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明 細 書
発明の名称 :
ポリアミド酸樹脂組成物、 ポリイミド樹脂膜およびその製造方法、 積層体 、 ならびに、 電子デバイスおよびその製造方法
技術分野
[0001 ] 本発明は、 ポリアミ ド酸樹脂組成物、 ポリイミ ド樹脂膜、 それを含む電子 デバイスに関する。
背景技術
[0002] ポリイミ ドなどに代表される耐熱性樹脂はその優れた電気絶縁性、 耐熱性 、 機械特性により、 様々な電子デバイスの材料として使用されている。 最近 では、 有機巳 !_ディスプレイ、 液晶ディスプレイ、 電子べーパー、 マイクロ !_巳 0などの表示デバイスや、 シンチレーター、 太陽電池などの受光デバイ スの基板に耐熱性樹脂膜を用いることで、 衝撃に強く、 フレキシブルな表示 デバイスや受光デバイスが製造されている。
[0003] ポリイミ ド樹脂膜を基板として用い、 フレキシブルデバイスを製造する方 法は、 ガラス基板などの支持体上にポリイミ ド樹脂膜を形成する工程、 該ポ リイミ ド樹脂膜上に丁 丁 (薄膜トランジスタ) などの半導体を形成するエ 程およびポリイミ ド樹脂膜を支持体から剥離する工程を含む。 従来、 ポリイ ミ ド樹脂膜上に丁 丁などを形成する際には、 丁 丁などの形成前にポリイ ミ ド樹脂膜上にガスバリア膜としてケイ素酸化物 (3 丨 〇父) 、 ケイ素窒化 物 (3 丨 1\1 7) 、 ケイ素酸窒化物 (3 丨 0 x 1X1 7) などの無機膜を形成して いる。
[0004] 近年、 ポリイミ ド樹脂膜と無機膜の積層を繰り返し、 ポリイミ ド樹脂膜/ 無機膜/ポリイミ ド樹脂膜/無機膜という構成とすることで、 デバイスの信 頼性をより高いものとする技術が検討されている。 そのため、 ポリイミ ド樹 脂膜には、 工程通過中は支持体および無機膜からの剥離を生じず、 かつ剥離 工程では例えばエキシマレーザーなどにより簡便に支持体から剥離できると
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いう支持体との適度な密着性が必要となる。
[0005] そこで、 ポリイミ ドと支持体との密着性を向上させる方法として、 例えば 、 アミ ド構造を有するアルコキシシラン化合物を密着改良剤として添加する 方法や (例えば、 特許文献 1および 2参照) 、 アミノシラン化合物を用いて 樹脂の末端にアルコキシシラン部位を導入する方法 (例えば、 特許文献 3参 照) が提案されている。
先行技術文献
特許文献
[0006] 特許文献 1 :国際公開第 2 0 1 3 / 1 2 5 1 9 3号
特許文献 2 :国際公開第 2 0 1 6 / 1 0 0 0 3号
特許文献 3 :国際公開第 2 0 1 4 / 1 2 3 0 4 5号 発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0007] しかしながら、 特許文献 1および 2に示されるようなアミ ド構造を有する シランカツプリング剤を用いる技術では、 ガラス基板への十分な密着性が得 られる一方で、 無機膜への密着性は不足していた。 一方、 特許文献 3に示さ れるような樹脂末端にアルコキシシラン部位を導入する技術は、 特許文献 1 および 2に示される技術の場合と同様に無機膜への密着性が不足していた。 さらに、 使用する酸無水物やジアミンの種類によっては変性反応が遅く、 生 産性が悪いという問題があった。
[0008] 本発明は、 ガラスなどの支持体と、 ガスバリア膜として利用される 3 丨 〇
X等の無機膜との両方に対し十分な密着性が得られ、 かつ焼成して得られる ポリイミ ド樹脂膜が優れた機械特性と可視光線透過率を有する、 ポリアミ ド 酸樹脂組成物を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0009] 本発明は、 以下の通りのものである。
[0010] [ 1 ]
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(a) ポリアミ ド酸および (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含むポ リアミ ド酸樹脂組成物であって、 (3) ポリアミ ド酸が、 一般式 (1 0) で 表される繰り返し単位を有するポリアミ ド酸であり、 非感光性の樹脂組成物 である、 ポリアミ ド酸樹脂組成物。
[001 1 ] [化 1 ]
[0012] (一般式 (1 0) 中、 八は炭素数 2以上の 4価のテトラカルボン酸残基を示 し、 化学式 (1 1) または (1 2) で表される 4価のテトラカルボン酸残基 を主たる化学構造とする。 (以降、 4価のテトラカルボン酸残基をテトラカ ルボン酸残基と略記することもある。 ) 巳は炭素数 2以上の 2価のジアミン 残基を示し、 化学式 (1 3) で表される 2価のジアミン残基を主たる化学構 造とする。 (以降、 2価のジアミン残基をジアミン残基と略記することもあ る。 ) [^ および?^ 1 ^、 それぞれ独立に、 水素原子、 炭素数 1〜 1 0の炭 化水素基、 炭素数 1〜 1 0のアルキルシリル基、 アルカリ金属イオン、 アン モニウムイオン、 イミダゾリウムイオンまたはピリジニウムイオンを示す。
「は正の整数である。 )
[0013] [化 2]
[001 4]
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[化 3]
[0015] (一般式 (1) 中、
は炭素数 1〜 1 0の炭化水素基または炭素数 1〜 4の ァシル基を示し、 Xは窒素原子を含む有機基を示し、 丫は一般式 (2) また は (3) で表される基を示す。 丨 は〇〜 2の整数であり、 丨が 2の場合、 複 数の
1は同じでも異なっていてもよい。
または 1である。 1<は 1 また は 2であり、 1<が 2の場合、 複数の Xは同じでも異なっていてもよい。 は 1〜 3の整数であり、
複数の丫は同じでも異なっていて もよい。 )
[0017] (一般式 (2) および (3) 中、 は酸素原子または硫黄原子を示し、
お よび
3はそれぞれ独立に水素原子または炭素数 1〜 3の炭化水素基を示す。 および」はそれぞれ 0または 1である。 )
[ 2 ]
(a) ポリアミ ド酸および (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含むポ リアミ ド酸樹脂組成物であって、 前記ポリアミ ド酸樹脂組成物を支持体上に 塗布した後、 不活性ガス雰囲気下、 5 0 0 °〇で 3 0分間焼成して得られるポ リイミ ド樹脂膜が示す膜厚 1 0 における破断伸度が 5〜 1 5 0 %である ポリアミ ド酸樹脂組成物である。
[0018] 以降 [ 1 ] を、 第一の態様、 [ 2 ] を、 第二の態様と記す。
発明の効果
[0019] 本発明によれば、 ガラスなどの支持体と、 ガスバリア膜として利用される
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3 I 〇 X等の無機膜との両方への密着性が高く、 かつ、 焼成して得られるポ リイミ ド樹脂膜が優れた機械特性と可視光線透過率を有する、 ポリアミ ド酸 樹脂組成物を得ることができる。
発明を実施するための形態
[0020] 以下、 本発明を実施するための形態を詳細に説明する。
[0021 ] 本発明の第一の態様および第二の態様に係るポリアミ ド酸樹脂組成物は、 (3) ポリアミ ド酸および (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含む。
[0022] [化 5]
[0023] 一般式 (1) 中、
は炭素数 1〜 1 0の炭化水素基または炭素数 1〜 4の アシル基を示し、 Xは窒素原子を含む有機基を示し、 丫は一般式 (2) また は (3) で表される基を示す。 丨 は〇〜 2の整数であり、 丨が 2の場合、 複 数の
1は同じでも異なっていてもよい。
または 1である。
は 2であり、
複数の Xは同じでも異なっていてもよい。 は 1〜 3の整数であり、
複数の丫は同じでも異なっていて もよい。
[0025] —般式 (2) および (3) 中、 は酸素原子または硫黄原子を示し、
お よび
3はそれぞれ独立に水素原子または炭素数 1〜 3の炭化水素基を示す。 および」はそれぞれ 0または 1である。
[0026] < ( 3) ポリアミ ド酸 >
(3) ポリアミ ド酸は、 後述の通り、 テトラカルボン酸とジアミンを反応 させることで得られる。 ポリアミ ド酸は、 加熱や化学処理を行うことにより
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、 耐熱性樹脂であるポリイミ ドに変換することができる。
[0027] 本発明に用いられる (3) ポリアミ ド酸は一般式 (1 0) で表される繰り 返し単位を有していることが好ましい。
[0028] [化 7]
[0029] 一般式 (1 0) 中、 は炭素数 2以上の 4価のテトラカルボン酸残基を示 し、 巳は炭素数 2以上の 2価のジアミン残基を示す。 なお、 ここでいうテト ラカルボン酸残基とは、 テトラカルボン酸、 ならびにテトラカルボン酸二無 水物およびテトラカルボン酸ジェステル等のテトラカルボン酸誘導体に由来 する部分の化学構造を意味し、 ジアミン残基とはジアミンに由来する部分の 化学構造を意味する。
[0030] 一般式 (1 0) 中、 [¾ 1 1および[¾ 1 2は、 それぞれ独立に、 水素原子、 炭素 数 1〜 1 0の炭化水素基、 炭素数 1〜 1 0のアルキルシリル基、 アルカリ金 属イオン、 アンモニウムイオン、 イミダゾリウムイオンまたはピリジニウム イオンを示す。 「は正の整数である。
[0031 ] なお、 後述する様に「は、 5以上であることが好ましく、 1 0以上である ことがより好ましい。 また、 「の上限については、 特に限定されないが、 通 常、 1 0 0 0以下であればよい。 「が 2以上である場合、 一般式 (1 0) 中 の複数の八は同じでも異なっていてもよく、 同様に複数の巳は同じでも異な つていてもよい。
[0032] 一般式 (1 0) 中、 八は炭素数 2〜 8 0の 4価の炭化水素基であることが 好ましい。 また八は、 水素原子および炭素原子を必須の構成原子とし、 ホウ 素、 酸素、 硫黄、 窒素、 リン、 ケイ素およびハロゲンからなる群より選ばれ る 1種以上の原子を含む炭素数 2〜 8 0の 4価の有機基であってもよい。
[0033] 八を与えるテトラカルボン酸としては特に制限はなく、 既知のものを用い ることができる。 例として、 ピロメリッ ト酸、 3 , 3, , 4 , 4, ービフエ
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ニルテトラカルボン酸、 2, 3, 3, , 4, ービフエニルテトラカルボン酸 、 2, 2, , 3, 3, ービフエニルテトラカルボン酸、 3, 3, , 4, 4,
-ベンゾフエノンテトラカルボン酸、 3, 3, , 4, 4, ージフエニルエー テルテトラカルボン酸、 9, 9 -ビス (3, 4 -ジカルボキシフエニル) フ ルオレン、 2, 2—ビス (3, 4—ジカルボキシフエニル) ヘキサフルオロ プロパン、 1 , 2, 5, 6 -ナフタレンテトラカルボン酸二無水物、 シクロ ブタンテトラカルボン酸、 1 , 2, 3, 4 -シクロペンタンテトラカルボン 酸および 1 , 2, 4, 5 -シクロヘキサンテトラカルボン酸や、 国際公開第 201 7/099 1 83号に記載のテトラカルボン酸などが挙げられる。
[0034] 得られるポリイミ ドの耐熱性の観点から、 八としては、 芳香族テトラカル ボン酸由来の化学構造を八全体の 50モル%以上とすることが好ましい。 中 でも、 八が化学式 (1 1) または (1 2) で表される 4価のテトラカルボン 酸残基を主たる化学構造とすることが好ましい。
[0036] すなわち、 ピロメリッ ト酸由来のテトラカルボン酸残基または 3, 3’ , 4, 4’ ービフエニルテトラカルボン酸由来のテトラカルボン酸残基を、 八 の主たる化学構造とすることが好ましい。 ここでいう八の主たる化学構造と は、 八全体の 50モル%以上を占めることである。 より好ましくは 60モル %以上を占めることであり、 さらに好ましくは 80モル%以上を占めること である。 これらのテトラカルボン酸残基を八の主たる化学構造として用いた ポリアミ ド酸樹脂であれば、 当該ポリアミ ド酸樹脂を含むポリアミ ド酸樹脂 組成物を焼成して得られるポリイミ ド樹脂膜の熱線膨張係数が小さく、 フレ キシブルデバイス用の基板として好ましく使用することができる。
[0037] また、 支持体に対する塗布性や、 洗浄などに用いられる酸素プラズマおよ び II Vオゾン処理に対する耐性を高めるため、 八として、 ジメチルシランジ
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フタル酸、 1 , 3 -ビス (フタル酸) テトラメチルジシロキサンなどのケイ 素含有テトラカルボン酸に由来のテトラカルボン酸残基が含まれてもよい。 これらケイ素含有テトラカルボン酸に由来のテトラカルボン酸残基が含まれ る場合、 八全体の 1〜 3 0モル%の範囲で含まれることが好ましい。
[0038] 本明細書に例示するテトラカルボン酸は、 ポリアミ ド酸を合成する際に、 そのまま、 あるいは酸無水物、 活性エステル、 活性アミ ドの状態でも使用で きる。 これらのうち、 酸無水物は、 重合時に副生成物が生じないため好まし く用いられる。 また、 これらを 2種以上用いてもよい。
[0039] 一般式 (1 0) 中、 巳は炭素数 2〜 8 0の 2価の炭化水素基であることが 好ましい。 また巳は、 水素原子および炭素原子を必須の構成原子とし、 ホウ 素、 酸素、 硫黄、 窒素、 リン、 ケイ素およびハロゲンからなる群より選ばれ る 1種以上の原子を含む炭素数 2〜 8 0の 2価の有機基であってもよい。
[0040] 巳を与えるジアミンとしては特に制限はなく、 既知のものを用いることが できる。 例として、 ーフエニレンジアミン、
フエニレンジアミン、 3 , 5 -ジアミノ安息香酸、 4 , 4, ージアミノジフエニルエーテル、 3 , 3 ’ ージアミノジフエニルスルホン、 4 , 4’ ージアミノジフエニルスルホン 、 9 , 9—ビス (4—アミノフエニル) フルオレン、 ビス [ 4— (3—アミ ノフエノキシ) フエニル] スルホン、 2 , 2, ージメチルー 4 , 4, ージア ミノビフエニル、 2 , 2’ ービス (トリフルオロメチル) 一4 , 4’ ージア ミノビフエニル、 4 , 4’ ージアミノー 2 , 2’ ービス (トリフルオロメチ ル) ジフエニルエーテル、 2 , 2—ビス (4—アミノフエニル) ヘキサフル オロプロパン、 2 , 2—ビス (3—アミノー 4—メチルフエニル) ヘキサフ ルオロプロパン、 エチレンジアミン、 プロピレンジアミン、 ブタンジアミン 、 シクロヘキサンジアミンおよび 4 , 4’ ーメチレンビス (シクロヘキシル アミン) や、 国際公開第 2 0 1 7 / 0 9 9 1 8 3号に記載のジアミンなどが 挙げられる。
[0041 ] 得られるポリイミ ドの耐熱性の観点から、 巳としては、 芳香族ジアミン由 来の化学構造を巳全体の 5 0モル%以上とすることが好ましい。 中でも、 巳
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が化学式 (1 3) で表される 2価のジアミン残基を主たる化学構造とするこ とが好ましい。
[0043] すなわち、 ーフエニレンジアミン由来のジアミン残基を、 巳の主たる化 学構造とすることが好ましい。 ここでいう巳の主たる化学構造とは、 巳全体 の 5 0モル%以上を占めることである。 より好ましくは 6 0モル%以上を占 めることであり、 さらに好ましくは 8 0モル%以上を占めることである。 -フエニレンジアミン由来のジアミン残基を、 巳の主たる化学構造とするポ リアミ ド酸樹脂であれば、 当該ポリアミ ド酸樹脂を含むポリアミ ド酸樹脂組 成物を焼成して得られるポリイミ ド樹脂膜の熱線膨張係数が小さく、 フレキ シブルデバイス用の基板として好ましく使用することができる。
[0044] 特に好ましいのは、 一般式 (1 0) 中の八が化学式 (1 1) または (1 2 ) で表される 4価のテトラカルボン酸残基を主たる化学構造とし、 巳が化学 式 (1 3) で表される 2価のジアミン残基を主たる化学構造とすることであ る。
[0045] また、 支持体に対する塗布性や、 洗浄などに用いられる酸素プラズマおよ び II Vオゾン処理に対する耐性を高めるために、 巳として、 1 , 3—ビス ( 3—アミノプロピル) テトラメチルジシロキサン、 1 , 3—ビス (4—アニ リノ) テトラメチルジシロキサンなどのケイ素含有ジアミンに由来のジアミ ン残基が含まれてもよい。 これらケイ素含有ジアミンに由来のジアミン残基 が含まれる場合、 巳全体の 1〜 3 0モル%の範囲で含まれることが好ましい
[0046] (a) ポリアミ ド酸は、 末端が末端封止剤により封止されたものであって もよい。 ポリアミ ド酸を合成する際に、 酸二無水物やジアミンと末端封止剤 とを反応させることで、 ポリアミ ド酸の分子量を好ましい範囲に調整できる
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[0047] 末端のモノマーがジアミンである場合は、 そのアミノ基を封止するために 、 ジカルボン酸無水物、 モノカルボン酸、 モノカルボン酸クロリ ド化合物、 モノカルボン酸活性エステル化合物、 二炭酸ジアルキルエステルなどを末端 封止剤として用いることができる。
[0048] 末端のモノマーが酸二無水物である場合は、 その酸無水物基を封止するた めに、 モノアミン、 モノアルコールなどを末端封止剤として用いることがで きる。
[0049] 本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物は後述する溶剤を含み、 ポリアミ ド酸樹 脂組成物中の (3) ポリアミ ド酸の濃度は、 ポリアミ ド酸樹脂組成物 1 0 0 質量%に対し、 3質量%以上が好ましく、 5質量%以上がより好ましい。 ま た、 4 0質量%以下が好ましく、 3 0質量%以下がより好ましい。 樹脂の濃 度が 3質量%以上であれば、 ポリイミ ド樹脂膜の厚膜化が容易となり、 4 0 質量%以下であれば、 ( 3) ポリアミ ド酸がポリアミ ド酸樹脂組成物中で十 分に溶解するため均質なポリイミ ド樹脂膜が得られやすい。
[0050] (a) ポリアミ ド酸の重量平均分子量
は、 ゲルパーミエーシヨン クロマトグラフィー (〇 〇) を用い、 ポリスチレン換算で好ましくは 2 0 0 , 0 0 0以下、 より好ましくは 1 5 0 , 0 0 0以下、 さらに好ましくは 1 0 0 , 0 0 0以下であることが好ましい。 この範囲であれば、 ポリアミ ド酸 樹脂組成物中のポリアミ ド酸が 3 0質量%以上の高濃度であっても粘度が必 要以上に高いものとなるのを避けることができる。 また、 重量平均分子量は 好ましくは 2 , 0 0 0以上、 より好ましくは 3 , 0 0 0以上、 さらに好まし くは 5 , 0 0 0以上である。 重量平均分子量が 2 , 0 0 0以上であれば、 ポ リアミ ド酸樹脂組成物としたときの粘度が低すぎるものとなることがなく、 良好な塗布性を有するポリアミ ド酸樹脂組成物とすることができる。
[0051 ] 一般式 (1 0) 中、 「は樹脂の構成単位の繰り返し数を表し、 上述の重量 平均分子量を満たす範囲であればよい。 「は好ましくは 5以上であり、 より 好ましくは 1 0以上である。 また、 好ましくは 1 0 0 0以下であり、 より好 ましくは 5 0 0以下である。
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[0052] < (匕) 一般式 (1) で表される化合物 >
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物の第一の態様および第二の態様において 、 ポリアミ ド酸樹脂組成物が、 (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含む ことにより、 当該ポリアミ ド酸樹脂組成物を焼成して得られるポリイミ ド樹 脂膜の機械特性および可視光線透過率を損なうことなく、 ガラスなどの支持 体および 3 丨 0 X等の無機膜との密着性を従来のものに比較して飛躍的に高 いものとすることができる。
[0053] 後述する焼成を行う際において、 一般式 (1) 中の Xがポリアミ ド酸樹脂 組成物中のポリアミ ド酸と反応し、 かつ丫がガラスなどの支持体表面の極性 基および 3 丨 〇 X等の無機膜表面の極性基と縮合反応することで、 得られる ポリイミ ド樹脂膜と、 ガラスなどの支持体および 3 丨 〇父等の無機膜との密 着性が高いものとなる。
[0054] —般式 (1) 中、 Xは一般式 (4) 〜 (7) のいずれかで表される少なく とも 1種であることが好ましい。
[0055] [化 10]
[0056] 一般式 (4) 〜 (7) 中、
それぞれ独立に、 水素原子、 炭素 数 1〜 6の脂肪族炭化水素基、 一部が置換されていてもよい炭素数 6〜 1 2 の芳香族炭化水素基、 炭素数 1〜 6のヒドロキシアルキル基または炭素数 1 〜 4のアシル基を示す。 (1〇) —般式 (1) で表される化合物と (3) ポリ アミ ド酸との反応効率、 得られるポリイミ ド樹脂膜の機械特性および可視光 線透過率の観点から、 一般式 (4) 〜 (7) 中、
それぞれ独立 に、 水素原子またはメチル基が好ましい。
[0057] (b) 一般式 (1) で表される化合物の具体例としては、 例えば、 ーヒ ドロキシアセトアニリ ド、 〇1 _ヒドロキシアセトアニリ ド、 〇—ヒドロキシ
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アセトアニリ ド、 _メ トキシアセトアニリ ド、 0 _メ トキシアセトアニリ ド、 _エトキシアセトアニリ ド、 〇—エトキシアセトアニリ ド、 2’ ーヒ ドロキシ _ 5’ ーメチルアセトアニリ ド、 2’ , 5’ ージメ トキシアセトア ニリ ド、 5’ ーアセトアミ ドー 2’ ーヒドロキシアセトフエノン、 N— [ 4 — (ヒドロキシメチル) フエニル] アセトアミ ド、 1\1— (4—ヒドロキシフ エニル) メタクリルアミ ド、 _アセトアセトアニシジド、 01—アセトアセ トアニシジド、 〇—アセトアセトアニシジド、 _アセトアセトフエネチジ ド、 2’ , 4’ ージメ トキシアセトアセトアニリ ド、 2’ , 5’ ージメ トキ シアセトアセトアニリ ド、 4’ ーメ トキシホルムアニリ ド、 4’ ーエトキシ - 3 -ヒドロキシブチルアニリ ド、 3 -ヒドロキシフエニル尿素、 (4 -メ トキシフエニル) 尿素、 (4—エトキシフエニル) 尿素、 4’ ーアセトキシ アセトアニリ ド、 (3 -ヒドロキシフエニル) カルバミン酸エチル、 サリチ ルアニリ ド、
ベンズアニシジド、 3’ ーアミノー 4’ ーメ トキシアセト アニリ ド、 3 -アミノー 4 -メ トキシベンズアニリ ド、 4 -アセトアミ ドべ ンゼンチオール、 3’ _ (メチルチオ) アセトアニリ ド、 3—ヒドロキシー 2—ナフトアニリ ド、 3—ヒドロキシ _ 2’ ーメチルー 2—ナフトアニリ ド 、 3—ヒドロキシ _ 1\1 _ (1 —ナフチル) _ 2—ナフトアミ ド、 3—ヒドロ キシー 1\1— (2—ナフチル) 一2—ナフトアミ ド、 3—ヒドロキシー2, ,
4, ージメチルー 2—ナフトアニリ ド、 3—ヒドロキシー2’ ーメ トキシー 2 -ナフトアニリ ドなどが挙げられる。 これらは 1種または 2種以上を組み 合わせて用いることができる。
[0058] また、 (匕) 一般式 (1) で表される化合物の具体例として、 下記に挙げ るようなモノアミン化合物は、 そのままあるいはアミノ基を保護して使用す ることができる。 アミノ基を保護することで、 後述する焼成時の酸化を抑制 し、 アミノ基を保護していないものに対して、 得られるポリイミ ド樹脂膜の 可視光線透過率が高いものとなる。 アミノ基を保護する方法は既知の方法を 用いることができ、 特に、 二炭酸ジアルキルエステルと反応させる方法が好 ましい。 モノアミン化合物としては、 例えば、 4 -アミノフエノール、 3 -
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アミノフエノール、 2—アミノフエノール、 4—アミノー —クレゾール、
4—アミノー〇—クレゾール、 4—アミノー 2—メ トキシフエノール、 3 - アミノー 4—メ トキシフエノール、 4—アミノー 3 , 5—キシレノール、 5 -アミノー ·! -ナフトール、 5 -アミノー 2 -ナフトール、 8 -アミノー 2 —ナフトール、 6—アミノー ·! —ナフトール、 3—アミノー 2—ナフトール 、 3 , 4—ジメ トキシアニリン、 3 , 5—ジメ トキシアニリン、 2 , 3—ジ メ トキシアニリン、 2 , 4—ジメ トキシアニリン、 2 , 5—ジメ トキシアニ リン、 2 , 6—ジメ トキシアニリン、 3 , 4 , 5—トリメ トキシアニリンな どが挙げられる。 これらは 1種または 2種以上を組み合わせて用いることが できる。
[0059] (b) _般式 (1) で表される化合物とガラスなどの支持体表面の極性基 および 3 丨 〇父等の無機膜表面の極性基との反応効率、 および得られるポリ イミ ド樹脂膜の可視光線透過率の観点から、 一般式 (1) 中、 丫は水酸基、 アルコキシ基およびアセトキシ基から選択される少なくとも 1種であること が好ましく、 水酸基またはアセトキシ基であることがより好ましい。
[0060] 中でも、 一般式 (1) で表される化合物は、 一般式 (8) または (9) で 表される化合物であることが特に好ましい。
[0061 ] [化 1 1 ]
[0062] 一般式 (8) または (9) 中、
および ◦は炭素数 1〜 3の炭化水素基 であり、 および は 0または 1である。
[0063] (b) 一般式 (8) または (9) で表される化合物の具体例としては、 例 えば、 _ヒドロキシアセトアニリ ド、 01—ヒドロキシアセトアニリ ド、 〇 —ヒドロキシアセトアニリ ド、 2’ ーヒドロキシ _ 5’ ーメチルアセトアニ リ ド、 4’ ーアセトキシアセトアニリ ドが好ましい例として挙げられる。
\¥02020/175167 14 卩(:171?2020/005685
[0064] さらに、 窒素原子を含む基 (Xに該当) と、 水酸基またはエステル構造を 含む基 (丫に該当) との置換位置が離れていると、 それらの置換位置が近い ものに比較して Xとポリアミ ド酸、 および丫とガラスなどの支持体表面の極 性基および 3 丨 〇父等の無機膜表面の極性基とのそれぞれの反応効率がより 高くなるため好ましい。 このような観点から、 (13) —般式 (8) または ( 9) で表される化合物として、 ーヒドロキシアセトアニリ ド、
-ヒドロ キシアセトアニリ ド、 4’ ーアセトキシアセトアニリ ドが特に好ましく用い られる。
[0065] 本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物の第一の態様および第二の態様において 、 (匕) 一般式 ( 1) で表される化合物の含有量は、 (3) ポリアミ ド酸 1 0 0質量部に対して〇. 0 5質量部以上が好ましく、 〇. 1質量部以上がよ り好ましい。 上記含有量が〇. 0 5質量部以上であることで、 上記含有量が 〇. 0 5質量部未満のものに比較してガラスなどの支持体および 3 丨 〇父等 の無機膜への密着性が高いものが得られる。 また、 上記含有量は 5 . 0質量 部以下が好ましく、 3 . 0質量部以下がより好ましい。 上記含有量が 5 . 0 質量部以下であることで、 上記含有量が 5 . 0質量部を超えるものに比較し て、 焼成後のポリイミ ド樹脂膜の機械特性および可視光線透過率が高いもの が得られる。
[0066] また、 ポリアミ ド酸樹脂組成物中の、 (匕) 一般式 (1) で表される化合 物の含有量は、 液体クロマトグラフィー質量分析 (1-(3—
法や
1 1
~1 _ 法により定量することができる。 得られた含有量 (質量%) と、 その他 の成分の含有量から、 ポリアミ ド酸樹脂組成物中の、 (3) ポリアミ ド酸に 対する (13) —般式 (1) で表される化合物の含有割合を求めることができ る。 例えば、 !_〇一 IV! 3法では、 ポリアミ ド酸樹脂組成物を 1\1 , 1\1 -ジメチ ルホルムアミ ドで希釈し、 直接 !_〇一 IV! 3分析することにより、 ポリアミ ド 酸樹脂組成物中の (13) —般式 (1) で表される化合物の含有量を求めるこ とができる。 !_〇一1\/1 3法で検出されるポリアミ ド酸樹脂組成物中の (匕) 一般式 (1) で表される化合物の含有量は〇. 〇〇 1質量%以上が好ましく
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、 〇. 003質量%以上がより好ましい。 また、 2. 0質量%以下が好まし く、 1. 2質量%以下がより好ましい。 この範囲であれば、 上述した (3) ポリアミ ド酸に対する (13) —般式 (1) で表される化合物の比率が好まし い範囲となる。
[0067] <溶剤>
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物は、 溶剤を含む。 後述するようにかかる ポリアミ ド酸樹脂組成物を様々な支持体上に塗布することで、 ポリアミ ド酸 を含む塗布膜を形成できる。 さらに、 得られた塗膜を加熱焼成してイミ ド化 させることにより、 電子デバイスの基板として使用できるポリイミ ド樹脂膜 を製造することができる。
[0068] 溶剤としては特に制限はなく、 既知のものを用いることができる。 例とし て、 1\1_メチルー 2—ピロリ ドン、 1\1, 1\1_ジメチルホルムアミ ド、 1\1, —ジメチルアセトアミ ド、 1\1, 1\!_ジメチルイソプチルアミ ド、 3—メ トキ シー 1\1, 1\1—ジメチルプロピオンアミ ド、 3—ブトキシー 1\1, 1\1—ジメチル プロピオンアミ ド、 アーブチロラクトン、 乳酸エチル、 1 , 3 -ジメチルー 2—イミダゾリジノン、 1\1, 1\1, ージメチルプロピレンウレア、 1 , 1 , 3 , 3—テトラメチルウレア、 ジメチルスルホキシド、 スルホラン、 プロピレ ングリコールモノメチルエーテル、 プロピレングリコールモノメチルエーテ ルアセテート、 ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、 ジエチレング リコールジメチルエーテル、 水や、 国際公開第 201 7/099 1 83号に 記載の溶剤などを単独、 または 2種以上使用することができる。
[0069] ポリアミ ド酸樹脂組成物中の溶剤の好ましい含有量については、 特に限定 されるものではないが、 (3) ポリアミ ド酸 1 00質量部に対して、 好まし くは 50質量部以上、 より好ましくは 1 00質量部以上であり、 好ましくは 2000質量部以下、 より好ましくは 1 500質量部以下である。 かかる条 件を満たす範囲であれば、 塗布に適した粘度となり、 塗布後の膜厚を容易に 調節することができる。
[0070] 本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物の粘度は 20〜 1 0, 000
\¥0 2020/175167 16 卩(:17 2020 /005685
が好ましく、 5 0〜 8 ,
3がより好ましい。 粘度が 2 0 ^ 9
3 - 3以上であることで十分な膜厚のポリイミ ド樹脂膜を得ることができ、 1 0 , 0
以下であることで良好な塗布性を担保することがで きる。
[0071 ] [第一の態様]
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物の第一の態様は、 ( 3) ポリアミ ド酸お よび (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含むポリアミ ド酸樹脂組成物で あって、 (3) ポリアミ ド酸が、 一般式 (1 0) で表される繰り返し単位を 有するポリアミ ド酸であり、 非感光性の樹脂組成物である、 ポリアミ ド酸樹 脂組成物である。
[0072] [化 12]
[0073] 一般式 (1 0) 中、 は炭素数 2以上の 4価のテトラカルボン酸残基を示 し、 化学式 (1 1) または (1 2) で表される 4価のテトラカルボン酸残基 を主たる化学構造とする。 巳は炭素数 2以上の 2価のジアミン残基を示し、 化学式 (1 3) で表される 2価のジアミン残基を主たる化学構造とする。
1および は、 それぞれ独立に、 水素原子、 炭素数 1〜 1 0の炭化水素基、 炭素数 1〜 1 〇のアルキルシリル基、 アルカリ金属イオン、 アンモニウムイ オン、 イミダゾリウムイオンまたはピリジニウムイオンを示す。 「は正の整 数である。
[0074] なお、 前述したとおり 「は、 5以上であることが好ましく、 1 0以上であ ることがより好ましい。 また、 「の上限については、 特に限定されないが、 通常、 1 0 0 0以下であればよい。 「が 2以上である場合、 一般式 (1 0) 中の複数の八は同じでも異なっていてもよく、 同様に複数の巳は同じでも異 なっていてもよい。
[0075]
\¥02020/175167 17 卩(:171?2020/005685
[化 13]
[0076] —般式 (1 0) 中の八が化学式 (1 1) または (1 2) で表される 4価の テトラカルボン酸残基を主たる化学構造とし、 かつ巳が化学式 (1 3) で表 される 2価のジアミン残基を主たる化学構造とすることで、 焼成して得られ るポリイミ ド樹脂膜は熱線膨張係数が小さく、 高い機械強度を有するものと なるため、 フレキシブノレデバイス基板に好適に用いることができる。
[0077] 一方、 キノンジアジド化合物に代表される光酸発生剤などの感光性成分は 、 耐熱性が低く、 3 5 0 °〇以上の加熱では分解が急激に進行し、 焼成して得 られるポリイミ ド樹脂膜が脆いものとなるため、 フレキシブルデバイス基板 として用いるには含有しないことが好ましい。 ここでいう含有しないとは、 実質的に感光性を発現しない含有量であることを指す。 上記含有量は (3) ポリアミ ド酸 1 0 0重量部に対して 1 . 〇質量部未満が好ましく、 0 . 5質 量部未満がより好ましく、 〇. 1質量部未満がさらに好ましい。 感光性成分 の含有量を 1 . 〇質量部未満とすることで、 焼成時のポリイミ ド樹脂膜の脆 弱化を抑制でき、 フレキシブルデバイス基板に必要な機械特性および可視光 線透過率を有するものが得られる。 また、 含有量が 1 . 〇質量部未満では実 質的に感光性を発現せず、 非感光性の樹脂組成物となる。
[0078] [第二の態様]
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物の第二の態様は、 ( 3) ポリアミ ド酸お よび (匕) 一般式 (1) で表される化合物を含むポリアミ ド酸樹脂組成物で あって、 前記ポリアミ ド酸樹脂組成物を支持体上に塗布した後、 不活性ガス 雰囲気下、 5 0 0 °〇で 3 0分間焼成して得られるポリイミ ド樹脂膜が示す膜 厚 1 0 における破断伸度が 5〜 1 5 0 %であるポリアミ ド酸樹脂組成物
\¥02020/175167 18 卩(:171?2020/005685
である。
[0079] ポリイミ ド樹脂膜の破断伸度の観点から、 本発明の第二の態様に係るポリ アミ ド酸樹脂組成物は、 非感光性の樹脂組成物であることが好ましい。 非感 光性の樹脂組成物であるとは、 前述したように、 感光性成分の含有量が、 実 質的に感光性を発現しない含有量であることを指す。
[0080] <ポリイミ ド樹脂膜の破断伸度>
本発明の第一の態様のポリアミ ド酸樹脂組成物において、 ポリアミ ド酸樹 脂組成物を支持体上に塗布した後、 不活性ガス雰囲気下、 5 0 0 °〇で 3 0分 間焼成して得られるポリイミ ド樹脂膜が示す膜厚 1 〇 における破断伸度 は 5〜 1 5 0 %であることが好ましい。 係る破断伸度は、 本発明の第一の態 様および第二の態様のポリアミ ド酸樹脂組成物において、 1 0 %以上である ことがより好ましく、 1 5 %以上であることがさらに好ましい。 また、 1 0 0 %以下であることが好ましく、 6 0 %以下であることがより好ましい。 破 断伸度がこの範囲であることで、 後述する支持体からの剥離工程時や剥離後 に、 ポリイミ ド樹脂膜に破れなどが生じにくく、 フレキシブルデバイスの基 板として用いることができる。 該破断伸度は後述する実施例におけるポリイ ミ ド膜の作製方法および機械特性の測定方法に準じて測定されたものと規定 する。
[0081 ] <無機粒子>
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物には、 耐熱性をより向上させることを目 的として無機粒子を含有することができる。 かかる目的に用いられる無機粒 子としては、 白金、 金、 パラジウム、 銀、 銅、 ニッケル、 亜鉛、 アルミニウ ム、 鉄、 コバルト、 ロジウム、 ルテニウム、 スズ、 鉛、 ビスマス、 タングス テンなどの金属無機粒子や、 酸化ケイ素 (シリカ) 、 酸化チタン、 酸化アル ミニウム、 酸化亜鉛、 酸化錫、 酸化タングステン、 酸化ジルコニウム、 炭酸 カルシウム、 硫酸バリウムなどの金属酸化物無機粒子などが挙げられる。
[0082] 無機粒子の形状は特に限定されず、 球状、 楕円形状、 偏平状、 ロッ ト状、 繊維状などが挙げられる。 また、 無機粒子を含有したポリイミ ド樹脂膜の表
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面粗さが増大するのを抑制するため、 無機粒子の平均粒径は 1 n m以上 1 0 〇门 以下であることが好ましく、 1 n 以上 5 0 n
以下であればより好 ましく、 1
らに好ましい。
[0083] ポリアミ ド酸樹脂組成物中の無機粒子の含有量は、 ( 3) ポリアミ ド酸 1
0 0質量部に対し、 3質量部以上が好ましく、 より好ましくは 5質量部以上 、 さらに好ましくは 1 0質量部以上であり、 1 〇〇質量部以下が好ましく、 より好ましくは 8 0質量部以下、 さらに好ましくは 5 0質量部以下である。 無機粒子の含有量が 3質量部以上であればそれに満たない含有量のものに比 較して耐熱性が有意に高いものとなり、 1 0 0質量部以下であればそれを超 える含有量のものに比較して焼成して得られるポリイミ ド樹脂膜の靭性の低 下の度合いが少ないものとなる。
[0084] <界面活性剤>
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物は、 支持体上への塗布性をより向上させ るために界面活性剤を含有することが好ましい。 界面活性剤としては、 住友 3 IV! (株) 製の “フロラード” (登録商標) 、 0 I (3 (株) 製の “メガファ ック” (登録商標) 、 旭硝子 (株) 製の “スルフロン” (登録商標) などの フッ素系界面活性剤、 信越化学工業 (株) 製の [< 3 4 1、 チッソ (株) 製 の〇巳巳、 共栄社化学 (株) 製の “ポリフロー” (登録商標) 、 “グラノー ル” (登録商標) 、 ビック ·ケミー (株) 製の巳丫 などの有機シロキサン 界面活性剤、 共栄社化学 (株) 製のポリフローなどのアクリル重合物界面活 性剤が挙げられる。 ポリアミ ド酸樹脂組成物中の界面活性剤の含有量は、 ( 3) ポリアミ ド酸 1 0 0質量部に対し、 〇. 0 0 1質量部以上 1 0質量部以 下が好ましい。
[0085] 本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物は、 本発明の効果を損なわない範囲で、 熱架橋剤、 熱酸発生剤、 レべリング剤、 粘度調整剤、 酸化防止剤、 無機顔料 、 有機顔料、 染料等を含有してもよい。
[0086] <ポリアミ ド酸の重合方法>
なお、 ポリアミ ド酸は既知の方法によって重合することができる。 例えば
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、 テトラカルボン酸、 あるいは対応する酸二無水物、 活性エステル、 活性ア ミ ドなどを酸成分とし、 ジアミンあるいは対応するトリメチルシリル化ジア ミンなどをジアミン成分として反応溶媒中で重合させることにより、 ポリア ミ ド酸を得ることができる。 また、 ポリアミ ド酸は、 カルボキシ基がアルカ リ金属イオン、 アンモニウムイオン、 イミダゾリウムイオンと塩を形成した ものでもあってもよく、 炭素数 1〜 1 〇の炭化水素基または炭素数 1〜 1 0 のアルキルシリル基でエステル化されたものであってもよい。
[0087] ポリアミ ド酸の重合に供する反応溶剤としては特に制限はなく、 既知のも のを用いることができる。 例として、 1\1—メチルー 2—ピロリ ドン、 1\1 , —ジメチルホルムアミ ド、 1\1 , 1\1 _ジメチルアセトアミ ド、 1\1 , 1\1 _ジメチ ルイソプチルアミ ド、 3—メ トキシ _ 1\1 , 1\1 _ジメチルプロピオンアミ ド、
3—ブトキシー 1\1 , 1\1—ジメチルプロピオンアミ ド、 アーブチロラクトン、 乳酸エチル、 1 , 3 -ジメチルー 2 -イミダゾリジノン、 1\1 , 1\1, ージメチ ルプロピレンウレア、 1 , 1 , 3 , 3—テトラメチルウレア、 ジメチルスル ホキシド、 スルホラン、 プロピレングリコールモノメチルエーテル、 プロピ レングリコールモノメチルエーテルアセテート、 ジエチレングリコールエチ ルメチルエーテル、 ジエチレングリコールジメチルエーテル、 水や、 国際公 開第 2 0 1 7 / 0 9 9 1 8 3号に記載の反応溶剤などを単独、 または 2種以 上使用することができる。
[0088] 反応温度は一 2 0 °〇~ 1 5 0 °〇が好ましく、 〇〜 1 0 0 °〇がより好ましい 。 反応時間は〇. 1〜 2 4時間が好ましく、 〇. 5〜 1 2時間がより好まし い。 また、 反応で使用するジアミンのモル数とテトラカルボン酸のモル数は 等しいことが好ましい。 等しければ、 ポリアミ ド酸樹脂組成物から高い機械 特性のポリイミ ド樹脂膜が得られやすい。
[0089] 得られたポリアミ ド酸溶液はそのまま本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物と して使用してもよい。 この場合、 ポリアミ ド酸樹脂組成物とする際に使用す る溶剤と同じものを反応溶剤として用いたり、 反応終了後に溶剤を添加した りすることで、 ( 3) ポリアミ ド酸を単離することなく目的のポリアミ ド酸
\¥0 2020/175167 21 卩(:171? 2020 /005685
樹脂組成物を得ることができる。
[0090] また、 既知の方法により、 得られたポリアミ ド酸の繰り返し単位の一部ま たは全てをイミ ド化させたり、 エステル化させたりしてもよい。 この場合、 ポリアミ ド酸の重合で得られたポリアミ ド酸溶液をそのまま次の反応に用い てもよく、 ポリアミ ド酸を単離したうえで、 次の反応に用いてもよい。
[0091 ] <ポリアミ ド酸樹脂組成物の製造方法>
上記 (3) ポリアミ ド酸、 一般式 (1) で表される化合物、 ならびに必要 により無機粒子および界面活性剤などを溶剤に溶解させることにより、 本発 明のポリアミ ド酸樹脂組成物を得ることができる。 溶解方法としては、 撹拌 や加熱が挙げられる。 加熱温度は、 通常、 室温〜 8 0 °〇である。 また、 各成 分の溶解順序は特に限定されず、 例えば、 溶解性の低い化合物から順次溶解 させる方法がある。 また、 界面活性剤など撹拌溶解時に気泡を発生しやすい 成分については、 他の成分を溶解してから最後に添加することで、 気泡の発 生による他成分の溶解不良を防ぐことができる。
[0092] これらの製造方法により得られたポリアミ ド酸樹脂組成物は、 濾過フィル 夕一を用いて濾過し、 ゴミなどの異物を除去することが好ましい。
[0093] <ポリイミ ド樹脂膜の製造方法>
本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物を加熱焼成してイミ ド化することで、 ポ リイミ ド樹脂膜を得ることができる。
[0094] 本発明のポリイミ ド樹脂膜の製造方法は、 例えば、 支持体に上記ポリアミ ド酸樹脂組成物を塗布する工程と、 該塗布膜を加熱焼成してイミ ド化するエ 程とを含む。
[0095] まず、 本発明のポリアミ ド酸樹脂組成物を支持体上に塗布する。 支持体と しては、 シリコン、 ガリウムヒ素などのウェハ基板、 サファイアガラス、 ソ —ダ石灰硝子、 無アルカリガラスなどのガラス基板、 ステンレス、 銅などの 金属基板あるいは金属箔、 セラミックス基板、 などが挙げられる。 中でも、 表面平滑性、 加熱時の寸法安定性の観点から、 無アルカリガラスが好ましい
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[0096] ポリアミ ド酸樹脂組成物の塗布方法としては、 スピン塗布法、 スリッ ト塗 布法、 ディップ塗布法、 スプレー塗布法、 印刷法などが挙げられ、 これらを 組み合わせてもよい。 ポリイミ ド樹脂膜を電子デバイスの基板として用いる 場合には、 大型サイズの支持体上に塗布する必要があるため、 特にスリッ ト 塗布法が好ましく用いられる。
[0097] 塗布後は、 ポリアミ ド酸樹脂組成物の塗布膜を乾燥させることが一般的で ある。 乾燥方法としては、 減圧乾燥や加熱乾燥、 あるいはこれらを組み合わ せて用いることができる。 減圧乾燥の方法としては、 例えば、 真空チャンバ —内に塗布膜を形成した支持体を置き、 真空チャンバー内を減圧することで 行なう。 また、 加熱乾燥はホッ トプレート、 才ーブン、 赤外線などを使用し て行なうことができる。
[0098] 最後に 1 8 0 °〇以上 6 0 0 °〇以下の範囲で加熱焼成し、 塗布膜をイミ ド化 することによりポリイミ ド樹脂膜を製造することができる。
[0099] 以上の工程を経て得られたポリイミ ド樹脂膜は、 電子デバイスの基板とし て用いる場合は、 通常、 剥離せずに次の工程に用いる。 しかし、 後述する剥 離方法によって支持体から剥離したポリイミ ド樹脂膜を用いて、 次の工程へ 進めても良い。 剥離せずに次の工程に用いる場合、 支持体が反ることにより 工程通過性が低下するのを防ぐため、 発生するストレスが 2 5 IV! 3より小 さいことが好ましい。 ストレスは、 一般に薄膜応力測定装置を用いて測定さ れる。 その仕組みは、 ポリイミ ド樹脂膜が成膜された基板の反り量を測定し 、 そこから算出される。 ポリイミ ド樹脂膜の吸湿による影響を除くため、 乾 燥させた状態で測定することが好ましい。
[0100] 本発明のポリイミ ド樹脂膜は、 電子デバイスの基板として好適に用いられ る。 電子デバイスとしては、 有機巳 !_ディスプレイ、 液晶ディスプレイ、 マ イクロ !_巳 0ディスプレイ、 電子べーパー、 カラーフィルターなどの表示デ バイス、 シンチレーター、 太陽電池などの受光デバイス、 タッチパネルなど のセンサー部材などが挙げられる。
[0101 ] 本発明のポリイミ ド樹脂膜の膜厚は、 特に限定されるものではないが、 3
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以上が好ましく、 5 01以上がより好ましく、 7 01以上がさらに好ま しい。 また、 膜厚は 1 〇〇 以下が好ましく、 7〇 以下がより好まし く、 5 0 以下がさらに好ましい。 膜厚が 3 以上であれば電子デバイ スの基板として十分な機械特性が得られる。 また、 膜厚が 5 0 以下であ れば、 電子デバイスの基板として十分な靭性が得られる。
[0102] 本発明のポリイミ ド樹脂膜の可視光線透過率は、 波長 5 0 0 n において
6 0 %以上であることが好ましく、 6 5 %以上であることがより好ましく、
7 0 %以上であることがさらに好ましい。 上記可視光線透過率が 6 0 %以上 であることで、 受光デバイスの基板として用いた際に、 ポリイミ ド樹脂膜に よる吸光を抑制し、 良好な受光感度を保つことができる。
[0103] <積層体>
本発明の積層体は、 上述のポリイミ ド樹脂膜の上に無機膜を有する。 無機 膜としては、 例えばケイ素酸化物 (3 丨 〇父) 、 ケイ素窒化物 (3 丨 1\1 7)
、 ケイ素酸窒化物 (3 丨 0 x 1X1 7) などが挙げられ、 これらは単層、 あるい は複数の種類を積層して用いることができる。 また、 これらの無機膜は例え ばポリビニルアルコールなどの有機膜と交互に積層して用いることもできる 。 これらの無機膜の成膜方法は、 化学気相成長法 (<3 0) や物理気相成長 法 ( 〇) などの蒸着法を用いて行われることが好ましい。
[0104] また、 本発明の積層体は、 上記無機膜の上にさらにポリイミ ド樹脂膜を有 していてもよい。 また、 さらにその上に無機膜を有していてもよい。
[0105] また、 支持体の上に形成された上記ポリイミ ド樹脂膜を利用して、 これら のような積層体としてもよい。
[0106] これらのような積層体は、 以下に述べるように、 電子デバイスの基板とし て利用することができる。
[0107] <電子デバイスの製造方法>
本発明の電子デバイスの製造方法は、 支持体上に上記ポリイミ ド樹脂膜を 形成する工程と、 該ポリイミ ド樹脂膜の上に表示デバイス、 受光デバイスま たはセンサー部材を形成する工程と、 該支持体から該ポリイミ ド樹脂膜を剥
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離する工程とを含む。
[0108] まず、 上述の方法で、 ガラス基板などの支持体の上にポリイミ ド樹脂膜を 製造する。 このとき、 後述する支持体からの剥離を容易にさせるために、 あ らかじめプライマー層を支持体の上に設けても構わない。 例えば、 支持体上 に、 離型剤を塗布したり、 犠牲層を設けることが挙げられる。 離型剤として は、 シリコーン系、 フッ素系、 芳香族高分子系、 アルコキシシラン系等が挙 げられる。 犠牲層としては、 金属膜、 金属酸化物膜、 アモルファスシリコン 膜等が挙げられる。
[0109] ポリイミ ド樹脂膜の上には、 必要に応じて無機膜を設ける。 これにより基 板外部から水分や酸素がポリイミ ド樹脂膜を通過して画素駆動素子や発光素 子を経時的に劣化させるのを抑制することができる。 無機膜としては、 上述 のものが挙げられる。
[01 10] 必要に応じて前記無機膜の上にポリイミ ド樹脂膜を形成したり、 更に無機 膜を形成したりすることで、 無機膜やポリイミ ド樹脂膜を複数層具備する電 子デバイスの基板を製造することができる。 なお、 プロセスの簡略化の観点 から、 各ポリイミ ド樹脂膜の製造に用いられるポリアミ ド酸樹脂組成物は同 —のポリアミ ド酸樹脂組成物であることが好ましい。
[01 1 1 ] つづいて、 得られたポリイミ ド樹脂膜上 (その上に無機膜等がある場合は さらにその上) に、 表示デバイス、 受光デバイスまたはセンサー部材の構成 要素を形成する。 例えば、 有機巳 !_ディスプレイの場合、 画像駆動素子であ る丁 丁、 第一電極、 有機巳 !_発光素子、 第二電極、 封止膜を順に形成して 画像表示素子を形成する。 カラーフィルター用基板の場合、 必要に応じてブ ラックマトリックスを形成した後、 赤、 緑、 青などの着色画素を形成する。 タッチパネル用基板の場合、 配線層と絶縁層を形成する。
[01 12] 最後に、 支持体とポリイミ ド樹脂膜との界面で両者を剥離することで、 支 持体を除去する。 剥離する方法には、 レーザーを照射して支持体とポリイミ ド樹脂膜との界面で両者を剥離するいわゆるレーザーリフトオフと呼ばれる 方法、 機械的な剥離方法、 支持体をエッチングする方法などが挙げられる。
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レ—ザ—リフトオフを行う場合、 ガラス基板などの支持体に対し、 ポリイミ ド樹脂膜および素子が形成されている側の反対側からレーザーを照射する。 これにより、 素子にダメージを与えることなく、 剥離を行うことができる。
[0113] レーザー光には、 紫外光から赤外光の波長範囲のレーザー光を用いること ができるが、 紫外光が特に好ましい。 より好ましくは、 308 n のエキシ マレーザーが好ましい。 剥離エネルギーは 25
2以下が好ましく
[0114] 以下、 実施例を挙げて、 本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明はこ れら実施例に限定されるものではない。
[0115] <評価方法 >
[ 1 ] ポリイミ ド樹脂膜付きガラス基板の作製
スピンコーター (ミカサ (株) 製 1 1
~1-0乂2) を用いて、 8インチの ガラス基板上にポリアミ ド酸樹脂組成物をスピンコートした。 次いでホッ ト プレート (アズワン (株) 製 1
~1 ? 0-3000巳21\1) を用いて 1 1 0
°〇 で 1 〇分間、 乾燥した。 つづいて、 イナートオーブン (光洋サーモシステム (株) 製
を用いて、 窒素雰囲気下 (酸素濃度 20 以下) 、 50°〇から昇温して、 220°〇で 30分、 続けて 500°〇で 30 分加熱し、 ガラス基板上に膜厚 1 〇 のポリイミ ド樹脂膜を成膜した。 な お、 昇温速度は 4
°〇/ 丨
nとした。 以下、 これをポリイミ ド樹脂膜付きガ ラス基板という。
[0116] [ 2 ] ポリイミ ド樹脂膜付き <3 V口基板の作製
8インチのガラス基板上に、 〇 〇により、 3 丨 〇2層および 3 丨 31\14層の 積層から成るガスバリア膜を 3 丨 〇2層が最上層となるように成膜した。 続い て上記 [1 ] の方法と同様にして、 該積層膜上に膜厚 1 〇 のポリイミ ド 樹脂膜を成膜した。 以下、 これをポリイミ ド樹脂膜付き <3 0基板という。
[0117] [3] 密着性評価
上記 [1 ] および [2] の方法により得られたポリイミ ド樹脂膜付きガラ
\¥02020/175167 26 卩(:171?2020/005685
ス基板およびポリイミ ド樹脂膜付き <3 V 0基板のポリイミ ド樹脂膜を幅 1 0 の短冊状にカッ トした後、 端部を基板から剥離し、 測定サンプルとした 。 小型卓上試験機 (日本電産シンポ (株) 製、 スタンド 03-50 V- 1
~1、 デジタルフォースゲージ 〇」 1\1— 5) を用いて 90
° ピール強度を 測定した。 試験片の幅は 1 0111111、 試験速度は 5001111/111 丨
とし、 測定 数 n = 1 0として、 最上位および最下位の値を除いた 8点の平均値を算出し た。 90° ピール強度を下記八〜〇の 4つのランクに分け、 ガラス基板、 〇 ▽ 0基板の両方が(3以上のものを密着性良好、 ガラス基板、 〇 〇基板の両 方またはいずれか一方が口のものを密着性不良と判定した。
0 : 90° ピール強度が 0. 21\1/〇 未満。
[0118] [4] 機械特性 (破断伸度、 引張り最大応力、 ヤング率) の評価
上記 [1 ] の方法により得られたポリイミ ド樹脂膜付きガラス基板のポリ イミ ド樹脂膜を幅 1 〇 、 長さ 80 の短冊状にカッ トした後、 ガラス 基板から剥離し、 測定サンプルとした。 テンシロン万能材料試験機 ( (株) オリエンテック製 [¾丁1\/1- 1 00) を用い、 日本工業規格 (」 丨 3 <
7 1 27 : 1 999) に従って、 破断時における元の長さからの伸び率の測 定を行った。 試験片の幅は 1 0111111、 チャック間隔は 50111111、 試験速度は 5001 /〇! 丨 とし、 測定数 = 1 0としてそれらの平均値を算出した。
[0119] [5] 可視光線透過率評価
上記 [1 ] の方法により得られたポリイミ ド樹脂膜付きガラス基板につい て、 紫外可視分光光度計 ( (株) 島津製作所製 1\/11_1 丨 1 丨 3 6〇_ 1 5 〇〇) を用い、 波長 500 01における透過率を測定した。
[0120] <製造例 >
以下、 製造例に用いた化合物を示す。
[0121] (重合原料)
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390 A : 3, 3, , 4, 4, ービフエニルテトラカルボン酸二無水物 IV! 0八 : ピロメリッ ト酸二無水物
DAE : 4, 4' —ジアミノジフエニルエーテル
4, 4’ -003 : 4, 4! —ジアミノジフエニルスルホン
0 1 600 :二炭酸ジー ㊀ 「 ーブチル
1\/1? : 1\1 -メチルー 2 -ピロリ ドン。
[0122] (添加剤)
化合物 1〇- 1 : ーヒドロキシアセトアニリ ド
[0123] [化 14]
[0125] [化 15]
[0126] 化合物 13- 3 : ーメ トキシアセトアニリ ド
[0128] 化合物 13 - 4 : 4’ ーアセトキシアセトアニリ ド
\¥02020/175167 28 卩(:171?2020/005685
[化 17] 4)
[0130] 化合物 1〇_5 : 3—ヒドロキシフエニル尿素
[0131] [化 18]
[0132] 化合物匕一6 : <巳巳一585 (信越化学工業 (株) 製、 3 -ウレイ ドプロ ピルトリエトキシシランの 50%メタノール溶液)
[0134] 化合物匕一 7 : [<巳巳一903 (信越化学工業 (株) 製、 3 -ァミノプロピ ノレトリエトキシシラン)
[0136] 化合物匕一8 : 3, 3’ , 4, 4’ ーベンゾフエノンテトラカルボン酸二無 水物の
付加物
[0137] [化 21]
(I) - 8)
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[0138] 化合物 6— 9 : 2—アミノフエノールのデカノイルクロリ ド付加物
[0139] [化 22]
[0140] キノンジアジド化合物 1 : 丁 「 丨 3 一 八 (本州化学工業 (株) 製) の 5 -ナフトキノンジアジドスルホニル酸クロリ ド付加物
[0141] [化 23]
[0142] 界面活性剤八 : 巳丫[<-333 (ビックケミー ·ジャパン (株) 製)
界面活性剤巳 :ポリフロー N 0. 77 (共栄社化学 (株) 製) 。
[0143] [製造例 1 :ポリアミ ド酸樹脂溶液 3- 1 ]
300 !_ 4つロフラスコに、 温度計、 撹拌羽根付き撹拌棒をセッ トした 。 次に、 乾燥窒素気流下、
を投入し、 60
°〇に昇温した。 昇温 後、 撹拌しながら 一 口八 5. 4 1
9
を投入し、 IV! 1 〇 9で洗いこんだ。 _ 口八が溶解したことを確認し、 390 A ^ 4.
7 1 9
を投入し、
で洗いこんだ。 60°〇で 4 時間反応させた後、 冷却し、 固形分濃度 1 5. 5質量%のポリアミ ド酸樹脂 溶液 ( 3 _ 1) を得た。
[0144] [製造例 2 :ポリアミ ド酸樹脂溶液 3-2]
300 !_ 4つロフラスコに、 温度計、 撹拌羽根付き撹拌棒をセッ トした 。 次に、 乾燥窒素気流下、 IV! 809を投入し、 60
°〇に昇温した。 昇温 後、 撹拌しながら 一 口八 5. 4 1
9
を投入し、 IV! 1 〇 9で洗いこんだ。 _ 口八が溶解したことを確認し、 IV! 0八 7 6
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39 (350101〇 I) および巳 P DA4. 4 1 9 (1 5〇1〇1〇 1) を投入し 、 1\/1? 1 09で洗いこんだ。 60°〇で 4時間反応させた後、 冷却し、 固形 分濃度 1 4. 9質量%のポリアミ ド酸樹脂溶液 ( 3 _ 2) を得た。
[0145] [製造例 3 :ポリアミ ド酸樹脂溶液 3-3]
300 !_4つロフラスコに、 温度計、 撹拌羽根付き撹拌棒をセッ トした 。 次に、 乾燥窒素気流下、 IV! 809を投入し、 60
°◦に昇温した。 昇温 後、 撹拌しながら 一 口八 5. 4 1
9
を投入し、 IV! 1 〇 9で洗いこんだ。 _ 口八が溶解したことを確認し、 IV! 59で希 釈した 0 1 巳〇〇0. 44
9 (1 〇1〇1〇 1) を 30分かけて滴下し、 1\/1? 59で洗いこんだ。 さらに巳 0八 1 4 7 1
9 ( 50 〇 I) を投入し 、 1\/1? 1 0
9で洗いこんだ。 60°〇で 4時間反応させた後、 冷却し、 固形 分濃度 1 5. 7質量%のポリアミ ド酸樹脂溶液 (3— 3) を得た。
[0146] [製造例 4 :ポリアミ ド酸樹脂溶液 3-4]
300 !_4つロフラスコに、 温度計、 撹拌羽根付き撹拌棒をセッ トした 。 次に、 乾燥窒素気流下、 IV! 809を投入し、 60
°◦に昇温した。 昇温 後、 撹拌しながら
33
9 (40〇1〇1〇 I) および 0八巳 2.
009 ( 1 0 〇 I) を投入し、 IV! 1 09で洗いこんだ。 一 0八 および〇八巳が溶解したことを確認し、
で希釈した 0 丨 6000 . 44
9
で洗いこんだ。 さらに巳 0八 1 4. 7 1
9 (50〇1〇1〇 1) を投入し、 IV! 1 0
9で洗 いこんだ。 60°〇で 4時間反応させた後、 冷却し、 固形分濃度 1 6. 3質量 %のポリアミ ド酸樹脂溶液 ( 3 _ 4) を得た。
[0147] [製造例 5 :ポリアミ ド酸樹脂溶液 3-5]
300 !_4つロフラスコに、 温度計、 撹拌羽根付き撹拌棒をセッ トした 。 次に、 乾燥窒素気流下、
を投入し、 60
°◦に昇温した。 昇温 後、 撹拌しながら _ 〇八4· 33
9
および 4, 4’ _ 0032. 48
9 (1 0〇1〇1〇 丨) を投入し、 IV! 1 0
9で洗いこんだ。
が溶解したことを確認し、 巳 0八 1 4
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. 7 1
9
を投入し、
で洗いこんだ。 6 0 °〇で 4時間反応させた後、 冷却し、 固形分濃度 1 6 . 4質量%のポリアミ ド酸樹 脂溶液 ( 3 _ 5) を得た。
[0148] [製造例 6 :ポリアミ ド酸樹脂組成物 - 1 ~ - 2 2 ]
製造例 1〜 5で得られたポリアミ ド酸樹脂溶液に添加剤を有効成分が表 1 〜 2に示す添加量になるように加えて 1時間撹拌した。 得られた溶液をポリ エチレン製のフイルター (フイルター孔径〇. 2 ) で濾過した。 添加剤 を加えない場合にはポリアミ ド酸樹脂溶液をそのままポリエチレン製のフイ ルター (フイルター孔径〇. 2 ) で濾過した。 このようにして、 ポリア ミ ド酸樹脂組成物 一 1 ~ 一 2 2を得た。 ただし、 一 1 5には添加剤を 加えていない。
[0149] 実施例 1〜 1 6、 比較例·!〜 6
製造例 6で得られたポリアミ ド酸樹脂組成物
1 ~ _ 2 2を用いて、 上記方法でガラス基板および <3 V 0基板上にポリイミ ド樹脂膜を作製した。 得られたポリイミ ド樹脂膜を用いて、 密着性、 機械特性および可視光線透過 率を上記方法で評価した。 しかしながら、 比較例 6のポリアミ ド酸樹脂組成 物 _ 2 0については、 焼成後の膜が脆く、 自己支持膜が得られなかったた め、 可視光線透過率の評価のみ行った。
[0150] 実施例 1〜 1 6および比較例 1〜 6の組成、 密着性、 機械特性および可視 光線透過率の評価結果を表 1および表 2に示す。
[0151 ]
〔谢 |-|
【表
〔 105—21
1
153—1
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[0154] さらに、 配線の形成による凹凸を平坦化するために、 平坦化膜を形成した 。 次に、 得られた平坦化膜上に、 丨 丁〇からなる第一電極を配線に接続させ て形成した。 その後、 レジストを塗布、 プリべークし、 所望のバターンのマ スクを介して露光し、 現像した。 このレジストバターンをマスクとして、 I 丁〇エッチヤントを用いたウエッ トエッチングによりパターン加工を行った 。 その後、 レジスト剥離液 (モノエタノールアミンとジエチレングリコール モノプチルエーテルの混合液) を用いて該レジストバターンを剥離した。 剥 離後の基板を水洗し、 加熱脱水して平坦化膜付き電極基板を得た。 次に、 第 _電極の周縁を覆う形状の絶縁膜を形成した。
[0155] さらに、 真空蒸着装置内で所望のパターンマスクを介して、 正孔輸送層、 有機発光層、 電子輸送層を順次蒸着して設けた。 次いで、 基板上方の全面に 八 丨 /IV! 9から成る第二電極を形成した。 さらに〇 〇により 3 丨 〇
2層およ び 3 丨
3 1\1
4層の積層から成る封止膜を形成した。 最後にガラス基板に対し、 ポリイミ ド樹脂膜が成膜されていない側からレーザー (波長: 3 0 8 n m) を照射し、 ポリイミ ド樹脂膜との界面で剥離を行った。 このときの照射エネ ルギーは、
とした。
[0156] 以上のようにして、 ポリイミ ド樹脂膜上に形成された有機巳 !_表示装置が 得られた。 駆動回路を介して電圧を印加したところ、 良好な発光を示した。
[0157] 実施例 2 0 1
ーヒドロキシアセトアニリ ドをメタノールで順次希釈して検量線溶液と し、 エレクトロスプレーイオン化法 (巳3 丨) で !_〇一 1\/1 3測定をして検量 線を作製した。 次いで、 製造例 6で得られたポリアミ ド酸樹脂組成物 1 (2 0 8 . 7 3〇1 9) に 1\1 , 1\1 -ジメチルホルムアミ ドを加えて全量を 2
1-とし、 同様に 1_〇一1\/1 3測定を行ったところ、 ーヒドロキシアセトアニ リ ドの濃度は 0 . 0 7 7質量%であった。