WO2021070912A1 - ポリイミド樹脂組成物、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム - Google Patents

ポリイミド樹脂組成物、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム Download PDF

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polyimide
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舜 星野
菜摘 脇田
三田寺 淳
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Definitions

  • the present invention relates to a polyimide resin composition, a polyimide varnish and a polyimide film.
  • polyimide resins are being studied in the fields of electrical and electronic components. For example, it is desired to replace a glass substrate used in an image display device such as a liquid crystal display or an OLED display with a plastic substrate for the purpose of reducing the weight and flexibility of the device. Research is underway.
  • an image display device when light emitted from a display element is emitted through a plastic substrate, colorless transparency is required for the plastic substrate, and light passes through a retardation film or a polarizing plate ( For example, a liquid crystal display, a touch panel, etc.) is required to have high optical isotropic properties (that is, low Rth) in addition to colorless transparency.
  • the polyimide film When the polyimide film is used as a substrate, it is intended on the polyimide film through various steps such as a sputtering step and an etching step for producing an oxide semiconductor film such as an indium tin oxide (ITO) film depending on the application.
  • An electronic circuit is created.
  • the polyimide film is brought into close contact with a hard support such as a glass plate, and after cooling, it is peeled off from the support.
  • a layer called a so-called release layer is interposed between the polyimide film and the support to provide adhesion during the process.
  • a method of peeling a polyimide resin by ablating the polyimide resin interface by obtaining a structure containing a polyimide resin / support and then irradiating a laser from the support side see, for example, Patent Document 1).
  • the laser include a solid (YAG) laser and a gas (UV excimer) laser, and a spectrum of 308 nm or the like is used.
  • a release layer is formed on the support, and then a structure including the polyimide resin film / release layer / support is obtained, and the polyimide resin film is mechanically applied.
  • the release layer examples include a method using parylene (registered trademark, manufactured by Japan Parylene LLC) and tungsten oxide, and a method using a vegetable oil-based, silicone-based, fluorine-based, and alkyd-based mold release agent.
  • the laser irradiation described in (1) above may be used in combination.
  • Patent Document 3 describes a method in which a resin substrate is fixed to a support substrate via an adhesive layer, an electronic element is formed on the resin substrate, and an electronic device including the electronic element and the resin substrate is peeled off from the support substrate. Therefore, a method of using an adhesive layer whose main component is a material whose adhesive force with a support substrate is reduced by contact with moisture is disclosed.
  • the method according to (1) above requires an expensive laser irradiation device and may damage the resin substrate formed on the substrate during laser irradiation.
  • the combination of the type of the release layer and the polyimide may be limited in order to exhibit the performance.
  • a sealing layer is formed to seal a portion where the adhesive layer is exposed in order to prevent the adhesive layer from coming into contact with moisture so as not to reduce the adhesive force. I had to do it.
  • peeling the electronic device after forming the electronic element it is necessary to remove the sealing layer before peeling in order to bring moisture into contact with the adhesive layer. Therefore, the method of Patent Document 3 is a complicated process as a whole.
  • the polyimide used in Patent Document 3 uses phenylenediamine having a strong intramolecular charge transfer interaction, it is easy to color and therefore has low transparency, and since it has a structure in which polymer molecules are easily arranged, it is optically optical. It was less isotropic. As described above, according to the above method, the optical properties such as colorless transparency and optical isotropic property of the film tend to decrease due to the damage, the addition of the release layer, and the properties of the polymer, and the yield tends to deteriorate. It was.
  • the present invention comprises a polyimide resin composition capable of forming a film having excellent colorless transparency and optical isotropic properties, and further excellent peelability from a substrate, and a polyimide varnish and polyimide containing the polyimide resin composition.
  • the subject is to provide a film.
  • the present inventors have found that a polyimide resin composition containing a polyimide resin containing a combination of specific structural units and a specific cross-linking agent can solve the above-mentioned problems, and have completed the invention.
  • a polyimide resin composition comprising a unit (B-2).
  • X is a single-bonded, substituted or unsubstituted alkylene group, a carbonyl group, an ether group, a group represented by the following formula (b-2-i), or the following formula (b-2).
  • -Ii p is an integer of 0 to 2
  • m1 is an integer of 0 to 4
  • m2 is an integer of 0 to 4.
  • m1 Is an integer from 1 to 4.
  • m3 is an integer of 0 to 5
  • m4 is an integer of 0 to 5. Note that m1 + m2 + m3 + m4 is 1 or more.
  • each of the two Xs and the two m2 to m4 is independently selected.
  • the structural unit (B-2) is a structural unit (B-21) derived from a compound represented by the following formula (b-21).
  • the structural unit (B-1) is derived from the structural unit (B-11) derived from the compound represented by the following formula (b-11) and the compound represented by the following formula (b-12).
  • the structural unit A is a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-1) and a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-2).
  • the polyimide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 3> above, which comprises at least one selected from the group consisting of A-2).
  • the structural unit B further contains a structural unit (B-3) derived from a compound represented by the following formula (b-3).
  • Polyimide resin composition is a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-1) and a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-2).
  • Z 1 and Z 2 each independently represent a divalent aliphatic group or a divalent aromatic group which may contain an oxygen atom, and R 1 and R 2 are independent, respectively.
  • R 3 and R 4 each independently indicate a monovalent aliphatic group
  • R 5 and R 6 each independently indicate a monovalent aliphatic group.
  • m and n each independently represent an integer of 1 or more, and the sum of m and n represents an integer of 2 to 1000, provided that at least one of R 1 and R 2 is indicated.
  • ⁇ 6> The above-mentioned ⁇ 1> to ⁇ 5>, wherein the structural unit B further contains a structural unit (B-4) derived from a compound represented by the following formula (b-4).
  • Polyimide resin composition ⁇ 7> The polyimide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 6> above, wherein the cross-linking agent is a compound containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle in which at least two oxazolyl groups are bonded.
  • ⁇ 8> The polyimide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 7> above, wherein the cross-linking agent is a compound containing a benzene ring in which at least two oxazolyl groups are bonded.
  • the cross-linking agent is 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene.
  • ⁇ 11> A polyimide film obtained by cross-linking the polyimide resin in the polyimide resin composition according to any one of ⁇ 1> to ⁇ 9> with the cross-linking agent.
  • the present invention it is possible to form a film having excellent colorless transparency and optical isotropic properties, and further having excellent peelability from a substrate.
  • the polyimide resin composition of the present invention contains a polyimide resin and a cross-linking agent.
  • the polyimide resin and the cross-linking agent in the present invention will be described.
  • the reason why the polyimide resin composition of the present invention is excellent in peelability while maintaining optical properties such as colorless transparency and optical isotropic property is not clear, it is bent from a diamine monomer having a sulfonyl group in the main chain. It is considered that the polymer molecular structure is excellent in peelability because stacking between imides is hindered, optical properties such as optical isotropic property are excellent, and residual stress of the obtained polyimide film can be lowered.
  • the polyimide resin contained in the polyimide resin composition of the present invention has a structural unit A derived from a tetracarboxylic dianhydride and a structural unit B derived from a diamine, and the structural unit B has a sulfonyl group in its structure. It contains a structural unit (B-1) derived from a diamine and a structural unit (B-2) derived from a compound represented by the following formula (b-2).
  • X is a single-bonded, substituted or unsubstituted alkylene group, a carbonyl group, an ether group, a group represented by the following formula (b-2-i), or the following formula (b-2).
  • p is an integer of 0 to 2
  • m1 is an integer of 0 to 4
  • m2 is an integer of 0 to 4.
  • m1 Is an integer from 1 to 4.
  • m3 is an integer of 0 to 5
  • m4 is an integer of 0 to 5. Note that m1 + m2 + m3 + m4 is 1 or more.
  • the structural unit A is a structural unit derived from tetracarboxylic dianhydride in the polyimide resin.
  • the structural unit A includes a structural unit (A-1) derived from a compound represented by the following formula (a-1) and a structural unit (A-) derived from a compound represented by the following formula (a-2). It is preferable to include at least one selected from the group consisting of 2), and more preferably to include the constituent unit (A-2).
  • the structural unit (A-2) colorless transparency and optical isotropic property can be improved, and residual stress can also be reduced.
  • the compound represented by the formula (a-1) is norbornane-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ '-spiro-2 "-norbornane-5,5", 6,6 "-tetracarboxylic dianhydride.
  • the ratio of the constituent unit (A-1) in the constituent unit A is preferably 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and further preferably 60 mol% or more.
  • the upper limit of the ratio of the structural unit (A-1) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the structural unit A may consist of only the structural unit (A-1).
  • the compound represented by the formula (a-2) is 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic dianhydride.
  • the structural unit A includes the structural unit (A-2)
  • the colorless transparency and optical isotropic property of the film can be improved, and the residual stress can also be reduced.
  • the ratio of the constituent unit (A-2) in the constituent unit A is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and further preferably 85 mol% or more.
  • the upper limit of the ratio of the structural unit (A-2) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the structural unit A may consist of only the structural unit (A-2).
  • the total ratio of the constituent units (A-1) and (A-2) in the constituent unit A is preferably 50. It is mol% or more, more preferably 70 mol% or more, further preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more.
  • the upper limit of the total ratio of the structural units (A-1) and (A-2) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the structural unit A may consist only of the structural unit (A-1) and the structural unit (A-2).
  • the structural unit A may include a structural unit other than the structural units (A-1) and (A-2).
  • the structural unit A may include a structural unit (A-3) derived from both terminal acid anhydride-modified silicones in addition to the structural units (A-1) and (A-2).
  • a compound represented by the following formula (a-3) is preferable.
  • R 31 to R 36 are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • L 31 and L 32 are independently single-bonded or divalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • Z 31 and Z 32 are independently trivalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • n3 is 1 to 200.
  • R 31 to R 36 in the formula (a-3) are independently monovalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • the monovalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms includes an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, and an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms. Examples thereof include a group and an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms.
  • the alkyl group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, for example, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, and the like. And hexyl groups.
  • a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms is preferable, and examples thereof 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 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenyl group and a naphthyl group.
  • the aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms is preferably an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a benzyl group and a phenethyl group.
  • the alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms is preferably an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, and a butenyl group.
  • R 31 to R 36 in the formula (a-3) are independent and preferably an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 20 carbon atoms, and an aryl group having 6 to 20 carbon atoms. It is selected from the group consisting of an aralkyl group having 7 to 20 carbon atoms and an alkenyl group having 2 to 20 carbon atoms; more preferably, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkyl group having 3 to 10 carbon atoms, and a carbon number of carbon atoms.
  • It is selected from the group consisting of an aryl group of 6 to 10, an aralkyl group having 7 to 10 carbon atoms, and an alkenyl group having 2 to 10 carbon atoms; more preferably, an alkyl group having 1 to 10 carbon atoms and 6 to 10 carbon atoms.
  • an aryl group and an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms Selected from the group consisting of an aryl group and an alkyl group having 2 to 10 carbon atoms; particularly preferably, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a butyl group, an isobutyl group, a t-butyl group, a pentyl group, It is selected from the group consisting of a hexyl group, a phenyl group, a naphthyl group, a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, and a butenyl group; most preferably a group consisting of a methyl group, an ethyl group, a phenyl group, and a vinyl group. Will be selected.
  • L 31 and L 32 in the formula (a-3) are independently single-bonded or divalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • the divalent hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, and an arylene group having 6 to 20 carbon atoms.
  • the alkylene group having 1 to 20 carbon atoms is preferably an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a butylene group, a pentylene group, and a hexylene group.
  • the cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms is preferably a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, 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 arylene group having 6 to 10 carbon atoms, and examples thereof include a phenylene group and a naphthylene group.
  • L 31 and L 32 are independent of each other, preferably from the group consisting of a single bond, an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 20 carbon atoms, and an arylene group having 6 to 20 carbon atoms. Selected; more preferably selected from the group consisting of a single bond, an alkylene group having 1 to 10 carbon atoms, a cycloalkylene group having 3 to 10 carbon atoms, and an arylene group having 6 to 10 carbon atoms; even more preferably a single bond.
  • Z 31 and Z 32 in the formula (a-3) are independently trivalent hydrocarbon groups having 1 to 20 carbon atoms.
  • Z 31 and Z 32 in the formula (a-3) are independently and preferably represented by the group represented by the following formula (a-3-i) and the following formula (a-3-ii). It is selected from the group consisting of a group, a group represented by the following formula (a-3-iii), and a group represented by the following formula (a-3-iv).
  • the group represented by the formula (a-3-i) is a succinic acid residue, the group phthalic acid residue represented by the formula (a-3-ii), and the formula (a-3-iii).
  • the group represented is a 2,3-norbornanedicarboxylic acid residue, and the group represented by (a-3-iv) is a 5-norbornane-2,3-dicarboxylic acid residue.
  • "*" indicates the bonding position.
  • N3 in the formula (a-3) is 1 to 200.
  • n3 is preferably 3 to 150, more preferably 5 to 120.
  • biterminal acid anhydride-modified silicone examples include "X22-168AS”, “X22-168A”, “X22-168B”, and “X22-168-P5-” manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. 8 ”,“ DMS-Z21 ”manufactured by Gerest, and the like.
  • the ratio of the constituent unit (A-3) in the constituent unit A is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 2 to 40 mol%. Yes, more preferably 3 to 30 mol%.
  • the structural unit other than the structural unit (A-1) and (A-2) arbitrarily included in the structural unit A is not limited to the structural unit (A-3).
  • the tetracarboxylic dianhydride giving such an arbitrary constituent unit is not particularly limited, but is pyromellitic dianhydride, 9,9'-bis (3,4-dicarboxyphenyl) fluorene dianhydride, and the like.
  • aromatic tetracarboxylic dianhydrides such as 4,4'-(hexafluoroisopropyridene) diphthalic dianhydride; alicyclic tetracarboxylic dianhydrides such as 1,2,3,4-cyclobutanetetracarboxylic dianhydride.
  • Dianhydride (excluding compounds represented by the formula (a-1) or (a-2)); and aliphatic tetracarboxylic acids such as 1,2,3,4-butanetetracarboxylic dianhydride.
  • Didianhydride can be mentioned.
  • the aromatic tetracarboxylic dianhydride means a tetracarboxylic dianhydride containing one or more aromatic rings, and the alicyclic tetracarboxylic dianhydride has one alicyclic ring.
  • the structural units other than the structural units (A-1) and (A-2) arbitrarily included in the structural unit A may be one type or two or more types.
  • the structural unit B is a structural unit derived from a diamine in the polyimide resin, and is represented by a structural unit (B-1) derived from a diamine having a sulfonyl group in the structure and the following formula (b-2). Includes a structural unit (B-2) derived from the compound.
  • X is a single-bonded, substituted or unsubstituted alkylene group, a carbonyl group, an ether group, a group represented by the following formula (b-2-i), or the following formula (b-2).
  • -Ii) p is an integer of 0 to 2
  • m1 is an integer of 0 to 4
  • m2 is an integer of 0 to 4.
  • the structural unit (B-1) derived from a diamine having a sulfonyl group in the structure is a structural unit (B-11) derived from a compound represented by the following formula (b-11), and the following formula (b-12). At least one selected from the group consisting of a structural unit (B-12) derived from a compound represented by the following formula (b-13) and a structural unit (B-13) derived from a compound represented by the following formula (b-13). Is preferable.
  • the compound represented by the formula (b-11) is a bis (3-aminophenyl) sulfone (3,3'-DDS), and the compound represented by the formula (b-12) is a bis [4- (4).
  • the polyimide resin used in the composition of the present invention is a composition derived from at least one diamine selected from the group consisting of compounds represented by the formulas (b-11), formulas (b-12) and formulas (b-13). By including the unit, the colorless transparency and optical isotropic property of the obtained polyimide film are improved.
  • the structural unit (B-1) includes the structural unit (B-12), it is preferably used in combination with the structural unit (B-13) from the viewpoint of optical isotropic properties. That is, from the viewpoint of optical isotropic property, the structural unit (B-1) preferably includes the structural unit (B-12) and the structural unit (B-13).
  • the use of a diamine having a sulfonyl group affects the flexibility of the polymer molecular chain and affects the peelability of the polyimide film. Further, it is considered that the sulfonyl group in the diamine inhibits the intramolecular charge transfer and inhibits the conjugation of electrons, so that the colorless transparency and the optical isotropic property of the polyimide film are improved.
  • Specific examples of the compound represented by the formula (b-2) include compounds represented by any of the following formulas (b-21) to (b-27).
  • Specific examples of the compound represented by the formula (b-21) include a compound represented by the following formula (b-211), that is, 3,5-diaminobenzoic acid.
  • the structural unit (B-2) is preferably a structural unit (B-21) derived from the compound represented by the formula (b-21), and is derived from the compound represented by the formula (b-211). It is more preferably a structural unit (B-211).
  • the structural unit (B-2) By including the structural unit (B-2) in the structural unit B, the heat resistance and chemical resistance of the film are improved.
  • the ratio of the structural unit (B-1) in the structural unit B is preferably 15 to 95 mol%, more preferably 20 to 95 mol%, and further preferably 50 to 90 mol% from the viewpoint of heat resistance. %, More preferably 70-85 mol%.
  • the ratio of the structural unit (B-2) in the structural unit B is preferably 5 to 85 mol%, more preferably 5 to 80 mol%, still more preferably 10 to 50 mol%, and further. It is preferably 15 to 30 mol%.
  • the molar ratio [(B-1) / (B-2)] of the structural unit (B-1) and the structural unit (B-2) in the structural unit B is preferably 15/85 to 95/5. From the viewpoint of reducing residual stress and improving elongation, it is more preferably 15/85 to 70/30, further preferably 15/85 to 50/50, and even more preferably 15/85 to 40/60. Is.
  • the total ratio of the structural units (B-1) and (B-2) in the structural unit B is preferably 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, still more preferably 90 mol% or more. Is.
  • the upper limit of the total ratio of the structural units (B-1) and (B-2) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the structural unit B may consist only of the structural unit (B-1) and the structural unit (B-2).
  • the structural unit B preferably contains a structural unit (B-3) derived from the compound represented by the following formula (b-3).
  • B-3 a structural unit derived from the compound represented by the following formula (b-3).
  • Z 1 and Z 2 each independently represent a divalent aliphatic group or a divalent aromatic group which may contain an oxygen atom, and R 1 and R 2 are independent, respectively. It represents a monovalent aromatic group or a monovalent aliphatic group, R 3 and R 4 each independently represent a monovalent aliphatic group, and R 5 and R 6 each independently represent a monovalent aliphatic group. Alternatively, it represents a monovalent aromatic group, m and n each independently represent an integer of 1 or more, and the sum of m and n represents an integer of 2 to 1000. However, at least one of R 1 and R 2 shows a monovalent aromatic group. In addition, in the formula (b-3), two or more different repeating units described in parallel by [] may be repeated in any form and order of random, alternating, or block, respectively.
  • the divalent aliphatic group or divalent aromatic group in Z 1 and Z 2 may be substituted with a fluorine atom.
  • the divalent aliphatic group include a divalent saturated or unsaturated aliphatic group having 1 to 20 carbon atoms and an aliphatic group containing an oxygen atom.
  • the divalent aliphatic group preferably has 3 to 20 carbon atoms.
  • Examples of the divalent saturated aliphatic group include an alkylene group having 1 to 20 carbon atoms, for example, a methylene group, an ethylene group, a propylene group, a trimethylene group, a tetramethylene group, a hexamethylene group, an octamethylene group, a decamethylene group, and the like. Examples thereof include a dodecamethylene group.
  • Examples of the divalent unsaturated aliphatic group include an alkylene group having 2 to 20 carbon atoms, and examples thereof include a vinylene group, a propenylene group, and an alkylene group having an unsaturated double bond at the terminal.
  • Examples of the aliphatic group containing an oxygen atom include an alkyleneoxy group and an aliphatic group having an ether bond.
  • Examples of the divalent aromatic group include an arylene group having 6 to 20 carbon atoms and an aralkylene group having 7 to 20 carbon atoms.
  • Specific examples of the arylene group having 6 to 20 carbon atoms in Z 1 and Z 2 include an o-phenylene group, an m-phenylene group, a p-phenylene group, a 4,4′-biphenylylene group, a 2,6-naphthylene group and the like. Can be mentioned.
  • Z 1 and Z 2 in the formula (b-3) a trimethylene group and a p-phenylene group are particularly preferable, and a trimethylene group is more preferable.
  • the monovalent aliphatic group in R 1 to R 6 includes a monovalent saturated or unsaturated aliphatic group.
  • the monovalent saturated aliphatic group include an alkyl group having 1 to 22 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
  • the monovalent unsaturated aliphatic group include an alkenyl group having 2 to 22 carbon atoms, and examples thereof include a vinyl group and a propenyl group. These groups may be substituted with fluorine atoms.
  • the monovalent aromatic group in R 1 , R 2 , R 5 and R 6 of the formula (b-3) is an aryl group having 6 to 20 carbon atoms, 7 to 30 carbon atoms, and is substituted with an alkyl group. Examples thereof include the aryl group and the aralkyl group having 7 to 30 carbon atoms. As the monovalent aromatic group, an aryl group is preferable, and a phenyl group is more preferable. At least one of R 1 and R 2 in the formula (b-3) represents a monovalent aromatic group, but it is preferable that both R 1 and R 2 are monovalent aromatic groups, and R 1 and R 2 are preferably monovalent aromatic groups. Is more preferably a phenyl group.
  • R 3 and R 4 in the formula (b-3) an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • R 5 and R 6 in the formula (b-3) a monovalent aliphatic group is preferable, and a methyl group is more preferable.
  • the compound represented by the following formula (b-31) is preferable.
  • m and n are synonymous with m and n in formula (b-3), respectively, and the preferred range is also the same.
  • m indicates the number of repetitions of the siloxane unit to which at least one monovalent aromatic group is bonded
  • n in the formula (b-3) is the siloxane unit to which the monovalent aliphatic group is bonded. Indicates the number of repetitions.
  • m and n each independently represent an integer of 1 or more, and the sum of m and n (m + n) represents an integer of 2 to 1000.
  • the sum of m and n preferably represents an integer of 3 to 500, more preferably 3 to 100, and even more preferably an integer of 3 to 50.
  • the ratio of m / n in the formula (b-3) is preferably 5/95 to 50/50, more preferably 10/90 to 40/60, and even more preferably 20/80 to 30/70.
  • the functional group equivalent (amine equivalent) of the compound represented by the formula (b-3) is preferably 150 to 5,000 g / mol, more preferably 400 to 4,000 g / mol, and further preferably 500 to 3,000 g. / Mol.
  • the functional group equivalent means the mass of the compound represented by the formula (b-3) per mole of the functional group (amino group).
  • the ratio of the structural unit (B-3) in the structural unit B is preferably 1 to 25 mol%, more preferably 2 to 20 mol%, still more preferably 3 to 15 mol%, and further. It is preferably 5 to 15 mol%, and even more preferably 7 to 15 mol%.
  • the structural unit B preferably contains a structural unit (B-4) derived from the compound represented by the following formula (b-4).
  • b-4 a structural unit derived from the compound represented by the following formula (b-4).
  • the ratio of the structural unit (B-4) in the structural unit B is preferably 1 to 50 mol%, more preferably 5 to 45 mol%, still more preferably 5 to 40 mol%, and further. It is preferably 10 to 40 mol%, and even more preferably 10 to 30 mol%.
  • the structural unit B may include a structural unit other than the structural units (B-1) to (B-4).
  • the diamine that gives such a constituent unit is not particularly limited, but is limited to 1,4-phenylenediamine, p-xylylene diamine, 1,5-diaminonaphthalene, 2,2'-dimethylbiphenyl-4,4'-diamine.
  • the aromatic diamine means a diamine containing one or more aromatic rings
  • the alicyclic diamine means a diamine containing one or more alicyclic rings and not containing an aromatic ring, and is a fat.
  • the group diamine means a diamine that does not contain an aromatic ring or an alicyclic ring.
  • the structural units other than the structural units (B-1) to (B-4) arbitrarily included in the structural unit B may be one type or two or more types.
  • the number average molecular weight of the polyimide resin is preferably 5,000 to 100,000 from the viewpoint of the mechanical strength of the obtained polyimide film.
  • the number average molecular weight of the polyimide resin can be obtained from, for example, a standard polymethylmethacrylate (PMMA) conversion value measured by gel filtration chromatography.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • the polyimide resin may contain a structure other than the polyimide chain (a structure in which the structural unit A and the structural unit B are imide-bonded).
  • Examples of the structure other than the polyimide chain that can be contained in the polyimide resin include a structure containing an amide bond.
  • the polyimide resin preferably contains a polyimide chain (a structure in which the structural unit A and the structural unit B are imide-bonded) as a main structure. Therefore, the ratio of the polyimide chain to the polyimide resin is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, further preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 99% by mass or more. is there.
  • the polyimide resin composition of the present invention containing the above-mentioned polyimide resin can form a film excellent in colorless transparency, optical isotropic property and peelability, and suitable physical property values of the film are as follows. ..
  • the total light transmittance is preferably 88% or more, more preferably 89% or more, and further preferably 90% or more when the film has a thickness of 10 ⁇ m.
  • the yellow index (YI) is preferably 5.0 or less, more preferably 4.0 or less, and further preferably 3.0 or less when the film has a thickness of 10 ⁇ m.
  • the residual stress is preferably 25.0 MPa or less, more preferably 24.0 MPa or less, and further preferably 22.0 MPa or less.
  • the absolute value of the thickness retardation (Rth) is preferably 100 nm or less, more preferably 60 nm or less, and further preferably 35 nm or less when the film has a thickness of 10 ⁇ m. Within this range, the optical isotropic property is excellent.
  • the film that can be formed using the polyimide resin has good heat resistance and mechanical properties, and has the following suitable physical property values.
  • the glass transition temperature (Tg) is preferably 250 ° C. or higher, more preferably 270 ° C. or higher, and even more preferably 280 ° C. or higher.
  • the tensile elastic modulus is preferably 2.0 GPa or more, more preferably 2.5 GPa or more, and further preferably 2.6 GPa or more.
  • the tensile elongation is preferably 5%, more preferably 6% or more, still more preferably 7% or more, still more preferably 10% or more.
  • the film can be easily peeled off from the substrate during processing.
  • the above-mentioned physical property values in the present invention can be specifically measured by the method described in Examples.
  • the polyimide resin comprises a tetracarboxylic acid component containing the compound giving the above-mentioned structural unit A, a compound giving the above-mentioned structural unit (B-1), and a compound giving the above-mentioned structural unit (B-2). It can be produced by reacting with a diamine component contained therein.
  • Examples of the compound giving the structural unit A include, but are not limited to, the compound represented by the formula (a-1), the compound represented by the formula (a-2), and the like, as long as the same structural unit is given. It may be a derivative.
  • the tetracarboxylic acid corresponding to the tetracarboxylic dianhydride represented by the formula (a-1) and the formula (a-2) that is, norbornan-2-spiro- ⁇ -cyclopentanone- ⁇ ) '-Spiro-2 "-norbornan-5,5", 6,6 "-tetracarboxylic acid, 1,2,4,5-cyclohexanetetracarboxylic acid), and alkyl esters of the tetracarboxylic acid can be mentioned.
  • the tetracarboxylic dianhydride represented by the formulas (a-1) and (a-2) is preferable.
  • the tetracarboxylic acid component preferably contains 40 mol% or more, more preferably 50 mol% or more, and further preferably 60 mol% or more of the compound giving the constituent unit (A-1).
  • the upper limit of the content of the compound giving the structural unit (A-1) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the tetracarboxylic acid component may consist only of the compound giving the structural unit (A-1).
  • the tetracarboxylic acid component preferably contains 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and further preferably 85 mol% or more of the compound giving the constituent unit (A-2).
  • the upper limit of the content of the compound giving the structural unit (A-2) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the tetracarboxylic acid component may consist only of the compound giving the structural unit (A-2).
  • the tetracarboxylic acid component contains a compound giving a structural unit (A-1) and a compound giving a structural unit (A-2), the tetracarboxylic acid component is a compound and a structural unit giving the structural unit (A-1).
  • the compound giving (A-2) is preferably contained in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, further preferably 90 mol% or more, and particularly preferably 99 mol% or more.
  • the upper limit of the compound giving the structural unit (A-1) and the compound giving the structural unit (A-2) is not particularly limited, that is, 100 mol%.
  • the tetracarboxylic acid component may consist only of a compound giving a structural unit (A-1) and a compound giving a structural unit (A-2).
  • the tetracarboxylic acid component may contain a compound other than the compound giving the structural unit (A-1) and the compound giving the structural unit (A-2).
  • the tetracarboxylic acid component may further contain a compound giving a structural unit (A-3) in addition to the compound giving the structural unit (A-1) and the compound giving the structural unit (A-2).
  • the compound that gives the structural unit (A-3) include, but are not limited to, biterminal acid anhydride-modified silicone (for example, the compound represented by the formula (a-3)), and the range that gives the same structural unit is not limited thereto. It may be a derivative of the above. Examples of the derivative include a tetracarboxylic acid corresponding to both terminal acid anhydride-modified silicones and an alkyl ester of the tetracarboxylic acid.
  • double-terminal acid anhydride-modified silicone that is, dianhydride is preferable.
  • the tetracarboxylic acid component when the tetracarboxylic acid component contains a compound that gives the structural unit (A-3), the tetracarboxylic acid component preferably contains 1 to 50 mol% of the compound that gives the structural unit (A-3), and more preferably 2. It contains ⁇ 40 mol%, more preferably 3-30 mol%.
  • the compound other than the compound giving the structural unit (A-1) arbitrarily contained in the tetracarboxylic acid component and the compound giving the structural unit (A-2) is not limited to the compound giving the structural unit (A-3).
  • Such optional compounds include the above-mentioned aromatic tetracarboxylic dianhydrides, alicyclic tetracarboxylic dianhydrides, and aliphatic tetracarboxylic dianhydrides, and derivatives thereof (tetracarboxylic dianides, tetra). Alkyl ester of carboxylic acid, etc.).
  • the compound that gives the constituent unit (A-1) arbitrarily contained in the tetracarboxylic acid component and the compound other than the compound that gives the constituent unit (A-2) may be one kind or two or more kinds.
  • Examples of the compound giving the structural unit (B-1) include a compound represented by the formula (b-11), a compound represented by the formula (b-12), and a compound represented by the formula (b-13).
  • the present invention is not limited to this, and the derivative may be used as long as the same structural unit is given.
  • Examples of the derivative include diisocyanates corresponding to diamines represented by the formula (b-11), diisocyanates corresponding to diamines represented by the formula (b-12), and diamines represented by the formula (b-13). Corresponding diisocyanates, etc. Of these, diamines represented by the formulas (b-11), formulas (b-12) and formulas (b-13) are preferable.
  • the compound giving the structural unit (B-2) includes a compound represented by the formula (b-2), but the compound is not limited to this, and may be a derivative thereof as long as the same structural unit is given. .. Examples of the derivative include diisocyanates corresponding to the diamine represented by the formula (b-2).
  • the compound represented by the formula (b-2) that is, diamine is preferable.
  • the diamine component preferably contains the compound giving the structural unit (B-1) in an amount of 15 to 95 mol%, more preferably 20 to 95 mol%, still more preferably 50 to 90 mol%, still more preferably 70. Contains ⁇ 85 mol%.
  • the diamine component preferably contains a compound that gives the structural unit (B-2) in an amount of 5 to 85 mol%, more preferably 5 to 80 mol%, still more preferably 10 to 50 mol%, and even more preferably 15. Contains ⁇ 30 mol%.
  • the diamine component contains, in total, a compound giving the structural unit (B-1) and a compound giving the structural unit (B-2) in an amount of 50 mol% or more, more preferably 70 mol% or more, and further preferably 90.
  • the diamine component may consist only of a compound giving a structural unit (B-1) and a compound giving a structural unit (B-2).
  • the diamine component may contain a compound other than the compound giving the structural unit (B-1) and the compound giving the structural unit (B-2).
  • the diamine component may further contain a compound giving the structural unit (B-3) in addition to the compound giving the structural unit (B-1) and the compound giving the structural unit (B-2).
  • Examples of the compound giving the structural unit (B-3) include the compound represented by the formula (b-3), but the compound is not limited to this, and may be a derivative thereof as long as the same structural unit is given. Examples of the derivative include diisocyanates corresponding to the diamine represented by the formula (b-3).
  • the compound represented by the formula (b-3) that is, diamine is preferable.
  • the diamine component preferably contains a compound that gives the structural unit (B-3) in an amount of 1 to 25 mol%, more preferably 2 to 20 mol%, still more preferably 3 to 15 mol%, and even more preferably 5. It contains ⁇ 15 mol%, more preferably 7-15 mol.
  • the diamine component may further contain a compound giving the structural unit (B-4) in addition to the compound giving the structural unit (B-1) and the compound giving the structural unit (B-2).
  • Examples of the compound giving the structural unit (B-4) include the compound represented by the formula (b-4), but the compound is not limited to this, and may be a derivative thereof as long as the same structural unit is given. Examples of the derivative include diisocyanates corresponding to the diamine represented by the formula (b-4).
  • the compound represented by the formula (b-4) that is, diamine is preferable.
  • the diamine component preferably contains a compound that gives the structural unit (B-4) in an amount of 1 to 50 mol%, more preferably 5 to 45 mol%, still more preferably 5 to 40 mol%, and even more preferably 10. It contains ⁇ 40 mol%, more preferably 10-30 mol%. Further, particularly from the viewpoint of reducing the residual stress, it preferably contains 1 to 50 mol%, more preferably 10 to 50 mol%, and further preferably 20 to 40 mol%.
  • Compounds other than the compound giving the structural unit (B-1) arbitrarily contained in the diamine component and the compound giving the structural unit (B-2) are the compound giving the structural unit (B-3) and the structural unit (B-4). ) Is not limited to the compound that gives.
  • Such arbitrary compounds include the above-mentioned aromatic diamines, alicyclic diamines, and aliphatic diamines, and derivatives thereof (diisocyanate and the like).
  • the compound other than the compound giving the structural unit (B-1) arbitrarily contained in the diamine component and the compound giving the structural unit (B-2) may be one kind or two or more kinds.
  • the charging amount ratio of the tetracarboxylic acid component and the diamine component used in the production of the polyimide resin is preferably 0.9 to 1.1 mol of the diamine component with respect to 1 mol of the tetracarboxylic acid component.
  • an end-capping agent may be used for producing the polyimide resin.
  • the terminal encapsulant monoamines or dicarboxylic acids are preferable.
  • the amount of the terminal encapsulant to be introduced is preferably 0.0001 to 0.1 mol, particularly preferably 0.001 to 0.06 mol, based on 1 mol of the tetracarboxylic acid component.
  • Examples of the monoamine terminal encapsulant include methylamine, ethylamine, propylamine, butylamine, benzylamine, 4-methylbenzylamine, 4-ethylbenzylamine, 4-dodecylbenzylamine, 3-methylbenzylamine, 3-. Ethylbenzylamine, aniline, 3-methylaniline, 4-methylaniline and the like are recommended. Of these, benzylamine and aniline can be preferably used.
  • dicarboxylic acid terminal encapsulant dicarboxylic acids are preferable, and a part thereof may be ring-closed.
  • phthalic acid, phthalic anhydride, 4-chlorophthalic acid, tetrafluorophthalic acid, 2,3-benzophenonedicarboxylic acid, 3,4-benzophenonedicarboxylic acid, cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid, cyclopentane-1,2 -Dicarboxylic acid, 4-cyclohexane-1,2-dicarboxylic acid and the like are recommended.
  • phthalic acid and phthalic anhydride can be preferably used.
  • the method for reacting the above-mentioned tetracarboxylic acid component with the diamine component is not particularly limited, and a known method can be used.
  • Specific reaction methods include (1) charging a tetracarboxylic dian component, a diamine component, and a reaction solvent into a reactor, stirring at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then raising the temperature to imidize. Method of carrying out the reaction, (2) After charging the diamine component and the reaction solvent into the reactor and dissolving them, the tetracarboxylic acid component is charged, and if necessary, the mixture is stirred at room temperature to 80 ° C. for 0.5 to 30 hours, and then.
  • Examples thereof include a method of carrying out an imidization reaction by raising the temperature to (3) a method of charging a tetracarboxylic dian component, a diamine component and a reaction solvent into a reactor and immediately raising the temperature to carry out the imidization reaction.
  • the reaction solvent used in the production of the polyimide resin may be one that does not inhibit the imidization reaction and can dissolve the produced polyimide.
  • an aprotic solvent, a phenol solvent, an ether solvent, a carbonate solvent and the like can be mentioned.
  • aprotonic solvent examples include N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methyl-2-pyrrolidone (NMP), N-methylcaprolactam, 1,3-dimethylimidazolidinone, and tetra.
  • Amide solvents such as methyl urea, lactone solvents such as ⁇ -butyrolactone (GBL) and ⁇ -valerolactone, phosphorus-containing amide solvents such as hexamethylphosphoric amide and hexamethylphosphintriamide, dimethyl sulfone and dimethyl sulfoxide.
  • Sulfur-containing solvent such as sulfolane, ketone solvent such as acetone, cyclohexanone, methylcyclohexanone, amine solvent such as picolin and pyridine, ester solvent such as acetic acid (2-methoxy-1-methylethyl) and the like. ..
  • phenolic solvent examples include phenol, o-cresol, m-cresol, p-cresol, 2,3-xylenol, 2,4-xylenol, 2,5-xylenol, 2,6-xylenol, 3,4. -Xylenol, 3,5-xylenol and the like can be mentioned.
  • ether solvent examples include 1,2-dimethoxyethane, bis (2-methoxyethyl) ether, 1,2-bis (2-methoxyethoxy) ethane, and bis [2- (2-methoxyethoxy) ethyl]. Examples include ether, tetrahydrofuran, 1,4-dioxane and the like.
  • the carbonate solvent examples include diethyl carbonate, methyl ethyl carbonate, ethylene carbonate, propylene carbonate and the like.
  • an amide solvent or a lactone solvent is preferable.
  • the above-mentioned reaction solvent may be used alone or in mixture of 2 or more types.
  • the imidization reaction it is preferable to carry out the reaction while removing water generated during production using a Dean-Stark apparatus or the like. By performing such an operation, the degree of polymerization and the imidization rate can be further increased.
  • a known imidization catalyst can be used.
  • the imidization catalyst include a base catalyst and an acid catalyst.
  • Base catalysts include pyridine, quinoline, isoquinoline, ⁇ -picoline, ⁇ -picoline, 2,4-lutidine, 2,6-lutidine, trimethylamine, triethylamine (TEA), tripropylamine, tributylamine, triethylenediamine, imidazole,
  • organic base catalysts such as N, N-dimethylaniline and N, N-diethylaniline
  • inorganic base catalysts such as potassium hydroxide, sodium hydroxide, potassium carbonate, sodium carbonate, potassium hydrogencarbonate and sodium hydrogencarbonate.
  • the acid catalyst examples include crotonic acid, acrylic acid, trans-3-hexenoic acid, cinnamic acid, benzoic acid, methylbenzoic acid, oxybenzoic acid, terephthalic acid, benzenesulfonic acid, paratoluenesulfonic acid, naphthalenesulfonic acid and the like. Can be mentioned.
  • the above-mentioned imidization catalyst may be used alone or in combination of two or more.
  • a base catalyst more preferably an organic base catalyst, further preferably triethylamine, and particularly preferably a combination of triethylamine and triethylenediamine.
  • the temperature of the imidization reaction is preferably 120 to 250 ° C., more preferably 160 to 200 ° C. from the viewpoint of suppressing the reaction rate and gelation.
  • the reaction time is preferably 0.5 to 10 hours after the start of distillation of the produced water.
  • the cross-linking agent has at least two oxazolyl groups. That is, the cross-linking agent in the present invention is a polyfunctional oxazoline compound having two or more oxazoline groups (oxazoline rings) in the molecule.
  • the oxazolyl group has reactivity with the carboxyl group, and when the carboxyl group reacts with the oxazolyl group, an amide ester bond is formed as shown below. This reaction is particularly easy to proceed when heated to 80 ° C. or higher.
  • the polyimide resin contained in the polyimide resin composition of the present invention has a carboxyl group, when the polyimide resin composition of the present invention is heated, the polyimide resins are crosslinked with each other via a cross-linking agent to form a crosslinked polyimide resin. To. For this reason, the chemical resistance of the film is improved.
  • the cross-linking agent is not particularly limited as long as it is a polyfunctional oxazoline compound having two or more oxazoline groups in the molecule, and specific examples thereof include 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazoline) benzene. 1,4-bis (4,5-dihydro-2-oxazoline) benzene, 2,2'-bis (2-oxazoline), "K-2010E", “K-2020E”, “K” manufactured by Nippon Catalyst Co., Ltd.
  • the cross-linking agent is preferably a compound containing an aromatic ring or an aromatic heterocycle having at least two oxazolyl groups bonded thereto, more preferably a compound containing a benzene ring or a pyridine ring having at least two oxazolyl groups bonded thereto, and further.
  • a compound containing a benzene ring in which at least two oxazolyl groups are bonded is preferable, and 1,3-bis (4,5-dihydro-2-oxazolyl) benzene is particularly preferable.
  • the cross-linking agent may be used alone or in combination of two or more.
  • the molar ratio (oxazolyl group / carboxyl group) of the oxazolyl group in the cross-linking agent to the carboxyl group in the polyimide resin is in the range of 1/8 to 1 / 0.5. Therefore, it is preferable to contain a polyimide resin and a cross-linking agent.
  • the molar ratio is more preferably 1/6 to 1/1, still more preferably 1/4 to 1/2.
  • the above molar ratio means the molar ratio of the oxazolyl group contained in the cross-linking agent to the carboxyl group contained in the compound giving the structural unit (B-2) used for producing the polyimide resin, and the addition of the cross-linking agent. Calculated based on the amount and amount of compound added to give the building block (B-2).
  • polyimide varnish As a preferred embodiment of the polyimide resin composition of the present invention, a polyimide resin composition containing an organic solvent in addition to the above-mentioned polyimide resin and the above-mentioned cross-linking agent, and the polyimide resin is dissolved in the organic solvent ( Hereinafter, it is also referred to as "polyimide varnish").
  • the organic solvent may be any one that dissolves the polyimide resin, and is not particularly limited, but it is preferable to use the above-mentioned compounds alone or in combination of two or more as the reaction solvent used for producing the polyimide resin.
  • the polyimide varnish may be a solution in which a polyimide resin obtained by a polymerization method is dissolved in a reaction solvent, to which a cross-linking agent is added, or a solution in which a diluting solvent and a cross-linking agent are added. It may be.
  • the polyimide varnish preferably contains 5 to 40% by mass of the polyimide resin, more preferably 7 to 30% by mass, and even more preferably 8 to 20% by mass.
  • the viscosity of the polyimide varnish is preferably 50 to 5000 Pa ⁇ s, more preferably 100 to 4000 Pa ⁇ s, and even more preferably 300 to 3500 Pa ⁇ s.
  • the viscosity of the polyimide varnish is a value measured at 25 ° C. using an E-type viscometer.
  • the polyimide varnish of the present invention contains an inorganic filler, an adhesion accelerator, a release agent, a flame retardant, an ultraviolet stabilizer, a surfactant, a leveling agent, a defoaming agent, and an optical brightener as long as the required properties of the polyimide film are not impaired.
  • Various additives such as a whitening agent, a cross-linking agent, a polymerization initiator, and a photosensitizer may be contained.
  • the method for producing the polyimide varnish of the present invention is not particularly limited, and a known method can be applied.
  • the polyimide film of the present invention is obtained by cross-linking the above-mentioned polyimide resin contained in the polyimide resin composition of the present invention with the above-mentioned cross-linking agent. That is, the polyimide film of the present invention contains a crosslinked polyimide resin which is a crosslinked product of polyimide resins via a crosslinking agent. Therefore, the polyimide film of the present invention is excellent in heat resistance, colorless transparency and chemical resistance, and has low residual stress. Suitable physical property values of the polyimide film of the present invention are as described above.
  • a step of cross-linking at a temperature at which the cross-linking reaction between the polyimide resin and the cross-linking agent proceeds (preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, still more preferably 150 ° C. or higher) is performed. If included, there are no particular restrictions. For example, a method in which the above-mentioned polyimide varnish is applied onto a smooth support such as a glass plate, a metal plate, or plastic, or formed into a film and then heated.
  • the following method is preferable as the heat treatment. That is, it is preferable that the organic solvent is first evaporated at a temperature of 120 ° C. or lower and then dried at a temperature equal to or higher than the boiling point of the organic solvent to produce a polyimide film. Moreover, it is preferable to dry in a nitrogen atmosphere. The pressure in the dry atmosphere may be reduced pressure, normal pressure, or pressurized. By drying at two stages of temperature, a film having a smooth film surface and no defects can be obtained. The drying temperature in the second stage is not particularly limited, but is preferably 200 to 450 ° C, more preferably 300 to 430 ° C, and particularly preferably 350 to 400 ° C. By drying in this temperature range, the transparency and yellowness of the film become good, and further good solvent resistance can be obtained.
  • the polyimide film of the present invention can also be produced by using a polyamic acid varnish in which a polyamic acid and a cross-linking agent are dissolved in an organic solvent.
  • the polyamic acid contained in the polyamic acid varnish is a precursor of the polyimide resin in the present invention, and gives the tetracarboxylic acid component containing the compound giving the above-mentioned structural unit A and the above-mentioned structural unit (B-1). It is a product of a polyimide compound reaction with a diamine component containing a compound and a compound giving the above-mentioned structural unit (B-2).
  • a polyimide resin can be obtained by imidizing (dehydrating and ring-closing) this polyamic acid.
  • the organic solvent contained in the polyamic acid varnish As the organic solvent contained in the polyamic acid varnish, the organic solvent contained in the polyimide varnish of the present invention can be used.
  • the polyamic acid varnish comprises a tetracarboxylic acid component containing the compound giving the above-mentioned structural unit A, a compound giving the above-mentioned structural unit (B-1), and a compound giving the above-mentioned structural unit (B-2).
  • the polyamic acid solution itself obtained by subjecting the contained diamine component to a heavy addition reaction in a reaction solvent may be used, or a diluting solvent may be further added to the polyamic acid solution.
  • the temperature at which the cross-linking reaction between the polyimide resin and the cross-linking agent proceeds (preferably 80 ° C. or higher, more preferably 100 ° C. or higher, still more preferably 150 ° C. or higher)
  • a polyamic acid varnish is applied onto a smooth support such as a glass plate, a metal plate, a silicon wafer, or a plastic, or formed into a film, and an organic solvent such as a reaction solvent or a diluting solvent contained in the varnish is applied.
  • a polyimide film can be produced by removing the polyamic acid film by heating to obtain a polyamic acid film, imidizing the polyamic acid in the polyamic acid film by heating, and further reacting the polyimide resin with a cross-linking agent to cross-link. ..
  • the heating temperature for drying the polyamic acid varnish to obtain a polyamic acid film is preferably 50 to 120 ° C.
  • the heating temperature for imidizing the polyamic acid by heating is preferably 200 to 400 ° C.
  • the imidization method is not limited to thermal imidization, and chemical imidization can also be applied.
  • the thickness of the polyimide film of the present invention can be appropriately selected depending on the intended use, but is preferably in the range of 1 to 250 ⁇ m, more preferably 5 to 100 ⁇ m, and further preferably 10 to 80 ⁇ m. When the thickness is 1 to 250 ⁇ m, it can be practically used as a self-supporting film.
  • the thickness of the polyimide film can be easily controlled by adjusting the solid content concentration and viscosity of the polyimide varnish.
  • the polyimide film of the present invention is suitably used as a film for various members such as color filters, flexible displays, semiconductor parts, and optical members.
  • the polyimide film of the present invention is particularly preferably used as a substrate for an image display device such as a liquid crystal display or an OLED display.
  • Solid content concentration The solid content concentration of the varnish was measured by heating the sample at 320 ° C. ⁇ 120 min in a small electric furnace “MMF-1” manufactured by AS ONE Corporation and calculating from the mass difference of the sample before and after heating.
  • In-plane retardation (Re) The in-plane retardation (Re) was measured using an ellipsometer "M-220" manufactured by JASCO Corporation. The value of the in-plane phase difference at the measurement wavelength of 590 nm was measured.
  • peeling force The peeling force between the polyimide film and the glass interface was measured using a tensile tester "Strograph EII-L05" manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd.
  • the test piece used was a glass plate having a size of 10 mm ⁇ 100 mm on which a polyimide film was formed.
  • the test piece from which one end of the film was peeled off was placed horizontally in the device, the end of the film was sandwiched between chucks, and the stress when the peeled film and glass were pulled at an angle of approximately 90 ° was used as the peeling force. ..
  • the tensile test speed was 50 mm / min.
  • thermogravimetric analyzer (“TG / DTA6200” manufactured by Seiko Instruments Inc.) was used for a sample of about 10 mg. By measuring the temperature at which the sample weight is reduced by 1% by weight with respect to 100% by weight of the sample weight at 100 ° C. when the temperature is raised from room temperature to 450 ° C. under the condition of a temperature rising rate of 10 ° C./min. I asked. The temperature was raised under the conditions of an air gas flow rate of 50 mL / min in an air atmosphere and a nitrogen gas flow rate of 100 mL / min in a nitrogen atmosphere.
  • a polyamic acid varnish was applied using a spin coater and prebaked. Then, using a hot air dryer, heat curing treatment was performed at 350 to 400 ° C. for 30 minutes in a nitrogen atmosphere to prepare a silicon wafer having a polyimide film having a film thickness of 8 to 15 ⁇ m after curing. The amount of warpage of this wafer was measured using the above-mentioned residual stress measuring device, and the residual stress generated between the silicon wafer and the polyimide film was evaluated.
  • Tensile elastic modulus and tensile elongation were measured using a tensile tester "Strograph VG-1E" manufactured by Toyo Seiki Co., Ltd. in accordance with JIS K7161: 2014 and JIS K7127: 1999. The distance between the chucks was 50 mm, the size of the test piece was 10 mm ⁇ 70 mm, and the test speed was 20 mm / min.
  • tetracarboxylic acid component and diamine component used in Examples and Comparative Examples, and their abbreviations are as follows.
  • GBL ⁇ -Butyrolactone (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)
  • TEA Triethylamine (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.)
  • Example 1 28.793g (0.066) of BAPS-M in a 300mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless half-moon agitator, a nitrogen inlet tube, a Dean Stark with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • Mol 3.372 g (0.022 mol) of 3,5-DABA and 125.425 g of GBL were added, and the mixture was stirred at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm to obtain a solution.
  • 0.755 g (0.5 mol% with respect to 1 mol% of 3,5-DABA) of 1,3-PBO was added to 100 g of the obtained varnish and stirred for 30 minutes to homogenize to obtain a polyimide varnish. ..
  • the obtained polyimide varnish was applied to a glass plate and a silicon wafer by spin coating, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 15 minutes. Then, the film was heated at 260 ° C. for 60 minutes in a hot air dryer in the atmosphere to evaporate the solvent, and a film having a thickness of 10 ⁇ m was obtained.
  • Example 2 15.007 g (0.045 mol) of 6FODA in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless half-moon agitator, a nitrogen inlet tube, a Dean Stark with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • 3,3'-DDS is 5.564 g (0.022 mol)
  • 3,5-DABA is 6.791 g (0.045 mol)
  • X-22-9409 is 13.670 g (0.011 mol).
  • 127.679 g of GBL was added, and the mixture was stirred at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm to obtain a solution.
  • 1.492 g (0.5 mol% with respect to 1 mol% of 3,5-DABA) of 1,3-PBO was added to 100 g of the obtained varnish and stirred for 30 minutes to homogenize to obtain a polyimide varnish. ..
  • the obtained polyimide varnish was applied to a glass plate and a silicon wafer by spin coating, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 15 minutes. Then, the film was heated at 260 ° C. for 60 minutes in a hot air dryer in the atmosphere to evaporate the solvent, and a film having a thickness of 10 ⁇ m was obtained.
  • Example 3 13.853 g (0.041 mol) of 6FODA in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless steel half-moon stirring blade, a Dean Stark with a nitrogen inlet tube, a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • BAPS-M 8.921 g (0.021 mol) 3,5-DABA 6.269 g (0.041 mol)
  • a solution was obtained by adding .099 g and stirring at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm.
  • 1.384 g (0.5 mol% with respect to 1 mol% of 3,5-DABA) of 1,3-PBO was added to 100 g of the obtained varnish and stirred for 30 minutes to homogenize to obtain a polyimide varnish. ..
  • the obtained polyimide varnish was applied to a glass plate and a silicon wafer by spin coating, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 15 minutes. Then, the film was heated at 260 ° C. for 60 minutes in a hot air dryer in the atmosphere to evaporate the solvent, and a film having a thickness of 10 ⁇ m was obtained.
  • Example 4 14.512 g (0.034 mol) of BAPS in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless half-moon agitator, a nitrogen inlet tube, a Dean Stark with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • 3,3'-DDS was 8.363 g (0.034 mol)
  • 3,5-DABA was 2.552 g (0.017 mol)
  • X-22-9409 was 6.616 g (0.005 mol).
  • 125.448 g of GBL was added and stirred at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm to obtain a solution.
  • 0.571 g (0.5 mol% with respect to 1 mol% of 3,5-DABA) of 1,3-PBO was added to 100 g of the obtained varnish and stirred for 30 minutes to homogenize to obtain a polyimide varnish. ..
  • the obtained polyimide varnish was applied to a glass plate and a silicon wafer by spin coating, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 15 minutes. Then, the film was heated at 260 ° C. for 60 minutes in a hot air dryer in the atmosphere to evaporate the solvent, and a film having a thickness of 10 ⁇ m was obtained.
  • Example 5 17.235 g (0.040 mol) of BAPS in a 300 mL five-necked round-bottom flask equipped with a stainless half-moon agitator, a nitrogen inlet tube, a Dean Stark with a cooling tube, a thermometer, and a glass end cap.
  • BAPS-M 17.252 g (0.040 mol) 3,5-DABA 3.031 g (0.020 mol)
  • X-22-9409 6.771 g (0.005 mol) and GBL 126 .514 g was added and stirred at a system temperature of 70 ° C. and a nitrogen atmosphere at a rotation speed of 200 rpm to obtain a solution.
  • 0.672 g (0.5 mol% with respect to 1 mol% of 3,5-DABA) of 1,3-PBO was added to 100 g of the obtained varnish and stirred for 30 minutes to homogenize to obtain a polyimide varnish. ..
  • the obtained polyimide varnish was applied to a glass plate and a silicon wafer by spin coating, and dried on a hot plate at 120 ° C. for 15 minutes. Then, the film was heated at 260 ° C. for 60 minutes in a hot air dryer in the atmosphere to evaporate the solvent, and a film having a thickness of 10 ⁇ m was obtained.
  • the polyimide films of Examples 1 to 5 had good colorless transparency and optical isotropic properties, and were also excellent in peelability from the substrate.

Abstract

ポリイミド樹脂と、少なくとも2つのオキサゾリル基を有する架橋剤とを含むポリイミド樹脂組成物であって、前記ポリイミド樹脂が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位A及びジアミンに由来する構成単位Bを有するポリイミド樹脂であり、構成単位Bが、スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)と、3,5-DABAに代表される特定の化合物に由来する構成単位(B-2)とを含む、ポリイミド樹脂組成物。

Description

ポリイミド樹脂組成物、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム
 本発明はポリイミド樹脂組成物、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルムに関する。
 ポリイミド樹脂は、電気及び電子部品等の分野において様々な利用が検討されている。例えば、液晶ディスプレイやOLEDディスプレイ等の画像表示装置に用いられるガラス基板を、デバイスの軽量化やフレキシブル化を目的として、プラスチック基板へ代替することが望まれており、当該プラスチック基板として適するポリイミドフィルムの研究が進められている。
 画像表示装置において、表示素子から発せられる光がプラスチック基板を通って出射されるような場合、プラスチック基板には無色透明性が要求され、さらに、位相差フィルムや偏光板を光が通過する場合(例えば、液晶ディスプレイ、タッチパネル等)は、無色透明性に加えて、光学的等方性が高い(即ち、Rthが低い)ことも要求される。
 そして、ポリイミドフィルムを基板として用いる場合には、用途に応じて酸化インジウムスズ(ITO)膜等の酸化物半導体膜の作成のためのスパッタ工程やエッチング工程等各種工程を経てポリイミドフィルム上に目的とする電子回路が作られる。ポリイミドフィルム上に目的とする電子回路を作る際には、ポリイミドフィルムの平坦性を確保する必要がある。そのために、ポリイミドフィルムをガラス板等の硬い支持体上に密着させ、冷却後に支持体から剥離して得る。
 ポリイミドフィルムと支持体とを密着させる方法としては、ポリイミド自身に密着剤を添加する方法のほかに、いわゆる剥離層と呼ばれる層をポリイミドフィルムと支持体との間に介在させてプロセス中の密着性を担保する方法等が知られている。
 また、ポリイミドフィルムを支持体から剥離する方法としては、例えば下記の方法が知られている。
(1)ポリイミド樹脂/支持体を含む構成体を得て、その後支持体側からレーザーを照射することにより、ポリイミド樹脂界面をアブレーション加工することにより、ポリイミド樹脂を剥離する方法(例えば特許文献1を参照)。レーザーの種類としては、固体(YAG)レーザー、ガス(UVエキシマー)レーザーがあり、308nm等のスペクトルが用いられる。
(2)支持体に樹脂組成物を塗工する前に、支持体に剥離層を形成し、その後ポリイミド樹脂膜/剥離層/支持体を含む構成体を得て、ポリイミド樹脂膜を機械的に剥離する方法(例えば特許文献2を参照)。剥離層としては、パリレン(登録商標、日本パリレン合同会社製)、酸化タングステンを用いた方法や、植物油系、シリコーン系、フッ素系、アルキッド系の離型剤を用いた方法等がある。また、上記(1)に記載のレーザー照射を併用する場合もある。
 また、特許文献3には、接着層を介して樹脂基板を支持基板に固定し、樹脂基板上に電子素子を形成し、電子素子と樹脂基板とを含む電子デバイスを支持基板から剥離する方法であって、水分と接触することにより支持基板との接着力が低下する材料を主成分とする接着層を使用する方法が開示されている。
特表2007-512568号公報 特開2010-067957号公報 特開2016-021384号公報
 上記(1)による方法では、高額なレーザー照射装置を必要とする上に、レーザー照射の際に基体上に形成された樹脂基板に損傷を与えることがあった。上記(2)による方法では、性能を発揮するために、剥離層とポリイミドの種類の組み合わせが限定される場合があった。
 特許文献3の方法では、電子素子を形成する際には、接着力を低減させないように接着層が水分と接触するのを防ぐために、接着層が露出する箇所を封止する封止層を形成する必要があった。一方、電子素子を形成した後で電子デバイスを剥離する際には、接着層に水分を接触させるために、剥離前に封止層を除去する必要があった。したがって、特許文献3の方法は全体的に煩雑なプロセスであった。さらに、水分に接触させるために湿度90%以上の高湿度環境下に設置する必要があり、水分率のコントロールが難しく、安定的な剥離性を確保することが難しいという課題があった。さらに特許文献3で使用されたポリイミドは分子内電荷移動相互作用の強いフェニレンジアミンを用いていることから着色しやすいため透明性が低く、またポリマー分子が配列しやすい構造であることから、光学的等方性の低いものであった。
 このように、前記の方法によれば、損傷や剥離層の追加、ポリマーの特性によって、フィルムの無色透明性や光学的等方性等の光学的特性が低下し、歩留まりも悪化する傾向にあった。
 このように、得られるポリイミドフィルムの高い無色透明性や光学的等方性といった光学的特性を維持しつつ、ガラス基板又はシリコン基板からポリイミドフィルムを容易かつ安定的に剥離することができるポリイミド樹脂が求められていた。
 そこで、本発明は、無色透明性及び光学的等方性に優れ、更に基板からの剥離性に優れるフィルムを形成することができるポリイミド樹脂組成物、並びに該ポリイミド樹脂組成物を含むポリイミドワニス及びポリイミドフィルムを提供することを課題とする。
 本発明者らは、特定の構成単位の組み合わせを含むポリイミド樹脂と特定の架橋剤とを含むポリイミド樹脂組成物が上記課題を解決できることを見出し、発明を完成させるに至った。
 即ち、本発明は、下記の<1>~<11>に関する。
<1> ポリイミド樹脂と、少なくとも2つのオキサゾリル基を有する架橋剤とを含むポリイミド樹脂組成物であって、前記ポリイミド樹脂が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位A及びジアミンに由来する構成単位Bを有するポリイミド樹脂であり、構成単位Bが、スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)と、下記式(b-2)で表される化合物に由来する構成単位(B-2)とを含む、ポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008

(式(b-2)中、Xは単結合、置換若しくは無置換のアルキレン基、カルボニル基、エーテル基、下記式(b-2-i)で表される基、又は下記式(b-2-ii)で表される基であり、pは0~2の整数であり、m1は0~4の整数であり、m2は0~4の整数である。ただし、pが0の場合、m1は1~4の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009

(式(b-2-i)中、m3は0~5の整数であり;式(b-2-ii)中、m4は0~5の整数である。なお、m1+m2+m3+m4は1以上であり、pが2の場合、2つのX及び2つのm2~m4のそれぞれは独立して選択される。)
<2> 構成単位(B-2)が、下記式(b-21)で表される化合物に由来する構成単位(B-21)である、上記<1>に記載のポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000010

<3> 構成単位(B-1)が、下記式(b-11)で表される化合物に由来する構成単位(B-11)、下記式(b-12)で表される化合物に由来する構成単位(B-12)、及び下記式(b-13)で表される化合物に由来する構成単位(B-13)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、上記<1>又は<2>に記載のポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000011

<4> 構成単位Aが、下記式(a-1)で表される化合物に由来する構成単位(A-1)、及び下記式(a-2)で表される化合物に由来する構成単位(A-2)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、上記<1>~<3>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000012

<5> 構成単位Bが、下記式(b-3)で表される化合物に由来する構成単位(B-3)を更に含む、上記<1>~<4>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000013

(式(b-3)中、Z1及びZ2はそれぞれ独立に、酸素原子を含んでもよい2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R1及びR2はそれぞれ独立に1価の芳香族基又は1価の脂肪族基を示し、R3及びR4はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R5及びR6は、それぞれ独立に1価の脂肪族基又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R1及びR2の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。)
<6> 構成単位Bが、下記式(b-4)で表される化合物に由来する構成単位(B-4)を更に含む、上記<1>~<5>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000014

<7> 前記架橋剤が、少なくとも2つのオキサゾリル基が結合した芳香環又は芳香族複素環を含む化合物である、上記<1>~<6>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
<8> 前記架橋剤が、少なくとも2つのオキサゾリル基が結合したベンゼン環を含む化合物である、上記<1>~<7>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
<9> 前記架橋剤が、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼンである、上記<1>~<8>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
<10> 上記<1>~<9>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物が有機溶媒に溶解してなるポリイミドワニス。
<11> 上記<1>~<9>のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物中の前記ポリイミド樹脂が前記架橋剤により架橋されてなる、ポリイミドフィルム。
 本発明によれば、無色透明性及び光学的等方性に優れ、更に基板からの剥離性に優れるフィルムを形成することができる。
[ポリイミド樹脂組成物]
 本発明のポリイミド樹脂組成物はポリイミド樹脂と架橋剤とを含む。以下、本発明におけるポリイミド樹脂及び架橋剤について説明する。
 なお、本発明のポリイミド樹脂組成物が無色透明性、光学的等方性といった光学特性を維持しつつ、剥離性に優れる理由は定かではないが、主鎖にスルホニル基を有するジアミンモノマー由来の屈曲したポリマー分子構造によりイミド間のスタッキングが阻害され、光学的等方性等の光学特性に優れ、得られるポリイミドフィルムの残留応力を低くすることができるため、剥離性に優れると考えられる。
<ポリイミド樹脂>
 本発明のポリイミド樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂は、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位A及びジアミンに由来する構成単位Bを有し、構成単位Bが、スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)と、下記式(b-2)で表される化合物に由来する構成単位(B-2)とを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000015

(式(b-2)中、Xは単結合、置換若しくは無置換のアルキレン基、カルボニル基、エーテル基、下記式(b-2-i)で表される基、又は下記式(b-2-ii)で表される基であり、pは0~2の整数であり、m1は0~4の整数であり、m2は0~4の整数である。ただし、pが0の場合、m1は1~4の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000016

(式(b-2-i)中、m3は0~5の整数であり;式(b-2-ii)中、m4は0~5の整数である。なお、m1+m2+m3+m4は1以上であり、pが2の場合、2つのX及び2つのm2~m4のそれぞれは独立して選択される。)
(構成単位A)
 構成単位Aは、ポリイミド樹脂に占めるテトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位である。
 構成単位Aとしては、下記式(a-1)で表される化合物に由来する構成単位(A-1)、及び下記式(a-2)で表される化合物に由来する構成単位(A-2)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含むことが好ましく、構成単位(A-2)を含むことがより好ましい。構成単位(A-2)を含むことで、無色透明性と光学的等方性を向上させることができ、残留応力も低減することができる。
 一方、特に無色透明性と耐熱性の点からは、構成単位(A-1)を含むことがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000017
 式(a-1)で表される化合物は、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である。構成単位Aが構成単位(A-1)を含むことによって、フィルムの無色透明性及び耐熱性を向上させることができる。
 構成単位A中における構成単位(A-1)の比率は、好ましくは40モル%以上であり、より好ましくは50モル%以上であり、更に好ましくは60モル%以上である。構成単位(A-1)の比率の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。構成単位Aは構成単位(A-1)のみからなっていてもよい。
 式(a-2)で表される化合物は、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物である。構成単位Aが構成単位(A-2)を含むことによって、フィルムの無色透明性及び光学的等方性を向上させることができ、更に残留応力も低減することができる。
 構成単位A中における構成単位(A-2)の比率は、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上であり、更に好ましくは85モル%以上である。構成単位(A-2)の比率の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。構成単位Aは構成単位(A-2)のみからなっていてもよい。
 構成単位Aが構成単位(A-1)及び構成単位(A-2)を含む場合、構成単位A中における構成単位(A-1)及び(A-2)の合計の比率は、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上であり、特に好ましくは99モル%以上である。構成単位(A-1)及び(A-2)の合計の比率の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。構成単位Aは構成単位(A-1)と構成単位(A-2)とのみからなっていてもよい。
 構成単位Aは、構成単位(A-1)及び(A-2)以外の構成単位を含んでもよい。
 構成単位Aは、構成単位(A-1)及び(A-2)に加えて、両末端酸無水物変性シリコーンに由来する構成単位(A-3)を含んでもよい。
 前記両末端酸無水物変性シリコーンとしては、下記式(a-3)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000018

(式(a-3)中、
 R31~R36は、それぞれ独立して、炭素数1~20の一価の炭化水素基であり、
 L31及びL32は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~20の二価の炭化水素基であり、
 Z31及びZ32は、それぞれ独立して、炭素数1~20の三価の炭化水素基であり、
 n3は、1~200である。)
 式(a-3)におけるR31~R36は、それぞれ独立して、炭素数1~20の一価の炭化水素基である。
 炭素数1~20の一価の炭化水素基としては、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、炭素数2~20のアルケニル基等が挙げられる。
 炭素数1~20のアルキル基としては、炭素数1~10のアルキル基が好ましく、例えば、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、t-ブチル基、ペンチル基、及びヘキシル基が挙げられる。炭素数3~20のシクロアルキル基としては、炭素数3~10のシクロアルキル基が好ましく、例えば、シクロペンチル基及びシクロヘキシル基が挙げられる。炭素数6~20のアリール基としては、炭素数6~10のアリール基が好ましく、例えば、フェニル基及びナフチル基が挙げられる。炭素数7~20のアラルキル基としては、炭素数7~10のアラルキル基が好ましく、例えば、ベンジル基及びフェネチル基が挙げられる。炭素数2~20のアルケニル基としては、炭素数2~10のアルケニル基が好ましく、例えば、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、及びブテニル基が挙げられる。
 式(a-3)におけるR31~R36は、それぞれ独立して、好ましくは、炭素数1~20のアルキル基、炭素数3~20のシクロアルキル基、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~20のアラルキル基、及び炭素数2~20のアルケニル基からなる群より選ばれ;より好ましくは、炭素数1~10のアルキル基、炭素数3~10のシクロアルキル基、炭素数6~10のアリール基、炭素数7~10のアラルキル基、及び炭素数2~10のアルケニル基からなる群より選ばれ;更に好ましくは、炭素数1~10のアルキル基、炭素数6~10のアリール基、及び炭素数2~10のアルケニル基からなる群より選ばれ;特に好ましくは、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、t-ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、フェニル基、ナフチル基、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、及びブテニル基からなる群より選ばれ;最も好ましくはメチル基、エチル基、フェニル基、及びビニル基からなる群より選ばれる。
 式(a-3)におけるL31及びL32は、それぞれ独立して、単結合又は炭素数1~20の二価の炭化水素基である。
 炭素数1~20の二価の炭化水素基としては、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数3~20のシクロアルキレン基、炭素数6~20のアリーレン基等が挙げられる。
 炭素数1~20のアルキレン基としては、炭素数1~10のアルキレン基が好ましく、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、及びヘキシレン基が挙げられる。
 炭素数3~20のシクロアルキレン基としては、炭素数3~10のシクロアルキレン基が好ましく、例えば、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、及びシクロヘプチレン基が挙げられる。
 炭素数6~20のアリーレン基としては、炭素数6~10のアリーレン基が好ましく、例えば、フェニレン基及びナフチレン基が挙げられる。
 L31及びL32は、それぞれ独立して、好ましくは、単結合、炭素数1~20のアルキレン基、炭素数3~20のシクロアルキレン基、及び炭素数6~20のアリーレン基からなる群より選ばれ;より好ましくは、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、炭素数3~10のシクロアルキレン基、及び炭素数6~10のアリーレン基からなる群より選ばれ;更に好ましくは、単結合、炭素数1~10のアルキレン基、及び炭素数6~10のアリーレン基からなる群より選ばれ;特に好ましくは、単結合、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、ブチレン基、ペンチレン基、ヘキシレン基、フェニレン基及びナフチレン基からなる群より選ばれ;最も好ましくは、単結合、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、及びフェニレン基からなる群より選ばれる。
 式(a-3)におけるZ31及びZ32は、それぞれ独立して、炭素数1~20の三価の炭化水素基である。
 式(a-3)におけるZ31及びZ32は、それぞれ独立して、好ましくは、下記式(a-3-i)で表される基、下記式(a-3-ii)で表される基、下記式(a-3-iii)で表される基、及び下記式(a-3-iv)で表される基からなる群より選ばれる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000019
 式(a-3-i)で表される基はコハク酸残基であり、式(a-3-ii)で表される基フタル酸残基であり、式(a-3-iii)で表される基は2,3-ノルボルナンジカルボン酸残基であり、(a-3-iv)で表される基は5-ノルボルネン-2,3-ジカルボン酸残基である。なお、式(a-3-i)~(a-3-iv)中、「*」は結合位置を示す。
 式(a-3)におけるn3は、1~200である。n3は好ましくは3~150であり、より好ましくは5~120である。
 両末端酸無水物変性シリコーンの市販品として入手できるものとしては、信越化学工業株式会社製の「X22-168AS」、「X22-168A」、「X22-168B」、及び「X22-168-P5-8」、並びにゲレスト社製の「DMS-Z21」等が挙げられる。
 構成単位Aが構成単位(A-3)を含む場合、構成単位A中における構成単位(A-3)の比率は、好ましくは1~50モル%であり、より好ましくは2~40モル%であり、更に好ましく3~30モル%である。
 構成単位Aが構成単位(A-3)を更に含むことによって、フィルムの残留応力を低く維持しながら、無色透明性を向上することができる。
 構成単位Aに任意に含まれる構成単位(A-1)及び(A-2)以外の構成単位は、構成単位(A-3)に限定されない。そのような任意の構成単位を与えるテトラカルボン酸二無水物としては、特に限定されないが、ピロメリット酸二無水物、9,9’-ビス(3,4-ジカルボキシフェニル)フルオレン二無水物、及び4,4’-(ヘキサフルオロイソプロピリデン)ジフタル酸無水物等の芳香族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等の脂環式テトラカルボン酸二無水物(ただし、式(a-1)又は(a-2)で表される化合物を除く);並びに1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸二無水物等の脂肪族テトラカルボン酸二無水物が挙げられる。
 なお、本明細書において、芳香族テトラカルボン酸二無水物とは芳香環を1つ以上含むテトラカルボン酸二無水物を意味し、脂環式テトラカルボン酸二無水物とは脂環を1つ以上含み、かつ芳香環を含まないテトラカルボン酸二無水物を意味し、脂肪族テトラカルボン酸二無水物とは芳香環も脂環も含まないテトラカルボン酸二無水物を意味する。
 構成単位Aに任意に含まれる構成単位(A-1)及び(A-2)以外の構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
(構成単位B)
 構成単位Bは、ポリイミド樹脂に占めるジアミンに由来する構成単位であって、スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)と、下記式(b-2)で表される化合物に由来する構成単位(B-2)とを含む。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000020

(式(b-2)中、Xは単結合、置換若しくは無置換のアルキレン基、カルボニル基、エーテル基、下記式(b-2-i)で表される基、又は下記式(b-2-ii)で表される基であり、pは0~2の整数であり、m1は0~4の整数であり、m2は0~4の整数である。ただし、pが0の場合、m1は1~4の整数である。)
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000021

(式(b-2-i)中、m3は0~5の整数であり;式(b-2-ii)中、m4は0~5の整数である。なお、m1+m2+m3+m4は1以上であり、pが2の場合、2つのX及び2つのm2~m4のそれぞれは独立して選択される。)
 なお、式(b-2-i)及び(b-2-ii)中、「*」は結合位置を示す。
 スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)は、下記式(b-11)で表される化合物に由来する構成単位(B-11)、下記式(b-12)で表される化合物に由来する構成単位(B-12)、及び下記式(b-13)で表される化合物に由来する構成単位(B-13)からなる群から選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000022

 式(b-11)で表される化合物は、ビス(3-アミノフェニル)スルホン(3,3’-DDS)であり、式(b-12)で表される化合物は、ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS)であり、式(b-13)で表される化合物は、ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(BAPS-M)である。
 本発明の組成物に用いられるポリイミド樹脂が、式(b-11)、式(b-12)及び式(b-13)で表される化合物からなる群から選ばれる少なくとも一つのジアミン由来の構成単位を含むことで、得られるポリイミドフィルムの無色透明性及び光学的等方性が向上する。
 構成単位(B-1)が構成単位(B-12)を含む場合、光学的等方性の観点から、好ましくは構成単位(B-13)と併用することが好ましい。すなわち、光学的等方性の観点から、構成単位(B-1)は、好ましくは構成単位(B-12)と構成単位(B-13)を含む。
 スルホニル基を有するジアミンを用いることでポリマー分子鎖の屈曲性に影響し、ポリイミドフィルムの剥離性に影響を及ぼすものと考えられる。さらに、ジアミン中のスルホニル基は分子内電荷移動を阻害し、電子の共役を阻害するためポリイミドフィルムとした際の無色透明性及び光学的等方性が向上するものと考えられる。
 式(b-2)で表される化合物の具体例としては、下記式(b-21)~(b-27)のいずれかで表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000023
 式(b-21)で表される化合物の具体例としては、下記式(b-211)で表される化合物、即ち、3,5-ジアミノ安息香酸が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000024
 構成単位(B-2)は、式(b-21)で表される化合物に由来する構成単位(B-21)であることが好ましく、式(b-211)で表される化合物に由来する構成単位(B-211)であることがより好ましい。
 構成単位Bが構成単位(B-2)を含むことによって、フィルムの耐熱性、耐薬品性が向上する。
 構成単位B中における構成単位(B-1)の比率は、好ましくは15~95モル%であり、耐熱性の観点から、より好ましくは20~95モル%であり、更に好ましくは50~90モル%であり、より更に好ましくは70~85モル%である。
 構成単位B中における構成単位(B-2)の比率は、好ましくは5~85モル%であり、より好ましくは5~80モル%であり、更に好ましくは10~50モル%であり、より更に好ましくは15~30モル%である。
 構成単位B中における構成単位(B-1)と構成単位(B-2)のモル比[(B-1)/(B-2)]は、好ましくは15/85~95/5であり、残留応力の低減や伸びの向上の観点からは、より好ましくは15/85~70/30であり、更に好ましくは15/85~50/50であり、より更に好ましくは15/85~40/60である。
 構成単位B中における構成単位(B-1)及び(B-2)の合計の比率は、好ましくは50モル%以上であり、より好ましくは70モル%以上であり、更に好ましくは90モル%以上である。構成単位(B-1)及び(B-2)の合計の比率の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。構成単位Bは構成単位(B-1)と構成単位(B-2)とのみからなっていてもよい。
 構成単位Bは、下記式(b-3)で表される化合物に由来する構成単位(B-3)を含むことが好ましい。構成単位Bが構成単位(B-3)を含むことによって、フィルムの無色透明性及び光学的等方性が向上し、残留応力が低下する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000025
 式(b-3)中、Z1及びZ2はそれぞれ独立に、酸素原子を含んでもよい2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R1及びR2はそれぞれ独立に1価の芳香族基又は1価の脂肪族基を示し、R3及びR4はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R5及びR6は、それぞれ独立に1価の脂肪族基又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R1及びR2の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。
 なお、式(b-3)において、[ ]によって並列記載されている2以上の異なる繰り返し単位は、それぞれランダム状、交互状又はブロック状のいずれの形及び順序で繰り返されていてもよい。
 式(b-3)中、Z1及びZ2における2価の脂肪族基又は2価の芳香族基は、フッ素原子で置換されていてもよい。2価の脂肪族基としては、炭素数1~20の2価の飽和又は不飽和の脂肪族基、酸素原子を含む脂肪族基が挙げられる。2価の脂肪族基の炭素数は3~20が好ましい。
 2価の飽和脂肪族基としては炭素数1~20のアルキレン基が挙げられ、例えば、メチレン基、エチレン基、プロピレン基、トリメチレン基、テトラメチレン基、ヘキサメチレン基、オクタメチレン基、デカメチレン基、ドデカメチレン基等が例示できる。
 2価の不飽和脂肪族基としては、炭素数2~20のアルキレン基が挙げられ、例えば、ビニレン基、プロペニレン基、末端に不飽和二重結合を有するアルキレン基が例示できる。
 酸素原子を含む脂肪族基としては、アルキレンオキシ基、エーテル結合を有する脂肪族基が挙げられる。
 2価の芳香族基としては炭素数6~20のアリーレン基、炭素数7~20のアラルキレン基等が例示できる。Z1及びZ2における炭素数6~20のアリーレン基の具体例としては、o-フェニレン基、m-フェニレン基、p-フェニレン基、4,4’-ビフェニリレン基、2,6-ナフチレン基等が挙げられる。
 式(b-3)におけるZ1及びZ2としては、特に、トリメチレン基、p-フェニレン基が好ましく、トリメチレン基がより好ましい。
 式(b-3)中、R1~R6における1価の脂肪族基としては、1価の飽和又は不飽和脂肪族基が挙げられる。1価の飽和脂肪族基としては炭素数1~22のアルキル基が挙げられ、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基等が例示できる。1価の不飽和脂肪族基としては炭素数2~22のアルケニル基が挙げられ、例えば、ビニル基、プロペニル基等が例示できる。これらの基はフッ素原子で置換されていてもよい。
 式(b-3)のR1、R2、R5及びR6における1価の芳香族基としては、炭素数6~20のアリール基、炭素数7~30であり、かつアルキル基で置換されたアリール基、炭素数7~30のアラルキル基等が例示できる。1価の芳香族基としては、アリール基が好ましく、フェニル基がより好ましい。
 式(b-3)におけるR1及びR2の少なくとも一方は1価の芳香族基を示すが、R1及びR2がともに1価の芳香族基であることが好ましく、R1及びR2がともにフェニル基であることがより好ましい。
 式(b-3)におけるR3及びR4としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 式(b-3)におけるR5及びR6としては、1価の脂肪族基が好ましく、メチル基がより好ましい。
 以上のように、式(b-3)で表される化合物のなかでも、下記式(b-31)で表される化合物が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000026

(式(b-31)中、m及びnは式(b-3)のm及びnとそれぞれ同義であり、好ましい範囲も同様である。)
 式(b-3)におけるmは1価の少なくとも1つの芳香族基が結合するシロキサン単位の繰り返し数を示し、式(b-3)におけるnは1価の脂肪族基が結合するシロキサン単位の繰り返し数を示す。
 式(b-3)におけるm及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、m及びnの和(m+n)は2~1000の整数を示す。m及びnの和は、好ましくは3~500の整数、より好ましくは3~100、更に好ましくは3~50の整数を示す。
 式(b-3)におけるm/nの比は、好ましくは5/95~50/50、より好ましくは10/90~40/60、更に好ましくは20/80~30/70である。
 式(b-3)で表される化合物の官能基当量(アミン当量)は、好ましくは150~5,000g/mol、より好ましくは400~4,000g/mol、更に好ましくは500~3,000g/molである。
 なお、官能基当量とは、官能基(アミノ基)1モルあたりの式(b-3)で表される化合物の質量を意味する。
 式(b-3)で表される化合物のうち、市販品として入手できるものとしては、信越化学工業株式会社製の「X-22-9409」、「X-22-1660B」、「X-22-161AS」、「X-22-161A」、「X-22-161B」等が挙げられる。
 構成単位B中における構成単位(B-3)の比率は、好ましくは1~25モル%であり、より好ましくは2~20モル%であり、更に好ましくは3~15モル%であり、より更に好ましくは5~15モル%であり、より更に好ましくは7~15モル%である。
 構成単位Bは、下記式(b-4)で表される化合物に由来する構成単位(B-4)を含むことが好ましい。構成単位Bが構成単位(B-4)を含むことによって、フィルムの無色透明性が向上する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000027
 構成単位B中における構成単位(B-4)の比率は、好ましくは1~50モル%であり、より好ましくは5~45モル%であり、更に好ましくは5~40モル%であり、より更に好ましくは10~40モル%であり、より更に好ましくは10~30モル%である。
 構成単位Bは、構成単位(B-1)~(B-4)以外の構成単位を含んでもよい。そのような構成単位を与えるジアミンとしては、特に限定されないが、1,4-フェニレンジアミン、p-キシリレンジアミン、1,5-ジアミノナフタレン、2,2’-ジメチルビフェニル-4,4’-ジアミン、4,4’-ジアミノジフェニルエーテル、4,4’-ジアミノジフェニルメタン、2,2-ビス(4-アミノフェニル)ヘキサフルオロプロパン、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、1-(4-アミノフェニル)-2,3-ジヒドロ-1,3,3-トリメチル-1H-インデン-5-アミン、α,α’-ビス(4-アミノフェニル)-1,4-ジイソプロピルベンゼン、N,N’-ビス(4-アミノフェニル)テレフタルアミド、4,4’-ビス(4-アミノフェノキシ)ビフェニル、2,2-ビス〔4-(4-アミノフェノキシ)フェニル〕プロパン、2,2-ビス(4-(4-アミノフェノキシ)フェニル)ヘキサフルオロプロパン、及び9,9-ビス(4-アミノフェニル)フルオレン等の芳香族ジアミン(ただし、式(b-1)~(b-4)のいずれかで表される化合物を除く);1,3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン及び1,4-ビス(アミノメチル)シクロヘキサン等の脂環式ジアミン;並びにエチレンジアミン及びヘキサメチレンジアミン等の脂肪族ジアミン(ただし、式(b-1)で表される化合物及び式(b-3)で表される化合物を除く)が挙げられる。
 なお、本明細書において、芳香族ジアミンとは芳香環を1つ以上含むジアミンを意味し、脂環式ジアミンとは脂環を1つ以上含み、かつ芳香環を含まないジアミンを意味し、脂肪族ジアミンとは芳香環も脂環も含まないジアミンを意味する。
 構成単位Bに任意に含まれる構成単位(B-1)~(B-4)以外の構成単位は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 ポリイミド樹脂の数平均分子量は、得られるポリイミドフィルムの機械的強度の観点から、好ましくは5,000~100,000である。なお、ポリイミド樹脂の数平均分子量は、例えば、ゲルろ過クロマトグラフィー測定による標準ポリメチルメタクリレート(PMMA)換算値より求めることができる。
 ポリイミド樹脂は、ポリイミド鎖(構成単位Aと構成単位Bとがイミド結合してなる構造)以外の構造を含んでもよい。ポリイミド樹脂中に含まれうるポリイミド鎖以外の構造としては、例えばアミド結合を含む構造等が挙げられる。
 ポリイミド樹脂は、ポリイミド鎖(構成単位Aと構成単位Bとがイミド結合してなる構造)を主たる構造として含むことが好ましい。したがって、ポリイミド樹脂中に占めるポリイミド鎖の比率は、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上であり、更に好ましくは90質量%以上であり、特に好ましくは99質量%以上である。
 上記ポリイミド樹脂を含む本発明のポリイミド樹脂組成物は、無色透明性、光学的等方性及び剥離性に優れるフィルムを形成することができ、当該フィルムの有する好適な物性値は以下の通りである。
 全光線透過率は、厚さ10μmのフィルムとした際に、好ましくは88%以上であり、より好ましくは89%以上であり、更に好ましくは90%以上である。
 イエローインデックス(YI)は、厚さ10μmのフィルムとした際に、好ましくは5.0以下であり、より好ましくは4.0以下であり、更に好ましくは3.0以下である。
 残留応力は、好ましくは25.0MPa以下であり、より好ましくは24.0MPa以下であり、更に好ましくは22.0MPa以下である。
 厚み位相差(Rth)の絶対値は、厚さ10μmのフィルムとした際に、好ましくは100nm以下、より好ましくは60nm以下、更に好ましくは35nm以下である。この範囲であると光学的等方性に優れる。
 また、上記ポリイミド樹脂を用いて形成することができるフィルムは耐熱性及び機械的特性も良好であり、以下のような好適な物性値を有する。
 ガラス転移温度(Tg)は、好ましくは250℃以上であり、より好ましくは270℃以上であり、更に好ましくは280℃以上である。
 引張弾性率は、好ましくは2.0GPa以上であり、より好ましくは2.5GPa以上であり、更に好ましくは2.6GPa以上である。
 引張伸び率は、好ましくは5%であり、より好ましくは6%以上であり、更に好ましくは7%以上であり、より更に好ましくは10%以上である。
 引張弾性率及び引張伸び率が前記の範囲であると、加工時にフィルムの基板からの剥離性が良好となる。
 なお、本発明における上述の物性値は、具体的には実施例に記載の方法で測定することができる。
<ポリイミド樹脂の製造方法>
 本発明において、ポリイミド樹脂は、上述の構成単位Aを与える化合物を含むテトラカルボン酸成分と、上述の構成単位(B-1)を与える化合物及び上述の構成単位(B-2)を与える化合物を含むジアミン成分とを反応させることにより製造することができる。
 構成単位Aを与える化合物としては、式(a-1)で表される化合物、式(a-2)で表される化合物等が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(a-1)及び式(a-2)で表されるテトラカルボン酸二無水物に対応するテトラカルボン酸(即ち、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、1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸)、及び当該テトラカルボン酸のアルキルエステルが挙げられる。なかでも、式(a-1)及び式(a-2)で表されるテトラカルボン酸二無水物が好ましい。
 テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-1)を与える化合物を、好ましくは40モル%以上含み、より好ましくは50モル%以上含み、更に好ましくは60モル%以上含む。構成単位(A-1)を与える化合物の含有量の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。テトラカルボン酸成分は構成単位(A-1)を与える化合物のみからなっていてもよい。
 テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-2)を与える化合物を、好ましくは50モル%以上含み、より好ましくは70モル%以上含み、更に好ましくは85モル%以上含む。構成単位(A-2)を与える化合物の含有量の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。テトラカルボン酸成分は構成単位(A-2)を与える化合物のみからなっていてもよい。
 テトラカルボン酸成分が、構成単位(A-1)を与える化合物と構成単位(A-2)を与える化合物を含む場合、テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-1)を与える化合物と構成単位(A-2)を与える化合物とを合計で好ましくは50モル%以上含み、より好ましくは70モル%以上含み、更に好ましくは90モル%以上含み、特に好ましくは99モル%以上含む。構成単位(A-1)を与える化合物と構成単位(A-2)を与える化合物の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。テトラカルボン酸成分は構成単位(A-1)を与える化合物と構成単位(A-2)を与える化合物のみからなっていてもよい。
 テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-1)を与える化合物及び構成単位(A-2)を与える化合物以外の化合物を含んでもよい。
 テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-1)を与える化合物及び構成単位(A-2)を与える化合物に加えて、構成単位(A-3)を与える化合物を更に含んでもよい。
 構成単位(A-3)を与える化合物としては、両末端酸無水物変性シリコーン(例えば、式(a-3)で表される化合物)が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、両末端酸無水物変性シリコーンに対応するテトラカルボン酸及び当該テトラカルボン酸のアルキルエステルが挙げられる。構成単位(A-3)を与える化合物としては、両末端酸無水物変性シリコーン(即ち、二無水物)が好ましい。
 テトラカルボン酸成分が構成単位(A-3)を与える化合物を含む場合、テトラカルボン酸成分は、構成単位(A-3)を与える化合物を、好ましくは1~50モル%含み、より好ましくは2~40モル%含み、更に好ましくは3~30モル%含む。
 テトラカルボン酸成分に任意に含まれる構成単位(A-1)を与える化合物及び構成単位(A-2)を与える化合物以外の化合物は、構成単位(A-3)を与える化合物に限定されない。そのような任意の化合物としては、上述の芳香族テトラカルボン酸二無水物、脂環式テトラカルボン酸二無水物、及び脂肪族テトラカルボン酸二無水物、並びにそれらの誘導体(テトラカルボン酸、テトラカルボン酸のアルキルエステル等)が挙げられる。
 テトラカルボン酸成分に任意に含まれる構成単位(A-1)を与える化合物及び構成単位(A-2)を与える化合物以外の化合物は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 構成単位(B-1)を与える化合物としては、式(b-11)で表される化合物、式(b-12)で表される化合物、及び式(b-13)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(b-11)で表されるジアミンに対応するジイソシアネート、式(b-12)で表されるジアミンに対応するジイソシアネート、及び式(b-13)で表されるジアミンに対応するジイソシアネート、が挙げられる。なかでも、式(b-11)、式(b-12)及び式(b-13)で表されるジアミンが好ましい。
 同様に、構成単位(B-2)を与える化合物としては、式(b-2)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(b-2)で表されるジアミンに対応するジイソシアネートが挙げられる。構成単位(B-2)を与える化合物としては、式(b-2)で表される化合物(即ち、ジアミン)が好ましい。
 ジアミン成分は、構成単位(B-1)を与える化合物を、好ましくは15~95モル%含み、より好ましくは20~95モル%含み、更に好ましくは50~90モル%含み、より更に好ましくは70~85モル%含む。
 ジアミン成分は、構成単位(B-2)を与える化合物を、好ましくは5~85モル%含み、より好ましくは5~80モル%含み、更に好ましくは10~50モル%含み、より更に好ましくは15~30モル%含む。
 ジアミン成分は、構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物を合計で、好ましくは50モル%以上含み、より好ましくは70モル%以上含み、更に好ましくは90モル%以上含み、特に好ましくは99モル%以上含む。構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物の合計の含有量の上限値は特に限定されず、即ち、100モル%である。ジアミン成分は構成単位(B-1)を与える化合物と構成単位(B-2)を与える化合物とのみからなっていてもよい。
 ジアミン成分は構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物以外の化合物を含んでもよい。
 ジアミン成分は、構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物に加えて、構成単位(B-3)を与える化合物を更に含んでもよい。
 構成単位(B-3)を与える化合物としては式(b-3)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(b-3)で表されるジアミンに対応するジイソシアネートが挙げられる。構成単位(B-3)を与える化合物としては、式(b-3)で表される化合物(即ち、ジアミン)が好ましい。
 ジアミン成分は、構成単位(B-3)を与える化合物を、好ましくは1~25モル%含み、より好ましくは2~20モル%含み、更に好ましくは3~15モル%含み、より更に好ましくは5~15モル%含み、より更に好ましくは7~15モル含む。
 ジアミン成分は、構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物に加えて、構成単位(B-4)を与える化合物を更に含んでもよい。
 構成単位(B-4)を与える化合物としては式(b-4)で表される化合物が挙げられるが、それに限られず、同じ構成単位を与える範囲でその誘導体であってもよい。当該誘導体としては、式(b-4)で表されるジアミンに対応するジイソシアネートが挙げられる。構成単位(B-4)を与える化合物としては、式(b-4)で表される化合物(即ち、ジアミン)が好ましい。
 ジアミン成分は、構成単位(B-4)を与える化合物を、好ましくは1~50モル%含み、より好ましくは5~45モル%含み、更に好ましくは5~40モル%含み、より更に好ましくは10~40モル%含み、より更に好ましくは10~30モル%含む。また、特に残留応力を低減させる観点からは、好ましくは1~50モル%含み、より好ましくは10~50モル%含み、更に好ましくは20~40モル%含む。
 ジアミン成分に任意に含まれる構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物以外の化合物は、構成単位(B-3)を与える化合物及び構成単位(B-4)を与える化合物に限定されない。そのような任意の化合物としては、上述の芳香族ジアミン、脂環式ジアミン、及び脂肪族ジアミン、並びにそれらの誘導体(ジイソシアネート等)が挙げられる。
 ジアミン成分に任意に含まれる構成単位(B-1)を与える化合物及び構成単位(B-2)を与える化合物以外の化合物は、1種でもよいし、2種以上であってもよい。
 本発明において、ポリイミド樹脂の製造に用いるテトラカルボン酸成分とジアミン成分の仕込み量比は、テトラカルボン酸成分1モルに対してジアミン成分が0.9~1.1モルであることが好ましい。
 また、本発明において、ポリイミド樹脂の製造には、前述のテトラカルボン酸成分及びジアミン成分の他に、末端封止剤を用いてもよい。末端封止剤としてはモノアミン類あるいはジカルボン酸類が好ましい。導入される末端封止剤の仕込み量としては、テトラカルボン酸成分1モルに対して0.0001~0.1モルが好ましく、特に0.001~0.06モルが好ましい。モノアミン類末端封止剤としては、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ベンジルアミン、4-メチルベンジルアミン、4-エチルベンジルアミン、4-ドデシルベンジルアミン、3-メチルベンジルアミン、3-エチルベンジルアミン、アニリン、3-メチルアニリン、4-メチルアニリン等が推奨される。これらのうち、ベンジルアミン、アニリンが好適に使用できる。ジカルボン酸類末端封止剤としては、ジカルボン酸類が好ましく、その一部を閉環していてもよい。例えば、フタル酸、無水フタル酸、4-クロロフタル酸、テトラフルオロフタル酸、2,3-ベンゾフェノンジカルボン酸、3,4-ベンゾフェノンジカルボン酸、シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸、シクロペンタン-1,2-ジカルボン酸、4-シクロヘキセン-1,2-ジカルボン酸等が推奨される。これらのうち、フタル酸、無水フタル酸が好適に使用できる。
 前述のテトラカルボン酸成分とジアミン成分とを反応させる方法には特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。
 具体的な反応方法としては、(1)テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、室温~80℃で0.5~30時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、(2)ジアミン成分及び反応溶剤を反応器に仕込んで溶解させた後、テトラカルボン酸成分を仕込み、必要に応じて室温~80℃で0.5~30時間撹拌し、その後に昇温してイミド化反応を行う方法、(3)テトラカルボン酸成分、ジアミン成分、及び反応溶剤を反応器に仕込み、直ちに昇温してイミド化反応を行う方法等が挙げられる。
 ポリイミド樹脂の製造に用いられる反応溶剤は、イミド化反応を阻害せず、生成するポリイミドを溶解できるものであればよい。例えば、非プロトン性溶剤、フェノール系溶剤、エーテル系溶剤、カーボネート系溶剤等が挙げられる。
 非プロトン性溶剤の具体例としては、N,N-ジメチルホルムアミド、N,N-ジメチルアセトアミド、N-メチル-2-ピロリドン(NMP)、N-メチルカプロラクタム、1,3-ジメチルイミダゾリジノン、テトラメチル尿素等のアミド系溶剤、γ-ブチロラクトン(GBL)、γ-バレロラクトン等のラクトン系溶剤、ヘキサメチルホスホリックアミド、ヘキサメチルホスフィントリアミド等の含リン系アミド系溶剤、ジメチルスルホン、ジメチルスルホキシド、スルホラン等の含硫黄系溶剤、アセトン、シクロヘキサノン、メチルシクロヘキサノン等のケトン系溶剤、ピコリン、ピリジン等のアミン系溶剤、酢酸(2-メトキシ-1-メチルエチル)等のエステル系溶剤等が挙げられる。
 フェノール系溶剤の具体例としては、フェノール、o-クレゾール、m-クレゾール、p-クレゾール、2,3-キシレノール、2,4-キシレノール、2,5-キシレノール、2,6-キシレノール、3,4-キシレノール、3,5-キシレノール等が挙げられる。
 エーテル系溶剤の具体例としては、1,2-ジメトキシエタン、ビス(2-メトキシエチル)エーテル、1,2-ビス(2-メトキシエトキシ)エタン、ビス〔2-(2-メトキシエトキシ)エチル〕エーテル、テトラヒドロフラン、1,4-ジオキサン等が挙げられる。
 また、カーボネート系溶剤の具体的な例としては、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート等が挙げられる。
 上記反応溶剤の中でも、アミド系溶剤又はラクトン系溶剤が好ましい。また、上記の反応溶剤は単独で又は2種以上混合して用いてもよい。
 イミド化反応では、ディーンスターク装置などを用いて、製造時に生成する水を除去しながら反応を行うことが好ましい。このような操作を行うことで、重合度及びイミド化率をより上昇させることができる。
 上記のイミド化反応においては、公知のイミド化触媒を用いることができる。イミド化触媒としては、塩基触媒又は酸触媒が挙げられる。
 塩基触媒としては、ピリジン、キノリン、イソキノリン、α-ピコリン、β-ピコリン、2,4-ルチジン、2,6-ルチジン、トリメチルアミン、トリエチルアミン(TEA)、トリプロピルアミン、トリブチルアミン、トリエチレンジアミン、イミダゾール、N,N-ジメチルアニリン、N,N-ジエチルアニリン等の有機塩基触媒、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素カリウム、炭酸水素ナトリウム等の無機塩基触媒が挙げられる。
 また、酸触媒としては、クロトン酸、アクリル酸、トランス-3-ヘキセノイック酸、桂皮酸、安息香酸、メチル安息香酸、オキシ安息香酸、テレフタル酸、ベンゼンスルホン酸、パラトルエンスルホン酸、ナフタレンスルホン酸等が挙げられる。上記のイミド化触媒は単独で又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。
 上記のうち、取り扱い性の観点から、塩基触媒を用いることが好ましく、有機塩基触媒を用いることがより好ましく、トリエチルアミンを用いることが更に好ましく、トリエチルアミンとトリエチレンジアミンを組み合わせて用いることが特に好ましい。
 イミド化反応の温度は、反応率及びゲル化等の抑制の観点から、好ましくは120~250℃、より好ましくは160~200℃である。また、反応時間は、生成水の留出開始後、好ましくは0.5~10時間である。
<架橋剤>
 本発明において、架橋剤は少なくとも2つのオキサゾリル基を有する。即ち、本発明における架橋剤は、分子内に2以上のオキサゾリル基(オキサゾリン環)を有する多官能オキサゾリン化合物である。
 オキサゾリル基はカルボキシル基との反応性を有しており、カルボキシル基とオキサゾリル基とが反応すると、以下に示すようにアミドエステル結合が形成される。この反応は、80℃以上に加熱すると特に進行しやすい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000028
 本発明のポリイミド樹脂組成物に含まれるポリイミド樹脂はカルボキシル基を有することから、本発明のポリイミド樹脂組成物を加熱すると、架橋剤を介してポリイミド樹脂同士が架橋して、架橋ポリイミド樹脂が形成される。このような理由から、フィルムの耐薬品性が向上する。
 架橋剤は、分子内に2以上のオキサゾリル基を有する多官能オキサゾリン化合物であれば特に限定されず、その具体例としては、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、1,4-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン、2,2’-ビス(2-オキサゾリン)、株式会社日本触媒製の「K-2010E」、「K-2020E」、「K-2030E」、2,6-ビス(4-イソプロピル-2-オキサゾリン-2-イル)ピリジン、2,6-ビス(4-フェニル-2-オキサゾリン-2-イル)ピリジン、2,2’-イソプロピリデンビス(4-フェニル-2-オキサゾリン)、2,2’-イソプロピリデンビス(4-ターシャルブチル-2-オキサゾリン)などが挙げられる。
 架橋剤は、好ましくは少なくとも2つのオキサゾリル基が結合した芳香環又は芳香族複素環を含む化合物であり、より好ましくは少なくとも2つのオキサゾリル基が結合したベンゼン環又はピリジン環を含む化合物であり、更に好ましくは少なくとも2つのオキサゾリル基が結合したベンゼン環を含む化合物であり、特に好ましくは1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼンである。
 架橋剤は、単独で用いてもよいし、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
 本発明のポリイミド樹脂組成物は、架橋剤中のオキサゾリル基とポリイミド樹脂中のカルボキシル基とのモル比(オキサゾリル基/カルボキシル基)が1/8~1/0.5の範囲となるような比率で、ポリイミド樹脂と架橋剤とを含むことが好ましい。前記モル比は、より好ましくは1/6~1/1であり、更に好ましくは1/4~1/2である。
 なお、上記のモル比は、架橋剤に含まれるオキサゾリル基と、ポリイミド樹脂の製造に用いる構成単位(B-2)を与える化合物に含まれるカルボキシル基とのモル比を意味し、架橋剤の添加量と構成単位(B-2)を与える化合物の添加量に基づいて計算される。
[ポリイミドワニス]
 本発明のポリイミド樹脂組成物の好適な一態様として、上述のポリイミド樹脂及び上述の架橋剤に加えて、有機溶媒を更に含み、当該ポリイミド樹脂が当該有機溶媒に溶解しているポリイミド樹脂組成物(以後、“ポリイミドワニス”とも呼称する)が挙げられる。
 有機溶媒はポリイミド樹脂が溶解するものであればよく、特に限定されないが、ポリイミド樹脂の製造に用いられる反応溶剤として上述した化合物を、単独又は2種以上を混合して用いることが好ましい。
 ポリイミドワニスは、重合法により得られるポリイミド樹脂が反応溶剤に溶解した溶液そのものに対して架橋剤を添加したものであってもよいし、又は当該溶液に対して希釈溶剤及び架橋剤を添加したものであってもよい。
ポリイミドワニスは、ポリイミド樹脂を5~40質量%含むことが好ましく、7~30質量%含むことがより好ましく、8~20質量%含むことが更に好ましい。ポリイミドワニスの粘度は50~5000Pa・sが好ましく、100~4000Pa・sがより好ましく、300~3500Pa・sが更に好ましい。ポリイミドワニスの粘度は、E型粘度計を用いて25℃で測定された値である。
 また、本発明のポリイミドワニスは、ポリイミドフィルムの要求特性を損なわない範囲で、無機フィラー、接着促進剤、剥離剤、難燃剤、紫外線安定剤、界面活性剤、レベリング剤、消泡剤、蛍光増白剤、架橋剤、重合開始剤、感光剤等各種添加剤を含んでもよい。
 本発明のポリイミドワニスの製造方法は特に限定されず、公知の方法を適用することができる。
[ポリイミドフィルム]
 本発明のポリイミドフィルムは、本発明のポリイミド樹脂組成物中に含まれる上述のポリイミド樹脂が上述の架橋剤により架橋されてなる。即ち、本発明のポリイミドフィルムは、架橋剤を介したポリイミド樹脂同士の架橋物である架橋ポリイミド樹脂を含む。したがって、本発明のポリイミドフィルムは、耐熱性、無色透明性及び耐薬品性に優れ、更に残留応力が低い。本発明のポリイミドフィルムが有する好適な物性値は上述の通りである。
 本発明のポリイミドフィルムの製造方法には、ポリイミド樹脂と架橋剤との架橋反応が進行する温度(好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは150℃以上)で架橋する工程を含めば、特に制限はない。例えば、上述のポリイミドワニスを、ガラス板、金属板、プラスチックなどの平滑な支持体上に塗布、又はフィルム状に成形した後、加熱する方法が挙げられる。この加熱処理により、ポリイミドワニス中のポリイミド樹脂と架橋剤との架橋反応を進行させながら、ポリイミドワニス中に含まれる反応溶剤や希釈溶剤等の有機溶媒を除去することができる。前記支持体の表面には、必要に応じて、予め離形剤を塗布しておいてもよい。
 加熱処理としては、以下の方法が好ましい。すなわち、まず120℃以下の温度で有機溶媒を蒸発させた後、更に有機溶媒の沸点以上の温度で乾燥してポリイミドフィルムを製造することが好ましい。また、窒素雰囲気下で乾燥することが好ましい。乾燥雰囲気の圧力は、減圧、常圧、加圧のいずれでもよい。2段階の温度で乾燥することでフィルム表面が滑らかで欠陥の無いフィルムを得ることができる。また、2段階目の乾燥温度は、特に限定されないが、200~450℃が好ましく、300~430℃がより好ましく、特に好ましくは350~400℃である。この温度範囲で乾燥することで、フィルムの透明性・黄色度が良好となり、更に良好な耐溶媒性が得られる。
 また、本発明のポリイミドフィルムは、ポリアミド酸及び架橋剤が有機溶媒に溶解してなるポリアミド酸ワニスを用いて製造することもできる。
 前記ポリアミド酸ワニスに含まれるポリアミド酸は、本発明におけるポリイミド樹脂の前駆体であって、上述の構成単位Aを与える化合物を含むテトラカルボン酸成分と、上述の構成単位(B-1)を与える化合物及び上述の構成単位(B-2)を与える化合物を含むジアミン成分との重付加反応の生成物である。このポリアミド酸をイミド化(脱水閉環)することで、ポリイミド樹脂が得られる。
 前記ポリアミド酸ワニスに含まれる有機溶媒としては、本発明のポリイミドワニスに含まれる有機溶媒を用いることができる。
 本発明において、ポリアミド酸ワニスは、上述の構成単位Aを与える化合物を含むテトラカルボン酸成分と上述の構成単位(B-1)を与える化合物及び上述の構成単位(B-2)を与える化合物を含むジアミン成分とを反応溶剤中で重付加反応させて得られるポリアミド酸溶液そのものであってもよいし、又は当該ポリアミド酸溶液に対して更に希釈溶剤を追加したものであってもよい。
 ポリアミド酸ワニスを用いてポリイミドフィルムを製造する方法には、ポリイミド樹脂と架橋剤との架橋反応が進行する温度(好ましくは80℃以上、より好ましくは100℃以上、更に好ましくは150℃以上)で架橋する工程を含めば特に制限はなく、公知の方法を用いることができる。例えば、ポリアミド酸ワニスを、ガラス板、金属板、シリコンウェハ、プラスチックなどの平滑な支持体上に塗布、又はフィルム状に成形し、該ワニス中に含まれる反応溶剤や希釈溶剤等の有機溶媒を加熱により除去してポリアミド酸フィルムを得て、該ポリアミド酸フィルム中のポリアミド酸を加熱によりイミド化し、更にポリイミド樹脂と架橋剤とを反応させて架橋することで、ポリイミドフィルムを製造することができる。
 ポリアミド酸ワニスを乾燥させてポリアミド酸フィルムを得る際の加熱温度としては、好ましくは50~120℃である。ポリアミド酸を加熱によりイミド化する際の加熱温度としては好ましくは200~400℃である。
 なお、イミド化の方法は熱イミド化に限定されず、化学イミド化を適用することもできる。
 本発明のポリイミドフィルムの厚みは用途等に応じて適宜選択することができるが、好ましくは1~250μm、より好ましくは5~100μm、更に好ましくは10~80μmの範囲である。厚みが1~250μmであることで、自立膜としての実用的な使用が可能となる。
 ポリイミドフィルムの厚みは、ポリイミドワニスの固形分濃度や粘度を調整することにより、容易に制御することができる。
 本発明のポリイミドフィルムは、カラーフィルター、フレキシブルディスプレイ、半導体部品、光学部材等の各種部材用のフィルムとして好適に用いられる。本発明のポリイミドフィルムは、液晶ディスプレイやOLEDディスプレイ等の画像表示装置の基板として、特に好適に用いられる。
 以下に、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明はこれらの実施例により何ら制限されるものではない。
 実施例及び比較例で得たワニスの固形分濃度及びフィルムの各物性は以下に示す方法によって測定した。
(1)固形分濃度
 ワニスの固形分濃度の測定は、アズワン株式会社製の小型電気炉「MMF-1」で試料を320℃×120minで加熱し、加熱前後の試料の質量差から算出した。
(2)フィルム厚さ
 フィルム厚さは、株式会社ミツトヨ製のマイクロメーターを用いて測定した。
(3)全光線透過率、イエローインデックス(YI)
 全光線透過率及びYIは、JIS K7105:1997に準拠し、日本電色工業株式会社製の色彩・濁度同時測定器「COH7700」を用いて測定した。
(4)ヘーズ
 測定はJIS K7361-1準拠し、日本電色工業株式会社製の色彩・濁度同時測定器「COH400」を用いて行った。
(5)b*
 b*は、JIS Z8781:2013に準拠し、日本電色工業株式会社製の色彩・濁度同時測定器「COH7700」を用いて測定した。
(6)面内リタデーション(Re)
 面内リタデーション(Re)は、日本分光株式会社製のエリプソメーター「M-220」を用いて測定した。測定波長590nmにおける、面内位相差の値を測定した。
(7)厚み位相差(Rth)
 厚み位相差(Rth)は、日本分光株式会社製のエリプソメーター「M-220」を用いて測定した。測定波長590nmにおける、厚み位相差の値を測定した。なおRthは、ポリイミドフィルムの面内の屈折率のうち最大のものをnx、最小のものをnyとし、厚み方向の屈折率をnzとし、フィルムの厚みをdとしたとき、下記式によって表されるものである。
  Rth=[{(nx+ny)/2}-nz]×d
(8)剥離力
 東洋精機株式会社製の引張試験機「ストログラフEII-L05」を用いてポリイミドフィルムとガラス界面との剥離力を測定した。試験片はサイズが10mm×100mmのガラス板上にポリイミドフィルムが製膜されているものを使用した。あらかじめ一方のフィルム端部を剥離した試験片を装置に水平に設置し、フィルム端部をチャックで挟み、剥離したフィルムとガラスが概ね90°となる角度で引張った際の応力を剥離力とした。なお、引張試験速度は50mm/minとした。
(9)ガラス転移温度(Tg)
 株式会社日立ハイテクサイエンス製の熱機械的分析装置「TMA/SS6100」を用いて、引張モードで試料サイズ2mm×20mm、荷重0.1N、昇温速度10℃/minの条件で、残留応力を取り除くのに十分な温度まで昇温して残留応力を取り除き、その後室温まで冷却した。その後、前記残留応力を取り除くための処理と同じ条件で試験片伸びの測定を行い、伸びの変曲点が見られたところをガラス転移温度として求めた。
(10)1%重量減少温度(Td 1%)
 1%重量減少温度は、約10mgの試料を対象とし、熱重量分析装置(セイコーインスツル株式会社製「TG/DTA6200」)を用いた。
 昇温速度10℃/分の条件下で、常温~450℃まで昇温した際に、100℃時の試料重量100重量%に対して、試料重量が1重量%減少する温度を測定することにより求めた。
 なお、空気雰囲気下では空気ガス流量50mL/分、窒素雰囲気下では窒素ガス流量100mL/分の条件下で、それぞれ昇温を行った。
(11)残留応力
 ケーエルエー・テンコール社製の残留応力測定装置「FLX-2320」を用いて、予め「反り量」を測定しておいた、厚み525μm±25μmの4インチシリコンウェハ上に、ポリイミドワニスあるいはポリアミド酸ワニスを、スピンコーターを用いて塗布し、プリベークした。その後、熱風乾燥器を用いて、窒素雰囲気下、350~400℃30分の加熱硬化処理を施し、硬化後膜厚8~15μmのポリイミドフィルムのついたシリコンウェハを作製した。このウェハの反り量を前述の残留応力測定装置を用いて測定し、シリコンウェハとポリイミドフィルムの間に生じた残留応力を評価した。
(12)耐薬品性1(PGMEA)
 ガラス板上に製膜したポリイミドフィルムに、室温で溶剤を滴下し、フィルム表面に変化がないかを確認した。なお、溶剤としては、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート(PGMEA)を使用した。
 耐溶剤性の評価基準は、以下の通りとした。
○:フィルム表面に変化がなかった。
△:フィルム表面にわずかにクラックが入った。
×:フィルム表面にクラックが入った、又はフィルム表面が溶解した。
(13)耐薬品性2(耐酸性)
 ガラス板上に製膜したポリイミドフィルムを40℃に温めた混酸(H3PO4(70質量%)+HNO3(10質量%)+CH3COOH(5質量%)+H2O(15質量%)の混合溶液)に4分間浸漬した後、水洗した。水洗後、水分をふき取り、ホットプレートにて240℃で50分加熱して、乾燥した。試験前後でbを測定し、その変化(Δb)を求めた。表には、試験後のb及びΔbを示す。なお、ここでのb測定は、ガラス板にポリイミドフィルムを製膜した状態(ガラス板+ポリイミドフィルムの状態)で行った。
(14)引張弾性率及び引張伸び率(引張破壊ひずみ)
 引張弾性率及び引張伸び率(引張破壊ひずみ)は、JIS K7161:2014及びJIS K7127:1999に準拠し、東洋精機株式会社製の引張試験機「ストログラフVG-1E」を用いて測定した。チャック間距離は50mm、試験片サイズは10mm×70mm、試験速度は20mm/minとした。
 実施例及び比較例にて使用したテトラカルボン酸成分及びジアミン成分、並びにその略号は以下の通りである。
<ジアミン>
3,3’-DDS:3,3’-ビス(アミノフェニル)スルホン(セイカ株式会社製;式(b-11)で表される化合物)
BAPS:ビス[4-(4-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(セイカ株式会社製;式(b-12)で表される化合物)
BAPS-M:ビス[4-(3-アミノフェノキシ)フェニル]スルホン(セイカ株式会社製;式(b-13)で表される化合物)
3,5-DABA:3,5-ジアミノ安息香酸(日本純良薬品株式会社製;式(b-2)で表される化合物)
X-22-9409:両末端アミノ変性シリコーンオイル「X-22-9409」(信越化学工業株式会社製;式(b-3)で表される化合物)
6FODA:4,4’-ジアミノ-2,2’-ビストリフルオロメチルジフェニルエーテル(ChinaTech Chemical (Tianjin) Co., Ltd.製;式(b-4)で表される化合物)
<テトラカルボン酸成分>
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(JXエネルギー株式会社製;式(a-1)で表される化合物)
HPMDA:1,2,4,5-シクロヘキサンテトラカルボン酸二無水物(三菱ガス化学株式会社製;式(a-2)で表される化合物)
<架橋剤>
1,3-PBO:1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼン(三國製薬工業株式会社製)
<その他>
GBL:γ-ブチロラクトン(三菱ケミカル株式会社製)
TEA:トリエチルアミン(関東化学株式会社製)
実施例1
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた300mLの5つ口丸底フラスコに、BAPS-Mを28.793g(0.066モル)、3,5-DABAを3.372g(0.022モル)とGBLを125.425g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、CpODAを35.026g(0.089モル)とGBLを35.026gとを一括で添加し、さらにイミド化触媒としてTEAを0.784g添加した。マントルヒーターで加熱し、約30分かけて反応系内温度を200℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を200℃に保持して4時間還流した。
 その後、固形分濃度が20質量%になるようGBLを添加して、反応系内温度を100℃まで冷却した後、約1時間撹拌して均一化した。続いて、得られたワニス100gに1,3-PBOを0.755g(3,5-DABA 1モル%に対して0.5モル%)投入し30分間撹拌して均一化しポリイミドワニスを得た。
 続いてガラス板およびシリコンウェハへ、得られたポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで120℃、15分間乾燥した。その後、大気下、熱風乾燥機中、260℃で60分加熱し溶媒を蒸発させ、厚み10μmのフィルムを得た。
実施例2
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた300mLの5つ口丸底フラスコに、6FODAを15.007g(0.045モル)、3,3’-DDSを5.564g(0.022モル)、3,5-DABAを6.791g(0.045モル)、X-22-9409を13.670g(0.011モル)とGBLを127.679g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、HPMDAを27.368g(0.122モル)とGBLを31.920gとを一括で添加し、さらにイミド化触媒としてTEAを0.730g添加した。マントルヒーターで加熱し、約30分かけて反応系内温度を200℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を200℃に保持して4時間還流した。
 その後、固形分濃度が20質量%になるようGBLを添加して、反応系内温度を100℃まで冷却した後、約1時間撹拌して均一化した。続いて、得られたワニス100gに1,3-PBOを1.492g(3,5-DABA 1モル%に対して0.5モル%)投入し30分間撹拌して均一化しポリイミドワニスを得た。
 続いてガラス板およびシリコンウェハへ、得られたポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで120℃、15分間乾燥した。その後、大気下、熱風乾燥機中、260℃で60分加熱し溶媒を蒸発させ、厚み10μmのフィルムを得た。
実施例3
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた300mLの5つ口丸底フラスコに、6FODAを13.853g(0.041モル)、BAPS-Mを8.921g(0.021モル)、3,5-DABAを6.269g(0.041モル)、X-22-9409を13.610g(0.011モル)とGBLを127.099g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、HPMDAを25.436g(0.113モル)とGBLを31.775gとを一括で添加し、さらにイミド化触媒としてTEAを0.678g添加した。マントルヒーターで加熱し、約30分かけて反応系内温度を200℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を200℃に保持して4時間還流した。
 その後、固形分濃度が20質量%になるようGBLを添加して、反応系内温度を100℃まで冷却した後、約1時間撹拌して均一化した。続いて、得られたワニス100gに1,3-PBOを1.384g(3,5-DABA 1モル%に対して0.5モル%)投入し30分間撹拌して均一化しポリイミドワニスを得た。
 続いてガラス板およびシリコンウェハへ、得られたポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで120℃、15分間乾燥した。その後、大気下、熱風乾燥機中、260℃で60分加熱し溶媒を蒸発させ、厚み10μmのフィルムを得た。
実施例4
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた300mLの5つ口丸底フラスコに、BAPSを14.512g(0.034モル)、3,3’-DDSを8.363g(0.034モル)、3,5-DABAを2.552g(0.017モル)、X-22-9409を6.616g(0.005モル)とGBLを125.448g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、CpODAを35.161g(0.089モル)とGBLを31.362gとを一括で添加し、さらにイミド化触媒としてTEAを0.619g添加した。マントルヒーターで加熱し、約30分かけて反応系内温度を200℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を200℃に保持して4時間還流した。
 その後、固形分濃度が20質量%になるようGBLを添加して、反応系内温度を100℃まで冷却した後、約1時間撹拌して均一化した。続いて、得られたワニス100gに1,3-PBOを0.571g(3,5-DABA 1モル%に対して0.5モル%)投入し30分間撹拌して均一化しポリイミドワニスを得た。
 続いてガラス板およびシリコンウェハへ、得られたポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで120℃、15分間乾燥した。その後、大気下、熱風乾燥機中、260℃で60分加熱し溶媒を蒸発させ、厚み10μmのフィルムを得た。
実施例5
 ステンレス製半月型撹拌翼、窒素導入管、冷却管を取り付けたディーンスターク、温度計、ガラス製エンドキャップを備えた300mLの5つ口丸底フラスコに、BAPSを17.235g(0.040モル)、BAPS-Mを17.252g(0.040モル)、3,5-DABAを3.031g(0.020モル)、X-22-9409を6.771g(0.005モル)とGBLを126.514g投入し、系内温度70℃、窒素雰囲気下、回転数200rpmで撹拌して溶液を得た。
 この溶液に、HPMDAを23.486g(0.105モル)とGBLを31.629gとを一括で添加し、さらにイミド化触媒としてTEAを0.731g添加した。マントルヒーターで加熱し、約30分かけて反応系内温度を200℃まで上げた。留去される成分を捕集し、回転数を粘度上昇に合わせて調整しつつ、反応系内温度を200℃に保持して4時間還流した。
 その後、固形分濃度が20質量%になるようGBLを添加して、反応系内温度を100℃まで冷却した後、約1時間撹拌して均一化した。続いて、得られたワニス100gに1,3-PBOを0.672g(3,5-DABA 1モル%に対して0.5モル%)投入し30分間撹拌して均一化しポリイミドワニスを得た。
 続いてガラス板およびシリコンウェハへ、得られたポリイミドワニスをスピンコートにより塗布し、ホットプレートで120℃、15分間乾燥した。その後、大気下、熱風乾燥機中、260℃で60分加熱し溶媒を蒸発させ、厚み10μmのフィルムを得た。
 得られたフィルムについて上記の評価を行った。結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000029
 表1に示すように、実施例1~5のポリイミドフィルムは、無色透明性及び光学的等方性が良好であり、基板からの剥離性にも優れるものであった。

Claims (11)

  1.  ポリイミド樹脂と、少なくとも2つのオキサゾリル基を有する架橋剤とを含むポリイミド樹脂組成物であって、
     前記ポリイミド樹脂が、テトラカルボン酸二無水物に由来する構成単位A及びジアミンに由来する構成単位Bを有するポリイミド樹脂であり、
     構成単位Bが、スルホニル基を構造中に有するジアミンに由来する構成単位(B-1)と、下記式(b-2)で表される化合物に由来する構成単位(B-2)とを含む、ポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001

    (式(b-2)中、Xは単結合、置換若しくは無置換のアルキレン基、カルボニル基、エーテル基、下記式(b-2-i)で表される基、又は下記式(b-2-ii)で表される基であり、pは0~2の整数であり、m1は0~4の整数であり、m2は0~4の整数である。ただし、pが0の場合、m1は1~4の整数である。)
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002

    (式(b-2-i)中、m3は0~5の整数であり;式(b-2-ii)中、m4は0~5の整数である。なお、m1+m2+m3+m4は1以上であり、pが2の場合、2つのX及び2つのm2~m4のそれぞれは独立して選択される。)
  2.  構成単位(B-2)が、下記式(b-21)で表される化合物に由来する構成単位(B-21)である、請求項1に記載のポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
  3.  構成単位(B-1)が、下記式(b-11)で表される化合物に由来する構成単位(B-11)、下記式(b-12)で表される化合物に由来する構成単位(B-12)、及び下記式(b-13)で表される化合物に由来する構成単位(B-13)からなる群から選ばれる少なくとも1つである、請求項1又は2に記載のポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
  4.  構成単位Aが、下記式(a-1)で表される化合物に由来する構成単位(A-1)、及び下記式(a-2)で表される化合物に由来する構成単位(A-2)からなる群から選ばれる少なくとも1つを含む、請求項1~3のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
  5.  構成単位Bが、下記式(b-3)で表される化合物に由来する構成単位(B-3)を更に含む、請求項1~4のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006

    (式(b-3)中、Z1及びZ2はそれぞれ独立に、酸素原子を含んでもよい2価の脂肪族基、又は2価の芳香族基を示し、R1及びR2はそれぞれ独立に1価の芳香族基又は1価の脂肪族基を示し、R3及びR4はそれぞれ独立に1価の脂肪族基を示し、R5及びR6は、それぞれ独立に1価の脂肪族基又は1価の芳香族基を示し、m及びnはそれぞれ独立に1以上の整数を示し、mとnとの和は2~1000の整数を示す。但し、R1及びR2の少なくとも一方は1価の芳香族基を示す。)
  6.  構成単位Bが、下記式(b-4)で表される化合物に由来する構成単位(B-4)を更に含む、請求項1~5のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
  7.  前記架橋剤が、少なくとも2つのオキサゾリル基が結合した芳香環又は芳香族複素環を含む化合物である、請求項1~6のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
  8.  前記架橋剤が、少なくとも2つのオキサゾリル基が結合したベンゼン環を含む化合物である、請求項1~7のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
  9.  前記架橋剤が、1,3-ビス(4,5-ジヒドロ-2-オキサゾリル)ベンゼンである、請求項1~8のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物。
  10.  請求項1~9のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物が有機溶媒に溶解してなるポリイミドワニス。
  11.  請求項1~9のいずれか1つに記載のポリイミド樹脂組成物中の前記ポリイミド樹脂が前記架橋剤により架橋されてなる、ポリイミドフィルム。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4108704A1 (en) * 2021-06-24 2022-12-28 Jeonju University Office of Industry-University Cooperation Polyimide copolymer and polyimide film using the same
WO2023167326A1 (ja) * 2022-03-03 2023-09-07 Ube株式会社 ディスプレイ基板用ポリイミド前駆体、ディスプレイ基板用ポリイミドフィルム、およびディスプレイ基板

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014148441A1 (ja) * 2013-03-18 2014-09-25 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂前駆体及びそれを含有する樹脂組成物、樹脂フィルム及びその製造方法、並びに、積層体及びその製造方法
WO2016158825A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 旭化成株式会社 ポリイミドフィルム、ポリイミドワニス、ポリイミドフィルムを用いた製品、及び、積層体
JP2016222797A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物
WO2019151336A1 (ja) * 2018-02-05 2019-08-08 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物及びポリイミドフィルム
WO2019188305A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0327093D0 (en) 2003-11-21 2003-12-24 Koninkl Philips Electronics Nv Active matrix displays and other electronic devices having plastic substrates
TWI354854B (en) 2008-09-15 2011-12-21 Ind Tech Res Inst Substrate structures applied in flexible electrica
US9437839B2 (en) 2014-06-19 2016-09-06 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Method for manufacturing electronic device and electronic device manufactured thereby
WO2019069723A1 (ja) * 2017-10-04 2019-04-11 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014148441A1 (ja) * 2013-03-18 2014-09-25 旭化成イーマテリアルズ株式会社 樹脂前駆体及びそれを含有する樹脂組成物、樹脂フィルム及びその製造方法、並びに、積層体及びその製造方法
WO2016158825A1 (ja) * 2015-03-31 2016-10-06 旭化成株式会社 ポリイミドフィルム、ポリイミドワニス、ポリイミドフィルムを用いた製品、及び、積層体
JP2016222797A (ja) * 2015-05-29 2016-12-28 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物
WO2019151336A1 (ja) * 2018-02-05 2019-08-08 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂組成物及びポリイミドフィルム
WO2019188305A1 (ja) * 2018-03-28 2019-10-03 三菱瓦斯化学株式会社 ポリイミド樹脂、ポリイミドワニス及びポリイミドフィルム

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
IMAI ET AL.: "Latest polyimide-basics and applications", 28 January 2002 (2002-01-28), pages 140 - 143 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP4108704A1 (en) * 2021-06-24 2022-12-28 Jeonju University Office of Industry-University Cooperation Polyimide copolymer and polyimide film using the same
WO2023167326A1 (ja) * 2022-03-03 2023-09-07 Ube株式会社 ディスプレイ基板用ポリイミド前駆体、ディスプレイ基板用ポリイミドフィルム、およびディスプレイ基板

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