有添加物を添加する場合のケイ素含有化合物の使用量は、ポリイミド前駆体組成物を用いて形成されるポリイミド膜の用途に応じて適宜決定される。
 例えば、後述するレーザー剥離工程を設けない場合には、ポリイミド膜と、基板等の支持体との密着性が低いほうが、ポリイミド膜の支持体からの剥離が容易であるのが好ましい。この場合、ポリイミド前駆体組成物にケイ素含有化合物を添加しないか、ポリイミド前駆体組成物へのケイ素含有化合物の添加量が少量であるのが好ましい。
 他方、レーザー剥離工程を設ける場合、加工プロセスの途中で、ポリイミド前駆体組成物の膜やポリイミド膜が支持体から剥離しないことが望まれる。この場合、プロセスマージンを広げられる点から、ポリイミド前駆体組成物に、ケイ素含有組成物を積極的に添加して、ポリイミド前駆体組成物の膜やポリイミド膜の支持体への密着性を高めるのが好ましい。
 以下、シロキサン樹脂、ポリシラン、及びシランカップリング剤について順に説明する。
[シロキサン樹脂]
 シロキサン樹脂について、溶剤(S)に可溶である樹脂であれば、特に制限はない。
 シロキサン樹脂は、以下説明するシラン化合物から選ばれる1種以上のシラン化合物を少なくとも含むシラン化合物組成物を加水分解及び縮合させることにより得られるシロキサン樹脂であってもよい。
 シロキサン樹脂としては、例えば下記式(c1)で表されるシラン化合物から選択される少なくとも1種を加水分解縮合して得られるシロキサン樹脂が好適に使用される。
  (Rc14-pSi(ORc2・・・(c1)
 式(c1)において、Rc1は水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、又はアラルキル基を表し、Rc2はアルキル基又はフェニル基を表し、pは2以上4以下の整数を表す。Siに複数のRc1が結合している場合、該複数のRc1は同じであっても異なっていてもよい。またSiに結合している複数の(ORc2)基は同じであっても異なっていてもよい。
 また、Rc1としてのアルキル基は、好ましくは炭素原子数1以上20以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、より好ましくは炭素原子数1以上4以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。
 Rc1としてのアルケニル基は、好ましくは炭素原子数2以上20以下の直鎖状又は分岐状のアルケニル基であり、より好ましくは炭素原子数2以上4以下の直鎖状又は分岐状のアルケニル基である。
 Rc1がアリール基、又はアラルキル基である場合、これらの基に含まれるアリール基は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。アリール基及びアラルキル基の好適な例としては、下記式の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000059
 上記式の基の中では、下記式の基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000060
 上記式中、Rc3は、水素原子;水酸基;メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基等の炭化水素基である。上記式中、Rc3’は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基である。
 Rc1がアリール基又はアラルキル基である場合の好適な具体例としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニリル基、フルオレニル基、ピレニル基等が挙げられる。
 アリール基又はアラルキル基に含まれるベンゼン環の数は1個以上3個以下であることが好ましい。ベンゼン環の数が1個以上3個以下であると、シロキサン樹脂の製造性が良好であるため、シロキサン樹脂の重合度の上昇により焼成時の揮発が抑制される。このため、ポリイミド膜の形成が容易である。アリール基又はアラルキル基は、置換基として水酸基を有していてもよい。
 また、Rc2としてのアルキル基は好ましくは炭素原子数1以上5以下の直鎖状又は分岐状のアルキル基である。Rc2としてのアルキル基の炭素原子数は、特に加水分解速度の点から1又は2が好ましい。
 式(c1)におけるpが4の場合のシラン化合物(i)は下記式(c2)で表される。
Si(ORc4(ORc5(ORc6(ORc7・・・(c2)
 式(c2)中、Rc4、Rc5、Rc6及びRc7は、それぞれ独立に上記Rc2と同じアルキル基又はフェニル基を表す。
 a、b、c及びdは、0≦a≦4、0≦b≦4、0≦c≦4、0≦d≦4であって、且つa+b+c+d=4の条件を満たす整数である。
 式(c1)におけるpが3の場合のシラン化合物(ii)は下記式(c3)で表される。
c8Si(ORc9(ORc10(ORc11・・・(c3)
 式(c3)中、Rc8は水素原子、上記Rc1と同じアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rc9、Rc10、及びRc11は、それぞれ独立に上記Rc2と同じアルキル基又はフェニル基を表す。
 e、f、及びgは、0≦e≦3、0≦f≦3、0≦g≦3であって、且つe+f+g=3の条件を満たす整数である。
 式(c1)におけるpが2の場合のシラン化合物(iii)は下記式(c4)で表される。
c12c13Si(ORc14(ORc15・・・(c4)
 式(c4)中、Rc12及びRc13は水素原子、上記Rc1と同じアルキル基、アリール基、又はアラルキル基を表す。Rc14、及びRc15は、それぞれ独立に上記Rc2と同じアルキル基又はフェニル基を表す。
 h及びiは、0≦h≦2、0≦i≦2であって、且つh+i=2の条件を満たす整数である。
 シラン化合物(i)の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン、テトラペンチルオキシシラン、テトラフェニルオキシシラン、トリメトキシモノエトキシシラン、ジメトキシジエトキシシラン、トリエトキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシトリブトキシシラン、モノメトキシトリペンチルオキシシラン、モノメトキシトリフェニルオキシシラン、ジメトキシジプロポキシシラン、トリプロポキシモノメトキシシラン、トリメトキシモノブトキシシラン、ジメトキシジブトキシシラン、トリエトキシモノプロポキシシラン、ジエトキシジプロポキシシラン、トリブトキシモノプロポキシシラン、ジメトキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシモノブトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシモノブトキシシラン、ジブトキシモノメトキシモノエトキシシラン、ジブトキシモノエトキシモノプロポキシシラン、モノメトキシモノエトキシモノプロポキシモノブトキシシラン等のテトラアルコキシシランが挙げられ、中でもテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。
 シラン化合物(ii)の具体例としては、
トリメトキシシラン、トリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、トリペンチルオキシシラン、トリフェニルオキシシラン、ジメトキシモノエトキシシラン、ジエトキシモノメトキシシラン、ジプロポキシモノメトキシシラン、ジプロポキシモノエトキシシラン、ジペンチルオキシルモノメトキシシラン、ジペンチルオキシモノエトキシシラン、ジペンチルオキシモノプロポキシシラン、ジフェニルオキシルモノメトキシシラン、ジフェニルオキシモノエトキシシラン、ジフェニルオキシモノプロポキシシラン、メトキシエトキシプロポキシシラン、モノプロポキシジメトキシシラン、モノプロポキシジエトキシシラン、モノブトキシジメトキシシラン、モノペンチルオキシジエトキシシラン、及びモノフェニルオキシジエトキシシラン等のヒドロシラン化合物;
メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリペンチルオキシシラン、メチルトリフェニルオキシシラン、メチルモノメトキシジエトキシシラン、メチルモノメトキシジプロポキシシラン、メチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、メチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、メチルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びメチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のメチルシラン化合物;
エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、エチルトリプロポキシシラン、エチルトリペンチルオキシシラン、エチルトリフェニルオキシシラン、エチルモノメトキシジエトキシシラン、エチルモノメトキシジプロポキシシラン、エチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、エチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、エチルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びエチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のエチルシラン化合物;
プロピルトリメトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、プロピルトリプロポキシシラン、プロピルトリペンチルオキシシラン、及びプロピルトリフェニルオキシシラン、プロピルモノメトキシジエトキシシラン、プロピルモノメトキシジプロポキシシラン、プロピルモノメトキシジペンチルオキシシラン、プロピルモノメトキシジフェニルオキシシラン、プロピルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びプロピルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のプロピルシラン化合物;
ブチルトリメトキシシラン、ブチルトリエトキシシラン、ブチルトリプロポキシシラン、ブチルトリペンチルオキシシラン、ブチルトリフェニルオキシシラン、ブチルモノメトキシジエトキシシラン、ブチルモノメトキシジブロポキシシラン、ブチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ブチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ブチルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びブチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のブチルシラン化合物;
フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、フェニルトリプロポキシシラン、フェニルトリペンチルオキシシラン、フェニルトリフェニルオキシシラン、フェニルモノメトキシジエトキシシラン、フェニルモノメトキシジプロポキシシラン、フェニルモノメトキシジペンチルオキシシラン、フェニルモノメトキシジフェニルオキシシラン、フェニルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びフェニルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のフェニルシラン化合物;
ヒドロキシフェニルトリメトキシシラン、ヒドロキシフェニルトリエトキシシラン、ヒドロキシフェニルトリプロポキシシラン、ヒドロキシフェニルトリペンチルオキシシラン、ヒドロキシフェニルトリフェニルオキシシラン、ヒドロキシフェニルモノメトキシジエトキシシラン、ヒドロキシフェニルモノメトキシジプロポキシシラン、ヒドロキシフェニルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ヒドロキシフェニルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ヒドロキシフェニルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びヒドロキシフェニルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のヒドロキシフェニルシラン化合物;
ナフチルトリメトキシシラン、ナフチルトリエトキシシラン、ナフチルトリプロポキシシラン、ナフチルトリペンチルオキシシラン、ナフチルトリフェニルオキシシラン、ナフチルモノメトキシジエトキシシラン、ナフチルモノメトキシジプロポキシシラン、ナフチルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ナフチルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ナフチルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びナフチルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のナフチルシラン化合物;
ベンジルトリメトキシシラン、ベンジルトリエトキシシラン、ベンジルトリプロポキシシラン、ベンジルトリペンチルオキシシラン、ベンジルトリフェニルオキシシラン、ベンジルモノメトキシジエトキシシラン、ベンジルモノメトキシジプロポキシシラン、ベンジルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ベンジルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ベンジルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びベンジルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のベンジルシラン化合物;
ヒドロキシベンジルトリメトキシシラン、ヒドロキシベンジルトリエトキシシラン、ヒドロキシベンジルトリプロポキシシラン、ヒドロキシベンジルトリペンチルオキシシラン、ヒドロキシベンジルトリフェニルオキシシラン、ヒドロキシベンジルモノメトキシジエトキシシラン、ヒドロキシベンジルモノメトキシジプロポキシシラン、ヒドロキシベンジルモノメトキシジペンチルオキシシラン、ヒドロキシベンジルモノメトキシジフェニルオキシシラン、ヒドロキシベンジルメトキシエトキシプロポキシシラン、及びヒドロキシベンジルモノメトキシモノエトキシモノブトキシシラン等のヒドロキシベンジルシラン化合物;
が挙げられる。
 シラン化合物(iii)の具体例としては、
ジメトキシシラン、ジエトキシシラン、ジプロポキシシラン、ジペンチルオキシシラン、ジフェニルオキシシラン、メトキシエトキシシラン、メトキシプロポキシシラン、メトキシペンチルオキシシラン、メトキシフェニルオキシシラン、エトキシプロポキシシラン、エトキシペンチルオキシシラン、及びエトキシフェニルオキシシラン等のヒドロシラン化合物;
メチルジメトキシシラン、メチルメトキシエトキシシラン、メチルジエトキシシラン、メチルメトキシプロポキシシラン、メチルメトキシペンチルオキシシラン、メチルエトキシプロポキシシラン、メチルジプロポキシシラン、メチルジペンチルオキシシラン、メチルジフェニルオキシシラン、メチルメトキシフェニルオキシシラン等のメチルヒドロシラン化合物;
エチルジメトキシシラン、エチルメトキシエトキシシラン、エチルジエトキシシラン、エチルメトキシプロポキシシラン、エチルメトキシペンチルオキシシラン、エチルエトキシプロポキシシラン、エチルジプロポキシシラン、エチルジペンチルオキシシラン、エチルジフェニルオキシシラン、エチルメトキシフェニルオキシシラン等のエチルヒドロシラン化合物;
プロピルジメトキシシラン、プロピルメトキシエトキシシラン、プロピルジエトキシシラン、プロピルメトキシプロポキシシラン、プロピルメトキシペンチルオキシシラン、プロピルエトキシプロポキシシラン、プロピルジプロポキシシラン、プロピルジペンチルオキシシラン、プロピルジフェニルオキシシラン、プロピルメトキシフェニルオキシシラン等のプロピルヒドロシラン化合物;
ブチルジメトキシシラン、ブチルメトキシエトキシシラン、ブチルジエトキシシラン、ブチルメトキシプロポキシシラン、ブチルメトキシペンチルオキシシラン、ブチルエトキシプロポキシシラン、ブチルジプロポキシシラン、ブチルジペンチルオキシシラン、ブチルジフェニルオキシシラン、ブチルメトキシフェニルオキシシラン等のブチルヒドロシラン化合物;
フェニルジメトキシシラン、フェニルメトキシエトキシシラン、フェニルジエトキシシラン、フェニルメトキシプロポキシシラン、フェニルメトキシペンチルオキシシラン、フェニルエトキシプロポキシシラン、フェニルジプロポキシシラン、フェニルジペンチルオキシシラン、フェニルジフェニルオキシシラン、フェニルメトキシフェニルオキシシラン等のフェニルヒドロシラン化合物;
ヒドロキシフェニルジメトキシシラン、ヒドロキシフェニルメトキシエトキシシラン、ヒドロキシフェニルジエトキシシラン、ヒドロキシフェニルメトキシプロポキシシラン、ヒドロキシフェニルメトキシペンチルオキシシラン、ヒドロキシフェニルエトキシプロポキシシラン、ヒドロキシフェニルジプロポキシシラン、ヒドロキシフェニルジペンチルオキシシラン、ヒドロキシフェニルジフェニルオキシシラン、ヒドロキシフェニルメトキシフェニルオキシシラン等のヒドロキシフェニルヒドロシラン化合物;
ナフチルジメトキシシラン、ナフチルメトキシエトキシシラン、ナフチルジエトキシシラン、ナフチルメトキシプロポキシシラン、ナフチルメトキシペンチルオキシシラン、ナフチルエトキシプロポキシシラン、ナフチルジプロポキシシラン、ナフチルジペンチルオキシシラン、ナフチルジフェニルオキシシラン、ナフチルメトキシフェニルオキシシラン等のナフチルヒドロシラン化合物;
ベンジルジメトキシシラン、ベンジルメトキシエトキシシラン、ベンジルジエトキシシラン、ベンジルメトキシプロポキシシラン、ベンジルメトキシペンチルオキシシラン、ベンジルエトキシプロポキシシラン、ベンジルジプロポキシシラン、ベンジルジペンチルオキシシラン、ベンジルジフェニルオキシシラン、ベンジルメトキシフェニルオキシシラン等のベンジルヒドロシラン化合物;
ヒドロキシベンジルジメトキシシラン、ヒドロキシベンジルメトキシエトキシシラン、ヒドロキシベンジルジエトキシシラン、ヒドロキシベンジルメトキシプロポキシシラン、ヒドロキシベンジルメトキシペンチルオキシシラン、ヒドロキシベンジルエトキシプロポキシシラン、ヒドロキシベンジルジプロポキシシラン、ヒドロキシベンジルジペンチルオキシシラン、ヒドロキシベンジルジフェニルオキシシラン、ヒドロキシベンジルメトキシフェニルオキシシラン等のヒドロキシベンジルヒドロシラン化合物;
ジメチルジメトキシシラン、ジメチルメトキシエトキシシラン、ジメチルメトキシプロポキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジメチルジペンチルオキシシラン、ジメチルジフェニルオキシシラン、ジメチルエトキシプロポキシシラン、ジメチルジプロポキシシラン等のジメチルシラン化合物;
ジエチルジメトキシシラン、ジエチルメトキシエトキシシラン、ジエチルメトキシプロポキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジペンチルオキシシラン、ジエチルジフェニルオキシシラン、ジエチルエトキシプロポキシシラン、ジエチルジプロポキシシラン等のジエチルシラン化合物;
ジプロピルジメトキシシラン、ジプロピルメトキシエトキシシラン、ジプロピルメトキシプロポキシシラン、ジプロピルジエトキシシラン、ジプロピルジペンチルオキシシラン、ジプロピルジフェニルオキシシラン、ジプロピルエトキシプロポキシシラン、ジプロピルジプロポキシシラン等のジプロポキシシラン化合物;
ジブチルジメトキシシラン、ジブチルメトキシエトキシシラン、ジブチルメトキシプロポキシシラン、ジブチルジエトキシシラン、ジブチルジペンチルオキシシラン、ジブチルジフェニルオキシシラン、ジブチルエトキシプロポキシシラン、ジブチルジプロポキシシラン等のジブチルシラン化合物;
ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルメトキシエトキシシラン、ジフェニルメトキシプロポキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジペンチルオキシシラン、ジフェニルジフェニルオキシシラン、ジフェニルエトキシプロポキシシラン、ジフェニルジプロポキシシラン等のジフェニルシラン化合物;
ジ(ヒドロキシフェニル)ジメトキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)メトキシエトキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)メトキシプロポキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)ジエトキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)ジペンチルオキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)ジフェニルオキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)エトキシプロポキシシラン、ジ(ヒドロキシフェニル)ジプロポキシシラン等のジ(ヒドロキシフェニル)シラン化合物;
ジナフチルジメトキシシラン、ジナフチルメトキシエトキシシラン、ジナフチルメトキシプロポキシシラン、ジナフチルジエトキシシラン、ジナフチルジペンチルオキシシラン、ジナフチルジフェニルオキシシラン、ジナフチルエトキシプロポキシシラン、ジナフチルジプロポキシシラン等のジナフチルシラン化合物;
ジベンジルジメトキシシラン、ジベンジルメトキシエトキシシラン、ジベンジルメトキシプロポキシシラン、ジベンジルジエトキシシラン、ジベンジルジペンチルオキシシラン、ジベンジルジフェニルオキシシラン、ジベンジルエトキシプロポキシシラン、ジベンジルジプロポキシシラン等のジベンジルシラン化合物;
ジ(ヒドロキシベンジル)ジメトキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)メトキシエトキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)メトキシプロポキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)ジエトキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)ジペンチルオキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)ジフェニルオキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)エトキシプロポキシシラン、ジ(ヒドロキシベンジル)ジプロポキシシラン等のジ(ヒドロキシベンジル)シラン化合物;
メチルエチルジメトキシシラン、メチルエチルメトキシエトキシシラン、メチルエチルメトキシプロポキシシラン、メチルエチルジエトキシシラン、メチルエチルジペンチルオキシシラン、メチルエチルジフェニルオキシシラン、メチルエチルエトキシプロポキシシラン、メチルエチルジプロポキシシラン等のメチルエチルシラン化合物;
メチルプロピルジメトキシシラン、メチルプロピルメトキシエトキシシラン、メチルプロピルメトキシプロポキシシラン、メチルプロピルジエトキシシラン、メチルプロピルジペンチルオキシシラン、メチルプロピルジフェニルオキシシラン、メチルプロピルエトキシプロポキシシラン、メチルプロピルジプロポキシシラン等のメチルプロピルシラン化合物;
メチルブチルジメトキシシラン、メチルブチルメトキシエトキシシラン、メチルブチルメトキシプロポキシシラン、メチルブチルジエトキシシラン、メチルブチルジペンチルオキシシラン、メチルブチルジフェニルオキシシラン、メチルブチルエトキシプロポキシシラン、メチルブチルジプロポキシシラン等のメチルブチルシラン化合物;
メチル(フェニル)ジメトキシシラン、メチル(フェニル)メトキシエトキシシラン、メチル(フェニル)メトキシプロポキシシラン、メチル(フェニル)ジエトキシシラン、メチル(フェニル)ジペンチルオキシシラン、メチル(フェニル)ジフェニルオキシシラン、メチル(フェニル)エトキシプロポキシシラン、メチル(フェニル)ジプロポキシシラン等のメチル(フェニル)シラン化合物;
メチル(ヒドロキシフェニル)ジメトキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)メトキシエトキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)メトキシプロポキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)ジエトキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)ジペンチルオキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)ジフェニルオキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)エトキシプロポキシシラン、メチル(ヒドロキシフェニル)ジプロポキシシラン等のメチル(ヒドロキシフェニル)シラン化合物;
メチル(ナフチル)ジメトキシシラン、メチル(ナフチル)メトキシエトキシシラン、メチル(ナフチル)メトキシプロポキシシラン、メチル(ナフチル)ジエトキシシラン、メチル(ナフチル)ジペンチルオキシシラン、メチル(ナフチル)ジフェニルオキシシラン、メチル(ナフチル)エトキシプロポキシシラン、メチル(ナフチル)ジプロポキシシラン等のメチル(ナフチル)シラン化合物;
メチル(ベンジル)ジメトキシシラン、メチル(ベンジル)メトキシエトキシシラン、メチル(ベンジル)メトキシプロポキシシラン、メチル(ベンジル)ジエトキシシラン、メチル(ベンジル)ジペンチルオキシシラン、メチル(ベンジル)ジフェニルオキシシラン、メチル(ベンジル)エトキシプロポキシシラン、メチル(ベンジル)ジプロポキシシラン等のメチル(ベンジル)シラン化合物;
メチル(ヒドロキシベンジル)ジメトキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)メトキシエトキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)メトキシプロポキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)ジエトキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)ジペンチルオキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)ジフェニルオキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)エトキシプロポキシシラン、メチル(ヒドロキシベンジル)ジプロポキシシラン等のメチル(ヒドロキシベンジル)シラン化合物;
エチルプロピルジメトキシシラン、エチルプロピルメトキシエトキシシラン、エチルプロピルメトキシプロポキシシラン、エチルプロピルジエトキシシラン、エチルプロピルジペンチルオキシシラン、エチルプロピルジフェニルオキシシラン、エチルプロピルエトキシプロポキシシラン、エチルプロピルジプロポキシシラン等のエチルプロピルシラン化合物;
エチルブチルジメトキシシラン、エチルブチルメトキシエトキシシラン、エチルブチルメトキシプロポキシシラン、エチルブチルジエトキシシラン、エチルブチルジペンチルオキシシラン、エチルブチルジフェニルオキシシラン、エチルブチルエトキシプロポキシシラン、エチルブチルジプロポキシシラン等のエチルブチルシラン化合物;
エチル(フェニル)ジメトキシシラン、エチル(フェニル)メトキシエトキシシラン、エチル(フェニル)メトキシプロポキシシラン、エチル(フェニル)ジエトキシシラン、エチル(フェニル)ジペンチルオキシシラン、エチル(フェニル)ジフェニルオキシシラン、エチル(フェニル)エトキシプロポキシシラン、エチル(フェニル)ジプロポキシシラン等のエチル(フェニル)シラン化合物;
エチル(ヒドロキシフェニル)ジメトキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)メトキシエトキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)メトキシプロポキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)ジエトキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)ジペンチルオキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)ジフェニルオキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)エトキシプロポキシシラン、エチル(ヒドロキシフェニル)ジプロポキシシラン等のエチル(ヒドロキシフェニル)シラン化合物;
エチル(ナフチル)ジメトキシシラン、エチル(ナフチル)メトキシエトキシシラン、エチル(ナフチル)メトキシプロポキシシラン、エチル(ナフチル)ジエトキシシラン、エチル(ナフチル)ジペンチルオキシシラン、エチル(ナフチル)ジフェニルオキシシラン、エチル(ナフチル)エトキシプロポキシシラン、エチル(ナフチル)ジプロポキシシラン等のエチル(ナフチル)シラン化合物;
エチル(ベンジル)ジメトキシシラン、エチル(ベンジル)メトキシエトキシシラン、エチル(ベンジル)メトキシプロポキシシラン、エチル(ベンジル)ジエトキシシラン、エチル(ベンジル)ジペンチルオキシシラン、エチル(ベンジル)ジフェニルオキシシラン、エチル(ベンジル)エトキシプロポキシシラン、エチル(ベンジル)ジプロポキシシラン等のエチル(ベンジル)シラン化合物;
エチル(ヒドロキシベンジル)ジメトキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)メトキシエトキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)メトキシプロポキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)ジエトキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)ジペンチルオキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)ジフェニルオキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)エトキシプロポキシシラン、エチル(ヒドロキシベンジル)ジプロポキシシラン等のエチル(ヒドロキシベンジル)シラン化合物;
プロピルブチルジメトキシシラン、プロピルブチルメトキシエトキシシラン、プロピルブチルメトキシプロポキシシラン、プロピルブチルジエトキシシラン、プロピルブチルジペンチルオキシシラン、プロピルブチルジフェニルオキシシラン、プロピルブチルエトキシプロポキシシラン、プロピルブチルジプロポキシシラン等のプロピルブチルシラン化合物;
プロピル(フェニル)ジメトキシシラン、プロピル(フェニル)メトキシエトキシシラン、プロピル(フェニル)メトキシプロポキシシラン、プロピル(フェニル)ジエトキシシラン、プロピル(フェニル)ジペンチルオキシシラン、プロピル(フェニル)ジフェニルオキシシラン、プロピル(フェニル)エトキシプロポキシシラン、プロピル(フェニル)ジプロポキシシラン等のプロピル(フェニル)シラン化合物;
プロピル(ヒドロキシフェニル)ジメトキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)メトキシエトキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)メトキシプロポキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)ジエトキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)ジペンチルオキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)ジフェニルオキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)エトキシプロポキシシラン、プロピル(ヒドロキシフェニル)ジプロポキシシラン等のプロピル(ヒドロキシフェニル)シラン化合物;
プロピル(ナフチル)ジメトキシシラン、プロピル(ナフチル)メトキシエトキシシラン、プロピル(ナフチル)メトキシプロポキシシラン、プロピル(ナフチル)ジエトキシシラン、プロピル(ナフチル)ジペンチルオキシシラン、プロピル(ナフチル)ジフェニルオキシシラン、プロピル(ナフチル)エトキシプロポキシシラン、プロピル(ナフチル)ジプロポキシシラン等のプロピル(ナフチル)シラン化合物;
プロピル(ベンジル)ジメトキシシラン、プロピル(ベンジル)メトキシエトキシシラン、プロピル(ベンジル)メトキシプロポキシシラン、プロピル(ベンジル)ジエトキシシラン、プロピル(ベンジル)ジペンチルオキシシラン、プロピル(ベンジル)ジフェニルオキシシラン、プロピル(ベンジル)エトキシプロポキシシラン、プロピル(ベンジル)ジプロポキシシラン等のプロピル(ベンジル)シラン化合物;
プロピル(ヒドロキシベンジル)ジメトキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)メトキシエトキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)メトキシプロポキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)ジエトキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)ジペンチルオキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)ジフェニルオキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)エトキシプロポキシシラン、プロピル(ヒドロキシベンジル)ジプロポキシシラン等のプロピル(ヒドロキシベンジル)シラン化合物;
が挙げられる。
 また、シラン化合物としては、例えば下記式(c5)で表されるシラン化合物であってもよい。
(Rc20O)c18 3-qSi-Rc17-Si(ORc21c19 3-r・・・(c5)
 Rc17は2価の多環式芳香族基を表す。
 Rc18及びRc19は、ケイ素原子に直結した1価基であり、前述の式(c1)中のRc1と同様に、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
 Rc20及びRc21は、水素原子、メチル基、エチル基、プロピル基、又はブチル基を表し、それぞれ同一でも異なっていてもよい。
 q及びrはそれぞれ独立に1以上3以下の整数である。
 多環式芳香族基は、2以上の芳香族環を含む2以上の環が縮合した基であっても、2以上の芳香族環を含む2以上の環が単結合又は2価の連結基により相互に結合した基であってもよい。
 多環式芳香族基中の部分構造としては、非芳香族環が含まれていてもよい。
 2価の連結基の具体例としては、炭素原子数1以上6以下のアルキレン基、-CO-、-CS-、-O-、-S-、-NH-、-N=N-、-CO-O-、-CO-NH-、-CO-S-、-CS-O-、-CS-S-、-CO-NH-CO-、-NH-CO-NH-、-SO-、及び-SO-等が挙げられる。
 多環式芳香族基は、炭化水素基であってもよく、1以上のヘテロ原子を含んでいてもよい。ヘテロ原子の例としては、N、S、O、及びP等が挙げられる。
 多環式芳香族基に含まれる、環の数は、2以上5以下の整数が好ましく、2以上4以下の整数がより好ましい。
 多環式芳香族基は、置換基を有してもよい。置換基の例としては、水酸基、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、ハロゲン原子、ニトロ基、アミノ基、シアノ基、及び炭素原子数2以上6以下の脂肪族アシル基等が挙げられる。
 これらの置換基の中では、メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基や、メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基等のアルキル基が好ましい。
 多環式芳香族基が置換基を有する場合、置換基の数は特に限定されない。置換基の数は、典型的には、1以上6以下の整数が好ましく、1以上3以下の整数がより好ましい。
 2価の多環式芳香族基の具体例としては、ナフタレン、ビフェニル、ターフェニル、アントラセン、フェナントレン、アントラキノン、ピレン、カルバゾール、N-メチルカルバゾール、N-エチルカルバゾール、N-n-プロピルカルバゾール、N-n-ブチルカルバゾール、ジベンゾフラン、ジベンゾチオフェン、ジベンゾチオフェン-5,5-ジオキシド、フルオレン、9,9-ジメチルフルオレン、9,9-ジエチルフルオレン、9,9-ジ-n-プロピルフルオレン、9,9-ジ-n-ブチルフルオレン、及びフルオレノンからなる群より選択される多環式芳香族化合物から、芳香族環に結合する2つの水素原子を除いた基が挙げられる。
 式(c5)で表されるシラン化合物の好ましい具体例を下記に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000061
 以上説明したシラン化合物を、常法に従って加水分解縮合することによりシロキサン樹脂が得られる。
 シロキサン樹脂の質量平均分子量は、300以上30000以下が好ましく、500以上10000以下がより好ましい。かかる範囲内の質量平均分子量を有するシロキサン樹脂をポリイミド前駆体組成物に配合する場合、製膜性に優れ、且つ剥離工程において基板からのポリイミド膜の剥離性が向上し、白濁が抑制される。また、形成されるポリイミド膜をレーザー剥離する際に、より低エネルギーでポリイミド膜を良好に剥離させやすい。
 以上説明したシラン化合物を加水分解縮合させて得られるシロキサン樹脂の好適な例としては、下記式(C-1)で示される構造単位を有するシロキサン樹脂が挙げられる。当該シロキサン樹脂において、ケイ素原子1個に対する炭素原子の数は2個以上である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000062
(式(C-1)中、Rc22はアルキル基、アリール基、又はアラルキル基であり、Rc23は水素又はアルキル基、アリール基、又はアラルキル基であり、sは0又は1である。)
 Rc22及びRc23におけるアルキル基、アリール基、又はアラルキル基は、前述の式(c1)におけるアルキル基、アリール基、又はアラルキル基と同様である。
 アルキル基としては、炭素原子数1以上5以下のアルキル基が好ましく、メチル基、エチル基、n-プロピル基、i-プロピル基、n-ブチル基、tert-ブチル基等が挙げられる。
 アリール基及びアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、フェニル基、ナフチル基、アントラセニル基、フェナントリル基、ビフェニル基、フルオレニル基、及びピレニル基等が挙げられる。
 アリール基及びアラルキル基としては、具体的には下記の構造を有する基が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000063
 上記式中、Rc24は、水素原子;水酸基;メトキシ基、エトキシ基、ブトキシ基、プロポキシ基等のアルコキシ基;メチル基、エチル基、ブチル基、プロピル基等の炭化水素基であり、Rc25は、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基等のアルキレン基である。なお、上記芳香族炭化水素基は、該芳香族炭化水素基における少なくとも1つの芳香環に、上記Rc24を有していればよく、複数有していてもよい。複数のRc24を有する場合には、これらのRc24は同一でもよく、異なっていてもよい。
 特に好ましいRc22としては、下記式(Rc22-a)、又は(Rc22-b)で表される構造を有する基が好ましく、特に(R22-b)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000064
 式(C-1)において、sは0であることが好ましく、その場合にはシロキサン樹脂は、シルセスキオキサン骨格を有する。さらに、シロキサン樹脂は、ラダー型のシルセスキオキサンであることがより好ましい。
 さらに、式(C-1)で示される構造単位(単位骨格)において、ケイ素原子1個に対して、炭素原子が2個以上15個以下となる原子数比を有していることが好ましい。
 シロキサン樹脂は、式(C-1)で示される構造単位を2種類以上有していてもよい。また、シロキサン樹脂においては、式(C-1)で示される異なる構造単位からなるシロキサン樹脂が混合されていてもよい。
 式(C-1)で示される構造単位を2種類以上有するシロキサン樹脂としては、具体的には下記式(C-1-1)~(C-1-3)で示される構造単位で表されるシロキサン樹脂が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000065
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000066
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000067
[ポリシラン]
 ポリシランは、溶剤(S)に可溶であれば特に限定されず、ポリシランの構造は特に限定されない。ポリシランは直鎖状であっても、分岐鎖状であっても、網目状であっても、環状であってもよいが、直鎖状又は分岐鎖状の鎖状構造が好ましい。
 好適なポリシランとしては、例えば、下記式(C-2)及び(C-3)で表される単位の少なくとも1つを必須に含み、下記式(C-4)、(C-5)及び(C-6)で表される単位から選択される少なくとも1つの単位を任意に含有するポリシランが挙げられる。かかるポリシランは、シラノール基、又はケイ素原子に結合するアルキル基を必須に有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000068
式(C-2)、(C-4)、及び(C-5)中、Rc26及びRc27は、水素原子、有機基又はシリル基を表す。Rc28は、水素原子又はアルキル基を表す。Rc28がアルキル基である場合、炭素原子数1以上4以下のアルキル基が好ましく、メチル基及びエチル基がより好ましい。
 Rc26及びRc27について、有機基としては、アルキル基、アルケニル基、シクロアルキル基、シクロアルケニル基、アリール基、アラルキル基等の炭化水素基や、アルコキシ基、アルケニルオキシ基、シクロアルコキシ基、シクロアルケニルオキシ基、アリールオキシ基、アラルキルオキシ基等が挙げられる。
 これらの基の中では、アルキル基、アリール基、及びアラルキル基が好ましい。アルキル基、アリール基、及びアラルキル基の好適な例は、前述の式(c1)中のRc1がアルキル基、アリール基、又はアラルキル基である場合の例と同様である。
 Rc26及びRc27がシリル基である場合、シリル基としては、シリル基、ジシラニル基、トリシラニル基等のSi1-10シラニル基(Si1-6シラニル基等)が挙げられる。
 ポリシランは、下記(C-7)から(C1-10)のユニットを含むのが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000069
((C-7)~(C-10)中、Rc26及びRc27は、(C-2)、(C-4)、及び(C-5)中におけるRc26及びRc27と同様である。a、b、及びcは、それぞれ、2以上1000以下の整数である)
 a、b、及びcは、それぞれ、10以上500以下が好ましく、10以上100以下がより好ましい。各ユニット中の構成単位は、ユニット中に、ランダムに含まれていても、ブロック化された状態で含まれていてもよい。
 以上説明したポリシランの中では、それぞれケイ素原子に結合している、シラノール基と、アルキル基と、アリール基又はアラルキル基とを組み合わせて含むポリシランが好ましい。より具体的には、それぞれケイ素原子に結合している、シラノール基と、メチル基と、ベンジル基とを組み合わせて含むポリシランや、それぞれケイ素原子に結合している、シラノール基と、メチル基と、フェニル基とを組み合わせて含むポリシランが好ましく使用される。
 ポリシランの質量平均分子量は、100以上100000以下が好ましく、500以上50000以下がより好ましく、1000以上30000以下が特に好ましい。
[シランカップリング剤]
 シランカップリング剤は、ケイ素原子に結合するアルコキシ基及び/又は反応性基を介して、ポリイミド前駆体組成物に含まれる種々の成分と結合又は相互作用したり、基板等の支持体の表面と結合したりする。このため、ポリイミド前駆体組成物にシランカップリング剤を配合することにより、形成されるポリイミド膜の基板等の支持体への密着性が改良される。
 シランカップリング剤としては、特に限定されない。シランカップリング剤の好適な例としては、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、n-ブチルトリメトキシシラン、n-ブチルトリエトキシシラン等のモノアルキルトリアルコキシシラン;ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン等のジアルキルジアルコキシシラン;フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等のモノフェニルトリアルコキシシラン;ジフェニルジメトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン等のジフェニルジアルコキシシラン;ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のモノビニルトリアルコキシシラン;3-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン等の(メタ)アクリロキシアルキルモノアルキルジアルコキシシラン;3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、等の(メタ)アクリロキシアルキルトリアルコキシシラン;3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-アミノプロピルメチルジエトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチル-ブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-フェニル-3-アミノプロピルトリエトキシシラン、N-(ビニルベンジル)-2-アミノエチル-3-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノ基含有トリ(又はジ)アルコキシシラン;及びそれらのアミノ基をアルデヒド等で保護したケチミンシラン;3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン等の非脂環式エポキシ基含有アルキルトリ(又はジ)アルコキシシラン;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリエトキシシラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルジメトキシシラン、(3,4-エポキシシクロヘキシル)メチルジエトキシシラン等の脂環式エポキシ基含有アルキルトリ(又はジ)アルコキシシラン;2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルメチルジエトキシシラン等の脂環式エポキシ基含有アルキルモノアルキルジアルコキシシラン;〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリメトキシシラン、〔(3-エチル-3-オキセタニル)メトキシ〕プロピルトリエトキシシラン等のオキセタニル基含有アルキルトリアルコキシシラン;3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプトアルキルトリアルコキシシラン;3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等のメルカプトアルキルモノアルキルジアルコキシシラン;3-ウレイドプロピルトリエトキシシラン等のウレイドアルキルトリアルコキシシラン;3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネートアルキルトリアルコキシシラン;トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート、トリス-(トリエトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等のイソシアヌレート含有トリアルコキシシラン;3-トリメトキシシリルプロピルコハク酸無水物、その他の酸無水物基(例えば、シクロヘキサンジカルボン酸無水物基、4-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸無水物基、5-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸無水物基、ビシクロヘプタンジカルボン酸無水物基、7-オキサ-ビシクロヘプタンジカルボン酸無水物基、フタル酸無水物基等)を有するトリアルコキシシラン等の酸無水物基含有アルキルトリアルコキシシラン;カルボキシ基として、コハク酸基、又はそのハーフエステル基、シクロヘキサンジカルボン酸基、又はそのハーフエステル基、4-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸基、又はそのハーフエステル基、5-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸基、又はそのハーフエステル基、ビシクロヘプタンジカルボン酸基、又はそのハーフエステル基、7-オキサ-ビシクロヘプタンジカルボン酸基、又はそのハーフエステル基、フタル酸基、又はそのハーフエステル基を有するカルボキシ基含有アルキルトリアルコキシシラン;N-tert-ブチル-3-(3-トリメトキシシリルプロピル)コハク酸イミド等のイミド基含有アルキルトリアルコキシシラン;(3-トリメトキシシリルプロピル)-t-ブチルカルバメート、(3-トリエトキシシリルプロピル)-tert-ブチルカルバメート等のカルバメート基含有アルキルトリアルコキシシラン;等が挙げられる。また、アミド基含有トリアルコキシシランも好適に挙げられる。アミド基含有トリアルコキシシランは、アミノ基含有トリアルコキシシランとカルボン酸、酸クロライド、ジカルボン酸無水物、又はテトラカルボン酸無水物との反応、若しくはカルボキシル基、酸クロライド基、又は酸無水物基含有トリアルコキシシランとアミンとの反応によって得られる。中でも、アミノ基含有トリアルコキシシランと、ジカルボン酸無水物又はテトラカルボン酸無水物との反応によって得られる、若しくは酸無水物基含有トリアルコキシシランと、アミンとの反応によって得られる、アミド基含有トリアルコキシシランであることが好ましい。
 アミノ基含有トリアルコキシシランと酸無水物を反応させる場合、アミノ基含有トリ(又はジ)アルコキシシランとしては、先述したアミノ基含有トリ(又はジ)アルコキシシランと同様の化合物が挙げられる。ジカルボン酸無水物としては、例えば、無水コハク酸、シクロヘキサンジカルボン酸無水物、4-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、5-メチル-シクロヘキサンジカルボン酸無水物、ビシクロヘプタンジカルボン酸無水物、7-オキサビシクロヘプタンジカルボン酸無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、アジピン酸無水物、無水フタル酸、(3-トリメトキシシリルプロピル)コハク酸無水物、(3-トリエトキシシリルプロピル)コハク酸無水物等の多塩基酸無水物が挙げられる。また、テトラカルボン酸無水物としては、例えば、ピロメリット酸二無水物、3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,3,3’,4’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、2,2’,3,3’-ビフェニルテトラカルボン酸二無水物、p-フェニレンビス(トリメリット酸モノエステル酸無水物)、1,2,5,6-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、2,3,6,7-ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、3,3’-オキシジフタル酸二無水物、及び、4,4’-オキシジフタル酸二無水物が挙げられる。これらは、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 酸無水物基含有トリアルコキシシランとアミンを反応させる場合、酸無水物基含有トリアルコキシシランとしては、先述した酸無水物基含有トリアルコキシシランと同様の化合物が挙げられる。アミンとしては、例えば、アンモニア、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、イソプロピルアミン、ブチルアミン、tert-ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、2エチルヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ウンデシルアミン、ドデシルアミン、テトラデシルアミン、ヘキサデシルアミン、1-アミノオクタデカン、アニリン、ベンジルアミン、シクロプロピルアミン、シクロブチルアミン、シクロペンチルアミン、シクロヘキシルアミン、シクロヘプチルアミン、シクロオクチルアミン、2-アミノトルエン、3-アミノトルエン、4-アミノトルエン、2,4-ジメチルアニリン、2,3-ジメチルアニリン、2,5-ジメチルアニリン、2,6-ジメチルアニリン、3,4-ジメチルアニリン、3,5-ジメチルアニリン、2,4,5-トリメチルアニリン、2,4,6-トリメチルアニリン、2,3,4,5-テトラメチルアニリン、2,3,5,6-テトラメチルアニリン、2,3,4,6-テトラメチルアニリン、2-エチル-3-ヘキシルアニリン、2-エチル-4-ヘキシルアニリン、2-エチル-5-ヘキシルアニリン、2-エチル-6-ヘキシルアニリン、3-エチル-4-ヘキシルアニリン、3-エチル-5-ヘキシルアニリン、3-エチル-2-ヘキシルアニリン、4-エチル-2-ヘキシルアニリン、5-エチル-2-ヘキシルアニリン、6-エチル-2-ヘキシルアニリン、4-エチル-3-ヘキシルアニリン、5-エチル-3-ヘキシルアニリン、1,2-フェニレンジアミン、1,3-フェニレンジアミン、1,4-フェニレンジアミン、2-アミノベンジルアミン、3-アミノベンジルアミン、4-アミノベンジルアミン、2-(4-アミノフェニル)エチルアミン、2-(3-アミノフェニル)エチルアミン、2-(2-アミノフェニル)エチルアミン、2,3-ジアミノトルエン、2,4-ジアミノトルエン、2,5-ジアミノトルエン、2,6-ジアミノトルエン、3,4-ジアミノトルエン、2,3-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,6-ジメチル-p-フェニレンジアミン、2,4-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,5-ジメチル-m-フェニレンジアミン、2,6-ジメチル-m-フェニレンジアミン、4,5-ジメチル-m-フェニレンジアミン、3,4-ジメチル-o-フェニレンジアミン、3,5-ジメチル-o-フェニレンジアミン、3,6-ジメチル-o-フェニレンジアミン、1,3-ジアミノ-2,4,6-トリメチルベンゼン、2,3,5,6-テトラメチル-1,4-フェニレンジアミン、2,4,5,6-テトラメチル-1,3-フェニレンジアミン、3,4,5,6-テトラメチル-1,2-フェニレンジアミン、
2,4-ジアミノ-3,5-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-4,5-ジエチルトルエン、2,4-ジアミノ-5,6-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-5,6-ジエチルトルエン、2,4-ジアミノ-3,6-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-3,4-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-3,6-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-4,6-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-4,6-ジエチルトルエン、2,4-ジアミノ-3,5-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-4,5-ジエチルトルエン、2,4-ジアミノ-5,6-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-5,6-ジエチルトルエン、2,4-ジアミノ-3,6-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-3,4-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-3,6-ジエチルトルエン、2,5-ジアミノ-4,6-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-4,6-ジエチルトルエン、2,3-ジアミノ-4,5,6-トリエチルトルエン、2,4-ジアミノ-3,5,6-トリエチルトルエン、2,5-ジアミノ-3,4,6-トリエチルトルエン、2-メトキシアニリン、3-メトキシアニリン、4-メトキシアニリン、2-メトキシ-3-メチルアニリン、2-メトキシ-4-メチルアニリン、2-メトキシ-5-メチルアニリン、2-メトキシ-6-メチルアニリン、3-メトキシ-2-メチルアニリン、3-メトキシ-4-メチルアニリン、3-メトキシ-5-メチルアニリン、3-メトキシ-6-メチルアニリン、4-メトキシ-2-メチルアニリン、4-メトキシ-3-メチルアニリン、2-エトキシアニリン、3-エトキシアニリン、4-エトキシアニリン、4-メトキシ-5-メチルアニリン、4-メトキシ-6-メチルアニリン、2-メトキシ-3-エチルアニリン、2-メトキシ-4-エチルアニリン、2-メトキシ-5-エチルアニリン、2-メトキシ-6-エチルアニリン、3-メトキシ-2-エチルアニリン、3-メトキシ-4-エチルアニリン、3-メトキシ-5-エチルアニリン、3-メトキシ-6-エチルアニリン、4-メトキシ-2-エチルアニリン、4-メトキシ-3-エチルアニリン、2-メトキシ-3,4,5-トリメチルアニリン、3-メトキシ-2,4,5-トリメチルアニリン、及び、4-メトキシ-2,3,5-トリメチルアニリンが挙げられる。これらは、それぞれ単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、アミド基含有トリアルコキシシランとしては、酸二無水物とアミノ基含有トリアルコキシシランとを反応させて得られる化合物であってもよい。酸二無水物としては、下記式で示される酸二無水物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000070
[式中、R19は、単結合、酸素原子、硫黄原子、カルボニル基、又は炭素原子数1以上5以下のアルキレン基を示す。]
 上記式で表される酸二無水物と反応させるアミノ基含有トリアルコキシシランは上記アミノ基含有トリアルコキシシランで挙げた化合物と同様である。反応物の好ましい具体例を以下に挙げる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000071
 アミド基含有トリアルコキシシランとして好ましくは、2-(3-トリメトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、3-(3-トリメトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、2-(3-トリエトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、3-(3-トリエトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、2-(3-メチルジエトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、3-(3-メチルジエトキシシリルプロピル)コハク酸モノフェニルアミド、次の式(R20O)Si-X20-R21-Y20-COOH[ただし、R20は炭素原子数1以上12以下のアルキル基であり、X20は単結合、NH結合を介していてもよい炭素原子数1以上12以下のアルキレン基、炭素原子数6以上12以下のフルオレニリデンアリール基であり、R21は-NHCO-又は-CONH-であり、Y20は2価の芳香族炭化水素基又は2価の脂環式炭化水素基である。]等のアミド結合含有トリアルコキシシラン、及び上記式(Am-1)~(Am-3)で表される化合物が挙げられる。
 これらのシランカップリング剤の中では、アミノ基含有トリアルコキシシラン及びそれらのアミノ基をアルデヒド等で保護したケチミンシラン又はアミド結合含有トリアルコキシシランが好ましい。これらのシランカップリング剤は、単独で用いてもよく、二種以上を組み合わせて用いてもよい。
 また、下記式(c6)で表される化合物も、シランカップリング剤として好適に使用される。
c29 c30 (3-d)Si-Rc31-NH-C(O)-Y-Rc32-X・・・(c6)
(式(c6)中、Rc29はアルコキシ基であり、Rc30はアルキル基であり、dは1以上3以下の整数であり、Rc31はアルキレン基であり、Yは-NH-、-O-、又は-S-であり、Rc32は単結合、又はアルキレン基であり、Xは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、X中の-Y-Rc32-と結合する環は含窒素6員芳香環であり、-Y-Rc32-は前記含窒素6員芳香環中の炭素原子と結合する。)
 式(c6)中、Rc29はアルコキシ基である。Rc29について、アルコキシ基の炭素原子数は1以上6以下が好ましく、1以上4以下がより好ましく、シランカップリング剤の反応性の観点から1又は2が特に好ましい。Rc29の好ましい具体例としては、メトキシ基、エトキシ基、n-プロポキシ基、イソプロポキシ基、n-ブトキシ基、イソブトキシ基、sec-ブトキシ基、tert-ブトキシ基、n-ペンチルオキシ基、及びn-ヘキシルオキシ基が挙げられる。これらのアルコキシ基の中では、メトキシ基、及びエトキシ基が好ましい。
 アルコキシ基であるRc29が加水分解されて生成するシラノール基が基板の表面等と反応することで、ポリイミド前駆体組成物を用いて形成されるポリイミド膜の基板等の支持体の表面への密着性が向上されやすい。このため、ポリイミド膜の基板等の支持体の表面への密着性を向上させやすい点から、dは3であるのが好ましい。
 式(c6)中、Rc30はアルキル基である。Rc30について、アルキル基の炭素原子数は1以上12以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、シランカップリング剤の反応性の観点から1又は2が特に好ましい。Rc30の好ましい具体例としては、メチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、sec-ブチル基、tert-ブチル基、n-ペンチル基、n-ヘキシル基、n-ヘプチル基、n-オクチル基、n-ノニル基、n-デシル基、n-ウンデシル基、及びn-ドデシル基が挙げられる。
 式(c6)中、Rc31はアルキレン基である。Rc31について、アルキレン基の炭素原子数は1以上12以下が好ましく、1以上6以下がより好ましく、2以上4以下が特に好ましい。Rc31の好ましい具体例としては、メチレン基、1,2-エチレン基、1,1-エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、プロパン-1,2-ジイル基、プロパン-1,1-ジイル基、プロパン-2,2-ジイル基、ブタン-1,4-ジイル基、ブタン-1,3-ジイル基、ブタン-1,2-ジイル基、ブタン-1,1-ジイル基、ブタン-2,2-ジイル基、ブタン-2,3-ジイル基、ペンタン-1,5-ジイル基、ペンタン-1,4-ジイル基、及びヘキサン-1,6-ジイル基、ヘプタン-1,7-ジイル基、オクタン-1,8-ジイル基、ノナン-1,9-ジイル基、デカン-1,10-ジイル基、ウンデカン-1,11-ジイル基、及びドデカン-1,12-ジイル基が挙げられる。これらのアルキレン基の中では、1,2-エチレン基、プロパン-1,3-ジイル基、及びブタン-1,4-ジイル基が好ましい。
 Yは-NH-、-O-、又は-S-であり、-NH-であるのが好ましい。-CO-O-、又は-CO-S-で表される結合よりも、-CO-NH-で表される結合のほうが加水分解を受けにくいため、Yが-NH-である化合物をシランカップリング剤として含むポリイミド前駆体組成物を用いると、基板等の支持体への密着性に優れるポリイミド膜を形成できる。
 Rc32は単結合、又はアルキレン基であり、単結合であるのが好ましい。Rc32がアルキレン基である場合の好ましい例は、Rc31と同様である。
 Xは、置換基を有していてもよく単環でも多環でもよい含窒素ヘテロアリール基であり、X中の-Y-Rc32-と結合する環は含窒素6員芳香環であり、-Y-Rc32-は該含窒素6員芳香環中の炭素原子と結合する。理由は不明であるが、このようなXを有する化合物をシランカップリング剤として含むポリイミド前駆体組成物を用いると、基板等の支持体への密着性に優れるポリイミド膜を形成できる。
 Xが多環ヘテロアリール基である場合、ヘテロアリール基は、複数の単環が縮合した基であってもよく、複数の単環が単結合を介して結合した基であってもよい。Xが多環ヘテロアリール基である場合、多環ヘテロアリール基に含まれる環数は1以上3以下が好ましい。Xが多環ヘテロアリール基である場合、X中の含窒素6員芳香環に縮合又は結合する環は、ヘテロ原子を含んでいても含んでいなくてもよく、芳香環であっても芳香環でなくてもよい。
 含窒素ヘテロアリール基であるXが有していてもよい置換基としては、炭素原子数1以上6以下のアルキル基、炭素原子数1以上6以下のアルコキシ基、炭素原子数2以上6以下のアルケニル基、炭素原子数2以上6以下のアルケニルオキシ基、炭素原子数2以上6以下の脂肪族アシル基、ベンゾイル基、ニトロ基、ニトロソ基、アミノ基、ヒドロキシ基、メルカプト基、シアノ基、スルホン酸基、カルボキシル基、及びハロゲン原子等が挙げられる。Xが有する置換基の数は、本発明の目的を阻害しない範囲で特に限定されない。Xが有する置換基の数は、5以下が好ましく、3以下がより好ましい。Xが複数の置換基を有する場合、複数の置換基は同じであっても、異なっていてもよい。
 Xの好ましい例としては、下記式の基が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000072
 上記の基の中でも、下記式の基がXとしてより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000073
 以上説明した、式(c6)で表される化合物の好適な具体例としては、以下の化合物1~8が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000074
 以上説明したケイ素含有化合物は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 以上説明したケイ素含有化合物のポリイミド前駆体組成物中の含有量は、組成物の固形分に対して例えば、0.01質量%以上20質量%以下であり、0.1質量%以上20質量%以下であることが好ましく、0.5質量%以上15質量%以下であることがより好ましく、1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。ポリイミド前駆体組成物におけるケイ素含有化合物の含有量を上記範囲内とすることにより、ケイ素含有化合物の添加により期待される効果が十分に発現しやすい。
<ポリイミド前駆体組成物の調製>
 ポリイミド前駆体組成物を調製する方法としては、特に限定されない。例えば、樹脂前駆体成分(B)として上述の各種モノマー成分、及びポリアミド酸よりなる群から選択される少なくとも1つと、溶剤(S)と、イミダゾール化合物(A)と、必要に応じ上述のその他の成分とを配合することにより、ポリイミド樹脂前駆体組成物を調製することができる。
 樹脂前駆体成分(B)としては、モノマー成分とポリアミド酸との両方を配合してもよい。通常、モノマー成分のみ又はポリアミド酸のみを配合することで十分である。後述のようにイミダゾール化合物(A)の存在下にポリアミド酸の高分子量化を進めることができる点で、(B)成分として、モノマー成分を配合したうえで、環形成性ポリマーを合成することが好ましい。また、イミダゾール化合物(A)の存在下に環形成性ポリマーの閉環効率を高めることができる点で、(B)成分として、前駆体ポリマーを配合することが好ましい。
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物には、溶剤(S)に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合した後に、好ましくはイミダゾール化合物(A)の存在下にポリアミド酸を生成させて得られた組成物も包含される。
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物の調製において、各成分を配合(添加)する順序としては、特に限定されない。例えば、イミダゾール化合物(A)の配合は、樹脂前駆体成分(B)の配合よりも前であっても後であってもよく、樹脂前駆体成分(B)の配合と同時であってもよい。
≪ポリイミド膜の製造方法≫
 本発明の第二の態様であるポリイミド膜の製造方法は、本発明の第一の態様であるポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成する形成工程と、塗膜を加熱することにより塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる閉環工程とを含む。以下、各工程について説明する。
<形成工程>
 形成工程では、上述のポリイミド前駆体組成物を被塗布体の表面に塗布して、ポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成する。塗布方法としては、例えば、ディッピング法、スプレー法、バーコート法、ロールコート法、スピンコート法、カーテンコート法、ダイコート等が挙げられる。塗膜の厚さは、特に限定されない。典型的には、塗膜の厚さは、例えば、0.1μm以上1000μm以下であり、2μm以上100μm以下が好ましく、3μm以上50μm以下がより好ましい。塗膜の厚さは、塗布方法やポリイミド前駆体組成物の固形分濃度や粘度を調節することにより、適宜制御することができる。
 塗膜の形成後、閉環工程に移行する前に、塗膜中の溶剤(S)を除去する目的で、塗膜を加熱してもよい。加熱温度や加熱時間は、ポリイミド前駆体組成物に含まれる成分に熱劣化や熱分解が生じない限り特に限定されない。塗膜中の溶剤(S)の沸点が高い場合、減圧下に塗膜を加熱してもよい。
<閉環工程>
 閉環工程では、上記形成工程で形成された塗膜を加熱することにより、塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる。具体的には、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合する場合、加熱により、下記式(b3)で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸を形成及び高分子量化が進行する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000075
(式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
 かかるモノマー成分から形成されるポリアミド酸は、引き続き閉環工程において閉環してポリイミド樹脂に変化する。樹脂前駆体成分(B)としてポリアミド酸を配合した場合、同様に閉環してポリイミド樹脂に変化する。
 上述のように、閉環工程において、樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸がポリイミド樹脂に変化する。その結果、ポリイミド樹脂を含む膜が形成される。
 上記塗膜を加熱する場合、加熱温度は、例えば、100℃以上500℃以下、好ましくは120℃以上350℃以下、より好ましくは150℃以上350℃以下に設定される。このような範囲の温度で樹脂前駆体成分(B)を加熱することにより、樹脂前駆体成分(B)や生成するポリイミド樹脂の熱劣化や熱分解を抑制しつつ、ポリイミド膜を生成させることができる。
 上記塗膜を加熱する場合、加熱された系内の雰囲気は、大気中のような含酸素雰囲気下でもよいし、窒素雰囲気下、減圧下、真空下等の不活性雰囲気下でもよい。ポリイミド膜の透明性の点で不活性雰囲気下が好ましい。不活性雰囲気下においては酸素濃度が低いことが好ましく、例えば1000ppm以下であり、好ましくは300ppm以下、より好ましくは100ppm以下、さらに好ましくは10ppm以下である。加熱時の酸素濃度が低い程(酸素濃度:0~300ppm)、冷却時の酸素濃度の影響を受けにくくなり、透明性に優れるポリイミド膜が得られる傾向にある。
 また、樹脂前駆体成分(B)の加熱を高温で行う場合、多量のエネルギーの消費や、高温での処理設備の経時劣化が促進される場合がある。このため、樹脂前駆体成分(B)の加熱を低めの温度(「低温ベーク」ということがある。)で行うことも好ましい。具体的には、樹脂前駆体成分(B)を加熱する温度の上限を、例えば220℃以下、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは160℃以下、さらにより好ましくは150℃以下にすることができる。このような比較的低温で加熱する場合であっても、本発明においては、比較的短時間の加熱で十分にポリイミド樹脂を生成させることができる。
 加熱時間は、塗膜の組成、厚さ等にもよるが、下限値として、例えば0.5時間、好ましくは1時間、より好ましくは1.5時間、上限値として、例えば4時間、好ましくは3時間、より好ましくは2.5時間とすることができ、かかる加熱時間は、例えば130℃以上150℃以下、代表的には140℃で加熱する場合にも適用することができる。
 加熱速度は、加熱方法、装置の大きさ、容量、性能にもよるが、100℃/分以下、好ましくは50℃/分以下、より好ましくは20℃/分以下、さらに好ましくは10℃/分以下である。
 低温ベークにより、ポリアミド酸の高分子量化を進めることができ、好ましくは分子量分布をあまり広げることなく高分子量化を進めることができる。低温ベークによるポリアミド酸の高分子量化は、特に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合する場合に、形成されるポリアミド酸の高分子量化を進める点で、好適である。低温ベークを行う際、イミダゾール化合物(A)が通常残存している。このため、イミダゾール化合物(A)の作用によりポリアミド酸の高分子量化が進み、得られるポリイミド膜の引張強度、及び破断伸びが向上する。
 本発明のポリイミド前駆体組成物にはイミダゾール化合物(A)が含有されるので、このような比較的低温で加熱することによっても、従来のポリイミド膜よりも引張強度、及び破断伸びに優れるポリイミド膜を得ることができる。イミダゾール化合物(A)は、触媒として作用していると考えられる。得られるポリイミド膜は、引張伸度に優れることから機械的特性に優れると思われる。
 塗膜の加熱としては、また、低温ベークを行った後に、低温ベークにおける加熱温度よりも高温による加熱(「高温ベーク」ということがある。)を行う段階的加熱(「ステップベーク」ともいう。)を行ってもよい。
 高温ベークは、加熱温度の上限として、例えば500℃以下、好ましくは450℃以下、より好ましくは420℃以下、さらに好ましくは400℃以下にすることができ、加熱温度の下限として、例えば220℃以上、好ましくは250℃以上、より好ましくは300℃以上、さらに好ましくは350℃以上、さらにより好ましくは380℃以上にすることができる。
 高温ベークにおける加熱時間は、塗膜の組成、厚さ等にもよるが、下限値として、例えば10分以上、好ましくは20分程度以上、必要に応じて1時間以上としてもよく、上限値として、例えば4時間、好ましくは3時間、より好ましくは2.5時間とすることができ、かかる加熱時間は、例えば390℃以上410℃以下、代表的には400℃で加熱する場合にも適用することができる。
 高温ベーク後の冷却方法は、自然冷却又は強制冷却いずれでもよく、空気、窒素又は酸素濃度を調整した空気と窒素の混合物で直接冷却してもよいし、冷却水又は大気を用いて間接冷却してもよい。透明性に優れるポリイミド膜を得るには、窒素や酸素濃度の低い空気窒素混合物を利用するのが好ましいが、低酸素濃度(0~300ppm)で高温ベークしたポリイミド膜であれば、空気や酸素濃度の高い空気窒素混合物を用いて冷却してもよい。
 冷却速度は大きいほど透明性に優れるポリイミド膜が得られる傾向にあるが、窒素や低酸素濃度の空気窒素混合物を用いた場合の冷却速度は小さくてもよく、100℃/分以下、好ましくは50℃/分以下、より好ましくは10℃/分以下、さらに好ましくは5℃/分以下である。
 ポリイミド膜が、上述の低温ベークを行うが高温ベークを行うことなく形成される場合、膜中にイミダゾール化合物(A)が残存していてもよい。他方、ポリイミド膜が高温ベークを行って形成される場合、イミダゾール化合物(A)が高温ベークにより分解され、さらに昇華する場合もあるので、膜中にイミダゾール化合物(A)が実質的に残存していない。
 高温ベークを行って形成されたポリイミド膜であっても、(A)成分からの分解物(例えば下記式(1’-2))が、(B)成分と反応してポリアミド酸が閉環してなるポリイミド樹脂の一部と結合することで、永久膜に含有される場合がある。第二の態様により製造されるポリイミド膜、第三の態様の永久膜、及び第四又は第五の態様のポリイミド膜が(A)成分を含有する場合には、当該イミド環及び/又はオキサゾール環含有ポリマーの一部と結合する場合も含まれるものとする。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000076
(式(1’-1)及び(1’-2)中、R~Rは前記R~Rと同様であり、nは0以上3以下の整数である。)
 段階的加熱を行う場合、低温ベークは省略してもよい。特に、樹脂前駆体成分(B)としてモノマー成分を配合する場合、イミダゾール化合物(A)の存在下に予めポリアミド酸の高分子量化を進めることができるので、低温ベークを行わなくても十分に高分子量のポリイミド樹脂を得ることができる。
 ポリイミド樹脂への変換は、低温ベークによっても本発明の課題を解決するのに十分な程度に行うことができ、例えば、未閉環構造を実質的になくして閉環反応を実質的に完結することもできるが、低温ベーク後に未閉環構造が一部残存してもよい。高温ベークを行うことにより、閉環反応を実質的に完結することができる。
<剥離工程>
 被塗布体又は閉環工程時の支持体として、ガラス基板を使用した場合、UVレーザー等を用いて、本発明に係るポリイミド前駆体組成物を用いて得られたポリイミド膜を剥離してもよい。
 本発明に係るポリイミド前駆体組成物を用いて得られたポリイミド膜は、透明性と、引張強度等の機械的特性とに優れるポリイミド樹脂を含有する膜である。
 そのため、かかるポリイミド膜は、例えば、優れた引張強度が要求される用途に好適である。かかる用途としては、例えば、電子回路基板部材、半導体デバイス、リチウムイオン電池部材、太陽電池部材、燃料電池部材、ガス分離膜部材、モーター巻線、エンジン周辺部材、塗料、光学部品、放熱基材及び電磁波シールド基材、サージ部品等における接着剤や封止材、絶縁材料、基板材料、又は保護材料等が挙げられ、また、ディスプレイ材料等に使用されているガラスの代替として用いることができ、例えば、自動車用リフレクターの他、ディスプレイ用のフレキシブルフィルム、低透湿膜等にも好適である。
≪永久膜≫
 本発明の第三の態様の永久膜は、上述のイミダゾール化合物(A)と、前述の式(b3)で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸が閉環した、ポリイミド樹脂とを含有する。
 永久膜とは、製品を構成する部品上や部品間に形成された膜であって、製品完成後にも残存する膜の総称である。
 永久膜は、上述した本発明の第二の態様であるポリイミド膜の製造方法により好適に得ることができる。
 本発明の永久膜は、イミダゾール化合物(A)を含有し、比較的低温で形成された膜であっても、従来のポリイミド膜よりも引張強度、及び破断伸びに優れる。
 本発明の永久膜は、従って、例えば、液晶素子用又は有機EL素子用の永久膜として用いることができ、有機EL素子用の永久膜として好適である。永久膜としては、絶縁膜、平坦化膜等が好適である。
≪ポリイミド膜≫
 本発明の第四の態様は、第一の態様のポリイミド前駆体組成物を用いて得られたポリイミド膜に関する。第四の態様のポリイミド膜は、永久膜として使用される膜に限定されない。
 第四の態様のポリイミド膜を製造する方法は、第一の態様のポリイミド前駆体組成物を用いる方法であれば特に限定されない。第四の態様のポリイミド膜は、好ましくは、第二の態様にかかるポリイミド膜の製造方法により製造される。
 第四の態様のポリイミド膜は、ディスプレイ機器に使用した際に、コントラストの低下抑制及び視野角改善の効果が得られることから、波長590nmで測定される厚み方向のリタデーション(Rth)が、厚み10μmに換算して、-1000nm以上1000nm以下(より好ましくは-500nm以上500nm以下、さらに好ましくは-250nm以上250nm以下)のポリイミド膜(ポリイミドフィルム)であることが好ましい。第四の態様のポリイミド膜の「厚み方向のリタデーション(Rth)」は、測定装置としてAXOMETRICS社製の商品名「AxoScan」を用い、後述のようにして測定した各々のポリイミド膜の屈折率(589nm)の値を前記測定装置にインプットした後、温度:25℃、湿度:40%の条件下、波長590nmの光を用いて、ポリイミド膜の厚み方向のリタデーションを測定し、求められた厚み方向のリタデーションの測定値(測定装置の自動測定(自動計算)による測定値)に基づいて、膜の厚み10μmあたりのリタデーション値に換算することにより求めることができる。なお、測定試料のポリイミド膜のサイズは、測定器のステージの測光部(φ直径:約1cm)よりも大きければ良いため、特に制限されないが、縦:76mm、横52mm、厚み13μmの大きさとすることが好ましい。
 また、厚み方向のリタデーション(Rth)の測定に利用する「前記ポリイミド膜の屈折率(589nm)」の値は、リタデーションの測定対象となるポリイミド膜を形成するポリイミドと同じ種類のポリイミドからなる未延伸のフィルムを形成した後、かかる未延伸のフィルムを測定試料として用いて(なお、測定対象となるフィルムが未延伸のフィルムである場合には、そのフィルムをそのまま測定試料として用いることができる。)、測定装置として屈折率測定装置(株式会社アタゴ製の商品名「NAR-1T SOLID」)を用い、589nmの光源を用いて、23℃の温度条件で、測定試料の面内方向(厚み方向とは垂直な方向)の589nmの光に対する屈折率を測定して求めることができる。なお、測定試料が未延伸のため、フィルムの面内方向の屈折率は、面内のいずれの方向においても一定となり、かかる屈折率の測定により、そのポリイミドの固有の屈折率を測定することができる(なお、測定試料が未延伸のため、面内の遅延軸方向の屈折率をNxとし、遅延軸方向と垂直な面内方向の屈折率をNyとした場合、Nx=Nyとなる)。このように、未延伸のフィルムを利用してポリイミドの固有の屈折率(589nm)を測定して、得られた測定値を上述の厚み方向のリタデーション(Rth)の測定に利用する。ここにおいて、測定試料のポリイミドフィルムのサイズは、前記屈折率測定装置に利用できる大きさであればよく、特に制限されず、1cm角(縦横1cm)で厚み13μmの大きさとしてもよい。
 本発明の第五の態様は、上述のイミダゾール化合物(A)と、前述の式(b2)で表される繰り返し単位からなるポリアミド酸が閉環したポリイミド樹脂とを含有する、ポリイミド膜である。第五の態様のポリイミド膜は、永久膜として使用される膜に限定されない。
 第五の態様のポリイミド膜の製造方法は、ポリイミド膜が所定の成分を含有する限り特に限定されない。第五の態様のポリイミド膜は、典型的には、前述の式(b2)で表される繰り返し単位からなるポリアミド酸を含むか、当該ポリアミド酸が生成するように選択された樹脂前駆体成分(B)を含有する、第一の態様のポリイミド前駆体組成物を用いて、第二の態様にかかるポリイミド膜の製造方法により製造される。
 以下、実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明の範囲は、これらの実施例に限定されない。
〔合成例1〕
 合成例1において、下記構造のイミダゾール化合物(A1)を合成した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000077
 まず、下記式の構造の桂皮酸誘導体30gをメタノール200gに溶解させた後、メタノール中に水酸化カリウム7gを添加した。次いで、メタノール溶液を40℃で撹拌した。メタノールを留去し、残渣を水200gに懸濁させた。得られた懸濁液にテトラヒドロフラン200gを混合、撹拌し、水相を分液した。氷冷下、塩酸4gを添加、撹拌した後に酢酸エチル100gを混合、撹拌した。混合液を静置した後、油相を分取した。油相から目的物を晶析させ、析出物を回収して、上記構造のイミダゾール化合物(A1)を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000078
 上記構造のイミダゾール化合物(A1)のH-NMRの測定結果は以下の通りである。
H-NMR(DMSO):11.724(s,1H),7.838(s,1H),7.340(d,2H,J=4.3Hz),7.321(d,1H,J=7.2Hz),6.893(d,2H,J=4.3Hz),6.876(d,1H,J=6.1Hz),5.695(dd,1H,J=4.3Hz,3.2Hz),3.720(s,3H),3.250(m,2H)
〔実施例1〕
<テトラカルボン酸二無水物の調製>
 国際公開第2011/099518号の合成例1、実施例1及び実施例2に記載された方法に従って、下記式で表されるテトラカルボン酸二無水物(CpODA:ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物)を調製した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000079
<ポリアミド酸の調製>
 先ず、30mlの三口フラスコをヒートガンで加熱して十分に乾燥させた。次に、三口フラスコ内の雰囲気ガスを窒素で置換し、三口フラスコ内を窒素雰囲気とした。三口フラスコ内に、4,4’-ジアミノベンズアニリド0.2045g(0.90mmol:日本純良薬品株式会社製:DABAN)を添加した後、N,N,N’,N’-テトラメチルウレア(TMU)を3.12g添加した。三口フラスコの内容物を撹拌して、TMU中に芳香族ジアミン(DABAN)が分散したスラリー液を得た。
 次に、三口フラスコ内に上記式のテトラカルボン酸二無水物(CpODA)0.3459g(0.90mmol)添加した後、窒素雰囲気下に、室温(25℃)で12時間フラスコの内容物を撹拌して反応液を得た。このようにして反応液中にポリアミド酸が15質量%(TMU溶剤:85質量部)となる反応液を形成した。
<イミダゾール化合物(A)の添加工程>
 上述のようにして得られた反応液に、窒素雰囲気下で合成例1で得たイミダゾール化合物A1(0.206g、反応液を100質量部とした場合に対して5.6質量部)を加えた。次いで、反応液を、25℃で12時間撹拌して、イミダゾール化合物(A)とポリアミド酸とを含む液状のポリイミド前駆体組成物を得た。
<ポリイミド膜の調製>
 ガラス基板(大型スライドグラス、松浪硝子工業株式会社製の商品名「S9213」、縦:76mm、横52mm、厚み1.3mm)上に、上述のようにして得られたポリイミド前駆体組成物を、加熱硬化後の塗膜の厚みが13μmとなるようにスピンコートして、塗膜を形成した。次いで、塗膜の形成されたガラス基板を60℃のホットプレート上に載せて2時間静置して、前記塗膜から溶媒を蒸発させて除去した。
 溶媒の除去後、塗膜の形成されたガラス基板を3L/分の流量で窒素が流れているイナートオーブンに投入した。イナートオーブン内で、窒素雰囲気下、25℃の温度条件で0.5時間静置した後、135℃の温度条件で0.5時間加熱し、さらに300℃の温度条件(最終加熱温度)で1時間加熱して、塗膜を硬化させて、前記ガラス基板上にポリイミドからなる薄膜(ポリイミドフィルム)がコートされたポリイミドコートガラスを得た。
 得られたポリイミドコートガラスを、90℃の湯の中に浸漬して、ガラス基板からポリイミドフィルムを剥離させて、ポリイミドフィルム(縦76mm、横52mm、厚み13μmの大きさのフィルム)を得た。
 得られたポリイミドフィルムの材質である樹脂の分子構造を同定するため、IR測定機(日本分光株式会社製、商品名:FT/IR-4100)を用いて、ポリイミドフィルムの試料のIRスペクトルを測定した。
 測定の結果、ポリイミドフィルムの材質である樹脂のIRスペクトルでは、イミドカルボニルのC=O伸縮振動が1696.2cm-1に観察されることが分かった。このような結果等に基づいて同定された分子構造から、得られたポリイミドフィルムは、確かにポリイミド樹脂からなることが確認された。
 得られたポリイミドフィルムについて、以下の方法に従って、熱膨張率(CTE)の測定と、引張強度及び破断伸びの測定と、ポリイミド樹脂のガラス転移温度と、全光線透過率と、ヘイズ(濁度)と、黄色度(YI)を測定した。これらの評価結果を表2に記す。
<熱膨張率の測定>
 ポリイミドフィルムの熱膨張係数は20ppm/K以下であることが望ましい。このような熱膨張係数が前記上限を超えると、熱膨張係数の範囲が5ppm/K以上20ppm/K以下である金属や無機物と組み合わせて複合化した場合に熱履歴で剥がれが生じやすくなる。また、このようなポリイミドフィルムは、熱履歴で剥がれが生じることをより十分に抑制するといった観点や、さらには寸法安定性をより向上させることができるといった観点からは、熱膨張係数が-20ppm/K以上20ppm/K以下であることがより好ましく、0ppm/K以上15ppm/K以下であることがさらに好ましい。なお、このような熱膨張係数が前記下限未満となると、剥がれやカールが発生しやすくなる傾向にある。また、このようなポリイミドフィルムの熱膨張係数の値としては以下の値を採用する。
 すなわち、先ず、測定対象としてのポリイミドフィルムに関して、そのポリイミドフィルムを形成する材料(ポリイミド)と同様の材料からなる、縦:76mm、横:52mm、厚み:13μmの大きさのフィルムを形成する。その後、該フィルムを真空乾燥(120℃で1時間)し、窒素雰囲気下で200℃で1時間熱処理し、乾燥フィルムを得る。そして、このようにして得られた乾燥フィルムを試料として用い、測定装置として熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8310」)を利用して、窒素雰囲気下、引張りモード(49mN)、昇温速度5℃/分の条件を採用して、50℃以上450℃以下における前記試料の縦方向の長さの変化を測定して、100℃以上300℃以下の温度範囲における1℃(1K)あたりの長さの変化の平均値を求める。そして、このようにして求められた前記平均値を、本発明のポリイミドフィルムの熱膨張係数の値として採用する(厚みが13μmである場合のポリイミドフィルムの熱膨張係数の値を、本発明のポリイミドフィルムの熱膨張係数の値として採用する。)。
<引張強度の測定>
 ポリイミドフィルム(厚み:13μm)の引張強度(単位:MPa)及び破断伸び(単位:%)を、以下の方法に従って測定した。
 先ず、SD型レバー式試料裁断器(株式会社ダンベル製の裁断器(型式SDL-200))に、株式会社ダンベル製の商品名「スーパーダンベルカッター(型:SDMK-1000-D、JIS K7139(2009年発行)のA22規格に準拠)」を取り付けて、ポリイミドフィルムの大きさが、全長:75mm、タブ部間距離:57mm、平行部の長さ:30mm、肩部の半径:30mm、端部の幅:10mm、中央の平行部の幅:5mm、厚み:13μmとなるように裁断して、ダンベル形状の試験片(厚みを13μmにした以外はJIS K7139 タイプA22(縮尺試験片)の規格に沿った試験片)を、測定試料として調製した。
 次いで、テンシロン型万能試験機(株式会社エー・アンド・デイ製の型番「UCT-10T」)を用いて、測定試料を掴み具間の幅が57mm、掴み部分の幅が10mm(端部の全幅)となるようにして配置した後、荷重フルスケール:0.05kN、試験速度:1mm/分以上300mm/分以下の範囲の条件で測定試料を引っ張る引張試験を行って、引張強度の値を求めた。
 上記の試験は、JIS K7162(1994年発行)に準拠した試験である。
 引張強度の値が100MPa以上である場合を○と判定し、100MPa未満である場合を×と判定した。
<ガラス転移温度(Tg)の測定>
 ポリイミドフィルムの材質であるポリイミド樹脂のガラス転移温度(Tg)の値(単位:℃)を、熱機械的分析装置(リガク製の商品名「TMA8311」)を使用して、窒素雰囲気下、昇温速度5℃/分、30℃以上550℃以下の温度範囲(走査温度)の条件でフィルムに透明石英製ピン(先端の直径:0.5mm)を500mN圧で針入れすることにより測定した(いわゆるペネトレーション(針入れ)法による測定)。
<全光線透過率、ヘイズ(濁度)及び黄色度(YI)の測定>
 全光線透過率の値(単位:%)、ヘイズ(濁度:HAZE)の値は、測定装置として日本電色工業株式会社製の商品名「ヘーズメーターNDH-5000」を用いて、JIS K7361-1(1997年発行)に準拠した測定を行うことにより求めた。
 黄色度(YI)の値は、測定装置としては日本電色工業株式会社製の商品名「分光色彩計SD6000」を用いて、ASTM E313-05(2005年発行)に準拠した測定を行うことにより求めた。
<厚さ方向のリタデーション(Rth)の測定>
 測定装置としてAXOMETRICS社製の商品名「AxoScan」を用い、後述のようにして測定した各々のポリイミドフィルムの屈折率(589nm)の値を前記測定装置にインプットした後、温度:25℃、湿度:40%の条件下、波長590nmの光を用いて、ポリイミドフィルムの厚み方向のリタデーションを測定し、求められた厚み方向のリタデーションの測定値(測定装置の自動測定(自動計算)による測定値)に基づいて、フィルムの厚み10μmあたりのリタデーション値に換算することにより求めた。
 なお、ポリイミドフィルムの屈折率(589nmの光に対する屈折率)は、各実施例及び各比較例で採用した方法と同様にして製造したポリイミドフィルム(未延伸のフィルム)から1cm角(縦横1cm)で厚み13μmのフィルムを切り出して測定試料として用い、測定装置として屈折率測定装置(株式会社アタゴ製の商品名「NAR-1T SOLID」)を用い、589nmの光源を用い、23℃の温度条件で、589nmの光に対する面内方向(厚み方向と垂直な方向)の屈折率(ポリイミドの固有の屈折率)を測定することにより求めた。
〔実施例2~11、及び比較例1〕
 実施例2~9では、実施例1で用いたDABANと等モルであって、表1に記載の種類及びモル比(モル%)のジアミン化合物を含むジアミン成分(B-1)を用いることの他は、実施例1と同様にしてポリイミド前駆体組成物を得た。すなわち、上記「ポリアミド酸の調製」に記載の方法と同様の方法により得られるポリアミド酸と表2に記載の溶剤による溶液の合計100質量部に対して、イミダゾール化合物A1を表2に記載の質量部添加した。
 実施例10、及び実施例11では、実施例1で用いたCpODAと等モルであって、表1に記載の種類及びモル比(モル%)のテトラカルボン酸二無水物を含むテトラカルボン酸二無水物成分を用いることと、実施例1で用いたDABANと等モルであって、表1に記載の種類及びモル比(モル%)のジアミン化合物を含むジアミン成分(B-1)を用いることの他は、実施例1と同様にしてポリイミド前駆体組成物を得た。すなわち、上記「ポリアミド酸の調製」に記載の方法と同様の方法により得られるポリアミド酸と表2に記載の溶剤による溶液の合計100質量部に対して、イミダゾール化合物A1を表2に記載の質量部添加した。
 比較例1では、(A)成分であるイミダゾール化合物を用いないことの他は、実施例1と同様にしてポリイミド前駆体組成物を得た。
 各実施例及び比較例のポリイミド前駆体組成物を用いて、実施例1と同様にしてポリイミドフィルムを形成した。
 得られたポリイミドフィルムについて、実施例1と同様に、熱膨張率、引張強度と、ポリイミド樹脂のガラス転移温度と、全光線透過率と、ヘイズ(濁度)と、黄色度(YI)と、厚さ方向のリタデーション(Rth)とを測定した。これらの評価結果を表2に記す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000080
 なお、表1中のテトラカルボン酸二無水物の略称は以下の通りである。
CpODA:ノルボルナン-2-スピロ-α-シクロペンタノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物
6FDA:4,4’-(2,2-ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物
DSDA:3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物
PMDA:ピロメリット酸無水物
BPDA:3,3’,4,4’-ビフェニルテトラカルボン酸ニ無水物
 また、表1中のジアミン化合物の略称は以下の通りである。
3ATFMB:N,N’-ジ(3-アミノフェニルカルボニル)-2,2’-ジトリフルオロメチル-4,4’-ジアミノビフェニル
FDA:9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン
4,4’-DDS:4,4’-ジアミノジフェニルスルホン
3,3’-DDS:3,3’-ジアミノジフェニルスルホン
TFMB:2,2’-ビス(トリフルオロメチル)-4,4’-ジアミノビフェニル
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000081
 表2によれば、式(1)で表される所定の構造のイミダゾール化合物を(A)成分として含み、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に1つ以上有するジアミン化合物(B-Ia)を含むジアミン成分(B-I)と、所定の構造の脂環式テトラカルボン酸二無水物類(B-II)とを含有するモノマー成分から生成したポリアミド酸を樹脂前駆体成分(B)として含む実施例のポリイミド前駆体組成物を用いると、全光線透過率(透明性)が高く、良好な引張強度を示すポリイミド膜を形成できることが分かる。
 他方、比較例によれば、ポリイミド前駆体組成物が式(1)で表される所定の構造のイミダゾール化合物を(A)成分として含まない場合、透明性と引張強度とに優れるポリイミド膜を形成しにくいことが分かる。

Claims (9)

  1.  イミダゾール化合物(A)と、樹脂前駆体成分(B)と、溶剤(S)とを含有し、
     前記イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    (式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
    で表される化合物であり、
     前記樹脂前駆体成分(B)が、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に1つ以上有するジアミン化合物(B-Ia)を含むジアミン成分(B-I)と、下記式(b2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    (式(b2)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種を示し、mは0以上12以下の整数を示す。)
    で表されるノルボルナン-2-スピロ-α-シクロアルカノン-α’-スピロ-2’’-ノルボルナン-5,5’’,6,6’’-テトラカルボン酸二無水物類(B-II)とを含有するモノマー成分、及び下記式(b3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
    (式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
    で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(B-III)からなる群より選択される少なくとも1つである、ポリイミド前駆体組成物。
  2.  前記ジアミン成分(B-I)が、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を同一分子内に2つ以上有するジアミン化合物(B-Ib)のみからなるか、前記ジアミン化合物(B-Ia)と、前記ジアミン化合物(B-Ia)以外のジアミン化合物(B-Ic)との混合物であり、
     前記ポリアミド酸(B-III)が、下記式(b3-1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
    (式(b3-1)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前述の式(b3)と同様であり、RF3は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を2つ以上有する2価の有機基である。)
    で表される繰り返し単位を有するポリアミド酸(B-IIIa)であるか、
     前述の式(b3)で表される繰り返し単位と、下記式(b3-2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
    (式(b3-2)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前記式(b3)と同様であり、RF2は、前記RF1以外の2価の有機基である。)
    で表される繰り返し単位とを有するポリアミド酸(B-IIIb)である、
    請求項1に記載のポリイミド前駆体組成物。
  3.  ジアミン成分(B-I)が、前記ジアミン化合物(B-Ia)又は前記ジアミン化合物(B-Ib)として、下記式(b1-1):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
    (式(b1-1)中、RF10~RF12は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zは独立に酸素原子又はNHである。)
    で表される化合物を含むか、前記ジアミン化合物(B-Ia)として、下記式(b1-2):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
    (式(b1-2)中、RF13、及びRF14は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Zは酸素原子又はNHである。)
    で表される化合物を含む、請求項1又は2に記載のポリイミド前駆体組成物。
  4.  前記ポリアミド酸(B-III)が、前記式(b3)で表される繰り返し単位、又は前記式(b3-1)で表される繰り返し単位として下記式(b3-3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
    (式(b3-3)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前記式(b3)と同様であり、RF10~RF12、及びZは前記式(b1-1)と同様である。)
    で表される繰り返し単位を含むか、
     前記式(b3)で表される繰り返し単位として、下記式(b3-4):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
    (式(b3-4)中、Rb1、Rb2、Rb3、及びmは、前記式(b3)と同様であり、RF15、及びRF16は置換基を有していてもよい2価の炭化水素基であり、Z’は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合である。)
    で表される繰り返し単位を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物。
  5.  さらに、ケイ素含有樹脂、ケイ素含有樹脂前駆体、及びシランカップリング剤からなる群より選択される1種以上のケイ素含有化合物を含む、請求項1に記載のポリイミド前駆体組成物。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物からなる塗膜を形成する形成工程と、
     前記塗膜を加熱することにより前記塗膜中の樹脂前駆体成分(B)に由来するポリアミド酸を閉環させる閉環工程と、を含む、ポリイミド膜の製造方法。
  7.  イミダゾール化合物(A)と、ポリイミド樹脂と、を含み、
     前記イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010
    (式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
    で表される化合物であり、
     前記ポリイミド樹脂が、下記式(b3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011
    (式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
    で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸(B-III)が閉環した樹脂である、永久膜。
  8.  請求項1~5のいずれか1項に記載のポリイミド前駆体組成物を用いて得られたポリイミド膜。
  9.  イミダゾール化合物(A)と、ポリイミド樹脂と、を含み、
     前記イミダゾール化合物(A)が、下記式(0):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012
    (式(0)中、Rは置換基を有してもよい芳香族基であり、R30は水素原子又は炭素原子数1以上40以下の1価の置換基であり、Rは、ハロゲン原子、水酸基、メルカプト基、スルフィド基、シリル基、シラノール基、ニトロ基、ニトロソ基、スルホナト基、ホスフィノ基、ホスフィニル基、ホスホナト基、又は有機基であり、nは0以上3以下の整数である。)
    で表される化合物であり、
     前記ポリイミド樹脂が下記式(b3):
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013
    (式(b3)中、Rb1、Rb2、及びRb3は、それぞれ独立に、水素原子、炭素原子数1以上10以下のアルキル基及びフッ素原子からなる群より選択される1種であり、RF1は、スルホン結合、カルボン酸エステル結合、及びカルボン酸アミド結合から選択される少なくとも1種の結合を1つ以上有する2価の有機基であり、mは0以上12以下の整数を示す。)
    で表される繰り返し単位を主成分とするポリアミド酸(B-III)が閉環した樹脂である、ポリイミド膜。
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